張 波

(蘇州市職業(yè)大學 電子信息工程系，江蘇 蘇州 215104)

基于項目教學法的電力電子技術(shù)教學

張 波

(蘇州市職業(yè)大學 電子信息工程系，江蘇 蘇州 215104)

傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)課程教學存在不能調(diào)動學生積極性、學生創(chuàng)造性得不到發(fā)揮、甚至學生的實踐能力得不到應有的提高等等不足，這些需要對課程教學方式進行改革.基于蘇州市職業(yè)大學電力電子技術(shù)精品課程建設(shè)的平臺，對基于項目教學法的電力電子技術(shù)教學進行了探索，教學實踐結(jié)果表明該方法有效地解決了傳統(tǒng)教學的不足，是一種行之有效的好方法.

項目教學法；電力電子技術(shù)；課程教學；探索

電力電子技術(shù)的應用十分廣泛，新能源技術(shù)和節(jié)能環(huán)保等都離不開電力電子技術(shù).《電力電子技術(shù)》課程則是應用電氣和應用電子技術(shù)等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，很多學校都把該課程列為相應專業(yè)的核心課程.蘇州市職業(yè)大學(以下稱我校)對電力電子技術(shù)的教學及其改革都十分重視，該課程已成為教育部高職高專教學指導委員會的精品課程之一.我校對電力電子技術(shù)教學的改革進行了很多探索與嘗試，本文就其中的電力電子技術(shù)的項目教學進行了探討.

1 電力電子課程特點、教學目標及現(xiàn)行教學方式的不足

電力電子技術(shù)又稱電力電子學，國際電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)將電力電子技術(shù)表述為：有效地使用電力半導體器件，應用電路和設(shè)計理論以及分析工具，實現(xiàn)對電能的高效變換和控制的一門技術(shù).它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而成的學科，同時也是實踐性很強的一門學科.課程以電力電子器件為核心，圍繞著實現(xiàn)電能高效的控制與變換這個目標，課程內(nèi)容分為四部分：AC/DC變換(整流)、DC/AC變換(逆變)、DC/DC變換(斬波)和AC/AC變換(包括交流調(diào)壓和變頻)[1].該課程教學目標在專業(yè)上是讓學生掌握常用的電力電子器件的特性及其驅(qū)動和保護、掌握實現(xiàn)各種電能變換的基本電路的電路拓撲和基本原理，掌握常用的控制電路，使學生同時具備扎實的理論基礎(chǔ)和相應的實踐技能，會設(shè)計基本的電力電子電路，對電力電子電路的簡單故障能維修.此外還應適當引入電力電子學科發(fā)展的新成果，如PIC技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、同步整流、雙向直流變換器和APFC技術(shù)等.課程教學中還規(guī)定有方法目標和社會目標，比如培養(yǎng)其自學能力和自我發(fā)展能力、創(chuàng)新能力，使其有安全意識，有敬業(yè)精神，有團隊協(xié)作能力和與人溝通的能力，當然這些方法目標和社會目標也會在其它課程中體現(xiàn).

電力電子傳統(tǒng)的教學方式理論教學上大都是以教師為中心的注入模式，教師在講臺上講述，學生被老師帶動，被動地接受，獲得的知識比較死板，學生的主動性，積極性沒有充分體現(xiàn)，學生的思維也受到限制；實驗教學環(huán)節(jié)也都是驗證性的，往往是教師布置任務(wù)、學生按部就班地依照實驗指導書的的步驟去操作，然后和教科書上的標準波形數(shù)據(jù)對比，很少關(guān)心實驗原理、電路原理，很少關(guān)心每一步為什么這樣操作，有沒有別的操作方式可以達到這樣的效果，結(jié)果會導致學生像一個程序化的操作工，環(huán)境變一變就不知所措；試卷考核分數(shù)占相當大的比例，導致一部分學生學習以考得高分為目標，而不太關(guān)心自己實際的專業(yè)技術(shù)水平，不太關(guān)心自己解決實際問題的能力.

