米志紅

(廣州航海高等?？茖W校船舶工程學院，廣東 廣州 510725)

電力電子技術是一門建立在電力學、電子學和控制理論三個學科基礎上的邊緣科學，是現(xiàn)代電氣工程與和自動化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎課。隨著電力電子新器件的不斷涌現(xiàn)以及各種變流電路的不斷發(fā)展，《電力電子技術》課程的教學內容也日益增長。然而該課程課時少，課程內容多，如何探索一種有效的教學模式，已成為一個急需解決的課題［1］。

一、電力電子技術課程教學存在的問題

1.傳統(tǒng)的電力電子技術課程體系和教學內容以晶閘管器件為主，主要介紹晶閘管整流電路、逆變電路和調壓電路。而隨著各種電力電子新器件和新裝置的不斷出現(xiàn)，進行課程體系和教學內容的改革。

2.電力電子技術課程主要以波形分析為主，但變換電路靈活多變，公式多、波形復雜。目前的現(xiàn)狀是老師授課困難，學生接收效果差。針對應用型本科的教育定位，有必要減少以往繁雜的數(shù)學推導，加強直觀的波形分析內容，有必要進行教學手段的改革。

3.電力電子技術課程是一門技術性、實踐性很強的課程，實驗教學是電力電子技術教學中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。為了達到較好的實驗效果，需要有較好的實驗條件支持，同時有必要進行實踐教學體系的探索［2］。

二、電力電子技術課程教學改革的探索

1.應用多媒體教學手段和傳統(tǒng)教學方法

傳統(tǒng)的教學方法多采用板書，缺點是授課方式單一、信息量少，占用課堂時間長。授課老師在講授的同時需要同步畫出一些復雜的波形進行分析，研究參數(shù)變化時變流電路的工作情況。而有些內容，教師很難用語言論述清楚，致使學生聽講吃力，很難深入理解教材內容。

鑒于傳統(tǒng)教學方法的缺點，很多老師開始采用多媒體課件教學。所采用的多媒體課件，教師可根據(jù)教學大綱要求，選擇合適的教材，自主編制。多媒體課件內容主要包括授課過程中所用到的各種圖形、公式、框圖等。和傳統(tǒng)的板書比較，多媒體課件內容豐富、包含信息量大，條理清楚，有利于教師在概念、電路圖及參數(shù)變化對波形圖影響等方面的講解，節(jié)省大量板書的時間，更利于教師在課堂上采取多種教學方法。

然而，如果授課老師完全或過多地依賴多媒體課件，雖然起到了節(jié)省板書時間、豐富課堂內容的作用，但講解速度過快，信息量大，會阻礙學生和教師的交流與互動，學生對于授課內容無法全面掌握。

基于上述情況，在課程教學中，我們采用以傳統(tǒng)教學為主輔之以多媒體教學課件的授課方式。同時，部分內容使用FLASH動畫課件，并配以語音，文、聲并茂。所有的多媒體課件包括FLASH動畫課件上傳到已建好的網(wǎng)絡教學中心，方便學生下載后自主學習。

2.MATLAB仿真技術與實驗設備相結合的實驗教學改革

電力電子技術實驗是電力電子技術教學中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，而傳統(tǒng)的電力電子實驗一般是在實驗室進行。在實驗室提供的實驗教學平臺上，要求學生按照給定的實驗指導書連接變流電路，加載不同性質的負載，使用示波器觀察電壓電流波形并記錄實驗結果，應用實驗結果驗證理論分析。這種實驗方法，很難培養(yǎng)學生的興趣和實驗研究能力，更難以啟發(fā)學生的思維能力。希望通過實驗使學生深入、全面掌握電力電子變流和控制規(guī)律的實驗效果也很難達到。

針對傳統(tǒng)實驗教學的缺陷，為豐富電力電子課堂教學效果、彌補現(xiàn)有實驗設備的不足，我們將面向電氣原理結構圖的圖形化仿真技術引用到教學中，為學生提供仿真軟件和學習資料，引導學生自主學習MATLAB仿真軟件，應用SIMULINK仿真環(huán)境對教材中涉及到的大部分變流電路進行仿真，如單相半波、橋式可控整流電路，三相半波、橋式可控(半控)整流電路、晶閘管有源逆變電路，各種直流變換電路等。SIMULINK的仿真過程是交互式的，可以靈活改變仿真參數(shù)，并且可以立即得到仿真結果。［3］

我們鼓勵學生“把實驗帶回宿舍”，引導學生自主進行仿真性虛擬實驗和理論分析。然后再引導學生到實驗室進行實際操作，從而提高學生的動手能力和理解能力。MATLAB/SIMULINK虛擬仿真軟件簡單易學、實用。這種虛擬仿真和實驗操作相結合的實驗教學方法，不僅可加強學生對理論內容的理解，又能很好地、系統(tǒng)化地完成各種變流實驗，還可以彌補現(xiàn)有實驗設備固化、不靈活的缺陷。

