概念圖教學策略在電力電子技術課程中的應用

張福軍，石建飛，汪東欣

(黑龍江八一農墾大學 信息技術學院，黑龍江 大慶 163319)

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概念圖教學策略在電力電子技術課程中的應用

張福軍，石建飛，汪東欣

(黑龍江八一農墾大學 信息技術學院，黑龍江 大慶 163319)

摘要：用概念圖來描述電力電子技術課程的主要內容及其內在聯系，對于課程知識的整合、概念的理解具有重要作用。概念圖教學策略在電力電子技術課程中的應用應結合學生知識儲備、學習習慣、課程內容，探索概念圖教學模式，能有效整合、梳理邏輯線索，濃縮知識結構，構建立體知識網絡，提升學生自學能力、思維能力和自我反思能力。

關鍵詞：概念圖；電力電子技術；教學模式；思維能力

電力電子技術是一門利用電力半導體開關器件對電能進行高效變換和控制的技術，它是橫跨電子、電力和控制三個領域的一門綜合學科，是電氣信息類專業的一門重要的專業基礎課。隨著電力電子技術的迅猛發展，雖教學內容越來越豐富，但電力電子技術課程的學時越來越少，傳統的教學模式已不適應新的教學要求。故將概念圖引入到電氣工程及其自動化專業電力電子技術課堂教學中，探索應用此種可視化知識呈現的方式改變傳統教學方式，從而提供一種新的工具與策略，以提升課程的教學效果[1]。

1概念圖教學的實際意義

概念圖的理論基礎主要有奧蘇貝爾的認知心理學和有意義學習理論，它是一種用圖表組織和表達知識的工具，通過其促成可視化的思維網絡，形成頭腦風暴，能夠輔助教師進行教學設計，改進教學模式，開闊學生的思路，增強學生對煩瑣知識的理解與記憶[2]。

1.1輔助教學

電力電子技術課程要求教師具有較強的抽象思維和邏輯思維的能力，所以在備課中，教師可以利用概念圖歸納整理自己的教學設計思路，將頭腦中的教學內容、理論、方法和過程以可視化的形式表現出來，相當于在虛擬的環境中完成了一次教學過程[3]。概念圖繪制的基本方法是：(1)列出概念；(2)對概念分層次；(3)根據概念的聯系畫連接線；(4)提煉概念間的關聯詞，寫在連線旁；(5)把說明概念的具體例子寫在概念旁。

經過一段學習后，學生對相應的概念有所了解，但對各概念間的關系有所遺忘，比如：四種單相可控整流電路之間的聯系與區別是什么?此時可利用概念圖對四單相可控整流電路已學知識進行整合，使學生能更好把握每個概念的意義，也能對各概念間的聯系有進一步的認識，圖1為單相可控整流電路的概念圖。

1.2輔助學生自主學習

電力電子技術課程在學習完電力電子器件的導通和關斷條件后，學生可以根據掌握的電路、模電相關知識后自主的學習新內容，學生通過繪制概念圖清晰地展現概念之間的關系，可以幫助學生理清新、舊知識間的關系，將多個零散的知識點集合在一起[4]。圖2為某位學生自主學習三相電壓型橋式逆變電路繪制的相關知識點的概念圖。

1.3輔助教學評價

傳統的教學評價常常只是考查學生的離散知識，而概念圖卻可以檢測學生的知識結構及對知識間相互關系的理解和認知能力，有效地評價學生創造性思維。通過學生繪制的概念圖，教師可以發現學生對教學內容掌握的情況，有助于判斷學生的水平和存在的問題，對后期教學工作具有重要意義[5]。

2概念圖在課程教學中的具體實施

2.1概念圖在課程教學中的實施步驟

概念圖支持的電力電子技術教學基本操作程序分為6步：教學準備、構思框架、精細繪制、成果展示、反思評價和建立檔案評價袋，如圖3所示。

圖3　概念圖教學基本操作程序

2.2概念圖在緒論課中的運用實例

在課程教學初期，學生常常會提出這樣的質疑：這門課都學什么、課程的整體結構怎樣、課程對學生知識和技能方面有什么樣的要求等問題，授課教師往往不能具體地用語言回答清楚。如果引入概念圖教學策略，在授課開始，采用備課時準備好的概念圖向學生介紹本專業的培養目標、技能要求和本門課程的關系，以及該課程的前導課和后續課，使學生了解該課程的性質、地位和作用。在緒論課程中讓學生適應這種教學模式的運用，強調知識點的脈絡，激發學生的主動性、創造性，讓他們在以后的授課過程中繪制出自己的課程概念圖，感受到成功的快樂[6]。對此，概念圖教學無疑是十分有效的手段，圖4為課程教學脈絡概念圖。

