電力相關專業(yè)《電力電子技術》課程改革新思路

皮薇薇+宗海煥+吳娟娟

摘 要： 隨著電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用逐漸廣泛和深入及高職高專教育教學改革的不斷推進，作者對電力類院校相關專業(yè)《電力電子技術》課程改革的實踐經(jīng)驗進行了總結，提出了該課程改革的新思路。

關鍵詞： 電力系統(tǒng) 《電力電子技術》 課程改革

引言

電力電子技術作為一門新興學科，近年來，隨著電力電子器件的不斷發(fā)展和國家對科技的大量投入，電力電子技術發(fā)展突飛猛進，在工業(yè)、國防、交通運輸及家用電器等領域應用愈發(fā)廣泛與深入，在電力系統(tǒng)領域的應用越來越廣泛。該技術對高壓、特高壓交直流輸電網(wǎng)及柔性直流、柔性交流輸電網(wǎng)的建設起著至關重要的作用，十幾年前，中國的直流輸電還要依賴于國外的產(chǎn)品和技術，而目前我國已經(jīng)擁有世界上最高電壓等級的交流輸電和全自主知識產(chǎn)權的特高壓直流輸電，我們正在建設的以500kV為骨干網(wǎng)架的堅強智能電網(wǎng)領先于世界先進水平。這些成績無不滲透著電力電子技術的功勞。故電力相關專業(yè)加強對電力電子技術課程重視度和推進高職院校電力電子技術課程改革勢在必行。

1.課程現(xiàn)狀

作為電力類院校，除了電氣技術專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)一直都有開設《電力電子技術》課程外，其他各電類相關專業(yè)如發(fā)電廠及電力系統(tǒng)、繼電保護自動化、供用電技術、高壓輸電線路施工運行與維護等專業(yè)均開設了該課程作為專業(yè)選修課或者素質拓展課，足見各院校對該課程的重視程度越來越高。

由于種種原因，我校在《電力電子技術》課程的教學改革方面一直較落后，教學內容基本和本科教學內容相似，且由于課時的原因，課程中各種電力電子器件和換流器都泛泛而談，教師和學生對課程的重視度不夠、教學目的不夠明確，教學方式基本以填鴨式課堂教學為主，學生學習興趣低、教學效果不好，這顯然已不適應現(xiàn)代高職院校對人才培養(yǎng)的要求，不能有針對性地服務于電力行業(yè)，

2.改革思路

本文針對電力類院校開設《電力電子技術》作為專業(yè)素質拓展課程時課程改革的一些實踐經(jīng)驗和思路進行總結。對于電力行業(yè)辦學的學校，學校畢業(yè)生多服務于發(fā)電廠、供用電企業(yè)、電力裝備制造和電力建設等相關企業(yè)。這類院校對電力電子課程內容的側重和普通院校開設本課程時的側重應有所不同，加上近年來高職教育教學改革，推行2+1模式，縮減課時，作為專業(yè)素質拓展課的《電力電子技術》一般只有不到30個課時，不可能像以前一樣所有內容都鋪開了講。應該突出專業(yè)和職業(yè)特色，明確課程的任務不是教會學生多少個電力半導體器件的原理和特性，也不是教會學生每一種換流器的原理和波形，而是讓學生認識電力電子，知道電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用，掌握典型電力電子換流器的基本工作原理和測試方法。

2.1教學項目選擇

基于以上想法，在已結束的學年里，課程組以發(fā)電廠與電力系統(tǒng)專業(yè)為試點對26課時版《電力電子技術》課程進行了課程改革研究與實踐，選擇了基于項目驅動教學模式的教材，以服務電力行業(yè)為宗旨，根據(jù)維修電工、換流站值班員、電氣值班員等職業(yè)崗位的要求及發(fā)電廠與電力系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標的要求重新選擇并組合教學內容、編寫課程標準、學習指南等教學材料。選擇了電力電子在電力行業(yè)的幾個典型應用形成了以下教學項目：

2.2學習情境選擇

以項目二橋式整流與發(fā)電機勵磁系統(tǒng)為例，考慮到發(fā)電機勵磁系統(tǒng)與該專業(yè)對口，且發(fā)電機勵磁系統(tǒng)在前期《電力系統(tǒng)自動裝置》課程中也有介紹，以此作為項目驅動教學能較大程度地提升學生的學習重視度和興趣度，加強課程之間的聯(lián)系和知識之間的銜接，讓學生感到課程不陌生、不枯燥。按照知識的前后聯(lián)系和學生的認知規(guī)律共創(chuàng)設三個學習情境。

