基于IEET工程認證的《電力電子技術》教學改革的研究與探索

王倩

摘要：本文根據電力電子技術這門課程教學的特點，從IEET工程認證的角度出發，針對工程認證、項目教學和實驗教學等環節對該課程進行了一系列的教學改革的研究。

關鍵詞：IEET工程認證；電力電子；項目教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（c）-0000-00

1前言

中華IEET工程認證學會簡稱IEET，評估受認證的課程或機構是否符合認證機構的學術或專業標準，通過認證的大學院系畢業生，代表其已具備執行工程專業所需之基礎教育，且國內學歷將為各會員國所承認，擴大國內畢業生的學歷適用地區。

電力電子技術這門課程在“機械電子工程專業人才需求”企業調研活動中，84.66%的畢業生主要從事與電力電子技術課程相關的產品開發與設計工作，一般從事機械工業及維修、電子傳動、汽車、車床、電路設計、售后服務，產品檢修與分析、產品測試以及產品研發等行業，說明了這門課程的工程認證的必要性。

2教學現狀

電力電子技術是一門橫跨電力、電子、自動控制三門課程的交叉邊緣學科，是利用大功率半導體器件對電能進行變換與控制的專業基礎課程。

基于種種原因，以往電力電子技術理論學習難較大，課堂教學將學生置于一種被動地位，不利于學生主動進行知識建構，所以急需一種新的教學模式，以此來吸引學生的關注，加強基礎理論與工程實例的結合應用，結合電力電子領域的新技術和工程應用技術，為專業模塊化課程“機電傳動控制”、“機電產品創新設計”、“工業機器人”、“機電一體化系統設計”，以及復合型課程“電動汽車”、“汽車電器與電子技術”、“電動汽車驅動技術”、“智能裝置設計”、“智能家居”做知識儲備。

隨著各高校教學改革的深入，電力電子技術課程的課時量越來越少，實驗學時也不斷壓縮，同時實體的實驗設備極易損壞，軟件仿真又不能讓學生完全的理解概念。只是仿真，見不到實物，對驅動模塊和控制模塊沒有研究，對課程的學習效果大打折扣。例如：簡單的整流橋電路，仿真只要選擇模塊即可，學生根本不知道做實物整流橋用電力電子器件應該如何搭建，若是選集成的芯片也不知道應該選擇哪一個，是半控芯片還是全控芯片，控制引腳該如何連接，芯片需要不需要驅動？這些問題都是軟件仿真無法解決的，不是單純改革實驗教學就可以解決的，因此需要一種工程認證的思路來進行教學改革，讓學生學有所得。

3 教學改革

3.1IEET理念下教師角色的轉變

IEET強調七大核心能力：具備資訊工程相關知識的能力，具備設計與執行實驗及分析解釋數據的能力，具備工程實務流程規劃及資訊軟硬體系統整合的能力，具備協調、領導及溝通、整合的能力，具備適應職場變化的能力及持續終身學習的習慣，具備第二外語溝通與表達的能力，具備工程倫理與善盡社會責任的能力。這些不是對教師主導作用的弱化，而是對教師在整個教學活動中的掌控能力、自身的知識水平提出了更高的要求，老師的角色要求既不能一味的灌輸知識也不能完全的不干涉，而是要作為一名引路人，為學生設計短期或是長期的學習目標，激勵學生尋找到達目標的路徑和方法，這就要求理論知識的掌握不僅要有廣度還要有深度，并且具備解決問題的能力。例如講解“電力電子器件”時，應當重視各種器件的外部特性的講解，從使用角度讓學生了解其應用的場合，參數的含義，設置這幾個參數的意義。而內部結構和工作原理的詳細分析可以讓學生自行查閱資料深入了解。介紹國內一些大型企業（“株洲南車時代電氣股份有限公司”）的最新電力電子器件—脈沖功率組件、集成門極換流晶閘管，然后讓學生自己查資料了解這些器件的具體應用范圍，擴展學生的知識面。在講每一種電量變換電路之前，應當把學生引導到某一個應用場景下，這時學生會主動思考在這種情境下電量要如何變換才能滿足應用需求。例如，在講解整流電路之前，可以先引出大家日常會用到的“手機充電器”的場景。手機充電器是從城市電網當中獲得交流電，在充電器內部通過整流電流轉化成直流電給手機充電的設備，目前手機充電器的充電時間如何縮短？各種不同型號的手機充電器是否可以通用？又有怎樣的缺陷？野外如何充電？沒有充電線的情況下又是怎樣的充電結構？針對這結問題學生會積極的思考，并且和復合型的課程緊密結合在一起，知識點的講解也就更顯通俗易懂。

3.2運用項目

項目教學法是將傳統的學科體系中的章節內容轉化為若干個教學項目，圍繞項目組織和展開教學，使學生直接參與項目全過程的一種教學方法。學生在項目實踐的過程中，理解知識點的要求，掌握知識點的技能，體驗項目建立和實現的艱難與樂趣，培養分析問題與解決問題的能力，建立團隊意識和組織協調能力，這正是IEET工程認證理念的完整體現。

