电力电子技术课程（精选12篇）
电力电子技术课程 篇1
电力电子技术是电类专科专业重要的专业基础课。该课程涉及的教学内容相对较多, 课时相对本科较少, 并且近年来内容更新速度较快。以长春工程学院发电专科为例, 该课程共为48学时, 其中实验6学时, 如何在有限的学时内获得最好的教学效果, 使学生在有限的课堂时间中较好地掌握课程内容, 并最大限度地培养学生的工程实践能力和创新能力, 增强学生的学习兴趣, 是一个急需解决的问题。课程组成员根据多年对本课程的教学经验的总结, 从其特殊地位、大纲、教学内容、教学方法与手段、考核等方面对该课程的教学改革进行了探索, 并与电类本科专业的教学进行了比较。
一电力电子技术课程在专科专业中的特殊地位
电类专科专业是长春工程学院多年来具有重要地位的老牌专业, 学生毕业后基本都从事和电力相关的工作, 电力电子技术就成为该专业的重要专业基础课程。通过本课程的教学, 使学生获得电力电子技术必要的基本知识、基础理论、基本方法以及基本技能的培养和训练, 为学习专业课程以及从事与电类专业有关的技术工作奠定必要的基础。与电类本科专业相比较, 虽然学时较少, 但有着同等重要的地位。
二修改教学大纲, 编写有针对性的教材
课题组成员经过反复研究和讨论, 根据专业特点的不同, 电力电子技术课程安排在发电专业第四学期, 这之前已经学习了电子技术等先修基础课程, 有助于对本课程的理解和接受。但与本科教学不同, 需要根据专科的实际情况, 有针对性地修改教学大纲, 章节内容和学时分配进行了大的调整。如总学时由56改为48, 实验学时由10改为6。各章的教学重点和难点也做相应调整, 尤其是最后的考核方法, 希望更能体现专科教学的特点, 适合应用型人才培养的目标。课题组成员根据电类专科学习电力电子技术的特殊要求, 编写授课教材, 特别指明专科和本科学习的不同。另外, 课题组成员定期集体备课, 查找问题, 相互学习和促进, 积极申请电力电子技术教研和教改课题。
三调整教学内容
由于电类专科的学时比本科要少8~10学时, 而教学内容较多, 在教师授课过程中更需要突出重点, 使学生做到触类旁通。如第二章“电力电子器件”中的二极管、晶体管、场效应管等内容电子技术中都已详细介绍, 所以本课程中简略带过。而对应用较为广泛的晶闸管和IGBT, 则作为重点内容, 尤其是它们的原理和参数。从教材整体教学来看, 整流电路、逆变电路、直流—交流变换电路以及交流—直流变换电路是教学的重点, 占用大部分学时, 而PWM控制技术需要一定的理论基础, 专科学生很难接受, 只介绍基本概念。
四改进教学方法和手段
由于该专业学生的选修课程电路理论基础较为薄弱, 并且没有接触过电机学, 所以对课程内容的接受有难度。根据这一特点, 课题组成员经过反复研讨, 认为在授课过程中适当占用一定的学时来回忆复习基尔霍夫定律、直流电机工作原理等知识, 让学生更容易接受本课程内容。
根据波形直观地分析电力电子器件和电路原理是电力电子技术课程教学过程中的鲜明特点, 从而确定电路中能量的变换和传递。所以“黑板+粉笔”的授课方式一直被教师应用, 但该方法的缺点是花费时间较多。而多媒体教学的优点是可以形象地表达一些语言难以描述清楚的问题, 所以我们采用多媒体和板书有效结合的方式, 对单相桥和三相桥等比较重要的电路采用板书手工绘图, 尤其是这两种电路的阻感负载情况。而对于单相半波和三相半波等电路则直接通过PPT给出。并且无论采用什么方法, 我们都专门制作了Flash动画进行演示, 这样可以更有效地让学生理解电路工作原理, 提高学生的感性认识, 激发学生学习的兴趣。
五电力电子技术课程的考核方式
在期末考核方式上, 我们也进行了相应改进。为了督促学生充分利用课堂时间, 我们增加了平时成绩在最后考核中的比重。本科专业的平时成绩占总成绩的30%, 而电类专科本课程最终考核包含以下几部分内容:期末试卷卷面成绩60%、实验成绩10%、平时考核 (考勤、课堂提问和作业等) 30%。通过这种考核可以使教师能及时了解学生学习状态, 并且根据反馈信息及时调整教学;学生也能在学习过程中及时发现存在的问题, 改进学习方法。这样能改变课程结束时“一考定成绩”的做法, 防止考前突击的行为。学生反映良好, 教学效果较好。
六结论
随着科学技术和各学科教育的发展, 电力电子技术在高等学校电类专科专业中发挥着越来越重要的作用, 同时又与本科专业的教学有着很大的不同。所以要求教师能跟上时代步伐, 因材施教, 不断改进教学方法, 并学习其他专业和院校的经验, 为社会培养出优秀的应用型专科人才。
参考文献
[1]刘进军、王兆安、黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社, 2009
[2]李秀娟、刘伟.“电力电子技术”课程改革思考[J].电气电子教学学报, 2009 (6)
电力电子技术课程 篇2
本学期我们专业开设了电力电子技术这门专业课，在学习完课本上的知识以后，我们做了课程实践，课程实践是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。通过这次电力电子课程实践，我不仅巩固了在课本上学到的知识，而且还学到了很多课本之外的知识。在这次课程设计中我收获颇丰，无论是在培养自己的实验动手能力还是培养自己的性情方面。我明白了要去做好一个东西最重要的是心态，也许在你拿到题目时会觉得很困难，但是只要你充满信心，认真去思考，一步一个脚印去实现它，你就肯定会完成课程实践的。在实践的过程中，我也遇到了很多困难，发现我自己在学习课本上知识的时候并没有深刻的去理解，掌握的只是很浅显的东西，所以在时遇到很多以前在书本上没有遇到过的实际的问题，我就不知道该如何做了，尤其是接线的时候，只要一个小小的错误，就无法成功的完成实践的要求。我在以后的学习过程中一定会注意不能仅仅局限于书本上的知识，要懂得知识的扩展。同时我也认识到了理论与实际相结合的重要性，只有把所学的理论知识成功的应用到实践中去，我们才能学到很多课本上没有的知识，才能了解的更多的知识，那么我们的知识面才会拓宽，我们才能成功的提高自己的实际应用能力。在这次课程实践中，我也真正体会到合作的是非常重要的，当遇到问题时，可以找同学讨论一下，如果太难的问题还可以去问老师，我们会有很大收获的。我觉得做每一件事一定要持之以恒，不能遇到困难就轻易放弃，半途而废，我们要正视这些困难，用科学的态度去解决这些困难，获得属于自己的成功。
电力电子课程教学改革探讨 篇3
引言
职业院校的专业建设要体现职业特色，关键在于课程是否体现职业特色，课程内容有没有职业特色，课程教学模式有没有职业特色。高职院校课程改革是推动高职院校深化改革，进行以质量为主的内涵建设的主要内容，课程始终是职业教育和教学改革的核心。对于工科类相关课程，采用工作过程为主线的理实一体化教学是目前课程改革的主流思路，本课程就是按照这种思路，结合企业班组管理进行电力电子课程教学内容和教学模式改革，进而进行课堂教学改革和实施模式的研究和实践，获得的了一点经验，现总结为以下几个方面。
一、课程内容改革
课程教学采用任务驱动教学方法，课程教学采用案例和项目驱动，在案例和项目设计上循序渐进，本课程相对而言比较难，传统教学模式沿用本科教学模式，从电力电子器件到整流、有源逆变，再到交流变换、直流斩波、无源逆变等等，学生学习兴趣基本没有，学习效果很差，通过近几年课程教学质量的分析，学生对本课程的掌握是比较差的，因此我们必须要反思课程教学，思考课程内容。
根据就业岗位分析，高职学生就业服务岗位为一线技术工人，对电力电子技术只需要知道常用的电力电子器件的作用，典型的电力电子线路应用和分析。电力电子技术内容以电力电子开关器件的应用为核心，以基本变换器及控制方法为基础。为此我们对课程内容进行了大胆改革，内容不再按学科来组织，而是按案例和项目来组织，在案例和项目中穿插必要的知识点。课程项目如下：
任务1：常用电力电子元器件的认识和测试（案例驱动）
内容：电力二极管、晶闸管、IGBT管、单结晶体管、集成触发器、IGBT驱动模块、散热器、电阻电容器等的功能作用认知和元件测试。
任务2：单相晶闸管调压调光电路的分析和安装调试（项目驱动）
内容：单相全控整流桥分析、单结晶体管触发电路分析、触发角移相控制过程分析、焊接技能、调试技能、万用表、示波器等使用技能等。
任务3：双向晶闸管台灯调光电路的分析和安装调试（项目驱动）
内容：双向可控硅及触发过程分析，焊接技能、调试技能、万用表、示波器等使用技能等。
任务4：单相全控整流电路分析和线路连接调试（案例驱动）
内容：单相全控整流电路结构和原理分析、电路波形图分析、负载分析，实验线路连接和调试等。
任务5：单相半控桥整流电路分析和线路连接调试（案例驱动）
内容：单相半控电路结构和原理分析、电路波形图分析、负载分析、失控分析、续流二极管作用分析等，实验线路连接和调试等。
任务6：三相半控和全控整流电路的分析和线路连接调试（案例驱动）
内容：三相半控和全控整流电路结构和原理分析、电路波形图分析、负载分析，实验线路连接和调试等。
