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电力电子技术课程教学探究

摘要:随着信息技术的不断发展,信息化教学手段的应用越来越广泛。微课作为信息化教学的重要工具而越来越多地应用于课程教学,文章结合“电力电子技术”课程的特点及教学现状,指出了在该门课程中开展微课教学的必要性,并举例说明了“电力电子技术”微课教学的应用情形,最后总结了“电力电子技术”课程微课应用的特点。

关键词:电力电子技术;微课;课程教学

随着信息化教学的不断发展,教学模式与学习模式呈现信息化、多样化、移动化的态势,出现了微课、“慕课”等新教学手段,也出现了翻转课堂、探究式教学等新的教学模式。微课在教学中得到了广泛应用,但在专业课教学,尤其是在电子类教学中的应用还不够广泛,还需要不断探索。

一、微课在“电力电子技术”课程教学中的典型应用

微课是指基于教学设计思想,采用多媒体技术在五分钟以内就一个知识点进行针对性讲解、模拟一对一教学情景的一段视、音频。这些知识点,可以是教材解读、题型精讲、考点归纳;也可以是方法传授、教学经验等技能方面的知识讲解和展示。其特点是“小而精”。“电力电子技术”课程作为电气工程类专业的专业课,具有电路拓扑结构多、波形分析复杂、应用性强等特点,导致学生对传统模式的教学没有积极性,教学效果也不尽人意,改变教学方法手段迫在眉睫。现在的学生大多是“00”后,他们喜欢接受新事物、喜欢观看微视频、习惯碎片式的信息传播方式。如果结合课程特点,引入一些多媒体资源,会大大改善教学现状。为此,“电力电子技术”课程尝试了采用微课嵌入课堂的教学方式,挖掘、组织、制作优质的微课资源,丰富教学手段,改变教学模式,进而提高教学效果。1.微课在课程导入中的作用。课堂导入具有安定学生情绪,吸引学生注意,激发学生兴趣的作用。教师应结合课堂的需要,结合学生已有的知识基础和新知识所需的衔接知识点合理设计课程导入的内容,为后续的讲解做好铺垫。以单相半波可控整流电路(大电感负载)为例,该电路是“电力电子技术”在整流技术方面简单又典型的应用。本节课的导入需要5分钟,内容是回忆电感的特性。电感是一个非线性元件,其电能和磁场能转换的过程复杂,如果以照本宣科的形式帮学生复习,很难达到课程导入安定学生情绪、吸引学生注意力的目的。电感特性又是一个独立的知识点,其具有非线性的特点,重点强调电感储能的动态过程,动态过程用动画表现会很直接有趣,因此,这个环节非常适合通过微课来呈现。为此制作了电感特性的微课,通过微课学生能够快速的回忆起电感负载的特性,达到导入的目的。上述导入内容,如果制作成微课,也可以在课前让学生自行预习,明确学生的学习任务,实现翻转课堂。2.微课在课程重难点上的应用。课堂教学要完成教学目标,就需要解决好“突出重点”和“突出难点”这两个常规问题,这就需要老师在讲课时必须做到:突出重点,讲清难点,帮助学生理清头绪,从而达到教学目标。“电力电子技术”课程中,抽象、枯燥、动态变化等类型的内容比较多,适宜采用典型例题引导学生探究规律,或者是采用动画、微视频等方式提高授课效果。以单相半波可控整流电路(大电感负载)为例,本节课的重点是电路图的结构、工作原理及参数分析,难点是其工作原理。工作原理主要是分析负载两端电压、电流的变化,因其是内部动态的变化,不易观察和理解。利用微课多媒体可视化的教学特点,可以将电表的数值变化与波形的变化同步在一起,制作成微课,应用于课堂教学。借助此微课,教师可以灵活开展教学。如教师先将学生分组,播放微课,提示学生从波形的正半周和负半周的负载电压、电流变化曲线观察,进行小组讨论,找出与纯电阻性负载波形相似处和不同点,并试着分析原因,教师归纳学生的讨论结果,再系统性讲解其工作原理和参数的计算。该重点借助微课来完成,实现了小组讨论,提高学生的参与度,发挥学生的主动性,师生共同协作,改善了课堂气氛,明显增强了教学效果。3.微课在实训操作中的应用。职业学校的人才培养模式一般为工学结合,实训内容的比例很高。通过实训能够加深学生对概念和规律的理解,符合“感性—理性—实践—理论—实践”的认知规律。在实训的过程中,职业素养、安全意识的培养也很重要。“电力电子技术”课程的实验比较多,接线复杂,又涉及三相电源,电压等级高,安全非常重要。因此,必须要求学生熟知操作规范和步骤,而教师在实验前常规实验内容的讲解和安全教育是不够的,但迫于学时的要求,也只能在做实验时反复和学生强调安全,示范操作,导致学生真正动手操作的时间不足,实验效果不理想。因此,将实验的安全要求、操作示范等内容制作成为微课,可以在实验前发布给学生,让学生反复观看,加深印象,提高实验效果,从而达到学生职业素养培养的要求。4.微课在习题和拓展方面的应用。“电力电子技术”课程的习题涉及公式多,计算难,电路复杂,教师可以设计好少而精的习题并制作好微课,详细、清晰地介绍解题过程,方便学生反复观看,益于巩固本节课的知识。“电力电子技术”是电力变换的主要技术,应用领域很广,如风力发电、柔性直流输电、航天器、轨道交通等方面,让学生及时了解课程的应用领域,有助于激发学生的兴趣,但因学时的限制,不可能面面俱到。这时,教师可以将各个领域的应用制作成微课,作为拓展学习的素材,发布给学生,让学有余力的学生观看,扩展学生的视野。