恰當設置項目的題目：巧妙的設計題目是項目教學法運用成功的保證，這要求教師平時的知識更新以及積累，才能既涵蓋知識點，又符合社會實際需求，所以項目的題目類型要從—跨學科理論驗證、校企結合、創新設計等方面入手，題目層次要分明--包括易、適中、難幾個難度。例如：A.每一章節可以首先給學生提出一個設計要求，比如在學習逆變電路時，要求設計一個基于SPWM的三相電壓型逆變電路，給出具體性能指標，把問題拋給學生，等課堂知識點講完之后，學生已經有了大體的調劑思路，完成主電路的設計。B.全部課程上完之后的課程設計的項目會與企業需求相結合，完成時間周期長，如“直流脈寬調速系統驅動電源的設計”。C.此外，項目的題目可以跨學科綜合，如“模糊控制下家電產品的電子設計”。

項目完成的考核方法：IEET工程認證模式，更關心的是項目完成的過程而不是結果，所以可以以小組討論的形式來完成考核。教師從項目組織情況、設計思路、設計文檔、技術指標、創新性、項目完成情況等各方面來給學生打分，并且可以在小組討論時，評出組織者、設計能力者、文檔編撰者等有不同優勢的同學，檢測學生技術層面和團隊協作層面的差異。

Matlab、Simplorer等仿真軟件的應用：隨著新技術的發展，目前高校實驗室條件跟不上新技術發展的步伐，學生動手做實驗的機會少，許多理論需要通過實驗來驗證，除了項目教學法的運用，采用軟件對電力電子進行仿真可以解決這些矛盾。這兩個軟件強大的協同仿真功能，建模更容易，和實際電路模型極為相似，易為學生所接受

3.3擬解決的關鍵問題

按照上述設想，本課程擬解決的主要問題如下：

（1）鍛煉學生團隊協同合作的能力，為各級比賽提供一批有電子設計基礎的學生；

（2）設置電力電子技術的課程設計環節；

（3）調整教學大綱；

（4） 通過項目，培養較強的項目開發、設計和建造的能力；

（5）組織興趣小組進行實際工程項目作業，理論聯系實際，加強對理論內容的理解。以社會需求為教學依據，讓學生學有所需，學能所用。

3.4實施計劃及可行性分析

電力電子技術課程為專業限選課，一般機電專業學生必選，學生數約100人，擬打算在每年的電力電子技術課程中，分別按照教學改革思路進行對照教學，觀察其教學效果，具體實施計劃如下：

1）去同類獨立院校調研，學習他們電力電子技術類課程的建設經驗；

2）調研本專業畢業生就業情況；以畢業生就業行業分布，就業難易程度等情況為依據討論電力電子技術課程建設，并對教學大綱做相應修正；

3）以企業用人需求情況統計表的統計情況，來設置課程項目的題目，決定以下三個方向的題目“電子電工產品生產與加工”、“機電產品開發與設計”以及“企業工程項目管理工作”的側重點和比例。

4）通過教學日歷的完成情況和就業趨勢對項目的題目進行微調，令學生自行組織項目合作小組，通過做電力電子技術項目的形式，把課堂理論直接與實踐相結合，通過結合實踐課程增加學生動手能力、協同合作能力、提高專業素養。

5）對整個教改過程進行總結分析，整合課程項目的題目，根據學生的反饋改進教學方式，為本課程深入教改做準備。

6）作品展示：進行電力電子技術課程的項目實物展示活動，從電力電子的課程項目成品當中，選擇具有創新性和實用性的作品進行公開答辯和實物展示，為大學生創新創業項目提供作品，豐富畢業設計作品的內容，也提升了本專業在學校的影響力。

4創新點

特色與創新：

1）電力電子技術是一門理論與實踐緊密結合的課程，為了解決理論知識學習難度大的問題，設立項目教學環節。針對理論學科性質拓展了課堂教學的問答環節、實驗教學的軟件仿真環節、課程設計的項目研發等環節，使該課程教學過程更加生動，使學生主動地學習，加強基礎理論與工程實例的結合應用，拓寬學生知識面寬，培養學生創新意識和實踐能力，從實踐過程中通過項目學習來獲取工程能力；

2）形成了校內首個將電力電子技術課程IEET工程模式下的理論與實踐相結合的教學模式；

3）本課程所設的項目為“畢業設計選題”、“大學生創新創業的項目”以及“校、企合作的項目”提供了豐富的題目資源，豐富畢業設計作品的內容，也提升了本專業在學校的影響力。

5總結

本論文旨在通過IEET工程認證模式的培養和鍛煉，以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。從資訊工程相關知識的能力，設計與執行實驗及分析解釋數據的能力，工程實務流程規劃及資訊軟硬體系統整合的能力，協調、領導及溝通、整合的能力，適應職場變化的能力及持續終身學習的習慣，第二外語溝通與表達的能力，工程倫理與善盡社會責任的能力等七個層面達到預定目標。學生可以直接參與本專業的最新應用與工程項目，培養出的學生得到企業的認同，該成果可在獨立學院相近專業推廣，對本校其它專業也有一定的參考意義。

參考文獻：

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