后疫情時(shí)期電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)模式探索

王銀杰

（鹽城工學(xué)院 江蘇·鹽城 224051）

0 引言

2020年的特殊事件，徹底改變了長(zhǎng)期以來高等學(xué)校的教育教學(xué)方式。在相應(yīng)的學(xué)期中，全國各地各類學(xué)校大都開展了“停課不停學(xué)、停課不停教”的線上教學(xué)活動(dòng)。探索線上線下教學(xué)融合的新模式，是后疫情時(shí)代學(xué)校教育教學(xué)改革的任務(wù)之一。電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程作為一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在電氣與自動(dòng)化類專業(yè)培養(yǎng)中具有重要的地位。本文針對(duì)目前傳統(tǒng)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的缺點(diǎn)，在原有教學(xué)方法的基礎(chǔ)上，依托高科技線上教學(xué)手段的優(yōu)越性，采用了一種以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的線上線下相融合的新型教學(xué)方法，旨在克服傳統(tǒng)教學(xué)方法的弊端，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作與分析解決操作過程中問題的能力。

1 目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是通過實(shí)驗(yàn)的操作過程，來理解與鞏固課堂中所學(xué)到的理論知識(shí)，并將其應(yīng)用于實(shí)際應(yīng)用中。提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際與獨(dú)立思考分析問題與解決問題的能力。電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程受限于場(chǎng)地、設(shè)備、課時(shí)及人數(shù)等多種因素，在傳統(tǒng)的講授方法中，存在相應(yīng)的缺點(diǎn)與不足，具體總結(jié)有如下幾個(gè)方面：

（1）實(shí)驗(yàn)室設(shè)備數(shù)量有限且部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備有故障，雖然對(duì)參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生進(jìn)行了人數(shù)的限制，但學(xué)生分組人數(shù)相對(duì)較多。往往會(huì)造成一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)有4～5名同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)生可能只有2～3人，不能保證所有同學(xué)有效參與實(shí)驗(yàn)及正確的得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生的參與度不高。同時(shí)，也存在部分同學(xué)渾水摸魚不積極參與小組實(shí)驗(yàn)操作的情況。

（2）教學(xué)方式相對(duì)簡(jiǎn)單枯燥，以認(rèn)識(shí)性實(shí)驗(yàn)居多，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)的基本流程為老師課前將基本要求與注意事項(xiàng)告知學(xué)生，并現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)的接線過程及實(shí)驗(yàn)操作方法，這種教學(xué)模式會(huì)造成部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前不會(huì)進(jìn)行相關(guān)理論知識(shí)的預(yù)習(xí)，學(xué)生只會(huì)按教材及老師講解演示的方法進(jìn)行接線，照葫蘆畫瓢的完成實(shí)驗(yàn)。甚至部分同學(xué)只會(huì)按其他同學(xué)的接線方式來接線，往往導(dǎo)致同樣的錯(cuò)誤扎堆出現(xiàn)的情況，長(zhǎng)此以往大多數(shù)學(xué)生會(huì)降低對(duì)于實(shí)驗(yàn)的興趣，機(jī)械的完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求，缺乏獨(dú)立思考與創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

（3）教師精力不夠，雖然將一個(gè)班級(jí)分成兩個(gè)批次來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但每一批次大約會(huì)有15-18名學(xué)生同時(shí)來做實(shí)驗(yàn)，由于受固定上課時(shí)間的限制，當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)過多問題或者實(shí)驗(yàn)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，老師分身乏術(shù)，不能同時(shí)進(jìn)行多個(gè)問題的解決，也沒有相應(yīng)的配套資料來引導(dǎo)學(xué)生如何解決相應(yīng)問題。會(huì)造成部分小組的實(shí)驗(yàn)時(shí)間出現(xiàn)延后或推遲的現(xiàn)象。同時(shí)在固定有限的時(shí)間內(nèi)，教師既要保證每組同學(xué)完成基本的實(shí)驗(yàn)要求，又要進(jìn)行故障與錯(cuò)誤的排除。無充裕的時(shí)間來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與獨(dú)立思考。

（4）排課時(shí)間相對(duì)固定，學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)重。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課通常由4-8個(gè)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，每個(gè)實(shí)驗(yàn)2課時(shí)。且大多在學(xué)期中后段進(jìn)行，容易造成跟理論課相應(yīng)內(nèi)容脫節(jié)或遺忘的現(xiàn)象，無法有效達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的情況。同時(shí)，學(xué)生在每學(xué)期后半段都需要進(jìn)行各種課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告的抄寫，在學(xué)期中后期很容易造成各種材料與作業(yè)上交扎堆的現(xiàn)象，需抄寫內(nèi)容過多。學(xué)生不能全身心投入到實(shí)驗(yàn)操作的情況，甚至出現(xiàn)一個(gè)小組2-3人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，其他人在抄寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況。

（5）考核相對(duì)局限性，目前的考核形式依舊采用傳統(tǒng)的考核方式，考勤、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告相結(jié)合的形式。此考核過程中亦存在缺點(diǎn)與不足：主要是根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容體現(xiàn)情況，以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)操作表現(xiàn)來進(jìn)行最終成績(jī)的判定?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)操作有時(shí)因?yàn)樾〗M人數(shù)過多、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備好壞等因素影響很難對(duì)每一位同學(xué)做出客觀評(píng)價(jià)，往往是以一個(gè)小組為整體進(jìn)行打分。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的上交也會(huì)出現(xiàn)同學(xué)間相互借鑒參考的情況，大多數(shù)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有雷同現(xiàn)象。不能有效根據(jù)每位同學(xué)的具體情況進(jìn)行打分。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革