二、“电力电子技术”课程教学微课应用的特点

1.教学内容的实用性。该课程的定位是城市轨道交通供电专业基础课程,为后续轨道车辆牵引与传动技术打下基础,因此要求学生通过该课程的学习,熟练掌握“电力电子技术”在整理、逆变、斩波、变频等四个方面的原理和应用。将微课作为辅助的学习资源,应该针对不同基础的学习者提供不同梯度的微课,从学生实际需要出发,普及性微课要有,更要制作不宜理解、有认知障碍或者重、难点内容的微课,便于学生更好完成专业课的学习。2.知识点的相对独立性。微课强调“小而精”,内容不宜过多,最好能体现教学过程的完整性,“电力电子技术”课程知识点多,前后关联不是很密切,比较适合把知识点再进行分解,制作成微课,但在制作过程中也要注意避免庞而杂,面面俱到。因此要选取适合的知识点是制作微课的关键。3.教学情境的生动性。微课以最短的时间用最有效的方式讲明关键问题。如同广告设计一样,追求微言大义,形式新颖独创,内容生动有趣,语言效果追求过目不忘。电力电子课程特点是电路多,波形多,且有典型的非线性结构,理论化强,微课的设计和制作要充分发挥其可视化、生动化的优点,借助仿真软件、动画、色彩、音效等多媒体元素,将抽象、变化的过程动态地展现出来,给学生带来不同于传统课堂学习体验,这样才会达到学生感兴趣、易理解、过目不忘的教学效果。4.微课制作的系统性。众所周知,微课的制作非常耗费精力,从内容选取,到脚本撰写,再到拍摄、后期剪辑,费时、费力,单凭个人力量只能做成1~2个微课,这就需要团队的支持和协作,分工合作,才能保证质量和数量。对学生来说,如果有足够丰富的微课资源,就能更好地满足个性化学习,实现按需选择学习,既可查缺补漏,又能强化巩固,是传统课堂学习的一种重要补充。可见,只有两个“量”都提高了,教师才能够根据教学要求,灵活选取微课,自如应用于教学设计,改善课堂环境,提高教学效果。因此,该课程微课制作要按照知识内容系统规划,认真梳理知识点,列出微课制作的目录,有组织、有时间节点地完成制作。5.教学手段的整合性。微课是丰富课堂效果、吸引学生的有效手段,但微课不是万能的,如果没有很合适的教学设计,微课起到的效果也不明显。因此,需要多样化的教学手段丰富课堂,不断推出吸引学生的手段才行。目前,学校引入了希沃教学平台,它是一款专门针对教学场景设计的互动课件工具,希沃互动课堂方案,打破传统单向教学模式,结合多种互动教学工具,实现双向高效互动式教学。平台中有很多教学资源,如课件的母板、小游戏程序的嵌入。如果在微课制作过程中,能够与该平台较好地结合,充分利用平台的资源,教师可以将“电力电子技术”的教学录像、多媒体课件、讲义、试卷等有机整合,制作不同的微课,甚至同一个知识点可以通过平台上不同形式的组合,形成不同风格的微课,满足不同喜好的学生的学习,提高更多学生的学习兴趣。此外,随着移动技术、云技术的发展和融合,慕课平台的应用已经悄然升起。将已制作完成的系列内容的微课资源,进行整合,呈现在慕课平台中,利用该平台,学习者除了观看微课,还可以实现和教师的交互,如线上做习题和答疑、评价课程等,有益于学生的学习和课程资源的传播。

综上所述,微课是一种有效的信息化教学手段,笔者在“电力电子技术”教学过程中,在课堂教学和实训教学等方面进行了初步尝试,实践证明,确实能够帮助学生理解抽象的内容,在实训教学中,学生在课前通过观看实训安全事项介绍的视频,在实验环节提高了效率。虽然取得了一些成绩,但对如何制作有效的微课,如何将微课巧妙地应用于课程,做到与任务引领、翻转课堂、小组讨论等方式有效结合等,还需要不断的探索和努力。此外,“慕课”作为一个开放的平台,也促使着微课不断创新和更新,满足更多需求的学习者进行学习。这也促使着我们“电力电子技术”微课教学设计的不断探索,大胆尝试挑战传统教学模式,主动进行教学改革。

参考文献:

[1]钟晓流,宋述强,焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究,2013,(1):60-66.

[2]高晗璎,李文娟,刘端增,等.工科“电力电子技术”课程的教学改革与实践探索[J].中国现代教育装备,2016,(4):34-36.

[3]李晓英,陈伟,郭群.“电力电子技术”微课嵌入式教学初探[J].中国信息技术教育,2017,(12):92-94.

作者:邢妍 单位:上海市公用事业学校

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