《电力电子技术应用》选修课的教学探索与实践

裴玖玲 孙少杰 刘建萍 塔里木大学机械电气化工程学院 新疆阿拉尔 843300



《电力电子技术应用》选修课的教学探索与实践

裴玖玲 孙少杰 刘建萍 塔里木大学机械电气化工程学院 新疆阿拉尔 843300

【文章摘要】

本文从趣味性和扩展学生知识面角度出发，结合实际教学经验和各方面反馈信息，从课程性质及任务、内容安排、教学方法及手段、成绩考核等几个方面分析了如何更好开展《电力电子技术应用》选修课。

【关键词】

电力电子技术应用；选修课；教学实践

“电力电子技术”是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，其应用领域日益广泛，和人们生活密不可分，如何摆脱纯理论教学，从应用性角度普及电力电子技术知识，一直是笔者研究的问题。所以，对于以农学专业为主的塔里木大学，从应用性角度普及电力电子技术知识，在全校开设《电力电子技术应用》选修课，以扩大学生视野和眼界，提高学生的科学素质和人文素养，显得越来越重要。

1　课程目的、性质和任务

《电力电子技术应用》是塔里木大学全校范围开设的一门选修课，该课程从应用性角度出发，结合日常生活中的实例，以生动有趣、简单清晰的语言向学生普及电力电子技术知识。通过这门选修课，可使学生获得应用于电力领域的电子技术相关知识，了解新能源发电、电气节能、电力牵引、家用电器、智能电网几个领域中的电气核心技术，以扩大学生的知识面，提高学生的综合素质。

2　教学内容安排

我校公选课一般30个学生，教学内容不可能面面俱到，教学深度也不能过于专业，只要结合实际例子把涉及到的电力电子技术原理解释清楚就可以了。经过综合研究，确定从新能源发电、电气节能、电力牵引、家用电器、智能电网这5个应用领域出发，结合实际例子，向学生讲解涉及到的电力电子器件特性、整流、直流斩波、逆变、交流变频等电力电子技术的相关内容。

3　教学方法及手段

课堂教学的目的是利用有限的教学时间，使学生充分理解、掌握、和运用该门课程的知识，完成教学计划。教学方法影响教学效果，也影响着学生的学习兴趣、吸取知识的能力。为了增加学习兴趣，让学生在有限的课堂上了解更多的电力电子知识，采用项目教学方法。根据教学内容，共分5个教学项目，而每个教学项目中又有几个小教学模块具体是：（1）新能源发电项目。分太阳能发电、风能发电、生物质发电3个小模块，结合阿拉尔工业园区的天华阳光光伏发电站和阿拉尔市区太阳能路灯系统，讲解太阳能发电系统的DC-AC逆变、DC-DC直流变换、AC-DC整流等多个电力电子变换环节的原理、结构组成、特点，进而讲解风能发电和生物质发电所涉及到的电力电子知识。（2）电气节能教学项目。分变频调速和电能质量改善2个教学模块。重点讲解目前农业、工业中应用广泛的变频调速，结合阿拉尔农田泵房节能改造项目，讲解变频器的结构组成中的整流、斩波、逆变电路等电力电子知识，讲解变频调速的原理、常规接线，节能效益，进一步推广到工业领域的风机水泵变频调速改造、工厂中如何实现恒压供水。进一步讲解电力系统中静止无功补偿器和电力有源滤波器的的电路组成、各部分工作原理，让学生清楚电力电子知识在节能环保方面的巨大贡献。（3）电力牵引。目前全世界正在如火如荼地发展电力牵引交通，主要有高铁、地铁、电动汽车、城市轻轨。以串联式混合动力电动汽车和混联式混合动力电动汽车为例，重点讲解其中所涉及到的电力电子与电力传动知识，包括AC-DC整流、控制器、DC-DC直流变换、DC-AC逆变器等。然后讲解高铁、地铁、城市轻轨这些电力牵引中所包含的电力电子知识。（4）家用电器。分电源，电器和ED节能灯等3个教学模块。结合各种应用广泛开关电源、车载电源、UPS电源、手机充电器、家用电器的电源部分，讲解所涉及到的AC-DC，DC-DC、DC-AC等知识，以冰箱、空调、电磁炉家用电器为例，讲解其发展、组成结构、工作原理方法、种类、效率评估和保养维修，最后结合现在每家用到的LED节能灯，讲解其工作原理、发展和节能效果。（5）智能电网。结合目前正在兴建的智能电网，讲解所用到的电力电子技术，包括以SVC为代表的柔性交流输电技术、以高压直流输电为代表的新型超高压输电技术、以智能开关为代表的同步开断技术，以静止无功发生器、动态电压恢复器为代表的用户电力技术，以及以用户端分布式发电系统为代表的终端电能变换技术。

在项目教学法的基础上，采取多样化的教学方法和手段。我校选修课一般采用多媒体教学，好的课件是取得高质量教学效果的关键。制作课件时，根据内容和相应的项目，明确教学目标，整理出思路清晰的教学方案，然后从视听角度进行构思，展示教学方法。当然，上课时如果按照课件照本宣科，也起不到好的教学效果，教师可以在讲解过程中适当提出一些问题，在课堂中设置问题悬念，让学生带着问题听课，在听课中找答案，激发他们求知欲。另外，教师不能采用满堂灌的方式，而应随时注意学生的反应，不时与学生互动，使学生积极参与教学，带动他们情绪，引导他们主动思考。这样，会收到一个好的教学效果。

4　成绩考核

制定完善、公正的成绩评定方法。每学期的第一次课，给出总评成绩的评定方式，即：总评成绩=期末成绩×50%+平时成绩×50%。为督促学生正常上课，避免逃课，平时成绩的比重占的较高，且平时成绩从课堂出勤、课堂发言、随堂测验三个角度综合考察，尽量避免学生混学分现象。每学期 15 次课中随机抽查课堂出勤情况 4 次，计入平时成绩，缺一次扣 5 分；实行发言者加分奖励，每学期每人共有5次答题机会，答对一题，奖励2分；选修课没法进行期中考试，采用一种变通方式，进行随堂测试2次，其结果计入平时成绩。总之，尽量做到公平、公正和公开。

电力电子技术应用系统是当今高新技术系统中不可缺少的关键支撑设备，其应用领域几乎涉及到国民经济的各个农、工业部门。因此，在高等院校中开设《电力电子技术应用》选修课，扩展学生视野，提高学生综合素质，是十分必要的。该课程的开设是长期持续的工作，虽然已经开设多次，但每次我都当新课备，根据新的教学内容来补充和充实课件，力争做到与时俱进，并且讲授过程中始终坚持以学生为中心，进行灵活实用的教学，激发学生兴趣，鼓励学生学以致用。

【参考文献】

［1］王兆安，刘进军.电力电子技术（第5版）［M］.北京：机械工业出版社，2009.

［2］唐纬.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）：130-116.

［3］殷佳琳.《电工电子技术》课教学的导入技巧［J］.机械职业教育，2005，08.

基金项目：此文为塔里木大学高等教育研究项目成果，项目编号TDGJ1414。

【作者简介】

孙少杰（1980-），男，汉族，辽宁铁岭，塔里木大学机械电气化工程学院，讲师，硕士，主要研究方向：电力电子技术、电力拖动和自动化领域。

通讯作者：裴玖玲（1980-），女，汉族，河南开封，塔里木大学机械电气化工程学院，讲师，硕士，主要研究电力电子技术与自动化领域。