后疫情時期電力電子技術實驗開放式教學模式探索

王銀杰

（鹽城工學院 江蘇·鹽城 224051）

0 引言

2020年的特殊事件，徹底改變了長期以來高等學校的教育教學方式。在相應的學期中，全國各地各類學校大都開展了“停課不停學、停課不停教”的線上教學活動。探索線上線下教學融合的新模式，是后疫情時代學校教育教學改革的任務之一。電力電子技術實驗課程作為一門實踐性較強的專業基礎課程，在電氣與自動化類專業培養中具有重要的地位。本文針對目前傳統電力電子技術實驗教學方法的缺點，在原有教學方法的基礎上，依托高科技線上教學手段的優越性，采用了一種以能力培養為導向的線上線下相融合的新型教學方法，旨在克服傳統教學方法的弊端，增強學生獨立思考、獨立進行實驗操作與分析解決操作過程中問題的能力。

1 目前實驗教學中存在的問題

電力電子技術實驗教學的主要目的是通過實驗的操作過程，來理解與鞏固課堂中所學到的理論知識，并將其應用于實際應用中。提高學生理論聯系實際與獨立思考分析問題與解決問題的能力。電力電子技術實驗課程受限于場地、設備、課時及人數等多種因素，在傳統的講授方法中，存在相應的缺點與不足，具體總結有如下幾個方面：

（1）實驗室設備數量有限且部分實驗設備有故障，雖然對參與實驗的學生進行了人數的限制，但學生分組人數相對較多。往往會造成一個實驗臺有4～5名同學進行實驗，其中實際進行實驗操作的學生可能只有2～3人，不能保證所有同學有效參與實驗及正確的得到實驗數據，學生的參與度不高。同時，也存在部分同學渾水摸魚不積極參與小組實驗操作的情況。

（2）教學方式相對簡單枯燥，以認識性實驗居多，大多數實驗的基本流程為老師課前將基本要求與注意事項告知學生，并現場演示實驗的接線過程及實驗操作方法，這種教學模式會造成部分學生在實驗課前不會進行相關理論知識的預習，學生只會按教材及老師講解演示的方法進行接線，照葫蘆畫瓢的完成實驗。甚至部分同學只會按其他同學的接線方式來接線，往往導致同樣的錯誤扎堆出現的情況，長此以往大多數學生會降低對于實驗的興趣，機械的完成實驗內容及要求，缺乏獨立思考與創新設計能力。

（3）教師精力不夠，雖然將一個班級分成兩個批次來進行實驗，但每一批次大約會有15-18名學生同時來做實驗，由于受固定上課時間的限制，當同時出現過多問題或者實驗設備出現故障時，老師分身乏術，不能同時進行多個問題的解決，也沒有相應的配套資料來引導學生如何解決相應問題。會造成部分小組的實驗時間出現延后或推遲的現象。同時在固定有限的時間內，教師既要保證每組同學完成基本的實驗要求，又要進行故障與錯誤的排除。無充裕的時間來引導學生進行實驗創新與獨立思考。

（4）排課時間相對固定，學生課業負擔重。傳統的實驗課通常由4-8個實驗構成，每個實驗2課時。且大多在學期中后段進行，容易造成跟理論課相應內容脫節或遺忘的現象，無法有效達到理論聯系實際的情況。同時，學生在每學期后半段都需要進行各種課程實驗報告的抄寫，在學期中后期很容易造成各種材料與作業上交扎堆的現象，需抄寫內容過多。學生不能全身心投入到實驗操作的情況，甚至出現一個小組2-3人進行實驗操作，其他人在抄寫實驗報告的情況。

（5）考核相對局限性，目前的考核形式依舊采用傳統的考核方式，考勤、實驗操作及實驗報告相結合的形式。此考核過程中亦存在缺點與不足：主要是根據學生的實驗報告內容體現情況，以及現場實驗操作表現來進行最終成績的判定。現場實驗操作有時因為小組人數過多、實驗室設備好壞等因素影響很難對每一位同學做出客觀評價，往往是以一個小組為整體進行打分。同時，實驗報告的上交也會出現同學間相互借鑒參考的情況，大多數同學的實驗內容有雷同現象。不能有效根據每位同學的具體情況進行打分。

