基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)下《電力電子技術(shù)》“智慧課堂”的構(gòu)建

王紅　莫金海　馬維勇

摘 要：本文介紹我校電氣工程專業(yè)《電力電子技術(shù)》課程“智慧課堂”的構(gòu)建思路，以“微助教”為課程支持技術(shù)，以“整流電路”章節(jié)為試點(diǎn)內(nèi)容介紹“智慧課堂”的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。提出教學(xué)單元按照“三大板塊”的流程進(jìn)行開(kāi)展。通過(guò)“傳統(tǒng)課堂”與實(shí)施“智慧課堂”學(xué)生成績(jī)的對(duì)照，其優(yōu)秀率和優(yōu)良率明顯提高。該課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)也為其他高校相近課程“智慧課堂”的實(shí)施提供了一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：智慧課堂;教學(xué)模式;電力電子技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 《電力電子技術(shù)》的課堂教學(xué)現(xiàn)狀

《電力電子技術(shù)》是我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)課之一，主要培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)典型電力電子器件實(shí)現(xiàn)交《電力電子技術(shù)》直流電能的轉(zhuǎn)換與控制的能力，課程具有理論性強(qiáng)、實(shí)踐難度大的特點(diǎn)，模型難以建立，涉及高壓大電流，理論晦澀，波形復(fù)雜，由于課時(shí)不斷壓縮，為完成大綱計(jì)劃教師通常是滿堂灌，學(xué)生沒(méi)有時(shí)間獨(dú)立思考，個(gè)性化教學(xué)更是無(wú)法實(shí)施。隨著內(nèi)容的深入這種弊端日益突顯，有的學(xué)生甚至對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)失去耐心和興趣，學(xué)習(xí)效果不盡如人意。為此，隨著教育現(xiàn)代化的普及推廣，借助移動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”本文用智慧課堂開(kāi)展全新的教學(xué)模式，重在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，為學(xué)生的未來(lái)就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的電氣專業(yè)基本功[1]。

2 智慧課堂的特點(diǎn)及實(shí)施的重要性

智慧課堂是利用移動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的環(huán)境和眾多的信息技術(shù)平臺(tái)，是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與教室教學(xué)結(jié)合的一種新的教學(xué)模式。其具有豐富的教學(xué)形式和先進(jìn)的輔助教學(xué)軟件，通過(guò)構(gòu)建智能化、多元化的新型課堂，借助信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到課堂環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)的多角度數(shù)據(jù)，從而精確地掌握各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為學(xué)生提供形式多樣的多媒體資源，按照多元化與個(gè)性化要求推送電子教材和學(xué)習(xí)資料，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

教育部印發(fā)了“關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)”，明確提出全面深化課程改革，是貫徹黨的十八大精神的重大舉措，是提高國(guó)民素質(zhì)、建設(shè)人力資源強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略行動(dòng)。隨著落實(shí)課程改革各項(xiàng)工作任務(wù)的深入，課堂的復(fù)雜性，執(zhí)行的不確定性日益暴露出來(lái)。課堂之所以復(fù)雜，因?yàn)榻虒W(xué)系統(tǒng)的變化是由教學(xué)過(guò)程完成的，很多教師難以擺脫固定的教材和參考資料，每學(xué)期的課程都在重復(fù)復(fù)制相同的教案，但教學(xué)過(guò)程是師生共同完成的統(tǒng)一體，每次的教學(xué)課堂面對(duì)的學(xué)生的基礎(chǔ)，素質(zhì)，特長(zhǎng)都是不同的。《電力電子技術(shù)》作為電氣專業(yè)的重要核心課程，其教學(xué)必須適應(yīng)這一變化，打破傳統(tǒng)“黑板+多媒體”的模式，引入智慧課堂來(lái)開(kāi)展教學(xué)[2]。

