“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程教學改革的研究與實踐

李謨發(fā) 張碧 羅小麗 鄧鵬

摘 ?要：針對當前高職院校“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程教學內(nèi)容、教學模式及實踐教學環(huán)節(jié)中存在的不足，以高職培養(yǎng)學生的崗位職業(yè)能力目標為指導(dǎo)，結(jié)合自身的教學實踐，以實際應(yīng)用產(chǎn)品引出項目化單元，優(yōu)化教學內(nèi)容，改進教學模式，改革實驗教學過程。教學效果表明，課程改革思路能夠激發(fā)學生的學習興趣，學生的理論知識以及解決實際問題的能力得到顯著提高。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù) ?課程地位 ?教學改革

中圖分類號：TM1-4 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）10（b）-0117-02

1 ?電力電子技術(shù)及應(yīng)用課程的地位

隨著科學技術(shù)的發(fā)展和對電力電子技術(shù)研究的不斷深入，電力電子技術(shù)在更多的領(lǐng)域中得到應(yīng)用，是現(xiàn)階段發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮囊粋€產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，這方面的發(fā)展進步能促進我國整體的經(jīng)濟水平和科技水平的快速發(fā)展[1]。這也意味著電力電子技術(shù)在現(xiàn)代高新技術(shù)系統(tǒng)中位于舉足輕重的位置。由于其應(yīng)用范圍的廣泛，這一領(lǐng)域?qū)τ诰C合性人才的需求也逐漸增加。作為高職學校，應(yīng)該承擔這一領(lǐng)域人才培養(yǎng)的重任。

“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”作為學校風電專業(yè)群的一門專業(yè)技術(shù)核心基礎(chǔ)平臺課程，有電機電器、自動化、新能源裝備技術(shù)以及風電系統(tǒng)運行與維護專業(yè)要學習這門課程，針對這幾個專業(yè)學生的專業(yè)特點以及就業(yè)面向的崗位知識結(jié)構(gòu)要求，當前高職院?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)及應(yīng)用”在課程教學內(nèi)容、教學模式以及實驗教學中不能完全滿足這幾個專業(yè)共性的授課要求，因此以風電專業(yè)群課程建設(shè)為引領(lǐng)，以高職培養(yǎng)目標為指導(dǎo)，結(jié)合自身的教學實踐，以培養(yǎng)學生的崗位職業(yè)能力為著眼點，以項目為單元優(yōu)化課程內(nèi)容、改進教學模式、改革實驗教學過程這3個方面對該課程的改革提出具體建議，以期提高課程的教學效果。

2 ?電力電子技術(shù)及應(yīng)用課堂教學改革

2.1 調(diào)整并優(yōu)化教學內(nèi)容，強調(diào)教學重點

課程教學內(nèi)容的調(diào)整并優(yōu)化是整個教學改革中最重要的一環(huán)，直接關(guān)系到教學質(zhì)量的提高與能否激發(fā)學生的學習興趣，教學內(nèi)容中首先導(dǎo)入具體項目情境，加強學生對教學內(nèi)容的整體認知。比如對電力電子技術(shù)中AC/DC、DC/DC、AC/AC、AC/DC/AC的具體變換電路學習之前，加入對應(yīng)電路應(yīng)用的具體設(shè)備，如調(diào)光臺燈、臺式電腦電源、電風扇無極調(diào)速、變頻空調(diào)進行項目情境分析。這樣更能充分調(diào)動學生的學習動力與激發(fā)學生的學習興趣。

其次，在教學內(nèi)容改革上，對于高職學生的教學，主要能以應(yīng)用為主，就電力電子器件的開關(guān)特性、工作機理和電氣參數(shù)可以進行簡要介紹，重點闡述其選用依據(jù)、引腳及好壞判別;在對整流電路、斬波電路、逆變電路及交流調(diào)壓電路分析時，把每種電路的應(yīng)用發(fā)展方向引入課堂內(nèi)容，對電路中的能量流向、計算等內(nèi)容簡單介紹，對電路中的波形分析也要有所取舍，重點掌握輸入、輸出波形即可，每個器件的波形分析將加重學生學習難度。把教學的重點放在應(yīng)用電路上[2]，體現(xiàn)“管為路用、以路為主、重在應(yīng)用”的原則，以期提升學生解決實際工程問題的能力。將課程教學重點由原來的相控整流電路原理分析調(diào)整為MOSFET、IGBT等全控型器件及功率模塊組成的斬控電路應(yīng)用。主要方向為調(diào)整以培養(yǎng)職業(yè)能力為本位的教學內(nèi)容。

2.2 改進教學模式和手段，激發(fā)學生學習興趣

如何從“以教師為中心”過渡到“以學生為中心”，關(guān)鍵在于教學模式的變革，課前準備和自主學習。翻轉(zhuǎn)課堂教學模式與信息化教學手段就能體現(xiàn)出其優(yōu)勢，即把課程教學分3個不可分割的部分，即課前—課中—課后這3個環(huán)節(jié)。

（1）課前，教師根據(jù)項目化教學內(nèi)容要求，設(shè)計好教學計劃。思路是先引導(dǎo)學生的學習積極性，主要體現(xiàn)出本課程的應(yīng)用性，具體做法為搜集相關(guān)的圖片、視頻、制作形式多樣的多媒體課件、微課等，向?qū)W生充分展示電力電子技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用。這些資料通過微信群、QQ群以及老師教學空間等網(wǎng)絡(luò)工具向?qū)W生發(fā)布;課前影像資料中提出些簡單明確的學習任務(wù)，讓學生體會到課中的學習重點。教師指導(dǎo)學生建立學習小組，相互督促，團結(jié)協(xié)作，共同參與完成項目的課前學習[3]。學生根據(jù)自身特點和時間安排，在指定網(wǎng)絡(luò)上查找學習資料進行課前學習，也可將學習資源下載保存隨時學習。

