时间:2024-04-03 14:46:11
序论:在您撰写电力电子技术主要内容时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
作者简介:汤赐(1978-),男,湖南湘潭人,长沙理工大学电气与信息工程学院,讲师。(湖南 长沙 410114)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)17-0042-03
电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,其应用范围非常广泛,涉及一般工业、交通运输、电力系统、通信网络、计算机、新能源发电等。“电力电子技术”已成为本科教学阶段的专业基础课程,[1]地位十分重要。然而由于课程难,内容多,课时少,所以上好“电力电子技术”是一件具有挑战性的工作。教案的制作和使用有助于应对这一挑战。
很多非师范院校出身的大学教师都没有写过教案,只写过讲稿,笔者也一样。直到拜读北京理工大学龚绍文教授所著《大学青年教师教学入门:大学施教学初步》,[2]才正式接触大学讲课的教案。读完深受启发,对自己所授课程也尝试着写教案,并应用于实际教学,取得了较好的教学效果。下面对如何做好“电力电子技术”教案谈谈自己的一些认识和体会。
一、“电力电子技术”教案制作和使用的目的及其结构
“电力电子技术”教案是教师为某次课的宏观指导思想和具体课堂进程而设计的教学方案,用来保证课堂教学质量达到规定要求。
一般来说,一次“电力电子技术”课的教案由两大部分组成:概述和教学进程。概述主要用于阐释教师对本次课的基本认识和实施教学的指导思想,涉及授课对象及其特点(重点是学生的专业特色、就业去向、已有的知识基础和学习能力)、题目或主题、教学目的、重点和难点、讲授方法和教学手段等。[3]教学进程则负责具体组织教学步骤,用以落实概述中的基本分析和指导思想,通常按授课时序写明每个教学段落的教学要求、教学内容、表达方式和时间分配等细节。
二、“电力电子技术”教案优劣的评判标准
由于“电力电子技术”教案制作和使用的目的是为了保证课堂教学的效果,因此教案的基本结构及其具体内容能否真正实现该目的才是评判优劣的标准。一份较好的“电力电子技术”教案应该具备六个特征。
1.教学目的明确
不论是向学生传播电力电子技术知识,还是培养他们的思想品质,都是孕育在具体教学内容的传授之中,因而在制作教案时,要把每次课的教学目的具体化、明确化,并通过教学内容这一载体反映出来。
2.教学内容充实
首先,要保证包含了“电力电子技术”课程最基本、最重要和最核心的教学内容;其次,应适当介绍与上述教学内容有关的最新进展,拓宽学生知识面;最后,可尝试结合自己的科研经历,讲出对上述教学内容实际运用的切身体会。
3.教学重点突出
依据“电力电子技术”课程的基本要求和教学大纲,确定每次课拟向学生介绍的重要知识点或需要培养的重要能力。值得指出的是,随着电力电子技术的发展,特别是电力电子器件的发展,“电力电子技术”课程的教学重点是会发生变化的,因而不应把课程的重点看成是固定不变,年年如此的。[4]例如,西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第4版)[1]实现了以基于晶闸管的电路为主体内容,向以采用全控型器件的电路为主体内容的转移,充分反映了电力电子技术学科的新进展,因此,在教学时,要重点介绍基于全控型器件的电路以及控制这些电路的PWM技术。
4.教学方法得当
教学方法是多种多样的,包括讲授法、谈话法、讨论法、直观教学法、准直观法、边讲边练法、单元教学法、发现教学法、程序教学法、案例教学法、暗示教学法等,[2]上述方法都有各自的优势和不足,适用于不同的场合,因此,不应盲目肯定或否定一种方法,而应结合教学模式、教学手段和教学设备加以综合使用。对于“电力电子技术”这门课程而言,笔者非常信赖案例教学法——通过演示MATLAB/Simulink模型搭建与仿真分析来传授学生点石成金的“金手指”。
5.教学手段多样
语言表达(包括肢体语言)和黑板板书、多媒体屏幕显示、实验演示等是帮助教师阐述教学内容和讲解思路的两类重要教学手段。前者作用于学生的听觉,后者则作用于学生的视觉,二者形成合力,共同保证课程的教学效果。
6.教学进程合理
根据“电力电子技术”学科的发展、自己的理解和听课学生的实际情况,对教材中的内容进行消化、整理和布局,反映在教案上,就是如何给每次课的讲授内容分段并确定它们的讲授顺序。
三、“电力电子技术”教案制作的准备工作
为了制作一份能够体现出教学目的明确、教学内容充实、教学重点突出、教学方法得当、教学手段多样和教学进程合理等诸多特征的教案,需要完成以下三个方面的准备工作。
首先是要做好整体性备课工作。整体性备课是对“电力电子技术”课程的全面准备,是教师能否讲好这门课程的最关键的一步。只有对“电力电子技术”课程有了整体上的把握,对教学内容已经做到了融会贯通,才能在具体讲授每次课时有一个全局的高度、有一种俯视的自信,才能清晰流畅、举重若轻讲授课程,犹如庖丁解牛,游刃有余。
其次是要做好每次课的备课工作。整体性备课是非常重要的,但课还得一次课一次课的讲。事实上,只有每一次课都讲好了,整体性的把握才能落到实处,因此,在每一次讲课之前也要备好课,具体来说:要根据教学安排表明确本次课所讲授内容的大题目,确立教学目的,选择具体内容及讲授重点;根据教学的具体内容确定教学模式,例如,课堂讲授、实验或讨论等;要把教学内容组织成一次讲授式或议论式或谈话式的文稿,应服从并服务于主题,把各部分内容按起始段、中间段到结尾段的顺序安排组织好;选择合适的教学方法和教学手段;写出一份教案来,准备在课堂中使用。
