電力電子技術(shù)課程教學(xué)改革5篇

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（一）

一、理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合

在“電力電子技術(shù)”這門(mén)課程的傳統(tǒng)教學(xué)當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)和理論往往是分開(kāi)的，由不同的老師負(fù)責(zé)。理論課老師只講解教材的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室老師負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的完成，這就很容易造成理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的脫節(jié)。而“電力電子技術(shù)”是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，只有把理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密的結(jié)合起來(lái)，學(xué)生才能達(dá)到學(xué)以致用。這就要求在理論課當(dāng)中要糅合進(jìn)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，既講解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)又進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)，從而達(dá)到舉一反三的效果。教材上的理論結(jié)果通常是在理想條件下，各種輸出波形往往是理想波形，而實(shí)驗(yàn)中的設(shè)備是面向?qū)嶋H的，觀察到的信號(hào)與教材上繪制的曲線在某些情況下不一致。老師在課堂上講解時(shí)要對(duì)理想情況和實(shí)際情況進(jìn)行說(shuō)明并解釋造成二者不同的原因。例如在直流降壓斬波電路這一節(jié)中。教材中二極管VD兩端電壓理想波形如圖2中UVD所示，UGE為開(kāi)關(guān)管源漏極之間的電壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，UGE為低電平，二極管截止，兩端電壓等于電容C1兩端的電壓，而用示波器觀察實(shí)際電路中的二極管兩端的電壓波形如圖2中URVD所示，可以觀察到在電壓上升沿產(chǎn)生的振蕩現(xiàn)象。造成理想輸出波形與實(shí)際波形不同的原因就是當(dāng)開(kāi)關(guān)管不導(dǎo)通時(shí)，二極管VD在電感L2的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下續(xù)流導(dǎo)通，二極管的結(jié)電容進(jìn)行放電，當(dāng)開(kāi)關(guān)管由關(guān)閉變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)，二極管VD兩端施加反向電壓，對(duì)二極管結(jié)電容進(jìn)行充電，開(kāi)始時(shí)刻會(huì)有較大的充電電流通過(guò)電感線圈L1，并逐漸減小，那么電感線圈L1與二極管VD的結(jié)電容就構(gòu)成了振蕩電路并很快衰減為0。作為實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師，在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)不僅要完成實(shí)驗(yàn)的講解和演示工作，而且應(yīng)該把實(shí)驗(yàn)當(dāng)中所牽涉的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，對(duì)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中接線容易出錯(cuò)的地方要進(jìn)行重點(diǎn)講解并解釋其中的原因，避免由于接線錯(cuò)誤造成設(shè)備損壞，影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。對(duì)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中觀察的現(xiàn)象與教材中不一致的地方向?qū)W生說(shuō)明，并解釋其原因。學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前必須做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，通常建議學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前要有預(yù)習(xí)報(bào)告，提前對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)行理論驗(yàn)證，對(duì)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)和計(jì)算，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備相應(yīng)位置處的電壓或電流波形從理論上進(jìn)行描繪，對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的問(wèn)題嘗試進(jìn)行解答。等到實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上做實(shí)驗(yàn)時(shí)，就可以比較實(shí)際觀察到的數(shù)據(jù)是否同預(yù)習(xí)時(shí)所想的一致，如果不同，找出原因，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和認(rèn)識(shí)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)地點(diǎn)改革

“電力電子技術(shù)”是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，如果條件允許可以把授課地點(diǎn)改在實(shí)驗(yàn)室。利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)課本中的基本原理進(jìn)行演示和分析，提高學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)他們對(duì)這門(mén)課程的興趣。但大多實(shí)驗(yàn)室空間有限，學(xué)生又非常多，所以這種想法不容易實(shí)現(xiàn)。可以充分利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段，先對(duì)理論課上講授的內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行操作演示，并用錄像設(shè)備進(jìn)行錄像，然后到教室上課時(shí)適時(shí)進(jìn)行播放。錄像的時(shí)間不能太長(zhǎng)，重點(diǎn)錄制內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)設(shè)備的介紹、實(shí)驗(yàn)線路的連接、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如在三相橋式可控整流電路中這一節(jié)中，到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行錄像時(shí)，對(duì)三相橋式主電路，觸發(fā)脈沖電路和電路之間的連接進(jìn)行介紹，然后觀察觸發(fā)脈沖信號(hào)與同步信號(hào)之間的關(guān)系，調(diào)節(jié)觸發(fā)角分別為0、30、60、90、120度時(shí)觀察A相電壓波形和整流輸出電壓波形及輸出電流波形。對(duì)比示波器顯示結(jié)果與教材上波形圖的異同。錄像的播放時(shí)間可以放在該知識(shí)點(diǎn)講解之后，一方面增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電力電子設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)，另一方面可以充實(shí)授課內(nèi)容，調(diào)節(jié)課堂氣氛，改善教學(xué)效果等。

