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摘 要:本文对高职院校《电力电子技术》课程的教学改革进行了探讨。主要从教学方法、教学内容和教学手段的改进等方面阐明了自己的观点。
关键词:电力电子技术 课程改革 实验实训
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)07(a)-0179-01
电力电子技术是电力电子变换和控制技术的简称。该课程内容繁杂、原理抽象,学生普遍认为比较难学。目前,随着高职教育专业课程设置改革,“电力电子技术”教学课时数不断减少,但由于电力电子技术的迅猛发展,该课程的教学内容更加丰富,要求也越来越高。如何对该课程的教学内容、教学方法、教学手段和实验实训等进行全面的合理的改革,以适应社会的需要,是我们高职院校教师的一项重要工作。
1 电力电子技术课程的教学现状
1.1 教学方法问题
我院目前的教学方法依然采用理论教学为主的传统模式,与先进的计算机辅助教学方法和教学手段不相适应,不利于学生对本课程的深入理解。
1.2 学时问题
根据高职院校人才培养方案的要求,由于高职专业课程设置改革,一定要加大学生顶岗实习的力度,因此本课程的课时数在逐渐压缩,由原来的96学时压缩至现在的64学时。
1.3 实验实训问题
随着我院招生规模的扩大,学院还没有相应的实验实训设备来满足学生对实训课的需求,导致许多新知识无法通过实验验证,不利于学生理论与实际相结合,不利于学生对专业基础课的掌握。
1.4 考核方式问题
本课程依旧采用期末考试+实训成绩的传统方式,致使学生为应付考试而学习,不太利于激发学生学习的积极性。
2 电力电子技术课程的改革内容
2.1 立足专业,建立新的人才培养方案
电力电子技术课程教学内容和教学体系的改革是整个改革中最重要的一个环节,直接关系到教学质量的提高,关系到能否适应21世纪科技发展对人才培养的要求。人才培养方案是所开设课程的纲领文件,授课教师必须执行。人才培养方案和教材建设是教学内容和教学体系改革的重要环节,必须体现把素质教育和能力培养放在首位的理念。以前各高职院校电力电子技术的教学大纲对各专业都是统一模式,概况了电力电子技术各方面内容和最新发展成果,有很好的通用性,但是缺少针对性。根据科学技术的发展及不同专业的需要,必须制定出具有针对性,能和本专业相结合的人才培养方案,开设有针对性的电力电子技术课。我院的电力机车专业及高速动车组驾驶与检修专业的专业目标是借助于自动控制理论及现代器件设计高性能、可靠性高的自动控制系统,达到弱电控制强电的目的,应把整流电路、直流斩波电路、变频电路及各种逆变电路作为重点。这样可以为两个专业的专业课做好准备,能全面完整地掌握当前电力电子技术的应用和新发展。
2.2 精选教学内容
近几年来,全控型器件(GTO、GTR、IGBT、MOSFET)的快速发展,几乎完全取代了晶闸管,全控型器件组成的整流电路、逆变电路、变频电路的拓扑结构、工作原理、设计方法应当是当前授课的重点。应适当缩减以晶闸管为代表的半控型器件及由其组成的控制电路和控制装置的教学,这样既降低了学习难度,减轻了学生的学习负担,也不影响教学效果。当前科学技术日益发展,各学科互相渗透,“电力电子技术”已广泛应用铁路新技术中,为此也应当把脉宽调制(PWM)技术、软开关技术、组合变流技术、功率集成电路(PIC)技术和集成功率模块(IPM)技术讲深讲透。
2.3 改革教学方法,培养学生的素质和能力
一直以来,本课程的教学方法是以教师为中心,教师逐章逐节地讲解,力求当堂弄懂,争取课上解决所有问题,讲得过多过细。这样上课只是传授,限制了学生学习的主动性,不利于学生的能力培养,学生总是处于被动接受的状态。为改变现状,教师可以在教学过程中重点突出讲解、难点反复讲解,为了保证内容的系统性和完整性,可以精选一部分内容,留给学生课余时间去自学,写自学心得,然后开展课堂讨论。这种教学方法是切实可行的,一方面有利于帮助学生克服学习新知识依靠老师的依赖性,培养和发展学生的自学能力、思维能力;另一方面任课教师需精心设计每一讲课程,考虑讲授内容,以什么为起点讲,怎么讲,讲授深度以及向哪个切入点引导等问题,这样对教师的要求更高了。
2.4 加强实验实训环节