最后是要多向有丰富授课经验的老师请教,尤其是要多听他们的授课,并及时写下自己听课后的体会,融入到自己的授课中去。多听(听人授课)、多讲(自己授课);再带着问题去听,带着体会去讲……完成几个循环往复的提高过程。
四、“电力电子技术”教案示例
为了更直观地说明笔者上述认识和体会,本节给出了“电力电子技术”绪论课的教案实例以供参考。
1.概述
课程名称:电力电子技术
本课内容:绪论
授课单位:电气与信息工程系
授课对象:D电气工程06-4,5,6
授课时间:90分钟
(1)教学目的。通过对“‘电力电子技术’课程及电力电子技术的地位与作用是什么?什么是电力电子技术?它的发展经历了哪些阶段?目前主要应用在哪些领域?”等问题的初步说明,使学生们对电力电子技术有一个宏观意义上的了解。
(2)教学意义。“电力电子技术”作为电力系统及其自动化专业的选修课,理论性较强,比较难学。考虑到本科生都有一定的自学能力,加之内容多、学时少,这就不可能讲授过细。“绪论”可以为学生们从课程整体内容上把握“电力电子技术”的实质问题提供帮助。
(3)教学重点。“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用;电力电子技术与电子学、电气工程、控制理论三者的关系;电力电子技术目前主要应用的领域(结合授课对象所学专业的特点及需要)。
(4)教学难点。无。
(5)教学方法。课堂讲授,给出主要内容。
(6)教学安排。先简单进行自我介绍,再引出本次课的主要内容:
回顾学生已学课程,提出问题:各门课程如何衔接并构成整体?“自动控制原理”中的理论如何运用,并实现对交流电动机的控制?
在介绍“什么是电力电子技术?”时,要重点介绍它与电子学、电气工程、控制理论三者的关系。
在介绍“电力电子技术的发展经历了哪些阶段?”时,要扣住电力电子器件的发展史这条主线。
在介绍“电力电子技术目前主要应用在哪些领域?”时,要针对授课对象的专业特点与需要,重点介绍电力电子技术在交直流电机调速、交直流电力机车、电力系统FACTS和HVDC、太阳能和风能发电、电动汽车、超导储能、不间断电源、开关电源中的应用,并注意衔接好电气工程与电子学、控制理论之间的关系。
(7)教学手段。以口授为主,一定量板书。
2.教学进程(见表1)
五、结束语
教学效果和学生的收获是教学研究的出发点和落脚点。由于课程难,内容多,课时少,所以笔者对如何制作并使用教案来上好“电力电子技术”课程谈了谈自己的认识和体会,涉及“电力电子技术”教案制作和使用的目的及其结构,优劣评判标准,以及需要完成的准备工作等方面,并给出了一个具体的教案示例,希望能起到抛砖引玉的作用。
参考文献:
[1]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].第4版.北京:机械工业出版社,2000.
[2]龚绍文.大学青年教师教学入门——大学施教学初步[M].北京:北京理工大学出版社,2006.
电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是一门迅速发展的新兴交叉学科。“电力电子技术基础”课程是高等院校电类自动化、电气工程及其自动化和工业电气自动化等专业的重要的基础课。目前,在全国高校中,普遍存在着该课程的课时较少、实验教学环节薄弱等问题,以清华大学自动化系为例,课内学时仅为32学时,实验教学6个学时。在有限的学时内,合理安排课堂教学和实验教学内容、改进教学方法、配备良好实验教学环境,对提高学生学习的兴趣及掌握电力电子技术的基本内容、培养学生的理论联系实际以及创新能力,提高教学效果都有着重要意义[1-4]。
1课堂教学的主要内容和方法
1.1课程特点和课堂教学的主要内容电力电子技术和信息技术发展迅猛,全控型器件及其脉宽调制(PWM)技术以其优越特性,对电力电子技术的发展产生了深远的影响。目前,在电力电子器件方面,国内的高等院校中,大多数采用以全控型器件为主要内容的课堂教学[5-8]。主要的教学内容有:电力MOSFET、IGBT、GTR、晶闸管和功率集成电路等电力电子半导体器件及相关器件或电路的特性、工作原理和使用方法;电路中强弱电接口、驱动和保护等措施;各种电能变换基本电路的工作原理、应用条件和分析方法;PWM技术、软开关技术等控制方法。另外,增加了应用实例及分析,以及对实际工程方法和相关知识的介绍,因为后续的整流电路多以晶闸管整流电路为实例,其他教学内容中也不同程度地涉及到晶闸管,所以,关于半控型晶闸管器件的内容,我们安排了一定的学时。为提高教学效果和有利于学生学习,除主教材外,我们还编写了“补充讲义”,向学生提供了教学内容和要求、课程的知识单元与知识点、教学课件的使用说明、与教学内容有关的参考文献和附录等内容。课件的组织和编排尽量保证课程教学内容的完整性,根据教学内容给出了200多道课堂讨论和思考题,根据以全控型器件及应用为主的教学特点,编写了200多道作业练习题。其中,部分内容是为了扩充学生的知识面、便于自学和实际应用,给学有余力和有兴趣的学生提供参考和实际应用的具体指导。
