电力电子技术多维互促教学改革实践

摘 要 针对当前电力电子技术教学在理论与实践结合方面的不足，以及教学内容繁杂的问题，文章提出了多维互促教学改革的思路。通过整合优化教学内容，引入前沿技术和新型电力电子器件，使教学更贴近实际应用。同时，采用案例教学、项目驱动等多元化教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性。此外，强化实践教学环节，通过校企合作、实验室建设等方式，为学生提供更多的实践机会。实践应用证明，多维互促教学改革能有效提升教学质量，培养学生的实践能力和创新精神。

关键词 多维互促教学改革；电力电子技术；实践能力；创新能力

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.20.035

Practice of Multidimensional Mutual Promotion Teaching Reform

in Power Electronics Technology

LI Yan， ZHANG Jing， WANG Xiong

（Yulin University， Yulin， Shaanxi 719000）

Abstract Addressing the current deficiencies in integrating theory with practice in power electronic technology teaching， as well as the complexity of teaching content， this paper proposes a multi-dimensional mutual promotion approach to teaching reform. By integrating and optimizing teaching content， introducing cutting-edge technologies and new power electronic devices， teaching is made more relevant to practical applications. Additionally， diversified teaching methods such as case studies and project-based learning are adopted to stimulate students' interest and initiative. Furthermore， practical teaching components are strengthened through industry-university collaboration and laboratory construction， providing students with more practical opportunities. Practical appliCv/lOt06MCvcwoih5OXxjOzPJEaHcse2S8l0HQZeXrM=cations have demonstrated that the multi-dimensionalYMcx7/PcqAOycBDE17L95eAcvl7GluPFaR+h1yXuA5k= mutual promotion approach to teaching reform can effectively enhance teaching quality and cultivate students' practical abilities and innovative spirits.

Keywords multi-dimensional mutual promotion of teaching reform; power electronic technology; practical teaching; innovative ability

电力电子技术作为电气工程领域的核心分支，在能源转换、工业控制以及智能电网等领域发挥着举足轻重的作用[1]。随着技术的不断革新和行业的快速发展，传统的电力电子技术教学模式已难以满足现代教育的需求，亟须进行教学改革以适应新时代的要求。

当前，电力电子技术教学面临诸多挑战。一方面，理论教学与实践应用之间存在较大鸿沟，导致学生难以将所学知识应用于实际工作中。另一方面，电力电子技术涉及的知识体系庞杂，学生在学习过程中往往感到力不从心。因此，如何通过教学改革提升教学质量、激发学生的学习兴趣和创新能力，成为当前电力电子技术教学面临的重要课题[2-5]。

多维互促教学改革旨在通过整合优化教学内容、采用多元化的教学方法、强化实践教学环节等手段，打破传统教学的局限，实现教学质量的全面提升。通过引入前沿技术和新型电力电子器件，使教学内容更加贴近实际应用；通过案例教学、项目驱动等教学方式，激发学生的学习兴趣和主动性；通过校企合作、实验室建设等方式，为学生提供更多的实践机会和平台。

本文的研究不仅有助于推动电力电子技术教学的改革与发展，提高教学质量和效果，还将为培养具备实践能力和创新精神的电力电子人才提供有力支持。同时，本文的研究成果也将为其他相关课程的教学改革提供有益的借鉴和参考。因此，本研究具有重要的理论意义和实践价值。

1 课程内容的优化与重构

1.1 全面梳理和分析现有课程内容

为了对电力电子技术课程进行深入的改革和优化，课题组首先对现有课程内容进行了全面梳理与分析。这一过程不仅是对知识点的简单整理，还是一个系统性、科学性的探索过程[6]。

在梳理过程中，课题组通过对电力电子企业的走访和调研，了解到企业对人才的需求主要集中在哪些方面，以及对毕业生应具备的电力电子技术知识和技能的期望，为后续课程内容的调整提供了重要的参考依据。同时，课题组还积极收集了学生的反馈意见。通过问卷调查、座谈会和线上讨论等多种方式，深入了解了学生对现有课程的看法和建议。学生们普遍认为，一些内容过于陈旧，与实际应用脱节；而一些知识点则重复出现，缺乏深度和广度。这些反馈为课题组提供了宝贵的改革思路。

