基于課程思政的《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐＊

王月愛

（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710300）

無論家庭生活還是工業(yè)生產(chǎn)，每時(shí)每刻都需要使用電能，而絕大多數(shù)的情況下，電源提供的電能與負(fù)載需要的電能不是同一種形式，這就需要電能轉(zhuǎn)換。電力電子技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換技術(shù)[1]。電力電子技術(shù)這門課是供電專業(yè)開設(shè)的理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)的專業(yè)核心課程。課程圍繞培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人的人才培養(yǎng)的根本問題，將政治認(rèn)同、國家意識(shí)、文化自信、人格養(yǎng)成等思想政治教育與電力電子技術(shù)課程原有的知識(shí)、技能傳授有機(jī)融合，重構(gòu)課程內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)顯性與隱性教育的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生自由全面發(fā)展，充分發(fā)揮教育教書育人的作用[2-4]。

1 基于課程思政的電力電子技術(shù)課程目標(biāo)的確立

根據(jù)供電專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)方案確定本課程的專業(yè)目標(biāo)和德育目標(biāo)。

專業(yè)目標(biāo)：

（1）掌握各種電力電子器件的工作原理、特性參數(shù)、驅(qū)動(dòng)電路及保護(hù)方法；

（2）掌握晶閘管的特性參數(shù)及器件選型方法；

（3）掌握可控整流、逆變、交流變換、直流變換等變換的原理、波形分析和參數(shù)計(jì)算；

（4）掌握分析電力電子裝置與設(shè)備設(shè)計(jì)的基本理論與基本方法。

德育目標(biāo)：

（1）培養(yǎng)學(xué)生的工程思維方法及分析與解決問題的能力；

（2）培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作責(zé)任心；

（3）培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、獨(dú)立思考、敢于創(chuàng)新的工匠精神；

（4）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和愛國情懷，踐行自我人生價(jià)值。

2 基于課程思政的電力電子技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)內(nèi)容

依據(jù)供電專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和定位，以電力電子技術(shù)在工程應(yīng)用中最廣泛的實(shí)際案例為載體，設(shè)計(jì)了6個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，將電力電子器件、變流電路、思政教育等融入6個(gè)教學(xué)項(xiàng)目中[5]。在學(xué)習(xí)電力電子器件時(shí)，著重于典型電力電子器件的基本原理、特性參數(shù)和器件應(yīng)用；在講授電力電子變流電路時(shí)，圍繞四種電能變換方式（即交流—直流、直流—交流、交流—交流和直流—直流）開展教學(xué)，研究電力電子變流裝置的主電路、控制電路及緩沖保護(hù)等其他輔助電路，使學(xué)生掌握各類電力電子變流系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作原理、分析方法及系統(tǒng)應(yīng)用，具備變流系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模仿真、系統(tǒng)安裝與調(diào)試的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、解決問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、精益求精的工匠精神。圖1為課程教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程圖。

圖1 課程教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程圖

2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)案例

以項(xiàng)目一為例，下設(shè)四個(gè)教學(xué)任務(wù)，每個(gè)教學(xué)任務(wù)包含對應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)和思政融入點(diǎn)[6]，其能力標(biāo)準(zhǔn)是善用電路基本分析和建模仿真法，實(shí)現(xiàn)對可控整流電路的準(zhǔn)確分析與計(jì)算；通過搭接調(diào)光燈電路，借助常用電工儀表測量電路的相關(guān)參數(shù)，學(xué)會(huì)分析并解決可控整流電路故障，如圖2所示。項(xiàng)目—課程思政融入點(diǎn)，見表1。

表1 項(xiàng)目一課程思政融入點(diǎn)

圖2 項(xiàng)目一教學(xué)任務(wù)圖

3 基于課程思政的電力電子技術(shù)課程教學(xué)實(shí)施

本課程采用任務(wù)導(dǎo)向的教學(xué)法，以學(xué)生為主體，借助多樣的信息化技術(shù)和媒體資源等組織具體教學(xué)活動(dòng)，通過具體任務(wù)實(shí)施和完成，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使其既掌握了實(shí)踐技能，又學(xué)會(huì)了理論知識(shí)。

以項(xiàng)目一為例[7]，任務(wù)載體是晶閘管控制的調(diào)光燈電路的安裝與調(diào)試，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法，靈活運(yùn)用智慧樹平臺(tái)、QQ軟件、MATLAB軟件、調(diào)光燈安裝與調(diào)試操作過程視頻、電路模型設(shè)計(jì)與仿真視頻等信息化手段，依據(jù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、人才培養(yǎng)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)及職業(yè)崗位工作任務(wù)設(shè)計(jì)了“導(dǎo)→析→探→仿→練→拓”六環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng)，充分體現(xiàn)“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，融入新時(shí)代職業(yè)素養(yǎng)，將典型電力電子可調(diào)整流電路知識(shí)與生活中常用調(diào)光燈電路相結(jié)合，將虛擬仿真和真實(shí)操作有效融合，將職業(yè)素養(yǎng)和崗位技能貫穿始終。具體實(shí)施過程如圖3所示。

圖3 教學(xué)實(shí)施過程圖

教學(xué)實(shí)施包括課前預(yù)習(xí)與測驗(yàn)、課中學(xué)練、課后拓展3個(gè)模塊。

3.1 課前預(yù)習(xí)與測驗(yàn)

課前，學(xué)生在智慧樹課程平臺(tái)上自主完成基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)習(xí)與測試，教師根據(jù)測試結(jié)果對個(gè)別學(xué)生進(jìn)行線上輔導(dǎo)，隨后發(fā)布學(xué)習(xí)資料和任務(wù)單，布置課前需要完成的任務(wù)，通過學(xué)生的完成情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