仿真實驗也可以在多媒體教室與課堂教學同步進行，使課堂教學內容更加豐富、形象具體，加強互動，大大加深學生的感性認識。

3.建立開放的網(wǎng)絡教學資源平臺

為配合電力電子技術課程教學改革的探索，我們專門開發(fā)了網(wǎng)絡教學中心。該系統(tǒng)主要提供電力電子技術課程教學資源。利用這個教學平臺，電子教學資源可供全系乃至全校的廣大師生瀏覽和查看。電力電子技術課程教學資源包括已選用教材的多媒體課件、參考教材及其多媒體課件、MATLAB仿真軟件及其學習資料、各種變換電路的仿真模型及仿真參數(shù)設置實例;電力電子技術課程教學大綱、實驗指導、各章習題及其學習指導等;各種變換電路的實用案例及其分析。通過網(wǎng)絡教學資源的共享，提高教學資源的利用率，為學生的課外學習提供一定的指導和幫助。網(wǎng)絡教學中心會根據(jù)學生和老師的需求，不斷完善。

4.不斷進行教學內容和課程體系的改革

(1)課程體系改革

根據(jù)課程內容特點，將電力電子技術課程的內容整合成三大模塊，即電力電子器件和應用、電力電子變流電路、電力電子實踐教學三大內容。其中實踐教學內容成為一個獨立的模塊，我們設立單獨的電力電子綜合實訓。

(2)教學內容改革

在教學過程中，教師應從實際出發(fā)，充分考慮學生的接受能力和興趣愛好，以理論“必須夠用”為原則，對教學內容進行設計。

電力電子技術課程變流電路教學環(huán)節(jié)中，不可避免地會涉及到大量的波形分析、參數(shù)計算，且不同的變換電路分析和計算的方法不同，課程內容比較零散。比如以簡單的單相整流為例，單相整流電路包括單相半波不可控、單相橋式不可控、單相橋式半控;單相半波可控、單相橋式可控。每種變流電路又由于負載的不同而分析方法不同［4，5］。所以，我們對教學內容和對學生的學習要求是側重于電路原理分析和波形理解，在此基礎上掌握公式計算的使用。

在變流電路教學環(huán)節(jié)中，還要注意將理論教學和具體的實踐實例相結合。例，講AC—DC變換時，要講到電力機車、軋鋼機、礦井提升機;講DC—AC變換時，要講到太陽能發(fā)電、風力發(fā)電、燃料電池;講DC—DC變換時，要講直流開關電源;講AC—AC變換時，要講到可調光臺燈;講AC－DC－AC變換有源逆變電路時，要講到變頻空調、計算機不間斷電源等，引導學生自主查閱相關資料，讓學生認識到到電力電子技術的工程性，激發(fā)學生的學習興趣。

在電力電子器件教學環(huán)節(jié)，以目前常用的全控型器件，如MOSFET和IGBT等為主，主要介紹器件的工作原理，開關特性和電氣特點，根據(jù)理論夠用原則，降低理論的難度。

5.考核方式改革

傳統(tǒng)閉卷考試形式，使得絕大多數(shù)學生為了應付考試而學習，缺乏學習的主動性、對新知識的探索性，不能對學生的學習過程做出公正考核。根據(jù)電力電子技術課程的特點及其教學方向，我們進行了考核方法的改革:

(1)平時作業(yè)以分組的形式布置

在教學過程中，為減少作業(yè)的唯一性，平時作業(yè)以分組的形式布置。由組長分配，每個小組成員都接受不同的任務，合力完成小組作業(yè)，將作業(yè)情況作為總成績的一部分。通過這種作業(yè)形式，可引導、鍛煉學生查閱資料的能力，擴大知識面，學會知識積累。

(2)引導學生進行知識梳理

電力電子技術課程內容比較零碎，為了加強學生對課程的理解，引導學生自主進行課程內容、要點、重點的梳理和總結。既可避免復習時死記硬背，也可使學生有更多的時間用于理解和分析。知識梳理不得復印和抄襲，作為期末考核的一部分。

(3)實行電力電子技術課程理論與實踐技能形結合的考核制度

在理論考試內容中，以實際電路分析、實驗基本常識為主，側重于考查學生對知識的綜合運用、分析問題、解決問題的能力。

三、結語

電力電子技術課程的教學改革是一項系統(tǒng)工程，其學術性和技術性較強，涉及面很廣。而教學改革是一項長期而艱巨的任務，我們只有不斷積極探索教學內容、教學方法，充實自己，以適應當今社會的需要。

［1］劉力偉，黃文霞.“電力電子技術”理論與實踐一體化的探討［J］.中國電力教育，2010(13):137－138.

［2］薛榮輝.《電力電子技術》課程高職學校教學改革［J］.科技信息，2010(17).

［3］周淵深，宋永英.電力電子技術［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2004.

［4］王兆安，黃俊.電力電子技術［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2000.

［5］梁南丁.電力電子技術［M］.北京:北京大學出版社，2009.