以调整实验实训内容主,保证每次实验实训的代表性和方向性。实验实训内容首先要考虑理论教学的知识难点和重点,以利于学生对课上基本理论、基本原理的掌握;其次要对原有的实验实训内容进行筛选,尽可能减少验证性实验,从易到难分层次设置实验,多开一些综合性、设计性实验。根据人才培养方案中课程标准的要求,建议保留晶闸管整流、逆变的验证性实验,让学生对本课程的应用有一个初步认识。器件研究上,应以全控器件(IGBT)研究为主,对直流斩波、交-交变换及PWM控制技术部分的内容,应开设设计型实验。
由教师给出电路参数、提出实验要求和目的,由学生自行设计主电路,选择器件及其驱动电路和保护电路。让学生自己动手去设计或开发一个实用电路模型,对电路的运行效果进行模拟实验。由于实训室条件的限制,实验实训项目选择面较窄,由于实验设备无法动态显示电路波形,加上电力电子器件容易损坏,造成试验成本较高。因此,教师应该采用虚实结合的试验实训方式,即部分实验采用计算机仿真技术来实现,也可以锻炼学生设计和手动调试能力。
2.5 课程考试改革
为了提高学生自学、创新和动手能力,应对考试方法进行改革,做到注重平时、注重实验实训、注重学生自主创新。考核成绩的构成如下:期末考试占40%,实验实训考试占30%(每人一组),平时实验占20%,平时作业占10%(撰写小论文、课堂讨论)。
2.6 加强教师自身建设
教师在整个教学环节中占据主导地位,教师自身素质的好坏直接影响到教学质量,因此教师应从求知意识、创新意识、育人意识三方面去加强。
教师要重视新知识的更新,深化专业知识,形成多层次、多序列的知识结构。这不仅使学生获取专业的知识,还可使学生获取社会、自然方面的规律性的知识。
教师要创造创新的课堂教学环境。首先师生之间应建立一种平等、民主、和谐、融洽的关系,其次教师要尊重学生的思考,激发学生在课堂上的思维能力。
教師必须坚持言教与身教结合。作为教师必须表里如一,言传身教。针对性地对学生进行指导,可以提高整体教育的效果。
3 结语
电力电子技术课程的全面改革是一项系统工程,技术性和学术性强,要做好这项改革工作,既需要学校的投入,也需要教师自己的努力。作为高职院校的教师,我们要积极探索电力电子技术的教学方法、教学内容和教学手段,构建与社会发展相适应的电力电子技术教学的新方案。
参考文献
[1] 王兆安,黄俊．电力电子技术(第4版)[M]．北京：机械工业出版社，2006.
[2] 周渊深,宋永英，等.电力电子技术[M]. 北京：机械工业出版社，2005.
关键词:电力电子技术 课程改革 实验实训
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)07(a)-0179-01
电力电子技术是电力电子变换和控制技术的简称。该课程内容繁杂、原理抽象,学生普遍认为比较难学。目前,随着高职教育专业课程设置改革,“电力电子技术”教学课时数不断减少,但由于电力电子技术的迅猛发展,该课程的教学内容更加丰富,要求也越来越高。如何对该课程的教学内容、教学方法、教学手段和实验实训等进行全面的合理的改革,以适应社会的需要,是我们高职院校教师的一项重要工作。
1 电力电子技术课程的教学现状
1.1 教学方法问题
我院目前的教学方法依然采用理论教学为主的传统模式,与先进的计算机辅助教学方法和教学手段不相适应,不利于学生对本课程的深入理解。
1.2 学时问题
根据高职院校人才培养方案的要求,由于高职专业课程设置改革,一定要加大学生顶岗实习的力度,因此本课程的课时数在逐渐压缩,由原来的96学时压缩至现在的64学时。
1.3 实验实训问题
随着我院招生规模的扩大,学院还没有相应的实验实训设备来满足学生对实训课的需求,导致许多新知识无法通过实验验证,不利于学生理论与实际相结合,不利于学生对专业基础课的掌握。
1.4 考核方式问题
本课程依旧采用期末考试+实训成绩的传统方式,致使学生为应付考试而学习,不太利于激发学生学习的积极性。
2 电力电子技术课程的改革内容
2.1 立足专业,建立新的人才培养方案
电力电子技术课程教学内容和教学体系的改革是整个改革中最重要的一个环节,直接关系到教学质量的提高,关系到能否适应21世纪科技发展对人才培养的要求。人才培养方案是所开设课程的纲领文件,授课教师必须执行。人才培养方案和教材建设是教学内容和教学体系改革的重要环节,必须体现把素质教育和能力培养放在首位的理念。以前各高职院校电力电子技术的教学大纲对各专业都是统一模式,概况了电力电子技术各方面内容和最新发展成果,有很好的通用性,但是缺少针对性。根据科学技术的发展及不同专业的需要,必须制定出具有针对性,能和本专业相结合的人才培养方案,开设有针对性的电力电子技术课。我院的电力机车专业及高速动车组驾驶与检修专业的专业目标是借助于自动控制理论及现代器件设计高性能、可靠性高的自动控制系统,达到弱电控制强电的目的,应把整流电路、直流斩波电路、变频电路及各种逆变电路作为重点。这样可以为两个专业的专业课做好准备,能全面完整地掌握当前电力电子技术的应用和新发展。
