電力電子技術多維互促教學改革實踐

摘 要 針對當前電力電子技術教學在理論與實踐結合方面的不足，以及教學內容繁雜的問題，文章提出了多維互促教學改革的思路。通過整合優化教學內容，引入前沿技術和新型電力電子器件，使教學更貼近實際應用。同時，采用案例教學、項目驅動等多元化教學方法，激發學生的學習興趣和主動性。此外，強化實踐教學環節，通過校企合作、實驗室建設等方式，為學生提供更多的實踐機會。實踐應用證明，多維互促教學改革能有效提升教學質量，培養學生的實踐能力和創新精神。

關鍵詞 多維互促教學改革；電力電子技術；實踐能力；創新能力

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.20.035

Practice of Multidimensional Mutual Promotion Teaching Reform

in Power Electronics Technology

LI Yan， ZHANG Jing， WANG Xiong

（Yulin University， Yulin， Shaanxi 719000）

Abstract Addressing the current deficiencies in integrating theory with practice in power electronic technology teaching， as well as the complexity of teaching content， this paper proposes a multi-dimensional mutual promotion approach to teaching reform. By integrating and optimizing teaching content， introducing cutting-edge technologies and new power electronic devices， teaching is made more relevant to practical applications. Additionally， diversified teaching methods such as case studies and project-based learning are adopted to stimulate students' interest and initiative. Furthermore， practical teaching components are strengthened through industry-university collaboration and laboratory construction， providing students with more practical opportunities. Practical appliCv/lOt06MCvcwoih5OXxjOzPJEaHcse2S8l0HQZeXrM=cations have demonstrated that the multi-dimensionalYMcx7/PcqAOycBDE17L95eAcvl7GluPFaR+h1yXuA5k= mutual promotion approach to teaching reform can effectively enhance teaching quality and cultivate students' practical abilities and innovative spirits.

Keywords multi-dimensional mutual promotion of teaching reform; power electronic technology; practical teaching; innovative ability

電力電子技術作為電氣工程領域的核心分支，在能源轉換、工業控制以及智能電網等領域發揮著舉足輕重的作用[1]。隨著技術的不斷革新和行業的快速發展，傳統的電力電子技術教學模式已難以滿足現代教育的需求，亟須進行教學改革以適應新時代的要求。

當前，電力電子技術教學面臨諸多挑戰。一方面，理論教學與實踐應用之間存在較大鴻溝，導致學生難以將所學知識應用于實際工作中。另一方面，電力電子技術涉及的知識體系龐雜，學生在學習過程中往往感到力不從心。因此，如何通過教學改革提升教學質量、激發學生的學習興趣和創新能力，成為當前電力電子技術教學面臨的重要課題[2-5]。

多維互促教學改革旨在通過整合優化教學內容、采用多元化的教學方法、強化實踐教學環節等手段，打破傳統教學的局限，實現教學質量的全面提升。通過引入前沿技術和新型電力電子器件，使教學內容更加貼近實際應用；通過案例教學、項目驅動等教學方式，激發學生的學習興趣和主動性；通過校企合作、實驗室建設等方式，為學生提供更多的實踐機會和平臺。

本文的研究不僅有助于推動電力電子技術教學的改革與發展，提高教學質量和效果，還將為培養具備實踐能力和創新精神的電力電子人才提供有力支持。同時，本文的研究成果也將為其他相關課程的教學改革提供有益的借鑒和參考。因此，本研究具有重要的理論意義和實踐價值。

1 課程內容的優化與重構

1.1 全面梳理和分析現有課程內容

為了對電力電子技術課程進行深入的改革和優化，課題組首先對現有課程內容進行了全面梳理與分析。這一過程不僅是對知識點的簡單整理，還是一個系統性、科學性的探索過程[6]。

在梳理過程中，課題組通過對電力電子企業的走訪和調研，了解到企業對人才的需求主要集中在哪些方面，以及對畢業生應具備的電力電子技術知識和技能的期望，為后續課程內容的調整提供了重要的參考依據。同時，課題組還積極收集了學生的反饋意見。通過問卷調查、座談會和線上討論等多種方式，深入了解了學生對現有課程的看法和建議。學生們普遍認為，一些內容過于陳舊，與實際應用脫節；而一些知識點則重復出現，缺乏深度和廣度。這些反饋為課題組提供了寶貴的改革思路。