任务7：实用电风扇调速电路的设计和制作（项目驱动）
内容：单相电机的驱动设计和制作，交流调压电路设计和制作、触发电路的设计和制作等。
二、理实一体化课程教学组织
为保证课程内容改革落到实处，课程教学组织方式必须改革，传统理论教学肯定是不能适用的。我们开展理实一体化教学模式，仿照企业车间班组组织管理模式，体现工学结合，但在教学实践操作中，难度相当大。
1、小组长的选拔
采取“自荐+推荐+指定”相结合的方式，我们希望学生自荐，但是在教学中我们发现中国的学生表现欲不强，毛遂自荐的学生并不多，因此采用推荐也是一种不错的方式，在前两种无法实现的情况下，可以通过调查由教师指定也可以
2、项目小组的管理
教师只考核小组，被考核人为小组长，小组长考核小组成员，这种方式仿照企业班组管理的做法，有利于培养学生的管理能力、协作能力等关键能力，对学生的发展很有帮助。小组内部进行自我组织和管理，明确小组长的权责，小组长要承担的职责不仅是技术工作，还有团队组织和项目管理工作，其工作的成效之间决定小组学习效果，在课程教学中举足轻重，为保证小组长能够行使项目组织管理的职权，就有必要赋予其对其小组成员课程考核的權力，考核结果直接决定课程成绩。
3、教学组织引入竞争机制
在课堂教学过程中引入竞赛，如抢答赛、成果评比，设立优秀班组、流动红旗等小组激励竞争机制，并限定优秀指标，有竞争才有动力，青年学生好胜心才能转变为动力，因为是团队竞赛，合作也是获胜的重要因素，有利于培养学生团队协作能力。这些激励机制直接与项目（任务）考核成绩挂钩，激发学生兴趣，活跃课堂气氛，促进各小组的工作。同时还设计了淘汰机制，对于表现不好，不服从管理的成员，小组长可组织团队会议启动淘汰机制，开除出团队，若被开除出团队学生没有其他小组接纳他，那他直接面临课程不及格的后果。这个机制的运用有助于小组的管理工作，能够帮助小组长管理团队。
4、班组长例会机制
课程教学中每堂课开始或课间，教师组织班组长例会，考察班组出勤情况，了解他们任务进度，完成情况，讨论项目中的问题，帮助他们解决问题，同时便于教师适时掌控课程教学现状，并及时做出调整。
三、以行动为导向教学方法
课程内容案例化和项目化，必然要求教学过程中角色要转变，必须以学生为中心，因此必须采用行动导向的教学方法。以项目或者案例驱动教学法为主线，多媒体教学，网络教学，演示教学，参观教学等等多种教学方式方法相结合。
在原理的实训教学中，许多教师采用也采用项目教学，有的教师教学方法过于简单，上课开始布置任务，分析任务，之后让学生自己去做，学生有问题就解决，没问题就不管，采取完全放手的教学管理，这样对基础好、兴趣高的学生而言可能问题不大。但是现在高职学生基础普遍较低，主动性不够，认真态度欠缺，因此大部分学生可能什么也做不了，或者就是抄袭其他人的东西，教学效果大打折扣；还有的教师很尽责，布置项目任务后，一步一步讲解，手把手的帮助学生操作完成项目，课堂表面效果可能很好，教师也非常辛苦，但是实际效果可能不理想，学生仍然没有通过亲身体会收获到了知识和技能。我们通过实践，觉得要结合两者的优点，总结一个适合的教学模式，主要有以下内容。
教学步骤分三段，循序渐进。
第一阶段：简单的任务——教师演示操作——学生模仿操作——教师总结要点——学生了解知识；
第二阶段：提升的任务——学生独立完成——教师协作——学生小结——教师总结——学生形成经验；
第三阶段：综合的项目任务——教师发布项目——学生独立完成——学生总结——学生获取知识。
任务的选取和教师作用：
简单的任务：单项知识和技能与项目任务直接关联或是其中一部分——手把手演示和讲解；
提升的任务：在简单任务基础上添加功能、要求——提示性引导性演示——指导学生自主完成；
综合的项目任务：综合性项目与企业项目相近——独立完成——教师完全放手。
四、过程考核模式
为了保证全面考核学生的能力，必须采用过程考核和终结性考核相结合模式。考核模式要精细、公平和客观。同时要易于实施，尝试构建第三方评价体系。本课程考核分三个模块：
模块一：职业素养，教师通过每次课的班组例会考勤和学生为人处事等方面评价小组；
模块二：根据项目验收，由教师和学生代表共同评价，从功能完成情况、参数要求、工艺要求等方面客观评价；
模块三：课程总结汇报，由教师和学生代表从任务完成情况和项目创新点、表达能力、汇报思路和重点、课件制作等方面客观评价。
小组考核在最后一次课，现场给分，统分和公示。在小组评价等级的基础上，由小组长评价成员。
制定相应的考核标准，平时考勤、小组工作表现根据职业素养评分标准扣分；项目验收根据项目评分标准评价小组过程项目成绩；课程总结，根据课程汇报评分标准小组互评给分。
基金项目：湖南机电职业技术学院院级重点课题：工学结合的电力电子技术课程一体化精细化教学实施模式研究[项目编号：KY11A05]研究成果。
参考文献：
[1]陈杰金，霍览宇．电力电子课程理实一体化教学实施模式研究[J]．教师，2011，（10）．
[2]杨翠明．机电类高职院校办学特色研究[J]．教育与职业，2008，（21）．
[3]黄月明．高职院校专业特色的培育方式[J]．承德民族师专学报，2008，（28）．
[4]李秀娟，刘伟．电力电子技术课程改革思考[J]．电气电子教学学报，2009，（31）．□
《电力电子技术》课程教学初探 篇4
在实施新的教学思路及新的人才培养计划时遇到很多问题, 本人现将遇到的问题与解决方法, 提出来与大家一起探讨。
目前针对以上的实际问题, 从课程培养目标入手首先深入企业与用人单位调研企业的用人条件, 了解企业人才需求后, 再从学校教学内容、教学方法等方面入手, 发现问题。当前我校本门课程教学中存在如下问题。
1) 教学内容过于单一, 我校使用的教材是高等教育出版社的电力电子技术教材, 是2001年版本内容过于陈旧, 教学内容总体上是从电力电子器件到电力电子电路, 教材并没有从目前的项目化教学从发编写, 仍然按照老的思路教学, 学生与其他项目化教学的课程比较而言, 对本门课程的学习积极性明显不高。问题重点是教材内容过于注重理论, 缺少实验、实训项目的内容, 学生学习理论知识后, 没有及时动手实验, 没有在学生的头脑中形成形象化的结果, 所以所学的知识很快遗忘, 如果教材中能合理安排理论知识与实验的比例, 相信学生在学习上会有不小的进步。2) 学生基础水平差, 近年来高校扩招后, 生源质量出现明显下降, 学生的基本电气知识水平严重缺乏, 对于理论性强的课程接受能力差。特别是“电力电子技术”课程原理性内容多, 公式多并且抽象, 学生大部分在第一学年学习的电工基础与模拟电子技术知识不扎实, 当学习到电力电子技术时, 难度陡然增大, 部分基础较差的学生就会放弃学习, 反之老师的教学积极性也会受到影响, 最终会造成老师和学生造成“谈之色变”的现象。3) 教学方法和手段上, 目前大部分老师在教学方法上, 还是按照点线面的顺序安排教学内容, 先是基础概念、再是典型电路、最后是综合应用, 老师在开始先介绍电力电子器件的概念往往比较细致, 学生理解还相对容易, 但是到后面的典型电路分析时, 与单一器件内容有本质的区别, 学生往往在面对突如其来的复杂波形图, 会手足无措, 这时候老师为了让学生理解内容, 往往会多次重复的讲解, 而这样会让学生增加惰性和依赖心理, 失去学习的积极性和主动性。在教学手段上, 该课程长期以来是以课堂上讲授教材理论为主, 几乎是灌输式的教学, 教学手段、方式过于单一, 这样导致学生思维单一不活跃, 课堂上的学习气氛不浓, 学生对老师的提问、启发, 反应总是过于被动, 对于答案当然也都是程式化的结果。究其原因是老师的教学手段使用过于单一, 没有给学生留有课前自学、课堂讨论、课后验证等能激发学生学习动力的手段。如果长此以往, 学生就会失去学习的兴趣, 反之老师上课时也会缺少教学的积极性。4) 实验教学上我校使用的电力电子实验设备有十多台, 随着学生人数的增多, 现在已经明显已经不能满足学生实验的需要。并且实验台中的有些原件被学生损坏后, 不能及时更换, 影响到随后实验的进行, 严重时不得不放弃做实验。同时试验所开设的实验项目按照老的教学思路编制, 与课本内容不能很好地联系到一起, 各个实验相对单一, 没有从学生理解角度统筹安排, 学生在做实验时都是被动的按照实验步骤进行, 学生在多次实验后会产生厌烦心理, 学习的积极性和主动性会明显降低。实验往往可以达到预期目标, 但是总是这种灌输式的教学, 让学生丧失了探索精神和求知欲望, 从长远看这样并不利于学生的职业发展, 所以, 需要我们找到有效的方法来改进教学。
一、改革方法
