基于移动互联网下《电力电子技术》“智慧课堂”的构建

    王红　莫金海　马维勇

    

    摘 要：本文介绍我校电气工程专业《电力电子技术》课程“智慧课堂”的构建思路，以“微助教”为课程支持技术，以“整流电路”章节为试点内容介绍“智慧课堂”的实现过程。提出教学单元按照“三大板块”的流程进行开展。通过“传统课堂”与实施“智慧课堂”学生成绩的对照，其优秀率和优良率明显提高。该课程建设经验也为其他高校相近课程“智慧课堂”的实施提供了一定的借鉴作用。

    关键词：智慧课堂;教学模式;电力电子技术

    中图分类号：G434文献标识码：A

    1 《电力电子技术》的课堂教学现状

    《电力电子技术》是我校电气工程及其自动化专业的基础课之一，主要培养学生通过典型电力电子器件实现交《电力电子技术》直流电能的转换与控制的能力，课程具有理论性强、实践难度大的特点，模型难以建立，涉及高压大电流，理论晦涩，波形复杂，由于课时不断压缩，为完成大纲计划教师通常是满堂灌，学生没有时间独立思考，个性化教学更是无法实施。随着内容的深入这种弊端日益突显，有的学生甚至对专业学习失去耐心和兴趣，学习效果不尽如人意。为此，随着教育现代化的普及推广，借助移动“互联网+”本文用智慧课堂开展全新的教学模式，重在激发学生学习的主动性，为学生的未来就业打下坚实的电气专业基本功[1]。

    2 智慧课堂的特点及实施的重要性

    智慧课堂是利用移动“互联网+”的环境和众多的信息技术平台，是网络教学与教室教学结合的一种新的教学模式。其具有丰富的教学形式和先进的辅助教学软件，通过构建智能化、多元化的新型课堂，借助信息网络技术得到课堂环节监测的多角度數据，从而精确地掌握各层次学生的学习情况，为学生提供形式多样的多媒体资源，按照多元化与个性化要求推送电子教材和学习资料，促进教学质量，提高学生的综合素质。

    教育部印发了“关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见”，明确提出全面深化课程改革，是贯彻党的十八大精神的重大举措，是提高国民素质、建设人力资源强国的战略行动。随着落实课程改革各项工作任务的深入，课堂的复杂性，执行的不确定性日益暴露出来。课堂之所以复杂，因为教学系统的变化是由教学过程完成的，很多教师难以摆脱固定的教材和参考资料，每学期的课程都在重复复制相同的教案，但教学过程是师生共同完成的统一体，每次的教学课堂面对的学生的基础，素质，特长都是不同的。《电力电子技术》作为电气专业的重要核心课程，其教学必须适应这一变化，打破传统“黑板+多媒体”的模式，引入智慧课堂来开展教学[2]。

    3 《电力电子技术》智慧课堂建设的实施内容

    《电力电子技术》课程是电力学、电子学、控制理论三门学科的交叉学科，《电路分析》《模拟电子技术》《电机学》等是先修的基础课程。受传统教学模式的影响，并且扩招后的学生基础素质有所下降，对学生来说很好地掌握课程知识难度是很大的。该门课程中实践内容较多，设备往往工作于强电大功率的环境，学生安全控电、操作的规范性和合理性是非常重要的。智慧课堂教学模式改革主要从教学方式、教学对象、教学效果三方面入手进行构建和应用，借助微助教作为技术支持平台实现教学动画、视频资料的共享。在具体章节的教学实施过程中，每个教学单元按照“三大模块”的流程进行开展。

    （1）模块一：课前准备工作。包括授课章节教学目的、重难点的描述，理论知识点的梳理，教学方案设计，上传授课视频及资料，布置课前的学习任务及作业等内容。

    （2）模块二：课上训练环节。包括课前知识点的复习，课前学习任务的检查与讨论，知识点的延展，布置课后学习任务。师生在课上利用微助教进行课堂互动，面对面地传授知识，增强学生对于知识点的记忆与理解。

    （3）模块三：课后评估巩固。课下教师修改学生提交的课后作业，并进行班级成果分享，教师根据微助教课前、课中阶段及后台生成的数据，总结学生对于授课内容的掌握情况，继而完善后期的教学活动设计安排。

    4 《电力电子技术》智慧课堂建设的实施过程

    本次试点对象为近180名电气工程及其自动化专业学生，采用的教材是“王兆安，刘进军，电力电子技术（第5版），机械工业出版社，2009年”。教学活动借助第三章“整流电路”展开，下面阐述智慧课堂的教学活动设计方案，分为三个阶段。