此外，課題組還充分利用教師豐富的教學經驗，通過召開教學研討會，共同探討了電力電子技術課程的教學方法和內容設置。教師們提出了許多富有建設性的意見和建議，為課程體系的完善提供了有力的支持。在全面梳理和分析的基礎上，課題組識別出了課程中冗余、過時以及重復的內容。針對這些問題，課題組進行了有針對性的精減或剔除。同時，保留了課程中的核心知識點和經典案例，確保學生能夠掌握電力電子技術的基礎和精髓。這些核心知識點和案例不僅具有理論價值，還能夠幫助學生理解電力電子技術的實際應用和未來發展。

1.2 引入前沿技術和新型電力電子器件

隨著科技的日新月異，電力電子技術作為現代工業的重要支柱，其更新換代的步伐也日益加快。為了使學生能夠緊跟行業發展的步伐，掌握最新的技術和應用，課題組積極引入前沿技術和新型電力電子器件，對課程內容進行不斷地更新和升級。

在前沿技術方面，課題組緊密關注國內外電力電子領域的最新研究動態和技術進展。教師定期收集和分析相關的學術論文、技術報告和行業資訊，篩選出具有實際應用價值和教學意義的前沿技術，并將其融入課程教學。例如，介紹最新的功率半導體器件，如寬禁帶半導體材料制成的功率器件OAk1z+a/ogui3fuCflgjzQ==，它們具有更高的工作效率和更低的熱損耗，為學生展示了電力電子技術的未來發展方向。同時，課題組還注重引入新型電力電子器件的教學。隨著材料科學和制造工藝的進步，新型電力電子器件不斷涌現，為電力電子技術的應用提供了更廣闊的空間。詳細講解這些新型器件的工作原理、性能特點和應用場景，使學生能夠全面了解并掌握這些先進技術。

此外，課題組還注重將前沿技術和新型電力電子器件與實際應用相結合。教師設計了一系列實踐項目和案例分析，讓學生在實踐中學習、在應用中掌握。這些項目涵蓋了新能源發電、電動汽車、智能電網等多個領域，使學生能夠深入了解電力電子技術在各個領域的應用現狀和發展趨勢。

1.3 模塊化和層次化設計課程內容

在電力電子技術課程的優化過程中，課題組特別注重課程內容的模塊化和層次化設計，以確保知識的連貫性和系統性，同時滿足學生的認知規律和學習需求。首先，根據電力電子技術的知識體系和行業需求，將課程內容劃分為若干個相互獨立又相互聯系的模塊。每個模塊都聚焦于特定的知識點和技能點，旨在幫助學生構建完整的知識框架。例如，將課程內容劃分為基礎理論知識、功率器件與應用、控制系統與設計等多個模塊，每個模塊都有其明確的學習目標和內容要求。

其次，按照知識的邏輯順序和難易程度，教師對每個模塊進行層次化設計。在層次化設計中，注重由淺入深、由易到難地安排教學內容，使學生能夠循序漸進地掌握知識和技能。同時，教師還充分考慮了學生的認知規律和學習特點，通過合理的安排和組織，使課程內容更加符合學生的學習需求。在模塊化和層次化設計的基礎上，還特別強調理論與實踐的結合。通過引入實際案例分析、實驗演示和工程實踐等環節，幫助學生將理論知識轉化為實踐能力。這些實踐環節不僅有助于加深學生對理論知識的理解，還能夠提高他們的動手能力和解決實際問題的能力。

為了方便學生分階段學習和掌握課程內容，教師還為每個模塊和層次設計了相應的學習路徑和考核標準。學生可以根據自己的學習進度和能力水平，選擇適合自己的學習路徑，并通過完成相應的考核任務來檢驗自己的學習成果。

在課程體系的優化與重構過程中，課題組也注重與其他相關課程的銜接和配合。通過與控制理論、信號處理、電路基礎等課程的教師進行溝通和協調，確保課程內容之間的互補性和協調性，避免重復和遺漏，為學生提供完整、連貫的知識體系。