1) 在教学内容上需要根据学生的不同基础情况区分对待, 对于基础较好的三年制学生, 可以将学生毕业后可能接触到的内容重点讲解, 讲课内容从基本概念、电路分析、设计应用逐级递进, 采用启发式教学法, 让学生能举一反三, 灵活掌握学习内容。而对于五年制基础较差的学生, 可以采用项目化教材内容, 通过每一个实例来引领学生的学习兴趣, 再通过布置任务来给学生施加压力, 让他们在学习中发现问题, 课堂上通过老师来解决问题, 调动学生的求知欲, 让他们感觉自己是有能力的, 树立信心, 在学习过程中形成良性循环, 引导培养学生良好的学习习惯。2) 课堂教学中我校电气自动化专业逐步向理实一体化教育方向迈进, 学校现在正在加大力度改造传统教室, 将教室改为理论课程与实验实践同时开展的场所, 教师在上课时配有两名指导老师, 一名理论课教师主要负责课本的理论的讲授, 另一名实验员负责理论老师讲解后为学生指导实验, 这种教学方法使得学生的动手能力得到极大的提高, 在讲解完理论后学生能马上实验验证刚才的内容, 学生在这种授课方式下, 思维活跃, 在创造、创新上有比较大的发挥空间, 可以调动每一名学生的学习潜力。当然这种授课教案需要重新安排编写, 按照提出问, 解决问题的思路, 依照项目化的方法重新编写教案。同时从对课程的特点分析可以看出, 在理实一体化授课方式上, 目前大部分教师在讲授的过程中使用多媒体方式行讲解, 本人是将多媒体与板书一起使用, 具体根据教学内容确定使用哪种方法, 因为对于理论性较强的部分, 需要老师通过板书的方式推导, 这样学生的印象会比较深刻, 对于表述性的内容则侧重使用多媒体来给学生一个直观图形, 这样学生通过图片、动画、录像可以拓宽认知, 从目前的教学效果上来看, 学生学习的积极性和最终考试成绩有明显提高。3) 实验是本课程另一个重点环节, 除了课堂上的验证性实验外, 为了锻炼学生的动手能力, 还需要在其他时间安排实验来巩固所学习的内容。我校的安排是专门开设本课程的实验课, 实验设备是浙江天煌教仪DJDK-1型电力电子实验装置, 在具体实验时, 试验员与理论老师一同辅导学生, 在实验内容的安排上, 除了原本实验指导书上的实验以外, 主要是偏重应用性的实验, 例如晶闸管特性测试, 单相交流调压电路的性能研究等, 这样做的目的是为了让学生学有所用, 避免将所学知识僵化不会使用, 这样相当于没有学, 所以在实验内容的安排上还有很多工作需要做。
二、总结
电力电子技术是一门实践性和理论性并重的课程, 我们只有不断积极探索教学内容、教学方法, 提高学生的学习积极性、探索精神及创新能力, 才能培养出高素质的技能人才, 为学生适应当今社会的需要奠定良好的基础。
摘要：电力电子技术是我校电气自动化专业的一门专业基础课。从设立本课程开始, 就着手课程建设, 从教学大纲、实验项目等入手, 逐步建立适合本校实际情况的教学方法和手段。
高校电力电子技术课程教学改革 篇5
发展至今，电力电子技术已不再是单纯的一门学科，而是融合了电力、电子、控制三方面的的突破性工程技术学科[1]。
在各大高校开展的电气自动化、计算机控制技术、过程控制等学科中，电力电子技术都属于必要的基础性课程，具有很强的实用性。
在国际上，电子技术有专门的定义标准：有效地使用电力半导体器件，应用电路和设计理论以及分析工具，实现电能的高效变换和控制的一门技术[2]。
自二十世纪末期，电力电子技术发展进入一个新阶段，不断涌现新器件和新的控制形式，由此给教学内容也带来了新的要求。
但是，课程教学大纲以及教学内容更新是一个缓慢的过程，难以跟上实际生产的步伐。
另外，在以往电力电子技术教学中，教学方法单一，内容含量低，课堂上教师与学生互动性差，难以激发学生对学习该专业的兴趣;主要以课堂传授为手段，实践机会少，导致学生动手能力不足，与高等职业教育教学目的存在较大差距。
所以，高校开展电力电子教学改革迫在眉睫。
1 建立顺应时代发展要求的教材结构
1.1 调整教学大纲，重组教学内容
教学大纲是教育课程开展的基准，一定要落实到教学实践中。
教学大纲的调整拟定要坚持“突出学生主体地位，以就业方向为指导，学习内容以实践为目的，掌握度量以够用为基准”的原则[3]，根据大纲不断更新学习内容，有利于在有限的学时内将教学内容高效率的灌输给学生。
新大纲的修订将电力电子技术课程划分为多个模块，这些模块在不同的学科中所侧重的方面也有所不同，并且更加强调课程的实用性。
对于实际工业生产中已经逐渐淘汰的内容逐一删减，并增加了生产实践中较为实用的内容，如全控器件、控制电路等，以往的逆变电路内容全部由全控器件代替;另外，在改革后的教学大纲中，还设立了专门有关学科发展动向的模块，如智能功率、软开关技术等;对电力电子技术在工程中的应用进行了简要介绍，包括交直流电机调速系统以及各种电源及其他方面等，增强“教”、“学”二者的密切性。
1.2 以教学大纲为依据，健全教材体系
选择教学内容时要紧贴大纲，选择符合教学大纲要求的理论教材和实践教材，为教学课程的开展提供物质基础。
目前使用有关电力电子技术的教材种类多样复杂，但并没有完全能够适应高校教育的教材。
一般的教材都具有丰富的理论内容，这是好的一方面，同时也是不好的一方面。
由于过强的理论性，导致数学计算太难，超出了高校学生的能力范围，并不适合其学习[4]。
另外，有些教材中虽然对各项工程应用都有涉及，但大多是过时或即将被淘汰的技术内容，学习意义不大。
所以，选择内容编写合适教材是非常重要的。
2 改变以往教学体系，整体促进素质提高
2.1 绪论的重要性
绪论在整个课程教学中占有重要的向导位置，从某种程度而言，如果第一次课程内容不成功，将会导致整期课程教学的失败。
绪论作为整个课程教育中的第一节，要向学生介绍本专业的教学目标、教学任务以及与该课程的联系，课程开展的铺垫、后续，为学生全面掌握该专业提供基础和便利。
并且，还要向学生介绍目前电力电子技术的发展状况，选择合适工程实例对电力电子技术在当今经济体质中的重要地位进行阐述，从而激发学生对电力电子技术的浓烈兴趣，了解其作用以及课程内容包括哪些，应该以怎样的心态和方法来学习，从而为电力电子技术课程教学开展奠定基础。
2.2 教学手段现代化
无论是电力电子技术课程教学还是其他的专业课程中，主要的教学方法还是较为传统的教学方法：课堂上以平面板书、单纯口述为主。
而电力电子技术课程中，包括很多有关电路图或其他图形以及公式推导内容，教师在授课过程中还要花费一定量的时间在画图推导上，导致课堂时间缩水。
且这种单一的教学方式容纳信息量少，学生收益率低，教师授课过程困难。
多媒体教学能够形象的表现图像、视频、声音、文字等，是现在教育教学的必然发展趋势。
所以，电力电子技术教学中应该采用多媒体教学方式，不但能减轻教师的授课劳动量，还可以充分利用课堂时间，进行教师与学生的双向互动，从而提高课堂效率。
3 加强实践，重点培养工程应用能力
3.1 强化基础实践环节的训练
目前国际高等工程教育界以就工科专业方面达成共识：“实践才是工科专业的根本”。
理论基于实践，且服务于实践。
尤其是在高校电力电子技术课程教育中，为了培养出高素质高技术人才的目标，进行实践教学是非常必要的。
电力电子技术具有较强的实践性和应用性，想要完全掌握这门课程，实践教学是必不可少的。
授课教师应该利用自身所具备的的优势，为学生提供电力电子技术的实践平台。
教学中涉及到的基础实验一般都是验证性实验，包括单相桥式全控整流电路的相关性能研究，交流调压电路研究等。
但是，虽然是验证性实验，其过程中涉及到的各项数据测量取得与处理等，仍然能为学生实践能力的培养提供坚实基础。
3.2 调整综合性与创新型实验所占比重
电力电子技术教学中，除了要加设基础验证试验外，结合其他课程，研制出综合性比较强的实践实验，指导学生实现综合设计和创新，为他们能够经受一定的考验;另外，授课教师也可以制定设计条件和目的，给学生自主创造的机会，设计实现实验，并验证其设计结果，通过实验结果分析，检验设计是否合理且可行[5]。
课堂中吸收的理论知识可以在实践中得以应用，还可以通过实践获得解决问题的能力，以及深化理论知识的掌握程度。
4 结束语
教育活动性质比较特殊，属于实践活动。
“教学”是一个双向过程，应该包括“教”与“学”两者的交流。
在教学活动过程中，参与者包括教学者和被教学者，两者地位要协调平衡，不能过于突出教学者作用和地位。
作为教学活动的主导者，教学者应该明确自身主导地位以及学生的主体地位，由以往教学中单方面的灌输转到双向沟通，精心选择教学内容，提出趣味性问题引导学生，从而使学生自发学习。
通过以上电力电子技术课程教学方面的改革，可以激发学生对于这项学科的兴趣，提高其主动性，并在不断的实践中获得创新能力以及遇到问题的解决能力。
当然，教学改革是一个漫长而困难的过程，只有通过对教学内容、教学模式、教学手段和实践教学等方面的积极探索，真正强化教学质量，才能够实现培养大批实用性人才的教育目标。
【参考文献】
[1]白敬彩，吴君晓.高等职业教育电力电子技术课程教改探讨[J].河南机电高等专科学校学报，(01)：87-88.
[2]陈新，王慧贞，龚春英，等.浅析“电力电子技术”专业课程教学[J].电气电子教学学报，(32)：48-49.
[3]李旭春，王春风.创新实践教学 提高电力电子基础课程教学效果[J].实验技术与管理，(7)：11-13.
[4]茅靖峰，顾菊平，王亚芳.基于应用型人才培养“现代电力电子技术”教学实践研究[J].中国电力教育，2012(33)：32-33.
