电力电子教学精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇电力电子教学，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：电力电子技术；控制电路；控制理论

1引言

电力电子技术是一门由电子技术、电力技术以及控制技术交叉而来的新兴学科，是自动化专业、电气工程等专业的专业基础课程，在整个专业体系中具有重要的作用。电力电子技术具体地说就是指利用电力电子元器件来构造不同的转换电路从而实现对电能的一系列变换，是一种利用弱电来控制强电的技术。同时电力电子技术的应用范围十分广泛，从工业、交通运输、通信到新能源系统等各方面都有应用，甚至已经渗透到我们的生活中，比如现在家用电器中很流行的“变频”技术就是电力电子技术的一个小应用。

2教学体系结构及要求

电力电子技术的教学内容主要分成三部分：元器件、控制电路和控制技术。我们学校给这门课一共安排了80学时，如果这三个部分都要详细介绍的话，时间上是不够的，所以主要介绍前面两块内容。电力电子元器件是本门课程的基础，包括半控元件、全控元件和不可控元件。控制电路主要包括四大基本电路：整流电路、逆变电路、直流到直流变流电路以及交流到交流的变流电路。控制技术部分主要介绍SPWM脉宽调制技术和软开关技术。元器件部分要求学生首先要能分清楚各种元器件所属的类别，其次要求能理解各自的工作原理，最后要求能够按照电路要求自主选择元件；控制电路部分要求学生能够理解电路的工作过程，能够分析并画出电路的输出波形图，能计算电路的一些参数来选择元器件；最后控制技术部分要求能够掌握SPWM的原理即可。

3理论教学

（1）兴趣的培养 电力电子技术是自动化、电气工程专业很重要的专业基础课程，但也的确是一门比较枯燥的学科，要引起学生的重视、激发他们的兴趣是比较困难的。所以如何吸引学生的注意力，让他们从心理上重视这门课就尤为重要。笔者认为上好第一堂课对该课程后续的展开有很重要的作用。在第一堂课上要多多的展示一些电力电子应用方面的图片和视频，让学生亲身体会到电力电子技术就在我们身边，来培养他们的学习兴趣[1]；同时可以给他们展示一下对口的公司在招聘信息上对该课程的要求来引起他们的重视。然后后期可以通过实验教学来慢慢引导他们对本门课程的学习。（2）教学思路的把握 教学的顺序是先介绍元器件，然后介绍各种转换电路，最后介绍控制技术。在介绍元器件时，要讲清楚半控、全控和不可控指的是对电路“开”与“关”的控制。在控制电路中元器件是作为开关使用的，输出波形的转换也是因为电路“开关”的切换实现的[2]；在介绍各种转换电路时，首先要介绍各种电路实现的功能，然后可以让学生试着自己分析下如何用电路实现这些变化，最后提出典型的变换电路进行讲解。在课堂内容上应以元器件的工作原理为基础，以整流电路和有源逆变电路的原理、搭载各种不同负载时的波形分析为重点，特别是在介绍感性负载和纯电阻负载时波形的变化是很重要的。无源逆变和直流到直流变流电路可以简单介绍一下。由于目前变频技术在家电行业应用广泛，所以交流到交流变流中的变频技术也可以进行详细介绍。（3）教学方法的改变 近年来，多媒体教学以绝对的优势替代了传统板书成为教学的主要手段。电力电子技术这门学科在教学时涉及很多复杂电路、波形的绘制，采用多媒体教学能提前将这些波形准备好，节约了大量教师课上板书的时间，同时多媒体教学还可以采用FLASH动画来吸引眼球，能更直观的仿真出电路通断的过程，更好的帮助学生理解和记忆。所以多媒体教学这一手段对于电力电子技术这门课程是非常重要的。此外，我们还可以利用Matlab中的simulink自带的工具包搭建各种电路来仿真，通过软件仿真出对应的图形。这样通过计算机算出图形，要比直接把图形显示给学生看更让他们记忆深刻，也更让他们信服。

