时间：2023-10-13 09:44:44
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电力电子教学，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：电力电子技术；控制电路；控制理论
1引言
电力电子技术是一门由电子技术、电力技术以及控制技术交叉而来的新兴学科，是自动化专业、电气工程等专业的专业基础课程，在整个专业体系中具有重要的作用。电力电子技术具体地说就是指利用电力电子元器件来构造不同的转换电路从而实现对电能的一系列变换，是一种利用弱电来控制强电的技术。同时电力电子技术的应用范围十分广泛，从工业、交通运输、通信到新能源系统等各方面都有应用，甚至已经渗透到我们的生活中，比如现在家用电器中很流行的“变频”技术就是电力电子技术的一个小应用。
2教学体系结构及要求
电力电子技术的教学内容主要分成三部分：元器件、控制电路和控制技术。我们学校给这门课一共安排了80学时，如果这三个部分都要详细介绍的话，时间上是不够的，所以主要介绍前面两块内容。电力电子元器件是本门课程的基础，包括半控元件、全控元件和不可控元件。控制电路主要包括四大基本电路：整流电路、逆变电路、直流到直流变流电路以及交流到交流的变流电路。控制技术部分主要介绍SPWM脉宽调制技术和软开关技术。元器件部分要求学生首先要能分清楚各种元器件所属的类别，其次要求能理解各自的工作原理，最后要求能够按照电路要求自主选择元件；控制电路部分要求学生能够理解电路的工作过程，能够分析并画出电路的输出波形图，能计算电路的一些参数来选择元器件；最后控制技术部分要求能够掌握SPWM的原理即可。
3理论教学
（1）兴趣的培养
电力电子技术是自动化、电气工程专业很重要的专业基础课程，但也的确是一门比较枯燥的学科，要引起学生的重视、激发他们的兴趣是比较困难的。所以如何吸引学生的注意力，让他们从心理上重视这门课就尤为重要。笔者认为上好第一堂课对该课程后续的展开有很重要的作用。在第一堂课上要多多的展示一些电力电子应用方面的图片和视频，让学生亲身体会到电力电子技术就在我们身边，来培养他们的学习兴趣[1]；同时可以给他们展示一下对口的公司在招聘信息上对该课程的要求来引起他们的重视。然后后期可以通过实验教学来慢慢引导他们对本门课程的学习。
（2）教学思路的把握
教学的顺序是先介绍元器件，然后介绍各种转换电路，最后介绍控制技术。在介绍元器件时，要讲清楚半控、全控和不可控指的是对电路“开”与“关”的控制。在控制电路中元器件是作为开关使用的，输出波形的转换也是因为电路“开关”的切换实现的[2]；在介绍各种转换电路时，首先要介绍各种电路实现的功能，然后可以让学生试着自己分析下如何用电路实现这些变化，最后提出典型的变换电路进行讲解。在课堂内容上应以元器件的工作原理为基础，以整流电路和有源逆变电路的原理、搭载各种不同负载时的波形分析为重点，特别是在介绍感性负载和纯电阻负载时波形的变化是很重要的。无源逆变和直流到直流变流电路可以简单介绍一下。由于目前变频技术在家电行业应用广泛，所以交流到交流变流中的变频技术也可以进行详细介绍。
（3）教学方法的改变
近年来，多媒体教学以绝对的优势替代了传统板书成为教学的主要手段。电力电子技术这门学科在教学时涉及很多复杂电路、波形的绘制，采用多媒体教学能提前将这些波形准备好，节约了大量教师课上板书的时间，同时多媒体教学还可以采用FLASH动画来吸引眼球，能更直观的仿真出电路通断的过程，更好的帮助学生理解和记忆。所以多媒体教学这一手段对于电力电子技术这门课程是非常重要的。此外，我们还可以利用Matlab中的simulink自带的工具包搭建各种电路来仿真，通过软件仿真出对应的图形。这样通过计算机算出图形，要比直接把图形显示给学生看更让他们记忆深刻，也更让他们信服。
4实验教学
实验教学在任何一门课程中都应该占有很重要的地位，通过实验可以加深对已学知识的理解，验证理论的正确性同时也能帮助他们记忆。而电力电子技术本身就是一门实践性很强的课程，新型的电力电子器件、新技术、新的使用方法，都需要通过实验来验证其可用性。电力电子技术这门课配备的实验还是比较多的，比如四种控制电路以及控制技术都有对应的实验，那么在实验教学中可以从中选择一些有较高实验价值的项目进行。例如整流电路是教学时的重点内容，那么这一方面的实验就可以做一些。可以让学生搭建桥式整流电路，然后搭配纯电阻负载、感性负载和反电动势负载，通过观察波形变化来加强对学习知识的理解和掌握；在讲直流斩波电路时，可以让学生在六种典型斩波电路中选择一到两个电路进行测试，深入理解理论课上学习的原理。在实际的教学过程中，由于学校设备有限不能做到每人一台设备，一般都是几人一台，这样就会出现有些同学整个过程游离在状态之外的情况。所以在实验过程中，可以将一组学生进行任务的分工，分成设计电路的、搭建电路的和验证实验结果的，这样每个人都分配有任务，就不会出现上述的情况了。
5小结
本文从课程体系、教学要求和实际教学三个方面分别阐述笔者从事该课程教学的体会。对一门课程的处理方式，不同的教师有不同的方式，但都希望能以较为恰当的教学方式把最需要最重要的知识传授给学生。
参考文献：
[1]刘广忱.电力电子技术教学探讨[J].内蒙古科技与经济,2003(12).
[2]张波,丁金林.电力电子技术的教学体会与思考[J].科技信息,2008(19).
关键词：multisim；仿真；电力电子电路
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）13-0153-02
Abstract：This article introduces a power electronics teaching methods based on multisim. And we select two typical power electronic circuits to simulate . Through the experiments the establishment of the circuit，the choice of electronic components， circuit parameter settings and waveform analysis are described in detail.
Key words： multisim；simulation；power electronic circuits
1 概述
电力电子技术是强电专业的一门核心基础课程，其实践性很强，对学生的动手能力要求较高。笔者在该课程的教学过程中发现主要存在以下几个问题：
1）学生很难理解电力电子器件的工作原理，比如晶闸管的导通和关断条件。
2）在授课过程中电力电子波形的绘制需要花费较长的时间，尤其是三相电路的相关波形。
3）在实训过程中耗材的损耗很大，比如晶闸管、晶体管等。
4）电力电子系统多为高电压、大电流的大功率系统，实训过程中对于学生的人身安全和设备安全不能得到绝对保证。
如果在教学过程中引入计算机仿真技术就可以很好的解决这些问题，同时仿真教学可以使得教学过程更为生动、直观，有利于激发学生的学习兴趣，提高教学质量。
2 multisim仿真软件介绍
20世纪80年代加拿大的IIT公司推出了一款颇具特色的电子仿真软件EWB5.0，其界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用。Multisim软件是它的升级版，本文中所使用的是最新的multisim10版本，其主要特点有：
1）具有完全交互式的仿真器，允许使用者对电路进行实时的改变，并能实时的看见电路仿真结果。
2）具有二十多种不同的虚拟仪器，包括示波器、万用表、频谱分析器等。
3）功能强大的教学选项，老师可以自行制定Multisim 10的使用界面和可能选用的仪器和分析，从而控制学生在电路中所见的画面，以及能够存取的功能。
4）16000个零件数据库，16000个零件资料库。
图1为multisim10的主界面。
3 仿真实例
1）单相半波可控整流电路（阻性负载）
启动multisim10软件，从其元件库中选择所需的电路元件，连接成电路。如图2所示。其中双踪示波器用来显示触脉冲和负载上的电压波形，A相位为负载波形，B相位为触发波形。
启动电路开始仿真，波形如图3所示，显然负载上的波形为缺口的正弦半波波形。
2）三相半波可控整流电路（阻感性负载）
如图4所示为三相半波整流电路，负载为阻感性负载。图5为阻感性负载上的电压波形。
4 结束语
利用multisim实现仿真实验教学，同传统的电力电子实验相比，可以边实验边修改，由于使用的元器件和仪表都是虚拟的，所以不存在安全问题，另外实验成本低，实验效率高，实验结果直观形象。学生在仿真实验过程中，有自己独立思考的时间和空间，有利于培养学生的创新思维能力。但是仿真实验并不能完全取代传统的实验手段，因为学生在仿真实验中看到的都是理想波形，而实际上会存在很多的干扰信号，学生只有在真实的硬件试验中才会掌握。只有将仿真实验与硬件实验相结合，才能帮助学生更快更好地掌握知识，进一步提高学生的综合实验和创新的能力。
参考文献：
[1] 王兆安，黄俊. 电力电子技术[M].4版.北京：机械工业出版社，2000.
