淺談電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革*

吳建遠(yuǎn)，侯志堅(jiān)

(河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校自動(dòng)控制系，河南 新鄉(xiāng) 453000)

電力電子技術(shù)課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，也是一門(mén)實(shí)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因此實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中占有十分重要的地位。電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是配合電力電子技術(shù)課程教學(xué)的一個(gè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜢柟屉娏﹄娮蛹夹g(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能、動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)新思維［1］。因此，對(duì)該課程的教學(xué)要求也越來(lái)越高，不但要進(jìn)行理論上的分析，更重要的是要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過(guò)這一環(huán)節(jié)，一方面可以讓學(xué)生驗(yàn)證理論教學(xué)中學(xué)到的器件和各種變流理論，形成從理性認(rèn)識(shí)到感性認(rèn)識(shí)，再?gòu)母行哉J(rèn)識(shí)回到理性認(rèn)識(shí)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，使學(xué)生對(duì)理論教學(xué)中的知識(shí)內(nèi)容真正地理解和掌握;另一方面，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，因此實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中占有十分重要的地位。為此，我校建立了專(zhuān)門(mén)的電力電子實(shí)驗(yàn)室。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)采用了專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)臺(tái)模式，采用模塊化、組合化結(jié)構(gòu)，具有一定的先進(jìn)性，以后隨著課程的變化只需要增加新的模塊就可以了。但在實(shí)踐中也存在一些問(wèn)題。如理論到實(shí)踐缺少過(guò)渡，動(dòng)手能力提高較慢，學(xué)生誤操作多、實(shí)驗(yàn)裝置損壞較嚴(yán)重。由于我校是工科院校，開(kāi)設(shè)這門(mén)課的專(zhuān)業(yè)眾多，一個(gè)實(shí)驗(yàn)有時(shí)一學(xué)期要做幾十次，而且實(shí)驗(yàn)時(shí)間比較集中，所以有時(shí)實(shí)驗(yàn)裝置損壞來(lái)不及修理，往往造成后面的班級(jí)無(wú)法按實(shí)驗(yàn)安排完成實(shí)驗(yàn)，直接影響了正常的教學(xué)工作。其主要原因是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)和操作缺少感性認(rèn)識(shí)，直接導(dǎo)致誤操作，而且出現(xiàn)問(wèn)題不知道如何分析解決。這樣就對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理工作提出了新的要求，如何既保證正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，同時(shí)又最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐作用，使之更好地服務(wù)于教學(xué)，本人針對(duì)這一問(wèn)題，進(jìn)行了多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索和改革，對(duì)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的管理進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的研究和嘗試，現(xiàn)將其總結(jié)如下，供同行參考。

2 改革措施

2.1 日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

1)做好實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)事先沒(méi)一點(diǎn)準(zhǔn)備，到了實(shí)驗(yàn)室才看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，倉(cāng)促上陣，對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏必要的了解，而電力電子實(shí)驗(yàn)很多是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，是為了使學(xué)生鞏固理論知識(shí)而開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握基本原理及典型電路。這些都是緊隨著理論課開(kāi)設(shè)的，所以在實(shí)驗(yàn)前將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)發(fā)給學(xué)生，結(jié)合書(shū)上的理論知識(shí)做好實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)的時(shí)候做到有的放矢，大大提高了實(shí)驗(yàn)效果。

2)實(shí)驗(yàn)前先對(duì)學(xué)生進(jìn)行講解，必要時(shí)先進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)演示。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)由于學(xué)生動(dòng)手能力不強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)連線環(huán)節(jié)往往花很多時(shí)間，這樣實(shí)驗(yàn)測(cè)量的時(shí)間就少了，造成到下課時(shí)間了，實(shí)驗(yàn)還沒(méi)有完成。針對(duì)這種情況，在每次實(shí)驗(yàn)前，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)實(shí)驗(yàn)原理再進(jìn)行一次簡(jiǎn)單的講解，對(duì)一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)在必要時(shí)進(jìn)行連線演示，使學(xué)生了解觀測(cè)點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)方法，掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作和使用。

3)選出幾個(gè)比較負(fù)責(zé)任的同學(xué)作為組長(zhǎng)，組長(zhǎng)與試驗(yàn)臺(tái)綁定，組員可以流動(dòng)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)由于每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)有多個(gè)人，而且學(xué)生素質(zhì)參差不齊，有些同學(xué)膽子大，沒(méi)有安全意識(shí)，在連線錯(cuò)誤的情況下隨意通電，造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備損壞，追查責(zé)任時(shí)又都不承認(rèn)是自己動(dòng)手的。針對(duì)這種情況，每個(gè)班在做第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候由班長(zhǎng)推舉幾個(gè)比較負(fù)責(zé)任的同學(xué)作為組長(zhǎng)，每個(gè)組長(zhǎng)綁定一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中組長(zhǎng)不動(dòng)，組員每次可以自由流動(dòng)，設(shè)備出故障，老師只找組長(zhǎng)，這樣組長(zhǎng)就會(huì)負(fù)起責(zé)任，防止其他人隨意通電，使設(shè)備的故障率大大降低，使后續(xù)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行有了保障。

