“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

高安芹

摘要：為滿足發(fā)電廠及電力系統(tǒng)崗位群的電力電子技術(shù)應(yīng)用能力需要，“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心進(jìn)行了課程內(nèi)容的整合與構(gòu)建，完成了學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)與實(shí)施，充分利用學(xué)院優(yōu)越的實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)了以理實(shí)一體化教學(xué)為主體的雙證融通的學(xué)習(xí)過程，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)技術(shù)；理實(shí)一體教學(xué)；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）36-0106-03

隨著現(xiàn)代電力工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，電力電子技術(shù)在輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、電源、可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、微電網(wǎng)等方面的應(yīng)用日益廣泛，要求維修電工、電氣運(yùn)行值班人員、設(shè)備安裝檢修人員、繼電保護(hù)技術(shù)人員等都必須具備電力電子知識(shí)和技能。為滿足專業(yè)崗位群的電力電子技術(shù)應(yīng)用能力需要，課程進(jìn)行了“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、理實(shí)一體”教學(xué)模式的探索和實(shí)踐，始終以鍛煉學(xué)生能力為中心，進(jìn)行了課程內(nèi)容與學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施過程設(shè)計(jì)，充分利用現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，讓教學(xué)過程盡可能貼近實(shí)際工作過程，全面培養(yǎng)學(xué)生的技能操作水平和職業(yè)素養(yǎng)。

一、以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心進(jìn)行課程內(nèi)容的整合與構(gòu)建

1.課程定位與課程設(shè)計(jì)思路

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程對(duì)學(xué)生的職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成起著重要的支撐作用，是雙證培養(yǎng)模式中維修電工等國家技能鑒定的嵌入課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能通過國家職業(yè)資格鑒定，獲取維修電工等相關(guān)職業(yè)資格證書，同時(shí)為學(xué)生考取電氣檢修、電氣值班員和變電站值班員初、中級(jí)技術(shù)資格證打下良好基礎(chǔ)。

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，緊扣用人單位的能力需求，依據(jù)該課程在人才培養(yǎng)中所具備的能力結(jié)構(gòu)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)及該課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中的定位，由企業(yè)行業(yè)提出具體的培養(yǎng)目標(biāo)和要求，聘請(qǐng)企業(yè)行業(yè)中的高級(jí)技術(shù)、技能人員共同進(jìn)行課程開發(fā)與設(shè)計(jì)。

2.課程內(nèi)容的整合與構(gòu)建

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程對(duì)應(yīng)的崗位職業(yè)能力是：常用電力儀表使用能力、電力電子器件檢測(cè)能力、電力電子系統(tǒng)的調(diào)試能力、電氣測(cè)試及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的能力、電氣線路識(shí)圖能力、安裝及檢修電氣設(shè)備的能力等，為完成職業(yè)崗位的核心能力培養(yǎng)目標(biāo)，本課程以職業(yè)能力為本位進(jìn)行了課程內(nèi)容的整合與構(gòu)建，依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)所制定的知識(shí)、能力、素質(zhì)三要素和專業(yè)職業(yè)資格證書的要求，選擇相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，將職業(yè)資格證書所需的應(yīng)知應(yīng)會(huì)內(nèi)容融入教學(xué)過程，將電力電子技術(shù)與電機(jī)控制和自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，并按照課程規(guī)律把相關(guān)內(nèi)容有機(jī)銜接，使學(xué)生具有中級(jí)、高級(jí)維修電工（電力電子技術(shù)及其應(yīng)用部分）的綜合職業(yè)能力，并為獲取其他相關(guān)職業(yè)資格證書奠定基礎(chǔ)。

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程以“電力電子器件—電力電子變換電路—電力電子裝置的應(yīng)用”為思路，描述了SCR、GTO、BJT、IGBT等電力電子器件的工作原理、特性、參數(shù)、保護(hù)與驅(qū)動(dòng)電路，詳細(xì)分析了各種AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換技術(shù)及單相和三相整流器、逆變器和斬波器，介紹了脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）和各種軟開關(guān)技術(shù)，并隨著現(xiàn)代電力工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，增加了電力電子技術(shù)在輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、電源、可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、微電網(wǎng)等方面的應(yīng)用實(shí)例。

