电力电子技术实训范文

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“循环互辅”实践教学方法建立在“建构主义的学习观”的基础上，建构主义的学习观认为：知识不能简单地通过教师传授得到，而是每个学生在一定的情境下通过自主探索、小组协作等学习方式，达到对所学知识意义的主动建构。传统的电力电子技术实践教学，学生的自主学习能力没有得到有效培养。因此，探索新的实践教学方法具有十分重要的意义。“循环互辅”即老师分项目分别辅导N个学生，然后由学生分项目相互循环辅导。“循环互辅”实践教学方法主要分以下步骤进行：

1)调整优化教学内容，教师在授课前对教学内容要认真筛选，注意课程体系的前后衔接，理论够用原则，降低理论的难度，以应用为主线，精心选择N个教学项目。

2)根据学生的兴趣特点和基础，由学生自主选择自己负责的项目，选择同一项目的同学为一组，把全班同学分成N组。针对每个项目，教师辅导负责该项目的一组学生。

3)经教师培训后的项目负责人指导其他同学完成该项目，教师监控各个项目的完成情况，及时解决项目负责人无法解决的问题，保证项目顺利进行。实践教学过程中，教师多采用启发式进行指导，主要是多引导，多启发，提出分析问题的方法，指出解决问题的途径，让学生通过独立思考和小组合作，找出解决问题的具体方案，并在实践中加以检验，提高学生分析问题和解决问题的能力。

4)为了保证“循环互辅”实践教学方法顺利进行，需要改革原有的课程考核评价方式，课程评价主体和评价内容应多元化，评价方式应多样化，可构建“教师评价、学生自评、学生互评”相结合的评价机制。在学生考核评价中，应全面客观地反映学生的真实情况，重点考核与评价学生的职业技能和职业素质，对学生的学习态度、学习能力、沟通与合作能力、创新精神等进行全面考察。坚持过程性评价和结果性评价相结合，过程性评价是在学生自主学习过程中对学生的学习态度、日常表现等各方面情况进行的评价，结果性评价是学生学习完成后对学生整体技能情况的评价。

1.2“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的具体应用

下面从教学项目的选取和实践教学过程的实施两个方面探讨“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的具体应用。

1)随着电力电子新器件的不断涌现以及各种变流电路的不断发展，电力电子技术课程的教学内容日益增长，在学时有限的情况下，以电力电子技术应用最广泛的实际案例为载体，设计了以下六个项目作为教学内容：

(1)单相半波整流调光灯电路；

(2)单相桥式全控整流调光灯电路；

(3)单相交流调压调光灯电路；

(4)同步电机励磁电源电路；

(5)开关电源电路；

(6)中频感应加热电源电路。

2)根据学生的兴趣特点和基础，由学生自主选择自己负责的项目，选择同一项目的同学为一组，把全班同学分成6组。以单相半波整流调光灯电路为例，教师负责辅导选择该项目的7-8个学生。再由这些学生负责指导班上其余同学完成该项目。教师监控各个项目的完成情况，及时纠正错误。

3)循环互辅实践教学方法，不仅要求学生自己学会，还要教会别人。这就要求学生对自己选择的项目需要进行大量的准备工作。教师利用大学城空间，建设电力电子技术空间资源课程，包括多媒体课件、参考教材、各种变换电路的仿真模型及仿真参数设置实例，实验指导、各章习题及其学习指导等。学生进入教师空间后，可自主开展学习，通过发表评论在线分享学习心得，通过电力电子技术交流群组与教师、同学进行在线交流。“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的应用实践表明：

(1)实践教学过程中，由于每位同学都得到了充分有效指导，因此故障率、仪器设备损坏率降低了。

(2)该方法最大限度地调动了学生学习的积极性和主动性，发展每一个学生的优势潜能，有效培养了学生自主学习和分析问题解决问题的能力，取得了较好的教学效果。

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虽然中职电子技术理论与实训一体化的教学模式还是新兴教学方式，但是并没有被教师采用，相反采用“实践—理论—实践”教学的中职教师有很多，但是这些教师因不了解其所在意义，所以导致理论与实训一体化实训模式存在很大问题，如：（1）中职院校的电子技术教师对理论与实训一体化的知识网运用不娴熟，导致学生感觉自己被限制，中职教师很难掌控学生的“心”，使得整个课堂气氛压抑、沉闷、透不过气；（2）中职教师没有制订一个适合学生的教学方案，导致学生不明白何处是重点，自己需要了解哪些基础知识理论；（3）中职电子技术应用理论与实训一体化的基本内容过于单一、封闭，不利于学生动手操作能力以及创新思维的培养。因此，中职教师需要打破传统的教学模式，运用新的教学手段，深入中职电子技术应用理论与实训一体化理论研究，从而强化学生的动手操作能力，提升中职院校的就业率，尽可能缩短其教学时间。

二、电子技术应用理论与实训的有效教学

中职院校是以学生的能力为主的教学院校，而且其主要以就业为主导。所以中职电子技术应用需要把理论与实训相结合，把两者逐渐一体化，强化学生的动手操作能力，以便于学生能够胜任实习岗位。因此，理论与实训一体化的中职电子应用也势在必行。那么中职教师如何做到有效教学呢？

1.采用“实践—理论—实践”的教学

中职电子技术应用实训是针对性较强，能够提升学生专业化水平针。所以，为了加强理论与实训一体化，教师应尽量采用“实践—理论—实践”的教学方式引导学生学习中职电子技术应用。中职教师如果只是为学生讲解课本上的理论知识而不加以实训，容易导致学生动手操作能力弱，所掌握的知识点较低。所以，中职教师需要认识到理论与实训相结合的重要意义，适时采取理论与实训一体化的教学方式。例如，某中职院校的电子技术应用教师为了强化学生的动手操作能力以及对基础理论的理解，经常准备实训课程，让学生自己体验教学内容，如：烙铁的使用。之后让学生提出自己在实训课程中所遇到的问题，并解释自己是如何解决所遇到的问题的。所以，中职教师需要把理论与实训一体化落到实处，强化学生的动手操作能力，从而提升学生的就业率。

2.鼓励学生检修日常生活中的小电器

学生在日常生活中充满了电子产品，如：笔记本电脑、手机、MP5、学生风扇这些数不尽的小型电器。而随着使用年限的增多，这些电子产品经常会出现一些小故障，而排除故障对于学生来说是一个很好的实训内容。所以，教师可以鼓励学生对这些产品进行故障排除，指导学生对其进行检修，从而培养对现代社会有用的创造性思维极强的电子技术应用人才，弥补课本中专业理论的空缺。例如，某中职院校为了增强学生的能力，经常鼓励学生拆分日常生活中已用坏的物品，了解其内部结构，并找出导致电器损坏的主要位置，然后适当找出坏零件更换，并熟练掌握课本中的基础理论知识。所以，教师需要尽快落实理论与实训一体化，提升学生的就业率。

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“8S”活动源于企业，在学校中应用较少。之所以借鉴使用，是因为技校学生综合素质较差，学习兴趣不强，而“8S”的目的是通过一系列的活动，达到提高人员职业素养的目的。为此，实训中采用“8S”管理，也是为了提高学生的个人素养与学习意识，通过素养的提高以及学习意识的增强，带动技能水平的提高。

一、电子技术实训教学采用“8S”的可取之处

“8S”中的整理、整顿、清扫、安全、清洁、素养、节约、学习活动也是电子技术实训教学中的必备环节，可以借鉴应用。

二、电子技术实训课未使用“8S”管理方法之前存在的问题

1.学生经常换工位。

2.元器件放置不合理，每次取用都需要教师帮助，浪费时间。因为之前没有元件盒，所以上课需要的元器件，都是分发在桌子上，经常有丢失的情况；实训时，自己的工具随手乱放，等需要的时候，随手乱拿，本来是每人一套的工具，到最后出现有人多工具、有人少工具的情况。

