電力電子技術課程線上教學方法探索與實踐

郭 瑋，宋海燕，段文杰

（1.山西農業大學 農業工程學院，山西 太谷 030801；2.旱作農業機械關鍵技術與裝備山西省重點實驗室，山西 太谷 030801）

電力電子技術課程是電氣工程及自動化專業、農業電氣化專業的一門重要的專業基礎課程，在該類學生的知識結構中占有不可缺少的重要地位。該課程的任務是使學生能掌握電力電子器件制造技術和變流技術，學會分析整流電路，斬波電路，交流電力控制電路，逆變電路；掌握PWM 控制技術的基本方法等，為進一步學習專業課以及畢業后從事專業工作打下必要的基礎[1]。學習該課程的班級有電氣工程及其自動化、農業電氣化兩個專業學生。

電力電子技術課程是以電路、模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎和電機學等課程為基礎，是弱電和強電之間的接口，專業性強，理論基礎要求高，又有很強的實踐性。而傳統的課程教學中，存在教學資源少、課程銜接不緊密、教學形式單一、調動學生積極性難等問題。針對該課程的特點，之前許多老師進行了關于電力電子教學模式改革的研究，馬雙寶、游長莉老師等人研究了基于OBE理念的電力電子技術課程教學改革[2]，基于OBE 理念的教學改革不僅可以激發學生的學習興趣，提高學生應用創新能力，而且能有效提升達成度。陳國平、秦彥軍等老師提出了以應用型本科人才培養為目標的電力電子技術教學改革與實踐[3]，使教學內容與工程應用緊密結合。鄒夢麗、李建軍等人提出了基于CDIO 工程教育理念的“電力電子技術”課程教學改革與實踐創新[4]，培養學生的工程意識和創新能力。

近年來中國大學MOOC 以其靈活的教學方法、豐富的學習資源而被許多課程所借鑒[5]。疫情期間，以學生為中心、結果為導向（OBE）、在線學習與線下課堂教學實質等效為目標[6]，制定了適合線上教學的教學模式——中國大學mooc+慕課堂+課堂派+微信群相結合的教學模式，對教學過程實施精細化管理，使教學工作順利開展并取得好的教學效果，為今后進一步開展線上線下混合教學模式提供參考。

1 中國大學MOOC+慕課堂管理+微信群

《電力電子技術》課程是一門相當重要的專業必修課，很多高校都開設有該課程。結合山西農業大學農業工程學院電氣工程及其自動化專業、農業電氣化專業的教學大綱，經過一系列篩選，反復斟酌，初步確定了浙江工業大學南余榮老師的《電力電子技術》課程和西安交通大學劉進軍老師的《電力電子技術》課程，考慮到劉進軍老師的《電力電子技術》是英語教學，最終選定南余榮老師的《電力電子技術》作為SPOC課程，劉進軍老師的課程作為課后參考。

選定課程后，提前熟悉中國大學慕課平臺的操作，反復研究演練，熟練掌握中國大學MOOC 軟件的操作流程。并進行備課，提前在大學MOOC 中發布教學內容，微信群同步通知學生下節課所講授內容并發布課程導圖，學生根據課程導圖提起預習異步SPOC 課程，將機械工業出版社的第四版電子版教材《電力電子技術》和PPT 提前一周下發給學生。圖1為發布教學內容。

圖1 教學內容發布Fig.1 The teaching content release

在慕課軟件創建并發布了教學內容后，采用慕課堂+微信的方式組織課堂教學。在微信慕課堂小程序里，創建課堂，然后在班級微信群里發布六位課堂碼，邀請同學進入課堂。在慕課堂的電腦端進行備課，根據所講內容，發布公告，設計練習，課堂討論，課堂問卷等。慕課堂創建備課界面，見圖2。

圖2 慕課堂創建備課Fig.2 The creating lesson preparation in class

開始上課提前5 min 通過慕課堂組織學生進行簽到，同步在微信群提前通知大家，同時在慕課堂發布課程內容提醒的公告，公告界面，見圖3。

圖3 慕課堂發布公告Fig.3 The classroom announcement

開始線上學習MOOC 內容，第一節有兩個課時的學習，每個小節10～15 min。視頻播放結束后，通過慕課堂小程序將提前出的思考題發布并引導學生進行討論。比如在講授緒論時，設計了這樣的討論：電力電子和信息電子有何區別；電力變換的種類有哪些，并舉例說明。課堂討論的同時進行隨機點名，從而達到督促學生學習的目的。通過慕課堂數據見圖4，可以看出學生回答問題很踴躍。

圖4 慕課堂數據Fig.4 The classroom data

在討論環節，電氣學生們充分發揮了善于思考的特點，當有學生提出問題的時候，其他學生也能踴躍的回答，體現較好的課堂互動效果。對于電力電子技術這門學習難度比較大、對學生基礎要求比較高的課程，以學生為主體，調動了學生的學習積極性。

2 課堂派直播+微信群輔助

在學習了慕課視頻的基礎上，又通過課堂派軟件直播的方式進一步強調重點、難點，“面對面”答疑[6]，從而加深學生對知識點的理解和掌握。課堂派直播，學生屏幕共享，聲音互動，增強了教學效果。提前在課堂上創建課程，邀請學生掃碼進入。提前發布直播課件，見圖5。

圖5 課堂派創建課程發布課件Fig.5 The creating course publishing courseware in classroom

通過課堂派直播，并輔以微信通知，進一步強調重點，教師直播，學生發彈幕，氣氛活躍，達到了良好的師生互動效果。為了避免學生走神，在直播中需要經常提問和互動，在課堂派中用彈幕、搶答、提問等課題互動，充分調動了學生的積極性，能使“教”與“學”更好地融合到一起。比如在緒論的講授中，通過課堂派直播重點強調電力電子和信息電子的區別，電力變換的種類及應用等。最后，通過慕課堂發布練習，鞏固了課堂學習效果。同時，微信群同步進行答疑。從下圖慕課堂簽到和統計的學習情況來看，異步SPOC+課堂派直播的方式，學生積極性高、學習勁頭大，充分發揮了學生的主體作用，課堂反饋效果如圖6所示。

圖6 課堂反饋效果Fig.6 The classroom feedback effect

3 結語

從學生的需求出發，以學生為中心，通過教學課件，異步SPOC 視頻等不斷豐富各類教學資源。異步SPOC+課堂派直播，既學習了同行的教學經驗和授課技巧，直播又突出強調了重點、難點，而慕課堂很好的組織了課堂教學內容，課堂派的直播互動，實現了與學生更好的互動交流，充分發揮了學生的學習積極性與主動性。線上教學的成功為后續建立電力電子技術翻轉課堂、線上線下混合教學模式提供參考。