電力電子技術(shù)教與學(xué)

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0引言

《電力電子技術(shù)》是自動(dòng)化及其相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它的內(nèi)容繁雜抽象，但是實(shí)用性強(qiáng)，技工電氣高職班的學(xué)生要很好地學(xué)習(xí)它還不是件易事，這使得教學(xué)工作進(jìn)行起來比較棘手。經(jīng)過總結(jié)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們摸索出了以項(xiàng)目教學(xué)法為核心，分步驟，對(duì)該課程的知識(shí)由淺入深，化繁為簡(jiǎn)進(jìn)行教學(xué)，取得較為明顯的教學(xué)效果。

1學(xué)情分析

首先，我們應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)該課程的對(duì)象進(jìn)行分析，結(jié)合學(xué)生接受知識(shí)的特點(diǎn)，有的放矢，設(shè)計(jì)出一套適合學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)方法，這為取得良好的教學(xué)效果打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該課程是面對(duì)技工高職電氣相關(guān)專業(yè)學(xué)生所設(shè)的，這樣的班級(jí)在目前的技工教育中，人數(shù)一般為35～45人之間，其中有1/3的學(xué)生學(xué)習(xí)較為積極主動(dòng)，1/3的學(xué)生需要在教師和同學(xué)的帶領(lǐng)下被動(dòng)地學(xué)習(xí)，還有1/3是無心向?qū)W的“差生”。針對(duì)這種情況，我們對(duì)全班的學(xué)生進(jìn)行分組，通過以強(qiáng)帶弱，以積極帶被動(dòng)的學(xué)習(xí)形式，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。技工學(xué)校電氣相關(guān)專業(yè)的學(xué)生還是普遍存在動(dòng)手能力強(qiáng)，理論分析能力差的情況。針對(duì)這樣的學(xué)情，教師在教學(xué)過程中應(yīng)該注意將難懂復(fù)雜的理論知識(shí)融入到一個(gè)個(gè)典型制作電路當(dāng)中去。另外，因?yàn)樗麄兪请姎庀嚓P(guān)專業(yè)的學(xué)生，有一定電工電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，為接受繁雜的電力電子知識(shí)打下一定的基礎(chǔ)。

2制定教學(xué)計(jì)劃

通過學(xué)情分析，我們幾位一起任教該門課程的教師進(jìn)行集體備課，這里要特別感謝陳琨韶老師和陳國(guó)榮老師，他們?yōu)槲覀兩虾眠@門課想出了很多好辦法，他們結(jié)合深厚扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，將整門電力電子課程轉(zhuǎn)化成幾個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)。項(xiàng)目教學(xué)方法是將零散難懂的知識(shí)融入到每個(gè)具有代表性的項(xiàng)目上，這里是尋找合適的典型工作電路，再自制合理的工作頁(yè)引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)。這樣一來，一向被公認(rèn)難上的一門課，經(jīng)過我們的努力將其變得更容易教，更容易讓學(xué)生接受和對(duì)學(xué)生產(chǎn)生更好教學(xué)效果的一門課。

3確定典型工作電路

該門課程主要使用的工具有:示波器，萬用表，電烙鐵，變壓器等。本課程結(jié)合重點(diǎn)知識(shí)、查找相關(guān)資料，設(shè)計(jì)出學(xué)生易學(xué)易懂的工作電路，主要用了兩個(gè)電路作為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。它們分別是調(diào)光燈電路———包含單相整流電路和單結(jié)晶體管觸發(fā)電路兩大部分;555PWM脈寬調(diào)制電路。調(diào)光燈電路。在實(shí)訓(xùn)室中為了方便學(xué)生實(shí)訓(xùn)并安全完成任務(wù)，我們將該電路的交流電源220V經(jīng)過變壓器把電壓將為16～18V交流電，同時(shí)所用燈泡也更換為額定電壓為8V的小燈泡。另外，為了適應(yīng)以上改變，電路中的R1和R4兩個(gè)電阻應(yīng)被短接，這樣才能出現(xiàn)既定實(shí)訓(xùn)效果。也就是當(dāng)調(diào)節(jié)電位器Rp時(shí)，燈泡的亮度會(huì)隨之改變。555PWM脈寬調(diào)制電路，該電路應(yīng)用555芯片驅(qū)動(dòng)整個(gè)電路，以起到控制直流電機(jī)速度和燈泡亮度的作用。學(xué)生可以通過示波器檢測(cè)555芯片6腳和2腳連接處的波形，如果電路連接正確，檢測(cè)出來的波形是鋸齒波。如果不能出現(xiàn)該波形，應(yīng)提醒學(xué)生檢查電路的焊接是否出錯(cuò)。另外，學(xué)生可以通過檢測(cè)NPN三極管的b極，測(cè)出正確波形為方波。

4制作有針對(duì)性的工作頁(yè)

