楊建湘

【摘要】本文根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析和討論，結(jié)合我校培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的發(fā)展趨勢(shì)，闡述了電力電子技術(shù)教學(xué)過(guò)程中側(cè)重于工程應(yīng)用的改革方向，同時(shí)論述了教學(xué)方法和手段的改革措施，通過(guò)利用各種軟件仿真加深學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)知識(shí)的理解，讓學(xué)生真正做到學(xué)以致用，獲取最佳的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】工程應(yīng)用;教學(xué)改革;實(shí)驗(yàn)仿真;實(shí)踐能力

《電力電子技術(shù)》是電氣信息類專業(yè)的一門重要且實(shí)踐性極強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，該課程教學(xué)內(nèi)容較多、電路多、信息量大，通過(guò)分析各類電力電子器件的導(dǎo)通與關(guān)斷來(lái)理解四種變流典型電路的工作原理。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，結(jié)合當(dāng)前我校應(yīng)用型本科院校的轉(zhuǎn)型及電氣信息類專業(yè)的特色，對(duì)電力電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容不斷更新補(bǔ)充、采用更加合理的教學(xué)方法與手段以及教學(xué)實(shí)踐等教學(xué)改革。比如其課程特點(diǎn)波形分析內(nèi)容極多，給教學(xué)帶來(lái)極大的不便，且手工繪制波形缺乏靈活性采用軟件仿真幫助學(xué)生理解。因此，在傳授學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí)強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

1.教改的理念及課程內(nèi)容

1.1 教改的理念

以現(xiàn)代高校教育思想為指導(dǎo)，以高素質(zhì)師資隊(duì)伍為基礎(chǔ)，以強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生能力為目標(biāo)，以適應(yīng)工程實(shí)踐需求為導(dǎo)向，以科學(xué)的教學(xué)管理體制為保障，以當(dāng)前地方性院校應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型為契機(jī)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、方法、手段和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐等進(jìn)行改革的探討與實(shí)踐[1]。

1.2 現(xiàn)有的課程內(nèi)容體系

電力電子技術(shù)是應(yīng)用電力電子器件對(duì)電力電子電路進(jìn)行電能變換和控制的技術(shù)，是強(qiáng)電與弱電之間的紐帶?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程的知識(shí)體系主要包含電力電子器件、電路、控制三條主線，如圖1所示，

圖1 “電力電子技術(shù)”課程的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)圖

在“電力電子技術(shù)”課程的知識(shí)體系中，電力電子器件部分是基礎(chǔ)，主要由不可控器件、半控器件、全控器件、新型電力電子器件組成，講授其基本結(jié)構(gòu)、工作原理、特性參數(shù)、共性問(wèn)題等。教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生能熟練掌握各種電力電子器件的使用方法和在使用中應(yīng)注意的問(wèn)題?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程的主干內(nèi)容是四大基本變流電路，這部分的教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生做到“四會(huì)”：會(huì)看、會(huì)想、會(huì)算、會(huì)選?！皶?huì)看”即為會(huì)看懂主電路圖;“會(huì)想”即為會(huì)想明白主電路的工作原理，并能看懂其工作波形圖;“會(huì)算”即為會(huì)計(jì)算一些重要的電氣量，如整流電路輸出電壓的平均值、逆變電路輸出電壓的基波幅值等等;“會(huì)選”即為會(huì)選擇合適的功率開關(guān)器件，主要是功率開關(guān)器件的電流和電壓定額?？刂萍夹g(shù)是《電力電子技術(shù)》課程的工程實(shí)踐部分，要求學(xué)生掌握SPWM控制技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)的基本原理及應(yīng)用[2]。

2.教學(xué)手段與方法的改革措施

2.1 合理利用多媒體制作有聲形色一體化的課件

講好緒論第一堂課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，對(duì)課程學(xué)習(xí)有個(gè)良好的開端。在采用多媒體課件時(shí)，切勿將課本的內(nèi)容用PPT直接投影到屏幕上。教師可以將圖、文、聲、色融合為一體，說(shuō)明電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行充分理解和掌握并與工程實(shí)踐相結(jié)合，在教學(xué)中還應(yīng)注意壓縮或刪減一些已過(guò)時(shí)或?qū)嶋H應(yīng)用較少的器件和電路，避免學(xué)生在課堂上被“枯燥”的電路圖、波形圖及公式推導(dǎo)喪失信心，讓學(xué)生在聽(tīng)課時(shí)對(duì)教材中的內(nèi)容與我們的生產(chǎn)生活密切聯(lián)系起來(lái)。比如在講述交-交變頻電路時(shí)，結(jié)合目前我國(guó)應(yīng)用最廣的變頻調(diào)速技術(shù)，教師可以收集豐富的集圖片、錄像等感性材料重點(diǎn)講述交-交間接變頻電路，主要以變頻器和UPS為對(duì)象與我們生產(chǎn)生活緊密結(jié)合[3]。

