項(xiàng)目式教學(xué)在《電力電子技術(shù)》課程中的應(yīng)用

工程式教學(xué)在?電力電子技術(shù)?課程中的應(yīng)用〔〕:

摘要：社會(huì)對(duì)本科人才的需求從研究生人才轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合應(yīng)用型人才，針對(duì)?電力電子技術(shù)?傳統(tǒng)教學(xué)方法上所存在的缺乏，利用工程式教學(xué)的方式對(duì)課程教學(xué)方法手段進(jìn)展改革。主要從改革教學(xué)內(nèi)容，制定詳細(xì)的工程方案，組織學(xué)生協(xié)作完成工程內(nèi)容，改良考核方法這四個(gè)方面進(jìn)展施行。通過此次工程式教學(xué)改革有效進(jìn)步了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)步了學(xué)生的課堂參與度與學(xué)生的動(dòng)手能理論才能、創(chuàng)新才能，從而提升了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工程式教學(xué)；電力電子技術(shù)；教學(xué)；改革

本文引用格式：羅婷,等.工程式教學(xué)在?電力電子技術(shù)?課程中的應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(09):144-146,152.

ApplicationofProject-DrivenTeachingintheCourseofPowerElectronicsTechnology

LUOTing,NIEJun-fei

(SchoolofElectricalEngineering,ShaoyangUniversity,Shaoyang,Hunan,China)

Abstract:Thesociety"sdemandforundergraduatetalentshaschangedfromgraduatestudentstoprehensiveapplicationtalents.Inviewoftheshortingsinthetraditionalteachingmethodsof"PowerElectronicsTechnology";,theprojectteachingmethodshavebeenreformedbymeansofproject-basedteaching.Mainlyfromthereformofteachingcontent,theformulationofdetailedprojectplans,theorganizationofstudentcollaborationtopletetheprojectcontent,improvetheassessmentmethodstoimplementthefouraspects.Throughthisproject-basedteachingreform,students"interestinlearninghasbeeneffectivelyimproved,andstudents"classroomparticipationandstudents"practicalabilityandinnovativeabilityhavebeenimproved,thusimprovingthequalityofteaching.

Keywords:Project-driventeaching;Powerelectronics;Teaching;Reform

一引言

?電力電子技術(shù)?作為一門電氣類的專業(yè)根底課，在本科學(xué)習(xí)中占有重要地位。該課程內(nèi)容主要包括電力電子器件、四大變流電路、控制以及電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用四個(gè)方面，但在學(xué)習(xí)過程中，以四大變流電路的學(xué)習(xí)為主。?電力電子技術(shù)?課程專業(yè)性強(qiáng)，理論知識(shí)抽象，電路類型多，對(duì)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手才能要求高。主電路的工作原理較復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)當(dāng)中對(duì)理論知識(shí)的理解不夠透徹，在應(yīng)用時(shí)難以把握電路的主要特性和參數(shù)，對(duì)如何應(yīng)用所學(xué)的電力電子電路解決實(shí)際消費(fèi)、生活中的一些問題感到困惑，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性亟待進(jìn)步。所以如何進(jìn)步課堂教學(xué)效果，并帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性是?電力電子技術(shù)?課程教學(xué)改革的重點(diǎn)，把課程教學(xué)中的理論與理論教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來，將工程式教學(xué)應(yīng)用于?電力電子技術(shù)?課程的教學(xué)當(dāng)中，充分開掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，進(jìn)步學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合應(yīng)用才能，進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)步學(xué)生的課堂積極性，培養(yǎng)學(xué)生的理論才能、創(chuàng)新才能與綜合才能，滿足社會(huì)對(duì)綜合型本科人才的需求。

二工程式教學(xué)的分類及特點(diǎn)

