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【摘要】为了更好地进行电力电子技术课堂教学，本文从提高教学设计质量入手，着重研究了教学设计的概念、作用以及教学设计对教学过程的影响等方面。结合作者在电力电子技术教学中应用教学设计思想的实践，给出优化教学设计前后教学效果的变化结果。实践证明通过对教学设计理论与应用研究的两相结合，提高了电力电子技术课堂教学水平，达到了良好的教学效果。
【关键词】 教学设计；电力电子技术； 教学效果
【中国分类号】G640【文献标识码】B
作者简介：刘福鑫（1979-），男，南京航空航天大学自动化学院副教授，主要从事电力电子、电气工程方面的教学和科研工作。
1 引言
电力电子技术是一门横跨电子、电力和控制三个领域的新型工程技术学科，对培养高水平应用型电气工程和自动化专业人才起着非常重要的作用。本文将结合我校电力电子技术课程的教学研究与实践，对于研究性大学中本科阶段的电力电子技术课程进行系统的教学设计。
针对教学设计的概念，归纳起来主要有以下几种观点。以美国加涅为代表的学者提出教学设计过程说[1]，他认为教学设计就是规划教学系统的过程，该过程包括分析教学目标、寻求优良的教学方法、合理配置教学资源、精心设计教学规程以及评价学生学习结果等若干内容。一部分学者认为教学设计是研究教学目标、制定决策计划的教育技术学科[2]。还有部分学者采用程序的概念来解释教学设计过程，他们提出教学设计是在研究教学问题和需求的基础上，确立解决教学的方法和步骤，并对教学结果做出评价的整个过程及程序规则[3]。
在总结上述学者对教学设计分析、归纳和概括的基础上，结合作者多年电力电子教学经验，本文根据教学设计概念和具体电力电子教学特点，深入探讨良好的教学设计对教学效果的作用和影響。
2 教学设计主要作用
1） 教学设计可以帮助教师系统化地设计教学要素
教学设计中所涉及的教学要素主要包括教学内容、教学媒体、教师和学生等，这些要素之间的关系如图1所示，即教学设计中的教师和学生是两个中心点，教学最终目的是将教师头脑中的知识传授给学生，而教学设计则是为了提高这种教学传授的效果所进行的课程教学设计和课堂教学设计过程。针对电力电子教学特点，作者对教学设计的4个主要要素进行了相关设计，主要内容如下：
a. 教师
建设青年教师为主、中年教师为辅的课程教学团队，充分发挥教授的示范带头作用，重点加强青年教师培养，努力提高青年教师的业务水平，特别是对教龄1-4年的青年教师，制订详尽的成长方案和发展计划，使优秀的青年教师能脱颖而出，尽快成为教学业务中的骨干。
图1 教学要素间的关系
b. 教学媒体
多种教学媒体综合运用。在设计教学课件时可尽量引入实时动画以模拟各种电力电子变换电路的工作原理，课件要做到直观性强，表现手法简单明了，图文并茂。同时采用视频、仿真软件等辅助媒体工具开展教学，对性能各异的教学媒体进行优化组合，使其在教学过程中交互应用，扬长避短。
c. 教学内容
根据电力电子教学特点，作者设计了如图2所示的教学内容。其中将基础知识和最新进展结合起来对电力电子技术进行延续性的介绍。在讲授电力电子基础知识时结合点、面广泛却又不乏侧重点地讲解电气技术专业知识。在全面介绍电力变换技术的基础上，重点讲解不同电力半导体器件所构成的各种典型功率变换电路，让学生熟练掌握各种电路的构成和工作原理，计算元器件参数并合理选择元器件，并最终达到运用课堂所学知识进行相关设计目的。
图2 电力电子技术教学内容组成
d. 学生
在教学设计中加入以班级或者项目小组为单位的群体学习内容。给群体一个题目，以群体的形式布置任务、查找资料、讨论问题，通过群体的协作讨论出解决方案。
