《電力電子技術(shù)應(yīng)用》選修課的教學探索與實踐

裴玖玲 孫少杰 劉建萍 塔里木大學機械電氣化工程學院 新疆阿拉爾 843300

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《電力電子技術(shù)應(yīng)用》選修課的教學探索與實踐

裴玖玲 孫少杰 劉建萍 塔里木大學機械電氣化工程學院 新疆阿拉爾 843300

【文章摘要】

本文從趣味性和擴展學生知識面角度出發(fā)，結(jié)合實際教學經(jīng)驗和各方面反饋信息，從課程性質(zhì)及任務(wù)、內(nèi)容安排、教學方法及手段、成績考核等幾個方面分析了如何更好開展《電力電子技術(shù)應(yīng)用》選修課。

【關(guān)鍵詞】

電力電子技術(shù)應(yīng)用；選修課；教學實踐

“電力電子技術(shù)”是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，和人們生活密不可分，如何擺脫純理論教學，從應(yīng)用性角度普及電力電子技術(shù)知識，一直是筆者研究的問題。所以，對于以農(nóng)學專業(yè)為主的塔里木大學，從應(yīng)用性角度普及電力電子技術(shù)知識，在全校開設(shè)《電力電子技術(shù)應(yīng)用》選修課，以擴大學生視野和眼界，提高學生的科學素質(zhì)和人文素養(yǎng)，顯得越來越重要。

1　課程目的、性質(zhì)和任務(wù)

《電力電子技術(shù)應(yīng)用》是塔里木大學全校范圍開設(shè)的一門選修課，該課程從應(yīng)用性角度出發(fā)，結(jié)合日常生活中的實例，以生動有趣、簡單清晰的語言向?qū)W生普及電力電子技術(shù)知識。通過這門選修課，可使學生獲得應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)相關(guān)知識，了解新能源發(fā)電、電氣節(jié)能、電力牽引、家用電器、智能電網(wǎng)幾個領(lǐng)域中的電氣核心技術(shù)，以擴大學生的知識面，提高學生的綜合素質(zhì)。

2　教學內(nèi)容安排

我校公選課一般30個學生，教學內(nèi)容不可能面面俱到，教學深度也不能過于專業(yè)，只要結(jié)合實際例子把涉及到的電力電子技術(shù)原理解釋清楚就可以了。經(jīng)過綜合研究，確定從新能源發(fā)電、電氣節(jié)能、電力牽引、家用電器、智能電網(wǎng)這5個應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā)，結(jié)合實際例子，向?qū)W生講解涉及到的電力電子器件特性、整流、直流斬波、逆變、交流變頻等電力電子技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。

3　教學方法及手段

課堂教學的目的是利用有限的教學時間，使學生充分理解、掌握、和運用該門課程的知識，完成教學計劃。教學方法影響教學效果，也影響著學生的學習興趣、吸取知識的能力。為了增加學習興趣，讓學生在有限的課堂上了解更多的電力電子知識，采用項目教學方法。根據(jù)教學內(nèi)容，共分5個教學項目，而每個教學項目中又有幾個小教學模塊具體是：（1）新能源發(fā)電項目。分太陽能發(fā)電、風能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電3個小模塊，結(jié)合阿拉爾工業(yè)園區(qū)的天華陽光光伏發(fā)電站和阿拉爾市區(qū)太陽能路燈系統(tǒng)，講解太陽能發(fā)電系統(tǒng)的DC-AC逆變、DC-DC直流變換、AC-DC整流等多個電力電子變換環(huán)節(jié)的原理、結(jié)構(gòu)組成、特點，進而講解風能發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電所涉及到的電力電子知識。（2）電氣節(jié)能教學項目。分變頻調(diào)速和電能質(zhì)量改善2個教學模塊。重點講解目前農(nóng)業(yè)、工業(yè)中應(yīng)用廣泛的變頻調(diào)速，結(jié)合阿拉爾農(nóng)田泵房節(jié)能改造項目，講解變頻器的結(jié)構(gòu)組成中的整流、斬波、逆變電路等電力電子知識，講解變頻調(diào)速的原理、常規(guī)接線，節(jié)能效益，進一步推廣到工業(yè)領(lǐng)域的風機水泵變頻調(diào)速改造、工廠中如何實現(xiàn)恒壓供水。進一步講解電力系統(tǒng)中靜止無功補償器和電力有源濾波器的的電路組成、各部分工作原理，讓學生清楚電力電子知識在節(jié)能環(huán)保方面的巨大貢獻。（3）電力牽引。目前全世界正在如火如荼地發(fā)展電力牽引交通，主要有高鐵、地鐵、電動汽車、城市輕軌。以串聯(lián)式混合動力電動汽車和混聯(lián)式混合動力電動汽車為例，重點講解其中所涉及到的電力電子與電力傳動知識，包括AC-DC整流、控制器、DC-DC直流變換、DC-AC逆變器等。然后講解高鐵、地鐵、城市輕軌這些電力牽引中所包含的電力電子知識。（4）家用電器。分電源，電器和ED節(jié)能燈等3個教學模塊。結(jié)合各種應(yīng)用廣泛開關(guān)電源、車載電源、UPS電源、手機充電器、家用電器的電源部分，講解所涉及到的AC-DC，DC-DC、DC-AC等知識，以冰箱、空調(diào)、電磁爐家用電器為例，講解其發(fā)展、組成結(jié)構(gòu)、工作原理方法、種類、效率評估和保養(yǎng)維修，最后結(jié)合現(xiàn)在每家用到的LED節(jié)能燈，講解其工作原理、發(fā)展和節(jié)能效果。（5）智能電網(wǎng)。結(jié)合目前正在興建的智能電網(wǎng)，講解所用到的電力電子技術(shù)，包括以SVC為代表的柔性交流輸電技術(shù)、以高壓直流輸電為代表的新型超高壓輸電技術(shù)、以智能開關(guān)為代表的同步開斷技術(shù)，以靜止無功發(fā)生器、動態(tài)電壓恢復(fù)器為代表的用戶電力技術(shù)，以及以用戶端分布式發(fā)電系統(tǒng)為代表的終端電能變換技術(shù)。

