电力电子技术教学改革探索

【摘 要】本文针对电力电子教学中教学内容落后、教学方法单调、实践教学不足等问题，提出更新教学内容、丰富教学方法和手段、加强教学实践、构建网络学习平台、引入微课教学等措施，以适应高等职业院校应用型人才模式的培养。

【关键词】电力电子技术 教学改革 教学内容

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2018）04C-0162-02

电力电子技术涉及计算机、自动控制、电子等相关学科，知识结构复杂，内容抽象难懂，是一门较难教学的课程，对教师的授课能力和学生的学习能力提出了严峻挑战。传统的教学模式侧重于理论知识的灌输，没有与学生形成积极有效的互动，且忽视了实践教学的重要性，对电力电子相关企业的人才需求调研不足，导致培养出来的学生动手能力差、职业素养不高，难以适应社会的需求。因此，为调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的职业素养并满足企业的需求，对当前电力电子技术的教学改革探索就显得尤为重要。

一、电力电子技术教学存在的问题

（一）教学内容落后。一方面，目前高职的电力电子课程教学内容仍偏陈旧，大部分内容侧重讲授半控型电力电子器件的结构和原理，如晶闸管整流电路、晶闸管调光灯电路等，这些教学内容已无法跟上时代的发展。另一方面，由于电力电子种类较多，很多电力电子教材在不同章节和内容上衔接性不强，出现了脱节的现象，没有做到前后连接贯通，教学内容跳跃性很大，致使学生在学习新知识的时候，因为知识点跨越较大而难以理解，甚至是找不到头绪，学完后面忘了前面，无法全面理解课程的内容。然而，进入21世纪，电力电子技术的发展突飞猛进，现代工业企业都是使用以新型电力电子器件为主的设备，例如IGBT和MOSFET等新型全控型器件，而传统的教学却很少涉及这方面的内容。因此，培养出来的学生很难成为高素质的技能型人才，无法完全适应社会以及企业的需求。

（二）教学方法单调。电力电子技术教学内容比较抽象，尤其涉及具体电路的电压电流波形，例如整流电路的输出电压波形、逆变电路的逆变角分析等，学生对此往往一头雾水，很多学生甚至产生厌学的情绪。实际上，电力电子技术需要较强的抽象思维能力，因为该课程不像其他电气类基础课程（例如电工基础）那么直观易懂。而老师一般也就是在黑板上画出电路的电压波形，然后对那些电压波形进行分析讲解。在整个教学过程中，学生处于被动学习的状态，既无法了解电路的实际搭建方法，也缺乏电力电子技术的具体、直觀的电流电压变换过程。因此，造成教师教学过程疲惫不堪、学生吸收效果差的情况。即使高职院校现在已经普遍采取多媒体的教学模式，但鉴于学生最需要的是对产品工作过程和构建过程的感官了解，所以仅仅依靠上述单一的教学手段和方法是无法满足这个需求的。

（三）实践教学不足。电力电子对实践教学有较高的要求，但就目前情况来看，很多学校仍然延续传统的教学模式，以理论分析教学为主，忽视了实践教学的重要性。而且，很多学校普遍缺乏相关的实验教学设备。即使有电力电子实验设备，其实验教学内容也极其落后，基本都是以晶闸管等半控型设备的实验内容为主，远远不能满足实践教学的要求。同时，当前电力电子技术和设备更新极快，更加剧了实践教学和理论教学的进一步脱离。而学生要真正拥有操控电力电子产品的能力，就必须要有实验操作，最好是有现场的工程体验，但目前实践操作已成为高职院校电力电子专业的一块短板，由于学校的实验实训资源薄弱，可考虑在高职院校加强与企业合作的教学模式来增强学生的实操能力。

二、电力电子技术教学改革的措施

（一）与时俱进更新教学内容。合适的教学内容能起到事半功倍的效果，对电力电子技术这门课程尤为如此。当前，电力电子技术突飞猛进，因此，如何跟上时代的发展，培养满足社会要求的电力电子技术人才，是摆在我们面前的一道难题。

培养电力电子技术人才的目的，是为了适应社会企业的需求。我们以广西大容山风力发电场的风力发电项目为切入点，将双馈型风力发电机的学习贯穿于整个教学过程。电力电子技术包含四大模块：整流模块（交流变直流）、逆变模块（交流变直流）、斩波模块（直流变直流）以及变频模块（交流变交流）、而双馈型风力发电机包含了整流模块（交流变直流）、逆变模块（交流变直流）、斩波模块（直流变直流）三大模块，完全可以满足教学需求。通过学习风力发电项目，学生能将这几大学习模块前后衔接起来融会贯通，并且加深对电力电子的实际应用的理解。并且，我们以就业需求为导向，以企业对电力电子人才的要求为教学目标，培养出来的学生更容易成为高素质的技能型人才。

（二）丰富教学方法和手段。传统的教学方式，老师在黑板上板书讲解电力电子的相关数学公式和电路波形，老师所能传授的知识量有限且枯燥无味，学生很容易厌倦。与此相比，多媒体教学在教学形式上更为直观，教学内容也更为丰富，更受学生喜爱。并且，我们在讲解相关的公式推导和分析电路波形时，还可以借助动画课件，使学生更容易理解、掌握相关的教学内容。因此，采用多媒体教学能有效提高电力电子技术课程的教学质量。