任務(wù)的實(shí)施通過了解學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，我們編寫了幾個(gè)典型工作頁(yè)，以此來引導(dǎo)學(xué)生“在做中學(xué)，在學(xué)中做”。第一個(gè)階段的工作頁(yè)是以復(fù)習(xí)電工電子知識(shí)為主，新學(xué)的電力電子元件知識(shí)為輔。從而引導(dǎo)學(xué)生回憶、鞏固已學(xué)知識(shí)，對(duì)比、聯(lián)系地來學(xué)新知識(shí)。第二個(gè)階段的工作頁(yè)一共有兩個(gè)，是圍繞圖1、2—兩個(gè)典型工作電路，展開一系列知識(shí)點(diǎn)編制的。該工作頁(yè)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)相關(guān)的題目，這些題目主要體現(xiàn)了在學(xué)生制作該電路時(shí)所需要的電力電子技術(shù)方面的理論知識(shí)。通過工作頁(yè)可以讓學(xué)生邊做題邊從課本、網(wǎng)絡(luò)中查找需要的知識(shí)。這樣就有效地化被動(dòng)接受知識(shí)為主動(dòng)查找知識(shí)，教師在一旁加以點(diǎn)撥和提醒，協(xié)助學(xué)生完成。教師結(jié)合每次講解的內(nèi)容布置相應(yīng)題目，并作為作業(yè)要求學(xué)生完成。

5項(xiàng)目的實(shí)施

項(xiàng)目的實(shí)施分為幾大部分，分別是查找資料填寫工作頁(yè)、列出元件清單、繪制電路原理圖、繪制電路實(shí)物圖、焊接電路和調(diào)試電路。

1)查找資料填寫工作頁(yè)。學(xué)生根據(jù)教師提供的工作頁(yè)，通過上網(wǎng)查找資料或者課本完成相關(guān)題目，為順利完成該項(xiàng)目奠定理論基礎(chǔ)。

2)繪制電路原理圖。學(xué)生根據(jù)教師提供的原理圖，自己動(dòng)手繪制出來，一來鍛煉學(xué)生繪圖的能力，二來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)原理圖的理解。

3)列出元件清單。學(xué)生根據(jù)原理圖和教師分發(fā)的元件實(shí)物列出元件清單，該清單包括元件的型號(hào)、參數(shù)、圖形符號(hào)、文字符號(hào)等。

4)繪制電路實(shí)物連接圖。學(xué)生以電路原理圖為依據(jù)，根據(jù)元件引腳實(shí)際封裝的位置匯出最合理的布線圖，避免元件與元件之間的連接線路錯(cuò)亂，要求符合電路布線原則。

5)焊接電路，電路的焊接要求學(xué)生掌握熟練的焊接技術(shù)，不能出現(xiàn)虛焊、假焊、空焊和冷焊等。

6)調(diào)試電路。教師要求高職的學(xué)生應(yīng)自己調(diào)試電路板。首先應(yīng)該對(duì)照實(shí)物接線圖檢查成品電路板的連接有無錯(cuò)漏，其次利用示波器測(cè)試電路板相應(yīng)位置的電路波形以檢測(cè)所焊接的電路板是否能出現(xiàn)正確電路的波形圖，如果波形吻合說明電路板制作成功，反之亦然。最后學(xué)生根據(jù)理論知識(shí)分析成功電路板出現(xiàn)對(duì)應(yīng)波形的原理。

6師生小結(jié)

每制作完成一個(gè)典型工作電路后，教師會(huì)根據(jù)學(xué)生在該項(xiàng)目學(xué)習(xí)的過程中存在的主要問題進(jìn)行小結(jié)和解答。學(xué)生則以小組為單位，上講臺(tái)匯報(bào)他們的學(xué)習(xí)成果以及提出學(xué)習(xí)過程中的疑問。最后教師要求每位學(xué)生應(yīng)自行完成該項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)報(bào)告，以此作為作業(yè)。

7結(jié)語(yǔ)

該門課程的學(xué)習(xí)通過以上兩個(gè)實(shí)訓(xùn)為載體，教師不再是純粹講理論，一味地灌輸知識(shí)。學(xué)生也可以通過完成一個(gè)規(guī)定的項(xiàng)目，具體到制作工作電路板，調(diào)試電路，結(jié)合書本和工作頁(yè)驗(yàn)證深?yuàn)W難懂的知識(shí)原理，并且最終通過實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果而獲得學(xué)習(xí)的成就感。這使得《電力電子技術(shù)》課程變成教師愛教，學(xué)生愛學(xué)的一門課。不過教學(xué)過程中仍存在不足，我們會(huì)在接下來的教學(xué)中繼續(xù)努力，爭(zhēng)取將該門課程做成精品課程。

作者：謝麗文 單位：廣州市輕工高級(jí)技工學(xué)校