三、計(jì)算機(jī)仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

把計(jì)算機(jī)仿真軟件應(yīng)用到“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)中也是很好的教學(xué)方法。目前廣泛應(yīng)用的仿真軟件有pSpice和Matlab兩種。首先根據(jù)實(shí)際的電力電子線路在仿真軟件上搭建仿真模型，從設(shè)計(jì)電路到仿真及數(shù)據(jù)分析等都可以在課堂上進(jìn)行，并且計(jì)算機(jī)仿真軟件提供了方便的界面和各種工具，能夠觀察到各個(gè)環(huán)節(jié)各個(gè)物理參數(shù)的仿真結(jié)果，教學(xué)效果好。其次在計(jì)算機(jī)仿真軟件中更換電子元器件要比實(shí)際設(shè)備上更換容易得多，只需要在軟件中更改元件的參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)，因此，如果觀察電路當(dāng)中某些物理參數(shù)對(duì)系統(tǒng)輸出量的影響，只需要對(duì)比不同物理參數(shù)值時(shí)系統(tǒng)的輸出就可以了。圖3為三相橋式可控整流電路的Simulink仿真模型，該模型能夠動(dòng)態(tài)設(shè)置觸發(fā)角，觀察橋式觸發(fā)電路中的各個(gè)觸發(fā)脈沖以及整流輸出電壓和電流的波形。模型中Synchronized6-PulseGenerator模塊為觸發(fā)脈沖產(chǎn)生模塊，可以觀察觸發(fā)脈沖生成環(huán)節(jié)中各個(gè)環(huán)節(jié)的波形。但需要注意的是，計(jì)算機(jī)仿真軟件的仿真結(jié)果與實(shí)際的設(shè)備運(yùn)行結(jié)果在某些情況下是不同的。因?yàn)橛?jì)算機(jī)仿真軟件往往是在理想情況下仿真的，而實(shí)際設(shè)備并不是理想的模型，而且實(shí)際設(shè)備工作中存在各種干擾等因素，所以對(duì)計(jì)算機(jī)仿真軟件的應(yīng)用重點(diǎn)放在基本理論原理的仿真上。

四、結(jié)論

“電力電子技術(shù)”課程改革的關(guān)鍵是要把教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)作為一個(gè)有機(jī)的整體來(lái)看待。兩年的實(shí)踐表明，采用這些方法能夠增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及動(dòng)手實(shí)踐能力，為培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才奠定良好的基礎(chǔ)。

作者：賈建華 陳書(shū)立 單位：鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院

（二）

一、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式改革

(一)教學(xué)內(nèi)容的改革。根據(jù)華北科技學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位，運(yùn)用現(xiàn)代教育的教學(xué)理念，改革電工與電子技術(shù)的課程體系，構(gòu)建非電類(lèi)理工科專(zhuān)業(yè)電工電子課程模塊化教學(xué)體系，以適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的要求。電工學(xué)課程組與專(zhuān)業(yè)教學(xué)負(fù)責(zé)人深入地探討應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，將電工學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容重新整合，形成不同的教學(xué)模塊，以便于各專(zhuān)業(yè)按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式分層次合理選擇與組合教學(xué)內(nèi)容。例如機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、安全工程、采礦工程專(zhuān)業(yè)，教學(xué)內(nèi)容方面涉及電工、電機(jī)模塊內(nèi)容需要學(xué)時(shí)較多，講解較細(xì)致，為下一步進(jìn)入專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);學(xué)校實(shí)施卓越計(jì)劃的專(zhuān)業(yè)，教學(xué)的重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生將電工和電子的基本知識(shí)應(yīng)用于各自專(zhuān)業(yè)的能力，因此在內(nèi)容上更多地突出工程案例，能夠創(chuàng)新性地開(kāi)展所學(xué)專(zhuān)業(yè)的工程實(shí)踐能力的鍛煉;對(duì)于“文經(jīng)管藝”類(lèi)專(zhuān)業(yè)，對(duì)電類(lèi)知識(shí)的要求較為為寬泛、實(shí)用，趨向于科普化。為此，課程組通過(guò)開(kāi)設(shè)大學(xué)生素質(zhì)教育課，采用全新的教學(xué)內(nèi)容體系，采用有較強(qiáng)針對(duì)性和特色的課件和教材，引導(dǎo)學(xué)生初步了解電技術(shù)及其應(yīng)用，為今后的工作、學(xué)習(xí)和生活培養(yǎng)“電”的基本素質(zhì)，成為真正的應(yīng)用型人才。

