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电力电子技术实训

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电力电子技术实训

电力电子技术实训范文第1篇

一、中职电子技术理论与实训所存在的问题

虽然中职电子技术理论与实训一体化的教学模式还是新兴教学方式,但是并没有被教师采用,相反采用“实践—理论—实践”教学的中职教师有很多,但是这些教师因不了解其所在意义,所以导致理论与实训一体化实训模式存在很大问题,如:(1)中职院校的电子技术教师对理论与实训一体化的知识网运用不娴熟,导致学生感觉自己被限制,中职教师很难掌控学生的“心”,使得整个课堂气氛压抑、沉闷、透不过气;(2)中职教师没有制订一个适合学生的教学方案,导致学生不明白何处是重点,自己需要了解哪些基础知识理论;(3)中职电子技术应用理论与实训一体化的基本内容过于单一、封闭,不利于学生动手操作能力以及创新思维的培养。因此,中职教师需要打破传统的教学模式,运用新的教学手段,深入中职电子技术应用理论与实训一体化理论研究,从而强化学生的动手操作能力,提升中职院校的就业率,尽可能缩短其教学时间。

二、电子技术应用理论与实训的有效教学

中职院校是以学生的能力为主的教学院校,而且其主要以就业为主导。所以中职电子技术应用需要把理论与实训相结合,把两者逐渐一体化,强化学生的动手操作能力,以便于学生能够胜任实习岗位。因此,理论与实训一体化的中职电子应用也势在必行。那么中职教师如何做到有效教学呢?

1.采用“实践—理论—实践”的教学

中职电子技术应用实训是针对性较强,能够提升学生专业化水平针。所以,为了加强理论与实训一体化,教师应尽量采用“实践—理论—实践”的教学方式引导学生学习中职电子技术应用。中职教师如果只是为学生讲解课本上的理论知识而不加以实训,容易导致学生动手操作能力弱,所掌握的知识点较低。所以,中职教师需要认识到理论与实训相结合的重要意义,适时采取理论与实训一体化的教学方式。例如,某中职院校的电子技术应用教师为了强化学生的动手操作能力以及对基础理论的理解,经常准备实训课程,让学生自己体验教学内容,如:烙铁的使用。之后让学生提出自己在实训课程中所遇到的问题,并解释自己是如何解决所遇到的问题的。所以,中职教师需要把理论与实训一体化落到实处,强化学生的动手操作能力,从而提升学生的就业率。

2.鼓励学生检修日常生活中的小电器

学生在日常生活中充满了电子产品,如:笔记本电脑、手机、MP5、学生风扇这些数不尽的小型电器。而随着使用年限的增多,这些电子产品经常会出现一些小故障,而排除故障对于学生来说是一个很好的实训内容。所以,教师可以鼓励学生对这些产品进行故障排除,指导学生对其进行检修,从而培养对现代社会有用的创造性思维极强的电子技术应用人才,弥补课本中专业理论的空缺。例如,某中职院校为了增强学生的能力,经常鼓励学生拆分日常生活中已用坏的物品,了解其内部结构,并找出导致电器损坏的主要位置,然后适当找出坏零件更换,并熟练掌握课本中的基础理论知识。所以,教师需要尽快落实理论与实训一体化,提升学生的就业率。

三、激励学生适时动手,体验制作中的愉悦

电力电子技术实训范文第2篇

关键词:高职 电力电子技术 教学改革探讨

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(c)-0169-02

电力电子技术是一门对电能进行变换和控制的技术,目前广泛应用于电子工程、电气工程、自动化工程等诸多领域。《电力电子技术》课程涵盖电力电子器件、电力电子电路及相关控制技术,是一门专业基础较强,并且与生产生活有着紧密联系的课程,在高职院校的电气专业课程中,《电力电子技术》课程像一个中枢,有着及其重要的作用。因其原理抽象,图形复杂、内容繁杂,同时又涉及电力、电子、控制理论等学科内容,是学生普遍认为比较难学、难懂的一门课程。如何提高学生的学习兴趣,让学生更好地掌握课程内容,获得更好的教学效果,是一项急待解决的问题。

