电力电子技术课程教学与实践

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摘要：阐述电力电子技术课程在课程教学内容、教学方式中的问题，结合实际情况，通过顶岗锻炼方式强化师资力量，提出增加重点应用场景的优化课程教学实践。

关键词：电力电子技术，课程改革，教学实践

电力电子技术是对电能进行变换、控制的技术，是电子技术、电力技术和控制技术的交叉学科，在工业、农业、交通、国防、环保当中发挥越来越重要的作用，电力电子技术的发展对我国具有巨大的经济和技术意义。电力电子技术课程是电气信息类专业学生重要的专业基础课程[1]，具有分析抽象、实践性强、分析非线性、技术更新快等特点，电力电子技术与模拟电子技术、数字电子技术一样，都以电路分析作为理论基础，但所不同的是，模拟电子技术和数字电子技术主要解决弱电的控制，针对信息处理，而电力电子技术主要解决强电的问题，针对电力变换。可以说，电力电子技术是工科电类专业由弱电迈向强电的必经台阶。电力电子技术还是后修课程交流调速技术、运动控制系统的先修课程，是电力电子与电气传动领域的理论和技术基础。

1电力电子技术课程中的问题

新工科背景下，要求我们培养的人才应具较好理论基础、工程意识、实践能力、技术储备，收集、分析、数据能力，具有良好的综合素养、动手能力和解决问题能力[2]。但是当前电力电子技术教学存在以下问题。（1）课程内容偏重理论，弱化实践。当前电力电子技术课程教学内容偏重理论知识，分析四种电力变换的基本原理，电力电子电路进行波形分析，数据计算，参数选择，根据分段线性原理分析每一个状态下的工作模态。但是电力电子器件采用哪种驱动电路、具体采用哪种驱动元件、如何设计；电力电子器件的保护、如何进行保护、保护方案的对比分析；电力电子电路采用哪种控制方式、每种控制方式基本原理、是如何实现的；电力电子电路在进行设计的时候需要考虑哪些问题、经常会遇到哪些问题；具体应用环境有哪些都讲授较少；电力电子技术课程实验验证性实验居多，学生根据实验指导手册按部就班就可以完成验证，学生无法理解具体的驱动信号是如何形成的，也不知道有哪些具体的驱动芯片，更不用说芯片是如何使用的。理论课程结束后没有具体的设计过程，学生的知识掌握得不够全面，导致学生理论考试分数较高，但是实践能力较弱，毕业设计的时候不知道应用哪种电路去实现哪种功能，或者知道应用哪种电路但是不知道如何去实现。（2）教师缺乏工程实践经验。高校教师的水平直接影响到电力电子技术课程的授课质量，由于电力电子技术课程的特点，需要授课教师具有较强的实践能力，而且应具有交叉学科的知识储备，但是由于我国教育评估方式，许多高校在招聘教师的时候不注重是否具有工程背景，只关注是否具有博士、硕士学历学位，所以招聘的教师有较少比例的教师具有工程实践背景，一旦进入高校由于授课压力、个人原因，较多高校教师缺乏与企业沟通合作的机会，导致实践能力不强。高校的考核方式也不注重教师是否具有较强的工程经历，目前地方高校工程院系的教师比较紧缺，一旦被录用之后经过培训合格即可走上工作岗位。职称考核的时候只关注是否具有高水平论文和高层次项目，对于是否具有校企合作经历不做重点考核，所以高校教师不愿把经历放到与企业沟通交流上来，进一步加剧这一现象。（3）教学方式。当前电力电子的教学仍然以课堂面授为主，教师为主体，导致互动性差[3]，电力电子技术课程的考核方式仍然为期末利用试卷进行理论考试加平时成绩的方式，平时成绩的组成由老师自己决定，一般由考勤、课堂回答问题、作业等组成，具体分值也由教师自己决定。实验考试多作为单独的一门课程进行，学生在实验室完成既定的实验后参加最后的考试，但是现在实验设备只能进行插接线，然后测量固定点的参数和图形，学生不能进行独立设计，实验考试也只能在已经做过的实验中抽取实验让学生完成，学生的创新能力、独立思考能力得不到培养，久而久之，学生对于实验的重视程度逐渐减弱。（4）多元化因素。电力电子技术实践性较强，教师往往关注学生知识掌握的好不好，能不能顺利通过考试，在课程进行过程中很少融入思政元素，对思政元素的挖掘不够深入，融合不彻底，虽然现在加强了对课程思政的建设，但是教师对如何进行课程思政建设仍然一知半解，而且往往以课程课时紧张，耽误教学为理由，少量融入或者不融入，对学生综合素养的培养不够。

