工程應(yīng)用型自動化專業(yè)電力電子技術(shù)實驗的改革與實踐

【摘" 要】近年來，自動化專業(yè)電力電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，從家用電器的制造到國家重大科研項目，都能見到電力電子技術(shù)的身影，由此可見電力電子技術(shù)的重要性。但是，隨著科技的持續(xù)更新和發(fā)展，電力電子技術(shù)課程中所含的知識類型越來越豐富，為此廣大教育工作者必須對此課程進行教學(xué)改革，尤其是實驗方面的教學(xué)，更是應(yīng)該不斷地拓展學(xué)生的知識面，增強學(xué)生分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生能將理論知識與工程實踐相結(jié)合，這樣才能為社會培養(yǎng)出符合現(xiàn)代社會需求的工程應(yīng)用型人才。本文針對工程應(yīng)用型自動化專業(yè)電力電子技術(shù)實驗改革與實踐進行分析，為教學(xué)提供參考。

【關(guān)鍵詞】工程應(yīng)用型" 自動化專業(yè)" 電力電子技術(shù)實驗" 改革" 實踐

【中圖分類號】G642""""""" 【文獻標(biāo)識碼】A" """""""【文章編號】1674-4810（2015）32-0052-02

力電子技術(shù)是一門現(xiàn)代化的、新型的電子技術(shù)，主要應(yīng)用于電力領(lǐng)域。電力電子技術(shù)主要是指使用晶閘管、GTO、IGBT等電力電子器件對電能進行變化和控制的技術(shù)，基于電力電子技術(shù)變化的“電力”功率處于1W至1GW之間。這與信息電子技術(shù)有所區(qū)別，已經(jīng)成為自動化專業(yè)中至關(guān)重要的專業(yè)基礎(chǔ)知識。因此，電力電子技術(shù)教學(xué)受到眾多學(xué)校的重視。但是，隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)與測控技術(shù)的融合，自動化技術(shù)獲得了更快的發(fā)展，其專業(yè)知識也在不斷更新，這使得傳統(tǒng)電力電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不適應(yīng)時代的發(fā)展，也不能滿足現(xiàn)代社會對于人才的需要。為了能夠提高教師電力電子技術(shù)課程的教學(xué)效率，培養(yǎng)出工程應(yīng)用型的電力電子技術(shù)人才已經(jīng)迫在眉睫。

要想培養(yǎng)出工程應(yīng)用型的電力電子技術(shù)人才，就必須不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力以及工程實踐能力，這就需要教師從電力電子技術(shù)實驗教學(xué)入手，改變以往的實驗教學(xué)模式，創(chuàng)造出一種新型的實驗教學(xué)模式，使學(xué)生能夠?qū)㈦娏﹄娮蛹夹g(shù)的理論知識有效的應(yīng)用于實踐以及日后的生活中，以此達到學(xué)以致用的目的。

一 電力電子技術(shù)實驗改革的必要性

當(dāng)下，我國電力電子技術(shù)實驗教學(xué)還存在一些弊端，尚有一些不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，由于教師受到傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，往往對電力電子技術(shù)實驗教學(xué)不夠重視，他們認為電力電子實驗教學(xué)只是電力電子教學(xué)中的附屬環(huán)節(jié)，學(xué)生日后會通過大量的工作經(jīng)驗逐漸提升電力電子的實踐能力，為此他們并沒有精心的設(shè)計電力電子技術(shù)實驗教學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)，所涉及的教學(xué)內(nèi)容也與教材完全相符，這使學(xué)生學(xué)到的實驗內(nèi)容受到局限。其次，隨著社會的不斷發(fā)展，時代的不斷進步，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，同時受到科技的影響，該技術(shù)在不斷地變換和更新，與電力電子相關(guān)的新技術(shù)也被不斷開發(fā)出來，而電力電子實驗教學(xué)內(nèi)容卻沒有隨著更新，實驗內(nèi)容相對陳舊，難免會造成學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識與實際生活脫節(jié)的現(xiàn)象，實驗教學(xué)也變得更加流于形式，缺少其應(yīng)有的價值與作用。再次，電力電子技術(shù)實驗課的實驗平臺過于標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化，這不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，也在一定程度上限制了學(xué)生的動手能力。與此同時，學(xué)生對新型電路結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)的了解也會受到影響，學(xué)生的專業(yè)知識無法獲得有效的延伸和拓展。最后，在傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)實驗教學(xué)中，教師往往會以驗證性實驗為主，而設(shè)計性實驗和應(yīng)用性實驗較為缺少，這樣一來，學(xué)生僅僅通過所學(xué)專業(yè)知識進行實驗論證，處于一個“被動實驗、被動學(xué)習(xí)”的局面，不能充分發(fā)揮自身的主觀能動性。

