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基于OBE的《电力电子技术》课程教学设计与实践

来源:用户上传      作者:王月爱

  摘  要:该文介绍了OBE教学理念下的适合高职电气、供电专业学生《电力电子技术》课程教学的基本模式。该课程是依据工作过程组织、细分课程内容,以最终学习成果为导向,以培养学生职业岗位能力为重点,进行课程开发与教学设计,以任务驱动来开展教学。
  关键词:电力电子技术  OBE  教学设计
  中图分类号:G642   文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2020)03(b)-0073-02
  电力电子技术包括器件、电路和应用3个方面,它是利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术,将一种形式工业电能转换为另一种形式工业电能。随着智能控制、高铁运输、电能变换、变频系统、家用电器等领域的迅猛发展,以及我国电力新能源的发展规划,对电力变换及其职业技能提出了更高要求,因此,高校在培养职业技能人才过程中,不能着手于知识和书本内容的记忆,而要立足学生对知识的理解,并强化职业岗位认知能力。《电力电子技术》课程组通过两轮教学改革与试点运行,把学生对理论知识掌握方式从解决固定答案的能力,拓展到柔性解决岗位开放问题的能力;模块化课程设计、教学实施与学生的自我学习目标都直接聚焦于学生完成课程学习后取得的教学成果(学生完成课程学习后所具备的知识和技能),实现课程教学与职业岗位的对接,从而探索出适合高职电气、供电专业学生的基于OBE教学理念的课程教学模式。探索基于成果导向的《电力电子技术》课程教学模式改革刻不容缓[1]。
  1  《电力电子技术》课程的教学改革现状
  《电力电子技术》课程作为电气自动化技术专业和供用电技术专业的一门理实性都较强的专业主干课程,已完成两轮基于OBE的教学改革试点。新制定的课程标准、课程设计与实施方案是依据职业岗位必备的知识与技能选择教学模块,重新构建贴近职业岗位实际的课程内容,并增设了课程建模与仿真以及工程实例项目。初步形成的基于OBE理念、行动导向的课程教学模式,教学效果反映优秀。
  该课程以学习成果(人才培养目标)为导向,将理论知识和专业技能整合[2,3],构建模块化结构、教学案例导入的课程内容。课程选取电能变换与电力控制领域应用最广、最普及,又利于直观解析的电力装置、家用电器为教学案例,确立教学项目[4],制定和完善课程教学运行资料,如项目指导书、项目任务书、教学情景设计、教学视频和PPT课件等。
  每个教学项目的内容既相互独立,又各具明确教学目标;教学中,针对各教学目标展开知识讲解、项目实施,这既激发了学生学习兴趣,又利于学生掌握电能变换技术的必要知识和能力,也发挥了学生的主体性。在教学内容承载方式上,增加了电路仿真模型、电路波形图;增设了电能变换装置安装、调试、维护与故障处理内容,以及可操作性工程案例。
  2  基于OBE的《电力电子技术》课程的教学体系
  2.1 课程设计理念和思路
  (1)课程设计理念。
  基于OBE教学理念,依据工作过程组织、细分课程内容[5];以最终学习成果为导向,以培养学生职业岗位能力为重点,完成课程开发与项目教学设计;以工业生产的典型项目为载体,注重教学方案设计,以任务驱动来开展教学。
  (2)课程设计思路。
  该课程以电力电子技术应用最广泛的实际案例为载体,设计了5个教学项目,将电力电子相关学习内容融入到5个教学项目中。在介绍电力电子器件时,着重于电力电子器件的基本原理、特性、参数和器件选型;在讲解电力电子变流技术时,则围绕AC-DC、DC-AC、AC-AC和DC-DC这4种电能变换方式开展教学,研究由电力电子器件组成的变流装置的主电路、控制电路及其他辅助电路。通过课程学习,使学生掌握各类电力电子变流电路的基本原理与分析方法,具备电力电子电路设计、仿真与调试的能力。该课程紧扣电气、供电专业人才培养目标,并结合电力领域、自动化领域的职业岗位技能和知识需求,将电力电子技术基本知识、职业岗位能力、素养要求分解成一个个独立的工作任务,再有效组合这些工作任务,重新建立该课程理论实践相融合的教学体系。
