張麗媛 張宗芳

西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 陜西省西安市 710026

1 引言

習(xí)近平總書記在主持召開學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)時(shí)再次強(qiáng)調(diào)：“當(dāng)前，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生品格，塑造學(xué)生正確的價(jià)值觀以及人格品質(zhì)的養(yǎng)成方面，主要還是依賴高校專門化的思想政治理論課，相比較而言，其他的課程在育人方面顯得明顯不夠。事實(shí)上，各門課程均具有育人的功能。因而，不僅思政課程，而且“課程思政”都強(qiáng)調(diào)高校課程體系的育人功能。當(dāng)前，“課程思政”的核心任務(wù)是培養(yǎng)時(shí)代新人。”[1-5]

《電力電子技術(shù)》是一門新興技術(shù)，它由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而成，已成為工科專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。課程主要介紹了電力電子器件的工作原理、特性、參數(shù)、驅(qū)動(dòng)電路及保護(hù)方法，相控整理電路、直流變換電路、無源逆變電路和交流變換電路等常用電力電子電路的工作原理、參數(shù)計(jì)算方法和應(yīng)用范圍以及多種典型的電力電子裝置的組成、工作原理和實(shí)際應(yīng)用等方面的內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解變流技術(shù)的發(fā)展、動(dòng)向及其應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生具有對(duì)電能變換和控制電路進(jìn)行分析的能力和對(duì)電力電子器件基本應(yīng)用的能力。[6-10]

在目前電力電子技術(shù)課程的授課過程中，存在教學(xué)方法單一，大多數(shù)教師以PPT 講授為主，學(xué)生被動(dòng)式學(xué)習(xí)；授課內(nèi)容陳舊，電力電子技術(shù)的時(shí)代性很強(qiáng)，而大多數(shù)教師依然用著陳舊的課本，未能將現(xiàn)場(chǎng)新產(chǎn)品及時(shí)融入課堂；在授課過程中，老師就知識(shí)講知識(shí)，而對(duì)學(xué)生的勞動(dòng)精神、愛崗敬業(yè)精神、大國(guó)工匠精神的培養(yǎng)不夠，專業(yè)培養(yǎng)和立德樹人培養(yǎng)未能實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合。

本課程在教學(xué)過程中以“德技并修、工學(xué)結(jié)合”的育人模式為指導(dǎo)思想，緊扣企業(yè)對(duì)車輛電工、客車檢車員、電氣設(shè)備維修崗位人才的知識(shí)和技能要求。以電力電子器件和各種電路的相關(guān)內(nèi)容為學(xué)習(xí)主線，以模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際案例，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)崗位認(rèn)知為內(nèi)容亮點(diǎn)，以愛國(guó)主義、愛崗敬業(yè)、求真務(wù)實(shí)為思政要素，借助多種信息化工具，形成了智慧教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)、智慧管理和智慧考核的“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”的智慧課堂體系。構(gòu)建了以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)新時(shí)代鐵路設(shè)備檢修技術(shù)技能型人才的教學(xué)目標(biāo)。

2 課程整體案例設(shè)計(jì)

本課程在教學(xué)過程中以“德技并修、工學(xué)結(jié)合”的育人模式為指導(dǎo)思想，緊扣企業(yè)對(duì)車輛電工、客車檢車員、電氣設(shè)備維修崗位人才的知識(shí)和技能要求。以電力電子器件和各種電路的相關(guān)內(nèi)容為學(xué)習(xí)主線，以模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際案例，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)崗位認(rèn)知為內(nèi)容亮點(diǎn)，以愛國(guó)主義、愛崗敬業(yè)、求真務(wù)實(shí)為思政要素，借助多種信息化工具，形成了智慧教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)、智慧管理和智慧考核的“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”的智慧課堂體系。構(gòu)建了以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)新時(shí)代鐵路設(shè)備檢修技術(shù)技能型人才的教學(xué)目標(biāo)。