1 目前教学中存在的问题

1.1 理论难度大

《电力电子技术》课程属于高职院校电气专业中难度较大的课程之一,尤其是理论部分,涉及到各种变流电路参数的设计与计算,需要部分高数内容,学生们很难理解和掌握。理论、原理部分的不易理解,容易引起学生的畏难情绪,直接影响了学生的学习兴趣。

1.2 学生基础薄弱

受学校实验条件的限制,实践教学主要利用电力电子实验台。高职院校学生的基础知识和学习能力普遍比较薄弱,在电力电子实践教学过程中,大部分学生只是根据实训指导书,机械性地按实验步骤操作,实验中发现问题无法自行排除和解决,出现故障只能找教师解决,对教师的依赖性强。因为学生缺乏分析和解决问题的能力,导致在有限的课时内很难取得满意的教学效果。

1.3 实验结果不明显

电力电子技术实践是在实训台操作,目前的实践内容主要是在相应理论课程后,学生根据实训指导书连接电力电子线路,通过加载不同性质的负载,输出相应的电压电流,使用电子示波器观察波形,根据每个电路的实验结果,来验证之前学习的理论知识。每个实践项目都是一种变流电路,需要学生在弄懂原理的基础上进行操作,并观察输出结果。实验内容缺乏吸引力,难以调动学生学习的积极性。

2 《电力电子技术》课程的改革

2.1 及时调整教学内容

(1)强调应用认知、提高学习兴趣。

高职院校学生具有对理论学习不感兴趣,喜爱实践、动手能力较强的特点。因此在授课之初,就通过一些图片和视频,向学生展示了电力电子技术在生活和生产中的应用,例如在家用电器、交通运输和工业生产等领域,都有电力电子应用的实例。通过这些具体应用的实例,让学生们明白,电力电子技术这门课并不是空洞的理论知识,而是与生产生活都紧密结合的技术,它就存在于人们的周围,直接关系到生产和生活。以此提高学生的学习兴趣,促使他们主动去弄懂电力电子技术。

(2)确立教学重点,优化教学内容。

由于《电力电子技术》课程涵盖大量的理论知识,包括工作原理、公式推导、数量关系、波形分析等,且各个变流电路带不同负载时,对应不同的电压电流输出和波形。理论知识部分显得较为零散,不易抓住重点。以整流电路为例,整流电路分为单向和三相整流,单向和三相整流电路又各分为半波相控整流,全控桥式整流和半控桥式整流电路,并且不同的整流电路带纯电阻负载、 阻感负载或反电动势负载时,有着不同的输出波形。为整合教学内容,根据电力电子技术的特点,将课程重点放在电路原理分析、公式推导和波形理解方面。将整个课程整合为电力电子器件、电力电子功率变换电路、电力电子技术具体应用三部分。

(3)强调实践课程,选择实训项目。

《电力电子技术》课程不能局限于电路理论分析与设计,实践课程是理论教学的重要补充,电力电子技术强调实践,着重培养学生的思维方式和动手能力,通过实际操作,将理论知识穿插在实践中讲解,利用实践结果揭示各种器件和变流电路的工作原理,帮助学生加深对各种输出波形的理解,更好地掌握电力电子知识。为使学生在有限的课时里能较为深入的了解电力电子技术,根据以往教学经验,选择以下6个实训项目作为实践课程的授课内容,包括:(1)单相交流调压调光灯电路。(2)单相桥式全控整流调光灯电路。(3)三相桥式全控整流电路。(4)脉宽调制(SPWM)型逆变电路。(5)直流斩波器。(6)中频感应加热电源电路。学生可通过这些实验,掌握该课程的知识要点。

