基于CDIO模式和互联网的电力电子技术教学改革

郭晨

摘要：文章主要分析了基于CDIO教学模式和互联网背景下，电力电子技术教学改革的有效策略，并从教学理念确立教学目标、实验实践、辅助教学资源等几方面进行了详细探讨，以供相关教育工作者参考。

关键词：CDIO模式;电力电子技术;实验教学;教学改革

引言

基于CDIO模式和互联网下，将其应用于电力电子技术教学中，通过实验教学可以极大提高学生的综合能力，因此深入研究CDIO模式的应用有着一定的现实意义。文章结合高校电力电子学科特色，加强电力电子技术课程实践教学改革，提高学生在分析问题、解决问题和提出问题方面的能力，旨在培养学生的科研思想，推进研究型本科教学的实施。

一、CDIO模式应用特点及作用

CDIO 模式是非常常用的一种工程教育类教学模式，主要以教学项目“构思-设计-实现-运行”为全过程载体，为高校学生创设企业模拟环境，让高校学生在该模式基础上深入掌握学科理论知识，并提升学生产品设计和创新能力。电力电子技术作为一门实践操作性非常强的学科，因此，通过积极引入 CDIO 模式，并结合互联网技术，开发一系列与教学内容相配套的科学的电力电子技术实验项目成为了这门课程教学改革的一大重点。

此外，在互联网技术的持续发展下，互联网设备深入普及，人们的生活、生产及学习也越来越离不开手机。因此，电力电子教学过程中，通过应用手机让学生在客户端上进行问题讨论与解决，这对杜绝课堂玩游戏、不参与课堂教学等教学问题有着积极的作用。

二、电力电子技术教学中存在四个方面的问题

（一）课程教学方式较单一

目前高职院校教师大都采用讲授法，教学方式单一，主要以教师对内容的介绍、学生听课并且做笔记为主，再结合教师板书、PPT 等为辅。对于各种变换电路，其波形分析较为复杂，学生难以理解，即使采用讲述介绍以及展示 PPT 的方法，也很难调动学生的学习积极性。对电力电子实验装置难掌握，加之教师授课方式枯燥，使学生出现厌学情绪。

（三）实训教学环节薄弱

在进行电力电子技术学习教学中，教师采取实训教学法是帮助学生理解并掌握知识的一个重要方法。但是目前大多数教师还是用基本的演示性和验证性项目來开展实训教学，使得高职学生缺乏主观能动性的锻炼。由于受经济水平的制约，高职院校对电力电子技术学科的实践教学上投入不足，不仅实验设备老旧严重，数量也跟学生人数不成比例，没有跟上课堂教学的节奏。

（三）辅助教学资源投入严重不足

很多高职院校由于经费的限制，对电力电子技术学科教学资源投入不足，对于学习平台的构建不完善，学生无法实现在网络上对教学知识的理解和掌握，在课外学习中遇到的知识难点，无法通过日常交流得到有效的解决，自主学习效果不佳。

三、基于 CDIO 模式和互联网的电力电子技术教学改革策略分析

（一）依据CDIO教学理念确立教学目标

将CDIO模式应用到电力电子技术课程教学中，应根据CDIO模式的教学理念，根据学生的学习需求确立教学目标。在课程教学中，学生表现出强烈的学习欲望，期望能够通过完成电力电子技术课程，掌握电气自动化的入门知识。但是因为电力电子技术课程中存在着较多的电路图和抽象的概念，使学生的学习有一定的难度。因而在基于 OBE-CDIO 模式下所确立的教学目标，应充分发挥学生的课堂主体性，其教学目标主要内容如下：（1）知识与能力。通过组织学生学习《电力电子与变频技术》的课程，帮助学生进一步掌握电力电子技术相关理论知识，深入理解电力电子的相关概念，培养学生能够运用电力电子相关的知识解决实际问题、发现相关问题，并解决问题的综合能力。（2）过程与方法。在教学方法的选用上，教师要根据 OBE-CDIO 模式的教学理念，强调学生是课堂的主体地位，以结果为本，将理论教学与学生实践相结合，让学生从被动学习状态下转变为主动参与、主动探究中。在探究过程中，以小组探究的方式，逐步使学生由独立的学习变为团队的合作，培养学生的团队合作精神，使生能选择合适的电力电子器件和外围变换电路来实现设计项目的需求。