关键词：电力电子技术；教学改革；仿真
作者简介：李林琳（1977-），女，辽宁沈阳人，长春工程学院电气与信息工程学院，配电自动化吉林省高校工程研究中心，讲师；邢顺涛（1976-），男，吉林延吉人，长春工程学院电气与信息工程学院，讲师。（吉林 长春 130012）
基金项目：本文系2011年长春工程学院教学研究课题的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0064-02
“电力电子技术”是电气工程及其自动化专业的专业基础课程，在人才培养方案和课程体系中起着至关重要的作用。通过“电力电子技术”课程的学习，使学生掌握电力变换的基本理论知识，为后续专业课程打下坚实的理论基础。本课程来源于工程实践，理论与实践并重，因此，本课程将实践贯穿始终，具有层次性和互补性。通过理论教学、实践锻炼、MATLAB仿真等教学活动，有助于提高学生理论联系实际和应用创新的能力。
一、“电力电子技术”课程教学改革的必要性
目前“电力电子技术”的教学仍然停留在传统的教学模式上，即在课程教学中依照教材的内容和顺序讲述各种电力变换原理。[1]这种传统的教学模式存在以下弊病：第一，传统的教学思想重视学生对书本知识的掌握程度，忽视学生的素质教育，忽视学生应用创新能力的培养；第二，传统的教学形式方法单一，课堂上教师讲授课程，学生只是被动参与，这样很难激发学生的学习兴趣；第三，由于现行教材不能很好地体现电力电子技术的应用和发展，且教材中讲授的理论都只集中在技术层次，而忽略了现场应用的实际因素。因此现有的教学存在与实际脱节的情况，从事电力系统及相关行业工作的学生走上工作岗位后，还需投入大量的时间去了解电力电子技术的新原理和在电力系统中的应用，以及电力变换对电力系统的影响。
本文主要是针对长春工程学院（以下简称“我校”）电气自动化专业的“卓越工程师培养计划”，在“电力电子技术”课程教学中探索科学合理的教学方法，加强实践教学工程针对性，培养学生创新思维，提高学生理论联系实际的能力，为成就未来的“卓越工程师”奠定基础。
二、探索“电力电子技术”课程的教学方法
1.采用多媒体教学，增加教学的直观性
由于“电力电子技术”课程中有很多电力变换的原理需要画波形，受板书的限制，授课的信息量很有限，所以可将“电力电子技术”课程的有关内容制作成多媒体课件进行讲解。讲述时多媒体教学可与黑板手写教学同时进行，将多媒体教学和手写的重点、难点知识相结合，增强教学效果。
现在“电力电子技术”课程的多媒体课件有很多，但是这些课件普遍存在一个共同的缺点：课件制作过于简单，缺少动画和过程讲解，很多原理图都是直接出现，很多结论也是直接给出，这样对于刚刚接触电力电子的学生来说很生硬，很难提高学生的学习兴趣。对于“电力电子技术”课程的改革，首先从课件入手，重新制作课件，在课件中增加大量动画和工程实例。比如在讲授整流电路时，对于每一种整流变换的电路图结合工作原理都制作了动画。教师在上课时，讲到某一回路和器件时，该回路和器件都有明显的标注、声音和动画变换。这样，学生有更直观的视觉和听觉感受，加深对工作原理的理解。
2.引入问题教学法，激励学生自主学习
该方法是指采用互动学习的方式，在引出一个新的知识点时，教师首先将问题提出，让学生先进行充分讨论，通过问题来激发学生学习的自主性，然后由老师进行总结，得出一个正确的结论。例如，老师在课堂上给学生提出问题：如果三相桥式整流电路中，某一相触发电路的触发信号丢失，整流电路负载侧输出的波形会是什么样？先请学生阐述自己的观点，然后由老师理论讲解。教师还可以利用MATLAB程序，在课堂上演示，使学生加深对理论知识的理解。这种方法可以极大地激发学生的兴趣，使学生成为主动的学习者。问题式教学方法与国际教育相接轨，国外的教育跟注重人的培养，老师不会每天给学生留作业，通常会让学生准备课题，上课进行讨论。国际教育更需要学生自己主动学习，学习完全是自己的事，这样更好地培养学生的逻辑思维、语言表述和创新意识。
3.推进案例教学法，引领学生探究工程实践
“电力电子技术”的理论教学应与电力企业及日常生产、生活实例相结合。实例可根据教学内容穿插引入，课堂上引用的例子尽可能是学生日常接触过的或电力行业中的设备，这样学生会更感兴趣。相关章节举出相应实例，指出课本上的基本电路、基本原理是怎样运用的实际中去的。这样一方面能深刻地讲述教材上的基础知识，另一方面能扩大学生的专业应用能力，将会有更好的教学效果。例如，在讲完脉冲宽度调制技术（PWM）基本原理内容后，通过风力发电生产案例引入变频器。首先给出变频器的主电路及各部分参数要求，其次根据变频器的主电路图，结合理论课讲过的整流、逆变和PWM控制理论给出变频器的工作原理，最后可以利用MATLAB仿真软件给出逆变器各参数波形图。
同理，在讲授电力电子各部分基本知识的基础上，可以适时地引入电力企业生产实际案例，使学生对电力电子技术在电力系统中的应用和电力变换对电网稳定性和电能质量的提高、及电力电子新技术的发展对新能源、高压直流输电和柔流输电技术等的影响有所了解，以提高学生的理论知识和实践能力。
三、加强实践教学
“电力电子技术”是一门实践性很强的课程，实验实践环节占据十分重要的位置。通过“电力电子技术”课程实验、实习、教学仿真及学生的科技创新活动等活动，构成了螺旋上升式的实践教学体系，逐步提高学生的实践动手及应用创新能力。
1.课程实验
电力电子实验室实行开放式管理，开设近十个实验，教师教学中可根据需要从中选做5个的实验。每个实验每个班级分批、分组进行，每组最多不超2人，每次实验都由任课教师和一名电力电子实验室老师共同指导，这样教师可以对每组学生进行详细指导。通过课程实验，可以增加学生的感性认识，提高学生的动手能力，激发学生对所学知识的探索欲望，加深对理论知识的理解。
2.仿真教学
仿真实验模块主要是根据教学内容设计了相关的仿真实验内容，要求学生完成简单的电路设计，实现所要求的电路功能。为完成“卓越工程师培养计划”的目标，现将MATLAB仿真引入到电力电子技术的理论与实践教学中，培养学生分析解决问题的能力，在掌握基本理论知识的前提下，培养学生创新意识。
在对比目前比较流行的仿真软件后，发现MATLAB更适合电力电子仿真。用计算机仿真可以方便地进行不同器件、不同参数的比较，进行反复试验。MATLAB提供的仿真工具箱SIMULINK，是一个功能十分强大的仿真软件，可以根据用户的需要方便地为系统建立模型，并且十分直观，它的仿真精度很高，仿真结果准确。应用计算机仿真来研究电力电子技术，有利于提高研究效率，降低研发成本。
“电力电子技术”仿真所用到的电气、电子元件模型全部都包含在MATLAB元件库里面。在MATLAB提示符下键入Powerlib命令，这个命令将打开SIMULINK仿真窗口，同时显示出电力系统模块工具箱。电力系统仿真环境简称“psb”，它几乎提供了组成电力系统的所有元件。其中包括：同步机、异步机、变压器、直流机、线性和非线性模块、传输线路、断路器、负荷模型、电力半导体器件、控制元件、测量元件以及信号显示模块等等。
应用MATLAB软件，着重研究整流、逆变、斩波及变频等基本电路的仿真及其波形结果分析，验证课本中的基本原理。例如整流电路中，对不同的触发角、不同的负载时参量输出波形会产生什么样的差别等，使学生能够对这些比较难以理解的抽象内容有一个直观的认识。如图1单相桥式可控整流电路原理图。
在仿真电路中，更改负载的参数就可以得到不同负载类型，如电阻性负载和阻感负载。对于相位控制的整流电路来说，控制角的相位直接影响输出波形，可以利用MATLAB仿真调整控制角α数值，观测单相桥式整流电路的输出波形，及晶闸管两端的电压、电流的波形图。当α=60°时，各参量输出如图2。
MATLAB软件也可以对一些复杂电路进行模拟仿真，如改变触发角对波形的影响、缺相对波形的影响等等，并对其波形结果进行量化分析研究。通过改变各项输入参数观察其波形变化，从而使学生对电路模型能够熟知和精通，加深印象，改善课堂教学效果。
3.体验式教学
根据卓越工程师培养计划，为提高学生的实践能力，部分课程的实践环节可占总学时的50%，根据“电力电子技术”课程的特点，可将课堂直接搬到仿真实验室、实训基地甚至单位现场。根据现场实际设备结合所学的理论知识进行讲解，加深学生对电力电子技术一些抽象概念的理解，做到理论与实际相结合。
对一些有兴趣的学生，可以组织参加教师的科研实践、学校或省级科技创新计划、全国电子大赛等。很多学生在比赛中获得优异的成绩，取得良好的效果。通过引领学生参与学科竞赛及科技创新活动，使学生对于知识的应用与创新有了完整的体验。
四、结论
电力电子技术在不断地发展，教学内容与方式也要相应地变化。结合教学方法的改革，可引入新的教学内容；理论授课结合仿真、工程案例和实践教学环节，使枯燥的理论变成体验式课程，激发学生的学习兴趣，使学生牢固地掌握电力变换的基本理论和当今电力电子技术发展的新动向，丰富知识面，为今后的工作打下坚实的基础。
本文作者：黄杰聂蓉曹卫权工作单位：湖南铁道职业技术学院轨道交通系
新形势下课程的解构
铁道类职业院校电力电子技术所涉及的专业主要是电气化铁道技术专业。国家“十二五”规划明确提出要大力发展职业教育,加快培养高素质技能型人才。“十二五”期间,以高速铁路网络、区际干线快速铁路网络、重载铁路货运网络、西部铁路网络等为重点的大规模铁路建设和城市轨道交通建设全面展开。铁路建设大力发展电力牵引,推进铁路技术装备现代化。以中国南车集团等骨干企业为依托,重点发展大功率交流传动电力机车、动车组牵引电机与电器、城市轨道交通车辆、高速铁路配件等高技术产品。从1996年AC4000型交流传动技术的引进,到2006年CRH2型动车组整车下线,目前已完全拥有高铁制造技术的自主知识产权。2011年中国南车联合美国GE公司进军美国高铁市场。标志着轨道交通装备制造行业实现了从“中国制造到中国创造”的转变。新的形势对专业人才职业素质、职业能力和可持续发展提出更高要求。电力电子技术在机车上的应用越来越广泛,越来越灵活多变。电气化铁道技术专业学生的培养要求也随着变化,这也促使我们任教课程的老师们深入到企业生产一线,开展丰富地调研,将实际应用的经验带入到课堂中来。在设计电气化铁道技术《电力电子技术》这门课程之前,我根据机车交流传动技术,机车电气制动控制技术等实际运用,对南车集团相关的技术人员及一线操作人员,广铁集团的司乘和检修人员等进行了调研,了解到这些岗位对电气化铁道技术专业的要求,也了解到他们在实际工作中对电力电器件的选型,筛选优劣,维修控制设备等对电力电子技术相关知识的要求。这些宝贵的经验与建议对于我对电气化铁道技术专业的学生讲授《电力电子技术》这门课程来说,专业针对性强,学生学起来也很感兴趣。以前不知道学了这些电力电子器件,电力电子电路拓扑结构将来有什么用,这些知识与自己的专业到底有多少关系。利用职教新干线平台,将现场的部分作业过程直接展示在学生课堂,将现实生活中的实例直接带入课堂,利用现场实例,实现了基于工作过程的解构,也丰富了我的教学。
