面向卓越計劃的高電壓技術(shù)課程PBL教學模式研究

高金蘭　陶國彬　付光杰　任爽　劉超　許愛華　李宏玉

【摘 要】 由于高電壓技術(shù)課程內(nèi)容工程實踐性較強，傳統(tǒng)教學方法存在理論知識難懂，枯燥乏味，學生主動學習的積極性不高等問題，本文通過將PBL教學法引入高電壓技術(shù)課堂教學，以問題為主線，將課堂中抽象的概念轉(zhuǎn)換成問題的形式，引導學生主動思考，使學生由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W習，提高了學習的積極性，培養(yǎng)了學生的解決問題能力，有助于實現(xiàn)卓越工程師人才培養(yǎng)目標。

【關鍵詞】 卓越計劃；PBL教學；高電壓技術(shù)；教學改革

【Abstract】Due to the content of high voltage technology course has stronger engineering practicality， the traditional teaching methods existing that the theory knowledge is not easy understanding and boring， so the students learning activity is not high. This paper put PBL teaching method into the classroom teaching of high voltage technology， problems as the main line， the class abstract concept into the problems， guide the students to think actively， and from passive acceptance into autonomous learning， improve the learning enthusiasm， cultivate students' ability to solve problems， help to achieve excellent engineer personnel training objectives.

【Key Words】Excellent program； PBL teaching method； High voltage technology； Educational reform

【中圖分類號】 G643.2 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2016）25-0-02

引言：

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”旨在面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為建設創(chuàng)新型國家、實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定堅實的人力資源優(yōu)勢，增強我國的核心競爭力和綜合國力。2013年我院電氣工程及其自動化專業(yè)成為我?！白吭接媱潯痹圏c專業(yè)之一，“卓越計劃”的核心是創(chuàng)新能力，隨著“卓越計劃”在應用型本科院校的深入推廣，傳統(tǒng)教學模式只強調(diào)知識的灌輸，忽視對學生能力培養(yǎng)的弊端日益凸顯，不利于卓越工程師人才培養(yǎng)計劃的實施1。

PBL（基于問題的學習）教學模式是“以學生為主體、以問題為中心”，在教師的整體把握和指導下，強調(diào)學生的主動參與，其精髓在于發(fā)揮問題對學習過程的指導作用，調(diào)動學生學習的主動性和積極性。PBL教學模式是順應時代發(fā)展和教育改革潮流發(fā)展起來的一種注重理論和實際相結(jié)合的教學方法。通過PBL教學模式的展開，激發(fā)學生自主學習，培養(yǎng)學生具有批判性思維和創(chuàng)造性思維以及團結(jié)合作、解決實際問題的能力，使之成為具有創(chuàng)新能力和應用設計能力的跨世紀卓越工程師2。

一、卓越計劃下高電壓技術(shù)課程PBL教學的必要性

傳統(tǒng)的教學方法不僅易導致學生產(chǎn)生畏難厭學情緒，更違背了培養(yǎng)卓越工程師人才的目標。另外隨著高電壓技術(shù)日新月異的發(fā)展，相關儀器設備的更新?lián)Q代，迫切需要及時采取應對措施，更新教學內(nèi)容，改進教學方法，因此，在高電壓技術(shù)課程中應用PBL教學法十分必要。

1.高電壓技術(shù)PBL教學法符合卓越計劃的人才培養(yǎng)目標

從“卓越計劃”的目標和我院的人才培養(yǎng)目標來看，以高電壓技術(shù)為主的專業(yè)課教育應該得到重視，在該課程中采用PBL教學法能夠提高學生的思維能力和創(chuàng)新能力，每個參與者都需要積極發(fā)揮他們的創(chuàng)造力和主動性，學習隱含于問題背后的科學知識，并形成自主學習的能力，培養(yǎng)具有國際競爭力的人才，適應經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，實現(xiàn)卓越工程師人才培養(yǎng)目標。

2.高電壓技術(shù)PBL教學法能激發(fā)學生的學習興趣、增強學習動機

PBL教學法以問題為主線，將“高電壓技術(shù)”課的抽象概念與問題的提出、分析、解決相結(jié)合，從而使學生由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)樽灾鲗W習，這一方面符合學生的認知結(jié)構(gòu)3，另一方面也體現(xiàn)了以學生為主體，以教師為主導的先進教育理念，能起到最大限度調(diào)動學生學習興趣的作用。

