基于“互联网+”背景下《电力电子技术》课程“实验+仿真”教学模式的研究与实践

摘要：本文从教学问题出发，研究如何提高《电力电子技术》课堂教学效果，以及研究如何提高学生的课堂参与度的途径和方法。本文采取了三种途径和方法，（1）将《电力电子技术》重新进行了项目整体设计、（2）“实验+仿真”设计、（3）“互联网+”教学方法设计，改变了以往的“灌输式”教学方式，将“教师教学为主”改变为“学生学习为主”的教学方式，最终与以往教学效果进行比较，从而可以看出“互联网+”背景下《电力电子技术》课程“实验+仿真”教学模式的优越性。

关键词：互联网+;实验+仿真;教学效果

中图分类号：G71    文献标识码：A

1 引言

随着电子信息技术的飞速发展，信息技术不断地应用到现代教育技术中。“互联网+教学模式”改革就是应因时代的潮流发展而成为时代不可逆转的趋势，教育部自2012年起每年都会发布关于推进教育信息化的相关文件精神，大力推进信息技术与高校教学的深度融合，鼓励教师充分利用网络在线教学优势进行教学，注重强化课堂互动，改变“以教为主”向“以学为主”进行转变，打造更多高等职业教育“金课”，切实提高教学质量。因此，如何在“互联网+”背景下，结合“信息化”教学模式，提高教学质量是当前教育界关注的重要话题。

2 问题

《电力电子技术》这门课程是电子信息工程技术专业的专业选修课，也是电气自动化专业的专业基础课程。该课程的特点是专业理论系统性强、电路图和波形图较多、计算推导较多、综合实践操作和应用性强。该课程教学目标不仅需要学生较好地掌握课程的相关专业知识，而且需要培养学生综合运用基础知识、提高工程实践能力和创新精神。该课程的教学内容也是先介绍器件，再介绍常用的基础电路，最后是电路的综合应用;教学内容也是注重工作原理的分析、参数计算的方法和常用电路的应用设计。^[1]虽然该课程进行了教学改革，课程以项目化进行教学，但是其教学效果并不理想，主要存在着以下几个问题^[2]：

（1）理论部分，教师还是采用“灌输式”教学方式，以教师讲解为主，缺乏与学生之间的互动。学生学习理论知识感觉比较枯燥乏味，缺乏直观形象感，学生的学习兴趣不高。

（2）课堂中，师生互动不太多，最常见的是提問式互动。教师在课堂中抛出问题后，教室里往往一片寂静，无学生主动回答。

（3）实验操作与理论脱节，实验内容过时，教学设备陈旧。实验操作时，学生缺乏专研和思考，教师缺乏对实验过程的把控、指导和总结，存在着很多学生在实验操作时碰到问题无从下手的现象。

综上学生学习该课程会比较困难，学生的学习效果并不理想。基于以上问题，本文基于“互联网+”背景下，研究如何提高《电力电子技术》课堂教学效果，以及研究如何提高学生的课堂参与度的途径和方法。

3 提高教学效果的途径和方法

（1） 修改课程项目化教学整体设计

按照项目化教学，对《电力电子技术》这门课程重新进行项目整体设计，去除理论性非常强和实用性不是很强的项目，使内容精简，加强项目的实用性，使学生学了项目能应用到实际中。项目的设计遵循能让学生好理解，并且容易操作，项目设计不能太难，理论内容不宜过多，坚持够用的原则，而且注重理论结合实践进行设计。在每个项目开始前都设计几个问题，到项目结束能得到解决问题的办法，使学习目标更加明确。在设计项目时结合互联网教学，每个项目都需制作动画或视频吸引学生的注意力。在理论学习时，结合视频或动画教学，使理论更加具体形象，可促进学生更好地理解理论知识;在实践操作时，当学生遇到困难时，可边看视频边操作，使操作步骤更加清楚明了，从而提高学生的课堂参与度和提高学习效果^[3]。

（2）项目“实验+仿真”设计

项目采用“实验+仿真”的设计方法，提高学生的学习效果。对电路的实际操作效果非常好的采用实验操作的方法，对仿真效果高的采用PSIM软件进行仿真，两者结合，“实验+仿真”设计，马上能得到形象的波形、数据和观察到实验结果，使学生学习并不会感到枯燥乏味。