2.2 改革教学方法和教学手段

(1)利用仿真软件,丰富教学资源。

电力电子技术课程是一门对实践性要求很强的课程,实践教学中主要采用电力电子实验台,使用220 V和380 V的电压源,存在一定安全隐患,需要教师花费大量精力关注于学生的操作。在实际教学中,引入MATLAB软件仿真技术,通过系统的电气模块进行仿真,MATLAB的SIMULINK仿真环境可以模拟绝大部分电力电子变流电路,学生可以灵活的搭建各种电路、变换负载和修改仿真参数,不必担心实践操作中的安全隐患,并可随时观看仿真波形的动态变化及相应数据显示,有利于提高学生的学习兴趣。实际教学中可以采用虚实结合的方法,部分实验实际动手操作,部分实验通过计算机仿真技术模拟,还有部分实验采用两者相结合的方法实现。

(2)注重实践环节,倡导项目化教学。

《电力电子技术》课程需要学生在掌握电工和电子技术的基础上学习,理论性较强,在教学中将理论课和实训课相结合,注重电力电子电路的设计,培养学生自行设计电路的意识。在实训课程中,安排3~4名同学为一组,将理论知识丰富动手能力薄弱和动手能力较强的同学搭配组合,让学生合理分工,在完成任务的过程中达成合作、互相学习,为顺利完成实训课题奠定基础。在《电力电子技术》项目化的教学中,遵循理论够用,注重能力的原则,选择难易适中的,具有典型性、实用性的实训课题,明确每个课题训练的目的所在。同时为了更好的教学效果,教师在下达项目任务书之前,可以先试做一下题目,这样对课题的重点和难点有更深刻的理解,增加实践经验,以便更好地投入教学。

(3)调动学生积极性,发挥学生主体作用。

为了提高学生的学习兴趣和自主学习能力,将课程中的部分知识调整为自学内容,例如整流电路的有源功率因数校正等内容,要求学生在自行收集查找资料的前提下,完成该部分内容的学习,由学生负责组织整理,在课堂或兴趣小组上向其他同学进行介绍。同时更好地培养学生的实践能力,在原有实验基础上,还开设了选做实验,供学有余力和有兴趣的同学选作,充分调动学生的自主学习能力。

3 结语

《电力电子技术》课程的特点决定了其教学改革涉及面较广,要求积极探索合适的教学内容、教学方法和教学手段。该文结合高职院校电类专业学生的特点以及教学实践情况,提出了课程教学改革方案,希望能够起到抛砖引玉的作用,能有更多老师提出更好的教学方法,共同促进电力电子技术教学的发展。

参考文献

[1] 王兆安,黄俊.电力电子技术[M].4版.机械工业出版社,2010.

电力电子技术实训范文第3篇

关键词:新时代;电力电子技术;改革;应用

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.146

0 引言

电力电子技术主要指的是通过使用相应的开关件来实现对电能进行有效变换与控制的技术,其出现于上个世纪的末期,出现后便得到了较快的发展,现阶段已然成为集电力、控制以及电子三个方面新型技术。对于电气专业的学生来讲,该门课程一方面是重要的基础性课程,另一方面也具有很强的应用性与综合性的技术。所以,对于学习电气、自动控制等专业的学生来讲,学习好该门课程对于他们今后的学习与工作有着很好的促进作用。二十一世纪的到来使得科技有了飞速的发展,社会上对于学生也出现了全新的要求。针对新时代科学技术发展的特征,高校应当对学习的课程进行改革,这样才能够更好的帮助学生去适应社会。而就《电子电子技术》课程来讲,需要在教学理念、教学方法、教学手段等方面进行改革,增加该门课程的实验,构建出更加完善的学习体系来。

