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        多種教學(xué)模式下電力電子技術(shù)教學(xué)改革與探討

        2017-10-17 13:10:19蘇玉香沈曉群葉繼英
        山東工業(yè)技術(shù) 2017年20期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)改革

        蘇玉香 沈曉群 葉繼英

        摘 要:為適應(yīng)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,針對目前電力電子技術(shù)在課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中存在的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低、教學(xué)效果不佳等問題,提出采用MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、項(xiàng)目驅(qū)動式、探討式等多種教學(xué)模式與教學(xué)方法的電力電子技術(shù)教學(xué)改革,改進(jìn)課堂教學(xué)內(nèi)容,采用多種教學(xué)方法充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,引入大量綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以及研究型實(shí)驗(yàn)。將MATLAB/Simulink引入電力電子技術(shù)的教學(xué)中,將理論教學(xué)與工程實(shí)踐應(yīng)用真正結(jié)合起來。

        關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);教學(xué)改革;多種教學(xué)模式

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.222

        0 引言

        電力電子技術(shù)具有知識更新快、工程應(yīng)用型強(qiáng)的特點(diǎn),它的應(yīng)用已經(jīng)遍及電力、新能源、交通、航天、航海、工業(yè)以及家用電器等領(lǐng)域。

        電力電子技術(shù)是浙江海洋大學(xué)電氣工程及其自動化、船舶電子電氣工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。我校安排的電力電子技術(shù)課程總學(xué)時48,包括40節(jié)理論課和8節(jié)實(shí)驗(yàn)課,課時少,教學(xué)內(nèi)容多,電能變換電路多,波形多。學(xué)生普遍反映,越學(xué)越難,學(xué)習(xí)到后面只有少數(shù)學(xué)生能聽懂,打擊了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,有些學(xué)生甚至放棄了,于是便有了大學(xué)課堂上睡覺、聊天、玩手機(jī)的現(xiàn)象。

        如何在有限的學(xué)時內(nèi),讓學(xué)生興趣盎然的圓滿完成學(xué)習(xí)任務(wù),充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用和實(shí)踐創(chuàng)新能力,是亟待解決的問題。本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、學(xué)生競賽培養(yǎng)機(jī)制、教師自身能力提高等幾方面進(jìn)行改革。

        1 教學(xué)內(nèi)容改革

        電力電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容分為器件、電力變換和控制電路三部分。重點(diǎn)在電力變換部分,它又分為四個模塊:AC/DC(整流),DC/AC(逆變),DC/DC(斬波),以及交流調(diào)壓和變頻技術(shù)。

        電力電子技術(shù)知識更新快,晶閘管應(yīng)用的市場份額逐漸減少,而電力MOSFET、IGBT等全控型器件的應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)市場主流,所以在保留晶閘管及其應(yīng)用(整流、逆變電路,交流調(diào)壓)的同時,應(yīng)該加大全控性器件及其應(yīng)用(斬波電路、開關(guān)電源等)的講解。

        電力電子技術(shù)是一門工程應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù),授課內(nèi)容應(yīng)該增加工程應(yīng)用,例如,三相橋式整流在直流電動機(jī)調(diào)速中的應(yīng)用,單項(xiàng)全波整流電路在調(diào)光燈中應(yīng)用,LED驅(qū)動電路、開關(guān)電源設(shè)計(jì)等。讓理論和工程應(yīng)用緊密結(jié)合起來,不再“孤立”。

        在能源緊缺的世界大背景下,新能源開發(fā)熱度不減,可以增加風(fēng)能、太陽能、波浪能等新能源發(fā)電系統(tǒng)中電能變換模塊的講解,讓課堂知識緊跟時代浪潮。

        2 實(shí)驗(yàn)改革

        2.1 增加綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)

        電力電子技術(shù)安排的8學(xué)時實(shí)驗(yàn),只能安排3-4個實(shí)驗(yàn),一般我們安排2個驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn):單項(xiàng)晶閘管及其觸發(fā)電路,三相橋式全控直流電路,驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備,掌握安全操作的注意事項(xiàng)。之后安排綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn):變頻調(diào)速,用斬波電路設(shè)計(jì)開關(guān)電源。

        由于學(xué)時有限,每個研究性和綜合型實(shí)驗(yàn)只安排2學(xué)時,考慮到部分學(xué)生做得比較慢,所以每次實(shí)驗(yàn)安排整個下午的時間,保證所有學(xué)生都能完成。學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)后的成就感油然而生,學(xué)習(xí)興趣必然會提高。

        2.2 增加研究型實(shí)驗(yàn)

        可以結(jié)合教師的科研課題,也可以結(jié)合科技前沿或者工程應(yīng)用實(shí)例設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn),如中頻感應(yīng)加熱電源電路、新能源中的電能變換模塊等。開放實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)有余力的學(xué)生完成研究型實(shí)驗(yàn)。

