“电力电子技术”课程教学改革与实践

点赞:4846 浏览:13810 近期更新时间:2024-03-03 作者:网友分享原创网站原创

摘 要:“电力电子技术”是电力电子变换和控制技术的简称,是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的学科,是自动化及其相关专业的一门重要的专业基础课.随着信息科技的不断进步,电力电子技术教学内容也不断增加和更新.如何利用有限的学时让学生掌握该课程的精髓,培养出适应当前社会需要的工程技术人才是一个急需解决的问题.从教学内容、教学方法、教学手段、实践教学等几方面对电力电子技术课程的实用教学进行探索,取得了良好的效果.

关 键 词:电力电子技术;教学改革;教学方法;实践教学

“电力电子技术”是对电力进行变换和控制的一门技术,相对于电气专业的其他学科来说,是一门比较活跃的学科.随着科学技术的进步,电力电子技术也得到了迅猛的发展.电力电子技术中不断涌现出许多新技术、新观点,使得其内容越来越丰富.如何在有限的学时内,更好地完成教学任务,使学生能够在今后的工作中应用到所学的知识,成了“电力电子技术”课程教师普遍面对的一个问题.因此对“电力电子技术”课程的教学内容、教学方法、教学手段和实验实践等进行全面的改革势在必行.

一、“电力电子技术”课程定位

“电力电子技术”是电气工程专业必修的专业基础课,是电力技术、电子技术和控制技术三个领域的工程技术科学,是一门利用开关器件对电能进行高效变换和控制的技术.该课程具有电路图多,波形图多,工程性强等特点.上至神舟飞船,下至家用电器等均有电力电子技术,因此其应用十分广泛.

二、“电力电子技术”教改理念

以现代教育思想为指导,以高素质师资团队为基础,以建设先进性、实用性的教材为前提,以适应工程实际需要为目标,以培养能力为主线,以交、直流传动为平台,以严格教学管理体制为保障,对教学内容、方法、手段和实验实践等进行改革的探讨与实践.

三、“电力电子技术”改革内容

1.课程内容改革

(1)大纲与教材.首先必须对教学大纲进行修订.2005年以来,对“电力电子技术”课程教学大纲进行多次修改,以满足社会对毕业生技术知识的需求.教材也是教学内容改革很重要的一环,从2007年开始选用《电力电子应用技术》教材至今已经使用6年,该教材虽好但也跟不上不断增加的新器件、新电路、新技术(如PWM控制技术)等内容,故教研室于2009年编写出版了《电力电子技术》教材.

(2)内容模块化.以工程应用为目标,筛选内容,构成模块化,即将课程划分为器件、AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC、工程应用(整流、变频等)和控制(相位与PWM)等7个模块,如图1所示;并且在器件模块中由单一讲授SCR而改为SCR、MOET、IGBT等三种器件,如图2所示.不是把所有器件逐一讲授,而以满足交、直流传动和整流电源需要为前提.

又如AC/DC模块以工程应用较多的单相全控桥和三相全控桥及双反星形大功率整流电路为重点,删减其他整流电路等内容.DC/AC模块以无源逆变(变频)PWM控制为重点,删减其他逆变电路等等.

(3)必修与选修内容.必修内容为整流与无源逆变,它是工程实践必备的知识,是最基本的内容,是教材的精髓;选修内容为已具备的知识,能读懂,通过自学就能学会的知识.如整流变参数计算,RC保护等知识,约占1/3时数.

2.方法改革

以教学效果为目标,以教学方法为手段,以工程实践为主线,进行教学方法的改革.讲授时以工程实际项目引入课题如格力变频空调、神州飞船整流罩、百米飞人博尔特金项链用的黄金怎么炼出来的等等实例,引导学生学习SCR整流和无源逆变等内容.激发兴趣,有时布置小问题,让学生查阅资料,第2次课启发学生回答,激发学生的学习兴趣,产生学习动力,使学生从不愿学转变为主动学.

在此基础上,教师用精练的语言、思路的清晰讲解新内容,居高临下地运用教师知识库中的“那一桶水”,把知识讲活,丰满知识“血肉”,展现在学生面前的不是一堆杂乱无章、分不清精髓的“死知识”,而是一个无比诱人的知识世界,把学生兴味盎然地一步一步引入知识的胜境.有设疑,有激颖,有答颖等,千姿百态的教学方法牢牢地吸引学生.

3.手段改革

手段上变“死教”为“活教”,废绝“满堂灌”.新方法既不是“黑板+粉笔”,也不是一律“PPT”课件的教学手段,而是依内容恰当地灵活的采用上述手段或复合式手段(黑板+粉笔+PPT),有时画龙点睛,有时融合知识、娓娓动听地讲故事,有时长于形象的比喻,有时运用直观教具或CAI课件.教师一个神色,一个比喻,一个手势,几乎胜过千言万语,各现异彩,使学生不知不觉中度过90分钟,课后回味无穷.运用好启发式,能更好地解决内容与时间的矛盾,知识数量和质量的矛盾.教学中教师不是背教材,不是说内容,不是解说员而是解惑、答疑传授员,学生主体老师主导.教活知识,求规律,给方法,打开学生学知识的闸门,把疑解得开,把感悟释放明白,用于实践,变知识为能力.

4.实践改革

实验、实践内容也有选修与必修之分.必修内容是必须学会的基本技能,动手能力,如三相桥整流与触发器调试、无源逆变的变频调速等内容.选修内容是综合、设计、创新等内容,如双反星形大功率整流柜安装,变频器安装,大学生电子设计竞赛中运动控制题目设计安装调试及课程设计中的内容等.这不仅解决课时与内容多的矛盾,又培养了学生基本技能和创新实践的能力.多实践、多练是学生掌握知识、学会技能、变知识为能力的有效捷径.

“电力电子技术”课程教学改革与实践参考属性评定
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学校购写了新的“电力电子技术”实验装置,开放实验室.“自动化研究所”、“吉林省智能电力电子工程研究中心”等,都有大量学生参与关于整流电源和变频柜等工程实践.实验手段上增加了MATLAB电力电子仿真实验.

四、改革效果

通过几年改革实践,取得效果如下:学生学习本课程兴趣大增,考试平均成绩从70.4分提高到72.6分;动手能力、基本技能提高,学生通过竞争考核才能参加“研究所”、“智能研究中心”的工程项目,并给学生一定报酬;参与老师科研项目的学生增多,近三年来获得跑车运动控制项目东北地区一等奖3项,省级一等奖3项,其项目电源都是采用“电力电子技术”;三年来公开出版了《电力电子技术》教材一部,发表相关论文数篇,购写了新的实验设备,先后建设了实验室、自动化研究所、智能电力电子工程研究中心等3个实训校内基地;就业率提高,凡参与上述工程实践活动的学生百分之百就业,有的成为企业中维修整流电源的骨干力量.

五、结束语

随着电力电子技术发展应用的广泛和深入,“电力电子技术”课程的改革也一样会不断地向前推进,各种各样的探讨和方法也会不断涌现.因此,围绕学生,追寻电力电子技术发展前沿,锻炼和培养学生的实际工作能力和激发其创新能力,是课程改革发展的方向.