1 对课程内容进行优化调整

进入到新时代之后,电力电子科技出现了飞速的发展,一些崭新的控制技术与器件相继问世,而在教学过程中所使用的课本则过于陈旧,课本上的知识具有较大的滞后性,与现阶段世界技术间存在着一定的差距,不利于学生更好的了解当今该门课程的前沿技术。所以,就需要对该门课程的内容进行改革。

第一,传统的电力电子技术中主要是以晶闸管为主,通过使用晶闸管来完成整流器、交流高压等工作,不过该器件在处理相关直流的一些变换装置时则很难达到要求。在这之后,便出现了以IGBT为主的新器件,新器件的出现便成为了电力电子技术的核心。所以,在讲授课程的时候不需要再将传统的晶闸管组成的电路进行讲解,而是将全新的器件所构成的电路进行讲解,这样一来,不仅能够降低学习的难度,而且开拓了学生的视野。

第二点,新科技的发展促进了电力电子器件的前进,特别是功率MOSFET与IGBT的出现,已经基本了取代了传统的晶闸管。而这两种器件快速发展的重要原因:首先,新器件在开关频率上有了很大的提升;其次,这两种新器件都属于电压型控制 ,能够十分方便的与数字电路相连接。因此,在教学的过程中,需要对教学的内容进行优化调整,将课程的重点放在全新的器件上来,慢慢的淡化现阶段已经不再使用的器件与控制方法。

2 以全新的方法促进学生学习能力的提升

首先,对于《电力电子技术》课程来讲,需要在讲授课程的基础上加强课程内容与实际工程的结合。所以教师在讲授课程时,需要对传统的方法进行改革,将实际生活中的例子拿到课堂上来,以实际的操作向学生进行展示,通过这一方法的进行能够很好的促进学生进行求知的欲望,让他们在学习的过程中就能够了解该门课程在学习与工作间的联系。

其次,将学生作为学习的主角来对待,促进学生积极性的培养。传统的教学工作主要体现了教师的位置,在课堂上教师的位置占据着主导地位,而学生则仅是被动的接受。在新时代,《电力电子技术》课程的讲授应当近一步的弱化教师在课堂上所占据的位置,将学生作为课堂的主角,根据教学的基本内容对教学方法进行深入的改革,引导学生自主完成电路图与波形图的制作。比如可以拿教室中电扇的调速作为例子,引导学生根据这一实际情况完成调整功能实现的思考,让学生能够自主的完成相关电路与波形图的制作,并抽出课堂的时间让大学进行讨论。通过这种方法的进行能够充分的调动起学生的积极性,让每一位同学都参与到课堂中来。

最后,可以使用丰富的教学工具来完成教学工作。新时代为各个方面都带来了巨大的变化,对于教学工作来讲,已经从传统的使用黑板发展到现阶段可以使用白板、多媒体等来实现。在使用现代化的教学方法后,可以通过PPT、FLASH以及视频向学生展示电力电子器件。当然,也不能一味的只使用多媒体进行教学工作,在使用多媒体进行教学工作的过程中要重点观察学生的学习态度,如果在使用多媒体的时候学生的学习态度不高的话,使用多媒体进行教学常常会出现事倍功半的效果,不利于教学工作的顺利开展。

3 以实践的训练达到促进学生实践能力提升的目的

《电力电子技术》作为重要的专业基础课,实践训练占据着很重要的地位。实践训练的开展能够促进学生动手能力的提升,让每一位学生能够将课堂上学习到的知识与实践相结合。所以,针对新时代的新特点,教师应当对实践训练内容进行改进,加强学生的实践动手能力。