（二）基础实验的验证以及实验设计的创新

在完成课程教学内容后，教师应紧跟电力电子技术的发展前沿，实时对课程教学内容进行更新，创造性地设计实验项目，同时要求学生顺利时代发展需要更新项目设计方案，遵循“理论知识学习—讨论分析—实验设计—仿真验证—实践实验”的学习流程，创造性地对电力电子技术的综合实验进行设计。

例如，在电力电子专业《温度控制器电路的原理分析》一节的教学上，教师在确立了教学目标，即自行设计一个温度控制器。任务要求为：通过利用晶闸管的知识，选择合适的电路方案，所设计的温度控制器感应的温度范围为5-70℃，控制精度误差值不超过正负1。在确立了教学任务以后，教师要求学生自主查阅资料，以小组的方式进行探究。在分组上教师要注意所分的小组成员要合理。学生在查阅了相关资料以后，所确立的任务方案为以 89C52 单片机为核心，以 AD600传感器为温度控制器，使用 PID 算法完成该任务，该方案需要完成温度采样、后向控制、主系统、键盘显示等模块的设计和构建。在探究过程中，学生充分运用了前期所学的晶闸管和双向晶闸管的知识，同时查阅了 89C52 单片机、AD600 温度传感器等器械的工作原理，然后在 89C52 单片机的基础上，构建了温度控制器的主系统。在构建出温度控制器的主系统以后。学生在经过探究后发现若要使温度控制器的主系统进行工作，在温度采样时，每次采样的结果，跟实际温度有较大的差距，最大误差值可以达到 23℃，较大差距，使学生认识完成温度采样的工作，需要使用到采样设备。因此学生在查阅资料，并咨询了教师的意见以后，选择了 A/D 采样设备，A/D采样设备的主控芯片为ADC0805，在使用了A/D采样设备以后，再次进行温度采样，发现温度采样率的准确率大大提高，准确程度高达 95% 以上。

通过以上探究学习过程，学生可以在该模式学习中不断发现问题、思考问题并解决问题。之后利用互联网平台，例如网上图书馆、知网等查阅相关的理论资料，自行解决发现的问题。在遇到无法解决的问题时，会寻找教师寻求帮助，因而基于 CDIO 模式的教学过程，能够切实提高学生自主探究的能力，在加深理论知识认知的同时，提高其动手操作水平。

（三）构建校企合作平台，为学生提供更多实践资源

高校要重视与企业之间的合作，为教师和学生到企业中进行实践活动创造必要的条件。为此高校要大力发展与多家企业建立校企合作关系，可以根据企业的要求，培养定向专业的人才。然后将学生派驻到企业中去，在一线工作中进行锻炼，使学生积极参与到各项企业项目中，这为其积累工作经验有着一定的作用。同时，可以派遣专业教育进入职场进行锻炼，并进一步熟悉项目开发流程，以此提高教师的实践能力和创新能力，也更加明白了人才培养的具体方向，从而更好的开展电力电子技术专业课程实践教学。

总结

基于 CDIO 模式的项目化教学结合互联网技术不仅推动了素质教育，而且确保了教学质量。高校教育的目标不仅要培养学生专业综合能力，还要提高学生非专业综合素质。而项目化教学能让学生更好地提高自己，有利于提高教学质量，提高学生的个人能力。

参考文献：

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[4] 董冀媛，李晓理，董洁，李擎.CDIO模式下电力电子技术课程教学改革的思考[J].中国电力教育，2011（35）：97-98.

（作者单位：青海大学）