(二)教學(xué)方法改革。針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，改革電工學(xué)課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法，采用啟發(fā)式教學(xué)法、案例教學(xué)法、“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法等多種教學(xué)方式，培養(yǎng)社會(huì)發(fā)展需要的、具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才。運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，活躍課堂氣氛，做到教學(xué)互動(dòng)。教師除了過(guò)硬的授課本領(lǐng)外，也必須培養(yǎng)學(xué)生的積極性和興趣，促使學(xué)生更好地接受知識(shí)。例如功率因數(shù)提高問(wèn)題，教師先講述問(wèn)題的研究背景，如以日光燈為例，大部分負(fù)載為感性，功率因數(shù)比較低，啟發(fā)學(xué)生:這會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果呢?答案是浪費(fèi)系統(tǒng)容量、增加線路損耗。接著進(jìn)行啟發(fā):在保證原負(fù)載的工作狀態(tài)不變，也就是加至負(fù)載上的電壓和負(fù)載的有功功率不變，采取什么方法可以提高功率因數(shù)呢?可以提示:該問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是使電源提供的有功功率不變時(shí)，想辦法減少負(fù)載的無(wú)功功率。隨后繼續(xù)啟發(fā)學(xué)生思考:在電路中，感性負(fù)載無(wú)功取正值，吸收無(wú)功功率，而容性無(wú)功取負(fù)值，發(fā)出無(wú)功功率。再啟發(fā)學(xué)生:為了降低系統(tǒng)消耗的無(wú)功功率，應(yīng)怎么辦呢?這時(shí)，學(xué)生會(huì)想到如果讓電容和感性負(fù)載在一起工作，感性負(fù)載吸收無(wú)功功率，而電容供給無(wú)功功率，兩者相互抵消，就能減少整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)功功率，從而提高整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)。案例型教學(xué)法真正體現(xiàn)了學(xué)生在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，強(qiáng)調(diào)通過(guò)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)來(lái)獲得知識(shí)和技能，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。例如講解二極管和三極管內(nèi)容時(shí)，分析學(xué)校致遠(yuǎn)樓走廊自動(dòng)熄燈電路的應(yīng)用案例，將電工與電子技術(shù)中的繼電器和三極管內(nèi)容知識(shí)進(jìn)行了有效結(jié)合，一方面可以考查學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的理解程度，另一方面也鍛煉了學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容前后聯(lián)系，綜合應(yīng)用，調(diào)動(dòng)了學(xué)生積極性，有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，是實(shí)施探究式教學(xué)模式的一種教學(xué)方法。從學(xué)習(xí)者的角度說(shuō)，“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”學(xué)習(xí)法可以幫助學(xué)習(xí)者明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，為解決問(wèn)題主動(dòng)探究，積極尋求解決問(wèn)題的方法。從教師的角度說(shuō)，“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”適用于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。教師結(jié)合非電專(zhuān)業(yè)學(xué)生特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生所學(xué)知識(shí)，給出一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)題目，如給出參數(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)一個(gè)“耳聾助聽(tīng)器”，設(shè)計(jì)完成后，學(xué)生可以利用課余時(shí)間，在學(xué)校的省級(jí)示范中心下設(shè)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路搭建，設(shè)計(jì)成功后，教師在考核中給予相應(yīng)的分?jǐn)?shù)獎(jiǎng)勵(lì)。通過(guò)設(shè)計(jì)，提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，濃郁了學(xué)習(xí)氛圍。

(三)教學(xué)手段的改革。針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，在教學(xué)手段方面也做了大量的工作，為了提高教學(xué)的有效性和形象性，教學(xué)過(guò)程中采用多媒體教學(xué)和板書(shū)結(jié)合的方式。這種傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合的教學(xué)方式，既不過(guò)分地夸大現(xiàn)代教學(xué)手段的作用，也不完全拋棄好的傳統(tǒng)的教學(xué)方法，二者相得益彰，根據(jù)課程知識(shí)點(diǎn)教師選擇教學(xué)方式，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。使用EDA軟件作為授課的輔助手段，對(duì)于課程中一些重要的知識(shí)點(diǎn)和相對(duì)抽象的內(nèi)容，如果僅是傳統(tǒng)的講授，學(xué)生不易領(lǐng)會(huì)。為此在授課過(guò)程中加入EWB仿真演示，幫助學(xué)生深入理解教學(xué)內(nèi)容。如在講授晶體管放大電路中，可以演示不同參數(shù)時(shí)靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的變化，觀察失真現(xiàn)象。使呆板的難于理解的知識(shí)變得生動(dòng)起來(lái)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教授數(shù)字電子技術(shù)內(nèi)容時(shí)也采用EWB仿真軟件，收到很好的教學(xué)效果。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

根據(jù)各專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，分專(zhuān)業(yè)制定單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，對(duì)于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)超過(guò)16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行獨(dú)立設(shè)課。實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課可進(jìn)一步確保實(shí)驗(yàn)課的地位和學(xué)時(shí)，充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，按照實(shí)踐教學(xué)規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，充分發(fā)揮華北科技學(xué)院省級(jí)實(shí)驗(yàn)中心的示范和輻射作用，培養(yǎng)應(yīng)用性人才，同時(shí)也豐富了示范中心的內(nèi)涵建設(shè)。為體現(xiàn)以人為本，因材施教的教育理念，將傳統(tǒng)的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)加以改革，分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)三種類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)可以滿足不同層次學(xué)生的要求。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)是對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，對(duì)儀器儀表的使用，電路的連接與調(diào)試，故障分析及數(shù)據(jù)分析處理等技能，如戴維寧定理、功率因數(shù)提高等;綜合性實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生有不同的要求;設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力，教師下達(dá)題目和設(shè)計(jì)要求，實(shí)驗(yàn)室提供必要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和元器件。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不僅強(qiáng)化理論內(nèi)容，同時(shí)能夠培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)新能力。為了更好地輔助學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)，大力加強(qiáng)虛擬實(shí)驗(yàn)建設(shè)。虛擬實(shí)驗(yàn)就是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，將現(xiàn)有的所有實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了虛擬建設(shè)，使學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，通過(guò)課前預(yù)習(xí)，基本熟悉實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，為下一步真正進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室順利完成實(shí)驗(yàn)，奠定良好的基礎(chǔ)。

