邮电高校的《电力电子技术》课程教学改革与探索

西安邮电大学自动化学院 王雁平

邮电高校的《电力电子技术》课程教学改革与探索

西安邮电大学自动化学院 王雁平

《电力电子技术》是电气工程及其相关专业的一门专业基础课，本文通过对传统《电力电子技术》课程教学状况的分析，结合当前教学实际，对该课程的教学内容、教学方法、教学手段、实验教学和考核手段等方面进行了改革，经过两届学生的教学实践，教学效果有了很大的提升。

电力电子技术；教学方法；教学改革

0 引言

《电力电子技术》是电气工程及其相关专业本科生的一门专业基础课，它的典型特点是强电与弱电相结合，用弱电控制强电，以实现电能的转换、控制、分配和应用，因此它是一门跨电子、电力和控制三个领域的新型工程技术学科，涉及的教学内容多、电路多、信息量大。并且随着各种新型功率电子器件的诞生，使电力电子设备的性能得到不断提高；计算机技术的飞速发展大大提高了电路设计和仿真的效率；全球性的能源危机使人们的目光开始转向环保型能源，如太阳能、风能，生物能，不同形式的能量之间的转换也必须依赖电力电子技术。这些因素都为电力电子技术的应用和发展提供了良好的契机。然而该课程的学时不增反减，如何在有限的学时达到传授学生理论知识和培养学生实际动手能力，尤其是基于我校以信息科学为主的邮电高校开办的电气工程及其自动化专业，《电力电子技术》是本专业的一门重要基础课程，如何提高本课程的教学效果，这就需要对教学内容，教学方法，教学手段，课内实验教学以及更合理的考核手段等教学进行改革。

1 电力电子技术课程教学状况

《电力电子技术》是我校电气工程及其自动化专业的一门重要基础课程，因为此专业是我校的新办专业，为了把该专业办出我们邮电高校的特色，针对《电力电子技术》这门课程，现在我们已对以下问题进行了两届的教学改革实践。

（1）教学方法问题。目前，教学中主要以教师为主，教师把每一章节的内容讲得很细，学生只是被动地听课，而没有真正融入课堂中来，这样时间一长，学生就感到枯燥乏味，从而产生厌学的情绪。

（2）课内实验教学问题。课内实验教学是本课程教学中的一个重要环节，因为实验设备不足，通常都是每个实验台六个同学一组，空间小，较拥挤，再加上课时的限制，不是每个同学都真正参与实验了。还有就是有的同学完全模仿其他同学的实验，而自己并没有真正掌握实验，当老师检查时，很多现象都不能解释。

（3）现代教学手段问题。由于这门课的信息量大，教学内容中有大量的电路图和波形图，现在教学基本上都是采用多媒体教学，但教学中仅仅是把课本内容利用幻灯片进行投影，不能调动学生的学习兴趣。

（4）教学考核手段问题。课程考核是教学中很重要的的一个环节，现在通常是采用“一考定终身”的做法。这样使很多同学都不注重中间过程的学习，都集中于考前突击或考前死记硬背来应付考试，甚至有相当一部分同学抱有侥幸心理，把预先准备好的夹带带入考场，以至于考试中时时有作弊行为的发生。

2 教学改革的探索

2.1 教学内容的改革

根据我校的办学特色和当前的实际情况，我们确定《电力电子技术》课程的内容是以电力电子开关器件（晶闸管、电力MOSFET和IGBT）为核心，以四种（整流电路、逆变电路、直流变直流电路和交流变交流电路）变流技术和一种PWM（脉冲宽度调制）控制方法为基础，以四种变流技术应用为目标，兼顾当前技术发展。这种内容设置有利于学生掌握课程核心内容。

电力电子开关器件主要介绍半控型器件（晶闸管）和全控型器件（电力MOSFET和IGBT），首先要掌握这两种类型器件的控制特性，性能指标及应用场合，在此基础上，把半控型器件结合整流电路进行讲解，整流电路又以不同的主电路拓扑结构（桥式电路和零式电路）和带不同的负载（纯电阻负载、阻感性负载和反电动势负载）进行说明。全控型器件主要结合另外三种变流电路的应用（斩波器、逆变器和变频器）进行讲解。其次，结合当前本学科技术的发展和应用现状，适当介绍一些前沿知识和压缩一些过时的应用。最后，要重视第一节课内容的教学，要了解学生前续课程的学习情况，诸如《电路》和《模拟电子技术》等课程与本课程的联系，通过本课程学习，适当介绍后续课程《开关电源技术》和《交直流调速系统》与本课程的关系，让学生对知识体系有一个基本了解，从而重视本课程的学习，为后续课程的学习打下坚实的基础。