4)通電前，先由學(xué)生自檢，然后老師進(jìn)行檢查，確認(rèn)連線無(wú)誤后，再進(jìn)行通電實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)雖然也規(guī)定連線結(jié)束經(jīng)老師檢查無(wú)誤后才允許通電，擅自通電損壞設(shè)備要賠償，但總是有很多學(xué)生擅自通電，造成設(shè)備損壞，追查責(zé)任時(shí)又沒(méi)人承認(rèn)，導(dǎo)致規(guī)定形同虛設(shè)。現(xiàn)在有了組長(zhǎng)做責(zé)任人，所以連線結(jié)束后，經(jīng)過(guò)自檢，然后組長(zhǎng)會(huì)主動(dòng)叫老師去檢查連線是否正確，經(jīng)過(guò)老師檢查無(wú)誤后，才通電實(shí)驗(yàn)。

5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，經(jīng)老師檢查設(shè)備正常后，才允許拆線，離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)中設(shè)備損壞，學(xué)生就說(shuō)實(shí)驗(yàn)做完了，然后就整理試驗(yàn)臺(tái)離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室，再加上學(xué)生多，老師有時(shí)忙不過(guò)來(lái)，來(lái)不及去檢查，等到下個(gè)班的學(xué)生來(lái)做實(shí)驗(yàn)了，才發(fā)現(xiàn)設(shè)備壞了，造成實(shí)驗(yàn)無(wú)法正常進(jìn)行。針對(duì)這種情況，現(xiàn)在規(guī)定實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須經(jīng)老師檢查設(shè)備完好后，才可以離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室。

2.2 實(shí)驗(yàn)室管理的改革

實(shí)驗(yàn)室是培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的重要場(chǎng)所之一。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和應(yīng)用能力，也為了充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，滿足廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)要求，在確保正常教學(xué)的前提下，實(shí)驗(yàn)室在管理上進(jìn)行了改革，實(shí)行了開(kāi)放式管理模式?？梢岳脤?shí)驗(yàn)室完成“電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”和有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)工作。電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行多種觸發(fā)電路、可控整流、有源逆變、斬波、變頻、交流調(diào)壓等變流技術(shù)實(shí)驗(yàn)，全控電力電子器件的驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也能夠進(jìn)行各種交、直流調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。因此，本實(shí)驗(yàn)室可以在課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)揮作用，同時(shí)也能為開(kāi)展相關(guān)課題研究工作提供實(shí)驗(yàn)條件。課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生運(yùn)用電力電子專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次鍛煉，其目的是讓學(xué)生把自己所學(xué)知識(shí)運(yùn)用實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)。我校的電力電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周。課程設(shè)計(jì)中由教師提出設(shè)計(jì)要求并進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，提供的課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容多個(gè)可選，學(xué)生選擇其中的一個(gè)完成。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，教師對(duì)所有課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)。教師給定的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容是多個(gè)而不是一個(gè)，這樣一來(lái)做某一課題的學(xué)生可以了解其他的內(nèi)容，也可與選做其他課題的同學(xué)進(jìn)行交流［2］。

電力電子實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開(kāi)放式管理，課外學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間里可隨時(shí)進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開(kāi)放式管理是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的需要，高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開(kāi)展科學(xué)研究的重要場(chǎng)所，我們利用業(yè)余時(shí)間開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下，為學(xué)生提供選做的課題，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，對(duì)動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生，我們還鼓勵(lì)其在教師引導(dǎo)下進(jìn)行一些超出教學(xué)大綱要求的設(shè)計(jì)，參與到研究性與專(zhuān)業(yè)性的實(shí)踐活動(dòng)中。這一舉措極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，為學(xué)生提供了專(zhuān)業(yè)實(shí)踐機(jī)會(huì)，提高了實(shí)踐動(dòng)手能力，同時(shí)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行鞏固和驗(yàn)證。有的老師還利用實(shí)驗(yàn)室結(jié)合電機(jī)與拖動(dòng)，開(kāi)設(shè)了綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，取得了很好的教學(xué)效果［3］。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室管理的改革，提高了實(shí)驗(yàn)效果和學(xué)生的實(shí)際操作能力，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，提高了綜合素質(zhì)。同時(shí)也提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的完好率和利用率，除了保證正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還為教師搞科研提供了方便。

［1］黃俊，王兆安.電力電子變流技術(shù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

［2］高玉峰，劉亞龍，王治國(guó).《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐［J］.中國(guó)電力教育，2008，(2):62 －64.

［3］陳潔.《電力電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］.辦公自動(dòng)化雜志，2009，(2):58－59.