基于创新能力培养的考试方法改革与探索

袁登科 徐 虹 孙梁榕 朱琴跃 张文豪

【摘要】文章以《电气传动与牵引控制系统》课程为例，描述了同济大学电气工程系本科教学在考试方法中采取的一些措施，目的是为了更好的激发学生的学习主动性、积极性，提高学生的创新能力，学生的反馈表明了采取的措施是行之有效的，同时这些措施也与目前高校正在进行的学科专业认证的要求是相吻合的。

【关键词】考试方法 创新能力 本科生教育 专业认证

【基金项目】本项目得到同济大学教改项目的资助。特此表示感谢。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）01-0225-02

1.引言

同济大学电气工程及其自动化本科专业开设了《电气传动与牵引控制系统》课程，原本的开课学期是大四上，现已调整为大三下。为了與其他课程教学更好的相结合，该课程授课教师一直在结合着该领域的发展趋势进行着教与学的改革探索。

2.考核方式改革内容

针对《电气传动与牵引控制系统》课程，在2016-2017学年的第二学期（即2017年3-7月）期间，电信学院教务科老师与该课程的授课教师一起讨论并制定了该时间段内关于课程考核方式改革的一些具体要求和采取的措施。

3.课程教学采取的具体措施及反思

下面结合《电气传动与牵引控制系统》课程中电力电子功率变换器的PWM控制技术部分内容，介绍一下本课程采取的一些具体措施。

（1）课前准备

考虑到同学们在前一个学期刚刚学过《电力电子技术》，该课程由两位教师分别教授，一位在课堂中介绍过SVPWM技术，另一位则没有，而SVPWM技术是目前应用最广泛的PWM技术之一。考虑到这些具体情况，本课程授课教师多次鼓励同学们在课下相互交流与学习SVPWM的内容，并且在课堂上准备了一份调查表格，用来对此进行记录，这份表格将作为平时成绩的一部分。

（2）课堂问题回答

教师除了记录学生的平时出勤，另外还针对平时问题的回答进行了记录。每位同学都要求必须至少回答5次问题，教师对回答情况进行记录。如果回答出色，可以考虑加分；如果同学没有及时回答出来，就请同学继续思考，以后再回答（这样可以避免学生对回答问题有太大压力从而产生对抗情绪）。

另外，因为对每位同学回答问题都有相同的要求，所以可以避免某些同学心存侥幸，从而鼓励他们积极回答自认为比较简单的问题。对此做法，同学们反映良好。另外，同学们希望教师提前公布问题列表，便于课下提前准备。

（3）问题的分类

课程教学的问题讨论中，有同学表示，有些讨论内容比较容易，有些难度较高，希望教师可以更好的布置讨论内容。

实际的情况是，学生的水平有明显的分层现象，有的同学基础好，学习也更积极，课下投入精力也更多，所以比较容易掌握一些中等难度的知识，所以也自然提出了更高的要求。这要求教师准备更多的问题，并且根据难度的不同对其进行分类。既要满足一般学生的要求，也要考虑水平较高的同学们的要求，鼓励他们继续深入学习与研究。

（4）课后作业

本课程的特点是理解电机难，控制电机更难，实验需要良好的硬件系统、软件系统的联合支持，做电机功率实验的难度更大，对平台的要求非常高。针对这些特点，所以多布置MATLAB仿真作业。另外可以布置与具体应用密切结合的作业题目。

4.学生反馈

本课程教学中，鼓励同学们针对教与学进行思考，并及时反馈给老师（对于完成反馈的同学，平时成绩加分），下面就是同学们反馈的部分内容。

（1）关于SVPWM的课堂教学

不同老师讲授《电力电子技术》课程内容的侧重有一定差异，部分同学学习过SVPWM，部分同学则未曾接触。然而SVPWM是异步电机控制技术中十分重要的内容，因此教师还在讲直流调速系统时就鼓励同学之间互相交流，并且在上课时针对是否进行过交流作统计记录，推动了同学之间的学习交流。

（2）关于SVPWM课堂教学

在课堂上，教师提出了9个问题，分别如下：

1）异步电机变频调速对供电电源有何需求？

2）PWM含义是什么？其输出波形有何特点？

3）常见PWM技术有哪些？它们的工作原理是什么？

4）SPWM中的调制比、载波比是什么？

5）空间电压矢量的定义式是什么？

6）三相正弦电压对应的电压空间矢量是什么？它有何特点？由它供电时的电机定子磁链矢量有何特点？

7）两电平逆变器供电时，电机的定子电压矢量有何特点？磁链矢量应如何控制？

8）什么是方波逆变器？什么是PWM逆变器？

9）如何实现六边形和准圆形磁链轨迹的控制？

前4题对前面所学重点进行复习，能够较好的使同学们回想起相关内容，有助于更好的理解本节课内容；后5题是对预习的检验并且是对SVPWM的讲解，由浅入深，层层递进，直击要点。第5题直入SVPWM的理论基础；第6题为理想情况下的磁链轨迹；第7题则回到了实际电路对矢量的等效合成实现，逆变器在开关控制下输出六边形的电压矢量；第8、9题，则讨论不同的控制手段下电压与磁链的空间矢量轨迹，涉及电压矢量的合成等效。

以提问的形式将SVPWM原理部分梳理清楚，检验了课前预习的成果，能够发现预习的疏漏和误区，同时也一改通常的上课形式（教师单方向的讲述、传授），能够降低课堂的单调程度，提高学生们的学习积极性。

接着简要的讲述了问题中所未涉及的SVPWM实现部分，最后以小测验作为课堂结尾。

（3）学生对课堂教学的理解与建议

从这次关于SVPWM的课前预习和交流的情况可以看出，在反复强调与有对结果进行调查和记录的情形下，教师布置的课前任务能够在一定程度上被执行完毕，但对其课前任务的执行程度往往取决于同学自身，可能认为抱有基本的了解即可，或可能认为需要对其较为进行全面的认识，因此在布置课前任务时，除了需要反复强调并且对课前任务完成情况进行调查记录，教师还应设置一些关键词与预习问题，方便统一课前任务的完成程度。

通过在课堂上提问的结果来看，预习能够保证同学们对相关内容有一定的理解，能够较为流畅的正确回答基本问题。

5.小结

在当前大力推行素质教育和通识教育的情况下，专业课的学时遭到明显削减。更好的布置课前任务，能够有效的减少课时削减带来的影响。此外，在基础知识教学上省下的时间也能够用于能力偏向型教学部分，例如仿真实践、试验课、讲座、讨论课等。

能力的培养也同等重要。一般的课堂往往更加偏重于知识的讲解，因此要进行教改，多通过实验、设计任务与实践等非讲授课程来构建由知识向能力的过渡，能够有助于检验学生的知识水平与其运用能力。

目前高等学校的工科类学科的专业认证正在紧张的进行着，它督促着高校的教与学更加密切的结合，相互促进，不仅提高学生的水平与能力，也有利于提高教师的教学水平，所以在具体的教学过程中探索各种行之有效、因材施教的具体措施是非常必要的。

参考文献：

[1]余清臣，徐苹.当代课堂教学模式改革的实践内涵：一种反思的视角，教育科学研究，2014（1），15-18

[2]陈树彬，陈罡，张淑敏.校企联盟——工学结合人才培养模式研究，教育与教学，2010（1），93-96

[3]袁登科，牙生·合力力.本科生创新实践课程建设探索，课程教育研究，2015（3），219-220

作者简介：

袁登科，讲师，博士，同济大学电气工程系。

徐虹*，农艺师，硕士，同济大学电信学院教务科， xuhong636@tongji.edu.cn