1.2结合自动化专业特点,探索新的教学方法(1)承上启下,注重系统分析。电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术,从这两个关键点出发,课程的基本目标是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法,掌握各种电能变换基本电路的基本原理以及设计方法。为了突出自动化专业的特点、更加侧重学以致用和理论结合实际,同时针对培养研究型人才的要求,我们引导、启发学生从系统控制的角度考虑各种电力电子器件和电力电子电路的结构、工作原理、控制方法和参数计算方法等,这样,既培养了学生将所学的“电路原理”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”和“自动控制原理”等课程的知识融会贯通的能力,又提高了学生学习新知识的积极性,而且,为“电力拖动与运动控制”和“自动控制系统”等后续课程打好基础。(2)培养学生实际工程的意识。课堂教学中,选取一些实际工程中典型的实例来分析,让学生熟悉各种电力电子器件和变换电路的实际工程分析方法、应用范围及技术经济指标。因此,扩展了学生的视野,使学生了解电力电子领域的最新成就和技术动态,力求做到在有限的学时内,使学生尽可能多地了解电力电子技术的概况,多掌握一些基础知识和基本技能,提高学习和钻研的兴趣。(3)以专题讨论等方式鼓励学生与教师互动。在课件里,根据教学内容给出了200多道课堂讨论和思考题。为了更好地调动学生学习的积极性,让学生积极参与到教学的各个环节中,我们安排了课堂的专题讨论,让学生提前在课外时间通过网上和图书馆查阅资料,自主设计方案,然后在课堂上由教师引导,就典型方案展开讨论。学生的学习由被动变为主动,提高了综合分析问题和创新的能力,学生普遍反映:“提高了我们查阅资料、利用学习资源的能力,也很大地提升了我们的自主学习性,这对我们以后的学习和研究的帮助都将是巨大的”,“激发了自己对于科研的兴趣”,是“较全面检验自己所学基础知识的机会,更让自己对于今后的学习有了总体的认识”。
2实验教学体系的创新
2.1实验教学平台的建设“电力电子技术基础”是一门应用性很强的技术基础课。清华大学自动化系历来重视实验教学,明确了实践教学是创新人才培养过程中贯穿始终、不可缺少的重要组成部分,是培养学生理论联系实际、提高专业业务水平的重要途径[9-10]。根据学科发展的要求以及课程的实验教学特点,我们研究了国内外同类实验教学平台的特点,对原有已较先进和实用的功能模块进行了升级改造,或按照我们的教学理念重新进行了设计,建设了新型电力电子实验教学平台[11]。整套实验平台由实验台和不同的功能模块组成。模块按照功能可划分为5个部分:电源部分、控制部分、功率部分、测量部分和负载部分。模块化和集成化的设计,实现了“电力电子技术基础”课程所需的从电路原理、控制器及被控对象到系统的多层次、多内容的实验体系。整个实验平台结构紧凑,易于扩展,使用方便灵活,便于维护。主要特点如下:(1)覆盖面广。①满足“电力电子技术基础”、“电力拖动与运动控制”课程的基本教学实验和“控制系列专题实验”课程的部分实验;②为自动化专业以及有关专业的本科生、研究生等学生提供一个综合性实验平台;③同时也可为相关的科研项目提供实验环境。(2)主要控制电路采用先进的主流技术。自主设计的驱动及控制单元以DSP为核心,设计了多种控制模式,具有多功能、全数字化的特点。该单元集调压、调频、斩波和正弦脉宽调制输出等多种控制功能于一体,可以进行直流斩波、正弦逆变、倍频逆变、开关电源和电机调速等多项实验。(3)安全性、易观测性和易操作性得到提高。充分注意强电实验的特点,对绝缘和保护做了细致考虑;合理地配置了观测点和测量仪器,以便于实验中各物理量的安全和准确提取,方便了实验验证。
2.2实验内容结合“电力电子技术基础”课程的课堂教学内容以及课程特点,实验教学内容应该包括电力电子器件工作原理、基本电力电子电路原理、典型电力电子系统应用等。从实验类型来分,既有培养学生的基本实验技能和巩固及加强课堂教学内容的验证型实验,又有旨在培养学生的综合能力、设计能力和实现能力的设计型、研究型实验。实验难易程度也是从低到高,学生的能力培养也体现了逐步、稳步提高的过程。作为实验技能训练的基本要求,实验内容中充实了基础实验即验证型实验———直流斩波电路实验。基本要求是对典型斩波电路功能的验证。同时增加研究型实验的环节,要求学生通过改变电路参数、改变开关频率以及改变负载的大小等方式观测和分析电路工作性能和参数的变化,改变了以往验证型实验中有些学生机械性地照搬实验步骤的现象,调动了学生自主学习的积极性。例如,波形失真、谐波分析和高频噪声等内容,在理论上比较难于理解,而通过实验可以很直观地对这些概念加深感性认识,收到了很好的效果。研究型实验包括正弦波逆变电路实验和开关电源实验等。正弦波逆变电路实验融合了逆变电路和PWM控制技术的核心内容。而开关电源采用交—直—交—直变换技术,是一种组合变流电路,包含整流、高频逆变、隔离变压和滤波等电路,体现出了电力电子技术及其课程教学的主要内容,对学生提炼电力电子技术课程教学的关键知识点有很大的帮助,这些研究型实验对学生深入学习与理解电力电子技术有很大的作用。在实践教学中融入数字控制技术和计算机控制技术,提高了系统的可扩展性[12]。对学有余力和有兴趣的学生可以选作设计型实验,如有源功率因数校正实验和斩控式交流调压电路实验等。在原有实验的基础上增加了多项学生自主设计和动手的环节,充分满足了学生自主实验时的要求,鼓励学生充分利用实验室的条件,进行创造性的研究工作。
关键词:电力电子技术;电气工程;课程设置
作者简介:刘晋(1974-),男,河北涿州人,华北电力大学电气与电子工程学院,讲师;牛印锁(1973-),男,河北定州人,华北电力大学电气与电子工程学院,高级工程师。(北京100026)
基金项目:本文系华北电力大学2010年教改项目的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)06-0064-02
