《電力電子技術》是電氣自動化技術專業的一門重要專業課程,橫跨電力、電子、控制三大領域,涉及各種電力電子器件以及由電力電子器件所構成的各種變流電路[1]。隨著電力電子技術的不斷發展和高職院校教學改革的進一步推進,傳統的“理論加驗證性實驗”的教學模式已不適應新的教學要求。因此,本文擬從教學內容、教學模式、考核評價三方面對該課程建設進行探索。

一、基于工作任務重構教學內容

當前,與企業相結合進行基于工作過程的課程開發與設計是高職課程建設的方向。《電力電子技術》課程應針對維修電工所從事的涉及電力電子的典型工作任務,如篩選電力電子元器件、識讀電力電子圖紙、根據電氣線路圖安裝接線、系統調試、運行維護、故障診斷維修等進行分析,歸納總結出任職所需要的工作能力,然后圍繞維修電工所涉及的崗位任職能力要求,按照認知規律和技能養成規律以及高職學生的特點,選擇設計教學項目。本課程以電力電子器件在變頻器、感應加熱電源、交流開關中的應用,主電路安裝調試,基本控制電路的信號分析與檢測等為主要教學內容。依據崗位要求和職業標準,將課程分為認識電力電子器件、直流調速裝置應用與檢修、中頻感應加熱電源安裝與調試、開關電源、工業調溫電爐、變頻器六個教學項目。每一個教學項目均以典型應用實例為載體,根據具體情況設立若干任務,內容涉及工業、民用的多個領域。

(一)認識電力電子器件項目

了解半控型、全控型電力電子器件的結構、工作原理,熟悉導通關斷的條件和主要參數,掌握器件的主要特性、特點和使用場合,初步具有根據不同應用正確選擇開關器件的能力。

(二)直流調速裝置應用與檢修項目

掌握可控整流電路的波形分析和參數計算,掌握有源逆變電路的工作原理并了解逆變失敗原因,熟悉檢測和保護環節,能對調速裝置的常見故障進行分析處理。

(三)中頻感應加熱電源安裝與調試項目

熟悉感應加熱裝置的應用及組成,掌握中頻感應加熱電源逆變主電路工作原理,了解使用中的注意事項,能夠對感應加熱設備進行調試、故障分析與排除。

(四)開關電源項目

了解開關電源的過壓、過流保護及軟開關技術,熟悉開關電源構成及各環節的作用,掌握開關電源核心技術DC/DC變換的工作原理,能夠對開關電源的典型故障進行分析檢修。

(五)工業調溫電爐項目

熟悉工業調溫電爐的構成及各環節的作用,了解交流開關的應用,掌握交流調壓、交流調功電路的基本原理和波形分析,了解三相交流調壓電路,熟悉工業加熱系統的安裝調試與維修。

(六)變頻器項目

熟悉變頻器基本結構、工作原理和PWM控制技術,熟悉變頻器的參數設定與應用技術,能進行變頻器簡單主電路的分析與計算。

二、基于工作過程實施教學

課程以典型應用案例為主線,采用“教、學、練”一體的教學模式和“一生,二熟,三出巧”的以多重循環來強化核心技能的教學手段開展教學活動。在教學過程中,嚴格按照職業崗位工作步驟,即資訊→計劃→決策→實施→檢查→評價六個環節進行,逐步培養學生作為工作者的工作態度、職業道德、團隊協作能力和溝通能力以及其他可遷移能力[2]。在實施過程中,讓學生熟悉從事該行業工作應該遵守的職業規范與工藝標準等。下面以中頻感應加熱電源安裝調試項目的教學過程為例進行介紹。

(一)資訊

下發項目任務書、引導文、評價表等,指導學生學習相關知識。項目目標:熟悉中頻感應加熱電源構成環節及各環節作用,掌握主電路的工作原理和過壓、過流保護,了解使用中的注意事項,熟悉中頻感應加熱設備常見故障表征、常見故障處理和日常維護方法,熟練掌握用示波器和萬用表測量關鍵工作點信號,具有安全意識、團隊協作能力、組織管理能力等。針對項目提出的一些技術要求,學生通過各種方式學習相關知識;教師結合案例集中介紹項目實施的目的和內容,解答學生提出的問題,幫助學生掌握完成該項目應該掌握的知識和技能。

(二)計劃

根據項目內容和教學條件將學生分組。小組討論總體設計和制作方案,包括整體設計方案、實現方法等。把工作任務進行分解,明確分工,同時謀劃實施的具體細節。考慮安全、可靠性、成本等因素,確定詳細設計制作方案,包括感應加熱電源系統原理圖、維修流程圖、維修工具清單、儀器儀表清單、元件明細表、進度等。

(三)決策

小組提交實施計劃和方案,教師檢查,各組評議確定方案是否可行及提出改進辦法,優化方案,直到方案可行,確定后按小組具體實施。

(四)實施

指導教師介紹實施本項目所需設備和儀器、項目實施步驟,強調實施過程中的注意事項,要求學生熟悉所使用設備、儀器的功能與使用方法。學生按照自己擬定的計劃,完成加熱電源安裝調試和故障定位排除,完成項目要求的功能使用。在該過程中,小組成員應分工明確、協調一致,提高動手能力;教師根據學生的實施情況進行相關指導。

(五)檢查

檢查分為學生自檢、小組互檢,發現問題及時處理,并記錄相關調試和檢查步驟以及故障現象和處理方法。

(六)評估

項目實施完成后,指導教師檢查數據、記錄的波形,安排分組演示和介紹,由教師和其他組同學打分。在六步驟實施過程中,為了激發學生的學習興趣,可靈活使用項目教學法、案例教學法、講練結合法、資料檢索對比法、現場教學等多種教學方法[3]。同時要有針對性地給予必要的提示、引導,及時收集共性的問題,組織集體討論,達到總結和強化的目的。

三、基于工作項目實施考核

高職院校的學生除了要考核其對基本理論知識的掌握程度之外,更重要的是考核其動手能力及分析與解決問題的能力。因此,要改革傳統的考核手段和方法,使階段評價、過程性評價與目標評價相結合。《電力電子技術》課程考核分為期末考試、項目考核兩大部分,見表1。期末考試采用筆試,主要考核學生對課程基本理論的掌握程度;項目考核屬于過程考核,在每個項目教學過程中進行,具體考核項目的實現計劃、決策情況、實施情況、學生的實際操作能力、解決問題的能力、團隊合作能力等,見表2。四、結語基于實際項目工作過程的《電力電子技術》課程教學,系統地訓練了學生的職業崗位工作能力,有利于實現學校教育與就業崗位的零距離對接,提高學生的就業質量。