基于学习产出理念的电力电子技术实验课程教学改革

杜晓婷，夏百花，韦颖

基于学习产出理念的电力电子技术实验课程教学改革

杜晓婷，夏百花，韦颖

（安徽三联学院 电子电气工程学院，安徽 合肥 230061）

结合学习产出理念，以学生学习能力要求为导向制定课程教学大纲，探索一种软件仿真与操作实验相结合，线上预习与课堂验证相结合的电力电子技术实验课程教学改革方法，并将实验效果反馈环节纳入课程效果评价办法．通过实验实例，对教学实现过程进行了分析，培养学生主动参与、思考分析的能力，解决传统实验教学学生学习积极性不高，对学生综合实践能力培养达不到预期效果等问题．

电力电子；学习产出；教学改革

学习产出教育理念（OBE）[1]最早出现于美国和澳大利亚的基础教学改革．美国学者Spady WD指出：让学生能够学到知识，实现预期的设定目标，远比采用何种方式学习以及在什么时间学习重要得多[2]；澳大利亚教育部门把OBE定义为：基于实现学生特定学习产出的教育过程[3]．在学习产出教育模式中，首先要制定预期产出目标，然后依据学生毕业时应该具有的知识、能力与素质要求，制定出相应的人才培养体系，为了确保学生能够实现这些预期产出目标，制定出相应的学习产出评价标准[4]．

1 实验课程大纲制定

电力电子技术课程是电气类相关专业的核心课程，涵盖了电力电子技术理论课程、电力电子技术实验课程、电力电子技术仿真课程、电力电子技术课程设计4个教学环节[5]．在传统教学过程中，电力电子技术实验课程与电力电子技术仿真课程分别在２个学期开设[6]，由于实验平台结构限制，电力电子技术实验课程只能对理论课程中的4种变流电路做简单验证，学生学习积极性不高，对学生综合实践能力培养效果不理想[7]．因此，根据人才培养目标、社会需求及个人发展要求，制定新的教学大纲.

1.1 教学大纲设计思路

依据人才培养方案中对电力电子技术课程知识、能力、素质要求，结合学习产出理念[8]，制定了以学生学习能力要求为导向的电力电子技术实验课程教学大纲．教学大纲设计思路见图1．

图1 电力电子技术实验课程教学大纲设计思路

1.2 实验项目制定

依据课程教学大纲教学目标要求，实验项目在内容上涵盖触发电路工作原理分析、4种变流电路工作原理分析、控制电路设计3个主要部分．实验项目设计见图2．

图2 电力电子技术实验项目设计

2 实验教学过程实现

OBE理念以学生为中心，培养学生主动参与、思考分析与实践验证相结合的能力[9]．因此，在实践教学环节，依据电力电子技术实验课程教学目标要求，以单项桥式半控整流电路实验为例（见图3），设计了仿真实验与操作台实验相结合、线上预习环节与课堂验证实验相结合的教学方式．

课前，学生需要完成2部分内容：（1）学生通过网络教学平台，完成预习内容，主要包括锯齿波触发电路工作原理、单项桥式半控整流电路拓扑结构、实验注意事项3部分；（2）借助仿真软件，完成单相桥式半控整流电路模型建立，并完成运行调试部分（见图4～5）．在预习部分纳入仿真环节，弥补了实验操作台电路连接被隐藏、电路连接方式不直观的缺点[10]，让学生在实验开展之前充分了解电路拓扑结构，为实验过程中的原理分析、波形分析以及实验数据验证提供了基础．

课中，学生主要完成实验操作台验证内容，包括锯齿波触发电路各点波形测定、单相桥式半波整流电路不同触发角下电阻性负载、阻感性负载输入输出波形测定及数据读取．在波形及数据读取环节，注意与仿真实验结果比较，学生对实验数据及波形的判断能力增强，同时也激发了学生对实验结果分析的兴趣，提高了实验课程学习效果．