三、考核方式改革創(chuàng)新

為真正注重素質(zhì)培養(yǎng)，提高學(xué)生的實(shí)踐技能，將電工電子技術(shù)課程的考核方式加以改革。考核將實(shí)驗(yàn)考核納入到總體考核中，并加入了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的監(jiān)控考核，包含學(xué)生平時(shí)作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)以及在課堂討論過(guò)程中的表現(xiàn)情況等，計(jì)為平時(shí)成績(jī)。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少的專(zhuān)業(yè)，試卷成績(jī)占80%，平時(shí)成績(jī)10%，實(shí)驗(yàn)考核10%;實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)多的專(zhuān)業(yè)，試卷成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)10%，實(shí)驗(yàn)考核20%。期末考試在保證客觀題的基礎(chǔ)性、綜合性、全面性的前提下，適當(dāng)?shù)卦黾恿酥饔^題的比例，并將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容適當(dāng)融合進(jìn)來(lái)，進(jìn)一步加深對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使考試成績(jī)更具全面性，體現(xiàn)了良好的公平競(jìng)爭(zhēng)。通過(guò)考試，可以比較全面地檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)該課程了解的深淺程度以及基礎(chǔ)知識(shí)掌握的熟練程度，從而更好地改進(jìn)教學(xué)。

四、結(jié)語(yǔ)

在《電工與電子技術(shù)》課程的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不斷開(kāi)拓、努力創(chuàng)新、理論與實(shí)驗(yàn)并重。通過(guò)在計(jì)算機(jī)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、材料控制工程等專(zhuān)業(yè)幾年的教學(xué)與實(shí)踐，學(xué)生考試通過(guò)率一直在95%以上，學(xué)生評(píng)教的成績(jī)都在90分以上，效果不錯(cuò)。電工電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，新理論、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)。如何進(jìn)一步深化和優(yōu)化電工與電子技術(shù)課程的教學(xué)，在內(nèi)容體系、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面尋求突破，將是廣大從事此項(xiàng)工作的教師長(zhǎng)期而又艱巨的任務(wù)。

作者：魏景新 單位：華北科技學(xué)院教務(wù)處

（三）

一、“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革的必要性

目前“電力電子技術(shù)”的教學(xué)仍然停留在傳統(tǒng)的教學(xué)模式上，即在課程教學(xué)中依照教材的內(nèi)容和順序講述各種電力變換原理。[1]這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在以下弊病：第一，傳統(tǒng)的教學(xué)思想重視學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的掌握程度，忽視學(xué)生的素質(zhì)教育，忽視學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；第二，傳統(tǒng)的教學(xué)形式方法單一，課堂上教師講授課程，學(xué)生只是被動(dòng)參與，這樣很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；第三，由于現(xiàn)行教材不能很好地體現(xiàn)電力電子技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，且教材中講授的理論都只集中在技術(shù)層次，而忽略了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)際因素。因此現(xiàn)有的教學(xué)存在與實(shí)際脫節(jié)的情況，從事電力系統(tǒng)及相關(guān)行業(yè)工作的學(xué)生走上工作崗位后，還需投入大量的時(shí)間去了解電力電子技術(shù)的新原理和在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及電力變換對(duì)電力系統(tǒng)的影響。本文主要是針對(duì)長(zhǎng)春工程學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”）電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”，在“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)中探索科學(xué)合理的教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)工程針對(duì)性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，為成就未來(lái)的“卓越工程師”奠定基礎(chǔ)。

二、探索“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)方法

1.采用多媒體教學(xué)，增加教學(xué)的直觀性

由于“電力電子技術(shù)”課程中有很多電力變換的原理需要畫(huà)波形，受板書(shū)的限制，授課的信息量很有限，所以可將“電力電子技術(shù)”課程的有關(guān)內(nèi)容制作成多媒體課件進(jìn)行講解。講述時(shí)多媒體教學(xué)可與黑板手寫(xiě)教學(xué)同時(shí)進(jìn)行，將多媒體教學(xué)和手寫(xiě)的重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)相結(jié)合，增強(qiáng)教學(xué)效果。現(xiàn)在“電力電子技術(shù)”課程的多媒體課件有很多，但是這些課件普遍存在一個(gè)共同的缺點(diǎn)：課件制作過(guò)于簡(jiǎn)單，缺少動(dòng)畫(huà)和過(guò)程講解，很多原理圖都是直接出現(xiàn)，很多結(jié)論也是直接給出，這樣對(duì)于剛剛接觸電力電子的學(xué)生來(lái)說(shuō)很生硬，很難提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于“電力電子技術(shù)”課程的改革，首先從課件入手，重新制作課件，在課件中增加大量動(dòng)畫(huà)和工程實(shí)例。比如在講授整流電路時(shí)，對(duì)于每一種整流變換的電路圖結(jié)合工作原理都制作了動(dòng)畫(huà)。教師在上課時(shí)，講到某一回路和器件時(shí)，該回路和器件都有明顯的標(biāo)注、聲音和動(dòng)畫(huà)變換。這樣，學(xué)生有更直觀的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)感受，加深對(duì)工作原理的理解。