比如，调光灯电路，实验操作具有具体形象的实验效果，通过学生动手制作调光灯电路，从而更好地理解单结晶体管触发电路和单相半控桥式整流电路的工作原理。如图1所示。

对于仿真效果好的采用PSIM软件进行仿真，PSIM软件是面向电力电子领域以及电机控制领域的专业的仿真应用包软件。具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。比如直流升压-降压（Buck-Boost）斩波变换电路采用PSIM仿真更形象直观。图2为直流升-降压（Buck-Boost）斩波变换电路所示。

（3）“互联网+”教学方法设计

“互联网+”教学方式，采用资源库平台，将学习资料、实验报告、教学视频和动画等教学资源传到平台。在课前，教师通过信息化平台布置学生预习相关的知识和技能，学生可初步了解相关知识和技能;课堂中，教师再详细讲解学习要点，分析学习难点，强化学生的技能水平;课后，布置学生相关作业，让学生通过网络平台得到知识和技能的巩固。另外网络平台有利于学生实验报告的上传，尤其是仿真实验报告。“互联网+”教学不仅提高学生的课堂参与度，而且提高了学生的学习效率^[4]。

本课程使用的信息化平台是LED国家资源库平台（http：//led.36ve.com/？q=node/123733），設计了6个章节，网络教学平台内容主要有每次课上课的课件PPT、微课、动画、实验报告、实验案例等教学资源多达100个。另外还提供了课程标准、课程的整体设计、行业介绍、职业与行业标准、作业规范、学习指南、课后习题、考评方式与标准等配套信息资源，教师可以在平台上布置作业和习题，甚至发布考试，学生在平台上完成相关任务。另外，师生还可以通过互动平台，学生可以回答教师提出的问题，也可以进行向教师提问和参与讨论等。

4教学效果、教学评教及课堂参与度比较

经过3年多的教学改革，本课程采用了“基于互联网+”、“实验+仿真”教学模式，对本课程进行了信息化的改革。从项目的整体设计入手，整体设计的项目来自于企业真实的项目或实际案例，使学生学后能应用到工作中，不再是空洞的理论与实践的脱离，使学生学习更有目标和应用。“实验+仿真”的教学模式，一方面解决了实验室设备不足和无法满足学生操作需求的问题，另一方面也让学生熟练使用仿真软件，使学生更好地理解电路的工作原理和产生的结果。信息化的教学手段，很好地解决了课堂教学无法解决的问题。教师在教学中可采用信息化提前让学生预习，采用翻转课堂的教学模式使被动学习转化为主动学习，在课堂中解决学生学习中存在的问题，使学习效果更加显著。在实验中，采用信息化教学，让学习跟不上的学生观看微课或动画视频，使学习进度能统一起来，也解决了教师1人辅导不了1个班级的实验问题。在课后，采用信息化教学，做到课后答疑更方捷，做到无边界教学，作业辅导、上传作业、作业反馈也更方便。

从近几年的学生教学效果中可看出，学生的课堂参与度有了较大的提高，学生上课玩手机、睡觉的现象找不到了。我们可看到每堂课，不管是教师在讲理论还是让学生实验或仿真，学生都很认真地去完成。从学生对教师的评教中可看出，学生对《电力电子技术》这门课的学习兴趣更加地浓厚了，而且学生对教师的评教分明显提高了。学生的成绩也有了质的飞跃，班级几乎没有不及格的学生，平均分比以往提高了好几分。

5 总结

本文从教学问题出发，将《电力电子技术》这门课程重新进行了项目整体设计、“实验+仿真”设计、“互联网+”教学方法设计，改变以往的“灌输式”教学方式，将“教师教学为主”改变为“学生学习为主”的教学方式，将学习的主动权还给学生，最终与以往的教学效果、教学评价和学生的课程参与度进行比较，从而可以看出“互联网+”背景下《电力电子技术》课程“实验+仿真”教学模式的优越性。

参考文献：

[1]李红远，曾婧，琚宏昌.独立学院工科专业课程课堂教学设计研究[J].教育教学论坛，2013（44）：181-182.

[2]李小琴.有效课堂下提高高职工科专业课学生课堂参与度的研究——以《电力电子技术》课为例[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2018.1：164-167.

[3]宋勇.提高大学课堂教学质量的策略[J].学园：学者的精神家园，2014，（5）：48-49.

[4]李小琴.大学生课堂不主动发言的原因及对策研究[J].职教通讯，2014，（30）：47-51.

基金项目：本课题为2019年宁波职业技术学院院级教育教学改革课题（课题编号：jg20190004）。

作者简介：李小琴（1983-），女，籍贯：浙江温岭人，硕士，副教授，研究方向：智能电子产品设计、高职教育教学的研究。