基于线上线下混合式教学的“电力电子技术”教学实践与研究

摘  要：“电力电子技术”是电气类专业的一门重要的专业基础课程，但是在教学中学生普遍存在着学习目标不明确、学时短造成的知识掌握欠缺以及理论和实践脱离的三个主要问题。文章利用线上线下混合式教学的手段，以解决问题为目标导向，然后通过以项目式教学为基础，采用翻转课堂教学的形式，完成课程的教学，并通过分层次项目式评价的方式对教学效果进行课程教学评价。经过实际的课堂验证，最终教学效果相较于传统教学方式取得了显著的成效。

关键词：项目式教学；翻转课堂；目标导向；线上线下混合式教学

中图分类号：TP39；G434    文献标识码：A    文章编号：2096-4706（2023）05-0195-04

Teaching Practice and Research of “Power Electronics Technology” Based on Online and Offline Blending Learning

YAN Genglong

（Department of Wine Engineering Automation， Moutai Institute， Zunyi  564507， China）

Abstract： “Power Electronics Technology” is an important professional basic course for electrical majors. However， there are three major problems in teaching for students of unclear learning objectives， lack of knowledge due to short class hours， and separation between theory and practice. This paper uses the online and offline blending learning method to solve problems as the goal orientation， and then completes the teaching of the course by using the form of flipped classroom teaching based on the project teaching， and evaluates the course teaching effect through the hierarchical project evaluation. Through the actual classroom verification， the final teaching effect has achieved remarkable results compared with the traditional teaching methods.

Keywords： project teaching; flipped classroom; goal oriented; online and offline blending learning

0  引  言

“电力电子技术”是电气类专业和自动化专业大三学生一门重要的专业基础课程，作为弱电控制强电的重要枢纽，给自动化专业大三学生提供了电能功率变换器必要的硬件基础，并且被很多高校列为研究生初试和复试的专业考试课，是考研学生重要的一块敲门砖[1]。

但是电力电子技术在很多高校的电气类专业学习中存在着学习目标不明确、学时短造成的知识掌握欠缺以及理论和实践脱离的三个主要问题[2]。

如图1所示，本文针对“电力电子技术”这门电气类专业基础教学课程存在的问题，以项目式教学为基础[3]，采用翻转课堂的形式[4]，以解决课程教学问题为目标导向[5，6]的教学范式改革进行了研究，并在课堂取到良好效果，目前存在的三大问题均得到明显改善。

1  问题剖析

1.1  学习目标不明确

由于自动化作为一个实践性很强的工科专业，每门专业课之间都有很强的逻辑关系，由于学生对未来专业课没有提前的认知，导致学生学习目标不明确，对专业培养能力产生迷茫。

1.2  学习时长短且掌握程度欠缺

“电力电子技术”作为专业课程只有48个课时，其中理论40学时，实验8学时。仅靠上课时间很难保证学生从理论到实践方面，对电能变换技术有很好程度的掌握，寻找一条可以通过很短的堂授时间保证学生接收专业知识的效率之路，是本项目的研究重点。

1.3  理论和实践实时整合的欠缺

在“电力电子技术”传统的课堂中，理论教学虽然有配套的实验课程，但理论知识学习与实验课程验证之间的时间差通常较长。若以周4学时的速度授课，学生平均每进行6学时的理论教学后，才会进入实验室1次，即每3周进入实验室1次。

由于进行实验时，对应的理论知识已经教授了超过1星期，因此大部分学生对课堂上学习的知识必然已经遗忘了部分。如果实验课上老师花时间进行复习，必然导致实际的实验时间被压缩，实验课程的考察强度必然被削弱。如果教師不进行复习，直接开始实验，那必然有部分学生无法有效回忆理论知识，导致实验课程学习效果大打折扣。从而使学生很难短时间接受新概念的传输，导致课程中途丧失对专业的兴趣，沦变为学生口中的“天书”。

2  项目式线上线下混合式教学

针对“电力电子技术”专业课的学习目标不明确、学习时长短导致的掌握程度欠缺以及理论和实践实时整合的欠缺三个问题，本项目决定通过以下三个途径解决。

2.1  项目式教学

针对学生学习目标不明确的问题，根据自动化专业的培养目标，编纂电能变换技术的实际项目，并将“电力电子技术”的知识点逐个拆解整合为跟实践紧密相关的项目，通过项目式教学来保证学生可以有目标性地对专业课知识逐级掌握，从而实现学生对未来专业能力和从事岗位工作有一个清晰的认识。