课后，学生主要针对仿真环节、实验台操作环节的波形及数据进行分析，找出实验过程中存在的问题，分析改进方法，完成实验报告．

图3 单相桥式半控整流电路接线图

图4 单项桥式半控整流电路仿真

图5 单项桥式半控整流电路波形

3 实验效果评价

实验效果评价包括实验考核评价及反馈评价，考核评价主要包括实验过程考核与期末考核（见图6）．反馈评价包括学生自我评价、学生信息员评价、校院两级督导评价、学生参与各类学科竞赛反馈、实习实训企业单位评价等．

图6 实验考核评价

4 结语

基于学习产出教育理念的人才培养过程可概括为定义预期学习产出、实施学习产出和评估学习产出3个阶段．本文在深度分析学习产出人才培养模式的基础上，结合电力电子技术实验课程培养目标要求，以学生学习能力要求为中心，制定了课程教学大纲，设计了涵盖触发电路工作原理分析、4种变流电路工作原理分析、控制电路设计3个主要部分的实验项目，制定了学习效果评价办法．将软件仿真环节引入教学过程，培养学生主动参与的积极性，提高思考分析能力和综合实践能力．

[1] Richard M，Felder，Rebecca Brent．Designing and Teaching Courses to Satisfy the ABET Engineering Criteria[J]．Journal of Engineering Education，2003，62（1）：7-25．

[2] 高发亮．基于OBE理念的“电力电子技术”课程改革探究：以滨州学院为例[J]．工业控制计算机，2021，34（6）： 155-156．

[3] 张志，刘畅，唐校，等．赛教融合下《电力电子技术》实践教学模式的探索与实践[J]．中国电力教育，2020（9）：50-51．

[4] 吴新开，舒薇．应用型本科专业基础课程教学的特点与改革：以“电力电子技术”课程教学的改革为例[J]．教育教学论坛，2021（1）：90-93．

[5] 范茂彦，张丽芳．拓展“电力电子技术应用型人才”创新思维探索[J]．教育教学论坛，2019（19）：60-61．

[6] 章小卫，周京华，宋晓通，等．新工科背景下“电力电子技术”创新实践教学研究[J]．中国电力教育，2018（5）： 78-80．

[7] 林华，覃礼钊，李庆．大类招生背景下材料专业创新人才培养模式的探索与实践[J]．遵义师范学院学报，2020，22（1）： 122-123，132．

[8] 王琪，钮燕燕，罗印升，等．电气类专业课程教学模式的探索：以“电力电子技术”课程教学为例[J]．江苏理工学院学报，2021，27（2）：102-110．

[9] 王慧，孙丽玲，田艳军．基于MATLAB仿真的电力电子技术综合性课程设计[J]．实验技术与管理，2021，38（9）：191-194．

[10] 张耀锋．基于Matlab仿真技术在电力电子技术教学中的应用[J]．天津中德应用技术大学学报，2020（5）：38-42．

Experiment curriculum reform of power electronics technology based on OBE

DU Xiaoting，XIA Baihua，WEI Ying

（School of Electronic and Electrical Engineering，Anhui Sanlian College，Hefei 230061，China）

Based on the concept of OBE，and the requirement of students′ learning ability，the curriculum syllabus is formulated，explores a teaching reform method of power electronic technology experiment course，which combines software simulation with operation experiment，online preview and experimental verification．And the feedback of experimental results will be incorporated into the evaluation method of course results．Through the experiment example， the teaching realization process is analyzed．Students′ ability of active participation，thinking and analysis is cultivated．To solve the students study enthusiasm is not high， the general effect of comprehensive practical ability training and so on．

power electronics；learning output；teaching reform

1007-9831（2022）03-0090-04

TM13∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.03.019

2021-11-09

省级线下课程“电力电子技术”（2020kfkc199）；省级“双基”示范基层教学组织（教研室）（2020sjjxzz01）

杜晓婷（1982-），女，河南新乡人，副教授，硕士，从事智能控制研究．E-mail：xt198200@163.com