田紅霞

（唐山學(xué)院，河北 唐山 063000）

“電力電子技術(shù)”教學(xué)改革的探索與實踐

田紅霞

（唐山學(xué)院，河北 唐山 063000）

本文對電力電子技術(shù)教學(xué)的方法和內(nèi)容進行了初步探討，在實踐教學(xué)方面提出了“虛實結(jié)合”的教學(xué)方式，內(nèi)容以與驗證性實驗加綜合性實驗形式進行；在考核方式上，提出了理論與實踐相結(jié)合的多元化考核方式，真實反映學(xué)生對知識的掌握程度。實踐表明，該教學(xué)改革對教學(xué)水平的提高，培養(yǎng)應(yīng)用型、地方性人才方面取得了較好的效果。

電力電子技術(shù)；虛實結(jié)合；考核方式

一、引言

“電力電子技術(shù)”是多學(xué)科交叉而形成的一門新興技術(shù)，在工程實踐中，該技術(shù)高速發(fā)展，不斷有新的器件、新的電路拓撲結(jié)構(gòu)與新的控制方法問世?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程是電氣工程及其自動化與自動化專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，也是實用性、工程性和綜合性很強的課程。該課程的特點是內(nèi)容多，課時少，在新形勢下，如何在有限學(xué)時內(nèi)獲得最好的教學(xué)效果，使學(xué)生在有限的課堂時間內(nèi)較好地掌握課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，是一個亟待解決的問題。經(jīng)過長期的“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)摸索，筆者從理論教學(xué)內(nèi)容與方法、實踐教學(xué)和考核方式三個方面對課程進行了教學(xué)改革的嘗試。

二、理論教學(xué)內(nèi)容與方法

圖1 直流斬波電路

圖2 降壓斬波電路

“電力電子技術(shù)”是以電力電子開關(guān)器件為基礎(chǔ)，以四類基本變換器和兩種控制方法為核心，以四類應(yīng)用為目標(biāo)的一門科學(xué)。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新器件和新的控制方法不斷出現(xiàn)，因此“電力電子技術(shù)”的教學(xué)內(nèi)容必須根據(jù)自身的發(fā)展及時更新。目前全控型器件已逐步取代晶閘管而成為電力電子技術(shù)的核心。因此，教學(xué)內(nèi)容中適度壓縮和刪減了半控型器件及控制電路的學(xué)習(xí)，強化全控型器件及控制電路的教學(xué)。

教學(xué)方式有傳統(tǒng)板書與多媒體教學(xué)兩種方式。板書方式可以使學(xué)生對知識理解的更深刻，但是較死板。為了更好地提高教學(xué)質(zhì)量，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分利用多媒體教學(xué)形象、直觀、信息量大的優(yōu)點，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程組開發(fā)了集PPT、Flash動畫為一體的課件，通過直觀、形象和交互性的演示，使得電力電子技術(shù)當(dāng)中難懂的電路拓撲結(jié)構(gòu)變換和波形變得簡單易懂。另一方面，注重與工程相結(jié)合，與其前修課“電機與電力拖動基礎(chǔ)”課程相結(jié)合提出問題，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，主動去思考問題，解決問題。如圖1所示，在講解直流降壓斬波電路之前，以直流電機調(diào)速在課堂上演示給學(xué)生看，激發(fā)學(xué)生的興趣。接下來就進一步提出問題，怎么調(diào)速？以增強學(xué)生的求知欲望。然后再和學(xué)生一起學(xué)習(xí)相關(guān)知識，在講解過程中，始終緊扣相關(guān)問題，增加其對電力電子技術(shù)的理解。

