电力电子教学范文

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1）单相整流电路模块；2）三相整流电路模块；3）单相逆变电路模块；4）三相整理与电路模块；5）驱动与保护电路模块。在教学过程中，通过理论讲授和实际验证的模式进行。同时在完成教学内容后，通过1周的集中实训，加深学生的学习体验。《微机原理与接口技术》主要为学生提供所需的控制技术相关知识。在该课程中，需要学生掌握CPU的接口技术以及相应的软件程序设计方法，为提高学生的学习积极性，增强学习效果，必须增强程的趣味性。鉴于此，采用一个基于单片机的智能小车进行教学，同时开发了一整套的课程学习资料，丰富了教学内容。依托以上三门课程的学习，学生具备了电子技术、变流技术和控制技术的相关知识，为后续的专业学习打下了基础。

2．专业核心课程

专业核心课程是体现学生应用能力的知识来源，是学生就业的技能基础。在该专业的开设时，设定的专业培养目标是：培养具备电力电子产品设计、生产、调试和服务的技能型人才，服务于各类变频器、驱动器、开关电源、特种电源、光伏逆变器的生产和设计企业，从事相关产品的辅助设计、调试以及售后和售前的专业服务。鉴于以上目标，开设的专业核心课程为《变频器技术》、《电源技术》和《风光互补发电技术》这三门核心课程。课程的基本安排如表2所示。《变频器技术》是一门典型的电力电子技术综合应用的课程，包含电子技术、变流技术和控制技术等内容。同时变频器是工业电力电子产品，在工业应用上具备广泛的应用，是进行电力电子专业教学的典型载体。在教学中，我们将其分为两个阶段，第一阶段通过课堂和实验进行教学，使学生掌握理论知识和基本技能；第二阶段通过两周的专用周完成一个单相变频器的安装和调试，使学生掌握实践技能。《电源技术》课程的开设与其类似。当今，电力电子技术是新能源的重要技术支撑，为此开始了《风光互补发电技术》课程。通过该课程的学习，学生可以掌握新能源领域中电力电子技术的应用现状，增强学生的知识面，拓展学生的就业领域。

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Abstract The teaching reform of power electronic technology is explored in the following aspects as classroom instruction， tutorship after school， experiment and practice， examination and effect after teaching practice in this paper．

Key words power electronic technology teaching reform teaching method

一、前言

《电力电子学》是电气工程及自动化、工业自动化和其他相关专业的一门重要的专业基础课，属必修课。该课程的特点是基础性强，体现了弱电对强电的控制；又具有很强的实践性，和生产生活联系紧密。

二、教学改革

随着现代电力电子学的日新月异，《电力电子学》课程的内容也不断更新、发展，越来越丰富。但由于专业课程的不断增加，电力电子学课程的教学学时却越来越少。这一矛盾对课程的教学质量和教师的教学水平提出了严峻的考验。为解决这一问题，实现把大学生培养成为基础厚、知识博、能力强、口径宽和适应性强的高素质人才这一教学目标，我们《电力电子学》课程组在以下几个方面进行了教学改革实践。

1、课堂教学。课堂教学是整个教学活动的主体部分，也是我们教学改革的重点。为了高质量、高水平地完成教学任务，我们从教学内容、教学手段、课堂教学组织几个方面入手，借鉴其它学科的先进经验，大胆革新，形成了自己内容丰富形式灵活的教学特色。

在教学内容上，我们按照教学大纲的要求进行了梳理、精选和更新。根据各位授课老师多年的教学经验，在教学目标分类法的指导下，我们将课程分为八个教学单元，每个单元确定一两个重点内容授课时，以重点内容把所学单元中的基本概念、原理、方法和过程讲清讲透，强调基本概念和分析问题的思路，非重点内容则在此基础上进一步扩展。这样既避免了重复讲述，又体现了知识的层次性和扩展性。精讲必须多练。我们从能力培养着眼，对每一个重点单元精选例题和习题，注重讲、练结合，保证练的比重，加强综合训练，培养学生自主学习、增强分析问题和解决问题的能力。在教学大纲以外，授课老师增加了电力电子电路的部分仿真技术内容。实践证明，这部分内容的引入对促进学生主动学习，更好地理解基本原理、概念，提高设计应用能力起到事半功倍的作用。在实际授课时，我们还注重教学内容的不断更新，及时将本学科领域的最新科技成果引入教学，保证了课程内容的基础性和先进性。

在教学手段上，我们采用了电化教学和多媒体教学的方式，并配合教材开发了一套多媒体 CAI课件。动画和多媒体方式的引入，使电力电子电路中比较抽象的电特性变得直观，使得原本难以理解的问题，如电路在不同时刻的不同等效形式，输入输出波形的产生等，变得比较容易。学生容易建立起相关电路的清晰概念。此外，电化教学和多媒体教学可以在有限的时间内立体化、直观化地展现大量的教学信息，避免授课老师将大量时间用到在黑板绘图上，提高了课堂教学的效率和质量。同时，多媒体课件的开放式结构也方便把最新技术不断加入到课程的教学中来，以满足学生对新技术的追求。

在教学内容和手段上进行改革后，课堂教学信息量增大，要求学生更加认真积极地参与教学活动，否则可能出现“坐飞机”的情况。因此授课教师的课堂教学组织能力非常重要。为提高这一能力，我们授课组的教师一方面努力提高语言表达能力，采用生动幽默的语言激发学生兴趣，另一方面精心组织教学，设计出提问，讨论，课堂调查、小测验，写小论文等多种形式，及时掌握学生学习情况，调动每个学生都参与到教学中来，让整个教学过程既充实又有趣。

2、实践教学。实验教学侧重于对思维方式和动手能力的培养，是理论教学的主要补充，它在整个教学环节中具有重要地位。因此实验教学改革是教学改革这一系统工程中的重要一环。我们把实践教学分为基础实验、选做实验、仿真实验、课程设计等多个层次，结合课外科研训练实践、四川省和全国大学生电子设计竞赛等高水平的实践环节，从而将综合设计能力、创新设计能力和工程实践能力的培养贯穿于整个教学过程，形成多层次、立体化的实践教学特色。

为了开好基础实验和选作实验，电气信息学院投入实验建设经费，购买了十套浙江天煌公司的“电力电子与自动控制系统”实验平台，同时增加了一些新的器件样品，使学生有更好的硬件条件开展实验。另外我们还自己动手开发出一个模拟实验的软件平台。学生可以自由地调用仿真环境中的各种电力电子器件搭建各种电路，模拟实际装置的全程动作情况。通过该仿真软件平台，我们可以实现EDA教学。 对于实践教学，我们始终坚持理论与实践的统一，一方面在学时安排上，实验课与理论课紧密衔接，实验内容与教学内容互相渗透，另一方面采用台阶式教学，教学目的层次分明，即采用验证型、设计型、综合型三个层次的实验教学，这样不仅延伸了教学内容，而且培养了学生的创新能力和综合应用能力。

在教学过程中，我们把课堂教学、实验教学和EDA教学相互融合起来。课堂教学突出课程的基础性，实验教学强调课程的实践性、应用性， EDA教学贯穿于课程的各个环节，体现课程的先进性。不同的教学环节各司其职，相辅相成，相互交融，有机结合，实现 “加强基础，注重实践，促进创新”的同一个目标。

为了进一步提高学生发现问题、分析问题和解决问题的综合性实践能力，作为立体化实践教学的扩展，课程组把培养学生实践创新能力固化在教学任务中，建立了《电力电子学》系列课程本科生导师体系，在学生中建立学研小组，由授课教师指导学研小组。注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动，积极组织学生参与校级、四川省和全国大学生电子设计大赛，取得了良好效果。

3、课外辅导。为进一步提高教学质量，我们开展了一系列有效的课外辅导活动。这些活动主要有：利用校园网进行网上讨论、网上答疑、网上批改作业等；指导学生课外阅读与电力电子学有关的学术期刊，鼓励学生写小论文；开展与课程知识内容相关的设计及创新活动；在适当的时候，组织学生到校外参观实习等。通过这些活动引导学生进入一种有意识的主动学习状态中，提高学习兴趣，调动学习积极性，使学生的学习效率大大提高。

4、考核方式。为克服应试教育带来的弊端，我们也改革了考试制度。考题除了深度、广度和难度符合教学大纲要求外，我们更着重对分析问题和解决问题的能力进行考核。近年来我们在《电力电子学》课程的笔试考试中，采用半开卷考试，即学生可以带一张A4纸正反面笔录，便于学生在复习中进行自我总结，考试时不用死记硬背公式。笔试考试的组织严密、规范，试卷规范，评分客观、公正，并建立了对考试结果进行教学质量分析的制度。成绩中，除了笔试成绩外，将作业、实验、小论文和答疑情况也记入总成绩，使成绩考核更全面、客观。

三、教学改革成效

《电力电子学》课程教学改革得到了上至学院领导下至选课学生的大力支持。学院鼓励和支持课程组的教师以各种形式参加科研开发项目或进行理论研究，以便及时了解和掌握与本课程相关的科技发展最新动态和成果，并且将其融汇到课堂教学中去，使我们的教学工作既源自大纲，又不局限于大纲。以高水准的科研能力保证了教学质量的提高。同学们也提出了很多非常中肯的建议。在大家共同努力下，《电力电子学》课程自开始进行教学改革以来，课程组教师先后主持和参与完成4项教学改革项目，发表了数十篇教学改革论文，取得了四川省和学校的教学成果奖励。

