基于課程思政的《電力電子技術》課程教學設計與實踐＊

王月愛

（陜西國防工業職業技術學院，陜西 西安 710300）

無論家庭生活還是工業生產，每時每刻都需要使用電能，而絕大多數的情況下，電源提供的電能與負載需要的電能不是同一種形式，這就需要電能轉換。電力電子技術就是實現電能轉換技術[1]。電力電子技術這門課是供電專業開設的理論性和實踐性都較強的專業核心課程。課程圍繞培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人的人才培養的根本問題，將政治認同、國家意識、文化自信、人格養成等思想政治教育與電力電子技術課程原有的知識、技能傳授有機融合，重構課程內容，優化教學設計，實現顯性與隱性教育的有機結合，促進學生自由全面發展，充分發揮教育教書育人的作用[2-4]。

1 基于課程思政的電力電子技術課程目標的確立

根據供電專業培養目標和人才培養方案確定本課程的專業目標和德育目標。

專業目標：

（1）掌握各種電力電子器件的工作原理、特性參數、驅動電路及保護方法；

（2）掌握晶閘管的特性參數及器件選型方法；

（3）掌握可控整流、逆變、交流變換、直流變換等變換的原理、波形分析和參數計算；

（4）掌握分析電力電子裝置與設備設計的基本理論與基本方法。

德育目標：

（1）培養學生的工程思維方法及分析與解決問題的能力；

（2）培養學生愛崗敬業、認真負責的工作責任心；

（3）培養學生善于觀察、獨立思考、敢于創新的工匠精神；

（4）激發學生學習熱情和愛國情懷，踐行自我人生價值。

2 基于課程思政的電力電子技術教學設計

2.1 教學內容

依據供電專業教學標準、人才培養方案、課程標準，結合專業人才培養目標和定位，以電力電子技術在工程應用中最廣泛的實際案例為載體，設計了6個教學項目，將電力電子器件、變流電路、思政教育等融入6個教學項目中[5]。在學習電力電子器件時，著重于典型電力電子器件的基本原理、特性參數和器件應用；在講授電力電子變流電路時，圍繞四種電能變換方式（即交流—直流、直流—交流、交流—交流和直流—直流）開展教學，研究電力電子變流裝置的主電路、控制電路及緩沖保護等其他輔助電路，使學生掌握各類電力電子變流系統的基本構成、工作原理、分析方法及系統應用，具備變流系統設計、建模仿真、系統安裝與調試的能力，培養團隊協作、解決問題的能力和嚴謹認真、精益求精的工匠精神。圖1為課程教學項目設計流程圖。

圖1 課程教學項目設計流程圖

2.2 教學設計案例

以項目一為例，下設四個教學任務，每個教學任務包含對應的知識點、技能點和思政融入點[6]，其能力標準是善用電路基本分析和建模仿真法，實現對可控整流電路的準確分析與計算；通過搭接調光燈電路，借助常用電工儀表測量電路的相關參數，學會分析并解決可控整流電路故障，如圖2所示。項目—課程思政融入點，見表1。

表1 項目一課程思政融入點

圖2 項目一教學任務圖

3 基于課程思政的電力電子技術課程教學實施

本課程采用任務導向的教學法，以學生為主體，借助多樣的信息化技術和媒體資源等組織具體教學活動，通過具體任務實施和完成，調動學生的學習積極性，使其既掌握了實踐技能，又學會了理論知識。

以項目一為例[7]，任務載體是晶閘管控制的調光燈電路的安裝與調試，采用任務驅動教學方法，靈活運用智慧樹平臺、QQ軟件、MATLAB軟件、調光燈安裝與調試操作過程視頻、電路模型設計與仿真視頻等信息化手段，依據專業教學標準、人才培養方案、課程標準及職業崗位工作任務設計了“導→析→探→仿→練→拓”六環節的教學活動，充分體現“學生為主體、教師為主導”的教學理念，融入新時代職業素養，將典型電力電子可調整流電路知識與生活中常用調光燈電路相結合，將虛擬仿真和真實操作有效融合，將職業素養和崗位技能貫穿始終。具體實施過程如圖3所示。

