浅谈以应用型为目标的电力电子技术教学改革

李文谨 王恩亮

【摘 要】电力电子技术是电类专业尤其是电气及自动化专业的核心基础课程。以应用型人才培养为目标的电力电子技术课程教学改革，旨在突出课程的实践性和应用性，引导学生建立必要的专业素养，为学生就业及今后在工程领域的发展奠定良好的基础。本文围绕电力电子技术教学改革目标，结合作者自身教学经验，对课程教学中存在的问题进行了思考和分析，阐述了改革的思路、提出了改革方案，并对方案的实施和教改的特色做了介绍。

【关键词】电力电子技术;应用型;教学改革

近年来，如何实现绿色用电、寻求新型清洁能源成为各国关注焦点。我国正处在经济快速发展阶段，也是工业由粗放型耗能型向集约型节能型转换的时期。电力电子技术不仅可实现提高用电效率、改善用电品质，同时也是光伏发电、风力发电等新能源利用所必须的技术基础，因此目前被广泛的应用于传统工业和高新技术产业[1]。近年来我国电类专业尤其是电气及自动化专业纷纷将其作为课程体系中的核心基础课程之一。

电力电子技术具有广泛的学科涵盖性、工程实用性和知识延展性[2]。它既与电类专业电路基础、模拟电路、数字电路等公共基础课程有着密切关联，同时又与电机拖动等专业课程相辅相成。由于该课程横跨强电、弱电和控制技术，对教师和学生的专业知识面和综合能力都有较高要求，因而是一门难教难学的课程。

1 教学改革的目标与思路

作为一所培养应用型人才的高校，在课程改革中须明确人才培养层次，紧扣“应用”二字，才能厘清改革思路，树立正确的改革目标。为在电力电子技术课程改革中凸顯我校“应用型”特点，改革目标主要是以下几点：

1.1 围绕应用型人才培养目标改变教学思路

在广泛调研的基础上，通过课程组讨论，改变传统的教学思路，突出对学生工程应用素质的培养。针对学生能力和需求的差异，将教学内容分为基础知识掌握、应用能力提升和创新培养三个渐进层次，其中最低层次教学满足就业需要，后两个层次则以满足职业发展需求和培养创新能力为目标。通过课堂教学内容的改革，体现课程综合化趋势，结合先进的教学手段，帮助学生打好扎实理论基础，设计贴合实际应用的实验特别是实践教学环节，提升学生的应用能力，培养学生自主学习和终身学习的能力，保证学生的知识、能力和素质获得全面提高。

1.2 围绕能力培养，深化教学方法改革

根据学生毕业后从事职业所必需的能力，在教学过程中，弱化对教材中过于复杂电路的理论分析和公式推导，突出对实际电路应用和设计的分析。同时充分利用多媒体教学的优势，增加理论教学趣味性。加强实践性教学环节，通过实验、课程设计等实践性教学内容锻炼学生的实际动手和电路分析能力，发挥学生潜力。在教学中积极推广相关的学习工具和应用软件的使用。

1.3 通过课程改革，提高教师教学水平与科研能力

新型元器件、电路拓扑和控制技术的不断涌现，使电力电子技术课程的内容更新较快。通过课程教学改革，激励教师及时更新知识储备，做好新知识、新技术的学习与传授，使课堂教学更能体现时代性，并使教师自觉提高自己的教学水平。同时，依托我校已建成的电力电子实验室，鼓励教师开发适用于各层次、满足不同专业侧重点的实验和实践环节，使教师通过指导学生课程设计、毕业设计，并结合企业项目需求，开发出多项科研教研项目，使教师科研能力得到提高。

1.4 为课程群建设、产学研相结合的进一步探索研究奠定基础

电力电子技术已逐步发展成为一门由现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术多学科相互渗透的综合性技术学科[3]。通过课程改革，为电力电子技术精品课程建设、课程群建设奠定良好基础。此外，通过课程改革，探索适用于我校的电类专业卓越工程师特色培养模式，并促进教科研和企业项目合作与承接等工作的深入开展。

2 教学改革方案的实施与主要特色

为努力改变该课程原有的难教难学的状况，教学改革方案从以下几个方面实施：

2.1 重新编排教学内容，突出课程实用性和趣味性

改变传统教学中对四大变流电路孤立、单一的学习模式，引入生活中常见电路以及电子小制作的实例，通过一系列具体电路系统设计过程的演示，将《模拟电路》、《电机与电气》等前期专业课程的知识与《电力电子技术》所学理论知识相联系，展现课程强弱电结合、多学科融合的特点。并且，在保证理论基础扎实前提下，增加日常电路分析和设计实践环节在整个教学过程中所占比重，以实例激发学生自主学习兴趣，以兴趣带动能力培养，在这一过程中培养学生的读图、分析、画图、简单电源电路设计等能力，实现理论与应用相辅相成、有机结合，最终提升学生工程应用方面的综合素质。