2.引入問(wèn)題教學(xué)法，激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

該方法是指采用互動(dòng)學(xué)習(xí)的方式，在引出一個(gè)新的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師首先將問(wèn)題提出，讓學(xué)生先進(jìn)行充分討論，通過(guò)問(wèn)題來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，然后由老師進(jìn)行總結(jié)，得出一個(gè)正確的結(jié)論。例如，老師在課堂上給學(xué)生提出問(wèn)題：如果三相橋式整流電路中，某一相觸發(fā)電路的觸發(fā)信號(hào)丟失，整流電路負(fù)載側(cè)輸出的波形會(huì)是什么樣？先請(qǐng)學(xué)生闡述自己的觀點(diǎn)，然后由老師理論講解。教師還可以利用MATLAB程序，在課堂上演示，使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解。這種方法可以極大地激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生成為主動(dòng)的學(xué)習(xí)者。問(wèn)題式教學(xué)方法與國(guó)際教育相接軌，國(guó)外的教育跟注重人的培養(yǎng)，老師不會(huì)每天給學(xué)生留作業(yè)，通常會(huì)讓學(xué)生準(zhǔn)備課題，上課進(jìn)行討論。國(guó)際教育更需要學(xué)生自己主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完全是自己的事，這樣更好地培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、語(yǔ)言表述和創(chuàng)新意識(shí)。

3.推進(jìn)案例教學(xué)法，引領(lǐng)學(xué)生探究工程實(shí)踐

“電力電子技術(shù)”的理論教學(xué)應(yīng)與電力企業(yè)及日常生產(chǎn)、生活實(shí)例相結(jié)合。實(shí)例可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容穿插引入，課堂上引用的例子盡可能是學(xué)生日常接觸過(guò)的或電力行業(yè)中的設(shè)備，這樣學(xué)生會(huì)更感興趣。相關(guān)章節(jié)舉出相應(yīng)實(shí)例，指出課本上的基本電路、基本原理是怎樣運(yùn)用的實(shí)際中去的。這樣一方面能深刻地講述教材上的基礎(chǔ)知識(shí)，另一方面能擴(kuò)大學(xué)生的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力，將會(huì)有更好的教學(xué)效果。例如，在講完脈沖寬度調(diào)制技術(shù)（PWM）基本原理內(nèi)容后，通過(guò)風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)案例引入變頻器。首先給出變頻器的主電路及各部分參數(shù)要求，其次根據(jù)變頻器的主電路圖，結(jié)合理論課講過(guò)的整流、逆變和PWM控制理論給出變頻器的工作原理，最后可以利用MATLAB仿真軟件給出逆變器各參數(shù)波形圖。同理，在講授電力電子各部分基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，可以適時(shí)地引入電力企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際案例，使學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和電力變換對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量的提高、及電力電子新技術(shù)的發(fā)展對(duì)新能源、高壓直流輸電和柔性交流輸電技術(shù)等的影響有所了解，以提高學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐能力。

三、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

“電力電子技術(shù)”是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)占據(jù)十分重要的位置。通過(guò)“電力電子技術(shù)”課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、教學(xué)仿真及學(xué)生的科技創(chuàng)新活動(dòng)等活動(dòng)，構(gòu)成了螺旋上升式的實(shí)踐教學(xué)體系，逐步提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手及應(yīng)用創(chuàng)新能力。

1.課程實(shí)驗(yàn)

電力電子實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開(kāi)放式管理，開(kāi)設(shè)近十個(gè)實(shí)驗(yàn)，教師教學(xué)中可根據(jù)需要從中選做5個(gè)的實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)每個(gè)班級(jí)分批、分組進(jìn)行，每組最多不超2人，每次實(shí)驗(yàn)都由任課教師和一名電力電子實(shí)驗(yàn)室老師共同指導(dǎo)，這樣教師可以對(duì)每組學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)指導(dǎo)。通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)，可以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的探索欲望，加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

2.仿真教學(xué)

仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K主要是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了相關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求學(xué)生完成簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)所要求的電路功能。為完成“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的目標(biāo)，現(xiàn)將MATLAB仿真引入到電力電子技術(shù)的理論與實(shí)踐教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力，在掌握基本理論知識(shí)的前提下，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)。在對(duì)比目前比較流行的仿真軟件后，發(fā)現(xiàn)MATLAB更適合電力電子仿真。用計(jì)算機(jī)仿真可以方便地進(jìn)行不同器件、不同參數(shù)的比較，進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。MATLAB提供的仿真工具箱SIMULINK，是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的仿真軟件，可以根據(jù)用戶的需要方便地為系統(tǒng)建立模型，并且十分直觀，它的仿真精度很高，仿真結(jié)果準(zhǔn)確。應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真來(lái)研究電力電子技術(shù)，有利于提高研究效率，降低研發(fā)成本。“電力電子技術(shù)”仿真所用到的電氣、電子元件模型全部都包含在MATLAB元件庫(kù)里面。在MATLAB提示符下鍵入Powerlib命令，這個(gè)命令將打開(kāi)SIMULINK仿真窗口，同時(shí)顯示出電力系統(tǒng)模塊工具箱。電力系統(tǒng)仿真環(huán)境簡(jiǎn)稱(chēng)“psb”，它幾乎提供了組成電力系統(tǒng)的所有元件。其中包括：同步機(jī)、異步機(jī)、變壓器、直流機(jī)、線性和非線性模塊、傳輸線路、斷路器、負(fù)荷模型、電力半導(dǎo)體器件、控制元件、測(cè)量元件以及信號(hào)顯示模塊等等。