2基于互联网教学平台的课程资源重构的目标
在互联网技术高速发展的形式下,对课程的重构主要是依托职教新干线网络平台,以《电力电子技术》的实际应用为突破口,不断的应用理论知识对实践的各个环节进行指导,同时根据实践中发生的问题和解决问题的方法和技巧不断更新和完善理论体系,最终探索出一套行之有效的一般规律和方法来,使《电力电子技术》这一课程的教学更加切合实际。通过不断的努力,课程重构后最终要实现的目标是:(1)使学生掌握学习新知识的方法,提高学习能力。让学生在真实的环境中学会应用电力电子技术进行电路故障分析、处理,合理选择电力电子器件,筛选优劣电力电子器件的方法,以教学情境与工作过程相结合的方式增强学生实际动手操作能力,培养学生的自学能力、设计能力、创新能力和适应能力,逐步达到相关职业岗位的能力和素养要求。(2)提高教师教的效果。目前我们院校的《电力电子技术》教学还是以传统的理论教材为主,同时老师教学过程也仍应用传统理论教学模式,以分析电路原理,讲解参数计算过程和计算方法为主,这种教学方式的弊端是使学生感觉枯燥和乏味,就更谈不上培养学生的学习兴趣,加上电力电子技术的抽象难懂,也就容易使其产生厌学和放弃的心态。通过结合职教新干线互联网教学平台对本课程的重构,我们要通过真正的实践案例指导老师的教学过程;同时,利用互联网技术与多媒体技术,提供更多的形象化的电路效果演示,更多的实践案例,以提高教师的教学效果。
基于互联网教学平台的课程教学实施
课程改革除了课程内容和课程资源外,最重要的是如何使用这些资源,现在已经非常成熟的各级精品课程建设,已经建设了非常丰富的资源,但是资源利用率却很低。利用职教新干线网络平台,老师不但能和传统教学一样在课堂上教学,还能在职教新干线空间里有目的的建立一些社会热点话题专栏、专业热点专栏等等,把学生吸引过来,空间不只是一个技术资料库,还可以了解很多的东西。利用职教新干线群组功能,老师和学生可以自由在职教新干线空间专栏或者群组里讨论,学生之间可以互相交流观点,老师可以看到学生的每一个发言,了解学生学习动态,心理状态,能够及时有效的处理学生存在的疑惑和问题。对于学生的问题,老师可以不予立即回复,让有些问题在学生自由讨论过程中就能自然地得到解决,让学生通过相互探讨和网络资料、图书资料学习来自己解决。对学生较难解决的复杂问题,老师先通过提供资料,给出提示等方式进行解决,学生实在解决不了的问题,老师可以再课堂上进行讲解。这样,一方面培养了学生的自主学习能力,培养了学生的探索精神,同时,也是学生对所学知识的印象更加深刻。通过职教新干线网络平台,老师和学生都能通过资源链接、文档、图片、声音和视频文件等多种方式发表看法或者记录言行。老师能够全面地了解学生每一个学生,全方面评价学生,同时,学生也能充分地分享学习资源。在利用职教新干线网络平台教学的同时,也不能忽略他的教师个人博客的本质属性,在平台建设与管理时,教师要发挥个人特长,在受一般教学规律和总则的制约的同时,要把自己平台打造出自己的特色,保留自己的授课风格,展示自己的生活爱好,将生活与工作溶为一体,拉近与学生的距离,让学生进入这个平台时有一种发自心底的亲切感,吸引学生“常来空间淘宝”.
目前,职教新干线网络平台在高校的推广已经初见成效,平台在辅助教学方面已经得到了较为广泛应用,但是对于像电力电子技术这样的工科类专业性较强的课程还很少有全面铺开的应用。本文从“职教新干线对电气化铁道技术专业电力电子技术教学产生的影响”这个点上展开探索和研究,通过调研、尝试和总结分析得出了以电力电子技术课程为原型的工科类专业性较强课程的平台辅助教学一般规律和方法,形成自我的教学特色,用以指导今后的教学,使“职教新干线”这一网络平台在职业类院校甚至是本科院校的教学中发挥更大更好的作用,使我们的教育教学借助这个信息化时代的成果而更上一个台阶。
关键词:电力电子技术；教学内容；教学方法；课程改革
高职院校教学的主要目的是教授学生能力，让学生在毕业后即可迅速投入工作，从而为人力市场源源不断地供应技术型的人才。而电力电子工程作为电气工程及其自动化专业的基础课程，不仅适用范围较广，也是相关高素质技能型专门人才必须掌握的一门课程。传统的高职电力电子技术教学大多沿用的是本科的教学形式，没有体现高职教学的特色，也没有达到高职教学应有的目标。
1目前教学中存在的问题
1.1教学内容陈旧
科技的发展导致电力电子相关技术更新较快，是很多高职院校的教材却没有跟上科技发展的脚步，甚至仍以半控型器件晶闸管为核心器件搭建电路，而事实上在工业中都使用的是功率MOSFET和IG-BT等全控型器件为主流器件，整个电路的结构都发生了重大的变化。此外，由于教学内容过于偏向本科，在教材中对电子电力器械的内部结构以及运行原理介绍较多，而高职学生更多的是需要对元器件的运用能力。由于电力电子电路的种类繁多，很多教材都难以将其进行系统的归纳，不同章节之间完全没有衔接，这就导致学生在学习这些章节的时候难以对新的知识进行理解。教学内容的陈旧以及科学分类的缺乏使得学生很难成长为高素质高技能型应用人才。
1.2教学方法单一
电力电子技术中很多内容都是比较抽象的，如晶闸管整流及其逆变电路、交流调压电路等，这些内容仅仅依靠传统的口述加板书是无法加以展现的，如果学生理解能力有限，教师再怎么去努力也是徒劳的。虽然有的学校可能会进行多媒体的教学，但是学生对电力电子电路的实际构建过程和工作过程缺少形象直观的了解，仅仅依靠教学是达不到这个要求的。学生想要掌握实际应用电力电子产品的能力，就必须进行工程实际体验，而实践教学恰恰是高职电力电子技术教学的薄弱之处。
1.3实践环节薄弱
对于技术型人才来讲，实践教学的价值远比理论教学来得重要。但是在相当多的高职院校中，电力电子技术教学都是以理论教学为主，实践教学占的课时很少，可能学生能够运用一些基础的电力电子电路，但是真正要想对相关电气元件进行灵活的运用，学生远达不到这个要求。这就导致有的高职院校虽然具备了功能强大的实验设备，但是却没有发挥应有的作用。当前电力电子产品的更迭比较快，而学校的实训基地的资源又是有限的，因此高职院校更多的应该考虑的是加强校企合作，以此来增强学生的实践能力。
2课程改革的探索和思考
2.1整合和更新教学内容
教学内容和课程体系的改革是教学改革的重难点，特别是在当前电子电力技术不断发展的当下，教学内容的更新速度很难跟得上各种新型电力电子设备的推广速度，因而当前高职电力电子技术教学对教师知识面的要求更高，需要教师不断的整合和更新教学内容，做到与时俱进的教学。高职的目的是培养学生的能力，因此在教学的过程中一定要把握课程的核心，对于电子电力器件复杂的内部解构以及工作原理都可以一笔带过，这些复杂的公式推导过程对高职学生来讲，并没有什么意义，而对于电子电器元件的参数特性以及使用方法都要详细叙述，首先让学生在理论上掌握电子电气元件如何去使用。其次教学的内容要紧跟当前时代，自动化是当前工业发展的主流，在介绍这些电力电子元器件时应该选用能够代表当前实际应用水平的电路，如功率MOSFET、IGBT及其智能功率模块IPM进行讲述，这样才不至于让学生毕业后产生与社会脱节的现象。
2.2改革教学方法和手段
传统的本科式的讲授方法，对高职学生来讲并没有太大的作用，很少有学生能够凭借自己的能力来分析电力电子电路及其系统结构，因为三相交流电所带来的电路输出波形异常复杂，讲述如何去手动计算也没有太大的意义。而如果能够使用现代计算机仿真技术来进行电力电子电路的分析，则可以在短时间内就帮助学生理解整个知识架构，可以作为高职电力电子技术教学的重要手段。高职电力电子技术的仿真教学可以参见本科院校的课程，本科院校很多都是使用的基于MATLAB软件的电力电子电路仿真，从实践效果来看也相当的理想，因而不妨借鉴本科院校的教学方法和手段，让学生利用仿真电路来理解整个电子电路的架构和运行规律，或许能够在帮助学生理解的同时增强学生的学习兴趣。在技能培养上要采用层次化的方式，首先让学生通过基础实验来了解电子元器件的基本原理，然后利用综合实践来掌握电子电气电路的各部分电路功能和特征，再用综合实训来进一步加强学生的技能锻炼，能够独立完成电路的分析、制作、焊接和调试工作，最后使用现场教学来落实学生的实践能力，提前适应工作岗位的需求。
2.3扩充和创新实践环节
电力电子技术对于实践能力的要求较高，针对当前高职电力电子技术教学缺乏实践环节的情况，必须有效扩充和创新实践环节，利用实践来让学生所学到的理论知识得到验证，从而对电子电路知识有更深的了解。当前很多院校在电力电子技术实践环节上都只安排了基本的实验，对于高职学生来讲这些实验都过于简单，既没有起到提高学生相关能力的作用，又没有充分发挥现有实验设备的功能。高职院校可以保留基本的电力电子电路验证性实验，但是更多的是要基于现有的教学实验设备来开发设计综合性的设计实验项目，以此来增强学生对于电子电路的综合运用能力，在实践中巩固自身的知识，发展实际动手能力。而对于创新实践环节的考核上，高职电力电子技术教学也存在诸多的弊端，考核大多基于卷面分数，考核的结果也凸显不了学生的实际操作能力，这就很可能出现动手操作能力强的学生没有较好的卷面分数，而动手能力不强的学生依靠死记硬背却能够通过考核。在实践阶段的考核要根据学生的学习态度、作业情况、实践报告、实践操作考试等多方面来综合评定，这样才能够客观地评价学生的成绩，确保每个经过创新实践环节的学生都能够有良好的动手操作能力。而在电子电气技术不断更新的当下，仅仅依靠学校的实践基地是无法满足教学的需求的，学校应该加强与校外企业的联合建设，在教学过程中可以聘请校外企业的专业人员到课堂来讲授电气元件的操作和运行。也可以让学生到企业中去亲手实践和见证电力电子装置的运行情况，从而加深学生对课程的理解和印象。而对于表现优异的学生可以直接选择进入企业就业，无意进入企业就业的学生也拥有了较强的动手操作能力，有工作的资本。
3结语
当前我国的电子电力行业正处在飞速的发展中，需要大量的高素质技术性人才。虽然高职教学的目的就是为人力市场提供技术型人才，但是很多高职的电力电子技术教学都存在理论与现实脱节的情况，导致毕业的学生不能马上适应工作条件。对此高职院校有必要更新电力电子技术教学的内容，丰富教学方法，创新实践教学环节，从而让学生从书本上学习到的理论知识能够实际运用于生产之中。
作者:陈杰金 霍览宇 单位:湖南机电职业技术学院
参考文献：
[1]许纯昕,曹京生,贾君瑞等.CBE理念在高职电力电子技术课程教学改革中的应用[J].南通职业大学学报,2014(03):73-75.
