后疫情时期电力电子技术实验开放式教学模式探索

王银杰

（盐城工学院 江苏·盐城 224051）

0 引言

2020年的特殊事件，彻底改变了长期以来高等学校的教育教学方式。在相应的学期中，全国各地各类学校大都开展了“停课不停学、停课不停教”的线上教学活动。探索线上线下教学融合的新模式，是后疫情时代学校教育教学改革的任务之一。电力电子技术实验课程作为一门实践性较强的专业基础课程，在电气与自动化类专业培养中具有重要的地位。本文针对目前传统电力电子技术实验教学方法的缺点，在原有教学方法的基础上，依托高科技线上教学手段的优越性，采用了一种以能力培养为导向的线上线下相融合的新型教学方法，旨在克服传统教学方法的弊端，增强学生独立思考、独立进行实验操作与分析解决操作过程中问题的能力。

1 目前实验教学中存在的问题

电力电子技术实验教学的主要目的是通过实验的操作过程，来理解与巩固课堂中所学到的理论知识，并将其应用于实际应用中。提高学生理论联系实际与独立思考分析问题与解决问题的能力。电力电子技术实验课程受限于场地、设备、课时及人数等多种因素，在传统的讲授方法中，存在相应的缺点与不足，具体总结有如下几个方面：

（1）实验室设备数量有限且部分实验设备有故障，虽然对参与实验的学生进行了人数的限制，但学生分组人数相对较多。往往会造成一个实验台有4～5名同学进行实验，其中实际进行实验操作的学生可能只有2～3人，不能保证所有同学有效参与实验及正确的得到实验数据，学生的参与度不高。同时，也存在部分同学浑水摸鱼不积极参与小组实验操作的情况。

（2）教学方式相对简单枯燥，以认识性实验居多，大多数实验的基本流程为老师课前将基本要求与注意事项告知学生，并现场演示实验的接线过程及实验操作方法，这种教学模式会造成部分学生在实验课前不会进行相关理论知识的预习，学生只会按教材及老师讲解演示的方法进行接线，照葫芦画瓢的完成实验。甚至部分同学只会按其他同学的接线方式来接线，往往导致同样的错误扎堆出现的情况，长此以往大多数学生会降低对于实验的兴趣，机械的完成实验内容及要求，缺乏独立思考与创新设计能力。

（3）教师精力不够，虽然将一个班级分成两个批次来进行实验，但每一批次大约会有15-18名学生同时来做实验，由于受固定上课时间的限制，当同时出现过多问题或者实验设备出现故障时，老师分身乏术，不能同时进行多个问题的解决，也没有相应的配套资料来引导学生如何解决相应问题。会造成部分小组的实验时间出现延后或推迟的现象。同时在固定有限的时间内，教师既要保证每组同学完成基本的实验要求，又要进行故障与错误的排除。无充裕的时间来引导学生进行实验创新与独立思考。

（4）排课时间相对固定，学生课业负担重。传统的实验课通常由4-8个实验构成，每个实验2课时。且大多在学期中后段进行，容易造成跟理论课相应内容脱节或遗忘的现象，无法有效达到理论联系实际的情况。同时，学生在每学期后半段都需要进行各种课程实验报告的抄写，在学期中后期很容易造成各种材料与作业上交扎堆的现象，需抄写内容过多。学生不能全身心投入到实验操作的情况，甚至出现一个小组2-3人进行实验操作，其他人在抄写实验报告的情况。

（5）考核相对局限性，目前的考核形式依旧采用传统的考核方式，考勤、实验操作及实验报告相结合的形式。此考核过程中亦存在缺点与不足：主要是根据学生的实验报告内容体现情况，以及现场实验操作表现来进行最终成绩的判定。现场实验操作有时因为小组人数过多、实验室设备好坏等因素影响很难对每一位同学做出客观评价，往往是以一个小组为整体进行打分。同时，实验报告的上交也会出现同学间相互借鉴参考的情况，大多数同学的实验内容有雷同现象。不能有效根据每位同学的具体情况进行打分。