三、實驗教學(xué)的措施

隨著高等教育規(guī)模的不斷擴大，原有教學(xué)儀器設(shè)備資源相對短缺，無法滿足實驗教學(xué)的需要；儀器設(shè)備陳舊老化，不能適應(yīng)新的教學(xué)要求；大部分院校都僅用掛件結(jié)構(gòu)或?qū)嶒炏鋪硗瓿蓪嶒灒瑤缀跛械碾娐泛拖到y(tǒng)都是封閉式的。教學(xué)采用課堂教學(xué)加驗證性實驗的教學(xué)模式。實驗過程，學(xué)生幾乎是在老師或?qū)嶒炛笇?dǎo)書的指導(dǎo)下機械式連線、讀取實驗數(shù)據(jù)，記錄實驗數(shù)據(jù)和波形，對原理不求甚解，缺乏獨立分析解決問題能力。為了彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，在傳統(tǒng)教學(xué)方式的基礎(chǔ)上，開展了“電力電子技術(shù)”的計算機仿真輔助教學(xué)。雖然目前能夠進行電力電子仿真的專業(yè)軟件很多，如Matlab/Simulink、Pspice等，需要專門開設(shè)相關(guān)的課程才能夠應(yīng)用。為了使學(xué)生既能進行仿真實驗，不用花費更多精力學(xué)習(xí)新的軟件，為此專門開發(fā)了電力電子技術(shù)仿真實驗系統(tǒng)，其界面如圖2、圖3所示。通過該實驗軟件，學(xué)生利用課下時間，在充分理解電路工作原理的基礎(chǔ)上，自己搭建實驗電路，進行參數(shù)設(shè)置，即可得到直觀的動態(tài)效果。實踐證明，實驗軟件的應(yīng)用，課本上大篇幅的過程描述與復(fù)雜的運行曲線用仿真波形表現(xiàn)出來，能夠變抽象為具體，變枯燥為生動，形象直觀地進行教學(xué)，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。并且節(jié)省了實驗箱上操作的時間。

圖3 數(shù)據(jù)記錄界面

在實驗教學(xué)內(nèi)容方面，以驗證性實驗為基礎(chǔ)，通過該類實驗可以使教材上的基本理論得到充分的驗證，加深學(xué)生對理論教學(xué)中各個知識點的理解，使學(xué)生對實驗儀器的使用及注意事項有比較清楚的了解，同時也可以培養(yǎng)學(xué)生的基本操作、數(shù)據(jù)處理和計算技能。在此基礎(chǔ)上增加了綜合性實驗，例如與“電機與電力拖動基礎(chǔ)”課程相結(jié)合的“直流電動機可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計”，該綜合性實驗項目專業(yè)實踐性很強且與生產(chǎn)緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生把專業(yè)理論知識綜合運用于工程實踐的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)水平。還可以與“單片機原理與應(yīng)用”課程相結(jié)合的“基于單片機的交流恒流源設(shè)計”，是利用單片機控制全控型器件，實現(xiàn)斬控式交流電路的要求，教師提出實驗要求，學(xué)生自己設(shè)計并進行實驗調(diào)試。通過這些實驗的設(shè)置使學(xué)生能充分理解相關(guān)課程之間的關(guān)系與其應(yīng)用，而且培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的工作能力，提高其綜合素質(zhì)，為今后的設(shè)計或工作積累經(jīng)驗。

四、考核方式的探索

傳統(tǒng)采用閉卷考試的方式，考核學(xué)生對知識的理解和記憶具有效果，但是這種方式使學(xué)生機械式學(xué)習(xí)，不利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和探索新知識的主動性。因此，探索合理的考核方式對提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性有很大意義。為此，采取了理論與實踐相結(jié)合的考核方式，以其能夠更加公平、真實地反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。理論考核成績占70%與實踐考核成績占20%，平時成績占10%。理論考核重點考察學(xué)生對相關(guān)知識的理解和記憶能力。實踐考核以實際電路實驗，考察學(xué)生的創(chuàng)造性和動手能力。平時成績反應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程時所表現(xiàn)的狀態(tài)，包括探索新知識的主動性、查閱資料的廣泛性等。實踐證明，通過這種多元化的考核方式，提高教學(xué)質(zhì)量。這樣一來，就能改變課程結(jié)束時“一考定成績”的做法，防止考前突擊的行為。學(xué)生反映良好，教學(xué)效果甚佳。

五、結(jié)束語

本文從理論教學(xué)內(nèi)容與方法、實踐教學(xué)和考核方式三個方面對該門課程的教學(xué)改革進行的探討。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，為了適應(yīng)人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需要，不斷調(diào)整、更新教學(xué)內(nèi)容，及時補充該學(xué)科的前沿知識，如軟開關(guān)技術(shù)、電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)等內(nèi)容，以增強對學(xué)生的吸引力。將繼續(xù)不斷地改進教學(xué)方法加強實踐訓(xùn)練，充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動性和創(chuàng)造性，以適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的需要。

[1]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[2]高玉峰，劉亞龍，王治國.《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革實踐[J].科技教育創(chuàng)新，2008，（1）.

[3]邢紹邦，羅印升，朱成喜.虛實結(jié)合的“電力電子技術(shù)”教學(xué)改革[J].江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2012，（2）.

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1674-9324（2014）30-0211-02

田紅霞（1976—），女，河北省藁城市人，碩士，講師，研究方向：電氣工程及其自動化教學(xué)與科研。