工程式教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)有很大區(qū)別，主要表達(dá)在傳統(tǒng)教學(xué)以專業(yè)教師單向授課為主，而工程式教學(xué)在施行過程中分為兩種大的方式。第一種是完全工程教學(xué)，這種施行方式也稱大工程理論教學(xué)。以校企合作為根底，按照企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的需求把課堂內(nèi)容進(jìn)展重組與調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容劃分成一個(gè)又一個(gè)工程進(jìn)展，完全工程教學(xué)的特點(diǎn)是，這種施行方式涉及知識(shí)面較廣，學(xué)生在完成工程的過程中，需全面掌握課程內(nèi)容與構(gòu)建相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，理論周期較長(zhǎng)，施行難度較大。第二種是局部工程式教學(xué)，這種施行方式也稱為小工程理論教學(xué)，基于某一單門課程對(duì)原有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)展局部重組與設(shè)計(jì)，對(duì)局部課程內(nèi)容作為工程進(jìn)展設(shè)計(jì)，改變傳統(tǒng)教學(xué)方法，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，專業(yè)教師只是作為引導(dǎo)，局部?jī)?nèi)容仍以專業(yè)教師授課的形式，以兩種學(xué)習(xí)方式互相結(jié)合，注重理論與理論結(jié)合，共同完本錢門課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。這種施行方式的特點(diǎn)為施行周期相對(duì)較短，并與傳統(tǒng)教學(xué)形式相比，局部工程式教學(xué)更加注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作才能與理論性[1,2]。電力電子技術(shù)課程采用局部工程式教學(xué)改革，對(duì)該門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)展重組與選擇，對(duì)重點(diǎn)知識(shí)模塊進(jìn)展工程設(shè)計(jì)，本次教學(xué)改革的目的有以下四個(gè)：

1.充分將理論操作應(yīng)用于課程教學(xué)當(dāng)中，在理論中更加透徹地理解理論知識(shí)。

2.進(jìn)步學(xué)生的課程參與度，提升學(xué)生的課堂興趣與創(chuàng)造才能。

3.注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電路的設(shè)計(jì)才能、調(diào)試才能。

4.有明確的評(píng)價(jià)考核標(biāo)準(zhǔn)，在考核因素里注重過程評(píng)價(jià)【3】。

三工程式教學(xué)在電力電子技術(shù)課程中的應(yīng)用

工程式教學(xué)主要以實(shí)際工程工程為導(dǎo)向，以做帶動(dòng)教和學(xué)的教學(xué)思想。著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手才能、工程理論才能以及學(xué)生的創(chuàng)新才能。從傳統(tǒng)的以學(xué)科為中心進(jìn)展知識(shí)劃分的教育，轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心進(jìn)展知識(shí)整合的教育。課堂的主題以工程為主體，將課程的知識(shí)點(diǎn)構(gòu)造化、模塊化，將零散的知識(shí)點(diǎn)融入理論工程當(dāng)中，學(xué)生在理論中穩(wěn)固所學(xué)的課堂知識(shí)并提升自己的設(shè)計(jì)才能、創(chuàng)新才能與綜合才能。施行詳細(xì)過程如圖1所示。

〔一〕優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在傳統(tǒng)的?電力電子技術(shù)?的課程教學(xué)當(dāng)中，教學(xué)體系包括教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)等方面。進(jìn)展?電力電子技術(shù)?課程教學(xué)體系改革是為滿足社會(huì)對(duì)綜合型本科人才的需求以及實(shí)現(xiàn)電氣類專業(yè)人才培養(yǎng)目的的需要，在教學(xué)內(nèi)容的選取上，要求與以前所學(xué)過的課程以及后續(xù)課程做好合理的銜接。在教學(xué)內(nèi)容上做到不重復(fù)不脫節(jié)。在改革過程中，教學(xué)內(nèi)容分為器件、變流方式、控制、應(yīng)用四大塊。在教學(xué)重點(diǎn)的選取上，從以下兩個(gè)方面進(jìn)展考慮：

〔1〕加大對(duì)半控器件二極管與全控器件的講解，重點(diǎn)分析其工作原理與根本特性，為后續(xù)變流電路的講解奠定理論根底，并且為在電路設(shè)計(jì)中如何進(jìn)展正確的器件選型奠定根底。

