梅永振 宮濤 劉良 吳沉 卿龍 羅美琴 梅容芳 劉福華

宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與軌道交通學(xué)院 四川省宜賓市 644099

1 引言

隨著全球能源短缺、環(huán)境污染等問題的日益突出，具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點的新能源汽車應(yīng)運而生，加之近幾年來，在政策上，國家大力支持新能源汽車相關(guān)核心技術(shù)的研發(fā)，向新能源汽車相關(guān)企業(yè)提供政策支持，為購買新能源汽車的消費者給予一定的購車補貼，新能源汽車得到了快速發(fā)展。為了滿足企業(yè)對專業(yè) 技術(shù)人才的需求，各本科高校在原有的車輛工程專業(yè)中陸續(xù)開設(shè)了新能源汽車技術(shù)專業(yè)方向，各高職高專院校在原有的汽車運用與維修技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)上新增了新能源汽車技術(shù)專業(yè)，以滿足社會對新能源汽車專業(yè)技術(shù)人才的需求。

新能源汽車相對傳統(tǒng)汽車而言，除了動力來源由原來的汽油（柴油）變?yōu)榱爽F(xiàn)在的動力電池之外，新能源汽車的正常運行及各功能的實現(xiàn)更多的依賴電力電子技術(shù)，其中對能夠承受高電壓、大電流的電力電子器件的依賴程度更高，新能源汽車的四大核心技術(shù)：驅(qū)動電機、電機控制器、高壓電池及整車輕量化，其中前三項的正常工作離不開電力電子技術(shù)的支撐，模塊內(nèi)部電壓的轉(zhuǎn)化、能量的流通均由電力電子器件來完成，比如動力電池向驅(qū)動電機提供能量時，其中必須經(jīng)過由電力電子器件組成的逆變電路，將動力電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電；通過慢充形式（民用220V交流電）向電動汽車進行充電時，其中必須經(jīng)過由電力電子器件組成的整流電路，將民用交流電轉(zhuǎn)換為直流電；在電動汽車運行過程中，動力電池需向整車低壓設(shè)備及蓄電池進行供電，其中也必須經(jīng)過由電力電子器件組成的降壓型直流/ 直流（DC/DC）轉(zhuǎn)換裝置來實現(xiàn)。因此，電力電子技術(shù)對于新能源汽車的正常運行起著至關(guān)重要的作用，作為新能源汽車技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，電力電子技術(shù)也是一門必修的課程。

電力電子技術(shù)是基于電路、電子技術(shù)和高等數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的一門專業(yè)必修課程，也是新能源汽車技術(shù)專業(yè)核心課程的基礎(chǔ)課程，然而由于該門課程定性分析較難、定量計算較多，與強電相關(guān)，具有一定的危險性，加之對前序課程電路、電子技術(shù)及高等數(shù)學(xué)的要求較高，在實際高等職業(yè)院校層次教學(xué)工作中，該門課程的教學(xué)效果欠佳，學(xué)生對知識點的掌握程度不夠深入，對后續(xù)專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)，造成了一定程度的困擾，本文基于以上問題，結(jié)合自身的教學(xué)實踐，詳細分析了電力電子技術(shù)在新能源汽車技術(shù)專業(yè)教學(xué)中所遇到的各種問題，并給出了相應(yīng)的解決措施。

2 電力電子技術(shù)在新能源汽車技術(shù)專業(yè)中的教學(xué)情況分析

本部分主要涉及電力電子技術(shù)在實際教學(xué)過程中所遇到的各種問題，并加以分析，主要從生源情況、專業(yè)基礎(chǔ)課程開設(shè)情況、高等數(shù)學(xué)等公共基礎(chǔ)課程開設(shè)情況、教學(xué)方式及課程本身特殊性等方面展開問題分析，并給出相應(yīng)的改善措施。

