應用型高校自動化專業電力電子技術教學改革探索

于躍　徐今強　楊燕霞

摘? 要：電力電子技術是應用于電力領域的電子技術，是電力學、電子學和控制理論3門課程的交叉，是自動化專業的一門專業核心課程。針對自動化專業的教學、就業需求對電力電子技術課程進行改革，從教學模式、教學方法、教學內容3個方面進行優化，以期達到更好的教學目標。實踐證明，該改革方法在提高學生的創新實踐能力上取得了很好的效果。

關鍵詞：電力電子技術? 自動化? 教學改革

中圖分類號：G642 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）04（a）-0074-02

Abstract： Power electronics technology is an electronic technology applied in the field of power. It is the intersection of three courses： power science， electronics and control theory. It is a core course of automation specialty. In view of the teaching and employment needs of automation major， the course of power electronics technology is reformed， and the teaching mode， teaching method and teaching content are optimized to achieve better teaching objectives. Practice shows that the reform method has achieved good results in improving the students' innovative practice ability.

Key Words： Power electronics technology; Automation; The teaching reform

電力電子技術[1]起源于20世紀50年代后期，主要研究變流技術及其應用，是一門綜合性的技術學科，廣泛應用于一般工業、交通運輸、電力系統、電源、家用電器等各種領域。對于自動化專業的學生而言，《電力電子技術》課程屬于專業核心課程，具有工程實踐性強的特點。優化《電力電子技術》課程的教學水平，對于學生的就業、升學、專業競賽等都有很好的促進作用。應用型本科院校[2]是我國本科教育的主要力量，是培養應用型人才的主力軍，廣東海洋大學自動化專業作為廣東省應用型高校，以培養應用型、工程型、復合型人才為主要目標，其《電力電子技術》課程的教學內容、方法也在不斷革新。

1? 目前高校電力電子技術課程存在的問題

《電力電子技術》的整個課程[3]包括電力電子技術的器件、整流電路，逆變電路、直流-直流變流電路、交流交流變流電路、PWM控制技術、軟開關技術、驅動保護串并聯技術和電力電子技術的應用等內容，整個課程結構很清晰，授課條理好。然而電力電子技術目前的教授中還存在一些問題尚未解決，具體表現在以下幾個方面。

1.1 教學內容更新不及時

電力電子技術的知識更新很快，隨著制造工藝的提高，控制復雜的晶閘管、電力晶體管等器件的應用逐漸減少，控制簡單且容量逐漸增加的電力場效應管（MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）的應用越來越多。尤其是自動化專業在工作中絕大多數時間使用的都是全控型器件，而目前電力電子技術理論授課和實驗教學中以晶閘管及其應用為主，應增加全控型器件（MOSFET和IGBT）的更多實例。電力電子技術是強電和弱電的橋梁，作為電氣工程及其自動化和自動化專業的專業性課程，在整個課程內容設置上更傾向于強電應用，對于自動化專業的控制行業應用涉及較少。在電力電子技術的參考書中主要應用以晶閘管直流電動機系統、變頻器系統、交流調速系統、功率因數矯正技術、高壓直流輸電為主，和控制系統的聯系略有欠缺。

1.2 授課學時少

電力電子技術的教學內容中包括器件工作原理講解、器件參數選擇、電路工作分析、電路性能分析、控制策略設計等內容，整個課程內容豐富，需要的授課學時多。目前的自動化專業具有“寬口徑”的專業課特點，課程數量更多，每門課程的授課學時相應縮減。在當前的環境下，如何在有限的學時中選擇更為核心的內容是需要考慮的問題。

1.3 實驗內容陳舊

目前電力電子技術的實驗環節有8學時，共4個實驗，實驗內容基本固定在整流和逆變、直流斬波、交流調壓、PWM控制技術這4個部分。電力電子技術的實驗設備電壓較高，為了保證學生的安全和設備的穩定，普遍采用“教師準備實驗，學生參照實驗指導書完成”的方式進行，實驗掛箱是封閉的，導致內部電路觀測不到，且和實踐聯系不緊密，這種方式難以勾起學生的實驗興趣，實驗效果不佳。

