導(dǎo)語(yǔ)：電力電子技術(shù)課程教學(xué)研究及實(shí)踐一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：揭示了電力電子技術(shù)課程在傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的問(wèn)題，詳細(xì)闡述了解決問(wèn)題的思路與具體操作方法。首先指出傳統(tǒng)教學(xué)模式在電力電子技術(shù)課程教學(xué)中存在的各種問(wèn)題，提出了以教學(xué)內(nèi)容的實(shí)時(shí)更新和“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法作為相應(yīng)對(duì)策，然后詳細(xì)論述了這些對(duì)策的具體操作方式，最后強(qiáng)調(diào)了這些對(duì)策的教學(xué)實(shí)踐效果。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；教學(xué)研究；實(shí)踐

電力電子技術(shù)是電氣類、自動(dòng)化類本科專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。電力電子技術(shù)橫跨電子學(xué)、電力學(xué)、控制理論3個(gè)專業(yè)方向，廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、航天通信、家用電器等眾多重要領(lǐng)域[1]。電力電子技術(shù)是現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速且應(yīng)用愈益廣泛的諸多重要學(xué)科之一，這使得它在電氣類、自動(dòng)化類本科專業(yè)基礎(chǔ)課中砥柱中流的作用日益凸顯，該課程的特點(diǎn)是兼具實(shí)用性、工程性和綜合性[2]。隨著社會(huì)進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展，在電力電子技術(shù)課程中沿用傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，已經(jīng)開始與除舊布新與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展要求不相符合。電力電子的技術(shù)進(jìn)步洪流，帶動(dòng)各種新型電力電子器件及其相關(guān)應(yīng)用技術(shù)不斷涌現(xiàn)，原有教學(xué)內(nèi)容已不能適應(yīng)科技迅速發(fā)展的需求，電力電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容亟須不斷地充實(shí)和更新。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師雖然采用多媒體課件授課，但其本質(zhì)仍舊是以“教師為中心”的注入式教學(xué)占主導(dǎo)地位，盡管教師為了在課堂上提供了更多案例和Flash動(dòng)畫等教學(xué)資料而費(fèi)盡心機(jī)，但學(xué)生仍然是被動(dòng)地接受，教學(xué)效果事倍功半就成為并不鮮見(jiàn)的“常態(tài)”。顯然，在電力電子技術(shù)課程的教學(xué)中沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法已難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，如果考慮到各校學(xué)生的實(shí)際情況不同，學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)參差不齊且有的學(xué)生基礎(chǔ)較差，教學(xué)效果就會(huì)受到更大的負(fù)面影響。因此，在電力電子技術(shù)課程的教學(xué)方法上努力除舊布新與時(shí)俱進(jìn)，才能適應(yīng)社會(huì)進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展的要求[3]。以實(shí)用性、工程性和綜合性為導(dǎo)向而充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容，并以“微課+慕課+仿真”教學(xué)方法相結(jié)合的教學(xué)模式，是電力電子技術(shù)課程的教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)的有效努力方向。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自主學(xué)習(xí)的積極性，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)中教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”相互之間配合差、互動(dòng)少的狀況，并為使學(xué)生改變他們以往事半功倍的學(xué)習(xí)習(xí)慣，引導(dǎo)他們逐步實(shí)現(xiàn)由厭學(xué)—有興趣學(xué)—掌握方法—學(xué)會(huì)—會(huì)學(xué)的轉(zhuǎn)變，我在實(shí)際教學(xué)中采用了“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的創(chuàng)新型教學(xué)方法并取得了較好的教學(xué)效果。