3.體驗(yàn)式教學(xué)

根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，為提高學(xué)生的實(shí)踐能力，部分課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)可占總學(xué)時(shí)的50%，根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)，可將課堂直接搬到仿真實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)基地甚至單位現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備結(jié)合所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行講解，加深學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)一些抽象概念的理解，做到理論與實(shí)際相結(jié)合。對(duì)一些有興趣的學(xué)生，可以組織參加教師的科研實(shí)踐、學(xué)校或省級(jí)科技創(chuàng)新計(jì)劃、全國(guó)電子大賽等。很多學(xué)生在比賽中獲得優(yōu)異的成績(jī)，取得良好的效果。通過(guò)引領(lǐng)學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽及科技創(chuàng)新活動(dòng)，使學(xué)生對(duì)于知識(shí)的應(yīng)用與創(chuàng)新有了完整的體驗(yàn)。四、結(jié)論電力電子技術(shù)在不斷地發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容與方式也要相應(yīng)地變化。結(jié)合教學(xué)方法的改革，可引入新的教學(xué)內(nèi)容；理論授課結(jié)合仿真、工程案例和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使枯燥的理論變成體驗(yàn)式課程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生牢固地掌握電力變換的基本理論和當(dāng)今電力電子技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向，豐富知識(shí)面，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

作者：李林琳 邢順濤 單位：長(zhǎng)春工程學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院

（四）

一、《電力電子技術(shù)》課程課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的思路

基于傳統(tǒng)課堂理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題和不足，引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)《電力電子技術(shù)》課程課堂教學(xué)模式及實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革。

1.課堂教學(xué)模式改革思路。在傳統(tǒng)的PPT加板書(shū)授課的基礎(chǔ)上，引入專(zhuān)用電力電子仿真軟件MATLAB/SIMULINK和PSIM，針對(duì)課程主要教學(xué)知識(shí)點(diǎn)和重要電路開(kāi)發(fā)若干課堂教學(xué)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)例。通過(guò)在課堂教學(xué)中引入MATLAB及PSIM教學(xué)仿真實(shí)例，對(duì)關(guān)鍵的電力電子電路進(jìn)行交互式動(dòng)態(tài)波形分析，幫助學(xué)生理解課堂所講理論內(nèi)容。采用PPT動(dòng)畫(huà)+課堂板書(shū)+計(jì)算機(jī)仿真等三位一體的教學(xué)模式，提高課堂利用率，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。將相關(guān)MATLAB及PSIM教學(xué)仿真實(shí)例提供給學(xué)生，以便學(xué)生能夠在課前熟悉及課后復(fù)習(xí)課堂講授內(nèi)容，達(dá)到提高學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量的目的，同時(shí)讓學(xué)生熟悉電力電子電路的計(jì)算機(jī)仿真方法，為以后在實(shí)際工作的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革思路。在傳統(tǒng)裝置實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用MATLAB仿真軟件中的SIMULINK工具箱開(kāi)發(fā)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的MATLAB仿真虛擬實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前提供給學(xué)生，使學(xué)生對(duì)所做實(shí)驗(yàn)的電路及需要觀察的波形有一個(gè)直觀、感性的認(rèn)識(shí)。將MATLAB仿真虛擬實(shí)驗(yàn)程序預(yù)存在實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)上并對(duì)學(xué)生開(kāi)放，以使學(xué)生隨時(shí)能夠針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行仿真，觀察正確的波形，以便于幫助確定問(wèn)題所在，達(dá)到快速解決問(wèn)題的目的，提高實(shí)驗(yàn)效率。通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)+裝置實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的目的。為了配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，還需編寫(xiě)一套內(nèi)容完整、難易度適中、針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的《電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》，以使不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生能有針對(duì)性地選擇不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從而使學(xué)生更好地得到實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平。