（1）緒論

緒論部分主要包括電力電子技術(shù)的概念、電力電子技術(shù)的發(fā)展、電力電子技術(shù)的應(yīng)用三個(gè)部分內(nèi)容，通過學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)的發(fā)展，使同學(xué)們了解電力電子元器件之所以今天被大范圍的使用，離不開科學(xué)家們對(duì)科研事業(yè)的不懈追求和不怕失敗的探索精神。目前，我國(guó)正處于中國(guó)制造向中國(guó)智造的轉(zhuǎn)變階段，經(jīng)濟(jì)也進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的階段，這更加要求我們青年一代對(duì)工作，對(duì)科研要精益求精，不斷追求，所有培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神就顯得尤為重要。

（2）電力電子器件

電力電子器件包括電力二極管、晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵雙極型晶體管等各種元器件，不同元器件各種整流裝置、工業(yè)逆變器、電力機(jī)車用逆變器、開關(guān)電源、中壓變頻器等廣泛應(yīng)用。通過對(duì)各種元器件的類屬和特點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)歸納總結(jié)，類比學(xué)習(xí)。電力電子基本元器件是工業(yè)制造、電力制造等基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生明白萬丈高樓平地起，只有夯實(shí)基礎(chǔ)，才可以為后續(xù)設(shè)計(jì)電路，研發(fā)產(chǎn)品提供有力條件。

在元器件的講解中，利用視頻播放，在職教云平臺(tái)播放電力電子技術(shù)發(fā)展歷程短視頻，講授電子技術(shù)工程領(lǐng)域翻天覆地的變化與目前中國(guó)在半導(dǎo)體芯片技術(shù)的瓶頸。采取小組PK，利用增強(qiáng)型虛擬仿真電力電子系統(tǒng)各組針對(duì)不同電子器件特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真訓(xùn)練，深刻理解理論知識(shí)點(diǎn)。對(duì)課程考核評(píng)價(jià)，考核分為理論考核（30%）、實(shí)驗(yàn)考核（40%）、思政考核（30%）。

通過上述的學(xué)習(xí)方法，短視頻引領(lǐng)學(xué)生樹立科技創(chuàng)新、探索求真的科學(xué)精神及愛崗敬業(yè)、報(bào)效社會(huì)的家國(guó)情懷。借助仿真軟件將電子器件的理論與虛擬平臺(tái)實(shí)測(cè)相結(jié)合，提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)互幫互助的團(tuán)結(jié)意識(shí)。將思政元素中團(tuán)結(jié)協(xié)作、吃苦耐勞納入考核評(píng)價(jià)體系，思政教育潛移默化的融入到專業(yè)課程學(xué)習(xí)。

（3）整流電路

整流電路是電力電子技術(shù)中出現(xiàn)的最早的一種電路，其在直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)速、電解、電鍍、通信系統(tǒng)、電源等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。主要講解單相可控整流電路的工作原理、波形分析以及我國(guó)電氣化鐵路發(fā)展歷程中單相整流電路發(fā)揮的作用；講解三相可控整流電路的工作原理、波形分析以及能源優(yōu)化配置中國(guó)家戰(zhàn)略一帶一路的能源合作；講解調(diào)光燈電路板中晶閘管觸發(fā)電路和張弛振蕩電路的原理實(shí)操。

在教學(xué)方法中采用頭腦風(fēng)暴——職教云平臺(tái)開展頭腦風(fēng)暴，學(xué)生討論單相可控整流電路和中國(guó)鐵路電氣化發(fā)展標(biāo)志化成果的思想感悟。利用Simulink 軟件將三相可控整流的波形圖實(shí)現(xiàn)可視化仿真，將結(jié)構(gòu)原理形象化。在實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練中，依據(jù)調(diào)光電路板焊接與電子器件布局將理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷探索知識(shí)點(diǎn)的涵義。

利用上述的教學(xué)方法，頭腦風(fēng)暴學(xué)習(xí)單相可控整流電路的在鐵路中的應(yīng)用，提高學(xué)生對(duì)鐵路電氣化程度的認(rèn)知。依托Simulink 仿真軟件將三相可控整流電路的工作原理與波形圖結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生愛國(guó)精神和高尚的職業(yè)情操。根據(jù)調(diào)光電路板的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生培養(yǎng)勞動(dòng)精神與實(shí)干精神。