圖4　電力電子技術課程教學脈絡概念圖

2.3概念圖在實驗課中明了實驗設計

電力電子技術有很強的實踐性，實驗是培養理論聯系實際、動手能力、嚴謹的科學態度和科學研究方法的重要手段。在實驗教學中，為了避免學生按照實驗指導書“依葫蘆畫瓢”，教學通過概念圖讓學生明確實驗教學的目標、任務，以及各階段做什么、怎么做、達到什么標準，而不需要詳細地介紹到每個具體細節[7]。

實驗教學利用浙江天煌公司的“電力電子與自動控制系統”實驗臺，通過概念圖與思維導向圖相結合來引導學生一步一步明了實驗設計的思路，明確實驗操作過程，輸出波形的分析方法。這樣學生在實驗訓練中既動手又動腦，既能發現問題，又能在教師啟發指導下分析問題和解決問題，從而培養了學生的思維能力。

2.4概念圖教學成果分析

電力電子技術課程教學過程中任意選取了兩個班級分別作為實驗班和控制班開展教學研究。其中實驗班(電氣2012二班)47人，利用概念圖工具開展教學系統設計活動；控制班(電氣2012一班)48人，采用以教師講授為主的教學方式開展教學活動。

表1為兩個班期末考試成績各項數據的對比分析結果，從表中分析結果得出以下結論：第一，實驗班的最高與最低分都高于控制班；第二，從兩個班的得分平均值來看，實驗班明顯高于控制班；第三，從標準差可以看到，實驗班掌握知識水平較高，學習成效明顯，處于優良狀態，而控制班高分與低分分離度大，處于不穩定的學習狀態。

表1　實驗班與控制班期末考試成績統計分析結果

從以上分析結果得知，利用概念圖工具進行教學其教學效果是顯著的。

3總結

概念圖作為一種非常好的教學工具，對于知識的整合、概念的理解具有重要作用。電力電子技術作為電氣工程及其自動化專業一門基礎課程，是學生務必要學好的課程，為后續相關課程的學習打好基礎。要積極探索、精心設計貼近學生實際、適合他們學習的概念圖教學策略模式，并將此模式的創新理念和改革路徑推廣到更寬的高校工科其他專業的教學領域[8]。

[參考文獻]

[1] 朱莉.基于網絡平臺的高職數學概念圖教學模式探索[J].南通職業大學學報,2014,28(4):63-65.

[2] 謝亮,張進治，等.概念圖在工科大學物理教學中的應用[J].課程教育研究,2015(8):130.

[3] 李壯苗,龐書勤，等.概念圖教學策略在《健康評估》課程中的應用[J].廣西中醫藥大學學報,2015, 18(2):116-120.

[4] 余薇薇,蔣紅霞，等.基于信息技術的化學概念圖教學初探[J].化學教育,2011(2):49-51,66.

[5] 王宏霞,宋志堅.高職院校醫學護理專業概念圖教學模式的探索[J].黑龍江教育,2011,962(8):65-66.

[6] 張倩葦.概念圖及其在教學中的應用[J].課程與教學探索,2002(11):25-27.

[7] 張洪波.概念圖應用于課題教學的實踐研究[J].教學研究,2010(7):104-108.

[8] 孫立會.概念圖在《廣播電視概論》課程教學中的應用[J].白城師范學院學報,2010(6):78-81.

[責任編輯：金穎男]

作者簡介：張福軍(1980-)，男，黑龍江大慶人，副教授，從事智能控制、系統仿真、傳感器技術等的教學與科研工作。

基金項目：黑龍江省教育科學“十二五”規劃重點課題(GJB1215053)；黑龍江八一農墾大學校級教研課題(NDJY15B28)。

中圖分類號：G642.4

文獻標識碼：A

文章編號：2095-0063(2016)03-0111-03

收稿日期：2016-01-15

DOI 10.13356/j.cnki.jdnu.2095-0063.2016.03.030