諸葛堅(jiān)

摘要：為了滿足社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型的工程應(yīng)用實(shí)踐人才的需求，我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了以“工程應(yīng)用能力”培養(yǎng)為核心的電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，注重學(xué)生對(duì)電路分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試能力的培養(yǎng)，推行“學(xué)用結(jié)合、以用定學(xué)、以學(xué)定教”的理念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù) ；工程應(yīng)用能力；教學(xué)改革

“電力電子技術(shù)”課程是自動(dòng)化、電子信息類等專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，它綜合了電子科學(xué)技術(shù)、電氣工程技術(shù)、電子技術(shù)和控制理論等多個(gè)學(xué)科知識(shí)。電力電子系統(tǒng)包括主電路、控制與調(diào)節(jié)電路、測(cè)量和數(shù)據(jù)處理電路、驅(qū)動(dòng)電路等部分，是涵蓋知識(shí)領(lǐng)域廣、實(shí)踐性強(qiáng)的一門綜合應(yīng)用課程，令許多初學(xué)者覺得學(xué)習(xí)難度大。

一、“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學(xué)的重要性

傳統(tǒng)的《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)過(guò)于強(qiáng)調(diào)理論性，與工程應(yīng)用脫節(jié)。主要表現(xiàn)在：課程教學(xué)著重介紹元器件的結(jié)構(gòu)與控制方法，缺少元器件主要參數(shù)介紹，導(dǎo)致實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)對(duì)元件相關(guān)參數(shù)選擇的盲目性；著重講解主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理，而缺少工程設(shè)計(jì)中綜合案例的分析；很多課后作業(yè)淪為公式與電路結(jié)構(gòu)的無(wú)聊游戲，與工程應(yīng)用基本無(wú)關(guān)聯(lián)；實(shí)訓(xùn)教學(xué)基本以仿真或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，與產(chǎn)品開發(fā)脫節(jié)。

隨著國(guó)家工業(yè)4.0的提出以及能源的開發(fā)和利用越來(lái)越廣泛深入，社會(huì)迫切需要具有創(chuàng)新型和設(shè)計(jì)型的工程應(yīng)用實(shí)踐人才。 要培養(yǎng)這些高素質(zhì)人才，必須對(duì)傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)行改革。實(shí)現(xiàn)由理論性向?qū)嵺`性、由驗(yàn)證型向研究設(shè)計(jì)型、由單一性向綜合性教學(xué)轉(zhuǎn)變；實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，增強(qiáng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力、研究設(shè)計(jì)能力以及綜合職業(yè)能力的目標(biāo)。

二、以“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”為核心的課程設(shè)計(jì)思路

以電子信息和電氣自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生的就業(yè)為導(dǎo)向，根據(jù)行業(yè)專家對(duì)電力電子技術(shù)課程所涵蓋的崗位群進(jìn)行的任務(wù)和職業(yè)能力分析，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，緊密結(jié)合全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽電源類設(shè)計(jì)題，確定該課程的模塊化、情境化教學(xué)內(nèi)容。注重學(xué)生對(duì)電路分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試能力的培養(yǎng)，推行“學(xué)用結(jié)合、以用定學(xué)、以學(xué)定教”的理念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、以“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”為核心的模塊化實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系設(shè)計(jì)

我們課程團(tuán)隊(duì)在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上遵循“為做而學(xué)”的目標(biāo)來(lái)選取知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)結(jié)合現(xiàn)代工程應(yīng)用實(shí)際，體現(xiàn)以工程應(yīng)用需要為導(dǎo)向，理論知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容選取體現(xiàn)系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性和應(yīng)用性相結(jié)合的前提下，針對(duì)性地設(shè)計(jì)了10個(gè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生如何將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程案例的設(shè)計(jì)過(guò)程中。

