導(dǎo)語：電力電子技術(shù)教學(xué)改革思路一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

現(xiàn)代電力電子技術(shù)正朝著輕量化、小型化及智能化的方向發(fā)展。目前在電力電子技術(shù)的應(yīng)用中，基本以全控型器件MOSFET、IGBT為核心構(gòu)成各種變流電路，而半控型器件——晶體管組成的應(yīng)用電路逐步減少。以電力電子技術(shù)為核心而設(shè)計(jì)制造的電力電子裝置（如變頻器、電力有源濾波器、靜止無功補(bǔ)償裝置、新能源發(fā)電逆變器、開關(guān)電源、和UPS不間斷電源等在工業(yè)生產(chǎn)的不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用）使電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍得到很大的延伸。軟開關(guān)技術(shù)在變流電路中已成為電力電子器件降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲的主要技術(shù)，PWM控制技術(shù)在變頻調(diào)速技術(shù)中已成為核心控制手段。電力電子技術(shù)的這些發(fā)展和應(yīng)用客觀上需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合和優(yōu)化。作為一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，在“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)中既要注重理論推導(dǎo)又要加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用。針對卓越工程師培養(yǎng)要求，按照以電力電子器件為基礎(chǔ)，以變流技術(shù)為核心，以工程應(yīng)用為目標(biāo)的原則，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，即將課程劃分為電力電子器件、AC／DC、DC／DC、DC／AC、AC／AC和電力電子技術(shù)的應(yīng)用等6個模塊，并根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對相應(yīng)模塊的教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)做出適度調(diào)整。如圖1所示，其中電力電子技術(shù)應(yīng)用模塊為4種變流電路在工業(yè)生產(chǎn)中的常見應(yīng)用。在各教學(xué)模塊中，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該和新技術(shù)、實(shí)際應(yīng)用無縫對接。電力電子器件模塊應(yīng)使學(xué)生掌握各種電力電子器件的特性和正確的使用方法，教學(xué)的核心內(nèi)容是各器件的開關(guān)特性；全控型器件因其開關(guān)時(shí)間短、通態(tài)電壓低、開關(guān)損耗小、高頻性能好、驅(qū)動簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)在中小功率交流調(diào)速、逆變及斬波等方面取代著晶閘管的地位，故教學(xué)中應(yīng)增加全控型器件學(xué)習(xí)的課時(shí)。壓縮晶閘管整流電路、直流-直流變流電路、交流-交流變流電路和逆變電路有關(guān)的教學(xué)課時(shí)，除典型電路及實(shí)際應(yīng)用較多的電路精講外，其余作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)內(nèi)容。如AC／DC模塊以工程應(yīng)用較多的單相全控橋和三相全控橋及雙反星形大功率整流電路為重點(diǎn)，其余內(nèi)容可安排學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)；增加全控型器件為核心的逆變電路的課時(shí)；加大PWM控制技術(shù)的教學(xué)，它是現(xiàn)代變頻調(diào)速技術(shù)的核心，特別是交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢；增加電力電子技術(shù)應(yīng)用的課時(shí)，尤其要增加電源技術(shù)的教學(xué)。電力電子裝置提供給負(fù)載的是各種不同的直流電源、變頻交流電源，特別是開關(guān)電源和UPS電源在現(xiàn)代生活中得到廣泛應(yīng)用，通過這種優(yōu)化使“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容更加豐富。在教學(xué)實(shí)施過程中應(yīng)注重資源轉(zhuǎn)化，將技術(shù)發(fā)展動態(tài)和科學(xué)研究成果介紹給學(xué)生，加大課程內(nèi)容信息量。學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容不能局限于掌握基本定義和原理，而應(yīng)面向工程實(shí)際問題，注重教學(xué)內(nèi)容的推陳出新。