情境1：發(fā)電機勵磁系統(tǒng)認知（1學時）：通過該情境的學習，要求學生說出發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的作用、自并激勵磁系統(tǒng)的組成和三相橋式可控整流電路與發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的關系;

情境2：三相半波可控整流電路（2學時）：通過該情境的學習，要求學生熟悉三相半波整流電路的結構組成和工作原理，能對電路進行接線和波形測量;

情境3：三相橋式全控整流電路（3學時）：通過該情境的學習，要求學生掌握三相橋式可控整流電路的結構組成和工作原理，能對電路進行接線和波形測量。

2.3學習內容選擇

以項目二中學習情境3為例，三相橋式整流電路是電力電子技術課程的核心知識點，也是維修電工、電氣值班員、換流站值班員等崗位要求的必備知識，在電力系統(tǒng)中應用廣泛。對該學習情境進行教學內容的選擇應該更細，包括三相橋式整流電路的結構、整流和調壓的原理、波形的分析、控制角的有效移相范圍、輸出電壓電流的計算、功率因數(shù)的計算。但在進行其他電力電子變流器的學習情境時可以忽略輸出電壓電流的計算、弱化波形的分析，從認識變流器的角度出發(fā)，從變流器在電力系統(tǒng)中的應用入手，著重強調感性認識、電路的結構和工作原理及控制角α的大小和輸出的關系。

2.4基于工作過程教學模式的應用

確定教學內容如何取舍之后，在教學實施過程中采用基于項目驅動的教學模式，不過根據(jù)課程特點，本次基于項目驅動教學模式與傳統(tǒng)項目驅動教學模式不同，因為我們不可能真的要學生做一套勵磁系統(tǒng)或者高壓直流輸電方案出來，題目太大，也不是對職業(yè)院校學生的要求。我們采用這個題目作為項目驅動的目的是讓知識不再枯燥乏味，能和與專業(yè)相關的工作對接，提高學生的學習興趣，愿意主動參與教學過程，讓被動接受知識變?yōu)橹鲃訉W習，讓學習更符合學生的認知規(guī)律，讓能力培養(yǎng)更滿足高技能型人才培養(yǎng)的要求。所以設計教學活動時，要充分挖掘可用資源，綜合運用多個活動場所、多種教學方法和手段。仍以項目二為例，在開始具體學習情境之前以任務書的形式給出項目的總體任務和分解目標。然后帶學生到實習工廠、實驗室或者以圖片、視頻的形式提供給學生對勵磁系統(tǒng)和三相橋式整流電路的感性認識。提供給學生項目學習指南、微課、參考書籍、學習網(wǎng)站等資源，將學生分成三至四人一組，以組為單位學習和討論任務書，提出問題和困難，老師提點解決問題的方向。之后進入情境教學，以學習情境3為例：在項目開始已經(jīng)認識過三相橋式整流電路，故直接給出知識目標和技能目標，引導學生自主學習討論，提供給每組1份格式化實驗計劃書，讓學生根據(jù)格式自己完成三相橋式整流電路調試實驗計劃書，針對計劃書中存在的問題和學生提出的問題通過板書、現(xiàn)場講解、實驗驗證、微課等形式給予梳理。學生完善計劃書并完成三相橋式整流電路的調試。然后對分組實驗完成情況進行現(xiàn)場點評，對表現(xiàn)突出的小組和個人進行表揚。

2.5考核評價

制定包括考勤登記表、實驗分組記錄表、提問和討論成績記錄表、考試成績登記表等學習考核方案，制定教師評教表、學生評教表等教學評價方案，對學生的學習效果和教學開展情況進行評價和問題查找，提出改進方案。總的來說，課程改革調動了學生的學習積極性和參與度，取得了良好的教學效果。

結語

目前基于工作過程的《電力電子技術》課程教學改革還只是在發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)進行試點。接下來準備在繼電保護及自動化、供用電技術、電氣自動化技術等電力系統(tǒng)相關專業(yè)嘗試這樣的改革，在教學內容取舍和教學項目選擇上要突出專業(yè)和職業(yè)特色，分專業(yè)研究，將這項工作做得更細更好。

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