圖3 教學實施過程圖

教學實施包括課前預習與測驗、課中學練、課后拓展3個模塊。

3.1 課前預習與測驗

課前，學生在智慧樹課程平臺上自主完成基礎知識預習與測試，教師根據測試結果對個別學生進行線上輔導，隨后發布學習資料和任務單，布置課前需要完成的任務，通過學生的完成情況及時調整教學策略。

3.2 課中學練

本項目包括4個由簡到難的任務：單相半波整流調光燈電路、單相全橋整流調光燈電路、單相半控整流調光燈電路和三相半波整流調光燈電路。每個任務教學實施過程分為3個階段：

（1）課程引入。結合典型案例，學生代表匯報課前任務完成情況，教師點評并進行深入分析，引出調光燈學習任務，激發學生的學習興趣。

（2）任務實施。通過“電路分析”“系統設計”“電路仿真”“電路裝調”4個環節，實現全體學生掌握小型電力電子整流裝置的電路系統安裝設計與調試的相關操作技能。①電路分析。對課前學生不易掌握的內容，教師通過電路動畫演示、播放電路仿真視頻、解析電路工作原理、推導電路參數計算過程及講解器件選型原則等，使學生掌握可控整流電路和晶閘管觸發電路的組成、結構、工作原理、分析與計算方法，具備簡單電力電子變流電路分析能力；②系統設計。在懂原理的基礎上，學生查閱資料，小組探究制定調光燈方案，確定調光燈系統由主電路、觸發電路和給定電路3個部分構成。隨后，開展組內討論，確定單元電路方案；③電路仿真。為了安全規范操作和節約實訓成本，學生先進行電路仿真，在MATLAB軟件環境下搭建電路模型并仿真測試，通過電路仿真明確電路的接線方式、工作過程、輸入輸出波形，合理化器件參數；④電路裝調。操作前，老師強調安全用電、調光燈系統的器件檢測與安裝方法、線路連接基本要求、安全規范操作及安裝檢查與通電調試注意事項。然后學生進行調光燈系統接線，老師檢查接線正確無誤后指導學生送電，學生進行電路調試和故障排除。全程教師巡回指導，記錄學生操作情況、及時糾錯和規范操作，并遵循6S管理，培養學生良好的職業素養，使學生在圓滿完成教學案例中的任務、掌握教學重點的同時，達成能力和素質目標。

（3）任務小結。各組任務完成后，學生代表匯報任務完成情況、遇到問題及處理方式；老師點評、總結任務實施過程中存在操作問題及改進措施，以及知識小結。學生組之間評價，推選優秀學員。

3.3 課后拓展

每個任務完成后，學生一是完成課后作業，鞏固課堂所學；二是完成課外學習資源（發布于課程平臺），提高學習的廣度和深度，了解電力電子新業態、新技術、新工藝，提升學生綜合問題解決能力。

4 基于課程思政的電力電子技術課程實施效果

（1）“學生為主體”教學理念貫穿始終。將課前測試、任務發布、小組討論、組間評價等方式貫穿教學全過程，充分發揮學生的主體性，使學生主動參與課堂教學，在強化技能的同時，培養學生自主學習、嚴謹務實、精益求精的工作態度和愛崗敬業的工匠精神；

（2）層層遞進的教學過程，教學效果顯著提升。融合了信息化資源的遞進式教學過程，層層深入，符合高職學生的認知規律，學生滿意度、課后測試正確率、課程任務完成率、電工中級工考證過關率均明顯提升，圓滿完成教學目標；

（3）學生小型電力電子裝置的硬件設計與調試技能明顯提升。通過智慧樹平臺、MATLAB仿真、操作視頻、動畫等信息化教學手段，激發學生學習興趣，通過典型電路系統安裝與調試，提高電力電子變流系統設計、安裝與調試崗位技能，拓展職業發展空間。

5 結束語

電力電子技術發展日新月異，課程教學要與時俱進，需校企合作積累更新教學資源。以提升學生的職業能力為目標，將更多電工中級工考核模塊融入課程教學內容中。教師目前以MATLAB仿真和電氣電子實訓室開展教學，教學案例比較單一，沒有拓展到更多企業類型的工業裝置，可以通過適當拓展教學內容和課后延伸環節，提升學生對復雜電力電子裝置的設計與調試操作技能，做到舉一反三，讓學生將來更好地適應電力企業生產調試、運維管理等崗位的工作。