二、《電力電子技術(shù)》課堂教學(xué)模式的改革

根據(jù)《電力電子技術(shù)》課堂教學(xué)改革的思路及漸進(jìn)式的設(shè)計(jì)思想，從易到難，從簡(jiǎn)到繁，利用計(jì)算機(jī)仿真軟件MATLAB/SIMULINK及PSIM開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了12個(gè)相關(guān)的教學(xué)仿真實(shí)例[11-12]。分別為單相橋式全控整流電路、三相半波可控整流電路、三相橋式全控整流電路、三相半波有源逆變電路、三相橋式有源逆變電路、BUCK降壓斬波電路、BUCK濾波降壓斬波電路、BOOST升壓斬波電路、升降壓斬波電路、CUK斬波電路、單相電壓型PWM逆變電路及三相電壓型SPWM逆變電路等課堂教學(xué)仿真實(shí)例。這12個(gè)實(shí)例基本涵蓋了《電力電子技術(shù)》課程的主要教學(xué)內(nèi)容和重要知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)在課堂教學(xué)中加以應(yīng)用，能夠直觀、動(dòng)態(tài)、形象及交互地對(duì)電力電子電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)電壓、電流波形分析，提供了一種圖形化的交互環(huán)境，從而使得復(fù)雜的電力電子電路仿真和分析及波形觀察變得十分容易，改進(jìn)及完善了以往僅用PPT動(dòng)畫(huà)及課堂板書(shū)的教學(xué)方式，構(gòu)成了PPT動(dòng)畫(huà)+課堂板書(shū)+計(jì)算機(jī)仿真等三位一體的新課堂教學(xué)模式。為達(dá)到更好的教學(xué)效果，進(jìn)一步提高課堂的教學(xué)效率及教學(xué)質(zhì)量，在課程開(kāi)始時(shí)，就將教學(xué)仿真實(shí)例的源程序提供給學(xué)生，使得學(xué)生可以課前進(jìn)行預(yù)習(xí)，課后進(jìn)行復(fù)習(xí)，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還可培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，同時(shí)使學(xué)生逐步熟悉和掌握MATLAB和PSIM這兩種常見(jiàn)的電力電子電路仿真設(shè)計(jì)軟件的使用，為以后在實(shí)際工作的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

三、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革

依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革思路并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的具體情況，本課程共開(kāi)設(shè)4個(gè)實(shí)驗(yàn)：三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)、三相半波有源逆變電路實(shí)驗(yàn)、三相橋式全控整流及有源逆變電路實(shí)驗(yàn)、直流變換電路實(shí)驗(yàn)等。所有實(shí)驗(yàn)均可在“電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置”實(shí)驗(yàn)臺(tái)完成。不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要選擇其中3個(gè)作為必做實(shí)驗(yàn)，1個(gè)為選做實(shí)驗(yàn)。針對(duì)該實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限的問(wèn)題，編寫(xiě)了與實(shí)驗(yàn)設(shè)備配套的《電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》，對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)均詳細(xì)說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)要求、電路的工作原理及實(shí)際操作過(guò)程等內(nèi)容。利用MATLAB仿真軟件中的SIMULINK工具箱開(kāi)發(fā)了每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的MATLAB仿真虛擬實(shí)驗(yàn)程序。分別為：三相半波可控整流電路虛擬實(shí)驗(yàn)、三相半波有源逆變電路虛擬實(shí)驗(yàn)、三相橋式全控整流及有源逆變電路虛擬實(shí)驗(yàn)、BUKE降壓斬波電路虛擬實(shí)驗(yàn)、BOOST升壓斬波電路虛擬實(shí)驗(yàn)、升降壓斬波電路虛擬實(shí)驗(yàn)及CUK斬波電路虛擬實(shí)驗(yàn)等，對(duì)應(yīng)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，均編寫(xiě)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)前，將相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)仿真程序提供給學(xué)生，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)電路的結(jié)構(gòu)、電路元器件連接關(guān)系、相關(guān)的電壓、電流波形等有一個(gè)直觀、感性的認(rèn)識(shí)，以提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)效果。所開(kāi)發(fā)的所有虛擬實(shí)驗(yàn)程序均安裝在實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可隨時(shí)調(diào)用相關(guān)仿真程序，通過(guò)對(duì)相應(yīng)電路波形的對(duì)比，幫助確定實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)問(wèn)題的原因，找到解決問(wèn)題的方法。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題和不足，在課程教學(xué)中引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，對(duì)《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)模式進(jìn)行了改革。提出了PPT動(dòng)畫(huà)+課堂板書(shū)+計(jì)算機(jī)仿真三位一體的課堂教學(xué)模式，基于MATLAB/SIMULINK及PSIM電路仿真軟件開(kāi)發(fā)了教學(xué)仿真實(shí)例應(yīng)用到課堂教學(xué)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電子電路進(jìn)行電路原理及波形的交互式動(dòng)態(tài)分析，形象直觀，便于理解和掌握。基于MATLAB/SIMULINK開(kāi)發(fā)了虛擬實(shí)驗(yàn)程序，提出了虛擬實(shí)驗(yàn)+裝置實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高了學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用到課程教學(xué)中，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及教學(xué)的效率，讓學(xué)生逐步熟悉電力電子電路的計(jì)算機(jī)仿真方法，為以后在實(shí)際工作的應(yīng)用打下基礎(chǔ)，是一種值得肯定和進(jìn)一步發(fā)展完善的教學(xué)改革方向。

作者：劉麗萱 錢(qián)步仁 張萍 魏學(xué)良 單位：中國(guó)石油大學(xué)

（五）

一、改進(jìn)教學(xué)方法

1.1教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的教學(xué)模式采用循序漸進(jìn)的方式，即從功率器件介紹到典型電路及具體應(yīng)用。但這種教學(xué)模式不容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也很難培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究的能力。為此，在教學(xué)一開(kāi)始就通過(guò)大量的圖片向?qū)W生展示電力電子技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、新能源發(fā)電、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴膽?yīng)用。通過(guò)這些生動(dòng)形象的實(shí)例，讓學(xué)生明白電力電子技術(shù)其實(shí)與日常生活是緊密結(jié)合的，以此調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

