獨(dú)立學(xué)院“電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”改革

錢(qián)荔

摘 要： “電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”是高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)踐課，課程時(shí)間短，任務(wù)重，側(cè)重動(dòng)手能力培養(yǎng)，對(duì)軟硬件要求較高。本文在分析獨(dú)立學(xué)院學(xué)生特點(diǎn)和“電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”目的的基礎(chǔ)上，對(duì)“電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”進(jìn)行內(nèi)容調(diào)整和實(shí)現(xiàn)方法改革，達(dá)到課程教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞： 獨(dú)立學(xué)院 電力電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì)

一、引言

電力電子技術(shù)作為一門(mén)新興的高技術(shù)學(xué)科，在當(dāng)今社會(huì)屬于支撐科技，已被廣泛應(yīng)用于高品質(zhì)交直流電源、電力系統(tǒng)、變頻調(diào)速、新能源發(fā)電及各種工業(yè)與民用電器等領(lǐng)域，關(guān)系國(guó)家發(fā)展密切相關(guān)的關(guān)鍵科技[1]。“電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)實(shí)踐課，在教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)課程所學(xué)知識(shí)的深化和提高。課程要求學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，完成電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作和測(cè)試，可以全面鞏固和應(yīng)用課程中所學(xué)的基本理論和基本方法。

金城學(xué)院作為獨(dú)立學(xué)院，近幾年錄取的學(xué)生分?jǐn)?shù)和素質(zhì)都有了較大提高，同時(shí)每年考取碩士研究生的人數(shù)比例也在不斷提高，原先實(shí)驗(yàn)教學(xué)式的課程設(shè)計(jì)方式已不再適用。自動(dòng)化系作為培養(yǎng)電力電子技術(shù)專業(yè)人才的基地，擔(dān)負(fù)著培育“掌握電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域的理論知識(shí)；具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐應(yīng)用能力的電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域的高級(jí)工程技術(shù)人才”[2]的重任，必須在實(shí)踐教學(xué)中不斷改進(jìn)，提高學(xué)生核心競(jìng)爭(zhēng)力，切合社會(huì)實(shí)際，符合人才培養(yǎng)計(jì)劃與要求。

二、電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)改革

1.電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)改革目的

電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)目的是培養(yǎng)學(xué)生具有以下方面的能力：（1）獨(dú)立分析能力：學(xué)生能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理和“電力電子技術(shù)”的基本原理，分析復(fù)雜電源問(wèn)題，并通過(guò)資料查詢與文件檢索等方法完成對(duì)電源問(wèn)題解決方案的預(yù)測(cè)。（2）項(xiàng)目設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力：學(xué)生能夠針對(duì)特定電源設(shè)計(jì)項(xiàng)目提出多種解決方案，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中能考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素。（3）制作與測(cè)試研究能力：學(xué)生能夠在軟硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成電源的仿真測(cè)試與實(shí)物制作，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題能夠采用科學(xué)方法進(jìn)行研究，包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)試、分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論。（4）團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力：課程設(shè)計(jì)采用團(tuán)隊(duì)合作模式完成電源設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的組織管理能力，能夠在團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員及負(fù)責(zé)人的角色。就研究問(wèn)題與他人進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫(xiě)報(bào)告、陳述發(fā)言等。

除此之外，電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的動(dòng)手環(huán)節(jié)使學(xué)生更好地將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，深入了解理論設(shè)計(jì)到實(shí)物制作的開(kāi)發(fā)流程及實(shí)現(xiàn)方式，對(duì)后期學(xué)習(xí)其他應(yīng)用性課程、參與競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)及找工作有很大幫助。

原先的電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是利用現(xiàn)有電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室做簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并驗(yàn)證，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室是模塊化設(shè)計(jì)，只能在原先模塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)改動(dòng)做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或仿真驗(yàn)證，無(wú)法進(jìn)行真正的電源開(kāi)發(fā)，缺乏實(shí)際動(dòng)手環(huán)節(jié)，達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力的目的，所以改變課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)方式是迫在眉睫的問(wèn)題。

