“电力电子技术及应用”课程教学改革的研究与实践

李谟发 张碧 罗小丽 邓鹏

摘  要：针对当前高职院校“电力电子技术及应用”课程教学内容、教学模式及实践教学环节中存在的不足，以高职培养学生的岗位职业能力目标为指导，结合自身的教学实践，以实际应用产品引出项目化单元，优化教学内容，改进教学模式，改革实验教学过程。教学效果表明，课程改革思路能够激发学生的学习兴趣，学生的理论知识以及解决实际问题的能力得到显著提高。

关键词：电力电子技术  课程地位  教学改革

中图分类号：TM1-4   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）10（b）-0117-02

1  电力电子技术及应用课程的地位

随着科学技术的发展和对电力电子技术研究的不断深入，电力电子技术在更多的领域中得到应用，是现阶段发展潜力最大的一个产业领域，这方面的发展进步能促进我国整体的经济水平和科技水平的快速发展[1]。这也意味着电力电子技术在现代高新技术系统中位于举足轻重的位置。由于其应用范围的广泛，这一领域对于综合性人才的需求也逐渐增加。作为高职学校，应该承担这一领域人才培养的重任。

“电力电子技术及应用”作为学校风电专业群的一门专业技术核心基础平台课程，有电机电器、自动化、新能源装备技术以及风电系统运行与维护专业要学习这门课程，针对这几个专业学生的专业特点以及就业面向的岗位知识结构要求，当前高职院校“电力电子技术及应用”在课程教学内容、教学模式以及实验教学中不能完全满足这几个专业共性的授课要求，因此以风电专业群课程建设为引领，以高职培养目标为指导，结合自身的教学实践，以培养学生的岗位职业能力为着眼点，以项目为单元优化课程内容、改进教学模式、改革实验教学过程这3个方面对该课程的改革提出具体建议，以期提高课程的教学效果。

2  电力电子技术及应用课堂教学改革

2.1 调整并优化教学内容，强调教学重点

课程教学内容的调整并优化是整个教学改革中最重要的一环，直接关系到教学质量的提高与能否激发学生的学习兴趣，教学内容中首先导入具体项目情境，加强学生对教学内容的整体认知。比如对电力电子技术中AC/DC、DC/DC、AC/AC、AC/DC/AC的具体变换电路学习之前，加入对应电路应用的具体设备，如调光台灯、台式电脑电源、电风扇无极调速、变频空调进行项目情境分析。这样更能充分调动学生的学习动力与激发学生的学习兴趣。

其次，在教学内容改革上，对于高职学生的教学，主要能以应用为主，就电力电子器件的开关特性、工作机理和电气参数可以进行简要介绍，重点阐述其选用依据、引脚及好坏判别;在对整流电路、斩波电路、逆变电路及交流调压电路分析时，把每种电路的应用发展方向引入课堂内容，对电路中的能量流向、计算等内容简单介绍，对电路中的波形分析也要有所取舍，重点掌握输入、输出波形即可，每个器件的波形分析将加重学生学习难度。把教学的重点放在应用电路上[2]，体现“管为路用、以路为主、重在应用”的原则，以期提升学生解决实际工程问题的能力。将课程教学重点由原来的相控整流电路原理分析调整为MOSFET、IGBT等全控型器件及功率模块组成的斩控电路应用。主要方向为调整以培养职业能力为本位的教学内容。

2.2 改进教学模式和手段，激发学生学习兴趣

如何从“以教师为中心”过渡到“以学生为中心”，关键在于教学模式的变革，课前准备和自主学习。翻转课堂教学模式与信息化教学手段就能体现出其优势，即把课程教学分3个不可分割的部分，即课前—课中—课后这3个环节。

（1）课前，教师根据项目化教学内容要求，设计好教学计划。思路是先引导学生的学习积极性，主要体现出本课程的应用性，具体做法为搜集相关的图片、视频、制作形式多样的多媒体课件、微课等，向学生充分展示电力电子技术在我们日常生活中的应用。这些资料通过微信群、QQ群以及老师教学空间等网络工具向学生发布;课前影像资料中提出些简单明确的学习任务，让学生体会到课中的学习重点。教师指导学生建立学习小组，相互督促，团结协作，共同参与完成项目的课前学习[3]。学生根据自身特点和时间安排，在指定网络上查找学习资料进行课前学习，也可将学习资源下载保存随时学习。

（2）课中，课中教学的目的是为了帮助学生解决自学过程中的难题，帮助学生消化所学理论知识，并指导学生对理论知识进行应用和巩固，具体教学过程如下。

项目任务点评与问题梳理，对学生自主学习和项目实施过程中遇到的难题做统一梳理和问题回馈，并对项目任务完成的效果进行评价。

课中内容授课手段主要以信息化手段进行，电力电子理论分析时，关键是使图形、波形动起来，所以采用了Matlab/Simulink搭建电路进行仿真教学[4]，用Flash制作开关通断变化，能量流动变化动起来的课件，让学生直接感官感受电路分析原理。这大大改善了课堂讲授效果。