通過課程思政的引入，激發(fā)學(xué)生的中華民族自豪感與使命感。形成以愛國(guó)主義為核心的偉大的創(chuàng)造精神，奮斗精神，團(tuán)結(jié)精神，夢(mèng)想精神。通過理實(shí)一體化的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生深刻理解電子器件和整流裝置的內(nèi)容。將思政教育潤(rùn)物細(xì)無聲的融入進(jìn)課堂學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新、求真務(wù)實(shí)、報(bào)效祖國(guó)的高尚情操。

（4）逆變電路

逆變電路分為有源逆變和無源逆變，逆變電路在電力機(jī)車的供電方式、發(fā)電機(jī)制動(dòng)等方面廣泛使用；講解電壓型逆變電路的有源逆變的工作原理、特點(diǎn)分類分析與鐵路發(fā)展歷程中亦步亦趨、奮力追趕精神。講解電流型逆變電路的有源逆變的工作原理、特點(diǎn)分類分析與鐵路發(fā)展歷程中披荊斬棘、逐步領(lǐng)先的精神。講解直流調(diào)速裝置的安裝與調(diào)試中工作原理分析、實(shí)驗(yàn)演練與鐵路發(fā)展歷程中追求卓越、艱苦奮斗的精神。

在教學(xué)方法中采用視頻播放——以復(fù)興號(hào)的發(fā)展歷程視頻為引線，貫穿于電壓型逆變電路的原理和特點(diǎn)的講課中，了解中國(guó)高速鐵路的發(fā)展歷程。采用思維導(dǎo)圖——借助PROCESS 思維導(dǎo)圖軟件對(duì)比電流型逆變電路于電壓型逆變電路的相同點(diǎn)和異同點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練中，將學(xué)生分組完成直流調(diào)速裝置的實(shí)驗(yàn)，采用團(tuán)隊(duì)協(xié)作進(jìn)行組間模板比拼賽。

通過課程思政的引入，培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)的情懷，堅(jiān)定職業(yè)理想信念勞模精神，培養(yǎng)德技并修的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。引入我國(guó)鐵路發(fā)展進(jìn)程史、闡述電力電子技術(shù)中整逆變電路和直流-直流變流電路，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到盡管我國(guó)鐵路電氣雖晚于發(fā)達(dá)國(guó)家，但是在科技工作者的刻苦鉆研下奮起直追，取得了不菲的成果。

（5）斬波電路

斬波電路就是將直流電壓變換成固定的或可調(diào)的直流電壓。斬波電路廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、無軌電車、地鐵列車、蓄電池供電的機(jī)車車輛的無級(jí)變速。講解DC/DC 降壓直流斬波電路占空比、電路圖、波形圖和結(jié)論公式以及愛崗敬業(yè)、爭(zhēng)做一流的勞模精神。講解DC/DC 升壓直流斬波電路圖、波形圖和結(jié)論公式以及艱苦奮斗、勇于創(chuàng)新的勞模精神。講解DC/DC 復(fù)合直流斬波電路占空比、電路圖、波形圖和結(jié)論公式以及淡泊名利、甘于奉獻(xiàn)的勞模精神。

在講學(xué)方法中采用Simulink 仿真軟件——利用Simulink 軟件將降壓、升壓和復(fù)合直流斬波電路的波形進(jìn)行輸入輸出仿真，學(xué)習(xí)鐵路行業(yè)勞模標(biāo)桿人物事跡。采用小組PK——利用智慧職教平臺(tái)將三種電路的工作過程分析進(jìn)行組間PK，對(duì)比三種電路的特點(diǎn)并整理。采用線上投票——投票選出三種電路分析最優(yōu)的小組，并評(píng)選出最美勞模鐵路人。