3.高電壓技術(shù)PBL教學模式能夠培養(yǎng)學生的參與精神和團隊意識

在PBL教學模式下，學生以小組的形式積極參與到課堂討論、設計和評價中，他們對學習目標都有較為明確的認識，長期訓練之下學生必然能夠提高課程的參與感和認同感。學生也不再是孤軍奮戰(zhàn)，從而能培養(yǎng)他們的團隊合作意識，樹立他們學好高電壓技術(shù)課程的信心。

二、高電壓技術(shù)課程PBL教學法的實施過程

1.課前設置任務，構(gòu)建問題

PBL教學法的主要特征是以問題為核心，圍繞問題來開展的教學方法。因此要精心設計問題，問題設計要多角度、多方式、多層次，高電壓技術(shù)課程組的教師共同研究各課程的特點，凝練出一系列按照基礎、拓寬與創(chuàng)新的學習規(guī)律呈螺旋上升趨勢的“問題”，設置學習目標，在新章節(jié)開始，設計的問題具有普遍性，讓學生從解答問題中明白本章節(jié)所要講授的內(nèi)容；而后設計的問題要具有一定的難度梯度，讓學生從解決問題的過程中體會樂趣，從而達到激發(fā)學生學習積極性的目的。同時，教師將自己的科研課題成果、專業(yè)領域新知識、新技術(shù)融合到教學案例的設計中，以豐富學生的視野，達到最佳的學習效果。

2.課堂教學實施

首先在第一次課中將全班學生根據(jù)他們的興趣、愛好自由組合，以5人為一組共分成6組。要求學生以團隊合作的方式來完成課堂問題及課后作業(yè)，鼓勵自主探究，激發(fā)和支持學生的主動思維，使學生在探索研究過程中能充分地進行討論和交流。

每堂課開始都先由老師提出問題，再由各組學生解答問題，然后教師再對解答進行深入講解，引出本堂課的教學重點和難點，從而完成本堂課的教學目的。在授課過程中，教師通過講授原理和相關的實例，引導學生去思考和探究，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應的結(jié)論。以絕緣電阻的測量方法為例：首先，提出絕緣電阻的定義是什么？讓學生思考回答，由此引出講解測量電路的原理；其次，提出如何防止測量誤差問題，由學生總結(jié)解決問題的方法。再如：在講解電暈放電的限制措施時，首先提出什么是電暈？通過圖片向?qū)W生介紹特高壓輸電工程中的電暈放電現(xiàn)象。為了說明電暈放電的幾種限制措施，先給出場強和電壓的經(jīng)驗公式，然后引導學生按照對公式的理解說出相關的電暈放電限制措施，并分析哪些限制措施起主要作用。給出問題：高壓輸電線為什么采用分裂導線？并將該問題作為課后思考題，讓學生在課外自學完成，鍛煉學生自己解決問題的能力。在學生提交答案之后，教師再組織討論、作點評，使學生對知識的理解更加深入。

不僅如此，在一學期的學習當中，學生可以通過網(wǎng)絡查閱和本課程有關的最新學術(shù)動態(tài)和國內(nèi)外學術(shù)動態(tài)，開展3次以上專題講座。每次講座20分鐘，每個同學都可以發(fā)表演講，由學生來當教師，教師作為學生，每個“學生”都可以發(fā)出提問。經(jīng)過實踐證明，學生對老師介紹的學術(shù)動態(tài)都很感興趣，而且課下都積極的查閱資料，主動發(fā)表演講，受到了院系領導的一致表揚，改善了以往課堂教學枯燥、平庸的狀態(tài)，收到了良好的教學效果。

在該課程結(jié)束時安排一次到高壓戶外試驗變電站參觀實習，結(jié)合變電站的設備，將該課程的重點內(nèi)容逐一進行梳理和總結(jié)，給學生以系統(tǒng)的、直觀性的理解和認識，從高電壓的產(chǎn)生到試驗設備，從絕緣理論到絕緣測試技術(shù)，從電力系統(tǒng)到過電壓保護等等，理論聯(lián)系實際讓學生身臨其境、大開眼界。

3.課后自主學習

由于“高電壓技術(shù)”課程的學時少，內(nèi)容多且深，僅靠課堂授課往往講不深、講不精，因此建立了“高電壓技術(shù)”課程教學網(wǎng)站，包含了課程教學大綱、課堂教學PPT、作業(yè)點評、實驗指導書、課程設計指導書、交流答疑、主題討論、在線測試、問卷調(diào)查等欄目，充分利用網(wǎng)絡教學資源，進行在線學習，傳遞參考資料，為教師與學生、學生與學生之間的互動、交流搭建了良好的溝通平臺，提高了教學效率，增強了教學效果。