结合几年教学实践和CDIO工程教育的特点，对原有的教学模式进行了改革，将授课内容中规律和特点并加以灵活利用，引导学生采用发现学习和掌握学习等创造性学习方法、加强理论联系实际；从系统角度、实践角度出发建立了一套适合于“电力电子技术”课程教学的教学体系。
教学思路
在明确教学目标的基础上，首先，教师一定要意识到，兴趣是最好的老师，兴趣是学习的动力和源泉。只要通过有效的兴趣培养和教学方式，就可以让这些学生达到甚至超过自己的水平。以科研的态度和精神贯穿于教学之中，让学生在“学生做”和“做中学”激发课程学习热情。鼓励学生走上讲台，敢于大胆走进实验室；敢于向老师发难，以“我”为中心，全然不顾“名家”情面。
其次在教学理念上，以发展学生思考能力为本，结合课程实验和教师现有的课题进行实践，建立系统设计理念，通过对主电路和控制电路、保护电路、检测电路同时分组进行设计。CDIO强调以熟悉产品研发的生命周期为工程背景的“做中学”的学习方式，这不是对教师主导作用的弱化，相反对教师在整个教学活动过程中的掌控能力、自身的知识水平提出了更高的高求。“教师”兼为“导师”，实现学生在知识获取过程中的地位由“被动”到“主动”的角色转变：学生在教师指导下积极、主动地参与实践，从独立学习转向合作学习；从深层次角度讲，就是大学中“物质教育”与“自由教育”的转变。在探索、实验和应用中行动上给与相当的灵活性，这样可以唤起学生的好奇心，使其热切地寻求有助于解决问题的知识，同时又具备相当的实行工具。学生所具有的创造性的和富有想象力的远见都将发挥作用，并能控制其冲动和习惯。他自己的目的就能指导他的行动。
再次，就教学方法而言，坚持把工程科学基础和工程专业知识紧密地揉合在一起进行教学，学生仍然需要坚实的科学基础。在讲述定理、结论时，要注意理论基础与专业知识的结合。除了应用高等数学和大学物理分析内容的机理之外，还要讲定理、结论的提出背景、前提条件以及应用情况和近展状况等等。在教学手段上注意应用现代信息技术，如多媒体动画和系统仿真技术。熟练的、精心的准备过的课堂讲授仍然是最有效的学习和教授经验。
最后，在重点和难点教学模式上，采用项目或者案例教学模式，基于问题解决模式的模式；教师引导学生效仿教师、专家学者做项目的方法，如专题研讨、方案和技术设计、仿真模拟和实验操作等，探索并解决课程内容相关工程应用中的现实问题；培养学生发现问题与综合分析问题的能力。因此恰当地设计题目是项目教学法运用成功的保证，既不能太难，让学生望而却步，又不能太简单，没有挑战性。这要求教师平时有一定知识积累。“电力电子技术”实力较强的几个院校的积极尝试为我们提供了较好的参考。浙江大学将“功率因数校正实验”等部分实验项目列为创新设计型实验，由学生自主设计实验内容和方法，提高学生创新能力。哈尔滨工业大学以直流脉宽调速系统驱动电源的设计为课程设计的主要内容。南京航空航天大学开发了“软开关逆变电源实验装置”课程设计教学平台，以此设计若干个课程设计题目。中国石油大学选择反激式开关电源为课程设计题目。这些题目既紧密联系书本知识，又有创新的空间，值得借鉴。
实验教学在方式上注重启发，引导学生积极参与实验设计的同时；在时间和内容安排上注意了验证实验、仿真实验和综合设计实验的循序渐进。在实践平台装置的设计上，注意“先进性、实用性、开放性、安全性”的特点，满足基础型和综合设计型的实验教学和实践活动的要求。使学生既动手又动脑，丰富工程实践知识，培养学生的创新能力和综合能力。同时学生小组成员之间密切协作和互相配合，锻炼学生的责任感和协作、互助的团队精神。
教学案例
以“电力电子技术”内容直流-直流变流技术为例。首先，教师备课时要把自己想象成学生，想象一下学生的已知与未知，研究学生认知与情感发展的需求，要想到学生在课堂教学过程中可能有的变化，从而使备课活动不再是琢磨怎么讲能讲得清楚、透彻、到位，让学生听得懂、记得牢，要注重的是课堂上学生怎么学、怎么动以及为了实践活动的有效开展，激发学生的学习兴趣，如何点起学生创新的火花，促使学生生动活泼地参与，使课堂教学丰富多样，把课堂真正还给学生。
引言部分如讲到buck变换器时，先介绍变换器的背景。授课时，按照“识电路”“画波形”“会计算”“输出（电压或电流）控制”四部曲进行。显然，第四部曲是压轴大戏。buck变换器的电路原理图如图1所示，先讲每一个功率器件的工作原理。再从有源开关V导通，到无源开关VD因反偏而截止，再到输出滤波电感储能（或励磁），并向负载提供能量；反过来从有源开关V截止，到电感电流不能突变。故使无源开关VD正偏而导通，此时电感电流经二极管续流，其储存的能量继续供向负载，并由输出电压对其进行去磁。输出滤波电容作用：主要用来限制输出电压上的开关频率纹波分量，使之远小于稳态的直流输出电压。
内容强调讲稳态关系和特征。buck变换器的特征公式如式1所示，让学生对比以前学过的理想变压器的特征公式，说明为什么buck也叫“直流变压器”。
（1）
第二部曲是利用多媒体动画技术演示功率器件开通和关断时电路的电流流经路径和主要物理量的波形变化情况。采用MATLAB仿真时所得的波形与课本的波形进行对比，反映了理论知识的现实性。同时对比图1（b）、（c）图，对电流下降及上升的原因及“断续”和“连续”概念结合高等数学中 “连续”的概念不一样的地方进行辨析。当改变参数使得仿真结果变化时，也能通过理论分析与仿真调试，使输出达到理想状态。
第三部曲讲授在已知输入电压范围、负载电流范围和给定的输出电压下，利用获得的稳态关系，可以方便计算buck变换器的开关占空比范围，从而来计算buck变换器中的元器件电压稳态应力、电流峰值、电流平均值和电流有效值。
在讲第四部曲即“输出（电压或电流）控制”时，学生不易明白也看不到。有些内容理解不够具体，如何控制实现的疑问产生。此时重要的是培养学生有精细、认真、穷追不舍的态度和敢于提出问题、勇于解决问题的创新精神。学生参与设计教师的100V/600A大功率开关斩波恒流源科研项目，共分四组，每一组完成一个功能设计调试或仿真。
第一组学生设计不控整流部分的电路结构如图2所示，具体参数：滤波电抗为1200A/0.71mH，整流二极管600A/1600V，铝电解电容0.3F/400V。
第二组学生参与斩波电路设计，设计的斩波电路图如图3所示。通过计算得出电抗器1200A/300μH，C2电容大小190μF/400V。阻容吸收单元选择电容C3为80μF/450V，选取电阻R1为10Ω。IGBT模块2MBI1200U4G-120，驱动模块在教师的指导下选用瑞士CONCEPT公司的IGBT驱动模块2SD315A，该驱动模块集成智能驱动、自检、状态反馈、隔离等功能于一身，能够驱动1200A/1200V的IGBT。有的学生还画了驱动电路图。
第三组学生设计了基于TMS320F28335DSP作为控制回路的核心的数字PI调节器。学生在CCS集成开发环境下编写的数字PI调节器，在软仿真下可以明显看到给定变化引起PWM脉宽的变化。
第四组学生负责基于MATLAB下仿真。
关键词：教学方法；教学研究；实践教学；工程案例；电力电子技术
作者简介：刘少克（1963-），男，湖南长沙人，国防科学技术大学机电工程与自动化学院，教授。（湖南 长沙 410073）
基金项目：本文系“十二五”国家科技支撑计划重点项目“中低速磁浮交通应用开发及集成示范研究”（项目编号：2012BAG07B01）之子课题“中低速磁浮交通牵引计算关键技术研究”（课题编号：2012BAG07B01-01-04）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0053-02
随着现代高等教育的发展，研究性教学实践越来越得到重视，尤其近年一些教学方法，如案例分析教学、项目教学、工程实例教学、角色扮演、行动导向教学等的出现，传统“填鸭式”、“满堂灌”的课堂教学模式被摒弃，教学效果得到改进。而在上述教学方法中，案例分析教学、项目教学和工程实例教学，由于其具有明确的实际应用背景，在工科类教学中得到广大师生的偏爱。在实际教学应用中，笔者发现有的教师由于从事的科研课题特殊，所举教学案例和项目所涉及背景知识偏僻，不具代表性；有的在同一门课程教学中，所举案例和项目零碎分散，不具系统性。“电力电子技术”是一门与工程实际结合十分紧密的课程，本文结合该课程研究性教学实践，对工程平台的选择进行了探索，并以磁浮列车供电系统作为综合性工程平台在电力电子技术教学中的应用进行了举例说明。
