電力電子技術課程教學研究及實踐

摘要：揭示了電力電子技術課程在傳統教學模式中存在的問題，詳細闡述了解決問題的思路與具體操作方法。首先指出傳統教學模式在電力電子技術課程教學中存在的各種問題，提出了以教學內容的實時更新和“微課+慕課+仿真”相結合的教學方法作為相應對策，然后詳細論述了這些對策的具體操作方式，最后強調了這些對策的教學實踐效果。

關鍵詞：電力電子技術;教學研究;實踐

電力電子技術是電氣類、自動化類本科專業重要的專業基礎課之一。電力電子技術橫跨電子學、電力學、控制理論3個專業方向，廣泛應用于交通運輸、航天通信、家用電器等眾多重要領域[1]。電力電子技術是現代工程技術領域發展最為迅速且應用愈益廣泛的諸多重要學科之一，這使得它在電氣類、自動化類本科專業基礎課中砥柱中流的作用日益凸顯，該課程的特點是兼具實用性、工程性和綜合性[2]。隨著社會進步和技術發展，在電力電子技術課程中沿用傳統的教學內容和教學方法，已經開始與除舊布新與時俱進的發展要求不相符合。電力電子的技術進步洪流，帶動各種新型電力電子器件及其相關應用技術不斷涌現，原有教學內容已不能適應科技迅速發展的需求，電力電子技術課程的教學內容亟須不斷地充實和更新。

在傳統的教學中，教師雖然采用多媒體課件授課，但其本質仍舊是以“教師為中心”的注入式教學占主導地位，盡管教師為了在課堂上提供了更多案例和Flash動畫等教學資料而費盡心機，但學生仍然是被動地接受，教學效果事倍功半就成為并不鮮見的“常態”。顯然，在電力電子技術課程的教學中沿用傳統的教學方法已難以調動學生的學習積極性，如果考慮到各校學生的實際情況不同，學生的入學基礎參差不齊且有的學生基礎較差，教學效果就會受到更大的負面影響。因此，在電力電子技術課程的教學方法上努力除舊布新與時俱進，才能適應社會進步和技術發展的要求[3]。

以實用性、工程性和綜合性為導向而充實和更新教學內容，并以“微課+慕課+仿真”教學方法相結合的教學模式，是電力電子技術課程的教學與時俱進的有效努力方向。為了調動學生的學習熱情和自主學習的積極性，轉變傳統教學中教師的“教”與學生的“學”相互之間配合差、互動少的狀況，并為使學生改變他們以往事半功倍的學習習慣，引導他們逐步實現由厭學—有興趣學—掌握方法—學會—會學的轉變，我在實際教學中采用了“微課+慕課+仿真”相結合的創新型教學方法并取得了較好的教學效果。

1教學內容的安排

為了實現上述教學要求，經過我校電氣、自動化教研室教師的討論，所達成的共識是：電力電子技術課程的內容應以開關器件為基礎，以四類基本變換技術為核心，以兩種控制方法為輔，以四類技術的應用為目標，并應適當兼顧當前新技術的發展趨勢。這樣的內容設置既有利于學生掌握課程核心內容，也能夠促使學生更好地掌握電力電子技術在實際工程中的應用，并使他們對電力電子技術的最新發展有一定的認識，為今后的工作以及深造打下一定的基礎。

在基礎性開關器件的內容安排上，以全控型器件為主，兼顧半控型器件的相關內容。晶閘管是半控型器件的典型代表，也是目前幾乎所有電力電子技術課程教材中都會介紹的器件，它在目前的工程應用中仍占有一定的比重。現在以電力場效應管和IGBT為代表的全控型器件的迅速發展，已經成為電力電子領域的核心器件，從而會影響到主電路的拓撲結構和控制方法[4]。

我們在教學中，按照工程中的實際應用以及器件的歷史發展，將半控型器件的相關內容結合整流電路進行講解，而對全控型器件及其組成的逆變器流交流變換技術、斬波技術的特性進行詳細介紹。并且會給學生增加一些教材內容之外的全控元件的介紹。在課堂上及時傳授該學科的前沿知識并介紹其發展趨勢，有利于培養學生緊跟相關學科最新發展動態的良好習慣。

例如，將當前諸如無功功率發生器(SVG)、電網諧波抑制技術、高壓直流輸電技術、高壓變頻器、矩陣式交-交變換器等電力電子最新應用的內容，作為補充拓展的知識介紹給學生。此外，還應該將那些諸如電子鎮流器的應用、太陽能發電等與學生身邊生活密切相關的應用內容，插入到適當章節的教學中，來增加學生對其身邊電力電子技術的感性認識。

2“微課+慕課+仿真”相結合的教學方法

充分注意到“95后”學生求新、求變的特質，是做好教學工作的基本前提。目前我們面對的學生基本是95后，他們對傳統的教學方法比較厭倦甚至反感，然而他們對互聯網、新技術、新教學方式的喜愛并渴求掌握的愿望又是非常強烈的。因此在此基礎上我們采用了“微課+慕課+仿真”相結合的教學方法，充分調動學生學習電力電子技術課程的興趣和積極性。

2.1微課的應用

微課是指基于某種特定的教學設計思想應用多媒體技術，在五分鐘以內就一個知識點進行針對性講解的一段視頻。在教育教學中，微課所講授的內容呈“點”狀、碎片化，這些知識點，可以是教材解讀、題型精講、考點歸納等具體教學內容，也可以是學習方法傳授、教學經驗介紹等方法論方面的知識講解和展示。微課是課堂教學的有效補充形式，微課不僅適合于移動學習時代知識的傳播、也適合學習者個性化、深度學習的需求[4]。在不同的教學環境中，微課可以有不同的應用形式。

2.1.1微課在新授課上的作用及效果

微課在新課教學的課前預習、新課內容導入、新課重難點講解等不同環節可以扮演不同角色。首先，在新課教學之前，可以根據學生已有的知識基礎和新知識所需的銜接知識點，給學生提供相應的微課視頻，從而可以讓學生在課下先看此微課視頻，為新課做好預習準備。其次，在新課導入環節，教師常用的教學方法是，為了吸引學生的注意力，為新課的講解做好鋪墊，教師會根據新課知識點設計新穎的問題。依據此教學方法制作微課，在開始上課并復習舊課內容后先讓學生看此視頻，以此作為學習新課的新穎序曲。

最后，還可以將教師對新課中重難點做點撥、對典型例題引導學生探究其規律等內容，也制作成微課，用以在學生自主探究或團隊合作探究后一起看此微課視頻。電力電子技術課程內容知識點多而難，并且里面的輸出波形較多，如果簡單的讓學生看書預習，對于學生來說難度較大。結合以上微課的諸多特點，在教學過程中，授課教師會在備課時，自己制作或從網絡資源上搜索并購買相應的微課內容，在上課前一周通過與學生建立的班級微信群進行發布，讓學生對新內容進行熱身，以達到吸引他們學習的注意力并達到預習的效果。