《电力电子技术》课程思政研究

王长全，苏 希

(北京劳动保障职业学院,北京 100029)

1 引言

2016年12月8日，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。课程思政是指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把“立德树人”作为教育的根本任务的一种综合教育理念[1]。立德树人不仅要求教师自身具有良好的职业道德和专业素养，还要求教师必须引导学生树立正确的人生观、世界观和价值观[2]。纵观高校的所有课程,任何一门课堂都具有一定的教育意义,因此教师在实际的教学活动中应该充分的将课程思政的思想概念融入到专业课教学之中。只有这样,教师才能更好地为学生传授为人处事的道理,才能满足社会主义核心价值观的需求。同时专业课教学结合课程思政也能激励学生为实现中华民族伟大复兴的理想做出自己的贡献[3]。课程思政把教师的政治态度、政治认同融入专业课程教育教学中，寓价值观引导于知识传授之中，通过知识和技能传授，使学生在渴望求知的兴奋、愉悦和暗示下接受熏陶，启发学生自觉认同，产生共鸣与升华，实现潜移默化的效果[4]。

根据社会主义核心价值观及思想政治教育的需要，北京劳动保障职业学院提出了线上线下课堂教学过程中“无杂音”要求，要求将思想政治教育贯穿于教学之中，而很多工科教师反映，很难将含有思想教育的文科内容有效地融入到工科专业课堂之中。课程思政如何融入专业课程业已成为当今“职教界”的研究热点， 越来越多的学校和教师在探寻课程思政如何融入专业人才培养全过程的解决之道[5]。《电力电子技术》课程是电气工程及其自动化专业、城市轨道交通机电技术专业、机电一体化专业等机电类专业的一门较难学的专业基础课程，有非常强的理论性、实践性和应用性[6]。该课程主要内容包括电力电子器件以及交流-直流、直流-直流、直流-交流、交流-交流4类转换电路和控制电路。该课程的教学目标是培养熟悉学生电力电子器件的检测及使用方法，掌握电力电子电路的结构、工作原理、控制方法和实验技能等，提高学生分析和解决实际问题的综合能力。若将课程思政引入《电力电子技术》课程的课堂教学中,可调动学生学习兴趣和学习动力,有利于提高教学效果[7]。

2 《电力电子技术》包含的思政元素

《电力电子技术》课程中包含的思政元素主要有科学精神、工匠精神、团队合作精神、钻研精神、爱国精神、责任担当、家国情怀、法治意识和环保意识等。

2.1 科学精神

科学精神是反映科学发展内在要求并体现在科学工作者身上的一种精神状态。作为精神状态，如科学探索者的信念、勇气、意志、工作态度、理性思维、人文关怀和牺牲精神等[8]。

2.2 工匠精神

工匠精神是一种严谨认真、精益求精、追求完美、勇于创新的精神。2019年9月，习近平总书记对我国选手在世界技能大赛取得佳绩作出重要指示强调：“劳动者素质对一个国家、一个民族发展至关重要。技术工人队伍是支撑中国制造、中国创造的重要基础，对推动经济高质量发展具有重要作用”，“要在全社会弘扬精益求精的工匠精神，激励广大青年走技能成才、技能报国之路”。这就要求倡导尊崇工匠精神的社会风尚，为弘扬工匠精神营造良好社会氛围[9]。

2.3 团队合作精神

团队合作精神是大局意识、协作精神和服务精神的集中体现，在尊重个人的兴趣和成就的同时协同合作，统一个体利益和整体利益，从而保证组织的高效率运转[10]。

2.4 钻研精神

钻研精神是指用心思虑，费尽心思对某件事情进行深入细致地研究，这是完成创新性开拓工作的基础。

2.5 爱国精神

爱国精神就是指热爱自己的国家的意识行为。爱国体现了人们对自己祖国的深厚感情，反映了个人对祖国的依存关系，是人们对自己故土家园、民族和文化的归属感、认同感、尊严感与荣誉感的统一[11]。

