高職院校《電力電子應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要：電力電子技術(shù)是一門新興技術(shù)，它是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個學(xué)科交叉而成的，已成為現(xiàn)代電氣工程與自動化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)本專業(yè)人才中占有重要地位。我院電氣自動化專業(yè)對本課程進(jìn)行了相關(guān)改革，以求在教學(xué)中揚(yáng)長避短，有的放矢。對全面推進(jìn)課改體系、提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有一定的指導(dǎo)意義 。

關(guān)鍵詞：電力電子應(yīng)用技術(shù); 教學(xué)改革; 創(chuàng)新能力

一、電力電子技術(shù)課程的重要性

自本世紀(jì)50年代末第一只晶閘管問世以來，電力電子技術(shù)開始登上現(xiàn)代電氣傳動的舞臺，以此為基礎(chǔ)開發(fā)的可控硅整流裝置，是電氣傳動領(lǐng)域的一次革命，使電能的變換和控制成為現(xiàn)實(shí)，這標(biāo)志著電力電子的誕生。70年代出現(xiàn)了第一代電力電子器件，隨著電力電子技術(shù)理論研究和制造工藝水平的不斷提高，先后研制出GTR、GTO，功率MOSFET等自關(guān)斷全控型第二代電力電子器件，而以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，開始向高電壓高頻率、響應(yīng)快、低損耗方向發(fā)展。而進(jìn)入90年代電力電子器件正朝著復(fù)合化、標(biāo)準(zhǔn)模塊化、智能化、功率集成的方向發(fā)展。各種電力電子新器件不斷涌現(xiàn)，為我們帶來了極大的便利。它的應(yīng)用范圍已從傳統(tǒng)的工業(yè)、交通、電力等部門，擴(kuò)大到信息通信、家用電器以至宇宙開發(fā)等領(lǐng)域。事實(shí)上，電力電子技術(shù)的發(fā)展已不局限于高電壓大電流的工業(yè)范疇，當(dāng)你開車、乘電梯、使用計(jì)算機(jī)、打開空調(diào)、用微波爐、使用電冰箱、用手機(jī)、看電視、聽音樂時，都離不開電力電子技術(shù)，為適應(yīng)21世紀(jì)科技發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求，培養(yǎng)出“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的人才，教學(xué)改革勢在必行。

二、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)體系的改革

我院教學(xué)選用上海理工大學(xué)莫正康教授編著的《電力電子應(yīng)用技術(shù)》，它包括電力電子器件制造技術(shù)與應(yīng)用電力電子器件組成電路、裝置和系統(tǒng)的技術(shù)，是以功率半導(dǎo)體開關(guān)器件為基礎(chǔ)，對電能進(jìn)行控制、變換與處理，成為弱電控制強(qiáng)電的紐帶，是電氣工程與自動化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。參考教材采用西安交通大學(xué)王兆安和黃俊兩位教授主編的《電力電子技術(shù)》，結(jié)合教育技術(shù)發(fā)展的新形式與新要求，選用華中科技大學(xué)陳堅(jiān)教授編著的《電力電子學(xué)——電力電子變換和控制技術(shù)》，上述三部著作的作者都是電力電子領(lǐng)域的知名學(xué)者和專家，在各自擅長的專業(yè)方向上有著深厚的知識積累，其著作各有所長，互有偏重。

1. 教學(xué)內(nèi)容的精選。

本教材緊緊圍繞電力電子器件的工程應(yīng)用，重點(diǎn)講授了IGBT、電力MOSFET等全控型電力電子器件，AC／DC、DC/DC、DC/AC和AC／AC四大類基本變流電路，以及PWM控制技術(shù)，有利于學(xué)生把握學(xué)科概貌。參考教材在軟件開關(guān)技術(shù)的基本知識DC/AC變換器以及電力補(bǔ)償與控制等方面各有側(cè)重，有利于教師針對不同的專業(yè)方向組織教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生打下寬厚的專業(yè)基礎(chǔ)。

2. 基本設(shè)計(jì)方法與工程實(shí)際相結(jié)合。

電力電子技術(shù)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù)。教材結(jié)合工程實(shí)際介紹了許多電力電子電路與電力電子裝置，在講解基本原理和設(shè)計(jì)方法時，反映出作者豐富的工程實(shí)踐經(jīng)歷、科學(xué)研究水平和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

