電力電子技術(shù)實驗教學(xué)的改革與探索

徐成波 鄭偉南 程鳳芹

【摘要】本文針對“電力電子技術(shù)”課程的實驗教學(xué)方法和內(nèi)容進行探索，引入MATLAB系統(tǒng)仿真軟件，構(gòu)建電力電子技術(shù)仿真實驗;同時增加開放性和設(shè)計性實驗。實踐結(jié)果表明該方法不僅可以提高學(xué)生設(shè)計電力電子電路的能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù);實驗教學(xué);設(shè)計性實驗

1.目前存在的問題

二十一世紀(jì)的國際社會是一個知識化、信息化的社會，國際間的競爭歸根到底是人才的競爭。相比之下，我們以往傳統(tǒng)方式下高等教育培養(yǎng)出的專門人才知識面較窄，已經(jīng)不能適應(yīng)新的社會環(huán)境的需要。結(jié)合獨立學(xué)院人才培養(yǎng)模式，目前應(yīng)該培養(yǎng)的是“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。按照這個培養(yǎng)目標(biāo)，我院乃至全國面向獨立學(xué)院的高等教育都需要進行有針對性的教育改革。其中，教師實踐教學(xué)方法的改革是十分重要的環(huán)節(jié)之一。實踐教學(xué)方法的好壞，直接影響課堂教學(xué)效果，影響人才的培養(yǎng)質(zhì)量，沒有良好的現(xiàn)代化的教學(xué)方法和手段，只靠傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)，是培養(yǎng)不出二十一世紀(jì)所需要的高素質(zhì)、專門人才的。在高等教育大發(fā)展的今天，獨立學(xué)院應(yīng)具有自身獨特的發(fā)展模式和發(fā)展空間，在新的歷史時期中充分發(fā)揮和突出實踐教學(xué)的活力，利用獨立學(xué)院的特色和優(yōu)勢，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐和動手能力以適應(yīng)國民經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展需要，是目前我們需要研究和探討的課題。

實驗教學(xué)作為高等學(xué)校教學(xué)工作的重要組成部分，可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、分析和解決問題的能力、以往的“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)模式是以理論教學(xué)為主，實驗基本上為驗證性實驗。這樣學(xué)生無法真正通過實驗學(xué)習(xí)來掌握工程技能和方法，偏離了實驗課程開設(shè)的最主要目標(biāo)。為了加強學(xué)生的實踐技能，實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)目標(biāo)，我們改革了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將原來以理論為主的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撆c實踐一體化的教學(xué)。

2.教學(xué)內(nèi)容改革

2.1 通過驗證性實驗強化基礎(chǔ)實驗教學(xué)

由于在電力電子技術(shù)實驗初級階段，學(xué)生對整體實驗沒有系統(tǒng)的認(rèn)識，所以首先安排驗證性實驗。在學(xué)習(xí)中不僅僅要驗證理論，還要通過驗證性實驗使學(xué)生學(xué)會如何發(fā)現(xiàn)問題?？偨Y(jié)規(guī)律，掌握實驗的基本技能和方法。

2.2 通過設(shè)計性實驗提高學(xué)生創(chuàng)新能力

設(shè)計性實驗的主體是學(xué)生，整個實驗過程中，應(yīng)該由學(xué)生獨立設(shè)計和操作，實驗中出現(xiàn)的問題由學(xué)生自己提出并設(shè)法解決，在教學(xué)中，要加強實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)，要放開手腳，讓學(xué)生獨立設(shè)計實驗，對于難度較大、探索性較強的實驗，教師可進行相應(yīng)的指導(dǎo)，對于學(xué)生設(shè)計的實驗方案，教師要及時審查，只要沒有意外情況，都可以讓學(xué)生進行實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神、提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)能力。

