電氣工程及其自動化專業(yè)“電力電子技術(shù)課設”教學改革

南京航空航天大學金城學院機電工程與自動化學院 錢 荔

“電力電子技術(shù)課設”是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門實踐課。課程的教學現(xiàn)狀是教學資源無法滿足現(xiàn)有的學生人數(shù)，教學內(nèi)容與培養(yǎng)目標有一定差距。本文在現(xiàn)有教學資源的基礎上進行了教學模式、教學內(nèi)容和考核方式的改革，不但可以節(jié)省人力物力，還能最大限度的利用現(xiàn)有資源培養(yǎng)學生的工程實踐能力，提升學生的社會核心競爭力，為社會輸送更多高素質(zhì)人才。

引言：電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)的是能夠適應社會需要，具備較高專業(yè)素養(yǎng)的高級工程技術(shù)型人才。“電力電子技術(shù)課設”作為電氣工程及其自動化專業(yè)的一門實踐課，是在學習完電力電子技術(shù)基本理論課程的基礎上進行的工程實踐。課程的目的是通過實際的電源系統(tǒng)設計使學生對所學知識有深刻理解，能將所學的理論知識轉(zhuǎn)化為實踐，并能觸類旁通，應用于其他研究開發(fā)工作。

本文對“電力電子技術(shù)課設”的課程現(xiàn)狀進行了分析，針對課程教學現(xiàn)狀存在的問題提出了具體的改革目標和措施，在“僧多粥少”的教學條件下探索出了一條新路。

1 電力電子技術(shù)課設教學現(xiàn)狀

1.1 學生人數(shù)眾多與教學資源不足之間的矛盾

電氣工程及其自動化專業(yè)就業(yè)范圍廣，是比較熱門的專業(yè)，每年都是院系招收人數(shù)最多的一個專業(yè)。由于教學計劃的學時限制，“電力電子技術(shù)課設”的時間只有短短一周，而學生人數(shù)眾多，每學期的課程數(shù)目也多，課程排不開，就出現(xiàn)了多個班級被排在同一周參加電力電子技術(shù)課設。這種排課現(xiàn)狀使得學生與教學資源之間的矛盾特別突出。首先是學生人數(shù)與實驗室資源的矛盾。實驗室是學生完成課設的主要場所，實驗室的空間及硬件資源有限，無法在同一時間容納所有學生，相應的硬件設備也不多，無法滿足所有的學生同時使用。其次是教師資源不足。由于排課原因會造成一個教師同時帶幾個班的課設的情況，教師的工作任務繁重，很多是重復性勞動，這種情況對教師的體力和精力也是一個極大的考驗，按現(xiàn)有的狀況，學生人數(shù)是教師的幾十倍甚至上百倍，教師無法顧及每個學生，疲于應付完成教學任務就無法保證教學質(zhì)量，教學的效果也會大打折扣。再次是經(jīng)費不足。電源設計制作需要購買相應的器件、工具和檢測設備等，如果學生人數(shù)眾多，這就是一筆不菲的開支，除了設備的使用年限較長，器件都屬于易耗品，不能循環(huán)利用。

1.2 教學內(nèi)容與培養(yǎng)目標之間的差距

“電力電子技術(shù)課設”開課的目的是通過實際電源設計來培養(yǎng)學生的項目設計開發(fā)能力，研究分析能力和團隊協(xié)作能力。但受限于課設時間安排、教學資源與經(jīng)費短缺，早期的授課方式采用的是驗證性實驗，學生在現(xiàn)有實驗模塊的基礎上稍作改進來實現(xiàn)電源變換設計。驗證性的實驗并不是真正的實踐。學生也得不到真正的鍛煉，這與學院的人才培養(yǎng)目標是有一定距離的。

2 課程改革方案

對于“電力電子技術(shù)課設”目前的教學現(xiàn)狀和存在的問題，需要對課程進行教學改革，在無法改變學時和排課計劃，沒有額外經(jīng)費支持的條件下探索出一條新路，最大限度的提高教學效果。