3 《電力電子技術(shù)》智慧課堂建設(shè)的實(shí)施內(nèi)容

《電力電子技術(shù)》課程是電力學(xué)、電子學(xué)、控制理論三門(mén)學(xué)科的交叉學(xué)科，《電路分析》《模擬電子技術(shù)》《電機(jī)學(xué)》等是先修的基礎(chǔ)課程。受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，并且擴(kuò)招后的學(xué)生基礎(chǔ)素質(zhì)有所下降，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)很好地掌握課程知識(shí)難度是很大的。該門(mén)課程中實(shí)踐內(nèi)容較多，設(shè)備往往工作于強(qiáng)電大功率的環(huán)境，學(xué)生安全控電、操作的規(guī)范性和合理性是非常重要的。智慧課堂教學(xué)模式改革主要從教學(xué)方式、教學(xué)對(duì)象、教學(xué)效果三方面入手進(jìn)行構(gòu)建和應(yīng)用，借助微助教作為技術(shù)支持平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)動(dòng)畫(huà)、視頻資料的共享。在具體章節(jié)的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，每個(gè)教學(xué)單元按照“三大模塊”的流程進(jìn)行開(kāi)展。

（1）模塊一：課前準(zhǔn)備工作。包括授課章節(jié)教學(xué)目的、重難點(diǎn)的描述，理論知識(shí)點(diǎn)的梳理，教學(xué)方案設(shè)計(jì)，上傳授課視頻及資料，布置課前的學(xué)習(xí)任務(wù)及作業(yè)等內(nèi)容。

（2）模塊二：課上訓(xùn)練環(huán)節(jié)。包括課前知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)，課前學(xué)習(xí)任務(wù)的檢查與討論，知識(shí)點(diǎn)的延展，布置課后學(xué)習(xí)任務(wù)。師生在課上利用微助教進(jìn)行課堂互動(dòng)，面對(duì)面地傳授知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的記憶與理解。

（3）模塊三：課后評(píng)估鞏固。課下教師修改學(xué)生提交的課后作業(yè)，并進(jìn)行班級(jí)成果分享，教師根據(jù)微助教課前、課中階段及后臺(tái)生成的數(shù)據(jù)，總結(jié)學(xué)生對(duì)于授課內(nèi)容的掌握情況，繼而完善后期的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)安排。

4 《電力電子技術(shù)》智慧課堂建設(shè)的實(shí)施過(guò)程

本次試點(diǎn)對(duì)象為近180名電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生，采用的教材是“王兆安，劉進(jìn)軍，電力電子技術(shù)（第5版），機(jī)械工業(yè)出版社，2009年”。教學(xué)活動(dòng)借助第三章“整流電路”展開(kāi)，下面闡述智慧課堂的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)方案，分為三個(gè)階段。

（1）教學(xué)目標(biāo)的制定。結(jié)合教育部關(guān)于高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科教育教學(xué)的基本要求，參照該課程的教學(xué)大綱，以“單相整流電路”為例，把該內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下：①工程分析評(píng)判能力：掌握單相整流電路的基本知識(shí)與概念以及各參數(shù)計(jì)算方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和繪制波形圖能力;②工程設(shè)計(jì)能力：初步掌握單相變壓器、控制開(kāi)關(guān)、負(fù)載之間的組合連接與設(shè)計(jì)電路能力;③團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力：能處理好個(gè)體與團(tuán)隊(duì)的關(guān)系，完成小組內(nèi)信息共享及完成所承擔(dān)角色的任務(wù)。

（2）教學(xué)重難點(diǎn)的確定。在整體章節(jié)中，單相全控橋大電感負(fù)載、反電勢(shì)負(fù)載、三相全控橋大電感負(fù)載作為重點(diǎn)內(nèi)容，每種電路的工作原理、波形分析作為關(guān)鍵點(diǎn)，電路工作過(guò)程和參數(shù)計(jì)算作為難點(diǎn)。