首先,无论是理论学习还是实验,基础性的知识都十分重要。所以在进行实训的时候,首先应当带领学生完成基础性的实验,根据实训指导书的要求带领学生一步步的完成基础实验,在这一过程中,一方面能够促进学生对理论知识的理解,另一方面也能够让学生进一步的了解实验设备与实验方法的使用。其次,应当在基础实验的基础上开设综合性与创新性较强的实验。传统教学过程中在做实验时基本上都是让学生进行验证性实验,学生仅需要按照要求一步步的做下去就可以了。而在新时代背景下,应当培养学生的创新性,提升学生的主动性,在完成基础实验的基础上鼓励学生自己完成实验的设定,这样能够更好的促进学生能力的提升。最后,应当紧跟当前世界先进技术,在课堂上,向学生介绍现阶段世界上电力电子技术的发展情况,让他们能够了解到当今该项技术的发展情况,拉近学生与世界先进技术的距离。

4 总结

新时代的到来对学生也提出了新的要求,为了能够培养新时代的学生,针对《电力电子技术》课程的特点进行改革能够很好的促进该门课程的有效发展。

参考文献:

[1]李月朗.电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(16),

[2]张红娟,路秀芬,孟海涛.“电力电子技术”课程工程实践的教学改革[J].电气电子教学学报,2016(03).

[3]王利婷.智能电网中电力电子技术的应用探讨[J].电子制作,2016(14).

电力电子技术实训范文第4篇

关键词: 电力电子技术;教学改革;教学方法

中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)06-0237-02

0 引言

电力电子技术是应用在电力领域的一门技术,主要是通过运用电力电子器件对电能实现变换和控制的技术。电力电子技术与信息电子技术合称为电子技术,但二者又有本质的区别。电力电子技术是电力、电子与控制三大领域的交叉学科[1]。目前,电力电子技术作为节能、环保、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化,硬件结构模块化,产品性能绿色化的方向发展,有着广阔的发展前景1[2]。

《电力电子技术》作为电气工程及其自动化专业的一门很重要的专业基础课,与生产实际联系非常紧密,其内容繁杂,原理抽象,图形复杂,同时又涉及电子,电力,控制理论等多学科内容,是学生一直认为比较难学、难懂的一门课程。随着电力电子技术的发展,内容不断增加,那么如何在有限的学时内获得更好的教学效果,让学生较好地掌握课程内容,并培养学生的工程实践能力和科学创新精神,增强学生的学习兴趣,是一项迫切须解决的问题。本文就笔者在《电力电子技术》教学方面的经验来谈谈《电力电子技术》教学改革的一些措施。

1 教学现状及存在的问题

1.1 理论教学方面 传统的课堂教学中,教师主要是按照电力电子技术的知识体系按照教学计划以板书的方式进行课堂教学。这种教学方式的缺陷是对于电力电子技术器件的原理,结构以及电力变换电路的波形分析等不能明确、详细地进行分析。虽然后来在理论课堂上采用了多媒体课件教学方式,但是大多数老师还是采用了“读”课件的方式,使得学生总是被动接受,同时也不易理解。

1.2 实验实训教学方面 随着我院招生规模的扩大,实验室现有设备已经远不能满足所有的教学任务。就《电力电子技术》课程方面而言,所带来的问题是:课内实验不能及时完成,更不能完成一些创新性实验。《电力电子技术》课程设计以及毕业设计方面,更是“纸上谈兵”,实践操作机会的缺乏,加之由于学生人数较多,题目比较集中,因此抄袭现象严重。

2 《电力电子技术》的课程改革

2.1 教学手段的改革

2.1.1 提高学生学习的积极性 经验证明,要取得良好的教学效果,关键是要激发学生的学习兴趣,兴趣是最好的老师。让学生保持对所学知识的兴趣和渴求,其才会主动、认真地去学习。

例如,在讲“绪论”的时候,重点给学生介绍电力电子技术的应用部分,比如充电器、节能灯、变频空调等等,让学生明确电力电子技术就用在自己身边。这些看得见、摸得着的例子大大激发了学生的兴趣,激发了学生的求知欲望[3]。

