高職“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革研究

王興全 樊學(xué)良

摘? ?要：“電力電子技術(shù)”是高職院校機(jī)電一體化、電氣自動化類專業(yè)的核心課程，是研究對電能的利用和變換的技術(shù)，其內(nèi)容牽連電力學(xué)、電子學(xué)、自動控制系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，教學(xué)難度較大，為滿足在新時(shí)期、新形態(tài)一體化教學(xué)改革要求下達(dá)到高職新型技能型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，文章對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法進(jìn)行改革和探索。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù);教學(xué)方式方法;改革;探索

要滿足新時(shí)期、新形態(tài)一體化教學(xué)對高職院校培養(yǎng)新型技能型、應(yīng)用型人才的要求背景下減少理論學(xué)時(shí)從而增加實(shí)踐學(xué)時(shí)是大勢所趨[1]?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”是高職院校機(jī)電一體化專業(yè)、電氣自動化專業(yè)的核心課程。該課程是研究對電能的利用和變換技術(shù)，內(nèi)容牽連電力學(xué)、電子學(xué)、自動控制系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，在教學(xué)難度較大而教學(xué)學(xué)時(shí)又不斷壓縮的前提下，要滿足高職新型技能型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，就需要對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法進(jìn)行改革和探索。

1? ? 高職“電力電子技術(shù)”課程在教學(xué)活動中存在的問題

首先，傳統(tǒng)的高職“電力電子技術(shù)”教學(xué)活動主要是先理論、后實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，課程內(nèi)容與學(xué)生接受能力的匹配度不高，很難達(dá)到因材施教。其次，學(xué)生對“電力電子技術(shù)”課程理論的學(xué)習(xí)不夠深入，電力電子技術(shù)是研究電能利用和變換的技術(shù)，其內(nèi)容牽連電力學(xué)、電子學(xué)、自動控制系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，這些學(xué)科在知識點(diǎn)上面是相互聯(lián)系、相互影響的，這也是該學(xué)科的特點(diǎn)所在。再次，高職擴(kuò)招后，生源來自于中職的比例越來越大，而職校生對理論知識的學(xué)習(xí)、對理論研究的熱情不高，不利于新時(shí)期、新形態(tài)下對新型技能型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，但是學(xué)生對動手技能訓(xùn)練、對能夠自己做出一個能實(shí)現(xiàn)一定功能的電路或設(shè)備有很大的興趣。因此，在教學(xué)中對“電力電子技術(shù)”這門課程的教學(xué)活動進(jìn)行“教學(xué)做一體化”的教學(xué)改革和探索很有必要。

2? ? 高職“電力電子技術(shù)”課程在教學(xué)活動中的教學(xué)改革與探索

在高職“電力電子技術(shù)”教學(xué)活動中應(yīng)該采用“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式，所謂的“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式主要是指在教學(xué)活動中，同時(shí)實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、實(shí)踐三位一體的教學(xué)活動，其根本目的在于改變傳統(tǒng)教學(xué)模式中教師教授知識、學(xué)生接收知識的填鴨式教學(xué)方式，學(xué)生學(xué)習(xí)知識是被動的、無趣的，教師應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)基地同課堂教學(xué)融合在一起，讓學(xué)生能夠通過課堂學(xué)習(xí)將“電力電子技術(shù)”這門課程的理論知識和實(shí)踐探索有機(jī)結(jié)合起來[2]，在教中學(xué)、學(xué)中做、做中思、思中學(xué)，從而掌握該課程的知識要點(diǎn)與技能。而下文則是對“教學(xué)做一體化”教學(xué)活動模式在“電力電子技術(shù)”這門課程在教學(xué)實(shí)踐活動中的教學(xué)改革與探索。

2.1? 健全電力電子技術(shù)在高職“教學(xué)做一體化”教學(xué)活動模式中的教學(xué)內(nèi)容

成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院屬于高職農(nóng)業(yè)院校，本著農(nóng)業(yè)院校的特點(diǎn)，立足服務(wù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，圍繞“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化綠色發(fā)展以及一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的要求，依據(jù)電氣自動化技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中的人才培養(yǎng)目標(biāo)與培養(yǎng)規(guī)格，指導(dǎo)電力電子技術(shù)課程建設(shè)和教學(xué)。本課程共計(jì)56學(xué)時(shí)，定位是通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握晶閘管、電力MOSFET、IGBT等電力電子器件的結(jié)構(gòu)、原理、特性和使用方法;掌握各種基本的整流電路、直流斬波電路、交流—交流電力變換電路和逆變電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和控制方法;掌握脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）技術(shù)的工作原理和控制特性，了解軟開關(guān)技術(shù)的基本原理;了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍和發(fā)展動向;會電力電子電路的基本分析方法;掌握基本電力電子裝置的實(shí)驗(yàn)和調(diào)試方法;能從實(shí)際應(yīng)用的角度去分析和掌握各種典型電路;培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電力電子技術(shù)分析問題和解決問題的能力。同時(shí)，在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相聯(lián)系，注意主輔協(xié)調(diào)，合理搭配，既重視基本理論和基本概念的建立，又突出基本操作技能的培養(yǎng)。因此，在高職“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)活動中以電力電子技術(shù)文本為教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)定課堂教學(xué)任務(wù)。電力電子技術(shù)是研究電能的利用和變換的技術(shù)，其內(nèi)容牽連電力學(xué)、電子學(xué)、自動控制系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，這些學(xué)科在知識點(diǎn)上面是相互聯(lián)系、相互影響的。該課程概括起來可分成相控整流變換電路（Alternating Current-Direct Current，AC-DC）變換電路、直流變換電路（Direct Current-Direct Current，DC-DC）、逆變變換電路（Direct Current-Alternating Current，DC-AC）、交—交變換電路（Alternating Current-Alternating Current，AC-AC）4大電路教學(xué)模塊，這些教學(xué)模塊又可分成6大教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，這6大項(xiàng)目在內(nèi)容選材上可與學(xué)生生活密切相關(guān)的例子引入。如在模塊一“AC-DC變換電路”中主要討論的電力電子器件是晶閘管，以及以晶閘管為核心的相控整流電路，而相控整流電路又分為單相半控整流電路、單相全控整流電路、三相相控整流電路，教師可以從生活中的調(diào)光燈這個學(xué)生熟悉的電器開始引入最簡單的電力電子電路—單相半控整流電路。再在單相半控整流電路的基礎(chǔ)之上討論其優(yōu)缺點(diǎn)，從而引入學(xué)生熟悉的另一電器單相全控整流電路，構(gòu)成手機(jī)充電器。最后，教師與學(xué)生一起由淺入深、由小功率到大功率、層層推進(jìn)探討AC-DC變換電路，再制作出實(shí)物驗(yàn)證、使用、探討擴(kuò)展到大功率的三相相控整流電路。具體實(shí)施教學(xué)活動的教學(xué)模塊及教學(xué)實(shí)施項(xiàng)目如表1所示。

