高校《电力电子技术》课程实践教学研究

侯志坚

摘 要：《电力电子技术》是电气工程专业的基础课程，《电力电子技术》课程的实践教学不仅可帮助学生巩固课堂所学的理论知识，而且还有利于锻炼学生的实践操作能力及解决实际问题的能力，促进学生的全面发展。文章简单分析了当前高校《电力电子技术》课程实践教学当中存在的问题，并自教学内容、教学模式及教学考核方式三方面提出了高校《电力电子技术》课程实践教学的改革措施，以为提高《电力电子技术》课程实践教学的质量与效率提供若干建议。

关键词：《电力电子技术》；实践教学；教学内容；教学模式

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）08-0101-03

Abstract： "Power Electronics Technology" is the basic course of electrical engineering. Practical teaching of "Power Electronics Technology" can not only help students to review the theoretical knowledge they have learned in class， but also help students to improve their practical ability to solve practical problems and promote the all-round development of students. This article briefly analyzes the existing problems in the practical teaching of "Power Electronics Technology" in colleges and universities and puts forward the reform measures of practice teaching in the course of "Power Electronics Technology" from the aspects of teaching content， teaching mode and teaching evaluation mode. A number of recommendations are provided to improve the quality and efficiency of practice teaching of "Power Electronics Technology" course.

Keywords： Power Electronics Technology； teaching practice； teaching content； teaching mode

引言

電力电子技术起源于20世纪50年代以后，发展至今，其已不再是一门单纯的电力电子学科，而是综合了电力、电子及控制等方面的技术性学科。对于电气工程专业学生而言，《电力电子技术》课程属基础性课程，具强实践性。近些年来，伴随教育改革的不断深入，高校越来越重视培养学生实践操作能力，针对《电力电子技术》课程，也愈发关注其实践教学，并正逐步改革其教学体系、教学方法及考核方式等，以提高《电力电子技术》课程实践教学的效率及质量。

一、当前高校《电力电子技术》课程实践教学所存在的问题

伴随经济的发展、社会的进步，现在人们已非常清楚人才对于一个企业、一个行业发展的作用和重要性，由此，对于培养优秀人才的重要阵地——高校的发展也给予了高度的重视。近些年来，随着素质教育观念的深入人心，虽我国高校《电力电子技术》课程的教学取得了一定成就，为相关行业的发展输送了大批优秀人才，但其实践教学仍存在诸多问题，具体的表现在以下方面：

（一）实践教学内容陈旧，无法激发学生学习兴趣

当前多数高校的《电力电子技术》课程的实践教学是采取“教师先演示，学生再模仿”的方式进行的，即先由教师将实践操作演示一遍，然后学生依样模仿，最终实验结果与书本上的实验结果基本相符即可。此教学方法简单，且操作的可行性较强，但在整个过程当中，学生毫无独立思考的空间和机会，虽有操作行为，却是“知其然，而不知其所以然”，只是单纯模仿，并不了解实验的目的，也无从自实验当中得到启发。

（二）实践教学项目单一，缺乏综合性及设计性实验

伴随素质教育理念的广泛传播与普及，近些年来，很多高校都对本校的教学方式有所改革，开始注重实践课程的教学。但多数高校的《电力电子技术》课程的实践教学主要是利用实验箱进行操作，且只是让学生进行验证性实验，而极少涉及综合性及设计性实验[1]，实践教学项目相对单一，这既降低了学生参与实践教学的兴趣，同时也无法培养学生创造性思维能力，不利学生综合能力的培养。

（三）实践课程设计脱离实际生产，实用性不强

现多数高校的《电力电子技术》课程的实践教学均是依教材内容进行安排，实验项目也是依教材内容进行设计，而未与实际生产相互连接，忽略了课程设计的目的及意义[2]，致课程设计脱离实际生产，即使有再多实验项目，可能也无法锻炼学生解决实际问题的能力，这样也就失去了实施实践教学的意义。

