李金彥

（寧夏工商職業(yè)技術(shù)學院，寧夏 銀川 750021）

以項目化教學推進“電力電子技術(shù)”課程改革*

李金彥

（寧夏工商職業(yè)技術(shù)學院，寧夏 銀川 750021）

針對“電力電子技術(shù)”課程教學中存在過于強調(diào)理論知識的學習，缺乏工程應(yīng)用能力培養(yǎng)等問題，本文提出課程的教學、考核改革方案——采用項目化組織教學，對具體任務(wù)進行分析、論證、實施、總結(jié)，實現(xiàn)真正的項目化訓練，培養(yǎng)學生的動手能力和工程素質(zhì)，可以為電氣化專業(yè)的實踐教學提供借鑒。

電力電子技術(shù)；教學改革；項目化訓練；工程素質(zhì)

一、現(xiàn)代工業(yè)對應(yīng)用型人才的要求及現(xiàn)行教學模式的不足

隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)水平的不斷提高 ，企業(yè)對技術(shù)人才的要求也越來越高。處于生產(chǎn)一線技術(shù)人員不僅要掌握一定的專業(yè)理論知識，更重要的是能夠參加生產(chǎn)運行及基層管理，這就要求培養(yǎng)一批懂技術(shù)、善管理，會經(jīng)營的高級應(yīng)用型人才。這類人才首要的能力就是工程能力，而工程能力的培養(yǎng)，既包括知識技能、創(chuàng)新意識及團隊精神等內(nèi)在素質(zhì)，也包括技術(shù)人員分析問題、解決問題的外在執(zhí)行力，二者相輔相成，這是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要指標[1]。高等院校作為培養(yǎng)和造就現(xiàn)代工業(yè)高素質(zhì)合格工程師的主渠道和主陣地，需要改革人才培養(yǎng)模式，改革課程教學模式，力爭培養(yǎng)適合現(xiàn)代企業(yè)要求的高素質(zhì)技能人才。

“電力電子技術(shù)”課程是機電類、電氣類和信息類專業(yè)群的一門核心課程[2]，包含電力、電子、控制等學科知識，知識集成度高，對于各種電力電子元件及其構(gòu)成的變流電路都有所涉及，是一門軟硬件技術(shù)結(jié)合緊密、理論性與實踐性都很強的課程，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程體系中處于十分重要的地位[3]。但是隨著電力電子技術(shù)飛速發(fā)展，新技術(shù)、新器件層出不窮，社會對高素質(zhì)技能人才要求的不斷提高，傳統(tǒng)的教學模式已不適應(yīng)于當前應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）課程結(jié)構(gòu)不夠完善，課程設(shè)置的適應(yīng)性不盡合理

理論課和實踐課是電氣自動化專業(yè)課程結(jié)構(gòu)中最為重要的課程類型，并且這兩類課程是相互補充相互促進的，為技能型人才培養(yǎng)所服務(wù)。但是目前兩種類型的課程設(shè)置未能形成合力，導致學生的知識能力和動手能力沒有有機統(tǒng)一，學生只掌握了理論知識，但是動手能力不強，工程素質(zhì)不高。另外，在課程設(shè)置的過程當中，應(yīng)該進行大量的市場調(diào)研，分析行業(yè)的特點及企業(yè)的用人需求，進而確定合理的課程結(jié)構(gòu)和課程設(shè)置，培養(yǎng)與用人單位需求相一致的人才，以適應(yīng)市場需求。

（二）課程教學與生產(chǎn)實際結(jié)合不夠緊密

課程設(shè)計是工科學生學習專業(yè)知識的重要環(huán)節(jié)，也是加深對專業(yè)知識理解的重要途徑，所以實訓項目必不可少。但是目前“電力電子技術(shù)”課程的實訓主要集中在理論分析、電路原理圖設(shè)計、電路板焊接等基本操作，與實際生產(chǎn)相距甚遠。比如生產(chǎn)實際中可能遇到的重要問題如故障排查、系統(tǒng)優(yōu)化、抗干擾、性價比等很少涉及。

（三）對學生實踐能力與創(chuàng)新精神的培養(yǎng)不足

對工科學生來講，不僅要有扎實的理論知識，還要有較強的專業(yè)素質(zhì)，而專業(yè)素質(zhì)最重要的就是要具有實踐能力與創(chuàng)新精神[4]。“電力電子技術(shù)”涉及電力、電子和控制三大邊緣學科知識[5]，理論性和實踐性都很強，是培養(yǎng)學生專業(yè)素質(zhì)的優(yōu)質(zhì)載體。但是由于現(xiàn)行教學模式的僵化，對學生的教學多停留在理論知識的大量灌輸，實訓課程也多是驗證性的實驗，學生在做實驗時往往省略了文獻資料查閱、設(shè)計方案論證、任務(wù)分解及答辯等諸多步驟，缺乏真正自己動手從構(gòu)思、論證、可行性分析、試驗方案的確定、實驗結(jié)果的仿真到實驗結(jié)果的分析等專業(yè)化的實踐訓練，這就大大制約了學生的工程實踐能力和創(chuàng)新精神。

