高職院校《電力電子技術》課程教學改革的思考？

吳倩+劉磊+竇偉山

摘 要：《電力電子技術》是電氣專業的專業基礎課程，在電力系統、交通運輸、家用電器等領域得到了廣泛的應用，但是《電力電子技術》課程具有理論難度大、知識更新快等特點，導致了教學難度大、教學質量低。該文基于《電力電子技術》課程及高職院校學生的特點，對《電力電子技術》課程的教學模式改革進行了思考與探索。

關鍵詞：高職院校 電力電子技術 教學方法 改革

1 教學現狀

電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術，是利用電力電子器件（晶閘管、GTR、MOSFET等）對電能進行變換和控制的技術，廣泛應用于工業、交通運輸業、電力系統、家用電器中，是現代電氣專業不可缺少的一門課程，在培養該專業的人才中占有很重要的地位。近幾年國家大力發展職業教育，目的是順應市場要求培養高素質技能型專門人才。如今大部分高職院校，在教學模式的選擇上，往往忽略學生及課程的特點，沿用本科院校的教學模式——以理論教學為主，實踐教學為輔，理論教學在先，實踐教學在后的教學模式，而這樣的教學模式對于高職院校中電力電子課程的學習造成了巨大的阻力。

1.1 課程理論知識復雜抽象

該門課程的主要內容包括：整流電路分析、逆變電路分析、直流斬波電路分析以及交流調壓調頻電路分析，每一章節中都會涉及大量的數量計算、波形及電路分析，例如，三相整理電路或交流調壓電路，涉及到的輸出波形復雜難懂讓學生很難理解和掌握；此外，大量的電路圖（正弦波同步觸發電路、鋸齒波同步觸發電路等）分析起來更是困難重重，長此以往導致學生們對該門課程產生了厭煩心理，最終放棄對電力電子的學習。

1.2 實驗設備陳舊，教學過程機械

電力電子實驗是在實驗臺上操作完成的，主要是一些驗證性的實驗，即首先對該電路進行理論分析，包括波形分析、數值計算等，然后要求學生按照操作步驟連接電路，調試過程最終檢驗實驗結果與理論分析是否相同。這樣的實驗教學機械呆板，學生無需過多思考，只要按照步驟操作就行，沒有拓展性與創造性，并且試驗設備年數已久，陳舊老化，導致實驗結果與理論分析偏差很大，不利于學生對于新知識的認知。

2 特點分析

基于上述存在的教學現狀，大部分的研究者會考慮在沿用原有的教學模式下，通過改變教學方法、教學內容、調整實驗課時等來提高電力電子技術的教學質量，但筆者認為，他們忽略了一個最重要的問題，即教學模式的選擇是否恰當。教學模式的選擇必須“因材施教”，這里的“材”包括兩方面，第一，授課對象即學生的特點；第二，所授課程——《電力電子技術》這門課程的特點，來采用恰當的教學模式。該文著重分析了高職院校學生的普遍特點及《電力電子技術》課程特征，為教學改革打下基礎。

2.1 高職院校學生的特點

在高考大軍中，高職院校的學生總體的成績較差，大部分的學生高考成績僅在300分左右。這一方面說明他們掌握的基礎知識確實薄弱，如果在大學階段，采用課堂授課為主的理論教學模式，高中階段所學知識難以支撐大學階段的學習。并且進一步說明高職院校的學生不擅長大篇幅的理論知識的學習，對于新事物的認知，如果采用理論授課的方式，不能引起學生的興趣，反而會讓學生產生厭煩心理。

但是高職院校的學生動手能力和實踐操作能力并不差，他們對未知領域有著一種探索的沖勁，對于新事物的認知總是希望通過自己的親手實踐，先有感性的認識再基于課程進行理性認知。在3年的教學實踐中，往往會出現這種現象，學生課堂上聽課一知半解，但課下卻興致勃勃的制作許多電子作品，學生們的反饋是喜歡動手實踐，而不喜歡枯燥的理論講解。

