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高校電力電子技術(shù)課程教學(xué)改革
高校電力電子技術(shù)課程教學(xué)改革【1】
【摘 要】目前我國關(guān)于電力電子技術(shù)教育課程中尚且存在一定弊端，結(jié)合各高校中的教育目標(biāo)，本文針對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)結(jié)構(gòu)以及教學(xué)過程中的實(shí)踐等多個(gè)方面進(jìn)行分析研究，并對(duì)其進(jìn)行改革。
實(shí)行改革后電力電子技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量有所提高，改革效果顯著。
【關(guān)鍵詞】高校;電力電子技術(shù);教學(xué)改革
電力電子技術(shù)的發(fā)展時(shí)間較短，是20世紀(jì)后半期出現(xiàn)并興起的。
發(fā)展至今，電力電子技術(shù)已不再是單純的一門學(xué)科，而是融合了電力、電子、控制三方面的的突破性工程技術(shù)學(xué)科[1]。
在各大高校開展的電氣自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、過程控制等學(xué)科中，電力電子技術(shù)都屬于必要的基礎(chǔ)性課程，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
在國際上，電子技術(shù)有專門的定義標(biāo)準(zhǔn)：有效地使用電力半導(dǎo)體器件，應(yīng)用電路和設(shè)計(jì)理論以及分析工具，實(shí)現(xiàn)電能的高效變換和控制的一門技術(shù)[2]。
自二十世紀(jì)末期，電力電子技術(shù)發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段，不斷涌現(xiàn)新器件和新的控制形式，由此給教學(xué)內(nèi)容也帶來了新的要求。
但是，課程教學(xué)大綱以及教學(xué)內(nèi)容更新是一個(gè)緩慢的過程，難以跟上實(shí)際生產(chǎn)的步伐。
另外，在以往電力電子技術(shù)教學(xué)中，教學(xué)方法單一，內(nèi)容含量低，課堂上教師與學(xué)生互動(dòng)性差，難以激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)該專業(yè)的興趣;主要以課堂傳授為手段，實(shí)踐機(jī)會(huì)少，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力不足，與高等職業(yè)教育教學(xué)目的存在較大差距。
所以，高校開展電力電子教學(xué)改革迫在眉睫。
1 建立順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求的教材結(jié)構(gòu)
1.1 調(diào)整教學(xué)大綱，重組教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)大綱是教育課程開展的基準(zhǔn)，一定要落實(shí)到教學(xué)實(shí)踐中。
教學(xué)大綱的調(diào)整擬定要堅(jiān)持“突出學(xué)生主體地位，以就業(yè)方向?yàn)橹笇?dǎo)，學(xué)習(xí)內(nèi)容以實(shí)踐為目的，掌握度量以夠用為基準(zhǔn)”的原則[3]，根據(jù)大綱不斷更新學(xué)習(xí)內(nèi)容，有利于在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)將教學(xué)內(nèi)容高效率的灌輸給學(xué)生。
新大綱的修訂將電力電子技術(shù)課程劃分為多個(gè)模塊，這些模塊在不同的學(xué)科中所側(cè)重的方面也有所不同，并且更加強(qiáng)調(diào)課程的實(shí)用性。
對(duì)于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)逐漸淘汰的內(nèi)容逐一刪減，并增加了生產(chǎn)實(shí)踐中較為實(shí)用的內(nèi)容，如全控器件、控制電路等，以往的逆變電路內(nèi)容全部由全控器件代替;另外，在改革后的教學(xué)大綱中，還設(shè)立了專門有關(guān)學(xué)科發(fā)展動(dòng)向的模塊，如智能功率、軟開關(guān)技術(shù)等;對(duì)電力電子技術(shù)在工程中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，包括交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)以及各種電源及其他方面等，增強(qiáng)“教”、“學(xué)”二者的密切性。
1.2 以教學(xué)大綱為依據(jù)，健全教材體系
選擇教學(xué)內(nèi)容時(shí)要緊貼大綱，選擇符合教學(xué)大綱要求的理論教材和實(shí)踐教材，為教學(xué)課程的開展提供物質(zhì)基礎(chǔ)。
目前使用有關(guān)電力電子技術(shù)的教材種類多樣復(fù)雜，但并沒有完全能夠適應(yīng)高校教育的教材。
一般的教材都具有豐富的理論內(nèi)容，這是好的一方面，同時(shí)也是不好的一方面。
由于過強(qiáng)的理論性，導(dǎo)致數(shù)學(xué)計(jì)算太難，超出了高校學(xué)生的能力范圍，并不適合其學(xué)習(xí)[4]。
另外，有些教材中雖然對(duì)各項(xiàng)工程應(yīng)用都有涉及，但大多是過時(shí)或即將被淘汰的技術(shù)內(nèi)容，學(xué)習(xí)意義不大。
