许昌学院电气（机电）工程学院　郭利辉



行动导向教学法在电力电子技术课程中的实施
——以许昌学院电梯学院为例

许昌学院电气（机电）工程学院郭利辉

在地方高校转型发展的进程中，许昌学院创新地成立了具有行业背景的行业学院——电梯学院。传统的电力电子技术课程的教学存在诸多弊端，本文在研究行动导向教学的理论及其变换教学法的基础上，将行动导向教学法引入到行业学院电力电子技术课程的教学中，大大提高了学生的专业能力、实践动手能力、关键能力等，切实提高了应用技术型人才的培养质量。

行动导向教学法；行业学院；转型发展；电力电子技术课程；实施

0　引言

在地方高校转型发展的浪潮中，为了提高应用技术人才的培养质量，许昌学院立足地方、开拓创新，与当地龙头企业西继迅达（许昌）电梯有限公司联合办学，成立了具有行业背景的行业学院——电梯学院。行业学院的人才培养标准与普通专业不同，要求强化学生的实践动手能力。为此，在电梯学院开设的电力电子技术课程中引入行动导向教学法，通过行动培养技能，有助于切实锻炼学生的知识转化能力、实践操作能力、团结协作能力和沟通能力等，以达到培养复合型高素质应用技术人才的目的。

1　行动导向教学法的理论研究

20世纪60年代，英国的瑞恩斯教授最早提出了行动导向教学法的概念。80年代起，该教学法在德国受到极大的重视和广泛的应用。行动导向教学法的精髓在与专业能力、核心能力和关键能力的培养［1］，即在教师的组织和引导下，不断激发学生的学习兴趣，逐渐调动学生学习的积极性与主动性，学生根据自己的基础，结合教师指定的学习任务和目标，主动制定学习计划、分析问题、拟定实施方案、解决问题，最终实现掌握知识、强化思维、锻炼技能、情感培养等一系列目标的教学方法。

行动导向教学理论是建立在行动理论和教育学理论的基础之上的［2］。行动导向教学理论符合人类学习的规律、外部活动内化为精神活动的规律、认知心理学鼓励等，能够有效地提高学生的学习自觉性和积极性，培养学生的行动能力和胜任某种工作的职业能力。

2　行动导向教学法的变换教学法

行动导向教学法在实际应用时衍生出多种不同的变换教学法，包括项目教学法、案例教学法、角色扮演法、引导教学法、实验教学法等［3］。在实际教学过程中，可根据教学内容、教学材料、教学目标，科学合理地选用其中的一种或多种教学方法组织教学。

（1）项目教学法。项目教学法指专业教师根据教学目标，设计符合实际工作情况的问题、课题或项目，指导学生剖析问题、制定课题计划、探索解决方案、做出决策、实施方案、并客观科学地评价实施效果等，从而锻炼学生的学习能力、专业能力、职业能力和社会能力等关键能力。该教学法具体实施过程中需要注意以下几点：①问题的提出要符合实际工作情况；②项目实施后能获得实践的成果；③重视学生的主导性，专业教师为辅助角色，仅提供必要的帮助；④对项目实施结果进行必要的评价、反思和总结。只有做到这几点，才能切实调动学生的积极性，切实使学生做到理论知识与实际行动形结合，最终实现知识的成果转化，锻炼学生的综合能力。

（2）案例教学法。案例教学法的首次使用，出现在美国商业学校经济法律专业课堂上，可以有效地锻炼学生的决策能力。学生必须对预设问题做出独立分析，并在团队协作中探索问题的解决方案。案例教学法的实施分为三个阶段：一是对问题的辨析；二是解决方案的决策；三是解决方案的评价。案例教学法侧重于培养学生信息的获取能力、协作沟通能力、决策能力、辨析能力和评判能力，而不要求给出最终的解决结果。

（3）角色扮演法。角色扮演法是由指导教师设定虚拟的情景，安排学生扮演不同身份的社会角色，引导学生在规定的场景中针对指定问题进行思考、讨论、分析和行动，同时对其他角色的表现进行观察和评价。角色扮演法最能调动学生参与的积极性和主动性，非常适合培养学生的团结协作能力和社会沟通能力，为将来学生独立走向社会、适应社会提供了一个综合演练平台。