电力电子技术课程 篇6
关键词：电力电子变流技术；工作过程；教学改革
作者简介：叶秀丽（1982-），女，浙江瑞安人，杭州第一技师学院机电系，一级实习指导教师。（浙江杭州310023）程知群（1964-），男，安徽巢湖人，杭州电子科技大学电子信息学院，教授。（浙江杭州310018）
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）09-0057-02
一、“电力电子变流技术”课程教学改革的必要性
电力电子技术跨“电力”、“电子”、和“控制”三个领域，是现代电子技术的基础之一，更是弱电子对强电力实现控制的桥梁和纽带，是电气工程中的基础电子技术。在2007年之前由于受到教学资源的限制，主要是黑板加粉笔加少量验证性实验的教学模式，只能局限于理论知识讲授，理论教学与实践教学脱节，学生的动手机会少，学习没有兴趣，学习效果不佳，工作后岗位适应能力较差。随着杭州第一技师学院升格为技师院校，这期间学校电气专业以省级示范专业建设为契机，全面推进课程改革。通过广泛社会调研，了解企业的人才需求，重新调整人才培养目标，请用人企业对相关课程的主要知识点提出应达到的目标，结合走访毕业生与汲取同类院校的先进经验，细化课程的具体教学要求，在教学内容、教学顺序上进行了大的调整。课堂教学开始采用电化教学手段，增加实验设备的种类和数量，并注意联系实际应用，通过这些措施，学生学习的积极性有了极大的提高。但在教学方法、手段上存在着一定问题，因内容过分偏重于基础训练，所以在方法和手段上很单调，主要以“模仿”为主。通过教师详细讲解、操作示范，学生不需主动思维和创新，只需“依样画葫芦”。通过反复训练学生硬件接线，熟能生巧，形成一定的基本技能，给学生足够的思维空间，发挥他们思维的主动性和创新精神。
二、“电力电子变流技术”课程改革思路
传统的职业教育以使学生掌握经验技术和操作技能为目标，以迅速适应工作岗位的要求。但在知识经济时代，由于生产方式的根本变化，人们的职业能力构成也必将有大的改变，社会需要更高层次的人才。这就要求我们培养的高等应用型人才不只是对现有知识、技术、方法的继承性应用，而是应通过自身努力能够不断地学习新知识、新技术、新方法，能够形成新方案、新产品、新创意，能够分析新情况、解决新问题的创造性应用。因而课程实践教学的改革应以培养的学生具有一定创新能力和创新精神、有着良好的发展潜力为主旨，以行业科技和社会发展的先进水平为标准，充分体现规范性、先进性和实效性。
1.教学方法
“电力电子变流技术”作为杭州第一技师学院电气专业的核心课程，要想将前人积累起来的知识、技能和经验转化为学生的职业能力需要有相应的教学方式、方法。改革前的职业教育方法注重的是理论知识和操作技能的训练，而对实践能力、解决问题的能力、合作能力及创新能力等方面的培养缺乏行之有效的方法。只有选择了合适的教学方法才能使学生在学习过程中主动探究、深入思考，使学生能认真倾听、合作、交流、分享，从而有效提高教学效率。为了使学生在参与互动中理解和消化知识，“电力电子变流技术”课程教学以工作过程为导向，在采用任务驱动式的教学模式中综合了多种教学方法，如项目教学法、角色扮演教学法、头脑风暴教学法、案例教学法、讨论教学法和多媒体教学法等。这些方法相互交叉、相辅相成，以构建轻松和谐、积极热烈的课堂气氛。
2.教学内容
在教学过程中，以工作过程为导向，采用任务驱动型教学模式，教学内容的选取遵循三个原则。
（1）分析岗位技能，以真实工作任务为载体选取课程学习项目。针对维修电工的工作领域和工作任务，分析岗位所需的技能和态度，确定课程应培养的技能和态度，将其任务如变频器的运行和维护、开关电源的维修等作为课程载体，选取课程学习项目。
（2）项目系统化设计，基于认知规律，从简单到复杂。课程的后一个项目在包含前一个项目的基础上增加新的知识点，教学难度层层推进，有序实现教学目标。
（3）课程教学中重视学生可持续能力的培养。我们选取学院现有的电气设备为教学载体，结合实际，精心选择难度适宜、可行性高的5个实际项目案例，这些案例涵盖了本课程的全部知识点和技能点。将电力电子变流技术分为5个学习情境。学习情境5为综合学习情境，安排有4个安装调试任务。学习情境1～4的每个学习情境分为2个典型工作任务。每个典型的工作任务都设计为对典型机电设备的典型控制系统的学习，每个学习任务中都有知识点的廷伸，拓展学习使学生掌握更多的知识和技能。完成了前4个学习情境的学习任务，知识逐渐综合，学生可以完成学习情境5：小功率直流调速控制柜的安装调试学习任务。
在教学过程中，以真实的工作任务为载体设计教学过程，教、学、做相结合，兼顾理论与技能训练。以“教师引导性学习、学生自主性练习、师生共同研习”为主的“学、练、研”一体的教学模式，强化学生能力的培养。在教学实施过程中融入职业资格认证标准，与高级维修电工应知应会知识联系紧密。
3.考核方式
工作过程教学的考核方式需灵活多变，不再以单一的闭卷考试来评定学生的优劣，随着项目的进行，因材施教，随时考核。考核分为三种形式进行，即学习小组考核、指导教师考核和期末闭卷考核。在项目考核过程中，主要采用学习小组考核和指导教师考核。
（1）学习小组考核是由学习小组长负责，展开自评和互评考核方式，指导教师和班长可监督小组长开展此项工作。这个考核是最基本的考核。
（2）指导教师考核主要是以抽查提问加项目总结的形式进行。因为人数多，老师不可能一一检查，可通过抽查小组的某几位同学来进行考核，但是这几位同学的成绩影响整个小组的评定成绩，在评选优秀班组时作为参考。这样必然促使同一小组的人员互相监督学习，防止个别人拖后退。
（3）期末闭卷考核在学期全部课程结束时进行，主要从知识的掌握及应用情况考查学生对本门课程的掌握程度，以便找出学习过程中出现的问题，同时也督促学生将学习的过程贯穿于全学期，以巩固所学内容，而不是学完一个项目就丢掉一个项目。
三、结束语
通过本学期电力电子课程教学的探索和实践体验，学生对学习电力电子变流技术课程的兴趣有了一定的提高，对本专业各课程的知识有了更好的理解。但由于电力电子电路具有强、弱电结合的特点，所以其课程改革涉及面广、技术性强，需要不断积极探索教学内容、教学方法，充实自己，以适应当今社会的需要。
参考文献：
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（责任编辑：王祝萍）
电力电子技术课程 篇7
一、《电力电子技术》课程设计的现状和问题
国内工科高校以及许多职业学院和技校都开设电力电子技术课程，但开设课程设计的不多。曲阜师范大学电气信息与自动化学院由于建院比较晚，再加上资金有限，一直没有开设电力电子课程设计。从2009年开始，为了加强实践性教学环节，加上新能源技术研究所的科研基础和资金支持，开始电力电子技术课程设计。目前，在学术期刊网上能够查到的关于电力电子技术课程设计的文章很少，这说明，关于电力电子技术课程设计的实验平台的研究和开发工作还没有引起足够的重视。南航开关电源团队凭借在国家电源重点实验室的科研优势及资金支持开发了“软开关逆变电源实验装置”等电力电子技术课程设计教学平台，利用该实验平台开设了若干个课程设计题目。电力电子技术课程四种电能变换及PWM控制和SVPWM控制都在改实验平台上都得到了体现。浙大将“功率因数校正实验”等部分实验项目列为创新设计型实验，由学生自主设计实验内容和方法，同时学生自主调试及分析实验结果及现象，极大地提高了学生的动手能力和创新能力，可作为一个成功典范[5]。我校在设计电力电子技术课程设计时，首先结合新能源技术研究所的科研基础，并借鉴了其他高校的课程设计经验，开发了新能源电能变换器的通用实验平台，在此基础上设立多个课程设计的题目。利用通用电能变换器实验平台可实现常用的电能变换功能，如AC-DC整流变换、DC-AC逆变电能变换、DC-DC直流变换且设计时充分考虑了通用性、灵活性以及安全性，使其具有通用性强、安全性好和可靠性高的优点[6]。
二、曲阜师范大学新能源技术研究所简介
1. 曲阜师范大学电气信息与自动化学院。
电气信息与自动化学院是2004年在曲阜师范大学控制理论与控制工程系的基础上成立的，是曲阜师范大学重点扶持发展的理工类学院，现拥有一个博士后科研流动站，一个博士点；四个硕士点，自动化、电气工程及其自动化以及测控技术与仪器三个本科专业。“智能控制技术实验室”为“十一五”山东省重点强化建设实验室。拥有一支科研实力比较雄厚，电子、电气、电机、检测、信息等学科门类齐全的师资队伍，现有教职工41人。其中教授6人，4人享受政府特殊津贴，副教授13人。曲阜师范大学电气信息与自动化学院先后主持并完成国家“国家863”项目、国家自然科学基金、省部级项目及横向课题58项，在国内外重要学术刊物上发表论文300余篇，其中被三大检索SCI、EI、ISTP收录200余篇。科研成果获省部级奖励14项，省级优秀教学成果二奖一项。获国家教委科技进步二等奖两次，三等奖一次。2005年获得教育部新世纪优秀人才支持计划。获得山东省科技进步二等奖，获得教育部提名国家科学技术奖二等奖。申请发明专利2项，获4项实用新型专利，1件软件著作权。
2. 新能源研究所。
新能源技术研究所依托电气信息与自动化学院于2008年10月成立，集中了从事控制理论研究、电气技术以及计算机技术研究的优秀教师。主要从事光伏发电、风力发电新能源发电技术、微电网直流发电机技术以及无线传感技术的研究。现在与曲阜圣阳电源股份有限公司合作，共同开发了用于移动、电信和联通通讯基站的光伏发电控制器、风力发电控制器以及风光互补控制器；同时开发和研制离网型5k W光伏逆变器，30k W并网型逆变器；现在正与曲阜圣阳电源股份有限公司合作开发无线智能路灯控制系统，与日照港铁运公司开发无人值守远程智能监控系统以及省科技厅项目，申请资金共约100万元。已经购买用于实验和检测的仪器和设备，如4通道彩色示波器、逆变器检测分析仪、电能质量分析仪器、模拟电网装置、高低温湿热试验箱、耐压测试仪以及温升数字记录仪等，以及同时申请新能源发电技术专利5项，发表论文15篇，培养从事新能源发电技术研究生12名。
3. 新能源电能变换器实验平台。