4实验教学

实验教学在任何一门课程中都应该占有很重要的地位，通过实验可以加深对已学知识的理解，验证理论的正确性同时也能帮助他们记忆。而电力电子技术本身就是一门实践性很强的课程，新型的电力电子器件、新技术、新的使用方法，都需要通过实验来验证其可用性。电力电子技术这门课配备的实验还是比较多的，比如四种控制电路以及控制技术都有对应的实验，那么在实验教学中可以从中选择一些有较高实验价值的项目进行。例如整流电路是教学时的重点内容，那么这一方面的实验就可以做一些。可以让学生搭建桥式整流电路，然后搭配纯电阻负载、感性负载和反电动势负载，通过观察波形变化来加强对学习知识的理解和掌握；在讲直流斩波电路时，可以让学生在六种典型斩波电路中选择一到两个电路进行测试，深入理解理论课上学习的原理。在实际的教学过程中，由于学校设备有限不能做到每人一台设备，一般都是几人一台，这样就会出现有些同学整个过程游离在状态之外的情况。所以在实验过程中，可以将一组学生进行任务的分工，分成设计电路的、搭建电路的和验证实验结果的，这样每个人都分配有任务，就不会出现上述的情况了。

5小结

本文从课程体系、教学要求和实际教学三个方面分别阐述笔者从事该课程教学的体会。对一门课程的处理方式，不同的教师有不同的方式，但都希望能以较为恰当的教学方式把最需要最重要的知识传授给学生。

参考文献：

[1]刘广忱.电力电子技术教学探讨[J].内蒙古科技与经济,2003(12).

[2]张波,丁金林.电力电子技术的教学体会与思考[J].科技信息,2008(19).

篇2

《电力变流技术》课程包含电力器件的知识、各种整流电路和逆变电路的工作原理与工作过程、驱动和保护电路的原理与实现等内容。在该课程的学习中，采用模块式的教学模式，将教学内容分为以下五个部分进行：

1）单相整流电路模块；2）三相整流电路模块；3）单相逆变电路模块；4）三相整理与电路模块；5）驱动与保护电路模块。在教学过程中，通过理论讲授和实际验证的模式进行。同时在完成教学内容后，通过1周的集中实训，加深学生的学习体验。《微机原理与接口技术》主要为学生提供所需的控制技术相关知识。在该课程中，需要学生掌握CPU的接口技术以及相应的软件程序设计方法，为提高学生的学习积极性，增强学习效果，必须增强程的趣味性。鉴于此，采用一个基于单片机的智能小车进行教学，同时开发了一整套的课程学习资料，丰富了教学内容。依托以上三门课程的学习，学生具备了电子技术、变流技术和控制技术的相关知识，为后续的专业学习打下了基础。

2．专业核心课程

专业核心课程是体现学生应用能力的知识来源，是学生就业的技能基础。在该专业的开设时，设定的专业培养目标是：培养具备电力电子产品设计、生产、调试和服务的技能型人才，服务于各类变频器、驱动器、开关电源、特种电源、光伏逆变器的生产和设计企业，从事相关产品的辅助设计、调试以及售后和售前的专业服务。鉴于以上目标，开设的专业核心课程为《变频器技术》、《电源技术》和《风光互补发电技术》这三门核心课程。课程的基本安排如表2所示。《变频器技术》是一门典型的电力电子技术综合应用的课程，包含电子技术、变流技术和控制技术等内容。同时变频器是工业电力电子产品，在工业应用上具备广泛的应用，是进行电力电子专业教学的典型载体。在教学中，我们将其分为两个阶段，第一阶段通过课堂和实验进行教学，使学生掌握理论知识和基本技能；第二阶段通过两周的专用周完成一个单相变频器的安装和调试，使学生掌握实践技能。《电源技术》课程的开设与其类似。当今，电力电子技术是新能源的重要技术支撑，为此开始了《风光互补发电技术》课程。通过该课程的学习，学生可以掌握新能源领域中电力电子技术的应用现状，增强学生的知识面，拓展学生的就业领域。

3．总结

篇3

关键词：应用人才；电力电子；教学内容；改革

《电力电子技术》课程内容中包括电路理论、电机学、电力控制技术、电力半导体技术、控制理论、模拟和数字电子技术等，知识面宽广，信息量大，不容易理解。随着科技的快速更新换代，教学内容日益丰富，对课堂教学内容要求的难度也越来越高。传统简单的照本宣读理论教学，已然无法适应《电力电子技术》课程教学的要求，更无法满足市场对应用型人才的需求。因此，如何对教学内容进行改革，提高教学效果，真正培养出有实际操作能力的应用电力电子技术人才，是当前高校教学改革发展的重点。

