應用型本科《電力電子技術》課程教學改革的研究

摘 要：本文從應用型本科教學特點出發，探索關于《電力電子技術》課程的教學改革情況，分別從實施方案，具體研究內容，教學方法與手段，教學考評體系，實驗教學平臺及實際教學中的問題等幾個方面分別闡述。

關鍵字：研究內容；教學方法；手段；考評體系

1引言

電力電子技術是電氣工程及其自動化專業、自動化專業一門交叉學科，是電氣工程中最為活躍的學科之一。傳統的電力電子技術課堂教學以講授各章節的理論知識為主，對工業實際應用的能力缺乏訓練，無法提高學生學習的積極性。雖然《電力電子技術》已經成為電氣類專業重要的課程，但國內不同高校以及國外大學由于專業背景和就業方向的不同，其在《電力電子技術》的課程標準、教學內容、教學重點、教學手段、實驗內容等方面存在很多異同點。本文從教學的實施方案，具體內容，教學方法與教學手段，考核方式等方面對本課程進行改革。

2 研究現狀

從課程設置上看，電氣工程專業都將其設為專業基礎課程。但不同高校在后續課程設置上差別較大，主要為學生未來就業方向考慮，這也是各個學校在電力電子技術教學上最具特色的地方。教學內容上，國內外大學在《電力電子技術》課程內容上差別較大，側重點也各不相同。國內大都是在介紹電力電子開關期間的基礎上，對各種交、直流電能變換電路的結構和工作原理進行定性和定量的分析，并涉及一些相關應用技術。國外則更注重最基本原理和實際應用案例分析。國內高校教學主要以課堂講授為主，學生人數多，課堂的互動性及課堂討論比國外少，且效果不好。輔助教學方面，主要通過習題課、答疑、作業等方式幫助學生進行課下的自學。在實驗環節上，國內高校基本上以電力電子器件特性，相控整流電路、斬波電路、交流電力控制電路，逆變、變頻，SPWM等實驗為主。大多高校學生人數多，實驗設備套數少。

3 具體實施方案

3.1 對促進教學工作，提高教學質量的作用和意義

（1）在教學內容、教學方法、教學手段、考核方法及理實結合等方面緊緊圍繞學校的人才培養定位進行教學改革與創新，改變傳統的理論實踐相分離的教學方式。

（2）為有效解決電力電子實踐環節中設備少，實驗項目單調及不可開發性等諸多問題，在現有教學設備的基礎上將利用Matlab/Sinmulink構建虛擬模擬實驗模塊，將授課地點設在實驗室，對課程中的基礎理論知識進行演示和分析，提高學生的感性認知，激發學習興趣，更有效的推進理實一體化的教學步伐。

（3）基于以就業為導向，充分培養應用型人才為目標，開發通用性強的開放式實驗平臺，將最新的技術發展和應用，如變頻、新能源發電等反映在實際教學過程中。

3.2 具體研究內容或對象

1）優化教學內容，建立以就業為導向的課程教學體系

強調本課程對前續基礎課程的延續性和后續專業課程的重要性，調動學生學習的積極性。突出電力電子技術具有較強實踐應用背景的特點，基于以就業為導向，以實際應用為載體，根據實際調研重組課程體系，優化出較有代表性的教學任務，以項目為載體驅動課程教學，聘請行業企業專家組成電力電子技術課程組，根據市場需求、應用能力培養、創新意識培養等方面，同時兼顧國家信息部“注冊電氣工程師”的認證課程要求來確定課程的具體項目。注重課程內容對學生實際動手能力的預期培養效果，為今后從事該方面工作打好基礎，注重理論實踐的有機結合。利用實際應用的多變性與廣泛性激發學生的創新意識，進而培養其創新能力。

