电力电子技术在实践教学中的思考
2017-04-15六盘水师范学院张续文
六盘水师范学院 张续文
电力电子技术在实践教学中的思考
六盘水师范学院 张续文
课程教学是大学人才培养的主要形式,课堂教学中的实践课程在培养大学生的实践能力方面有着重要的作用。实践课在培养大学生的创新能力方面处于核心地位,包括仿真实验、课程实验、课程设计、装置维护、科研等五方面。在实践课程中,电力电子技术仿真实验、电力电子技术课程实验是基础阶段,而该课课程设计、装置维护是提高阶段,科研则是本课程的高级阶段。
电力电子技术;仿真实验;课程实验;课程设计;装置维护
“电力电子技术”是电气类专业的一门重要的专业基础课程,内容抽象,实践性很强,主要研究应用电力电子器件组成各类装置,并对电能进行电力变换和控制的技术,并通过对各种电路的波形分析掌握这类装置的原理及应用。
培养具有创新能力的应用型人才是地方本科院校的一项重要任务,也是我国新时期教育改革的一项主要内容。为了培养创新能力的应用方面的人才,课程教学中的实践课程担负着重要的作用。实践教学是大学教学过程中的重要方面,是巩固理论知识、培养大学生创新精神的主要途径,对实践能力的提高具有不一般的意义。而用人单位也更喜欢那些专业实践能力强的学生。开展电力电子技术实践教学方面的探讨对于提高电力电子技术课程的课堂教学质量,培养社会发展需要的应用型人才具有主要的理论和现实意义。
根据培养具有创新能力的应用型人才的目的和电力电子技术课程的特点,探索该课的课程实践教学。实践教学以培养学生的创新能力、实践能力为核心,包括电力电子技术仿真实验、电力电子技术课程实验、电力电子技术课程设计、电力电子装置维护、电力电子技术科研五个方面。在实践教学中,仿真实验、课程实验是基础阶段,课程设计、电力电子装置维护是提高阶段,科研是本课程的高级阶段。
下面对这几个部分别予以论述。
1.电力电子技术仿真实验
引入仿真软件,如MATLAB、PSPICE等。由于电力电子技术课程实验涉及到的是功率比较大的器件等,器件较贵,实验有一定的危险性,利用计算机模拟元器件代替实际元器件在计算机上进行电路再现,既不用担心元件被烧坏,也没危险,学生不一定进实验室,在任何计算机上都能完成电力电子仿真实验。仿真成功,再进实验室,则会收到很好的效果。所以,用计算机仿真实验,改革教学辅助手段,将为电力电子技术的实践教学提供一条新的途径。将电路仿真软件纳入实践课堂教学中,学生自己动手设计实用电路的模型,仿真运行设计的模拟实验。提高了学生的思维能力和动手能力。要求学生掌握一款仿真软件来仿真电路。
2.电力电子技术课程实验
实验教学是培养学生创新、实践能力的基础。主要是培养学生应用知识验证电力电子技术各种不同类型电路的工作原理,使学生具备初步的电力电子技术方面的实验能力。为了达到应有的效果,锻炼大学生的创新和实践能力,采取如下措施:(1)在实验项目中增设设计类实验的比例;(2)进行研究性实验教学。
3.电力电子技术课程设计
重视电力电子技术电路设计,培养大学生的设计思想,设计能力。
课程设计是实践的提高阶段,是训练大学生综合应用知识设计实际电力电子技术应用电路(电力电子装置)。设计内容可包括电路结构、器件选型与参数计算、控制部分设计、保护电路设计等等,使大学生为以后从事装置的设计、开发打下基础。电子器件选型及参数计算、脉冲宽度调制电路设计、驱动及保护电路设计等。通过课程设计让学生具备:从理论到仿真到参数计算再到器件选型,最后具备实验的验证能力。
4.电力电子装置维护
建立电力电子技术维护实验室,收集旧的开关电源、静止无功发生器、有源电力滤波器、各种变频器等等电力电子装置、产品。开始,可以在老师和学长的指导下,对着实物钻研理论,在从理论到实践,通过拆卸、研究、测试、维修这些产品,进行一些具有自己特色的实验,为工程技术奠定基础。利用教师的专业知识,和学生一起参加当地风能、光能发电系统的维护保养,发电厂设备的改造工程以及其他工厂的电力电子装置的维修和调试,组装家用型太阳能发电系统项目等。采用老的带新的方法,让刚接触此项技术的学生参与到这中间来。在指导教师和学长的带领下,通过项目使学生掌握变频调速的工作原理、变频器和变频柜的安装调试技巧、参数调试、电源电路结构和维修技巧、新能源路灯的维修技巧等。
5.电力电子技术科研
由于电力电子技术这门课的综合性、实践性都很强,要求教师应具备过硬的理论知识和工程经验。所以,教师要具有一定的知识储备,经验积累。这是培养能力过强的创新型人才的必备条件。
所谓的电力电子技术学生科研,就是鼓励学生利用学过的电力电子技术及相关知识申报各种电力电子类竞赛,参与老师的电力电子方面的技术科研课题。学生有针对性的学习、探索,从而培养了学生的查阅文献的能力、应用技术解决实际问题的能力等,从理论和实践各方面提升学生的实践、创新能力。
在锻炼创新、动手实践能力的过程当中,要结合具体的研究课题进行专题培训。让学生通过阅读相关专著、文献等把握所研究课题的发展情况及科技界的最新进展。如学生通过参与老师有关太阳能发电的项目,使学生掌握无源逆变电路结构、各种波形,同时学生也熟悉了太阳能发电系统工作原理、系统组成、参数计算和维护。
以上是对电力电子技术实践教学的一些探索。我们从电力电子技术仿真实验、课程实验、课程设计、技术维护和电力电子技术科研等五个方面培养学生实践能力和创新能力为核心的电力电子技术课程实践教学。通过实践摸索,学生的学习兴趣、实践能力、创新能力得到了得到明显加强,符合培养具有创新能力的应用型人才目的。
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张续文(1968-),男,山东曹县人,副教授,任教于六盘水师范学院物理与电子科学系,主要从事电力电子技术、照明技术、音响技术、新能源等的教学和研究,研究方向:电源技术。