〔2〕對(duì)四大變流方式局部的學(xué)時(shí)進(jìn)展壓縮，加長(zhǎng)對(duì)控制與應(yīng)用局部的講解學(xué)時(shí)，詳細(xì)介紹脈寬調(diào)制技術(shù)，使學(xué)生理解該技術(shù)對(duì)電力電子電路性能如何進(jìn)展改善，以及其對(duì)電力電子技術(shù)的開展產(chǎn)生哪些影響，且重點(diǎn)介紹變頻器、交流調(diào)速系統(tǒng)以及功率因素校正技術(shù)等在當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行中如何應(yīng)用，確保能嚴(yán)密圍繞新工科"技術(shù)型";的培養(yǎng)目的完成教學(xué)任務(wù)，且與目前智能電網(wǎng)的開展進(jìn)展聯(lián)絡(luò)【4】。

〔二〕確定工程方案

在電力電子技術(shù)這一門課程當(dāng)中，選定六個(gè)知識(shí)模塊設(shè)計(jì)為工程，分別為整流、逆變、直流斬波、交-交變流技術(shù)、PWM控制技術(shù)與電力電子技術(shù)的應(yīng)用【5】。這六個(gè)小工程針對(duì)四大變流技術(shù)與PWM控制技術(shù)，分別設(shè)計(jì)完成一個(gè)具有典型代表性的主電路，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，著重注意如何選擇電力電子器件型號(hào)，分析其主電路構(gòu)造、根本特性，并對(duì)其工作原理與實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)展一對(duì)一電路的詳細(xì)講解，對(duì)其觸發(fā)電路的構(gòu)造與功能也有一定的理解，從工程設(shè)計(jì)和制作中更透徹地理解和掌握根底理論知識(shí)，進(jìn)步動(dòng)手才能，對(duì)于電力電子技術(shù)的應(yīng)用這一知識(shí)模塊，學(xué)生自行搜集資料，整理電力電子技術(shù)在目前電網(wǎng)運(yùn)行當(dāng)中如何應(yīng)用，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中充當(dāng)什么樣的角色，以PPT的形式做好資料整理并自行講解。這六個(gè)工程在完成過程中，單個(gè)工程規(guī)模與施行難度較小、能確保學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)完成并進(jìn)步學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量、動(dòng)手操作才能以及對(duì)內(nèi)容的掌握度。

〔三〕協(xié)作完成工程內(nèi)容

在工程完成的過程中，如圖2所示，分為三個(gè)階段：

〔1〕學(xué)生組建團(tuán)隊(duì)

將整個(gè)班級(jí)以小組為單位進(jìn)展劃分，小組詳細(xì)人數(shù)根據(jù)班級(jí)總?cè)藬?shù)進(jìn)展調(diào)整，組建7-10人的小組團(tuán)隊(duì)，在小組中，選出小組長(zhǎng)并給各成員分配任務(wù)，根據(jù)各自任務(wù)的不同，分別完成對(duì)應(yīng)的工程內(nèi)容，成員之間任務(wù)可以互換，對(duì)于工程中出現(xiàn)的問題，自行查閱資料，以小組形式進(jìn)展研討，研討過程做好相關(guān)記錄，在討論中解決問題，進(jìn)步解決問題的才能與團(tuán)隊(duì)協(xié)作才能。

〔2〕設(shè)計(jì)與完成工程內(nèi)容

在每個(gè)工程對(duì)應(yīng)的課程內(nèi)容模塊學(xué)習(xí)完畢之后，下發(fā)工程任務(wù)，在學(xué)生理解工程的開發(fā)流程和設(shè)計(jì)過程以后，列出所需的電力電子電路元器件并確定型號(hào)，繪制出所需搭建的詳細(xì)電路，作出詳細(xì)的工程方案。利用MATLAB等仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)展調(diào)試仿真，修改各器件參數(shù)以獲得最正確的輸出效果，在仿真中優(yōu)化電力電子器件的選型，然后根據(jù)最終優(yōu)化設(shè)計(jì)好的電路在實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)制作實(shí)物調(diào)試電路，對(duì)設(shè)計(jì)和優(yōu)化后的最終電路的每個(gè)模塊進(jìn)展焊接，最后，對(duì)實(shí)際電路的性能進(jìn)展測(cè)試，觀測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與輸出波形，檢測(cè)所設(shè)計(jì)的電路是否滿足工程要求與目的。對(duì)于電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用這一工程，按照需要搜集整理資料，以小組為單位，隨機(jī)抽取小組中任意成員以PPT的形式展示所搜集的資料，并詳細(xì)講解電力電子技術(shù)在當(dāng)前電網(wǎng)中的應(yīng)用，以及對(duì)電力系統(tǒng)的開展所起到的作用與影響。