2.6 责任担当

责任担当，责任是指社会道德上，个体份内应做的事，如职责、尽责任、岗位责任等。而担当基本意思是承担担负任务、责任等[11]。

2.7 家国情怀

家国情怀是主体对共同体的一种认同，并促使其发展的思想和理念。其基本内涵包括家国同构、共同体意识和仁爱之情，其实现路径强调个人修身、重视亲情、心怀天下。

2.8 法治意识

法治意识是人们对法律发自内心的认可、崇尚、遵守和服从[12]。

2.9 环保意识

环保意识是指人们通过一系列心理活动过程而形成的对环境保护的认识和行为倾向，他有环境认知、环保行为倾向二种成分构成，其中，环保认知是环保意识产生的基础[13]。

3 《电力电子技术》课程思政实施

《电力电子技术》是一门利用电力半导体器件对电能进行控制和转换的学科，其主要内容包括电力电子器件、变流电路和控制电路3个部分，是现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域相互渗透的综合性新型工程技术。通常的电力电子技术教材一般包括概述、电力电子器件、四类变换电路(AD-DC、DC-DC、DC-AC、AC-AC)以及工程应用等内容。

3.1 概述部分

概述部分包含电力电子技术的形成和发展历程，其中半导体器件技术进步对电力电子技术发展有很大的促进作用，而电力电子技术发展对交通运输、电力系统、新能源、环境保护等领域产生翻天覆地的变化。从科学技术进步对人类生活进步的影响方面，培养学生追求真理、探索创新的科学精神。

3.2 电力电子器件部分

电力电子器件部分主要包含不可控器件、半控型器件和全控型器件的结构、工作原理和特性参数等。通过电力电子器件从不可控的二极管到半控型的晶闸管，再到全控型高压大电流复合型器件IGBT及集成功率模块的发展史，这些是很多科学家智慧的结晶，引导学生认识电力电子器件的进步与科学理论技术的进步密不可分，激发学生学习唯物主义方法论和实践论，培养学生责任担当、精益求精、严谨细致的工匠精神。

3.3 AC-DC整流电路部分

AC-DC整流电路部分主要包括单相整流和三相整流电路的工作原理及不同负载时的电路分析。对于这部分内容，教学中结合我国特高压直流输电视频和相关案例，了解我国目前在运性的特高压输电线路有26条，其中2020年7月24日建成的准东-皖南±1100 kV特高压直流输电工程是全球输电能力第一，世界最高电压等级，输电功率为800万kW。在这些特高压直流输电工程中，电力电子技术的整流电路是关键。让学生认识到整流电路的重要性和感受到国家强大的民族自豪感和未来的责任感，激发学生爱国精神以及不怕困难、顽强拼搏、奉献、精益求精、不断创新的工匠精神。

3.4 DC-DC直流变换电路部分

DC-DC直流变换电路部分主要包括6种斩波变换器和5种间接直流变换电路。通过Buck变换电路、Boost变换电路、Buck-boost变换电路和Cuk变换电路结构的分析，让学生比较它们的不同之处，并让学生讨论思考这种差异的原因。让学生意识到，前人为了解决变换电路中的某个缺陷问题，历经千辛万苦，进行了各种尝试，最终获得了成功。这就像爱迪生发明灯泡一样，让学生认识到成功需要持续不断地探索、钻研，从而培养学生吃苦耐劳、脚踏实地、不断追求进步的钻研精神。在2020年5月18日《自然》子刊首次发表电力电子学科重大成果《电力电子的本质特征以及电力变换融合通信实现“会说话的电能”》，这是浙江大学何湘宁团队在研究脉冲宽度调制(PWM)控制DC-DC变换器时发现了电力电子的本质特征。这说明我国在电力电子技术方面的研究水平已达世界领先，但是在微电子制造方面稍差一些，譬如，目前常用的脉冲宽度调制控制芯片时没有一个是我国家制造的，TL494是美国德州仪器公司的，SG3525是美国通用半导体公司的，UC3840是美国Unitrode公司的，SLE4520是德国西门子公司的，让同学们意识到我国在半导体芯片行业与发达国家的差距，同时结合美国、英国为抑制华为公司的发展而采取打压的行为，调动起学生内心的危机意识，激发其爱国、强国、奋发向上的家国情怀和不断努力拼搏的责任担当意识。