1教學(xué)內(nèi)容的安排

為了實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)要求，經(jīng)過(guò)我校電氣、自動(dòng)化教研室教師的討論，所達(dá)成的共識(shí)是：電力電子技術(shù)課程的內(nèi)容應(yīng)以開關(guān)器件為基礎(chǔ)，以四類基本變換技術(shù)為核心，以兩種控制方法為輔，以四類技術(shù)的應(yīng)用為目標(biāo)，并應(yīng)適當(dāng)兼顧當(dāng)前新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。這樣的內(nèi)容設(shè)置既有利于學(xué)生掌握課程核心內(nèi)容，也能夠促使學(xué)生更好地掌握電力電子技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，并使他們對(duì)電力電子技術(shù)的最新發(fā)展有一定的認(rèn)識(shí)，為今后的工作以及深造打下一定的基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)性開關(guān)器件的內(nèi)容安排上，以全控型器件為主，兼顧半控型器件的相關(guān)內(nèi)容。晶閘管是半控型器件的典型代表，也是目前幾乎所有電力電子技術(shù)課程教材中都會(huì)介紹的器件，它在目前的工程應(yīng)用中仍占有一定的比重?，F(xiàn)在以電力場(chǎng)效應(yīng)管和IGBT為代表的全控型器件的迅速發(fā)展，已經(jīng)成為電力電子領(lǐng)域的核心器件，從而會(huì)影響到主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法[4]。我們?cè)诮虒W(xué)中，按照工程中的實(shí)際應(yīng)用以及器件的歷史發(fā)展，將半控型器件的相關(guān)內(nèi)容結(jié)合整流電路進(jìn)行講解，而對(duì)全控型器件及其組成的逆變器流交流變換技術(shù)、斬波技術(shù)的特性進(jìn)行詳細(xì)介紹。并且會(huì)給學(xué)生增加一些教材內(nèi)容之外的全控元件的介紹。在課堂上及時(shí)傳授該學(xué)科的前沿知識(shí)并介紹其發(fā)展趨勢(shì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生緊跟相關(guān)學(xué)科最新發(fā)展動(dòng)態(tài)的良好習(xí)慣。例如，將當(dāng)前諸如無(wú)功功率發(fā)生器(SVG)、電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)、高壓直流輸電技術(shù)、高壓變頻器、矩陣式交-交變換器等電力電子最新應(yīng)用的內(nèi)容，作為補(bǔ)充拓展的知識(shí)介紹給學(xué)生。此外，還應(yīng)該將那些諸如電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用、太陽(yáng)能發(fā)電等與學(xué)生身邊生活密切相關(guān)的應(yīng)用內(nèi)容，插入到適當(dāng)章節(jié)的教學(xué)中，來(lái)增加學(xué)生對(duì)其身邊電力電子技術(shù)的感性認(rèn)識(shí)。

2“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法

充分注意到“95后”學(xué)生求新、求變的特質(zhì)，是做好教學(xué)工作的基本前提。目前我們面對(duì)的學(xué)生基本是95后，他們對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法比較厭倦甚至反感，然而他們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、新技術(shù)、新教學(xué)方式的喜愛(ài)并渴求掌握的愿望又是非常強(qiáng)烈的。因此在此基礎(chǔ)上我們采用了“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)課程的興趣和積極性。

2.1微課的應(yīng)用

微課是指基于某種特定的教學(xué)設(shè)計(jì)思想應(yīng)用多媒體技術(shù)，在五分鐘以內(nèi)就一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性講解的一段視頻。在教育教學(xué)中，微課所講授的內(nèi)容呈“點(diǎn)”狀、碎片化，這些知識(shí)點(diǎn)，可以是教材解讀、題型精講、考點(diǎn)歸納等具體教學(xué)內(nèi)容，也可以是學(xué)習(xí)方法傳授、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)介紹等方法論方面的知識(shí)講解和展示。微課是課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充形式，微課不僅適合于移動(dòng)學(xué)習(xí)時(shí)代知識(shí)的傳播、也適合學(xué)習(xí)者個(gè)性化、深度學(xué)習(xí)的需求[4]。在不同的教學(xué)環(huán)境中，微課可以有不同的應(yīng)用形式。

