《電力電子技術應用》選修課的教學探索與實踐

裴玖玲 孫少杰 劉建萍 塔里木大學機械電氣化工程學院 新疆阿拉爾 843300

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《電力電子技術應用》選修課的教學探索與實踐

裴玖玲 孫少杰 劉建萍 塔里木大學機械電氣化工程學院 新疆阿拉爾 843300

【文章摘要】

本文從趣味性和擴展學生知識面角度出發，結合實際教學經驗和各方面反饋信息，從課程性質及任務、內容安排、教學方法及手段、成績考核等幾個方面分析了如何更好開展《電力電子技術應用》選修課。

【關鍵詞】

電力電子技術應用；選修課；教學實踐

“電力電子技術”是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術，其應用領域日益廣泛，和人們生活密不可分，如何擺脫純理論教學，從應用性角度普及電力電子技術知識，一直是筆者研究的問題。所以，對于以農學專業為主的塔里木大學，從應用性角度普及電力電子技術知識，在全校開設《電力電子技術應用》選修課，以擴大學生視野和眼界，提高學生的科學素質和人文素養，顯得越來越重要。

1　課程目的、性質和任務

《電力電子技術應用》是塔里木大學全校范圍開設的一門選修課，該課程從應用性角度出發，結合日常生活中的實例，以生動有趣、簡單清晰的語言向學生普及電力電子技術知識。通過這門選修課，可使學生獲得應用于電力領域的電子技術相關知識，了解新能源發電、電氣節能、電力牽引、家用電器、智能電網幾個領域中的電氣核心技術，以擴大學生的知識面，提高學生的綜合素質。

2　教學內容安排

我校公選課一般30個學生，教學內容不可能面面俱到，教學深度也不能過于專業，只要結合實際例子把涉及到的電力電子技術原理解釋清楚就可以了。經過綜合研究，確定從新能源發電、電氣節能、電力牽引、家用電器、智能電網這5個應用領域出發，結合實際例子，向學生講解涉及到的電力電子器件特性、整流、直流斬波、逆變、交流變頻等電力電子技術的相關內容。

3　教學方法及手段

課堂教學的目的是利用有限的教學時間，使學生充分理解、掌握、和運用該門課程的知識，完成教學計劃。教學方法影響教學效果，也影響著學生的學習興趣、吸取知識的能力。為了增加學習興趣，讓學生在有限的課堂上了解更多的電力電子知識，采用項目教學方法。根據教學內容，共分5個教學項目，而每個教學項目中又有幾個小教學模塊具體是：（1）新能源發電項目。分太陽能發電、風能發電、生物質發電3個小模塊，結合阿拉爾工業園區的天華陽光光伏發電站和阿拉爾市區太陽能路燈系統，講解太陽能發電系統的DC-AC逆變、DC-DC直流變換、AC-DC整流等多個電力電子變換環節的原理、結構組成、特點，進而講解風能發電和生物質發電所涉及到的電力電子知識。（2）電氣節能教學項目。分變頻調速和電能質量改善2個教學模塊。重點講解目前農業、工業中應用廣泛的變頻調速，結合阿拉爾農田泵房節能改造項目，講解變頻器的結構組成中的整流、斬波、逆變電路等電力電子知識，講解變頻調速的原理、常規接線，節能效益，進一步推廣到工業領域的風機水泵變頻調速改造、工廠中如何實現恒壓供水。進一步講解電力系統中靜止無功補償器和電力有源濾波器的的電路組成、各部分工作原理，讓學生清楚電力電子知識在節能環保方面的巨大貢獻。（3）電力牽引。目前全世界正在如火如荼地發展電力牽引交通，主要有高鐵、地鐵、電動汽車、城市輕軌。以串聯式混合動力電動汽車和混聯式混合動力電動汽車為例，重點講解其中所涉及到的電力電子與電力傳動知識，包括AC-DC整流、控制器、DC-DC直流變換、DC-AC逆變器等。然后講解高鐵、地鐵、城市輕軌這些電力牽引中所包含的電力電子知識。（4）家用電器。分電源，電器和ED節能燈等3個教學模塊。結合各種應用廣泛開關電源、車載電源、UPS電源、手機充電器、家用電器的電源部分，講解所涉及到的AC-DC，DC-DC、DC-AC等知識，以冰箱、空調、電磁爐家用電器為例，講解其發展、組成結構、工作原理方法、種類、效率評估和保養維修，最后結合現在每家用到的LED節能燈，講解其工作原理、發展和節能效果。（5）智能電網。結合目前正在興建的智能電網，講解所用到的電力電子技術，包括以SVC為代表的柔性交流輸電技術、以高壓直流輸電為代表的新型超高壓輸電技術、以智能開關為代表的同步開斷技術，以靜止無功發生器、動態電壓恢復器為代表的用戶電力技術，以及以用戶端分布式發電系統為代表的終端電能變換技術。