一、当前《电力电子技术》课程教学内容存在的问题

（一）课堂教学内容存在的问题。当前对于《电力电子技术》课程的教学，由于课程本身涉及范围较广，知识面较宽，而教材编纂内容还在不断更新与探索，所以导致课堂理论教学基本是照本宣读，缺乏生动易懂的典型案例。学生很难产生整体的概念以及逻辑理解思维，理解困难，纷杂的理论让学生思而生畏，产生厌学情绪，教学效果难以达到要求。（二）实验教学内容存在的问题。电力电子技术本来就是一门应用性很强的课程。高校教学的目的也是相应地培养应用型人才。因此，实践教学应该被贯穿创新应用型人才培养的始终。当前高校对电力电子技术实验教学平台的建设，重视程度不足。实验教学内容及设备陈旧，教学还是按照旧的功能模块来进行操作，学生机械地模仿老师的操作，对实验过程和现象没有足够的关注，对新技术的接触了解经常一带而过。培养出来的学生，根本不能很好地适应当下新的科学技术发展，造成高校实验教学形同虚设。

二、对《电力电子技术》教学内容改革的建议

（一）优化课堂理论教学内容顺序。电力电子技术课程教学的特点是，内容多且涉及面广，而课时相对安排较少。教材又一直在根据实际科技的发展而不断调整更新。在这样的情况下，教师需要根据自己的教学经验及教学目标，来对课程内容的教学顺序进行优化调整。旨在帮助启发学生建立清晰的概念和整体逻辑，让学生的学习有条理，有方向，最终达到有方法的主动创新学习。例如，可以启发学生利用图表方法，将电力电子技术整体的内容大致分为几个部分，并对每个部分进行主要核心内容的整理，此处需要注意的是，一定要进行有重点的区分，而非形式上的冗杂。比如说可以按照如下的方式划分：以电力电子器件为核心，以两种控制方法（相控控制和PWM控制）和四类基本电力的变换电路（整流电路、逆变电路、斩波电路和交流变换电路）为基础，以两类应用（电力、电子技术应用）为目标，配合当前新技术的发展需要来进行教学内容的设置。这样，对于学生来说，就能够很清晰地建立整体的概念，也能够对知识进行很好地理解和吸收。（二）重视实验平台建设。应用型人才发展的重点，除了理论素养过硬之外，必须要有很强的实践创新能力。而这种能力的最佳培养期，就是在大学时期。高校实验平台的建设，对于电力电子技术专业的学生来说，是尤为重要的，也是其锻炼实践能力的主要渠道。高校实验教学应该紧跟时代科技发展步伐，定期更新实验模块，分层进行实验教学。例如，实验教学内容可以分为三个层次：第一层次为基础实验教学。即教师示范，学生学习。第二层次为设计实验教学。即教师给出设计实验任务，学生通过分组讨论，给出设计方案，然后教师对可行的实验进行指导实验。第三层次为创新实验教学。即让学生自主地对自己感兴趣的方向或者科研热点问题进行创新实验设计，教师则以配合者的身份参与其中进行指导。这样，用逐步递进的方式来进行的实验教学，既可以锻炼学生的动手实践能力，同时又以开放式探究问题的方法，激发了学生的自主创新意识，可以真正地使学生得到全面的发展。（三）明确培养应用型人才的目标。传统教育模式的目标，都是应试教育。教学内容也以此为基础，将知识点反复叠加讲授，使学生苦不堪言。新课改要求，教学要以培养应用型人才为目标，全力改革教学内容，以人为本，以满足社会发展的实用性为基准。这就要求教师坚持从学生的角度出发，切实通过改革教学内容，激发学生的自主意识。例如，在课程教学讲授理论知识的同时，通过生活中的实例，使学生真正了解电力电子技术在人们生活中的地位及作用，培养学生的自豪感及使命感，激发学生的求知欲望。在实验教学中，间插性地配合现代网络技术，让学生了解到电力电子技术不断发展的现状和亟待解决的问题，以期让学生的创新思维得到启发，明确目标，达到实验教学的效果。

三、结语

课程教学本身就像一门艺术，而《电力电子技术》这门课程的教学，就是需要极高造诣方能领悟的艺术。想要上好这门课，真正地培养出对社会发展有用的实力应用型人才，就必须认真地、反复不断地研究教学内容及教学方法手段。希望通过教学内容的改革，能够真正培养出专业基础知识清晰扎实、创新能力过硬以及拥有出众工程实践能力的应用型人才，为社会主义社会建设贡献力量。