一、研究性教学实践中工程平台的选择
案例分析教学、项目教学和工程实例等与实际应用紧密的教学方法，首先需要选择一个好的“电力电子技术”综合性工程实际平台，在这个平台上，教师选择恰当的案例、项目和实例进行展开，可以使前后传授的知识得到很好的衔接。在综合性工程平台的选择上，典型性、适应性、先进性和系统性是需要考虑的四个重要因素。
1.典型性
典型性是指所选择的工程平台，应该具有广泛的应用背景，是广大学生容易接触、感性认知到的东西。采用这种平台，学生容易理解和接受，教学过程中教员不用过多地讲授其相关背景知识和技术。典型性的另一方面是指该工程平台采用的技术应具有一定的代表性，在所授课程的知识点中具有典型性。该平台采用的技术，不仅可应用于该平台上，应用于其他类似工程平台同样是可行的。考虑工程平台的典型性，教学中不宜采用特殊案例，如不宜采用教师在某一个别方面的特定科研项目和特定的技术解决手段方式，这些项目所采用的技术或解决手段不是主流，学生对此往往也并不感兴趣。
2.适应性
适应性是指所采用的工程平台中涉及的知识点应该与所讲授的本门课程很多知识内容相一致，这样通过一个平台，就可完成课堂多个知识点的传授和实践巩固。适应性的另一方面是深度和工作量适度。学生在一个时间段内往往需要同时学习多门功课，这样花费在一门课上的时间毕竟有限。知识点太深，学生会感到畏难，不能理解；而工作量太大，学生会产生厌倦情绪。
在教学深度方面，教师在传授时往往会尽量使学生明白、理解课堂上所讲授的知识内容；但却往往忽略学生为此需要花费的时间代价，没有考虑学生在学习本门课程期间同时承担的其他学习任务。在选择案例、项目和工程实例时，过多、过细和过繁的工作都交给学生，这样教学效果往往会适得其反。
3.先进性
先进性是指所选择的工程平台所涉及的技术，目前在工程实际中应该广泛被采用，并在未来一段时间内不会被淘汰。以“电力电子技术”的教学为例，可控硅是传统上广泛采用的一种半控型功率器件，但随着IGBT、MOSFET、GTO等全控性功率器件的出现，控制电路得到发展，可控硅应用越来越少，故在讲授“电力电子技术”课程时，应以目前主流的IGBT全控性功率器件为主线，尽量选择IGBT构成的工程平台，逐步减少、淘汰可控硅器件的知识和实践内容。由于技术日新月异的变化，对于计算机、信息技术等课程的讲授同样如此。
4.系统性
教师在开始讲授某门课程时，从课堂讲授到实践环节应具有系统性，应对整个教学过程实践环节采用的案例、项目和实例进行统一的策划，对时间、内容、方式和进度预先进行统一的规划、编排，避免临时组织出现研究性教学环节与课堂教学结合不紧密，实践环节出现零碎、孤立的现象，只有这样才能使学生做到前后承接、融会贯通。一个好的综合性工程平台应该涉及所讲授课程的大多数知识内容和知识点。通过在同一工程平台挑选、提炼出不同案例、项目和实例，可使学生所学的知识得到有机统一，学生更容易理解和接受。
二、研究性实践教学中工程平台选择举例
“电力电子技术”是控制、机电和电气等学科的一门专业基础课，它集控制理论、电力学和电子学于一体，涉及的知识点多、范围广，与实际结合紧密。在讲授该课程时，笔者选择磁浮列车供电系统作为教学中的综合性工程平台。虽然是一种新型交通工具，但除了车辆需要悬浮外，与传统城市轨道交通，如地铁、轻轨技术是类似的。列车供电系统由地面和车辆两部分组成。地面供电系统主要由主变电所、牵引变电所组成；其中主变电所将高压电网AC110KV、50Hz三相交流电降压成中压AC35KV/20KV/10KV、50Hz三相交流电，牵引变电所再将中压三相交流电降压整流成DC1500V/750V直流电。最后，通过接触轨、电刷和配电系统分配给车载用电设备，供车辆牵引、悬浮、导向、制动、控制、信号、照明、空调等设备使用。
磁浮列车供电系统所采用的技术代表了现代电力电子技术的发展和典型工程实际应用。其车辆供电系统包括牵引逆变器、悬浮电源、控制电源、辅助逆变器，这些电气设备涉及了电力电子技术的典型功率器件，以及AC/DC、AC/AC、DC/DC、DC/AC四大主变换电路和软开关谐振电路在工程实际中的应用。随着功率器件的发展，技术的不断进步，设备日趋小型化、模块化和智能化。磁浮列车供电系统是一个综合性的工程平台，笔者在案例和项目设计时，根据工程实际的发展，围绕磁浮列车供电系统设计案例和项目。这些案例和项目因为在实际中有广泛的应用，且都围绕磁浮列车工程背景，学生容易理解和接受，学习积极性高。
三、结束语
从传统的知识传授到能力传授是研究性教学实践的根本出发点，在研究性教学实践中，结合案例、项目和工程实例教学方法，对巩固学生所学，提高学生动手能力大有帮助。但实践教学中学生往往需要花费比课程教学更多的时间和精力，故此，怎样在不多挤占学生学习时间的前提下，既让学生掌握好系统的理论知识，又使学生具备好的工程实际应用能力，是一个值得教师不断探索的过程。
参考文献：
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关键词： 电子设计竞赛 电力电子技术 教学改革
教育部、信息产业部等联合组织的全国大学生电子设计竞赛自1994年以来已经成功举办了11届，从历届竞赛题目来看，主要有以下几种方向题目：电源设计、信号源、处理类和控制类等。其中和“电力电子技术”课程最密切的是电源设计类题目，几乎每一届都会出现电源设计方向的题目，因此全国大学生电子设计竞赛题目应结合“电力电子技术”课程教学目标，不但可以丰富教学内容，明确教学任务，而且可以提高学生实践能力。
电气工程及其自动化专业为广东石油化工学院（以下简称我校）卓越工程试点专业，可以为教学研究提供优秀的平台。通过全国大学生电子设计竞赛把对人才素质的检验反馈到教学改革中，调整和改革电气类专业人才培养机制，体现大学生创新精神和实践能力。结合我校“卓越工程师”培养目标，探索建立具有地方性普通高校特色的电气类专业人才培养机制。针对不同层次学生教学目标和教学要求，设计更好的教学方法，注重理论知识与实践教学相结合，让学生在做中学，以电子设计竞赛题目和任务导学和驱动教学。
1.教学改革目标
电力电子技术课程的任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标，提高学生专业素质。专业素质主要体现为运用所学专业知识、理论和技能进行专业实践，解决社会实践问题（如技术创新、技术改造、产品开发、设备维护、生产管理等）的能力。构建符合应用型人才成长的课程体系，厚基础、重实践、结合单片机应用系统设计方面形成突破，使学生有丰富的系统设计经验。注重培养学生专业意识，激发专业兴趣。结合单片机C语言等课程，课内教学以理论为主，课外教学以实践为主，使学生得以全面发展。确定课程教学目标，结合全国大学生电子设计竞赛历届题目，分阶段构建课程知识培养架构；以学生为主体，以能力培养为核心，引入多种教学方法和教学手段，改变课程考核方式，全面对课程教学进行改革，争取在全国大学生电子设计竞赛中取得更好的成绩。
2.教学方法改革
为了完成以上教学任务，对课程教学方法进行改革，在不同阶段的教学过程中采用不同的教学方法，激发学生学习热情，培养学生相应能力，同时鼓励学生参加各种电子设计竞赛。
2.1学科基本内容教学改革
首先利用多媒体教学环境进行课堂教学，充分利用多媒体教学，进行电子课件、电路仿真、教学素材资源库及视频展示等，将抽象问题形象化，这样教学更生动具体，提高学生的学习兴趣，更好地掌握教学内容，同时提高教学效率和教学质量，获得较好的教学改革效果。
其次，根据教学内容安排一定课堂时间给学生自学和实践，有利于巩固和深化教学内容，提高学生实践能力。自学指导法的关键在于学生课外自学过程中，教师必须布置学习要点让学生自学，要求学生组成兴趣小组，利用网络或图书馆查阅资料，结合课堂所学知识开展专题自主学习，然后由小组负责人在课堂上进行汇报，不同小组学生先互评，然后老师进行适当点评。引入自学指导法有助于提高学生学习主动性，给学生课外自学提供适当引导，提高学习效率，对提高学生自学能力和分析问题、解决问题的能力等有很大帮助，使学生感受到团队的重要性和自主学习的乐趣。
2.2实验教学改革