2） 良好的教学设计可以提高课堂教学质量
良好的教学设计通过分析、设计、组织和优化课堂教学内容从而达到最大限度发挥课堂教学效果的目的。精心设计的教学过程不仅可以将更多更好的教学内容展现给学生，培养学生的学习兴趣和学习能力，而且有助于节省学生的学习时间，减轻学生的学习负担，达到更好的学习效果。课堂教学实践证明，经过教学设计后的教学效果明显优于未经过教学设计前，学生能够快速了解该课程需要学习的相关内容以及本节课需要解决的重点问题，不仅可以提高教师“教”的教学质量，也能明显地提高学生“学”的质量。
3） 良好的教学设计可以更好地调动学生的学习积极性
良好的教学设计可以帮助教师充分地发挥其角色作用，从而更好地调动学生学习积极性。作者在电力电子教学中以“学”为中心，以成就动机为驱动进行引导学生自主学习的教学设计。将教学内容与生活实际紧密结合，让学生发现电力电子技术在日常生活中的广泛应用，并指导学生采用课堂知识解释日常应用中的现象，引导学生主动思考并探索电力电子技术的发展，达到激发学生学习兴趣和积极性的目的。
3 教学设计对教学过程的影响
教学设计的目的是为了达到更好的“教”与“学”的双重效果而合理配置教学资源、精心设计教学程序等的过程，其内容可以概括为确定教学目标、选择教学策略和教学方法、评价教学效果等方面。这些内容对课堂教学过程会产生一定的影响，而一个良好的教学设计应该影响到课堂教学的以下几个方面。
1） 引起学生注意并激活原有知识
在进行教学设计时，教师除了应该对教学相关要素进行分析外，还要注意一些教学关键环节的设计，这些关键环节包括导入阶段、授课过程中课堂氛围的控制等。作者在电力电子教学中采用在课堂开始阶段提问的方式让学生回忆已经学习的知识，或者是引出这堂课需要讲解的内容。例如向学生询问他们认为电力电子技术在我们的日常生活中的体现，使学生了解电力电子技术的发展现状及电力电子技术在国民经济中的重要作用，这样不仅能扩大学生的视野，而且进一步增加他们对电力电子技术的理解。
【关键词】 教学设计；电力电子技术； 教学效果
【中国分类号】G640【文献标识码】B
作者简介：刘福鑫（1979-），男，南京航空航天大学自动化学院副教授，主要从事电力电子、电气工程方面的教学和科研工作。
1 引言
电力电子技术是一门横跨电子、电力和控制三个领域的新型工程技术学科，对培养高水平应用型电气工程和自动化专业人才起着非常重要的作用。本文将结合我校电力电子技术课程的教学研究与实践，对于研究性大学中本科阶段的电力电子技术课程进行系统的教学设计。
针对教学设计的概念，归纳起来主要有以下几种观点。以美国加涅为代表的学者提出教学设计过程说[1]，他认为教学设计就是规划教学系统的过程，该过程包括分析教学目标、寻求优良的教学方法、合理配置教学资源、精心设计教学规程以及评价学生学习结果等若干内容。一部分学者认为教学设计是研究教学目标、制定决策计划的教育技术学科[2]。还有部分学者采用程序的概念来解释教学设计过程，他们提出教学设计是在研究教学问题和需求的基础上，确立解决教学的方法和步骤，并对教学结果做出评价的整个过程及程序规则[3]。
在总结上述学者对教学设计分析、归纳和概括的基础上，结合作者多年电力电子教学经验，本文根据教学设计概念和具体电力电子教学特点，深入探讨良好的教学设计对教学效果的作用和影響。
2 教学设计主要作用
1） 教学设计可以帮助教师系统化地设计教学要素