2 實驗教學模式的改革

本文結合線上教學模式，并以此為基礎，在原有實驗教學方法上進行了相應調整與改進，旨在提高學生的動手及理論結合實際獨立思考的能力，具體改革措施如下：

2.1 增加線上課程導讀及實驗準備

構建以雨課堂APP為基礎的網絡平臺，以學生智能手機或電腦終端為媒介，為學生提供實驗指導書、現場操作講解視頻等網絡學習資源，便于學生開展自主學習。同時通過線上平臺，教師也能進行發布課前預習作業、發起討論、進行答疑、批改實驗報告等活動，學生也能進行在線留言、報告遞交、資源分享等活動。每個實驗都會增加課前預習部分，提前一周發布下一個實驗視頻，包含實驗基本原理、實驗注意事項，針對電路接線與數據波形采集的簡單操作講解。并且針對該實驗課的重點和難點問題進行說明，要求學生在實驗課前完成對實驗的了解及完成所布置的預習要求。同時，課堂的考勤及實驗數據與波形的采集可直接在線提交完成，可有效了解學生實驗進度同時能省去實驗報告抄寫的環節，緩解學生的課業壓力，使學生能全身心投入到實驗的操作過程中。實際的實驗操作，則以實驗中DJDK-2型電力電子技術及電機控制實驗裝置為平臺進行，學生在實驗室相應試驗臺上進行相應的實驗操作，團隊分工協作并最終完成相應的實驗任務與要求，獲得相應實驗數據。

2.2 采用開放式實驗系統，增加實驗批次，減少實驗人數

將學校的開放式預約實驗系統加入到實驗課程的指導中，可打破原有固定的實驗時間進行實驗操作的局限性，提高實驗操作的靈活性與實時性。在基本的實驗教學安排計劃中，老師可以根據理論課程的進度在合適的時間點進行實驗操作的安排，學生需按指導老師指定的時間完成實驗的操作。同時，學生可以根據自己對理論知識的掌握程度，利用自己的空余時間在網上進行預約，指導老師確認同意后即可在預約時間內進行實驗的操作。在此基礎上，對實驗人數也進行了相應的限制。在增加實驗批次的基礎上，根據預習狀態適當縮減指導老師講授的時間，發揮學生自主分析與解決問題的能力。在實驗室中，教師不再是單純的講授者與指導者，而是實驗操作的組織管理與考核者。同時，每次實驗對每組實驗學生人數限制在2人，保證每組所有成員都可全程參與到實驗過程中，在實驗過程中還可進行現場提問和答疑，能有效激發學生的學習自主性和積極性。開放式實驗系統的刷卡制度保證了考勤的記錄，此外每個實驗室均安裝有網絡攝像頭，實驗室管理人員可以在值班室對各個實驗室進行有效監視，從而保證了實驗的安全性。

2.3 采用全方面的考核機制

針對課程的考核貫穿實驗的課前預習、課中操作及課后匯總全過程，在課前預習中發布相應視頻并設置相應思考問題，學生實驗進行前需先完成相應思考問題，并針對回答情況進行相應打分。實驗操作過程主要對學生的實驗接線、實驗操作及實驗波形與數據的準確度進行評判，考查學生對于電路結構的理解情況及獨立分析與解決問題的能力。課后主要檢查判定學生對于實驗數據與波形的整理匯總及實驗總結，同時在網絡教學平臺的討論區布置開放型的討論思考題，鼓勵學生積極參與。

同時，在實驗的最后針對每一名同學加入課程的考核環節，增加實踐創新性環節，每名同學單獨一個實驗臺，需要在規定時間內根據抽到的題目完成相應操作。題目多為創新型或擴展性題目，旨在考查學生的創新能力及獨立思考問題的能力。通過多階段的過程評價體系，可有效改變學生的懶散態度，提高學生的積極性及參與度。也避免了只依賴實驗報告評價的方式，加強了學生與學生之間，學生和老師之間的溝通，提高了學生的團隊分工與協作能力。

3 結束語

本文以2018級電氣工程學院相應專業系學生為研究對象。采用新的教學方法，通過對相應班級電力電子技術實驗課程的教學與總結分析，開放式的實驗教學模式比起傳統的教學模式，使學生參與實驗的積極性得到了明顯的提高，在促進學生自主學習與提高學生獨立分析問題方面亦有明顯的提升效果，學生實驗成績的評定更加科學合理，更有利于學生的自主學習及創新能力與獨立分析能力的培養。該模式在電力電子實驗教學中具有很好的效果。