3.每次实训期间，地面上都会有较多的废旧元器件、学生的个人垃圾等，实训环境较差，让人无法全身心投入实训。

4.安全：电烙铁的电源线检查不足，虽从未出现安全事故，但是防患于未然的意识不强。

5.节约：实训结束时，剩余的焊锡丝、短接线等未及时回收。

6.学习：由于技校生理论知识不足，故实训模仿居多，但这些也仅仅局限于焊接技术，而对于大部分同学来说，对故障的自查自修能力很差。

三、“8S”管理方法在实训教学中的具体应用

（一）常规管理

元器件的放置：在电子技术实训中，为了提高取件的效率，我们订做了一些元器件储藏柜，里面又分为若干个小抽屉，将这些抽屉进行分组，分为：电阻、电容、二极管、三极管、集成块、可调电阻等大组，然后在每一大组里面的每个抽屉外面写上元器件的名称及数值。在实训过程中，如果因为元器件损坏或者丢失，学生可以自行前往元器件柜子取出同类元器件。

元器件盒：在实训的时候，将元器件分发至每个人的元器件盒里面，既方便了取用，也不容易丢失。

工具的摆放：将常用的工具放在工具箱里面，每两人一个工具箱。

工作台的整理：工作台的分配，按学号就坐，便于管理。工作台上面放置工具箱，工具箱里面放置常用的电子组装工具。因为实训室是共用的，工具等的使用，难免有损坏，所以规定新班级每次上课前，检查上个班级的工作台使用情况并登记。

消耗品的存放：在实训室的讲台一侧，放置储藏柜，存放一些消耗较大的物品，例如：电阻、电容、二极管、焊锡丝等，以便及时补充元器件柜。

工具保养：对于使用的电烙铁以及斜口钳等及时进行保养。

（二）实训课堂管理

整理：拆卸及安装的过程中，会有很多废料，会散落到实训台的整个台面。为此，规定学生拆卸完毕后，将废料堆在一起，为接下来的其他工作准备足够的实训台面空间。

整顿：按照实训指导教师安排的工作台依次坐好，必须使用自己的工具。

安全：（1）实训时，调试必须由指导教师在场才允许进行。（2）实训开始前，先检查电烙铁电源线的完整性，以防触电。（3）实训室内，不允许打闹。

学习：（1）实训课时，下发实训报告，根据实训进度，将需要填写的数据及时记录，并记录自己在实训中的心得和疑问，课后由课代表上交至任课教师。（2）对于所有的实训科目，都要进行相关的调试。调试过程中，会有因各种各样的问题导致的调试不成功，此时需要学生回去自查，然后再由教师根据所有的未自行解决的问题进行统一讲解。通过这一过程，加强学生的理论水平与技能水平。

节约：将实训台上剩余的焊锡丝、短接线以及电阻器等回收，并分类放置在元器件柜里面，下次继续使用。

清扫及清洁：实训课下课准备：（1）工作台整理：将自己的实训材料放置在自己的信封里面，交由实习指导教师统一放置，便于下次继续使用；（2）下课以后，根据卫生安排，彻底打扫卫生。

素养：素养是指通过始业教育以及课前教育等手段，提高班级的文明礼貌水准，促使每位同学养成良好的习惯，遵守规则，并按规则去执行。

四、电子技术实训教学采用“8S”管理方法的效果

内部：电子技术实训课采用“8S”管理以后，取得了如下成绩：（1）减少浪费。降低了很多不必要的材料以及工具的浪费；减少了课堂时间的浪费，提高了时间利用率。（2）消除了安全隐患。实施“8S”管理之后，学生的综合素养有了很大的提高，安全意识增强，大大减少了安全隐患。（3）改善了实训环境。明亮、清洁的实训场所，给人以清新愉悦的心境，更有利于学生的学习。无论教学质量还是学生素养，较之以前有了很大的改观。

外部：目前虽然国家对职业教育极为重视，但由于受传统思想的影响，广大家长仍然对职业技术教育不理解、不认可，造成了职业技术教育的生源质量一直较差。学校采用“8S”管理教学以后，学生在学校成长了，家长以及用人单位看到了实际的效果，学校的形象得到了很大的改观，学生的自信心也得到了很大的提升，形成了良性循环。

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电力电子技术是一门综合了电力技术、电子技术、电力半导体器件、自动控制技术等许多学科的边缘交叉学科。它在一般工业、交通运输、电力系统、不间断电源和各种开关电源、家用电器、能源的开发和利用等方面的应用越来越广泛。社会迫切需要培养在这方面具有综合设计与综合创新能力的高素质工程技术人才。因此，在高职电力电子技术课程教学中，建立与之相适应的电力电子技术实训课程尤为重要。MCL系列电力电子实验台为高职电力电子课程实训教学提供了一个灵活、有效、功能完善的实验平台。

实验系统组成

MCL系列电力电子实验系统由信号电源和实验电路两大部分组成。

信号电源部分该系统采用50Hz三相四线制供电，经过一套过流、过压、漏电等保护电路，再分别通过调压、变压、稳压电路，得到实验需要的交流可调电源（0～250V/8A）、多路直流稳压电源（±15V、+5V、+18V）及斩波信号源、逆变信号源、同步信号源等。它们为不同的实验电路提供不同的电源信号。

实验电路部分根据不同的电力电子器件及各种不同的电力变换电路，分别设计了不同的、相对独立的实验单元挂箱。各实验单元电路原理清晰、可操作性强、效果直观，如有电位器、发光二极管、测试工作点、开关和按钮供学生操作和观察。各单元电路既可独立使用，也可组合使用。系统结构示意如图1所示。

实验系统特点

结构组合模块化采用组件式结构，可根据不同实训内容组合，结构紧凑，使用方便灵活，并且可随着功能的扩展增加组件，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《电力拖动控制系统》等课程的主要实验。这是该系统的突出特点。

实训单元电路集成化 将典型的实训单元电路集成在一个挂箱上，并辅之特色名称，清晰易懂。例如直流斩波电路实验箱、IGBT/VDMOS/GTR电力电子器件实验箱等。实验电路绘制在各个单元挂箱的面板上，接线柱、电位器也安装在电路相应的位置，还引出多个测试点，方便学生检测各点的工作状态（例如电压值、工作波形等），便于掌握实验电路的具体动作行为。

实训内容直观化 学生可根据不同的实训内容选取一个或多个实验挂箱，按实训系统线路图进行顺序连接。这样，学生可以直观地了解实训系统构成的各大环节，克服了以往实训设备整体封闭或实训电路连接过于繁琐，学生对实验原理、步骤不明确的缺点。面板上还设有多只发光二极管指示每一个脉冲的有无和熔断器的通断。触发脉冲可外加，也可采用内部的脉冲触发可控硅，并可模拟整流缺相和逆变颠覆等故障现象。

缩短了实训时间采用MCL系列实验台能有效缩短实训时间，且错误率低。提高了学生的实训速度，有利于在有限的实训课时中有效地完成实训教学任务。

实训线路典型MCL系列电力电子实训系统提供了典型的实训线路，配合教学内容，满足教学大纲要求。控制电路全部采用模拟和数字集成芯片，可靠性高，维修、检测方便。触发电路采用数字集成电路双窄脉冲。此外，MCL系列电力电子实验台具有较完善的过流、过压、RC吸收、熔断器等保护功能，提高了设备的运行可靠性和抗干扰能力。

