电力电子技术课程的混合式教学模式应用_王玭.pdf

110 集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月Applications创新应用位对教学大纲进行调整，以教学大纲为提要对教学内容进行层次梳理，明晰重点内容找到重点章节与知识点。以现代电力电子技术工程应用案例为依托丰富线下课程知识，对章节学时进行重新分配，减少教师讲授学时，增加学生课外实践项目简介及小组总结汇报学时。最后对线上、线下教学方式和手段进行设计。教学模式改革中的章节学时变化如表1所示。线上教学。以学生为中心，将电力电子技术课程教学内容与工程应用结合起来，深掘线上教学资源。在线下进行线下讲授课程前，教师利用线上平台发布预习课件及习题，同时引入与授课内容相关的电力电子工程应用的文献或微视频内容。例如：在逆变电路章节内容线下授课前，通过线上教0 引言电力电子技术是我校自动化专业的专业必修课，是一门理论性和工程实践性很强的课程。课程内容主要是介绍电力电子器件的原理、特性参数和基本电力电子电路的原理、波形以及定量计算等，课内实验主要培养学生电力电子电路实验、调试和分析能力。电力电子技术理论课程主要采用传统教学模式，教师围绕教材内容讲授知识点可以灵活地控制节奏把握教学进度，但学生对这门课程的学习和理解就局限于教材，对电力电子技术工程实际应用缺乏认知，更难进行实践1。另外，电力电子技术主流教材仍以晶闸管作为核心对整流、交流交流变流电路进行介绍，占总体教学任务的1/31/2，而以晶闸管为开关器件的电力电子装置有功率因数低、谐波成分大的缺点2，主要应用于1990年代之前。现代电力电子技术的主导器件已经转变为具有开关频率高、驱动简单等优点的Power-MOSFET和IGBT。目前使用的课程教材主要内容无法满足培养贴合工程应用的创新型人才需求。1 混合式教学模式设计基于培养具有实践能力的工程应用型人才培养目标，通过线上线下混合式教学通过多元的教学途径，引入电力电子技术应用实践项目和网络资源到课堂中，满足不同学生个性化的学习需求，促进学生的自主学习与探索实践创新。教学内容。围绕电力电子技术课程的教学目标定基金项目：桂林信息科技学院教改项目（2020YYZ10）。作者简介：王玭，桂林信息科技学院；研究方向：电力电子技术。收稿日期：2022-12-09；修回日期：2022-12-22。摘要：阐述电力电子技术课程的线下教学和线上自主学习混合模式，包括课程内容更新、线上教学资源发掘与设计、课堂教学过程的驱动、线上线下教学整合，工程应用的实践能力提升措施。关键词：电力电子技术，混合教学，工程实践。中图分类号：TN0-4 文章编号：1674-2583(2023)01-0110-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.01.044文献引用格式：王玭.电力电子技术课程的混合式教学模式应用J.集成电路应用,2023,40(01):110-111.电力电子技术课程的混合式教学模式应用王玭（桂林信息科技学院，桂林 541004）Abstract This paper expounds blended mode of offline teaching and online independent learning of the power electronics technology course,including the update of the course content,the exploration and design of online teaching resources,the drive of classroom teaching process,integration of online and offline teaching,and practical ability improvement measures of engineering application.Index Terms power electronics technology,hybrid teaching,engineering practice.Application of Blended Teaching Mode in Power Electronics Technology CourseWANG Pin(Guilin Institute of Information Technology,Guilin 541004,China.）