《電力電子技術》課程教學探討

黃球華

【摘 要】在《電力電子技術》課程教學中，將教學內容模塊化，結合實際講解理論，靈活運用不同的教學方法和手段，充分調動學生的學習興趣，能很好地培養學生分析問題和解決問題的能力及創新精神。

【關鍵詞】電力電子 教學改革 模塊化教學 創新

電力電子技術是電力電子變換和控制技術的簡稱，是一門綜合電子技術、控制技術和電力技術的新興交叉學科。《電力電子技術》教材內容理論性強，高職學生學習感到十分困難，筆者結合多年教學實際，就教學內容、教學方法、教學手段等方面對該課程的教學改革進行了探索，有效地增強學生的學習興趣，使學生較好地掌握課程內容，培養了學生的工程實踐能力和創新精神。

一、課程與學生現狀分析

電力電子技術是利用電力電子器件實現電能的變換和控制，教學重點主要是器件及其應用。器件重點講述晶閘管、MOSFET和IGBT，電力電子電路重點講述四大變流電路AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC。傳統的教學方法是先器件再電路，條理清楚，但由于職業中專學生文化知識基礎薄弱，理解能力相對缺乏，很多學生只要遇到稍有難度的學習問題，就會消極厭學，教學效果較差。因此，需要在電力電子教學過程中引入新的理念，進行教學改革，促進課堂效率的提高。

二、教學改革方案設計

1.優化組合教學內容

《電力電子技術》教材內容比較抽象，理論性強，學生的知識水平不易跟上。為了較好地完成教學目標，應打破學科理論體系，根據高職培養目標定位，以能力為中心，確定若干個教學模塊。每一個教學模塊中，以一個單功能的實用電路作為核心，把該電路的制作與分析結合起來進行教學，把一個個實際單元電子電路制作、測試與分析相結合的教學更加貼近生產實際，既可以解決理論與實際相結合的問題，又可以提高學生的學習興趣、解決學生的理解問題。

整個教學內容被分成6個功能模塊。每一個模塊都有明確的教學目標。如調光燈模塊，主要教學目標是讓學生掌握元件晶閘管的工作特點及可控整流觸發電路，通過實例的制作，不但可以吸引學生的注意力，還可以加深學生的理解力。一學期教學結束，學生只需通過這六個實用電路，即可將整個電力電子技術的理論串聯起來，同時，也培養了不管學習什么理論，都要把它放到實際生活中應用的良好習慣。電力電子技術教學模塊見下表。

2.靈活運用教學方法和手段

首先，電力電子這門課的知識點主要是建立在晶閘管的工作原理之上，在此基礎上對晶閘管進行組合形成不同電路；其次，電路所接負載基本上就只有以下三種：電阻性負載、大電感性負載、反電動勢負載。例如，在可控整流電路部分，上課時教師只需將單相半波可控整流電路講透，其余的如單相全控橋、單相半控橋，三相可控整流都可由學生自學。明確目標，變教師的“教”為學生的“學”，讓學生帶著問題學習，充分調動了學生的主觀能動性。學生通過自主學習，能達到預期的教學效果。

3.利用現代化教學手段，提高教學效率

電力電子技術課堂教學的最大特點就是電路圖和波形圖較多，實踐性強。隨著電力電子技術的不斷發展，內容不斷增加，如何增強學生的學習興趣，使學生較好地掌握課程內容，多媒體教學存在不可比擬的優勢。比如，教學中的各典型電路部分涉及眾多的電壓、電流波形分析，傳統的黑板教學方式既費時又不方便。因此，有必要制作適合本課程特點的多媒體課件，提高課程的教學效果。為解決有關波形演示問題，用Flash制作了波形演示動畫，演示時，控制角可任意選擇，各波形可連續畫出，也可點動畫出，非常方便課堂教學，取得了很好的課堂教學效果。

4.開展EDA實驗，配合提高實訓教學效果

隨著計算機應用的迅速普及，在教學實踐的過程中，結合理論教學的進程，利用計算機的電子設計自動化軟件在計算機上進行基礎驗證模擬仿真實驗，作為教學的補充，使學生增強對電路的感性認識，掌握各種儀器的基本使用、電路參數的測試方法。實驗由教師結合教學內容通過多媒體教學平臺演示完成，再由學生練習。通過人機對話的方式，能使每個人都能親自動手搭接電路，進行元件接線，參數設定。軟件Matlab/Simulink有完善的電力電子工具包SimPow-ersystem，其中有各種器件、電源、負載、測量和波形顯示元件等，可以搭建各種電力電子電路。比如，學生根據整流與有源逆變實驗原理圖，自由地設計各種不同的實驗。通過選擇實現單相整流、三相橋式整流、三相橋式有源逆變等多種實驗。也可通過脈沖控制開關的閉合或分斷，來模擬晶閘管開路故障、驅動脈沖丟失故障等實驗。設置負載電感Ld和負載電阻Rd的數值可以組合成多組不同負載參數的純阻性負載、感性負載等。通過軟件可隨時調整和修改元器件參數，分析各元件參數對電路的作用與影響，所以調試和測量本身就是最好的學習過程。開設了EDA實驗后，學生通過與理論課同步的軟件仿真實驗，搞清楚了電路的工作原理、波形關系、參數條件、調試方法和可能出現的各種問題等。再做硬件實驗時，其思路、方法和電路分析調試能力大有提高，實訓收效顯著。

5.多途徑提供信息，激活創造思維

現代科技飛速發展的今天，電力電子技術作為弱電與強電的橋梁，正在與微電子技術和自動控制技術相輔相成快速發展，還與多個學科相互滲透，電力電子技術已經成為當今世界經濟的重要支柱。當前的學習是基于資源的學習，網絡、專業書籍、報刊等都是可以利用的重要資源。充分利用這些資源，教師可以沖破單一教材的狹隘視野，獲得內容更加豐富、形式更加多樣的教學內容，開拓學生眼界。同時，不斷向學生提供各種有利于學習新知識的信息，讓學生在有效信息的引導下，在已有知識基礎上，一步步地建構自己的新知識，有利于激活學生的創造思維。

總之，在電力電子教學過程中，結合課程和學生的實際，靈活運用教學方法和手段，采用模塊化教學，將理論教學和實踐教學有機地結合起來，既利于學生加深理解和掌握書本的理論知識，又能在很大程度上提高學生的學習積極性，提高學生的學習效率，學校培養出的人才也更能適應社會的需要。

參考文獻:

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