课堂教学中，安排交流讨论环节，把教师准备的问题抛出来，以小组的形式进行讨论总结，鼓励学生发散并积极思考，培养学生的团队协作意识和自主创新精神。

（3）课后，在每一个项目任务完成后，都有一个综合性的模块化的测验，便于学生自主地对学习内容进行主动的总结和差缺补漏。

由于将课堂中的教学声像资料上网，学生如在测验中遇到问题，也可以利用网络来随时随地学习该课程知识，查找问题[5]。这种利用网络平台的教学方式，可以弥补传统课堂教学的不足，提供灵活的学习模式和大量丰富的学习资源。

在实施过程中，取得了一定的成效。学生学习积极性与课后交流明显感觉采用翻转课堂教学模式与信息化教学手段的教学效果使學生的能力得到了提高。

3  电力电子技术及应用实验教学改革

3.1 综合选用实验内容，提升学生的工程应用水平

实验教学在电力电子技术课程中占有重要地位，过去开设的实验中，主要目的是检验已有的实验成果和课堂基本电路的知识，学生感到收获较小。因此，有必要对实验内容进行调整。实验教学内容分两个部分进行，即必做与选做，必做为每个项目内容对应的基本电路原理验证性试验。包括：单相半波可控整流电路;单相全控桥式整流电路;直流斩波电路;单相交流调压电路;脉宽调制逆变电路。对于必做实验，训练过程中，对于常用电力电子器件的正确使用、电力电子技术实验基本实验仪器设备的使用必须熟练掌握，就实验技能和科学实验的基本方法反复训练，以期牢固掌握。实验过程中，就课本基础理论知识得到加强。

选做实验为开发设计性试验，根据学校已有电力电子综合平台开发，学生可在实验室开放时间段来做，如进行得好的同学，也可以作为毕业设计课题深入学习。选做试验包括：直流电机调速;三相绕线异步电机串级调速;稳压电源;SPWM变频调速;全控型器件驱动与保护。根据实验项目，教师确定方案，学生自己安装电路并调试，由实验室专管教师辅导完成。同时鼓励学生参加教师的教科研活动，调动学生的学习积极性，培养学生的创新能力。

3.2 改革实验教学方法，培养学生自主学习的兴趣

过去的实验教学中，实验前，教师对电路安装、调试与故障都要进行反复讲解，即使在三强调，学生实际实施时，总会碰到很多问题，出现问题即找教师排除故障，学生对教师的依赖性大，一两个老师根本忙不过来，实验效率很低。对此，提出了一套改进的实验教学方法，对电路实验的安装与调试细节，教师示范，拍成微视频，将学生遇见过的问题汇总，做成文档，把这些资料通过互联网渠道发给学生，形成“互联网+实验教学”，这种做法大大提高了实验效率[6]。学习能力好的学生，在课堂还可以进行开发性的实验。在实验教学过程中，为了使学生认识到实验的重要性，教师采用启发式进行指导，主要是多引导，多启发，提出分析问题的方法，指出解决问题的途径，学生通过独立思考和自学能力的提高，自己寻找解决问题的具体方案，并在实验中加以检验，提高了学生分析问题解决问题的能力。

4  结语

随着国家将新能源产业作为国民经济的战略先导性新兴产业加以扶持，电力电子行业正迎来良好的发展机遇，新兴行业需要高素质的电力电子技术类专门人才，“电力电子技术及应用”课程教学改革必将为提高专业人才培养质量奠定基础。因此，电力电子技术的教学改革是一项长期系统工程，课程改革中动态补充新技术、新方法。整合教学内容、创新教学模式、改革实验教学过程这3个方面，对“电力电子技术及应用”课程进行了改革探索，取得了较好的教学效果。

参考文献

[1] 蒋伟，李玉秋，陈震，等.高职院校《电力电子技术》课程教学改革实践[J].黑河学院学院，2014（6）：67-70.

[2] 姚月琴.以“工程应用”为载体的电力电子课程开发与实践[J].中国电力教育，2010（28）：97-98.

[3] 吴倩，吴磊，窦伟山，等.高职院校《电力电子技术》课程教学改革的思考[J].科技教育，2017（4）：183-184.

[4] 李晓英，王兴贵，杨维满，等.基于OBE的“电力电子技术”教学改革[J].电气电子教学学报，2018，40（1）：45-48.

[5] 郭利辉.基于翻转课堂的电力电子技术课程教学模式构建[J].许昌学院学报，2017，36（2）：139-142.

[6] 付丽君，孙金根，吴东升，等.教育信息化趨势下“电力电子技术”教学探索[J].电气电子教学学报，2017，39（2）：54-56.