基于生產(chǎn)過程開發(fā)的電力電子技術(shù)仿真教學(xué)資源建設(shè)

趙麗艷

(吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 電氣工程學(xué)院，吉林 長春 130052)

基于生產(chǎn)過程開發(fā)的電力電子技術(shù)仿真教學(xué)資源建設(shè)

趙麗艷

(吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 電氣工程學(xué)院，吉林 長春 130052)

電力電子技術(shù)課程作為電氣專業(yè)一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，對專業(yè)課程體系建設(shè)起著重要的銜接作用。本文通過構(gòu)建電力電子技術(shù)校內(nèi)外教學(xué)資源，提高該課程的教學(xué)效果，提升學(xué)生的專業(yè)能力。同時(shí)，最大限度地提升學(xué)生的自我概念、特質(zhì)、動機(jī)等潛在能力。

電力電子技術(shù)；培養(yǎng)模式； 教學(xué)資源；能力素質(zhì)模型

通過電力電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握各類電能變換的基本原理，各電力電子變換裝置的電路結(jié)構(gòu)、基本原理、控制方法、設(shè)計(jì)計(jì)算；使學(xué)生具有初步設(shè)計(jì)、調(diào)試、分析電力電子變流裝置的能力。不斷完善該課程的校內(nèi)外教學(xué)資源，改善教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新性思維模式，具有重要意義。

一、電力電子技術(shù)課程教學(xué)資源現(xiàn)狀

教學(xué)資源主要包括素材性課程資源和條件性課程資源。目前，用于電力電子技術(shù)課程教學(xué)的校內(nèi)資源除了課本、教師與學(xué)生自身不同的基本素質(zhì)、多媒體教室、實(shí)驗(yàn)室外，目前還有實(shí)驗(yàn)室開放以及校內(nèi)各種教學(xué)實(shí)踐活動與競賽。校外課程資源主要有校外圖書館、科技館、網(wǎng)絡(luò)資源、企業(yè)資源等。傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容還是按照純書本的知識加上多媒體的教學(xué)手段進(jìn)行，不能突出課程內(nèi)容的工程應(yīng)用性，教學(xué)內(nèi)容沒有根據(jù)市場需求、職業(yè)需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，因此弱化了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性以及學(xué)生分析問題、解決問題能力培養(yǎng)。教學(xué)方法基本采用灌輸式的課堂教學(xué)，沒有根據(jù)目前電力電子器件的快速更新，修正教學(xué)方法。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。大部分院校僅采用掛件結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)臺或?qū)嶒?yàn)箱來完成實(shí)驗(yàn)，基本上所有實(shí)驗(yàn)電路和系統(tǒng)都是封閉式的，所有的電路模塊接線都用端子引出來，學(xué)生只連接好這些外部端子即可。在這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较?，即使學(xué)生根本不了解電路的工作原理，但只要保證連線正確、實(shí)驗(yàn)儀器完好，就能順利完成實(shí)驗(yàn)，因此不能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題的能力。

電力電子行業(yè)涉及三個(gè)領(lǐng)域，即電力電子元器件、電力電子裝置、電力電子技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，種類繁多，行業(yè)應(yīng)用范圍極廣，因此就業(yè)領(lǐng)域非常寬泛。

二、基于生產(chǎn)過程的校內(nèi)外教學(xué)資源建設(shè)

(一)基于生產(chǎn)過程的教學(xué)導(dǎo)向與教學(xué)內(nèi)容改革

根據(jù)職業(yè)的需求，以生產(chǎn)過程設(shè)計(jì)作為教學(xué)思路，通過案例教學(xué)、問題教學(xué)，將書本知識與生產(chǎn)過程緊密聯(lián)系，引導(dǎo)教師和學(xué)生真正從教科書中教與學(xué)走向基于生產(chǎn)過程實(shí)踐的教與學(xué)。明確學(xué)習(xí)目的以及本課程的工程應(yīng)用對象，學(xué)以致用，快速縮短學(xué)生的就業(yè)適應(yīng)期。

(二)動態(tài)教學(xué)插件與虛擬仿真于一體的教學(xué)資源建設(shè)

將基于生產(chǎn)過程的運(yùn)動控制系統(tǒng)通過現(xiàn)場錄像、等效的虛擬動畫演示等手段搬到課堂教學(xué)中，具體化、可視化，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐意識。

(三)實(shí)踐教學(xué)動畫演示與實(shí)踐教學(xué)資源建設(shè)

通過控制器設(shè)計(jì)與調(diào)試(自動控制原理課程、PLC課程或單片機(jī)原理課程)、傳感器選擇(傳感器課程)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇(電力電子技術(shù)課程)、控制對象(電機(jī)學(xué)課程)，構(gòu)建電力電子技術(shù)課程中整流、逆變、變流、斬波以及綜合控制系統(tǒng)，使學(xué)生能夠很快把握各知識點(diǎn)之間的區(qū)別與聯(lián)系，加深和提高學(xué)生對電力電子技術(shù)的可持續(xù)學(xué)習(xí)、開發(fā)、研究的能力，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，使學(xué)生熟悉企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程，縮短課堂與企業(yè)生產(chǎn)車間的距離。裝置各單元采用了模塊化設(shè)計(jì)，可自由拆裝和組合，操作性強(qiáng)。在實(shí)踐教學(xué)過程中，以小組為單位自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并制定實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)指導(dǎo)教師審核后，學(xué)生可以根據(jù)工藝流程圖進(jìn)行自主安裝和調(diào)試設(shè)備,強(qiáng)化學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作能力的培養(yǎng)。