随着电力电子器件制造技术和微机技术的发展,电力电子技术在电气工程的各个领域得到了广泛的应用,电力电子技术在各个领域的应用带来了相应领域的技术革命。
在电力系统领域,电力电子技术除了广泛地应用于发电、输电、配电和用电等环节,在太阳能光伏发电、风力发电等可再生能源发电领域、电动汽车应用和节能等领域也得到广泛的应用。电力电子技术的广泛应用对电力电子技术教学和研究都提出了新的要求和内容。
“电力电子技术”已经成为电气工程专业重要的专业基础课。由于专业背景和就业方向的不同,国内不同高校以及国外大学在“电力电子技术”的课程设置、教学内容、教学重点、教学手段、实验内容以及后续专业课程设置等方面存在许多异同点。
本文对国内外几所大学“电力电子技术”本科教学方面的情况进行了初步的对比,对其教学安排、教学内容与手段和实验情况进行了对比总结,希望这些对比和总结能够帮助从事电力电子方面教学的教师开拓教学思路、丰富教学手段、提高教学效果,为该课程的教学提供有益的参考和借鉴。
国内大部分理工科院校都开设了“电力电子技术”课程,本文选取了国内的清华大学、西安交通大学、浙江大学、南京航空航天大学和华北电力大学进行了比较分析;国外大学选取了美国麻省理工学院和英国曼彻斯特大学进行了比较分析。
一、课程设置比较
清华大学电机工程与应用电子系、信息科学技术学院自动化系开设了“电力电子技术”课程,机械工程学院汽车工程系开设了“汽车电力电子学”。后续相关课程有“直流输电技术”、“电力传动与控制”、“电力拖动与运动控制”。
西安交通大学电气工程学院、电子与信息工程学院自动化科学与技术系开设了“电力电子技术”课程,共56学时,包括8学时的4个实验项目。
浙江大学电子信息工程、电气工程及其自动化和自动化等专业开设了“电力电子技术”课程,共56学时,包括16学时的实验项目,实验学时数相对较多。
南京航空航天大学电气工程及其自动化和自动化等专业开设了“电力电子技术”课程,共72学时,包括16学时的实验项目,总学时数和实验学时数相对较多。
华北电力大学电气与电子工程学院电气工程及其自动化专业、信息工程专业,控制与计算机工程学院自动化专业开设了“电力电子技术”课程,共48学时,包括8学时的4个实验项目。后续相关课程有“电力电子技术应用”(专业选修)、“HVDC与FACTS技术”、“电力电子课程设计”和“电力电子综合实验”。
国内几所高校课程开设情况见表1。
美国麻省理工学院EECS(电气工程与计算机科学)系开设了“电力电子技术”(Power Electronics)课程。
英国曼彻斯特大学EE&E(电气与电子工程)学院为电气与电子工程专业、机械电子工程专业2年级开设了“电机、拖动与电力电子”(Machines,Drivers & Power electronics)课程,上述两个专业在3年级开设了“调速”(Variable Speed Driver)和“电力电子”(Power Electronics)课程。
英国诺丁汉大学EE&E(电气与电子工程)系为电气与电子工程专业2年级开设Power Supply Electronics;为电气工程与可再生能源系统专业2年级开设Power Supply Electronics,3年级开设Power Electronic Design,Renewable Generation Technologies and Control,FACTS and Distributed Generation,Energy Conversion for Motor and Generator Drives,以及选修课程Advanced AC Drives,Technologies for Wind Generation,Advanced AC Drives with Project,Advanced Electrical Machines等相关课程。
从课程设置上看,国内大多数高校电气工程专业基本都将“电力电子技术”作为专业基础课程。但不同专业特色的学校在其后续课程设置上差别较大,该专业学生未来就业的方向和领域对后续课程的设置影响很大,这也是各个学校在电力电子技术教学上最具专业特色的地方。
二、教学内容比较
国内高校在“电力电子技术”课程教学内容上相差不多,主要内容有:电力电子器件、整流电路、逆变电路、直流斩波电路、交流―交流电力变换、电路脉宽调制(PWM)技术、软开关技术和电力电子应用介绍等内容。南京航空航天大学还增加了功率变换器中的磁性元件设计方面的教学内容。
麻省理工学院EECS系“电力电子技术”课程内容主要有:整流器,功率因数畸变检测与校正,磁场,DC/DC变换器,隔离DC/DC变换器,DC/AC变换器,EMI滤波器,损耗与吸收电路,软开关,热设计,控制,三相系统介绍,多相整流器,开关电源,谐振变换器,实际的电力电子系统设计中的相关问题和课程设计等内容。
英国曼彻斯特大学EE&E学院的“电机、拖动与电力电子”(Machines,Drivers & Power electronic)课程内容主要有:交流感应电机、交流同步电机、变压器、相控整流电路及其应用。“调速”(Variable Speed Driver)的主要内容有:感应电机特性,变频调速原理等。
通过对比可以看出,国内外大学在“电力电子技术”课程内容上差别比较大,侧重点也各不相同。国内使用的“电力电子技术”本科教材大都是在介绍电力电子开关器件的基础上,对各种交、直流电能变换电路的结构和工作原理进行定性和定量的分析,并涉及一些相关的应用技术。国外教材则更注重最基本原理介绍和电力电子实际应用电路系统的设计和计算分析。
三、教学方法与手段比较
