基于卓越计划的电力电子技术课程教学改革的探索与实践

李一丹　王玉萍　郑爽

【摘 要】本文针对应用型本科电力电子技术课程教学中存在的一些问题，根据卓越计划提出的培养目标，在教学内容、教学手段及实践教学等方面进行了改革与探索，使优化后的课程更加符合卓越工程师的培养要求。

【关键词】电力电子技术 教学内容 实验 改革

当前传统的“课堂教学+验证性实验”的教学模式远不能满足社会的需求和技术的发展。因此，研究、探索和改革“电力电子技术”的教学方法和教学手段，探索与本科工程型“卓越工程师”教学体系相适应的电力电子技术教学规律和课程改革新方案具有重要而深远的意义。

一、教学内容改革

（一）教学内容的优化与更新

原则是从讲授内容划分过细及知识点联系实际薄弱向知识系统性和提高解决能力的方向转变，要在有限的学时内设计好知识结构和确定好知识点。电力电子技术课程的主要内容结构是比较清晰的，主要包括电力电子器件、各种变流电路及控制方法三大部分，其整体结构框图如图1所示。

在电力电子技术课程中，电力电子器件部分是基础，主要内容包括不可控器件、半控器件、全控器件及新型电力电子器件等。这部分内容涉及半导体物理的知识，器件内部载流子运动的原理复杂且所占篇幅大，单纯讲解器件的各种参数会使学生感到抽象，从而失去学习的兴趣。所以这部分内容教师应当有所取舍，重点介绍器件的外部特性、极限参数的应用及器件的驱动和保护，目的是让学生能够掌握各种器件的使用方法和使用中应注意的问题。对于器件的内部结构和工作原理的详细分析，可让学生自己阅读和查资料进行深入了解。

第二部分重点内容是四大基本变流电路，即AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC电路，在讲解和分析电路结构、工作原理以及波形的基础上，将教学内容与实际应用结合起来。在讲某种电路之前，先提出某个应用场景，让学生思考应用何种电能变换才能满足需求，调动学生的主动性，不能灌输式教学。强调掌握会画图（画出主电路）、会分析（分析电路的工作原理并画出工作波形）、会计算（计算重要的电气量）、会选（选择合适的功率器件）。这部分内容由于多媒体技术的运用使教学更加直观生动，效果良好。

（二）教学内容系统化

在以往的课堂教学中，教师一般按照授课计划以讲授的方式进行教学，存在课堂教授的知识点多、顺势思维多、发散思维少的缺点，缺少知识的系统化，存在学生学完之后仍不知如何应用的问题。出现这种情况的关键在于教学内容缺少系统化。

为了增加课程的系统化，教学内容应该和新技术与实际应用相结合。要传授该学科的前沿知识，介绍应用各种变流电路的实用的电力电子装置，使学生建立系统概念，所以增加了电力电子技术应用的课时，如交流变频调速装置、软启动器、电网谐波抑制技术、功率因数校正技术等内容。

二、实践教学的研究

电力电子技术强调理论联系实际，是一门实践性很强的课程。实践教学对于加强学生的实践能力、综合能力的培养十分重要。卓越工程师的培养注重的是学生工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。多年以来，我校的电力电子技术课程的实验环节是在单独开设的“电气传动工程实践”课程中完成的，在时间上与教学环节严重脱节，实验内容比较陈旧，根据新的教学计划和教学大纲，实践环节将与教学同步进行。

实验内容首先要考虑理论教学的知识难点和重点，以利于学生对基本理论、基本原理的掌握。根据教学内容的调整，保留原有晶闸管整流、逆变的验证性试验，使学生对本课程的应用有一个初步认识。在器件上以全控型器件为主，增加开关电源、变频器等电力电子装置的实验环节。

在新的实验装置建成之前，引入Matlab / Simulink仿真软件，根据要求搭建各种电力电子装置模型，在各种条件下对系统进行仿真，使学生更加深入了解设计原则、工作过程、任意地点的波形、与各参数之间的关系等，而且不受装置故障的困扰，实践证明此项探索是成功的。

为了加强学生的创新能力的培养，鼓励并指导学生参加各类竞赛，取得了一定成绩，如黑龙江省大学生电子大赛一等奖及二等奖，激发了学生对本门课程的学习兴趣。

三、结束语

综上所述，卓越计划是为了培养面向工业界、面向未来的具有极强创新能力的高质量工程技术性人才。本文通过对教学电力电子技术课程的改革及实践，表明采用这些方面能提升学生自主学习、研究问题并解决问题的实践动手能力，这将为今后培养高质量工程技术性人才奠定基础。

【参考文献】

[1]周珊.“电力电子技术”课程教学改革探索 [J].中国电力教育.

[2]董冀媛，李晓理，董洁，李擎.CDIO模式下电力电子技术课程教学改革的思考 [J].中国电力教育.

[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）.