2.2 《電力電子技術》課程的特點

電力電子技術是一門理論知識和實際應用緊密結合的課程，理論知識抽象難懂，實踐應用性很強。主要內容包括電力電子器件、電力電子電路裝置及系統。電力電子器件主要包括晶閘管、GTR、MOSFET和IGBT；電力電子電路及系統包括整流電、逆變電路、直流斬波電路、交流調壓調頻電路等主電路以及各種控制、觸發、保護電路等。不論器件的應用還是電路的分析，都必須從實踐應用中得到鍛煉和純熟。由此可見電力電子技術重在應用，只學不用就仿佛紙上談兵，失去了該門課程的意義。

電力電子技術基于市場需求應運而生，隨著時代的發展而快速更新換代。如今IGBT的應用站住主導地位，是電力電子電路更加簡單，效率更高。電力電子技術是時代的產物，具有很強的時代性。

3 教學改革思考與探索

基于高職院校學生的特點及《電力電子技術》課程的特點，筆者對于該門課程的教學改革提出了以下幾個觀點。

3.1 強調對教學內容的整體認知，導入學習情境

如前所述高職院校學生的基礎知識薄弱，知識面狹窄，單就什么是電力電子技術、電力電子技術的應用領域等一些問題學生認知淺顯，并且課程中涉及大量的專有名詞及前沿知識，如不間斷電源、PWM調制等學生更是聞所未聞。對于這樣一門課程，在授課之初，必須安排足夠的課時讓學生對于課程內容有一個整體的認知。要求教師多搜集相關的圖片，視頻，制作形式多樣的多媒體課件、微課等，向學生充分展示電力電子技術在我們日常生活中的應用，比如變頻空調、變頻洗衣機、電風扇的無級調速、電源適配器等，拉近學生與電力電子技術的距離，激發學生的學習興趣。同時，及時向學生提供電力電子技術最新的發展動向，新技術新設備的研發應用，讓學生對電力電子技術有更高層次的認知，讓學生緊跟時代步伐，這樣更能充分調動學生的學習動力。

3.2 優化教學內容，調整教學重點

基于《電力電子技術》課程具有強時代性的特點，必須優化教學內容，調整教學重點。

將該課程教學重點由原來的普通晶閘管半控型器件及變流技術電路的原理分析調整為MOSFET、IGBT等全控型器件及功率模塊的應用，調整為以培養職業能力為本位的教學內容。

3.3 改革教學模式，遵循認知規律

《電力電子技術》一直沿用傳統的本科類院校的教學模式——先理論后實踐，而這并不適合高職院校的特殊情況，就電力電子技術的教學模式，筆者在實際的教學過程中進行了大膽的嘗試，即遵循學生的認知規律，先動手實踐進行感性認知，在理論分析進行理性認識，教學效果有一定的改善，教學效率有所提高。

3.4 巧用仿真軟件，豐富教學手段

觸發電路是電力電子技術課程中的非常重要的內容，不論整流技術、逆變技術還是交流調壓調頻技術等都會涉及到觸發電路的調試，觸發信號的正常與否關系到變流技術的成敗。但是如何更直觀深刻的認知觸發電路一直是教學過程中的難點。而Matlab仿真軟件的引入就能很輕松的解決上述問題，Matlab中Simulink/Sources庫中選擇pulse generator可方便實現對于觸發器的設置，觸發脈沖波形直觀明了，并且可根據需要調節元件參數，觀察脈沖信號的變化。使學生對問題的研究更加透徹深入。在實際教學中采用這種虛實結合的方法，不僅能豐富教學手段，更能提高教學效率和教學質量。

4 結語

當今我國大力發展職業教育，面向典型工作任務，以工作過程為導向是職業教育的教育理念。“中國制造2025”“工業4.0”時代的到來，使得電力電子技術的應用會越來越廣泛。因此我們要積極探索恰當的教學手段，設計以培養職業能力為本位的教學內容，提高電力電子技術的教學質量，培養高素質的技能型專門人才。

參考文獻

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