实训系统的应用――单相正弦波逆变器实训举例

单相正弦波逆变器的工作原理 将直流电能转换为交流电能的电路称为逆变电路，或称逆变器。单相逆变器可分为半桥逆变器、全桥逆变器和推挽逆变器等形式。本实训系统采用单相推挽逆变电路。实训系统框图及电路图分别如图2、3所示。逆变器主电路开关管采用功率MOSFET管，具有开关频率高、驱动电路简单、系统效率较高的特点。当开关其间VT1、VT2轮流导通，再经推挽变压器升压后，即可在负载端得到所需频率与幅值的交流电源。控制电路采用集成脉宽调制器SG3525，其管脚排列和内部功能框图见图4。为了使SG3525产生一个SPWM信号，在芯片的9脚加入一个幅度可变的50Hz正弦波作为调制波，与5脚处的锯齿波（即载波）信号进行比较，从而获得SPWM控制信号，如图5所示。改变正弦波的幅值，即改变调制度M，就可以改变输出电压的幅值。正弦波发生电路如图6所示。考虑到5脚处锯齿波（如图7所示）的顶点UH约为3.3V，谷点UL约为0.9V，为此，正弦波信号必须如图8所示，即其峰－峰值必须在0.9～3.3V范围内变化。

实训内容（1）检测控制电路：①调制波与载波的检测。接通+15V电源，先用示波器观察“1”端波形应为正弦波，记录正弦波的频率、最大与最小峰－峰值、正弦波的谷点偏离横坐标的数值以及正弦波上、下半波的对称性。然后测量“2”端锯齿波的周期与顶点UH、谷点UL的值。②SG3525性能的检测。测量“3”端的SPWM波，检查当正弦波发生器的幅度调节电位器在任意位置时，是否都能与锯齿波有符合要求的相交点，保证“3”端能得到正确的SPWM控制信号。③调制度M的测量。当正弦波幅度调节电位器左旋到底与右旋到底时，测出对应的最小与最大调制度M。（2）主电路测试。①MOS管的驱动波形测试。用双踪示波器观察并记录“3”、“4”与地端间的波形（只需看部分SPWM波形），当改变幅度调节电位器位置时，应使该波形均符合互补的要求。②测量不带滤波环节时的MOS管两端电压，及输出变压器原边N11、N22两端电压以及负载端的波形（只需测量部分SPWM波形）。③带滤波环节时的MOS管两端电压、输出变压器原边N11、N22两端电压以及负载端的波形测试。④不同调制度M时的负载端电压测试。⑤不同载波频率时的滤波效果比较。

实训结论由实训结果可知，SG3525可以为主电路开关器件提供正弦PWM信号，改变调制度，确实达到了改变输出电压幅值的目的。通过实训，学生对SPWM控制技术及其在无源逆变电路中的应用有了感性认识，加深了对理论学习的理解，加强了理论与实际的联系。

MCL系列电力电子实验台的应用，丰富地反映出课程的内涵，加深了学生对理论的理解，提高了实际动手能力，使实训教学灵活、准确、直观，取得了较好的教学效果。有利于在新型电力电子器件及新技术的应用方面，拓宽学生知识面，开启新思路，可进一步提高学生的设计和实训技能，为深化实训教学改革创造更加有利的条件。

参考文献：

[1]电力电子及电气传动实验台实验指导书[Z].浙江求是科教设备有限公司，2004.

[2]黄俊，王兆安.电力电子变流技术(第3版)[M].北京：机械工业出版社，2000.

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（c）-0169-02

电力电子技术是一门对电能进行变换和控制的技术，目前广泛应用于电子工程、电气工程、自动化工程等诸多领域。《电力电子技术》课程涵盖电力电子器件、电力电子电路及相关控制技术，是一门专业基础较强，并且与生产生活有着紧密联系的课程，在高职院校的电气专业课程中，《电力电子技术》课程像一个中枢，有着及其重要的作用。因其原理抽象，图形复杂、内容繁杂，同时又涉及电力、电子、控制理论等学科内容，是学生普遍认为比较难学、难懂的一门课程。如何提高学生的学习兴趣，让学生更好地掌握课程内容，获得更好的教学效果，是一项急待解决的问题。

1 目前教学中存在的问题

1.1 理论难度大

《电力电子技术》课程属于高职院校电气专业中难度较大的课程之一，尤其是理论部分，涉及到各种变流电路参数的设计与计算，需要部分高数内容，学生们很难理解和掌握。理论、原理部分的不易理解，容易引起学生的畏难情绪，直接影响了学生的学习兴趣。

1.2 学生基础薄弱

受学校实验条件的限制，实践教学主要利用电力电子实验台。高职院校学生的基础知识和学习能力普遍比较薄弱，在电力电子实践教学过程中，大部分学生只是根据实训指导书，机械性地按实验步骤操作，实验中发现问题无法自行排除和解决，出现故障只能找教师解决，对教师的依赖性强。因为学生缺乏分析和解决问题的能力，导致在有限的课时内很难取得满意的教学效果。

1.3 实验结果不明显

电力电子技术实践是在实训台操作，目前的实践内容主要是在相应理论课程后，学生根据实训指导书连接电力电子线路，通过加载不同性质的负载，输出相应的电压电流，使用电子示波器观察波形，根据每个电路的实验结果，来验证之前学习的理论知识。每个实践项目都是一种变流电路，需要学生在弄懂原理的基础上进行操作，并观察输出结果。实验内容缺乏吸引力，难以调动学生学习的积极性。

2 《电力电子技术》课程的改革

2.1 及时调整教学内容

（1）强调应用认知、提高学习兴趣。

高职院校学生具有对理论学习不感兴趣，喜爱实践、动手能力较强的特点。因此在授课之初，就通过一些图片和视频，向学生展示了电力电子技术在生活和生产中的应用，例如在家用电器、交通运输和工业生产等领域，都有电力电子应用的实例。通过这些具体应用的实例，让学生们明白，电力电子技术这门课并不是空洞的理论知识，而是与生产生活都紧密结合的技术，它就存在于人们的周围，直接关系到生产和生活。以此提高学生的学习兴趣，促使他们主动去弄懂电力电子技术。

（2）确立教学重点，优化教学内容。

由于《电力电子技术》课程涵盖大量的理论知识，包括工作原理、公式推导、数量关系、波形分析等，且各个变流电路带不同负载时，对应不同的电压电流输出和波形。理论知识部分显得较为零散，不易抓住重点。以整流电路为例，整流电路分为单向和三相整流，单向和三相整流电路又各分为半波相控整流，全控桥式整流和半控桥式整流电路，并且不同的整流电路带纯电阻负载、 阻感负载或反电动势负载时，有着不同的输出波形。为整合教学内容，根据电力电子技术的特点，将课程重点放在电路原理分析、公式推导和波形理解方面。将整个课程整合为电力电子器件、电力电子功率变换电路、电力电子技术具体应用三部分。

（3）强调实践课程，选择实训项目。

《电力电子技术》课程不能局限于电路理论分析与设计，实践课程是理论教学的重要补充，电力电子技术强调实践，着重培养学生的思维方式和动手能力，通过实际操作，将理论知识穿插在实践中讲解，利用实践结果揭示各种器件和变流电路的工作原理，帮助学生加深对各种输出波形的理解，更好地掌握电力电子知识。为使学生在有限的课时里能较为深入的了解电力电子技术，根据以往教学经验，选择以下6个实训项目作为实践课程的授课内容，包括：（1）单相交流调压调光灯电路。（2）单相桥式全控整流调光灯电路。（3）三相桥式全控整流电路。（4）脉宽调制（SPWM）型逆变电路。（5）直流斩波器。（6）中频感应加热电源电路。学生可通过这些实验，掌握该课程的知识要点。