以上幾個問題使學(xué)生無法符合社會對人才培養(yǎng)的需要，為此，必須不斷加強學(xué)生對該專業(yè)理論知識掌握能力以及專業(yè)技術(shù)的實踐應(yīng)用能力，不斷地提高學(xué)生的工程意識，這樣才能使學(xué)生獲得更好的發(fā)展，并在日后的生活與工作中體現(xiàn)出自身的價值，為社會做出應(yīng)有的貢獻。

二 工程應(yīng)用型自動化專業(yè)電力電子技術(shù)實驗的改革與實踐

1.電力電子技術(shù)實驗教學(xué)的改革計劃

電力電子技術(shù)課程內(nèi)容具有較強的實踐性，其實驗教學(xué)的主要目的是提高學(xué)生對該專業(yè)理論知識的掌握程度，并培養(yǎng)學(xué)生基本的實驗技能以及分析和設(shè)計電能變化電路的能力。該專業(yè)課程有如下特點：第一，不但要對學(xué)生進行理論知識方面的教學(xué)，更要提供給學(xué)生大量的實驗驗證機會。第二，電力電子器件及其控制手段變化較快，新技術(shù)的出現(xiàn)使教學(xué)內(nèi)容變得更加豐富，與此同時，受到課堂時間的限制，理論教學(xué)無法做到面面俱到。第三，電能變化電路和相應(yīng)的控制技術(shù)類型繁多，如果想讓學(xué)生在實驗中都能接觸到，就要為學(xué)生提供良好的實驗環(huán)境，提供足夠多的實驗器材。第四，在制作電力電子裝置的時候，電力電子裝置的參數(shù)變化對實驗設(shè)計是否成功有很大的影響，必須明確這些參數(shù)變化的規(guī)律對實驗進行科學(xué)學(xué)合理的設(shè)定。

課題組根據(jù)以上特點，以工程應(yīng)用為出發(fā)點，將提高學(xué)生的設(shè)計與創(chuàng)新能力作為重點培養(yǎng)目標(biāo)，積極構(gòu)建出新型的實驗教學(xué)體系。與此同時，將實驗教學(xué)延伸到課外，積極鼓勵學(xué)生參與課外科技實踐、電子設(shè)計競賽等活動，進而不斷提升學(xué)生動手實踐與團隊協(xié)作的能力。這樣不僅可以讓學(xué)生更好地掌握最基本的實驗技巧，而且能夠?qū)﹄娏﹄娮悠骷c相關(guān)控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進行實時跟蹤與了解，為后期工程的設(shè)計與應(yīng)用學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)，實現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)目標(biāo)。

2.電力電子技術(shù)實驗教學(xué)改革的方法策略

第一，以驗證性實驗為主，增加設(shè)計性實驗以及研究性實驗。在傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)實驗教學(xué)中，單純地以驗證性實驗為主，雖然能在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?，但是長期的驗證性實驗會使學(xué)生產(chǎn)生一些負面情緒，會對驗證性實驗產(chǎn)生厭煩心理，為此，必須構(gòu)建一套新型的實驗教學(xué)系統(tǒng)，增加實驗教學(xué)項目。教師可以將驗證性實驗作為基礎(chǔ)，增加設(shè)計性實驗以及研究性實驗，這樣就能有效地活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生實驗的熱情，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，讓學(xué)生通過設(shè)計實驗以及研究實驗不斷提高自身的綜合能力，使學(xué)生獲得更好的發(fā)展。

