電力電子技術實驗教學的改革與探索

徐成波 鄭偉南 程鳳芹

【摘要】本文針對“電力電子技術”課程的實驗教學方法和內容進行探索，引入MATLAB系統仿真軟件，構建電力電子技術仿真實驗;同時增加開放性和設計性實驗。實踐結果表明該方法不僅可以提高學生設計電力電子電路的能力，還可以培養學生的動手能力和創新能力。

【關鍵詞】電力電子技術;實驗教學;設計性實驗

1.目前存在的問題

二十一世紀的國際社會是一個知識化、信息化的社會，國際間的競爭歸根到底是人才的競爭。相比之下，我們以往傳統方式下高等教育培養出的專門人才知識面較窄，已經不能適應新的社會環境的需要。結合獨立學院人才培養模式，目前應該培養的是“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的創新型工程技術人才。按照這個培養目標，我院乃至全國面向獨立學院的高等教育都需要進行有針對性的教育改革。其中，教師實踐教學方法的改革是十分重要的環節之一。實踐教學方法的好壞，直接影響課堂教學效果，影響人才的培養質量，沒有良好的現代化的教學方法和手段，只靠傳統的填鴨式教學，是培養不出二十一世紀所需要的高素質、專門人才的。在高等教育大發展的今天，獨立學院應具有自身獨特的發展模式和發展空間，在新的歷史時期中充分發揮和突出實踐教學的活力，利用獨立學院的特色和優勢，著重培養學生的工程實踐和動手能力以適應國民經濟建設的發展需要，是目前我們需要研究和探討的課題。

實驗教學作為高等學校教學工作的重要組成部分，可以培養學生的動手能力、分析和解決問題的能力、以往的“電力電子技術”課程教學模式是以理論教學為主，實驗基本上為驗證性實驗。這樣學生無法真正通過實驗學習來掌握工程技能和方法，偏離了實驗課程開設的最主要目標。為了加強學生的實踐技能，實現培養應用型人才的教學目標，我們改革了傳統的教學模式，將原來以理論為主的課堂教學轉變為理論與實踐一體化的教學。

2.教學內容改革

2.1 通過驗證性實驗強化基礎實驗教學

由于在電力電子技術實驗初級階段，學生對整體實驗沒有系統的認識，所以首先安排驗證性實驗。在學習中不僅僅要驗證理論，還要通過驗證性實驗使學生學會如何發現問題。總結規律，掌握實驗的基本技能和方法。

2.2 通過設計性實驗提高學生創新能力

設計性實驗的主體是學生，整個實驗過程中，應該由學生獨立設計和操作，實驗中出現的問題由學生自己提出并設法解決，在教學中，要加強實驗設計能力的培養，要放開手腳，讓學生獨立設計實驗，對于難度較大、探索性較強的實驗，教師可進行相應的指導，對于學生設計的實驗方案，教師要及時審查，只要沒有意外情況，都可以讓學生進行實驗，培養學生的創新意識和創新精神、提高學生分析問題和解決問題的能力、提高學生綜合素質能力。

2.3 將MATLAB仿真技術引入電力電子技術實驗

電力電子技術課程實驗的傳統教學方式采用的是實驗臺操作模式，但在教學實踐過程中存在一些問題。如從理論到實踐缺少過渡知識，學生錯誤操作較多、動手能力較差，實驗臺裝置損壞較嚴重。采用傳統實踐教學方法使學生對實驗臺裝置和實驗操作缺少一定的感性認識，直接導致了學生的誤操作。此外學生在實踐操作中出現問題時不知道如何分析解決，將MATLAB仿真技術引入電力電子技術實驗，學生在仿真時由于不需要考慮因接錯電路而導致器件和儀器的損壞，可以放心大膽地連接電路，大大地激發了學生的創新意識和能力，由于設計性實驗是在驗證性實驗的基礎上進行的，學生可以充分利用資源，從查閱相關資料著手，設計相關的電路、軟件設計仿真到搭建出硬件電路、測量實際數據、分析總結，按步驟有系統地提高學生的實踐動手能力和獨立思考的能力，樹立學生的自信心，使學生勇于探索，勇于實踐。

3.實踐教學方法手段的改革

實踐教學方法手段的改革首先要從市場和社會需求入手。繼續深入改革目前的教學體制和繼續研究未來發展的教學模式，將陳舊落后的教學內容進行全面修整，強化實踐教學手段，擴充新知識、改進教學方法。其次，在著眼于教學質量和教學環境改善的同時，更要注重人才市場上所需的各種信息，作為獨立學院專業實踐教學模式改革的理論依據。另外，隨著現代科學技術的發展特別是信息技術、網絡技術的發展，為我院專業課實踐教學模式的研究與改革提供了技術手段與支持。實踐教學模式的改革，將使專業課教學變得豐富多彩。

根據電力電子技術實驗教學大綱，我們重新編寫了實驗教材。在原有實驗講義的基礎上增加了一些實驗項目，學生在實驗時除必做項目外，還可以選做實驗，為學生提供了更多的選擇內容;此外對實驗項目也進行了修改、整合，將實驗分成了驗證性實驗、創新設計性實驗、計算機仿真實驗3個方面，通過不同方面的實驗，使實驗教學更加生動、形象。

4.加大實驗室的開放力度

開放實驗室教學是改革以往驗證性實驗教學的有效途徑，為了給學生更多的實驗時間，我系實驗室在完成基本實驗任務后，盡力面向學生開放實驗室，這樣學生在實驗時間上有一定的彈性，由于時間原因，有一些學生在實驗課時間內不能完成實驗任務，可以在實驗室開放時間內完成，實驗室在實驗內容上也實現開放，實驗題目有學生參與科研型、學生科技活動型、自選實驗課題型和計算機應用技術提高型、人文素質和能力提高型等形式，這樣可以使學生在掌握有關知識和技能的同時獲得較高的創新意識和創新能力。

5.總結

該課程實驗改革已經在我系電氣類專業中開始相繼實施，經過幾年的教學研究與實踐，理論教學與實踐教學正在有機地結合起來，更多更好地向應用性、綜合性的教學模式轉變。在實踐教學中既加強了學生對專業理論知識的理解及掌握，也提高了學生們的學習興趣和學習積極性，培養了學生獨立分析問題和解決實際問題的能力，同時為學生將來的就業打下了堅實的理論基礎和實踐操作基礎。

參考文獻

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基金項目：吉林省高等教育教學重點研究項目。