在項目教學法的基礎(chǔ)上，采取多樣化的教學方法和手段。我校選修課一般采用多媒體教學，好的課件是取得高質(zhì)量教學效果的關(guān)鍵。制作課件時，根據(jù)內(nèi)容和相應(yīng)的項目，明確教學目標，整理出思路清晰的教學方案，然后從視聽角度進行構(gòu)思，展示教學方法。當然，上課時如果按照課件照本宣科，也起不到好的教學效果，教師可以在講解過程中適當提出一些問題，在課堂中設(shè)置問題懸念，讓學生帶著問題聽課，在聽課中找答案，激發(fā)他們求知欲。另外，教師不能采用滿堂灌的方式，而應(yīng)隨時注意學生的反應(yīng)，不時與學生互動，使學生積極參與教學，帶動他們情緒，引導(dǎo)他們主動思考。這樣，會收到一個好的教學效果。

4　成績考核

制定完善、公正的成績評定方法。每學期的第一次課，給出總評成績的評定方式，即：總評成績=期末成績×50%+平時成績×50%。為督促學生正常上課，避免逃課，平時成績的比重占的較高，且平時成績從課堂出勤、課堂發(fā)言、隨堂測驗三個角度綜合考察，盡量避免學生混學分現(xiàn)象。每學期 15 次課中隨機抽查課堂出勤情況 4 次，計入平時成績，缺一次扣 5 分；實行發(fā)言者加分獎勵，每學期每人共有5次答題機會，答對一題，獎勵2分；選修課沒法進行期中考試，采用一種變通方式，進行隨堂測試2次，其結(jié)果計入平時成績。總之，盡量做到公平、公正和公開。

電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)是當今高新技術(shù)系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵支撐設(shè)備，其應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涉及到國民經(jīng)濟的各個農(nóng)、工業(yè)部門。因此，在高等院校中開設(shè)《電力電子技術(shù)應(yīng)用》選修課，擴展學生視野，提高學生綜合素質(zhì)，是十分必要的。該課程的開設(shè)是長期持續(xù)的工作，雖然已經(jīng)開設(shè)多次，但每次我都當新課備，根據(jù)新的教學內(nèi)容來補充和充實課件，力爭做到與時俱進，并且講授過程中始終堅持以學生為中心，進行靈活實用的教學，激發(fā)學生興趣，鼓勵學生學以致用。

【參考文獻】

［1］王兆安，劉進軍.電力電子技術(shù)（第5版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

［2］唐緯.基于“項目驅(qū)動”的單片機類課程實踐教學改革［J］.實驗室研究與探索，2010，29（5）：130-116.

［3］殷佳琳.《電工電子技術(shù)》課教學的導(dǎo)入技巧［J］.機械職業(yè)教育，2005，08.

基金項目：此文為塔里木大學高等教育研究項目成果，項目編號TDGJ1414。

【作者簡介】

孫少杰（1980-），男，漢族，遼寧鐵嶺，塔里木大學機械電氣化工程學院，講師，碩士，主要研究方向：電力電子技術(shù)、電力拖動和自動化領(lǐng)域。

通訊作者：裴玖玲（1980-），女，漢族，河南開封，塔里木大學機械電氣化工程學院，講師，碩士，主要研究電力電子技術(shù)與自動化領(lǐng)域。