2.2 精选教学内容
近几年来,全控型器件(GTO、GTR、IGBT、MOSFET)的快速发展,几乎完全取代了晶闸管,全控型器件组成的整流电路、逆变电路、变频电路的拓扑结构、工作原理、设计方法应当是当前授课的重点。应适当缩减以晶闸管为代表的半控型器件及由其组成的控制电路和控制装置的教学,这样既降低了学习难度,减轻了学生的学习负担,也不影响教学效果。当前科学技术日益发展,各学科互相渗透,“电力电子技术”已广泛应用铁路新技术中,为此也应当把脉宽调制(PWM)技术、软开关技术、组合变流技术、功率集成电路(PIC)技术和集成功率模块(IPM)技术讲深讲透。
2.3 改革教学方法,培养学生的素质和能力
一直以来,本课程的教学方法是以教师为中心,教师逐章逐节地讲解,力求当堂弄懂,争取课上解决所有问题,讲得过多过细。这样上课只是传授,限制了学生学习的主动性,不利于学生的能力培养,学生总是处于被动接受的状态。为改变现状,教师可以在教学过程中重点突出讲解、难点反复讲解,为了保证内容的系统性和完整性,可以精选一部分内容,留给学生课余时间去自学,写自学心得,然后开展课堂讨论。这种教学方法是切实可行的,一方面有利于帮助学生克服学习新知识依靠老师的依赖性,培养和发展学生的自学能力、思维能力;另一方面任课教师需精心设计每一讲课程,考虑讲授内容,以什么为起点讲,怎么讲,讲授深度以及向哪个切入点引导等问题,这样对教师的要求更高了。
2.4 加强实验实训环节
以调整实验实训内容主,保证每次实验实训的代表性和方向性。实验实训内容首先要考虑理论教学的知识难点和重点,以利于学生对课上基本理论、基本原理的掌握;其次要对原有的实验实训内容进行筛选,尽可能减少验证性实验,从易到难分层次设置实验,多开一些综合性、设计性实验。根据人才培养方案中课程标准的要求,建议保留晶闸管整流、逆变的验证性实验,让学生对本课程的应用有一个初步认识。器件研究上,应以全控器件(IGBT)研究为主,对直流斩波、交-交变换及PWM控制技术部分的内容,应开设设计型实验。
由教师给出电路参数、提出实验要求和目的,由学生自行设计主电路,选择器件及其驱动电路和保护电路。让学生自己动手去设计或开发一个实用电路模型,对电路的运行效果进行模拟实验。由于实训室条件的限制,实验实训项目选择面较窄,由于实验设备无法动态显示电路波形,加上电力电子器件容易损坏,造成试验成本较高。因此,教师应该采用虚实结合的试验实训方式,即部分实验采用计算机仿真技术来实现,也可以锻炼学生设计和手动调试能力。
2.5 课程考试改革
为了提高学生自学、创新和动手能力,应对考试方法进行改革,做到注重平时、注重实验实训、注重学生自主创新。考核成绩的构成如下:期末考试占40%,实验实训考试占30%(每人一组),平时实验占20%,平时作业占10%(撰写小论文、课堂讨论)。
2.6 加强教师自身建设
教师在整个教学环节中占据主导地位,教师自身素质的好坏直接影响到教学质量,因此教师应从求知意识、创新意识、育人意识三方面去加强。
教师要重视新知识的更新,深化专业知识,形成多层次、多序列的知识结构。这不仅使学生获取专业的知识,还可使学生获取社会、自然方面的规律性的知识。
教师要创造创新的课堂教学环境。首先师生之间应建立一种平等、民主、和谐、融洽的关系,其次教师要尊重学生的思考,激发学生在课堂上的思维能力。
教師必须坚持言教与身教结合。作为教师必须表里如一,言传身教。针对性地对学生进行指导,可以提高整体教育的效果。
3 结语
电力电子技术课程的全面改革是一项系统工程,技术性和学术性强,要做好这项改革工作,既需要学校的投入,也需要教师自己的努力。作为高职院校的教师,我们要积极探索电力电子技术的教学方法、教学内容和教学手段,构建与社会发展相适应的电力电子技术教学的新方案。
参考文献
[1] 王兆安,黄俊．电力电子技术(第4版)[M]．北京：机械工业出版社，2006.
[2] 周渊深,宋永英，等.电力电子技术[M]. 北京：机械工业出版社，2005.