2.2 改革教学方法和教学手段

（1）利用仿真软件，丰富教学资源。

电力电子技术课程是一门对实践性要求很强的课程，实践教学中主要采用电力电子实验台，使用220 V和380 V的电压源，存在一定安全隐患，需要教师花费大量精力关注于学生的操作。在实际教学中，引入MATLAB软件仿真技术，通过系统的电气模块进行仿真，MATLAB的SIMULINK仿真环境可以模拟绝大部分电力电子变流电路，学生可以灵活的搭建各种电路、变换负载和修改仿真参数，不必担心实践操作中的安全隐患，并可随时观看仿真波形的动态变化及相应数据显示，有利于提高学生的学习兴趣。实际教学中可以采用虚实结合的方法，部分实验实际动手操作，部分实验通过计算机仿真技术模拟，还有部分实验采用两者相结合的方法实现。

（2）注重实践环节，倡导项目化教学。

《电力电子技术》课程需要学生在掌握电工和电子技术的基础上学习，理论性较强，在教学中将理论课和实训课相结合，注重电力电子电路的设计，培养学生自行设计电路的意识。在实训课程中，安排3～4名同学为一组，将理论知识丰富动手能力薄弱和动手能力较强的同学搭配组合，让学生合理分工，在完成任务的过程中达成合作、互相学习，为顺利完成实训课题奠定基础。在《电力电子技术》项目化的教学中，遵循理论够用，注重能力的原则，选择难易适中的，具有典型性、实用性的实训课题，明确每个课题训练的目的所在。同时为了更好的教学效果，教师在下达项目任务书之前，可以先试做一下题目，这样对课题的重点和难点有更深刻的理解，增加实践经验，以便更好地投入教学。

（3）调动学生积极性，发挥学生主体作用。

为了提高学生的学习兴趣和自主学习能力，将课程中的部分知识调整为自学内容，例如整流电路的有源功率因数校正等内容，要求学生在自行收集查找资料的前提下，完成该部分内容的学习，由学生负责组织整理，在课堂或兴趣小组上向其他同学进行介绍。同时更好地培养学生的实践能力，在原有实验基础上，还开设了选做实验，供学有余力和有兴趣的同学选作，充分调动学生的自主学习能力。

3 结语

《电力电子技术》课程的特点决定了其教学改革涉及面较广，要求积极探索合适的教学内容、教学方法和教学手段。该文结合高职院校电类专业学生的特点以及教学实践情况，提出了课程教学改革方案，希望能够起到抛砖引玉的作用，能有更多老师提出更好的教学方法，共同促进电力电子技术教学的发展。

参考文献

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一、以职业能力培养为核心进行课程内容的整合与构建

1.课程定位与课程设计思路

“电力电子技术及应用”课程对学生的职业能力培养和职业素质养成起着重要的支撑作用，是双证培养模式中维修电工等国家技能鉴定的嵌入课程，通过本课程的学习，学生应能通过国家职业资格鉴定，获取维修电工等相关职业资格证书，同时为学生考取电气检修、电气值班员和变电站值班员初、中级技术资格证打下良好基础。

“电力电子技术及应用”课程设计以职业能力培养为核心，紧扣用人单位的能力需求，依据该课程在人才培养中所具备的能力结构、知识结构和素质结构及该课程在专业人才培养中的定位，由企业行业提出具体的培养目标和要求，聘请企业行业中的高级技术、技能人员共同进行课程开发与设计。

2.课程内容的整合与构建

“电力电子技术及应用”课程对应的岗位职业能力是：常用电力仪表使用能力、电力电子器件检测能力、电力电子系统的调试能力、电气测试及现场试验的能力、电气线路识图能力、安装及检修电气设备的能力等，为完成职业岗位的核心能力培养目标，本课程以职业能力为本位进行了课程内容的整合与构建，依据专业人才培养目标所制定的知识、能力、素质三要素和专业职业资格证书的要求，选择相应的教学内容，将职业资格证书所需的应知应会内容融入教学过程，将电力电子技术与电机控制和自动控制技术相结合，并按照课程规律把相关内容有机衔接，使学生具有中级、高级维修电工（电力电子技术及其应用部分）的综合职业能力，并为获取其他相关职业资格证书奠定基础。

“电力电子技术及应用”课程以“电力电子器件―电力电子变换电路―电力电子装置的应用”为思路，描述了SCR、GTO、BJT、IGBT等电力电子器件的工作原理、特性、参数、保护与驱动电路，详细分析了各种AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC变换技术及单相和三相整流器、逆变器和斩波器，介绍了脉宽调制技术（PWM）和各种软开关技术，并随着现代电力工业自动化水平的提高，增加了电力电子技术在输电网、配电网、电源、可再生能源发电系统、微电网等方面的应用实例。

3.学习情境设计

“电力电子技术及应用”课程学习情境设计遵循“器件认知-电路分析-电力电子装置的应用"能力培养的规则，选取与专业岗位和生活实际紧密结合的典型应用案例进行情境化教学设计，以真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容，科学设计学习性工作任务，突出实用性和应用性知识的传授及技能的训练，着力提高学生职业能力和素质。学生在学习了本课程之后，能充分认识现代电力电子技术对交、直流电路的控制和变换能力，并掌握各种变换原理和方法，为后续课程“模拟电厂实训”、“变电站仿真实习”、“顶岗实习”、“毕业设计”等的学习奠定了良好的理论基础和能力基础，也为学生毕业后适应电力行业各专业技术岗位的要求打下坚实的职业能力和素质基础。

课程学习情境设计见图1，每一个学习情境都体现了工作过程的完整性，把培养学生实践创新能力固化在教学任务中，并积极组织学生参与全国大学生电子设计大赛等各种科技竞赛活动，培养和提高学生的实践技能和创新能力，将职业技能与素质教育贯穿整个教学过程中。

二、以实现“学做循环”为目标 完成了课程教学平台建设

“电力电子技术及应用”一方面以实现“学做循环”为目标，构建了全新的“四位一体”教学平台；另一方面整合各种优质资源，开发核心课程教学资源库，建设了数字化教学资源平台。

1.精心构建了全新的“四位一体”教学平台

根据当前行业企业的先进技术水平和最新岗位资格要求，本课程突出职业能力培养在整个培养体系中的重要地位，按照“理实一体化”要求，整合优化资源，精心搭建了基本实训教学平台、综合仿真教学平台、综合场景教学平台、生产现场教学平台相结合的“四位一体”的教学平台体系。在学校政策和中央财政支持下，购置更新仪器设备，完善了校内实训基地；同时，为保证教学过程的实施，本课程建设了国内一流的“电力电子与电能质量”实验室、静模实验室、仿真实训室等实训场所，以保证课程的综合仿真实训；按照统筹规划、资源共享的原则，依托国网技术学院优质的实训资源，建设了以220KV智能变电站、变电实训场、电力电子与电能质量沙盘展示等为中心的综合场景教学平台，实现了真实场景教学；生产现场教学平台的建设主要依托山东鲁能智能有限公司、山东彼岸电力科技有限公司、石横电厂、邹县电厂、济南供电局、泰安供电局、黄台电厂等单位，在综合实训环节，学生通过现场教学、顶岗实习、企业锻炼等方式，在真实的工作环境中提升学生的职业素养和职业能力，使学生具备岗位工作的基本能力，适应岗位需求。

本课程依托课堂多媒体教学、仿真教学、校内外实训教学，引入实际案例，应用多种教学手段和方法设计教学过程，较好地解决了理论知识传授与能力培养的有机结合问题，完善了以“学做交融、能力渐进”为主线的人才培养模式，实现了专业教育和岗位工作的相互对接。