在教学手段上,国内外大学大体相近,大都采用多媒体、动画技术与黑板相结合的教学手段。另外,国外大学采用手写、打印胶片投影授课也较为普遍,在课前把授课讲义发放给学生。
国内高校教学主要以课堂讲授为主,由于学生人数比国外学生多,课堂的互动性以及课堂讨论比国外高校要少,且效果不好。另外,国内学生课外查阅文献资料和阅读材料的环节常常被忽略,这点与国外高校差别较大。
在辅助教学方面,国内外大学形式上差别不大,主要通过习题课、答疑、平时测验和复习课等方式帮助学生进行课下的自学和考试前的复习。
四、实验环节比较
在基础实验内容上,国内高校基本上以电力电子器件特性、相控整流电路实验、直流斩波电路实验、交流电力控制电路实验、负载换相式逆变电路实验、交―直―交变频电路实验、SPWM逆变实验等作为基础实验。由于各个学校的实验条件和专业特色不同,开放性和设计性实验的内容和开展情况差别较大。
曼彻斯特大学EE&E学院电力电子课程实验内容较少,实验室条件(如实验室面积,实验台套数等)不如国内许多高校,但其学生对撰写的实验报告非常认真,国外学生正是通过认真撰写实验报告加深了对于实验原理和内容的理解。
在后续课程实验中,各学校侧重点各不相同。如华北电力大学在后续课程中开设开发了闭环直流电机脉宽调速实验、静止无功补偿(SVC)实验、高压直流输电(HVDC)实验等针对电力电子技术在电力系统应用的专业实验内容,具有鲜明的电力系统专业特色。
国内多数高校都存在学生人数多而实验室设备套数少,实验重复次数多和实验室教师工作量大的情况,这种情况在短期内很难解决。电力电子网络实验平台和虚拟实验室的研究和建设可以为该问题的解决提供一定的思路。
五、启发与体会
通过对国内外几所大学在电力电子技术本科教学方面的对比,有很多值得我们学习和借鉴的思路和方法,在“电力电子技术”教学改革中,笔者认为应注意以下几点:
(1)建立系统教学的观念。在课程体系的设置、教材编写、课程内容组织和实验项目安排的过程中,从电力电子系统的角度出发,结合本学校开课专业未来的应用领域,将相关的知识与未来实际应用有机融合起来,使学生深入了解电力电子技术在未来工作中的应用,从而提高学生的学习兴趣,使学生学习做到有的放矢。
(2)注重电力电子基础实验和设计性实验相结合,培养学生的电路系统设计思想和能力,根据本校专业发展和应用的实际需要开发相应的专业应用实验项目。
(3)注重课堂教学、仿真验证、实验验证和电路设计有机的结合。丰富教学手段,通过仿真与实验的对比分析,使理论和实践相结合,提高教学效果。
(4)建立电力电子教学资源平台,为国内各个高校相关专业的教师和学生提供一个互相学习、交流和资源共享的网络平台,从而不断提高“电力电子技术”及其相关课程的教学水平,为广大的师生营造良好的学习和学术研讨氛围。
六、总结
本文对国内外几所大学“电力电子技术”本科课程设置、教学内容、教学方法与手段、实验环节等进行了比较和分析,对“电力电子技术”教学提出了一些建议,希望为该课程的教学和教学改革提供一定启发和有益的参考。
参考文献:
[1]关晓菡,张卫平,张东.国内外高校电力电子技术教育现状综述[J].电气电子教学学报,2006,(2).
关键词:教学改革;电气工程概论;互动式教学法;教学效果
作者简介:韩杨(1982-),男,四川成都人,电子科技大学机电学院,讲师。(四川 成都 611731)
基金项目:本文系电子科技大学中央高校基本科研项目(项目编号:2672011ZYGX2011J093)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0057-02
“电气工程概论”课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课。课程围绕电气工程领域的几个主要分支——电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工新技术等方面进行全面系统的介绍。通过该课程的学习,学生对电气学科的发展历史和应用现状有全景式的了解,对进一步深入电气工程学科类专业学习起到导航作用,并逐步培养对电气科学与工程的崇尚与追求的专业精神以及创新意识。[1,2]
实践表明,学生总是习惯于知识的“定量”化灌输模式,而对于这样一门以“定性”介绍为主、没有公式讲解和详细专业理论分析的课程,最初还有些不适应。如何激发学生对电气专业的兴趣,引导学生通过网络搜索和图书馆资料查询等手段,去主动了解和掌握一些专业知识背景,是课堂教学中需要着重思考和实践的课题。[3-5]笔者经过两三年的电气工程概论教学后,在重点讲述电力系统自动化、电力电子与电力传动等的基础上,把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课堂教学表明,这对于提升学生学习兴趣和培养学生自主学习能力方面是非常有效的。
一、 采用互动式教学方法,探索改革教学模式
“电气工程概论”课程涵盖内容多,采用传统满堂灌式教学方法,效果不佳。笔者通过教学实践,摸索出一套有效的方法,教学安排按照如下顺序:教师理论讲解—多媒体PPT展示—视频演示—给学生布置课后调研题目—学生自主学习、分组研讨、制作PPT—学生课堂专题演讲—同学问答互动、教师总结—教师提出整改意见—学生课后再次收集资料、完成研究报告。这种互动式方法培养了学生对课程的兴趣,使他们在PPT演讲、书面表达、创新能力培养方面都起到积极作用。
二、调整更新教学内容,提升课堂教学质量
1.课程绪论
(1)主要内容:电气工程在国民经济中的地位;电气科学与工程的发展简史、前景、理论基础和常用计算机程序,譬如EMTP、MATLAB、BPA、EMTDC、PSPICE等。应达要求:了解电气科学与工程的产生过程;了解电气工程及其自动化专业的二级学科分布;了解电气工程学科的发展前景和在国民经济中的主要应用和作用。
