基于项目教学法的电力电子技术教学

张 波

(苏州市职业大学 电子信息工程系，江苏 苏州 215104)

基于项目教学法的电力电子技术教学

张 波

(苏州市职业大学 电子信息工程系，江苏 苏州 215104)

传统的电力电子技术课程教学存在不能调动学生积极性、学生创造性得不到发挥、甚至学生的实践能力得不到应有的提高等等不足，这些需要对课程教学方式进行改革.基于苏州市职业大学电力电子技术精品课程建设的平台，对基于项目教学法的电力电子技术教学进行了探索，教学实践结果表明该方法有效地解决了传统教学的不足，是一种行之有效的好方法.

项目教学法；电力电子技术；课程教学；探索

电力电子技术的应用十分广泛，新能源技术和节能环保等都离不开电力电子技术.《电力电子技术》课程则是应用电气和应用电子技术等专业的重要专业基础课，很多学校都把该课程列为相应专业的核心课程.苏州市职业大学(以下称我校)对电力电子技术的教学及其改革都十分重视，该课程已成为教育部高职高专教学指导委员会的精品课程之一.我校对电力电子技术教学的改革进行了很多探索与尝试，本文就其中的电力电子技术的项目教学进行了探讨.

1 电力电子课程特点、教学目标及现行教学方式的不足

电力电子技术又称电力电子学，国际电气和电子工程师协会(IEEE)将电力电子技术表述为：有效地使用电力半导体器件，应用电路和设计理论以及分析工具，实现对电能的高效变换和控制的一门技术.它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的学科，同时也是实践性很强的一门学科.课程以电力电子器件为核心，围绕着实现电能高效的控制与变换这个目标，课程内容分为四部分：AC/DC变换(整流)、DC/AC变换(逆变)、DC/DC变换(斩波)和AC/AC变换(包括交流调压和变频)[1].该课程教学目标在专业上是让学生掌握常用的电力电子器件的特性及其驱动和保护、掌握实现各种电能变换的基本电路的电路拓扑和基本原理，掌握常用的控制电路，使学生同时具备扎实的理论基础和相应的实践技能，会设计基本的电力电子电路，对电力电子电路的简单故障能维修.此外还应适当引入电力电子学科发展的新成果，如PIC技术、软开关技术、同步整流、双向直流变换器和APFC技术等.课程教学中还规定有方法目标和社会目标，比如培养其自学能力和自我发展能力、创新能力，使其有安全意识，有敬业精神，有团队协作能力和与人沟通的能力，当然这些方法目标和社会目标也会在其它课程中体现.

电力电子传统的教学方式理论教学上大都是以教师为中心的注入模式，教师在讲台上讲述，学生被老师带动，被动地接受，获得的知识比较死板，学生的主动性，积极性没有充分体现，学生的思维也受到限制；实验教学环节也都是验证性的，往往是教师布置任务、学生按部就班地依照实验指导书的的步骤去操作，然后和教科书上的标准波形数据对比，很少关心实验原理、电路原理，很少关心每一步为什么这样操作，有没有别的操作方式可以达到这样的效果，结果会导致学生像一个程序化的操作工，环境变一变就不知所措；试卷考核分数占相当大的比例，导致一部分学生学习以考得高分为目标，而不太关心自己实际的专业技术水平，不太关心自己解决实际问题的能力.

2 基于项目教学法的电力电子技术教学设计

2.1 项目教学法

项目教学法是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程的一种教学方法[2].项目教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的新方法[3].这种方法是以学生为主体和中心，教师只是起到引导作用.这种方法有具体明确的目标和实际项目成果展示，要求学生把课程和实际技能结合起来，要求学生独立地积极主动地思考，在一定的时间范围内自己安排学习的行为，要自己克服困难解决实际问题.项目教学过程中学习成了一个人人主动参与的创新实践过程，更加注重过程，而不仅仅注重结果.项目结束时，师生共同对项目进行评价比较，找出不足，积累经验.

2.2 项目的选取与实施

怎样在同样的时间用项目教学法更好地实现教学目标，项目的选取是关键[4].教师应多和企业联系，了解学科的实际应用和最新动态，并紧紧围绕自己的教学目标，恰如其分地制定教学项目.项目选取应把握以下几点：①有一定实用性.选取制定的项目所涉及的理论知识在生产实际中和生活中要有实用的价值，并且能与实际技能训练紧密地结合；②有代表性.某个知识内容所对应的项目要能代表这部分知识内容，涉及的知识应包含该部分的重点内容.方法上要可推广性，比如内容A和内容B是项目对应部分平行的内容，项目中只包括了A，完成该项目后不仅要学生掌握内容A，还要要求学生用同样的方法在教师指引下自己掌握内容B；③要有可操作性.选择的项目难度要适中，要能激发学生的主动性和积极性，难度过高，在教学规定的时间内难以完成，反而会挫伤学生的积极性；难度太低，学生会感觉没有什么可学习借鉴的.同时，选项目也要考虑经费和实验条件；④项目要有整体性.课程所有的项目要有一定的关联性，综合起来要能体现出该课程的内容和特点，能很好地完成教学目标.

