電力電子技術課程的教學設計與實踐

電力電子技術主要通過應用電力電子器件對電能及進行控制與變化進行研究的科學，本質上為電 氣電力、電子與控制領域中的交叉學科。另外電力 電子技術在快速發展背景下逐漸在工業生產中得到 了應用，并取得了良好效果，對社會生活產生重要 影響，是傳統產業以及高新技術產業發展過程中必 不可少的關鍵技術。而在電力電子技術高素質人才 培養過程中應重視對課程教學合理改革，并在實踐 過程中培養電氣專業學生對電力電子技術總體應用 水平與能力，使之能夠符合當前社會生產生活對社 會對電氣類高水平專業人才以及應用型現代化人才 的需求與要求。
1、電力電子技術課程的教學特點
電力電子技術課程具有較強專業性與實際應用性，不僅在一般工業中廣泛應用，同時在照明、 空調家用電器以及計算機系統等其他領域中均有應 用。在電氣專業中開展電力電子技術教學可使學生 學習并掌握電力電子線路理論知識與實踐技巧，為 后續專業課程學習提供基礎，在此基礎上使其能夠 獨立思考，將知識合理應用于實際工程技術問題解 決中。但在進行電力電子技術課程教學時仍存在 以下幾方面問題：（1）學時安排存在問題。當前 電力電子技術課程處于快速發展過程中，其知識內 容、課程體系越加豐富，不僅包含專業理論知識， 同時設計更多實踐應用知識。但在實際教學中這一課程教學內容以及學時安排存在明顯缺陷，并未及 時有效對課程進行改革，尤其對實踐應用教學學時 不斷減少，導致學生實踐應用能力差，對理論知識 掌握深入性差。（2）課程實驗內容相對陳舊，即 沒有根據當前電力電子技術在生活中應用實際情況 制定對應實驗內容，而是以傳統實驗內容為主進 行教學，導致實驗獲得知識較為陳舊[1]。例如目前 電力電子器件從傳統半控型逐漸發展為全控型，并 且應用范圍愈加廣泛，但在教學中應用教學實驗內 容仍集中于半控性器件，同時多以驗證性實驗為主 導，對于學生能力以及創新性培養不利。（3）由 于目前電力電子技術教學內容在設置上與學生專業 以及教學需求等存在較大差別，更加注重理論知 識，加之教學中教師采用教學方式單一，并未結合 課程特點展開系統化、科學化教學，進而導致學生 整體學習興趣偏低，教學效果差。
2、電力電子技術課程的教學實踐
課程教學的設計。培養學生具備豐富專業知識以及扎實理論知識，并在實踐中合理運用，不斷強 化學生工程創新能力以及應用技術等滿足社會對高 素質應用型人才的需求是當前電力電子技術課程改 革教學要求與目標。這就需要在教學改革實踐中能 夠分析并明確課程教學內容，科學合理定位教學目 標，創新課程內容設置思路，可將電力電子開關器 件作為課程教學內容改革核心，并將變換器與控制 方法作為課程教學基礎，進而將四類基本變換器能夠在實際生活中合理應用作為課程改革教學目標， 對不同教學內容下難點進行剖析分類，減少學生學 習壓力，使教學內容系統化、規范化。
創新課程教學方法。（1）加強與實際聯系， 提升教學興趣。實現電力電子技術課程教學改革目 標，使教學質量提升的同時強化技術應用型人才的 培養還需在教學中與實際生活聯系，強化學生對專 業知識認識與理解，并引導其重視電力電子技術專 業知識學習。例如在講解交流調壓知識時，可與實 際工程相融合，即可將軟啟動器帶上燈泡讓學生進 行觀察思考，引導其獨立思考其工作原理，堅持學 生知識學習中主體地位。在此基礎上教師可對知識 進行補充，講解控制框圖與單片機接口、電流檢 測等，從而激發學生對知識學習興趣，培養其獨立 學習能力。（2）豐富教學方式，強化教學體驗。 電力電子技術教學內容繁多復雜，同時具有較強 抽象性，學生在學習過程中容易混淆，導致教學效 率降低[2]。因此對這一課程進行改革時，還需注重 對教學方式進行改革，根據教學知識、學生特點以 及學習興趣等各方面選擇多樣化教學方式進行輔助 教學，提升知識學習趣味性的同時強化學生教學體 驗。例如電力電子技術課程中包含多種類型電路波 形分析與相關參數計算，為避免學生對知識混淆或 理解不深刻，可以課程知識特點多媒體課件或微課 視頻教學，在此基礎上運用Flash對波形演示情況 制作動畫，并讓學生觀看時，隨意選擇控制角，并 連續畫出波形，一方面能夠提升課程時間利用率， 另一方面能夠引導學生更為直觀體驗學習知識，并 且借助現代化技術輔助教學強化了知識趣味性。另 外在實際教學中教師還可結合實際情況引進仿真教 學技術，如在講解完基本變流理論知識后，可利用 Matlab/Simlink對知識進行仿真演示，并對電力電 子變換與控制領域中多種典型開關電路建立仿真模 型，以此讓學生直觀觀察參數變化對電路波形圖產 生的影響與得到不同數值計算結果情況。（3）專 業化教學軟件的應用。對電力電子技術課程教學方 式進行創新并改革，還需結合合理教學方式培養學 生自主學習能力，調動學生參與課程學習積極主動 性?？稍谥R教學后結合專業化電力電子技術教學 軟件設置相應教學問題加強學生練習，創新學生知 識鞏固方式，提升知識應用能力與實踐操作效率。 例如對電力電子變換與控制領域中多種典型開關電 路知識可以Matlab/Simlink進行仿真模擬練習， 讓學生自主分析某一參數值條件下電路工作以及形 成波形圖具體情況，并在仿真軟件中輸入對應參數 值，根據軟件計算出結果，并將軟件結果與自身分 析結果進行對比，引導學生發現自身理解操作等存 在的不足，并及時改進，強化并把握知識內在聯 系，使學生能夠將知識充分應用，并思考發現其中隱性知識，對實踐操作進行創新。通過這一方式不 僅能夠加強對學生課程知識鞏固督促，同時利用仿 真技術模擬實踐有利于培養學生知識實踐應用創新 能力[3-6]，并對課程保持積極學習態度。
開展實踐教學，促進應用型教學改革落實。 開展實踐教學是促進電力電子技術課程改革的重要 內容，其對實現應用型教學改革的有效落實產生重 要作用。主要通過實踐教學能夠進一步推動培養出 的人才順應社會發展需求，根據當今社會的人才要 求具體情況對課程教學內容進行補充，進一步加強 學生工程技能訓練效果以及水平。例如，可積極組 織與電力電子知識相關的設計競賽，通過設置獎項 等鼓勵學生積極參與到比賽過程中，建立電力電子 技術第二實踐課堂。通過開展這一實踐教學方式能 夠加強對學生專業學科基本素質與技能的培養與強 化，同時有利于緩解課堂教學時間以及實踐練習少 的問題，對學生電力電子技術自主學習能力以及創 新意識的培養具有重要作用。
3、結語
對電力電子技術課程加強改革，提升課程實踐應用效果的重要教學目標則是培養學生對電力電子 技術課程重視度與學習積極興趣，強化對學生綜合 能力以及創新能力的培養效果，實現技能應用型人 才培養目標。為此還應重視課程定位，設置與當前 教學要求以及社會對人才要求相符的教學內容，在 此基礎上對教學方式進行豐富創新，合理應用現代 化技術強化教學質量，以改革并積極開展實踐教學 模式提升學生對理論知識實踐應用以及創新效果。