3.2 課中學(xué)練

本項(xiàng)目包括4個(gè)由簡到難的任務(wù)：單相半波整流調(diào)光燈電路、單相全橋整流調(diào)光燈電路、單相半控整流調(diào)光燈電路和三相半波整流調(diào)光燈電路。每個(gè)任務(wù)教學(xué)實(shí)施過程分為3個(gè)階段：

（1）課程引入。結(jié)合典型案例，學(xué)生代表匯報(bào)課前任務(wù)完成情況，教師點(diǎn)評并進(jìn)行深入分析，引出調(diào)光燈學(xué)習(xí)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）任務(wù)實(shí)施。通過“電路分析”“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“電路仿真”“電路裝調(diào)”4個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生掌握小型電力電子整流裝置的電路系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)與調(diào)試的相關(guān)操作技能。①電路分析。對課前學(xué)生不易掌握的內(nèi)容，教師通過電路動(dòng)畫演示、播放電路仿真視頻、解析電路工作原理、推導(dǎo)電路參數(shù)計(jì)算過程及講解器件選型原則等，使學(xué)生掌握可控整流電路和晶閘管觸發(fā)電路的組成、結(jié)構(gòu)、工作原理、分析與計(jì)算方法，具備簡單電力電子變流電路分析能力；②系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在懂原理的基礎(chǔ)上，學(xué)生查閱資料，小組探究制定調(diào)光燈方案，確定調(diào)光燈系統(tǒng)由主電路、觸發(fā)電路和給定電路3個(gè)部分構(gòu)成。隨后，開展組內(nèi)討論，確定單元電路方案；③電路仿真。為了安全規(guī)范操作和節(jié)約實(shí)訓(xùn)成本，學(xué)生先進(jìn)行電路仿真，在MATLAB軟件環(huán)境下搭建電路模型并仿真測試，通過電路仿真明確電路的接線方式、工作過程、輸入輸出波形，合理化器件參數(shù)；④電路裝調(diào)。操作前，老師強(qiáng)調(diào)安全用電、調(diào)光燈系統(tǒng)的器件檢測與安裝方法、線路連接基本要求、安全規(guī)范操作及安裝檢查與通電調(diào)試注意事項(xiàng)。然后學(xué)生進(jìn)行調(diào)光燈系統(tǒng)接線，老師檢查接線正確無誤后指導(dǎo)學(xué)生送電，學(xué)生進(jìn)行電路調(diào)試和故障排除。全程教師巡回指導(dǎo)，記錄學(xué)生操作情況、及時(shí)糾錯(cuò)和規(guī)范操作，并遵循6S管理，培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)，使學(xué)生在圓滿完成教學(xué)案例中的任務(wù)、掌握教學(xué)重點(diǎn)的同時(shí)，達(dá)成能力和素質(zhì)目標(biāo)。

（3）任務(wù)小結(jié)。各組任務(wù)完成后，學(xué)生代表匯報(bào)任務(wù)完成情況、遇到問題及處理方式；老師點(diǎn)評、總結(jié)任務(wù)實(shí)施過程中存在操作問題及改進(jìn)措施，以及知識(shí)小結(jié)。學(xué)生組之間評價(jià)，推選優(yōu)秀學(xué)員。

3.3 課后拓展

每個(gè)任務(wù)完成后，學(xué)生一是完成課后作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)；二是完成課外學(xué)習(xí)資源（發(fā)布于課程平臺(tái)），提高學(xué)習(xí)的廣度和深度，了解電力電子新業(yè)態(tài)、新技術(shù)、新工藝，提升學(xué)生綜合問題解決能力。

4 基于課程思政的電力電子技術(shù)課程實(shí)施效果

（1）“學(xué)生為主體”教學(xué)理念貫穿始終。將課前測試、任務(wù)發(fā)布、小組討論、組間評價(jià)等方式貫穿教學(xué)全過程，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，使學(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué)，在強(qiáng)化技能的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)、精益求精的工作態(tài)度和愛崗敬業(yè)的工匠精神；

（2）層層遞進(jìn)的教學(xué)過程，教學(xué)效果顯著提升。融合了信息化資源的遞進(jìn)式教學(xué)過程，層層深入，符合高職學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生滿意度、課后測試正確率、課程任務(wù)完成率、電工中級(jí)工考證過關(guān)率均明顯提升，圓滿完成教學(xué)目標(biāo)；

（3）學(xué)生小型電力電子裝置的硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試技能明顯提升。通過智慧樹平臺(tái)、MATLAB仿真、操作視頻、動(dòng)畫等信息化教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，通過典型電路系統(tǒng)安裝與調(diào)試，提高電力電子變流系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試崗位技能，拓展職業(yè)發(fā)展空間。

5 結(jié)束語

電力電子技術(shù)發(fā)展日新月異，課程教學(xué)要與時(shí)俱進(jìn)，需校企合作積累更新教學(xué)資源。以提升學(xué)生的職業(yè)能力為目標(biāo)，將更多電工中級(jí)工考核模塊融入課程教學(xué)內(nèi)容中。教師目前以MATLAB仿真和電氣電子實(shí)訓(xùn)室開展教學(xué)，教學(xué)案例比較單一，沒有拓展到更多企業(yè)類型的工業(yè)裝置，可以通過適當(dāng)拓展教學(xué)內(nèi)容和課后延伸環(huán)節(jié)，提升學(xué)生對復(fù)雜電力電子裝置的設(shè)計(jì)與調(diào)試操作技能，做到舉一反三，讓學(xué)生將來更好地適應(yīng)電力企業(yè)生產(chǎn)調(diào)試、運(yùn)維管理等崗位的工作。