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2022-09-03 09:07

HB火博体育校瑞珍 李海华

电HB火博体育力电子技术课程综合教学模式探讨

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HB火博体育摘 要:《电力电子技术》是电气工程类专业的专业核心课程,为了提高教学质量,提高学生综合能力,培养符合当前社会发展的应用型人才,本文针对独立院校本科教学学生水平及该课程特点,提出一种通过建立课程综合理念、运用仿真工具辅助教学、及开展项目实验式教学等教学方法,实现“三位一体、循序渐进”的综合教学模式。

关键词:电力电子技术 项目式教学 教学改革 本科教学

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HB火博体育中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2020)02(b)-0227-02

随着当前科学技术的飞速发展,以及各种新型大功率电力电子器件的诞生,电力电子技术在各个领域的应用越来越广泛。《电力电子技术》是电气类专业的专业核心课程,对于该课程的教学越来越重视,从教材内容的完善,到实验室的建设,以及教学方法的改进等。特别是对于独立民办高校,以培养应用型人才为目标,更应该对专业课程进行教学改革,提高学生的专业素质以及增强对知识的实践运用能力[1]。为了提高学教学质量,达到学生能够学以致用的教学效果,教师要掌握学科前沿发展动态,从学生的角度去理解课程,采取理论结合实际的教学方法,改变传统的教学观念,利用计算机仿真工具,引入项目实验式教学方式等进行改革创新,以适应当前技术发展要求,达到培养高素质的应用型人才的最终目标。

1 课程特点及传统教学效果分析

《电力电子技术》课程衔接电力、电子和控制三大学科,需要扎实的电路理论、高等数学、控制理论、模拟电子技术等基础知识,该课程所涉及的知识面广,专业程度深,对学生来讲是一门较难的专业课程。课程目标是培养学生对电力电子器件的灵活使用,具有对电能变换和控制电路拓扑进行分析与设计的能力,具有对电路调试、验证、应用过程中出现的问题进行分析与解决的能力[2]。这就要求学生不仅需要扎实的理论知识,更需要有积极的自学能力,以及熟练的动手实践能力。

根据对往届学生学习效果分析,传统教学存在一定的问题。(1)无法调动学生对课程的认识和学习的主观能动性。电力电子课程涉及知识点广电力电子学课论文,如果高等数学、模拟电子技术、电路基础等课程基础薄弱,即使上课认真听讲,理解起来也有一定难度。如果只局限在本课程上,很难建立学生对课程的认识,更无法形成融会贯通的效果。一成不变的课堂讲授教学,很难很难激发学生们的学习热情和自学能动性;(2)缺乏理论与实践的联系。学生对知识的应用一知半解电力电子学课论文,即使课堂听讲理解了,考试结束后很快就忘记。即使有配套的实验课程,实验过程也只是按照实验步骤接线机械的记录数据,缺乏实践应用能力的加深。学以致用方为学电力电子学课论文,为了提高学习的透彻性,培养学生的实践应用能力,改变教学模式非常必要。

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2 综合教学模式探讨

教学模式改革不是一蹴而就的,是需要在不断的探讨过程中逐步完善的,针对以上问题结合自身教学经验,提出了以下几点教学措施。

2.1 帮助学生建立课程综合理念

掌握一门知识,应能站在一定的高度去理解,而学习本身是种“身在此山中、云深不知处”的状态,老师应该引导学生跳出最初迷茫的状态,将记忆的知识转化为理解再转化为应用电力电子学课论文,可以从下几个方面加以提高。

对课程的认识。让学生认识到课程的重要性,有效的方法是从疑问开始知识点的引入,什么是电力电子技术?应用在什么场合?能实现什么功能?在日常生活中哪些地方涉及到?引导学生建立对课程的认识,有足够的重视,有一定的兴趣,对后续课程学习非常重要。

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课程的应用扩展。大学学习应更注重思考和应用。当知识变成看得见的装置,会激励学生学习动力和兴趣。在教学过程中,注重对应用层面的扩展。如讲逆变电路时,扩展当前广泛应用的光伏发电;讲整流电路,扩展直流输电的应用,以及身边各种充电设备等。

与其他课程的联系。学无止境,学科与学科之间没有严格的边界。电力电子学起始于电子学,主要应用于电力领域,又依赖于控制理论,同时需要高等数学、电路理论的基础,还会涉及到专业英语词汇。因此在教学过程中要引导学生对相关知识综合运用。如讲到电力电子器件,需要模擬电子技术中半导体器件PN结的相关知识;讲PWM(Pulse Width Modulation)控制技术,需要用电路惯性元件分析方法,以及适当的英语去理解专业名词等。在讲课过程中适当引导学生形成综合学习的观念,培养自学能力,也增强了课程的趣味性。