〔3〕結(jié)題驗(yàn)收

在工程施行過程中進(jìn)展實(shí)時(shí)記錄，每一個(gè)工程設(shè)計(jì)的電路所選擇的電力電子器件型號(hào)、選型的根據(jù)、主電路的電路構(gòu)造、工作原理、數(shù)量關(guān)系、所能實(shí)現(xiàn)的功能做好總結(jié)，提交階段性報(bào)告，在電路性能調(diào)試完畢之后，整理工程資料，完成結(jié)題報(bào)告準(zhǔn)備工程驗(yàn)收。

在電力電子技術(shù)工程式教學(xué)改革工程施行過程中，教師放棄單一的教師講授、學(xué)生承受的單向教學(xué)的方式，以學(xué)生為主體，教師對(duì)重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)展詳細(xì)講授，并對(duì)知識(shí)模塊進(jìn)展劃分，確定工程內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自行完成工程。在完成過程中，教師只是起到引導(dǎo)作用，學(xué)生需親自動(dòng)手設(shè)計(jì)電路、焊接電路并測(cè)試電路的性能，在動(dòng)手操作的過程中更透徹地理解課堂知識(shí)，以及書本知識(shí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)步教學(xué)質(zhì)量以及理論動(dòng)手操作才能。

〔四〕考核與成績(jī)?cè)u(píng)定

在電力電子技術(shù)工程式教學(xué)改革過程中，考核方式也有相應(yīng)的改變。在電力電子技術(shù)工程式教學(xué)改革中，更加注重過程考核，學(xué)生的總體成績(jī)?nèi)绫?所示，由課程成績(jī)、工程評(píng)定成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)?nèi)植拷M成，其中課程成績(jī)?yōu)榭记?、作業(yè)和期末考試成績(jī)構(gòu)成。工程成績(jī)的評(píng)定方法為：每一個(gè)工程完成之后，進(jìn)展工程辯論，以小組為單位，隨意抽取小組中的任意成員自行講解各個(gè)電路的構(gòu)造組成、各元器件的選型根據(jù)、工作原理、輸出波形與數(shù)量關(guān)系，根據(jù)每位同學(xué)在工程中的參與程度、完成質(zhì)量，以及成員之間自評(píng)與互評(píng)來進(jìn)展評(píng)定打分【6】，以這三個(gè)方面為根據(jù)給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)作為該工程最終得分。實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方式與傳統(tǒng)方式一致，由實(shí)驗(yàn)考勤、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?nèi)植繕?gòu)成。

四總結(jié)

?電力電子技術(shù)?作為電氣專業(yè)一門承上啟下的重要專業(yè)根底課，在本科學(xué)習(xí)中占據(jù)較重要的地位，該門課程的學(xué)習(xí)為后續(xù)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法等課程奠定理論根底，且該課程理論知識(shí)較復(fù)雜，在學(xué)習(xí)此課程之前，需對(duì)電路、模電知識(shí)進(jìn)展學(xué)習(xí)，掌握一定的理論根底。應(yīng)用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，學(xué)生對(duì)課程知識(shí)一知半解，掌握度不夠，對(duì)電路構(gòu)造、原理以及實(shí)現(xiàn)的功能理解起來較抽象，主電路類型多，在學(xué)習(xí)的過程中容易混淆，對(duì)此課程進(jìn)展工程式教學(xué)改革有非常大的意義。

〔1〕進(jìn)步學(xué)生的課堂參與度與學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自行在理論中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的才能，進(jìn)步理論動(dòng)手操作才能與理解才能，逐步加強(qiáng)學(xué)生電力電子電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試才能，增強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的掌握度，提升教學(xué)質(zhì)量。/