2.整合各种优质资源，开发课程教学资源库，建设了数字化的教学资源平台

本课程组的教师和企业人员一起，进一步整合优化了教学资源，建设了丰富的教学资源平台。精品课程网站资源丰富，包括了课程整体设计介绍、课程标准、整体教学设计、单元教学设计、多媒体课件、动画库、仿真电路库、学案、习题试题库、课程拓展、课程录像、案例库、职业技能鉴定等。网站的教学资源库中有整个课程各学习情境的多媒体课件、课程教学过程录像、实训项目操作录像、仿真操作录像、实际工作任务操作录像等视频资源、来源于实际工作岗位的企业典型案例资源、对应教学中各知识点图片资源、考核评价资源等，为课程教学的顺利实施提供了有利保障。

三、以理实一体化教学为主体 实现了双证融通的学习过程

1.课程层次性实践项目的设计

本课程在对职业岗位所需的技能进行分析的基础上设计实训项目。针对典型工作岗位的作业流程和工程项目，分析岗位所需的知识、能力和素质，形成岗位技能要求，开发形成单项实验、专项实训、综合实训、岗位实训等层次项目，结合现场工作任务，设计本课程学习性的实践任务，通过课内实训、校内综合实训、校内场景实训、技能鉴定和顶岗实习等环节完成，使学生达到课程标准提出的要求，学生的专业能力、方法能力、社会能力得到提高，逐步培养学生的职业道德、职业规范、职业能力。课程的实践教学项目如图2所示。

2.课程内容组织及教学实施过程设计

基于“四位一体”的教学平台，以任务驱动、理实一体化教学为主体，完成每一个学习情境中的工作任务。以工作情境：“调光灯电路”为例，说明教学的设计与实施过程，见图3所示。先由任课教师下达任务书，明确任务目标，接着由教师指导学生分解任务，查找难点，然后教师引导学生进行完成任务所需的必备知识技能学习，小组讨论完成任务的实施方案，教师审核各小组的方案，并监督和指导学生实施方案，教师组织学生对方案实施过程中的共性问题展开主题讨论，各小组进行检查、自评、完善，并派代表汇报任务完成情况，教师根据过程表现及报告内容给出每个学生的综合评价。

3.理实一体教学 实现“学做交融，能力渐进”

课程教学的实施，遵循“学做交融，能力渐进”的原则，把职业资格证书教育纳入教学计划，建立突出职业能力培养的课程标准，通过各种教学环节加强实践训练，引入案例，创设真实情境，学做循环，把职业能力的培养贯穿于教学的全过程，使学生在取得毕业证的同时也获得相应的岗位职业资格证书。图4为电力电子技术及应用课程学习过程。

四、实践效果

“电力电子技术及应用”课程通过四位一体的课程平台建设、课程内容重组和情境化教学设计、“任务驱动、理实一体”的教学模式的实施等工作，提高了教学质量，全方位提升了学生的综合素质，教学效果逐显成效，实现了学生素质化、教学系统化、用人单位满意化的目标。

1.学校和学生对课程的评价显著提高

“电力电子技术及应用”课程 “任务驱动、理实一体”的教学模式的实施，注重了项目制任务式教学策略和团队协作学习策略。课程的6个学习情境，每个学习情境的实现由6至7个环节组成，在学习过程中均采用小组（团队）方式，讨论、收资、成果等环节均以小组为单位，“分解任务”、“查找难点”进行小组协商、讨论，方案实施制定和实施过程中小组成员要求分工、协作、团结、交流，共同完成测试任务，成绩评定中有团队系数，师生密切交流，切实提高了学生的职业能力和素质，学校和学生对课程的评价显著提高。

2.学生的专业技能水平显著提高

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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：

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.146

0 引言

电力电子技术主要指的是通过使用相应的开关件来实现对电能进行有效变换与控制的技术，其出现于上个世纪的末期，出现后便得到了较快的发展，现阶段已然成为集电力、控制以及电子三个方面新型技术。对于电气专业的学生来讲，该门课程一方面是重要的基础性课程，另一方面也具有很强的应用性与综合性的技术。所以，对于学习电气、自动控制等专业的学生来讲，学习好该门课程对于他们今后的学习与工作有着很好的促进作用。二十一世纪的到来使得科技有了飞速的发展，社会上对于学生也出现了全新的要求。针对新时代科学技术发展的特征，高校应当对学习的课程进行改革，这样才能够更好的帮助学生去适应社会。而就《电子电子技术》课程来讲，需要在教学理念、教学方法、教学手段等方面进行改革，增加该门课程的实验，构建出更加完善的学习体系来。

1 对课程内容进行优化调整

进入到新时代之后，电力电子科技出现了飞速的发展，一些崭新的控制技术与器件相继问世，而在教学过程中所使用的课本则过于陈旧，课本上的知识具有较大的滞后性，与现阶段世界技术间存在着一定的差距，不利于学生更好的了解当今该门课程的前沿技术。所以，就需要对该门课程的内容进行改革。

第一，传统的电力电子技术中主要是以晶闸管为主，通过使用晶闸管来完成整流器、交流高压等工作，不过该器件在处理相关直流的一些变换装置时则很难达到要求。在这之后，便出现了以IGBT为主的新器件，新器件的出现便成为了电力电子技术的核心。所以，在讲授课程的时候不需要再将传统的晶闸管组成的电路进行讲解，而是将全新的器件所构成的电路进行讲解，这样一来，不仅能够降低学习的难度，而且开拓了学生的视野。

第二点，新科技的发展促进了电力电子器件的前进，特别是功率MOSFET与IGBT的出现，已经基本了取代了传统的晶闸管。而这两种器件快速发展的重要原因：首先，新器件在开关频率上有了很大的提升；其次，这两种新器件都属于电压型控制 ，能够十分方便的与数字电路相连接。因此，在教学的过程中，需要对教学的内容进行优化调整，将课程的重点放在全新的器件上来，慢慢的淡化现阶段已经不再使用的器件与控制方法。

2 以全新的方法促进学生学习能力的提升

首先，对于《电力电子技术》课程来讲，需要在讲授课程的基础上加强课程内容与实际工程的结合。所以教师在讲授课程时，需要对传统的方法进行改革，将实际生活中的例子拿到课堂上来，以实际的操作向学生进行展示，通过这一方法的进行能够很好的促进学生进行求知的欲望，让他们在学习的过程中就能够了解该门课程在学习与工作间的联系。

其次，将学生作为学习的主角来对待，促进学生积极性的培养。传统的教学工作主要体现了教师的位置，在课堂上教师的位置占据着主导地位，而学生则仅是被动的接受。在新时代，《电力电子技术》课程的讲授应当近一步的弱化教师在课堂上所占据的位置，将学生作为课堂的主角，根据教学的基本内容对教学方法进行深入的改革，引导学生自主完成电路图与波形图的制作。比如可以拿教室中电扇的调速作为例子，引导学生根据这一实际情况完成调整功能实现的思考，让学生能够自主的完成相关电路与波形图的制作，并抽出课堂的时间让大学进行讨论。通过这种方法的进行能够充分的调动起学生的积极性，让每一位同学都参与到课堂中来。

最后，可以使用丰富的教学工具来完成教学工作。新时代为各个方面都带来了巨大的变化，对于教学工作来讲，已经从传统的使用黑板发展到现阶段可以使用白板、多媒体等来实现。在使用现代化的教学方法后，可以通过PPT、FLASH以及视频向学生展示电力电子器件。当然，也不能一味的只使用多媒体进行教学工作，在使用多媒体进行教学工作的过程中要重点观察学生的学习态度，如果在使用多媒体的时候学生的学习态度不高的话，使用多媒体进行教学常常会出现事倍功半的效果，不利于教学工作的顺利开展。