在理论教学和实践教学过程中引入电子设计竞赛题目与设计要求，采用任务驱动教学，使理论和实践结合起来。一个电力电子项目应用项目需要很多电路，如PWM电路、测量放大、输出控制等，涉及电路分析、模拟电路、数字电路、C语言、单片机、等方面知识，以电力电子技术课程开发带动其他课程学习，起到以点带面的作用。教师给出设计方案，让学生分析方案，或设计满足性能指标的电力电子系统，最后指导老师对每个小组设计的方案进行讲评，分析设计方案的优缺点，并提出改进意见。使学生理论联系实际，加深对电力电子技术课程课堂教学内容的理解，培养学生灵活运用所学知识的能力。在实验室完成课程教学过程，边讲边练，讲练结合，分组实践，共同讨论。教学过程中，坚持学生电子设计竞赛相关设计能力培养原则，打破班级整体概念，以电气工程及自动化专业实验室的目前的教学条件，一般将学生分为4～6人的学习小组，以单片机开发板、驱动电路、电力电子变流电路等硬件，配合从低到高的不同性能要求的电子设计竞赛题目，从独立分项的拓扑电路技术实践向综合性工程实践逐步完成教学任务。
2.3电子设计竞赛培训与选拔
以全国大学生电子设计竞赛为目标，鼓励学生参加各种电子设计竞赛，选拔优秀学生进行专门培训，提出相应的学习目标和要求，促进优秀创新人才成长。目标是拔高创新人才培养带动整体水平提高。教学过程中引入“因材施教”教学策略，针对不同层次、不同兴趣的学生提出不同要求，以满足不同需求，在满足基本教学要求的前提下，提出和达到更高的教学目的。一方面，对于经典理论和基本知识点，必须让学生掌握。另一方面，让学生不断吸收新知识。电力电子技术发展速度相对较快，为了使培养的学生适应市场需求，教学过程中必须时刻把握和跟踪新技术和方向。
3.教学手段改革
理论必须联系实际，电力电子技术有很强的实践性，实验是培养动手能力、严谨科学态度和科学研究方法的重要手段，是必不可少的一个教学环节。电力电子技术实验环节学时一般为8学时，课内安排3个基础性实验和1个综合实验设计，课外安排1个创新性选修课题设计。为了弥补实验课时较少及实验室在硬件建设上的不足，充分利用现有电路仿真软件建立虚拟实验室，软硬结合，提高实验教学质量。此外，还可以利用Flash等多媒体软件、制作波形分析等动画教学课件，通过这种互动式直观教学，解决电力电子电路中电压、电流波形分析难的问题，形象生动地完成课程教学内容，加深对教学重点和难点的理解，增强教学效果。
4.结语
结合全国大学生电子设计竞赛教学改革，学生对本课程学习基础扎实，思维和视野扩大，除掌握课程知识本身外，还掌握获得知识的方法，自学能力得到增强，培养创新意识，以点带面，对其他课程和专业知识学习有显著的帮助和促进作用，使学生真正掌握由元件到系统、由强电到弱电、由硬件到软件等多方面系统化专业知识，实践能力得到训练和提高，争取在全国大学生电子设计竞赛中取得更好的成绩。
参考文献：
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关键词：电力电子技术；教学方法；实践教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）30-0168-02
《电力电子技术》是电气、自动化等专业重要的专业课程，该课程理论体系严密，逻辑性强，有广阔的工程应用背景。学生通过该课程的学习，应该全面掌握电力电子变换电路、驱动与保护等方面的基本理论知识，具有分析、计算和设计电路的各种基本方法与技巧，为后续专业课程的学习以及将来从事工程技术和科研工作，奠定扎实的基础。该课程以往的教学主要以教师讲授为主，教学方法单一，并且理论教学与实践教学脱节，致使学生学习兴趣不高，实践能力不能有效的得到提高。为了达到良好的教学效果，《电力电子技术》课程组结合高职学生动手实践学习兴趣大于理论学习兴趣的特点，以“教学做一体化”教学模式为原则，对课程的教学方法与手段、以及实训教学等方面进行了积极的改革与探索。
一、教学方法改革
教学方法的改革旨在调动学生的学习主动性，激发学生的学习潜能，引导学生积极参与课堂教学活动[1，2]。为此，课程教学方法由过去的“满堂灌”改为案例教学法、项目教学法、启发互动式教学法等多种教学方法，突出学生主动参与，注重师生的课堂互动，摒弃了教师单向传授的方法。在教学中通过项目驱动等方式将理论授课、实训、综合实习融为一体，实现“教学做一体化”教学模式。
1.案例教学法。在教学体系中引入实际案例，将重要知识点与实际应用结合起来。例如以电机变频调速电路引出案例，让学生了解变频调速电路结构，再逐步深入到主电路使用的电力电子器件及驱动电路等相关知识，引导学生一步步挖掘知识要点。以案例的形式提出学习内容，增强学生的学习兴趣，变“要我学”为“我要学”，从而掌握案例的理论知识和相关实践技能。对于每个重要的知识模块，都围绕知识的综合应用，配有精选的案例分析，及时将知识由“点”串成“线”、铺成“面”。例如在讲授三相半控、全桥整流和双反星型整流电路后，就以飞机变压整流器为例，介绍如何结合不同的设计要求选择合适的应用电路，通过实例教学既使得学生了解了所学知识如何应用，又通过比较的方式加深了学生对不同电路的理解。
2.项目教学法。有针对性的选择与专业或岗位相关的学习模块，将其构成实际项目，以项目的实现为目标，将整个教学围绕项目任务的解决展开，突出知识的应用性，引导学生自主思考。课程内容以项目模块为引导，每个模块提出一个项目要求，让学生从现象找本质，从感知了解必然。如白炽灯调光电路模块，先以该项目现象让学生了解调光灯电路的特点，再深入到晶闸管、二极管等电力电子器件的结构和测试、电力电子电路的分析和调试、晶闸管触发电路的分析和调试。学习内容以项目的形式提出，将学生的学习目的建立在“我要学”的基础上，完成项目的过程即为学习知识和培养技能的过程。同时，学生在设计电路、组装调试的过程中，也培养了学习能力、沟通能力、创新能力和协作能力等综合素质。
3.讲练结合。上课过程中采用了理论与实践结合的方法：先讲后做、边讲边做、先做后讲等。以学生为主体，教师加以适当的引导，提高学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的实践技能。比如学习晶闸管等电力电子器件时，教师引导学生分析其特征，及时进行现场测试训练。再如学习单相整流电路时，理论分析了电路波形，马上让学生现场实践印证效果，加强学生对该部分知识和技能的理解与记忆。学生的学习不再是枯燥的理论灌输，而是学习其特征，并自己动手印证，这不但加强了学习效果，还提高了学生的技能水平。采用这种授课方式，学生实践动手机会增加，学习兴趣浓厚。这种教学方法彻底改变了传统的理论教学和实践教学相分离的做法，突出了教学内容和教学方法的应用性、实践性。
4.启发互动式教学。在教学过程中灵活采用启发互动式教学方法，以学生为主体，教师为主导，注重师生互动，引导学生思考，激发学生的求知欲，调动学生的学习主动性和积极性。比如学习升降压变换电路和库克变换电路时，首先给学生介绍两种电路的工作原理，然后针对两种电路的异同提出问题，让学生通过对比和分析找到两种电路的异同点，从而掌握升降压变换电路和库克变换电路各自的特点。在教师的启发下，充分调动学生自主学习的积极性，使学生经过思考，自己获得结论，完成从不知到知的转化。
二、教学手段改革
1.合理运用现代教育技术。《电力电子技术》课程教学内容多、信息量大，电路结构复杂，比较适合采用多媒体教学，例如利用动画FLASH技术演示整流电路、逆变电路的工作原理，通过网络来展示各种类型晶闸管及其派生器件的实物等。将PPT技术，FLASH技术及视频技术、网络技术引进课程教学，通过大量的信息和丰富多彩的形象描述与实物展示，将抽象的内容真实化、形象化，并配合黑板讲授，同时将课堂提问、课堂练习有机地穿插在教学过程中，使教学过程生动活泼，也有助于加大课堂教学信息量及丰富教学内容，起到好的教学效果。
2.运用真实的实训设备与条件，进行仿真一体化教学。建立由真实的设备构成的实训场所，按照职业活动环境来布置，突出其职业性的特点。实践教学严格按照生产、建设、管理、服务第一线的现场有关规定，进而强化学生的职业技能训练，培养学生的职业素质。将教学课堂移至教学车间、实践教学场所，实行“教学做一体化”教学，理论与实践教学合二为一，为学生创设真实的教学环境。
3.多层次递进式实践教学。高职教育的目的是为学生提供将来成为高技能人才所必需的学习，高职教学强调对学生专业技能的培养，实践教学是培养学生专业技能的主要途径[3，4]。能否组织好《电力电子技术》课程的实践教学环节，直接影响到课程的教学质量。