另外，电力电子仿真软件MATLAB能对电力电子的相关电路进行仿真分析。MATLAB是以阵列为基础的一种科学计算语言。而作为MATLAB重要组成部分的Simulink仿真单元人机界面友好，且具有丰富的模块库，以电力系统模块库的模块框图进行计算和仿真，具有较好的直观性和操作性。学生掌握这一工具后，可以主动调整电力电子电路的参数以观测不同的电路波形，容易培养学生的学习主动性和积极性；学生也更容易掌握相关的知识。教师可以设置相关的故障并要求学生排除，使学生对电力电子电路的原理和工作过程的认识更为深刻，从而加强学生和老师的互动性，丰富教学资源。随着MATLAB仿真平台的逐渐丰富，它必将成为日趋完善的仿真工具。将MATLAB仿真技术加入到现代化教育领域，可以充分实现理论与实践相结合、直观性和灵活性相结合的教学模式，加深学生对知识点的理解和掌握，提高授课效率和课堂效果。

（三）加强教学实践。当前电力电子教学课程的实践教学环节比较薄弱，很多院校只开设了基本的实验，大部分都是晶闸管的整流电路部分，这些实验内容过于简单陈旧。为解决此问题，我们在新学期开始时，通过社会调研和实践分析，选定一些经典、先进的电力电子技术电路，并且买好相关的电力电子元件，在授课的过程中要求学生自己动手搭建相关的电路模块。这样，学生能够一边学习理论知识，一边动手操作，达到理论与实践相结合。

此外，我们要求学生熟练掌握MATLAB仿真工具，在教学过程中也要求学生编写相关的电力电子仿真电路。并且将学生分成小组，每小组分配不同的电力电子课题，要求学生在课程结束前完成。期末时，以小组为单位进行现场操作、演示答辩。这样一来充分调动了学生学习的积极性和主动性，改善了教学质量。最后根据学生在实践和仿真课题中的学习态度、实践报告和期末演示答辩等多方面来综合考核，客观评价学生的学习成绩，确保每位学生都具有良好的实践动手能力。

电力电子技术突飞猛进，仅仅依靠在校园埋头苦学是行不通的。为进一步跟上电力电子技术的发展及企业需求，我们加强与校外企业的合作。在教学过程中，邀请企业工作经验丰富的工程师到学校给学生做报告，讲授电力电子技术的发展前沿知识及先进的设备装置，使学生对所学专业在企业实践中的应用有一定程度的了解，提高学生的学习热情和动力。并且，在期中安排学生到风力发电场和光伏发电场等与电力电子技术紧密相关的企业参观学习，让学生对电力电子设备有最直接的感官认识，增强学生的职业素养，有利于毕业后与相关企业的无缝对接。

（四）构建网络学习平台。我们充分利用互联网及智能手机的普及这一基础，抓住学生对手机特有的依赖感和亲和力这一特点，搭建电力电子技术学习公众微信平台，在微信平台不定期为学生推送电力电子技术的相关学科前沿资讯，学生通过微信平台也可以下载每节课的教学课件、教学大纲以及学习指导和MATLAB仿真实例和模型。学生也可以把手机作为学习工具，在微信平台与同学进行学习交流，分享自己的学习体会和学习资料，也可以与老师进行在线沟通互动，及时解决疑问，提高学习效率和质量。微信平台利用得当，可以大大调动学生的学习积极性和兴趣，扩大教学资源和教学模式，实现对课堂教学的有效补充。

（五）引入微课教学。电力电子技术课程在结构原理上比较复杂，工程实践方面的要求也比较高，最主要的是，电力电子电路具有非线性理论特征，学生理解和掌握起来难度非常大，综合以上情况，可在教学环节中适当引入微课教学来提升学生学习的主动性。根据教学大纲，划分若干个具有重要教学意义的独立知识点，制作成学生更容易理解和掌握的微课资源，通过微课的教学模式，教师可以在丰富多彩的教学资源环境下，以录制视频、课堂讲解、分组讨论和总结汇报等多种活动方式完成教学。例如，在讲解电子电路课程中双相桥式整流电路这部分内容的时候，首先，教师可以事先把需要讲解的知识点、结构原理、图形分析等内容制作成微视频，并于课前交代学生浏览视频内容，完成视频中布置的相应任务。其次，教师在课堂上进行理论教学与波形分析。再次，组织学生进行小组讨论，并派出代表汇报讨论结果。最后，教师就课堂效果和讨论结果给出本次课程的教学评价。通过微课嵌入式的翻转教学，师生共同参与，学生在高参与度的教学环境下更容易突破教学的难点和重点。

微课的应用，打破了大学课堂说教式的传统教学模式，其教学方法和手段的变革，相当契合高等学校的教学改革，对于提高教师的信息化专业水平、开发学生的潜在创造性、提高高校教育教学质量都具有重要的意义。

总之，电力电子技术是一门抽象难懂的多学科交叉课程，具有很强的理论性，并且与工程實践密切相关，掌握好该门课程对于电气类专业的学生来说具有重要意义。本文从教学内容、教学方式和实践学习等方面对电力电子的教学改革进行分析探讨，并提出微课教学的整改模式，提高了学生的学习热情，加深了学生对电力电子课程的理解，对提高教学质量有重要作用。

【参考文献】

[1]黄政.电气工程专业“电力电子技术”课程教学改革与探讨[J].当代教育实践与教学研究，2016（6）

[2]牛天林，樊波，张强，等.Matlab/Simulink仿真在电力电子技术教学中应用[J].实验室研究与探索，2015（2）

[3]李文谨，王恩亮.浅谈以应用型为目标的电力电子技术教学改革[J].科技视界，2014（34）

【作者简介】周雪会（1981— ），女，河北唐山人，硕士，广西工业职业技术学院讲师，研究方向：电力系统动态仿真及实时控制，电力系统防护等。

（责编 王 一）