2 实验教学模式的改革

本文结合线上教学模式，并以此为基础，在原有实验教学方法上进行了相应调整与改进，旨在提高学生的动手及理论结合实际独立思考的能力，具体改革措施如下：

2.1 增加线上课程导读及实验准备

构建以雨课堂APP为基础的网络平台，以学生智能手机或电脑终端为媒介，为学生提供实验指导书、现场操作讲解视频等网络学习资源，便于学生开展自主学习。同时通过线上平台，教师也能进行发布课前预习作业、发起讨论、进行答疑、批改实验报告等活动，学生也能进行在线留言、报告递交、资源分享等活动。每个实验都会增加课前预习部分，提前一周发布下一个实验视频，包含实验基本原理、实验注意事项，针对电路接线与数据波形采集的简单操作讲解。并且针对该实验课的重点和难点问题进行说明，要求学生在实验课前完成对实验的了解及完成所布置的预习要求。同时，课堂的考勤及实验数据与波形的采集可直接在线提交完成，可有效了解学生实验进度同时能省去实验报告抄写的环节，缓解学生的课业压力，使学生能全身心投入到实验的操作过程中。实际的实验操作，则以实验中DJDK-2型电力电子技术及电机控制实验装置为平台进行，学生在实验室相应试验台上进行相应的实验操作，团队分工协作并最终完成相应的实验任务与要求，获得相应实验数据。

2.2 采用开放式实验系统，增加实验批次，减少实验人数

将学校的开放式预约实验系统加入到实验课程的指导中，可打破原有固定的实验时间进行实验操作的局限性，提高实验操作的灵活性与实时性。在基本的实验教学安排计划中，老师可以根据理论课程的进度在合适的时间点进行实验操作的安排，学生需按指导老师指定的时间完成实验的操作。同时，学生可以根据自己对理论知识的掌握程度，利用自己的空余时间在网上进行预约，指导老师确认同意后即可在预约时间内进行实验的操作。在此基础上，对实验人数也进行了相应的限制。在增加实验批次的基础上，根据预习状态适当缩减指导老师讲授的时间，发挥学生自主分析与解决问题的能力。在实验室中，教师不再是单纯的讲授者与指导者，而是实验操作的组织管理与考核者。同时，每次实验对每组实验学生人数限制在2人，保证每组所有成员都可全程参与到实验过程中，在实验过程中还可进行现场提问和答疑，能有效激发学生的学习自主性和积极性。开放式实验系统的刷卡制度保证了考勤的记录，此外每个实验室均安装有网络摄像头，实验室管理人员可以在值班室对各个实验室进行有效监视，从而保证了实验的安全性。

2.3 采用全方面的考核机制

针对课程的考核贯穿实验的课前预习、课中操作及课后汇总全过程，在课前预习中发布相应视频并设置相应思考问题，学生实验进行前需先完成相应思考问题，并针对回答情况进行相应打分。实验操作过程主要对学生的实验接线、实验操作及实验波形与数据的准确度进行评判，考查学生对于电路结构的理解情况及独立分析与解决问题的能力。课后主要检查判定学生对于实验数据与波形的整理汇总及实验总结，同时在网络教学平台的讨论区布置开放型的讨论思考题，鼓励学生积极参与。

同时，在实验的最后针对每一名同学加入课程的考核环节，增加实践创新性环节，每名同学单独一个实验台，需要在规定时间内根据抽到的题目完成相应操作。题目多为创新型或扩展性题目，旨在考查学生的创新能力及独立思考问题的能力。通过多阶段的过程评价体系，可有效改变学生的懒散态度，提高学生的积极性及参与度。也避免了只依赖实验报告评价的方式，加强了学生与学生之间，学生和老师之间的沟通，提高了学生的团队分工与协作能力。

3 结束语

本文以2018级电气工程学院相应专业系学生为研究对象。采用新的教学方法，通过对相应班级电力电子技术实验课程的教学与总结分析，开放式的实验教学模式比起传统的教学模式，使学生参与实验的积极性得到了明显的提高，在促进学生自主学习与提高学生独立分析问题方面亦有明显的提升效果，学生实验成绩的评定更加科学合理，更有利于学生的自主学习及创新能力与独立分析能力的培养。该模式在电力电子实验教学中具有很好的效果。