導(dǎo)語：CDIO理念在電力電子技術(shù)的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：“電力電子技術(shù)”是一門理論實踐性較強的課程，其電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)繁多，波形分析復(fù)雜，傳統(tǒng)的教學(xué)形式抽象枯燥，學(xué)生投入度和互動性普遍不高。為進(jìn)一步改善教學(xué)形式和教學(xué)思路，本文引入cdio工程教育理念，結(jié)合實際工程案例的項目式驅(qū)動法，以及學(xué)習(xí)通平臺的混合式教學(xué)設(shè)計，構(gòu)建“以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)工程應(yīng)用能力為核心”的課程體系。

關(guān)鍵詞：CDIO理念電力電子技術(shù)教學(xué)改革

1引言

“電力電子技術(shù)”是電氣工程及其自動化、智能電網(wǎng)信息工程等電氣類專業(yè)非常重要的專業(yè)核心課程，主要教授電力電子器件、四大變流技術(shù)、PWM控制技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)等內(nèi)容[1]。電力電子技術(shù)應(yīng)用廣泛，幾乎涵蓋民生經(jīng)濟等各個領(lǐng)域，是一門理論性、工程性與實踐性非常強的交叉學(xué)科。正因如此，如何加強學(xué)生綜合素質(zhì)教育，提高學(xué)生實際工程應(yīng)用能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力與滿足企業(yè)需求的專業(yè)技能人才，各高校已極為關(guān)注和重視。CDIO模式是一種在全球各國廣泛推行的工程教育模式[2]。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以項目驅(qū)動的方式主動學(xué)習(xí)[3]。將CDIO模式運用到《電力電子技術(shù)》的理論教學(xué)中，優(yōu)化“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)設(shè)計，構(gòu)建“以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)工程應(yīng)用能力為核心”的課程體系。推行基于項目、基于問題、基于案例的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法，支持學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性實驗，實現(xiàn)課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和創(chuàng)新精神具有重要的理論價值。引入CDIO模式，開發(fā)一系列與教學(xué)內(nèi)容高度契合的教學(xué)項目成為這門課程教學(xué)改革的一大重點。文華學(xué)院作為一所應(yīng)用型高校，大部分學(xué)生畢業(yè)后選擇就業(yè)，更注重應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。因此電力電子技術(shù)必須打破電路拓?fù)涮铠喪街v解的傳統(tǒng)教學(xué)模式，如何依據(jù)CDIO理念開展《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)、改革教學(xué)內(nèi)容、課程體系與教學(xué)方法都是值得我們探討的問題。

2現(xiàn)有教學(xué)中待改進(jìn)的問題

2.1傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)模式的改革

本文主要探索理論教學(xué)的變革，解決本課程內(nèi)容電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)繁多，波形分析復(fù)雜，傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)抽象枯燥，學(xué)生投入度和互動性普遍不高，對拓?fù)渌烙浻脖?，對工作原理不求甚解的“痛點”問題。引入CDIO工程教育模式，并結(jié)合項目式和學(xué)習(xí)通線上教學(xué)的混合教學(xué)設(shè)計貫徹實施，將傳統(tǒng)的“以教師為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”，學(xué)生由被動灌輸變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)。采用CDIO工程教育模式鍛煉了學(xué)生的工程項目思維，提升了團(tuán)隊合作意識，為社會培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

2.2教學(xué)設(shè)計過于死板，有待優(yōu)化改進(jìn)