依据曲阜师范大学新能源技术研究所研究基础并结合电力电子技术教材内容，开发新能源变换器实验平台原理图如图1。本实验平台主要有以下基本分组成：DC-DC变换电路、单相逆变电路、信号检测及处理电路、功率放大电路、太阳能电池板、蓄电池充放电控制电路以及通讯及显示电路。本实验平台具有以下特点： (1) 本实验平台具有《电力电子技术》教材电能变换的主要内容，如DC-DC电能变换、DC-AC电能变换、AC-DC电能变换等，同时具有直流PWM控制技术以及逆变SPWM控制技术，很好地反映了教材内容，同时也反映电力电子技术在新能源发电技术中应用的例证。 (2) 本实验平台为组合式、模块化结构。如果光伏控制板为风力发电机，则充放电控制器前面需要添加AC-DC电能变换模块即可，整个实验平台不需要变动，当然如果需要，也可以把单相DC-AC模块换成三相DC-AC电能变换模块即可，从而可以很方便组合多个实验，从而满足不同设计实验要求。 (3) 本实验平台为综合性实验平台，具有创新性、多样性以及开发性。本实验平台既可以开设电力电子技术课程设计，也可以作为电力电子技术的综合性实验平台，同时也可以作为本科毕业设计以及电子设计的实验平台；本实验平台不仅设计到电力电子技术、计算机控制技术、检测技术以及自动控制技术，而且还涉及到无线传感技术。
4.《电力电子技术》课程设计的内容和实施方式。
由于我校电力电子技术课程设计刚开设不久，目前只设立了一个题目：5k W光伏逆变器电源的设计。其主要任务是利用DC-DC变换电路以及单相DC-AC变换电路设计5k W交流电源。课程设计要求：5k W单相交流电源：输出额定电压220V，额定电流25A，额定频率50Hz；输入直流48V，电流为120A。设计任务主要包括以下5个方面： (1) Matlab仿真。首先利用Matlab/simulink建立各部分的数学仿真模型，包括整流电路、Boost升压电路、逆变电路以及蓄电池充放电电路，以及控制算法的仿真模型，依据计算所得电路以及元器件的参数进行仿真，根据仿真曲线以及结果调整电路各部分参数，让学生明白实验平台的工作原理以及各部分电路的功能。 (2) 主电路的设计以及器件的选型。包括DC-DC直流升压斩波电路设计和H桥可逆斩波电路的设计（要求采用IGBT作为DC/DC变换的主电路；单相逆变电路采用IPM模块）。实际调试时，主电路采用前面介绍的实验平台，只需参数设计而不需实际制作。 (3) 驱动电路、耦合电路以及驱动电源的设计和焊接。包括：IGBT模块驱动电路的设计；IPM驱动电路设计（包括上、下桥臂元件的开通延迟时间）。驱动电源的设计采用整流变压器加整流模块以及稳压模块组成。设计完成后，学生需利用通用电路板自己动手装焊控制电路。 (4) 信号检测及处理电路。包括电压、电流、频率的检测及滤波，根据以前制作电路的经验采用成熟电路，可以节省时间利于调试。电力电子技术程设计已开设2次，学生普遍反映良好，既假声理解了课程基础知识，动手能力及实验技能也得到了很大提高。利用新能源电能通用实验平台，可以增设相应课程设计题目。如风力发电5k W逆变器设计、蓄电池充放电控制器、5k W变频器以及能量回馈制动单元等。目前学生在设计DC-AC直流升压电路时，采用的是单极性PWM控制技术，以后还可要求学生采用双极性PWM控制方式以及SVPWM控制技术。
5.《电力电子技术》课程设计经验。
科研扎实的基础和丰富的积累为课程设计提供了可能和保障，而新能源发电实验平台课程设计为学生动手实践、活学活用提供了更大的空间、更多的选择和更好的条件。通过《电力电子技术》课程设计实验平台的建设以及学生反映来看，课程设计应遵循以下原则： (1) 应更充分考虑教材内容以及科研情况，课程设计实验平台既要反映教材内容、规律以及方法，又要和科研情况结合起来，把在科研中的积累、经验以及最新技术反映到课程设计中。 (2) 采用组合式、模块化的课程实验平台既可以组合出不同的实验项目，又可以方便调试，具有开发扩展性、开放性、安全性以及灵活性。 (3) 和其他课程结合起来，设计出通用性更高的课程设计平台，能否反映出各课程之间的相互关系，同时摸索更合理的管理模式和指导方式，如既要保证设备的高效利用，又要估计设备的安全运行。
参考文献
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电力电子技术课程 篇8
电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科, 在电气专业当中, “电力电子技术”好比一个中枢, 地位突出。电力电子技术的主要应用领域: (1) 用电领域中的电力电子技术。 (1) 为直流、交流电动机供电的可控整流电源是电力电子装置。 (2) 高能量密度的电源应用。如不间断电源 (UPS) 、新型环保绿色电动汽车和混合动力汽车的能源供应。 (2) 通信领域。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。 (3) 发电领域中的电力电子技术。 (1) 发电机的直流励磁。 (2) 水轮发电机的变频励磁。 (3) 新能源发电。 (4) 储能领域中的电力电子技术。 (1) 蓄电池与电容器组储能。 (2) 抽水储能发电。 (3) 超导线圈的磁场储能。本课程的掌握程度直接关系到学生严谨科学思维方式的养成, 理论联系实践作风的培养, 灵活机智处理工程问题方法的建立。如何为培养应用型本科人才奠定良好的理论基础, 改革课程教学结构, 改变传统教学手段, 重构实践教学体系等成为本课程主讲教师所要面对的课题。
二、调整教学内容使其适合学生的学习
近年来, 随着电力电子技术的飞速发展, 使得《电力电子技术》这门课程内容不断地增加。因而教学要从讲授内容划分过细及知识点联系实际薄弱向知识整体性和创造性解决能力的方向转变。为此需要做到更新教学内容, 进行整体知识整合。
1. 掌握相关课程之间的联系。教师应该熟悉掌握本课程与相关课程的联系, 例如了解先修课“电路”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程的教学情况和后续课“电力拖动自动控制系统”的安排, 处理好它们之间的关系, 使整个专业课程体系前后衔接, 避免内容的重复和疏漏。例如讲“半导体电力开关器件”一章时, 模拟电子技术中已讲过小功率晶体管结构、原理、特性及应用。在本门课程中, 对晶体管应重点讲述其与小功率晶体管的不同之处。模拟电子技术中讲述的晶体管其工作特性在线性放大区, 而在电力电子技术中, 晶体管工作在截止区和饱和区之间, 使用的是其开关特性。对于晶闸管相控有源逆变的应用部分, 重点讲解在整流、有源逆变两种状态下, 直流电机四象限传动系统的特性, 也就是直流电机的转矩正比于电枢电流, 转速正比于电枢电压, 改变电枢电压、电流的方向, 就可以使直流电机四象限运行, 为后续课程《电力拖动自动控制系统》中的直流调速部分做好铺垫工作。
2. 导论是说明编者写作意图、本书内容的主要特点、背景及主要内容的知识体系和概要等, 同时还向学习者指明了学习本教材的学习方法, 因此, 教材的导论部分对学习者的入门学习起到了提纲挈领的重要作用。我们在每学年的第一节导论课时, 通常要给学生做一个专题讲座, 以图文并茂的形式详细介绍电力电子技术领域最新的发展动态、国内外的发展现状以及在相关领域的应用等, 开阔学生的视野, 使其对本课程有个大概的了解, 引导学生充分认识到本课程在现实生活中及在本专业中的重要性。
3. 电力电子器件是电力电子技术的基础, 四类基本变流电路 (AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC) 是电力电子技术的研究核心。教学内容大致分为三部分: (1) 电力电子器件。主要包括电力二极管、晶体三极管、晶闸管、MOS-FET、IGBT等器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用特性等问题。 (2) 四种基本的电力电子电路。对于直流斩波电路, 主要电路为BUCK、BOOST、CUK斩波电路等。重点讲解BUCK、BOOST斩波电路的原理, 输出电压电流波形的画法, 改变占空比的方式:脉冲宽度调制PWM, 脉冲频率调制PFM。逆变电路是主要依赖于全控型开关器件, 重点讲解正弦波脉冲宽度调制SPWM基本原理, 单极性、双极性倍频正弦波脉冲宽度调制逆变器的原理及其控制方式。以半控型器件晶闸管为主的整流电路部分, 主要包括晶闸管驱动和保护、整流电路及有源逆变电路。交流电路的器件为双向晶闸管, 电路为单相交流调压电路、单相调功电路、三相调压电路及触发电路等内容的讲解。
三、注重教师自身建设, 提高综合素质
在教学中, 教师必须先对所教课程的内容刻苦钻研, 做到深刻理解、全面掌握。深刻理解就是要了解课程内容的每一个组成部分, 不能含糊不清。
1. 在讲授《电力电子技术》这门课程内容的时候, 教师不能只讲课程教学大纲或教科书的内容, 还要广泛涉猎其他有关的教材和参考书, 形成自己的独到见解。因此, 任课教师对电力电子技术的现状和发展趋势, 理论如何与实际相联系, 必须要有所了解。例如在讲授直流斩波电路时, 可以引出该电路可以使用在开关电源、太阳能发电系统中;在讲解整流变换时, 介绍其在电力机车的启动、调速与制动中的应用, 有源逆变电路可应用到变频空调、电梯、计算机不间断电源;逆变变换可联系太阳能发电、风力发电;在讲授交流电路时, 说明其在可调光台灯、异步电动机软启动装置中的应用。通过以上讲解就可以使学生了解所学的书本知识在实际生活中的应用, 激发学生的学习兴趣。
2. 教师要定期地阅读最新的与电力电子技术有关的学术期刊, 及时浏览相关的专业技术网站, 掌握本学科前沿发展的动向, 熟悉本学科和相邻学科的新成果、新进展。
3. 教师还要承担一些与电力电子技术相关的科研工作, 将科研与教学有机地结合起来, 把科研成果转化成教学资源, 将科研成果和科研体会引进课堂教学, 丰富教学内容, 促进专业教学水平的提高。
四、激发学生学习兴趣, 增强课堂效果
《电力电子技术》课程的特点之一是理论性强, 逻辑思维严密, 涉及到电路、模拟、数字电子技术、自控控制原理等许多课程的知识。因此, 在讲授课程之前, 应首先去了解学生的学习情况, 研究学生的状态和需求, 在开始的几节课里多与学生接触, 了解情况。开课后, 教师应争取在最短的时间内熟悉学生们的实际学习情况, 作为安排教材、决定教学进度和选择教学方法的依据。
1. 充分发挥学生的主体作用。
教师要学会调动学生学习的主动性和积极性, 才能培养出高质量的人才。教师对内容相似或易于理解的内容予以精简, 选择一部分内容留给学生去自学, 然后让学生站在老师的角度去给别的同学讲解所理解的内容, 让学生画出主电路波形图, 通过相互交流, 互相促进, 提高学生的学习兴趣。