针对不同专业、不同能力学生的需要，课程实践教学开设了基础验证性实训、综合设计性实训和创新研究性实训三个层次的实训，由浅入深、有层次地完成各项技能实训，全方位进行实践技能训练。将计算机虚拟实验、仿真实验和网络教育等现代化的教学手段引入实践教学中，实现多层次、多方面、多角度的立体化实践教学体系。通过将虚拟实验与硬件实验的有机结合，加强学生实践应用能力、创新能力的培养。实训教学过程中通过多媒体课件对实训内容和实训设备中的共性问题进行讲解，让学生对实训内容有感性的整体认识。在实训教学中采用启发式教学和指导式教学并重的方式，学生自己参照实训指导书连接线路，测试波形和参数，教师对观测到的现象提出问题，让学生思考和解答，引导学生分析试验现象并做出正确合理的解释。学生在实训过程中遇到的具体问题，则由教师进行单独指导，并鼓励学生自己解决问题。从基础性实训项目到综合性实训项目，层次化的实践教学锻炼了学生的基本技能、综合分析能力和应用能力。通过理论与实践教学的优化衔接，将理论分析与应用相结合，理论与实践交融渐进，学生的实践能力逐步提高。
三、结语
在高职《电力电子技术》课程教学中采用“教学做一体化”教学模式，运用项目式、启发式等多种教学方法，结合现代化的教学手段，使枯燥的学习变得生动，增强了学生的学习兴趣；将学生的被动接收，变为在老师指导下的主动学习，学生能更好地掌握电力电子技术的理论知识，同时也提高了学生运用理论知识分析和解决实际问题的能力。通过近几年的教学实践，课程教学效果和质量都明显提高。
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关键词：高职院校 电力电子技术 教学方法 改革
1 教学现状
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，是利用电力电子器件（晶闸管、GTR、MOSFET等）对电能进行变换和控制的技术，广泛应用于工业、交通运输业、电力系统、家用电器中，是现代电气专业不可缺少的一门课程，在培养该专业的人才中占有很重要的地位。近几年家大力发展职业教育，目的是顺应市场要求培养高素质技能型专门人才。如今大部分高职院校，在教学模式的选择上，往往忽略学生及课程的特点，沿用本科院校的教学模式――以理论教学为主，实践教学为辅，理论教学在先，实践教学在后的教学模式，而这样的教学模式对于高职院校中电力电子课程的学习造成了巨大的阻力。
1.1 课程理论知识复杂抽象
该门课程的主要内容包括：整流电路分析、逆变电路分析、直流斩波电路分析以及交流调压调频电路分析，每一章节中都会涉及大量的数量计算、波形及电路分析，例如，三相整理电路或交流调压电路，涉及到的输出波形复杂难懂让学生很难理解和掌握；此外，大量的电路图（正弦波同步触发电路、锯齿波同步触发电路等）分析起来更是困难重重，长此以往导致学生们对该门课程产生了厌烦心理，最终放弃对电力电子的学习。
1.2 实验设备陈旧，教学过程机械
电力电子实验是在实验台上操作完成的，主要是一些验证性的实验，即首先对该电路进行理论分析，包括波形分析、数值计算等，然后要求学生按照操作步骤连接电路，调试过程最终检验实验结果与理论分析是否相同。这样的实验教学机械呆板，学生无需过多思考，只要按照步骤操作就行，没有拓展性与创造性，并且试验设备年数已久，陈旧老化，导致实验结果与理论分析偏差很大，不利于学生对于新知识的认知。
2 特点分析
基于上述存在的教学现状，大部分的研究者会考虑在沿用原有的教学模式下，通过改变教学方法、教学内容、调整实验课时等来提高电力电子技术的教学质量，但笔者认为，他们忽略了一个最重要的问题，即教学模式的选择是否恰当。教学模式的选择必须“因材施教”，这里的“材”包括两方面，第一，授课对象即学生的特点；第二，所授课程――《电力电子技术》这门课程的特点，来采用恰当的教学模式。该文着重分析了高职院校学生的普遍特点及《电力电子技术》课程特征，为教学改革打下基础。
2.1 高职院校学生的特点
在高考大军中，高职院校的学生总体的成绩较差，大部分的学生高考成绩仅在300分左右。这一方面说明他们掌握的基础知识确实薄弱，如果在大学阶段，采用课堂授课为主的理论教学模式，高中阶段所学知识难以支撑大学阶段的学习。并且进一步说明高职院校的学生不擅长大篇幅的理论知识的学习，对于新事物的认知，如果采用理论授课的方式，不能引起学生的兴趣，反而会让学生产生厌烦心理。
但是高职院校的学生动手能力和实践操作能力并不差，他们对未知领域有着一种探索的冲劲，对于新事物的认知总是希望通过自己的亲手实践，先有感性的认识再基于课程进行理性认知。在3年的教学实践中，往往会出现这种现象，学生课堂上听课一知半解，但课下却兴致勃勃的制作许多电子作品，学生们的反馈是喜欢动手实践，而不喜欢枯燥的理论讲解。
2.2 《电力电子技术》课程的特点
电力电子技术是一门理论知识和实际应用紧密结合的课程，理论知识抽象难懂，实践应用性很强。主要内容包括电力电子器件、电力电子电路装置及系统。电力电子器件主要包括晶闸管、GTR、MOSFET和IGBT；电力电子电路及系统包括整流电、逆变电路、直流斩波电路、交流调压调频电路等主电路以及各种控制、触发、保护电路等。不论器件的应用还是电路的分析，都必须从实践应用中得到锻炼和纯熟。由此可见电力电子技术重在应用，只学不用就仿佛纸上谈兵，失去了该门课程的意义。
电力电子技术基于市场需求应运而生，随着时代的发展而快速更新换代。如今IGBT的应用站住主导地位，是电力电子电路更加简单，效率更高。电力电子技术是时代的产物，具有很强的时代性。
3 教学改革思考与探索
基于高职院校学生的特点及《电力电子技术》课程的特点，笔者对于该门课程的教学改革提出了以下几个观点。
3.1 强调对教学内容的整体认知，导入学习情境
如前所述高职院校学生的基础知识薄弱，知识面狭窄，单就什么是电力电子技术、电力电子技术的应用领域等一些问题学生认知浅显，并且课程中涉及大量的专有名词及前沿知识，如不间断电源、PWM调制等学生更是闻所未闻。对于这样一门课程，在授课之初，必须安排足够的课时让学生对于课程内容有一个整体的认知。要求教师多搜集相关的图片，视频，制作形式多样的多媒体课件、微课等，向学生充分展示电力电子技术在我们日常生活中的应用，比如变频空调、变频洗衣机、电风扇的无级调速、电源适配器等，拉近学生与电力电子技术的距离，激发学生的学习兴趣。同时，及时向学生提供电力电子技术最新的发展动向，新技术新设备的研发应用，让学生对电力电子技术有更高层次的认知，让学生紧跟时代步伐，这样更能充分调动学生的学习动力。
3.2 优化教学内容，调整教学重点
基于《电力电子技术》课程具有强时代性的特点，必须优化教学内容，调整教学重点。
将该课程教学重点由原来的普通晶闸管半控型器件及变流技术电路的原理分析调整为MOSFET、IGBT等全控型器件及功率模块的应用，调整为以培养职业能力为本位的教学内容。
3.3 改革教学模式，遵循认知规律
《电力电子技术》一直沿用传统的本科类院校的教学模式――先理论后实践，而这并不适合高职院校的特殊情况，就电力电子技术的教学模式，笔者在实际的教学过程中进行了大胆的尝试，即遵循学生的认知规律，先动手实践进行感性认知，在理论分析进行理性认识，教学效果有一定的改善，教学效率有所提高。
3.4 巧用仿真软件，丰富教学手段
触发电路是电力电子技术课程中的非常重要的内容，不论整流技术、逆变技术还是交流调压调频技术等都会涉及到触发电路的调试，触发信号的正常与否关系到变流技术的成败。但是如何更直观深刻的认知触发电路一直是教学过程中的难点。而Matlab仿真软件的引入就能很轻松的解决上述问题，Matlab中Simulink/Sources库中选择pulse generator可方便实现对于触发器的设置，触发脉冲波形直观明了，并且可根据需要调节元件参数，观察脉冲信号的变化。使学生对问题的研究更加透彻深入。在实际教学中采用这种虚实结合的方法，不仅能丰富教学手段，更能提高教学效率和教学质量。
4 结语
当今我国大力发展职业教育，面向典型工作任务，以工作过程为导向是职业教育的教育理念。“中国制造2025”“工业4.0”时代的到来，使得电力电子技术的应用会越来越广泛。因此我们要积极探索恰当的教学手段，设计以培养职业能力为本位的教学内容，提高电力电子技术的教学质量，培养高素质的技能型专门人才。
参考文献
[1]李秀娟，刘伟.《电力电子技术》课程改革思考[J].电气电子教学学报，2009（33）：30-31.