3.5 DC-AC逆变电路部分

DC-AC逆变电路部分主要包括电压型逆变电路、电流型逆变电路、正弦脉冲宽度调制方法和高压大功率逆变电路。首先，在讲解逆变电路时，引入我国电力电子技术专业第一个院士-汪酉生院士的事迹，汪院士在20世纪70年代主持研制成功我国第一台并联逆变式可控硅中频电源和改进型并联逆变电路。其次，在介绍多电平变换器时，介绍浙江大学何湘宁教授提出的仿生技术在电力电子中的应用，将生物界的自修复功能引入到多电平变换器中，从而提出了多电平变换器的多种新拓扑结构。这些说明，我国电力电子技术领域的专家们正在前仆后继地提高我国电力电技术的研究和制造水平。然后，结合逆变器在新能源领域的应用，以太阳能发电为例，太阳能经过太阳能电池板转化为直流电，在经逆变器转变为交流电，实现并网或离线发电。让学生理解电力电子技术对节能环保的作用，既提高学生节能、环保意识，也激发学生为国家富强努力学好科学文化知识的斗志。最后，结合城市轨道交通企业常用的不间断电源(UPS)，通过分析其工作原理图，让学生认识到UPS中也采用了逆变电路，了解到我们轨道专业的学生未来到地铁公司工作就会面对UPS电源的维护，UPS电源的正常与否可影响地铁运营的安全性和可靠性，而地铁运营的安全和可靠将直接影响乘客的人身安全。人命关天，不可小视！通过这些实际案例，培养学生责任担当、法制意识和严谨细致的工作作风。

3.6 AC-AC交流变换电路部分

AC-AC交流变换电路部分包括交流电力控制电路和交-交变频电路。交流电力控制电路包括交流调压电路和交流调功电路。在讲解这部分时，先从交流调压电路应用于灯光控制及异步电动机的软起动和调速出发，让学生了解地铁动力照明系统，通过对地铁动力照明系统能耗的简单分析，让学生意识到节能的重要性，培养学生的节能节俭意识、爱惜公共财产和不攀比的价值观。在讲解地铁动力系统时，引申到地铁需要动力的其他部分，如电动列车牵引系统、车站通风空调系统、车站给排水水泵和车站电梯系统，这些系统都涉及到电动机的调速，而目前交流电动机调速多使用变频器，变频器涉及交-交变频电路，采用变频电路能有效地实现电机的节能运行，有效地降低能耗，让学生意识到科学技术在生产实际中的重要作用，激发学生倾注精力、投入时间认真学习知识、技术的持续兴趣，培养学生自强不息、“为伊消得人憔悴”的钻研精神。

3.7 变换电路的实验实训

在变换电路的实验实训中，对学生进行分组实验，要求每组的两个学生都要有操作，在操作中要讨论和分析电路接线图的正确与否，要分析测量结果的准确性和误差产生的原因，实训结束要整理实训台，清理垃圾并进行分类放置。通过实训，锻炼学生动手操作能力、理论联系实际的能力、分析和解决实际问题的能力以及垃圾分类能力，这样既可培养学生认真、踏实、严谨细致的工作作风，又能培养学生合作意识和环保意识。

3.8 电力电子装置的工程应用

在讲解电力电子装置的工程应用时，让学生熟悉认识论的“从简到繁、从易到难”的认识过程，体会“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的学以致用、理论联系实际的实践论，感悟学科交叉的相互作用规律，培养学生的树立远大的理想信念、孜孜不倦学习各种科学知识的终身学习习惯以及为国家奋斗的爱国情怀。

4 结语

课程思政是高职院校培养高素质技术技能型人才的有效途径，探究课程思政与专业课程的有机融合是提升技术技能型人才综合素养的必由之路。本文以高职院校的学生学习比较困难的《电力电子技术》课程为例，分析了课程知识点以及其中包含的思政元素，在课程中加以实施，这样不仅有利于增加课堂兴趣，提升高职院校学生的学习能力，增强学生的职业竞争力，而且有利于培养思想觉悟高、政治立场强的高技能人才，增强国家技能型人才的国际竞争力。