2.2  线上线下混合式翻转课堂

针对学习时长短导致的掌握程度欠缺，通过线上线下混合式翻转课堂的形式，把课堂从教回归到学，以项目式教学为基础，通过堂前针对项目式问题的提前预习，到堂后根据教学网络资源进行项目式完成情况的复现，培养学生终身学习的能力，和项目式的工程师思维。

2.3  理论实验混合式课堂教学

针对理论和实践实时整合的欠缺，以项目式翻转课堂为基础，通过互联网的形式，在堂前初步掌握学生通过仿真对项目的掌握程度；堂中采用理论实验混合式课堂教学，根据学生学习情况实时评价项目情况，并通过仿真进行实时讲解，学生带上自己的笔记本可以实时完成项目式学习。

项目式教学是教师根据所教的课程精心设计一个或几个选题[7]，准备开始下发任务，启发学生思考，让学生带着目的去学，并且能学以致用，解决学生学习目标不明确的问题。通过介绍项目背景，提出任务目标，学生能够了解所学学科在生产生活中的应用，通过问题的提出，引导学生思考解决问题的方法，并且发展学生的创新能力。

针对学生学习目标不明确的问题，根据电气类专业的培养目标，编纂电能变换技术的实际项目，并将电力电子技术的知识点逐个拆解整合为跟实践紧密相关的项目，通过项目式教学来保证学生可以有目标性地对专业课知识逐级掌握，从而让学生对未来专业能力和从事岗位工作有一个清晰的认识。

项目式线上线下混合式教学，首先根据电力电子技术专业课的特性和内容，将其分为5个模块，如表1所示，并根据各模块知识点要求内容，结合线上线下混合式教学方式，联系工程实际完成撰写15个教学式项目的项目书，并在学习通上及时下发，完成课堂的堂前导入。

3  翻转课堂

针对学习时长短导致的掌握程度欠缺，如图2所示，通过翻转课堂的形式，把课堂从教回归到学，以项目式教学为基础，通过堂前针对项目式问题的提前预习，到堂后根据教学网络资源进行项目式完成情况的复现，培养学生终身学习的能力和项目式的工程师思维，并间接扩充了课堂容量，解决了学生课时少导致的知识点掌握欠缺的问题。

翻转课堂最主要的是项目式考核和课堂容量的扩充部分，主要实施过程包含如下三步：

第一步，根据电力电子技术的五个教学模块，进行5个课程评价项目的撰写，每个模块划分为优、良、中、差四个难度的项目，总计20个评价项目，通过分级项目的完成情况进行学生的课程学习评价，以此来加固学生对专业知识的掌握，强化学生做一名合格工程师的素养，培养学生终身学习的能力。

第二步，通过学习通和公众号视频的形式，上传与20个项目的项目书相关的网络资源，完成翻转式课堂的课程容量拓展，并在后期根据学生的项目攻克难度，将解决办法通过公众号视频的形式进行实时更新。

第三步，如图3所示，在bilibili网站建设关于电力电子技术专业课程的视频疑难解答模块，并在学习通讨论区，针对学生问题进行文字答疑。融合电力电子技术的教材，针对项目式教学的难点，进行精确分析。目前的网课中，几乎没有专门针对课后习题的解答视频，因此通过在该模块建设视频，填补针对电力电子技术的难点疑难解答的空缺，节约原本用于习题解答的授课时间，从而实现了扩充课堂授课内容的目的。

4  授课和评价

4.1  授课

通过堂前、堂中和堂后三个途径进行阐述。

4.1.1  课堂前

如图4所示，通过学习通建立班级，发放堂授的项目书，让学生可以通过堂前网络资源的搜索和教材的预习对项目书的内容有初步的想法，并产生自己的解决思路和难点疑问。并利用网络形式掌握学生对项目书的初步了解情况和难点疑问，进行学情分析。

4.1.2  课堂中

如图5所示，通过雨课堂进行PPT实时共享，针对项目书的内容进行针对性的讲解，并且通过堂中的习题设置，实时检测学生对知识的掌握程度，并結合学习通统计报告，实时了解堂前的问题，从而节约学生对未知问题的熟悉时间，并通过翻转课堂的形式把课堂的重点，从以前“教师的教”为主，回归到“学生的学”为主。