2.1 教學模式改革

項目式教學替代實驗教學。原先的課程設計采用做實驗的方式，教師主要講解實驗設計內(nèi)容。實驗設計無法培養(yǎng)學生的工程實踐能力，只有通過實際的項目設計才能鍛煉學生的創(chuàng)新實踐能力。所以新的教學模式采用項目式教學，教師講解項目開發(fā)流程與方法。按電子競賽的方式，以自覺自愿的原則對學生進行分組，每組最多3人，共同完成一個電源設計項目。

分班分組式管理替代集中管理，由于學生人數(shù)較多，學生的管理也是一個突出的問題，涉及到學生的安全和實驗室的管理。新的模式是采用分班分組式管理，即不同時間段分配給不同的班級，每個項目組由項目組負責人來協(xié)調(diào)分配組員的任務，因為前期的大量的參數(shù)設計和軟件設計工作都是在電腦上完成，現(xiàn)在的電腦普及率較高，學生可在宿舍，圖書館自行完成，不用所有人同時待在實驗室。這樣可以大大提高實驗室的利用率，學生的工作效率，減輕教師的重復性勞動。

參照手冊自我培訓替代教師重復性講解。原先的課設需要教師花大量時間講解，并且學生在短時間內(nèi)還無法消化，從而使教學效果大打折扣。新的教學模式是教師進行項目設計開發(fā)流程與方法的講解，具體的操作由學生自學“電力電子技術(shù)課設”實訓手冊完成。手冊的內(nèi)容包含課程設計所要用到的軟硬件說明和相關(guān)實例，學生可自行對照進行學習，并可參照手冊有目的的查找相關(guān)內(nèi)容，節(jié)省了大量的資料查詢時間。

2.2 教學內(nèi)容改革

原先的課設是實驗設計，教學內(nèi)容是講解實驗內(nèi)容。改革后采用實際電源項目設計，分為軟件設計和硬件設計兩種。教師主要是進行題目的解析和答疑指導，包括項目開發(fā)的步驟和用到的軟硬件講解，詳細內(nèi)容由學生自己學習手冊完成。

2.3 考核方式改革

考核方式要能體現(xiàn)公平公正，能真正考察出學生的真實水平。由于課設采用的是項目小組形式，同一組有3個人，3個人共同完成一個項目，必然有分工上的不同，如何考察與評價是十分重要的。考核的方式為答辯和論文兩部分。答辯時間包含項目中期和項目結(jié)束兩個時間段，在課設規(guī)定時間段內(nèi)每個項目組非負責人要參與項目中期答辯、在項目結(jié)束時組員必須全部到場，由項目負責人參與答辯。項目結(jié)束后的論文撰寫為一人一份，要求學生必須手寫設計部分，突出自己所完成的內(nèi)容部分，格式必須符合要求。其中答辯成績占40%，論文占60%，具體的打分要求按工程認證的方式。

因為學生人數(shù)多，不可避免會有學生抽到一樣的題目，在這種情況下，采用競賽的方式，在同等情況下看學生完成的電源的性能指標參數(shù)再綜合考慮成本，重量等因素給分。

3 結(jié)束語

目前“電力電子技術(shù)課設”的教學現(xiàn)狀是“僧多粥少”，在無法改變教學資源的現(xiàn)狀下，本文通過改革課程教學模式、教學內(nèi)容和考核方式走出了一條新路，最大限度的提升了學生的工程實踐創(chuàng)新能力，符合學院的培養(yǎng)目的，為社會培養(yǎng)輸送具有核心競爭力的工程實踐性人才。

參考：荊紅莉，趙鵬等，MATLAB在電力電子技術(shù)教學中的應用：榆林學院學報，2015；陳宏，基于Matlab的電力電子技術(shù)課程的教學探討：實驗室科學，2013；陳薇，郝雯娟，胡芬巧，錢荔，自動化專業(yè)軟件類課程教學改革與探索：電子世界，2016。