2 基于項目教學法的電力電子技術(shù)教學設(shè)計

2.1 項目教學法

項目教學法是指將傳統(tǒng)的學科體系中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個教學項目，圍繞著項目組織和展開教學，使學生直接參與項目全過程的一種教學方法[2].項目教學法是一種建立在建構(gòu)主義教學理論基礎(chǔ)上的新方法[3].這種方法是以學生為主體和中心，教師只是起到引導作用.這種方法有具體明確的目標和實際項目成果展示，要求學生把課程和實際技能結(jié)合起來，要求學生獨立地積極主動地思考，在一定的時間范圍內(nèi)自己安排學習的行為，要自己克服困難解決實際問題.項目教學過程中學習成了一個人人主動參與的創(chuàng)新實踐過程，更加注重過程，而不僅僅注重結(jié)果.項目結(jié)束時，師生共同對項目進行評價比較，找出不足，積累經(jīng)驗.

2.2 項目的選取與實施

怎樣在同樣的時間用項目教學法更好地實現(xiàn)教學目標，項目的選取是關(guān)鍵[4].教師應多和企業(yè)聯(lián)系，了解學科的實際應用和最新動態(tài)，并緊緊圍繞自己的教學目標，恰如其分地制定教學項目.項目選取應把握以下幾點：①有一定實用性.選取制定的項目所涉及的理論知識在生產(chǎn)實際中和生活中要有實用的價值，并且能與實際技能訓練緊密地結(jié)合；②有代表性.某個知識內(nèi)容所對應的項目要能代表這部分知識內(nèi)容，涉及的知識應包含該部分的重點內(nèi)容.方法上要可推廣性，比如內(nèi)容A和內(nèi)容B是項目對應部分平行的內(nèi)容，項目中只包括了A，完成該項目后不僅要學生掌握內(nèi)容A，還要要求學生用同樣的方法在教師指引下自己掌握內(nèi)容B；③要有可操作性.選擇的項目難度要適中，要能激發(fā)學生的主動性和積極性，難度過高，在教學規(guī)定的時間內(nèi)難以完成，反而會挫傷學生的積極性；難度太低，學生會感覺沒有什么可學習借鑒的.同時，選項目也要考慮經(jīng)費和實驗條件；④項目要有整體性.課程所有的項目要有一定的關(guān)聯(lián)性，綜合起來要能體現(xiàn)出該課程的內(nèi)容和特點，能很好地完成教學目標.

電力電子技術(shù)教學中依據(jù)不同的內(nèi)容將其劃分為幾個項目模塊，不同的模塊因其目標不同實施起來方式上會有所不同，但都是以學生為中心進行的.項目任務(wù)由教師統(tǒng)一下達，項目要求提出時期，教師幫助學分析目標，幫助其調(diào)研和確定方案，可以有適當介紹性和提示性的講解；項目執(zhí)行的過程主要是學生查閱資料，借助學校實驗實訓平臺，自己獨立分析并完成方案，這期間教師幫扶和協(xié)助學生完成項目，作用相當于顧問和參謀，教師可以針對學生遇到的問題集中答疑講解；項目完成后教師和學生一起對所完成的項目進行總結(jié)與點評，教師指出每一個作品的優(yōu)點和不足，學生充分參加討論，有疑問教師可針對性講解.

2.3 基于項目教學法的電力電子教學設(shè)計

在課程教學設(shè)計中遵循的理念是：①內(nèi)容選?。阂怨ぷ餍枨鬄槟繕?；②教學組織：以工作過程為主線；③教學實施：以實際工作為場景；④表現(xiàn)形式：以真實項目為載體；⑤課程標準：以職業(yè)資格為依據(jù).

根據(jù)電力電子課程特點及電力電子教學目標的要求，我校采用項目教學法，取消了傳統(tǒng)上理論教學方式與實驗驗證的方式，選取了五個項目來完成課程教學：①電力電子器件部分項目為MOS管驅(qū)動電路設(shè)計與制作；②交流調(diào)壓部分：調(diào)光燈的設(shè)計與制作；③整流部分：直流電機調(diào)速裝置的設(shè)計與制作；④DC/DC變換部分：開關(guān)電源設(shè)計與制作；⑤逆變(與變頻)部分：單相變頻電源的設(shè)計與制作.每個項目依據(jù)其難易及學生完成的情況分配10～15個學時，項目的選取和實施都按前面敘述的方法進行.