2.3 將MATLAB仿真技術(shù)引入電力電子技術(shù)實驗

電力電子技術(shù)課程實驗的傳統(tǒng)教學(xué)方式采用的是實驗臺操作模式，但在教學(xué)實踐過程中存在一些問題。如從理論到實踐缺少過渡知識，學(xué)生錯誤操作較多、動手能力較差，實驗臺裝置損壞較嚴(yán)重。采用傳統(tǒng)實踐教學(xué)方法使學(xué)生對實驗臺裝置和實驗操作缺少一定的感性認(rèn)識，直接導(dǎo)致了學(xué)生的誤操作。此外學(xué)生在實踐操作中出現(xiàn)問題時不知道如何分析解決，將MATLAB仿真技術(shù)引入電力電子技術(shù)實驗，學(xué)生在仿真時由于不需要考慮因接錯電路而導(dǎo)致器件和儀器的損壞，可以放心大膽地連接電路，大大地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，由于設(shè)計性實驗是在驗證性實驗的基礎(chǔ)上進行的，學(xué)生可以充分利用資源，從查閱相關(guān)資料著手，設(shè)計相關(guān)的電路、軟件設(shè)計仿真到搭建出硬件電路、測量實際數(shù)據(jù)、分析總結(jié)，按步驟有系統(tǒng)地提高學(xué)生的實踐動手能力和獨立思考的能力，樹立學(xué)生的自信心，使學(xué)生勇于探索，勇于實踐。

3.實踐教學(xué)方法手段的改革

實踐教學(xué)方法手段的改革首先要從市場和社會需求入手。繼續(xù)深入改革目前的教學(xué)體制和繼續(xù)研究未來發(fā)展的教學(xué)模式，將陳舊落后的教學(xué)內(nèi)容進行全面修整，強化實踐教學(xué)手段，擴充新知識、改進教學(xué)方法。其次，在著眼于教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)環(huán)境改善的同時，更要注重人才市場上所需的各種信息，作為獨立學(xué)院專業(yè)實踐教學(xué)模式改革的理論依據(jù)。另外，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為我院專業(yè)課實踐教學(xué)模式的研究與改革提供了技術(shù)手段與支持。實踐教學(xué)模式的改革，將使專業(yè)課教學(xué)變得豐富多彩。

根據(jù)電力電子技術(shù)實驗教學(xué)大綱，我們重新編寫了實驗教材。在原有實驗講義的基礎(chǔ)上增加了一些實驗項目，學(xué)生在實驗時除必做項目外，還可以選做實驗，為學(xué)生提供了更多的選擇內(nèi)容;此外對實驗項目也進行了修改、整合，將實驗分成了驗證性實驗、創(chuàng)新設(shè)計性實驗、計算機仿真實驗3個方面，通過不同方面的實驗，使實驗教學(xué)更加生動、形象。

4.加大實驗室的開放力度

開放實驗室教學(xué)是改革以往驗證性實驗教學(xué)的有效途徑，為了給學(xué)生更多的實驗時間，我系實驗室在完成基本實驗任務(wù)后，盡力面向?qū)W生開放實驗室，這樣學(xué)生在實驗時間上有一定的彈性，由于時間原因，有一些學(xué)生在實驗課時間內(nèi)不能完成實驗任務(wù)，可以在實驗室開放時間內(nèi)完成，實驗室在實驗內(nèi)容上也實現(xiàn)開放，實驗題目有學(xué)生參與科研型、學(xué)生科技活動型、自選實驗課題型和計算機應(yīng)用技術(shù)提高型、人文素質(zhì)和能力提高型等形式，這樣可以使學(xué)生在掌握有關(guān)知識和技能的同時獲得較高的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

5.總結(jié)

該課程實驗改革已經(jīng)在我系電氣類專業(yè)中開始相繼實施，經(jīng)過幾年的教學(xué)研究與實踐，理論教學(xué)與實踐教學(xué)正在有機地結(jié)合起來，更多更好地向應(yīng)用性、綜合性的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。在實踐教學(xué)中既加強了學(xué)生對專業(yè)理論知識的理解及掌握，也提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生獨立分析問題和解決實際問題的能力，同時為學(xué)生將來的就業(yè)打下了堅實的理論基礎(chǔ)和實踐操作基礎(chǔ)。

參考文獻

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基金項目：吉林省高等教育教學(xué)重點研究項目。