(2)教学设计:围绕使学生对本课程的专业背景、主要应用前景有一个清晰的认识和激发其对本专业的热爱这一目标来展开。在讲授过程中,补充智能电网、新能源的开发利用技术等当前国内外的研究热点,扩展学生的专业视野。
2.电机电器及其控制技术
(1)主要内容:电机的作用及其发展简史;电机的分类与结构、应用领域、选用与运行控制;电机学的研究内容概要;电器的发展历史和分类。应达要求:了解电机的基本作用、发展简史、电器的发展历史;理解电机在国民经济中的应用领域;掌握电机的可逆原理;理解电机学的主要研究内容、高压电器与低压电器的基本结构与作用;掌握电机分类方法和不同类别的电机特点。
(2)教学设计:介绍电机与电器学科的概况、发展简史,使学生对电机学等后续专业基础课程以及电机的微机控制技术等专业课程的学习建立初步的感性认识。通过FLASH制作的同步电机励磁过程和旋转磁场模拟动画来加强学生对电机学理论知识的理解。对于电器部分,通过图片的形式向学生展示各种电器,增强学生的感性认识;对于高压电器部分,由于装置体积庞大,采用视频录相讲解的方法,拉近学生对高压电器的感性距离。
3.电力系统及其自动化技术
(1)主要内容:电力系统发展简史;电力系统简介;发电厂、电网概述;电力市场简介;电力新技术与发展趋势。应达要求:了解电力系统的发展简史和我国电力工业的发展概况、交直流输电技术的发展过程、各种类型的能源发电原理及其特点;了解电力市场的概念、电力新技术的发展趋势;理解电力系统的功能与作用、现代电力系统的主要特点和运行过程。
(2)教学设计:主要讲授电力系统的概况、基本概念,内容涉及发、输、供、配、用几大部分,按发电部分、电网运行与调度、电力应用三个环节顺序介绍。教学过程中首先从系统的角度对电力系统进行介绍,使学生建立对电力系统整体功能及结构的认识,在此基础上,进一步对各个组成部分分别阐述。在讲述电力系统发展前沿技术的时候,本着自动化、数字化、智能化的发展主线,将智能电网的概念引入课堂。
4.电力电子技术与电力传动
(1)主要内容:电力电子技术的作用与发展简史;电力电子技术的特点和研究内容、应用领域;电力电子技术的地位、发展方向和电力传动概况。应达要求:了解电力电子技术的作用、发展历史;了解电力电子技术的主要应用领域和新技术的发展趋势;了解电力传动的主要应用领域;理解电力电子技术的概念与特点和直流电机、交流电机传动的基本原理。
(2)教学设计:介绍电力电子技术的作用、历史、主要特点及其发展趋势。电力电子技术是我院电气专业一门重要的专业课程。对半导体变流技术的发展历程进行讲授,让学生明确电力电子技术的本质和重要意义;将实验室电力电子器件作为道具,在课堂上实物演示,让学生建立感性认识。在讲述电力传动部分时,结合工程实践进行案例教学,使学生明确电力传动在工业中的应用概况;结合科研课题,将典型案例通过PPT向学生展示。
5.高电压与绝缘技术
(1)主要内容:高电压与绝缘技术发展简史及主要内容;高电压新技术及其在各领域的应用。应达要求:了解高电压与绝缘技术的作用;了解高电压的产生原理和试验设备;了解高电压新技术及其在各领域的应用;理解基本的高电压及绝缘试验操作。
(2)教学设计:介绍高电压与绝缘技术的发展历程、应用领域及其试验技术。本章具有很强的专业背景,因此在教学时,采用了PPT讲授和视频演示相结合的教学手段,突出高电压技术的产生背景、发展历程、试验条件和环境等,达到让学生建立一个感性认识的目的。
6.电工新技术
(1)主要内容:电工新技术发展趋势、超导电工技术、聚变电工技术、磁流体技术、可再生能源技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术、飞轮储能技术和微机电系统。应达要求:了解电工新技术的发展趋势、超导电工技术、磁聚变电工技术的基本原理及应用,磁流体发电和推进技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术及应用,飞轮储能技术及应用和微机电系统的基本概念。
(2)教学设计:主要以PPT讲授为主。对超导电工、聚变电工、可再生能源发电、燃料电池技术和微机电系统等前沿技术进行专题概述。
三、改革教学方法,创新互动式教学模式
1.注重课堂引导,激发学生学习兴趣
在教学过程中,借助网络资源,向学生介绍电气行业的应用情况和相关企业的产品和市场情况,譬如给学生介绍联合证卷行业深度分析“电力电子,我们可以看得更远”,重点介绍电力电子变频器、整流设备、无功补偿设备SVG、开关电源、直流输电装备等技术的实际工程应用,介绍相关企业和上市公司产品和市场概况,激发了学生的学习兴趣。
2.加强课堂互动,调动学生积极性
为了加强课堂互动,采用了PPT讲解和视频教学相结合的方法,进行多个专题介绍。譬如:核裂变之历史回顾、中广核集团介绍、日本核事故回顾、欧洲核聚变装置、中国托克马克聚变装置、日本新干线与中国高速铁路、国家电网、南方电网公司宣传片;汽轮发电机、水轮发电机安装视频和三峡发电厂简介。学生观看完视频后,进行提问:裂变和聚变的区别是什么?日本核泄漏事故的原因是什么?避免核事故的方法有哪些?日本新干线和中国高铁的技术要点有哪些?汽轮机和水轮机的原理是什么等等。鼓励学生回答问题,凡是举手回答问题的学生,在平时成绩上加2分,调动了学生的积极性。随后,教师进行总结评论。
3.推行专题报告,活跃课堂气氛