作者:罗瑞鸿 单位:河池学院物理与机电工程学院

参考文献：

［1］陶俊珍．“电力电子技术”教学内容更新例析［J］．中国电力教育，2011，（09）：160，166．

［2］李旭春，王春凤．创新实践教学，提高电力电子技术基础课程教学效果［J］．实验技术与管理，2012，29（07）：11－13．

［3］王卓，王强，曹晶人等．“电力电子技术”课程教学改革探讨与实践［J］．中国电力教育，2013，（11）：37－38．

篇4

一、“电力电子技术”课程实践教学体系

从培养具有创新能力的应用型人才目标出发，根据“电力电子技术”课程的特点，建立起如图1所示的“电力电子技术”课程实践教学体系。实践教学体系以培养学生的创新能力和实践能力为核心，涵盖课程实验、课程设计、学生科研、教师科研四个方面。在培养体系中，课程实验是基础阶段，课程设计是提高阶段，学生科研和教师科研是升华阶段。下面对体系的四个组成部分予以分别介绍。

1“.电力电子技术”课程实验

课程实验是整个体系的基础阶段，是培养学生创新能力和实践能力的最起码的条件。课程实验包括验证性实验、设计性实验和研究性实验，主要是锻炼学生应用所学的电力电子理论知识验证电力电子主电路、触发电路与控制电路的工作原理、综合应用电力电子技术设计、电力电子电路等方面的能力，使学生具备初步的电力电子技术实验能力。为了更好地锻炼学生的创新能力和实践能力，我们采取的措施一是在实验项目中增加设计性实验项目的比例，使其达到50%，二是大胆尝试研究性实验教学方法。研究性实验教学根据“电力电子技术”课程教学大纲要求，根据课程实验课时要求，让学生完成规定的研究性实验项目。研究性实验项目跟一般的验证性实验项目相比有着本质的区别，着重锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，达到培养学生创新能力和实践能力的目的。研究性实验项目可以单独完成，也可以和其他学生组成小组共同完成。完成后必须撰写实验研究报告并答辩。

2“.电力电子技术”课程设计

课程设计是实践教学体系的提高阶段，主要是锻炼学生在课程实验的基础上综合应用所学的电力电子技术设计某种实际的电力电子应用电路（电力电子装置）或驱动电路、控制电路。设计内容包括电路拓扑结构的选择、功率开关器件的选型与参数计算、控制电路设计、驱动电路设计和保护电路设计等，为将来从事电力电子装置的研究和开发奠定基础。根据需要，我们给学生课程设计的题目也基本上归纳为主电路（含整流电路、斩波电路、交流电力控制与交变频电路、逆变电路）设计及器件选型与参数计算、PWM控制电路设计、驱动电路设计和保护电路设计，同时要求学生能熟练应用PSIM和MATLAB等仿真软件对所设计的电力电子主电路、控制电路和保护电路进行仿真分析。通过课程设计让学生具备“方案论证—理论分析—仿真分析—参数计算—器件选型—实验验证”的电力电子装置设计能力。

3“.电力电子技术”学生科研

学生科研就是积极鼓励学生申报电力电子技术类科研课题，带着问题去学习、去探索，锻炼学生的文献查阅能力、应用电力电子技术解决实际问题的能力等，从理论和实践两个方面全面提升学生的实践能力和创新能力。学生科研的主要途径就是申报各级各类大学生科研项目，如湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目、邵阳学院学生科研项目等。我们鼓励并资助大学生开展研究性学习和创新性实验计划项目，从项目的实施与管理、资助条件与项目申报、项目结题与奖励等几个方面对大学生申报项目进行管理。到目前为止，电气工程及其自动化专业学生已获得湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目4项、获得校级大学生科研立项项目2项。这些项目均以电力电子装置的设计与实验为研究内容。通过这些项目的研究，学生发表学术论文8篇、获得软件著作权3项。

4“.电力电子技术”教师科研

除了学生自己申报各级大学生研究性学习和创新性实验计划项目外，同时积极引导学生参与教师与电力电子技术相关的科研课题，进一步培养学生的创新意识和创新能力。在锻炼创新能力和实践动手能力的过程当中，要结合学生具体的研究课题进行专题培训。主要是让学生通过阅读相关专著、文献等掌握所研究课题的发展情况及最新进展。目前，学生已经参与到湖南省自然科学基金项目“基于VSI-SPWM结构的综合电能质量调节器关键技术研究”、湖南省教育厅优秀青年项目“基于并联补偿的配电网电能质量控制技术研究”等多项电力电子研究课题当中，学生的毕业设计课题、申报的科研项目也大都与教师的科研课题相关。