（四）現(xiàn)行的課程考核體系也不盡完善，需要改革

目前的考核模式不夠全面，考核過于依賴試卷，缺乏對學生實際工程能力的考核。因此，為促進學生實際動手能力培養(yǎng)和工程素質(zhì)的提高，“電力電子技術(shù)”課程考核體系的改革也十分必要。

二、“電力電子技術(shù)”課程體系的改革

針對“電力電子技術(shù)”課程存在的問題，課程改革主要做了以下幾個方面的工作。

（一）構(gòu)建項目化教學模式

本課程的應(yīng)用性很強，為了突出其應(yīng)用特色，強化實踐環(huán)節(jié)，增強學生技能培養(yǎng)，我們采用項目教學法，以項目為載體，將知識、技能、考核融入典型的工程項目中，從而傳授知識、技能。在項目實施過程中打破傳統(tǒng)的理論教學與實踐教學相分離的教學模式，將“電力電子技術(shù)”課程規(guī)劃為基礎(chǔ)知識的掌握、基本技能的訓練及綜合能力的提高三個層次，采用項目化教學模式組織理論與實踐教學。根據(jù)現(xiàn)有的高職人才培養(yǎng)方案對課程進行優(yōu)化，精心挑選了電力電子器件基礎(chǔ)知識、電力電子器件驅(qū)動與保護、可控整流電路、直流斬波變換電路、逆變電路、交流-交流變流電路和MOSFE單相橋式無源逆變電路設(shè)計（純電阻負載）七個非常貼近實際的工程項目，并編寫每個項目的課程教案。其中，前兩個項目主要是基本知識的掌握，屬于基本層次，第三到第六個項目主要是基本技能的訓練，最后一個項目是綜合能力的提升。

課程教學按照工程項目開發(fā)的模式，即“項目提出→模塊分解→任務(wù)完成→項目總結(jié)”的流程進行。如“可控整流電路”項目是讓學生掌握如何將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔懿⒐┙o直流用電設(shè)備的知識及方法，將其劃分為“單相橋式可控整流電路”、“三相半波可控整流電路”、“三相橋式可控整流電路”、“有源逆變電路 ”等幾個主要任務(wù)，每一個任務(wù)就是一個或幾個項目知識體系的具體體現(xiàn)。教師通過課堂講授，讓學生明確要完成的幾個具體任務(wù)，學生分組，每組3—4個人來完成具體任務(wù)。在每個任務(wù)的實施過程中，教師還有意識地通過實驗思考題的形式引導學生進一步探索。如“有源逆變”電路中，除掌握諧波和功率因素的計算方法外，還需要思考對各種整流電路產(chǎn)生諧波的情況，做出定性分析，從而對電路做出具體的優(yōu)化。這樣就可以提高學生對專業(yè)知識的理解，并培養(yǎng)學生的探索精神。

（二）以實戰(zhàn)形式開展項目化訓練

為更貼近生產(chǎn)實際，對課程的實訓模擬實際工業(yè)生產(chǎn)，進行項目化訓練。項目化訓練的第一個內(nèi)容就是實訓課題的工藝路線編制，包括設(shè)計方案的選擇、框圖設(shè)計、原理設(shè)計、部件設(shè)計、 對比分析、軟件編程及調(diào)試、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)仿真、擬達到的技術(shù)指標和擬解決的關(guān)鍵問題等。在實施過程前，由參與開發(fā)的學生來現(xiàn)身講解該控制技術(shù)的原理、典型應(yīng)用電路和集成芯片、方案的優(yōu)缺點，并最終確定設(shè)計方案。在實施過程中，根據(jù)課題工作量的大小、學生能力的高低和學生各自的興趣愛好，分組進行系統(tǒng)設(shè)計。分組的原則是既能發(fā)揮不同學生的能力優(yōu)勢，又有利于鍛煉學生的團結(jié)協(xié)作及產(chǎn)品競爭意識。課程設(shè)計強調(diào)系統(tǒng)的整合優(yōu)化及實踐能力的培養(yǎng)，如原理圖設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試、故障排查、性能優(yōu)化等，使其更貼近工程實踐的開發(fā)過程。在課程開發(fā)設(shè)計后，由各小組同學根據(jù)自己完成情況陳述自己的實驗結(jié)果和在實驗中收獲的心得體會，與其他小組成員分享，以共同提高。整個課程設(shè)計過程給予學生充分的自主學習與實踐探索的機會，從而最大限度地調(diào)動學生的學習積極性，教師主要起到啟發(fā)、把關(guān)和解決一些棘手問題的作用。對學生解決不了的難題，教師提出自己的觀點和看法，必要時指導學生進行軟硬件調(diào)試，觀察實驗現(xiàn)象，從而引導學生向正確的方向發(fā)展。