教学设计中所涉及的教学要素主要包括教学内容、教学媒体、教师和学生等，这些要素之间的关系如图1所示，即教学设计中的教师和学生是两个中心点，教学最终目的是将教师头脑中的知识传授给学生，而教学设计则是为了提高这种教学传授的效果所进行的课程教学设计和课堂教学设计过程。针对电力电子教学特点，作者对教学设计的4个主要要素进行了相关设计，主要内容如下：
a. 教师
建设青年教师为主、中年教师为辅的课程教学团队，充分发挥教授的示范带头作用，重点加强青年教师培养，努力提高青年教师的业务水平，特别是对教龄1-4年的青年教师，制订详尽的成长方案和发展计划，使优秀的青年教师能脱颖而出，尽快成为教学业务中的骨干。
图1 教学要素间的关系
b. 教学媒体
多种教学媒体综合运用。在设计教学课件时可尽量引入实时动画以模拟各种电力电子变换电路的工作原理，课件要做到直观性强，表现手法简单明了，图文并茂。同时采用视频、仿真软件等辅助媒体工具开展教学，对性能各异的教学媒体进行优化组合，使其在教学过程中交互应用，扬长避短。
c. 教学内容
根据电力电子教学特点，作者设计了如图2所示的教学内容。其中将基础知识和最新进展结合起来对电力电子技术进行延续性的介绍。在讲授电力电子基础知识时结合点、面广泛却又不乏侧重点地讲解电气技术专业知识。在全面介绍电力变换技术的基础上，重点讲解不同电力半导体器件所构成的各种典型功率变换电路，让学生熟练掌握各种电路的构成和工作原理，计算元器件参数并合理选择元器件，并最终达到运用课堂所学知识进行相关设计目的。
图2 电力电子技术教学内容组成
d. 学生
在教学设计中加入以班级或者项目小组为单位的群体学习内容。给群体一个题目，以群体的形式布置任务、查找资料、讨论问题，通过群体的协作讨论出解决方案。
2） 良好的教学设计可以提高课堂教学质量
良好的教学设计通过分析、设计、组织和优化课堂教学内容从而达到最大限度发挥课堂教学效果的目的。精心设计的教学过程不仅可以将更多更好的教学内容展现给学生，培养学生的学习兴趣和学习能力，而且有助于节省学生的学习时间，减轻学生的学习负担，达到更好的学习效果。课堂教学实践证明，经过教学设计后的教学效果明显优于未经过教学设计前，学生能够快速了解该课程需要学习的相关内容以及本节课需要解决的重点问题，不仅可以提高教师“教”的教学质量，也能明显地提高学生“学”的质量。
3） 良好的教学设计可以更好地调动学生的学习积极性
良好的教学设计可以帮助教师充分地发挥其角色作用，从而更好地调动学生学习积极性。作者在电力电子教学中以“学”为中心，以成就动机为驱动进行引导学生自主学习的教学设计。将教学内容与生活实际紧密结合，让学生发现电力电子技术在日常生活中的广泛应用，并指导学生采用课堂知识解释日常应用中的现象，引导学生主动思考并探索电力电子技术的发展，达到激发学生学习兴趣和积极性的目的。
3 教学设计对教学过程的影响
教学设计的目的是为了达到更好的“教”与“学”的双重效果而合理配置教学资源、精心设计教学程序等的过程，其内容可以概括为确定教学目标、选择教学策略和教学方法、评价教学效果等方面。这些内容对课堂教学过程会产生一定的影响，而一个良好的教学设计应该影响到课堂教学的以下几个方面。
1） 引起学生注意并激活原有知识
在进行教学设计时，教师除了应该对教学相关要素进行分析外，还要注意一些教学关键环节的设计，这些关键环节包括导入阶段、授课过程中课堂氛围的控制等。作者在电力电子教学中采用在课堂开始阶段提问的方式让学生回忆已经学习的知识，或者是引出这堂课需要讲解的内容。例如向学生询问他们认为电力电子技术在我们的日常生活中的体现，使学生了解电力电子技术的发展现状及电力电子技术在国民经济中的重要作用，这样不仅能扩大学生的视野，而且进一步增加他们对电力电子技术的理解。