二、“电力电子技术”课程实践教学体系的成效

根据以上内容构建的“电力电子技术”课程实践教学体系在电气工程系实践三年多来，成绩显著，学生在电力电子技术方面的实践能力和创新能力得到明显提高。到目前为止，学生获得的与电力电子技术相关的成果为：获得湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目4项，获得校级大学生科研立项项目2项，获得校级优秀毕业设计（论文）3篇，学生参与开发70kvar微机型低压动态静止无功补偿装置和50kvar新型静止无功补偿装置各一套，发表电力电子学术论文8篇，获得国家实用新型专利1项，获得软件著作权3项，实现了我校电气工程系电气工程及其自动化专业毕业生被许继电气、中山南瑞录用从事电力电子技术研发工作零的突破。在今后的工作中，我们将进一步完善“电力电子技术”课程实践教学体系，进而推广所取得的成果。

篇5

国内高校电类专业都已引入各种仿真软件，如MATLAB、EWB、Protel、Saber、PISM及PSpice等，[4]其中MATLAB、Saber、PISM及PSpice等是在电力电子领域使用较多的仿真软件，并取得了一定成效。仿真软件的选择是根据笔者所在上海电机学院（以下简称“我校”）的实际情况来确定的。我校的“电力电子技术”课程是这样设置的：普通班级共64学时，其中理论58学时、实验6学时，而人才实验创新实验区试点班级设置的“电力电子技术”课程共64学时，其中理论48学时、实验16学时。人才实验创新实验区试点班级的教学模式应以不删减教学内容、不增加学时以及契合我校学生实际情况为前提，因此，仿真软件必须具有易学易用、运算快速等特点，同时结合我校学生在学习高等数学时已经接触到了MATLAB软件的情况，因此选用MATLAB软件。MATLAB/Simulink中提供的SimPowerSystem模型库，是进行电力电子系统仿真的理想工具，SimPowerSystem模型库中包含了常用的电源模块、电力电子器件模块等。通过使用这些模块可以搭接各种电路，能方便得到电路中的电流、电压等各种波形，并能方便改变电路参数而得到不同的波形。

二、MATLAB/Simulink软件在理论教学活动中的应用

利用MATLAB/Simulink软件能够非常容易地构建与实际相符合的教学场景。教师在教学中引入仿真软件，在讲授基本变流理论时，利用MATLAB/SIMLINK软件构建电力电子电路进行仿真演示，电力电子变换与控制领域所遇到的多数典型开关电路均可建立仿真模型，通过对模型的仿真，可直观展示各种参数变化对电路波形图的影响以及数值计算，以便学生全面准确理解教学内容，可以为教学现场营造一种真实的电力电子电路工作场景，既具体又生动。除此以外，还可以利用软件提供的参数设置功能，通过改变器件参数值，学生在学习的时候，可以先自己分析某种参数值条件下电路的工作情况和对应的波形图，然后再在仿真模型中输入相应的参数值，把自己分析的结果与仿真结果相对比。同时，在电路仿真时，可以模拟各种电力电子器件故障，如开路、短路或脉冲丢失等，能够清晰地展示各种电力电子电路的工作过程，使学生能够直观、全面地掌握课程学习内容，同时将学习活动情境化、趣味化，这大大加深了学生对所学知识的理解，使学生能够将隐性的理论知识转化为显性的技能。在教学设计上，教学初期，刚刚讲授电路变换时，学生初次接触，实际的感观并不多，对电路电压、电流波形、管子的切换、工作原理等理解有些困难，需要构建一个与实际相符合的情境，并且学生对MATLAB仿真软件的应用还不熟练，需要在课堂上现场建立仿真模型。以单相半控桥式整流电路为例，把电路图投影到大屏幕上，教师首先要分析电路的组成和工作原理，然后再一步一步建立MATLAB单相半控桥式整流电路仿真模型，该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。

1.建立仿真模型

（1）建立一个仿真模型的新文件。从MATLAB窗口进入Simulink环境有三种方式，我们选择其中一种：在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。（2）提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库浏览器，找到Simulink／PowerSystem的模型窗口，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。组成单相半控桥式整流电路的元器件有交流电源、晶闸管、二极管、脉冲发生器、RLC负载、示波器等。（3）将电路元器件模块按单相半控桥式整流电路原理图连接起来组成仿真电路，如图1所示。

2.设置模型参数

设置模型参数是保证仿真准确和顺利进行的重要一步。有些参数由仿真任务决定，如电压、电流等，有些参数是需要通过仿真来确定的。设置模型参数可以双击模块图标弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。在本例中，参数设置交流电源、晶闸管、二极管、负载、脉冲等。以下以交流电源参数设置为例：双击交流电源模块，弹出对话框，设置电压为220V，频率为50Hz，初始相位为0°。