2? 電力電子技術改革方案

結合廣東海洋大學自動化專業的培養方案，對傳統電力電子技術課程進行了如下幾項改革。具體方案如下。

2.1 及時更新教學內容

為了培養和社會接軌的學生，教學內容要與時俱進，一線教師的知識儲備也要與時俱進。課堂授課內容不能僅局限在教材范圍，電力電子技術課程的教師要從事相關的縱向、橫向課題，在不斷的自我提高中擴充授課內容。高校教師也應多參加學術會議，加入電力電子學會、電氣與電子工程師學會、工業應用學會、中國電工技術學會、中國電機工程學會、中國電源學會等，了解行業前沿動態，并在授課過程中傳輸給學生。各門課程的教師可以成立課題小組，定期開會探討授課內容，溝通協調各門課程的重要知識點，便于進一步鞏固整個知識體系，提高學習效率。電力電子技術課程對自動化的學生來講，在工作實際中應用較多，考研課程中比較少見，因此授課內容可以更偏向工程經驗，減少公式推導。

2.2 教學模式革新

在授課學時緊縮的情況下，傳統的知識點、塊、面的教學方式已經不適用了，我們只能將授課模式更新。前期基礎概念需要詳細學習，而變流技術和電力電子技術的應用可以結合在一起，以項目式的方式授課，這樣能夠縮短授課時間，也能將理論和實際進一步聯合起來，帶動學生的學習積極性，啟發學生主動思考。廣東海洋大學也將建立電力電子技術的“金課”教學平臺，在平臺上有教學視頻和教學資料，方便在校學生和畢業學生隨時查缺補漏。同學也可以在教學平臺上留言、討論，及時的反饋便于更好地調整教學模式內容。

2.3 實驗環節變革

由于各個實驗過程耗時不同，為了提高實驗效率和實驗室利用效率，將兩個實驗合并在一起進展，這樣4個學時大塊的時間便于學生協調各個實驗時間，保障實驗效果。在實驗室驗證實驗之前，增加仿真實驗，由學生在自己的電腦上用Matlab/Simulink平臺建立仿真系統，參照實驗臺參數生成系統的電壓、電流波形，和示波器得到的波形對比，加深實驗理解。

3? 結語

電力電子技術是一門強實踐性課程，其教學質量對學生的動手能力有很大影響。結合應用型高校自動化專業的實際情況，對該課程進行改革。更好的教學要求一方面促進了教師對自身要求的提高，使得一線教師保持學習、工作的熱情，不斷發展自己;另一方面以項目式授課方式啟發學生將理論和實際結合，以提高學生學習積極性。通過對近兩屆自動化專業本科生的電力電子技術課程進行逐步教學改革，在提高學生的創新實踐能力上取得了很好的效果。

參考文獻

[1] 王子赟，沈艷霞.工程教育認證背景下的《電力電子技術》課程評學機制探討[J].教育教學論壇，2019（9）：238-240.

[2] 宋仁銀.應用型本科高校《電力電子技術》課程實踐教學探析[J].安徽電子信息職業技術學院學報，2016，15（5）：40-42.

[3] 于躍，劉加存，徐今強，等.高校電力電子技術課程教學改革淺析[J].教育現代化，2018，5（24）：65-67.

基金項目：廣東海洋大學教育教學改革項目——基于創新能力培養的《電力電子技術》教學方法改革（項目編號：XJG201826）;廣東海洋大學自動化專業校外實踐教學基地項目——自動化類專業校內實習教學基地（項目編號：530002001126）。

通訊作者：于躍（1991—），女，漢族，吉林通化人，碩士，講師，研究方向：新能源儲能技術、電力電子技術、智能控制技術，E-mail：yuyue983@126.com。