“新工科”背景下“电力电子技术”课程教学存在的问题及对策

王 翠，杨小品，李 瑾，孙小强，卢 莉

(南昌工程学院 机械与电气工程学院，江西 南昌 330099)

习近平主席在“2014年国际工程科技大会”上强调指出：“未来几十年，新一轮科技革命和产业变革将同人类社会发展形成历史性交汇，工程科技进步和创新将成为推动人类社会发展的重要引擎[1]。”为主动应对新一轮科技革命与产业变革，2017年2月以来，教育部积极推进“新工科”建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，系统地部署了“新工科”建设工作，并提出了具体的指导意见，明确了我国工科教育需要持续培养“新工科”人才以支撑国家实施创新驱动的发展模式。

电力电子技术是适应社会经济发展而产生的新兴技术，主要是利用电力电子器件实现电能的转换和控制。其应用非常广泛，大到目前国内外高度关注的新能源发电设备、电能传输设备，小到日常生活中的各种家用电器。当前，各高校正在积极推进“新工科”建设，践行“新工科”教育。其中，“新工科”专业建设主要针对新兴产业领域，新能源科学与工程就是其中非常重要的一个专业。该专业旨在培养能够掌握新能源转换与利用原理、新能源装置及系统运行技术等专业知识的人才[2]。

“电力电子技术”课程的相关知识是新能源转换与利用电学部分的基础知识，更是一门理论与应用相结合、实践性很强的专业基础课程[3-4]。因此，本文根据“新工科”建设的内涵和特征[5]，从“新工科”人才培养对“电力电子技术”课程教学提出的新要求、应用型本科院校“电力电子技术”课程教学存在的主要问题以及应对策略这3个方面进行探讨，旨在为“电力电子技术”课程教学提供新方法、新思路，以加快高校“新工科”专业建设的步伐。

1 “新工科”人才培养对“电力电子技术”课程教学提出的新要求

基于“新工科”建设培养创新人才和工程技术人才的需要，按照“天大行动”提出的“问技术发展改内容，更新工程人才知识体系”“问学生志趣变方法，创新工程教育方式与手段”的行动路线要求，“电力电子技术”课程教学必须紧跟时代技术发展的需求，更新教学内容和教学方法，实现地方高校对区域经济发展和产业转型升级发挥支撑作用。

1.1 教学内容新要求

目前，地方应用型本科院校“电力电子技术”课程教学普遍存在重视传授传统专业系统知识、选用教材老旧、轻视对知识的更新等问题。这与“新工科”建设以及当前的社会需求不符。随着现代科技迅猛发展，电力电子技术知识更新速度也随之加快，新型材料的研发成功促进了大量更高性能的器件以及新的电路拓扑出现，使电力电子技术的应用范围不断扩大，社会对电力电子技术人才需求的内涵也发生了深刻变化。例如：以宽禁带半导体SiC和GaN材料制造的Mosfet和IGBT器件的出现，相应地产生了大量的新电路拓扑，以及对新的驱动电路研究。因此，“电力电子技术”课程教学必须从工程人才知识体系着手，及时更新教学内容，将新知识、新理论和新技术充实到教学中，为学生提供符合当前社会发展需要的课程体系和教学内容，培养学生的工程意识和创新能力。

1.2 教学方法新要求

随着科学技术发展，我国的本科教育对学生创新能力和综合素质培养的要求不断提高，且逐渐从专门人才培养向通才教育转变，致使单门课程教学学时减少，但教学内容不断增加。传统的教学方法已经不能适应新时代的教学需求。为了实现“新工科”的教育目标，有必要对传统的教学方法进行改革，将“以教师为中心”的填鸭式教学转变为引导学生主动学习、主动实践，通过在学习和实践过程中产生疑惑和发现问题来激发学生的学习兴趣和热情。

1.3 地方经济发展新要求

“新工科”建设复旦共识强调了地方高校要对区域经济发展和产业转型升级发挥支撑作用。电力电子技术作为一门应用于新能源科学与工程的新兴电子技术，是国民经济和国家安全领域的重要技术支撑。其作为能源变换和控制的基础，在非常广泛的领域内促进了传统产业的转型和升级。专业特色鲜明的应用型地方高校在“新工科”建设的大背景下实现“电力电子技术”课程教学改革，服务地方经济发展和产业转型升级是教育的根本目的，也是“新工科”建设对“电力电子技术”课程教学提出的新要求。

2 “电力电子技术”课程教学存在的主要问题

2.1 课程教学模式亟需改革

当前，“电力电子技术”课程教学大多采用“课堂理论教学+验证性实验+课程设计”的传统教学模式，以教师为主体，采用满堂灌及填鸭式的教学方法。学生被动学习，主动性不强，参与度不高，课堂气氛不活跃。同时，这种教学模式过分强调对理论知识的分析和讲解，忽略了课程的应用性与实践性，忽视了学生的主观能动性和主体学习需求，课程教学效果不理想。

2.2 教学观念和人才培养目标定位有待转变

当前的“电力电子技术”课程教学观念已经不适用于“新工科”对电力电子技术人才培养目标的定位。长期以来，应用型本科院校在人才培养上侧重模式化，理论知识点传授较多，缺乏对知识应用、工程意识和实践能力的培养，与未来新兴产业和新经济对涉及电力、电子、控制等强弱电交叉的电力电子技术的人才培养相冲突。学生缺乏动手能力和实际应用能力，不能满足用人单位的要求。

2.3 教学与产业需求脱节

应用型本科院校在电力电子技术人才培养上存在教学与地方经济发展和产业需求脱节的问题。长期以来，“电力电子技术”课程教学主要是针对整流、逆变、斩波、交-交变频等电能变换电路典型拓扑的讲解，存在大量的理论公式推导、电路图和波形分析等。课程教学的落脚点仅仅是一个个孤立的知识点，并未因地制宜地将“电力电子技术”课程教学与区域产业结构以及市场需求紧密结合起来，出现大量毕业生“就业难”和企业“用工荒”并存的现象。