二、教學(xué)模式的多樣化

“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)圖、波形圖多，因此“電力電子技術(shù)”課程多采用板書+多媒體教學(xué)手段。對于卓越工程師培養(yǎng)還應(yīng)以教學(xué)效果為目標(biāo)，以工程實(shí)踐為主線，進(jìn)行教學(xué)模式的改革。基于“電力電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)采用以下幾種教學(xué)模式：課堂教學(xué)為主，網(wǎng)絡(luò)課程平臺為輔的教學(xué)模式；推進(jìn)科研成果場景化課堂教學(xué)模式；探索式學(xué)習(xí)模式。下面對幾種教學(xué)模式進(jìn)行詳細(xì)描述。

1.課堂教學(xué)為主，網(wǎng)絡(luò)課程平臺為輔的教學(xué)模式

我校“電力電子技術(shù)”課程已建成網(wǎng)絡(luò)課程，和課堂教學(xué)相輔相成。在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上利用網(wǎng)絡(luò)平臺可以使教學(xué)資源更加豐富，圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種媒體組織起來使學(xué)生通過全方位的感官接受信息。教學(xué)內(nèi)容不再是從易到難從前到后的線形模式，而是以超鏈接的方式呈現(xiàn)信息，學(xué)生可以根據(jù)自身的知識掌握程度、知識背景、知識結(jié)構(gòu)等自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而獲得最佳學(xué)習(xí)方式。課程具有開放性和交互性，交互既可是同步的也可是異步的，可以克服時(shí)間、地域等差異達(dá)到資源共享。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢就在于能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)時(shí)間和地點(diǎn)隨意性，同時(shí)又能夠保證師生交互的高效性、開放性以及大量教學(xué)資源的共享性。[5]網(wǎng)絡(luò)課程不是簡單呈現(xiàn)“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容，而是為學(xué)生提供豐富學(xué)習(xí)資料，也是學(xué)生和老師之間學(xué)習(xí)和交流的平臺和媒介，是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。

2.推進(jìn)科研成果場景化的課堂教學(xué)模式

重視學(xué)生科研能力培養(yǎng)教育，是現(xiàn)代高等教育發(fā)展的趨向，理工科大學(xué)生的培養(yǎng)已從知識型向素質(zhì)型轉(zhuǎn)化，著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力和綜合解決問題的能力。[6]因此把工程案例和教師的科研項(xiàng)目引進(jìn)課堂教學(xué)中是非常有必要的。推進(jìn)科研成果場景化的課堂教學(xué)法分為兩個方面：一是對于重點(diǎn)章節(jié)把一些典型工程案例引入到課程教學(xué)中，從企業(yè)工程師的角度介紹如何完成一個工程項(xiàng)目，包括項(xiàng)目背景、設(shè)計(jì)要求、詳細(xì)方案、技術(shù)線路、現(xiàn)場調(diào)試過程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及整個項(xiàng)目的管理辦法等。二是把教師的科研成果作為工程案例引入課堂教學(xué)。例如我校教師完成的科研項(xiàng)目“浮標(biāo)光伏鋰電供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”屬于新能源技術(shù)類項(xiàng)目，可在課堂上從項(xiàng)目申報(bào)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)的解決、項(xiàng)目驗(yàn)收等方面進(jìn)行講解。在整個教學(xué)過程中，通過科研項(xiàng)目的引導(dǎo)將整個“電力電子技術(shù)”課程中學(xué)過的章節(jié)串聯(lián)起來，將學(xué)過的知識點(diǎn)通過項(xiàng)目得到應(yīng)用，從而達(dá)到了學(xué)習(xí)目的。通過這兩種途徑，讓學(xué)生系統(tǒng)地了解作為工程師是如何完成一個工程項(xiàng)目的，如何解決項(xiàng)目實(shí)施過程中面臨的難題以及項(xiàng)目組成員之間的協(xié)作。

