李一丹　王玉萍　鄭爽

【摘 要】本文針對(duì)應(yīng)用型本科電力電子技術(shù)課程教學(xué)中存在的一些問題，根據(jù)卓越計(jì)劃提出的培養(yǎng)目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行了改革與探索，使優(yōu)化后的課程更加符合卓越工程師的培養(yǎng)要求。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn) 改革

當(dāng)前傳統(tǒng)的“課堂教學(xué)+驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)模式遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)的需求和技術(shù)的發(fā)展。因此，研究、探索和改革“電力電子技術(shù)”的教學(xué)方法和教學(xué)手段，探索與本科工程型“卓越工程師”教學(xué)體系相適應(yīng)的電力電子技術(shù)教學(xué)規(guī)律和課程改革新方案具有重要而深遠(yuǎn)的意義。

一、教學(xué)內(nèi)容改革

（一）教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與更新

原則是從講授內(nèi)容劃分過細(xì)及知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系實(shí)際薄弱向知識(shí)系統(tǒng)性和提高解決能力的方向轉(zhuǎn)變，要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)設(shè)計(jì)好知識(shí)結(jié)構(gòu)和確定好知識(shí)點(diǎn)。電力電子技術(shù)課程的主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)是比較清晰的，主要包括電力電子器件、各種變流電路及控制方法三大部分，其整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

在電力電子技術(shù)課程中，電力電子器件部分是基礎(chǔ)，主要內(nèi)容包括不可控器件、半控器件、全控器件及新型電力電子器件等。這部分內(nèi)容涉及半導(dǎo)體物理的知識(shí)，器件內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的原理復(fù)雜且所占篇幅大，單純講解器件的各種參數(shù)會(huì)使學(xué)生感到抽象，從而失去學(xué)習(xí)的興趣。所以這部分內(nèi)容教師應(yīng)當(dāng)有所取舍，重點(diǎn)介紹器件的外部特性、極限參數(shù)的應(yīng)用及器件的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)，目的是讓學(xué)生能夠掌握各種器件的使用方法和使用中應(yīng)注意的問題。對(duì)于器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的詳細(xì)分析，可讓學(xué)生自己閱讀和查資料進(jìn)行深入了解。

第二部分重點(diǎn)內(nèi)容是四大基本變流電路，即AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC電路，在講解和分析電路結(jié)構(gòu)、工作原理以及波形的基礎(chǔ)上，將教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來。在講某種電路之前，先提出某個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，讓學(xué)生思考應(yīng)用何種電能變換才能滿足需求，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，不能灌輸式教學(xué)。強(qiáng)調(diào)掌握會(huì)畫圖（畫出主電路）、會(huì)分析（分析電路的工作原理并畫出工作波形）、會(huì)計(jì)算（計(jì)算重要的電氣量）、會(huì)選（選擇合適的功率器件）。這部分內(nèi)容由于多媒體技術(shù)的運(yùn)用使教學(xué)更加直觀生動(dòng)，效果良好。

（二）教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)化

在以往的課堂教學(xué)中，教師一般按照授課計(jì)劃以講授的方式進(jìn)行教學(xué)，存在課堂教授的知識(shí)點(diǎn)多、順勢(shì)思維多、發(fā)散思維少的缺點(diǎn)，缺少知識(shí)的系統(tǒng)化，存在學(xué)生學(xué)完之后仍不知如何應(yīng)用的問題。出現(xiàn)這種情況的關(guān)鍵在于教學(xué)內(nèi)容缺少系統(tǒng)化。

為了增加課程的系統(tǒng)化，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該和新技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。要傳授該學(xué)科的前沿知識(shí)，介紹應(yīng)用各種變流電路的實(shí)用的電力電子裝置，使學(xué)生建立系統(tǒng)概念，所以增加了電力電子技術(shù)應(yīng)用的課時(shí)，如交流變頻調(diào)速裝置、軟啟動(dòng)器、電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)等內(nèi)容。

二、實(shí)踐教學(xué)的研究

電力電子技術(shù)強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。實(shí)踐教學(xué)對(duì)于加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力、綜合能力的培養(yǎng)十分重要。卓越工程師的培養(yǎng)注重的是學(xué)生工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力。多年以來，我校的電力電子技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是在單獨(dú)開設(shè)的“電氣傳動(dòng)工程實(shí)踐”課程中完成的，在時(shí)間上與教學(xué)環(huán)節(jié)嚴(yán)重脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較陳舊，根據(jù)新的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，實(shí)踐環(huán)節(jié)將與教學(xué)同步進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容首先要考慮理論教學(xué)的知識(shí)難點(diǎn)和重點(diǎn)，以利于學(xué)生對(duì)基本理論、基本原理的掌握。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整，保留原有晶閘管整流、逆變的驗(yàn)證性試驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)本課程的應(yīng)用有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。在器件上以全控型器件為主，增加開關(guān)電源、變頻器等電力電子裝置的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

在新的實(shí)驗(yàn)裝置建成之前，引入Matlab / Simulink仿真軟件，根據(jù)要求搭建各種電力電子裝置模型，在各種條件下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，使學(xué)生更加深入了解設(shè)計(jì)原則、工作過程、任意地點(diǎn)的波形、與各參數(shù)之間的關(guān)系等，而且不受裝置故障的困擾，實(shí)踐證明此項(xiàng)探索是成功的。

為了加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生參加各類競(jìng)賽，取得了一定成績(jī)，如黑龍江省大學(xué)生電子大賽一等獎(jiǎng)及二等獎(jiǎng)，激發(fā)了學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣。

三、結(jié)束語

綜上所述，卓越計(jì)劃是為了培養(yǎng)面向工業(yè)界、面向未來的具有極強(qiáng)創(chuàng)新能力的高質(zhì)量工程技術(shù)性人才。本文通過對(duì)教學(xué)電力電子技術(shù)課程的改革及實(shí)踐，表明采用這些方面能提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)、研究問題并解決問題的實(shí)踐動(dòng)手能力，這將為今后培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)性人才奠定基礎(chǔ)。

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