本教學(xué)改革的對象為我校機電學(xué)部電氣專業(yè)及智能電網(wǎng)專業(yè)20～21級學(xué)生。為學(xué)生設(shè)計《電力電子技術(shù)》的工程項目案例，使理論知識得到實際應(yīng)用，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性與參與度，增強自主學(xué)習(xí)能力。課題成果能夠提高學(xué)生的成就感，對學(xué)生參加國內(nèi)相關(guān)學(xué)科競賽也有重要支撐作用，有利于提高學(xué)生在后續(xù)的求學(xué)、求職中的核心競爭力，為社會培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。以CDIO理念為理論指導(dǎo)，以項目式教學(xué)為導(dǎo)向，分模塊展開知識點講解，優(yōu)化原有教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)大綱，豐富教學(xué)設(shè)計和改進(jìn)考核評價體系。從傳統(tǒng)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)轫椖渴浇虒W(xué)，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，將知識點模塊化，以工程教育模式為基礎(chǔ)，以項目方式驅(qū)動學(xué)習(xí)，巧妙融合理論課堂和工程應(yīng)用項目，在實踐中充分理解和鞏固理論知識。

2.3課堂氛圍沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下

學(xué)生首次接觸以波形分析為主要思路的電力工作原理過程，再加上單相三相，整流逆變等眾多類型的電路原理圖，本能上會出現(xiàn)畏難情緒。因此，傳統(tǒng)課堂講學(xué)極為出現(xiàn)教師滔滔不絕，學(xué)生安安靜靜的氛圍，為改善沉悶的課堂氣氛，可結(jié)合學(xué)習(xí)通線上平臺，靈活教學(xué)。線上發(fā)布任務(wù)，線下討論指導(dǎo)。利用學(xué)習(xí)通，發(fā)布討論，隨機選人，搶答等功能活躍課堂氣氛，增加趣味性和互動性。解決學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下的問題，往往出現(xiàn)搶答環(huán)節(jié)時，學(xué)生感覺緊張又刺激，能夠充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主性，由被動接受變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。

3CDIO模式教學(xué)改革實施方案

3.1教學(xué)項目的選取與設(shè)計

對《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)項目的選取，首先從整體上分析該門課程的教學(xué)任務(wù)，確定整體的任務(wù)和目標(biāo)之后，再將核心知識點模塊化，并針對每一部分知識點選取合適的工程項目，或者小范圍的綜合性項目。項目選取的原則為難度適中，內(nèi)容高度契合理論內(nèi)容。然后對各項目進(jìn)行詳細(xì)的需求設(shè)計，以及理論知識點的設(shè)計，并將項目資源運用到實際教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)反饋調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)項目。開發(fā)一系列與教學(xué)內(nèi)容高度契合的教學(xué)項目是這門課程教學(xué)改革的重點。本次教學(xué)改革將根據(jù)電力電子的四大變流技術(shù)設(shè)計4個教學(xué)項目進(jìn)行試點，由淺到深，由易到難，與專業(yè)緊密結(jié)合，以項目式教學(xué)為導(dǎo)向結(jié)合學(xué)習(xí)通線上平臺，應(yīng)用于《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)的實施，切實提高教學(xué)效果。項目1：直流電機調(diào)速裝置的設(shè)計項目2：矩形波單相逆變器的設(shè)計項目3：便攜式開關(guān)電源的設(shè)計項目4：舞臺調(diào)光燈的設(shè)計