3.學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)遵循“器件認(rèn)知-電路分析-電力電子裝置的應(yīng)用"能力培養(yǎng)的規(guī)則，選取與專業(yè)崗位和生活實(shí)際緊密結(jié)合的典型應(yīng)用案例進(jìn)行情境化教學(xué)設(shè)計(jì)，以真實(shí)工作任務(wù)及其工作過程為依據(jù)整合、序化教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)性工作任務(wù)，突出實(shí)用性和應(yīng)用性知識(shí)的傳授及技能的訓(xùn)練，著力提高學(xué)生職業(yè)能力和素質(zhì)。學(xué)生在學(xué)習(xí)了本課程之后，能充分認(rèn)識(shí)現(xiàn)代電力電子技術(shù)對(duì)交、直流電路的控制和變換能力，并掌握各種變換原理和方法，為后續(xù)課程“模擬電廠實(shí)訓(xùn)”、“變電站仿真實(shí)習(xí)”、“頂崗實(shí)習(xí)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等的學(xué)習(xí)奠定了良好的理論基礎(chǔ)和能力基礎(chǔ)，也為學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)電力行業(yè)各專業(yè)技術(shù)崗位的要求打下堅(jiān)實(shí)的職業(yè)能力和素質(zhì)基礎(chǔ)。

課程學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)見圖1，每一個(gè)學(xué)習(xí)情境都體現(xiàn)了工作過程的完整性，把培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力固化在教學(xué)任務(wù)中，并積極組織學(xué)生參與全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽等各種科技競賽活動(dòng)，培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力，將職業(yè)技能與素質(zhì)教育貫穿整個(gè)教學(xué)過程中。

二、以實(shí)現(xiàn)“學(xué)做循環(huán)”為目標(biāo) 完成了課程教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”一方面以實(shí)現(xiàn)“學(xué)做循環(huán)”為目標(biāo)，構(gòu)建了全新的“四位一體”教學(xué)平臺(tái)；另一方面整合各種優(yōu)質(zhì)資源，開發(fā)核心課程教學(xué)資源庫，建設(shè)了數(shù)字化教學(xué)資源平臺(tái)。

1.精心構(gòu)建了全新的“四位一體”教學(xué)平臺(tái)

根據(jù)當(dāng)前行業(yè)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)水平和最新崗位資格要求，本課程突出職業(yè)能力培養(yǎng)在整個(gè)培養(yǎng)體系中的重要地位，按照“理實(shí)一體化”要求，整合優(yōu)化資源，精心搭建了基本實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)、綜合仿真教學(xué)平臺(tái)、綜合場(chǎng)景教學(xué)平臺(tái)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合的“四位一體”的教學(xué)平臺(tái)體系。在學(xué)校政策和中央財(cái)政支持下，購置更新儀器設(shè)備，完善了校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地；同時(shí)，為保證教學(xué)過程的實(shí)施，本課程建設(shè)了國內(nèi)一流的“電力電子與電能質(zhì)量”實(shí)驗(yàn)室、靜模實(shí)驗(yàn)室、仿真實(shí)訓(xùn)室等實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，以保證課程的綜合仿真實(shí)訓(xùn)；按照統(tǒng)籌規(guī)劃、資源共享的原則，依托國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院優(yōu)質(zhì)的實(shí)訓(xùn)資源，建設(shè)了以220KV智能變電站、變電實(shí)訓(xùn)場(chǎng)、電力電子與電能質(zhì)量沙盤展示等為中心的綜合場(chǎng)景教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)場(chǎng)景教學(xué)；生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)主要依托山東魯能智能有限公司、山東彼岸電力科技有限公司、石橫電廠、鄒縣電廠、濟(jì)南供電局、泰安供電局、黃臺(tái)電廠等單位，在綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，學(xué)生通過現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、頂崗實(shí)習(xí)、企業(yè)鍛煉等方式，在真實(shí)的工作環(huán)境中提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)能力，使學(xué)生具備崗位工作的基本能力，適應(yīng)崗位需求。