所以，選擇內(nèi)容編寫合適教材是非常重要的。
2 改變以往教學(xué)體系，整體促進(jìn)素質(zhì)提高
2.1 緒論的重要性
緒論在整個(gè)課程教學(xué)中占有重要的向?qū)恢�，從某種程度而言，如果第一次課程內(nèi)容不成功，將會(huì)導(dǎo)致整期課程教學(xué)的失敗。
緒論作為整個(gè)課程教育中的第一節(jié)，要向?qū)W生介紹本專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)任務(wù)以及與該課程的聯(lián)系，課程開展的鋪墊、后續(xù)，為學(xué)生全面掌握該專業(yè)提供基礎(chǔ)和便利。
并且，還要向?qū)W生介紹目前電力電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，選擇合適工程實(shí)例對(duì)電力電子技術(shù)在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)體質(zhì)中的重要地位進(jìn)行闡述，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)的濃烈興趣，了解其作用以及課程內(nèi)容包括哪些，應(yīng)該以怎樣的心態(tài)和方法來學(xué)習(xí)，從而為電力電子技術(shù)課程教學(xué)開展奠定基礎(chǔ)。
2.2 教學(xué)手段現(xiàn)代化
無論是電力電子技術(shù)課程教學(xué)還是其他的專業(yè)課程中，主要的教學(xué)方法還是較為傳統(tǒng)的教學(xué)方法：課堂上以平面板書、單純口述為主。
而電力電子技術(shù)課程中，包括很多有關(guān)電路圖或其他圖形以及公式推導(dǎo)內(nèi)容，教師在授課過程中還要花費(fèi)一定量的時(shí)間在畫圖推導(dǎo)上，導(dǎo)致課堂時(shí)間縮水。
且這種單一的教學(xué)方式容納信息量少，學(xué)生收益率低，教師授課過程困難。
多媒體教學(xué)能夠形象的表現(xiàn)圖像、視頻、聲音、文字等，是現(xiàn)在教育教學(xué)的必然發(fā)展趨勢(shì)。
所以，電力電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)該采用多媒體教學(xué)方式，不但能減輕教師的授課勞動(dòng)量，還可以充分利用課堂時(shí)間，進(jìn)行教師與學(xué)生的雙向互動(dòng)，從而提高課堂效率。
3 加強(qiáng)實(shí)踐，重點(diǎn)培養(yǎng)工程應(yīng)用能力
3.1 強(qiáng)化基礎(chǔ)實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練
目前國際高等工程教育界以就工科專業(yè)方面達(dá)成共識(shí)：“實(shí)踐才是工科專業(yè)的根本”。
理論基于實(shí)踐，且服務(wù)于實(shí)踐。
尤其是在高校電力電子技術(shù)課程教育中，為了培養(yǎng)出高素質(zhì)高技術(shù)人才的目標(biāo)，進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)是非常必要的。
電力電子技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，想要完全掌握這門課程，實(shí)踐教學(xué)是必不可少的。
授課教師應(yīng)該利用自身所具備的的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生提供電力電子技術(shù)的實(shí)踐平臺(tái)。
教學(xué)中涉及到的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一般都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，包括單相橋式全控整流電路的相關(guān)性能研究，交流調(diào)壓電路研究等。
但是，雖然是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其過程中涉及到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)測(cè)量取得與處理等，仍然能為學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3.2 調(diào)整綜合性與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)所占比重
電力電子技術(shù)教學(xué)中，除了要加設(shè)基礎(chǔ)驗(yàn)證試驗(yàn)外，結(jié)合其他課程，研制出綜合性比較強(qiáng)的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，為他們能夠經(jīng)受一定的考驗(yàn);另外，授課教師也可以制定設(shè)計(jì)條件和目的，給學(xué)生自主創(chuàng)造的機(jī)會(huì)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，并驗(yàn)證其設(shè)計(jì)結(jié)果，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理且可行[5]。
課堂中吸收的理論知識(shí)可以在實(shí)踐中得以應(yīng)用，還可以通過實(shí)踐獲得解決問題的能力，以及深化理論知識(shí)的掌握程度。
4 結(jié)束語
教育活動(dòng)性質(zhì)比較特殊，屬于實(shí)踐活動(dòng)。
“教學(xué)”是一個(gè)雙向過程，應(yīng)該包括“教”與“學(xué)”兩者的交流。