2.2 聯(lián)系其他課程知識(shí)與教師的科研成果相結(jié)合應(yīng)用于教學(xué)中，實(shí)施案例式教學(xué)

電力電子技術(shù)是以電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等課程為基礎(chǔ)，是一門要求掌握基礎(chǔ)知識(shí)較寬的課程，與控制理論、單片機(jī)原理、電力拖運(yùn)與控制系統(tǒng)等課程聯(lián)系十分緊密。在教學(xué)中，適當(dāng)注意本課程與其它課程聯(lián)系，其一有利于學(xué)生掌握本課程的知識(shí)，其二有利于學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的加深理解與應(yīng)用，同時(shí)在學(xué)習(xí)其它專業(yè)課時(shí)，能很快應(yīng)用本課程的知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題。比如，在講授PWM自然采樣法時(shí)，除講授教材中的基本理論與計(jì)算外，可以以電子束焊機(jī)高壓逆變電源驅(qū)動(dòng)電路為對(duì)象將其列入教學(xué)內(nèi)容中去，用圖2所示的簡(jiǎn)單電路框圖說(shuō)明該方法的實(shí)現(xiàn)方法，由于教師在科研過(guò)程中有著深刻的理解和豐富的經(jīng)驗(yàn)積累，與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流，啟發(fā)學(xué)生用己掌握的知識(shí)來(lái)分析和設(shè)計(jì)一個(gè)小電路，引導(dǎo)學(xué)生一步一步地挖掘知識(shí)點(diǎn)，與學(xué)生一起分析設(shè)計(jì)這個(gè)簡(jiǎn)單的模擬電路生成PWM波的方法。因此講解起來(lái)論據(jù)充分、內(nèi)容詳實(shí)、語(yǔ)言生動(dòng)，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣[4]。

圖2 PWM生成電路圖

3.充分利用各種仿真軟件加強(qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)

實(shí)踐教學(xué)改革是目前地方性本科高校轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。電力電子技術(shù)課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，實(shí)踐教學(xué)是該課程的重要環(huán)節(jié)。多實(shí)踐、多練習(xí)是學(xué)生掌握知識(shí)、培養(yǎng)技能、學(xué)以致用的有效捷徑。加強(qiáng)學(xué)生更深層次理解和鞏固課堂知識(shí)，以提高學(xué)生的動(dòng)手能力為培養(yǎng)目標(biāo)，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，減少一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn);開放實(shí)驗(yàn)室， 針對(duì)我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備較少，學(xué)生數(shù)量大，學(xué)生只能在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行少量的電路實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證的知識(shí)，不能體現(xiàn)電力電子技術(shù)課程的最新內(nèi)容。由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)以可視化、生動(dòng)、準(zhǔn)確、圖形精美等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)備受關(guān)注，為此，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，給學(xué)生介紹一些專用的仿真軟件，如Matlab、Pspice、Saber、Multisim、PSCAD/EMTDC等這些仿真軟件加載有常用的電子元件庫(kù)及虛擬儀器。在我校的公用計(jì)算機(jī)房利用仿真軟件來(lái)解決實(shí)際實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，可以適時(shí)地講述一種仿真軟件的用法同時(shí)對(duì)課程中的所學(xué)例題及所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真，從而豐富實(shí)驗(yàn)手段，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高綜合設(shè)計(jì)能力和設(shè)計(jì)效率。同樣也可對(duì)如圖2所示的PWM生成電路框圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，同時(shí)可以軟件仿真的同時(shí)考慮PID控制和反饋對(duì)所需高壓電源系統(tǒng)的影響。通過(guò)一些電力電子變換電路的控制電路設(shè)計(jì)，將工程應(yīng)用技術(shù)滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，可以不斷加強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性[5]。

4.結(jié)語(yǔ)

根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容結(jié)合我校培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才為落腳點(diǎn)進(jìn)行改革，在教學(xué)手段和方法的改革措施中，合理利用多媒體課件，豐富了教學(xué)內(nèi)容，生動(dòng)展示各種教學(xué)素材。同時(shí)教師可以實(shí)施案例式教學(xué)讓學(xué)生與其他課程知識(shí)聯(lián)系，拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)的思路與知識(shí)面;在加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的改革措施中，充分利用各種仿真軟件，進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)仿真，強(qiáng)化學(xué)生的工程應(yīng)用思想。因此，在“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)實(shí)踐改革中要及時(shí)更新和補(bǔ)充目前工程應(yīng)用中的一些主流技術(shù)來(lái)充實(shí)我們的教學(xué)內(nèi)容，積極改進(jìn)教學(xué)方法和手段可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使教學(xué)過(guò)程生動(dòng)有趣，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，在教學(xué)過(guò)程中效果較好。

參考文獻(xiàn)

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