电力电子技术课程线上教学方法探索与实践

郭 玮，宋海燕，段文杰

（1.山西农业大学 农业工程学院，山西 太谷 030801；2.旱作农业机械关键技术与装备山西省重点实验室，山西 太谷 030801）

电力电子技术课程是电气工程及自动化专业、农业电气化专业的一门重要的专业基础课程，在该类学生的知识结构中占有不可缺少的重要地位。该课程的任务是使学生能掌握电力电子器件制造技术和变流技术，学会分析整流电路，斩波电路，交流电力控制电路，逆变电路；掌握PWM 控制技术的基本方法等，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础[1]。学习该课程的班级有电气工程及其自动化、农业电气化两个专业学生。

电力电子技术课程是以电路、模拟电子技术基础、数字电子技术基础和电机学等课程为基础，是弱电和强电之间的接口，专业性强，理论基础要求高，又有很强的实践性。而传统的课程教学中，存在教学资源少、课程衔接不紧密、教学形式单一、调动学生积极性难等问题。针对该课程的特点，之前许多老师进行了关于电力电子教学模式改革的研究，马双宝、游长莉老师等人研究了基于OBE理念的电力电子技术课程教学改革[2]，基于OBE 理念的教学改革不仅可以激发学生的学习兴趣，提高学生应用创新能力，而且能有效提升达成度。陈国平、秦彦军等老师提出了以应用型本科人才培养为目标的电力电子技术教学改革与实践[3]，使教学内容与工程应用紧密结合。邹梦丽、李建军等人提出了基于CDIO 工程教育理念的“电力电子技术”课程教学改革与实践创新[4]，培养学生的工程意识和创新能力。

近年来中国大学MOOC 以其灵活的教学方法、丰富的学习资源而被许多课程所借鉴[5]。疫情期间，以学生为中心、结果为导向（OBE）、在线学习与线下课堂教学实质等效为目标[6]，制定了适合线上教学的教学模式——中国大学mooc+慕课堂+课堂派+微信群相结合的教学模式，对教学过程实施精细化管理，使教学工作顺利开展并取得好的教学效果，为今后进一步开展线上线下混合教学模式提供参考。

1 中国大学MOOC+慕课堂管理+微信群

《电力电子技术》课程是一门相当重要的专业必修课，很多高校都开设有该课程。结合山西农业大学农业工程学院电气工程及其自动化专业、农业电气化专业的教学大纲，经过一系列筛选，反复斟酌，初步确定了浙江工业大学南余荣老师的《电力电子技术》课程和西安交通大学刘进军老师的《电力电子技术》课程，考虑到刘进军老师的《电力电子技术》是英语教学，最终选定南余荣老师的《电力电子技术》作为SPOC课程，刘进军老师的课程作为课后参考。

选定课程后，提前熟悉中国大学慕课平台的操作，反复研究演练，熟练掌握中国大学MOOC 软件的操作流程。并进行备课，提前在大学MOOC 中发布教学内容，微信群同步通知学生下节课所讲授内容并发布课程导图，学生根据课程导图提起预习异步SPOC 课程，将机械工业出版社的第四版电子版教材《电力电子技术》和PPT 提前一周下发给学生。图1为发布教学内容。

图1 教学内容发布Fig.1 The teaching content release

在慕课软件创建并发布了教学内容后，采用慕课堂+微信的方式组织课堂教学。在微信慕课堂小程序里，创建课堂，然后在班级微信群里发布六位课堂码，邀请同学进入课堂。在慕课堂的电脑端进行备课，根据所讲内容，发布公告，设计练习，课堂讨论，课堂问卷等。慕课堂创建备课界面，见图2。

图2 慕课堂创建备课Fig.2 The creating lesson preparation in class

开始上课提前5 min 通过慕课堂组织学生进行签到，同步在微信群提前通知大家，同时在慕课堂发布课程内容提醒的公告，公告界面，见图3。

图3 慕课堂发布公告Fig.3 The classroom announcement

开始线上学习MOOC 内容，第一节有两个课时的学习，每个小节10～15 min。视频播放结束后，通过慕课堂小程序将提前出的思考题发布并引导学生进行讨论。比如在讲授绪论时，设计了这样的讨论：电力电子和信息电子有何区别；电力变换的种类有哪些，并举例说明。课堂讨论的同时进行随机点名，从而达到督促学生学习的目的。通过慕课堂数据见图4，可以看出学生回答问题很踊跃。

图4 慕课堂数据Fig.4 The classroom data

在讨论环节，电气学生们充分发挥了善于思考的特点，当有学生提出问题的时候，其他学生也能踊跃的回答，体现较好的课堂互动效果。对于电力电子技术这门学习难度比较大、对学生基础要求比较高的课程，以学生为主体，调动了学生的学习积极性。

2 课堂派直播+微信群辅助

在学习了慕课视频的基础上，又通过课堂派软件直播的方式进一步强调重点、难点，“面对面”答疑[6]，从而加深学生对知识点的理解和掌握。课堂派直播，学生屏幕共享，声音互动，增强了教学效果。提前在课堂上创建课程，邀请学生扫码进入。提前发布直播课件，见图5。

图5 课堂派创建课程发布课件Fig.5 The creating course publishing courseware in classroom

通过课堂派直播，并辅以微信通知，进一步强调重点，教师直播，学生发弹幕，气氛活跃，达到了良好的师生互动效果。为了避免学生走神，在直播中需要经常提问和互动，在课堂派中用弹幕、抢答、提问等课题互动，充分调动了学生的积极性，能使“教”与“学”更好地融合到一起。比如在绪论的讲授中，通过课堂派直播重点强调电力电子和信息电子的区别，电力变换的种类及应用等。最后，通过慕课堂发布练习，巩固了课堂学习效果。同时，微信群同步进行答疑。从下图慕课堂签到和统计的学习情况来看，异步SPOC+课堂派直播的方式，学生积极性高、学习劲头大，充分发挥了学生的主体作用，课堂反馈效果如图6所示。

图6 课堂反馈效果Fig.6 The classroom feedback effect

3 结语

从学生的需求出发，以学生为中心，通过教学课件，异步SPOC 视频等不断丰富各类教学资源。异步SPOC+课堂派直播，既学习了同行的教学经验和授课技巧，直播又突出强调了重点、难点，而慕课堂很好的组织了课堂教学内容，课堂派的直播互动，实现了与学生更好的互动交流，充分发挥了学生的学习积极性与主动性。线上教学的成功为后续建立电力电子技术翻转课堂、线上线下混合教学模式提供参考。