電力電子技術課程教學探索
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摘要：闡述電力電子技術課程在課程教學內容、教學方式中的問題，結合實際情況，通過頂崗鍛煉方式強化師資力量，提出增加重點應用場景的優(yōu)化課程教學實踐。
關鍵詞：電力電子技術，課程改革，教學實踐。
0引言
電力電子技術是對電能進行變換、控制的技術，是電子技術、電力技術和控制技術的交叉學科，在工業(yè)、農業(yè)、交通、國防、環(huán)保當中發(fā)揮越來越重要的作用，電力電子技術的發(fā)展對我國具有巨大的經濟和技術意義。電力電子技術課程是電氣信息類專業(yè)學生重要的專業(yè)基礎課程[1]，具有分析抽象、實踐性強、分析非線性、技術更新快等特點，電力電子技術與模擬電子技術、數(shù)字電子技術一樣，都以電路分析作為理論基礎，但所不同的是，模擬電子技術和數(shù)字電子技術主要解決弱電的控制，針對信息處理，而電力電子技術主要解決強電的問題，針對電力變換。可以說，電力電子技術是工科電類專業(yè)由弱電邁向強電的必經臺階。電力電子技術還是后修課程交流調速技術、運動控制系統(tǒng)的先修課程，是電力電子與電氣傳動領域的理論和技術基礎。
1電力電子技術課程中的問題
新工科背景下，要求我們培養(yǎng)的人才應具較好理論基礎、工程意識、實踐能力、技術儲備，收集、分析、數(shù)據能力，具有良好的綜合素養(yǎng)、動手能力和解決問題能力[2]。但是當前電力電子技術教學存在以下問題。（1）課程內容偏重理論，弱化實踐。當前電力電子技術課程教學內容偏重理論知識，分析四種電力變換的基本原理，電力電子電路進行波形分析，數(shù)據計算，參數(shù)選擇，根據分段線性原理分析每一個狀態(tài)下的工作模態(tài)。但是電力電子器件采用哪種驅動電路、具體采用哪種驅動元件、如何設計；電力電子器件的保護、如何進行保護、保護方案的對比分析；電力電子電路采用哪種控制方式、每種控制方式基本原理、是如何實現(xiàn)的；電力電子電路在進行設計的時候需要考慮哪些問題、經常會遇到哪些問題；具體應用環(huán)境有哪些都講授較少；電力電子技術課程實驗驗證性實驗居多，學生根據實驗指導手冊按部就班就可以完成驗證，學生無法理解具體的驅動信號是如何形成的，也不知道有哪些具體的驅動芯片，更不用說芯片是如何使用的。理論課程結束后沒有具體的設計過程，學生的知識掌握得不夠全面，導致學生理論考試分數(shù)較高，但是實踐能力較弱，畢業(yè)設計的時候不知道應用哪種電路去實現(xiàn)哪種功能，或者知道應用哪種電路但是不知道如何去實現(xiàn)。（2）教師缺乏工程實踐經驗。高校教師的水平直接影響到電力電子技術課程的授課質量，由于電力電子技術課程的特點，需要授課教師具有較強的實踐能力，而且應具有交叉學科的知識儲備，但是由于我國教育評估方式，許多高校在招聘教師的時候不注重是否具有工程背景，只關注是否具有博士、碩士學歷學位，所以招聘的教師有較少比例的教師具有工程實踐背景，一旦進入高校由于授課壓力、個人原因，較多高校教師缺乏與企業(yè)溝通合作的機會，導致實踐能力不強。高校的考核方式也不注重教師是否具有較強的工程經歷，目前地方高校工程院系的教師比較緊缺，一旦被錄用之后經過培訓合格即可走上工作崗位。職稱考核的時候只關注是否具有高水平論文和高層次項目，對于是否具有校企合作經歷不做重點考核，所以高校教師不愿把經歷放到與企業(yè)溝通交流上來，進一步加劇這一現(xiàn)象。（3）教學方式。當前電力電子的教學仍然以課堂面授為主，教師為主體，導致互動性差[3]，電力電子技術課程的考核方式仍然為期末利用試卷進行理論考試加平時成績的方式，平時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。