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一、電力電子技術課程的重要性

自本世紀50年代末第一只晶閘管問世以來,電力電子技術開始登上現代電氣傳動的舞臺,以此為基礎開發的可控硅整流裝置,是電氣傳動領域的一次革命,使電能的變換和控制成為現實,這標志著電力電子的誕生。70年代出現了第一代電力電子器件,隨著電力電子技術理論研究和制造工藝水平的不斷提高,先后研制出GTR、GTO,功率MOSFET等自關斷全控型第二代電力電子器件,而以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件,開始向高電壓高頻率、響應快、低損耗方向發展。而進入90年代電力電子器件正朝著復合化、標準模塊化、智能化、功率集成的方向發展。各種電力電子新器件不斷涌現,為我們帶來了極大的便利。它的應用范圍已從傳統的工業、交通、電力等部門,擴大到信息通信、家用電器以至宇宙開發等領域。事實上,電力電子技術的發展已不局限于高電壓大電流的工業范疇,當你開車、乘電梯、使用計算機、打開空調、用微波爐、使用電冰箱、用手機、看電視、聽音樂時,都離不開電力電子技術,為適應21世紀科技發展對人才培養的要求,培養出“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”的人才,教學改革勢在必行。

二、教學內容與教學體系的改革

我院教學選用上海理工大學莫正康教授編著的《電力電子應用技術》,它包括電力電子器件制造技術與應用電力電子器件組成電路、裝置和系統的技術,是以功率半導體開關器件為基礎,對電能進行控制、變換與處理,成為弱電控制強電的紐帶,是電氣工程與自動化專業不可缺少的一門專業基礎課。參考教材采用西安交通大學王兆安和黃俊兩位教授主編的《電力電子技術》,結合教育技術發展的新形式與新要求,選用華中科技大學陳堅教授編著的《電力電子學———電力電子變換和控制技術》,上述三部著作的作者都是電力電子領域的知名學者和專家,在各自擅長的專業方向上有著深厚的知識積累,其著作各有所長,互有偏重。

1.教學內容的精選。本教材緊緊圍繞電力電子器件的工程應用,重點講授了IG-BT、電力MOSFET等全控型電力電子器件,AC/DC、DC/DC、DC/AC和AC/AC四大類基本變流電路,以及PWM控制技術,有利于學生把握學科概貌。參考教材在軟件開關技術的基本知識DC/AC變換器以及電力補償與控制等方面各有側重,有利于教師針對不同的專業方向組織教學內容,為學生打下寬厚的專業基礎。

2.基本設計方法與工程實際相結合。電力電子技術是一門實用性很強的技術。教材結合工程實際介紹了許多電力電子電路與電力電子裝置,在講解基本原理和設計方法時,反映出作者豐富的工程實踐經歷、科學研究水平和教學經驗。

3.加強對學生的自學和思維能力的培養。幾部教材都是電力電子領域的經典之作,教材中安排了許多具有工程背景的例題和習題,對學生今后的工作具有現實指導意義。在講授本教材的基礎上,指導學生閱讀和使用參考教材,對提高教學質量、增強學生主動學習性、培養學生思考問題和解決問題的能力有作積極作用。

三、教學方法的改革

《電力電子應用技術》涉及高等數學、電工基礎、電力技術、電力拖動等知識。它具有電路圖與電路分析多、波形圖與波形分析多的特點。是電氣工程專業中的主干教材。我們采用:

1.抓住教學重點、互動教學。傳統教學中教師的講課往往追求講得細,講得透,面面俱到,滴水不漏,可以說教師將幾乎所有問題都講到了,精講才是問題的關鍵。教師在講授典型電路時應抓住電力電子器件在電路中導通與截止的變化過程,從波形分析中讓學生理解電路的工作情況,同時應注意培養讀圖與分析問題的培養。要把學生作為教育的中心,使學生在學習的整個過程中保持主動性,啟發式教育的核心,就是要培養學生獨立思考和創新思維,因此除了精講以外,選則部分內容留給學生自學然后開展課堂討論,這種教學互動式的課堂討論教學方法是積極有效和切實可行的,它有利于幫助學生克服依賴性,培養和發展自學能力和思維能力,要給學生以恰到好處、畫龍點睛般的點撥和啟迪,這就要求教師必須具備淵博的知識,在深度和廣度上遠比課本多得多,才能讓學生接受到更多的新知識,才能不斷激發學生的學習興趣,從而提高教學質量。

2.采用多媒體技術實現教學現代化。傳統的教學是單一黑板、粉筆的課堂教學模式,畫電路圖、波形圖和書寫推導公式實在太浪費時間。隨著科學技術的發展,教學手段現代化是教育發展的必然結果。我院先后自行開發出可控整流電路工作原理與仿真CAI教學軟件,以及電力電子電路輔助教學課件。多媒體教學手段的應用,把教學內容直觀、形象、生動地呈現在學生面前,使得學生更易于理解、接受和掌握課程的重點內容,提高課堂教學效果,激發了學生學習的興趣,提高了學生分析問題與解決問題的能力。

四、實驗教學的改革

實驗教學歷來是高職院校教學中的重要部分,是培養學生創新意識和創新能力的有力教學環節。過去重理論輕實驗的現象比較嚴重,實驗教學長期處于從屬地位。《電力電子技術》課程是一門實踐性很強的技術基礎課,各種器件的性能特點,各種應用電路的工作狀態、工作過程以及技術指標,都需要通過實驗來驗證。學校電氣部充分利用教師的科研成果,結合學生的課程設計、電力電子技術實訓以及畢業設計,先后設計開發出三相橋式全控整流電路、單相橋式半控整流電路以及單相橋式有源逆變電路和開關穩壓電源實驗裝置,節約了資金。實驗設備的大量投入和教師的科研成果,滿足了實驗教學大綱和我院的發展要求,為學生創造了一個良好的實驗教學環境,成為學生從事科技活動、探索科學的創新基地。與此同時,學生也在教師的指導下,結合自己所學的知識掌握了器件的計算、測量與調整的方法,通過設計、制作電力電子電路與電力電子裝置也使學生得到了工程實踐的鍛煉。對畢業后順利的走向就業崗位具有十分重要的意義。《電力電子技術》課程教學改革涉及教學內容、教學手段和教學實驗等各項工作,其涉及面廣、學術性和技術性強,是一項系統工程。目前我院學生在動手能力和創新能力方面有所提高,為培養出寬口徑、厚基礎、強能力、高素質的人才,課程教學的改革仍任重道遠。