教育信息化趨勢下高職院校電力電子技術課程的教學改革與探索

唐 慧，張群慧，李 杰

(湖南生物機電職業技術學院，湖南長沙.410127)

[摘要] 電力電子技術課程是電氣自動化及其相關專業不可缺少的一門專業基礎課，廣泛地應用于電力系統、航空、家電等領域。針對電力電子技術課程莫有理論復雜且抽象，教師教學重理論輕實踐，高職院校學生學習被動等問題，對該課程進行教學改革與探索。在教育信息化的趨勢下引入信息化教學平“臺和手段、引入MAT-LAB仿真軟件到課堂，最終使學生的分析問題、解決問題、動手實踐的能力得到顯著的提高。

關鍵詞 電力電子技術高職院校 教學改革與探索 教育信息化

中圖分類號G712

1高職院校“電力電子技術”課程教學現狀分析

電力電子技術是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術，是電氣工程領域的新學科和迅速發展的朝陽產業。我國現在需要大量這方面的人才，但面臨的現狀是高分低能的人太多，很多人只具備了理論知識而缺乏實際操作能力，缺乏創造力。所以我國順應市場需求大力發展職業教育，培養這方面高素質技能型專門人才，但大部分高職院校在該課程教學上重理論輕實踐，學生學習無興趣。如何改變目前這種狀況，使學生真正快速學到知識并提高實踐動手能力與創造能力，是目前高職院校對該課程教學改革迫切需要解決的問題。

1.1電力電子技術課程理論知識復雜且抽象

該課程主要內容包括電力電子器件基礎、AC/DC模塊、DC/AC模塊、AC/AC模塊、DC/DC模塊、組合變流電路模塊等。例如三相橋式整流電路觸發角度不同產生不同的波形，波形復雜且抽象，長此以往學生學起來困難很大。

1.2教師教學重理論輕實踐，教學設備陳舊

高職院校的“‘電力電子技術”課程實驗一般都是在實驗臺上完成的，大部分都是一些驗證性實驗，。即首先老師對相關電路進行理論分析講解，然后學生按照電路進行連接，最終看實驗數據結果和理論結果是否一致。這樣的實驗沒有創造性，學生也不需要過多思考，部分基礎薄弱的同學不思考這個電路到底是什么原理，波形怎么來的，只要別人電路連接好了，他就照葫蘆畫瓢把線連接好。而且在做的過程中，由于很多設備老化，且存在通電故障，看不到檢測的數據及其波形結果，這樣不利于學生學習新的知識。

1.3學生基礎薄弱，學習電力電子技術理論課程無興趣

高職院校的總體成績都不太好，以我校為例，一般招進來的學生高考成績都是300分左右。這說明該類學生一般基礎知識是比較薄弱的，如果重理論輕實踐，長期采用這種教學方法會讓他們對此課程失去興趣。但高職院校的學生有個特點，他們非常喜歡上實驗課，也非常喜歡動手實踐，他們對未知領域有著一種探索的沖勁，對于新事物的認知總是希望通過自己的親手實踐，先有感性的認識再基于課程進行理性認知。

2改革課程教學

2.1理論與實際應用結合

因為電力電子技術課程教學內容理論性很強，所以多年來高職院校教師在教學過程中主要采用講授法教學，首先講電力電子器件的基礎，然后以變流技術為核心展開講四種電能變換和控制，學生學習常常是被動的接受知識，缺乏主動性，最終遏制了學生的評判性、+探索性、創新性能力的培養。因此在教學過程中，應采取‘‘演練結合式”、“項目式”、“討論式”等教學方法，努力培養學生“會學習、會分析、會倉呼新”的能力。本文對傳統的“教”與“學”的定位關系，進行改革與探索，“教”為教師注重教學內容、方法、手段。“學”為學生學習培養能力，“用”為教學最終達到的目的。文章采用課前引導的方法進行了教學改革嘗試，即每次上課前將需掌握的問題通過信息化教學平臺告訴學生。這樣學生帶著這堂問題有針對性的提前自學，然后課堂根據這些問題師生一起深入分析、討論和解疑，最后在實驗課上將這些理論知識通過實驗得以加深理解，課后也可以通過習題鞏固學習。

