高职太阳能专业电力电子技术课程改革实践

刘亚兰 张雅娟

[摘 要]电力电子技术是太阳能光电应用技术专业的核心课程，结合教学实践，本文从教学内容、教学方法、实践教学等方面对高职太阳能光电应用技术专业电力电子技术课程教学改革进行探讨。

[关键词]高职;电力电子技术;教学改革

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.11.039

1 引 言

电力电子技术是太阳能光电应用技术专业的核心课，它是一门集电子技术、控制技术和电力技术于一体的综合性交叉学科，该课程课堂教学的最大特点就是电路图和波形图较多，实践性强^[1]。近年来，随着新型电力电子元器件的发展，电力电子技术得到飞速发展，在太阳能新能源领域也有广泛的应用。因此，如何把握好课堂的教学内容，激发学生的学习兴趣，使学生既能又快又好地掌握必需的知识，又能培养学生的工程实践能力，在有限的学时内获得最好的教学效果，是一项亟须解决的问题。本文结合自己的教学经验，从教学内容、教学方法、实践环节三个方面对该课程的教学改革进行探索。

2 调整优化教学内容

现在的高职高专电力电子技术教材，大都是电气工程专业、自动化专业等相近专业通用的教材，但太阳能光电应用技术专业学生与其他专业学生在前期课程和后续课程上有所不同，因此，对本课程的学习要求就有所不同。太阳能光电应用技术专业学生电类基础较差，学习本课程时应重点强调应用，淡化理论推导。教学内容应该源于真实，教学情景能够呈现光伏系统安装的工作内容和形式，在光伏体统安装中这些任务最典型、被广泛使用到。

因此，电力电子技术的课程以电力电子开关器件为核心、四类基本变换器和两种控制方法为基础、兼顾当前技术发展，将课程内容分为六大学习情境：调光灯装置、直流调速装置、电风扇无极变速装置、开关稳压电源、不间断电源（UPS）和变频器^[2]。将每个学习情景分解为若干个学习性工作任务，细化学习内容;每个学习任务又对应着相应的项目实训。学生以五人一组组成团队，配合完成各个实训项目，从而完成一个完整的学习任务。

3 改进教学方法

3.1 以工作过程为导向

整个教学围绕任务的解决展开，突出知识的应用性，引导学生自主思考。设计电力电子课程是以六大学习情景展开，针对每一个学习情景提出一个学习任务，让学生从现象找到本质。再开展学习情景相关知识和技能的学习与锻炼，从调光灯到变频器应用，有目的地开展培养方案，引导学生主动探索项目的相关知识的技能，全面锻炼学生的能力。

3.2 讲解与训练结合

以学生为主体，教师加以适当的引导，提高学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的实践技能。如学习电力电子器件时，教师引导学生分析其特征，及时进行现场测试训练，加强学生对该部分知识和技能的理解与记忆^[3]。

3.3 设计型思维教学模式的应用

教师在讲解一个电路之后，对后续相同结构的电路创设一定的问题情境，引导学生思维分析，由学生提出见解。如在讲解相控整流时，由于不同负载时的电路分析过程是基本重复的，为此在讲电路之前，先让学生熟悉电阻和电感的特点，然后分析电阻性负载下的电路，而电感负载电路的分析由于过程基本相同，则可以留给学生解决。在这个环节的教学中，安排学生进行电路分析的设计，然后讨论不同控制角下的波形，让学生提出猜想，最后利用仿真软件加以演示。

通过多种教学方法的灵活使用，将抽象的问题具体化、形象化，将理论分析与应用相结合，通过实际应用，从小的实践项目到较大一点的综合性实践项目的设计与制作，培养学生的成就感，提高学生的学习兴趣和乐趣。将学生的被动接收变为在老师的指导下的主动学习，这样所有问题都迎刃而解。

4 改革实践环节

4.1 打破原有验证性试验体系

通过学生为主体、教师为主导的教学方式，形成理论、實践教学交融渐进模式。如调光灯模块中，先引出分析案例——调光灯，由其工作特点引申到相关工作器件、工作电路和工作原理。学习器件时，让学生进行器件的测试，使其掌握该种器件特性;学习到工作电路和工作原理时，让其进行电路实训，自己连接电路，并通过波形观察掌握这种电路特点和应用，学习完这部分内容后还进行调光灯的综合实训，让学生从安装、调试到故障分析一步步掌握和整流技术相关的知识和技能。

4.2 选择具有较高实用价值的实训项目

电力电子技术课程具有很强的工程应用背景，而实训是培养学生理论联系实际、动手能力和科学研究方法的重要手段。因此，要选择基础和具有较高实用价值的实训项目，基础的实训项目例如单相、三相整流桥路性能研究、斩波电路性能研究等^[4]。通过这些实训可以使学生掌握电路基本拓扑的原理和构成，对实训结果的分析使学生对电路工作原理有了更深刻的理解。具有较高实用价值的实训项目，例如开关电源的性能研究、功率因数校正技术等。这些实训项目密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术，同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观更感性的认识。通过这些实训提高学生对电力电子技术的知识储备和技术能力，让学生做到学有所用，学有所想。

5 综合性课程设计的设想

传统的课程设计只隶属于各门课程，它们之间衔接性较差，学生难以掌握完整的知识体系。为克服传统课程设计的不足，近年来，开放式的综合性课程设计备受关注，成为当前实验教学改革的重点。这种开放式综合性课程设计模式的特点是：以系统化专业知识为主线，以开放的教学实验室为基地，以实际动手为基础，以激发学生的兴趣、主动求知为动力，以培养创新能力为目的。

笔者认为，电气工程及其自动化的综合性课程设计应体现强、弱电结合的特点，因此包含电能变换电路的设计和调试是必要的，该部分可利用通电电能变换器实验平台来实现。此外，综合性课程设计还应覆盖自动控制理论、计算机控制、检测与信号处理等课程的内容，为此可增加单片机控制单元，电机速度检测单元、电流检测单元及有关机械部件，形成数字化的电气传动控制系统。以该系统作为综合性实验平台，可设立多种多样的综合设计题目，达到对学生综合技能的训练和培养的目的。

6 结 论

电力电子技术课程作为一门工科的课程，要上好这门课是不容易的。该课程的改革是一项系统工程，其学术性和技术性很强，涉及的面较广。要搞好这项改革工作，既需要学校的投入，也需要教师的艰苦努力和无私奉献。为把学生培养成为基础厚、知识博、能力强、口径宽和适应性强的高素质人才，我们要积极探索教学内容、教学方法和教学手段的改革方法，使学生能真正成为应用型技术人才^[5]。

参考文献：

[1]王卓，王强，曹晶人，等.“电力电子技术”课程教学改革探讨与实践[J].中国电力教育，2013，11（3）.

[2]张洪宝.光伏技术专业电力电子技术课程探究[A].2011高等职业教育电子信息类专业学术暨教学研讨会论文集[C].2011.

[3]王璐.基于项目式教学的电力电子技术课程改革探索[J].辽宁高职学报，2014（9）.

[4]丁中樑，杨涛.电力电子技术课程改革探讨[J].实训科学与技术，2011（2）.

[5]唐杰，林立，刘家芳，等.电力电子技术课程研究性教学的探索与实践[J].中国现代教育装备，2011（3）.