讲课时注重逻辑严谨的推理过程,培养学生理解性记忆。如何让学生在抽象理论学习的过程中,建立相关认知模型,并转化为认知理解的能力,需要老师在讲解时加以引导。如晶闸管驱动信号,要从晶闸管内部结构讲清楚,基于晶体管的PN结特性,需要电流信号驱动;采用双晶体管组成正反馈电路,需要脉冲信号即可驱动。让学生从原理上明白,是对知识的理解性记忆,而非死记硬背。

2.2 运用仿真工具辅助教学

想象力比知识更重要,在教学过程中如何引导学生展开丰富的想象力,选择合适的仿真工具如MATLAB,Saber等,可以让理论得以验证,对学生的理解能力有很大帮助。特别是对于已经学过MATLAB课程的学生,仿真工具的使用可以起到事半功倍的效果。讲解案例:如何更有效理解理解PWM调制模式?以及逆变电路SPWM调制方式?这是一个比较抽象的理论,如果单凭课堂讲解惯性环节面积等效原理的理论基础,同学们很难在大脑里形成对应的认知模型,一个宽度变化断续的波形如何等效成一个连续的正弦波形。通过搭建逆变电路的仿真模型,可以通过示波器很清楚的看到,宽度变化断续的波形,经过滤波之后,变成了一个连续的正弦波形,如图1。示波器输出直观、清晰的仿真结果验证理论,这样学生对于理论知识有了一个清晰的解释模型。而且学生在仿真的过程中可以改变参数、改变条件,得到不同的实验结果,便于学生理解、探究、分析。特别在遇到更复杂的电路模型时,这种教学方法更有助于学生在疑问或者模糊的地方找到清晰的解决思路,也是一种有效的自学方法。在学生后续专业课程的学习,比如相关课程设计、毕业设计过程中,灵活使用仿真工具可以为设计方案提供完整的系统模型,以及仿真数据和仿真结果。

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2.3 开展项目实验式教学

为了培养学生的实践动手能力,除了课堂上教学方式优化,还应该在教学过程穿插项目实验式教学。具体实施方案为:设计一套与课程相关的项目装置,包括单相整流、交流调压、直流降压斩波、直流升压斩波、单相逆变、三相逆变等功能,与课堂进度相配合。

项目实验式教学的具体安排为:(1)学生报名与分组,参与的同学需花大量的时间和精力去学习课本以外的知识,分组可以引入小组之间的竞争。(2)课程与项目结合。随着课程的进度,督促学生进行主回路拓扑学习、控制电路学习、软件程序学习、硬件电路系统搭建、调试电路、分析实验数据与波形。学习过程中学生每周提交工作总结与下周工作计划,老师每周检查学生的学习情况并定期与学生进行答疑。(3)学习成果展示。学生期末提交学习报告,进行验收答辩,并发表一篇论文。图2为项目实验式教学过程中学生实验交流。

這种教学培养模式效果显著,首先要求学生平时时间都在实验室学习研究,营造了一种良好的学习氛围。小组间引入竞争模式,可以提高学生的学习能动性。其次遇到问题可以互相讨论、利用图书馆及网络资源、主动咨询老师,提高了分析问题解决问题的能力。再者通过学习实际电路,对知识的掌握更加扎实,对知识应用更加灵活。实际应用电路源于理论又比理论更复杂,在学习过程中可以加深对知识的理解。项目实验式教学方法的实施,有助于提高自学能力和学习兴趣,同时也为学习能力强的学生提供一种更好的学习通道。

3 结语

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以上探讨的教学方法在实践教学中有一定成效。课堂教学过程中培养学生对课程的理解,有助于与其他课程知识联系起来,融会贯通;仿真工具的使用,增加了学生自学的效率和途径;项目实验式教学的方法,对学生是一种挑战,也有利于养成一种坚持学习自我约束的态度。通过对学生考核,他们学会了分析电路查找解决问题的方法,会用仿真工具辅助电路设计,会通过实验调试对电路进行改进,并且养成了良好的自学能力。这种教学模式会在潜移默化中影响学生以后的学习方式以及学习态度,提高了学生的综合素质。

参考文献

[1] 王晓寰,冯建周,张莹.电力电子技术课程体系建立与实践[J].教育教学论坛,2018(33):35-36.

[2] 李春菊,宋伟.关于《电力电子技术》课程四位一体的复合型教学模式探究[J].工业控制计算机,2018电力电子学课论文,31(5):163-164.

[3] 马飞.《电力电子技术》课程教学改革与探讨[J].南方农机,2018,49(21):161.

HB火博体育[4] 钱荔.电气工程及其自动化专业“电力电子技术”课程教学改革探索[J].电子世界,2018(22):95.