提高《電力電子技術》課程教學水平的探討

林家泉

摘 要：《電力電子技術》課程是電氣工程及其自動化專業的重要專業基礎課，這門課程的教學水平直接關系到專業人才培養的質量，因此對提高課程教學水平的研究具有重要的意義。以我校《電力電子技術》課程的教學實際為例，分析了目前教學現狀，緊密圍繞專業的培養目標，從課程知識體系、師資建設、教材建設、實驗教學資源建設等方面，進行了課程建設的探討，期望對課程教學水平的提高提供參考。

關鍵詞：課程建設；師資建設；特色教材

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.200

1 引言

《電力電子技術》課程是電氣工程及其自動化專業的重要專業基礎課，這門課程的教學水平直接關系到專業人才培養的質量[1-3]，我校電氣專業培養的人才有很大一部分出口面向民航運輸行業。專業擔負著為行業培養合格電氣專業人才的任務，《電力電子技術》課程是我校電氣工程及其自動化專業、自動化（本科）專業方向的一門重要專業基礎課。本課程以電氣專業常用的電力變換理論與技術為重點，掌握基本的電路結構與控制規律和基本實驗技能以電能的四種變換，即直流變交流，交流變直流，直流變直流，交流變交流為主線展開教學。為學生畢業后從事電氣設備維修、電氣領域管理和電氣系統設計研究工作打下堅實的專業理論基礎。

2 我校電氣專業存在的不足

根據從事專業教學的認識和思考，認為目前課程教學方面還存在不足，部分專業知識不能與時俱進，目前課程教學大綱計劃學時為46學時，電力電子器件部分主要講授不可控器件電力二極管；半控器件晶閘管；全控器件IGBT，MOSFET，電力晶體管；整流電路主要講授單相整流電路、三相整流電路的結構、工作原理、數值分析，電路波形分析，諧波構成，功率因數的概念。逆變電路講授基本方波逆變電路，三相方波逆變電路，SPWM逆變電路，直流—直流變換講授基本直流變換電路，復合直流變換電路。交流—交流變換講授相控斬波的單相交流變換電路的分析與實現，PWM斬波的單相交流變換電路的分析與實現。這種課程知識體系不能與時俱進，主要體現在部分知識老化，比如還在用大量的篇幅講授晶閘管器件以及由晶閘管構成的整流電路，這部分知識所占比重過大，與其他專業課程聯系不多。專業課程上以空客A320、美國波音737機型電氣系統為主。新機型空客A380，波音787 、商飛國產ARJ21客機已航線運行，目前在電力電子技術課程的知識體系上，這些新機型的知識技術體現不多或是沒有涉及。

青年教師重視理論研究，發表高水平論文，申請基金項目，高水平的理論、論文、科研項目對課程的教學應該是有促進作用的，但是如果理論過高，與實踐脫節，難免會曲高和寡，因為電力電子技術課程的授課對象是電氣工程及其自動化的本科生，他們對于高深的理論難以理解，不具備相關的基礎知識。學生的知識體系應該是循序漸進的，系統化的。因此高水平的理論一定要與實踐相結合，與實際工程案例相結合。

目前電力電子課程的實踐教學資源也存在不足，課內有八個學時的實驗，安排整流電路實驗，逆變電路實驗，DC-DC電路實驗。實驗設備是求實實驗教學臺，這種實驗教學臺面板上印有電路符號，面板上有插孔，學生做實驗就是按照電路圖接線，使用這種實驗教學實驗臺方便教學，但教學效果卻不好，學生看到的只是一些電路符號，根本看見內部的電力電子器件，學生學完課程后，連基本電力電子器件如晶閘管和IGBT都不認識，并且在實驗臺完成的多是驗證性實驗，缺少開發性，綜合性實驗。可見教學沒有達到應有的效果。

教材方面使用的是國家規劃教材，由于專業培養的是面向民航運輸業的電氣本科學生，因此使用這種規劃教材也存在一些局限性，比如與行業脫節，教材中的一些電路和案例學生覺得很抽象，不接地氣。

3 改進措施

首先從課程的知識體系方面進行改革，課程組教師到航空公司，機場，機務維修公司等行業企業進行調研，緊密結合一線，另外還要到行業外的高新技術企業調研，目前是信息化時代，電氣化時代，隨著互聯網+，中國制造2025的推進，電氣行業必將發生深刻變革，如何與時俱進，跟蹤電氣行業新技術新動態，是具有現實意義的。因此課程的知識體系要更新要變革，要緊跟時代步伐，把最新的理論，最好的實踐帶給學生，由于課程學時的限制，這就要求淘汰一些陳舊的，應用范圍變窄的一些知識，比如減少晶閘管知識的講授，減少晶閘管整流電路的課時，適當增加直流-直流變換的學時，增加PWM控制技術的比重。另外還要理順相關課程的銜接問題，比如有些知識點在不同的專業課程都有講解，出現了知識點的重復，這就要求在制定本課程知識體系大綱的過程中，與相關課程的教師有良好的溝通協商，看看這些重復的知識點到底安排在哪門課程中更合適，更符合專業人才培養的目標，更有利于教學活動的開展。

在青年教師的培養方面，支持青年教師脫產到企業實習實踐，我校青年教師多數對民航行業了解不足，多數教師只有一個月的企業認識實習，因此對飛機系統，對機場的生產運行了解的比較膚淺，這對教學水平的提高非常不利，在條件允許的情況下教師最好能有一年的脫產企業實踐，這樣教師通過長時間的企業實習實踐，對飛機系統等專業具有了相當深入的了解和掌握，這不僅對課堂教學有利，同樣對于編寫教材，申請行業內的科研項目都具有很大的幫助。

在特色實驗教學設備方面應該有所作為，目前不僅我校電氣專業使用求是實驗教學儀器，根據調研，天津的部分“雙一流”高校也在使用這種教學儀器，這些院校的老師也反應實驗教學效果不佳。因此可以結合自己學校的特色，組織骨干教師研制特色的實驗教學儀器，比如可以把老師的科研課題進行梳理，把其中的硬件系統，控制方法等進行整合，開發出課程的實驗項目，這樣做既能夠使學生接觸到新的知識，又能夠與行業緊密結合，接地氣，學生學習起來也不會感到枯燥，容易理解和接受。

在特色教材建設方面，支持鼓勵課程組教師編寫特色教材，在新的知識大綱體系下，把一些研究過程的案例，科研項目的案例，進行加工整合，結合課程的基礎知識，編寫出本專業的特色教材，一方面滿足教學的需求，另一方面也可以擴大專業的影響力。

4 結論

本文分析了我校電力電子技術課程教學過程中存在的一些不足和問題，從知識體系，教師培養，實踐教學資源，特色教材建設等方面提出了改進措施，希望通過這些方面的改進，對高素質應用型人才培養，對專業的建設，對社會的服務起到積極的促進作用。

參考文獻：

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基金項目：本文得到中國民航大學教改項目資助（CAUC-2017-B1-22）