在教學(xué)活動(dòng)過程中，參與者包括教學(xué)者和被教學(xué)者，兩者地位要協(xié)調(diào)平衡，不能過于突出教學(xué)者作用和地位。
作為教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo)者，教學(xué)者應(yīng)該明確自身主導(dǎo)地位以及學(xué)生的主體地位，由以往教學(xué)中單方面的灌輸轉(zhuǎn)到雙向溝通，精心選擇教學(xué)內(nèi)容，提出趣味性問題引導(dǎo)學(xué)生，從而使學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)。
通過以上電力電子技術(shù)課程教學(xué)方面的改革，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)于這項(xiàng)學(xué)科的興趣，提高其主動(dòng)性，并在不斷的實(shí)踐中獲得創(chuàng)新能力以及遇到問題的解決能力。
當(dāng)然，教學(xué)改革是一個(gè)漫長而困難的過程，只有通過對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段和實(shí)踐教學(xué)等方面的積極探索，真正強(qiáng)化教學(xué)質(zhì)量，才能夠?qū)崿F(xiàn)培養(yǎng)大批實(shí)用性人才的教育目標(biāo)。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]陳新，王慧貞，龔春英，等.淺析“電力電子技術(shù)”專業(yè)課程教學(xué)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010(32)：48-49.
[3]李旭春，王春風(fēng).創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué) 提高電力電子基礎(chǔ)課程教學(xué)效果[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012(7)：11-13.
[4]茅靖峰，顧菊平，王亞芳.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)“現(xiàn)代電力電子技術(shù)”教學(xué)實(shí)踐研究[J].中國電力教育，2012(33)：32-33.
[5]王亞芳，郭曉麗，茅靖峰.現(xiàn)代電力電子技術(shù)課堂教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國教育技術(shù)裝備，2013(18)：102-103.
電力電子技術(shù)課程教學(xué)改革【2】
[摘要]《電力電子技術(shù)》是高職電氣類的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門工程應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。
本文結(jié)合高職學(xué)生特點(diǎn)，從培養(yǎng)學(xué)生興趣、豐富教學(xué)手段和方法、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)三個(gè)角度出發(fā)，探討了《電力電子技術(shù)》教學(xué)改革的內(nèi)容，并認(rèn)為只有通過實(shí)踐環(huán)節(jié)，將理論與實(shí)踐實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合，才能從根本上提高學(xué)生的能力和素質(zhì)。
[關(guān)鍵詞]電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;能力培養(yǎng)
1.引言
電力電子技術(shù)是橫跨電子、電力和控制三個(gè)領(lǐng)域的一門綜合學(xué)科，是電氣信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。
它不僅用于一般工業(yè)，也廣泛用于電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、交通運(yùn)輸、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)等，在照明、空調(diào)等家用電器及其他領(lǐng)域中也有著廣泛應(yīng)用。
2.電力電子教學(xué)的現(xiàn)狀
(1)教材的問題。
教材內(nèi)容的更新與電力電子技術(shù)的發(fā)展不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致了課堂教學(xué)知識(shí)與實(shí)際工程實(shí)踐相脫節(jié)。
(2)教學(xué)手段。
目前的教學(xué)基本沿用以課堂教授為主，多媒體教學(xué)和實(shí)驗(yàn)為輔。
電力電子課程的特點(diǎn)決定了，前2章以公式計(jì)算和微積分知識(shí)為主，容易讓學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，實(shí)驗(yàn)課多以做完實(shí)驗(yàn)草草了事，“知其然，而不知其所以然”教學(xué)效果大打折扣。
(3)實(shí)驗(yàn)的問題。
電力電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新較慢。