1.2項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用

傳統(tǒng)教學(xué)方法過(guò)多地依賴?yán)碚摻虒W(xué)，采用以“教師為中心”的注入式教學(xué)模式，使學(xué)生失去了應(yīng)有的學(xué)習(xí)興趣。因此，結(jié)合工科學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，將現(xiàn)代電力電子中的知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，圍繞“做項(xiàng)目”的模式組織和展開(kāi)教學(xué)，使學(xué)生直接參與項(xiàng)目全過(guò)程，極大地提高系統(tǒng)調(diào)控能力。比如，蓄電池充電控制是電力電子變換和控制技術(shù)在電源技術(shù)中的典型應(yīng)用。在教學(xué)一開(kāi)始就提出實(shí)際問(wèn)題：如何對(duì)蓄電池充電控制？讓學(xué)生帶著問(wèn)題去思考、去學(xué)習(xí)，教師在此項(xiàng)目執(zhí)行的過(guò)程中可以適當(dāng)?shù)丶右砸龑?dǎo)。

1）交流電網(wǎng)對(duì)48V蓄電池進(jìn)行充電控制，需要用到AC/DC或AC/DC-DC/DC變換器，因此，需要學(xué)生掌握典型電路的設(shè)計(jì)方法，包括開(kāi)關(guān)管、二極管選型，電感、電容參數(shù)選取及設(shè)計(jì)。

2）蓄電池的工作方式有恒流充電、恒壓浮充電、均衡充電和放電。常采用恒流和恒壓相結(jié)合的快速充電方法，需要采用電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制，即先以恒流充電至預(yù)定的電壓值，然后改為恒壓完成剩余的充電。因此，需要將現(xiàn)代電力電子技術(shù)與前期所學(xué)的模擬電子技術(shù)和自動(dòng)控制原理等課程有機(jī)結(jié)合，形成一套完整的知識(shí)體系。

3）電路設(shè)計(jì)后，可以利用MATLAB、Saber等仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)仿真，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。

4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)所要求的蓄電池充電控制裝置，培養(yǎng)學(xué)生在知識(shí)綜合應(yīng)用、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐和創(chuàng)新實(shí)踐等多方面的能力。

1.3現(xiàn)代化教學(xué)手段的利用

現(xiàn)代電力電子技術(shù)涉及的電路和波形圖多且復(fù)雜，可以采用多媒體教學(xué)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示增強(qiáng)學(xué)生對(duì)典型電路的感性認(rèn)識(shí)[3]。同時(shí)，多媒體授課的信息量大，可以提高教學(xué)效率，給學(xué)生創(chuàng)造最真實(shí)、直接、感性的學(xué)習(xí)情景。此外，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以彌補(bǔ)課內(nèi)教學(xué)學(xué)時(shí)少的局限，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展自主性學(xué)習(xí)[4]。南通大學(xué)校Blackboard網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供了與課程相關(guān)的豐富的資源，包括教學(xué)資源（教學(xué)大綱、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)等文件）、參考資源（學(xué)術(shù)論文、常用仿真軟件、典型應(yīng)用案例等信息）、復(fù)習(xí)思考題（作業(yè)講解、自測(cè)等系統(tǒng)）。通過(guò)此平臺(tái)，加強(qiáng)學(xué)生與教師（學(xué)生）之間的交流討論，創(chuàng)造“教”與“學(xué)”互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。

二、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用性、實(shí)踐性強(qiáng)，因此有必要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手與創(chuàng)新能力。

2.1課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力、解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目遵循“理論分析→仿真驗(yàn)證→硬件實(shí)驗(yàn)測(cè)試→波形數(shù)據(jù)分析總結(jié)”的模式，以此培養(yǎng)學(xué)生形成理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。

2.2開(kāi)放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)代電力電子技術(shù)實(shí)踐性較強(qiáng)，如果完全依靠課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，有必要鼓勵(lì)和支持一些優(yōu)秀大學(xué)生多參加大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，不斷提高他們的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神和實(shí)踐能力。大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目是由學(xué)生主持，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成一個(gè)完整的課題項(xiàng)目。從項(xiàng)目選題、文獻(xiàn)搜集、方案制訂、可行性分析、仿真驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)調(diào)試、總結(jié)等方面組織學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展工作，均充分發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽幾乎每年都有與現(xiàn)代電力電子技術(shù)相關(guān)的題目。因此，通過(guò)大賽，可以使學(xué)生進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)。與此同時(shí)，要在有限的競(jìng)賽時(shí)間內(nèi)取得好成績(jī)，學(xué)生必須學(xué)會(huì)“面對(duì)問(wèn)題、分析問(wèn)題、給出新思路、解決問(wèn)題”的方法，極大地培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手和科研創(chuàng)新能力。

三、總結(jié)

通過(guò)上述教學(xué)改革措施，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新及工程系統(tǒng)分析能力等方面均得到提高，培養(yǎng)的學(xué)生在近年來(lái)的挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競(jìng)賽中均取得良好成績(jī)。當(dāng)然，教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作，需要積極探索教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的改革，切實(shí)增強(qiáng)教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)實(shí)用型人才培養(yǎng)的整體目標(biāo)。

作者：王亞芳 郭曉麗 茅靖峰 單位：南通大學(xué)電氣工程學(xué)院