2.1 生源情況

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會對工科畢業(yè)生的需求量越來越大，高等?？茖W(xué)?；蚋叩嚷殬I(yè)院校原有的人才培養(yǎng)模式及規(guī)模已不能滿足近年來社會對工科技能型人才的需求，在國家政策的支持下，高等職業(yè)院校逐步加大了招生計劃，為了進一步滿足經(jīng)濟社會的發(fā)展需要，多數(shù)高職工科專業(yè)招生報考條件由原來的只招理科生源已經(jīng)演變?yōu)槲目?、理科均可，以川南地區(qū)某高職院校2019 級新能源汽車專業(yè)為例，該校2019 年新能源汽車專業(yè)共錄取新生183 人（含單獨招生），其中文考考生95 人，被錄取的新生為文科考生的比例超過了一半，如圖1 所示。

圖1 文、理科生源情況

經(jīng)了解，上述考生中文科考生在高中階段物理的學(xué)習(xí)時間為一學(xué)年的只有61 人，高中階段物理的學(xué)習(xí)時間為一學(xué)期的高達34 人，如圖2 所示，對于電學(xué)部分，文科考生基本沒有相應(yīng)的基礎(chǔ)知識積累，這就造成文科考生報考汽車專業(yè)，進入大學(xué)后，對于和物理相關(guān)的課程的學(xué)習(xí)造成很大的困難，這也直接導(dǎo)致了對物理要求特別高的電力電子技術(shù)課程的授課效果欠佳。

圖2 高中階段物理的學(xué)習(xí)時長

考慮教學(xué)效果及高中階段學(xué)生類別情況，在制定人才培養(yǎng)方案時，適當調(diào)整文科生源的基礎(chǔ)課程，在保證課程進度的同時，適當增加高中階段物理電學(xué)部分課程內(nèi)容，以更好地為電力電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)提供扎實的理論基礎(chǔ)。

2.2 專業(yè)基礎(chǔ)課程開設(shè)情況

專業(yè)基礎(chǔ)課程的開設(shè)情況直接影響后續(xù)專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)，電力電子技術(shù)的前序課程主要為電路、模擬電子技術(shù)及數(shù)字電子技術(shù)，由于這三門課程計算較多、難度較大，而高職院校學(xué)制較短，培養(yǎng)目標偏重應(yīng)用，因此，大多院校將三門課程在內(nèi)容和難度上做了調(diào)整，以少學(xué)時、項目化的形式將三門課程融合為電工電子基礎(chǔ)這門課程進行開設(shè)，電工電子技術(shù)課程是高等職業(yè)院校中機械、電氣、電子、汽車等工科專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的必開專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，各高職院校也非常重視電工電子技術(shù)課程，對于電路的結(jié)構(gòu)、定性分析、定量計算及應(yīng)用均進行了詳細的普及。

電工電子技術(shù)是一門機電相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，對于新能源汽車專業(yè)，在實際的授課過程中，缺乏一定的針對性，比如，該門課程通常為非汽車專業(yè)的老師進行授課，講授的課程內(nèi)容具有普遍性，甚至授課內(nèi)容與機電一體化專業(yè)、電氣自動化專業(yè)、數(shù)控技術(shù)專業(yè)一致，缺少汽車專業(yè)方面的應(yīng)用舉例，缺乏電工電子技術(shù)與汽車電路的緊密結(jié)合。

在人培養(yǎng)方案制定時，將承擔專業(yè)核心課程的骨干老師作為電工電子技術(shù)課程的負責(zé)人或主講教師，將電工電子技術(shù)在汽車電路中的體現(xiàn)講解清楚，以做到電工電子技術(shù)課程緊密切合汽車專業(yè)教學(xué)，提高專業(yè)基礎(chǔ)課程的授課針對性及緊密性，切實達到專業(yè)基礎(chǔ)課程為專業(yè)核心課程服務(wù)的良好效果。

2.3 高等數(shù)學(xué)等公共基礎(chǔ)課程開設(shè)情況

高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等公共課程的開設(shè)情況直接影響專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果，尤其像含有大量計算的專業(yè)課程，如電力電子技術(shù)課程，因此，必須將高等數(shù)學(xué)納入工科專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中，并充分保證高等數(shù)學(xué)的授課學(xué)時，協(xié)調(diào)好高等數(shù)學(xué)與專業(yè)課程的開課順利，確保高等數(shù)學(xué)起到服務(wù)于專業(yè)課的效果。