采用学生专题演讲方法,激发自主学习兴趣和收集整理资料的能力。学生3人一组,分工协作完成资料收集、PPT制作和课后研究报告撰写。学生报告题目有:智能电网概述、电气化铁路接触网介绍、电能存储技术的发展概况、地热发电的现状与技术要点、PLC的原理与应用、国内外智能电网发展趋势、柔性太阳能电池、国内外高压直流输电工程简介、电力系统柔性输配电技术、城市轨道交通供电系统和电动汽车电源系统等等。学生报告后,其他学生提3~5个问题,报告者首先作答,教师随后总结,并对相关技术问题进行详细讲解。对提问的同学,在平时成绩上加2分。这样课堂气氛非常活跃,学生争先恐后举手发言。
四、结束语
通过和学生的沟通发现,学生非常喜爱这种互动式教学方法,感觉课堂不再枯燥,而是充满活力,在知识获取和创新、演讲能力和书面表达方面都得到全面的锻炼,收获颇丰。学生的积极性被充分调动起来了,课堂气氛活跃,学生学习中找到了快乐,对电气工程专业提升了兴趣。教学实践表明,互动式教学方法在电气工程概论课程的应用是成功的。
参考文献:
[1]刘晋,牛印锁,文俊.国内外“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育,2012,(6):64-65.
[2]杨鸿波,高晶敏,侯霞,等.“电路分析”课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(2):99-100.
[3]蒋陆萍,蒋宇琦.自主教学法在“电力生产概论”课程教学中的应用[J].中国电力教育,2012,(15):67-68.
【关键词】集成化;电子技术;发展趋势
电力电子技术作为一门交叉学科,建立在信息学科、电工学科、材料学科基础之上、实现对电力机械装置进行有效控制的技术,在现代科技发展过程中占有极为重要的一席之地。电力电子技术最大的特点在于实现强电与弱点相结合,强电与弱电相结合,以弱电控制强电,用以实现电能的转换、控制、分配和应用的最优化、高效率、智能化。研究电力电子未来发展趋势,对于全面推动以电力电子为基础的新学科的增长、推动与电力电子相关领域自动化、提升经济社会效益具有至关重要的作用。
一、集成化电力电子技术系统的相关理论分析
第一,集成化电力电子技术系统的含义。所谓电力电子子系统的集成,“就是将功率器件、电路元件、控制器、传感器及动作开关等集成为一个完整的智能的电力电子子系统。电力电子子系统级的集成目标是建立系列电力电子集成标准模块,它是一个高度集成的、能完成特定功能的、标准的电能处理单位。”
第二,集成化电力电子技术系统的主要内容。一般来讲,集成化电力电子技术系统包含两方面的内容,一是电力电子集成系统的集成,也就是组成集成化电力电子技术系统的模块集成;二是电力电子技术实际应用系统的集成,也就是电力电子技术系统级别的集成,是相对于电力电子技术模块级别更高级别的集成。
二、集成化电力电子技术系统的主要分类
集成化电力电子技术系统,根据其功能及组成原理不同,可以分为单片集成电力电子技术系统、混合封装集成电力电子技术系统、系统集成电力电子技术系统三个类别。
一是单片集成电力电子技术系统。“单片集成是将主电路、驱动、控制电路及其他附属电路都集成在一个芯片上,这实际上是微电子领域的集成电路技术在电力电子领域的延伸。”单片集成电力电子技术系统广泛应用于类型的小功率电子设备中,不适用于功率较大、电压较高的环境中。单片集成电力电子技术系统成本低、工艺技术简单;伴随着科学技术的不断进步,单片集成电力电子技术系统其功率范围也不断扩大,是电力电子集成技术的主要发展方向和发展趋势,应用前景比较广泛。单片集成电力电子技术系统主要应用于手机、移动电子设备中。
二是混合封装集成电力电子技术系统。该系统把多个主电路芯片、驱动芯片和控制芯片集成在一起,适用范围主要集中在几百瓦以及千瓦级功率范围之内。混合封装集成电力电子技术系统的实质是在保障变换器整体的前提下,减少功能部件和封装部件的数量,提高系统的可操作性和灵活性。从当前整个电力电子集成系统研究来看,主要集中在该系统层次,也是当前开展电力电子集成研究的关键和核心。该系统的主要缺点在于成本较高体型较大。
三是系统集成的电力电子集成系统。该系统的实质在于将各种电力电子元器件、部件进行集成,使之成为一个系统化的功能体系。当前对于系统集成的电力电力集成系统仍然没有统一的概念,是一种比较高级意义上的电力电子集成系统,是当前电力电子研究主要方向和重要领域。
三、当前在集成化电力电子技术系统发展趋势下研究的主要领域
一是新型封装互连技术。对该项技术的研究是集成化电力电子技术系统发展趋势过程中进行研究的核心和关键。
二是模块的热管理技术。模块的热管理技术在集成化电力电子技术系统发展趋势中占有极为重要的地位,毕竟在整个电力电子集成系统中模块热处理技术直接关系到整个系统的质体积以及综合性能。在模块热处理方面,注意力和集中点主要体现在高效和轻便散热方式的研究。
三是无源元件集成技术。在集成化电力电子技术系统中,对电源整体功率影响最大的当属无源元件。当前在封装互连技术研究方面主要集中在电路中部分电容器与磁性元件集成在一起,构成无源集成模块。
四是集成化电力电子技术系统的新型器件和封装新材料研究。在整个集成化电力电子技术系统中,如果能够实现新型电力电子器件的创新革命,将会对整个集成化电力电子技术系统产生至关重要的影响和变革。这方面是当前集成化电力电子技术系统研究的主要领域。
四、结语
伴随着科学技术的进步发展,电力电子集成技术获得长远发展;尤其是近年来电子科学技术、计算机科学、现代通讯业的高度发展更是为集成化的电力电力系统发展奠定了坚实的基础。集成化是未来电力电子技术发展的必然趋势,其应用前景越加广泛、市场越加广阔。
参考文献
[1]张海瑞,贾家宁.适应现代电子技术发展 构建虚实结合的电子类实验教学[J].无线互联科技,2013(03).