3 以实践的训练达到促进学生实践能力提升的目的

《电力电子技术》作为重要的专业基础课，实践训练占据着很重要的地位。实践训练的开展能够促进学生动手能力的提升，让每一位学生能够将课堂上学习到的知识与实践相结合。所以，针对新时代的新特点，教师应当对实践训练内容进行改进，加强学生的实践动手能力。

首先，无论是理论学习还是实验，基础性的知识都十分重要。所以在进行实训的时候，首先应当带领学生完成基础性的实验，根据实训指导书的要求带领学生一步步的完成基础实验，在这一过程中，一方面能够促进学生对理论知识的理解，另一方面也能够让学生进一步的了解实验设备与实验方法的使用。其次，应当在基础实验的基础上开设综合性与创新性较强的实验。传统教学过程中在做实验时基本上都是让学生进行验证性实验，学生仅需要按照要求一步步的做下去就可以了。而在新时代背景下，应当培养学生的创新性，提升学生的主动性，在完成基础实验的基础上鼓励学生自己完成实验的设定，这样能够更好的促进学生能力的提升。最后，应当紧跟当前世界先进技术，在课堂上，向学生介绍现阶段世界上电力电子技术的发展情况，让他们能够了解到当今该项技术的发展情况，拉近学生与世界先进技术的距离。

4 总结

新时代的到来对学生也提出了新的要求，为了能够培养新时代的学生，针对《电力电子技术》课程的特点进行改革能够很好的促进该门课程的有效发展。

参考文献：

[1]李月朗.电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子技术与软件工程，2016（16），

[2]张红娟，路秀芬，孟海涛.“电力电子技术”课程工程实践的教学改革[J].电气电子教学学报，2016（03）.

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1.改革实验室的教学模式与管理

实验的课堂授课时都按照原理讲授、示范接线、结果展示、实验指导四个步骤进行。1）原理讲授：充分利用板书，将原理展示给学生，强调实验中需要注意的地方让学生在听讲的同时可以通过板书上的内容回忆原理。2）示范接线：接线过程中向学生讲解控制电路单元、驱动电路单元和主电路单元。详细讲解每个单元的工作情况和接线的注意事项及接错了后出现的故障。同时促使学生养成良好的习惯，一律采用标准化接线方法。3）结果展示：将测量量输送给双踪示波器，强化示波器的调试和测量注意事项，对波形进行分析。4）实验指导：演示完毕后，部分学生会存在这样那样的疑惑，因此应留给学生提问的时间，可以让教师进一步了解学的掌握情况，同时打消学生对实验的畏难心理，这也为将来改进授课方式提供了参考。实验指导环节中，包括实验接线的检查、实验故障的分析检测、实验结果的分析等。

实验室的日常管理和维护由任课老师和实验员共同负责，任课教师在实验过程中会不断发现设备存在的问题，维修时任课老师和维修人员一起维修，这种管理模式在某种程度上很好的降低了运行成本，提高了实验设备的利用率，保证了实验教学能顺利进行。

2.改革实验项目的设置

电力电子技术实验学时一般18学时，在原有验证性实验的基础上增加综合性实验和设计性实验，涵盖电力电子技术的四大基本电路和两大基本控制和一些综合闭环的控制电路。

（1）验证性实验（基础型实验）

依托EL-DS-Ⅲ型电气控制系统综合实验台，完成的实验题目为①单结晶体管触发电路的研究；②单相桥式全控整流电路；③三相半波可控整流电路④Buck变换电路研究；⑤单相斩控式交流调压电路；⑥单相SPWM电压型逆变电路研究；⑦半桥开关电源电路的研究。验证性实验主要是使学生接触具体的器件、控制电路、驱动电路和主电路，掌握电力电子器件的特性，对四种变流电路的工作原理进行校验，实验中人为设计故障，运用理论知识完成故障电路的实验波形分析，达到理论与实践的结合。另外，特别强调实验操作的规范性和常识，避免实验事故的发生。

（2）设计性、综合性实验

经过多年的教学实验，结合校内实验设备及实验资源，开发有一定深度的综合应用性设计性实验项目，并建立相应的开放实验项目选项库，教师对学生实验过程进行指导。例如，依托EL-DS-Ⅲ型电气控制系统综合实验台等设备，开发诸如“鼠笼三相异步电动机（VVVF）变频调速电路研究”、“晶闸管直流电机调速电路研究等综合性实验项目；在“综合性、设计性”等应用性实验中，实验教师只给出每个实验的设计指标要求和主要参考元器件，学生理论与工程实践相结合，电力电子技术与电机学、电力系统分析相结合，查阅资料、制定方案、设计出电路、列出实验步骤和测试方法，对实验现象和结果进行分析、处理、储存并创造性地加以应用。

（3）创新性实验

主要是高新技术能力的培养，包括各类设计大赛，将新技术，新方法及科研成果引入实验教学中，充分发挥学生的自主性和创造性，创新性实验在开放实验中进行。

3.改革实验考核方式

改革后，实行过程化管理，把考核渗透到学生实验流程每一个阶段，实验成绩不在是最终一次考核给成绩而是在实验的每一个阶段都有考核，让学生无论是预习，还是实验操作、写实验报告都要认真对待，提高学生上实验课的质量。成绩评分标准为：两学时计100分，出勤考评10分，预习考评10分、实验操作考评50分、实验报告30分。没有出席上课的同学即使交报告也不计分，强化出席和实验操作。如果学生无故缺席6学时及以上，则没有实验成绩。18学时的实验课程总分900分，折合后总分30分，计入理论课的考核成绩。

4.开放实验室

由任课教师申报开放实验室项目经学院教务处批准，每个实验项目要求教师指导学时6学时，学生实验学时为12学时。选修学分1学分，对于每个实验项目要求至少12名学生参加，由学生自己申请，老师安排指导时间。电力电子技术开放实验室的题目有有源功率因数校正电路研究；运用MATLAB中的SIMULINK模块对电力电子变流电路的仿真等。开放式实验教学为有能力的学生提供条件去完成教学计划学时外未完成的实验项目，为爱好动手、动手能力强、创新意识强的学生提供了良好的条件。同时对学生的毕业设计工作也打下了基础。

5.指导学生参加电子设计大赛

协助电子协会的老师指导电子信息工程专业和电气工程及其自动化专业学生全国大学生电子大赛训练。国赛每年基本上都有电力电子技术方面的选题，如开关电源模块并联供电系统；开关稳压电源；数控直流电流源等。因此，在训练中我们将历年大赛中的题目作为一个实训方向。近三年来，电子协会的同学取得的可喜的比赛成绩。从大赛的准备，选题，参赛作品的设计一系列工作，老师和学生都取得了很大的进步，同时激发了学生学习电力电子技术的兴趣，利于更好的开展教学活动。

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1.引言

电力电子技术起源于20世纪后半叶，最初由电子学、电力学和控制理论三门学科交叉而成[1，2]，随着该技术的迅猛发展，所涉及的学科范围也越来越广，如图1所示为当今电力电子技术所涉及的学科领域。电力电子技术的应用领域日益广泛。它不仅用于一般工业，也广泛应用于交通、通信、电力、新能源、汽车、家电等各个领域[3]。因此，电力电子技术课程在培养电气类和机电类专业人才中占有举足轻重的地位。

目前，大多数的工科高校中都开设电气工程及其自动化、自动化、机电一体化等专业，“电力电子技术”作为这些专业的专业基础课，其教学质量的高低将直接影响学生对于本专业知识的把握以及后续专业课程的兴趣建立与学习。因此，对于电力电子技术的教学改革对于提高电气类与机电类教学质量以及学生知识水平具有重要的意义[4]。