(四)基于職業(yè)需求的校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)

目前，我院已與長春一汽、長春軌道客車等知名企業(yè)共建實(shí)習(xí)基地，教學(xué)大綱修訂版中，在認(rèn)識實(shí)習(xí)的一周，選擇校企共建的實(shí)習(xí)基地中與本課程相關(guān)的硬件設(shè)施供學(xué)生參觀，通過專家講解相關(guān)設(shè)備的原理以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、學(xué)生參觀，對本課程的教學(xué)內(nèi)容、新資訊、重要性有個(gè)前期的認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，明確學(xué)習(xí)目的，根據(jù)電力電子技術(shù)的特定職業(yè)崗位能力和職業(yè)素養(yǎng)要求，加深學(xué)生對本門課程所傳授知識的喜愛以及學(xué)習(xí)的興趣。

(五)基于職業(yè)需求的校外培訓(xùn)基地建設(shè)

產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)使得教育和社會的互動日益減少，從根本上喪失了教育對社會發(fā)展的促進(jìn)作用，不可避免地制約了教育本身的發(fā)展。本項(xiàng)目基于“理論與實(shí)踐結(jié)合、專業(yè)與職業(yè)結(jié)合、教學(xué)與技能結(jié)合、實(shí)習(xí)與就業(yè)結(jié)合”的方針，構(gòu)建基于工作過程的案例教學(xué)體系，以畢業(yè)生和企業(yè)的零距離對接為目標(biāo)，改進(jìn)實(shí)習(xí)模式；以提高教學(xué)質(zhì)量為核心，培養(yǎng)教師兼工程師的雙師型教師。高校、科研院所和企業(yè)優(yōu)勢疊加，技術(shù)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈“雙向融合”，形成特色鮮明的高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

(六)校外教學(xué)資源建設(shè)

科學(xué)前沿的重大突破，重大原創(chuàng)性科研成果的產(chǎn)生，大多是多學(xué)科交叉融合的結(jié)果。近百年獲得諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)的334項(xiàng)成果中，近半數(shù)項(xiàng)目是多學(xué)科交叉融合取得的，學(xué)科之間相互交叉滲透己成為當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢，“綜合就是創(chuàng)造”的思想也被越來越多的研究領(lǐng)域所采納。本項(xiàng)目通過建立機(jī)電、電氣、化工、冶金以及計(jì)算機(jī)與通信學(xué)科的“學(xué)科融合特區(qū)”，以各學(xué)科的學(xué)科群作為技術(shù)支援，發(fā)揮各學(xué)科資源優(yōu)勢和學(xué)科特色，依托重點(diǎn)學(xué)科和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，建立有利于創(chuàng)新、開放和共享的運(yùn)行機(jī)制，鼓勵(lì)前沿、交叉和邊緣學(xué)科的發(fā)展，適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展趨勢，營造良好的創(chuàng)新環(huán)境。

三、結(jié)論

基于生產(chǎn)過程開發(fā)的電力電子技術(shù)仿真平臺分為實(shí)物仿真技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)、快速原型開發(fā)技術(shù)與硬件在環(huán)仿真技術(shù)，開發(fā)的仿真教學(xué)平臺包括控制算法設(shè)計(jì)模塊、傳感器模塊、電力電子驅(qū)動模塊、電機(jī)模塊以及分析處理模塊，針對不同學(xué)科進(jìn)行相關(guān)模塊的開發(fā)設(shè)計(jì)，通過模塊級聯(lián)構(gòu)成基于生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析處理模塊計(jì)算結(jié)果，對各個(gè)模塊參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。不但能完成單門課程的仿真教學(xué)、多門課程融合的仿真教學(xué)，也可以用于本專業(yè)的創(chuàng)新環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)優(yōu)化?；谏a(chǎn)過程開發(fā)了自動化專業(yè)運(yùn)動控制系統(tǒng)仿真教學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動化專業(yè)教學(xué)職場化、結(jié)構(gòu)及運(yùn)行可視化、操作控制多元化、教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目綜合化的教學(xué)技術(shù)，充分體現(xiàn)了“工學(xué)結(jié)合”、“教學(xué)做一體化”的專業(yè)特點(diǎn)。

[1]江積海,劉 敏.動態(tài)能力與知識管理比較研究及其作用機(jī)理[J].科技進(jìn)步與對策,2012，(19).

[2]姚有峰,張 斌,聶 麗.從電子設(shè)計(jì)競賽談實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索2009，(9).

[責(zé)任編輯歐喜軍]

TheConstructionofPowerElectronicsSimulationTeachingResourcesBasedontheDevelopmentofProductionProcess

ZHAO Li-yan

(CollegeofElectricalEngineering,JilinTeachersInstituteofEngineeringandTechnology,ChangchunJilin130052,China)

Power electronic technology course, as an important specialized basic course of electrical specialty, plays an important role of cohesion for professional course system construction. This paper, through the construction of teaching resources of power electronic technology on and off campus, improves the teaching effect, promotes the students' professional ability. At the same time, it lifts furthest students' potentials such as self concept, traits, motivation etc. .

power electronic technology; training mode; teaching resources; competency model

2014-04-05

趙麗艷(1972-)，女，吉林九臺人，吉林工程技術(shù)師范學(xué)院電氣工程學(xué)院高級實(shí)驗(yàn)師，工學(xué)碩士,主要從事電氣自動化研究。

TM76

A

1009-9042(2014)06-0069-02