应用型人才培养模式下“电力电子技术”实践教学改革研究

薛玉翠　盛桂敏　李美丽　刘彦辉　郭洪昌

电力电子技术是一门融合了电子技术、控制技术和电力技术于一体的综合性交叉学科，是使用电力电子器件、电路理论和控制技术对电能进行处理、控制和变换的技术。随着新型电力电子器件、新的电路拓扑结构和新的控制理论的发展，电力电子技术得到了飞速发展，并广泛的应用于交通、通信、电力新能源、家电等各个领域。尤其是新能源开发应用过程中如太阳能、风能、潮汐发电等更是离不开电力电子技术。因此该课程是电气工程及其自动化专业的必修基础课程，也是实用性、工程性和综合性很强的课程。

在应用型本科电力电子技术教学改革过程中，如何培养具有专业基础，突出应用技能，强化面向社会、面向生产服务一线的高等技术型人才是一个急需解决的问题。本文从学校的实际情况出发，针对实验室的管理、实验项目的设置、实验的考核、开放实验室及指导学时参加电子设计大赛等方面对电力电子技术课程的实践教学改革进行了深入探索。

1.改革实验室的教学模式与管理

实验的课堂授课时都按照原理讲授、示范接线、结果展示、实验指导四个步骤进行。1）原理讲授：充分利用板书，将原理展示给学生，强调实验中需要注意的地方让学生在听讲的同时可以通过板书上的内容回忆原理。2）示范接线：接线过程中向学生讲解控制电路单元、驱动电路单元和主电路单元。详细讲解每个单元的工作情况和接线的注意事项及接错了后出现的故障。同时促使学生养成良好的习惯，一律采用标准化接线方法。3）结果展示：将测量量输送给双踪示波器，强化示波器的调试和测量注意事项，对波形进行分析。4）实验指导：演示完毕后，部分学生会存在这样那样的疑惑，因此应留给学生提问的时间，可以让教师进一步了解学的掌握情况，同时打消学生对实验的畏难心理，这也为将来改进授课方式提供了参考。实验指导环节中，包括实验接线的检查、实验故障的分析检测、实验结果的分析等。

实验室的日常管理和维护由任课老师和实验员共同负责，任课教师在实验过程中会不断发现设备存在的问题，维修时任课老师和维修人员一起维修，这种管理模式在某种程度上很好的降低了运行成本，提高了实验设备的利用率，保证了实验教学能顺利进行。

2.改革实验项目的设置

电力电子技术实验学时一般18学时，在原有验证性实验的基础上增加综合性实验和设计性实验，涵盖电力电子技术的四大基本电路和两大基本控制和一些综合闭环的控制电路。

（1）驗证性实验（基础型实验）

依托EL-DS-Ⅲ型电气控制系统综合实验台，完成的实验题目为①单结晶体管触发电路的研究；②单相桥式全控整流电路；③三相半波可控整流电路④Buck变换电路研究；⑤单相斩控式交流调压电路；⑥单相SPWM电压型逆变电路研究；⑦半桥开关电源电路的研究。验证性实验主要是使学生接触具体的器件、控制电路、驱动电路和主电路，掌握电力电子器件的特性，对四种变流电路的工作原理进行校验，实验中人为设计故障，运用理论知识完成故障电路的实验波形分析，达到理论与实践的结合。另外，特别强调实验操作的规范性和常识，避免实验事故的发生。

（2）设计性、综合性实验

经过多年的教学实验，结合校内实验设备及实验资源，开发有一定深度的综合应用性设计性实验项目，并建立相应的开放实验项目选项库，教师对学生实验过程进行指导。例如，依托EL-DS-Ⅲ型电气控制系统综合实验台等设备，开发诸如“鼠笼三相异步电动机（VVVF）变频调速电路研究”、“晶闸管直流电机调速电路研究等综合性实验项目；在“综合性、设计性”等应用性实验中，实验教师只给出每个实验的设计指标要求和主要参考元器件，学生理论与工程实践相结合，电力电子技术与电机学、电力系统分析相结合，查阅资料、制定方案、设计出电路、列出实验步骤和测试方法，对实验现象和结果进行分析、处理、储存并创造性地加以应用。

（3）创新性实验

主要是高新技术能力的培养，包括各类设计大赛，将新技术，新方法及科研成果引入实验教学中，充分发挥学生的自主性和创造性，创新性实验在开放实验中进行。

3.改革实验考核方式

改革后，实行过程化管理，把考核渗透到学生实验流程每一个阶段，实验成绩不在是最终一次考核给成绩而是在实验的每一个阶段都有考核，让学生无论是预习，还是实验操作、写实验报告都要认真对待，提高学生上实验课的质量。成绩评分标准为：两学时计100分，出勤考评10分，预习考评10分、实验操作考评50分、实验报告30分。没有出席上课的同学即使交报告也不计分，强化出席和实验操作。如果学生无故缺席6学时及以上，则没有实验成绩。18学时的实验课程总分900分，折合后总分30分，计入理论课的考核成绩。

4.开放实验室

由任课教师申报开放实验室项目经学院教务处批准，每个实验项目要求教师指导学时6学时，学生实验学时为12学时。选修学分1学分，对于每个实验项目要求至少12名学生参加，由学生自己申请，老师安排指导时间。电力电子技术开放实验室的题目有有源功率因数校正电路研究；运用MATLAB中的SIMULINK模块对电力电子变流电路的仿真等。开放式实验教学为有能力的学生提供条件去完成教学计划学时外未完成的实验项目，为爱好动手、动手能力强、创新意识强的学生提供了良好的条件。同时对学生的毕业设计工作也打下了基础。

5.指导学生参加电子设计大赛

协助电子协会的老师指导电子信息工程专业和电气工程及其自动化专业学生全国大学生电子大赛训练。国赛每年基本上都有电力电子技术方面的选题，如开关电源模块并联供电系统；开关稳压电源；数控直流电流源等。因此，在训练中我们将历年大赛中的题目作为一个实训方向。近三年来，电子协会的同学取得的可喜的比赛成绩。从大赛的准备，选题，参赛作品的设计一系列工作，老师和学生都取得了很大的进步，同时激发了学生学习电力电子技术的兴趣，利于更好的开展教学活动。

6.结束语

在学院应用型人才培养模式下，电力电子技术实践教学改革是一项长期系统工程，从我校的电力电子技术实验教学存在的问题出发，以逐步完善实验设备为前提，改革实验教学模式，开放实验室，改革实验考核方式，实行实验教学过程化管理，指导学生参加电子科技大赛等，取得了较好的教学效果。今后，我们会继续努力，进一步将教师的科研与实践教学相结合，将学生的理论课与实验、实训课结合更好的开展实践教学活动。

（作者单位：绥化学院电气工程学院）