（四）实践教学考核方式不科学

现多数高校对于学生《电力电子技术》课程实践教学的考核均是依学生的实验报告及设计报告进行评价，而忽略了考核学生的实际应用能力。因实验项目多为验证性实验，只需得到与书本结果一致的实验结果即可，这样就会使得学生不认真对待实验操作，甚至会发生抄袭的恶劣现象，极不利培养学生解决实际问题的能力。此外，对于学生的考核虽分为理论及实践两部分，但最终却还是偏向于理论方面的设计，而很少涉及实践操作，部分实验的考核还是利用仿真软件来完成的，真正的成品极少。

二、高校《电力电子技术》课程实践教学改革措施

（一）改革教学内容，改进教学方法

高校《电力电子技术》课程实践教学的教学质量及效率在很大程度上受教学内容及形式的影响。为充分发挥实践教学的作用，就有必要先将教学内容进行改革，同时注意改进教学方式，以激发学生学习兴趣，使学生能主动并乐于参与实践教学活动当中，促进《电力电子技术》课程实践教学的顺利开展，进而真正培养学生实践操作能力。具体地，可从以下方面着手：

1. 优化验证性实验

当前，我国高校在《电力电子技术》课程实践教学当中所安排的验证性实验有很多，如电力电子器件检测、单相交流调压实验、单相及三相整流实验、单相及三相交流调功实验、单相SPWM逆变实验等，这些实验的技术及知识含量较高[3]，在进行教学时，一方面，教师要明确实验课程内容，在学生进行实验操作前，要为学生讲解各类电路性质、技术指标、实验方法及操作流程等，保证实验的安全性，也促进实验的顺利完成；另一方面，教师还应准确评价学生的实验设计，帮助学生寻找更多实现实验操作的方法，以培养学生创造性思维能力。此外，教师还应加强与学生的沟通和交流，与学生进行讨论，共同提出实验课题，让学生自行进行实验方案的设计，列出实验所需的仪器及设备，再着手实施实验操作，并对实验结果进行正确处理。在对验证性实验进行优化后，高校《电力电子技术》课程的实践教学有效改变了传统的“依葫芦画瓢”的学生实验操作法，让学生“亲力亲为”地完成了整个实验，避免了学生“应付了事”。

2. 引进创新型实训

实践教学是对理论教学的有力补充，不仅可验证理论教学的真实性和正确性，而且还可将通过理论教学所获取的知识应用于实践当中，以解决实际问题。在进行《电力电子技术》课程的实践教学过程当中，若仅有验证性实验，尚无法很好地应用所學到的理论知识，为此，有必要在实践教学当中引进创新型实训，以培养学生创新意识及能力，同时也提高学生的实际分析及解决问题的能力。教师应充分发挥其引导作用，启发学生思路，让学生进行独立思考，激发并调动学生主观能动性，让学生独立自主完成整个实训。如，在学生学习完交流调压相关知识并完成相应验证性实验之后，即可让学生进行“调光台灯电路”的实验项目，教师只提实现多段式亮度调节的相关要求，并为学生提供几个参考思路，如可利用交流调压进行控制，或是利用新型控制芯片进行交流调压从而实现控制等[4]，然后让学生自行查找相关资料，并进行电路的设计、安装、调试等。整个过程当中，教师只给予必要的指导，实验项目基本由学生自行完成，使学生真正意义上的“完成”了实验操作，同时，学生为完成实验项目，会想到很多突破性的实验方法及思路，有效锻炼了学生的创新思维能力。

（二）改变传统教学模式，改善教学条件

对于《电力电子技术》课程而言，教学模式及教学条件在很大程度上也会影响其实践教学的开展及教学效果，进而影响学生实践及创新能力的培养。良好的教学条件可给予学生更多进行实践操作的机会，教学模式的改善也会让学生有更大的实践空间。为此，高校有必要改变传统的教学模式，同时改善《电力电子技术》课程实践教学的条件。具体地，可从以下方面着手：