2.電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容

電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周，對(duì)缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，要在如此短的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)完整電源的設(shè)計(jì)制作調(diào)試難度是比較大的。根據(jù)課程設(shè)計(jì)目的及學(xué)生的特點(diǎn)設(shè)置的題目為DC-DC電源的設(shè)計(jì)與制作，主要完成Buck電路或Boost電路的設(shè)計(jì)制作。一個(gè)完整的電源系統(tǒng)主要包含主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路，要求學(xué)生根據(jù)給定的參數(shù)完成各個(gè)部分的參數(shù)設(shè)計(jì)、仿真模型搭建驗(yàn)證及實(shí)物焊接與測(cè)試。

3.電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)管理

電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)安排在電力電子技術(shù)課程結(jié)束的前一周，時(shí)間比較緊，所以采用小組合作方式。要求：（1）分組抽簽：在課程設(shè)計(jì)開(kāi)始前一周，要求參與課程設(shè)計(jì)的學(xué)生自行分組，每3人為1組，每組派代表參與課設(shè)內(nèi)容抽簽，并進(jìn)行任務(wù)分配。教師會(huì)將對(duì)應(yīng)的課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和參考資料發(fā)給學(xué)生，并對(duì)課程設(shè)計(jì)做簡(jiǎn)單講解，使學(xué)生對(duì)自己的課設(shè)任務(wù)有基本了解。（2）資料搜集與調(diào)研：要求學(xué)生對(duì)要完成的任務(wù)做資料搜集工作與調(diào)研工作，了解電源系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，并對(duì)搜集的資料做整理總結(jié)給出初步方案。（3）設(shè)計(jì)調(diào)試：課設(shè)開(kāi)始第一天要求學(xué)生給出具體的設(shè)計(jì)方案與任務(wù)分配方式，根據(jù)任務(wù)分配情況，兩天內(nèi)完成主電路及控制電路參數(shù)設(shè)計(jì)，購(gòu)買(mǎi)相關(guān)器件，搭建仿真模型，仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)并撰寫(xiě)相應(yīng)的階段報(bào)告，通過(guò)后進(jìn)入實(shí)物制作環(huán)節(jié)，要求學(xué)生在兩天內(nèi)完成實(shí)物的制作與調(diào)試。

4.電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)考核

電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)考核分為三個(gè)方面：

（1）設(shè)計(jì)與仿真（25%）：一個(gè)完整的電源系統(tǒng)包含主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路與保護(hù)電路等部分，前期教師會(huì)指導(dǎo)每個(gè)小組學(xué)生根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案和自己的實(shí)際情況分配設(shè)計(jì)任務(wù)。后期考核時(shí)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)部分的難易程度及完成情況給出成績(jī)；

（2）實(shí)物制作與調(diào)試（25%）：實(shí)物制作與調(diào)試環(huán)節(jié)是最考驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手能力的部分，在最后的驗(yàn)收環(huán)節(jié)會(huì)讓小組中的每位成員演示電源的運(yùn)行過(guò)程。并對(duì)每個(gè)人完成的部分進(jìn)行提問(wèn)，根據(jù)回答綜合給出成績(jī)。

（3）答辯與課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫(xiě)（50%）：答辯部分是對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，通過(guò)答辯可以很好地檢查學(xué)生設(shè)計(jì)任務(wù)完成的質(zhì)量，使教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)困難所在，以便總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，有利于在今后課程設(shè)計(jì)中進(jìn)一步增強(qiáng)教學(xué)效果[3]。答辯方式是要求參與課設(shè)的學(xué)生每人獨(dú)立制作PPT答辯報(bào)告參與答辯，主要介紹自己完成的部分，并對(duì)本組課程設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生論述完成后由答辯小組提問(wèn)并要求學(xué)生回答，根據(jù)學(xué)生的答辯情況給出答辯成績(jī)。課程設(shè)計(jì)報(bào)告的要求是學(xué)生每人撰寫(xiě)一份，重點(diǎn)突出自己完成部分的內(nèi)容，最后給出結(jié)論分析和展望。綜合以上幾項(xiàng)給出最后的總成績(jī)。

三、結(jié)語(yǔ)

在“電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的進(jìn)程中，根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革，以小組合作模式完成完整電源的設(shè)計(jì)制作和調(diào)試，并通過(guò)三步考核方式了解學(xué)生的完成情況。通過(guò)這樣的實(shí)踐過(guò)程，學(xué)生對(duì)自己所學(xué)課程有深入了解，并可鍛煉其動(dòng)手能力，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王兆安，劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù)（第5版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]http：//baike.baidu.com/view/1374539.htm.

[3]魏東，陳一民.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005.