3. 加強(qiáng)對學(xué)生的自學(xué)和思維能力的培養(yǎng)。幾部教材都是電力電子領(lǐng)域的經(jīng)典之作，教材中安排了許多具有工程背景的例題和習(xí)題，對學(xué)生今后的工作具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。在講授本教材的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生閱讀和使用參考教材，對提高教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)性、培養(yǎng)學(xué)生思考問題和解決問題的能力有作積極作用。

三、 教學(xué)方法的改革

《電力電子應(yīng)用技術(shù)》涉及高等數(shù)學(xué)、電工基礎(chǔ)、電力技術(shù)、電力拖動等知識。它具有電路圖與電路分析多、波形圖與波形分析多的特點(diǎn)。是電氣工程專業(yè)中的主干教材。我們采用：1. 抓住教學(xué)重點(diǎn)、互動教學(xué)。傳統(tǒng)教學(xué)中教師的講課往往追求講得細(xì)，講得透，面面俱到，滴水不漏，可以說教師將幾乎所有問題都講到了，精講才是問題的關(guān)鍵。教師在講授典型電路時應(yīng)抓住電力電子器件在電路中導(dǎo)通與截止的變化過程，從波形分析中讓學(xué)生理解電路的工作情況，同時應(yīng)注意培養(yǎng)讀圖與分析問題的培養(yǎng)。要把學(xué)生作為教育的中心，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的整個過程中保持主動性，啟發(fā)式教育的核心，就是要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新思維，因此除了精講以外，選則部分內(nèi)容留給學(xué)生自學(xué)然后開展課堂討論，這種教學(xué)互動式的課堂討論教學(xué)方法是積極有效和切實(shí)可行的，它有利于幫助學(xué)生克服依賴性，培養(yǎng)和發(fā)展自學(xué)能力和思維能力，要給學(xué)生以恰到好處、畫龍點(diǎn)睛般的點(diǎn)撥和啟迪，這就要求教師必須具備淵博的知識，在深度和廣度上遠(yuǎn)比課本多得多，才能讓學(xué)生接受到更多的新知識，才能不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)質(zhì)量。2. 采用多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)代化。傳統(tǒng)的教學(xué)是單一黑板、粉筆的課堂教學(xué)模式，畫電路圖、波形圖和書寫推導(dǎo)公式實(shí)在太浪費(fèi)時間。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)手段現(xiàn)代化是教育發(fā)展的必然結(jié)果。我院先后自行開發(fā)出可控整流電路工作原理與仿真CAI教學(xué)軟件，以及電力電子電路輔助教學(xué)課件。多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用，把教學(xué)內(nèi)容直觀、形象、生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使得學(xué)生更易于理解、接受和掌握課程的重點(diǎn)內(nèi)容，提高課堂教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)生分析問題與解決問題的能力。

四、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)歷來是高職院校教學(xué)中的重要部分，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的有力教學(xué)環(huán)節(jié)。過去重理論輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期處于從屬地位。《電力電子技術(shù)》課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，各種器件的性能特點(diǎn)，各種應(yīng)用電路的工作狀態(tài)、工作過程以及技術(shù)指標(biāo)，都需要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。學(xué)校電氣部充分利用教師的科研成果，結(jié)合學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)，先后設(shè)計(jì)開發(fā)出三相橋式全控整流電路、單相橋式半控整流電路以及單相橋式有源逆變電路和開關(guān)穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)裝置，節(jié)約了資金。實(shí)驗(yàn)設(shè)備的大量投入和教師的科研成果，滿足了實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和我院的發(fā)展要求，為學(xué)生創(chuàng)造了一個良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，成為學(xué)生從事科技活動、探索科學(xué)的創(chuàng)新基地。與此同時，學(xué)生也在教師的指導(dǎo)下，結(jié)合自己所學(xué)的知識掌握了器件的計(jì)算、測量與調(diào)整的方法，通過設(shè)計(jì)、制作電力電子電路與電力電子裝置也使學(xué)生得到了工程實(shí)踐的鍛煉。對畢業(yè)后順利的走向就業(yè)崗位具有十分重要的意義。《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革涉及教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等各項(xiàng)工作，其涉及面廣、學(xué)術(shù)性和技術(shù)性強(qiáng)，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。目前我院學(xué)生在動手能力和創(chuàng)新能力方面有所提高，為培養(yǎng)出寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)的人才，課程教學(xué)的改革仍任重道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王兆安、黃俊．《電力電子技術(shù)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[2]陳堅(jiān).《電力電子學(xué)—— 電力電子變換和控制技術(shù)》.北京:高等教育出版社，2002．

（靖江市職業(yè)教育中心校）