    （1）教学目标的制定。结合教育部关于高等学校电气工程及其自动化专业本科教育教学的基本要求，参照该课程的教学大纲，以“单相整流电路”为例，把该内容的教学目标设定如下：①工程分析评判能力：掌握单相整流电路的基本知识与概念以及各参数计算方法，培养学生分析和绘制波形图能力;②工程设计能力：初步掌握单相变压器、控制开关、负载之间的组合连接与设计电路能力;③团队协作能力：能处理好个体与团队的关系，完成小组内信息共享及完成所承担角色的任务。

    （2）教学重难点的确定。在整体章节中，单相全控桥大电感负载、反电势负载、三相全控桥大电感负载作为重点内容，每种电路的工作原理、波形分析作为关键点，电路工作过程和参数计算作为难点。

    （3）智慧课堂的教学设计。以三相全控桥带大电感反电势负载为例，计划教学活动时间安排为课前2课时、课上环节2课时及课后巩固2课时。①课前内容：电路设计案例引导、布置课前思考题，如电路的工作原理，反电势负载下电压和电流的波形特点，电流连续的参数条件等。再者，通过微助教平台发布学习资料及视频，包括整流电路课件、电动机调速，发电机励磁调节的装置图片、动画等音视频资料，电解及电镀实际应用的短视频播放等相关网络材料、参考文献的推送等，电脑与手机两种形式都可选择，时间和场所随意多次播放与查看。结合微助教的后台统计，教师可随时了解学生的完成进度和观看频次，统计学生的疑难点。②课中环节：老师随堂抽查预习情况，分小组回答思考题、讲授统计的疑难点，布置课后学习任务。首先，对课前理论知识进行随机点名测验，检验教学知识的预习情况。并结合课前后台的统计数据进行成绩即时反馈，展示分享;将难懂的知识点着重讲授并进行交互问答，有时间的话还可进行趣味互动。③课后：整理课堂数据、学生上传作业、教师对上传的作业直接进行查阅与批改并评分，线上答疑交流等。对存在的问题及时分析讲解，尽可能地做到一对一的辅导模式。还可实施激励措施，对完成情况有进步的、较好的、优秀的给予鼓励，按照等级加分。消除了传统课堂中师生们面对面交流的各种制约因素[3-5]。

    5 传统课堂与智慧课堂的成绩对照

    《电力电子技术》智慧课堂于2019—2020年第2学期开始实施，通过线上“微助教”平台对三个模块各单元的统计数据，由课堂参与、过程完成情况、研究报告及期末考核构成。智慧课堂加大了过程管理力度，由课堂参与、小组讨论、课后预习、答疑、作业完成情况、实验操作表现及期末考评等综合因素得到学生的总评分数。现将采用传统课堂授课时本专业学生2018—2019年第2学期的《电力电子技术》课程成绩通过率情况与之对比，如下图所示，智慧课堂的“优秀率”和“优良率”明显提高，“及格率”明显下降，實现了预期效果。

    6 结语

    基于移动“互联网+”背景下，传统课堂已无法满足师生的需求，本文通过《电力电子技术》智慧课堂教学模式改革的实施，以“整流电路”课程内容作为试点介绍了具体的实施过程。在该过程中学生课堂参与度、小组讨论的活跃度、学习主动性明显提高，教学视频、图片、课件、参考资料等资源共享性大大加强。通过与传统教学效果对比可知学生的过程管理和成绩管理已达到预期。本文的构建模式良好地实现了师生交互，激发学生的学习自信和热情，增添了趣味性，提出了手机可作为高校课堂学习工具的思路，为其他专业课程智慧课堂的实施起到了一定的借鉴作用。

    参考文献：

    [1]孔伊昵.基于智慧教室的互动教学的研究[J].智库时代，2020（2），220-221.

    [2]刘邦奇.智慧课堂：“互联网+”时代的课堂变革[N].江苏教育报，2016-09-21（004）.

    [3]张月月，王君明.高校实验教学中“以学生为中心”教育理念的应用[J].教育现代化，2019，10（85），276-277.

    [4]孙曙辉，刘邦奇.基于动态学习数据分析的智慧课堂模式[J].中国教育信息化，2015，22：21-24.

    [5]刘军.智慧课堂：“互联网+”时代未来学校课堂发展新路向[J].中国电化教育，2017（7）：14-19.

    作者简介：王红（1972— ），新疆奎屯人，桂林电子科技大学机电工程学院教师，副教授，主要从事电力电子与电气传动方向的教学科研工作。

    *通讯作者：莫金海（1963— ），广西桂平人，桂林电子科技大学机电工程学院教师，教授级高工，主要从事电力电子与电气传动方向的教学科研工作。