独立学院“电力电子技术课程设计”改革

钱荔

摘 要： “电力电子技术课程设计”是高等学校电气工程及其自动化专业的实践课，课程时间短，任务重，侧重动手能力培养，对软硬件要求较高。本文在分析独立学院学生特点和“电力电子技术课程设计”目的的基础上，对“电力电子技术课程设计”进行内容调整和实现方法改革，达到课程教学目的。

关键词： 独立学院 电力电子技术 课程设计

一、引言

电力电子技术作为一门新兴的高技术学科，在当今社会属于支撑科技，已被广泛应用于高品质交直流电源、电力系统、变频调速、新能源发电及各种工业与民用电器等领域，关系国家发展密切相关的关键科技[1]。“电力电子技术课程设计”是电气工程及其自动化专业的一门实践课，在教学和实验的基础上，对课程所学知识的深化和提高。课程要求学生综合应用所学知识，完成电源系统的设计、制作和测试，可以全面巩固和应用课程中所学的基本理论和基本方法。

金城学院作为独立学院，近几年录取的学生分数和素质都有了较大提高，同时每年考取硕士研究生的人数比例也在不断提高，原先实验教学式的课程设计方式已不再适用。自动化系作为培养电力电子技术专业人才的基地，担负着培育“掌握电气工程及其自动化领域的理论知识；具有创新精神和实践应用能力的电气工程及其自动化领域的高级工程技术人才”[2]的重任，必须在实践教学中不断改进，提高学生核心竞争力，切合社会实际，符合人才培养计划与要求。

二、电力电子技术课程设计改革

1.电力电子技术课程设计改革目的

电力电子技术课程设计目的是培养学生具有以下方面的能力：（1）独立分析能力：学生能够应用数学、物理和“电力电子技术”的基本原理，分析复杂电源问题，并通过资料查询与文件检索等方法完成对电源问题解决方案的预测。（2）项目设计开发能力：学生能够针对特定电源设计项目提出多种解决方案，设计环节中能考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。（3）制作与测试研究能力：学生能够在软硬件设计的基础上完成电源的仿真测试与实物制作，并进行实验测试验证设计结果，对出现的问题能够采用科学方法进行研究，包括实验数据调试、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。（4）团队合作与沟通能力：课程设计采用团队合作模式完成电源设计，培养学生具有一定的组织管理能力，能够在团队中承担个体、团队成员及负责人的角色。就研究问题与他人进行有效沟通和交流，包括撰写报告、陈述发言等。

除此之外，电力电子技术课程设计的动手环节使学生更好地将理论学习与实践结合起来，深入了解理论设计到实物制作的开发流程及实现方式，对后期学习其他应用性课程、参与竞赛、毕业设计及找工作有很大帮助。

原先的电力电子技术课程设计是利用现有电力电子技术实验室做简单的实验设计并验证，因为实验室是模块化设计，只能在原先模块的基础上进行简单的参数改动做实验验证或仿真验证，无法进行真正的电源开发，缺乏实际动手环节，达不到培养学生设计开发能力的目的，所以改变课程设计内容和实现方式是迫在眉睫的问题。

2.电力电子技术课程设计内容

电力电子技术课程设计时间为一周，对缺乏实践经验的学生来说，要在如此短的时间内完成一个完整电源的设计制作调试难度是比较大的。根据课程设计目的及学生的特点设置的题目为DC-DC电源的设计与制作，主要完成Buck电路或Boost电路的设计制作。一个完整的电源系统主要包含主电路、控制电路、驱动电路和保护电路，要求学生根据给定的参数完成各个部分的参数设计、仿真模型搭建验证及实物焊接与测试。

3.电力电子技术课程设计管理

电力电子技术课程设计安排在电力电子技术课程结束的前一周，时间比较紧，所以采用小组合作方式。要求：（1）分组抽签：在课程设计开始前一周，要求参与课程设计的学生自行分组，每3人为1组，每组派代表参与课设内容抽签，并进行任务分配。教师会将对应的课程设计任务书和参考资料发给学生，并对课程设计做简单讲解，使学生对自己的课设任务有基本了解。（2）资料搜集与调研：要求学生对要完成的任务做资料搜集工作与调研工作，了解电源系统的开发过程，并对搜集的资料做整理总结给出初步方案。（3）设计调试：课设开始第一天要求学生给出具体的设计方案与任务分配方式，根据任务分配情况，两天内完成主电路及控制电路参数设计，购买相关器件，搭建仿真模型，仿真验证设计并撰写相应的阶段报告，通过后进入实物制作环节，要求学生在两天内完成实物的制作与调试。

4.电力电子技术课程设计考核

电力电子技术课程设计考核分为三个方面：

（1）设计与仿真（25%）：一个完整的电源系统包含主电路、控制电路、驱动电路与保护电路等部分，前期教师会指导每个小组学生根据总体设计方案和自己的实际情况分配设计任务。后期考核时会根据设计部分的难易程度及完成情况给出成绩；

（2）实物制作与调试（25%）：实物制作与调试环节是最考验学生动手能力的部分，在最后的验收环节会让小组中的每位成员演示电源的运行过程。并对每个人完成的部分进行提问，根据回答综合给出成绩。

（3）答辩与课程设计报告撰写（50%）：答辩部分是对学生能力的培养，通过答辩可以很好地检查学生设计任务完成的质量，使教师发现学生的薄弱环节和设计困难所在，以便总结经验，有利于在今后课程设计中进一步增强教学效果[3]。答辩方式是要求参与课设的学生每人独立制作PPT答辩报告参与答辩，主要介绍自己完成的部分，并对本组课程设计任务进行总结。学生论述完成后由答辩小组提问并要求学生回答，根据学生的答辩情况给出答辩成绩。课程设计报告的要求是学生每人撰写一份，重点突出自己完成部分的内容，最后给出结论分析和展望。综合以上几项给出最后的总成绩。

三、结语

在“电力电子技术课程设计”的进程中，根据教学目的和学生特点进行相应的教学改革，以小组合作模式完成完整电源的设计制作和调试，并通过三步考核方式了解学生的完成情况。通过这样的实践过程，学生对自己所学课程有深入了解，并可锻炼其动手能力，调动学习积极性。

参考文献：

[1]王兆安，刘进军.电力电子技术（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]http：//baike.baidu.com/view/1374539.htm.

[3]魏东，陈一民.计算机控制系统课程设计教学环节研究[J].实验室研究与探索，2005.