2.1.2 教学手段的改革 总结以往的教学经验,我们采用多媒体+板书的教学手段。多媒体课件PPT是提纲性质的,给出关键性的图,公式及语句即可。那么在讲授的过程中,对于这些图的分析,公式的推导就要借助于黑板,将重点内容进行详细讲解。这样才能既提高教学效率,又使学生更容易接受。再者,多媒体课件要适当体现教材里没有体现出来的内容,比如利用一些仿真软件,动态地对电路进行仿真。提高学生的接收兴趣。例如在讲解直流斩波电路的时候,可以对Buck变换器进行仿真,观察其纹波电压的变换情况,在滤波电路前后,纹波电压波形变化情况如图1所示。

通过演示,让学生对纹波电压波形有了更深一层次的了解。这样的演示可以激发学生学习仿真软件的兴趣,比如PSpice软件[4],让每个人都能亲自动手接触电路,进行器件接线、参数设置。边连线、边测试、边修改、边分析,并与理论计算结果进行对照,分析各元件参数对电路的作用和影响,调试和测量过程就是最好的学习过程。这样不仅让学生对所学的知识有了更深的认识,还能锻炼其自学能力、动手能力、分析问题的能力,也提高了学生利用现代教育技术手段进行创新学习的能力。

同时在讲授的过程中,不能一贯采用“满堂灌”的形式,要加强训练学生通过对比、总结的形式来加深理解知识的能力。例如在三相整流电路中,各电路的主要参数如表1所示。

这样既便于学生的理解,也能节省课时,给讲授新知识、新技术、新产品腾出时间。有效利用课堂教学,有利于启发和培养学生的创新意识和创新能力,增强学生的发展后劲。

2.2 教学内容的重新调整

2.2.1 教学重点的改革 《电力电子技术》主要分三大部分:器件、电路、控制[1]。器件是基础,电路是主体,控制是拓展,三者相互支撑,相互配合,构成一个整体。

教学重点应根据各专业学生毕业后所从事的领域进行适当调整。根据调查统计,我校电气工程及其自动化专业学生毕业后多从事供配电系统及电力传动领域。

电力电子技术实训范文第5篇

关键词:电力电子技术;教学改革;仿真

作者简介:李林琳(1977-),女,辽宁沈阳人,长春工程学院电气与信息工程学院,配电自动化吉林省高校工程研究中心,讲师;邢顺涛(1976-),男,吉林延吉人,长春工程学院电气与信息工程学院,讲师。(吉林 长春 130012)

基金项目:本文系2011年长春工程学院教学研究课题的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)03-0064-02

“电力电子技术”是电气工程及其自动化专业的专业基础课程,在人才培养方案和课程体系中起着至关重要的作用。通过“电力电子技术”课程的学习,使学生掌握电力变换的基本理论知识,为后续专业课程打下坚实的理论基础。本课程来源于工程实践,理论与实践并重,因此,本课程将实践贯穿始终,具有层次性和互补性。通过理论教学、实践锻炼、MATLAB仿真等教学活动,有助于提高学生理论联系实际和应用创新的能力。

一、“电力电子技术”课程教学改革的必要性

目前“电力电子技术”的教学仍然停留在传统的教学模式上,即在课程教学中依照教材的内容和顺序讲述各种电力变换原理。[1]这种传统的教学模式存在以下弊病:第一,传统的教学思想重视学生对书本知识的掌握程度,忽视学生的素质教育,忽视学生应用创新能力的培养;第二,传统的教学形式方法单一,课堂上教师讲授课程,学生只是被动参与,这样很难激发学生的学习兴趣;第三,由于现行教材不能很好地体现电力电子技术的应用和发展,且教材中讲授的理论都只集中在技术层次,而忽略了现场应用的实际因素。因此现有的教学存在与实际脱节的情况,从事电力系统及相关行业工作的学生走上工作岗位后,还需投入大量的时间去了解电力电子技术的新原理和在电力系统中的应用,以及电力变换对电力系统的影响。