1. 采取“教、学、做”一体化的教学模式

“教、学、做”的教育理念源于我国教育家陶行知，其倡导将“教”和“学”与“做”相互结合，即将理论与实践相互结合，在学习的过程当中进行实践，在实践的过程当中加强学习。《电力电子技术》课程是一门具实践性的课程，其不仅注重理论知识的传授，更注重学生实践能力的培养。为能提高《电力电子技术》课程实践教学的质量及效率，在实际教学过程当中，也可采取“教、学、做”一体化教学模式。如，在进行“交流调压”的教学时，教师就可采取于实验室当中实施理论课教学的方式，一边进行实验，一边将相应的理论知识穿插进去，具体地，第一，可在为学生展示双向晶闸管器件的同时让学生实施器件测试操作，以了解器件的特性；第二，在教授“交流调压电路的工作原理”时，教师可在为学生讲解相关理论知识的同时，让学生利用相关仪器连接电路，实施电路实验，并让学生对波形进行观察，从而了解电路的特征；第三，让学生自行实施调光台灯的实训操作，包括安装、调试、故障分析及处理等，在实训当中慢慢消化所学的理论知识，并逐步掌握相关知识及技能。整个过程当中，教师完成了理论知识的授予，同时学生也完成了相应的验证性实验，感性与理性认识相互结合，既加强了学生对于理论知识理解，又帮助学生将所学知识进行了巩固，有利学生深入理解并应用所学知识。要注意的是，在整个过程当中，一方面，教师应及时收集学生所存在的共性问题，并积极组织学生进行讨论，在解决问题的同时还可对所学知识进行总结和强化，有利学生对理论知识认识的升华；另一方面，教师应有目的性的向学生提出项目要求，并结合学生实际情况，包括学习能力、知识水平等，为学生设置不同层次的项目要求；此外，在必要时，还应给予学生相应的提示和指导，以引导学生进行深入思考。

2. 加强建设开放性实训室

建设开放性实训室，主要目的在于培养学生的实践操作能力以及发现、分析和解决实际问题的能力，从而促进学生的全面、综合发展。开放性实训室所配置的设备具强先进性，同时设计性及开放性也较高，与专业基础教学需求相符，可很好地满足《电力电子技术》课程的实践教学需要。加强建设开放性实训室可为学生的实践训练提供良好的技术支持，于开放性实训室进行《电力电子技术》课程的实践教学，校方可依学科特征、教学内容、教学目标及学生实际情况选择恰当的教学形式，以取得良好的实践教学效果。如，高校可组织学生成立科技创新小组，组内学生可参与实践项目的研究与开发，与教师共同合作，完成校企合作项目，或是为校企合作项目提供技术服务，平时可负责管理开放性实训室，并做好室内实验设备的维护工作[5]，这样一方面可提高学生实践操作能力，另一方面有利培养学生的责任心，从而提高学生的综合素养。此外，高校还可利用开放性实训室开展电力电子类竞赛，如电子制作大赛、电子设计大赛等，使学生能将所学理论知识应用于实践当中，并发挥自身创新能力。

3. 开发虚拟实验

伴随科学技术的发展，现各行业当中不断引入虚拟技术，教育行业也不例外。现多数高校的《电力电子技术》课程实践教学受时间及空间的限制，所能设置的实验或是实训非常有限，只是按部就班的进行验证性实验，很多学生的兴趣并不浓厚，不少学生会想到新方法来进行验证性实验，但受实验室条件的限制，多数想法只能作罢。再者，若是计划外的实验，不管是学生、教师亦或是学校，要准备好实验器件、设备、仪器等，均需很长时间。为此，就有必要在进行实践教学的过程当中开发虚拟实验。通过虚拟实验一方面可让学生直观地看到相应实践课程的演示及理论分析过程，如利用Multisim2001仿真实验可全面演示《电力电子技术》课程中的相关实验，并为学生展示相关理论知识；另一方面，为《电力电子技术》课程实践教学提供了一种新的教学方法，可有效节约教学成本，提高教学效率；此外，虚拟实验的展示还为学生提供了一种新的学习方法，为开发学生创造性能力提供一个新工具，使学生有了更好地平台来展现自身的创造性思维。

