電力相關(guān)專業(yè)《電力電子技術(shù)》課程改革新思路

皮薇薇+宗海煥+吳娟娟

摘 要： 隨著電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸廣泛和深入及高職高專教育教學(xué)改革的不斷推進(jìn)，作者對(duì)電力類院校相關(guān)專業(yè)《電力電子技術(shù)》課程改革的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，提出了該課程改革的新思路。

關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng) 《電力電子技術(shù)》 課程改革

引言

電力電子技術(shù)作為一門新興學(xué)科，近年來，隨著電力電子器件的不斷發(fā)展和國(guó)家對(duì)科技的大量投入，電力電子技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，在工業(yè)、國(guó)防、交通運(yùn)輸及家用電器等領(lǐng)域應(yīng)用愈發(fā)廣泛與深入，在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。該技術(shù)對(duì)高壓、特高壓交直流輸電網(wǎng)及柔性直流、柔性交流輸電網(wǎng)的建設(shè)起著至關(guān)重要的作用，十幾年前，中國(guó)的直流輸電還要依賴于國(guó)外的產(chǎn)品和技術(shù)，而目前我國(guó)已經(jīng)擁有世界上最高電壓等級(jí)的交流輸電和全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的特高壓直流輸電，我們正在建設(shè)的以500kV為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)領(lǐng)先于世界先進(jìn)水平。這些成績(jī)無不滲透著電力電子技術(shù)的功勞。故電力相關(guān)專業(yè)加強(qiáng)對(duì)電力電子技術(shù)課程重視度和推進(jìn)高職院校電力電子技術(shù)課程改革勢(shì)在必行。

1.課程現(xiàn)狀

作為電力類院校，除了電氣技術(shù)專業(yè)、電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)一直都有開設(shè)《電力電子技術(shù)》課程外，其他各電類相關(guān)專業(yè)如發(fā)電廠及電力系統(tǒng)、繼電保護(hù)自動(dòng)化、供用電技術(shù)、高壓輸電線路施工運(yùn)行與維護(hù)等專業(yè)均開設(shè)了該課程作為專業(yè)選修課或者素質(zhì)拓展課，足見各院校對(duì)該課程的重視程度越來越高。

由于種種原因，我校在《電力電子技術(shù)》課程的教學(xué)改革方面一直較落后，教學(xué)內(nèi)容基本和本科教學(xué)內(nèi)容相似，且由于課時(shí)的原因，課程中各種電力電子器件和換流器都泛泛而談，教師和學(xué)生對(duì)課程的重視度不夠、教學(xué)目的不夠明確，教學(xué)方式基本以填鴨式課堂教學(xué)為主，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低、教學(xué)效果不好，這顯然已不適應(yīng)現(xiàn)代高職院校對(duì)人才培養(yǎng)的要求，不能有針對(duì)性地服務(wù)于電力行業(yè)，

2.改革思路

本文針對(duì)電力類院校開設(shè)《電力電子技術(shù)》作為專業(yè)素質(zhì)拓展課程時(shí)課程改革的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和思路進(jìn)行總結(jié)。對(duì)于電力行業(yè)辦學(xué)的學(xué)校，學(xué)校畢業(yè)生多服務(wù)于發(fā)電廠、供用電企業(yè)、電力裝備制造和電力建設(shè)等相關(guān)企業(yè)。這類院校對(duì)電力電子課程內(nèi)容的側(cè)重和普通院校開設(shè)本課程時(shí)的側(cè)重應(yīng)有所不同，加上近年來高職教育教學(xué)改革，推行2+1模式，縮減課時(shí)，作為專業(yè)素質(zhì)拓展課的《電力電子技術(shù)》一般只有不到30個(gè)課時(shí)，不可能像以前一樣所有內(nèi)容都鋪開了講。應(yīng)該突出專業(yè)和職業(yè)特色，明確課程的任務(wù)不是教會(huì)學(xué)生多少個(gè)電力半導(dǎo)體器件的原理和特性，也不是教會(huì)學(xué)生每一種換流器的原理和波形，而是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)電力電子，知道電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，掌握典型電力電子換流器的基本工作原理和測(cè)試方法。

2.1教學(xué)項(xiàng)目選擇

基于以上想法，在已結(jié)束的學(xué)年里，課程組以發(fā)電廠與電力系統(tǒng)專業(yè)為試點(diǎn)對(duì)26課時(shí)版《電力電子技術(shù)》課程進(jìn)行了課程改革研究與實(shí)踐，選擇了基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的教材，以服務(wù)電力行業(yè)為宗旨，根據(jù)維修電工、換流站值班員、電氣值班員等職業(yè)崗位的要求及發(fā)電廠與電力系統(tǒng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求重新選擇并組合教學(xué)內(nèi)容、編寫課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)習(xí)指南等教學(xué)材料。選擇了電力電子在電力行業(yè)的幾個(gè)典型應(yīng)用形成了以下教學(xué)項(xiàng)目：

2.2學(xué)習(xí)情境選擇

以項(xiàng)目二橋式整流與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)為例，考慮到發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)與該專業(yè)對(duì)口，且發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)在前期《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程中也有介紹，以此作為項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)能較大程度地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)重視度和興趣度，加強(qiáng)課程之間的聯(lián)系和知識(shí)之間的銜接，讓學(xué)生感到課程不陌生、不枯燥。按照知識(shí)的前后聯(lián)系和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律共創(chuàng)設(shè)三個(gè)學(xué)習(xí)情境。

