关于“电力电子技术”课程教学改革的实践探索

许纯昕，季肖枫，贾君瑞,2

（1.南通航运职业技术学院 机电系，江苏 南通 226010;2.南通航运职业技术学院 科技处，江苏 南通 226010）

0 引言

电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制、转换和传输的一种技术，可使节能效果达到10%-40%，有助于减小机电设备的体积，并能够实现最佳的工作效果。[1]随着科学技术的进步，新型电力电子器件层出不穷，电力电子技术的应用范围不断拓展，社会对高技能应用型技术人员的需求随之日渐增长。在此背景下，“电力电子技术”作为高职院校电气类专业的一门主干课程，如何进一步创新教学模式，有效培养出理论知识过硬、专业技能够强的具有综合职业能力和全面素质的高技能人才，成为该课程教学改革中需要重点研究的课题之一。[2]笔者根据多年课程教学经验，结合人才培养工作实际需要，依托学院机电类专业“3+2+1”教学模式改革的基础，组建课题组进行了“电力电子技术”课程教学改革。

1 制定课程标准，明确课程性质任务与教学内容目标

课程标准是课程教学改革的基本纲领性文件。它直接确定课程的性质任务与教学内容目标，是实施课程教学和教学效果评价的重要依据。因此，课题组在课程教学改革实践探索过程中，理清思路，确定课程教学改革实践工作流程，如图1所示，并坚持以科学制定课程标准为首要任务。

图1 教学改革实践工作流程图

首先，突出课程的职业教育特色，强调电力电子技术的应用能力和职业岗位能力的培养与考核。实践教学是学生掌握科学方法和提高动手能力的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人才的重要保证。

其次，突出学生的主体地位，因材施教，以实用、够用、管用为原则规划教学内容。根据相关专业学生的整体学习能力与基础水平，明确教学基本内容和应达到的基本要求。同时增加拓展知识内容，兼顾一部分学生进一步可持续发展的需要，为充分发挥学生的学习潜力留有一定的空间。

2 建设专用实训室，搭建学生动手动脑的有效平台

“电力电子技术”课程具有很强的实践性，实训在其教学中占据十分重要的位置，要使实训教学取得良好的成效，必须对传统的实训教学模式进行改革。[3]实训室的建设，既可以为上课的学生搭建动手动脑的有效平台，又可以用于专业型社团的课外活动，同时还可以满足课程教学改革的需要。学生通过相关技能训练，可以具备单相半波（桥式）可控整流电路、三相全（半）控整流电路、直流调速系统、逆变电路、斩波电路、交流调压电路以及PWM控制的开关型稳压电源的设计、调试以及常见故障排除的能力。

3 编写配套教材，重组课程知识结构体系

课题组根据电力电子技术应用的领域以及职业岗位的能力要求重新编写了“电力电子技术与应用”理实一体化教材。教材主要内容划分为六大模块：调光灯、直流调速装置、中频感应加热电源、电风扇无级调速器、开关电源和变频器。各模块均包含学习导航、任务分析、相关知识、技能训练、知识拓展等部分，并配有一定数量的思考题与习题。

教材的编排，强化了教学核心内容，力求重点突出，详略得当，引导学生系统地掌握核心技术，满足机电系电气自动化专业人才培养工作需要。同时，充分利用现有的电力电子实训室教学资源，配套设计各模块的实践教学内容，强调学生主体作用，改变教师讲、学生听的传统教学模式，突出职业教育特色，坚持以能力培养为本位，将提高职业技能作为重要目标，实现理论讲授部分和技能训练部分深度融合，做到知行合一。

4 以学生技术应用能力培养为中心，创新教学方法和组织形式

4.1 课程理论教学与实践教学交融渐进

教师在开展教学活动时，既注意强调学生在学习过程中的主体地位，激发其自主学习的积极性；又兼顾自身的主导地位，突出教师启发、引导的作用。采用理论与实践交融渐进式的教学理念，使教学活动层次化。

例如在模块四：电风扇无级调速器的教学过程中，先让学生在实训室观察能实现电风扇无级调速功能的电路模型，如图2所示。教师再通过任务分析提炼相关知识点，如表1所示。并利用多媒体演示、教具、模型等结合讲授法使学生掌握各电路的工作原理、参数计算方法。再运用测试法让学生动手操作，对各组成电路进行分解，单独连线测试、观察相关波形、记录数据并与理论数值进行比较分析。同时结合反复训练与复习以便学生加深印象、巩固学习成果。

图2 实现电风扇无极调速功能的电路模型

表1 电风扇无级调速器教学任务分解表

在理论教学环节中应注意简化公式推导过程，突出实用结论。既讲解相关知识点又进行实训的铺垫。同时，充分发挥在实训室现场教学的优势，将学生获得的感性认识渗透到理论知识的讲授中去，便于学生在头脑中形成概念。在实践教学环节，注重说明教材上的理论结果通常是在理想条件下分析得出的，各种输出波形图是理想波形，而实际观测到的信号与教材上绘制的图形在某些情况下是不一致的。授课时，要对理想情况和实际情况进行比较并阐述造成二者不同的原因，避免学生混淆和产生误会。

4.2 引导学生由被动学习向主动学习转变

在教学过程中应充分发挥电力电子实训室的作用，增加实践教学的比重，启发、引导学生完成综合性、创新性实训项目。倡导“自主、合作、探究”的创新教育理念和方法，进一步激发学生的学习动力和兴趣，提升技术应用能力。

例如模块五的拓展训练任务——PWM控制的开关型稳压电源的设计与调试。学生通过阅读教材，了解开关器件方面的资讯，掌握常用器件IGBT和MOSFET的工作原理、基本特征和驱动、保护电路的测试方法。教师通过提问环节，判定学生的认知水平并由此建议分组名单（组员最终还是取决于学生自己的意愿），同时参与决策和计划的制定过程。任务实施阶段，教师根据分组情况，一边巡回指导，一边针对相关知识和技能掌握情况较差的小组或学生进行个别辅导、示范操作，督促他们不掉队。评价总结阶段，细化评分标准，如表2所示。并采用教师点评、讲评；学生自评、互评的方式进行评价。授课时间和条件允许的情况下，还可以鼓励学生制作PPT进行现场答辩。

表2 任务完成情况评价表

5 结束语

“电力电子技术”课程教学改革的实践探索虽已取得初步成效，但目前基于MATLAB软件的电力电子电路仿真在本科院校较为常用，而高职院校开展此方面的教学却很少。[4]若在课程的教学中能充分运用Simulink仿真来演示电路搭建和波形的采样，就可以更加有效地提高教学资源的使用效率，进一步改善教学效果，提升学生职业能力，减少仪器设备的损耗。

[1]王晓芳,潘洪坤.电力电子技术及应用[M].北京:电子工业出版社,2013.

[2]刘福军,成文章.高等职业教育人才培养模式[M].北京:科学出版社,2007.

[3]李兴宁,刘永胜．电力电子技术实训教学创新模式探索［J］．泰州职业技术学院学报，2009(3):11-13.

[4]张汉年,张磊,孙刚,等.高职“电力电子技术”课程教学改革的思考[J].纺织服装教育,2013(1):70-72．