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“电力电子技术”微课嵌入式教学初探 参考论文

摘要:本文结合高校“电力电子技术”课程的教学现状,论证了开展微课嵌入式教学的必要性,并提出了微课嵌入该课程课堂教学、网络教学、实践教学等环节的具体实施策略,以期通过微课嵌入式教学的探索性研究,改善工科类专业基础课的教学效果,促进教师为主导的班级授课制向学生为主体的泛在学习制转变。

关键词:电力电子技术;微课;教学模式

中图分类号:G642.4 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2017)12-0092-03

● 引言

随着信息化进程的不断加快,教学模式与学习模式呈现多样化态势,微课、慕课、翻转课堂、移动学习、碎片化学习等教学形式如雨后春笋般涌现。其中,微课作为一种全新的教学模式已受到我国教育研究者和一线教师的广泛关注。[1]然而,目前对微课的研究及应用主要集中于通识课程与中小学课程的教学实践,在高等教育工科类的专业技术课程中开展微课嵌入式教学的还比较少,且需要更长时间的探索与改革。

电力电子技术课程是工科类高等院校自动化专业与电气工程及其自动化专业的重要的专业基础课,由于学时短、内容多,加之该课程又具有很强的工程实践性,所以在单一的灌输式课堂教学模式下,普遍存在着“教师教得累”“学生没兴趣”的窘况。[2]鉴于此,笔者突破以知识单向讲授灌输、学生被动接受为特征的传统教学模式,开展了“电力电子技术”微课嵌入式教学的探索与研究,并通过挖掘与组织优质的微型数字教学资源,把课堂有组织的教学与网络自主式学习有机地结合起来,促进了理论教学与实践教学的有机融合,改革教学方法,丰富教学形式,构建了一种以学生为中心的全新教学模式。

● 微课嵌入式教学的必要性与基本原则

1.开展微课嵌入式教学的必要性

“电力电子技术”课程具有电路拓扑多、波形分析复杂、工程应用性强等特点,而且电力电子电路具有典型的非线性特点,导致学生对传统模式的课堂教学普遍感到晦涩难懂、枯燥无趣,学习的积极性和主動性不高。此外,学习该课程的学生绝大多数是95后,他们学习专注力不强,喜欢接受新鲜事物,习惯于碎片式的信息传播方式,这就为开展微课教学奠定了良好的基础。

2.开展微课嵌入式教学的基本原则

“电力电子技术”课程内容繁多,并不是所有的教学内容、教学环节都适合开展微课教学。根据实践教学,笔者认为应遵循以下几个原则:

①教学过程的完整性。微课虽“微”,但必须“五脏俱全”,教师要通过“问题导入—情境创设—重点剖析—问题解答”的教学设计路径来保证短时间内呈现完整的教学过程。

②教学情境的生动性。微课的教学设计应充分发挥微视频的优势,调动声音、色彩、画面等多媒体元素,实现知识的视觉化表达,给学习者带来不同于传统课堂的动态视听感受与学习体验。

③教学内容的实用性。微课是直接面向学习者的微型学习资源,不管是知识点剖析、实验技能传授,还是设计案例示范,教师都必须以学习者的实际需求为出发点。在开发微课资源时,宜选取教学重点、难点内容作为核心主题,尤其是以往教学中学生容易出现理解偏差以及认知障碍的知识点。

● 微课嵌入课堂教学的实施策略

考虑到“电力电子技术”课程内容的特点及学生接受能力的差异,笔者根据课程的核心知识点,设置了基础导入型、重点突出型、提高应用型三种不同的微课嵌入方式,进而做到“教师因材施教,学生各取所需”。

1.“基础导入型”微课

基础导入型微课的作用主要有两个:一是指导学生进行有效的课前自主学习,即预习;二是帮助先修课程基础打得不好的学生复习相关理论。

教师在讲授新课前,将“预习类”微课资源发布给学生,包括微视频及任务驱动型的微课导学单0280568b3dc4232f3ea61c33ed7d5fca,让学生利用课余时间自学,进而明确该节内容的教学目标、教学内容;同时,要求学生在课堂教学前完成导学单中的任务,并将预习中遇到的问题反馈给教师。这样一来,课堂教学就可以做到有的放矢、事半功倍。

在电力电子电路的分析与计算中,常常要用到先修课程学过的理论、结论,由于学时有限,课堂讲授时常会一带而过,对于基础较差的学生而言,先修课欠下的“债”会影响对新学内容的理解。针对这种情况,教师可发挥微课“短小精悍”的优势,制作合适的微资源,适时发布给学生。例如,在讲授整流电路谐波分析前,把非正弦周期函数的傅里叶级数分解制作成微资源发布给需要的学生,帮助其查漏补缺,提高学习效率。再如,在讲授电流型逆变电路之前,可发布与RLC谐振理论相关的微资源。

2.“重点突出型”微课

根据教学的重点内容,划分出若干个有教学意义和应用价值的相对独立的知识点,并制作成学生易于理解和掌握的重点突出系列教学微课,学生在课外自主学习,消化基本教学内容;教师在课堂教学中组织探究式学习活动,答疑解惑,参与小组讨论,实现课堂翻转。[3]

