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高校电力电子教学变革与实施

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一、电力电子技术课程的重要性

自本世纪50年代末第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动的舞台,以此为基础开发的可控硅整流装置,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制成为现实,这标志着电力电子的诞生。70年代出现了第一代电力电子器件,随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高,先后研制出GTR、GTO,功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件,而以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件,开始向高电压高频率、响应快、低损耗方向发展。而进入90年代电力电子器件正朝着复合化、标准模块化、智能化、功率集成的方向发展。各种电力电子新器件不断涌现,为我们带来了极大的便利。它的应用范围已从传统的工业、交通、电力等部门,扩大到信息通信、家用电器以至宇宙开发等领域。事实上,电力电子技术的发展已不局限于高电压大电流的工业范畴,当你开车、乘电梯、使用计算机、打开空调、用微波炉、使用电冰箱、用手机、看电视、听音乐时,都离不开电力电子技术,为适应21世纪科技发展对人才培养的要求,培养出“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才,教学改革势在必行。

二、教学内容与教学体系的改革

我院教学选用上海理工大学莫正康教授编著的《电力电子应用技术》,它包括电力电子器件制造技术与应用电力电子器件组成电路、装置和系统的技术,是以功率半导体开关器件为基础,对电能进行控制、变换与处理,成为弱电控制强电的纽带,是电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课。参考教材采用西安交通大学王兆安和黄俊两位教授主编的《电力电子技术》,结合教育技术发展的新形式与新要求,选用华中科技大学陈坚教授编著的《电力电子学———电力电子变换和控制技术》,上述三部著作的作者都是电力电子领域的知名学者和专家,在各自擅长的专业方向上有着深厚的知识积累,其著作各有所长,互有偏重。

1.教学内容的精选。本教材紧紧围绕电力电子器件的工程应用,重点讲授了IG-BT、电力MOSFET等全控型电力电子器件,AC/DC、DC/DC、DC/AC和AC/AC四大类基本变流电路,以及PWM控制技术,有利于学生把握学科概貌。参考教材在软件开关技术的基本知识DC/AC变换器以及电力补偿与控制等方面各有侧重,有利于教师针对不同的专业方向组织教学内容,为学生打下宽厚的专业基础。

2.基本设计方法与工程实际相结合。电力电子技术是一门实用性很强的技术。教材结合工程实际介绍了许多电力电子电路与电力电子装置,在讲解基本原理和设计方法时,反映出作者丰富的工程实践经历、科学研究水平和教学经验。

3.加强对学生的自学和思维能力的培养。几部教材都是电力电子领域的经典之作,教材中安排了许多具有工程背景的例题和习题,对学生今后的工作具有现实指导意义。在讲授本教材的基础上,指导学生阅读和使用参考教材,对提高教学质量、增强学生主动学习性、培养学生思考问题和解决问题的能力有作积极作用。

三、教学方法的改革

《电力电子应用技术》涉及高等数学、电工基础、电力技术、电力拖动等知识。它具有电路图与电路分析多、波形图与波形分析多的特点。是电气工程专业中的主干教材。我们采用:

1.抓住教学重点、互动教学。传统教学中教师的讲课往往追求讲得细,讲得透,面面俱到,滴水不漏,可以说教师将几乎所有问题都讲到了,精讲才是问题的关键。教师在讲授典型电路时应抓住电力电子器件在电路中导通与截止的变化过程,从波形分析中让学生理解电路的工作情况,同时应注意培养读图与分析问题的培养。要把学生作为教育的中心,使学生在学习的整个过程中保持主动性,启发式教育的核心,就是要培养学生独立思考和创新思维,因此除了精讲以外,选则部分内容留给学生自学然后开展课堂讨论,这种教学互动式的课堂讨论教学方法是积极有效和切实可行的,它有利于帮助学生克服依赖性,培养和发展自学能力和思维能力,要给学生以恰到好处、画龙点睛般的点拨和启迪,这就要求教师必须具备渊博的知识,在深度和广度上远比课本多得多,才能让学生接受到更多的新知识,才能不断激发学生的学习兴趣,从而提高教学质量。

2.采用多媒体技术实现教学现代化。传统的教学是单一黑板、粉笔的课堂教学模式,画电路图、波形图和书写推导公式实在太浪费时间。随着科学技术的发展,教学手段现代化是教育发展的必然结果。我院先后自行开发出可控整流电路工作原理与仿真CAI教学软件,以及电力电子电路辅助教学课件。多媒体教学手段的应用,把教学内容直观、形象、生动地呈现在学生面前,使得学生更易于理解、接受和掌握课程的重点内容,提高课堂教学效果,激发了学生学习的兴趣,提高了学生分析问题与解决问题的能力。

四、实验教学的改革

实验教学历来是高职院校教学中的重要部分,是培养学生创新意识和创新能力的有力教学环节。过去重理论轻实验的现象比较严重,实验教学长期处于从属地位。《电力电子技术》课程是一门实践性很强的技术基础课,各种器件的性能特点,各种应用电路的工作状态、工作过程以及技术指标,都需要通过实验来验证。学校电气部充分利用教师的科研成果,结合学生的课程设计、电力电子技术实训以及毕业设计,先后设计开发出三相桥式全控整流电路、单相桥式半控整流电路以及单相桥式有源逆变电路和开关稳压电源实验装置,节约了资金。实验设备的大量投入和教师的科研成果,满足了实验教学大纲和我院的发展要求,为学生创造了一个良好的实验教学环境,成为学生从事科技活动、探索科学的创新基地。与此同时,学生也在教师的指导下,结合自己所学的知识掌握了器件的计算、测量与调整的方法,通过设计、制作电力电子电路与电力电子装置也使学生得到了工程实践的锻炼。对毕业后顺利的走向就业岗位具有十分重要的意义。《电力电子技术》课程教学改革涉及教学内容、教学手段和教学实验等各项工作,其涉及面广、学术性和技术性强,是一项系统工程。目前我院学生在动手能力和创新能力方面有所提高,为培养出宽口径、厚基础、强能力、高素质的人才,课程教学的改革仍任重道远。

高校电力电子教学变革与实施责任编辑:陈老师    阅读:人次
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