電力電子技術(shù)課程教學(xué)探索

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摘要：闡述電力電子技術(shù)課程在課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式中的問題，結(jié)合實(shí)際情況，通過頂崗鍛煉方式強(qiáng)化師資力量，提出增加重點(diǎn)應(yīng)用場景的優(yōu)化課程教學(xué)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)，課程改革，教學(xué)實(shí)踐。

0引言

電力電子技術(shù)是對電能進(jìn)行變換、控制的技術(shù)，是電子技術(shù)、電力技術(shù)和控制技術(shù)的交叉學(xué)科，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、國防、環(huán)保當(dāng)中發(fā)揮越來越重要的作用，電力電子技術(shù)的發(fā)展對我國具有巨大的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)意義。電力電子技術(shù)課程是電氣信息類專業(yè)學(xué)生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]，具有分析抽象、實(shí)踐性強(qiáng)、分析非線性、技術(shù)更新快等特點(diǎn)，電力電子技術(shù)與模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)一樣，都以電路分析作為理論基礎(chǔ)，但所不同的是，模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)主要解決弱電的控制，針對信息處理，而電力電子技術(shù)主要解決強(qiáng)電的問題，針對電力變換。可以說，電力電子技術(shù)是工科電類專業(yè)由弱電邁向強(qiáng)電的必經(jīng)臺階。電力電子技術(shù)還是后修課程交流調(diào)速技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的先修課程，是電力電子與電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

1電力電子技術(shù)課程中的問題

新工科背景下，要求我們培養(yǎng)的人才應(yīng)具較好理論基礎(chǔ)、工程意識、實(shí)踐能力、技術(shù)儲備，收集、分析、數(shù)據(jù)能力，具有良好的綜合素養(yǎng)、動(dòng)手能力和解決問題能力[2]。但是當(dāng)前電力電子技術(shù)教學(xué)存在以下問題。（1）課程內(nèi)容偏重理論，弱化實(shí)踐。當(dāng)前電力電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容偏重理論知識，分析四種電力變換的基本原理，電力電子電路進(jìn)行波形分析，數(shù)據(jù)計(jì)算，參數(shù)選擇，根據(jù)分段線性原理分析每一個(gè)狀態(tài)下的工作模態(tài)。但是電力電子器件采用哪種驅(qū)動(dòng)電路、具體采用哪種驅(qū)動(dòng)元件、如何設(shè)計(jì)；電力電子器件的保護(hù)、如何進(jìn)行保護(hù)、保護(hù)方案的對比分析；電力電子電路采用哪種控制方式、每種控制方式基本原理、是如何實(shí)現(xiàn)的；電力電子電路在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮哪些問題、經(jīng)常會遇到哪些問題；具體應(yīng)用環(huán)境有哪些都講授較少；電力電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊按部就班就可以完成驗(yàn)證，學(xué)生無法理解具體的驅(qū)動(dòng)信號是如何形成的，也不知道有哪些具體的驅(qū)動(dòng)芯片，更不用說芯片是如何使用的。理論課程結(jié)束后沒有具體的設(shè)計(jì)過程，學(xué)生的知識掌握得不夠全面，導(dǎo)致學(xué)生理論考試分?jǐn)?shù)較高，但是實(shí)踐能力較弱，畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候不知道應(yīng)用哪種電路去實(shí)現(xiàn)哪種功能，或者知道應(yīng)用哪種電路但是不知道如何去實(shí)現(xiàn)。（2）教師缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。高校教師的水平直接影響到電力電子技術(shù)課程的授課質(zhì)量，由于電力電子技術(shù)課程的特點(diǎn)，需要授課教師具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，而且應(yīng)具有交叉學(xué)科的知識儲備，但是由于我國教育評估方式，許多高校在招聘教師的時(shí)候不注重是否具有工程背景，只關(guān)注是否具有博士、碩士學(xué)歷學(xué)位，所以招聘的教師有較少比例的教師具有工程實(shí)踐背景，一旦進(jìn)入高校由于授課壓力、個(gè)人原因，較多高校教師缺乏與企業(yè)溝通合作的機(jī)會，導(dǎo)致實(shí)踐能力不強(qiáng)。高校的考核方式也不注重教師是否具有較強(qiáng)的工程經(jīng)歷，目前地方高校工程院系的教師比較緊缺，一旦被錄用之后經(jīng)過培訓(xùn)合格即可走上工作崗位。職稱考核的時(shí)候只關(guān)注是否具有高水平論文和高層次項(xiàng)目，對于是否具有校企合作經(jīng)歷不做重點(diǎn)考核，所以高校教師不愿把經(jīng)歷放到與企業(yè)溝通交流上來，進(jìn)一步加劇這一現(xiàn)象。（3）教學(xué)方式。當(dāng)前電力電子的教學(xué)仍然以課堂面授為主，教師為主體，導(dǎo)致互動(dòng)性差[3]，電力電子技術(shù)課程的考核方式仍然為期末利用試卷進(jìn)行理論考試加平時(shí)成績的方式，平時(shí)成績的組成由老師自己決定，一般由考勤、課堂回答問題、作業(yè)等組成，具體分值也由教師自己決定。實(shí)驗(yàn)考試多作為單獨(dú)的一門課程進(jìn)行，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成既定的實(shí)驗(yàn)后參加最后的考試，但是現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)設(shè)備只能進(jìn)行插接線，然后測量固定點(diǎn)的參數(shù)和圖形，學(xué)生不能進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)考試也只能在已經(jīng)做過的實(shí)驗(yàn)中抽取實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生完成，學(xué)生的創(chuàng)新能力、獨(dú)立思考能力得不到培養(yǎng)，久而久之，學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)的重視程度逐漸減弱。（4）多元化因素。電力電子技術(shù)實(shí)踐性較強(qiáng)，教師往往關(guān)注學(xué)生知識掌握的好不好，能不能順利通過考試，在課程進(jìn)行過程中很少融入思政元素，對思政元素的挖掘不夠深入，融合不徹底，雖然現(xiàn)在加強(qiáng)了對課程思政的建設(shè)，但是教師對如何進(jìn)行課程思政建設(shè)仍然一知半解，而且往往以課程課時(shí)緊張，耽誤教學(xué)為理由，少量融入或者不融入，對學(xué)生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)不夠。

