基于線上線下混合式教學的“電力電子技術(shù)”教學實踐與研究

摘? 要：“電力電子技術(shù)”是電氣類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但是在教學中學生普遍存在著學習目標不明確、學時短造成的知識掌握欠缺以及理論和實踐脫離的三個主要問題。文章利用線上線下混合式教學的手段，以解決問題為目標導向，然后通過以項目式教學為基礎(chǔ)，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學的形式，完成課程的教學，并通過分層次項目式評價的方式對教學效果進行課程教學評價。經(jīng)過實際的課堂驗證，最終教學效果相較于傳統(tǒng)教學方式取得了顯著的成效。

關(guān)鍵詞：項目式教學；翻轉(zhuǎn)課堂；目標導向；線上線下混合式教學

中圖分類號：TP39；G434? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-4706（2023）05-0195-04

Teaching Practice and Research of “Power Electronics Technology” Based on Online and Offline Blending Learning

YAN Genglong

（Department of Wine Engineering Automation， Moutai Institute， Zunyi? 564507， China）

Abstract： “Power Electronics Technology” is an important professional basic course for electrical majors. However， there are three major problems in teaching for students of unclear learning objectives， lack of knowledge due to short class hours， and separation between theory and practice. This paper uses the online and offline blending learning method to solve problems as the goal orientation， and then completes the teaching of the course by using the form of flipped classroom teaching based on the project teaching， and evaluates the course teaching effect through the hierarchical project evaluation. Through the actual classroom verification， the final teaching effect has achieved remarkable results compared with the traditional teaching methods.

Keywords： project teaching; flipped classroom; goal oriented; online and offline blending learning

0? 引? 言

“電力電子技術(shù)”是電氣類專業(yè)和自動化專業(yè)大三學生一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，作為弱電控制強電的重要樞紐，給自動化專業(yè)大三學生提供了電能功率變換器必要的硬件基礎(chǔ)，并且被很多高校列為研究生初試和復試的專業(yè)考試課，是考研學生重要的一塊敲門磚[1]。

但是電力電子技術(shù)在很多高校的電氣類專業(yè)學習中存在著學習目標不明確、學時短造成的知識掌握欠缺以及理論和實踐脫離的三個主要問題[2]。

如圖1所示，本文針對“電力電子技術(shù)”這門電氣類專業(yè)基礎(chǔ)教學課程存在的問題，以項目式教學為基礎(chǔ)[3]，采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式[4]，以解決課程教學問題為目標導向[5，6]的教學范式改革進行了研究，并在課堂取到良好效果，目前存在的三大問題均得到明顯改善。

1? 問題剖析

1.1? 學習目標不明確

由于自動化作為一個實踐性很強的工科專業(yè)，每門專業(yè)課之間都有很強的邏輯關(guān)系，由于學生對未來專業(yè)課沒有提前的認知，導致學生學習目標不明確，對專業(yè)培養(yǎng)能力產(chǎn)生迷茫。

1.2? 學習時長短且掌握程度欠缺

“電力電子技術(shù)”作為專業(yè)課程只有48個課時，其中理論40學時，實驗8學時。僅靠上課時間很難保證學生從理論到實踐方面，對電能變換技術(shù)有很好程度的掌握，尋找一條可以通過很短的堂授時間保證學生接收專業(yè)知識的效率之路，是本項目的研究重點。

1.3? 理論和實踐實時整合的欠缺

在“電力電子技術(shù)”傳統(tǒng)的課堂中，理論教學雖然有配套的實驗課程，但理論知識學習與實驗課程驗證之間的時間差通常較長。若以周4學時的速度授課，學生平均每進行6學時的理論教學后，才會進入實驗室1次，即每3周進入實驗室1次。

由于進行實驗時，對應的理論知識已經(jīng)教授了超過1星期，因此大部分學生對課堂上學習的知識必然已經(jīng)遺忘了部分。如果實驗課上老師花時間進行復習，必然導致實際的實驗時間被壓縮，實驗課程的考察強度必然被削弱。如果教師不進行復習，直接開始實驗，那必然有部分學生無法有效回憶理論知識，導致實驗課程學習效果大打折扣。從而使學生很難短時間接受新概念的傳輸，導致課程中途喪失對專業(yè)的興趣，淪變?yōu)閷W生口中的“天書”。

2? 項目式線上線下混合式教學

針對“電力電子技術(shù)”專業(yè)課的學習目標不明確、學習時長短導致的掌握程度欠缺以及理論和實踐實時整合的欠缺三個問題，本項目決定通過以下三個途徑解決。

2.1? 項目式教學

針對學生學習目標不明確的問題，根據(jù)自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標，編纂電能變換技術(shù)的實際項目，并將“電力電子技術(shù)”的知識點逐個拆解整合為跟實踐緊密相關(guān)的項目，通過項目式教學來保證學生可以有目標性地對專業(yè)課知識逐級掌握，從而實現(xiàn)學生對未來專業(yè)能力和從事崗位工作有一個清晰的認識。

