电气工程及其自动化专业“电力电子技术课设”教学改革

南京航空航天大学金城学院机电工程与自动化学院 钱 荔

“电力电子技术课设”是电气工程及其自动化专业的一门实践课。课程的教学现状是教学资源无法满足现有的学生人数，教学内容与培养目标有一定差距。本文在现有教学资源的基础上进行了教学模式、教学内容和考核方式的改革，不但可以节省人力物力，还能最大限度的利用现有资源培养学生的工程实践能力，提升学生的社会核心竞争力，为社会输送更多高素质人才。

引言：电气工程及其自动化专业培养的是能够适应社会需要，具备较高专业素养的高级工程技术型人才。“电力电子技术课设”作为电气工程及其自动化专业的一门实践课，是在学习完电力电子技术基本理论课程的基础上进行的工程实践。课程的目的是通过实际的电源系统设计使学生对所学知识有深刻理解，能将所学的理论知识转化为实践，并能触类旁通，应用于其他研究开发工作。

本文对“电力电子技术课设”的课程现状进行了分析，针对课程教学现状存在的问题提出了具体的改革目标和措施，在“僧多粥少”的教学条件下探索出了一条新路。

1 电力电子技术课设教学现状

1.1 学生人数众多与教学资源不足之间的矛盾

电气工程及其自动化专业就业范围广，是比较热门的专业，每年都是院系招收人数最多的一个专业。由于教学计划的学时限制，“电力电子技术课设”的时间只有短短一周，而学生人数众多，每学期的课程数目也多，课程排不开，就出现了多个班级被排在同一周参加电力电子技术课设。这种排课现状使得学生与教学资源之间的矛盾特别突出。首先是学生人数与实验室资源的矛盾。实验室是学生完成课设的主要场所，实验室的空间及硬件资源有限，无法在同一时间容纳所有学生，相应的硬件设备也不多，无法满足所有的学生同时使用。其次是教师资源不足。由于排课原因会造成一个教师同时带几个班的课设的情况，教师的工作任务繁重，很多是重复性劳动，这种情况对教师的体力和精力也是一个极大的考验，按现有的状况，学生人数是教师的几十倍甚至上百倍，教师无法顾及每个学生，疲于应付完成教学任务就无法保证教学质量，教学的效果也会大打折扣。再次是经费不足。电源设计制作需要购买相应的器件、工具和检测设备等，如果学生人数众多，这就是一笔不菲的开支，除了设备的使用年限较长，器件都属于易耗品，不能循环利用。

1.2 教学内容与培养目标之间的差距

“电力电子技术课设”开课的目的是通过实际电源设计来培养学生的项目设计开发能力，研究分析能力和团队协作能力。但受限于课设时间安排、教学资源与经费短缺，早期的授课方式采用的是验证性实验，学生在现有实验模块的基础上稍作改进来实现电源变换设计。验证性的实验并不是真正的实践。学生也得不到真正的锻炼，这与学院的人才培养目标是有一定距离的。

2 课程改革方案

对于“电力电子技术课设”目前的教学现状和存在的问题，需要对课程进行教学改革，在无法改变学时和排课计划，没有额外经费支持的条件下探索出一条新路，最大限度的提高教学效果。

2.1 教学模式改革

项目式教学替代实验教学。原先的课程设计采用做实验的方式，教师主要讲解实验设计内容。实验设计无法培养学生的工程实践能力，只有通过实际的项目设计才能锻炼学生的创新实践能力。所以新的教学模式采用项目式教学，教师讲解项目开发流程与方法。按电子竞赛的方式，以自觉自愿的原则对学生进行分组，每组最多3人，共同完成一个电源设计项目。

分班分组式管理替代集中管理，由于学生人数较多，学生的管理也是一个突出的问题，涉及到学生的安全和实验室的管理。新的模式是采用分班分组式管理，即不同时间段分配给不同的班级，每个项目组由项目组负责人来协调分配组员的任务，因为前期的大量的参数设计和软件设计工作都是在电脑上完成，现在的电脑普及率较高，学生可在宿舍，图书馆自行完成，不用所有人同时待在实验室。这样可以大大提高实验室的利用率，学生的工作效率，减轻教师的重复性劳动。

参照手册自我培训替代教师重复性讲解。原先的课设需要教师花大量时间讲解，并且学生在短时间内还无法消化，从而使教学效果大打折扣。新的教学模式是教师进行项目设计开发流程与方法的讲解，具体的操作由学生自学“电力电子技术课设”实训手册完成。手册的内容包含课程设计所要用到的软硬件说明和相关实例，学生可自行对照进行学习，并可参照手册有目的的查找相关内容，节省了大量的资料查询时间。

2.2 教学内容改革

原先的课设是实验设计，教学内容是讲解实验内容。改革后采用实际电源项目设计，分为软件设计和硬件设计两种。教师主要是进行题目的解析和答疑指导，包括项目开发的步骤和用到的软硬件讲解，详细内容由学生自己学习手册完成。

2.3 考核方式改革

考核方式要能体现公平公正，能真正考察出学生的真实水平。由于课设采用的是项目小组形式，同一组有3个人，3个人共同完成一个项目，必然有分工上的不同，如何考察与评价是十分重要的。考核的方式为答辩和论文两部分。答辩时间包含项目中期和项目结束两个时间段，在课设规定时间段内每个项目组非负责人要参与项目中期答辩、在项目结束时组员必须全部到场，由项目负责人参与答辩。项目结束后的论文撰写为一人一份，要求学生必须手写设计部分，突出自己所完成的内容部分，格式必须符合要求。其中答辩成绩占40%，论文占60%，具体的打分要求按工程认证的方式。

因为学生人数多，不可避免会有学生抽到一样的题目，在这种情况下，采用竞赛的方式，在同等情况下看学生完成的电源的性能指标参数再综合考虑成本，重量等因素给分。

3 结束语

目前“电力电子技术课设”的教学现状是“僧多粥少”，在无法改变教学资源的现状下，本文通过改革课程教学模式、教学内容和考核方式走出了一条新路，最大限度的提升了学生的工程实践创新能力，符合学院的培养目的，为社会培养输送具有核心竞争力的工程实践性人才。

参考：荆红莉，赵鹏等，MATLAB在电力电子技术教学中的应用：榆林学院学报，2015；陈宏，基于Matlab的电力电子技术课程的教学探讨：实验室科学，2013；陈薇，郝雯娟，胡芬巧，钱荔，自动化专业软件类课程教学改革与探索：电子世界，2016。