本課程依托課堂多媒體教學(xué)、仿真教學(xué)、校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)教學(xué)，引入實(shí)際案例，應(yīng)用多種教學(xué)手段和方法設(shè)計(jì)教學(xué)過程，較好地解決了理論知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合問題，完善了以“學(xué)做交融、能力漸進(jìn)”為主線的人才培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)教育和崗位工作的相互對(duì)接。

2.整合各種優(yōu)質(zhì)資源，開發(fā)課程教學(xué)資源庫，建設(shè)了數(shù)字化的教學(xué)資源平臺(tái)

本課程組的教師和企業(yè)人員一起，進(jìn)一步整合優(yōu)化了教學(xué)資源，建設(shè)了豐富的教學(xué)資源平臺(tái)。精品課程網(wǎng)站資源豐富，包括了課程整體設(shè)計(jì)介紹、課程標(biāo)準(zhǔn)、整體教學(xué)設(shè)計(jì)、單元教學(xué)設(shè)計(jì)、多媒體課件、動(dòng)畫庫、仿真電路庫、學(xué)案、習(xí)題試題庫、課程拓展、課程錄像、案例庫、職業(yè)技能鑒定等。網(wǎng)站的教學(xué)資源庫中有整個(gè)課程各學(xué)習(xí)情境的多媒體課件、課程教學(xué)過程錄像、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目操作錄像、仿真操作錄像、實(shí)際工作任務(wù)操作錄像等視頻資源、來源于實(shí)際工作崗位的企業(yè)典型案例資源、對(duì)應(yīng)教學(xué)中各知識(shí)點(diǎn)圖片資源、考核評(píng)價(jià)資源等，為課程教學(xué)的順利實(shí)施提供了有利保障。

三、以理實(shí)一體化教學(xué)為主體 實(shí)現(xiàn)了雙證融通的學(xué)習(xí)過程

1.課程層次性實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)

本課程在對(duì)職業(yè)崗位所需的技能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。針對(duì)典型工作崗位的作業(yè)流程和工程項(xiàng)目，分析崗位所需的知識(shí)、能力和素質(zhì)，形成崗位技能要求，開發(fā)形成單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)、專項(xiàng)實(shí)訓(xùn)、綜合實(shí)訓(xùn)、崗位實(shí)訓(xùn)等層次項(xiàng)目，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工作任務(wù)，設(shè)計(jì)本課程學(xué)習(xí)性的實(shí)踐任務(wù)，通過課內(nèi)實(shí)訓(xùn)、校內(nèi)綜合實(shí)訓(xùn)、校內(nèi)場(chǎng)景實(shí)訓(xùn)、技能鑒定和頂崗實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)完成，使學(xué)生達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)提出的要求，學(xué)生的專業(yè)能力、方法能力、社會(huì)能力得到提高，逐步培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)規(guī)范、職業(yè)能力。課程的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目如圖2所示。

2.課程內(nèi)容組織及教學(xué)實(shí)施過程設(shè)計(jì)

基于“四位一體”的教學(xué)平臺(tái)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)、理實(shí)一體化教學(xué)為主體，完成每一個(gè)學(xué)習(xí)情境中的工作任務(wù)。以工作情境：“調(diào)光燈電路”為例，說明教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施過程，見圖3所示。先由任課教師下達(dá)任務(wù)書，明確任務(wù)目標(biāo)，接著由教師指導(dǎo)學(xué)生分解任務(wù)，查找難點(diǎn)，然后教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行完成任務(wù)所需的必備知識(shí)技能學(xué)習(xí)，小組討論完成任務(wù)的實(shí)施方案，教師審核各小組的方案，并監(jiān)督和指導(dǎo)學(xué)生實(shí)施方案，教師組織學(xué)生對(duì)方案實(shí)施過程中的共性問題展開主題討論，各小組進(jìn)行檢查、自評(píng)、完善，并派代表匯報(bào)任務(wù)完成情況，教師根據(jù)過程表現(xiàn)及報(bào)告內(nèi)容給出每個(gè)學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)。

3.理實(shí)一體教學(xué) 實(shí)現(xiàn)“學(xué)做交融，能力漸進(jìn)”

