“电力电子技术”课程设计过程管理体系建设与研究

张春慧，宗哲英，王利娟，王 健，洪宝棣

（内蒙古农业大学 机电工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018）

“电力电子技术”课程是高校工科类专业如电气工程及其自动化[1]、农业电气化与自动化、新能源等的主干核心课程，由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成[2]，广泛应用于电力系统、工业控制、智能家用电器、开关电源、医疗、军事等领域，具有很强的实践性，对于学生从事相关领域工作具有重要的指导作用和实践意义。

“电力电子技术”课程设计是本科教学的一个重要环节[3]，旨在培养学生综合运用理论知识和解决实际问题的能力，实现由知识向技能的转化，因此提高课程设计质量是实现专业培养目标、全面提高学生综合素质的保证[4]。如何组织好、实施好课程设计，使课程设计达到预期目的而不是流于表面，一个完善的课程设计过程管理体系必不可少，针对“电力电子技术”课程设计过程管理体系的改革和探索是非常必要的。

本文结合我校机电工程学院“电力电子技术”课程设计实践，对课程设计的过程管理体系进行探索和研究。

1 “电力电子技术”课程设计现状

我校秉承“精简理论、强化实践”理念，注重对学生实践能力的培养。“电力电子技术”课程设计已开展多年，在实践教学中发挥了应有的作用。但仍存在一些问题[5]，主要体现在以下方面：

（1）课程设计过程管理缺乏统一规划和系统安排，课程设计教学环节不够规范。虽然目前我校课程设计教学是围绕专业发展和人才培养方案进行的，但是并未形成一套完善的课程设计管理体系[6]，从计划到实施，课程设计的各环节未能得到科学的管理。

（2）课程设计题目较多，但内容比较集中，主要针对整流、直流斩波、逆变和变频变压等，综合型、创新型内容较少。很多学生的课程设计仍停留在对理论的验证上，不能将知识融会贯通，并在此基础上实现创新[7]。

（3）课程设计评价[8]手段和标准比较落后，学生参与度不高。学生不能通过课程设计形成一种良好的交流学习氛围，完成课程设计的积极性不高。

2 “电力电子技术”课程设计管理体系建设

2.1 制定课程设计教学大纲

教学大纲的内容主要涵盖以下方面：

（1）从专业培养方案出发[9]，遵循以下原则：立足于专业特色和行业背景，明确“电力电子技术”课程设计的任务、作用，以“注重素质培养，强化实践能力”为指导思想。

（2）教学大纲需对课程设计的教学目标、教学内容、基本要求、组织实施与管理、成绩评定与考核等做出规定。

（3）通过课程设计加强“电力电子技术”相关知识与其他学科的融合，设计方式不局限于理论验证，应通过仿真[10]、实物制作等方法提高学生的动手能力，培养学生的创新意识。

2.2 编写课程设计任务书

“电力电子技术”课程设计任务书要明确设计题目、设计任务、设计条件及指标、设计要求、进度安排及参考文献等[11]。学生可依据课程设计任务进行资料搜集、调查研究、方案论证，并按照设计条件及指标要求进行电路设计、参数计算、设备选型及仿真调试等。

其中，设计任务应阐述该设计题目需完成的设计内容和实现的功能；设计条件及指标是指针对该设计题目给定的已知条件及提出的具体参数要求，如对某整流电源的设计，需给出输入、输出条件及整流器最小触发延迟角度等；设计要求包括设计方案论证要求、设计内容要求、参数计算要求、电路绘制要求、仿真调试要求、设计报告撰写及答辩要求等具体内容，指导教师通过设计要求为学生提供设计思路，明确设计内容；进度安排是指对整个课程设计过程的进度进行细化，使学生能够有计划有目标地完成课程设计。

2.3 规范过程管理

“电力电子技术”课程设计过程中，指导教师应基于学生的基础和能力，采取相应的指导方法，激发学生快速发现问题、解决问题的能力[12]。课程设计过程管理是设计过程有序、有效进行的保障。

