项目教学法在电力电子技术课堂教学中的应用

【摘要】针对“电力电子技术”课堂教学内容和考核方法中存在的不足，以卓越工程师计划为出发点，将项目教学法引入课堂教学中，从完善项目类别、调整知识点结构、丰富教学考核内容方面进行了研究。实践证明，课堂教学采用项目教学法，并结合实践实验环节，实现了学生工程能力训练、明显提高了学生的学习积极性。

【关键词】电力电子技术 卓越计划 项目教学法 课堂改革

【基金项目】2011年安徽省省级质量工程项目“卓越工程师教育培养计划”，项目编号：2011289；2012年安徽省省级质量工程项目“自动化专业综合改革试点”，项目编号：2012zy071；2012年全国大学生创新创业项目“基于DSP2812的三相频率电压可调的小功率逆变电源的研究”，项目编号：201210375016。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）11-0227-02

黄山学院坐落在风景秀丽、文风馥郁的安徽省黄山市，是一所综合性的省属普通应用型本科院校。近年来，学校以转变教育思想观念为先导，把学生的工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力作为培养核心，重构课程体系和教学内容，旨在全面提高学生的创新精神和创新能力。机电工程学院自动化专业对所含课程进行综合改革，在教学过程中要求突出工程能力训练，包括工程知识，工程实施，工程设计。

一、应用型本科院校中电力电子技术课程的教学改革

随着功率控制器件及控制策略的进步，电力电子技术在各行各业的应用越来越广泛，社会对于该领域应用型技术人员需求也会越来越大。在应用型改革建设的背景之下，以省级“卓越工程师计划”项目、“自动化专业综合改革试点”项目以及全国大学生创新创业项目为契机，将工程的案例分析和应用设计引入到课程教学中，从工程技术方面灌输知识，培养适应社会需求的技术人员。

“电力电子技术”作为自动化专业的必修课，是学生了解和掌握该领域技术的唯一窗口，为使学生能够成为一名合格的应用型技术人员，其课程需要向应用型转变。

二、项目教学法在课堂教学的重要性

目前，电力电子技术的应用领域包括：铁路电力机车牵引器，新能源汽车，航空电源，船舶推动器，风力电能，太阳能发电，电网谐波治理，发电厂电气变流等等。这些设备都由电源、开关器件、驱动控制中心、负载组成，其基本原理涉及交流、直流电源之间的四类变流技术，但同时也涉及的其他领域的知识，具有跨学科性、跨章节性的特点。

电力电子技术教材的主要内容一般会详细介绍开关器件的工作原理与特性，四类变流技术的变换过程。然而，对于所要控制的被控对象特性，开关器件的驱动信号发生，以及相应的控制算法都没有介绍。可以看出，书本知识量远远小于项目本身所含知识量，且知识点之间是平行的，如图1所示，无法形成一个知识系统。

结合本校学生的学习能力特点以及现有的教学设备。为了实现工程能力训练的目标，将项目教学法引入电力电子技术课程教学过程。

项目教学法是一种开放性的教学方法，即学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程，在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容，以“项目为主线、教师为引导、学生为主体”。一方面在实践教学过程中，完善实验室设备，将实验内容与相关项目结合，完善工程实施和工程设计训练要求；另一方面在课堂教学过程中引入电力电子的工程知识。

在项目教学法的实施过程中，由于书本知识无法满足要求，教师的知识引导起了关键作用，那么课堂教学的地位不能被忽略，反而提出了更高的要求。即课堂教学需要变换模式，教学方法需要重新设计。电力电子技术课堂的教学改革从教学内容和考核方式进行。

三、项目教学法的课堂内容改革与考核方式改革

（一）现有项目的分析与完善

“基于DSP2812的三相频率电压可调的小功率逆变电源的研究”作为全国大学生创新创业项目。该逆变电源系统结构由几个模块组成，如图2所示，分别为调压器模块、二极管整流桥模块、PWM信号控制模块、3路IGBT全桥模块、电压电流采样模块、滤波电路模块。将这些模块重新组合，结合四类变流技术与控制对象，形成新的扩展项目，如圖2所示。

（二）课堂教学的教学内容改革

教学内容按照完成项目实施过程为顺序，包括项目背景、设计要求、详细方案、技术线路、现场调试过程、验收标准。将涉及到的知识点融入到整个过程中，并连贯成为一个系统，如图3所示，以四个项目的控制对象所要达到的控制需求为出发点，确定引入那种变流技术，再分别进行开关器件选型、原理介绍和PWM控制算法选择，最后调整算法参数，比对实际效果与预期效果，使得实际效果接近预期效果。 （三）课堂教学的考核方式改革

传统的课程考核方式为：平时成绩10%，实验成绩20%，期末成绩70%，这种考核方式无法调动学习热情，学生只是为了考试而看书；为此，采用新的考核方式：即过程参与考核方法，如图4所示。分别为课程参与度评价（parti？鄄cipate）、系列的过程评价（series）、期末考核（final），简称为PSF考核方式。这种方法着重考查学生在该门课程的参与程度，学习态度和学习效果。其中的仿真设计和论文撰写以小组的形式进行。

四、项目教学法在课堂教学的效果

将“项目教学法”引入电力电子技术课堂教学中，通过课堂教学内容和考核方式改变，满足应用型课程改革建设的要求，将电力电子技术的项目应用知识与书本知识相关联，激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，学习态度明显提升，达到了工程能力训练，培养学生团队合作精神。同时，教师也需要不断的学习，提高自己的专业水平能力，把握电力电子技术领域的前沿，最大化的发挥“教师引导作用”。

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作者简介：

陈佩军（1982.09-），男，安徽黄山人，助教，研究方向：控制理论与控制工程。