獨立學院“電力電子技術課程設計”改革

錢荔

摘 要： “電力電子技術課程設計”是高等學校電氣工程及其自動化專業的實踐課，課程時間短，任務重，側重動手能力培養，對軟硬件要求較高。本文在分析獨立學院學生特點和“電力電子技術課程設計”目的的基礎上，對“電力電子技術課程設計”進行內容調整和實現方法改革，達到課程教學目的。

關鍵詞： 獨立學院 電力電子技術 課程設計

一、引言

電力電子技術作為一門新興的高技術學科，在當今社會屬于支撐科技，已被廣泛應用于高品質交直流電源、電力系統、變頻調速、新能源發電及各種工業與民用電器等領域，關系國家發展密切相關的關鍵科技[1]。“電力電子技術課程設計”是電氣工程及其自動化專業的一門實踐課，在教學和實驗的基礎上，對課程所學知識的深化和提高。課程要求學生綜合應用所學知識，完成電源系統的設計、制作和測試，可以全面鞏固和應用課程中所學的基本理論和基本方法。

金城學院作為獨立學院，近幾年錄取的學生分數和素質都有了較大提高，同時每年考取碩士研究生的人數比例也在不斷提高，原先實驗教學式的課程設計方式已不再適用。自動化系作為培養電力電子技術專業人才的基地，擔負著培育“掌握電氣工程及其自動化領域的理論知識；具有創新精神和實踐應用能力的電氣工程及其自動化領域的高級工程技術人才”[2]的重任，必須在實踐教學中不斷改進，提高學生核心競爭力，切合社會實際，符合人才培養計劃與要求。

二、電力電子技術課程設計改革

1.電力電子技術課程設計改革目的

電力電子技術課程設計目的是培養學生具有以下方面的能力：（1）獨立分析能力：學生能夠應用數學、物理和“電力電子技術”的基本原理，分析復雜電源問題，并通過資料查詢與文件檢索等方法完成對電源問題解決方案的預測。（2）項目設計開發能力：學生能夠針對特定電源設計項目提出多種解決方案，設計環節中能考慮社會、健康、安全、法律、文化及環境等因素。（3）制作與測試研究能力：學生能夠在軟硬件設計的基礎上完成電源的仿真測試與實物制作，并進行實驗測試驗證設計結果，對出現的問題能夠采用科學方法進行研究，包括實驗數據調試、分析與解釋數據，并通過信息綜合得到合理有效的結論。（4）團隊合作與溝通能力：課程設計采用團隊合作模式完成電源設計，培養學生具有一定的組織管理能力，能夠在團隊中承擔個體、團隊成員及負責人的角色。就研究問題與他人進行有效溝通和交流，包括撰寫報告、陳述發言等。

除此之外，電力電子技術課程設計的動手環節使學生更好地將理論學習與實踐結合起來，深入了解理論設計到實物制作的開發流程及實現方式，對后期學習其他應用性課程、參與競賽、畢業設計及找工作有很大幫助。

原先的電力電子技術課程設計是利用現有電力電子技術實驗室做簡單的實驗設計并驗證，因為實驗室是模塊化設計，只能在原先模塊的基礎上進行簡單的參數改動做實驗驗證或仿真驗證，無法進行真正的電源開發，缺乏實際動手環節，達不到培養學生設計開發能力的目的，所以改變課程設計內容和實現方式是迫在眉睫的問題。

2.電力電子技術課程設計內容

電力電子技術課程設計時間為一周，對缺乏實踐經驗的學生來說，要在如此短的時間內完成一個完整電源的設計制作調試難度是比較大的。根據課程設計目的及學生的特點設置的題目為DC-DC電源的設計與制作，主要完成Buck電路或Boost電路的設計制作。一個完整的電源系統主要包含主電路、控制電路、驅動電路和保護電路，要求學生根據給定的參數完成各個部分的參數設計、仿真模型搭建驗證及實物焊接與測試。

3.電力電子技術課程設計管理

電力電子技術課程設計安排在電力電子技術課程結束的前一周，時間比較緊，所以采用小組合作方式。要求：（1）分組抽簽：在課程設計開始前一周，要求參與課程設計的學生自行分組，每3人為1組，每組派代表參與課設內容抽簽，并進行任務分配。教師會將對應的課程設計任務書和參考資料發給學生，并對課程設計做簡單講解，使學生對自己的課設任務有基本了解。（2）資料搜集與調研：要求學生對要完成的任務做資料搜集工作與調研工作，了解電源系統的開發過程，并對搜集的資料做整理總結給出初步方案。（3）設計調試：課設開始第一天要求學生給出具體的設計方案與任務分配方式，根據任務分配情況，兩天內完成主電路及控制電路參數設計，購買相關器件，搭建仿真模型，仿真驗證設計并撰寫相應的階段報告，通過后進入實物制作環節，要求學生在兩天內完成實物的制作與調試。

4.電力電子技術課程設計考核

電力電子技術課程設計考核分為三個方面：

（1）設計與仿真（25%）：一個完整的電源系統包含主電路、控制電路、驅動電路與保護電路等部分，前期教師會指導每個小組學生根據總體設計方案和自己的實際情況分配設計任務。后期考核時會根據設計部分的難易程度及完成情況給出成績；

（2）實物制作與調試（25%）：實物制作與調試環節是最考驗學生動手能力的部分，在最后的驗收環節會讓小組中的每位成員演示電源的運行過程。并對每個人完成的部分進行提問，根據回答綜合給出成績。

（3）答辯與課程設計報告撰寫（50%）：答辯部分是對學生能力的培養，通過答辯可以很好地檢查學生設計任務完成的質量，使教師發現學生的薄弱環節和設計困難所在，以便總結經驗，有利于在今后課程設計中進一步增強教學效果[3]。答辯方式是要求參與課設的學生每人獨立制作PPT答辯報告參與答辯，主要介紹自己完成的部分，并對本組課程設計任務進行總結。學生論述完成后由答辯小組提問并要求學生回答，根據學生的答辯情況給出答辯成績。課程設計報告的要求是學生每人撰寫一份，重點突出自己完成部分的內容，最后給出結論分析和展望。綜合以上幾項給出最后的總成績。

三、結語

在“電力電子技術課程設計”的進程中，根據教學目的和學生特點進行相應的教學改革，以小組合作模式完成完整電源的設計制作和調試，并通過三步考核方式了解學生的完成情況。通過這樣的實踐過程，學生對自己所學課程有深入了解，并可鍛煉其動手能力，調動學習積極性。

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]http：//baike.baidu.com/view/1374539.htm.

[3]魏東，陳一民.計算機控制系統課程設計教學環節研究[J].實驗室研究與探索，2005.