此外，课题组还充分利用教师丰富的教学经验，通过召开教学研讨会，共同探讨了电力电子技术课程的教学方法和内容设置。教师们提出了许多富有建设性的意见和建议，为课程体系的完善提供了有力的支持。在全面梳理和分析的基础上，课题组识别出了课程中冗余、过时以及重复的内容。针对这些问题，课题组进行了有针对性的精减或剔除。同时，保留了课程中的核心知识点和经典案例，确保学生能够掌握电力电子技术的基础和精髓。这些核心知识点和案例不仅具有理论价值，还能够帮助学生理解电力电子技术的实际应用和未来发展。

1.2 引入前沿技术和新型电力电子器件

随着科技的日新月异，电力电子技术作为现代工业的重要支柱，其更新换代的步伐也日益加快。为了使学生能够紧跟行业发展的步伐，掌握最新的技术和应用，课题组积极引入前沿技术和新型电力电子器件，对课程内容进行不断地更新和升级。

在前沿技术方面，课题组紧密关注国内外电力电子领域的最新研究动态和技术进展。教师定期收集和分析相关的学术论文、技术报告和行业资讯，筛选出具有实际应用价值和教学意义的前沿技术，并将其融入课程教学。例如，介绍最新的功率半导体器件，如宽禁带半导体材料制成的功率器件OAk1z+a/ogui3fuCflgjzQ==，它们具有更高的工作效率和更低的热损耗，为学生展示了电力电子技术的未来发展方向。同时，课题组还注重引入新型电力电子器件的教学。随着材料科学和制造工艺的进步，新型电力电子器件不断涌现，为电力电子技术的应用提供了更广阔的空间。详细讲解这些新型器件的工作原理、性能特点和应用场景，使学生能够全面了解并掌握这些先进技术。

此外，课题组还注重将前沿技术和新型电力电子器件与实际应用相结合。教师设计了一系列实践项目和案例分析，让学生在实践中学习、在应用中掌握。这些项目涵盖了新能源发电、电动汽车、智能电网等多个领域，使学生能够深入了解电力电子技术在各个领域的应用现状和发展趋势。

1.3 模块化和层次化设计课程内容

在电力电子技术课程的优化过程中，课题组特别注重课程内容的模块化和层次化设计，以确保知识的连贯性和系统性，同时满足学生的认知规律和学习需求。首先，根据电力电子技术的知识体系和行业需求，将课程内容划分为若干个相互独立又相互联系的模块。每个模块都聚焦于特定的知识点和技能点，旨在帮助学生构建完整的知识框架。例如，将课程内容划分为基础理论知识、功率器件与应用、控制系统与设计等多个模块，每个模块都有其明确的学习目标和内容要求。

其次，按照知识的逻辑顺序和难易程度，教师对每个模块进行层次化设计。在层次化设计中，注重由浅入深、由易到难地安排教学内容，使学生能够循序渐进地掌握知识和技能。同时，教师还充分考虑了学生的认知规律和学习特点，通过合理的安排和组织，使课程内容更加符合学生的学习需求。在模块化和层次化设计的基础上，还特别强调理论与实践的结合。通过引入实际案例分析、实验演示和工程实践等环节，帮助学生将理论知识转化为实践能力。这些实践环节不仅有助于加深学生对理论知识的理解，还能够提高他们的动手能力和解决实际问题的能力。

为了方便学生分阶段学习和掌握课程内容，教师还为每个模块和层次设计了相应的学习路径和考核标准。学生可以根据自己的学习进度和能力水平，选择适合自己的学习路径，并通过完成相应的考核任务来检验自己的学习成果。

在课程体系的优化与重构过程中，课题组也注重与其他相关课程的衔接和配合。通过与控制理论、信号处理、电路基础等课程的教师进行沟通和协调，确保课程内容之间的互补性和协调性，避免重复和遗漏，为学生提供完整、连贯的知识体系。

2 跨学科知识的融合与拓展

2.1 与控制理论的融合

控制理论作为研究系统行为、状态及性能的理论，对于电力电子系统的优化与稳定性至关重要。通过引入控制理论的基本概念和方法，学生可以更好地理解和应用电力电子变换技术中的控制策略[7]。例如，在电力电子变换器的设计中，学生可以利用控制理论的知识，选择适当的控制算法，实现系统的稳定运行和性能优化。

2.2 与信号处理的融合

信号处理技术在电力电子系统中具有广泛的应用，如故障诊断、性能监测等。通过引入信号处理的基本概念和方法，学生可以学习如何对电力电子系统中的信号进行采集、分析和处理，从而提取有用的信息用于系统的优化和改进。这有助于学生将电力电子技术与实际应用场景相结合，提高解决问题的能力。