2. 平等待人, 积极鼓励。
在近几年教学过程中, 发现学生中有消极待学的现象, 这部分学生或沉迷于游戏, 或忙于出外打工赚钱, 严重地影响了其学业, 考试成绩也不理想。对于这部分学生, 教师一定要找到症结所在, 积极引导、平等对待、不断勉励。要重视学生的个性培养, 积极鼓励学生求新、求异、求难、质疑、进取的精神, 对于部分考研的学生, 他们认为凡是和考研有关的课程就认真对待, 无关的就不学, 对于这样的学生, 我们的做法是将考研数学的傅里叶变换与电力电子技术中的基波和谐波的概念结合起来, 既加强了考研知识学习, 又解决了电力电子技术中的知识难点掌握问题, 使其认识到课程之间都是相关的, 只有这样才能使师生之间建立一种平等、和谐、融洽的关系, 激发学生在课堂上的思维能力。
五、运用多种教学手段, 提高教学效果
《电力电子技术》课程本身特点是概念多、器件多、电路多。在对电路进行分析时, 从电力电子器件的导通与关断变化过程出发, 以波形分析为主要手段, 教授学生学习掌握不同器件所组成的变流电路的工作原理、波形画法、电路中主要物理量的计算。
1. 从以上对课程特点的分析可以看出, 只采用黑板板书的方法对课程进行讲授的话, 教师势必会在概念、电路图、波形图及参数变化对波形图的影响方面的书写花费大量的时间。而若只采用多媒体进行教学的话, 在波形和物理计算公式的推导的讲解过程中, 讲解速度虽然会加快, 但是与学生的互动也会相应减少。这样势必不利于启发学生, 培养学生的独立思考能力。教师在讲授的过程中应根据教学内容确定使用哪种方法进行讲解。文字内容比较多的情况, 可采用多媒体辅助教学。利用PPT向学生展示学习内容中涉及到的实物照片, 这样不仅可以增加教学内容的知识量, 而且可以提高学生的学习兴趣。如果讲解的是可控电路的工作原理和输出波形, 可采用多媒体 (电路图演示) 和板书教学 (波形图绘制) 相结合的方法。
2. 实验是培养理论联系实际、学生动手能力的重要手段。对电力电子技术实验, 保留原有的晶闸管整流验证性实验, 使学生对本课程的应用有初步认识, 对直流斩波电路以及正弦波同步移相触发电路实验, 则可当成设计型实验, 由教师给出电路图及参数, 由学生自行设计, 选择器件及其驱动电路、保护电路, 进而完成实验, 培养学生分析问题、解决问题的能力。
3. 课程设计作为实践课教学中的重要组成部分, 在人才培养中起着举足轻重的作用。因此切实提高课程设计的质量, 具有重要意义。《电力电子技术》课程设计教学模式分以下几个方面: (1) 课程设计走进实验室。建立开放式综合性实验, 将实验时间交给学生, 让他们自行安排。而日常生产和生活中, 有许多实用的电力电子产品, 其电路相对简捷, 很接近教材, 非常具有代表性, 例如手机的充电器、录音机用的变压器, 可以把它引入到课程设计中来。通过这样的过程, 学生能够更真切地理解电力电子技术的基本内容、基本原理, 更加真实地感受电力电子电路的设计、调试过程。 (2) 课程设计引入计算机辅助设计。传统的电力电子技术实验, 基本上是学生利用protel软件画出PCB板图, 再利用电力电子开关器件、电阻、电容等元件搭建电路来获得电子线路的感性知识。但在教学实践中, 由于电路板连线可靠性差, 学生的操作技术不够熟练, 产生错误的概率较高。为了解决上述问题, 我们引入了计算机仿真软件MATLAB, Simulink作为MATLAB软件下的仿真系统, 通过它下面的工具箱可以对电力电子技术进行建模、仿真分析, 实现高效率开发系统的目标。
六、结语
本文针对近几年的《电力电子技术》课程理论教学和实践教学理念和改革思想进行了探讨, 有针对性地创新教学方法的研究, 使课程内容体现学科发展动态、学科前沿内容并提出有待解决的问题, 实行开放式教学, 对教学内容删繁就简, 吐故纳新, 实行教学内容对学科与专业发展的跟踪, 并且将课程教育与素质教育相结合, 将素质教育融入专业教育之中, 有效地调动了学生的学习兴趣和学习主动性, 提高了教学效果。
摘要：从教师自身建设出发, 根据《电力电子技术》课程的特点, 试着从教学内容、多媒体教学和实践教学等多个方面提出可行性建议, 提出了在教学过程中进行教学改革实践和探索的思路和做法。
关键词：《电力电子技术》课程,能力培养,教学实效
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电力电子技术课程 篇9
全球性的能源危机和环保问题使人们倾向于采用新型的绿色能源, 如太阳能、风能, 这些能源必须经过转换才能供给电器使用, 因此电力电子技术在生产、生活中受到人们越来越多的关注。
电力电子技术是高等院校中电气工程及自动化专业最重要的专业基础课程之一, 是在近代发展起来的基于半导体技术的新兴交叉学科, 主要在自动控制原理、现代控制理论、模电、数电、电路原理等基础课的基础上进行理论深化和工程应用的实践。
目前国外高等教育部门在电力电子技术专业教育改革率先走到了前面[1,2,3]。为此本文在教学实践的基础上, 从教学组织、实验管理和课外兴趣小组的三个方面, 首先列出了国内外明显的差异, 其次结合教学中的实际问题提出了比较全面的改进方案, 取得了一定的成效。
二、课堂教学内容的组织和讲授
教材是课堂教学的一个很重要的起点。国外教材内容和国内目前较多采用的教材差异较大。国内通常把相关知识分成几门课来教, 各门课程看来互相独立, 各自属于不同的理论体系; 国外会把相关基础内容整合成一本厚教材, 对学生融会贯通比较有益。
国内教材内容全面系统, 但是受篇幅所限, 只局限于本学科, 将其他学科联系部分交代较少, 难于理解。因此合理使用教材, 取舍及补充, 按照由浅入深的顺序重新安排章节。
下面以课程中使用的教材为例[4], 给出一些实际的安排调整。 教材里四种基本电力电子变换器是按照AC - DC, DC - AC, DC - DC, AC - AC的顺序安排, 其实直流变换器部分是重点, 更容易入手, 因为涉及的拓扑简单, 开关少, 输入输出都是恒定的。因此教学中应按照DC - DC, DC - AC, AC - DC, AC - AC的顺序进行讲解。
除了和其他学科的串联讲解, 更要注意书前后的呼应讲解, 如DC - DC中拓扑在AC - DC中的应用。
教与学是教学的两个方面, 对学生学习的督促是一个教师容易忽视的任务。
比较而言, 国内学生课外查阅文献资料和阅读材料的环节需要加强。学生要学会利用网络资料解决电源制作中出现的问题。对此教师要加以引导, 让学生注意到网络资料的价值并学会分辨和利用。
三、实验的设计和管理及课程设计
实验不仅强化了对课堂内容的理解, 实践本身也是课程学习的目的之一。
国外实验条件较好, 而且实验室对学生开放, 设备利用率较高, 有兴趣的学生可以学到很多。特点是很扎实, 实验报告做的很详细。国内实验条件不好, 利用率也很低, 有限的时间里学生的动手能力无法得到锻炼, 实验辅导也没有跟上。
在本校这门课的实验和理论课是同时开的, 针对每个章节的内容都要设计对应的实验, 要精心设计按步骤和计划。在讲授概论知识的时候, 安排入门级实验。实验内容可以安排元器件的识别与检测, 在万用板上焊接的技能, 万用表、电子毫伏表和示波器的使用方法。在半导体器件部分, 安排学生按照半导体二极管、功率MOS管的型号在网上找说明书、应用的典型电路, 以及器件的重要参数值, 如导通电阻、额定电压、电流, 并焊接其应用电路, 得到器件典型特性的实验波形, 和学到的知识相印证, 而且要求写出完整的测试报告。
入门级实验的内容还包括让学生提前焊接控制电路的模块, 以便在后面的设计性实验不至于太手忙脚乱。
设计性实验按照由浅入深分为三个阶段, 在教师辅助下开环电源的制作, 同样要注意开环的浪涌分析与抑制。
由于时间和课时所限, 设计了围绕反激电源的系列制作, 按照层次递进的关系其功能分别是: ( 1) 直流变换 ( 2) 交- 直流变换 ( 3) 单级变换器, 最终要求详细的变压器设计过程, 及加入过压、 过流保护电路。
设计性实验较为复杂, 因此要在实验的前期准备工作上多下工夫, 学生给出的设计方案要经过充分论证、讲评后才开始实验阶段。
四、课外兴趣小组
课外兴趣及项目小组最基础的作用是组织学有余力的学生, 形成良好的学习氛围。
这部分可以借鉴国外课程设计部分的组织, 在两个学期的理论实验课后, 第三个学期是专门的课程设计部分。
兴趣小组主要由大三、大四学生组成, 依据学生的动手能力、 勤奋程度和主观意愿。以学生为主导, 老师为指导。选择表现突出的学生作为组长, 对老师直接负责。学生按其能力和专长形成三个梯队, 大二新进来负责找元件、焊接, 大三负责调试、测试、修理, 大四负责画PCB板、设计。每组由3 ~ 4位同学组成, 按照每组的整体水平, 题目设置也会由浅入深。
基于不同的特征, 兴趣小组的课题是电源高级制作, 如数字控制下电源制作, 注意数字控制及干扰, 教师课题研究相关的硬件制作, 也可以作为小组的题目。
课题完成后会举办讨论、讲座、专题报告进行内部交流。
五、总结
借鉴国外经验可以从方方面面提升电力电子技术的教学, 课程可以延伸至毕业设计, 经过兴趣小组两年的锻炼, 个别学生硬件水平可以提前达到硕士毕业的要求。为了取得最佳教学效果以及项目进度的需要, 需要配备开放的实验室以及给学生适当的薪酬、奖金会给他们更多的动力, 让项目得以更好完成。
摘要：本文从电力电子技术课程的教学实践出发, 在借鉴国外电力电子技术专业教育改革成功经验的同时, 结合学生的实际情况和教学中出现的问题, 从课堂教学、实验管理和课外兴趣小组三个方面改进了电力电子技术课程的教学, 对教师科研课题研究的硬件制作方面也可以起到一定的促进作用。
关键词：电力电子技术,电气工程,课程教学,国外经验
参考文献
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电力电子技术课程 篇10
1 建立顺应时代发展要求的教材结构
1.1 调整教学大纲, 重组教学内容