课程组教师改革工作取得了较好的教学效果，得到了广大学生和同行的好评。在每学期课程结束前，请听课同学提的意见中，都能看到感谢的话语和鼓励支持；督导教师的多次听课也表示了对我们教学方法和效果的肯定；每学期的教学检查和学生评教，我们的课程均得到高出平均值的得分。近三年学生对本课程评教的无记名投票结果为：优占71.5%，良占28.5%。学生的实践能力和创新能力也得到了较大的提升，在第三、第四、第五、第六届全国大学生电子竞赛中连续获得国家一、二等奖。学生在相关后续课程的学习、课程设计和毕业设计中也表现出较好的能力。随着综合素质的提高，毕业生的一次就业率也得到提高。一些进入研究生阶段学习的学生也表示《电力电子学》课程给他们打下了较好的基础，有助于他们进一步深造。校外专家也认为，尽管我校是四川省属高校，但《电力电子学》课程在省内的学术地位和教学质量是靠前的。

四、课程后续建设

今后两年课程建设着重于两方面内容。一是总结多年来《电力电子学》课程教学改革和教学研究课题的经验，不断深化教学改革，进一步提高教师的英语水平，扩大双语教学的学生比例。二是在学校适当增加电力电子与电力传动实验装置的基础上，全面实行开放性实验，增加设计性和综合性实验的比例，进一步提高学生实验技能和工程实践能力。同时，建立以《电力电子学》课程为基础的电工技术实习基地，开展学研小组的设计和创新活动。

我们今后会继续努力，本着保持特色，扩大范围，深化内涵，提高质量的原则，争取把课程建设成省级精品课程，迈上更高层次，以适应21世纪高素质工程技术人才培养的需要。

参考文献

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1.引言

电力电子作为一项新兴技术，因为其变换和传输电能的功能，在生产生活的各个领域受到越来越多的关注。全球性的能源危机使人们的目光开始转向环保型能源，如太阳能、风能，不同形式的能量之间的转换必须依赖电力电子技术。以上海为核心的长江三角地区经济的快速发展，必然会带动电力电子技术的大力发展与应用，同时电力电子技术的发展也相应推动长三角地区经济的迅速发展。

目前国内外高等教育部门均已认识到加强电力电子技术专业教育的重要性。通观全球的电力电子技术教育现状，“改革”的观念渗透到从课堂教育、仿真、实验到专业论文的方方面面。近十年，当高职完成规模建设的过程后，必然实现走内涵发展的道路，实现人才培养目标。我院人才培养目标定位：立足不断探索创新人才培养模式，培养高素质的技术技能型人才。因此，无论从该课程对国计民生的重要性还是从教学务实的角度讲，对于该课程的建设和教学改革都具有重要的实际意义。

2.教学现状

（1）学生方面。对于高职学生，本门课程一般在大二开设，已有电学的基础知识，但是本门课程涉及的电学知识，被遗忘和不扎实现象特别严重，在讲授过程中因为没有掌握基础知识，所以学习这门课程很吃力，以致厌学。

（2）教学方面。近十年来电力电子技术得到飞速发展，新器件和新的控制方法不断出现，《电力电子技术》教学内容必须随自身技术的发展及时更新，但实际授课教材大纲往往内容滞后，与电力电子技术的发展不协调，造成课堂教学与工程实践相脱节；基本沿用传统的以课堂教学为主、验证性实验为辅的教学模式，与先进的现代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；目前课时越来越少，给高职学生的学习和教师教学带来难度。

3.教学方法改革

利用新的教学方法提高学生对电力电子课程的兴趣，被视为电力电子教学改革的重要手段。迅速发展的信息技术和网络技术不仅被应用于实验室建设，而且被广泛作为课程教学的新方法。国内外许多大学都已开发出电力电子的网上授课内容，并以多媒体的形式呈现，其中以瑞士的iPES最著名。

通观国内外高校电力电子教学现状，有很多值得我们学习和借鉴的新方式、新方法，在我国电力电子教学改革中，以下几方面值得注意。

（1）建立系统的观念。在教材编写与课程内容组织的过程中，从电力电子系统的观点出发，将相关知识有机融合，避免将各种电力电子器件、各种结构功能的电路作孤立讲解，因为电力电子电路通常都是几种电路组合在一起构成一个系统实现一定的功能的，仅仅孤立地讲解其中的一个意义不大。

（2）注重电力电子电路的设计，培养学生的电路设计思想和能力。从电路设计的角度出发组织电力电子技术的教学内容，是一种很好的教学方式。哪怕是最简单的电力电子电路的设计，也是一个很好的开端。

（3）课堂教学、仿真、实验并重。在课堂教学中引入各种先进的教学手段，在实验室中引入先进的仿真软件，如MATLAB、PSPICE等，同时下大力气建立电力电子技术实验室。通过各种实验电路搭建完整的电力电子系统，应是实验室的基本功能，而不仅仅是对各种功能电路的验证。

（4）在教学中，为了跟上电力电子技术快速发展的步伐，仅仅讲授教材中的内容是不够的，还应采取调研、讨论、讲座、专题报告等各种形式，使学生对电力电子技术的前沿技术有所把握，为学生未来的科研与工作打好基础。

（5）积极开展电力电子及相关课程的网上教学，用动画、多媒体等先进手段展示电力电子的课程内容，提高学生的学习兴趣。通过交互式网页设计使学生主动参与学习，增强教学效果，如“慕课”（MOOC，大规模在线开放课程）。

4.MOOC+翻转课堂

近年兴起的“慕课”已在全球高等教育界引发热潮，我国北大、清华、复旦等高校相继加入“慕课”平台。同时，国内高校认识到，应借势“慕课”冲击，努力提高教学质量，还能用较低的成本进一步均衡国内高等教育优质资源。建设“中国式慕课”很快由理念变为行动。

翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间，教师不再占用课堂的时间讲授信息，这些信息需要学生通过看视频讲座、听播客、网络阅读等形式课后自行学习。教师更多地利用课堂时间对学生进行一对一的互动和指导。

把基于MOOC的翻转课堂法融入《电力电子技术》的教学实践活动中，使师生共同走进课程，体验、思考，成为课程的创造者和主体，这种教学改革在全国范围的课程改革中尚属前沿。

参考文献：

[1]陶生桂，胡兵.长三角地区电力电子技术发展及应用[J].变流技术与电力牵引，2007，1：38.

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二、MATLAB/Simulink软件在理论教学活动中的应用

利用MATLAB/Simulink软件能够非常容易地构建与实际相符合的教学场景。教师在教学中引入仿真软件，在讲授基本变流理论时，利用MATLAB/SIMLINK软件构建电力电子电路进行仿真演示，电力电子变换与控制领域所遇到的多数典型开关电路均可建立仿真模型，通过对模型的仿真，可直观展示各种参数变化对电路波形图的影响以及数值计算，以便学生全面准确理解教学内容，可以为教学现场营造一种真实的电力电子电路工作场景，既具体又生动。除此以外，还可以利用软件提供的参数设置功能，通过改变器件参数值，学生在学习的时候，可以先自己分析某种参数值条件下电路的工作情况和对应的波形图，然后再在仿真模型中输入相应的参数值，把自己分析的结果与仿真结果相对比。同时，在电路仿真时，可以模拟各种电力电子器件故障，如开路、短路或脉冲丢失等，能够清晰地展示各种电力电子电路的工作过程，使学生能够直观、全面地掌握课程学习内容，同时将学习活动情境化、趣味化，这大大加深了学生对所学知识的理解，使学生能够将隐性的理论知识转化为显性的技能。在教学设计上，教学初期，刚刚讲授电路变换时，学生初次接触，实际的感观并不多，对电路电压、电流波形、管子的切换、工作原理等理解有些困难，需要构建一个与实际相符合的情境，并且学生对MATLAB仿真软件的应用还不熟练，需要在课堂上现场建立仿真模型。以单相半控桥式整流电路为例，把电路图投影到大屏幕上，教师首先要分析电路的组成和工作原理，然后再一步一步建立MATLAB单相半控桥式整流电路仿真模型，该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。

1.建立仿真模型

（1）建立一个仿真模型的新文件。从MATLAB窗口进入Simulink环境有三种方式，我们选择其中一种：在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。（2）提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库浏览器，找到Simulink／PowerSystem的模型窗口，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。组成单相半控桥式整流电路的元器件有交流电源、晶闸管、二极管、脉冲发生器、RLC负载、示波器等。（3）将电路元器件模块按单相半控桥式整流电路原理图连接起来组成仿真电路，如图1所示。

2.设置模型参数

设置模型参数是保证仿真准确和顺利进行的重要一步。有些参数由仿真任务决定，如电压、电流等，有些参数是需要通过仿真来确定的。设置模型参数可以双击模块图标弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。在本例中，参数设置交流电源、晶闸管、二极管、负载、脉冲等。以下以交流电源参数设置为例：双击交流电源模块，弹出对话框，设置电压为220V，频率为50Hz，初始相位为0°。