2.2? 線上線下混合式翻轉(zhuǎn)課堂

針對學習時長短導致的掌握程度欠缺，通過線上線下混合式翻轉(zhuǎn)課堂的形式，把課堂從教回歸到學，以項目式教學為基礎(chǔ)，通過堂前針對項目式問題的提前預習，到堂后根據(jù)教學網(wǎng)絡資源進行項目式完成情況的復現(xiàn)，培養(yǎng)學生終身學習的能力，和項目式的工程師思維。

2.3? 理論實驗混合式課堂教學

針對理論和實踐實時整合的欠缺，以項目式翻轉(zhuǎn)課堂為基礎(chǔ)，通過互聯(lián)網(wǎng)的形式，在堂前初步掌握學生通過仿真對項目的掌握程度；堂中采用理論實驗混合式課堂教學，根據(jù)學生學習情況實時評價項目情況，并通過仿真進行實時講解，學生帶上自己的筆記本可以實時完成項目式學習。

項目式教學是教師根據(jù)所教的課程精心設計一個或幾個選題[7]，準備開始下發(fā)任務，啟發(fā)學生思考，讓學生帶著目的去學，并且能學以致用，解決學生學習目標不明確的問題。通過介紹項目背景，提出任務目標，學生能夠了解所學學科在生產(chǎn)生活中的應用，通過問題的提出，引導學生思考解決問題的方法，并且發(fā)展學生的創(chuàng)新能力。

針對學生學習目標不明確的問題，根據(jù)電氣類專業(yè)的培養(yǎng)目標，編纂電能變換技術(shù)的實際項目，并將電力電子技術(shù)的知識點逐個拆解整合為跟實踐緊密相關(guān)的項目，通過項目式教學來保證學生可以有目標性地對專業(yè)課知識逐級掌握，從而讓學生對未來專業(yè)能力和從事崗位工作有一個清晰的認識。

項目式線上線下混合式教學，首先根據(jù)電力電子技術(shù)專業(yè)課的特性和內(nèi)容，將其分為5個模塊，如表1所示，并根據(jù)各模塊知識點要求內(nèi)容，結(jié)合線上線下混合式教學方式，聯(lián)系工程實際完成撰寫15個教學式項目的項目書，并在學習通上及時下發(fā)，完成課堂的堂前導入。

3? 翻轉(zhuǎn)課堂

針對學習時長短導致的掌握程度欠缺，如圖2所示，通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式，把課堂從教回歸到學，以項目式教學為基礎(chǔ)，通過堂前針對項目式問題的提前預習，到堂后根據(jù)教學網(wǎng)絡資源進行項目式完成情況的復現(xiàn)，培養(yǎng)學生終身學習的能力和項目式的工程師思維，并間接擴充了課堂容量，解決了學生課時少導致的知識點掌握欠缺的問題。

翻轉(zhuǎn)課堂最主要的是項目式考核和課堂容量的擴充部分，主要實施過程包含如下三步：

第一步，根據(jù)電力電子技術(shù)的五個教學模塊，進行5個課程評價項目的撰寫，每個模塊劃分為優(yōu)、良、中、差四個難度的項目，總計20個評價項目，通過分級項目的完成情況進行學生的課程學習評價，以此來加固學生對專業(yè)知識的掌握，強化學生做一名合格工程師的素養(yǎng)，培養(yǎng)學生終身學習的能力。

第二步，通過學習通和公眾號視頻的形式，上傳與20個項目的項目書相關(guān)的網(wǎng)絡資源，完成翻轉(zhuǎn)式課堂的課程容量拓展，并在后期根據(jù)學生的項目攻克難度，將解決辦法通過公眾號視頻的形式進行實時更新。

第三步，如圖3所示，在bilibili網(wǎng)站建設關(guān)于電力電子技術(shù)專業(yè)課程的視頻疑難解答模塊，并在學習通討論區(qū)，針對學生問題進行文字答疑。融合電力電子技術(shù)的教材，針對項目式教學的難點，進行精確分析。目前的網(wǎng)課中，幾乎沒有專門針對課后習題的解答視頻，因此通過在該模塊建設視頻，填補針對電力電子技術(shù)的難點疑難解答的空缺，節(jié)約原本用于習題解答的授課時間，從而實現(xiàn)了擴充課堂授課內(nèi)容的目的。