2課程改革的實(shí)踐

針對以上存在的問題，我院電力電子技術(shù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對本院師資、學(xué)情和實(shí)驗(yàn)設(shè)施的具體情況對課程進(jìn)行了一系列改革，具體改革措施如下：（1）強(qiáng)化師資。抽調(diào)具有電力電子與電力傳動(dòng)背景的教師輪流去企業(yè)頂崗鍛煉一年，參與相關(guān)項(xiàng)目開發(fā)，聘請企業(yè)高級技術(shù)人員到學(xué)校進(jìn)行課程教學(xué)或者實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，通過相互合作快速提升教師的動(dòng)手實(shí)踐能力，對參與企業(yè)項(xiàng)目的教師給予一定的支持，調(diào)動(dòng)教師的積極性，同時(shí)對課程教師實(shí)施一定的準(zhǔn)入制度，符合一定條件才能進(jìn)行授課，督促教師提高自身能力。（2）課程內(nèi)容優(yōu)化。重新制定課程目標(biāo)，課程內(nèi)容選擇應(yīng)該能夠完成對課程目標(biāo)的支持[4]，電力電子技術(shù)更新較快，元器件、電路結(jié)構(gòu)、具體應(yīng)用都發(fā)生了巨大變化，這些變化應(yīng)該及時(shí)增加到課程內(nèi)容中，將電力電子對能源系統(tǒng)的影響引入課程，加入我國電力電子技術(shù)發(fā)展中出現(xiàn)的典型人物和事件，將控制理論引入課程內(nèi)容中，因?yàn)殡娏﹄娮与娐返目刂剖请娏﹄娮蛹夹g(shù)的重要的內(nèi)容，同時(shí)由于課程課時(shí)的限制，有些過時(shí)的內(nèi)容、學(xué)生自己就能完成的內(nèi)容放到了自學(xué)部分，例如在元器件部分引入SiC器件，在電路結(jié)構(gòu)部分引入多電平逆變器、Z源逆變器等，在應(yīng)用部分引入分布式發(fā)電、電動(dòng)汽車、濾波器、感應(yīng)加熱等場景，使課程內(nèi)容更接近實(shí)際生產(chǎn)。（3）課程實(shí)施。為了讓學(xué)生感受實(shí)際的生產(chǎn)過程，把生產(chǎn)過程的真實(shí)情景再現(xiàn)到課程中，課程組把課程的實(shí)施分為以下幾個(gè)過程：教學(xué)內(nèi)容體驗(yàn)、探究式教學(xué)、仿真驗(yàn)證、基本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程。以單相電壓型逆變器為例，具體過程如圖1所示。

3課程教學(xué)的評價(jià)

教學(xué)評價(jià)包含教學(xué)的全過程，課程的預(yù)習(xí)、課堂的表現(xiàn)、階段性產(chǎn)出、最終成果的產(chǎn)出，重點(diǎn)放到課程最終成果上，加大了對最終產(chǎn)出的評價(jià)比重，同時(shí)也增加了對綜合素養(yǎng)的評價(jià)比重，例如問題分析能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作表現(xiàn)、對國家情懷的認(rèn)同感，考核的試題也進(jìn)行了更新，重點(diǎn)考察學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力[5]，重點(diǎn)在于能力成熟度，也充分考慮了學(xué)生的自我進(jìn)步，這種評價(jià)方式能夠很好地對學(xué)生的能力進(jìn)行符合實(shí)際的評價(jià)。

4結(jié)語

結(jié)合我院師資力量、學(xué)生實(shí)際情況、實(shí)驗(yàn)設(shè)施等，針對當(dāng)前電力電子技術(shù)在課程的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)課程、課程教學(xué)方式、評價(jià)方式中存在的問題，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)從師資力量、教學(xué)內(nèi)容、評價(jià)方式等方面進(jìn)行了一系列改革，實(shí)踐表明，教學(xué)達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，具有廣泛推廣價(jià)值。

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作者:高發(fā)亮 單位:濱州學(xué)院電氣工程學(xué)院