諸葛堅

摘要：為了滿足社會對創(chuàng)新型的工程應(yīng)用實踐人才的需求，我們教學團隊設(shè)計了以“工程應(yīng)用能力”培養(yǎng)為核心的電力電子技術(shù)實訓教學體系，注重學生對電路分析、設(shè)計和調(diào)試能力的培養(yǎng)，推行“學用結(jié)合、以用定學、以學定教”的理念，激發(fā)學生學習興趣，提升學生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù) ；工程應(yīng)用能力；教學改革

“電力電子技術(shù)”課程是自動化、電子信息類等專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，它綜合了電子科學技術(shù)、電氣工程技術(shù)、電子技術(shù)和控制理論等多個學科知識。電力電子系統(tǒng)包括主電路、控制與調(diào)節(jié)電路、測量和數(shù)據(jù)處理電路、驅(qū)動電路等部分，是涵蓋知識領(lǐng)域廣、實踐性強的一門綜合應(yīng)用課程，令許多初學者覺得學習難度大。

一、“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學的重要性

傳統(tǒng)的《電力電子技術(shù)》課程教學過于強調(diào)理論性，與工程應(yīng)用脫節(jié)。主要表現(xiàn)在：課程教學著重介紹元器件的結(jié)構(gòu)與控制方法，缺少元器件主要參數(shù)介紹，導致實際工程應(yīng)用時對元件相關(guān)參數(shù)選擇的盲目性；著重講解主電路的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理，而缺少工程設(shè)計中綜合案例的分析；很多課后作業(yè)淪為公式與電路結(jié)構(gòu)的無聊游戲，與工程應(yīng)用基本無關(guān)聯(lián)；實訓教學基本以仿真或驗證性實驗為主，與產(chǎn)品開發(fā)脫節(jié)。

隨著國家工業(yè)4.0的提出以及能源的開發(fā)和利用越來越廣泛深入，社會迫切需要具有創(chuàng)新型和設(shè)計型的工程應(yīng)用實踐人才。 要培養(yǎng)這些高素質(zhì)人才，必須對傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)課程教學進行改革。實現(xiàn)由理論性向?qū)嵺`性、由驗證型向研究設(shè)計型、由單一性向綜合性教學轉(zhuǎn)變；實現(xiàn)以學生為中心，增強學生的工程應(yīng)用能力、研究設(shè)計能力以及綜合職業(yè)能力的目標。

二、以“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”為核心的課程設(shè)計思路

以電子信息和電氣自動化等專業(yè)學生的就業(yè)為導向，根據(jù)行業(yè)專家對電力電子技術(shù)課程所涵蓋的崗位群進行的任務(wù)和職業(yè)能力分析，遵循學生認知規(guī)律，緊密結(jié)合全國電子設(shè)計大賽電源類設(shè)計題，確定該課程的模塊化、情境化教學內(nèi)容。注重學生對電路分析、設(shè)計和調(diào)試能力的培養(yǎng)，推行“學用結(jié)合、以用定學、以學定教”的理念，激發(fā)學生學習興趣，提升學生的創(chuàng)新能力。

三、以“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”為核心的模塊化實訓教學體系設(shè)計

我們課程團隊在教學內(nèi)容設(shè)計上遵循“為做而學”的目標來選取知識點。同時結(jié)合現(xiàn)代工程應(yīng)用實際，體現(xiàn)以工程應(yīng)用需要為導向，理論知識的教學內(nèi)容選取體現(xiàn)系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性和應(yīng)用性相結(jié)合的前提下，針對性地設(shè)計了10個實訓教學項目，指導學生如何將理論知識應(yīng)用于實際工程案例的設(shè)計過程中。

項目1單相橋式全控整流電路和項目2三相橋式全控整流電路屬于AC- DC變換模塊；項目3直流斬波電路Buck、BuckBoost 開關(guān)電路屬于DC- DC變換模塊；項目4單相交流調(diào)壓電路和項目5三相交流調(diào)壓電路屬于AC- AC變換模塊；項目6 SPWM逆變電路屬于DC- AC變換模塊。所以，整個實訓課程教學體系知識點覆蓋面廣，涵蓋了整個電力電子技術(shù)的4大模塊。項目1到項目6是整個課程體系的基礎(chǔ)，如果把他們比喻成磚的話，那么項目7到項目10就是用這些磚砌成的墻或者房子。項目7基于雙向DC- DC電路的Buck開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計主要是讓學生掌握在電力電子變換中，能量可以實現(xiàn)雙向流動，這種結(jié)構(gòu)目前在航天電源系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、電動汽車以及蓄電池充放電系統(tǒng)等領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用；項目8熒光燈電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計；項目9 D類功放電路設(shè)計；項目10小功率UPS電源系統(tǒng)設(shè)計。項目8、項目9、項目10都是研究性設(shè)計實驗，需要學生查閱資料，根據(jù)設(shè)計任務(wù)完成電路結(jié)構(gòu)選取、參數(shù)計算、軟件仿真以及電路的安裝和調(diào)試。同時也是綜合性實驗項目，項目8包含了AC- DC、DC- AC等模塊；項目9包含了三角波發(fā)生電路、輸入音頻信號放大電路、反饋控制電路、功率放大半橋電路、輸出濾波器等電路；項目10包含了不控型AC/DC、隔離DC/DC與SPWM型DC/AC等電路模塊。

綜上所述，從項目1到項目10，整個教學體系是由易到難、由基礎(chǔ)到綜合、由驗證型到研究設(shè)計型、由教師指定方案教學到學生自主研究學習的過程。

四、“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學過程的實施

整個實訓教學是在TKDD- 6電力電子實驗教學平臺上完成的，每個實訓項目都以任務(wù)為驅(qū)動。首先，任課老師給出設(shè)計任務(wù)，明確任務(wù)目標和關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)。接著由任課老師對設(shè)計任務(wù)進行分解，分析重點和難點，引導學生完成設(shè)計任務(wù)所需的知識點學習。然后學生分小組進行，每個小組需要完成主電路的參數(shù)計算，軟件仿真，電路的安裝和調(diào)試，老師對整個過程進行監(jiān)督和指導。最后，任課老師組織學生進行答辯或討論，通過老師點評和小組互評，完成知識鞏固和開拓。通過課程的學習，老師不僅要教會學生們用已學過的知識來解決工程實際問題，更重要的是要引導學生學會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學生獲取新知識的能力、工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

五、“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學評價體系

采用“設(shè)計報告+實物制作+交流匯報+職業(yè)素養(yǎng)+安全生產(chǎn)”相結(jié)合的項目實踐考核體系，注重學生對電路分析、設(shè)計和調(diào)試能力的考核，將評價考核體系由知識觀轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰τ^的考核評價，引導學生“學用結(jié)合、以用定學”的學習觀，激發(fā)學生學習興趣，提升學生的創(chuàng)新能力。

六、“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學體系實施結(jié)果

我校電力電子技術(shù)實訓課程通過“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學體系的實施，效果顯著。主要表現(xiàn)在學生對課程的評價滿意度明顯提高；學生的學習積極性增強；全國電子設(shè)計大賽以及全國技能大賽的成績有了歷史性突破、成績喜人；用人單位對我校該專業(yè)的畢業(yè)生滿意度明顯提高。

參考文獻

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[2] 任國海.電力電子技術(shù)[M].科學出版社，2012.endprint