這使得教學(xué)工作比工程實(shí)際滯后得多，對(duì)于學(xué)生能力的培養(yǎng)和將來的就業(yè)是很不利的。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，綜合性和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)較少，這樣學(xué)生的主觀能動(dòng)性沒有更好地發(fā)揮出來，始終處于被動(dòng)地位，不利于其綜合素質(zhì)的提高和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。
(4)現(xiàn)代教育技術(shù)與創(chuàng)新的問題。
過去教學(xué)中很少采用現(xiàn)代教學(xué)手段，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新不夠重視。
這不利于豐富課堂教學(xué)內(nèi)容和提高教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量，也不利于培養(yǎng)出社會(huì)需要的復(fù)合型人才。
3.教學(xué)改革討論
3.1選取合適的教材
“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系的改革必須把素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)擺放在第一位。
針對(duì)高職學(xué)生的特點(diǎn)，黃石職院采用人郵版《電力電子技術(shù)》作為主干教材。
與此同時(shí)，結(jié)合新技術(shù)和教育發(fā)展的要求，選用西安交大黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》和《電力電子技術(shù)與MATLAB仿真》作為參考資料，采用項(xiàng)目式的教學(xué)方法，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，輔以企業(yè)參觀等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親身感受到電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用和重要性，提高了學(xué)習(xí)興趣。
3.2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)
(1)電力電子技術(shù)課程中的基本電路是應(yīng)用電力電子器件構(gòu)成各種可控硅整流和調(diào)壓電路，這些電路要求學(xué)生全面掌握，而晶閘管是一種常用的電力電子器件，過載能力強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，其構(gòu)成的觸發(fā)電路，調(diào)試方法，電壓與觸發(fā)角的關(guān)系應(yīng)作為重點(diǎn)內(nèi)容。
(2)根據(jù)電力電子技術(shù)在工程中的作用，重新對(duì)課本內(nèi)容整合，歸納為以下幾個(gè)模塊：
�、倨骷匦哉J(rèn)知模塊：晶閘管SCR，可關(guān)斷晶閘管GTO，電力晶體管GTR，電力場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET，絕緣柵雙極管IGBT的工作原理，參數(shù)選擇，應(yīng)用場(chǎng)合，使用方法;
�、谧兞髂K：整流過程(A-D)要求學(xué)生不僅會(huì)電路計(jì)算，更重要的是具備電路設(shè)計(jì)能力，完成整流;逆變(D-A)主要是對(duì)三相逆變電路的原理;斬波(D-D)主要分析的是降壓式、升壓式斬波電路。
實(shí)施過程中，以學(xué)生為主，老師引導(dǎo)監(jiān)督，不要求學(xué)生一步到位，更注重其能力培養(yǎng)。
③開關(guān)電源模塊。
主要是單相交流調(diào)壓和三相交流調(diào)壓過程進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)光電耦合開關(guān)進(jìn)行分析。
4.MATLAB仿真教學(xué)
MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件。
MATLAB主要用于解決科學(xué)和工程的復(fù)雜數(shù)學(xué)計(jì)算問題。
由于它使用方便、輸入便捷、運(yùn)算高效、適應(yīng)科技人員的思維方式，因此受到用戶的歡迎，使它成為在國內(nèi)外高校教學(xué)和科學(xué)研究的常用軟件。
電力電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)選用其中的Simulink模塊，該工具箱的功能是在MATLAB環(huán)境下，把一系列模塊連接起來，構(gòu)成復(fù)雜的系統(tǒng)模型。
其中的電力系統(tǒng)(PowerSystem)仿真工具箱，功能非常強(qiáng)大，可用于電路、電力電子系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域的仿真，它提供了一種類似電路搭建的方法，用于系統(tǒng)的建模。
下面以單相半波可控整流電路為例，得出的波形圖
通過仿真實(shí)驗(yàn)后，我們對(duì)電氣自動(dòng)化班的39人學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了測(cè)評(píng)，97.6%的學(xué)生幾乎掌握了所有的電力電子器件，已經(jīng)有9870的學(xué)生會(huì)搭單相半波、橋式電路，90%的學(xué)生會(huì)搭三相半波橋式電路，89%的學(xué)生已經(jīng)了解升壓式、降壓式斬波電路，更有85%的學(xué)生對(duì)觸發(fā)電路掌握比較深刻。
絕大多數(shù)學(xué)生都比往年在教室上課掌握了更多的電力電子知識(shí)。
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