基于课程思政的《电力电子技术》课程教学设计与实践＊

王月爱

（陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 710300）

无论家庭生活还是工业生产，每时每刻都需要使用电能，而绝大多数的情况下，电源提供的电能与负载需要的电能不是同一种形式，这就需要电能转换。电力电子技术就是实现电能转换技术[1]。电力电子技术这门课是供电专业开设的理论性和实践性都较强的专业核心课程。课程围绕培养什么人、怎样培养人、为谁培养人的人才培养的根本问题，将政治认同、国家意识、文化自信、人格养成等思想政治教育与电力电子技术课程原有的知识、技能传授有机融合，重构课程内容，优化教学设计，实现显性与隐性教育的有机结合，促进学生自由全面发展，充分发挥教育教书育人的作用[2-4]。

1 基于课程思政的电力电子技术课程目标的确立

根据供电专业培养目标和人才培养方案确定本课程的专业目标和德育目标。

专业目标：

（1）掌握各种电力电子器件的工作原理、特性参数、驱动电路及保护方法；

（2）掌握晶闸管的特性参数及器件选型方法；

（3）掌握可控整流、逆变、交流变换、直流变换等变换的原理、波形分析和参数计算；

（4）掌握分析电力电子装置与设备设计的基本理论与基本方法。

德育目标：

（1）培养学生的工程思维方法及分析与解决问题的能力；

（2）培养学生爱岗敬业、认真负责的工作责任心；

（3）培养学生善于观察、独立思考、敢于创新的工匠精神；

（4）激发学生学习热情和爱国情怀，践行自我人生价值。

2 基于课程思政的电力电子技术教学设计

2.1 教学内容

依据供电专业教学标准、人才培养方案、课程标准，结合专业人才培养目标和定位，以电力电子技术在工程应用中最广泛的实际案例为载体，设计了6个教学项目，将电力电子器件、变流电路、思政教育等融入6个教学项目中[5]。在学习电力电子器件时，着重于典型电力电子器件的基本原理、特性参数和器件应用；在讲授电力电子变流电路时，围绕四种电能变换方式（即交流—直流、直流—交流、交流—交流和直流—直流）开展教学，研究电力电子变流装置的主电路、控制电路及缓冲保护等其他辅助电路，使学生掌握各类电力电子变流系统的基本构成、工作原理、分析方法及系统应用，具备变流系统设计、建模仿真、系统安装与调试的能力，培养团队协作、解决问题的能力和严谨认真、精益求精的工匠精神。图1为课程教学项目设计流程图。

图1 课程教学项目设计流程图

2.2 教学设计案例

以项目一为例，下设四个教学任务，每个教学任务包含对应的知识点、技能点和思政融入点[6]，其能力标准是善用电路基本分析和建模仿真法，实现对可控整流电路的准确分析与计算；通过搭接调光灯电路，借助常用电工仪表测量电路的相关参数，学会分析并解决可控整流电路故障，如图2所示。项目—课程思政融入点，见表1。

表1 项目一课程思政融入点

图2 项目一教学任务图

3 基于课程思政的电力电子技术课程教学实施

本课程采用任务导向的教学法，以学生为主体，借助多样的信息化技术和媒体资源等组织具体教学活动，通过具体任务实施和完成，调动学生的学习积极性，使其既掌握了实践技能，又学会了理论知识。

以项目一为例[7]，任务载体是晶闸管控制的调光灯电路的安装与调试，采用任务驱动教学方法，灵活运用智慧树平台、QQ软件、MATLAB软件、调光灯安装与调试操作过程视频、电路模型设计与仿真视频等信息化手段，依据专业教学标准、人才培养方案、课程标准及职业岗位工作任务设计了“导→析→探→仿→练→拓”六环节的教学活动，充分体现“学生为主体、教师为主导”的教学理念，融入新时代职业素养，将典型电力电子可调整流电路知识与生活中常用调光灯电路相结合，将虚拟仿真和真实操作有效融合，将职业素养和岗位技能贯穿始终。具体实施过程如图3所示。