2.2 教学方法的改革

在目前的课堂教学中，多数是采取以教师为主体的讲授式教学模式，学生完全是被动的接收模式，课堂效果不好，难于提高学生的学习积极性。如何发挥学生的主导作用，引导学生去思考、去探索、去发现，把学生被动接收转为主动学习，任课教师起着至关重要的作用。通过课堂教学实践与探索，我们采用提问讨论式教学，达到了很好的教学效果。

上课前，老师精心准备各类问题，课堂上引导大家对问题作出正确的回答。允许学生一起进行分析、讨论，加强学生之间的交流，致力于引起学生兴趣而积极参与，活跃课堂气氛，培养了自学的能力，使学生能多方位地了解电力电子技术。同时，老师要掌握好课堂时间分配，在课堂教学上留有充分的时间进行交流，通过学生提问、教师解答以及教师提问、学生解答等方法，使学生从单纯的、被动的听，变为积极主动的参与，来培养学生的独立思考能力和创新精神。

2.3 教学手段的改革

传统的多媒体教学多数是利用幻灯片对课本内容的再现，图像单调枯燥，如何让静止的画面动起来。我们将Matlab/Simulink软件应用到了课件的制作中。这样不仅可以方便地设计各种电路，且可以在线修改电路的参数井进行仿真演示。充分的发挥r现代化教学的优点，起到了预期的教学效果。采用Matlab/Simulink仿真软件对电路进行仿真, 可以得到精确波形, 加上动画效果可以看到波形的变化, 使学生能更好地理解波形的变化情况, 同时多媒体授课的信息量大, 能够提高教学效率, 这对于理论学时少而教学内容多的电力电子技术来讲是非常有效的教学手段。

2.4 课内实验教学的改革

课内实验是使学生更好的理论联系实际、增强动手能力、培养严谨的科学态度和方法的重要手段，实验效果对电力电子技术教学也是至关重要的。如何充分利用现有的设备满足教学需求，使每个同学都真正融入实验中来，是我们必须要考虑的问题。由于课内时间的局限性，多数实验都是验证性的，一些综合实验几乎无法在课内完成。基于此，我们实验教学就不再居于课内，实行开放式实验教学。同时，在课程结束前两周，我们又开设了为期两周的本门课程的课程设计，老师布置题目，下达设计任务书，学生根据题目要求查阅资料，完成电路的设计及仿真，计算电路及器件的参数，搭建硬件电路图并进行调试，调试成功后相互讨论和交流经验，然后进行答辩，答辩中老师和其他学生都可以提问。在课程设计中，教师要发挥适当的指导监督作用，逐步培养学生的独立工作能力、设计技能，重视学生的创新性的见解。这样既锻炼了同学们的实际动手和独立工作能力，也加强了同学们的团队协作能力，为将来从事工程设计和科学研究打下了坚实的基础。

2.5 考核手段的改革

传统的“一考定终身”的考核方式只注重结果，不注重过程的方式已显露出很多弊端，已越来越不适应现代的素质能力教育。现在，我们在过去考核的基础上更注重过程考核，考核包括以下几部分内容：课堂提问与讨论占20%、课内实验占20%、过程考核（考勤、作业等）占20%、期末试卷考试占40%。通过过程考核，能加强教学过程控制与师生互动，提高学生的学习积极性；并且老师也能及时了解学生的学习状况，根据反馈信息及时调整教学；学生及时发现学习中存在的问题，改进学习方法。这样既改变了“一考定终身”的传统做法，又最大限度地避免了学生考前死记硬背及违纪现象的发生，学生普遍反映良好，教学效果更佳。

3 结束语

《电力电子技术》课程在教学内容、教学方法、教学手段、课内实验和考核手段等方面改革后，经过两届学生的教学实践，教学效果有了很大的提升。但为了培养基础扎实、知识面广、动手能力强的创新型高素质专业人才，还需要老师和同学们的不懈努力。总之，《电力电子技术》课程改革是一个系统工程，高校课程教学改革永远在路上。

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王雁平（1972—），男，云南曲靖人，西安邮电大学自动化学院电气工程系讲师，主要从事电力电子技术教学与研究工作。