3.探索式學(xué)習(xí)模式

為了改變傳統(tǒng)學(xué)生被動學(xué)習(xí)的模式，對教學(xué)內(nèi)容中的某些重要環(huán)節(jié)采取大作業(yè)、專題研究報(bào)告、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、研究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告為載體的探索式學(xué)習(xí)模式。針對教學(xué)內(nèi)容可以設(shè)計(jì)很多的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生參與其中。例如為了讓學(xué)生了解電力電子技術(shù)發(fā)展前沿動態(tài)，可在開課初安排學(xué)生閱讀大量文獻(xiàn)后撰寫文獻(xiàn)綜述報(bào)告；對于在逆變電路中大量使用的PWM控制技術(shù)，可讓學(xué)生結(jié)合交直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行研究做出專題研究報(bào)告；對于學(xué)生利用電力電子及電力傳動實(shí)驗(yàn)室設(shè)備開發(fā)出的新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可完成研究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。這樣在電力電子技術(shù)學(xué)習(xí)的過程中既有老師的教，又有學(xué)生主動參與的學(xué)，可通過網(wǎng)絡(luò)課程平臺不受時(shí)間和地域的限制進(jìn)行交流。

三、實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新

“電力電子技術(shù)”是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，而實(shí)踐教學(xué)對加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力、綜合能力的培養(yǎng)十分重要。卓越工程師的培養(yǎng)注重的是學(xué)生工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力，因此在“電力電子技術(shù)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要增開綜合性、創(chuàng)新性試驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在具備一定基礎(chǔ)知識和基本操作技能的基礎(chǔ)上運(yùn)用一門課程或多門課程的綜合知識對學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實(shí)驗(yàn)，其目的在于鍛煉學(xué)生對知識綜合應(yīng)用的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜問題的能力。例如針對卓越工程師的培養(yǎng)設(shè)計(jì)了綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“晶閘管直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)”，該實(shí)驗(yàn)綜合應(yīng)用了“電機(jī)與拖動”、“電力電子技術(shù)”、“運(yùn)動控制系統(tǒng)”等多門課程的知識點(diǎn)，原理圖如圖2所示。在完成直流電機(jī)調(diào)速的實(shí)驗(yàn)過程中既要用到電力電子技術(shù)中晶閘管整流電路的知識，又用到了電機(jī)與拖動及運(yùn)動控制系統(tǒng)中調(diào)壓調(diào)速的知識，該實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步拓展可構(gòu)成一個單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，對該系統(tǒng)可以進(jìn)行靜特性的研究等。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既具有綜合性又具有開放性，學(xué)生在完成基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可根據(jù)對課程群知識掌握的程度，進(jìn)一步對其擴(kuò)展，綜合更多的內(nèi)容到實(shí)驗(yàn)中來。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可利用電力電子及電力傳動實(shí)驗(yàn)室設(shè)備增加開關(guān)電源、逆變器等電力電子裝置的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)。圍繞電力電子課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容建設(shè)一些能自主搭建電力電子元件的實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺，學(xué)生使用這些實(shí)驗(yàn)箱（或臺）能自己搭電路、自己調(diào)試來完成電力電子技術(shù)及電力傳動方向的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。另外學(xué)生每年都會參加各類競賽，可把學(xué)生的創(chuàng)新成果推廣到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。如全國大學(xué)生電子競賽的參賽作品可納入實(shí)踐環(huán)節(jié)，用競賽項(xiàng)目來促進(jìn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對本門課程的興趣。

四、結(jié)束語

卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃以培養(yǎng)面向工業(yè)界、面向世界、面向未來、創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才為目標(biāo)。本文在此基礎(chǔ)上，以學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為核心，分別從教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法多樣性、實(shí)踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新等三個方面對“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)進(jìn)行了探索和實(shí)踐。實(shí)踐表明，采用這些方法能夠激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及實(shí)踐動手能力，為培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)人才奠定良好的基礎(chǔ)。

作者：魯明麗劉燕工作單位：常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院