（3）智慧課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)。以三相全控橋帶大電感反電勢(shì)負(fù)載為例，計(jì)劃教學(xué)活動(dòng)時(shí)間安排為課前2課時(shí)、課上環(huán)節(jié)2課時(shí)及課后鞏固2課時(shí)。①課前內(nèi)容：電路設(shè)計(jì)案例引導(dǎo)、布置課前思考題，如電路的工作原理，反電勢(shì)負(fù)載下電壓和電流的波形特點(diǎn)，電流連續(xù)的參數(shù)條件等。再者，通過(guò)微助教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料及視頻，包括整流電路課件、電動(dòng)機(jī)調(diào)速，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)的裝置圖片、動(dòng)畫(huà)等音視頻資料，電解及電鍍實(shí)際應(yīng)用的短視頻播放等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)材料、參考文獻(xiàn)的推送等，電腦與手機(jī)兩種形式都可選擇，時(shí)間和場(chǎng)所隨意多次播放與查看。結(jié)合微助教的后臺(tái)統(tǒng)計(jì)，教師可隨時(shí)了解學(xué)生的完成進(jìn)度和觀看頻次，統(tǒng)計(jì)學(xué)生的疑難點(diǎn)。②課中環(huán)節(jié)：老師隨堂抽查預(yù)習(xí)情況，分小組回答思考題、講授統(tǒng)計(jì)的疑難點(diǎn)，布置課后學(xué)習(xí)任務(wù)。首先，對(duì)課前理論知識(shí)進(jìn)行隨機(jī)點(diǎn)名測(cè)驗(yàn)，檢驗(yàn)教學(xué)知識(shí)的預(yù)習(xí)情況。并結(jié)合課前后臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行成績(jī)即時(shí)反饋，展示分享;將難懂的知識(shí)點(diǎn)著重講授并進(jìn)行交互問(wèn)答，有時(shí)間的話還可進(jìn)行趣味互動(dòng)。③課后：整理課堂數(shù)據(jù)、學(xué)生上傳作業(yè)、教師對(duì)上傳的作業(yè)直接進(jìn)行查閱與批改并評(píng)分，線上答疑交流等。對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)分析講解，盡可能地做到一對(duì)一的輔導(dǎo)模式。還可實(shí)施激勵(lì)措施，對(duì)完成情況有進(jìn)步的、較好的、優(yōu)秀的給予鼓勵(lì)，按照等級(jí)加分。消除了傳統(tǒng)課堂中師生們面對(duì)面交流的各種制約因素[3-5]。

5 傳統(tǒng)課堂與智慧課堂的成績(jī)對(duì)照

《電力電子技術(shù)》智慧課堂于2019—2020年第2學(xué)期開(kāi)始實(shí)施，通過(guò)線上“微助教”平臺(tái)對(duì)三個(gè)模塊各單元的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由課堂參與、過(guò)程完成情況、研究報(bào)告及期末考核構(gòu)成。智慧課堂加大了過(guò)程管理力度，由課堂參與、小組討論、課后預(yù)習(xí)、答疑、作業(yè)完成情況、實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)及期末考評(píng)等綜合因素得到學(xué)生的總評(píng)分?jǐn)?shù)。現(xiàn)將采用傳統(tǒng)課堂授課時(shí)本專業(yè)學(xué)生2018—2019年第2學(xué)期的《電力電子技術(shù)》課程成績(jī)通過(guò)率情況與之對(duì)比，如下圖所示，智慧課堂的“優(yōu)秀率”和“優(yōu)良率”明顯提高，“及格率”明顯下降，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期效果。

6 結(jié)語(yǔ)

基于移動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，傳統(tǒng)課堂已無(wú)法滿足師生的需求，本文通過(guò)《電力電子技術(shù)》智慧課堂教學(xué)模式改革的實(shí)施，以“整流電路”課程內(nèi)容作為試點(diǎn)介紹了具體的實(shí)施過(guò)程。在該過(guò)程中學(xué)生課堂參與度、小組討論的活躍度、學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯提高，教學(xué)視頻、圖片、課件、參考資料等資源共享性大大加強(qiáng)。通過(guò)與傳統(tǒng)教學(xué)效果對(duì)比可知學(xué)生的過(guò)程管理和成績(jī)管理已達(dá)到預(yù)期。本文的構(gòu)建模式良好地實(shí)現(xiàn)了師生交互，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信和熱情，增添了趣味性，提出了手機(jī)可作為高校課堂學(xué)習(xí)工具的思路，為其他專業(yè)課程智慧課堂的實(shí)施起到了一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張?jiān)略拢蹙?高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“以學(xué)生為中心”教育理念的應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化，2019，10（85），276-277.

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作者簡(jiǎn)介：王紅（1972— ），新疆奎屯人，桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教師，副教授，主要從事電力電子與電氣傳動(dòng)方向的教學(xué)科研工作。

*通訊作者：莫金海（1963— ），廣西桂平人，桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教師，教授級(jí)高工，主要從事電力電子與電氣傳動(dòng)方向的教學(xué)科研工作。