在項目教學法的基礎上，采取多樣化的教學方法和手段。我校選修課一般采用多媒體教學，好的課件是取得高質量教學效果的關鍵。制作課件時，根據內容和相應的項目，明確教學目標，整理出思路清晰的教學方案，然后從視聽角度進行構思，展示教學方法。當然，上課時如果按照課件照本宣科，也起不到好的教學效果，教師可以在講解過程中適當提出一些問題，在課堂中設置問題懸念，讓學生帶著問題聽課，在聽課中找答案，激發他們求知欲。另外，教師不能采用滿堂灌的方式，而應隨時注意學生的反應，不時與學生互動，使學生積極參與教學，帶動他們情緒，引導他們主動思考。這樣，會收到一個好的教學效果。

4　成績考核

制定完善、公正的成績評定方法。每學期的第一次課，給出總評成績的評定方式，即：總評成績=期末成績×50%+平時成績×50%。為督促學生正常上課，避免逃課，平時成績的比重占的較高，且平時成績從課堂出勤、課堂發言、隨堂測驗三個角度綜合考察，盡量避免學生混學分現象。每學期 15 次課中隨機抽查課堂出勤情況 4 次，計入平時成績，缺一次扣 5 分；實行發言者加分獎勵，每學期每人共有5次答題機會，答對一題，獎勵2分；選修課沒法進行期中考試，采用一種變通方式，進行隨堂測試2次，其結果計入平時成績。總之，盡量做到公平、公正和公開。

電力電子技術應用系統是當今高新技術系統中不可缺少的關鍵支撐設備，其應用領域幾乎涉及到國民經濟的各個農、工業部門。因此，在高等院校中開設《電力電子技術應用》選修課，擴展學生視野，提高學生綜合素質，是十分必要的。該課程的開設是長期持續的工作，雖然已經開設多次，但每次我都當新課備，根據新的教學內容來補充和充實課件，力爭做到與時俱進，并且講授過程中始終堅持以學生為中心，進行靈活實用的教學，激發學生興趣，鼓勵學生學以致用。

【參考文獻】

［1］王兆安，劉進軍.電力電子技術（第5版）［M］.北京：機械工業出版社，2009.

［2］唐緯.基于“項目驅動”的單片機類課程實踐教學改革［J］.實驗室研究與探索，2010，29（5）：130-116.

［3］殷佳琳.《電工電子技術》課教學的導入技巧［J］.機械職業教育，2005，08.

基金項目：此文為塔里木大學高等教育研究項目成果，項目編號TDGJ1414。

【作者簡介】

孫少杰（1980-），男，漢族，遼寧鐵嶺，塔里木大學機械電氣化工程學院，講師，碩士，主要研究方向：電力電子技術、電力拖動和自動化領域。

通訊作者：裴玖玲（1980-），女，漢族，河南開封，塔里木大學機械電氣化工程學院，講師，碩士，主要研究電力電子技術與自動化領域。