2021-4-9 | 電子技術論文
合理安排教學內容,適當更新教學方法
在教學方法上,為了更好地提高教學質量,增強學生的學習興趣,一方面,采用了現代化的教學手段,充分利用多媒體教學形象、直觀、信息量大的優點,激發學生的學習興趣。例如在多媒體教學方面,除了普通的利用PPT進行教學以外,還制作了大量的Flash動畫,通過直觀、形象和交互性的演示,使得電力電子技術當中晦澀難懂的電路拓撲結構變換和波形變得簡單易懂。另一方面,注重與工程相結合,利用實際生活中的實例提出問題,進而吸引學生主動去思考問題,解決問題。如圖1所示,在介紹單相半波整流電路之前先將日常生活中應用非常廣泛的調光臺燈在課堂上演示給學生看,激發學生的興趣。接下來就進一步提出問題,為什么可以調光,怎么調光?以增強學生的求知欲望。然后再和學生一起學習相關知識,在講解過程中,始終緊扣相關問題,增加其對電力電子技術的理解。筆者認為,傳統教學給學生和教師有較大的自由發揮空間,在對一些基本公式推導和例題講解過程中,傳統教學仍然是基本手段。另一方便,在課程教學中適當利用各種多媒體手段來豐富教學;注重與工程實際相結合,以提高學生的學習興趣,增強學生的求知欲,可以收到較好的教學效果。
“虛實結合”的理論與實驗教學
目前幾乎所有學校對該課程的教學均采用課堂教學加驗證性實驗的教學模式。大部分院校都僅用掛件結構或實驗箱來完成實驗,幾乎所有的電路和系統都是封閉式的。這種常規的實驗過程,學生幾乎是在老師或實驗指導書的指導下機械式連線、讀取實驗數據,記錄實驗數據和波形,即使不了解電路的工作原理,只要在連線正確、實驗儀器完好的情況下也能完成實驗。但是,只要設備稍有問題或連線稍有問題,使實驗結果與理論分析不符甚至出現異常現象,學生就不假思索地詢問老師,而不能獨立分析解決問題[4]。為了彌補傳統教學方式的不足,提高學生分析問題、解決問題的能力,在傳統教學方式的基礎上,開展了“電力電子技術”的計算機仿真輔助教學[5]。雖然目前能夠進行電力電子仿真的專業軟件很多,如Mat-lab/Simulink、Pspice等,但它們都需要系統地學習之后才能夠靈活地應用,對于本科生來說,可能需要專門開設相關的課程才能夠應用。復雜的操作和編程使得大多數學生沒有興趣為了學習“電力電子技術”而去專門學習一款專業軟件,因此,這些軟件在電力電子教學中不但不能成為輔助的教學工具,反而會成為攔路虎。波形分析法是“電力電子技術”教學中解釋工作原理的傳統教學方法,教學中常常會花大量的時間畫電路和波形,而且波形繪制不是很精確,影響了教學進度和效果;同時在實際分析和運用中,由于電路類型多,晶閘管觸發控制角在一定范圍內變化時,波形變化多,學生在學習時往往感到波形復雜,難以理解,從而影響學習效果和學習興趣。而利用本實驗系統,學生只需進行簡單的參數設置,即可得到較為直觀的動態效果。
仍以上述調光燈用單相半波整流電路為例,學生只需選擇菜單中的單相半波整流電路實驗,即彈出實驗界面如圖3所示。在該實驗界面中可以進行相應的參數設置,也可采用默認值。設置完參數后點擊運行,稍等片刻,即可獲得如圖4所示的實驗結果。學生可以隨意更改參數,重復進行實驗,其它實驗與此過程類似。若設置的仿真參數超出正常范圍,軟件將會給出提示以鼓勵學生進行探索性學習。在實驗教學方面,提出了“8+8”的實驗教學模式,即8課時的電力電子仿真實驗加8課時的實際電路實驗。在此過程中,仿真實驗與實際電路實驗相對應。例如在進行三相橋式整流電路實驗時,先安排2個學時的仿真實驗,此過程中,學生要熟悉相關電路并對相關參數的設置以及相應的輸出波形進行分析。之后,安排2個學時的實際電路實驗,此時,由于學生具備了仿真實驗的基礎,對相關內容已經較為清楚,克服了傳統實驗教學中只會照貓畫虎的缺點,收到了較好的教學效果。綜上所述,“虛實結合”的理論與實驗教學將課本上枯燥的原理圖變為相應的仿真運行曲線。課本上大篇幅的過程描述與復雜的運行曲線用仿真波形表現出來,能夠變抽象為具體,變枯燥為生動,形象直觀地進行教學,有助于激發學生學習興趣,提高教學質量。
合理的考核方式
傳統采用閉卷考試的方式,對考核學生對知識的理解和記憶具有一定的效果,但是這種方式使學生為應付考試而學習,不利于激發學生的創造性和探索新知識的主動性。因此,探索合理的考核方式對提高學生學習積極性和主動性起著非常重要的作用。為此,采取了理論與實踐相結合,并能夠體現學生平時學習中表現出來的狀態的多元化的考核方式,以其能夠更加公平、真實地反應學生的學習水平。理論考核成績與實踐考核成績各占40%,平時成績占20%。理論考核重點考察學生對相關知識的理解和記憶能力。實踐考核既可以選擇仿真實驗也可以選擇實際電路實驗,以考察學生的創造性和動手能力。平時成績反應學生學習本門課程時所表現的狀態,包括探索新知識的主動性、查閱資料的廣泛性等。實踐證明,通過這種多元化的考核方式,能加強教學過程控制,提高教學質量。這樣一來,就能改變課程結束時“一考定成績”的做法,防止考前突擊的行為。學生反映良好,教學效果甚佳。
結語
“電力電子技術”作為一門基礎性和支撐性很強的技術,其廣泛的應用造就其重要的地位。不斷探討課程的改革以提高教學質量將是一項長期的工作。本文從理論教學內容與方法、實踐教學和考核方式三個方面對該門課程的教學改革進行的探討,以其為提高該門課程的教學質量做出一點貢獻。筆者將繼續轉變教育思想和觀念,不斷調整、更新教學內容,例如在教學過程中及時補充該學科的前沿知識,如矩陣式交一交變換器、電網諧波抑制技術和功率因數改善技術等內容,以增強對學生的吸引力[6-7]。同時,將不斷地改進教學方法,豐富教學手段,加強實踐訓練,充分發揮學生在學習中的主動性和創造性,以適應培養應用型本科人才的需要。(本文作者:邢紹邦 羅印升 朱成喜 單位:江蘇技術師范學院電氣信息工程學院)