电力电子技术教学中依据不同的内容将其划分为几个项目模块，不同的模块因其目标不同实施起来方式上会有所不同，但都是以学生为中心进行的.项目任务由教师统一下达，项目要求提出时期，教师帮助学分析目标，帮助其调研和确定方案，可以有适当介绍性和提示性的讲解；项目执行的过程主要是学生查阅资料，借助学校实验实训平台，自己独立分析并完成方案，这期间教师帮扶和协助学生完成项目，作用相当于顾问和参谋，教师可以针对学生遇到的问题集中答疑讲解；项目完成后教师和学生一起对所完成的项目进行总结与点评，教师指出每一个作品的优点和不足，学生充分参加讨论，有疑问教师可针对性讲解.

2.3 基于项目教学法的电力电子教学设计

在课程教学设计中遵循的理念是：①内容选取：以工作需求为目标；②教学组织：以工作过程为主线；③教学实施：以实际工作为场景；④表现形式：以真实项目为载体；⑤课程标准：以职业资格为依据.

根据电力电子课程特点及电力电子教学目标的要求，我校采用项目教学法，取消了传统上理论教学方式与实验验证的方式，选取了五个项目来完成课程教学：①电力电子器件部分项目为MOS管驱动电路设计与制作；②交流调压部分：调光灯的设计与制作；③整流部分：直流电机调速装置的设计与制作；④DC/DC变换部分：开关电源设计与制作；⑤逆变(与变频)部分：单相变频电源的设计与制作.每个项目依据其难易及学生完成的情况分配10～15个学时，项目的选取和实施都按前面叙述的方法进行.

3 项目教学法在电力电子技术教学中实例

电力电子课程教学中，选用了五个项目之一的开关电源的设计与制作为实例介绍，对应的内容为DC/DC变换部分，这部分专业目标包括：进一步熟悉和掌握电力电子器件的特性，掌握各种DC/DC变换主电路构成与原理，掌握PWM控制技术，熟悉掌握电感、电容在DC/DC变换器中的作用，熟悉开关电源的专用集成控制器，熟悉电力电子器件的驱动.

项目选取：选取的是基于TL494的Buck变换器.这个电路难度适中，涉及到教学中目标的大部分知识点，电路典型，且成本比较低；项目任务下达：把10～40 V的直流输入电压变成稳定的5 V直流电输出，输出电流1A以上，不能用线性稳压电源方式.下达任务的同时，把这部分的专业教学目标介绍给学生，同时对部分内容如DC/DC变换主电路、PWM控制技术等作概念性介绍，只是概念性介绍，不做深入讲解，问题留给学生找答案，这部分，引导学生确定方案；项目实施：学生4人左右为一组，分组进行，组内学生分工合作.学生查资料，完成分析原理，按要求制作调试测试，记录结果.教师在这一过程中充当参谋与顾问的角色，对学生的提问进行答疑，在此基本上对知识点进行讲解；项目的总结点评：教师和学生一起讨论分析每一组的优点与不足，同时对知识扩展，比如项目用的是Buck变换器，教师要引导学生掌握Boost变换器、Buck-Boost变换器和Cuk变换器等.如图1所示，为该项目的最终成果图片[5].

4 教学体会

电力电子技术实践性较强，采用项目教学法学生是在项目驱动下，有目的地主动想办法解决问题，而不再是被动地接受；采用项目教学法有成果展示，学生学习中很感兴趣，积极性创造性得到展示；项目教学法实施过程接近实际工程项目，能很好地培养学生解决实际问题的能力，同时也能较好地实现课程方法目标和社会目标，从而实现电力电子教学目标，实践证明，项目教学法是一种有效的方法，甚至可以说是目前笔者探索到的最好的方法.

[1]张波，丁金林. 电力电子技术的教学体会与思考［J］. 科技信息，2008(19)：268-269.

[2]吴言. 项目教学法 [J]. 职业技术教育，2003(7)：45-48.

[3]李纯青，王志玲. 基于建构主义的课题研究教学模式对学生创新能力的影响研究［J］. 清华大学教育研究，2006(11)：36-40.

[4]唐炜. 基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革 ［J］. 实验室研究与探索，2010，29(5)：130-132，154.

[5]张波. 基于TL494的直流变换器［J］. 电子与封装，2010，10(12)：23-26.

On the Teaching of Power Electronic Technology Based on Project Approach

ZHANG Bo

(Department of Electronic Information Engineering，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China)

The traditional teaching of power electronic technology fails to arouse students’enthusiasm，exercise their creativity or improve their practical ability. These deficiencies call for reforms of the teaching.Enjoying the support of the excellent course of power electronics of Suzhou Vocational University，this paper delves into the teaching of power electronics based on Project Approach while the teaching results indicate that this method is effective in overcoming the deficiencies of the traditional teaching.

project approach；power electronic technology；teaching；exploration

G718.5

A

1008-5475(2012)04-0082-03

2012-08-11；

2012-09-21

张 波(1979-)，男，湖北枣阳人，讲师，工程师，硕士，主要从事电力电子技术教学与研究.

(责任编辑：李 平)