电力电子技术课程教学研究及实践

电力电子技术课程教学研究及实践

摘要：揭示了电力电子技术课程在传统教学模式中存在的问题，详细阐述了解决问题的思路与具体操作方法。首先指出传统教学模式在电力电子技术课程教学中存在的各种问题，提出了以教学内容的实时更新和“微课+慕课+仿真”相结合的教学方法作为相应对策，然后详细论述了这些对策的具体操作方式，最后强调了这些对策的教学实践效果。

关键词：电力电子技术;教学研究;实践

电力电子技术是电气类、自动化类本科专业重要的专业基础课之一。电力电子技术横跨电子学、电力学、控制理论3个专业方向，广泛应用于交通运输、航天通信、家用电器等众多重要领域[1]。电力电子技术是现代工程技术领域发展最为迅速且应用愈益广泛的诸多重要学科之一，这使得它在电气类、自动化类本科专业基础课中砥柱中流的作用日益凸显，该课程的特点是兼具实用性、工程性和综合性[2]。随着社会进步和技术发展，在电力电子技术课程中沿用传统的教学内容和教学方法，已经开始与除旧布新与时俱进的发展要求不相符合。电力电子的技术进步洪流，带动各种新型电力电子器件及其相关应用技术不断涌现，原有教学内容已不能适应科技迅速发展的需求，电力电子技术课程的教学内容亟须不断地充实和更新。

在传统的教学中，教师虽然采用多媒体课件授课，但其本质仍旧是以“教师为中心”的注入式教学占主导地位，尽管教师为了在课堂上提供了更多案例和Flash动画等教学资料而费尽心机，但学生仍然是被动地接受，教学效果事倍功半就成为并不鲜见的“常态”。显然，在电力电子技术课程的教学中沿用传统的教学方法已难以调动学生的学习积极性，如果考虑到各校学生的实际情况不同，学生的入学基础参差不齐且有的学生基础较差，教学效果就会受到更大的负面影响。因此，在电力电子技术课程的教学方法上努力除旧布新与时俱进，才能适应社会进步和技术发展的要求[3]。

以实用性、工程性和综合性为导向而充实和更新教学内容，并以“微课+慕课+仿真”教学方法相结合的教学模式，是电力电子技术课程的教学与时俱进的有效努力方向。为了调动学生的学习热情和自主学习的积极性，转变传统教学中教师的“教”与学生的“学”相互之间配合差、互动少的状况，并为使学生改变他们以往事半功倍的学习习惯，引导他们逐步实现由厌学—有兴趣学—掌握方法—学会—会学的转变，我在实际教学中采用了“微课+慕课+仿真”相结合的创新型教学方法并取得了较好的教学效果。

1教学内容的安排

为了实现上述教学要求，经过我校电气、自动化教研室教师的讨论，所达成的共识是：电力电子技术课程的内容应以开关器件为基础，以四类基本变换技术为核心，以两种控制方法为辅，以四类技术的应用为目标，并应适当兼顾当前新技术的发展趋势。这样的内容设置既有利于学生掌握课程核心内容，也能够促使学生更好地掌握电力电子技术在实际工程中的应用，并使他们对电力电子技术的最新发展有一定的认识，为今后的工作以及深造打下一定的基础。

在基础性开关器件的内容安排上，以全控型器件为主，兼顾半控型器件的相关内容。晶闸管是半控型器件的典型代表，也是目前几乎所有电力电子技术课程教材中都会介绍的器件，它在目前的工程应用中仍占有一定的比重。现在以电力场效应管和IGBT为代表的全控型器件的迅速发展，已经成为电力电子领域的核心器件，从而会影响到主电路的拓扑结构和控制方法[4]。

我们在教学中，按照工程中的实际应用以及器件的历史发展，将半控型器件的相关内容结合整流电路进行讲解，而对全控型器件及其组成的逆变器流交流变换技术、斩波技术的特性进行详细介绍。并且会给学生增加一些教材内容之外的全控元件的介绍。在课堂上及时传授该学科的前沿知识并介绍其发展趋势，有利于培养学生紧跟相关学科最新发展动态的良好习惯。

例如，将当前诸如无功功率发生器(SVG)、电网谐波抑制技术、高压直流输电技术、高压变频器、矩阵式交-交变换器等电力电子最新应用的内容，作为补充拓展的知识介绍给学生。此外，还应该将那些诸如电子镇流器的应用、太阳能发电等与学生身边生活密切相关的应用内容，插入到适当章节的教学中，来增加学生对其身边电力电子技术的感性认识。

2“微课+慕课+仿真”相结合的教学方法

充分注意到“95后”学生求新、求变的特质，是做好教学工作的基本前提。目前我们面对的学生基本是95后，他们对传统的教学方法比较厌倦甚至反感，然而他们对互联网、新技术、新教学方式的喜爱并渴求掌握的愿望又是非常强烈的。因此在此基础上我们采用了“微课+慕课+仿真”相结合的教学方法，充分调动学生学习电力电子技术课程的兴趣和积极性。

2.1微课的应用

微课是指基于某种特定的教学设计思想应用多媒体技术，在五分钟以内就一个知识点进行针对性讲解的一段视频。在教育教学中，微课所讲授的内容呈“点”状、碎片化，这些知识点，可以是教材解读、题型精讲、考点归纳等具体教学内容，也可以是学习方法传授、教学经验介绍等方法论方面的知识讲解和展示。微课是课堂教学的有效补充形式，微课不仅适合于移动学习时代知识的传播、也适合学习者个性化、深度学习的需求[4]。在不同的教学环境中，微课可以有不同的应用形式。

2.1.1微课在新授课上的作用及效果

微课在新课教学的课前预习、新课内容导入、新课重难点讲解等不同环节可以扮演不同角色。首先，在新课教学之前，可以根据学生已有的知识基础和新知识所需的衔接知识点，给学生提供相应的微课视频，从而可以让学生在课下先看此微课视频，为新课做好预习准备。其次，在新课导入环节，教师常用的教学方法是，为了吸引学生的注意力，为新课的讲解做好铺垫，教师会根据新课知识点设计新颖的问题。依据此教学方法制作微课，在开始上课并复习旧课内容后先让学生看此视频，以此作为学习新课的新颖序曲。

最后，还可以将教师对新课中重难点做点拨、对典型例题引导学生探究其规律等内容，也制作成微课，用以在学生自主探究或团队合作探究后一起看此微课视频。电力电子技术课程内容知识点多而难，并且里面的输出波形较多，如果简单的让学生看书预习，对于学生来说难度较大。结合以上微课的诸多特点，在教学过程中，授课教师会在备课时，自己制作或从网络资源上搜索并购买相应的微课内容，在上课前一周通过与学生建立的班级微信群进行发布，让学生对新内容进行热身，以达到吸引他们学习的注意力并达到预习的效果。