3.2CDIO工程教育模式的教學(xué)設(shè)計

為適應(yīng)我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，對原有教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，制定以CDIO模式為基礎(chǔ)，項目式教學(xué)和線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)設(shè)計，注重項目實踐，將理論知識與工程應(yīng)用有機結(jié)合起來。同時，在學(xué)習(xí)通線上平臺發(fā)布項目任務(wù)，組織學(xué)生分組討論，構(gòu)思設(shè)計，反饋交流。再通過傳統(tǒng)線下課堂圍繞案例展開知識點講解，指導(dǎo)項目疑難問題。實現(xiàn)以CDIO模式為基礎(chǔ)，項目式教學(xué)和線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)設(shè)計，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)自覺性，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)造性。同時線上的過程統(tǒng)計數(shù)據(jù)，將形成科學(xué)有效的過程性評價及反饋，幫助教師完成評價考核以及進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)設(shè)計。下面以開關(guān)電源的項目為例，如圖1所示，展示基于CDIO理念的混合式教學(xué)設(shè)計。該教學(xué)設(shè)計采取“三縱四橫”原則，主題是開關(guān)電源的項目式教學(xué)，以CDIO的工程思維為理論指導(dǎo)，采取傳統(tǒng)課堂和學(xué)習(xí)通平臺的線上線下混合教學(xué)方式推進(jìn)實施。開關(guān)電源為本課程第五章直流直流變換內(nèi)容。項目分為4個步驟：第一步，項目構(gòu)思。由教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容發(fā)布任務(wù)，學(xué)生分組討論，根據(jù)項目所涉及的章節(jié)知識點自學(xué)查閱，并構(gòu)思項目方案和項目需求。此步驟通過學(xué)習(xí)通線上發(fā)布。第二步，項目設(shè)計。教師圍繞知識點對項目做具體介紹，引導(dǎo)學(xué)生分組討論，并開始進(jìn)行具體的方案設(shè)計。此步驟在線上課堂完成。第三步，方案實現(xiàn)。學(xué)生借助學(xué)校實驗室現(xiàn)有硬件設(shè)施進(jìn)行方案驗證，或者通過仿真軟件進(jìn)行仿真驗證，同時教師可以指導(dǎo)和答疑解惑。此為最重要的過程，由學(xué)生在線下完成。第四步，項目驗收。驗收形式可以靈活多樣，可以通過學(xué)習(xí)通線上平臺上傳驗證視頻及文檔報告，由學(xué)生相互學(xué)習(xí)評分，最后在線下課堂完成優(yōu)秀評選。

3.3學(xué)習(xí)通線上教學(xué)資源包設(shè)計

按照教學(xué)要求完成《電力電子技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)通線上教學(xué)資源包設(shè)計。配合項目式教學(xué)，開發(fā)制作完成線上配套的相關(guān)項目視頻資料、教學(xué)資源，課后練習(xí)，包括課件制作，章節(jié)測試題庫設(shè)計、討論題庫設(shè)計、小組討論內(nèi)容和形式設(shè)計，實現(xiàn)以學(xué)生為中心的“翻轉(zhuǎn)課堂”項目成果展示及交流平臺。我?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》課程位48學(xué)時，可根據(jù)課程章節(jié)安排，選取重要的知識點，學(xué)生分組PK，要求組內(nèi)分工合作，每個人都要負(fù)責(zé)相應(yīng)任務(wù)，可以選擇仿真，分解知識點講授，或者PPT制作，或者是現(xiàn)場板書等，確保全員都能參與。

3.4學(xué)情反饋，評價考核的制定

學(xué)習(xí)通線上平臺是一個很好的教學(xué)輔助工具，能夠提供課堂報告、學(xué)情統(tǒng)計、成績統(tǒng)計等信息，并以可視化圖表的形式反饋給老師，如簽到率，課堂表現(xiàn)TOP10，課堂選人回顧，章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)，綜合成績分布等內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)通統(tǒng)計數(shù)據(jù)，老師對班級整體情況，甚至每位學(xué)生的詳細(xì)學(xué)習(xí)情況一目了然，老師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)情及時調(diào)整項目內(nèi)容及進(jìn)度安排，還可以針對不同掌握層次的學(xué)生發(fā)布不同的項目學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)行分層教學(xué)和個性化的一對一輔導(dǎo)，教師也可以根據(jù)反饋情況進(jìn)一步完善教學(xué)設(shè)計和考核評價。分組討論PK后，最后全員一起投票推優(yōu)，提高學(xué)生參與感和成就感。引入線上學(xué)情反饋后，對綜合評價比例做出一定修訂，并進(jìn)一步細(xì)化過程評價內(nèi)容。

4教學(xué)改革目標(biāo)