为了贯彻“全国职业教育工作”精神，落实国家人才发展战略目标，全面推进振兴计划和高技能人才培养工程，加快培养大批高素质的技能型人才。所以我国近年来高等职业教育规模迅速扩大，高等职业类院校越来越注重对学生进行职业素养和职业技能型人才的培养。电力电子技术这门课程是职业类院校电气自动化专业、机电一体化专业和楼宇智能控制化专业的职业能力课程之一。因此将职业元素融入电力电子技术教学中是国家技能型人才培养工程的需要。在电力电子技术的教学中，应该使学生掌握对不同电路的拓扑的不同控制方式来实现对电能的转换和控制，熟悉企业工作岗位的工作任务，明确职业能力、明确职业素养、明确必备的职业知识。
1 职业元素概述
职业是人们在社会中从事的作为谋生的手段的工作。从社会角度来看职业是劳动者获得的社会角色，劳动者为社会承担一定的责任和义务，使用专业的技能技术知识来创造物质或精神财富，并且获得相应的报酬，丰富社会物质或精神生活的一项工作。从国民经济活动所需要的人力资源角度来看，职业又是指不同形式、不同内容、不同性质、不同操作的专门的劳动岗位。职业元素是指构成职业的一切最基本的要素，不同的职业具有不同的职业元素。它折射出的是各个行业的职业定位、职业环境和职业人士的基本面貌，集中体现在职业理想、职业技能、职业规划、职业道德、职业心理等等方面。职业教育要深入发展，需要注重市场对劳动者能力需求的相应变化，不断补充完善课程内容，渗透新鲜的职业元素，才能保证有效的提升职业能力，培养高素质技能型人才。
2 高等职业院校电力电子技术教学现状
电力电子技术是电力学、电子学和控制理论结合而成的新兴交叉学科，是利用电力电子器件实现电能的控制和变换的一门技术，课程的专业性、实践性都很强。它以电工基础、电子电路技术为前导课程，又为后续课程自动控制、变频器等课程作技术支撑。高等职业类院校电力电子技术教学大多还是以单纯的书本知识为主要的途径，老师的主要问题就在于对书本知识进行讲解传授，不分析学生的实际情况，不了解现在企业所需要的相应知识技能。现代社会日新月异，职业类的学生对理论学习不感兴趣，企业发展速度惊人，仅仅讲解书本知识往往不能激起学生主动的学习、跟不上职业发展的脚步。在这种情况下职业类院校的老师就要在教学内容的选取上，不能单以书本知识为授课主体，不能以老师一言堂为主要教学模式，要充分考虑职业元素来进行教学内容的选取、教学方法的改革、学生评价的创新。
3 职业元素融入电力电子技术教学的实践
3.1 职业元素融入电力电子技术教学内容的选取 根据电力电子技术课程的特点，课程的教学内容突破以往书本上的章节顺序，为了在教学内容的选取中融入职业元素，笔者把电力电子技术的教学内容按照项目化的形式构成，课程的知识掌握、重难点的理解都分解在各个项目中。表3.1是电力电子技术项目化的内容。职业元素融入电力电子技术的教学内容是以五个项目呈现的。如下表：
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3.2 职业元素融入电力电子技术教学方法的选择
为了突破传统的课堂上单纯的老师讲授式的教学方式，在教学中尝试“项目教学法”。应用咨询、计划、决策、实施、检查、评价六步教学法，强化实践环节，以达到理论学习的同时提高技能，通过锻炼学习处理项目中的困难和问题，运用新学的理论知识来解决实际。不仅提高了课堂教学效果，而且培养了学生的职业能力。咨询是老师下达任务的同时讲解必须的理论知识；计划是学生小组讨论来制定完成任务的计划；决策是学生小组决定选取最佳的方案来完成任务；实施是学生按照决策来制作完成任务；检查是老师对学生完成的任务进行检查；评价是最后对完成的任务进行打分。这种教学方式融入了团队合作、5s管理等职业元素，注重对学生应用技术能力及分析问题、解决问题能力的培养，以利于学生对技术知识的灵活应用及创新。同时激发了学生对电力电子技术课程的主动学习的兴趣。充分考虑了高职学生对纯理论知识学习的困难，让学生在“做中学，学中做”。
3.3 职业元素融入电力电子技术对学生的考核 学生课程的最终成绩是各个项目的成绩之和，而每个项目的考核成绩是学生自评占20%，小组成员互评占30%，老师评分占50%组成。首先，学生自评，让学生表达在项目完成中的心得体会并打分；小组成员根据他的表达和完成项目中的表现并打分；最后，老师作总评并打分，指出项目完成过程中各组存在的问题及解决的办法，总结各组的特点。让学生取长补短，相互学习，相互协作，使学生的职业能力在总结中得到提高。这样，就完成了项目的成绩评定。学生在各个项目实践评价过程中可以进一步理解和把握电力电子技术课程的要求的知识和技能，突出培养分析问题和解决问题的思想和方法，注重训练学生在工作中与他人协调、合作的能力，工作实践素质得到明显的提高，实现了学校与企业岗位“零距离”对接。
关键词:多媒体;电力电子技术
中图分类号:G42 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)09-0041-02
电力电子技术是电气工程及其自动化专业重要的专业基础课程,是学生后续课程学习的基础。它自诞生以来,已产生了很多的器件系列、控制技术、变流技术,并且还将有更多的器件和技术问世。
一、实际教学中存在的问题
在大多数高校中,“电力电子技术”课程是面向低年级学生讲授的,而学生对于这门课程有什么用途还不够了解,对已学课程和后续课程之间的关系还不够清晰。同时,由于电力电子系统结构多样,电路类型多,负载工作波形多,电路的换流过程复杂,学生在学习过程存在一定的困难。
存在的突出问题如下:
(一)电力电子技术中的电力电子器件与学生以前在电子技术基础中学习的小功率晶体管、场效应管的结构、原理、特性及应用有很大的不同。电力电子器件主要工作在开关状态,是电力电子技术的基础核心,与工作在放大状态的小功率电子不同,能以小信号控制很大的输出,从而使电力电子器件成为强弱电之间接口的基础。由于电力电子器件大多应用在强电场合,学生大多没有见过实物,没有直观的印象;因而在讲授电力电子器件组成的电路中,学生对一些外部特征、极限参数、使用注意事项等掌握起来有一些吃力。
(二)电力电子的电路类型很多,控制电路结构复杂。例如由晶闸管构成的整流电路就有单相半波、单相桥式、三相半波(共阴极和共阳极)、三相桥式几种分类,所带的负载又有电阻性、阻感性、阻感性带续流二极管之分,每一种电路结构的输出波形都不一样,晶闸管的触发电路要求也不尽一样;同时如果电路带的负载是阻感性负载即直流电动机系统,则电路除了可以工作在整流状态,还可以工作在有源逆变状态,输出电流又有连续与断续之分,学生在学习之前只要稍微翻一下书,便会觉得这门课枯燥难懂,从在心理上产生学习畏难情绪,提不起学习的兴趣。
(三)现在大多数高校在电力电子技术教学中还是以传统教学结合实验教学为主。波形分析法是电力电子技术解释工作原理的传统常用方法,是根据晶闸管或其它电力电子器件的特性,分析电路中电力电子器件的导通关断区间,从而得出电路各点的电流电压波形,通过波形使学生掌握电路的工作原理。传统教学虽然在分析波形变化过程中讲解的比较详细,但是由于电路类型多,波形变化多,图形复杂,因而在绘制电路结构图及波形图时将花费较多的时间和精力,使课程进度受到影响。同时在手工绘制波形图时很容易存在图形不规范不工整等情况,吃力而不讨好。传统教学没有办法给学生在课堂上演示实际的电路结构和工作过程,使学生在学习的过程中不够直观,再加上实验时间少又是强电实验,学生在实际的实验过程中对实验台不熟悉,彼此缺乏协作,担心触电等,实际操作起来耗时较多,有些学生很容易产生放弃心理。这些原因直接导致很多学生产生学好电力电子技术的实践上的困难。
由于以上几种原因,从而导致了电力电子技术这一类的课程在传统的教学方法下没有办法达到预期的教学效果。
二、电力电子技术教学中引入多媒体技术
随着处理技术的不断发展,硬件质量的不断提高和软件产品的不断升级,使多媒体技术得到长足的发展,各种教育教学软件应运而生,使多媒体技术在教学中得到了广泛地应用。基于多媒体信息具有图、文、声并茂及动画效果的特点,利用多媒体辅助教学可以将传统课堂教学中单调、枯燥的内容多样化、生动化,将抽象难懂的概念具体化、形象化,弥补传统教学方式在直观性、立体感及动态效果方面的不足,能有效地激发学生的学习兴趣,同时还能增加授课信息量,增强授课效果。通过多媒体技术在实际教学的应用,解决实际讲课中遇到的问题。
(一)由于电力电子技术课程中电路结构复杂,输出波形图多,开关器件换流过程抽象等,利用多媒体信息具有图文并茂及动画效果的优点,教师可以采用Author ware、PPT和Flash作为软件开发平台,授课时采用课件、动画演示相结合的方法,将电路中电流流过的方向,波形产生的过程,开关器件换流的过程通过屏幕直接展示给学生,这样既可以增加学生的感性认识,同时又大大地节约教师的画图时间,增加了讲授的信息量。学生在图文并茂的屏幕上从课件、动画和视频可以直接看到实际的电路实体以及运行过程,能从一定程度上提高他们对这门课的学习兴趣。
(二)由于电力电子技术中需要讲授的内容很多,包括整流、交流调压、直流斩波、有源逆变和变频,有很多电路在实际生活中应用广泛,而要让学生将每个实验都做一遍,从课时分配的角度来讲很不现实。此时可以选择一些在计算机、通讯设备及家用电器等广泛应用的开关电源作为一个项目,通过视频播放,介绍典型的开关电源的线路,工作过程,再通过动画演示其电流的走向,比较开关电源和线性电源的性能,使学生对开关电源有深刻的印象,并增强学习电力电子技术课程的兴趣。另外由于MATLAB软件具有强大的建模和仿真能力,精度高,重复性好,这时可以考虑让学生通过上机仿真查看电路的工作情况和输出波形,还可以让学生分组讨论电路的注意事项,以保证在实际的实验顺利进行,避免事故发生。对于实际的工程计算,教师还可以给出一个电路设计的课题,划分几个学生为一组让他们自己考虑电路结构的设计,器件型号规格的选择,然后通过MATLAB仿真软件去验证自己的设计,查看有无不合理的地方。过去的实验主要以验证性为主,受实验条件的限制,不大可能做设计性实验;然而通过MATLAB仿真软件,可以让学生自主设计并验证电路的可行性,从很大程度上激发学生的创新意识。
通过课堂或实践环节,教师和学生能够进行良好地交流,而通过多媒体教学平台,教师和学生能够更好地进行课后交流。
三、电力电子技术教学中的几点建议
实验在电力电子技术教学中处于重要地位,尤其对高职高专等面向实践的院校而言,实验更是重中之重。只有通过实验才能更好的掌握理论知识,受课时数和条件的限制,通过多媒体技术可以实现如下几个方面的仿真实验过程。
(一)验证性实验
目前大多数电力电子技术教材中的实验都属验证性实践,通过这些实验可以让学生了解实际电路的工作情况。比如整流电路中晶闸管的触发角移相范围对电路输出波形的影响。
(二)创造性实验
这种实验是在学生掌握电力电子电路中四种电力变换的情况下进行的,也是最复杂的一类实验。这种实践若采用实际的电路设计,则成本和危险系数都很大,若依靠多媒体仿真,则很容易查看所设计电路的可行性,并考察学生对器件的选择、电路的计算、输出波形的分析等的掌握情况。
事实证明,根据教学内容和学生的特点制作电力电子技术多媒体课件,经过设计把各种教学资源有机地整合到课堂教学中来,形成合理的教学过程结构,从而达到的教学授课效果也最好;采用计算机仿真软件能够有利于学生抓住实验电路的本质,加深对所学理论的理解,从而为今后从事工程设计打下良好的基础。
总之,通过对多媒体技术的恰当运用,能使电力电子技术的教学效果更好。
参考文献:
[l]黄俊,王兆安.电力电子变流技术[M].北京:机械工业出版社,2000.
[2]陈春霞.多媒体使用之我见[J].硅谷,2009,(03):165.