表1 电力电子技术课程改革前、后学时分配Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月 111学平台中发布“和谐号动车再生制动技术”“北京地铁五号线再生制动技术”的微视频及文献，布置线上预习任务从而引发学生思考逆变电路的作用、分类等问题。线上课前自主学习一方面使学生了解线下课堂教学内容的实际应用场景，另一方面使学生带着问题参与线下课堂教学，达到培养学生自主学习能力，加强师生互动交流，拓宽学生对电力电子技术及相关工程应用的认识。线下教学。以工程问题驱动课堂教学，利用线上平台的预习任务中的电力电子技术工程应用问题先让学生思考起来，避免学生被动式的接受课堂知识内容，提高学生探索电力电子技术的学习兴趣和积极性。在线上平台预习任务的基础上，结合电力电子电路实际的工作组成和原理设计线下课堂教学过程。如在逆变电路章节授课中，设计了以下问题调动学生思考推进课堂教学：（1）交流电力机车再生制动技术中逆变电路解决的是什么问题？预习微视频中是否有体现。（2）逆变电路中的电力电子器件如何发挥开关的功能，如何控制器件的导通与关断。（3）逆变电路的结构与工作状态与以前学习的知识中有没有相识之处。通过这类问题，引导学生通过问题构建学习模式，再结合教师的一些提示讲解与仿真验证，学生基本上对定性问题及相关知识有深入理解。引入课外实践项目。通过课外实践项目统合线上线下教学资源，探索“课外与工程应用再实践”的教学模式。根据不同章节知识内容以及学生对知识的掌握情况，引入文献调研汇报、课外仿真实践项目与课外综合实践项目至电力电子技术课程中，学生根据自己的兴趣自由分组选题，交流讨论共同解决问题，提升学生自主学习能力、协作能力和创新能力。对于电力电子器件和整流电路等章节，学生处于初步基础知识学习阶段，设置文献调研汇报任务。利用线上平台发布教师精选相关文献，在线下课堂中学生将调研结论制作成PPT进行汇报，通过小组内与小组外学生之间的交流，促使学生整合完善自身的理论知识。在实际应用中，逆变电路和交流-交流变流电路可以应用于中大功率变流范围。对于此部分章节设置依托电力电子工程应用的课外仿真实践项目，拓展学生的知识面，完善学生的电力电子技术知识体系。在学生理解相关变流电路理论的基础上，线下课堂中增加广州地铁一号线辅助电源系统、和谐号CH2动车组交流牵引系统简介，并将相关电路、文献以及Matlab讲义上传至线上平台，学生根据讲义自学Matlab Electric circuit simulation主电路搭建与波形仿真，教师可通过线上平台为学生提供指导，鼓励学生去图书馆、网络上查找文献资料，综合各方面知识完成课外仿真实践项目。通过了解学生对直流-直流变流电路和PWM控制技术等章节内容的学习情况，这一部分内容是学生最容易理解接触的可以应用于小功率转换器的电力电子变流电路。因此，针对此部分章节订制基于电力电子工程应用的课外综合实践项目，提升学生的工程实践与自主创新能力。在学生掌握相关基础理论和基本实验验证方法的基础上，通过线下课堂对于BUCK变换器电路设计要点和SPWM单相逆变电路实现方案等进行简要介绍，并将相关学习资料和网站资源以及设计任务要求分享给学生。教师通过线上平台分阶段与学生研讨主电路、触发电路的研究内容和技术路线，学生线下制作完成相应的电力电子电路实现任务要求，同时开放相应的实验室为学生提供线下答疑及测试的实验场地。2 课程考核方式以提高学生电力电子技术课程的学习质量和工程应用与创新能力为宗旨，打破传统由一张试卷成绩作为课程主要考核评价依据，关注学习过程性评价，充分调动学生的主动性和参与意愿。本课程的考核方式改革包含以下几点：（1）将平时成绩从原来占总成绩的20%提高为30%；（2）平时成绩在出勤率、随堂习题成绩、作业成绩基础上，将课外实践项目成绩纳入平时成绩考核范围，具体情况见表2。（3）期末考试试卷补充新的题型，增加电力电子新技术及工程应用分析类考题。3 结语课程依托于电力电子技术工程应用项目和现代教育技术的发展，将课程教学活动从传统线下课内授课扩展到课外线上自主学习，打破课堂教学的时空限制。通过更新紧跟技术应用发展的课程内容以及引入贴合工程应用的课外实践项目，拓展课程内容的广度和深度。本文所提出的线上线下和混合式教学模式改革经过了一轮的实践，学生的学习兴趣和动力普遍提高。学生通过参与课外实践项目将所学知识应用于实际工程问题的分析、信息获取及方案的设计与实施，增强了对课堂内容的获得感，实现工程应用实践能力的提高。参考文献1 马飞,李琦.以学生为中心的电力电子技术课程教学改革研究J.创新创业理论研究与实践,2022,5(11):18-20.2 丁广乾,张嵩,龚宇雷,陈芳,程新功,刘益青.电力电子技术以应用能力培养为核心的案例教学法研究J.教育教学论坛,2019(49):153-154.表2 课程平时成绩构成