利用上述的教學(xué)方法，Simulink 仿真軟件學(xué)習(xí)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，借助層層遞進(jìn)的學(xué)習(xí)方式潛移默化的讓學(xué)生理解勞模在自身崗位精益求精的精神。依據(jù)小組PK 激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力與進(jìn)取心，培養(yǎng)互幫互助、團(tuán)結(jié)協(xié)作的思政能力。通過線上投票，將DCDC 直流斬波電路的三個(gè)知識(shí)結(jié)合起來，并結(jié)合評(píng)選的最美鐵路人為學(xué)生樹立榜樣的力量。

（6）交變電路

交流變換實(shí)質(zhì)上就是交流變交流，在降頻、降壓等方面有廣泛的應(yīng)用。講解交流調(diào)壓電路的作用、單相、三相交流調(diào)壓電路的作用及科學(xué)家對(duì)自然不斷探索，拓展人類認(rèn)知新領(lǐng)域。講解交交變頻電路的作用、單向、三相交交變頻電路的應(yīng)用及目前能源資源短缺利用能源的重要性。講解基于雙向晶閘管的簡(jiǎn)易調(diào)光燈的實(shí)驗(yàn)電路搭建以及反復(fù)試驗(yàn)，尋求最佳電路控制點(diǎn)。

在教學(xué)方法中采用頭腦風(fēng)暴——利用智慧職教軟件，設(shè)置頭腦風(fēng)暴活動(dòng)，學(xué)生積極的探討AC-AC 電路對(duì)科技發(fā)展的促進(jìn)作用。采用課前任務(wù)單——利用智慧職教軟件，課前給學(xué)生發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生調(diào)研目前世界能源困擾，并上傳調(diào)研資料。采用實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練——將學(xué)生進(jìn)行分組，并依據(jù)雙向晶閘管特性制作調(diào)光燈，并分析工作原理，小組內(nèi)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，各組間競(jìng)爭(zhēng)。

通過課程資政的引入，確立學(xué)生辯證唯物主義世界觀、價(jià)值觀和崇尚科學(xué)的價(jià)值觀念，不斷探索的高尚情操。通過引入科學(xué)家對(duì)知識(shí)的不斷探索和革新，引入在分析問題和解決問題時(shí)挖掘不同知識(shí)點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生辯證思維，發(fā)現(xiàn)事物變化規(guī)律的科學(xué)研究思維。

（7）PWM 控制技術(shù)

PWM 控制技術(shù)是對(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形。在講解PWM 控制的基本原理、計(jì)算法、調(diào)制法、同步異步調(diào)制及求真務(wù)實(shí)、探索真理的良好學(xué)風(fēng)。在講解滯環(huán)比較方式、三角波比較方式及唯物辯證法的根本方法。

在教學(xué)方法中采用闖關(guān)游戲——微信小程序設(shè)置闖關(guān)游戲，學(xué)生逐步分析PWM技術(shù)的原理，完成計(jì)算法和調(diào)制法的相關(guān)游戲問題。采用小組討論——學(xué)生組間展開討論，分析滯環(huán)比較方式、三角波比較方式的各自特點(diǎn)。

通過課程資政的引入，培養(yǎng)學(xué)生艱苦奮斗、勇于探索、敢于擔(dān)當(dāng)?shù)男乱淮F路人精神。通過引入我國(guó)鐵路電氣化技術(shù)從國(guó)外引進(jìn)到中國(guó)制造、再到中國(guó)創(chuàng)造，由追趕、并跑再到領(lǐng)跑的歷史跨越，世界上規(guī)模最大的電氣化鐵路網(wǎng)和最發(fā)達(dá)的高鐵網(wǎng)在神州大地鋪開，向世界展現(xiàn)了中國(guó)速度和中國(guó)氣派。

3 結(jié)論

高職院校開展電力電子技術(shù)課程的課程思政改革，對(duì)落實(shí)高職院校立德樹人的根本任務(wù)、培養(yǎng)學(xué)生工匠精神、勞動(dòng)精神、愛國(guó)精神等的重要手段。因此，在電力電子課程的教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)特點(diǎn)，創(chuàng)新教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，將專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和道德情操的培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，為推動(dòng)職業(yè)教育課程思政的改革起到示范性作用。