情境1：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)認(rèn)知（1學(xué)時(shí)）：通過該情境的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生說出發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的作用、自并激勵(lì)磁系統(tǒng)的組成和三相橋式可控整流電路與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的關(guān)系;

情境2：三相半波可控整流電路（2學(xué)時(shí)）：通過該情境的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生熟悉三相半波整流電路的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，能對(duì)電路進(jìn)行接線和波形測(cè)量;

情境3：三相橋式全控整流電路（3學(xué)時(shí)）：通過該情境的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握三相橋式可控整流電路的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，能對(duì)電路進(jìn)行接線和波形測(cè)量。

2.3學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇

以項(xiàng)目二中學(xué)習(xí)情境3為例，三相橋式整流電路是電力電子技術(shù)課程的核心知識(shí)點(diǎn)，也是維修電工、電氣值班員、換流站值班員等崗位要求的必備知識(shí)，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。對(duì)該學(xué)習(xí)情境進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的選擇應(yīng)該更細(xì)，包括三相橋式整流電路的結(jié)構(gòu)、整流和調(diào)壓的原理、波形的分析、控制角的有效移相范圍、輸出電壓電流的計(jì)算、功率因數(shù)的計(jì)算。但在進(jìn)行其他電力電子變流器的學(xué)習(xí)情境時(shí)可以忽略輸出電壓電流的計(jì)算、弱化波形的分析，從認(rèn)識(shí)變流器的角度出發(fā)，從變流器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用入手，著重強(qiáng)調(diào)感性認(rèn)識(shí)、電路的結(jié)構(gòu)和工作原理及控制角α的大小和輸出的關(guān)系。

2.4基于工作過程教學(xué)模式的應(yīng)用

確定教學(xué)內(nèi)容如何取舍之后，在教學(xué)實(shí)施過程中采用基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，不過根據(jù)課程特點(diǎn)，本次基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式與傳統(tǒng)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式不同，因?yàn)槲覀儾豢赡苷娴囊獙W(xué)生做一套勵(lì)磁系統(tǒng)或者高壓直流輸電方案出來，題目太大，也不是對(duì)職業(yè)院校學(xué)生的要求。我們采用這個(gè)題目作為項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的目的是讓知識(shí)不再枯燥乏味，能和與專業(yè)相關(guān)的工作對(duì)接，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，愿意主動(dòng)參與教學(xué)過程，讓被動(dòng)接受知識(shí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，讓能力培養(yǎng)更滿足高技能型人才培養(yǎng)的要求。所以設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要充分挖掘可用資源，綜合運(yùn)用多個(gè)活動(dòng)場(chǎng)所、多種教學(xué)方法和手段。仍以項(xiàng)目二為例，在開始具體學(xué)習(xí)情境之前以任務(wù)書的形式給出項(xiàng)目的總體任務(wù)和分解目標(biāo)。然后帶學(xué)生到實(shí)習(xí)工廠、實(shí)驗(yàn)室或者以圖片、視頻的形式提供給學(xué)生對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)和三相橋式整流電路的感性認(rèn)識(shí)。提供給學(xué)生項(xiàng)目學(xué)習(xí)指南、微課、參考書籍、學(xué)習(xí)網(wǎng)站等資源，將學(xué)生分成三至四人一組，以組為單位學(xué)習(xí)和討論任務(wù)書，提出問題和困難，老師提點(diǎn)解決問題的方向。之后進(jìn)入情境教學(xué)，以學(xué)習(xí)情境3為例：在項(xiàng)目開始已經(jīng)認(rèn)識(shí)過三相橋式整流電路，故直接給出知識(shí)目標(biāo)和技能目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)討論，提供給每組1份格式化實(shí)驗(yàn)計(jì)劃書，讓學(xué)生根據(jù)格式自己完成三相橋式整流電路調(diào)試實(shí)驗(yàn)計(jì)劃書，針對(duì)計(jì)劃書中存在的問題和學(xué)生提出的問題通過板書、現(xiàn)場(chǎng)講解、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、微課等形式給予梳理。學(xué)生完善計(jì)劃書并完成三相橋式整流電路的調(diào)試。然后對(duì)分組實(shí)驗(yàn)完成情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)評(píng)，對(duì)表現(xiàn)突出的小組和個(gè)人進(jìn)行表揚(yáng)。

2.5考核評(píng)價(jià)

制定包括考勤登記表、實(shí)驗(yàn)分組記錄表、提問和討論成績(jī)記錄表、考試成績(jī)登記表等學(xué)習(xí)考核方案，制定教師評(píng)教表、學(xué)生評(píng)教表等教學(xué)評(píng)價(jià)方案，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)開展情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和問題查找，提出改進(jìn)方案?？偟膩碚f，課程改革調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度，取得了良好的教學(xué)效果。

結(jié)語

目前基于工作過程的《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革還只是在發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)進(jìn)行試點(diǎn)。接下來準(zhǔn)備在繼電保護(hù)及自動(dòng)化、供用電技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)等電力系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)嘗試這樣的改革，在教學(xué)內(nèi)容取舍和教學(xué)項(xiàng)目選擇上要突出專業(yè)和職業(yè)特色，分專業(yè)研究，將這項(xiàng)工作做得更細(xì)更好。

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