在“電力電子技術(shù)”教學(xué)活動實(shí)施項(xiàng)目中，每個項(xiàng)目都可分成4個小模塊進(jìn)行教學(xué)，分別是電力電子器件、主電路、電能變換控制技術(shù)及實(shí)踐應(yīng)用[3]。以電力電子器件為基礎(chǔ)，以主電路及電能變換控制技術(shù)為核心，以實(shí)踐應(yīng)用為教學(xué)重點(diǎn)。這種組織形式在知識學(xué)習(xí)過程中層次分明、內(nèi)容連貫，每個項(xiàng)目最終都要完成一個相應(yīng)電路的設(shè)計(jì)及制作，檢驗(yàn)學(xué)生的綜合應(yīng)用知識的能力。

2.2? 多種教學(xué)方法配合展開“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式

高職“電力電子技術(shù)”“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式主要體現(xiàn)在教學(xué)活動中，以項(xiàng)目化的教學(xué)載體實(shí)現(xiàn)了教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、學(xué)生實(shí)際應(yīng)用的同步發(fā)展。比如以項(xiàng)目1調(diào)光燈半控整流電路設(shè)計(jì)及制作為例，討論具體實(shí)施教學(xué)活動的“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式。首先，教師在實(shí)驗(yàn)室中以“電力電子技術(shù)”教材為教學(xué)基礎(chǔ)利用實(shí)際生活中存在的調(diào)光燈設(shè)計(jì)教學(xué)情景，讓學(xué)生先展開討論，提高學(xué)生對“電力電子技術(shù)”的興趣和感性認(rèn)識。其次，利用“慧職教”在線開放課程“電力電子技術(shù)”中調(diào)光燈半控整流電路進(jìn)行教學(xué)，通過其中豐富的教學(xué)資源（PPT、圖片、動畫、仿真），使學(xué)生對調(diào)光燈半控整流電路項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)從感性到理性的認(rèn)識。再次，對學(xué)生進(jìn)行分組，設(shè)計(jì)一個調(diào)光燈半控整流電路，而后各組相互討論對方設(shè)計(jì)的可行性，然后教師點(diǎn)評，具有可行性的電路，教師可允許該組進(jìn)行實(shí)際電路的焊接制作。最后，在老師的監(jiān)督下進(jìn)行通電測試及調(diào)試。項(xiàng)目化的“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式，教學(xué)層次分明，教師講授、學(xué)生討論、教師點(diǎn)評、學(xué)生互評的形式，使學(xué)生在教中學(xué)、學(xué)中做、做中思，方便進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)和延伸。教師和學(xué)生都可以知道在教、學(xué)、做哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，并能夠及時(shí)得到整改，從而建立教學(xué)評價(jià)體系，增加學(xué)生學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生對“電力電子技術(shù)”的興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出新時(shí)期、新形態(tài)下的新型應(yīng)用型人才。

3? ? 結(jié)語

綜上所述，在高職“電力電子技術(shù)”這門課程的教學(xué)活動中，以理論為主、實(shí)驗(yàn)為輔的傳統(tǒng)教學(xué)方式對學(xué)生吸引不足，教學(xué)效果不理想，不利于當(dāng)前新時(shí)期、新形態(tài)一體化教學(xué)改革要求下高職新型技能型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，而項(xiàng)目化的“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式可以通過教學(xué)活動情境的設(shè)定、教學(xué)活動的組織、規(guī)劃等方式使學(xué)生在“電力電子技術(shù)”專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用技能能力上得到提升。

[參考文獻(xiàn)]

[1]于瀚.基于全球價(jià)值鏈的我國加工貿(mào)易轉(zhuǎn)型升級研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2016.

[2]巢春波.“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式在高職單片機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2019（4）：55-56.

[3]孔憲林，孔亞菲.基于能力本位的技師院校電力電子技術(shù)課程改革策略研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（16）：214.

Abstract：“Power Electronic Technology” is the core course of mechatronics and electrical automation in higher vocational colleges. It is a technology to study the utilization and transformation of electric energy. Its contents involve many fields， such as electromechanics， electronics， automatic control system and so on. The teaching is difficult， in order to meet the training requirements of the new type of technical and applied talents in the teaching reform under the integration of new period and new situation， this paper reforms and explores the teaching style and method of the course.

Key words：Power Electronic Technology; teaching methods; reform; exploration