目前，“实践才是工科专业的根本”已成为国际高等工程教育界的共识[5]。特别对于要求培养应用型高级工程技术人才的民办三本院校[6]，更是需要加快改革步伐，以适应现代经济和社会发展的需求。

图1 电力电子技术涉及的学科领域

2.教学现状

电力电子技术的教学在诸多高校中均面临一个共同问题，即学生对课程缺乏兴趣。其中原因很多，下面具体分析。

2.1 客观原因现状

2.1.1 内容多、难且滞后

公式多，拓扑多，分析多，波形图多，并且教学内容严重滞后，对学习造成不少困难。

2.1.2 实验室陈旧

实验室陈旧，能做的实验太少且过于简单。只有屈指可数的验证性实验，没有扩展性、综合性实验。

2.2 主观原因现状

2.2.1 专业素养不高

电力电子技术是工科最难的一门学科，学好并教好是一门学问，对于青年教师还有很长的路要走。

2.2.2 方法问题

一味填鸭式教学，缺乏互动，使课堂索然无味；无论书写还是画图都只利用板书；且新技术不断涌现，教学内容滞后发展；公式多，拓扑多，但表述的逻辑性和系统性均欠强，使学习造成死记硬背的局面。

2.2.3 学生问题

民办三本院校的学生入校分数不高，基础偏差，并且学习主动性不高，来混文凭的居多。

3.改革内容

根据教学现状，我们有针对性的进行如下改革，大致可分课堂教学改革与实践教学改革。

3.1 课堂教学改革

教育是一种特殊的实践活动。所谓“教学”应该是教与学相互交流的双向过程。教育者和受教育者都应参与其中，而不应过分强调教师的作用。作为教学的组织者，教师应发挥其主导作用，突出学生的主体地位，要从传统的“填鸭式”教学方法转变到启发式、讨论式的教学。教师需“自编自导互参与”，即要精心组织教学内容，设计能够启发引导学生进行思考的问题，充分调动学生的学习积极性。

3.1.1 重视第一堂课

绪论是学习的向导，也是对课程宏观的把握，在某种程度上说，第一堂课的内容决定了本课程教学的成败[7]。因此教师应花大量时间与精力，认真准备第一堂课。在第一堂课，首先要向学生介绍该专业的人才培养目标及技能要求与本课程的关系，以及该课的前导与后续课程，使学生了解该课程的性质、地位和作用。然后介绍电力电子技术的发展现状及其在国民经济生产中的重大作用，并列举大量的工程实例说明它的重要性，从而使学生对它产生强烈的兴趣，明白本课程是什么，有什么用，该怎么学习，从而为后面的教学打下良好的基础。

3.1.2 工程项目教学

以应用型高级工程技术人才为培养目标，是目前三本工科院校人才培养方案中的突出字眼。对电力电子技术进行教改与研究顺应了时代的要求[8]。在实施过程中，通过查阅大量相关资料.结合自身工程经验.将工程具体案例按一定比例增加在课堂教学的。实现抽象公式具体化、复杂原理简单化的效果。提高学生的应用意识和工程素养。加快学生由学习型人才向工程应用型人才转变。

3.1.3 多媒体教学

目前，该课程仍然采用传统单调的黑板+粉笔的“黑白”教学法。由于本课程的特点，有大量电路图、波形图和公式推导占据了课堂时间。结果却是虽然教师工作量大的惊人，但授课信息量小、课时的利用率不高、学生收获不大的现状。而多媒体教学集文字、声音、图像、动画等多功能于一身，是当前教育发展的方向。在本课程中引入多媒体教学，教师不但可以从繁重的板书中解放出来，而且可以将更多的时间放在与学生的交流互动上。比如在三相整流电路的教学中，可以加入一些动画演示，通过点击鼠标设置参数，如触发控制角、负载类型等，并将电路的工作状态和输出波形显示出来，这样不但节省了大量的绘图时间，学生也更感兴趣，看起来也更直观，更容易接受。

3.1.4 双语教学[9]

电力电子技术教材繁多，多是对国外书籍的翻译整理。但翻译五花八门，不少常用词汇都没有统一。比如晶闸管的触发极，有的教材叫门极、有的叫栅极。而英文却只有一个，即GATE。这对学生自学造成了极大的困扰。类似的情况还有很多，如GTO、MOSFET、IPM、PWM等。因此建议针对有实力的院校，进行双语教学。即便目前没有能力进行纯双语教学，也应向学生介绍适量的英文专业术语和专业名词。

教师也可用英文的方式布置作业，并推荐学生查阅原版外文文献。

3.2 实践教学改革

3.2.1 引入仿真技术，弥补实验条件不足

近年来，计算机仿真技术作为计算机辅助设计（CAD）的有力工具，广泛应用于电力电子电路的分析和设计中。将电子仿真设计软件Multsim和数学建模仿真分析软件MATLAB等引入到教学中，建模并动态仿真不但有利于抓住其主要矛盾，加深对所学知识的理解，也为学生将来从事工程设计打下良好的基础。随着电力电子技术的迅猛发展，我院校规模的不但扩大，而电路、电工、电力电子技术等多项实验却共用一个实验台、同处一个实验室，并且我院各项实验均由理论授课教师讲授，这对安排实验造成了极大的困难。引入计算机仿真实验，不但可以拓宽学生眼界、打好工程设计基础，还可有效缓解实验室的压力。

做仿真实验时，由教师提出实验目的及要求、并给出电路参数。由学生自行设计，如选择器件、设计主电路、驱动电路和保护电路等。仿真软件可操作性极强和安全性也有保障，让学生自己动手设计，其实就是学生自动研发的过程，这不仅可以进一步熟悉所学内容，并且极大的调动了年轻人的相互竞争和向困难挑战的激情。

3.2.2 增加电力电子课程设计及实训

课程设计是大学课程的综合性实践教学环节。对于工科专业更是不可或缺，它是对课程的深化理解与学以致用的系统性活动。

目前，我院已有模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、单片机课程设计。经学生反映，课程设计使他们不但知道这门学科能干什么，而且还亲手做到了。言教不如身教，告诉学生那是什么能干什么，不如带着学生亲手去实践。

本项改革涉及较广、内容较多，具体实践过程切忌胡子眉毛一把抓。需抓重点，找主流，按部就班，步步为营。

4.结论与展望

此项改革与研究正在进行，其中课堂教学改革及实验改革中的仿真实验已在实施，课程设计及实训涉及到人才培养方案的修订，而尚未启动。从目前改革的成效来看，效果明显。学生反映良好，并希望这样的改革越多越好。在此基础上，人才培养方案的修订有望通过，相信到时教学效果以及创新型人才培训必将达到更高的水平。

参考文献

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术（第四版）[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3]严克宽，张仲超.电气工程和电力电子技术[M].北京：化学工业出版社，2002.

[4]红梅，张庆新，许谨.电力电子技术课程教学改革的探索[J].实验室科学，2008（3）：17-19.

[5]石彪.提高工科课程设计质量的思考[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2006（1）：58-59.

[6]程琼，郑建勇.整合“电力电子技术”教学内容培养应用型人才[J].电气电子教学学报，2008（2）：19-20.

[7]白敬彩，吴君晓.高等职业教育电力电子技术课程教改探讨[J].河南机电高等专科学校学报，2011（19）：87-91.

[8]朱树先，朱学莉，郭胜辉.工程实例化教学在《电力电子技术课程》教学中的应用[J].科技信息，2011（23）： 148，166.

[9]康劲松，牛一川.浅谈电力电子技术教学改革[J].第七届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会，2011.

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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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中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）13-0153-02

Abstract：This article introduces a power electronics teaching methods based on multisim. And we select two typical power electronic circuits to simulate . Through the experiments the establishment of the circuit，the choice of electronic components， circuit parameter settings and waveform analysis are described in detail.