本文主要是针对长春工程学院(以下简称“我校”)电气自动化专业的“卓越工程师培养计划”,在“电力电子技术”课程教学中探索科学合理的教学方法,加强实践教学工程针对性,培养学生创新思维,提高学生理论联系实际的能力,为成就未来的“卓越工程师”奠定基础。

二、探索“电力电子技术”课程的教学方法

1.采用多媒体教学,增加教学的直观性

由于“电力电子技术”课程中有很多电力变换的原理需要画波形,受板书的限制,授课的信息量很有限,所以可将“电力电子技术”课程的有关内容制作成多媒体课件进行讲解。讲述时多媒体教学可与黑板手写教学同时进行,将多媒体教学和手写的重点、难点知识相结合,增强教学效果。

现在“电力电子技术”课程的多媒体课件有很多,但是这些课件普遍存在一个共同的缺点:课件制作过于简单,缺少动画和过程讲解,很多原理图都是直接出现,很多结论也是直接给出,这样对于刚刚接触电力电子的学生来说很生硬,很难提高学生的学习兴趣。对于“电力电子技术”课程的改革,首先从课件入手,重新制作课件,在课件中增加大量动画和工程实例。比如在讲授整流电路时,对于每一种整流变换的电路图结合工作原理都制作了动画。教师在上课时,讲到某一回路和器件时,该回路和器件都有明显的标注、声音和动画变换。这样,学生有更直观的视觉和听觉感受,加深对工作原理的理解。

2.引入问题教学法,激励学生自主学习

该方法是指采用互动学习的方式,在引出一个新的知识点时,教师首先将问题提出,让学生先进行充分讨论,通过问题来激发学生学习的自主性,然后由老师进行总结,得出一个正确的结论。例如,老师在课堂上给学生提出问题:如果三相桥式整流电路中,某一相触发电路的触发信号丢失,整流电路负载侧输出的波形会是什么样?先请学生阐述自己的观点,然后由老师理论讲解。教师还可以利用MATLAB程序,在课堂上演示,使学生加深对理论知识的理解。这种方法可以极大地激发学生的兴趣,使学生成为主动的学习者。问题式教学方法与国际教育相接轨,国外的教育跟注重人的培养,老师不会每天给学生留作业,通常会让学生准备课题,上课进行讨论。国际教育更需要学生自己主动学习,学习完全是自己的事,这样更好地培养学生的逻辑思维、语言表述和创新意识。

3.推进案例教学法,引领学生探究工程实践

“电力电子技术”的理论教学应与电力企业及日常生产、生活实例相结合。实例可根据教学内容穿插引入,课堂上引用的例子尽可能是学生日常接触过的或电力行业中的设备,这样学生会更感兴趣。相关章节举出相应实例,指出课本上的基本电路、基本原理是怎样运用的实际中去的。这样一方面能深刻地讲述教材上的基础知识,另一方面能扩大学生的专业应用能力,将会有更好的教学效果。例如,在讲完脉冲宽度调制技术(PWM)基本原理内容后,通过风力发电生产案例引入变频器。首先给出变频器的主电路及各部分参数要求,其次根据变频器的主电路图,结合理论课讲过的整流、逆变和PWM控制理论给出变频器的工作原理,最后可以利用MATLAB仿真软件给出逆变器各参数波形图。

同理,在讲授电力电子各部分基本知识的基础上,可以适时地引入电力企业生产实际案例,使学生对电力电子技术在电力系统中的应用和电力变换对电网稳定性和电能质量的提高、及电力电子新技术的发展对新能源、高压直流输电和柔流输电技术等的影响有所了解,以提高学生的理论知识和实践能力。

三、加强实践教学

“电力电子技术”是一门实践性很强的课程,实验实践环节占据十分重要的位置。通过“电力电子技术”课程实验、实习、教学仿真及学生的科技创新活动等活动,构成了螺旋上升式的实践教学体系,逐步提高学生的实践动手及应用创新能力。