3.观察仿真结果

在模型开始仿真前还必须首先设置仿真参数。在菜单中选择Simulation，在下拉菜单中选择Simulationparameters，在弹出的对话框中设置的项目很多，主要有开始时间、终止时间、仿真类型等。在参数设置完毕后即可以开始仿真。在菜单Simulation下选择Start，立即开始仿真，若要中途停止仿真可以选择Stop。在仿真计算完成后即可以通过示波器来观察仿真的结果。在需要观察的点上放置示波器，双击示波器图标，即弹出示波器窗口显示输出波形，同时在Display模块可以看到输出电压的平均值。以下是不同负载时的仿真波形图。（1）Rd负载时的仿真波形。如图2所示为控制角α=60°单相半控桥式整流电路电阻负载时二次侧电压、触发脉冲、负载的电压和电流及管子VT1两端的电压波形。（2）Rd+Ld负载时的仿真波形。研究阻感性负载时电路工作情况，只需重新设置负载参数。再次启动仿真，在单相半控整流电路中，阻感性负载时电路的二次侧电压、触发脉冲、负载的电压以及管子二端的电压波形都同阻性负载时相同，如图2所示。与阻性负载不同的是负载电流波形不同，阻性负载时负载电流波形为断续的，而阻感负载时负载电流的波形为连续的。（3）失控时的仿真。在研究单相半控桥式整流电路电阻电感负载时，当触发脉冲丢失会发生失控现象，只需断开一个触发脉冲，再次启动仿真，得到如图3所示波形。通过这样一个过程，使学生在脑海里深深留下了电路的各点波形形状，电压波形为什么会变化，电压波形变化同哪些参数有关？控制角与输出电压波形有着怎样的对应关系？怎样的情况下发生失控，失控时电路的工作情况又是如何？引导学生自然地进入单相半控桥式整流电路的知识学习。在教学过程的中后期，学生已经熟悉MATLAB/Simulink软件使用，就不必在课堂上现场建立电路的仿真模型。为了节约时间，把《电力电子技术》教材各个电路的仿真模型都事先建好备用，当讲解到哪个电路时就可以运行这个模型，改变参数看电路仿真结果。通过这样一个环节，让学生能够把电力电子变换器的工作原理、物理波形及数学关系等紧密联系在一起，从而全面掌握变换器的工作过程，为学生提供一种直接感性的学习方式，帮助学生更深刻地理解这门课程。

三、MATLAB/Simulink软件在实验教学活动中的应用

传统本科电力电子技术实验大都依托实验平台进行，实验平台的优点是安全、方便管理。但是依托实验平台进行的实验基本都属于演示性或验证性实验，硬件实验条件很难覆盖知识点的各个方面，动手能力提高较慢，同时，学生误操作多、实验装置损坏较严重，而且出现问题不知道如何分析解决，只能等老师来解决[4]，其主要原因是学生对所学知识掌握不够以及对实验台和操作缺少感性认识，直接导致误操作，学生应掌握的知识和应具备的能力没能落到实处。同时实验基本上局限于对教材中部分理论的验证，不能很好地与实际应用相联系，这使得教学工作比工程实际滞后很多，不能充分实现技术应用型本科人才的培养目标，对于学生能力的培养和将来的就业很不利。因此，我们在实践教学中采用实物实验与虚拟实验技术手段相结合的模式，即先仿真实验后实物实验的双实验环节。在实验教学环节上，依托实验平台进行，每章精选出1-2个实验作为必做实验教学内容，使学生通过做这些实验，熟悉并掌握实验设备及仪器仪表的使用方法，在掌握理论知识的基础上进行实验，各种电力电子器件的性能特性、各种应用电路的工作过程及技术指标也通过实验得以验证。同时，在现有条件的情况下，针对电力电子技术实验中存在的问题，采用计算机模拟仿真的手段进行弥补，用MATLAB/Simlink仿真软件对电力电子电路进行测试，根据教学内容设计了相关的仿真实验内容（10个课外实验），教师在课内布置要完成的项目，每个项目给学生提出一个设计要求（如设计一个三相交流电到直流电的变换电路，给出这个直流电源的具体性能指标，如输出电压的变化范围、电流大小、电压纹波系数等等，要求自己选择元器件，设计电路，并最终实现或仿真验证），要求学生完成简单的电路设计，实现所要求的电路功能，可以让学生在课外利用仿真软件自主完成。教师验证结果，做到课内和课外实验相结合，充分发挥学生的主体作用，培养自信，调动了学生学习的主动性、积极性和创造性。同时，通过对实际电路的仿真分析，可进一步提高学生对电路的认识分析和创新能力，弥补实物实验的不足。

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Abstract: Power electronic technology is the basic professional knowledge that must be mastered by the students of mechatronics major. In teaching, reform conducted in the course content, teaching methods and evaluation mechanisms has contributed to explore new methods and new ways to improve teaching quality, achieving better teaching effects.

Key words: power electronics technology; teaching method; teaching quality; evaluation mechanism

中图分类号： F407.61文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

电力电子技术是研究利用电力电子器件、电路理论和控制技术，实现对电能的控制、变换和传输的科学，是现代电子学的一个重要分支，是介于电气工程三大主要领域——电力 、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、通信、航空航天等很多领域具有广泛的应用。因此，电力电子技术是机电一体化专业学生必须掌握的的专业技术基础知识。

电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术。随着科学技术的发展，电力电子技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、计算机科学等许多领域密切相关。目前，电力电子技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。电力电子技术不但本身是一项高新技术，而且还是其它多项高新技术发展的基础。正是由于该课程是一门综合性学科，对于高职学生来说，如果是按照高等学校那样的传统式教育，即一般所指的“先生讲，学生听”，教师传授知识，学生接受知识的“灌输式教学”根本不适合高职学生的学情。

一、学情分析

首先高职学生学习该课程的目的是熟悉典型电力电子器件的工作原理 、外特性和主要参数、各类电力电子变换主电路的基本工作原理 、分析方法；了解电力电子技术在工程技术领域中的应用。针对他们而言，主要是会应用这些电路即可，不必参与这些电路的设计及计算。更不需要讲课时花在一些复杂公式的推导上，这样的教学效果适得其反，学生只会觉得课程内容枯燥无味，没有学习兴趣，尤其是某些高职学生的基础课的知识相对薄弱，要学习电力电子技术必须先学习电工技术、模拟电子技术和数字电子技术这三门基础课，而要求这三门课程的掌握程度为较好，有些学生对于这几门专业基础课掌握得不是很好，在此基础上学习电力电子技术肯定积极性不高，困难较多。

其次，电力电子技术是一门理论性和实践性均较强的专业技术基础课，以理论教学为主，附加开展的个别实验，尤其是大多数为验证性实验，没有从提高学生的学习兴趣出发，没有结合实际应用，这样的实验效果很差的。

根据针对高职学生的学情分析，结合学校已有的教学设备，我们提出了以实践为主的电力电子教学。

二、以实践为主的电力电子教学

1、采用模块化教学

对于电力电子技术这门课程，我们将其课程划分为二极管整流电路和晶闸管可控整流电路两大模块，共9个任务。每个模块的内容既是独立的，又有其明确的教学目标，完成每个模块既要通过实验，也要制作产品。使得内容的组织方式更符合学生的认知规律，易于激发学生的兴趣，同时有利于学生掌握与生产技术有关的必要的基本技能和动手能力。各模块内容如下：

模块 任务 教学内容

模块一：二极管整流电路 任务一：二极管 ①PN结的形成与特性；②二极管结构、类型和主要参数③一般二极管和特殊二极管的应用④二极管的识读和检测

任务二：二极管单相整流电路 ①直流稳压电源的组成②单相半波、桥式整流电路、滤波电路的工作原理③稳压管的工作特性和主要参数及使用

任务三：制作直流稳压电源 ①绘制原理图②制作PCB板③安装、调试

任务四：二极管三相整流电路 ①三相半波整流电路②三相桥式整流电路③整流器件的选用

模块二：晶闸管可控整流电路 任务一：制作台灯调光电路 ①单结晶体管②晶闸管③晶闸管的触发电路④绘制原理图、制作PCB板、安装、调试

任务二：晶闸管可控整流电路 ①单相半波可控整流②单相半控桥式整流电路③三相半波可控整流电路④三相半控桥式整流电路

任务三：晶闸管的选用和保护 ①过电流保护②过电压保护③晶闸管的选用和检测

任务四：逆变和交流调压 ①逆变的基本工作原理②单相交流调压的电路图及波形

2、以实践为主，简化理论教学

在进行任务教学时，通常将学生分成几个小组，循序渐进的完成各个任务。每个任务设置两至三个实验为主，相关的理论知识以简单介绍为主，主要是波形分析，以及简单的计算。学生通过亲自参与实验动手调出相应的波形，并且画出波形，记录相关参数，由此理解电路的工作原理，并且配有相应的思考题帮助学生加深理解相应电路的工作原理，或者是通过制作产品来理解电路的工作原理。比如说二极管单相半波整流电路，教师简单介绍二极管的单相导电性，以及单相半波整流电路电阻性负载时电路的工作原理。让学生完成电阻性负载时电路（图1.1）的输出电压波形的测量，得到如图1.2所示的波形，然后让学生将电感接入电路，变成电感性负载（图1.3）。让学生再次测量电路的输出电压波形，学生就发现在输出电压波形发生了改变，出现了一段负电压如图1.4所示。

图1.1图1.2

图1.3 图1.4

对于这种情况，学生会自己思考“为什么会产生这样的波形？”，自己去查找原因，在通过当场与教师交流，及时得到解答。通过这种方式学习，学生不仅对电路的输出波形印象深刻，更重要的是调动了学生的学习积极性，能够主动参与整个学习过程，这种学习方式比起在课堂中枯燥的理论教学生动具体，学生的学习效率高。

3、建立科学的评价机制

由于是以实践为主的教学模式，我们不再采用传统的学生学业评价中“一考定全局”终结性评价模式，采用多样化的考试方式，学生学业成绩的构成实行多元化，要将每个任务的完成情况作为平时考查成绩和最后的考核成绩按一定比例综合成为课程总成绩，特别重视与评价学生的创见和研究与创新能力及其成果，对于这样的学生给与一定的加分，作为一种激励措施。课程考核评价方案应在开课时公开地告诉学生，让学生能够主动参与评价，充分体现学生在学习中的主体地位。