教学大纲是教育课程开展的基准, 一定要落实到教学实践中。教学大纲的调整拟定要坚持“突出学生主体地位, 以就业方向为指导, 学习内容以实践为目的, 掌握度量以够用为基准”的原则[3], 根据大纲不断更新学习内容, 有利于在有限的学时内将教学内容高效率的灌输给学生。新大纲的修订将电力电子技术课程划分为多个模块, 这些模块在不同的学科中所侧重的方面也有所不同, 并且更加强调课程的实用性。对于实际工业生产中已经逐渐淘汰的内容逐一删减, 并增加了生产实践中较为实用的内容, 如全控器件、控制电路等, 以往的逆变电路内容全部由全控器件代替;另外, 在改革后的教学大纲中, 还设立了专门有关学科发展动向的模块, 如智能功率、软开关技术等;对电力电子技术在工程中的应用进行了简要介绍, 包括交直流电机调速系统以及各种电源及其他方面等, 增强“教”、“学”二者的密切性。
1.2 以教学大纲为依据, 健全教材体系
选择教学内容时要紧贴大纲, 选择符合教学大纲要求的理论教材和实践教材, 为教学课程的开展提供物质基础。目前使用有关电力电子技术的教材种类多样复杂, 但并没有完全能够适应高校教育的教材。一般的教材都具有丰富的理论内容, 这是好的一方面, 同时也是不好的一方面。由于过强的理论性, 导致数学计算太难, 超出了高校学生的能力范围, 并不适合其学习[4]。另外, 有些教材中虽然对各项工程应用都有涉及, 但大多是过时或即将被淘汰的技术内容, 学习意义不大。所以, 选择内容编写合适教材是非常重要的。
2 改变以往教学体系, 整体促进素质提高
2.1 绪论的重要性
绪论在整个课程教学中占有重要的向导位置, 从某种程度而言, 如果第一次课程内容不成功, 将会导致整期课程教学的失败。绪论作为整个课程教育中的第一节, 要向学生介绍本专业的教学目标、教学任务以及与该课程的联系, 课程开展的铺垫、后续, 为学生全面掌握该专业提供基础和便利。并且, 还要向学生介绍目前电力电子技术的发展状况, 选择合适工程实例对电力电子技术在当今经济体质中的重要地位进行阐述, 从而激发学生对电力电子技术的浓烈兴趣, 了解其作用以及课程内容包括哪些, 应该以怎样的心态和方法来学习, 从而为电力电子技术课程教学开展奠定基础。
2.2 教学手段现代化
无论是电力电子技术课程教学还是其他的专业课程中, 主要的教学方法还是较为传统的教学方法:课堂上以平面板书、单纯口述为主。而电力电子技术课程中, 包括很多有关电路图或其他图形以及公式推导内容, 教师在授课过程中还要花费一定量的时间在画图推导上, 导致课堂时间缩水。且这种单一的教学方式容纳信息量少, 学生收益率低, 教师授课过程困难。多媒体教学能够形象的表现图像、视频、声音、文字等, 是现在教育教学的必然发展趋势。所以, 电力电子技术教学中应该采用多媒体教学方式, 不但能减轻教师的授课劳动量, 还可以充分利用课堂时间, 进行教师与学生的双向互动, 从而提高课堂效率。
3 加强实践, 重点培养工程应用能力
3.1 强化基础实践环节的训练
目前国际高等工程教育界以就工科专业方面达成共识:“实践才是工科专业的根本”。理论基于实践, 且服务于实践。尤其是在高校电力电子技术课程教育中, 为了培养出高素质高技术人才的目标, 进行实践教学是非常必要的。电力电子技术具有较强的实践性和应用性, 想要完全掌握这门课程, 实践教学是必不可少的。授课教师应该利用自身所具备的的优势, 为学生提供电力电子技术的实践平台。教学中涉及到的基础实验一般都是验证性实验, 包括单相桥式全控整流电路的相关性能研究, 交流调压电路研究等。但是, 虽然是验证性实验, 其过程中涉及到的各项数据测量取得与处理等, 仍然能为学生实践能力的培养提供坚实基础。
3.2 调整综合性与创新型实验所占比重
电力电子技术教学中, 除了要加设基础验证试验外, 结合其他课程, 研制出综合性比较强的实践实验, 指导学生实现综合设计和创新, 为他们能够经受一定的考验;另外, 授课教师也可以制定设计条件和目的, 给学生自主创造的机会, 设计实现实验, 并验证其设计结果, 通过实验结果分析, 检验设计是否合理且可行[5]。课堂中吸收的理论知识可以在实践中得以应用, 还可以通过实践获得解决问题的能力, 以及深化理论知识的掌握程度。
4 结束语
教育活动性质比较特殊, 属于实践活动。“教学”是一个双向过程, 应该包括“教”与“学”两者的交流。在教学活动过程中, 参与者包括教学者和被教学者, 两者地位要协调平衡, 不能过于突出教学者作用和地位。作为教学活动的主导者, 教学者应该明确自身主导地位以及学生的主体地位, 由以往教学中单方面的灌输转到双向沟通, 精心选择教学内容, 提出趣味性问题引导学生, 从而使学生自发学习。通过以上电力电子技术课程教学方面的改革, 可以激发学生对于这项学科的兴趣, 提高其主动性, 并在不断的实践中获得创新能力以及遇到问题的解决能力。当然, 教学改革是一个漫长而困难的过程, 只有通过对教学内容、教学模式、教学手段和实践教学等方面的积极探索, 真正强化教学质量, 才能够实现培养大批实用性人才的教育目标。
参考文献
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[4]茅靖峰, 顾菊平, 王亚芳.基于应用型人才培养“现代电力电子技术”教学实践研究[J].中国电力教育, 2012 (33) :32-33.
电力电子技术课程 篇11
关键词：电力电子；Flash;Simulink；多媒体课件
课件使用现状
传统的电力电子课程教学常采用以教师为主导的授课方式进行。教师在课堂上以讲解、画图、分析、计算等方式授课。但课堂气氛沉闷，学生的学习兴趣不高，课堂效率较低，传授的知识量有限。而教师采用多媒体课件辅助教学以后，虽然课堂容量大增，但很多课件只是将教科书中的内容和图片等简单地复制到演示文稿及其他形式的文件中，学生在课堂上被动接受，没有主动学习的积极性。
为达到最佳的课堂使用效果，教师在课件的制作过程中不但要合理地对课程内容进行整合，也需利用课件实现教学过程的人机交流，师生互动。在课件的制作过程中，笔者根据电力电子课程的特点，使用了Flash动画演示和Simulink仿真对电路及元器件的工作状态和工作过程进行讲解和分析，取得了不错的教学效果。
合理整合课件内容，提高课堂效率
多媒体课件的特点是直观和生动，还可以在比较短的时间内向学生传递更多、更丰富的信息。但是，如果不考虑学生的接受能力，盲目追求课堂教学的大容量和画面的精美，就容易造成学生的消化不良，结果是事倍功半，欲速不达。
例如，多媒体课件必须采用比较与分类、归纳和演绎、分解与综合、演示与实验等科学的方法来表达丰富的教学内容。通过比较与分类，可以使那些无序的内容条理化、系统化，从而有利于学生记忆和掌握知识；合理地应用归纳和演绎，可以高效率地凝聚和表达知识，明确重点、突破难点；通过分解与综合，可以使复杂的问题得到简化，便于揭示事物的本质，同时可以找出事物内部的、本质的、必然的联系，从而帮助学生全面地观察事物、解决问题；通过演示与实验，可以引导学生积极思维，激发其创造性，增强教学效果。
因此，在制作多媒体课件时，教师首先应对教材和大纲进行深入研究，把握住课堂教学内容中真正的难点和重点，明确所使用媒体的性能与教学目标、教学目的的关系，之后再借助先进的教学手段，将一些抽象的、用传统教学手段不易表现的、学生难以理解和掌握的知识点，以形象、直观、简洁、易懂的方式展现出来。其次，教师在信息资源的利用上，无论是收集和整理材料，还是编辑和播放图像和音像，都应该紧扣学习主题和研究课题，围绕重点内容和重点问题进行阐释，真正做到变抽象为形象、变远为近、变静为动、突出重点、突破难点、拓宽视野、启迪思维的作用，这样才能提高多媒体课件在教学中的效果。
合理设计课件交互，体现学生的主体性
交互性是多媒体的一大特性和优势。教师在使用多媒体课件进行辅助教学时，不仅要注意发挥自己的主导作用，还要注重学生的主体作用，讲解时一定要让学生跟上自己的思路。因此，设计多媒体课件时就要以学生为中心，注意多媒体课件中交互性的设计，在增加交互的同时教师还要加强多种教学手段的组合，才能真正发挥学生自身的交互性和创造性。
多媒体课件的交互性主要表现在三个方面：①检索方便。无论需要哪一个课件，哪一部分内容，只要点按鼠标，计算机就会把相关内容检索出来，同时将课程中知识内容的关系展现给学生，使学生能够更好地掌握课程内容的体系结构。②控制速度。实际过程发生在瞬间，然而为了讲清原理，教师有时必须将动作分解，多媒体能够完全受控地满足不同的教学需求，可以放慢运动速度，也可以加快，可以分解动作，也可连续运作。③分步提示。学生采用多媒体课件自学或解答某些问题时，计算机能分步提示学生，按照不同学生的不同学习进度，循序渐进，引导和指导学生学习。教师在使用多媒体课件演示教学内容时，有些内容只能在屏幕上做短暂停留，这样非常不利于学生的知识体系的形成。如果有一个系统的板书，再加上教师系统的讲解，知识体系就很容易在学生脑中形成知识网络。这些都是学生头脑中进行认识活动的外部支撑点，同时也是学生把感性知识上升为理性知识的桥梁。因此，教师在用多媒体课件辅助教学时，应该注意与传统教学中的板书密切配合，这样才能取得多媒体课件辅助教学的最佳效果。
1.使用Flash，增强课堂吸引力
在课堂教学过程中，引入Flash动画，可以使教学内容更加生动有趣，但如果教师在课堂中大量使用图像、影像、动画或音效等，则往往达不到吸引学生注意力的目的，相反的还可能会喧宾夺主，所以在课件制作过程中要适时适量使用Flash。笔者在每一堂课中以演示文稿课件为主，中间穿插使用了Flash动画，改善了课堂气氛，调整了学生的学习状态。实质上在很多时候，Flash是作为一种辅助方式在课堂中使用的。例如，在电力电子元器件一章中，教师可使用Flash制作完成器件的工作状态演示，而器件的参数特性等要在PPT中进行讲解和说明。图1是在此知识点处使用的Flash软件制作的截图，该文件演示的是晶闸管单向可控导电性，演示电路中包含简单的驱动电路和主电路，演示过程中通过使用两个开关，对于晶闸管在开关控制下的各个工作状态进行演示，直观生动易于理解。
2.使用Simulink，提高学生分析力
Flash动画可以使用动态的方式对电路的工作过程进行演示，但缺点是不能方便地修改电路中的各种参数，不能对系统的内部参数进行修改，也不能从内部结构以及系统参数变换的角度对电路的工作情况进行深入的理解。在一些教学环节中很难达到理想的教学效果。如果用电力电子模拟软件既能模拟电路的真实工作情况，又能方便地修改各种参数，观察任何需要的工作状态都非常方便实用。MATLAB软件中的Simulink工具包是电力电子课程中很好用的软件仿真工具。