（三）改善教学考核方式，建立科学激励机制

对教学进行考核的目的在于了解学生的学习效果，并检验学生应用所学知识解决实际问题的能力。考核是教学的“指挥棒”，对于教学的考核内容及方式在很大程度上决定了教师的教学方式及学生的学习方式。传统对于《电力电子技术》课程实践教学的考核多依靠学生实验报告及设计报告进行评价，此考核方式非常片面，致学生综合素养的培养受限。为能考核学生综合能力，就必须建立科学的考核制度，并改变传统的考核方式。具体地，可从以下方面着手：

1. 优化考核内容，重视考核学生实践过程

在对学生《电力电子技术》课程实践教学成绩进行考核的过程当中，可将学生实验报告或设计报告作为考核指标之一，同时综合考核学生日常实践教学的表现，将学生每次实验及实训成绩也纳入考核内容当中。如，可将学生实践教学的最终成绩分为两部分，一部分是学生日常实践考核成绩，占60%，包括日常实践课程当中学生的实验表现、操作技能、实验结果、实验创新等指标，具体地有学生实验态度、实验方法、实验技能、规范操作、创新能力、探索能力等内容，以对学生平时实践课程的学习表现及成绩进行考核；另一部分是实践操作考核成绩，占40%，即考核学生的实践操作过程。通过对考核内容进行优化，让学生认识到实践教学的重要性，也激发学生对于实践课程的兴趣，同时还可保证学生成绩的客观、公平，最终达到培养学生实践操作能力及知识应用能力，从而提高学生的综合能力及素养。

2. 建立科学的激励机制，激发教师与学生主动参与实践教学创新

激励机制的建立不管是对于学生亦或是教师，都是一种有效的管理方式。为能激发教师及学生主动参与实践教学的创新当中，就有必要建立科学的激励机制。针对积极主动参与实践项目的学生，应给予一定奖励，或是物质的或是精神的，如给予现金奖励或是加学分，以激发学生的参与兴趣，从而提高学生实践操作能力；针对辅导学生参与实践项目的的教师，也应给予一定奖励，如可将此作为教师年度评优或是晋升职称的考核标准之一，以激发教师参与创新实践项目当中。而为能让教师及学生顺利参与实践项目的创新当中，高校应加强与企业之间的合作，让学生有机会参与实际的实践工程项目当中，如定期组织学生进入企业对生产流水線及电力自动化设备进行考察，这样既有利提高学生的实践操作能力，又可有效节约高校的实践教学成本，同时还可拓宽学生视野，让学生看到电力电子技术在实际生活当中的应用，从而激发学生的学习热情。另外，通过参与实际的实践工程项目，学生交际、解决问题的能力、团队协作能力也会有所提升，进而提高学生的综合能力。

三、结束语

总而言之，高校《电力电子技术》课程是一门具强实践性的课程，此课程的实践教学对于学生理论知识的巩固及实践能力的锻炼具非常重要的作用。在进行此课程的实践教学过程当中，教师应转变传统观念，自教学内容、教学模式及教学考核方式等方面入手，在加强学生理论知识教学的同时，还要特别注重培养学生进行实验操作，尤其是综合型及设计型实验的操作，以为培养与社会发展需求相符的优秀复合型人才打下良好的基础，促进学生综合素养的提高。

参考文献：

[1]宋仁银.应用型本科高校《电力电子技术》课程实践教学探析[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2016，15（05）：40-42.

[2]王鹏凯.高校电力电子技术课程教学改革与实践[J].当代教育实践与教学研究，2017（12）：206.

[3]李建军.电力电子技术课程实践教学的探讨[J].科技创新导报，2014，11（29）：189.

[4]陈新河，杨汉生，周波.《电力电子技术》全方位实践教学[J].自动化与仪器仪表，2015（03）：186-189.

[5]裴玖玲，孙少杰.电力电子技术实践教学探索[J].科技视界，2015（20）：50.