例如,在讲授晶闸管单相桥式整流电路时,首先,教师将电阻负载情况下电路的原理讲解、波形分析及定量计算等内容制作成微视频,供学生在课堂讲授前观看,并完成对应的导学任务。接着,在课堂上教师讲授电阻电感负载、反电动势负载情况下电路的工作原理与波形分析。然后,再组织学生进行小组讨论,并对单相全控桥整流电路在不同负载条件下的电压、电流波形特点、移相范围、整流输出电压平均值大小等进行比较,每组派出一名代表汇报讨论结果。最后,教师进行总结评价。

通过“重点突出型”微课嵌入的翻转教学,师生共同协作,进行探究式学习,学生能够较好地掌握教学重点内容。对于学生而言,这是一种高参与度的学习,能够充分调动他们的主动性,有利于突破教学难点。

3.“提高应用型”微课

目前,电力电子技术的发展速度很快,应用领域不断扩大,但由于现有的教学学时有限,教师无法将电力电子技术的工程应用情况、最新研究成果以及发展动态在课堂教学中更多地呈现给学生。针对这个问题,教师可以采用微课嵌入式教学,将电力电子技术在新能源发电、柔性输电、微电网、特种电源等领域的应用概况制作成“提高应用型”微课,作为拓展学习的素材,供学有余力的学生自主学习,激发他们对该学科持续学习的兴趣。

此外,对于以工程应用为主的知识点,教师则可设计微型工程教学案例,如微讲座等,这样一方面让学生了解工程项目的实施过程,另一方面可引导学生利用课堂所学知识解决实际工程应用中的问题。

“提高应用型”微课的嵌入有助于电力电子技术课程教学立足当下,面向未来,为进一步培养学生的科学精神和工程应用能力奠定基础。

● 微课嵌入网络学习平台的实施策略

目前,各所高校都建有网络学习平台,这必将成为微课嵌入式教学的“近水楼台”。依托该平台已有的电力电子技术课程教学大纲、教学录像、多媒体课件、讲义、作业等传统教学资源,加入微视频、微练习、微案例、微讲座、微测验等系列微型资源,就可以构建网络化的教学体系。

学生可通过笔记本电脑、手机、iPad等数字终端在线浏览或者下载相关资料进行学习,也可灵活方便地参与做作业、小测验等在线学习活动。教师可以在网上批改作业、在线答疑、和学生互动。这样既有利于减轻学生的课业负担,同时也便于教师及时掌握学生的学习动态和学习效果。

微课嵌入网络教学环节,将极大地丰富数字教学资源,网络教学功能因此得以更加完善,网络学习平台也因此成为课堂教学的有益补充,最终还将成为学生自主学习的主阵地。

● 微课嵌入实践环节的实施策略

计算机仿真、课内实验及综合课程设计是“电力电子技术”课程实践教学的主要组成部分。在这些实践教学环节的实施过程中,教师通常是首先进行集中的理论讲解和操作示范,然后让学生分组协作,根据情况再进行个别指导。然而,在以往的实践教学中,学生注意力不容易集中,对实操要领与注意事项的把握也不到位,教师常常需要就同一个细节问题反复进行讲解,浪费了大量的时间做重复性工作,最终个性化指导被弱化,导致实践教学效果不理想。

为改善这一现状,笔者将微课嵌入到实践教学环节中,具体的实施策略可简单归纳如下:

①制作计算机仿真微流程。用Flash动画的形式演示电力电子电路计算机仿真的基本步骤与流程,并突出容易被忽视及出现问题较多的环节。

②制作实验操作微视频。将教师实验示范过程录制成短视频,包括实验内容、实验步骤、注意事项等,同时还可以穿插不规范操作造成的设备损坏、人员伤害等图片,让学生有直观的感受。这样有利于学生遵守实验规程和纪律。

③制作综合课程微案例。以视频为主要载体,通过具体6fd6T1mljFTJdmyVTBzTyg==的案例展现综合课程设计的一般方法与关键流程。学生通过观看微案例视频,在模仿中学习与创新。

微课嵌入式的实践教学模式,不仅有精细示范之效,还有一劳永逸之功。教师制作的各类微型资源,学生可以反复观看,这样教师能够节约出更多的时间给予学生更多个性化的指导,从而大力提高计算机仿真、课内实验以及综合课程设计等实践环节的教学效率,改善教学效果。

● 结语

笔者针对目前“电力电子技术”课程教学存在的不足, 参考论文分析了微课教学的必要性及其优势,并详细阐述了微课嵌入到该课程课堂教学、网络教学及实践教学等各个环节中的具体实施策略,旨在构建一种以学生为主体的全新微课教学模式,推进教学方法改革,实现优质数字资源共享。

参考文献:

[1]王觅,贺斌,祝智庭.微视频课程:演变、定位与应用领域[J].中国电化教育,2013(4):88-94.

[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]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

作者简介:李晓英,女,硕士,讲师,兰州理工大学电信学院,从事电力电子技术理论教学、可再生能源发电与微电网研究。

基金项目:本文受到2016年度兰州理工大學高等教育研究项目“电力电子技术微课教学资源的开发与应用研究”(兰理工发〔2016〕277号)资助。


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