2.1.1微課在新授課上的作用及效果

微課在新課教學(xué)的課前預(yù)習(xí)、新課內(nèi)容導(dǎo)入、新課重難點(diǎn)講解等不同環(huán)節(jié)可以扮演不同角色。首先，在新課教學(xué)之前，可以根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)和新知識(shí)所需的銜接知識(shí)點(diǎn)，給學(xué)生提供相應(yīng)的微課視頻，從而可以讓學(xué)生在課下先看此微課視頻，為新課做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。其次，在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師常用的教學(xué)方法是，為了吸引學(xué)生的注意力，為新課的講解做好鋪墊，教師會(huì)根據(jù)新課知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)新穎的問(wèn)題。依據(jù)此教學(xué)方法制作微課，在開始上課并復(fù)習(xí)舊課內(nèi)容后先讓學(xué)生看此視頻，以此作為學(xué)習(xí)新課的新穎序曲。最后，還可以將教師對(duì)新課中重難點(diǎn)做點(diǎn)撥、對(duì)典型例題引導(dǎo)學(xué)生探究其規(guī)律等內(nèi)容，也制作成微課，用以在學(xué)生自主探究或團(tuán)隊(duì)合作探究后一起看此微課視頻。電力電子技術(shù)課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)多而難，并且里面的輸出波形較多，如果簡(jiǎn)單的讓學(xué)生看書預(yù)習(xí)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大。結(jié)合以上微課的諸多特點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中，授課教師會(huì)在備課時(shí)，自己制作或從網(wǎng)絡(luò)資源上搜索并購(gòu)買相應(yīng)的微課內(nèi)容，在上課前一周通過(guò)與學(xué)生建立的班級(jí)微信群進(jìn)行，讓學(xué)生對(duì)新內(nèi)容進(jìn)行熱身，以達(dá)到吸引他們學(xué)習(xí)的注意力并達(dá)到預(yù)習(xí)的效果。

2.1.2微課在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

微課視頻以其短小精悍的特點(diǎn)，使其在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)中應(yīng)用中擁有幾項(xiàng)不可多得的優(yōu)勢(shì)。其一，隨著網(wǎng)絡(luò)通訊的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及，學(xué)生基本上都有各自的筆記本電腦或是智能手機(jī)，當(dāng)教師把學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和疑難問(wèn)題制作成微課，上傳到網(wǎng)上，學(xué)生便可以隨時(shí)點(diǎn)播學(xué)習(xí)。其二，微課短小精悍，其所圍繞的一個(gè)議題或一個(gè)重點(diǎn)，都是針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑難問(wèn)題設(shè)計(jì)，非常適合學(xué)生自學(xué)。其三，學(xué)生學(xué)習(xí)微課的時(shí)間和地點(diǎn)選擇的自由度很大，學(xué)生有了很大的自主空間，只要有學(xué)習(xí)的愿望，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)微課視頻的充分利用。其四，微課可以適應(yīng)不同的學(xué)生，由于視頻播放的快慢可以調(diào)節(jié)，這就讓不同程度的學(xué)生可以根據(jù)的自己的基礎(chǔ)和接受程度控制視頻播放的快慢，以達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果；其五，由于視頻可以反復(fù)播放，這使得那些平時(shí)反應(yīng)慢而又羞于發(fā)問(wèn)的學(xué)生能夠從容地反復(fù)觀看，這就為較好地解決了后進(jìn)生的轉(zhuǎn)化問(wèn)題提供了一條簡(jiǎn)便可行的途徑[3]。在每次課后，教師通過(guò)班級(jí)的微信群相應(yīng)的作業(yè)要求，當(dāng)有學(xué)生進(jìn)行反饋該作業(yè)的困難時(shí)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生們的共性問(wèn)題以及易錯(cuò)、易疏忽的問(wèn)題時(shí)教師就對(duì)該知識(shí)點(diǎn)和作業(yè)制作相應(yīng)的微視頻，這樣不僅可以了解學(xué)生整體對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，同時(shí)也可以達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生與教師的互動(dòng)交流和感情。