第二，以工程應(yīng)用為出發(fā)點，不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。電力電子技術(shù)教學(xué)的主要目的是為了培養(yǎng)該專業(yè)的實踐型技術(shù)人才，為此，教師應(yīng)該做到以工程應(yīng)用為出發(fā)點，不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，改變以往學(xué)生的思維方式，使學(xué)生能夠在日后更好地將電力電子技術(shù)應(yīng)用到實際的工程項目中。教師在進行實驗教學(xué)時，可以利用多媒體課件向?qū)W生展示最新的電力電子技術(shù)成果，使實物演示、工程分析能夠通過圖表和視頻方式更加直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，例如，調(diào)光電路、開關(guān)電源電路、小型直流電動機可逆調(diào)速系統(tǒng)等，這樣就能提高學(xué)生進行實驗的熱情。

第三，引入仿真技術(shù)，進行“仿真+實物”的實驗教學(xué)。受到多種因素的影響，如實驗教學(xué)的課時較少、實驗設(shè)備不健全等，電力電子技術(shù)實驗教學(xué)效率往往不盡如人意，為了使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撆c實踐有機地結(jié)合起來，應(yīng)該在實驗教學(xué)中引入仿真技術(shù)，實現(xiàn)“仿真+實物”的實驗教學(xué)模式。例如，在典型的升壓斬波電路制作中，讓學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)或其他方式找到實驗原理，隨后用MATLAB進行仿真實驗，使學(xué)生了解到工程參數(shù)對實驗設(shè)計的影響。

第四，建立多樣化的實驗考核機制。建立多樣化的實驗考核機制，進而科學(xué)地判定學(xué)生的實驗成績，加強學(xué)生對實驗教學(xué)的重視。教師可以從基礎(chǔ)性實驗、自主設(shè)計性實驗以及工程研究性實驗三個方面入手，對學(xué)生開展不同實驗層次的多樣化考核模式。在基礎(chǔ)性實驗方面，檢驗學(xué)生是否能夠?qū)镜膶嶒炘O(shè)備進行規(guī)范的操作和使用，并培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗?zāi)芰ΑＴ谧灾髟O(shè)計性實驗方面，可以組織學(xué)生以小組合作探究的學(xué)習(xí)方式，共同交流探討，自行設(shè)計實驗、驗證實驗。與此同時，教師應(yīng)該對學(xué)生的整個實驗過程進行全程監(jiān)督，對試驗期間出現(xiàn)的問題給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，最后再讓學(xué)生對自身的實驗進行評價。在工程研究性實驗方面，由于工程研究性實驗知識面廣，實驗操作較為復(fù)雜，教師可以將其作為學(xué)生的課后任務(wù)，并提供相應(yīng)的實驗材料。最后通過三種實驗對學(xué)生進行綜合評定，并盡量使用一些鼓勵和贊美的語言，使學(xué)生能夠樹立良好的自信心。

三 結(jié)束語

實驗教學(xué)能夠使學(xué)生把所學(xué)理論知識聯(lián)系到實際中，能提高學(xué)生對專業(yè)知識的掌握程度以及運用能力，為此，必須對實驗教學(xué)予以重視，尤其是自動化專業(yè)電力電子技術(shù)的實驗教學(xué)。現(xiàn)今社會，電力電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，該技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，所以一定要對電力電子課程實驗教學(xué)進行改革，使學(xué)生具備更強的實踐能力和專業(yè)素質(zhì)，以此適應(yīng)社會發(fā)展的需要。

參考文獻

[1]王新環(huán)、鄭征、余發(fā)山.工程應(yīng)用型自動化專業(yè)電力電子技術(shù)實驗改革與實踐[J].實驗室科學(xué)，2014（3）

[2]劉海波.《電力電子技術(shù)》實驗教學(xué)改革探索與實踐[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2012（4）

[3]關(guān)曉菡、趙徐森、張衛(wèi)平等.電力電子技術(shù)實驗教學(xué)改革探討[C].第四屆全國高等學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)改革研討會論文集，2007

[4]曲娜.電力電子技術(shù)實驗教學(xué)的改革[J].電子制作，2015（2）

[5]王赟.電子技術(shù)實驗教學(xué)改革嘗試[C].第五屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)改革研討會論文集，2008

〔責(zé)任編輯：林勁、李婷婷〕