（2）課中，課中教學的目的是為了幫助學生解決自學過程中的難題，幫助學生消化所學理論知識，并指導(dǎo)學生對理論知識進行應(yīng)用和鞏固，具體教學過程如下。

項目任務(wù)點評與問題梳理，對學生自主學習和項目實施過程中遇到的難題做統(tǒng)一梳理和問題回饋，并對項目任務(wù)完成的效果進行評價。

課中內(nèi)容授課手段主要以信息化手段進行，電力電子理論分析時，關(guān)鍵是使圖形、波形動起來，所以采用了Matlab/Simulink搭建電路進行仿真教學[4]，用Flash制作開關(guān)通斷變化，能量流動變化動起來的課件，讓學生直接感官感受電路分析原理。這大大改善了課堂講授效果。

課堂教學中，安排交流討論環(huán)節(jié)，把教師準備的問題拋出來，以小組的形式進行討論總結(jié)，鼓勵學生發(fā)散并積極思考，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識和自主創(chuàng)新精神。

（3）課后，在每一個項目任務(wù)完成后，都有一個綜合性的模塊化的測驗，便于學生自主地對學習內(nèi)容進行主動的總結(jié)和差缺補漏。

由于將課堂中的教學聲像資料上網(wǎng)，學生如在測驗中遇到問題，也可以利用網(wǎng)絡(luò)來隨時隨地學習該課程知識，查找問題[5]。這種利用網(wǎng)絡(luò)平臺的教學方式，可以彌補傳統(tǒng)課堂教學的不足，提供靈活的學習模式和大量豐富的學習資源。

在實施過程中，取得了一定的成效。學生學習積極性與課后交流明顯感覺采用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式與信息化教學手段的教學效果使學生的能力得到了提高。

3 ?電力電子技術(shù)及應(yīng)用實驗教學改革

3.1 綜合選用實驗內(nèi)容，提升學生的工程應(yīng)用水平

實驗教學在電力電子技術(shù)課程中占有重要地位，過去開設(shè)的實驗中，主要目的是檢驗已有的實驗成果和課堂基本電路的知識，學生感到收獲較小。因此，有必要對實驗內(nèi)容進行調(diào)整。實驗教學內(nèi)容分兩個部分進行，即必做與選做，必做為每個項目內(nèi)容對應(yīng)的基本電路原理驗證性試驗。包括：單相半波可控整流電路;單相全控橋式整流電路;直流斬波電路;單相交流調(diào)壓電路;脈寬調(diào)制逆變電路。對于必做實驗，訓(xùn)練過程中，對于常用電力電子器件的正確使用、電力電子技術(shù)實驗基本實驗儀器設(shè)備的使用必須熟練掌握，就實驗技能和科學實驗的基本方法反復(fù)訓(xùn)練，以期牢固掌握。實驗過程中，就課本基礎(chǔ)理論知識得到加強。

選做實驗為開發(fā)設(shè)計性試驗，根據(jù)學校已有電力電子綜合平臺開發(fā)，學生可在實驗室開放時間段來做，如進行得好的同學，也可以作為畢業(yè)設(shè)計課題深入學習。選做試驗包括：直流電機調(diào)速;三相繞線異步電機串級調(diào)速;穩(wěn)壓電源;SPWM變頻調(diào)速;全控型器件驅(qū)動與保護。根據(jù)實驗項目，教師確定方案，學生自己安裝電路并調(diào)試，由實驗室專管教師輔導(dǎo)完成。同時鼓勵學生參加教師的教科研活動，調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

3.2 改革實驗教學方法，培養(yǎng)學生自主學習的興趣

過去的實驗教學中，實驗前，教師對電路安裝、調(diào)試與故障都要進行反復(fù)講解，即使在三強調(diào)，學生實際實施時，總會碰到很多問題，出現(xiàn)問題即找教師排除故障，學生對教師的依賴性大，一兩個老師根本忙不過來，實驗效率很低。對此，提出了一套改進的實驗教學方法，對電路實驗的安裝與調(diào)試細節(jié)，教師示范，拍成微視頻，將學生遇見過的問題匯總，做成文檔，把這些資料通過互聯(lián)網(wǎng)渠道發(fā)給學生，形成“互聯(lián)網(wǎng)+實驗教學”，這種做法大大提高了實驗效率[6]。學習能力好的學生，在課堂還可以進行開發(fā)性的實驗。在實驗教學過程中，為了使學生認識到實驗的重要性，教師采用啟發(fā)式進行指導(dǎo)，主要是多引導(dǎo)，多啟發(fā)，提出分析問題的方法，指出解決問題的途徑，學生通過獨立思考和自學能力的提高，自己尋找解決問題的具體方案，并在實驗中加以檢驗，提高了學生分析問題解決問題的能力。

4 ?結(jié)語

隨著國家將新能源產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟的戰(zhàn)略先導(dǎo)性新興產(chǎn)業(yè)加以扶持，電力電子行業(yè)正迎來良好的發(fā)展機遇，新興行業(yè)需要高素質(zhì)的電力電子技術(shù)類專門人才，“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程教學改革必將為提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。因此，電力電子技術(shù)的教學改革是一項長期系統(tǒng)工程，課程改革中動態(tài)補充新技術(shù)、新方法。整合教學內(nèi)容、創(chuàng)新教學模式、改革實驗教學過程這3個方面，對“電力電子技術(shù)及應(yīng)用”課程進行了改革探索，取得了較好的教學效果。

參考文獻

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