Key words： multisim；simulation；power electronic circuits

1 概述

电力电子技术是强电专业的一门核心基础课程，其实践性很强，对学生的动手能力要求较高。笔者在该课程的教学过程中发现主要存在以下几个问题：

1）学生很难理解电力电子器件的工作原理，比如晶闸管的导通和关断条件。

2）在授课过程中电力电子波形的绘制需要花费较长的时间，尤其是三相电路的相关波形。

3）在实训过程中耗材的损耗很大，比如晶闸管、晶体管等。

4）电力电子系统多为高电压、大电流的大功率系统，实训过程中对于学生的人身安全和设备安全不能得到绝对保证。

如果在教学过程中引入计算机仿真技术就可以很好的解决这些问题，同时仿真教学可以使得教学过程更为生动、直观，有利于激发学生的学习兴趣，提高教学质量。

2 multisim仿真软件介绍

20世纪80年代加拿大的IIT公司推出了一款颇具特色的电子仿真软件EWB5.0，其界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用。Multisim软件是它的升级版，本文中所使用的是最新的multisim10版本，其主要特点有：

1）具有完全交互式的仿真器，允许使用者对电路进行实时的改变，并能实时的看见电路仿真结果。

2）具有二十多种不同的虚拟仪器，包括示波器、万用表、频谱分析器等。

3）功能强大的教学选项，老师可以自行制定Multisim 10的使用界面和可能选用的仪器和分析，从而控制学生在电路中所见的画面，以及能够存取的功能。

4）16000个零件数据库，16000个零件资料库。

图1为multisim10的主界面。

3 仿真实例

1）单相半波可控整流电路（阻性负载）

启动multisim10软件，从其元件库中选择所需的电路元件，连接成电路。如图2所示。其中双踪示波器用来显示触脉冲和负载上的电压波形，A相位为负载波形，B相位为触发波形。

启动电路开始仿真，波形如图3所示，显然负载上的波形为缺口的正弦半波波形。

2）三相半波可控整流电路（阻感性负载）

如图4所示为三相半波整流电路，负载为阻感性负载。图5为阻感性负载上的电压波形。

4 结束语

利用multisim实现仿真实验教学，同传统的电力电子实验相比，可以边实验边修改，由于使用的元器件和仪表都是虚拟的，所以不存在安全问题，另外实验成本低，实验效率高，实验结果直观形象。学生在仿真实验过程中，有自己独立思考的时间和空间，有利于培养学生的创新思维能力。但是仿真实验并不能完全取代传统的实验手段，因为学生在仿真实验中看到的都是理想波形，而实际上会存在很多的干扰信号，学生只有在真实的硬件试验中才会掌握。只有将仿真实验与硬件实验相结合，才能帮助学生更快更好地掌握知识，进一步提高学生的综合实验和创新的能力。

参考文献：

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2.精心设计实验内容课程组精心设计了实验教学项目和内容，引导学生从问题出发，逐步由基础实验走向设计性和综合性实验，再过渡到创新性实验。开设了晶闸管整流、逆变的验证性实验，使学生对本课程的应用有初步认识；对直流斩波、交交变换以及PWM控制技术部分的实验，则由教师给出电路参数要求，由学生自行设计主电路、驱动电路等，完成设计性实验，培养学生分析问题，解决问题的能力；软开关技术的实现等具有较高实用价值的实验项目，密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术，并且在国民经济发展中起着重要作用。通过实验学生了解了电力电子新技术的发展动态，同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观感性的认识。实验项目与科研、工程、社会应用实践密切联系，形成良性互动，实现基础与前沿、经典与现代的有机结合，有利于学生创新能力的培养和自主训练。

3.增设课程设计与调试环节开设了1周“电力电子技术”课程设计与调试实践环节，以完整的电力电子系统为载体，将电力电子器件选择以及电力电子主电路、驱动电路、保护电路、检测电路、控制电路等内容有机地结合起来，使学生通过设计、组装、实验和调试“四位一体”的训练，培养学生的实践能力和创新能力。同时，在教学中使用计算机仿真软件Matlab/Simulink搭建各种常用电力电子电路，且可方便地调整电路的参数进行仿真，培养学生应用计算机处理复杂电力电子电路的能力，也为日后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。

二、改进教学方法与手段，调动学生学习主动性和积极性

在实际教学实践中，笔者始终坚持以学生为主体、教师为主导、能力为主线的教育理念，根据课程内容合理采用不同的教学方法组织课堂教学，将“理论+实践+应用能力”的教学模式贯穿在整个教学活动中，由传统的教师满堂灌唱独角戏变成了教师学生共同参与的互动学习，教与学融为一体。教师有所教，学生有所学，极大地调动了学生的学习积极性，加深了学生的理解，加快了学习步伐。通过启发教学法、案例教学法、任务驱动教学方法等，增强学生主观能动性，活跃课堂气氛，挖掘学生潜力，增强专业素养，逐渐让学生由“学会”变成“会学”，由被动变主动汲取知识。

为了分析电力电子器件和电路的工作状态，使学生弄清电路中能量的变换和传递，笔者制作了本课程比较完善的多媒体教学课件。利用多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上，结合典型工程实例，并把电力电子前沿的研究状况、最新的研究成果以图表、图片等方式充实到教学课件中，提高学生的感性认识，激发学生学习的兴趣，不断提高教学效果及教学质量。同时，建设了本课程的教学网站，网站资料丰富，包括教学资料和典型工程实例等，学生可以在网上学习，教师可以在网上进行答疑，激发了学生学习的兴趣，提高了教学效果。

三、改革考核方式，提高学生对知识的综合运用能力

1.考试过程全程化教师根据“电力电子技术”课程性质和不同阶段的教学要求，通过课堂提问、讨论、平时作业、单元测验、实际操作、撰写报告或论文等方式加强形成性考试评价，并安排阶段性考试以强化学生平时对课程教学内容的学习和掌握，弱化期末终结性考核。

2.考核内容能力化考核内容围绕应用能力和工程素质培养为核心这个目标设置，结合新的“电力电子技术”教学内容体系，加大电力电子器件特性分析、实际电路分析、应用案例分析、实践技能的比例，侧重考查学生对知识的综合运用、解决问题的能力。

3.考核方式多元化根据不同阶段的教学要求，考核采取口试、笔试（开卷、闭卷）、开发设计相结合的形式，变单一形式的考核为多种形式的考核。

四、组织课外科技创新活动，探索课内与课外培养的有效机制

按照课内培养与课外培养相结合的原则，把培养学生实践创新能力固化在教学任务中，成立了课外科技活动小组，注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动。依托电力电子实验室的硬件设施，积极组织学生参加全国大学生电子设计大赛和“挑战杯”竞赛，以培养和提高学生的自学能力、实践能力和创新意识。在运行中，加强课外实践活动的组织和管理，制订《大学生课外科技创新实践活动运行管理办法》和《实验室开放运行管理办法》，对大学生第二课堂教育的条件保障、激励政策、管理办法、评价办法等做了明确规定，形成了有效的大学生科技创新实践活动保障体系。

五、加强青年教师培养，提高课程组教师整体水平

师资队伍建设是课程建设的关键，课程组教师的理论教学水平、工程实践能力、科研水平直接关乎“电力电子技术”课程建设水平。按照校内培养与校外培养相结合、教学培养和科研培养相结合的原则，通过建立青年教师“导师制”、定期开展教学研讨和教学观摩、实行青年教师实验室坐班制、深入工业企业生产实际、选派教师参加新技术培训等措施，不断提高青年教师教学水平、学术水平和实践能力。