三、教学效果

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电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术[1]。它是以高等数学、电路原理及模拟电子技术等课程为基础，同时也是自动控制原理，电机与拖动等专业课程的基础课，具有很强的实用性和综合性，是电气工程领域理论和实践相结合的专业核心课程之一，因此电力电子技术教学质量的好坏，将直接影响后续课程的学习[2⁃4]。电力电子课程概念多、知识面广、实践性强，这给老师讲课和学生理解带来很大的困惑，所以借助实验来加深学生对基本概念、基本理论和基本方法的理解很有必要。而传统电力电子实验教学受场地、器材、时间等诸多因素的影响，难以让学生达到基本的实验目标。虚拟仿真实验平台投入小，不受时间、地点的限制，具有一定的开放性，方便学生创新等优点。所以借助虚拟仿真平台来辅助课堂及实验教学会起到巨大的帮助作用[5⁃7]。本文借助Matlab/Simulink仿真环境，以及GUI（GraphicalUserInterface）设计友好的人机界面，通过GUI输入框中数值的不同，改变电路参数，即可在界面观察对应的波形变化。同时在界面中添加不同的入口画面，可以观察仿真原理图，以及该电路的原理分析。同时，在虚拟仿真平台中加入电路的闭环实例分析，加深学生对该电路的理解，提高学生的积极性和学习效率[8⁃9]。

1电力电子虚拟仿真平台的建立

1.1电力电子虚拟仿真平台结构

在设计GUI界面之前，首先需要确定虚拟仿真平台的结构。由于设计该平台的主要目的是为电力电子课程提供一个教学和实验的仿真平台，对电力电子课程中的一些常用电路进行动态仿真，帮助学生深刻理解电力电子课程中电路拓扑和电路实例。根据这些基本要求，并结合电力电子课程的特点，确定了虚拟仿真平台的结构框图，如图1所示。该平台包含了电力电子技术中常用电路，如整流电路、逆变电路、直流⁃直流变流技术、交流⁃交流变流技术及PWM控制技术5个基本模块。课程的其他内容可在虚拟仿真平台的基础上扩展，因此，该平台具有很强的通用性。为了使每个模块设计更加简单，虚拟仿真平台采用了分层设计方法，将该平台分为若干个模块，每个模块包括一些子模块。图2给出了直流⁃直流变流技术模块的组成框图，它包括原理分析、运行界面和实例分析三个子模块，其他模块的设计思想同该模块基本相同。

1.2Matlab图形用户界面设计

Matlab为用户提供了强大的集成图形用户界面开发环境（GUIDE），用户可以方便地设计图形用户界面，开发自己的用户程序[10]。图形用户界面（GUI）是由窗口、菜单、文字说明、标签等控件构成。用户通过提供的控件，如按钮、滑块、列表框等可以设计出易于理解的人机界面。一个图形用户界面必须包括控件（Compo⁃nent）、图形窗口（Graphics）和回调函数（Callback）三个部分，利用GUIDE创建GUI是常用方法之一。使用GUIDE创建GUI的基本步骤如下：（1）选择控件类型。根据预期的界面设计，选择控件类型。电力电子教学虚拟仿真平台中使用的控件主要包括按钮、输入框、标签、坐标轴及面板等。（2）设置控件属性。控件的基本属性包括字符（String）、标签（Tag）、字体大小（FontSize）、前景色（Fore⁃groundColor）等。通过设置控件属性，实现预期的功能指标。（3）编写回调函数。确定整个界面布局之后，需要编写控件的回调函数。鼠标右键单击控件，选择“查看回调”“callback”，编写回调函数。在界面设计中用到的主要函数如下：get_param（′boostdianlu/Vin′，′Amplitude′）；%获取电路输入电压幅值set_param（′boostdianlu/Vin′，′Amplitude′，a）；%设置输入电压幅值options=simset（′SrcWorkspace′，′current′）；%指定模型从当前空间运行，获取编辑框中输入电压幅值参数sim（′boostdianlu′，[]，options）；%使用sim（）函数使仿真模型从当前GUI函数空间进行仿真plot（tout，yout）；%将输出波形绘制到当前坐标轴对象上

1.3Simulink仿真模型

Simulink是Matlab的一个功能组件，为用户提供建模和仿真的工作平台。Simulink的SimPowerStems仿真工具箱提供电机与拖动、电力系统与自动化以及电力电子等仿真模块，几乎涵盖所有电力电子电路的仿真模块。按照电力电子电路的基本原理，利用工具箱提供的模块可以进行仿真电路的搭建[11]。以“升压斩波闭环仿真电路”为例，说明建立仿真模型的基本步骤：（1）调用功能模块。根据升压斩波电路原理图，确定所需功能模块，找到它们所在模块库。（2）创建并保存模型。建好模型后，使用Save命令保存，以便下次使用时直接调用。（3）连接模块并设置参数。将各个功能模块按照布局进行连接，并设置每个模块的参数。（4）运行仿真并显示结果。

2电力电子仿真平台实例

根据图1所示的虚拟仿真平台结构框图和图2所示的直流⁃直流变流技术模块结构框图，采用GUIDE设计各基本模块和子模块的图形用户界面，编写各控件对应的回调函数，响应用户操作。该GUI界面由主界面、原理分析界面、运行界面以及仿真模型四个部分组成。

2.1直流⁃直流变流技术主界面

主界面是访问该节的第一个用户界面，如图3所示。直流⁃直流变流技术主界面由标题和功能选择按钮组成。在主界面中列出了包括降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路等常用的六大类基本斩波电路。每一类电路中有三个按钮，对应三个入口，分别是“原理分析”、“运行界面”以及“实例分析”。用户点击其中任意一个按钮，即可进入对应的功能界面。

2.2升压斩波电路原理分析界面

以升压斩波电路为例，当点击“原理分析”按钮后，通过按钮对应的回调函数，就可跳转到升压斩波电路的原理分析界面，如图4所示。原理分析界面由三部分构成，分别是电路原理图、原理分析文字说明以及主界面按钮。学生通过原理分析界面巩固所学内容，进一步加深对升压斩波电路基本原理的理解，提高理论知识的学习效果。当点击“主界面”按钮时即可返回图3所示的直流⁃直流变流技术的主界面。

2.3升压斩波电路运行界面

当点击升压斩波电路“运行界面”按钮后，跳转到对应的运行界面，如图5所示。运行界面由参数设置栏，波形栏以及菜单栏三部分组成。在参数栏设置需要改变的参数，分别为电压E、电容R、电感L、电阻R。在输入框中输入对应的数值可改变仿真电路的参数[12]。波形栏共有三个坐标轴，分别显示输出电压，电感电压以及开关信号波形。菜单栏包括仿真按钮和主界面按钮两部分。点击“仿真”按钮进行电路仿真，点击“主界面”按钮返回图3对应的直流⁃直流变流技术的主界面。图5运行界面通过输入框改变仿真电路参数，不用在仿真模型中双击元件改变，提高了仿真效率，同时该界面可直观地观察电路参数的改变而引起的波形的变化。

2.4实例分析电路

当点击“实例分析”按钮后，打开以升压斩波电路为基础的闭环仿真电路图。“运行界面”只是针对课本中开环升压斩波电路进行操作，而在实际工程中，几乎所有的电路均使用闭环模型，由于闭环仿真电路在课堂中不作讲述重点，学生对闭环设计无从下手，不能将所学知识应用于实际工程。因此，在虚拟仿真平台添加“实例分析”入口，有助于学生从工程的角度理解闭环仿真电路的设计方法，以及闭环参数改变对电路的影响。

篇7

凡是需要电源，或者需要运动并对运动进行控制的场合，都离不开电力电子技术。可以说，现在已经很难找到一个完全不使用电力电子技术的工科领域。目前很多高校的工科专业都开设了电力电子技术这门课程。电力电子作为一项新兴的交叉学科要怎样与各相关专业的教学体系融合是一个仍需进一步探索的问题。目前，对于该课程，学生大都是通过课堂上教师的讲述来进行学习，因而教学的效果很大程度上决定了学生对于该门课程的掌握水平。要是教学质量或者教学方式跟不上时代的要求，就会严重影响学生的就业以及就业后的发展。因而，我们有必要在教学过程中主动发现问题并尽力改进。

一、电力电子技术教学中存在的问题

1.课程教学内容针对性不强

当前高校电力电子技术的教学，基本不能满足现代企业对人才教育的要求。这其中既有教材编排的原因，也有教师自身的原因。电力电子技术教材数量众多，堪称经典的也为数不少，但是很少有根据不同专业编排的有针对性的教材，通常的教材都是大而全，这给不同专业教学内容的取舍造成了一定的干扰。另一方面，由于任课教师本身对于电力电子技术在各专业的应用掌握不够全面，很难根据专业要求以及企业需求安排适合的教学内容，大多教师按照教材的编排从头讲到尾，学生不堪重负，苦不堪言，从而大大影响了学习效果。

2.教学课时紧，教学内容多

大部分高校电力电子技术课程安排的学时不高于48个（含实验），且有逐渐压缩之势。以笔者所在学校为例，自动化专业卓越班课时设置为48个（含实验12个），汽车工业专业产业班课时设置36个（含实验6个）。但电力电子技术课程的内容，总共10章，其中电力电子器件、四大类变换电路以及PWM控制技术都是非讲不可的重点内容。在不充裕课时内怎样兼顾教学的进度和教学的质量，这是大多数任课教师都在努力摸索的问题。

3.学生自主学习积极性不高

电力电子技术课程涉及的理论知识枯燥而又繁杂，让很多学生对其心有余悸从而兴趣乏乏，甚至有的学生因此对该课程产生抵触情绪。在高校的教学中，尤其是工科的专业课程学习中，学生大多数是被动接受知识，很少积极自主地进行学习，这也是高校工科专业教学面临的一个通病。