教師還可以充分利用學生感興趣的qq、微信、飛信、博客等這些網(wǎng)絡資源，和學生進行溝通，以激發(fā)學生學習的興趣。

4.期末考核評價

為推進PBL教學模式的進行，實現(xiàn)卓越工程師培養(yǎng)目標，必須改革傳統(tǒng)的期末考試考核方法，推行平時作業(yè)、期末試卷、實驗能力、小組討論表現(xiàn)、專題演講、設計報告等多種考核方式相結(jié)合的考核制度，并加大課堂小組討論表現(xiàn)的比重，對于學生的參與、交流、團隊合作精神等方面，按深入程度分別評定為較差、不及格、及格、良好、優(yōu)秀5個等級，形成教師對學生的考核條例。如：針對學生參與教學活動的態(tài)度，“偶爾參與，通常表現(xiàn)膚淺，看得出是興趣有限”為不及格；“對討論回答問題有一定貢獻，學習態(tài)度端正，有一定興趣”為合格；“經(jīng)常參與討論回答問題，對話題有較深理解，學習目的明確”為良好；“積極并富有建設性地參加討論并回答問題，理解深刻，興趣濃厚，熱情高”為優(yōu)秀4。因此，學生如果想在PBL教學中獲得優(yōu)秀，就必須要積極并富有建設性地參加討論并回答問題，熱情高；要有極好的交流技巧，能準確、清晰地解釋要點和觀點；具有優(yōu)秀的團隊精神。

三、反思

經(jīng)過教學實踐，作者發(fā)現(xiàn)PBL教學法在高電壓技術(shù)課堂上是切實可行的，也受到了學生的歡迎，同時也存在一些問題，值得我們反思。

1.PBL教學模式對教師要求更高

大多數(shù)老師都習慣以課堂講授為主，實踐能力相對較弱。而PBL教學過程中，教師應該既是一個學科專家又是一個指導家5。這對教師知識層次、專業(yè)水平和課堂管理能力都有更大的要求。因此，需要指定教學水平高、教學、科研經(jīng)驗豐富的老師作為該門課程的負責人，制訂科學合理的課程建設規(guī)劃與實施方案，有計劃有步驟地培養(yǎng)課程組教師的創(chuàng)新教育思想和教育教學理念。教師網(wǎng)絡交流或者到國內(nèi)成功實施PBL模式的高校進行實地考察，定期組織教學研討和教學經(jīng)驗交流，借鑒成功經(jīng)驗，及時更新和修正教學方法和教學手段，建設一支知識淵博、工程能力強、教學水平高、能夠勝任卓越工程師培養(yǎng)要求的教學團隊。

2.PBL教學模式對學生要求更高

PBL教學模式要求學生需要自我激勵、做獨立的研究、將新建構(gòu)的知識應用到復雜的問題解決之中，還要監(jiān)控和反思解決問題的過程。這對學生的學習能力和自主性提出了更高的要求。在教學實踐中作者發(fā)現(xiàn)，很多學生還是習慣于“接受式”的“被動”學習，因此，他們在查閱資料、小組討論、成果匯報等學習階段表現(xiàn)出對教師依賴性較強，在前期準備上的時間精力大大超過普通的課堂學習，與預期的教學效果和目標有一定差距。

四、結(jié)論

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是工程教育的新理念。本文通過PBL教學法在高電壓技術(shù)課堂教學的實施，學生的反映不錯，該方法不僅更新了教師的教育理念，創(chuàng)新了教學模式，同時將學生的學習方式由被動轉(zhuǎn)為主動，培養(yǎng)了學生的問題解決能力、知識獲取能力與團隊合作能力，有助于實現(xiàn)卓越工程師人才培養(yǎng)目標。但PBL教學法的實施過程與學生的積極配合密不可分，如何讓更多的學生積極主動地響應PBL教學法，直接關系到PBL教學法的實施效果。因此，教師需要不斷地提高自身的綜合素質(zhì)，充分發(fā)揮個人魅力，引導學生積極地參與高電壓技術(shù)課堂的PBL教學，從而使PBL教學法取得更好的教學效果。

參考文獻：

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[4]張允等，PBL教學法在“智能控制技術(shù)”課程教學中的應用，中國電力教育，2013年第34期.

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