實驗考試多作為單獨的一門課程進行，學生在實驗室完成既定的實驗后參加最后的考試，但是現(xiàn)在實驗設備只能進行插接線，然后測量固定點的參數(shù)和圖形，學生不能進行獨立設計，實驗考試也只能在已經做過的實驗中抽取實驗讓學生完成，學生的創(chuàng)新能力、獨立思考能力得不到培養(yǎng)，久而久之，學生對于實驗的重視程度逐漸減弱。（4）多元化因素。電力電子技術實踐性較強，教師往往關注學生知識掌握的好不好，能不能順利通過考試，在課程進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)在加強了對課程思政的建設，但是教師對如何進行課程思政建設仍然一知半解，而且往往以課程課時緊張，耽誤教學為理由，少量融入或者不融入，對學生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)不夠。
2課程改革的實踐
針對以上存在的問題，我院電力電子技術教學團隊針對本院師資、學情和實驗設施的具體情況對課程進行了一系列改革，具體改革措施如下：（1）強化師資。抽調具有電力電子與電力傳動背景的教師輪流去企業(yè)頂崗鍛煉一年，參與相關項目開發(fā)，聘請企業(yè)高級技術人員到學校進行課程教學或者實驗指導，通過相互合作快速提升教師的動手實踐能力，對參與企業(yè)項目的教師給予一定的支持，調動教師的積極性，同時對課程教師實施一定的準入制度，符合一定條件才能進行授課，督促教師提高自身能力。（2）課程內容優(yōu)化。重新制定課程目標，課程內容選擇應該能夠完成對課程目標的支持[4]，電力電子技術更新較快，元器件、電路結構、具體應用都發(fā)生了巨大變化，這些變化應該及時增加到課程內容中，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容中，因為電力電子電路的控制是電力電子技術的重要的內容，同時由于課程課時的限制，有些過時的內容、學生自己就能完成的內容放到了自學部分，例如在元器件部分引入SiC器件，在電路結構部分引入多電平逆變器、Z源逆變器等，在應用部分引入分布式發(fā)電、電動汽車、濾波器、感應加熱等場景，使課程內容更接近實際生產。（3）課程實施。為了讓學生感受實際的生產過程，把生產過程的真實情景再現(xiàn)到課程中，課程組把課程的實施分為以下幾個過程：教學內容體驗、探究式教學、仿真驗證、基本實驗驗證、綜合實驗設計過程。以單相電壓型逆變器為例，具體過程如圖1所示。
3課程教學的評價
教學評價包含教學的全過程，課程的預習、課堂的表現(xiàn)、階段性產出、最終成果的產出，重點放到課程最終成果上，加大了對最終產出的評價比重，同時也增加了對綜合素養(yǎng)的評價比重，例如問題分析能力、團隊協(xié)作表現(xiàn)、對國家情懷的認同感，考核的試題也進行了更新，重點考察學生的綜合應用能力和創(chuàng)新能力[5]，重點在于能力成熟度，也充分考慮了學生的自我進步，這種評價方式能夠很好地對學生的能力進行符合實際的評價。
4結語
結合我院師資力量、學生實際情況、實驗設施等，針對當前電力電子技術在課程的內容、實驗課程、課程教學方式、評價方式中存在的問題，課程教學團隊從師資力量、教學內容、評價方式等方面進行了一系列改革，實踐表明，教學達到了預期的目標，具有廣泛推廣價值。
參考文獻
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[4]段向軍,王春峰,郝秀云,潘紅恩.先進制造裝備技術類專業(yè)群課程體系構建[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2018(17):53-56.
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作者:高發(fā)亮 單位:濱州學院電氣工程學院