2.3.1 任务下达

指导教师下达课程设计题目及任务书，题目可大致分为“理论研究型”“设计型”和“开发创新型”，学生完成选题后，指导教师可根据学生反馈的选题情况进行适当调整。

2.3.2 分组讨论

课程设计既要实现知识目标，也要实现能力目标[13]。“电力电子技术”课程设计要求每人一题，以锻炼学生独立解决问题的能力。同时，为培养学生的协助精神和团队意识，可在设计初期将同类型选题的学生分成一组，相互交流设计思路、方案选择、电路设计等，相互学习，取长补短。

2.3.3 教师指导

指导教师首先应指导学生根据自己的设计任务制定设计计划，保证设计能按期完成。接下来的教师指导分为集中指导和个别答疑，集中指导是针对选题是否合适、方案是否可行、主体内容是否完整、报告是否规范等方面进行引导和提示；个别答疑的具体时间、地点也应作出安排。指导教师要保证指导学生的时间，并在集中指导时严格考勤制度。教师指导流程如图1 所示。

图1 教师指导流程

2.4 成绩评定改革

完善、详细的考核管理体系能够对学生的课程设计进行客观、公正的评价，激励学生的学习热情和积极性，从而提高课程设计质量[14]。而传统的成绩评定制度往往是重结果、轻过程，难免会出现教师过于主观或考虑不充分等问题，最终成绩并不能完全体现学生的真实水平，造成学生积极性不高，设计过程走过场。因此，有必要对现有“电力电子技术”成绩评定系统进行改革，建立合理、有效的考核管理体系，强化过程管理，减小指导教师的主观性，使课程设计成绩评定做到全面、客观、公正。

“电力电子技术”课程设计成绩包括设计过程成绩和结果验收成绩两部分，其中设计过程成绩包括日常管理以及设计完成情况；结果验收成绩包括设计报告和答辩成绩。总成绩评定分为优、良、中、及格、不及格五类，如表1 所示。

表1 总成绩评定表

有以下情形之一者，成绩为不及格：①抄袭他人设计成果；②方案存在原则性错误；③未能按期完成设计任务；④对课程设计态度消极，对设计内容不了解，计算错误，报告表述不清，格式不规范，答辩问题回答不正确等。

2.5 课程设计报告的规范化

为保证“电力电子技术”课程设计的质量，规范课程设计书写格式，学生提交的课程设计报告必须严格按照《电力电子技术课程设计撰写规范》（以下简称《撰写规范》）的要求完成。

《撰写规范》内容包括设计报告的构成、要求和排版格式三部分。

（1）设计报告的构成指完整的设计报告应该包含的内容，如封面、任务书、摘要、目录、正文、致谢、参考文献等。

（2）设计报告的要求指报告各部分内容的具体安排[15]，包括：设计方案选择及论证；总体电路的功能框图及其说明；功能块及单元电路的设计、计算与说明；总体电路原理图及其说明；所用的全部元器件型号参数等；利用MATLAB（或PSIM）对主电路进行仿真分析；设计总结。

（3）排版格式针对摘要、目录、正文、致谢、参考文献等的格式进行规范化，包括对字体、段落、页边距、行距、图表、公式、页码等进行详细规定。

3 编写“电力电子技术”课程设计指导书

为满足学生完成“电力电子技术”课程设计的需要，课程组教师需编写“电力电子技术”课程设计指导书。指导书应汲取近几年的教学改革经验，既能培养学生应用基础知识解决工程实际问题的能力，又能培养其创新设计的能力[16]。

指导书要简明而系统地阐述“电力电子技术”课程设计的基本理论、原则和技巧，提供典型设计实例和电路设计、参数计算、综合与仿真的方法，引导学生综合应用所学的“电力电子技术”知识，训练设计能力，培养创新思维。指导书中还应包含上述2.5 中提到的《撰写规范》的具体内容。

4 结语

本文针对我院在开展“电力电子技术”课程设计实践中存在的问题，积极探索建立一套完整的课程设计管理体系，从大纲的制定、任务书的编写，到过程管理方法的建立，以及成绩评定系统的改革和设计报告的规范化等方面进行了讨论，并以 “电力电子技术”课程设计指导书撰写进行汇总。本文以课程设计过程规范化为目的，以培养学生实践能力和创新能力为核心，以期为培养和输送应用型人才奠定基础。