2课程改革的实践

针对以上存在的问题，我院电力电子技术教学团队针对本院师资、学情和实验设施的具体情况对课程进行了一系列改革，具体改革措施如下：（1）强化师资。抽调具有电力电子与电力传动背景的教师轮流去企业顶岗锻炼一年，参与相关项目开发，聘请企业高级技术人员到学校进行课程教学或者实验指导，通过相互合作快速提升教师的动手实践能力，对参与企业项目的教师给予一定的支持，调动教师的积极性，同时对课程教师实施一定的准入制度，符合一定条件才能进行授课，督促教师提高自身能力。（2）课程内容优化。重新制定课程目标，课程内容选择应该能够完成对课程目标的支持[4]，电力电子技术更新较快，元器件、电路结构、具体应用都发生了巨大变化，这些变化应该及时增加到课程内容中，将电力电子对能源系统的影响引入课程，加入我国电力电子技术发展中出现的典型人物和事件，将控制理论引入课程内容中，因为电力电子电路的控制是电力电子技术的重要的内容，同时由于课程课时的限制，有些过时的内容、学生自己就能完成的内容放到了自学部分，例如在元器件部分引入SiC器件，在电路结构部分引入多电平逆变器、Z源逆变器等，在应用部分引入分布式发电、电动汽车、滤波器、感应加热等场景，使课程内容更接近实际生产。（3）课程实施。为了让学生感受实际的生产过程，把生产过程的真实情景再现到课程中，课程组把课程的实施分为以下几个过程：教学内容体验、探究式教学、仿真验证、基本实验验证、综合实验设计过程。以单相电压型逆变器为例，具体过程如图1所示。

3课程教学的评价

教学评价包含教学的全过程，课程的预习、课堂的表现、阶段性产出、最终成果的产出，重点放到课程最终成果上，加大了对最终产出的评价比重，同时也增加了对综合素养的评价比重，例如问题分析能力、团队协作表现、对国家情怀的认同感，考核的试题也进行了更新，重点考察学生的综合应用能力和创新能力[5]，重点在于能力成熟度，也充分考虑了学生的自我进步，这种评价方式能够很好地对学生的能力进行符合实际的评价。

4结语

结合我院师资力量、学生实际情况、实验设施等，针对当前电力电子技术在课程的内容、实验课程、课程教学方式、评价方式中存在的问题，课程教学团队从师资力量、教学内容、评价方式等方面进行了一系列改革，实践表明，教学达到了预期的目标，具有广泛推广价值。

参考文献

[1]王辉,鲁春华,向颖,杨雪.Matlab_Simulink在交流调压电路教学中的应用[J].山西电子技术,2015(04):17-18+43.

[2]陈静.基于OBE理念的“电力电子技术”教学改革探索[J].西部素质教育,2018,4(22):159-160.

[3]高发亮,张宝杰.新工科背景下嵌入式课程改革探析[J].科技创新导报,2019,16(11):190-191.

[4]段向军,王春峰,郝秀云,潘红恩.先进制造装备技术类专业群课程体系构建[J].中国现代教育装备,2018(17):53-56.

[5]张旺,赵明,范志刚.高校基于创新型人才培养的考试改革方案研究与探索[J].赤峰学院学报(自然科学版),2014,30(21):156-157.

作者：高发亮 单位：滨州学院 电气工程学院