  2.2 课程内容的组织与安排
  《電力电子技术》课程组从系统性、重复性、实用性和逻辑性4个方面,进行基于OBE的课程教学设计[6]。系统性,即课程内容要非常严密、循序渐进,各知识点由浅入深,先介绍简单的不可控型和半控型电力电子器件——电力二极管和普通晶闸管,再由基本的单相半波可控整流电路,建立起整流电路的基本概念,后期讲解全控型电力电子器件和复杂变流电路。在变流电路分析过程中,重复性很重要。每个电路分析都包含前面所学内容,是螺旋式上升、循序渐进一点点浸润在系统教学中。实用性是课程案例来源于生活中的家用电器或工业用电力装置,实操内容选取职业岗位真实任务,课程实施方案遵循行动导向设计。逻辑性是课程内容组织、安排遵循学生的电学认知规律。并且,教学设计与授课过程进行全程监测、阶段测评和教学实时动态反馈的方式,根据监测结构发现学生的学习状态,以便根据每个学生的个体差异与个性特点,因材施教,使每个学生获得相同的授课时间、学习机会与学习资源,以温和、弹性的方式满足学生的个性化需求,最终确保所有学生达成教学目标及教学成果。
  模块化课程以丰富有趣的教学资源、完整规范的学习资料、贴近生产生活的教学案例为支持,根据职业岗位必备的电力变换和控制理论确定,行动导向,任务驱动,并融入电力节能新技术。每个教学模块都凸显了职业能力和职业素养。职业能力是分解、提炼电力电子器件制造、电气设备与系统开发、电气设备安装、调试与维护中的岗位真实任务必备的技术能力;职业素养是品味企业文化,解析职业岗位必备的素质、素养。在设计项目子任务时,对不同的项目模块和不同层次的学生,选择与之匹配的教学方法,将课程技能训练与职业素养相关知识一点一点在系统教学中出现、浸润。
  2.3 课程考核方式
  《电力电子技术》课程考核采用过程性考核(40%)与终期学习成果考核(60%)相结合的方式。过程性考核分布于平时教学过程中的各个“柔性”环节,如课堂表现、课堂练习、课堂问答、课后作业、小测试、项目子任务评测等方式,将考核结果作为衡量学生的学习态度、学习效果和职业素养养成的重要依据,包容学生的个性化和差异化,重在学生培养能力的考核,而不是根据学生某一次的失败就定义学生。对指标低的学生提出“警示”,实时关注学生的学业情况并及时帮扶。终期学习成果考核安排在课程学习结束后进行,有各种“刚性”指标,量化考核学生对电力变流知识的理解,变流电路的分析、计算、安装与调试的掌握情况,采用闭卷+操作的考核方式,通过理论知识、实践知识、职业素养有关的教学情境问题,对学生进行全面细致的考核,但闭卷试题内容和试题类型等与过程性考核息息相关,两者相互衔接、相互补充。
  3  结语
  通过对《电力电子技术》课程实施基于OBE的教学设计与改革,能有效提高学生的学习主动性和积极性,激发学习兴趣,给学生树立自信心,让学生在教学之初就明确了该课程的教学目标和达成的教学成果,清楚课程教学模块和阶段要求。授课过程中根据学生的学习情况合理调整进度安排,弹性教学,注重引领学生自觉学习,知识与能力并重培养,完成教学成果即达成人才培养目标。在后期教学中,课程组还将根据专业人才培养目标,引入职业岗位标准,进一步细化考核指标,优化教学内容,培养学生的创新能力,引导学生自主学习。
  参考文献
  [1] 王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2017.
  [2] 张静之,刘建华.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2018.
  [3] 李自成,许丽,丁卫红,等.电力电子技术及应用[M].西安:西北工业大学出版社,2017.
  [4] 黑龙江职业学院项目组.成果导向高职课程开发案例集[M].北京:高等教育出版社,2016.
  [5] 王晓典.成果导向高职课程开发[M].北京:高等教育出版社,2016.
  [6] 王明海.成果导向高职课程实施[M].北京:高等教育出版社,2016.
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