2.3 与电路基础课程的融合

电路基础是电力电子技术的基础课程，通过引入电路分析的方法，学生可以更好地理解电力电子电路的工作原理和性能特点。电磁场理论则有助于学生理解电力电子系统中的电磁现象和电磁兼容性问题，为其实际应用提供理论指导[8]。除了电气工程学科，电力电子技术还可以与计算机科学、数学等其他学科交叉融合。计算机科学为电力电子技术的仿真和优化设计提供了强大的工具支持，学生可以利用计算机仿真软件进行电力电子系统的建模和仿真分析。数学作为研究数量关系和空间形式的科学，为电力电子技术的理论分析和计算提供了基础。通过引入数学方法，学生可以更好地理解和应用电力电子技术的相关理论和算法。

3 教学方法与手段的创新

3.1 案例教学

教师通过引入真实的案例，将理论知识与实际应用相结合，使学生能够更好地理解和掌握电力电子技术的实际应用价值。在选择案例时，应注重案例的典型性和时效性，使其能够反映当前电力电子技术的发展趋势和应用现状。同时，教师还需要对案例进行深入剖析和讲解，引导学生从案例中提炼出相关的知识点，培养他们分析问题和解决问题的能力。

3.2 项目驱动教学

通过组织学生参与实际工程项目或科研项目的研发与实施，使学生在实践中学习和掌握电力电子技术的知识和技能。在项目驱动教学中，教师应根据学生的实际水平和兴趣，设计合适的项目任务，并提供必要的指导和支持。学生需要在团队中合作完成项目任务，通过实践操作和问题解决，加深对电力电子技术的理解和应用。

3.3 VR、AR先进技术创新教学方式

利用虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等先进技术来创新教学方式。这些技术可以为学生创造一个沉浸式的学习环境，使他们能够身临其境地体验电力电子技术的实际应用场景，增强学习的真实感和体验感。同时，这些技术还可用于模拟复杂的电力电子系统，帮助学生进行系统的设计和优化，提高他们的实践能力和创新能力。

在教学方法与手段的创新过程中，需要注重学生的个体差异和学习需求。不同的学生有不同的学习风格和兴趣点，教师应根据学生的实际情况，灵活运用不同的教学方法和手段，提供个性化的学习支持。同时，教师还应鼓励学生自主学习和合作学习，培养他们的独立思考和团队协作能力，为他们的全面发展打下坚实的基础。

4 结论

电力电子技术作为一门重要的工程学科，其课程体系的建设与教学方法的创新对于培养高质量人才至关重要。通过优化与重构课程体系，确保了课程内容的系统性和前沿性，为学生提供了扎实的理论基础和广泛的实践机会。同时，跨学科知识的融合与拓展，不仅丰富了教学内容，也提升了学生的综合应用能力和创新思维。在教学方法与手段方面，教师积极探索和实践新的教学方式，如案例教学、项目驱动教学等，并结合现代技术手段，如多媒体教学和网络教学，有效激发了学生的学习兴趣和主动性。综上所述，通过不断完善课程体系和创新教学方法，能够培养出更多具备扎实理论基础和实践能力的电力电子技术人才，为行业的持续发展和创新作出积极贡献。

基金项目：陕西省一流本科线下课程《电力电子技术》建设项目（1505-19YLKC03）。

参考文献

[1] 赵四洪，毕贵红，陈仕龙.知识融合型“电力电子技术”课程教学改革[J].电气电子教学学报，2023，45（2）：63-67.

[2] 曾进辉，兰征，黄浪尘.电气工程专业研究生现代电力电子技术方向教改研究[J].教育现代化，2019，6（91）：43-44.

[3] 任晓芳，郭志成，李双科.“电力电子技术”课程思政教学改革与实践[J].电气电子教学学报，2023，45（4）：129-133.

[4] 王子赟，王艳，纪志成.基于课程思政的《电力电子技术》课堂教学案例设计[J].高教学刊，2020（36）：93-96.

[5] 闫庚龙.基于线上线下混合式教学的“电力电子技术”教学实践与研究[J].现代信息科技，2023，7（5）：195-198.

[6] 武海涛，田桂珍，田立欣，等.基于OBE理念的“电力电子技术”课程教学改革探索[J].工业和信息化教育，2023（8）：6-10.

[7] 陈映芳.电力电子技术在电力系统中的应用研究[J].时代汽车，2024（6）：10-12.

[8] 刘婷婷，陈小玲，毛玲，等.基于OBE-CDIO理念的“电力电子技术”课程教学改革[J].时代汽车，2024（6）：108-110.