目前，汽車專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中都保留了數(shù)學(xué)課程，課程名字大致分為微積分、高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)三類，從專業(yè)課的學(xué)習(xí)方面來講，微積分、高等數(shù)學(xué)對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)更有益，對于解決專業(yè)課程中所涉及的微分方程或積分方程更有幫助。對于一些高校選擇開設(shè)工程數(shù)學(xué)，工程數(shù)學(xué)主要為線性代數(shù)，主要討論方程組的解法，對后期專業(yè)課程學(xué)習(xí)的幫助不是很大，在開設(shè)高等數(shù)學(xué)的高校中，其中大多數(shù)高校，在開課順序上安排不夠合理，比如，多數(shù)高等職業(yè)院校，高等數(shù)學(xué)與電工電子技術(shù)在第一學(xué)期同時開課，造成數(shù)學(xué)的進度趕不上專業(yè)課程學(xué)習(xí)的進度；也有部分高等職業(yè)院校，由于學(xué)校逐年擴招，造成高等數(shù)學(xué)教師缺乏，導(dǎo)致第一學(xué)期應(yīng)該開設(shè)高等數(shù)學(xué)課程的專業(yè)無法開設(shè)，推至第二學(xué)期進行補開高等數(shù)學(xué)，嚴重影響了專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，造成學(xué)生學(xué)習(xí)上的困惑，沒有充分體現(xiàn)高等數(shù)學(xué)課程作為基礎(chǔ)課程對專業(yè)課程學(xué)習(xí)的服務(wù)作用。

為充分體現(xiàn)高等數(shù)學(xué)對專業(yè)課程學(xué)習(xí)的服務(wù)作用，建議在制定人才培養(yǎng)方案時，將高等數(shù)學(xué)提前開設(shè)，電工電子技術(shù)課程滯后開課，比如，第一學(xué)期課程中，高等數(shù)學(xué)在新生軍訓(xùn)結(jié)束后開課，電工電子技術(shù)滯后三到四周再開課，以便高等數(shù)學(xué)所講的微分、積分直接應(yīng)用到電工電子技術(shù)課程中，提高專業(yè)課程的學(xué)習(xí)效果。

2.4 專業(yè)課的教學(xué)模式

在高等職業(yè)院校中，電力電子技術(shù)課程的授課形式和其他工科專業(yè)的專業(yè)課程的授課模式基本一致，大致采用“理論講授+實驗/ 實訓(xùn)”或者“理實一體化”兩種教學(xué)模式，“理論講授+實驗/ 實訓(xùn)”的授課模式是教師先在理論教室先進行講解授課內(nèi)容，后續(xù)再安排學(xué)生到實驗室或者實訓(xùn)車間做實驗，理論內(nèi)容講授和實驗、實踐在時間上是單獨進行的；“理實一體化”教學(xué)模式是教師在實驗室或者實訓(xùn)車間通過多媒體展示、教學(xué)儀器或者教學(xué)設(shè)備的使用，同一時間進行理論內(nèi)容講解和實操演練的教學(xué)模式，學(xué)生在理論內(nèi)容講解中看到了實操演練，在實操演練的同時也加強了對理論知識的理解。

對比兩種教學(xué)模式，由于“理論講授+實驗/ 實訓(xùn)”的授課模式在理論內(nèi)容講解與實驗實踐是不同步的，可能造成學(xué)生在實驗時而忘記了理論內(nèi)容，導(dǎo)致實驗失敗，同時在抽象又復(fù)雜的理論學(xué)習(xí)中，因缺乏直觀、清楚的實驗，而阻礙對理論知識的正確理解；相比而言，“理實一體化”教學(xué)模式對教學(xué)效果的提高更有效，避免在單獨講授理論知識時，由于內(nèi)容涉及計算公式過多或較抽象難以理解而導(dǎo)致學(xué)生聽不懂、甚至放棄課程學(xué)習(xí)，致使教學(xué)效果欠佳。

在今后制定人才培養(yǎng)方案和電力電子技術(shù)課程授課計劃時，電力電子技術(shù)課程及其他專業(yè)課程的教學(xué)場所全部改為實驗室或者實訓(xùn)車間，電力電子技術(shù)課程及其他專業(yè)課程的授課方式全部采用“理實一體化”的教學(xué)模式，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，加深學(xué)生對知識點的理解，同時加強學(xué)生的實操能力，做到理論和實踐的有效結(jié)合，以提高教學(xué)效果。

