“電力電子技術”課程教學改革探討與實踐

摘要：“電力電子技術”是電力電子變換和控制技術的簡稱，是一門綜合了電子技術、控制技術和電力技術的學科，是自動化及其相關專業的一門重要的專業基礎課。隨著信息科技的不斷進步，電力電子技術教學內容也不斷增加和更新。如何利用有限的學時讓學生掌握該課程的精髓，培養出適應當前社會需要的工程技術人才是一個急需解決的問題。從教學內容、教學方法、教學手段、實踐教學等幾方面對電力電子技術課程的實用教學進行探索，取得了良好的效果。

關鍵詞：電力電子技術；教學改革；教學方法；實踐教學

“電力電子技術”是對電力進行變換和控制的一門技術，相對于電氣專業的其他學科來說，是一門比較活躍的學科。隨著科學技術的進步，電力電子技術也得到了迅猛的發展。電力電子技術中不斷涌現出許多新技術、新觀點，使得其內容越來越豐富。如何在有限的學時內，更好地完成教學任務，使學生能夠在今后的工作中應用到所學的知識，成了“電力電子技術”課程教師普遍面對的一個問題。因此對“電力電子技術”課程的教學內容、教學方法、教學手段和實驗實踐等進行全面的改革勢在必行。

一、“電力電子技術”課程定位

“電力電子技術”是電氣工程專業必修的專業基礎課，是電力技術、電子技術和控制技術三個領域的工程技術科學，是一門利用開關器件對電能進行高效變換和控制的技術。該課程具有電路圖多，波形圖多，工程性強等特點。上至神舟飛船，下至家用電器等均有電力電子技術，因此其應用十分廣泛。

二、“電力電子技術”教改理念

以現代教育思想為指導，以高素質師資團隊為基礎，以建設先進性、實用性的教材為前提，以適應工程實際需要為目標，以培養能力為主線，以交、直流傳動為平臺，以嚴格教學管理體制為保障，對教學內容、方法、手段和實驗實踐等進行改革的探討與實踐。

三、“電力電子技術”改革內容

1.課程內容改革

（1）大綱與教材。首先必須對教學大綱進行修訂。2005年以來，對“電力電子技術”課程教學大綱進行多次修改，以滿足社會對畢業生技術知識的需求。教材也是教學內容改革很重要的一環，從2007年開始選用《電力電子應用技術》教材至今已經使用6年，該教材雖好但也跟不上不斷增加的新器件、新電路、新技術（如PWM控制技術）等內容，故教研室于2009年編寫出版了《電力電子技術》教材。

（2）內容模塊化。以工程應用為目標，篩選內容，構成模塊化，即將課程劃分為器件、AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC、工程應用（整流、變頻等）和控制（相位與PWM）等7個模塊，如圖1所示；并且在器件模塊中由單一講授SCR而改為SCR、MOSFET、IGBT等三種器件，如圖2所示。不是把所有器件逐一講授，而以滿足交、直流傳動和整流電源需要為前提。

又如AC/DC模塊以工程應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，刪減其他整流電路等內容。DC/AC模塊以無源逆變（變頻）PWM控制為重點，刪減其他逆變電路等等。

（3）必修與選修內容。必修內容為整流與無源逆變，它是工程實踐必備的知識，是最基本的內容，是教材的精髓；選修內容為已具備的知識，能讀懂，通過自學就能學會的知識。如整流變參數計算，RC保護等知識，約占1/3時數。

2.方法改革

以教學效果為目標，以教學方法為手段，以工程實踐為主線，進行教學方法的改革。講授時以工程實際項目引入課題如格力變頻空調、神州飛船整流罩、百米飛人博爾特金項鏈用的黃金怎么煉出來的等等實例，引導學生學習SCR整流和無源逆變等內容。激發興趣，有時布置小問題，讓學生查閱資料，第2次課啟發學生回答，激發學生的學習興趣，產生學習動力，使學生從不愿學轉變為主動學。