4.1.3  课堂后

如图6所示，结合教材，在学习通上发送与项目结合的堂后练习题目，并通过学习通的成绩统计报告，针对性地讲解问题出现的“重灾区”。通过上传学习通的讨论区，进行线上的统一问题解答。

4.2  课程评价体系

线上线下混合式教学的课程评价如表2所示，平时成绩10%，通过学习通布置项目式教学作业，进行评价留底，平时考勤仅作为扣分标准；课外研修占比10%，通过学习通下发，根据设计的5个模块的分级任务完成情况进行评价，并最终汇总，平均分的结果作为平时成绩的分数，为项目式实验考核做好过程性前期评价；实验成绩占比30%，通过分级项目的考核结果，为项目过程进行中期评价，实验堂上成绩和堂下成绩各占50%；最终期末考试成绩50%，考试根据任务书对应的知识点，结合工程实际进行闭卷考试，试卷工程实际问题超过50%。

如图7所示，通过汇总两轮课程的考试成绩，将传统课堂的学习成绩和线上线下混合式课堂对比分析，通过图7可见，70分以下的同学明显减少，高分同学比例明显占比更高，证明线上线下混合式课堂取得良好的效果。

5  结  论

通过线上线下混合式翻转课堂教学的方式，通过项目式培养的模式，让电类专业学生以一名工程师的角度掌握电力电子技术，不但培养了学生的工程思维能力，并且通过线上资源获取和项目亲身经历获得了终身自主学习的意识，并为想考研究生的同学提供强有力的学科基础。通过项目式的线上线下混合式翻转课堂教学，获得的具体效果分为以下三个方面：

第一个方面，学生学习目标明确。通过项目式教学方式的培养，自动化学生能够掌握每门专业课之间的逻辑关系，明确自己的学习目标，对未来专业课有提前的认知，且明确未来的职业规划和从事专业的工作内容，为未来成为一名合格的工程师奠定良好的基础。

第二个方面，课堂效率提升，养成终身学习习惯。“电力电子技术”作为专业课程只有48个课时，其中理论40学时，实验8学时。通过翻转式课堂提升堂授效率，通过项目式的培养，让学生可以从多层次、多维度、多方面掌握专业课知识，并养成终身学习的能力和实际的工程师思维。通过多层次的项目式评价来丰富课程评价体系。

第三个方面，实时整合理论和实践。通过堂授期间的实时仿真教学，让学生能够在学习理论知识的时候，能够及时直观地了解电能的表现形式和工程分析工具的使用，培养学生解决实际问题的工程能力。

总而言之，本文针对“电力电子技术”这门电气类专业基础教学课程存在的问题，以项目式教学为基础，利用线上线下混合式教学的方式，采用翻转课堂的形式，以解决课程教学问题为目标导向，对教学范式改革进行了研究，并在课堂上取得良好效果，为电气类学科的未来教学起到很好的示范推广作用。

参考文献：

[1] 孙丽玲，李建文，董淑惠，等.新工科背景下电力电子技术课程综合改革与实践 [J].高教学刊，2022，8（16）：129-132.

[2] 马飞，李琦.以学生为中心的《电力电子技术》课程教学改革研究 [J].创新创业理论研究与实践，2022，5（11）：18-20.

[3] 王海啸，王文宇.创新创优 共建共享——“项目式大学英语教学模式改革虚拟教研室”建设路径探索 [J].外语界，2022（4）：8-15.

[4] 郝一甲.“翻转课堂”在高校思想政治理论实践教学中的应用 [J].食品研究与开发，2022，43（17）：241.

[5] 冯晓英，王瑞雪.“互联网+”时代核心目标导向的混合式学习设计模式 [J].中國远程教育，2019（7）：19-26+93.

[6] 王陈诚.自动化专业课程教学方式改革的建议 [J].中国设备工程，2021（3）：235-236.

[7] 卢小花.项目式学习的特征与实施路径 [J].教育理论与实践，2020，40（8）：59-61.

作者简介：闫庚龙（1994—），男，汉族，山西河津人，讲师，硕士研究生，研究方向：电力电子技术的研究和教学。

收稿日期：2022-10-25

基金项目：2021年贵州省高等学校教学内容和课程体系改革项目（黔教函〔2021〕113号-2021355）；2020年第二批产学合作协同育人项目（教高司函〔2021〕3号-202002144017）