3 項目教學法在電力電子技術(shù)教學中實例

電力電子課程教學中，選用了五個項目之一的開關(guān)電源的設(shè)計與制作為實例介紹，對應的內(nèi)容為DC/DC變換部分，這部分專業(yè)目標包括：進一步熟悉和掌握電力電子器件的特性，掌握各種DC/DC變換主電路構(gòu)成與原理，掌握PWM控制技術(shù)，熟悉掌握電感、電容在DC/DC變換器中的作用，熟悉開關(guān)電源的專用集成控制器，熟悉電力電子器件的驅(qū)動.

項目選?。哼x取的是基于TL494的Buck變換器.這個電路難度適中，涉及到教學中目標的大部分知識點，電路典型，且成本比較低；項目任務(wù)下達：把10～40 V的直流輸入電壓變成穩(wěn)定的5 V直流電輸出，輸出電流1A以上，不能用線性穩(wěn)壓電源方式.下達任務(wù)的同時，把這部分的專業(yè)教學目標介紹給學生，同時對部分內(nèi)容如DC/DC變換主電路、PWM控制技術(shù)等作概念性介紹，只是概念性介紹，不做深入講解，問題留給學生找答案，這部分，引導學生確定方案；項目實施：學生4人左右為一組，分組進行，組內(nèi)學生分工合作.學生查資料，完成分析原理，按要求制作調(diào)試測試，記錄結(jié)果.教師在這一過程中充當參謀與顧問的角色，對學生的提問進行答疑，在此基本上對知識點進行講解；項目的總結(jié)點評：教師和學生一起討論分析每一組的優(yōu)點與不足，同時對知識擴展，比如項目用的是Buck變換器，教師要引導學生掌握Boost變換器、Buck-Boost變換器和Cuk變換器等.如圖1所示，為該項目的最終成果圖片[5].

4 教學體會

電力電子技術(shù)實踐性較強，采用項目教學法學生是在項目驅(qū)動下，有目的地主動想辦法解決問題，而不再是被動地接受；采用項目教學法有成果展示，學生學習中很感興趣，積極性創(chuàng)造性得到展示；項目教學法實施過程接近實際工程項目，能很好地培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，同時也能較好地實現(xiàn)課程方法目標和社會目標，從而實現(xiàn)電力電子教學目標，實踐證明，項目教學法是一種有效的方法，甚至可以說是目前筆者探索到的最好的方法.

[1]張波，丁金林. 電力電子技術(shù)的教學體會與思考［J］. 科技信息，2008(19)：268-269.

[2]吳言. 項目教學法 [J]. 職業(yè)技術(shù)教育，2003(7)：45-48.

[3]李純青，王志玲. 基于建構(gòu)主義的課題研究教學模式對學生創(chuàng)新能力的影響研究［J］. 清華大學教育研究，2006(11)：36-40.

[4]唐煒. 基于“項目驅(qū)動”的單片機類課程實踐教學改革 ［J］. 實驗室研究與探索，2010，29(5)：130-132，154.

[5]張波. 基于TL494的直流變換器［J］. 電子與封裝，2010，10(12)：23-26.

On the Teaching of Power Electronic Technology Based on Project Approach

ZHANG Bo

(Department of Electronic Information Engineering，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China)

The traditional teaching of power electronic technology fails to arouse students’enthusiasm，exercise their creativity or improve their practical ability. These deficiencies call for reforms of the teaching.Enjoying the support of the excellent course of power electronics of Suzhou Vocational University，this paper delves into the teaching of power electronics based on Project Approach while the teaching results indicate that this method is effective in overcoming the deficiencies of the traditional teaching.

project approach；power electronic technology；teaching；exploration

G718.5

A

1008-5475(2012)04-0082-03

2012-08-11；

2012-09-21

張 波(1979-)，男，湖北棗陽人，講師，工程師，碩士，主要從事電力電子技術(shù)教學與研究.

(責任編輯：李 平)