同時本文將實際應用案例引入到課堂教學中，例如：在整流電路模塊學習中，引入了礦用小機車新型實驗電源模塊;在斬波電路模塊學習中，引入電車(地鐵)對電動機進行調速控制模塊;在逆變電路模塊學習中，引入太陽能發電系統模塊;在變頻電路模塊學習中，引入西門子MM420變頻器構成和實現五段轉速控制系統模塊。這樣將四種電能變換與實際應用緊密的結合起來，使學生真正體驗到所學知識的力量，從而激發學生學習的主動性。

2.2充分利用信息化教學平臺.

在教育信息化的趨勢下，老師需要充分利用信息化教學平臺，為電力電子技術的課程教學帶來各種信息化教學方法與手段。比如老師可以在課前運用QQ、微信、飛信，得以實現在網絡教學平臺、世界大學城等提前布置電力電子技術上課的主要任務，學生可提前預習、思考、查閱相關資料，然后老師將PPT課件、參考資料、微課視頻等上傳到教學平臺，上課時直接利用此平臺或相關的APP軟件掃描二維碼進行點名。充分利用信息化教學平臺提高課堂教學的效率，用信息化帶動教育現代化。這樣不僅可以在課堂上為學生帶來具有教學意義的視頻、文件、圖片等，而且可以增強師生之間的互動，能在很大程度上豐富電力電子技術課堂教學，對學生形成較強的吸引力，促使學生全面參與到電子技術課程教學活動中來。

3改革教學模式

3.1將仿真軟件引入課堂教學

將仿真軟件MATLAB引入課堂教學，MATLAB是一種應用于電力系統工程領域的仿真軟件，Sirnulink是MATLAB的仿真工具之一，在電力系統中主要利用Sim Power Sys-tems，快速實現電力電子電路動態系統建棋、仿真與分析。學生在建模與仿真過程中，根據電路需要選擇相對應的電力電子器件構成電路，并對電路參數進行設置與調節，通過觀測數據以及Scope顯示的波形，可利用仿真實驗加深學生理論知識的理解。還可以通過對電力電子電路模型設置各種故障，分析對電路的影響，從而加強學生的分析問題、解決問題、團隊合作以及創新等方面能力的培養。

3.2 MATLAB] Simulink在教學中的應用案例

電力電子技術應用案例教學中采用MATLAB] Simu-link仿真軟件，不僅使教學內容更加容易理解，而且也提高了教學效率。圖1是直流架線機車實驗電源MATI.AB仿真模型。

該仿真模型主要包含三相交流電源模塊，整流模塊，變壓器模塊，斬波模塊，自適應模糊PID控制模塊，自定義函數Fcn模塊，濾波模塊，直流電機負載，以及仿真結果示波器Scope顯示模塊等。圖2仿真結果直觀地呈現了直流架線機車實驗電源調壓器輸出波形。

4結束語

為了使電辦電子技術更加適應經濟和社會的發展，特別是滿足現階段中國制造2025與“工業4.0”的需要，高職院校的“電力電子技術”課程必須進行改革。我們不僅要充分利用如QQ、微信、飛信、APP、網絡教學平臺、世界大學城等信息化教學方法與手段解決教學內容多且復雜抽象但課時少的矛盾，培養學生自主學習、分析解決問題、創新的能力等，也要將MATLAB/Simulink等仿真軟件引入課堂案例教學，用以解決教學內容抽象的問題，擴展學生的視野，也有利于提高電力電子技術課程的教學質量和教學效率，從而培養適合當今時代需求的高素質的技能型專門人才。

參考文獻

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