二、电力电子技术教学的几点改进方案

1.注重各课程间的交叉学习

当今各个行业之间都不是孤立存在的，因此学生需要掌握多门学科，才能更好地适应社会。电力电子技术的教学也是一样的，电力电子技术包含的范围较广，它和很多其他的学科是紧密关联的，在电力电子的教学过程中，把其他的课程和电力电子技术这门课程结合起来一起学习，这样更能起到事半功倍的效果。比如：可以将信息电力技术中的器件和电力电子技术中的器件进行对比学习，可以将电力电子中涉及的控制理论和方法和自动控制原理中学习的控制思路和方法进行对比学习，还可以将传统电力设备和电力电子设备进行对比学习，等等。

2.制订符合需求的教学方案

要根据不同的专业要求制订不同的教学方案，还要参考企业对人才的需求合理修正教学方案。不一定书本上所有的内容都要讲，很多内容更不需要深讲，要偏重于学生以后的工程应用。例如：笔者所在高校自动化专业、电气工程及其自动化专业以及汽车工程专业都开设了电力电子技术这门课程。自动化专业更强调弱电对强电的控制，电气工程及其自动化专业更偏向电力电子在电力系统中的应用，而汽车工程专业主要是为新能源动力汽车的研发打下基础。而这些专业中还单独分出更加偏重实践应用的产业班、卓越班，这些班级就会在普通班级的教学方案上适当压缩理论学时，而增加实践学时。只有摸清需求的教学方案，才能培养出学有所长、学有所用的人才。

3.改变传统的教学方式

由于电力电子技术课程涉及的理论知识枯燥而又繁杂，这让很多学生对其心有余悸而兴趣缺乏。事实上，电力电子技术同时也是一门实用性很强的课程，并不完全适合依照先讲解概念，再剖析原理，然后结合实际应用的传统教学模式进行，反而更适合采用先引入实际案例，再对其工作原理进行剖析，最后总结基本概念的逆向教学模式。这样，便能够从一开始就让学生感受到电力电子技术的实用性，从而最大程度地激发他们的学习兴趣。

逆向教学法和传统的教学法不同，它不是由因到果的推导，而是由果到因的回溯。在这样的教学活动中，教师起到的更多的是引导作用，学生能够变被动地接受为主动地学习。逆向教学法在教给学生新知识的同时还培养了学生分析解决问题的能力，理论结合实践的能力，尤其是创新的能力，而这些能力的培养能更好地帮助他们就业后快速适应工作岗位，将知识转化为生产力。

参考文献：

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KAN Xiu， LI Yuanyuan， LIANG Jianru， LUO Xiao， CHEN Xiaolong

（College of Electronic and Electrical Engineering， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 201620）

Abstract Modern power electronics is an effective bridge between 'force electricity' and 'weak electricity '. According to the construction of automation and automotive electronics and other majors' requirements， Modern power electronics has become the required course. Firstly， the common problems have been analyzed in the teaching process of modern power electronics. Then， the improved methods have also been discussed for modern power electronics teaching.

Key words modern power electronics； teaching； experiment

1 目前教学中存在的问题

1.1 任务重课时少

以我校自动化专业为例，现代电力电子学作为专业基础必修课一般安排48学时（包括课内实验4学时），教学重点包括电力电子器件和四大变换电路，如何在并不充裕的教学时间内完成教学内容并兼顾教学艺术与专业发展，已然成为摆在大多数授课教师面前的现实课题。

1.2 内容多信息大

由于教学任务繁重，且很多老师本身并不熟悉现代电力电子学在所授专业中定位与应用，造成授课过程中很难抓住专业要求合理安排教学内容，而是采用多媒体通篇教学的方法，课堂信息量过大、知识点零散，学生往往抓不住重点、不堪负重也就很难跟上授课教师的节奏，学习效果大打折扣，教学质量可想而知。

1.3 基础弱兴趣低

现代电力电子学的先修课程包括微积分、电路、数电和模电等，而这些课程（包括现代电力电子）所涉及的均为枯燥繁琐的理论知识，加之学时的限制，学生往往对这些先修知识的掌握程度达不到现代电力电子学学习的要求，这也无形中增加了学生对课程学习的抵触情绪，为课程的教学增加了很多难度。

1.4 强灌输少动脑

由于种种条件的限制，目前大多数高校采用多媒体大班式授课，教学方式生硬且单一，学生多被动接受知识，很少会积极主动学习。另外，课内实验本是检验学生对所学知识掌握的关键，也因为学生在实验时只是按照“过于详尽”的实验指导书，简单连线加上抄写数据与波形而顺利完成，使得实验的目的与意义尽失。

2 教学方式方法的探讨

2.1 立足专业完善方案

现代电力电子学虽被大多数工科专业选作修读课程，但是每个专业都有自己的方向需求，做到根据专业所需、参考企业所求、摸清未来发展，将专业、行业与学业有机结合起来，制订适应学科发展、行业需求的合理教学方案，做到把知识、技术与能力培养有效整合，建立起学生对学习内容和行业发展的直观认识，调动学生的主观能动性，使其挖掘自身所长，从自身兴趣出发完成课程的认识和学习，同时掌握理论知识和应用技术，才能成为真正的专业人才。

2.2 条理清晰提高效率

教师要根据教学方案合理安排授课内容，注意条理性并突出重难点，明确各内容板块的教学顺序，以便学生能相对轻松地跟上教师的授课节奏，清楚地理解并掌握所学知识。教学过程中时刻注意学生的反应，尽量做到换位思考，多从学生的角度去分析教学过程，在问题释义难点分析时，注意给学生尽量创造一个可自由发挥和想象的空间，充分提高课堂教学的效率。并注意在每节课中将上节课的典型问题、作业难点和学生建议反馈给课堂，解决问题的同时也加深了学生的理解。

2.3 加强实践培养创新

对于以培养技术型人才的工科院校来讲，在教学过程中完成对学生实践能力和创新能力的培养成为其重要任务之一。实验教学正是提高学生动手实践与动脑创新的主要途径，而课内实验由于其自身的特点，要求学生在掌握必要的基础知识的同时，理解实验目的、实验原理、实验方法和实验步骤，正确完成实验仪器使用、实验数据分析和实验报告撰写等一系列工作，让学生们在实验过程中理解书本知识验证所学内容。鼓励学生在实验过程中提出问题解决问题，激发学生内在的学习欲望，全面锻炼学生的学习能力、创新能力和实践能力，促进学生的多方面协调发展。

2.4 优化方法灵活教学 （下转第96页）（上接第94页）

在现代电力电子的教学过程中，大多数教师沿用了理论教学的传统教学方式，即板书为主和PPT播放辅助，而我们知道现代电力电子其实是一门应用性很强的学科，教学过程中不宜只重视理论推导，而忽略实际应用。教师应多从实际情境出发，引出教学内容的同时，激起学生的兴趣，更能形象地说明所学知识的应用背景。且在授课过程中注意板书强调重点的同时，也可以穿插图片、动画和视频等教学手段，以便学生对难点知识能够更为生动直观地理解和接受。注意师生互动，提问学生的同时也允许学生提问，加强学生的课堂参与性，时时掌控课堂气氛。

2.5 加强交流突出团队

一门课程的教学想要得到真正的发展，单靠授课教师个人的力量是很难走远的，只有发挥团队的力量，协作分工群策群力才能做到真正的不断向前。团队内教师互相交流、互相听课和互相帮助，从教学方案、教学内容、教学方法和教学分析几个方面共同探讨，以期发挥每个教师的潜力，促进课程教学水平的提高，并应特别注重对青年教师的教学指导，利用现有资源帮助他们快速走上讲台，为学科的快速发展打牢每一步基础。并根据专业特点和学科发展需要，利用团队优势打造符合自身特质的精品课程。

3 结束语

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作者简介：李林琳（1977-），女，辽宁沈阳人，长春工程学院电气与信息工程学院，配电自动化吉林省高校工程研究中心，讲师；邢顺涛（1976-），男，吉林延吉人，长春工程学院电气与信息工程学院，讲师。（吉林 长春 130012）

基金项目：本文系2011年长春工程学院教学研究课题的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0064-02

“电力电子技术”是电气工程及其自动化专业的专业基础课程，在人才培养方案和课程体系中起着至关重要的作用。通过“电力电子技术”课程的学习，使学生掌握电力变换的基本理论知识，为后续专业课程打下坚实的理论基础。本课程来源于工程实践，理论与实践并重，因此，本课程将实践贯穿始终，具有层次性和互补性。通过理论教学、实践锻炼、MATLAB仿真等教学活动，有助于提高学生理论联系实际和应用创新的能力。

一、“电力电子技术”课程教学改革的必要性

目前“电力电子技术”的教学仍然停留在传统的教学模式上，即在课程教学中依照教材的内容和顺序讲述各种电力变换原理。[1]这种传统的教学模式存在以下弊病：第一，传统的教学思想重视学生对书本知识的掌握程度，忽视学生的素质教育，忽视学生应用创新能力的培养；第二，传统的教学形式方法单一，课堂上教师讲授课程，学生只是被动参与，这样很难激发学生的学习兴趣；第三，由于现行教材不能很好地体现电力电子技术的应用和发展，且教材中讲授的理论都只集中在技术层次，而忽略了现场应用的实际因素。因此现有的教学存在与实际脱节的情况，从事电力系统及相关行业工作的学生走上工作岗位后，还需投入大量的时间去了解电力电子技术的新原理和在电力系统中的应用，以及电力变换对电力系统的影响。

本文主要是针对长春工程学院（以下简称“我校”）电气自动化专业的“卓越工程师培养计划”，在“电力电子技术”课程教学中探索科学合理的教学方法，加强实践教学工程针对性，培养学生创新思维，提高学生理论联系实际的能力，为成就未来的“卓越工程师”奠定基础。

二、探索“电力电子技术”课程的教学方法

1.采用多媒体教学，增加教学的直观性

由于“电力电子技术”课程中有很多电力变换的原理需要画波形，受板书的限制，授课的信息量很有限，所以可将“电力电子技术”课程的有关内容制作成多媒体课件进行讲解。讲述时多媒体教学可与黑板手写教学同时进行，将多媒体教学和手写的重点、难点知识相结合，增强教学效果。