2.5 電力電子技術(shù)課程本身的特殊性

電力電子技術(shù)主要講解能夠承受高電壓、大電流的大功率型器件，該大功率型器件主要應(yīng)用于新能源汽車上的車載充電機、電機控制器、DC/DC 變換器及高壓配電裝置等，正常工作時，其電壓高達400-500V，遠遠高于人所能承受的安全電壓（交流電25V、直流電60V），因此，電力電子技術(shù)這門課程在實驗實訓(xùn)時，具有一定的安全隱患，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）目前，對于大多數(shù)高等職業(yè)院校的實訓(xùn)場地，其安全防范還有一定的問題，高壓實訓(xùn)工位的布置不夠完善，安全警示牌、警戒線布置不規(guī)范，甚至沒有布置，對于拆裝新能源汽車上的電力電子裝置，存在不鋪設(shè)絕緣墊，安全帽及絕緣手套配置數(shù)量不夠，甚至部分絕緣手套出現(xiàn)破損現(xiàn)象，對于開展實訓(xùn)、實驗帶來一定的安全風(fēng)險。

（2）在進行新能源汽車整車電力電子裝置實驗、實訓(xùn)時，多數(shù)高等職業(yè)院校采用任課教師獨立完成實驗、實訓(xùn)，在課程安排上沒有考慮電力電子技術(shù)課程的特殊性，建議在進行新能源汽車上電力電子裝置實驗時，安排一名輔助教師，以保證高壓帶電實操時不發(fā)生安全事故。

（3）高壓帶電操作時，一般要求作業(yè)人員需要持有高壓帶電操作電工證，對于高等職業(yè)院校的學(xué)生來說，對口生源的學(xué)生可能也只有部分在中職學(xué)習(xí)階段獲得了電工證，但基本是都沒有考取高壓電工操作證的，因此，在整車上直接進行電力電子裝置實驗、實訓(xùn)，具有一定的危險性，建議在電力電子技術(shù)課程開設(shè)前，增加高壓電安全操作規(guī)范及相關(guān)注意事項安全培訓(xùn)，以杜絕安全事故的發(fā)生。

3 結(jié)論

電力電子技術(shù)課程作為新能源汽車專業(yè)的專業(yè)課程之一，起著承上啟下的作用，對后續(xù)專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)提供必不可少的理論基礎(chǔ)，本文結(jié)合自身教學(xué)實踐，詳細分析了電力電子技術(shù)在新能源汽車技術(shù)專業(yè)教學(xué)中所遇到的各種問題，并給出了相應(yīng)的解決措施：

（1）考慮生源類別對教學(xué)效果的影響，在制定人才培養(yǎng)方案時，適當調(diào)整文科生源（含對口生源）的基礎(chǔ)課程，增加高中階段的數(shù)學(xué)和物理課程中的電學(xué)內(nèi)容，以更好地為專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供理論基礎(chǔ)。

（2）培養(yǎng)前序?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程的專業(yè)師資，以做到電工電子技術(shù)緊密切合汽車專業(yè)教學(xué)，提高專業(yè)課程的授課針對性和緊密性，切實達到專業(yè)基礎(chǔ)課程為專業(yè)核心課程服務(wù)的良好效果。

（3）調(diào)整高等數(shù)學(xué)開設(shè)順序，使高等數(shù)學(xué)的進度跟上或者超前專業(yè)課程的進度，以更好的服務(wù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，提高專業(yè)課程的教學(xué)效果。

（4）專業(yè)課程的教學(xué)場所調(diào)整為實驗室或者實訓(xùn)車間，專業(yè)課程的授課方式建議采用“理實一體化”的教學(xué)模式，做到理論和實踐的有效結(jié)合，以提高教學(xué)效果。

（5）考慮電力電子技術(shù)課程本身的特殊性，建議在電力電子技術(shù)課程開設(shè)前，增加高壓電操作規(guī)范相關(guān)安全培訓(xùn)；在整車上進行電力電子裝置實驗、實訓(xùn)時，安排一名輔助教師，以保證高壓帶電實操時不發(fā)生安全事故。