本文結(jié)合線上教學(xué)模式，并以此為基礎(chǔ)，在原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整與改進(jìn)，旨在提高學(xué)生的動(dòng)手及理論結(jié)合實(shí)際獨(dú)立思考的能力，具體改革措施如下：

2.1 增加線上課程導(dǎo)讀及實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

構(gòu)建以雨課堂APP為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以學(xué)生智能手機(jī)或電腦終端為媒介，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、現(xiàn)場(chǎng)操作講解視頻等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，便于學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)。同時(shí)通過線上平臺(tái)，教師也能進(jìn)行發(fā)布課前預(yù)習(xí)作業(yè)、發(fā)起討論、進(jìn)行答疑、批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告等活動(dòng)，學(xué)生也能進(jìn)行在線留言、報(bào)告遞交、資源分享等活動(dòng)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都會(huì)增加課前預(yù)習(xí)部分，提前一周發(fā)布下一個(gè)實(shí)驗(yàn)視頻，包含實(shí)驗(yàn)基本原理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，針對(duì)電路接線與數(shù)據(jù)波形采集的簡(jiǎn)單操作講解。并且針對(duì)該實(shí)驗(yàn)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題進(jìn)行說明，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前完成對(duì)實(shí)驗(yàn)的了解及完成所布置的預(yù)習(xí)要求。同時(shí)，課堂的考勤及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與波形的采集可直接在線提交完成，可有效了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)度同時(shí)能省去實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄寫的環(huán)節(jié)，緩解學(xué)生的課業(yè)壓力，使學(xué)生能全身心投入到實(shí)驗(yàn)的操作過程中。實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，則以實(shí)驗(yàn)中DJDK-2型電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置為平臺(tái)進(jìn)行，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室相應(yīng)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作并最終完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)與要求，獲得相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.2 采用開放式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，增加實(shí)驗(yàn)批次，減少實(shí)驗(yàn)人數(shù)

將學(xué)校的開放式預(yù)約實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)加入到實(shí)驗(yàn)課程的指導(dǎo)中，可打破原有固定的實(shí)驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的局限性，提高實(shí)驗(yàn)操作的靈活性與實(shí)時(shí)性。在基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排計(jì)劃中，老師可以根據(jù)理論課程的進(jìn)度在合適的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的安排，學(xué)生需按指導(dǎo)老師指定的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)的操作。同時(shí)，學(xué)生可以根據(jù)自己對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，利用自己的空余時(shí)間在網(wǎng)上進(jìn)行預(yù)約，指導(dǎo)老師確認(rèn)同意后即可在預(yù)約時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作。在此基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)人數(shù)也進(jìn)行了相應(yīng)的限制。在增加實(shí)驗(yàn)批次的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)習(xí)狀態(tài)適當(dāng)縮減指導(dǎo)老師講授的時(shí)間，發(fā)揮學(xué)生自主分析與解決問題的能力。在實(shí)驗(yàn)室中，教師不再是單純的講授者與指導(dǎo)者，而是實(shí)驗(yàn)操作的組織管理與考核者。同時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)對(duì)每組實(shí)驗(yàn)學(xué)生人數(shù)限制在2人，保證每組所有成員都可全程參與到實(shí)驗(yàn)過程中，在實(shí)驗(yàn)過程中還可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)提問和答疑，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和積極性。開放式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的刷卡制度保證了考勤的記錄，此外每個(gè)實(shí)驗(yàn)室均安裝有網(wǎng)絡(luò)攝像頭，實(shí)驗(yàn)室管理人員可以在值班室對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有效監(jiān)視，從而保證了實(shí)驗(yàn)的安全性。

2.3 采用全方面的考核機(jī)制

針對(duì)課程的考核貫穿實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)、課中操作及課后匯總?cè)^程，在課前預(yù)習(xí)中發(fā)布相應(yīng)視頻并設(shè)置相應(yīng)思考問題，學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前需先完成相應(yīng)思考問題，并針對(duì)回答情況進(jìn)行相應(yīng)打分。實(shí)驗(yàn)操作過程主要對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)接線、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)波形與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)判，考查學(xué)生對(duì)于電路結(jié)構(gòu)的理解情況及獨(dú)立分析與解決問題的能力。課后主要檢查判定學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與波形的整理匯總及實(shí)驗(yàn)總結(jié)，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的討論區(qū)布置開放型的討論思考題，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。

同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的最后針對(duì)每一名同學(xué)加入課程的考核環(huán)節(jié)，增加實(shí)踐創(chuàng)新性環(huán)節(jié)，每名同學(xué)單獨(dú)一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)根據(jù)抽到的題目完成相應(yīng)操作。題目多為創(chuàng)新型或擴(kuò)展性題目，旨在考查學(xué)生的創(chuàng)新能力及獨(dú)立思考問題的能力。通過多階段的過程評(píng)價(jià)體系，可有效改變學(xué)生的懶散態(tài)度，提高學(xué)生的積極性及參與度。也避免了只依賴實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)的方式，加強(qiáng)了學(xué)生與學(xué)生之間，學(xué)生和老師之間的溝通，提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)分工與協(xié)作能力。

3 結(jié)束語

本文以2018級(jí)電氣工程學(xué)院相應(yīng)專業(yè)系學(xué)生為研究對(duì)象。采用新的教學(xué)方法，通過對(duì)相應(yīng)班級(jí)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)與總結(jié)分析，開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式比起傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性得到了明顯的提高，在促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與提高學(xué)生獨(dú)立分析問題方面亦有明顯的提升效果，學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定更加科學(xué)合理，更有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力與獨(dú)立分析能力的培養(yǎng)。該模式在電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有很好的效果。