现在“电力电子技术”课程的多媒体课件有很多，但是这些课件普遍存在一个共同的缺点：课件制作过于简单，缺少动画和过程讲解，很多原理图都是直接出现，很多结论也是直接给出，这样对于刚刚接触电力电子的学生来说很生硬，很难提高学生的学习兴趣。对于“电力电子技术”课程的改革，首先从课件入手，重新制作课件，在课件中增加大量动画和工程实例。比如在讲授整流电路时，对于每一种整流变换的电路图结合工作原理都制作了动画。教师在上课时，讲到某一回路和器件时，该回路和器件都有明显的标注、声音和动画变换。这样，学生有更直观的视觉和听觉感受，加深对工作原理的理解。

2.引入问题教学法，激励学生自主学习

该方法是指采用互动学习的方式，在引出一个新的知识点时，教师首先将问题提出，让学生先进行充分讨论，通过问题来激发学生学习的自主性，然后由老师进行总结，得出一个正确的结论。例如，老师在课堂上给学生提出问题：如果三相桥式整流电路中，某一相触发电路的触发信号丢失，整流电路负载侧输出的波形会是什么样？先请学生阐述自己的观点，然后由老师理论讲解。教师还可以利用MATLAB程序，在课堂上演示，使学生加深对理论知识的理解。这种方法可以极大地激发学生的兴趣，使学生成为主动的学习者。问题式教学方法与国际教育相接轨，国外的教育跟注重人的培养，老师不会每天给学生留作业，通常会让学生准备课题，上课进行讨论。国际教育更需要学生自己主动学习，学习完全是自己的事，这样更好地培养学生的逻辑思维、语言表述和创新意识。

3.推进案例教学法，引领学生探究工程实践

“电力电子技术”的理论教学应与电力企业及日常生产、生活实例相结合。实例可根据教学内容穿插引入，课堂上引用的例子尽可能是学生日常接触过的或电力行业中的设备，这样学生会更感兴趣。相关章节举出相应实例，指出课本上的基本电路、基本原理是怎样运用的实际中去的。这样一方面能深刻地讲述教材上的基础知识，另一方面能扩大学生的专业应用能力，将会有更好的教学效果。例如，在讲完脉冲宽度调制技术（PWM）基本原理内容后，通过风力发电生产案例引入变频器。首先给出变频器的主电路及各部分参数要求，其次根据变频器的主电路图，结合理论课讲过的整流、逆变和PWM控制理论给出变频器的工作原理，最后可以利用MATLAB仿真软件给出逆变器各参数波形图。

同理，在讲授电力电子各部分基本知识的基础上，可以适时地引入电力企业生产实际案例，使学生对电力电子技术在电力系统中的应用和电力变换对电网稳定性和电能质量的提高、及电力电子新技术的发展对新能源、高压直流输电和柔流输电技术等的影响有所了解，以提高学生的理论知识和实践能力。

三、加强实践教学

“电力电子技术”是一门实践性很强的课程，实验实践环节占据十分重要的位置。通过“电力电子技术”课程实验、实习、教学仿真及学生的科技创新活动等活动，构成了螺旋上升式的实践教学体系，逐步提高学生的实践动手及应用创新能力。

1.课程实验

电力电子实验室实行开放式管理，开设近十个实验，教师教学中可根据需要从中选做5个的实验。每个实验每个班级分批、分组进行，每组最多不超2人，每次实验都由任课教师和一名电力电子实验室老师共同指导，这样教师可以对每组学生进行详细指导。通过课程实验，可以增加学生的感性认识，提高学生的动手能力，激发学生对所学知识的探索欲望，加深对理论知识的理解。

2.仿真教学

仿真实验模块主要是根据教学内容设计了相关的仿真实验内容，要求学生完成简单的电路设计，实现所要求的电路功能。为完成“卓越工程师培养计划”的目标，现将MATLAB仿真引入到电力电子技术的理论与实践教学中，培养学生分析解决问题的能力，在掌握基本理论知识的前提下，培养学生创新意识。

在对比目前比较流行的仿真软件后，发现MATLAB更适合电力电子仿真。用计算机仿真可以方便地进行不同器件、不同参数的比较，进行反复试验。MATLAB提供的仿真工具箱SIMULINK，是一个功能十分强大的仿真软件，可以根据用户的需要方便地为系统建立模型，并且十分直观，它的仿真精度很高，仿真结果准确。应用计算机仿真来研究电力电子技术，有利于提高研究效率，降低研发成本。

“电力电子技术”仿真所用到的电气、电子元件模型全部都包含在MATLAB元件库里面。在MATLAB提示符下键入Powerlib命令，这个命令将打开SIMULINK仿真窗口，同时显示出电力系统模块工具箱。电力系统仿真环境简称“psb”，它几乎提供了组成电力系统的所有元件。其中包括：同步机、异步机、变压器、直流机、线性和非线性模块、传输线路、断路器、负荷模型、电力半导体器件、控制元件、测量元件以及信号显示模块等等。

应用MATLAB软件，着重研究整流、逆变、斩波及变频等基本电路的仿真及其波形结果分析，验证课本中的基本原理。例如整流电路中，对不同的触发角、不同的负载时参量输出波形会产生什么样的差别等，使学生能够对这些比较难以理解的抽象内容有一个直观的认识。如图1单相桥式可控整流电路原理图。

在仿真电路中，更改负载的参数就可以得到不同负载类型，如电阻性负载和阻感负载。对于相位控制的整流电路来说，控制角的相位直接影响输出波形，可以利用MATLAB仿真调整控制角α数值，观测单相桥式整流电路的输出波形，及晶闸管两端的电压、电流的波形图。当α=60°时，各参量输出如图2。

MATLAB软件也可以对一些复杂电路进行模拟仿真，如改变触发角对波形的影响、缺相对波形的影响等等，并对其波形结果进行量化分析研究。通过改变各项输入参数观察其波形变化，从而使学生对电路模型能够熟知和精通，加深印象，改善课堂教学效果。

3.体验式教学

根据卓越工程师培养计划，为提高学生的实践能力，部分课程的实践环节可占总学时的50%，根据“电力电子技术”课程的特点，可将课堂直接搬到仿真实验室、实训基地甚至单位现场。根据现场实际设备结合所学的理论知识进行讲解，加深学生对电力电子技术一些抽象概念的理解，做到理论与实际相结合。

对一些有兴趣的学生，可以组织参加教师的科研实践、学校或省级科技创新计划、全国电子大赛等。很多学生在比赛中获得优异的成绩，取得良好的效果。通过引领学生参与学科竞赛及科技创新活动，使学生对于知识的应用与创新有了完整的体验。

四、结论

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中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）06-0237-02

0 引言

电力电子技术是应用在电力领域的一门技术，主要是通过运用电力电子器件对电能实现变换和控制的技术。电力电子技术与信息电子技术合称为电子技术，但二者又有本质的区别。电力电子技术是电力、电子与控制三大领域的交叉学科[1]。目前，电力电子技术作为节能、环保、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化，硬件结构模块化，产品性能绿色化的方向发展，有着广阔的发展前景1[2]。

《电力电子技术》作为电气工程及其自动化专业的一门很重要的专业基础课，与生产实际联系非常紧密，其内容繁杂，原理抽象，图形复杂，同时又涉及电子，电力，控制理论等多学科内容，是学生一直认为比较难学、难懂的一门课程。随着电力电子技术的发展，内容不断增加，那么如何在有限的学时内获得更好的教学效果，让学生较好地掌握课程内容，并培养学生的工程实践能力和科学创新精神，增强学生的学习兴趣，是一项迫切须解决的问题。本文就笔者在《电力电子技术》教学方面的经验来谈谈《电力电子技术》教学改革的一些措施。

1 教学现状及存在的问题

1.1 理论教学方面 传统的课堂教学中，教师主要是按照电力电子技术的知识体系按照教学计划以板书的方式进行课堂教学。这种教学方式的缺陷是对于电力电子技术器件的原理，结构以及电力变换电路的波形分析等不能明确、详细地进行分析。虽然后来在理论课堂上采用了多媒体课件教学方式，但是大多数老师还是采用了“读”课件的方式，使得学生总是被动接受，同时也不易理解。

1.2 实验实训教学方面 随着我院招生规模的扩大，实验室现有设备已经远不能满足所有的教学任务。就《电力电子技术》课程方面而言，所带来的问题是：课内实验不能及时完成，更不能完成一些创新性实验。《电力电子技术》课程设计以及毕业设计方面，更是“纸上谈兵”，实践操作机会的缺乏，加之由于学生人数较多，题目比较集中，因此抄袭现象严重。

2 《电力电子技术》的课程改革

2.1 教学手段的改革

2.1.1 提高学生学习的积极性 经验证明，要取得良好的教学效果，关键是要激发学生的学习兴趣，兴趣是最好的老师。让学生保持对所学知识的兴趣和渴求，其才会主动、认真地去学习。

例如，在讲“绪论”的时候，重点给学生介绍电力电子技术的应用部分，比如充电器、节能灯、变频空调等等，让学生明确电力电子技术就用在自己身边。这些看得见、摸得着的例子大大激发了学生的兴趣，激发了学生的求知欲望[3]。

2.1.2 教学手段的改革 总结以往的教学经验，我们采用多媒体+板书的教学手段。多媒体课件PPT是提纲性质的，给出关键性的图，公式及语句即可。那么在讲授的过程中，对于这些图的分析，公式的推导就要借助于黑板，将重点内容进行详细讲解。这样才能既提高教学效率，又使学生更容易接受。再者，多媒体课件要适当体现教材里没有体现出来的内容，比如利用一些仿真软件，动态地对电路进行仿真。提高学生的接收兴趣。例如在讲解直流斩波电路的时候，可以对Buck变换器进行仿真，观察其纹波电压的变换情况，在滤波电路前后，纹波电压波形变化情况如图1所示。

