電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)“電力電子技術(shù)課設(shè)”教學(xué)改革

南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院 錢(qián) 荔

“電力電子技術(shù)課設(shè)”是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)實(shí)踐課。課程的教學(xué)現(xiàn)狀是教學(xué)資源無(wú)法滿足現(xiàn)有的學(xué)生人數(shù)，教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)目標(biāo)有一定差距。本文在現(xiàn)有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行了教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和考核方式的改革，不但可以節(jié)省人力物力，還能最大限度的利用現(xiàn)有資源培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提升學(xué)生的社會(huì)核心競(jìng)爭(zhēng)力，為社會(huì)輸送更多高素質(zhì)人才。

引言：電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)的是能夠適應(yīng)社會(huì)需要，具備較高專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的高級(jí)工程技術(shù)型人才?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)課設(shè)”作為電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)實(shí)踐課，是在學(xué)習(xí)完電力電子技術(shù)基本理論課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的工程實(shí)踐。課程的目的是通過(guò)實(shí)際的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有深刻理解，能將所學(xué)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，并能觸類(lèi)旁通，應(yīng)用于其他研究開(kāi)發(fā)工作。

本文對(duì)“電力電子技術(shù)課設(shè)”的課程現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，針對(duì)課程教學(xué)現(xiàn)狀存在的問(wèn)題提出了具體的改革目標(biāo)和措施，在“僧多粥少”的教學(xué)條件下探索出了一條新路。

1 電力電子技術(shù)課設(shè)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 學(xué)生人數(shù)眾多與教學(xué)資源不足之間的矛盾

電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)就業(yè)范圍廣，是比較熱門(mén)的專(zhuān)業(yè)，每年都是院系招收人數(shù)最多的一個(gè)專(zhuān)業(yè)。由于教學(xué)計(jì)劃的學(xué)時(shí)限制，“電力電子技術(shù)課設(shè)”的時(shí)間只有短短一周，而學(xué)生人數(shù)眾多，每學(xué)期的課程數(shù)目也多，課程排不開(kāi)，就出現(xiàn)了多個(gè)班級(jí)被排在同一周參加電力電子技術(shù)課設(shè)。這種排課現(xiàn)狀使得學(xué)生與教學(xué)資源之間的矛盾特別突出。首先是學(xué)生人數(shù)與實(shí)驗(yàn)室資源的矛盾。實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生完成課設(shè)的主要場(chǎng)所，實(shí)驗(yàn)室的空間及硬件資源有限，無(wú)法在同一時(shí)間容納所有學(xué)生，相應(yīng)的硬件設(shè)備也不多，無(wú)法滿足所有的學(xué)生同時(shí)使用。其次是教師資源不足。由于排課原因會(huì)造成一個(gè)教師同時(shí)帶幾個(gè)班的課設(shè)的情況，教師的工作任務(wù)繁重，很多是重復(fù)性勞動(dòng)，這種情況對(duì)教師的體力和精力也是一個(gè)極大的考驗(yàn)，按現(xiàn)有的狀況，學(xué)生人數(shù)是教師的幾十倍甚至上百倍，教師無(wú)法顧及每個(gè)學(xué)生，疲于應(yīng)付完成教學(xué)任務(wù)就無(wú)法保證教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)的效果也會(huì)大打折扣。再次是經(jīng)費(fèi)不足。電源設(shè)計(jì)制作需要購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的器件、工具和檢測(cè)設(shè)備等，如果學(xué)生人數(shù)眾多，這就是一筆不菲的開(kāi)支，除了設(shè)備的使用年限較長(zhǎng)，器件都屬于易耗品，不能循環(huán)利用。

1.2 教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)目標(biāo)之間的差距

“電力電子技術(shù)課設(shè)”開(kāi)課的目的是通過(guò)實(shí)際電源設(shè)計(jì)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力，研究分析能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。但受限于課設(shè)時(shí)間安排、教學(xué)資源與經(jīng)費(fèi)短缺，早期的授課方式采用的是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)?zāi)K的基礎(chǔ)上稍作改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)電源變換設(shè)計(jì)。驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)并不是真正的實(shí)踐。學(xué)生也得不到真正的鍛煉，這與學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)是有一定距離的。

2 課程改革方案

對(duì)于“電力電子技術(shù)課設(shè)”目前的教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，需要對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)改革，在無(wú)法改變學(xué)時(shí)和排課計(jì)劃，沒(méi)有額外經(jīng)費(fèi)支持的條件下探索出一條新路，最大限度的提高教學(xué)效果。

