面向工程教育專業認證的電力電子技術課程改革與探索

姜 斌，曹永成，田崇瑞，王 強

(黑龍江東方學院計算機科學與電氣工程學部，哈爾濱 150000)

2005年，我國開始構建工程教育專業認證體系。目前，國家和各個高校都十分重視專業認證，特別是工程教育模式研究和認證工作，工程教育認證遵循的三個重要理念是：以學生為中心，以產出為導向，持續改進的教育理念[1]。電力電子技術是電氣工程及其自動化專業和相近專業的主干課之一，理論性強且內容豐富，可融合運用的專業知識較多，與電路、電子學、電機學、自動控制理論等知識都有交叉應用。在多年的教學經驗和教學反饋上看，存在以下問題：理論上如果單純以講授為主，學生容易因枯燥和知識固化而失去興趣；實驗上以驗證性為主，實驗手段單一等與理論知識銜接不好；課程考核方式以閉卷考試為主，學生突擊復習，并未真正掌握和運用[2]。借助工程教育專業認證的契機，對電力電子技術課程進行改革，在理論和實驗的教學手段上進行改變和優化，在考核方式上融入多種形式，提高學習效果，加強學生對知識的工程運用和實踐能力[3]。把工程教育專業認證的三個重要理念運用到電力電子技術課程的教學改革中，以產出的目標作為導向進行課程教學目標的設計，在理論和實踐教學過程中更多地融入工程實踐、應用、創新和團隊協作等人文素養和工程能力的培養。

1 從畢業要求的角度進行電力電子技術教學目標設計

從工程教育專業認證的角度出發，根據該課程對畢業要求的支撐，設計課程的教學目標如下：通過對電力電子技術課程的學習，使學生掌握電力電子技術的電路結構、基本原理、控制和設計方法，樹立理論聯系實際的工程意識，使學生初步具備設計、分析、調試電力電子變流裝置的能力，為后續專業課程的學習和進一步的工程實踐應用奠定基礎，本課程畢業要求指標點和課程目標關系如表1所示。

表1 畢業要求指標點和課程目標關系

根據電力電子技術課程對應支撐的5個畢業要求指標點，形成以下5個課程目標，簡要概括為：目標1：掌握典型電力電子器件的原理、特性和使用方法。目標2：掌握基本的電力電子變流裝置的結構、工作過程、波形計算等。目標3：電力電子變流裝置的案例，建模與分析。目標4：學習電力電子技術常用的控制技術等，將理論知識和工程實踐需求相結合，進行研究與設計。目標5：利用仿真軟件等工具，通過團隊協作，完成所設計作品的展示。

2 電力電子技術教學改革探索

2.1 調整教學內容

由對畢業要求指標點起支撐作用的課程目標出發，結合工程實踐和行業發展趨勢，調整教學內容，刪減半控型器件的部分內容，增加全控型和新型電力電子器件的學時，引入動態仿真、電力電子變流的實際應用，如開關電源、變頻器以及新能源發展的趨勢等視頻資料，將教學內容和實際生產生活結合起來，增加學生對其應用性的認識，提高學習主動性[4]。

2.2 改革教學方法

改變傳統的以單一講授和簡單問答為主的課堂互動模式，如采用導向式的授課方式，因電力電子技術主要講授的電能變流裝置大多來自于工程實際，可根據工程應用需求，引出導向性問題的需求，利用知識點結合相關問題進行分析和解決，在潛移默化中讓學生切身體會到所有知識應用的普遍性，進一步激發學生的專業興趣[5]。在教學過程中應用案例式分析的方法，立足專業和行業的定位，從培養目標出發，提高學生復雜工程問題的分析和設計能力。將案例作為小組分析討論的起點，結合實際需要，查閱相關資料，讓學生通過小組討論的方式進行交流，開拓設計思路，明確方案，根據設計需求進行參數設計和仿真調試，該過程要求分工協作，完成資料整理、案例成果展示，最終進行小組答辯。

2.3 優化考核方式

充分認識到課程成績的考核方式對學生的學習態度有導向性作用，在課程考核方式上融合平時和期末考試，以提高學生的工程實踐能力為導向，在教學過程中融入多層次考核的概念。為了實現讓學生具備一定的工程能力和素質培養的目標，整體的考核成績由平時成績和期末成績組成，平時成績由課堂表現、實驗能力(建模、仿真、分析)、小組討論評價、設計成果展示等組成，使學生重視平時和期末成績，加強學生的參與感，激發學習興趣[6]。這種形成性和終結性評價相互結合的方式，對于提高學生的知識、能力、素質有很大幫助。

2.4 建立持續性改進的反饋機制

第一，問卷和座談的方式。面向的對象包括企業和往屆畢業生，通過這種方式了解行業的發展趨勢和用人需求，以及學生在電力電子技術方面知識上的不足和欠缺之處。面向本課程學習的學生，了解他們在學習過程中遇到的主要問題和難點，征集他們對教學過程中的意見反饋。第二，與科研院所、其他高校的交流方式。面向科研院所征集科研項目，與教學示例尋找契合點，利用科研更好地反哺教學，提升教學效果。面向其他高校尤其是相近專業教師同行一起探討教學方法，學習他們在課程建設、學生能力提高、持續改進等方面的寶貴經驗。第三，反饋機制。將上述所獲得的意見和經驗進行整理、分析，結合辦學特色、專業定位、面向層次等諸多因素，根據教學目標確定調整和改進內容，完善各教學環節的設計，提高學生工程實踐能力。

3 結語

電力電子技術課程作為電氣工程及其相近專業的主干課，對畢業指標要求起到強有力的支撐作用，對其進行了教學目標、教學內容、教學方法、考核方式的改革和嘗試性探索，并建立持續性改進的反饋機制。實踐表明，以產出為導向，從工程教育專業認證的理念出發，制定教學目標，進而在日常教學中進行改革，有益于提高學生的工程意識和創新意識，提高教學質量，同時，該門課程的改革對其他相關專業課程的改革也具有一定的借鑒意義。