通过演示，让学生对纹波电压波形有了更深一层次的了解。这样的演示可以激发学生学习仿真软件的兴趣，比如PSpice软件[4]，让每个人都能亲自动手接触电路，进行器件接线、参数设置。边连线、边测试、边修改、边分析，并与理论计算结果进行对照，分析各元件参数对电路的作用和影响，调试和测量过程就是最好的学习过程。这样不仅让学生对所学的知识有了更深的认识，还能锻炼其自学能力、动手能力、分析问题的能力，也提高了学生利用现代教育技术手段进行创新学习的能力。

同时在讲授的过程中，不能一贯采用“满堂灌”的形式，要加强训练学生通过对比、总结的形式来加深理解知识的能力。例如在三相整流电路中，各电路的主要参数如表1所示。

这样既便于学生的理解，也能节省课时，给讲授新知识、新技术、新产品腾出时间。有效利用课堂教学，有利于启发和培养学生的创新意识和创新能力，增强学生的发展后劲。

2.2 教学内容的重新调整

2.2.1 教学重点的改革 《电力电子技术》主要分三大部分：器件、电路、控制[1]。器件是基础，电路是主体，控制是拓展，三者相互支撑，相互配合，构成一个整体。

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案例教学法是一种先进的教学方式，教师根据工程生产实际给出若干案例，学生分成若干研究小组，在教师地引导下组织文献查阅、研究和讨论，在规定时间内完成案例的设计后，通过报告的形式汇报研究成果，汇报完成后由教师和学生共同进行对相关问题的讨论。在这种教学方式下，学生由被动的接受者转变为知识的发掘者，实现教师与学生、学生与学生间的互动。与传统教学方式相比，案例教学法的优势十分突出，大大改善了教学效果，因此已经在我国高校的课堂教学中得到应用。[6，7]电力电子技术在工业生产和国民生活中应用广泛，同时也综合了电子技术、电路、自动控制等多个学科，因此具有很强的工程性和综合性。同时，“电力电子技术”强调理论联系实际，因此必须重视实践性教学。在“电力电子技术”的教学中引入案例教学法，对于达到课程的实践性和综合性要求，调动学生学习的自觉性和主动性，提高学生自学能力和实践能力，改善教学效果，大有裨益。

案例教学法的实施过程

新型教学法的实施步骤为：1.提出课题（案例）将全班学生分为5个课题小组，小组可由教师划定，学生也可以自由组合。根据“电力电子技术”教学大纲和教学目标要求，选取实践性较强的5个案例，分配给5个课题小组，每个小组负责1个课题，课题的选择由各组自行协商。由于学生刚刚接触“电力电子技术”，因此教师在选择案例时需注意案例的难度，案例不能过于简单，需具有挑战性，但也不能难度过大，占用学生过多的时间，甚至令学生失去兴趣。经过实践，笔者给出的第一批5个案例为：级联式晶闸管整流器的设计、高功率因数PWM整流器的设计、SPWM逆变电源的设计、矩形波交流电源的设计、高频高压脉冲电源的设计。当然，案例的选择并不是一成不变的，为了防止部分学生向上一届学生索要案例设计结果，同时考虑到电力电子技术发展迅速，每一届教学中都将对案例进行修改或更换.2.研究学习各课题小组根据案例的要求，进行分工合作，首先要充分理解教材，判断案例涉及教材中的哪部分章节的内容，深入阅读教材，然后根据教师提供的文献资料及学习方法，通过图书馆、期刊网等文献检索工具的帮助，查阅相关文献，对课题进行拓展学习。由于课题涉及的电路、自动控制等方面的理论较多，需要学生阅读较多的文献。小组成员之间需要经常沟通和讨论，并进行材料的整合并为报告做准备。3.仿真研究由于学时以及实验条件所限，学生无法对每个设计出的电路进行实验研究，为了检验设计结果的正确性，可采用仿真验证的方法。目前，有多种仿真软件可以仿真电力电子电路，其中最常用的是Matlab/Simulink和PSIM。这两种软件已被许多教师用于课堂教学中，但学生动手使用的并不多，实际上，这两种软件易学易用，学生无需在学习软件的使用方法上花费太多的时间。在案例设计过程中，学生可以随时用设计的仿真程序验证设计的正确性；设计完成后，要给出不同拓扑结构、不同控制策略、不同电路参数和控制参数下的主要波形，并由此确定最佳拓扑和参数。在第二和第三阶段，学生可通过网络课程平台与教师交流。4.报告讨论报告和讨论是案例教学法的重要环节，一般安排在课程结尾阶段进行。由于学时的限制，为每个案例分配的时间为20分钟～30分钟。课题组推举一位报告人，报告人应在报告前做好PowerPoint讲稿，报告时用5分钟的时间介绍案例的要求和设计结果。余下时间由全体学生讨论设计的合理性，学生也可以提出各种问题，由报告人进行解答，报告人解答不了的，由该课题组的其他成员解答。教师在此过程中应对讨论的深度和广度加以把握，最后对案例设计的结果进行点评，并记录学生在报告和讨论过程中的表现，作为考核的依据。5.撰写小论文通过一个学期的学习与实践，每个学生提交一份与案例相关的研究性小论文，教师应要求每个课题组内各成员间的小论文内容有区别，即应侧重于自己所研究的那一部分。6.期末考核期末考核的成绩由三部分组成：报告和讨论过程中的表现以及小论文的质量。为了保证考核的公平性，教师在布置任务时要为课题组的每个成员分配不同的工作。以“SPWM逆变电源的设计”为例，可将案例拆分为若干子课题，如：单相逆变电源的设计、三相逆变电源的设计、常规SPWM调制方法研究、梯形波SPWM调制方法研究、鞍形波SPWM调制方法研究等几个子课题。在小组成员较多的情况下，可令其中一部分同学用Matlab/Simulink仿真，其余同学用PSIM仿真，这样不仅使每个学生都有相互独立的任务，还可将不同仿真软件得到的结果进行相互验证。

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作者简介：刘晋（1974-），男，河北涿州人，华北电力大学电气与电子工程学院，讲师；牛印锁（1973-），男，河北定州人，华北电力大学电气与电子工程学院，高级工程师。（北京100026）

基金项目：本文系华北电力大学2010年教改项目的研究成果。

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）06-0064-02

随着电力电子器件制造技术和微机技术的发展，电力电子技术在电气工程的各个领域得到了广泛的应用，电力电子技术在各个领域的应用带来了相应领域的技术革命。

在电力系统领域，电力电子技术除了广泛地应用于发电、输电、配电和用电等环节，在太阳能光伏发电、风力发电等可再生能源发电领域、电动汽车应用和节能等领域也得到广泛的应用。电力电子技术的广泛应用对电力电子技术教学和研究都提出了新的要求和内容。

“电力电子技术”已经成为电气工程专业重要的专业基础课。由于专业背景和就业方向的不同，国内不同高校以及国外大学在“电力电子技术”的课程设置、教学内容、教学重点、教学手段、实验内容以及后续专业课程设置等方面存在许多异同点。

本文对国内外几所大学“电力电子技术”本科教学方面的情况进行了初步的对比，对其教学安排、教学内容与手段和实验情况进行了对比总结，希望这些对比和总结能够帮助从事电力电子方面教学的教师开拓教学思路、丰富教学手段、提高教学效果，为该课程的教学提供有益的参考和借鉴。

国内大部分理工科院校都开设了“电力电子技术”课程，本文选取了国内的清华大学、西安交通大学、浙江大学、南京航空航天大学和华北电力大学进行了比较分析；国外大学选取了美国麻省理工学院和英国曼彻斯特大学进行了比较分析。

一、课程设置比较

清华大学电机工程与应用电子系、信息科学技术学院自动化系开设了“电力电子技术”课程，机械工程学院汽车工程系开设了“汽车电力电子学”。后续相关课程有“直流输电技术”、“电力传动与控制”、“电力拖动与运动控制”。

西安交通大学电气工程学院、电子与信息工程学院自动化科学与技术系开设了“电力电子技术”课程，共56学时，包括8学时的4个实验项目。

浙江大学电子信息工程、电气工程及其自动化和自动化等专业开设了“电力电子技术”课程，共56学时，包括16学时的实验项目，实验学时数相对较多。

南京航空航天大学电气工程及其自动化和自动化等专业开设了“电力电子技术”课程，共72学时，包括16学时的实验项目，总学时数和实验学时数相对较多。

华北电力大学电气与电子工程学院电气工程及其自动化专业、信息工程专业，控制与计算机工程学院自动化专业开设了“电力电子技术”课程，共48学时，包括8学时的4个实验项目。后续相关课程有“电力电子技术应用”（专业选修）、“HVDC与FACTS技术”、“电力电子课程设计”和“电力电子综合实验”。

国内几所高校课程开设情况见表1。

美国麻省理工学院EECS（电气工程与计算机科学）系开设了“电力电子技术”（Power Electronics）课程。

英国曼彻斯特大学EE&E（电气与电子工程）学院为电气与电子工程专业、机械电子工程专业2年级开设了“电机、拖动与电力电子”（Machines，Drivers & Power electronics）课程，上述两个专业在3年级开设了“调速”（Variable Speed Driver）和“电力电子”（Power Electronics）课程。