2.2慕課的應(yīng)用

慕課是大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)開放課程，它是為了增強(qiáng)知識(shí)傳播而由具有分享和協(xié)作精神的個(gè)人或組織的、散布于互聯(lián)網(wǎng)上的開放課程。慕課是新近涌現(xiàn)出來(lái)的一種在線課程開發(fā)模式，它發(fā)展于過(guò)去的那種資源、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)以及將學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)與更多的開放網(wǎng)絡(luò)資源綜合起來(lái)的新的課程開發(fā)模式。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的快速普及，很容易從網(wǎng)上找一些與電力電子技術(shù)相關(guān)的在線視頻，它們既可以使教師提高自身的學(xué)識(shí)水平，也可以通過(guò)各種形式形成電力電子技術(shù)課程的慕課教學(xué)內(nèi)容。例如，西安交通大學(xué)等國(guó)內(nèi)頂尖高校電力電子技術(shù)精品課的在線視頻公開課，就可以作為在電力電子技術(shù)課程中應(yīng)用慕課形式的參考資料，使用這些資料進(jìn)行慕課教學(xué)，不但可以最大限度地共享網(wǎng)絡(luò)資源，也使得學(xué)生們有更多機(jī)會(huì)領(lǐng)略國(guó)內(nèi)名校的名師風(fēng)采，這對(duì)于開闊學(xué)生們的眼界并且激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，顯然益處多多。當(dāng)然，學(xué)生在課堂外的自主學(xué)習(xí)中也可以重新復(fù)習(xí)這些視頻，這要比以往的看書本復(fù)習(xí)效果好得多。隨著以后雙語(yǔ)教學(xué)的逐步普及，電力電子技術(shù)課程中慕課的資源共享范圍，還可以擴(kuò)展到包括美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家在內(nèi)的全世界。

2.3實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐中仿真的實(shí)施

應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行仿真驗(yàn)證，已經(jīng)成為現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的常態(tài)，它也應(yīng)該成為工程教育領(lǐng)域電力電子技術(shù)課程教學(xué)中的常態(tài)。在電力電子技術(shù)課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，無(wú)論是擁有充足實(shí)驗(yàn)設(shè)備的學(xué)校，還是缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)備的學(xué)校，都可以采用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)做出必要補(bǔ)充的努力。在電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，主要是利用Matlab仿真軟件中的SIMULINK元件庫(kù)來(lái)建立電力電子電路仿真模型并給出仿真結(jié)果，來(lái)加深學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解。將計(jì)算機(jī)仿真軟件引入實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，不僅能提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)課程的興趣，而且更容易使學(xué)生學(xué)好這門專業(yè)課程。同時(shí)，在電力電子技術(shù)課堂教學(xué)中，采用仿真教學(xué)能夠部分代替實(shí)驗(yàn)教學(xué)，節(jié)省大量的教學(xué)資源[4]。在實(shí)踐課中仿真的實(shí)施環(huán)節(jié)，注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和多門課程的綜合應(yīng)用能力。布置課程的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，要求3個(gè)人組成團(tuán)隊(duì)共同完成，以培養(yǎng)學(xué)生們的團(tuán)隊(duì)合作能力。給出具體的題目、技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求等內(nèi)容后，注意引導(dǎo)學(xué)生如何綜合運(yùn)用所學(xué)的電力電子技術(shù)、數(shù)模電技術(shù)、編程語(yǔ)言(C語(yǔ)言或Matlab)完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)。鼓勵(lì)學(xué)生積極參加省級(jí)、國(guó)家級(jí)的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和“飛思卡爾”杯全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽，將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的科技制作。在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)帶領(lǐng)學(xué)生參觀相關(guān)的電力電子設(shè)備生產(chǎn)單位、發(fā)電廠以及其他電力電子設(shè)備的應(yīng)用單位。

3結(jié)束語(yǔ)

電力電子技術(shù)課程是一門實(shí)用性、工程性和綜合性較強(qiáng)課程，因此其教學(xué)改革是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)性的工程，技術(shù)性涉及面也較廣，它的核心在于“實(shí)用”[5]。因此，在教學(xué)中必須于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)實(shí)際的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)兩屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生普遍感到電力電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容安排和“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法效果較好，能夠有效地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

作者:樊建強(qiáng) 郭晉蜀 單位:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院

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