4? 授課和評價

4.1? 授課

通過堂前、堂中和堂后三個途徑進行闡述。

4.1.1? 課堂前

如圖4所示，通過學習通建立班級，發(fā)放堂授的項目書，讓學生可以通過堂前網(wǎng)絡資源的搜索和教材的預習對項目書的內(nèi)容有初步的想法，并產(chǎn)生自己的解決思路和難點疑問。并利用網(wǎng)絡形式掌握學生對項目書的初步了解情況和難點疑問，進行學情分析。

4.1.2? 課堂中

如圖5所示，通過雨課堂進行PPT實時共享，針對項目書的內(nèi)容進行針對性的講解，并且通過堂中的習題設置，實時檢測學生對知識的掌握程度，并結(jié)合學習通統(tǒng)計報告，實時了解堂前的問題，從而節(jié)約學生對未知問題的熟悉時間，并通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式把課堂的重點，從以前“教師的教”為主，回歸到“學生的學”為主。

4.1.3? 課堂后

如圖6所示，結(jié)合教材，在學習通上發(fā)送與項目結(jié)合的堂后練習題目，并通過學習通的成績統(tǒng)計報告，針對性地講解問題出現(xiàn)的“重災區(qū)”。通過上傳學習通的討論區(qū)，進行線上的統(tǒng)一問題解答。

4.2? 課程評價體系

線上線下混合式教學的課程評價如表2所示，平時成績10%，通過學習通布置項目式教學作業(yè)，進行評價留底，平時考勤僅作為扣分標準；課外研修占比10%，通過學習通下發(fā)，根據(jù)設計的5個模塊的分級任務完成情況進行評價，并最終匯總，平均分的結(jié)果作為平時成績的分數(shù)，為項目式實驗考核做好過程性前期評價；實驗成績占比30%，通過分級項目的考核結(jié)果，為項目過程進行中期評價，實驗堂上成績和堂下成績各占50%；最終期末考試成績50%，考試根據(jù)任務書對應的知識點，結(jié)合工程實際進行閉卷考試，試卷工程實際問題超過50%。

如圖7所示，通過匯總兩輪課程的考試成績，將傳統(tǒng)課堂的學習成績和線上線下混合式課堂對比分析，通過圖7可見，70分以下的同學明顯減少，高分同學比例明顯占比更高，證明線上線下混合式課堂取得良好的效果。

5? 結(jié)? 論

通過線上線下混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學的方式，通過項目式培養(yǎng)的模式，讓電類專業(yè)學生以一名工程師的角度掌握電力電子技術(shù)，不但培養(yǎng)了學生的工程思維能力，并且通過線上資源獲取和項目親身經(jīng)歷獲得了終身自主學習的意識，并為想考研究生的同學提供強有力的學科基礎(chǔ)。通過項目式的線上線下混合式翻轉(zhuǎn)課堂教學，獲得的具體效果分為以下三個方面：

第一個方面，學生學習目標明確。通過項目式教學方式的培養(yǎng)，自動化學生能夠掌握每門專業(yè)課之間的邏輯關(guān)系，明確自己的學習目標，對未來專業(yè)課有提前的認知，且明確未來的職業(yè)規(guī)劃和從事專業(yè)的工作內(nèi)容，為未來成為一名合格的工程師奠定良好的基礎(chǔ)。

第二個方面，課堂效率提升，養(yǎng)成終身學習習慣?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”作為專業(yè)課程只有48個課時，其中理論40學時，實驗8學時。通過翻轉(zhuǎn)式課堂提升堂授效率，通過項目式的培養(yǎng)，讓學生可以從多層次、多維度、多方面掌握專業(yè)課知識，并養(yǎng)成終身學習的能力和實際的工程師思維。通過多層次的項目式評價來豐富課程評價體系。

第三個方面，實時整合理論和實踐。通過堂授期間的實時仿真教學，讓學生能夠在學習理論知識的時候，能夠及時直觀地了解電能的表現(xiàn)形式和工程分析工具的使用，培養(yǎng)學生解決實際問題的工程能力。

總而言之，本文針對“電力電子技術(shù)”這門電氣類專業(yè)基礎(chǔ)教學課程存在的問題，以項目式教學為基礎(chǔ)，利用線上線下混合式教學的方式，采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，以解決課程教學問題為目標導向，對教學范式改革進行了研究，并在課堂上取得良好效果，為電氣類學科的未來教學起到很好的示范推廣作用。

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作者簡介：閆庚龍（1994—），男，漢族，山西河津人，講師，碩士研究生，研究方向：電力電子技術(shù)的研究和教學。

收稿日期：2022-10-25

基金項目：2021年貴州省高等學校教學內(nèi)容和課程體系改革項目（黔教函〔2021〕113號-2021355）；2020年第二批產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目（教高司函〔2021〕3號-202002144017）