Simulink是在MATLAB环境中用于动态仿真的软件包，支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统的仿真。集成在Simulink中的电力系统模块PSB(Power System Blockset)在电力电子仿真中具有很多优越性。PSB采用变步长积分算法，可以对非线性、刚性和非连续系统进行仿真，既保持了MATLAB的同一风格，又突出了电力电子的学科特点。
在课堂中适量地使用Simulink仿真，可以很好地辅助学生对一些重、难点内容的理解。如图2所示，在有源逆变这个知识点时就可以使用Simulink对电路的工作过程进行仿真。首先，教师可设定参数完成电路的基本工作状态，实现整流的功能、波形等；随后可重新修改设置参数达到逆变状态。
Simulink仿真的具体过程是：教师首先要选定使用的模块，并完成各个模块的系统连接，在连接仿真电路图中对各个模块的参数进行正确的设定。对于一个电路的仿真过程，需要一定时间才能完成，如果每一次使用电路仿真都从电路模块连接开始就会花费很多课堂时间，所以在使用Simulink时要适时适量并且要讲究使用的方法。笔者最初介绍Simulink仿真软件时，将以上所有过程演示给学生，学生通过该过程学习如何使用Simulink。在学生已经学习了该软件之后就可以开始制作课件了，在制作过程中教师将Simulink的仿真过程以两种形式呈现给学生。一种是对课前准备好的仿真图直接进行仿真，并展示仿真结果；另外一种是以视频文件形式呈现给学生，同时在使用仿真图像和仿真结果展示过程中可以对视频内容进行编辑，如加入音效和其他互动过程等。两种方式可根据实际的课堂情况和课程内容在课堂中穿插使用，完成课程内容的讲授。对于仿真中出现的较难的地方使用课前做好的图，课堂上教师可对图中难点的设置进行介绍，并运行仿真电路，演示仿真结果；对于熟悉的仿真模块和仿真电路则可以直接制作视频图片等方式对仿真结果进行展示。教师通过使用Simulink不仅能提高课堂效率，激发学生的学习兴趣，同时也使学生掌握了一个很重要的仿真工具。
结论
电力电子技术课程 篇12
结合教育部实施的“卓越工程师培养计划”精神、CDIO人才培养模式改革试点以及我校 (长春工程学院) 应用型本科教育经验, 电气工程自动化专业被选为卓越人才培养模式改革试点专业。
“电力电子技术”课程是电自专业的重要专业基础课, 按照我校“卓越工程师培养计划”的人才培养目标和专业标准, 对试点专业的“电力电子技术”课程进行了改革, 优化教学内容, 改革教学手段、教学方法, 使理论与实践密切结合, 培养学生发现、分析和解决问题的能力, 为后面的学习打好基础。
一、本课程目前存在的问题
国际电气和电子工程师协会的电力电子学会将电力电子技术表述为有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析工具实现对电能的高效变换和控制的一门技术。随着电力电子器件制造技术和微机技术的发展, 电力电子技术在各个领域得到了广泛的应用。可以说, 凡是需要电源的地方, 或需要运动并对运动进行控制的地方, 几乎都离不开电力电子技术。
电力电子技术课程是一门理论性和实用性均较强的课程。目前, 电自专业的电力电子课程按照卓越工程师的培养目标, 还存在一些问题。
(一) 与工程实际应用联系不多
传统的“电力电子技术”课程教学, 以电力电子器件为核心, 即在器件基本结构、原理和特性学习的基础上, 针对典型电力电子拓扑原理电路, 分析电力电子电路换流的物理过程、波形特性、从而得到各种电参数之间的数量关系。这种教学结构的优点是物理概念清楚、工作理分析透彻, 缺点是:学生在学习中将注意力过多地放在电力电子器件上, 只分析了变流电路的原理功能, 忽略了变流电路与工程实际应用之间的关系;大篇幅的变流电路理论分析和计算, 枯燥乏味, 降低了学生学习的兴趣;与电力系统相关的应用知识介绍的很少, 学生在学习的过程当中不能将本课程的学习内容与其他专业课程的内容联系起来, 也不能及时了解到电力电子技术与电力系统行业发展、最新技术及实际应用的联系, 很难认识到这门课程对本专业的重要性, 从而降低了他们学习这门课程的积极性和主动性。
(二) 实践教学环节薄弱
电力电子技术作为工程技术需要有一定量的实验才能保障学习效果。在传统的“电力电子技术”课程实验项目中, 基础性和简单验证性实验较多, 学生依照原理图机械地连接主电路、记录实验数据和波形, 即使不了解电路的工作原理, 也能较顺利地完成实验。因此, 无法发挥学生的主观能动性, 没有探索学习的动力, 更无法将所学习的知识点与分析、解决生产实际问题相联系, 限制了学生的创新思维和动手能力的培养。由于实验所涉及的都是功率器件、三相电源及示波器等, 费用高、且容易损坏, 实验时一个器件损坏就会直接影响实验的正常进行, 不能得出正确的实验结果, 这就直接影响了实践环节的教学效果。
二、课程改革的思路
以卓越工程师培养为目标, 切实加强课程建设中的能力培养, 突出与生产实践的紧密融合。主要建设思路如下:
1) 根据电力电子技术省级精品课程的建设规划, 紧密结合卓越工程师培养计划对本课程提出的基本要求, 在深入调研的基础上, 从能力培养出发, 合理安排理论教学内容和实验教学内容。
试点专业本科人才培养 (4学年) 模式采用3+1基本框架。其中本科阶段3年为校内培养, 累计1年参与企业生产、设计、检验等实践。采用这种培养模式之后, 课程总学时有所减少。非试点专业“电力电子技术”课程总学时为56学时, 其中理论课40学时, 实验8学时, 习题课8学时。试点专业“电力电子技术”总学时改为48学时, 比原来少了8学时, 相应的教学大纲就需要根据教学目标的要求, 调整教学内容及学时分配。
按照试点专业的培养目标和专业标准, 需要优化教学内容, 强化学生能力和素质培养。在总学时数减少的情况下, 适当减少理论学时的同时要保证实验学时, 教学大纲调整为理论课36学时, 实验10学时, 习题课2学时。理论课的学时数减少了, 教学内容也要进行相应的调整。
2) 根据教学需求不断改革教学方法与教学手段。针对电力电子技术课程理论性和实践性均较强的特点, 应注重教学内容的精选, 着重讲清问题是什么、问题的性质是什么、问题的解决方法是什么等内容, 给学生留有一定的思维空间, 培养学生的独立思考能力。
3) 根据能力培养的基本目标, 进一步加大实验教学的改革力度, 设置符合能力培养目标要求的综合性实验项目, 培养学生的运用理论知识指导实践的能力, 以满足卓越工程师培养计划的需要。
三、教学方法改革
(一) 理论教学
在课堂教学中, 学生是活动的主题, 要用生动精练的语言、灵活的思维和循序渐进的诱导把学生的积极性调动起来。培养卓越工程师要不断激发学生的学习兴趣, 在理论教学过程中要不断融入工程背景:在长距离、大容量输电时有很大优势的直流输电技术, 其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都需要采用晶闸管变流装置;柔性交流输电技术, 需依靠电力电子装置才能得以实现;无功补偿和谐波抑制技术, 现在也开始大量的应用电力电子装置来实现 (晶闸管控制电抗器 (TCR) 、晶闸管投切电容器 (TSC) 、静止同步补偿器STATCOM) 、有源电力滤波器 (APF) 等) , 这些新型电力电子装置具有更为优越的无功补偿和谐波补偿的性能;直流电源和不间断电源 (UPS) 能够用作发电厂和变电所的保护电源、事故电源和备用电源。让学生知道所学的理论知识应该用到什么地方, 并与其它专业课的内容密切联系, 给学生建立起电自专业的宏观概念, 培养其工程意识。
在课堂教学中, 采用板书、多媒体演示、重点问题课堂讨论等丰富多样的课堂教学模式, 增强学生在课堂上的任务感、责任感、学习兴趣, 既可以提高课堂效率、教学效果, 在一定程度上也缓解了学时减少而内容没有减少的矛盾。
(二) 实验教学
实验项目的设置上, 删减了一些验证性、演示性的实验项目, 增加了综合性实验项目, 以提高学生的思考能力、创新能力和动手能力。
实验教学中, 采用虚实结合的教学方式, 部分电力电子实验按传统的方式在实验室的电力电子实验台上实际动手接线进行;部分实验让学生利用Multisim软件在计算机上仿真实现, 利用模拟元件代替实际元件在计算机上进行仿真, 既不担心元器件被损坏, 也没有任何危险, 学生完全可以在计算机上独立完成电力电子线路仿真实验。要求学生先按照实验要求自己动手设计一个实用的电路模型, 利用Multisim软件在计算机上进行模拟实验, 记下结果并对结果进行分析。通过对电力电子课程实践教学方法的改革, 提高了学生的理论分析和动手能力, 提高了学生的工程意识和实践能力。
(三) 考核办法的改革
目前课程的考核方式偏重期末考试, 只要期末突击复习, 基本就能够通过考核。这种考核方式不能够激发学生的学习兴趣、让学生主动去思考、去创新, 对卓越工程师的培养极为不利, 所以需要改进考核制度, 具体考核办法如下:
1) 平时成绩的考核占总成绩的40%。平时成绩由出勤成绩、实验成绩和作业成绩组成。学生只有按时出勤、按时完成作业, 认真完成实验才能取得好的平时成绩。这样保证了学生能够按时出勤、上课时跟随教师的授课思路、课后及时复习, 巩固学到的知识;保证学生更好地完成试验, 提高他们的动手能力。提高平时成绩的比重, 既防止了学生平时不注重学习, 期末突击的弊端, 又全面考查了其综合应用能力。
2) 期末考试占总成绩的60%。学习的目的不是为了考试, 而考试是促进学习的方法之一。期末考试的定位是:引导学生掌握知识脉络和重点, 激发学生积极思考和学习的热情。试卷的知识点尽量覆盖大纲要求的全范围, 并在试卷中适当增加带有实际工程背景的题目, 使学生不能靠单纯地背诵课本的理论知识就能满足考试要求, 促进学生主动去了解实际工程背景, 提高其从工程背景中提炼出问题、分析问题并解答问题的能力。
四、结束语
“电力电子技术”课程是电气工程及自动化试点专业的一门重要的专业基础课, 按照卓越工程师培养方案的要求进行了一系列的教学改革, 提高了学生学习的积极性、主动性, 着重培养了学生的工程实践能力和创新思维能力, 收到了良好的教学效果。
参考文献
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