項目教學法在電力電子技術課堂教學中的應用

【摘要】針對“電力電子技術”課堂教學內容和考核方法中存在的不足，以卓越工程師計劃為出發點，將項目教學法引入課堂教學中，從完善項目類別、調整知識點結構、豐富教學考核內容方面進行了研究。實踐證明，課堂教學采用項目教學法，并結合實踐實驗環節，實現了學生工程能力訓練、明顯提高了學生的學習積極性。

【關鍵詞】電力電子技術 卓越計劃 項目教學法 課堂改革

【基金項目】2011年安徽省省級質量工程項目“卓越工程師教育培養計劃”，項目編號：2011289；2012年安徽省省級質量工程項目“自動化專業綜合改革試點”，項目編號：2012zy071；2012年全國大學生創新創業項目“基于DSP2812的三相頻率電壓可調的小功率逆變電源的研究”，項目編號：201210375016。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）11-0227-02

黃山學院坐落在風景秀麗、文風馥郁的安徽省黃山市，是一所綜合性的省屬普通應用型本科院校。近年來，學校以轉變教育思想觀念為先導，把學生的工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力作為培養核心，重構課程體系和教學內容，旨在全面提高學生的創新精神和創新能力。機電工程學院自動化專業對所含課程進行綜合改革，在教學過程中要求突出工程能力訓練，包括工程知識，工程實施，工程設計。

一、應用型本科院校中電力電子技術課程的教學改革

隨著功率控制器件及控制策略的進步，電力電子技術在各行各業的應用越來越廣泛，社會對于該領域應用型技術人員需求也會越來越大。在應用型改革建設的背景之下，以省級“卓越工程師計劃”項目、“自動化專業綜合改革試點”項目以及全國大學生創新創業項目為契機，將工程的案例分析和應用設計引入到課程教學中，從工程技術方面灌輸知識，培養適應社會需求的技術人員。

“電力電子技術”作為自動化專業的必修課，是學生了解和掌握該領域技術的唯一窗口，為使學生能夠成為一名合格的應用型技術人員，其課程需要向應用型轉變。

二、項目教學法在課堂教學的重要性

目前，電力電子技術的應用領域包括：鐵路電力機車牽引器，新能源汽車，航空電源，船舶推動器，風力電能，太陽能發電，電網諧波治理，發電廠電氣變流等等。這些設備都由電源、開關器件、驅動控制中心、負載組成，其基本原理涉及交流、直流電源之間的四類變流技術，但同時也涉及的其他領域的知識，具有跨學科性、跨章節性的特點。

電力電子技術教材的主要內容一般會詳細介紹開關器件的工作原理與特性，四類變流技術的變換過程。然而，對于所要控制的被控對象特性，開關器件的驅動信號發生，以及相應的控制算法都沒有介紹。可以看出，書本知識量遠遠小于項目本身所含知識量，且知識點之間是平行的，如圖1所示，無法形成一個知識系統。

結合本校學生的學習能力特點以及現有的教學設備。為了實現工程能力訓練的目標，將項目教學法引入電力電子技術課程教學過程。

項目教學法是一種開放性的教學方法，即學生在教師的指導下親自處理一個項目的全過程，在這一過程中學習掌握教學計劃內的教學內容，以“項目為主線、教師為引導、學生為主體”。一方面在實踐教學過程中，完善實驗室設備，將實驗內容與相關項目結合，完善工程實施和工程設計訓練要求；另一方面在課堂教學過程中引入電力電子的工程知識。

在項目教學法的實施過程中，由于書本知識無法滿足要求，教師的知識引導起了關鍵作用，那么課堂教學的地位不能被忽略，反而提出了更高的要求。即課堂教學需要變換模式，教學方法需要重新設計。電力電子技術課堂的教學改革從教學內容和考核方式進行。

三、項目教學法的課堂內容改革與考核方式改革

（一）現有項目的分析與完善

“基于DSP2812的三相頻率電壓可調的小功率逆變電源的研究”作為全國大學生創新創業項目。該逆變電源系統結構由幾個模塊組成，如圖2所示，分別為調壓器模塊、二極管整流橋模塊、PWM信號控制模塊、3路IGBT全橋模塊、電壓電流采樣模塊、濾波電路模塊。將這些模塊重新組合，結合四類變流技術與控制對象，形成新的擴展項目，如圖2所示。

（二）課堂教學的教學內容改革

教學內容按照完成項目實施過程為順序，包括項目背景、設計要求、詳細方案、技術線路、現場調試過程、驗收標準。將涉及到的知識點融入到整個過程中，并連貫成為一個系統，如圖3所示，以四個項目的控制對象所要達到的控制需求為出發點，確定引入那種變流技術，再分別進行開關器件選型、原理介紹和PWM控制算法選擇，最后調整算法參數，比對實際效果與預期效果，使得實際效果接近預期效果。 （三）課堂教學的考核方式改革

傳統的課程考核方式為：平時成績10%，實驗成績20%，期末成績70%，這種考核方式無法調動學習熱情，學生只是為了考試而看書；為此，采用新的考核方式：即過程參與考核方法，如圖4所示。分別為課程參與度評價（parti？鄄cipate）、系列的過程評價（series）、期末考核（final），簡稱為PSF考核方式。這種方法著重考查學生在該門課程的參與程度，學習態度和學習效果。其中的仿真設計和論文撰寫以小組的形式進行。

四、項目教學法在課堂教學的效果

將“項目教學法”引入電力電子技術課堂教學中，通過課堂教學內容和考核方式改變，滿足應用型課程改革建設的要求，將電力電子技術的項目應用知識與書本知識相關聯，激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，學習態度明顯提升，達到了工程能力訓練，培養學生團隊合作精神。同時，教師也需要不斷的學習，提高自己的專業水平能力，把握電力電子技術領域的前沿，最大化的發揮“教師引導作用”。

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作者簡介：

陳佩軍（1982.09-），男，安徽黃山人，助教，研究方向：控制理論與控制工程。