項(xiàng)目1單相橋式全控整流電路和項(xiàng)目2三相橋式全控整流電路屬于AC- DC變換模塊；項(xiàng)目3直流斬波電路Buck、BuckBoost 開關(guān)電路屬于DC- DC變換模塊；項(xiàng)目4單相交流調(diào)壓電路和項(xiàng)目5三相交流調(diào)壓電路屬于AC- AC變換模塊；項(xiàng)目6 SPWM逆變電路屬于DC- AC變換模塊。所以，整個(gè)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)體系知識(shí)點(diǎn)覆蓋面廣，涵蓋了整個(gè)電力電子技術(shù)的4大模塊。項(xiàng)目1到項(xiàng)目6是整個(gè)課程體系的基礎(chǔ)，如果把他們比喻成磚的話，那么項(xiàng)目7到項(xiàng)目10就是用這些磚砌成的墻或者房子。項(xiàng)目7基于雙向DC- DC電路的Buck開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)主要是讓學(xué)生掌握在電力電子變換中，能量可以實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)目前在航天電源系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、電動(dòng)汽車以及蓄電池充放電系統(tǒng)等領(lǐng)域都被廣泛應(yīng)用；項(xiàng)目8熒光燈電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)；項(xiàng)目9 D類功放電路設(shè)計(jì)；項(xiàng)目10小功率UPS電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。項(xiàng)目8、項(xiàng)目9、項(xiàng)目10都是研究性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生查閱資料，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)完成電路結(jié)構(gòu)選取、參數(shù)計(jì)算、軟件仿真以及電路的安裝和調(diào)試。同時(shí)也是綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，項(xiàng)目8包含了AC- DC、DC- AC等模塊；項(xiàng)目9包含了三角波發(fā)生電路、輸入音頻信號(hào)放大電路、反饋控制電路、功率放大半橋電路、輸出濾波器等電路；項(xiàng)目10包含了不控型AC/DC、隔離DC/DC與SPWM型DC/AC等電路模塊。

綜上所述，從項(xiàng)目1到項(xiàng)目10，整個(gè)教學(xué)體系是由易到難、由基礎(chǔ)到綜合、由驗(yàn)證型到研究設(shè)計(jì)型、由教師指定方案教學(xué)到學(xué)生自主研究學(xué)習(xí)的過(guò)程。

四、“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學(xué)過(guò)程的實(shí)施

整個(gè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)是在TKDD- 6電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)上完成的，每個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目都以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)。首先，任課老師給出設(shè)計(jì)任務(wù)，明確任務(wù)目標(biāo)和關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。接著由任課老師對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行分解，分析重點(diǎn)和難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生完成設(shè)計(jì)任務(wù)所需的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)。然后學(xué)生分小組進(jìn)行，每個(gè)小組需要完成主電路的參數(shù)計(jì)算，軟件仿真，電路的安裝和調(diào)試，老師對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)。最后，任課老師組織學(xué)生進(jìn)行答辯或討論，通過(guò)老師點(diǎn)評(píng)和小組互評(píng)，完成知識(shí)鞏固和開拓。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，老師不僅要教會(huì)學(xué)生們用已學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)解決工程實(shí)際問(wèn)題，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識(shí)的能力、工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。

五、“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學(xué)評(píng)價(jià)體系

采用“設(shè)計(jì)報(bào)告+實(shí)物制作+交流匯報(bào)+職業(yè)素養(yǎng)+安全生產(chǎn)”相結(jié)合的項(xiàng)目實(shí)踐考核體系，注重學(xué)生對(duì)電路分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試能力的考核，將評(píng)價(jià)考核體系由知識(shí)觀轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰τ^的考核評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生“學(xué)用結(jié)合、以用定學(xué)”的學(xué)習(xí)觀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。

六、“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學(xué)體系實(shí)施結(jié)果

我校電力電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程通過(guò)“工程應(yīng)用能力培養(yǎng)”教學(xué)體系的實(shí)施，效果顯著。主要表現(xiàn)在學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)滿意度明顯提高；學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性增強(qiáng)；全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽以及全國(guó)技能大賽的成績(jī)有了歷史性突破、成績(jī)喜人；用人單位對(duì)我校該專業(yè)的畢業(yè)生滿意度明顯提高。

參考文獻(xiàn)

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