課程教學(xué)的實(shí)施，遵循“學(xué)做交融，能力漸進(jìn)”的原則，把職業(yè)資格證書教育納入教學(xué)計(jì)劃，建立突出職業(yè)能力培養(yǎng)的課程標(biāo)準(zhǔn)，通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練，引入案例，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，學(xué)做循環(huán)，把職業(yè)能力的培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的全過程，使學(xué)生在取得畢業(yè)證的同時(shí)也獲得相應(yīng)的崗位職業(yè)資格證書。圖4為電力電子技術(shù)及應(yīng)用課程學(xué)習(xí)過程。

四、實(shí)踐效果

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程通過四位一體的課程平臺(tái)建設(shè)、課程內(nèi)容重組和情境化教學(xué)設(shè)計(jì)、“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、理實(shí)一體”的教學(xué)模式的實(shí)施等工作，提高了教學(xué)質(zhì)量，全方位提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)，教學(xué)效果逐顯成效，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生素質(zhì)化、教學(xué)系統(tǒng)化、用人單位滿意化的目標(biāo)。

1.學(xué)校和學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)顯著提高

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程 “任務(wù)驅(qū)動(dòng)、理實(shí)一體”的教學(xué)模式的實(shí)施，注重了項(xiàng)目制任務(wù)式教學(xué)策略和團(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)策略。課程的6個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)學(xué)習(xí)情境的實(shí)現(xiàn)由6至7個(gè)環(huán)節(jié)組成，在學(xué)習(xí)過程中均采用小組（團(tuán)隊(duì)）方式，討論、收資、成果發(fā)布等環(huán)節(jié)均以小組為單位，“分解任務(wù)”、“查找難點(diǎn)”進(jìn)行小組協(xié)商、討論，方案實(shí)施制定和實(shí)施過程中小組成員要求分工、協(xié)作、團(tuán)結(jié)、交流，共同完成測(cè)試任務(wù)，成績?cè)u(píng)定中有團(tuán)隊(duì)系數(shù)，師生密切交流，切實(shí)提高了學(xué)生的職業(yè)能力和素質(zhì)，學(xué)校和學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)顯著提高。

2.學(xué)生的專業(yè)技能水平顯著提高

“任務(wù)驅(qū)動(dòng) 理實(shí)一體”教學(xué)模式在電力電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用，為學(xué)生考取《通用電工證》、《維修電工證》初、中級(jí)技術(shù)資格證打下了良好基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)該課程的畢業(yè)生雙證率高達(dá)97%以上；學(xué)生在學(xué)習(xí)了本課程之后，能掌握基本電力電子電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、電氣性能，充分認(rèn)識(shí)現(xiàn)代電力電子技術(shù)對(duì)交、直流電路的控制和變換能力，了解電力電子技術(shù)的發(fā)展概況、技術(shù)動(dòng)向和新的應(yīng)用領(lǐng)域，學(xué)生的專業(yè)技能水平顯著提高，學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生組織的電子設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)被授予“2014年山東省優(yōu)秀大學(xué)生科技社團(tuán)”榮譽(yù)稱號(hào)，學(xué)生被評(píng)為山東省優(yōu)秀大學(xué)生科技社團(tuán)干部，參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽和“飛思卡爾”杯智能車競賽，榮獲山東省一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)多項(xiàng)。

3.學(xué)生就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量顯著提高

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程依托國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院的優(yōu)勢(shì)資源，深化教育教學(xué)改革，強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)該課程的電氣類畢業(yè)生深受社會(huì)青睞，就業(yè)范圍廣，如中國廣州核電集團(tuán)、新能源公司、山東電力集團(tuán)、山東超高壓有限公司、發(fā)電廠等電力企業(yè)。畢業(yè)生適崗能力強(qiáng)，起薪值高，職位升遷速度很快，穩(wěn)定性高，就業(yè)單位評(píng)價(jià)普遍較高。以學(xué)校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)近幾年的就業(yè)情況為例，每年的一次就業(yè)率均超過95%，得到了社會(huì)的充分認(rèn)可。

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（責(zé)任編輯：韓曉英）