2.2 采用引导型教学方式，注重教学过程中的互动性和学生分析解决问题能力的培养

授课过程中注意开展互动，通过采用提出启发性问题—共同讨论—获得结论—实验验证的方法，在教师“教”与学生“学”的过程中不断发现问题和新的突破点，将学生被动接受知识的过程转化为其不断解决问题的过程，使学生主动学习、开放思维，并在此过程中加深相关理论的理解，训练其分析和解决问题的能力。

2.3 充分发挥多媒体教学优势，改变理论教学抽象、刻板的现状

电力电子技术重视对电路波形的分析。课程原有的单一的板书或简单PPT课件加板书的传统授课形式课堂信息量较少，不够直观，不能解决学生缺乏学习兴趣，接收效果较差等问题。利用PowerPoint、Flash、视频等多媒体手段，不仅能使波形分析更为直观，还能方便地展示电路在不同条件下的工作状态，以及课程内容在实际生产中的应用。既可使教学内容更加丰富，还使分析过程不再枯燥抽象，分析结果生动醒目，便于学生理解。

2.4 以实际系统分析为手段，提高学生知识融会贯通的能力

改变对变流技术中各典型电路孤立的讲解，通过带领学生进行典型的电力电子系统分析，结合系统供电、控制等模块电路结构、原理的介绍，体现该门课程电力、电子和控制学科间的交叉性，使学生学会将与课程相关的专业课内容灵活运用于电路分析和设计应用中，提高他们对所学知识的融会贯通能力。

2.5 引入专业常用仿真软件，激发学生学习兴趣，培养基本专业技能

专业仿真软件在现代工业设计及应用中的作用越来越显著，掌握一至两种仿真软件工具将成为工科学生应具备的基本素质之一。同时，在教学过程中，利用仿真软件对电路工作情况进行仿真，可以使分析过程更为直观，有利于激发学生学习兴趣。目前，电力电子仿真软件主要有Matlab、Pspice、SIMetrix/SIMPLIS和Saber等，其中Pspice和Matlab在开关电源开发应用中具有重要作用，被相关企业广泛运用[4]。在教学改革中，通过在课堂教学和实验环节中引入建模的基本原理与过程，既能使课堂教学和实验更加生动直观与安全，还能引导学生学习软件的应用，使他们具备基础建模能力，有助于满足企业对于学生基本专业技能的要求。

2.6 开发一批设计性、综合性研究实验，培养学生的应用、创新能力

利用学校电力电子实验室和软件仿真的资源，结合当前热门课题和企业需求，开发一些设计性、综合性较强的实验，或通过课程设计、毕业设计的方式指导带领学生进行研究设计。实验的开发以培养学生应用创新能力为主要目的，既有助于学生巩固所学知识，提高知识综合运用能力，又可为电子设计大赛等专业比赛人才选拔奠定基础。

2.7 以课程改革为契机，积极拓展校企合作途径，开发产学研项目，提升教师科研水平

在课程改革中，积极寻求校企合作的新途径，深化校企合作的内容，将企业实际项目作为教学的实践、提升环节，依托学校的实验实训中心，以教师为主导，学生进行设计、验证配合，不仅可以极大地激发学生学习和实践的兴趣，同时也有利于教师自身科研水平的提高。

3 结语

总之，从培养适应社会经济发展需要的工科應用型人才角度出发，有针对性地开展对电力电子技术这门学科的教学改革，才能使该课程做到理论实践紧密相连，保持课程的实用性、先进性，体现其既具有理论深度，又与实际操作紧密结合的综合性特点。同时，通过在校期间对学生工程能力上的提前训练，使他们具备工程型应用型人才的特点，帮助其建立必要的专业素养，能为学生就业及今后在工程领域的发展奠定良好的基础。

【参考文献】

[1]郑琼林.绿色能源科技推动电力电子技术新发展[J].大功率变流技术，2010（1）：10-141.

[2]关晓菡，张卫平.张东彦国内外高校电力电子技术教育现状综述[J].电气电子教学学报，2006（2）：4-8.

[3]唐杰，林立，刘家芳，等.电力电子技术课程研究性教学的探索与实践[J].中国现代教育装备，2011（3）：76-78.

[4]荣军，丁跃浇，张敏，等.计算机仿真软件在“电力电子技术”教学中的应用[J].中国电力教育，2011（12）：173-174.

[责任编辑：汤静]