2）教學方法與手段的改革

教學方法改革：針對應用型人才培養模式，改變傳統的教學模式，采用項目式教學，圍繞項目展開教學，采用教、學、做、研融為一體的教學方式，提出問題，讓學生帶著問題去思考、學習、查閱資料，直接參與項目全過程，教師在項目執行的過程中適當引導，系統組織調控。在教學過程中以學生為主體，將學生分成數個學習小組，自主討論，重點難點問題師生共同討論。學生在完成項目的同時也完成了理論知識的學習，真正意義上將理論與實踐想結合，既培養了學生的獨立學習的能力，也訓練了學生的創新與團隊意識。

教學手段改革：多媒體教學，使用Matlab軟件仿真進行動畫演示增強學生的感性認識，使呆板的知識生動起來，進而提高學習興趣。此外，開通校園網絡學習平臺，提供豐富的教學資源、參考資源、復習思考，同時還可以加強學生與教師間的交流討論。

3）建立新的教學考評體系

改革考試制度。采用平時過程考核與綜合考核相結合，過程考核在平時的每個項目進行中完成，每個任務完成后學生自評與互評，教師評價，按平時的考勤、學習態度、動手能力、任務完成情況等進行評價；課程結束后進行綜合考核，考題除了深度、廣度和難度符合教學大綱要求外，更要注重對分析問題和解決問題的能力進行考核，使成績考核更全面。建立模塊化、標準化試題庫定量客觀的評價教學效果，改革傳統考試形式，引導學生理實結合，激發創新能力。將評價體系由知識觀轉變為素質觀、能力觀的評價。

新的考評方法能充分激勵學生的學習積極性，培養學生的動手能力、解決問題、分析問題的能力，培養學生的團隊合作意識，全面提高學生素質。

4）開發電力電子虛擬實驗教學平臺

波形的測試和分析是該門課程的核心，也是同學們最難理解掌握的部分，通過虛擬實驗環境，使各種復雜能量轉換過程比較直觀地呈現在學生面前。該平臺由操作平臺和演示平臺兩部分，演示平臺用于教師課堂演示，操作平臺是學生親手實踐的虛擬環境，用Matlab配置服務器。

3.3 研究的目標

以實踐、應用型人才為培養目標，以學生就業為導向，本項目的改革研究目標是：

1）改變傳統的教學方法與教學手段，引用項目教學進行驅動，深入課程改革，培養學生的實踐能力，使學生將來能夠更好的就業。

2）改革課程體系和教學內容，形成“必須，夠用”的理論教學體系，構建以實驗室、實訓室環境與實際項目相結合為特色的實踐教學體系。

3）教學項目設置的主要依據是崗位工作分析，項目課題以工作任務為中心，以工作過程為主線，建設“項目驅動教學模式”的課程體系，教學項目由易到難、由淺入深、循序漸進，充分體現典型性、真實性、完整性和覆蓋面。

4）建立長期穩定的、合作關系良好的校企合作教育運行機制。

5）建立一支高素質，具有較高理論教學和實踐教學水平的雙師型專業教師隊伍。提高教師實踐教學水平，加強動手能力培養，鼓勵參與企業和院校的教學交流，學習新的教學方法，利用先進的教學手段進行教學。

3.4 研究需解決的問題

1）結合課程自身的特點，在理論基礎的基本內容上，在有限的學時中，開發出哪些項目，提煉出哪些典型工作任務，才可以最大限度的覆蓋課程內容。

2）教學考評體系量化問題

考評最終需要量化，在新教學模式下，教學考評體系的各項權重、標準如何制定更加科學和可操作。

3）實驗平臺的開放性，虛擬平臺的開發

實驗平臺一方面要保證安全、可靠，另一方面要通用，可操作性強。虛擬實驗中利用軟件仿真時，必須要解決電力電子電路工作在開關狀態時的非線性；電力電子裝置主電路與控制電路的混合型等。

4 總結

高等院校電氣類專業本、專科生，均要接受《電力電子技術》課程教育，通過本課題的研究，形成的研究成果將會對《電力電子技術》課程及其相關課程的教學改革研究起到積極的推動作用，對提高教學質量有很好的推進作用，對學生就業有很大的幫助作用，同時也有助于學校的轉型發展。

作者簡介

封淑玲，南昌工學院，講師，研究方向：自動化。