（三）提交實訓報告及驗收答辯

在課程的項目化訓練后，要進行實訓報告的撰寫。實訓報告是一份嚴肅的科技文獻，是對項目實施過程的結(jié)論性文件，是科技創(chuàng)作不可缺少的環(huán)節(jié)，必須高度重視[6]。實訓報告的設(shè)計要符合一般科技文獻的規(guī)范，應(yīng)包括課題的任務(wù)、設(shè)計方案、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計原理、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析。在此過程中，要詳細說明每一個環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容，并附上完整的硬件原理圖、元器件清單表、程序清單及實物照片，成為一份有價值的技術(shù)文檔。報告言之有物、條理清晰、結(jié)構(gòu)合理、描述完整，杜絕缺乏實質(zhì)內(nèi)容的假大空形式。

在實訓報告完成后，要進行答辯和驗收。答辯是挑選一兩個具有代表性的問題，對小組進行提問，以進一步考查學生對實訓的掌握程度。驗收是結(jié)合實訓操作過程，對實訓報告做出評定，并對實訓提出進一步合理建議和改進意見，以期達到對實訓的更進一步掌握。驗收答辯促進學生對系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)原理進行更深入地理解并總結(jié)反思，從而從考核層面督促學生更好地學習。

（四）考核方式的改革

考核方式改革是課程改革的重要方面。以往的課程考核形式相對單一，采用一張試卷和數(shù)份實訓報告，以理論考卷和實訓報告按照一定比例來考核，不能全面地考核學生的理論水平、動手能力和工程素質(zhì)。本次考核改革的重要理念就是重視理論知識的考核，但同時注重動手能力和工程素質(zhì)的考核?？己说膬?nèi)容主要是“平時成績+筆試成績+實訓成績”，其中平時成績10%，筆試成績占 50%，實訓成績占40%。平時成績不但包括考勤、提問、作業(yè)，還包括教師評價、自我評價和小組評價，綜合形成平時成績。筆試成績以考卷實際得分為準。實訓成績主要包括文獻查閱、設(shè)計方案論證及課程設(shè)計報告等部分，重點考核學生對“電力電子技術(shù)”課程的設(shè)計能力和解決一般工程問題的能力，包括軟硬件設(shè)計、編程及仿真、實驗儀器設(shè)備的使用熟練程度、系統(tǒng)的查錯與糾正等多方面的實踐能力。在此過程中，還要考察學生的工程素質(zhì)，包括學習的主動性、團隊合作精神、對一般科技文章的撰寫能力和表達能力以及安全意識、質(zhì)量意識和成本意識等，綜合形成實訓成績。通過以上考核，可以達到促進學生創(chuàng)新思維和提高學生應(yīng)用能力的目的。

“電力電子技術(shù)”課程通過引入項目化教學，巧妙地將課堂理論知識同實踐結(jié)合起來，并以項目需求為牽引，成功地突破了理論與實踐之間的界限，它將“電力電子技術(shù)”這門課程的理論講授、實踐操作、社會生產(chǎn)等有效地融合起來。教學的過程中實現(xiàn)了理論同實踐相互滲透，動手能力與工程素質(zhì)的綜合培養(yǎng)，符合培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力應(yīng)用型人才的目標要求，可以為電氣自動化專業(yè)的實踐教學提供借鑒。

[1]許春雨.“電力電子技術(shù)”課程的教學與實踐[J]. 電氣電子教學學報，2010，32（S1）：55-56.

[2]陳麗茹.“電力電子技術(shù)””課程教學探究[J].中國電力教育，2011（5）：67-68.

[3]段曉燕.工學“電力電子技術(shù)”實踐教學案例分析[J]. 實驗科學與技術(shù)，2011（1）：22-23.

[4]王春玲，趙立嶺.電子類專業(yè)課程教學中融入創(chuàng)新元素的探討[J].榆林學院學報，2009 （6）：30-31.

[5]陳新.“電力電子技術(shù)”課程的教學探討 [J]. 電氣電子教學學報，2009，31（3）：21-22.

[6]李鵬飛，李正中，鄔 紅，劉顯榮.工程案例在“電力電子技術(shù)”課堂教學中的應(yīng)用探討[J].中國電力教育，2011（25）：28-29.

寧夏工商職業(yè)技術(shù)學院教改項目“高職電類專業(yè)《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課程教學改革”（GS2012-38）階段性成果。

2015-03-10

李金彥，男（漢族），寧夏工商職業(yè)技術(shù)學院教師，碩士研究生，研究方向：高等職業(yè)教育。