电力电子技术课程的教学设计与实践

电力电子技术主要通过应用电力电子器件对电能及进行控制与变化进行研究的科学，本质上为电 气电力、电子与控制领域中的交叉学科。另外电力 电子技术在快速发展背景下逐渐在工业生产中得到 了应用，并取得了良好效果，对社会生活产生重要 影响，是传统产业以及高新技术产业发展过程中必 不可少的关键技术。而在电力电子技术高素质人才 培养过程中应重视对课程教学合理改革，并在实践 过程中培养电气专业学生对电力电子技术总体应用 水平与能力，使之能够符合当前社会生产生活对社 会对电气类高水平专业人才以及应用型现代化人才 的需求与要求。
1、电力电子技术课程的教学特点
电力电子技术课程具有较强专业性与实际应用性，不仅在一般工业中广泛应用，同时在照明、 空调家用电器以及计算机系统等其他领域中均有应 用。在电气专业中开展电力电子技术教学可使学生 学习并掌握电力电子线路理论知识与实践技巧，为 后续专业课程学习提供基础，在此基础上使其能够 独立思考，将知识合理应用于实际工程技术问题解 决中。但在进行电力电子技术课程教学时仍存在 以下几方面问题：（1）学时安排存在问题。当前 电力电子技术课程处于快速发展过程中，其知识内 容、课程体系越加丰富，不仅包含专业理论知识， 同时设计更多实践应用知识。但在实际教学中这一课程教学内容以及学时安排存在明显缺陷，并未及 时有效对课程进行改革，尤其对实践应用教学学时 不断减少，导致学生实践应用能力差，对理论知识 掌握深入性差。（2）课程实验内容相对陈旧，即 没有根据当前电力电子技术在生活中应用实际情况 制定对应实验内容，而是以传统实验内容为主进 行教学，导致实验获得知识较为陈旧[1]。例如目前 电力电子器件从传统半控型逐渐发展为全控型，并 且应用范围愈加广泛，但在教学中应用教学实验内 容仍集中于半控性器件，同时多以验证性实验为主 导，对于学生能力以及创新性培养不利。（3）由 于目前电力电子技术教学内容在设置上与学生专业 以及教学需求等存在较大差别，更加注重理论知 识，加之教学中教师采用教学方式单一，并未结合 课程特点展开系统化、科学化教学，进而导致学生 整体学习兴趣偏低，教学效果差。
2、电力电子技术课程的教学实践
课程教学的设计。培养学生具备丰富专业知识以及扎实理论知识，并在实践中合理运用，不断强 化学生工程创新能力以及应用技术等满足社会对高 素质应用型人才的需求是当前电力电子技术课程改 革教学要求与目标。这就需要在教学改革实践中能 够分析并明确课程教学内容，科学合理定位教学目 标，创新课程内容设置思路，可将电力电子开关器 件作为课程教学内容改革核心，并将变换器与控制 方法作为课程教学基础，进而将四类基本变换器能够在实际生活中合理应用作为课程改革教学目标， 对不同教学内容下难点进行剖析分类，减少学生学 习压力，使教学内容系统化、规范化。
创新课程教学方法。（1）加强与实际联系， 提升教学兴趣。实现电力电子技术课程教学改革目 标，使教学质量提升的同时强化技术应用型人才的 培养还需在教学中与实际生活联系，强化学生对专 业知识认识与理解，并引导其重视电力电子技术专 业知识学习。例如在讲解交流调压知识时，可与实 际工程相融合，即可将软启动器带上灯泡让学生进 行观察思考，引导其独立思考其工作原理，坚持学 生知识学习中主体地位。在此基础上教师可对知识 进行补充，讲解控制框图与单片机接口、电流检 测等，从而激发学生对知识学习兴趣，培养其独立 学习能力。（2）丰富教学方式，强化教学体验。 电力电子技术教学内容繁多复杂，同时具有较强 抽象性，学生在学习过程中容易混淆，导致教学效 率降低[2]。因此对这一课程进行改革时，还需注重 对教学方式进行改革，根据教学知识、学生特点以 及学习兴趣等各方面选择多样化教学方式进行辅助 教学，提升知识学习趣味性的同时强化学生教学体 验。例如电力电子技术课程中包含多种类型电路波 形分析与相关参数计算，为避免学生对知识混淆或 理解不深刻，可以课程知识特点多媒体课件或微课 视频教学，在此基础上运用Flash对波形演示情况 制作动画，并让学生观看时，随意选择控制角，并 连续画出波形，一方面能够提升课程时间利用率， 另一方面能够引导学生更为直观体验学习知识，并 且借助现代化技术辅助教学强化了知识趣味性。另 外在实际教学中教师还可结合实际情况引进仿真教 学技术，如在讲解完基本变流理论知识后，可利用 Matlab/Simlink对知识进行仿真演示，并对电力电 子变换与控制领域中多种典型开关电路建立仿真模 型，以此让学生直观观察参数变化对电路波形图产 生的影响与得到不同数值计算结果情况。（3）专 业化教学软件的应用。对电力电子技术课程教学方 式进行创新并改革，还需结合合理教学方式培养学 生自主学习能力，调动学生参与课程学习积极主动 性。可在知识教学后结合专业化电力电子技术教学 软件设置相应教学问题加强学生练习，创新学生知 识巩固方式，提升知识应用能力与实践操作效率。 例如对电力电子变换与控制领域中多种典型开关电 路知识可以Matlab/Simlink进行仿真模拟练习， 让学生自主分析某一参数值条件下电路工作以及形 成波形图具体情况，并在仿真软件中输入对应参数 值，根据软件计算出结果，并将软件结果与自身分 析结果进行对比，引导学生发现自身理解操作等存 在的不足，并及时改进，强化并把握知识内在联 系，使学生能够将知识充分应用，并思考发现其中隐性知识，对实践操作进行创新。通过这一方式不 仅能够加强对学生课程知识巩固督促，同时利用仿 真技术模拟实践有利于培养学生知识实践应用创新 能力[3-6]，并对课程保持积极学习态度。
开展实践教学，促进应用型教学改革落实。 开展实践教学是促进电力电子技术课程改革的重要 内容，其对实现应用型教学改革的有效落实产生重 要作用。主要通过实践教学能够进一步推动培养出 的人才顺应社会发展需求，根据当今社会的人才要 求具体情况对课程教学内容进行补充，进一步加强 学生工程技能训练效果以及水平。例如，可积极组 织与电力电子知识相关的设计竞赛，通过设置奖项 等鼓励学生积极参与到比赛过程中，建立电力电子 技术第二实践课堂。通过开展这一实践教学方式能 够加强对学生专业学科基本素质与技能的培养与强 化，同时有利于缓解课堂教学时间以及实践练习少 的问题，对学生电力电子技术自主学习能力以及创 新意识的培养具有重要作用。
3、结语
对电力电子技术课程加强改革，提升课程实践应用效果的重要教学目标则是培养学生对电力电子 技术课程重视度与学习积极兴趣，强化对学生综合 能力以及创新能力的培养效果，实现技能应用型人 才培养目标。为此还应重视课程定位，设置与当前 教学要求以及社会对人才要求相符的教学内容，在 此基础上对教学方式进行丰富创新，合理应用现代 化技术强化教学质量，以改革并积极开展实践教学 模式提升学生对理论知识实践应用以及创新效果。