2 跨學科知識的融合與拓展

2.1 與控制理論的融合

控制理論作為研究系統行為、狀態及性能的理論，對于電力電子系統的優化與穩定性至關重要。通過引入控制理論的基本概念和方法，學生可以更好地理解和應用電力電子變換技術中的控制策略[7]。例如，在電力電子變換器的設計中，學生可以利用控制理論的知識，選擇適當的控制算法，實現系統的穩定運行和性能優化。

2.2 與信號處理的融合

信號處理技術在電力電子系統中具有廣泛的應用，如故障診斷、性能監測等。通過引入信號處理的基本概念和方法，學生可以學習如何對電力電子系統中的信號進行采集、分析和處理，從而提取有用的信息用于系統的優化和改進。這有助于學生將電力電子技術與實際應用場景相結合，提高解決問題的能力。

2.3 與電路基礎課程的融合

電路基礎是電力電子技術的基礎課程，通過引入電路分析的方法，學生可以更好地理解電力電子電路的工作原理和性能特點。電磁場理論則有助于學生理解電力電子系統中的電磁現象和電磁兼容性問題，為其實際應用提供理論指導[8]。除了電氣工程學科，電力電子技術還可以與計算機科學、數學等其他學科交叉融合。計算機科學為電力電子技術的仿真和優化設計提供了強大的工具支持，學生可以利用計算機仿真軟件進行電力電子系統的建模和仿真分析。數學作為研究數量關系和空間形式的科學，為電力電子技術的理論分析和計算提供了基礎。通過引入數學方法，學生可以更好地理解和應用電力電子技術的相關理論和算法。

3 教學方法與手段的創新

3.1 案例教學

教師通過引入真實的案例，將理論知識與實際應用相結合，使學生能夠更好地理解和掌握電力電子技術的實際應用價值。在選擇案例時，應注重案例的典型性和時效性，使其能夠反映當前電力電子技術的發展趨勢和應用現狀。同時，教師還需要對案例進行深入剖析和講解，引導學生從案例中提煉出相關的知識點，培養他們分析問題和解決問題的能力。

3.2 項目驅動教學

通過組織學生參與實際工程項目或科研項目的研發與實施，使學生在實踐中學習和掌握電力電子技術的知識和技能。在項目驅動教學中，教師應根據學生的實際水平和興趣，設計合適的項目任務，并提供必要的指導和支持。學生需要在團隊中合作完成項目任務，通過實踐操作和問題解決，加深對電力電子技術的理解和應用。

3.3 VR、AR先進技術創新教學方式

利用虛擬現實（VR）、增強現實（AR）等先進技術來創新教學方式。這些技術可以為學生創造一個沉浸式的學習環境，使他們能夠身臨其境地體驗電力電子技術的實際應用場景，增強學習的真實感和體驗感。同時，這些技術還可用于模擬復雜的電力電子系統，幫助學生進行系統的設計和優化，提高他們的實踐能力和創新能力。

在教學方法與手段的創新過程中，需要注重學生的個體差異和學習需求。不同的學生有不同的學習風格和興趣點，教師應根據學生的實際情況，靈活運用不同的教學方法和手段，提供個性化的學習支持。同時，教師還應鼓勵學生自主學習和合作學習，培養他們的獨立思考和團隊協作能力，為他們的全面發展打下堅實的基礎。

4 結論

電力電子技術作為一門重要的工程學科，其課程體系的建設與教學方法的創新對于培養高質量人才至關重要。通過優化與重構課程體系，確保了課程內容的系統性和前沿性，為學生提供了扎實的理論基礎和廣泛的實踐機會。同時，跨學科知識的融合與拓展，不僅豐富了教學內容，也提升了學生的綜合應用能力和創新思維。在教學方法與手段方面，教師積極探索和實踐新的教學方式，如案例教學、項目驅動教學等，并結合現代技術手段，如多媒體教學和網絡教學，有效激發了學生的學習興趣和主動性。綜上所述，通過不斷完善課程體系和創新教學方法，能夠培養出更多具備扎實理論基礎和實踐能力的電力電子技術人才，為行業的持續發展和創新作出積極貢獻。

基金項目：陜西省一流本科線下課程《電力電子技術》建設項目（1505-19YLKC03）。

參考文獻

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[7] 陳映芳.電力電子技術在電力系統中的應用研究[J].時代汽車，2024（6）：10-12.

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