（4）实验教学法。实验是通过书面测试或实践操作，检验一种假设或者获取数据和信息的行动过程。巴德尔给出的实验过程主要包括以下几个阶段：①观察一种物理现象；②针对各物理量提出一种假设的关系；③在一定的条件下构建一个实验系统，设计一系列方案以验证②中的物理关系；④实施实验，并对实验现象进行观察、测量、记录和理论验证；⑤得出结论，验证②中提出的假设物理关系是否得到支撑；⑥理论层面的归纳整理；7实践层面的反思和应用可能性分析。实验教学法侧重于培养学生的实践操作能力、问题的分析能力和归纳总结能力。

3　电力电子技术课程传统教学法的弊端

电力电子技术课程是电气工程及其自动化本科专业的一门重要的专业基础课。许昌学院新建行业学院——电梯学院，对学生的实践动手能力的培养尤其重视。而电力电子技术课程的传统教学法只有两种：讲授法和实验法。在电力电子技术课程的教学过程中存在许多弊端，难以达到培养学生应用技术能力的目标［4，5］。

（1）复杂抽象的理论内容，“满堂灌式”的讲授教学法。电力电子技术的主要内容是四大电力变换或四大变流技术。其基本电路元件为电力电子器件（如晶闸管、IGBT、MOSFET）等。其控制方法常用的有相控法和斩控法。在分析变流电路的工作原理时，由于控制相位的变化和波形的变化多样，学生很难理解。而教师采用的教授法常常安排的非常紧凑，知识量非常大，数学分析又很难，学生无法彻底领会电路工作原理的根本。这些弊端使学生逐渐丧失了学习的兴趣，压制了学生学习的积极性和主动性，学习效果较差。

（2）实验设备老化，实验项目设计简单。实验教学方面，由于电力电子技术是重要的专业基础课程，其实验室建设的历史较长，许多实验设备老化故障，无法满足正常教学需求。另外由于实验设备在设计时，针对的教学目标多为“傻瓜式”的验证实验。学生只需按照老师的指导连接少数线路，观察记录输出波形即可。实验内容的设计与实际应用脱节，仅仅拘泥于对课本理论知识的验证，无法拓展学生在实践动手能力方面的训练。

在地方高校应用技术转型发展的进程中，对学生实践动手能力的培养质量要求越来越高，因此要在教学过程中引入行动导向教学法，从本质上解决传统教学的弊端。

4　行动导向教学法在电力电子技术课程中的实施

电力电子技术课程是一门应用性很强的课程。引入行动导向教学法有助于帮助学生理解抽象复杂的理论知识。在行动导向教学法实施的过程中，理论知识和实际行动相结合，有助于培养学生的动手能力和综合素质。下面以教学过程中的一个实际项目案例说明行动导向教学法的具体实施和应用过程。

以项目教学法为例，通过实施一个具体的与实践应用联系紧密的实际项目，以达到学习目标要求。项目教学法的实施过程一般分为以下几个步骤：项目的设计、项目的分析、项目实施方案的制定、项目的实施过程和实施效果的评价。

结合电力电子技术第六章交流交流变换电路的内容，要求学生完成一个单相交流调压电路的设计。具体过程如下：

（1）项目的设计。指导老师根据教材内容，设计学生能够实施完成的，贴合教材需求的具体项目。

根据教材第六章的内容，要求学生设计一个单相交流调压电路。该电路的输入信号电网电压，要求①该电路能够输出0-220V可调的交流电；②分析不同触发角的情况下输出电压、电流波形的特点。

（2）项目的分析。学生成立项目小组，5人左右为一个小组。小组设小组长一名，负责根据每个学生不同的长处和特点，安排其在项目中分担的任务，并合理安排时间，督促项目按计划按时完成。

该项目的核心内容为单相交流调压电路，其基本电路结构如图1所示。包含三个部分：交流电源u1、反相并联的开关器件VT1和VT2、负载R。

图1　单相交流调压电路结构图（电阻负载）

其工作原理十分简单，在交流电源u1的正半周和负半周，采用相位控制法分别对VT1和VT2进行控制，即可实现交流输出电压的调节。当触发角为某一值时的电路波形如图2所示。

