“电力电子技术”教学改革的探索与实践

田红霞

（唐山学院，河北 唐山 063000）

“电力电子技术”教学改革的探索与实践

田红霞

（唐山学院，河北 唐山 063000）

本文对电力电子技术教学的方法和内容进行了初步探讨，在实践教学方面提出了“虚实结合”的教学方式，内容以与验证性实验加综合性实验形式进行；在考核方式上，提出了理论与实践相结合的多元化考核方式，真实反映学生对知识的掌握程度。实践表明，该教学改革对教学水平的提高，培养应用型、地方性人才方面取得了较好的效果。

电力电子技术；虚实结合；考核方式

一、引言

“电力电子技术”是多学科交叉而形成的一门新兴技术，在工程实践中，该技术高速发展，不断有新的器件、新的电路拓扑结构与新的控制方法问世。“电力电子技术”课程是电气工程及其自动化与自动化专业的重要专业基础课，也是实用性、工程性和综合性很强的课程。该课程的特点是内容多，课时少，在新形势下，如何在有限学时内获得最好的教学效果，使学生在有限的课堂时间内较好地掌握课程内容，培养学生的工程实践能力和创新能力，是一个亟待解决的问题。经过长期的“电力电子技术”课程的教学摸索，笔者从理论教学内容与方法、实践教学和考核方式三个方面对课程进行了教学改革的尝试。

二、理论教学内容与方法

图1 直流斩波电路

图2 降压斩波电路

“电力电子技术”是以电力电子开关器件为基础，以四类基本变换器和两种控制方法为核心，以四类应用为目标的一门科学。随着电力电子技术的飞速发展，新器件和新的控制方法不断出现，因此“电力电子技术”的教学内容必须根据自身的发展及时更新。目前全控型器件已逐步取代晶闸管而成为电力电子技术的核心。因此，教学内容中适度压缩和删减了半控型器件及控制电路的学习，强化全控型器件及控制电路的教学。

教学方式有传统板书与多媒体教学两种方式。板书方式可以使学生对知识理解的更深刻，但是较死板。为了更好地提高教学质量，增强学生的学习兴趣，充分利用多媒体教学形象、直观、信息量大的优点，激发学生的学习兴趣。课程组开发了集PPT、Flash动画为一体的课件，通过直观、形象和交互性的演示，使得电力电子技术当中难懂的电路拓扑结构变换和波形变得简单易懂。另一方面，注重与工程相结合，与其前修课“电机与电力拖动基础”课程相结合提出问题，调动学生学习兴趣，主动去思考问题，解决问题。如图1所示，在讲解直流降压斩波电路之前，以直流电机调速在课堂上演示给学生看，激发学生的兴趣。接下来就进一步提出问题，怎么调速？以增强学生的求知欲望。然后再和学生一起学习相关知识，在讲解过程中，始终紧扣相关问题，增加其对电力电子技术的理解。

三、实验教学的措施

随着高等教育规模的不断扩大，原有教学仪器设备资源相对短缺，无法满足实验教学的需要；仪器设备陈旧老化，不能适应新的教学要求；大部分院校都仅用挂件结构或实验箱来完成实验，几乎所有的电路和系统都是封闭式的。教学采用课堂教学加验证性实验的教学模式。实验过程，学生几乎是在老师或实验指导书的指导下机械式连线、读取实验数据，记录实验数据和波形，对原理不求甚解，缺乏独立分析解决问题能力。为了弥补传统教学方式的不足，提高学生分析问题、解决问题的能力，在传统教学方式的基础上，开展了“电力电子技术”的计算机仿真辅助教学。虽然目前能够进行电力电子仿真的专业软件很多，如Matlab/Simulink、Pspice等，需要专门开设相关的课程才能够应用。为了使学生既能进行仿真实验，不用花费更多精力学习新的软件，为此专门开发了电力电子技术仿真实验系统，其界面如图2、图3所示。通过该实验软件，学生利用课下时间，在充分理解电路工作原理的基础上，自己搭建实验电路，进行参数设置，即可得到直观的动态效果。实践证明，实验软件的应用，课本上大篇幅的过程描述与复杂的运行曲线用仿真波形表现出来，能够变抽象为具体，变枯燥为生动，形象直观地进行教学，有助于激发学生学习兴趣，提高教学质量。并且节省了实验箱上操作的时间。

图3 数据记录界面

在实验教学内容方面，以验证性实验为基础，通过该类实验可以使教材上的基本理论得到充分的验证，加深学生对理论教学中各个知识点的理解，使学生对实验仪器的使用及注意事项有比较清楚的了解，同时也可以培养学生的基本操作、数据处理和计算技能。在此基础上增加了综合性实验，例如与“电机与电力拖动基础”课程相结合的“直流电动机可逆调速系统设计”，该综合性实验项目专业实践性很强且与生产紧密联系，培养学生把专业理论知识综合运用于工程实践的能力，提高学生的综合素质水平。还可以与“单片机原理与应用”课程相结合的“基于单片机的交流恒流源设计”，是利用单片机控制全控型器件，实现斩控式交流电路的要求，教师提出实验要求，学生自己设计并进行实验调试。通过这些实验的设置使学生能充分理解相关课程之间的关系与其应用，而且培养学生解决实际问题的工作能力，提高其综合素质，为今后的设计或工作积累经验。

四、考核方式的探索

传统采用闭卷考试的方式，考核学生对知识的理解和记忆具有效果，但是这种方式使学生机械式学习，不利于激发学生的创造性和探索新知识的主动性。因此，探索合理的考核方式对提高学生学习积极性和主动性有很大意义。为此，采取了理论与实践相结合的考核方式，以其能够更加公平、真实地反应学生的学习水平。理论考核成绩占70%与实践考核成绩占20%，平时成绩占10%。理论考核重点考察学生对相关知识的理解和记忆能力。实践考核以实际电路实验，考察学生的创造性和动手能力。平时成绩反应学生学习该课程时所表现的状态，包括探索新知识的主动性、查阅资料的广泛性等。实践证明，通过这种多元化的考核方式，提高教学质量。这样一来，就能改变课程结束时“一考定成绩”的做法，防止考前突击的行为。学生反映良好，教学效果甚佳。

五、结束语

本文从理论教学内容与方法、实践教学和考核方式三个方面对该门课程的教学改革进行的探讨。随着电力电子技术的不断发展，为了适应人才创新能力培养的需要，不断调整、更新教学内容，及时补充该学科的前沿知识，如软开关技术、电网谐波抑制技术等内容，以增强对学生的吸引力。将继续不断地改进教学方法加强实践训练，充分发挥学生在学习中的主动性和创造性，以适应培养应用型本科人才的需要。

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[3]邢绍邦，罗印升，朱成喜.虚实结合的“电力电子技术”教学改革[J].江苏技术师范学院学报，2012，（2）.

G642.0

A

1674-9324（2014）30-0211-02

田红霞（1976—），女，河北省藁城市人，硕士，讲师，研究方向：电气工程及其自动化教学与科研。