1.课程实验

电力电子实验室实行开放式管理,开设近十个实验,教师教学中可根据需要从中选做5个的实验。每个实验每个班级分批、分组进行,每组最多不超2人,每次实验都由任课教师和一名电力电子实验室老师共同指导,这样教师可以对每组学生进行详细指导。通过课程实验,可以增加学生的感性认识,提高学生的动手能力,激发学生对所学知识的探索欲望,加深对理论知识的理解。

2.仿真教学

仿真实验模块主要是根据教学内容设计了相关的仿真实验内容,要求学生完成简单的电路设计,实现所要求的电路功能。为完成“卓越工程师培养计划”的目标,现将MATLAB仿真引入到电力电子技术的理论与实践教学中,培养学生分析解决问题的能力,在掌握基本理论知识的前提下,培养学生创新意识。

在对比目前比较流行的仿真软件后,发现MATLAB更适合电力电子仿真。用计算机仿真可以方便地进行不同器件、不同参数的比较,进行反复试验。MATLAB提供的仿真工具箱SIMULINK,是一个功能十分强大的仿真软件,可以根据用户的需要方便地为系统建立模型,并且十分直观,它的仿真精度很高,仿真结果准确。应用计算机仿真来研究电力电子技术,有利于提高研究效率,降低研发成本。

“电力电子技术”仿真所用到的电气、电子元件模型全部都包含在MATLAB元件库里面。在MATLAB提示符下键入Powerlib命令,这个命令将打开SIMULINK仿真窗口,同时显示出电力系统模块工具箱。电力系统仿真环境简称“psb”,它几乎提供了组成电力系统的所有元件。其中包括:同步机、异步机、变压器、直流机、线性和非线性模块、传输线路、断路器、负荷模型、电力半导体器件、控制元件、测量元件以及信号显示模块等等。

应用MATLAB软件,着重研究整流、逆变、斩波及变频等基本电路的仿真及其波形结果分析,验证课本中的基本原理。例如整流电路中,对不同的触发角、不同的负载时参量输出波形会产生什么样的差别等,使学生能够对这些比较难以理解的抽象内容有一个直观的认识。如图1单相桥式可控整流电路原理图。

在仿真电路中,更改负载的参数就可以得到不同负载类型,如电阻性负载和阻感负载。对于相位控制的整流电路来说,控制角的相位直接影响输出波形,可以利用MATLAB仿真调整控制角α数值,观测单相桥式整流电路的输出波形,及晶闸管两端的电压、电流的波形图。当α=60°时,各参量输出如图2。

MATLAB软件也可以对一些复杂电路进行模拟仿真,如改变触发角对波形的影响、缺相对波形的影响等等,并对其波形结果进行量化分析研究。通过改变各项输入参数观察其波形变化,从而使学生对电路模型能够熟知和精通,加深印象,改善课堂教学效果。

3.体验式教学

根据卓越工程师培养计划,为提高学生的实践能力,部分课程的实践环节可占总学时的50%,根据“电力电子技术”课程的特点,可将课堂直接搬到仿真实验室、实训基地甚至单位现场。根据现场实际设备结合所学的理论知识进行讲解,加深学生对电力电子技术一些抽象概念的理解,做到理论与实际相结合。

对一些有兴趣的学生,可以组织参加教师的科研实践、学校或省级科技创新计划、全国电子大赛等。很多学生在比赛中获得优异的成绩,取得良好的效果。通过引领学生参与学科竞赛及科技创新活动,使学生对于知识的应用与创新有了完整的体验。

四、结论

电力电子技术在不断地发展,教学内容与方式也要相应地变化。结合教学方法的改革,可引入新的教学内容;理论授课结合仿真、工程案例和实践教学环节,使枯燥的理论变成体验式课程,激发学生的学习兴趣,使学生牢固地掌握电力变换的基本理论和当今电力电子技术发展的新动向,丰富知识面,为今后的工作打下坚实的基础。