在此基礎上，教師用精練的語言、思路的清晰講解新內容，居高臨下地運用教師知識庫中的“那一桶水”，把知識講活，豐滿知識“血肉”，展現在學生面前的不是一堆雜亂無章、分不清精髓的“死知識”，而是一個無比誘人的知識世界，把學生興味盎然地一步一步引入知識的勝境。有設疑，有激穎，有答穎等，千姿百態的教學方法牢牢地吸引學生。

3.手段改革

手段上變“死教”為“活教”，廢絕“滿堂灌”。新方法既不是“黑板+粉筆”，也不是一律“PPT”課件的教學手段，而是依內容恰當地靈活的采用上述手段或復合式手段（黑板+粉筆+PPT），有時畫龍點睛，有時融合知識、娓娓動聽地講故事，有時長于形象的比喻，有時運用直觀教具或CAI課件。教師一個神色，一個比喻，一個手勢，幾乎勝過千言萬語，各現異彩，使學生不知不覺中度過90分鐘，課后回味無窮。運用好啟發式，能更好地解決內容與時間的矛盾，知識數量和質量的矛盾。教學中教師不是背教材，不是說內容，不是解說員而是解惑、答疑傳授員，學生主體老師主導。教活知識，求規律，給方法，打開學生學知識的閘門，把疑解得開，把感悟釋放明白，用于實踐，變知識為能力。

4.實踐改革

實驗、實踐內容也有選修與必修之分。必修內容是必須學會的基本技能，動手能力，如三相橋整流與觸發器調試、無源逆變的變頻調速等內容。選修內容是綜合、設計、創新等內容，如雙反星形大功率整流柜安裝，變頻器安裝，大學生電子設計競賽中運動控制題目設計安裝調試及課程設計中的內容等。這不僅解決課時與內容多的矛盾，又培養了學生基本技能和創新實踐的能力。多實踐、多練是學生掌握知識、學會技能、變知識為能力的有效捷徑。

學校購買了新的“電力電子技術”實驗裝置，開放實驗室。“自動化研究所”、“吉林省智能電力電子工程研究中心”等，都有大量學生參與關于整流電源和變頻柜等工程實踐。實驗手段上增加了MATLAB電力電子仿真實驗。

四、改革效果

通過幾年改革實踐，取得效果如下：學生學習本課程興趣大增，考試平均成績從70.4分提高到72.6分；動手能力、基本技能提高，學生通過競爭考核才能參加“研究所”、“智能研究中心”的工程項目，并給學生一定報酬；參與老師科研項目的學生增多，近三年來獲得跑車運動控制項目東北地區一等獎3項，省級一等獎3項，其項目電源都是采用“電力電子技術”；三年來公開出版了《電力電子技術》教材一部，發表相關論文數篇，購買了新的實驗設備，先后建設了實驗室、自動化研究所、智能電力電子工程研究中心等3個實訓校內基地；就業率提高，凡參與上述工程實踐活動的學生百分之百就業，有的成為企業中維修整流電源的骨干力量。

五、結束語

隨著電力電子技術發展應用的廣泛和深入，“電力電子技術”課程的改革也一樣會不斷地向前推進，各種各樣的探討和方法也會不斷涌現。因此，圍繞學生，追尋電力電子技術發展前沿，鍛煉和培養學生的實際工作能力和激發其創新能力，是課程改革發展的方向。

參考文獻：

[1]王兆安，黃俊.電力電子技術[M].北京：機械工業出版社，2000.

[2]曲永印，宋宏，等.電力電子變流技術[M].北京：冶金工業出版社，2002.

[3]莫正康，錢新宇，等.電力電子應用技術[M].北京：機械工業出版社，2000.

[4]劉曉蘭，王東署.電力電子技術課程的教學方法改革與實踐[J].中國科教創新導刊，2010，（28）：206.

[5]李久勝，等.研究型大學中“電力電子技術基礎”課程改革[J].電氣電子教學學報，2010，（2）：79-82.

[6]夏美娟，李為相.電力電子技術教學改革實踐與體會[J].科技信息，2009，（31）：113.

[7]孔祥新，閆紹敏.“電力電子技術”課程教學改革探討[J].中國電力教育，2011，（21）：180-181.

[8]王強，孫堅.“電力電子技術”教學的改革與實踐[J].教育教學研究，2011，（6）：177-178.

（責任編輯：宋秀麗）