2.4 教师实践经验匮乏

近年来，由于高校大量扩招，许多高校办学规模迅速扩大，师资队伍也急需扩充，新引进的青年教师数量迅速上升。大多数青年教师都是从“学校”到“学校”，缺乏电力电子技术工程实践经验，难以承担“新工科”对电力电子技术人才培养的重任，课程教学的质量不高。

2.5 学生实践能力有待加强

“电力电子技术”是一门综合性学科，技术更新快、与工程实际联系紧密，涉及的基础知识比较广泛，要培养符合“新工科”要求的电力电子技术人才，就必须注重加强对学生工程实践能力的训练。但是，往往很多应用型本科院校(特别是地方院校)的“电力电子技术”实习实训基地建设缺乏系统的规划，仪器设备陈旧落后，实训工位不足，导致学生动手实践能力严重不足，不能运用所学知识解决复杂的工程技术问题。

2.6 校企协同机制缺失

“新工科”建设倡导校企协同合作[5]，让学生参与到企业工程项目中学习，这是“电力电子技术”课程教学非常重要的一环。理论上校企协同合作是双赢，但实际教学过程中存在很多困难，校企合作挂牌子、走过场等名不副实的现象普遍存在，一定程度上影响了电力电子技术人才的培养。

3 “电力电子技术”课程教学中存在问题的应对策略

3.1 改变传统教学模式，引入项目式教学新方法

针对应用型本科院校“电力电子技术”课程教学存在的问题，可将项目式教学应用于“电力电子技术”课程教学。项目式教学以培养学生的知识、能力和职业素养为教学目标，以工程实例项目为教学主线，涵盖了从研发到产品运营的整个周期，以学生为中心，教师为辅助，利用情景、协作、会话等形式引导学生主动学习，充分发挥学生学习的主动性、积极性和创造性[6]，使学生在完成项目的过程中“做中学”和“学中做”，实现学生对知识的重新构建，培养学生的创新能力和协作精神，提高学生的工程应用和社会职业能力。

3.2 重新定位人才培养目标，转变课程教学观念

根据“新工科”对电力电子技术人才实践和创新能力的培养要求，保证项目式教学模式的顺利展开，有必要转变 “电力电子技术”课程教学观念。以培养学生实践和创新能力为出发点，制定相应的教学大纲，结合专业特色及“电力电子技术”的实际应用，把教学知识点模块化，及时更新教学内容，确定教学目标。强化“电力电子技术”课程实践与理论的紧密衔接，提高学生的工程意识和实践能力，将大的知识模块细化为一个个具体的项目，将有限的教学资源投入到实用、可行、难度适中、综合性强的项目中，注重所选项目与其他电气类课程在专业知识体系平台上的融合。确保学生在完成项目的过程中能够灵活运用已有知识，学习并掌握新的知识和技能。学生在解决新的工程实际问题的过程中，巩固理论知识，提高实践能力，养成良好的职业道德、职业习惯以及团队合作精神。

3.3 结合地方产业需求，确定课程教学内容

为了提高毕业生的社会竞争力和学校自身的区域服务能力，高校应该全方位考虑地方产业对人才的需求以确定教学内容，培养符合企业需求的人才，提高电力电子技术人才的职业适应能力。以南昌工程学院为例，学校坐落在南昌市高新区，紧邻南昌航空工业城，地理位置优越。从高校服务地方产业发展出发，学校可以聘请航空工业技术人员全程参与到“电力电子技术”课程项目式教学中，包括“电力电子技术”教学目标制定、具体项目设计、项目的实施以及对项目完成情况的评价和考核，有针对性地培养适合航空工业需求的电力电子技术人才。

3.4 加大教师实践培训力度，提高师资队伍的工程教育素质和水平

高校教师的工程教育素质和水平决定了工程技术人才培养质量的高低，因此必须建设一支高水平的工程教育师资队伍。学校应该不断地选送优秀青年教师到企业工程岗位上进行实践和锻炼，丰富教师的工程技术经验，提高教师的工程教育素质和水平，使教师具备相应的专业素养，能够独立完成教学项目，熟悉项目完成过程中可能出现的各种问题以及解决办法，高质量地完成“电力电子技术”课程项目式教学任务。以南昌工程学院为例，南昌航空工业对电力电子电源技术的要求非常高，有大量的工程实践机会。选送优秀教师到相关企业进行培训是教学的需要，也是教师提高自己专业业务水平的最有效途径，同时企业也乐意为教师提供实践机会。

3.5 加强学生创新实践教育，完善校企合作机制

为了提高学生的实践和创新能力，加强对学生的创新实践教育是必不可少的。针对“电力电子技术”课程项目式教学的目标和任务，学校应加大对电力电子技术创新创业实践基地的建设力度，改善教学条件，为项目式教学的顺利实施提供实践平台。同时完善校企合作机制，与企业签订实习合作合同，让学生参与到企业的实际工程项目中。学生在企业实习过程中遇到问题可以寻求企业导师的帮助和指导，从而提高学生的实践能力和创新能力，提升学生的职业素养。

4 结束语

“电力电子技术”是一门实用性、工程性和综合性很强的专业基础课程。在“新工科”专业建设的背景和要求下，对“电力电子技术”课程的教学改革更是一项复杂而系统的工程。针对应用型本科院校“电力电子技术”课程教学过程中存在的问题，分别从教学模式、教学观念、教学内容、师资建设、学生创新实践教育与校企合作5个方面提出了应对策略，为“电力电子技术”课程教学提供了新方法和新思路。