图3 教学实施过程图

教学实施包括课前预习与测验、课中学练、课后拓展3个模块。

3.1 课前预习与测验

课前，学生在智慧树课程平台上自主完成基础知识预习与测试，教师根据测试结果对个别学生进行线上辅导，随后发布学习资料和任务单，布置课前需要完成的任务，通过学生的完成情况及时调整教学策略。

3.2 课中学练

本项目包括4个由简到难的任务：单相半波整流调光灯电路、单相全桥整流调光灯电路、单相半控整流调光灯电路和三相半波整流调光灯电路。每个任务教学实施过程分为3个阶段：

（1）课程引入。结合典型案例，学生代表汇报课前任务完成情况，教师点评并进行深入分析，引出调光灯学习任务，激发学生的学习兴趣。

（2）任务实施。通过“电路分析”“系统设计”“电路仿真”“电路装调”4个环节，实现全体学生掌握小型电力电子整流装置的电路系统安装设计与调试的相关操作技能。①电路分析。对课前学生不易掌握的内容，教师通过电路动画演示、播放电路仿真视频、解析电路工作原理、推导电路参数计算过程及讲解器件选型原则等，使学生掌握可控整流电路和晶闸管触发电路的组成、结构、工作原理、分析与计算方法，具备简单电力电子变流电路分析能力；②系统设计。在懂原理的基础上，学生查阅资料，小组探究制定调光灯方案，确定调光灯系统由主电路、触发电路和给定电路3个部分构成。随后，开展组内讨论，确定单元电路方案；③电路仿真。为了安全规范操作和节约实训成本，学生先进行电路仿真，在MATLAB软件环境下搭建电路模型并仿真测试，通过电路仿真明确电路的接线方式、工作过程、输入输出波形，合理化器件参数；④电路装调。操作前，老师强调安全用电、调光灯系统的器件检测与安装方法、线路连接基本要求、安全规范操作及安装检查与通电调试注意事项。然后学生进行调光灯系统接线，老师检查接线正确无误后指导学生送电，学生进行电路调试和故障排除。全程教师巡回指导，记录学生操作情况、及时纠错和规范操作，并遵循6S管理，培养学生良好的职业素养，使学生在圆满完成教学案例中的任务、掌握教学重点的同时，达成能力和素质目标。

（3）任务小结。各组任务完成后，学生代表汇报任务完成情况、遇到问题及处理方式；老师点评、总结任务实施过程中存在操作问题及改进措施，以及知识小结。学生组之间评价，推选优秀学员。

3.3 课后拓展

每个任务完成后，学生一是完成课后作业，巩固课堂所学；二是完成课外学习资源（发布于课程平台），提高学习的广度和深度，了解电力电子新业态、新技术、新工艺，提升学生综合问题解决能力。

4 基于课程思政的电力电子技术课程实施效果

（1）“学生为主体”教学理念贯穿始终。将课前测试、任务发布、小组讨论、组间评价等方式贯穿教学全过程，充分发挥学生的主体性，使学生主动参与课堂教学，在强化技能的同时，培养学生自主学习、严谨务实、精益求精的工作态度和爱岗敬业的工匠精神；

（2）层层递进的教学过程，教学效果显著提升。融合了信息化资源的递进式教学过程，层层深入，符合高职学生的认知规律，学生满意度、课后测试正确率、课程任务完成率、电工中级工考证过关率均明显提升，圆满完成教学目标；

（3）学生小型电力电子装置的硬件设计与调试技能明显提升。通过智慧树平台、MATLAB仿真、操作视频、动画等信息化教学手段，激发学生学习兴趣，通过典型电路系统安装与调试，提高电力电子变流系统设计、安装与调试岗位技能，拓展职业发展空间。

5 结束语

电力电子技术发展日新月异，课程教学要与时俱进，需校企合作积累更新教学资源。以提升学生的职业能力为目标，将更多电工中级工考核模块融入课程教学内容中。教师目前以MATLAB仿真和电气电子实训室开展教学，教学案例比较单一，没有拓展到更多企业类型的工业装置，可以通过适当拓展教学内容和课后延伸环节，提升学生对复杂电力电子装置的设计与调试操作技能，做到举一反三，让学生将来更好地适应电力企业生产调试、运维管理等岗位的工作。