英国诺丁汉大学EE&E（电气与电子工程）系为电气与电子工程专业2年级开设Power Supply Electronics；为电气工程与可再生能源系统专业2年级开设Power Supply Electronics，3年级开设Power Electronic Design，Renewable Generation Technologies and Control，FACTS and Distributed Generation，Energy Conversion for Motor and Generator Drives，以及选修课程Advanced AC Drives，Technologies for Wind Generation，Advanced AC Drives with Project，Advanced Electrical Machines等相关课程。

从课程设置上看，国内大多数高校电气工程专业基本都将“电力电子技术”作为专业基础课程。但不同专业特色的学校在其后续课程设置上差别较大，该专业学生未来就业的方向和领域对后续课程的设置影响很大，这也是各个学校在电力电子技术教学上最具专业特色的地方。

二、教学内容比较

国内高校在“电力电子技术”课程教学内容上相差不多，主要内容有：电力电子器件、整流电路、逆变电路、直流斩波电路、交流―交流电力变换、电路脉宽调制（PWM）技术、软开关技术和电力电子应用介绍等内容。南京航空航天大学还增加了功率变换器中的磁性元件设计方面的教学内容。

麻省理工学院EECS系“电力电子技术”课程内容主要有：整流器，功率因数畸变检测与校正，磁场，DC/DC变换器，隔离DC/DC变换器，DC/AC变换器，EMI滤波器，损耗与吸收电路，软开关，热设计，控制，三相系统介绍，多相整流器，开关电源，谐振变换器，实际的电力电子系统设计中的相关问题和课程设计等内容。

英国曼彻斯特大学EE&E学院的“电机、拖动与电力电子”（Machines，Drivers & Power electronic）课程内容主要有：交流感应电机、交流同步电机、变压器、相控整流电路及其应用。“调速”（Variable Speed Driver）的主要内容有：感应电机特性，变频调速原理等。

通过对比可以看出，国内外大学在“电力电子技术”课程内容上差别比较大，侧重点也各不相同。国内使用的“电力电子技术”本科教材大都是在介绍电力电子开关器件的基础上，对各种交、直流电能变换电路的结构和工作原理进行定性和定量的分析，并涉及一些相关的应用技术。国外教材则更注重最基本原理介绍和电力电子实际应用电路系统的设计和计算分析。

三、教学方法与手段比较

在教学手段上，国内外大学大体相近，大都采用多媒体、动画技术与黑板相结合的教学手段。另外，国外大学采用手写、打印胶片投影授课也较为普遍，在课前把授课讲义发放给学生。

国内高校教学主要以课堂讲授为主，由于学生人数比国外学生多，课堂的互动性以及课堂讨论比国外高校要少，且效果不好。另外，国内学生课外查阅文献资料和阅读材料的环节常常被忽略，这点与国外高校差别较大。

在辅助教学方面，国内外大学形式上差别不大，主要通过习题课、答疑、平时测验和复习课等方式帮助学生进行课下的自学和考试前的复习。

四、实验环节比较

在基础实验内容上，国内高校基本上以电力电子器件特性、相控整流电路实验、直流斩波电路实验、交流电力控制电路实验、负载换相式逆变电路实验、交―直―交变频电路实验、SPWM逆变实验等作为基础实验。由于各个学校的实验条件和专业特色不同，开放性和设计性实验的内容和开展情况差别较大。

曼彻斯特大学EE&E学院电力电子课程实验内容较少，实验室条件（如实验室面积，实验台套数等）不如国内许多高校，但其学生对撰写的实验报告非常认真，国外学生正是通过认真撰写实验报告加深了对于实验原理和内容的理解。

在后续课程实验中，各学校侧重点各不相同。如华北电力大学在后续课程中开设开发了闭环直流电机脉宽调速实验、静止无功补偿（SVC）实验、高压直流输电（HVDC）实验等针对电力电子技术在电力系统应用的专业实验内容，具有鲜明的电力系统专业特色。

国内多数高校都存在学生人数多而实验室设备套数少，实验重复次数多和实验室教师工作量大的情况，这种情况在短期内很难解决。电力电子网络实验平台和虚拟实验室的研究和建设可以为该问题的解决提供一定的思路。

五、启发与体会

通过对国内外几所大学在电力电子技术本科教学方面的对比，有很多值得我们学习和借鉴的思路和方法，在“电力电子技术”教学改革中，笔者认为应注意以下几点：

（1）建立系统教学的观念。在课程体系的设置、教材编写、课程内容组织和实验项目安排的过程中，从电力电子系统的角度出发，结合本学校开课专业未来的应用领域，将相关的知识与未来实际应用有机融合起来，使学生深入了解电力电子技术在未来工作中的应用，从而提高学生的学习兴趣，使学生学习做到有的放矢。

（2）注重电力电子基础实验和设计性实验相结合，培养学生的电路系统设计思想和能力，根据本校专业发展和应用的实际需要开发相应的专业应用实验项目。

（3）注重课堂教学、仿真验证、实验验证和电路设计有机的结合。丰富教学手段，通过仿真与实验的对比分析，使理论和实践相结合，提高教学效果。

（4）建立电力电子教学资源平台，为国内各个高校相关专业的教师和学生提供一个互相学习、交流和资源共享的网络平台，从而不断提高“电力电子技术”及其相关课程的教学水平，为广大的师生营造良好的学习和学术研讨氛围。

六、总结

本文对国内外几所大学“电力电子技术”本科课程设置、教学内容、教学方法与手段、实验环节等进行了比较和分析，对“电力电子技术”教学提出了一些建议，希望为该课程的教学和教学改革提供一定启发和有益的参考。

参考文献：

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一、存在的主要问题

1.理论方面。

电力电子应用广泛，涉及知识面较广，传统的教学内容未能突出课程内容的应用性，没有针对具体专业的培养目标和学生毕业后可能从事的工作而相应调整，不利于调动学生学习积极性，培养分析问题、解决问题的能力。基本采用灌输式课堂教学方法，没有给学生留出充分的时间消化学习内容，使学生逐渐产生了厌学情绪。

2.实践方面。

随着电力行业突飞猛进的发展，很多新的电力电子产品取代了旧的产品，要在教学过程中不断增加新的电力电子产品的介绍。大部分高职院校仅采用挂件结构的实验台或实验箱完成实验，基本上所有实验相关的电路和系统都是封闭式的，所有电路模块接线都用端子引出来，学生只需连接好这些外部端子即可。应用这种实验模式，学生不容易了解新的电力电子产品，加大了学习难度。

二、课程教学改革措施

针对目前教学中存在的问题，我结合实际情况，进行了因地制宜的教学改革与探索。

1.及时更新教学内容，进行知识整合。

课程注重学生实际应用能力的培养，以岗位职业能力为依据，结合学生的认知特点和教学规律，变传统的多重循环学习体系为以就业为导向、岗位技术为导入的课程体系，按照“项目导向――任务驱动”的模式，以实际产品作为载体，把理论和实践深度融合，将课程内容进行“序化”，设计一个大的项目，包含多个子项目，每一项目都反映了各种与电力电子相关技术的工作岗位需要的知识和技能要求。要更新教学内容，进行整体知识整合。如对“电力电子器件”部分，以全控型器件为主，重点介绍器件外部特性、极限参数的应用、器件的驱动保护及故障的监测；对“电力电子电路”部分，重点讲述四大类基本变流电路，即AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC变流电路；对“控制技术”部分，重点介绍PWM技术；对新技术方面，重点介绍软开关技术。还要传授该学科的前沿知识，注重结合工程实际，介绍实用性的电力电子装置。如矩阵式交―交变换器、电网谐波抑制技术、功率因数提升技术等内容。也可介绍一些日常应用装量，如电子镇流器、汽车用电子调节器电路等。

“电力电子技术”课程教学必须将教学与行业发展、最新技术及实际应用等多方面内容结合。例如在讲授功率变换技术时，注意将电路与高频变换器、新型开关电源及新能源等的应用结合。这样学生不仅能对学习内容有更加直观的认识，而且能掌握最新的行业发展新动态。

2.调整实验实训内容，保证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，以利于学生掌握基本理论、基本原理；其次要对原有的实验实训内容进行筛选、补充、综合，减少验证性实验。从简到难、分层次地设置实验，不断开拓新实验实训项目，多进行一些综合性、设计性实验实训。

根据教学内容的调整，保留了原有晶闸管整流、逆变的验证性实验，使学生对本课程的应用有了初步认识。在器件研究上以全控器件研究为主，对直流斩波、交―交变换及PWM控制技术部分的内容，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，由学生自行设计线路，选择器件及其驱动电路和保护电路。此外，增加信号的调制――SPWM信号的产生与实现、电力电子电路闭环动态特性观察及超调量抑制、DC/ACSPWM单相全桥逆变电路设计等综合性实验，包括引入电力电子电路的计算机仿真实验内容。

3.充分利用软件资源，提高实际能力。

在每一种电力电子器件或电能变换电路的介绍中加入应用实例，可通过MATLAB在MATLAB/SIMULINK系统仿真。让学生自己动手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。

在电力电子技术课程教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了促进作用。掌握了仿真方法，学生的想法可以通过仿真验证，对培养学生的创新能力很有意义，并且可以调动学生的积极性。实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的，受到学时的限制。仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。仿真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。

4.充分发挥学生的主体作用。

在课堂教学中，教师应该换位思考，充分引导学生的同步思维，提高教学效率。在重点和难点处穿插提问，给学生创造一个自由发挥的空间，并注意将作业中常见问题、答疑中典型问题和学生学习过程中的建议反馈到课堂中去。

教学中强调授课内容的条理性，将每节课内容分成若干组成部分，在课件中以目录的形式体现出讲解内容的顺序性。以直流变换器章节为例，其由电路的结构、工作原理分析、量化计算、电路特点及复习等部分组成。其中工作原理分析作为重点部分在目录中突出标注，使学生跟上讲授节奏。

参考文献：