4.1完善以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的教學(xué)大綱

《電力電子技術(shù)》現(xiàn)有教學(xué)大綱包含課程教學(xué)目標(biāo)，且已融入課程思政元素，但在教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時安排上，仍然以理論知識為主，輔以實驗教學(xué)部分，學(xué)生接觸到的還停留在考試層面，死記硬背層面，對知識的融匯貫通和實際應(yīng)用缺乏認(rèn)識。現(xiàn)有教學(xué)大綱總體來說可以滿足理論教學(xué)，在此基礎(chǔ)之上引入CDIO工程教育模式，在每個章節(jié)增加項目應(yīng)用，改革專業(yè)課教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提供以培養(yǎng)專業(yè)技能人才為目標(biāo)的教學(xué)大綱。

4.2混合式教學(xué)設(shè)計的改革創(chuàng)新

（1）從傳統(tǒng)教學(xué)到項目式教學(xué)。打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，將知識點模塊化，以工程教育模式為基礎(chǔ)，以項目方式驅(qū)動學(xué)習(xí)，巧妙融合理論課堂和工程應(yīng)用，在實踐中充分理解和鞏固理論知識。（2）從線下課堂到學(xué)習(xí)通線上平臺。除了傳統(tǒng)的線下課堂，還可以有機結(jié)合線上平臺，通過學(xué)習(xí)通線上發(fā)布項目任務(wù)，組織分組實踐，線上討論交流，同時還可以利用學(xué)習(xí)通發(fā)布課件，微課，視頻，動畫，課件預(yù)習(xí)，章節(jié)測試等內(nèi)容，進(jìn)一步豐富和拓展線下教學(xué)，增加線下互動性及趣味性。把知識內(nèi)容多層次多角度展現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生可以充分利用碎片時間自主自學(xué)。

4.3教學(xué)案例的設(shè)計與拓展

如項目預(yù)期效益較好，可進(jìn)一步豐富項目案例，如：三相橋式整流器的設(shè)計、SPWM逆變器的設(shè)計、變頻器的設(shè)計、UPS電源、光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器、車載220V逆變器設(shè)計、車載USB充電器設(shè)計等項目，以預(yù)防下屆學(xué)生重復(fù)利用上屆學(xué)生的成果及報告，同時由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新項目教學(xué)案例需要做到每屆更新和改進(jìn)。

4.4課題應(yīng)用價值的思考

隨著社會分工的細(xì)化以及對工科畢業(yè)生專業(yè)技能要求的提高，基于CDIO工程教育模式的教學(xué)設(shè)計將會得到越來越廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。結(jié)合項目式驅(qū)動和學(xué)習(xí)通線上教學(xué)的混合式教學(xué)設(shè)計，可以思考推廣到較多工程應(yīng)用型較強的課程。該工程教育模式的教學(xué)設(shè)計可拓展應(yīng)用到電氣專業(yè)及機電學(xué)部其他實踐性較強課程的學(xué)習(xí)，如《電氣控制與PLC技術(shù)》、《單片機原理與接口技術(shù)》等專業(yè)課，有利于學(xué)科交叉，資源共享。

5結(jié)語

目前“電力電子技術(shù)”課程還停留在理論教學(xué)的層面，工程實際應(yīng)用涉獵較少，學(xué)生的工程思維能力和實踐應(yīng)用能力稍有欠缺，與企業(yè)實際工程應(yīng)用能力的需求有較大差距。因此，本課程教學(xué)改革采用CDIO工程教育模式鍛煉了學(xué)生的工程項目思維，提升了團(tuán)隊合作意識，為社會培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才[4]。相信隨著社會分工的細(xì)化以及對工科畢業(yè)生專業(yè)技能要求的提高，基于CDIO工程教育模式的教學(xué)設(shè)計將會得到越來越廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。

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[4]胡靜波.“電力電子技術(shù)”課程的CDIO教學(xué)改革[J].高教學(xué)刊.2015.6：34-35.

作者：劉婷婷 聶菁 張新建 范娟 單位：文華學(xué)院 機械與電氣工程學(xué)部