就当前我国在电力电子技术方面的发展而言,其研究的主要内容包括以下四个方面:(1)电力电子元器件以及功率集成电路。(2)电力电子变换器技术。该技术研究的内容主要包括新能源的节约、电力能源的节约、新能源电力电子、空间以及军事应用中的特殊电力电子变换器技术等。(3)电力电子技术的应用。在其应用方面研究的主要内容是将超高功率转换器应用于钢铁、电力牵引、可再生能源发我国电力电子与电力传动系统发展问题和方向的分析代维菊黑龙江省绥化学院电气工程学院152061电、电力、船舶推进、冶金等工业方面以及电力电子系统的网络化、信息化发展。(4)电力电子系统的集成。在系统集成方面,其研究内容主要包含标准化电力电子模块、多芯片系统的集成、单芯片系统的集成、集成电力电子系统的可靠性以及稳定性研究等。
2我国电力电子在发展过程中遇到的问题
目前,我国在研究电力电子技术方面还存在着诸多的问题,这些问题都严重的制约了我国经济的发展。主要问题有:现今我国电力电子产品大多是采用的晶闸管,虽然利用晶闸管可以创造出一部分科技含量较高的产品和设备,但是这些产品和设备多使用的是国外的生产设备以及多组分组集成制造法,特别是很多先进的全控型电力电子器件,几乎全都需要从国外进口,才能满足国内的技术要求,尤其是很多关系着我国的经济发展以及社会安全的关键领域中的核心技术、设备、软件等。另外,我国电力电子技术与国外发达国家的差距甚大,这在一定程度上影响着我国与国外经济的合作。在过去的几十年中,我国经济发展的各部门都先后从欧美发达国家中引进了先进的电力电子技术,并且开始重视国内技术的发展。就目前的发展情况而言,虽然表面上显示出我国在很多技术方面可以满足国内的要求,但实际上在很多关键技术领域,我国的电力电子技术依然需要进口,国内的技术水平依然相对较低。国内与国外发达国家在电力电子技术方面的主要区别在于电力电子技术的发展依然存在着技术含量低、产品可靠性差、数字控制水平满足不了社会的要求、系统控制软件的水平低、应用程序的控制技术差、重大项目领域缺乏经验等问题。这就使得我国必须要依赖从国外进口高性能、高功率的电力电子转换器设备才能满足国内的使用。
3提高我国电力传动系统性能的主要方法
现今,我国电力传动系统研究工作主要围绕着交流传动系统进行。伴随着交流电动机调速装置的性能越来越完善以及调速理论的重大突破,电动机的调速技术渐渐从直流发电机—电动机组调速、晶闸管可控整流器、直流调压调速向交流电动机变频调速转变。之所以交流传动系统发展的这么迅速,其原因与我国在功率半导体器件的制造技术、交流电动机控制技术、以大规模集成电路和微型计算机为基础的数字化控制技术、电力变换技术等关键性技术方面的突破有关。要提高交流传动系统的整体性能,可从以下三个方面开展研究工作:(1)PWM技术的应用随着电压型PWM逆变器在高性能交流驱动系统中的广泛应用,我国对PWM技术的研究更为深入。PWM功率半导体器件的开关控制主要采用是高频技术,一般来说,PWM技术可分为三类进行研究,即随机PWM、正弦PWM以及优化PWM。正弦PWM的开关频率对于提升电力电子器件的功率有着非常突出的作用,这使得该技术在中小功率交流驱动系统中的应用极为广泛。不过,这种技术不适用于容量过大的电源转换设备,因为高开关频率将会引起极大的开关损失。(2)直接转矩、矢量控制技术的应用对于交流电机的交流驱动系统而言,其具有强耦合、多变量、非线性等特点,这就使得其控制工作变得十分的动态化,不过我国目前在这方面的研究还是较为成功的。在上世纪七八十年代,我国就提出了交流电机的动态控制理论,该理论要求不仅要对各个变量的振幅进行全面的控制,同时还要对各个阶段进行控制。直接转矩控制技术以及矢量控制技术是我国在交流驱动系统控制中的主要技术,此外,随着科学技术的发展,神经网络控制、模糊控制等智能控制技术也在我国逐渐发展起来,对提高交流传动系统的控制精确度有着极其重要的作用。(3)微电子技术的应用微电子技术对于提高我国数字控制处理芯片的运算能力以及可靠性有着极大的作用。当前,适合用在交流传动系统中的微处理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、单片机等。其中,高性能计算机的结构形式主要采用的是多总线结构、多处理器结构以及流水线结构等。
4结束语
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.