《電力電子技術》課程教學改革研究

摘 要：對電氣工程及其自動化專業(yè)的《電力電子技術》課程進行改革，在理論課程結束后增加電力電子技術課程設計實踐教學環(huán)節(jié)。通過實踐教學環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的工程素質(zhì)，提高學生的工程實踐能力，滿足“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”電氣工程及其自動化試點專業(yè)的培養(yǎng)目標要求。

關鍵詞：電力電子技術；卓越工程師；教學改革

1 引言

在全球化知識經(jīng)濟時代，工程在解決與人類生活相關的復雜問題中起著愈來愈重要的作用，各國工程師的教育培養(yǎng)就顯得尤為重要。目前，我國工程教育人才培養(yǎng)的數(shù)量雖多，但質(zhì)量還有待進一步提升。

2010年，我國教育部提出“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱卓越計劃）。任務的目的是促進高等工程教育面向工業(yè)界、面向世界、社會需求培養(yǎng)造就一大批高質(zhì)量卓越工程師后備人才，全面提高工程師的實踐能力、創(chuàng)新能力和人文素質(zhì)。

我校2011年列入教育部實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施高校，電氣工程及其自動化專業(yè)于2013年成為試點實施專業(yè)，按照基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”電氣工程及其自動化試點專業(yè)的要求，對《電力電子技術》課程在實踐教學方面進行改革探索，著力提高學生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力，培養(yǎng)適應電力行業(yè)要求的卓越電氣工程師后備人才。

2 實踐教學改革

傳統(tǒng)的課程，把獲取知識、擁有知識作為主要目標。但是，如果這些知識得不到應用，將很快被遺忘，這就使教育的目的大打折扣。我校電氣工程及其自動化專業(yè)的畢業(yè)生雖具有較好的工程技術基礎知識，但綜合思考、解決問題的能力還有所欠缺。因此能力的培養(yǎng)，要成為課程改革的主要目標。

《電力電子技術》這門課程，理論與實踐的聯(lián)系非常緊密，為了使同學們能將課堂上學習到的理論知識，更好的應用到工程實踐當中去，提高學生的工程實踐能力，在理論課程結束后安排一周電力電子技術課程設計。實踐環(huán)節(jié)是卓越工程師培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。通過課程設計，在知識方面，能夠使學生鞏固所學的理論知識，加深對理論知識的理解；在能力方面，能夠培養(yǎng)學生運用所學的知識，思考與解決問題的能力。

針對我校電氣工程及其自動化專業(yè)偏強電的特點，有針對性的選擇設計題目，如靜止無功補償器設計、靜止無功發(fā)生器設計、電力系統(tǒng)有源濾波裝置設計、動態(tài)電壓調(diào)整器設計等。將先修課程“電氣工程概論”、“電路”、“模擬電子技術”、“數(shù)字電子技術”、“自動控制原理”等知識結合“電力電子技術”理論課程的知識，為后續(xù)“電力系統(tǒng)分析”“高壓直流輸電”等課程的學習奠定基礎。為了培養(yǎng)學生的團隊合作精神，避免抄襲，將學生分成幾個小組，每個小組一個題目，由組長負責本組同學的分工，并組織同學合作將設計完成。

拿到設計題目后，學生需要根據(jù)設計題目的設計要求，閱讀有關參考文獻，進行方案論證、主電路設計、控制系統(tǒng)和輔助電路的設計，在計算機軟件上對所設計的電路進行仿真、調(diào)試。

2.1 閱讀有關參考文獻

首先，要求學生根據(jù)設計題目的技術要求，去圖書館查閱相關的圖書文獻，上網(wǎng)查閱相關的科技期刊，會議文獻，科技報告，學位論文等等。

學生帶著問題去查閱相關的文獻，能夠?qū)τ嘘P設計題目的國內(nèi)國外研究現(xiàn)狀和今后的發(fā)展方向有比較深入的了解，同時也能夠使學生學會查閱文獻的基本方法，為今后的工作和研究打下基礎。

2.2 方案論證

電力電子變流電路有很多種類。同類變流電路，使用的器件不同，電路拓撲結構也會有所不同。相同的電壓等級、功率大小、變換功能，設計方案并不是唯一的，各種電路在調(diào)試時還可能會出現(xiàn)很多問題。所以選擇方案的時候要考慮設計題目的具體技術要求，選擇兩種以上的電路方案，對方案進行經(jīng)濟、技術比較，選擇技術能夠滿足要求，經(jīng)濟也比較合理的方案作為最終的方案。

2.3 電路設計

根據(jù)方案論證的結果設計主電路、控制系統(tǒng)和輔助電路。

確定主電路的拓撲結構，根據(jù)輸入、輸出的技術指標要求，選擇相應的變壓器、選擇主電路當中開關元件。設計緩沖電路和濾波電路，并根據(jù)電路的參數(shù)選擇相關的器件。根據(jù)設計的主電路結構和輸出的技術指標的要求，設計控制系統(tǒng)和保護電路等。

2.4 電路仿真

電路設計完成以后，要求學生用matlab仿真軟件對所設計的電路進行仿真、調(diào)試。首先，用仿真的方法可以初步驗證電路原理和參數(shù)設計的正確性，仿真實驗極限條件下的特殊情況，從而優(yōu)化參數(shù)設計，提高裝置的可靠性。其次，通過本次課程設計的仿真訓練，可以使學生熟練掌握matlab仿真軟件的應用。

通過電力電子課程設計，訓練學生將已經(jīng)學習的理論知識綜合起來，應用于工程設計中。既能夠提高學生理論分析問題、動手解決問題的能力，又能夠培養(yǎng)學生的團隊合作精神、工程實踐能力。

3 總結

根據(jù)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的要求，對電氣專業(yè)《電力電子技術》課程進行改革，增加電力電子技術課程設計實踐環(huán)節(jié)，將理論知識與實踐能力的培養(yǎng)較更好地結合起來，激發(fā)學生學習的積極性、主動性，提高學生的工程實踐能力，為卓越工程師的培養(yǎng)奠定基礎。

參考文獻

[1]孫建廷，雷剛.新時期“電力電子學”教學模式改革與探索[J].中國電力教育，2011，（21）：182-183.

[2]葛瑜，王武.電力電子技術遞階式實驗教學研究[J].實驗技術與管理，2011，28（5）：156-159

[3]段曉燕.工學電力電子技術實踐教學案例分析[J].實驗科學與技，2011，9（1）：22-24.

[4]林建.面向卓越工程師培養(yǎng)的課程體系和教學內(nèi)容改革[J].高等工程教育研究，2011，28（5）：1-9.

作者簡介：周珊（1971-），女，浙江諸暨人，工作單位：長春工程學院，工學碩士，講師。