2.1 教學(xué)模式改革

項(xiàng)目式教學(xué)替代實(shí)驗(yàn)教學(xué)。原先的課程設(shè)計(jì)采用做實(shí)驗(yàn)的方式，教師主要講解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，只有通過(guò)實(shí)際的項(xiàng)目設(shè)計(jì)才能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。所以新的教學(xué)模式采用項(xiàng)目式教學(xué)，教師講解項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程與方法。按電子競(jìng)賽的方式，以自覺(jué)自愿的原則對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，每組最多3人，共同完成一個(gè)電源設(shè)計(jì)項(xiàng)目。

分班分組式管理替代集中管理，由于學(xué)生人數(shù)較多，學(xué)生的管理也是一個(gè)突出的問(wèn)題，涉及到學(xué)生的安全和實(shí)驗(yàn)室的管理。新的模式是采用分班分組式管理，即不同時(shí)間段分配給不同的班級(jí)，每個(gè)項(xiàng)目組由項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人來(lái)協(xié)調(diào)分配組員的任務(wù)，因?yàn)榍捌诘拇罅康膮?shù)設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)工作都是在電腦上完成，現(xiàn)在的電腦普及率較高，學(xué)生可在宿舍，圖書(shū)館自行完成，不用所有人同時(shí)待在實(shí)驗(yàn)室。這樣可以大大提高實(shí)驗(yàn)室的利用率，學(xué)生的工作效率，減輕教師的重復(fù)性勞動(dòng)。

參照手冊(cè)自我培訓(xùn)替代教師重復(fù)性講解。原先的課設(shè)需要教師花大量時(shí)間講解，并且學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)還無(wú)法消化，從而使教學(xué)效果大打折扣。新的教學(xué)模式是教師進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程與方法的講解，具體的操作由學(xué)生自學(xué)“電力電子技術(shù)課設(shè)”實(shí)訓(xùn)手冊(cè)完成。手冊(cè)的內(nèi)容包含課程設(shè)計(jì)所要用到的軟硬件說(shuō)明和相關(guān)實(shí)例，學(xué)生可自行對(duì)照進(jìn)行學(xué)習(xí)，并可參照手冊(cè)有目的的查找相關(guān)內(nèi)容，節(jié)省了大量的資料查詢(xún)時(shí)間。

2.2 教學(xué)內(nèi)容改革

原先的課設(shè)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，教學(xué)內(nèi)容是講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。改革后采用實(shí)際電源項(xiàng)目設(shè)計(jì)，分為軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩種。教師主要是進(jìn)行題目的解析和答疑指導(dǎo)，包括項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的步驟和用到的軟硬件講解，詳細(xì)內(nèi)容由學(xué)生自己學(xué)習(xí)手冊(cè)完成。

2.3 考核方式改革

考核方式要能體現(xiàn)公平公正，能真正考察出學(xué)生的真實(shí)水平。由于課設(shè)采用的是項(xiàng)目小組形式，同一組有3個(gè)人，3個(gè)人共同完成一個(gè)項(xiàng)目，必然有分工上的不同，如何考察與評(píng)價(jià)是十分重要的?？己说姆绞綖榇疝q和論文兩部分。答辯時(shí)間包含項(xiàng)目中期和項(xiàng)目結(jié)束兩個(gè)時(shí)間段，在課設(shè)規(guī)定時(shí)間段內(nèi)每個(gè)項(xiàng)目組非負(fù)責(zé)人要參與項(xiàng)目中期答辯、在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)組員必須全部到場(chǎng)，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人參與答辯。項(xiàng)目結(jié)束后的論文撰寫(xiě)為一人一份，要求學(xué)生必須手寫(xiě)設(shè)計(jì)部分，突出自己所完成的內(nèi)容部分，格式必須符合要求。其中答辯成績(jī)占40%，論文占60%，具體的打分要求按工程認(rèn)證的方式。

因?yàn)閷W(xué)生人數(shù)多，不可避免會(huì)有學(xué)生抽到一樣的題目，在這種情況下，采用競(jìng)賽的方式，在同等情況下看學(xué)生完成的電源的性能指標(biāo)參數(shù)再綜合考慮成本，重量等因素給分。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前“電力電子技術(shù)課設(shè)”的教學(xué)現(xiàn)狀是“僧多粥少”，在無(wú)法改變教學(xué)資源的現(xiàn)狀下，本文通過(guò)改革課程教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和考核方式走出了一條新路，最大限度的提升了學(xué)生的工程實(shí)踐創(chuàng)新能力，符合學(xué)院的培養(yǎng)目的，為社會(huì)培養(yǎng)輸送具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的工程實(shí)踐性人才。

參考：荊紅莉，趙鵬等，MATLAB在電力電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用：榆林學(xué)院學(xué)報(bào)，2015；陳宏，基于Matlab的電力電子技術(shù)課程的教學(xué)探討：實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2013；陳薇，郝雯娟，胡芬巧，錢(qián)荔，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)軟件類(lèi)課程教學(xué)改革與探索：電子世界，2016。