        3 教學(xué)模式與教學(xué)方法改革

        將MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式引入電力電子技術(shù)的課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中。通過引進(jìn)優(yōu)質(zhì)電力電子技術(shù)視頻課程建設(shè)項(xiàng)目,以及MOOC核心課程建設(shè)項(xiàng)目,在超星網(wǎng)絡(luò)平臺上設(shè)置了電力電子技術(shù)的學(xué)習(xí)視頻,并設(shè)置教學(xué)節(jié)點(diǎn),查看學(xué)生課下自學(xué)情況,布置簡單的網(wǎng)絡(luò)作業(yè),讓學(xué)生課前完成。上課的時候進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂,把學(xué)生分組,學(xué)生講解,小組之間互相提問,老師提問學(xué)生回答等多種互動方式,充分調(diào)動學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性。并將每個小組的表現(xiàn)情況進(jìn)行記錄,最終轉(zhuǎn)化成成績記錄到期末總評成績中。

        此外,將項(xiàng)目驅(qū)動式、提問式、探討式多種該教學(xué)方法融入到課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

        4 充分利用MATLAB/Simulink進(jìn)行教學(xué)

        電力電子技術(shù)是一門弱電控制強(qiáng)電的技術(shù),實(shí)驗(yàn)時一定要注意安全。為了保證實(shí)驗(yàn)室的電力電子裝置在開放實(shí)驗(yàn)室時不被誤操作而損壞,讓學(xué)生提前在MATLAB上建模仿真,成功之后才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室搭建電路。

        課堂教學(xué)中,MATLAB也是不可缺少的。教師課下完成教學(xué)模塊的MATLAB建模(包括教學(xué)基礎(chǔ)模塊和應(yīng)用提高模塊),課上給學(xué)生演示,方便修改模型參數(shù)看波形變換,形象生動,便于學(xué)生和掌握所學(xué)知識。

        5 學(xué)生競賽培養(yǎng)機(jī)制

        鼓勵學(xué)生參加全國電子設(shè)計(jì)大賽、智能車競賽、工業(yè)機(jī)器人大賽,教師也要全程參與指導(dǎo)。學(xué)生通過查閱資料、選擇器件、設(shè)計(jì)電路,先在MATLAB/Simulink或者Proteus下仿真,仿真成功之后,再購買器件、制作硬件電路、焊接器件并完成電路的調(diào)試。在參加競賽的過程中,充分鍛煉了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力,將理論知識和實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合起來,對學(xué)生綜合能力的提高大有幫助。

        6 教師自身能力提高

        電力電子技術(shù)知識更新那么快,教師也要不斷學(xué)習(xí),掌握科技前沿,教師通過申報(bào)和參與科研課題,不斷豐富自己的知識庫。此外教師通過申報(bào)教學(xué)改革項(xiàng)目,不斷加強(qiáng)教改研究。

        參加教學(xué)競賽可以幫助青年教師快速成長。參加翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等各種教學(xué)研討會,像同行學(xué)習(xí)先進(jìn)的教學(xué)技術(shù),不斷提升自己的教學(xué)技能。

        7 改革效果

        經(jīng)過幾年的教學(xué)改革嘗試,教師的教學(xué)和科研能力不斷提高,學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力也在不斷提高,取得了一定的成果。筆者近兩年榮獲浙江省教學(xué)技能競賽三等獎,校級教學(xué)比賽一等獎兩項(xiàng)。主持浙江省教改項(xiàng)目2項(xiàng),主持浙江省科研項(xiàng)目1項(xiàng)。指導(dǎo)學(xué)生立項(xiàng)浙江省新苗計(jì)劃項(xiàng)目5項(xiàng),指導(dǎo)學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽榮獲浙江省三等獎2項(xiàng),

        二等獎1項(xiàng)。此外還指導(dǎo)學(xué)生授權(quán)專利10余項(xiàng)。

        8 小結(jié)

        改變現(xiàn)有的“滿堂灌”的教學(xué)模式,提出將翻轉(zhuǎn)課堂、項(xiàng)目驅(qū)動式、探討式的等多種教學(xué)方法引入到電力電子技術(shù)課程的教學(xué)中,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。改革教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,讓知識跟得上時代的發(fā)展,真正做到知識的“活學(xué)活用”。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張紅娟,路秀芬,孟海濤.“電力電子技術(shù)”課程工程實(shí)踐的教學(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2016,38(03):127-132.

        [2]關(guān)曉菡,張衛(wèi)平,張東彥.國內(nèi)外高校電力電子技術(shù)教育現(xiàn)狀綜述[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2006,28(02):4-8.

        [3] 陳蘭嵐. Matlab電氣仿真技術(shù)在電力電子教學(xué)改革中的應(yīng)用[J]. 教育教學(xué)論壇,2016(38):82-83.

        [4]羅媚媚,唐杰,劉白楊,石書琪.基于“1411”知識模塊的電力電子技術(shù)課程教學(xué)改革探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2016(241):90-92.

        支撐項(xiàng)目:浙江省基金項(xiàng)目:風(fēng)、光、流新能源船舶微網(wǎng)電能質(zhì)量復(fù)合擾動檢測及分類識別方法研究(LQ18E070004)浙江省課堂教學(xué)改革項(xiàng)目(kg2015208);新課堂模式下基于船舶與海洋產(chǎn)業(yè)特色的電力電子技術(shù)教學(xué)改革研究(KT2015036)。

        作者簡介:蘇玉香(1982-),女,博士研究生,講師,主要從事海洋新能源發(fā)電的研究。endprint

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