图2　单相交流调压电路的波形图（电阻负载）

通过分析可知，改变触发角可改变输出电压、电流的波形，即实现输出波形有效值大小的调节（此处略去数值分析过程）。

（3）项目实施方案的确定。在教师的指导下，学生根据自身已储备的知识基础、已掌握的学习工具和学校能够提供的软件、硬件支撑，通过讨论确定切实可行的实施方案。

在该项目中，为了节约教学成本，减少不必要的浪费，结合计算机技术，选择在MATLAB平台完成该项目的设计与模拟仿真。为了使问题简化，避开复杂触发电路的设计，利用脉冲发生器，设计合适的输出作为开关器件的控制信号。

（4）项目的实施过程。学生在主动查阅各种资料、自学MATLAT的基础上，搭建单相交流调压电路的仿真模型。

具体的电路仿真模型如图3所示。

图3　单相交流调压电路仿真模型

触发角在30°时，VT1导通，由于VT1导通180°后，VT2导通，所以VT2的设置时间比VT1多0.01s，所以VT1和VT2触发脉冲设置的时间分别为：tVT1=0.016667S，tVT2=0.016667S。仿真结果如图4所示。

当改变触发角的设置时，学生会得到不同的输出波形。并将这些实验仿真波形与理论波形进行比较和分析。

（5）项目实施效果的评价。项目实施效果的评价有两部分组成，一是教师对每位学生的评价。根据学生在项目实施过程中的积极程度、贡献程度、分析问题和解决问题的能力、仿真设计能力、沟通能力、协作能力以及项目实施报告的撰写能力等等做出综合性的评价。二是学生的自评和学生之间的互评，学生根据其他同学的表现，以及自身的表现给出自己的评价。最终的总评有老师参考学生的自评和互评之后确定。

图4　时的仿真结果

5　总结

本文在研究行动教学法的理论和变换教学法的基础上，针对地方高校中行业学院培养应用技术型人才的培养目标要求，进行电力电子技术课程的教学改革，引入行动教学法，以提高学生实践动手能力、专业能力和关键能力。具体地，以电力电子技术课程中的一个具体项目教学的实施过程说明了行动导向教学法在改课程教学的有效性、先进性和科学性。

［1］韩茂源.行动导向教学法的理论释义及实践解读［J］.黑龙江高教研究，2011，06:146-148.

［2］姜大源，吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究［M］.北京:清华大学出版社，2007:241-247.

［3］蔡晓云，马晓妮.行动导向教学法与高职学生的职业能力提升［J］.安徽职业技术学院学报，2011，01:54-57.

［4］钟晓强.浅析“电力电子技术”课程改革与实施［J］.新课程研究（中旬刊），2012，07:43-45.

［5］苏良昱，王武，葛瑜.电力电子技术仿真实验教学与创新思维拓展［J］.实验技术与管理，2013，01:170-173.

Implementation of Action-oriented Teaching Method of Power Electronic Technology Course in Industry Department——Taking Elevator Department of Xuchang University as Example

Guo Lihui
（Department of Electrical（Electro-mechanical）Engineering，Xuchang University，Xuchang，China 461000）

In the process of transformation development of local colleges and universities，Xuchang University innovatively established Elevator Department with industry background.There are a lot of disadvantages in traditional teaching process of Power Electronics Technology course.On the base of the theory study of action-oriented teaching method and the introduction of its transformation methods，action-oriented teaching method is introduced into the teaching process of Power Electronics course in Elevator Department.This method enhances students’ professional ability，practice manipulative ability，and key ability，and really improves the training quality of technical type talent

Action-oriented Teaching Method；Industry Department；Transformation Development；Power Electronics Course；Implementation

（1）2015年度许昌学院教育教学研究立项项目（02015058，02015008）；（2）2015年河南省教育技术装备和实践教育研究立项课题（GZS272，GZS389）；（3）许昌学院第一批转型发展建设项目（专业基础课程建设87）。

郭利辉（1981—），女，河南洛阳人，电机与电器专业硕士，许昌学院电气（机电）工程学院讲师，研究方向：新能源并网发电技术研究、高等教育比较研究。