“電力電子技術”教學改革的探索與實踐

田紅霞

（唐山學院，河北 唐山 063000）

“電力電子技術”教學改革的探索與實踐

田紅霞

（唐山學院，河北 唐山 063000）

本文對電力電子技術教學的方法和內容進行了初步探討，在實踐教學方面提出了“虛實結合”的教學方式，內容以與驗證性實驗加綜合性實驗形式進行；在考核方式上，提出了理論與實踐相結合的多元化考核方式，真實反映學生對知識的掌握程度。實踐表明，該教學改革對教學水平的提高，培養應用型、地方性人才方面取得了較好的效果。

電力電子技術；虛實結合；考核方式

一、引言

“電力電子技術”是多學科交叉而形成的一門新興技術，在工程實踐中，該技術高速發展，不斷有新的器件、新的電路拓撲結構與新的控制方法問世。“電力電子技術”課程是電氣工程及其自動化與自動化專業的重要專業基礎課，也是實用性、工程性和綜合性很強的課程。該課程的特點是內容多，課時少，在新形勢下，如何在有限學時內獲得最好的教學效果，使學生在有限的課堂時間內較好地掌握課程內容，培養學生的工程實踐能力和創新能力，是一個亟待解決的問題。經過長期的“電力電子技術”課程的教學摸索，筆者從理論教學內容與方法、實踐教學和考核方式三個方面對課程進行了教學改革的嘗試。

二、理論教學內容與方法

圖1 直流斬波電路

圖2 降壓斬波電路

“電力電子技術”是以電力電子開關器件為基礎，以四類基本變換器和兩種控制方法為核心，以四類應用為目標的一門科學。隨著電力電子技術的飛速發展，新器件和新的控制方法不斷出現，因此“電力電子技術”的教學內容必須根據自身的發展及時更新。目前全控型器件已逐步取代晶閘管而成為電力電子技術的核心。因此，教學內容中適度壓縮和刪減了半控型器件及控制電路的學習，強化全控型器件及控制電路的教學。

教學方式有傳統板書與多媒體教學兩種方式。板書方式可以使學生對知識理解的更深刻，但是較死板。為了更好地提高教學質量，增強學生的學習興趣，充分利用多媒體教學形象、直觀、信息量大的優點，激發學生的學習興趣。課程組開發了集PPT、Flash動畫為一體的課件，通過直觀、形象和交互性的演示，使得電力電子技術當中難懂的電路拓撲結構變換和波形變得簡單易懂。另一方面，注重與工程相結合，與其前修課“電機與電力拖動基礎”課程相結合提出問題，調動學生學習興趣，主動去思考問題，解決問題。如圖1所示，在講解直流降壓斬波電路之前，以直流電機調速在課堂上演示給學生看，激發學生的興趣。接下來就進一步提出問題，怎么調速？以增強學生的求知欲望。然后再和學生一起學習相關知識，在講解過程中，始終緊扣相關問題，增加其對電力電子技術的理解。

三、實驗教學的措施

隨著高等教育規模的不斷擴大，原有教學儀器設備資源相對短缺，無法滿足實驗教學的需要；儀器設備陳舊老化，不能適應新的教學要求；大部分院校都僅用掛件結構或實驗箱來完成實驗，幾乎所有的電路和系統都是封閉式的。教學采用課堂教學加驗證性實驗的教學模式。實驗過程，學生幾乎是在老師或實驗指導書的指導下機械式連線、讀取實驗數據，記錄實驗數據和波形，對原理不求甚解，缺乏獨立分析解決問題能力。為了彌補傳統教學方式的不足，提高學生分析問題、解決問題的能力，在傳統教學方式的基礎上，開展了“電力電子技術”的計算機仿真輔助教學。雖然目前能夠進行電力電子仿真的專業軟件很多，如Matlab/Simulink、Pspice等，需要專門開設相關的課程才能夠應用。為了使學生既能進行仿真實驗，不用花費更多精力學習新的軟件，為此專門開發了電力電子技術仿真實驗系統，其界面如圖2、圖3所示。通過該實驗軟件，學生利用課下時間，在充分理解電路工作原理的基礎上，自己搭建實驗電路，進行參數設置，即可得到直觀的動態效果。實踐證明，實驗軟件的應用，課本上大篇幅的過程描述與復雜的運行曲線用仿真波形表現出來，能夠變抽象為具體，變枯燥為生動，形象直觀地進行教學，有助于激發學生學習興趣，提高教學質量。并且節省了實驗箱上操作的時間。

圖3 數據記錄界面

在實驗教學內容方面，以驗證性實驗為基礎，通過該類實驗可以使教材上的基本理論得到充分的驗證，加深學生對理論教學中各個知識點的理解，使學生對實驗儀器的使用及注意事項有比較清楚的了解，同時也可以培養學生的基本操作、數據處理和計算技能。在此基礎上增加了綜合性實驗，例如與“電機與電力拖動基礎”課程相結合的“直流電動機可逆調速系統設計”，該綜合性實驗項目專業實踐性很強且與生產緊密聯系，培養學生把專業理論知識綜合運用于工程實踐的能力，提高學生的綜合素質水平。還可以與“單片機原理與應用”課程相結合的“基于單片機的交流恒流源設計”，是利用單片機控制全控型器件，實現斬控式交流電路的要求，教師提出實驗要求，學生自己設計并進行實驗調試。通過這些實驗的設置使學生能充分理解相關課程之間的關系與其應用，而且培養學生解決實際問題的工作能力，提高其綜合素質，為今后的設計或工作積累經驗。

四、考核方式的探索

傳統采用閉卷考試的方式，考核學生對知識的理解和記憶具有效果，但是這種方式使學生機械式學習，不利于激發學生的創造性和探索新知識的主動性。因此，探索合理的考核方式對提高學生學習積極性和主動性有很大意義。為此，采取了理論與實踐相結合的考核方式，以其能夠更加公平、真實地反應學生的學習水平。理論考核成績占70%與實踐考核成績占20%，平時成績占10%。理論考核重點考察學生對相關知識的理解和記憶能力。實踐考核以實際電路實驗，考察學生的創造性和動手能力。平時成績反應學生學習該課程時所表現的狀態，包括探索新知識的主動性、查閱資料的廣泛性等。實踐證明，通過這種多元化的考核方式，提高教學質量。這樣一來，就能改變課程結束時“一考定成績”的做法，防止考前突擊的行為。學生反映良好，教學效果甚佳。

五、結束語

本文從理論教學內容與方法、實踐教學和考核方式三個方面對該門課程的教學改革進行的探討。隨著電力電子技術的不斷發展，為了適應人才創新能力培養的需要，不斷調整、更新教學內容，及時補充該學科的前沿知識，如軟開關技術、電網諧波抑制技術等內容，以增強對學生的吸引力。將繼續不斷地改進教學方法加強實踐訓練，充分發揮學生在學習中的主動性和創造性，以適應培養應用型本科人才的需要。

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[3]邢紹邦，羅印升，朱成喜.虛實結合的“電力電子技術”教學改革[J].江蘇技術師范學院學報，2012，（2）.

G642.0

A

1674-9324（2014）30-0211-02

田紅霞（1976—），女，河北省藁城市人，碩士，講師，研究方向：電氣工程及其自動化教學與科研。