3.观察仿真结果

在模型开始仿真前还必须首先设置仿真参数。在菜单中选择Simulation，在下拉菜单中选择Simulationparameters，在弹出的对话框中设置的项目很多，主要有开始时间、终止时间、仿真类型等。在参数设置完毕后即可以开始仿真。在菜单Simulation下选择Start，立即开始仿真，若要中途停止仿真可以选择Stop。在仿真计算完成后即可以通过示波器来观察仿真的结果。在需要观察的点上放置示波器，双击示波器图标，即弹出示波器窗口显示输出波形，同时在Display模块可以看到输出电压的平均值。以下是不同负载时的仿真波形图。（1）Rd负载时的仿真波形。如图2所示为控制角α=60°单相半控桥式整流电路电阻负载时二次侧电压、触发脉冲、负载的电压和电流及管子VT1两端的电压波形。（2）Rd+Ld负载时的仿真波形。研究阻感性负载时电路工作情况，只需重新设置负载参数。再次启动仿真，在单相半控整流电路中，阻感性负载时电路的二次侧电压、触发脉冲、负载的电压以及管子二端的电压波形都同阻性负载时相同，如图2所示。与阻性负载不同的是负载电流波形不同，阻性负载时负载电流波形为断续的，而阻感负载时负载电流的波形为连续的。（3）失控时的仿真。在研究单相半控桥式整流电路电阻电感负载时，当触发脉冲丢失会发生失控现象，只需断开一个触发脉冲，再次启动仿真，得到如图3所示波形。通过这样一个过程，使学生在脑海里深深留下了电路的各点波形形状，电压波形为什么会变化，电压波形变化同哪些参数有关？控制角与输出电压波形有着怎样的对应关系？怎样的情况下发生失控，失控时电路的工作情况又是如何？引导学生自然地进入单相半控桥式整流电路的知识学习。在教学过程的中后期，学生已经熟悉MATLAB/Simulink软件使用，就不必在课堂上现场建立电路的仿真模型。为了节约时间，把《电力电子技术》教材各个电路的仿真模型都事先建好备用，当讲解到哪个电路时就可以运行这个模型，改变参数看电路仿真结果。通过这样一个环节，让学生能够把电力电子变换器的工作原理、物理波形及数学关系等紧密联系在一起，从而全面掌握变换器的工作过程，为学生提供一种直接感性的学习方式，帮助学生更深刻地理解这门课程。

三、MATLAB/Simulink软件在实验教学活动中的应用

传统本科电力电子技术实验大都依托实验平台进行，实验平台的优点是安全、方便管理。但是依托实验平台进行的实验基本都属于演示性或验证性实验，硬件实验条件很难覆盖知识点的各个方面，动手能力提高较慢，同时，学生误操作多、实验装置损坏较严重，而且出现问题不知道如何分析解决，只能等老师来解决[4]，其主要原因是学生对所学知识掌握不够以及对实验台和操作缺少感性认识，直接导致误操作，学生应掌握的知识和应具备的能力没能落到实处。同时实验基本上局限于对教材中部分理论的验证，不能很好地与实际应用相联系，这使得教学工作比工程实际滞后很多，不能充分实现技术应用型本科人才的培养目标，对于学生能力的培养和将来的就业很不利。因此，我们在实践教学中采用实物实验与虚拟实验技术手段相结合的模式，即先仿真实验后实物实验的双实验环节。在实验教学环节上，依托实验平台进行，每章精选出1-2个实验作为必做实验教学内容，使学生通过做这些实验，熟悉并掌握实验设备及仪器仪表的使用方法，在掌握理论知识的基础上进行实验，各种电力电子器件的性能特性、各种应用电路的工作过程及技术指标也通过实验得以验证。同时，在现有条件的情况下，针对电力电子技术实验中存在的问题，采用计算机模拟仿真的手段进行弥补，用MATLAB/Simlink仿真软件对电力电子电路进行测试，根据教学内容设计了相关的仿真实验内容（10个课外实验），教师在课内布置要完成的项目，每个项目给学生提出一个设计要求（如设计一个三相交流电到直流电的变换电路，给出这个直流电源的具体性能指标，如输出电压的变化范围、电流大小、电压纹波系数等等，要求自己选择元器件，设计电路，并最终实现或仿真验证），要求学生完成简单的电路设计，实现所要求的电路功能，可以让学生在课外利用仿真软件自主完成。教师验证结果，做到课内和课外实验相结合，充分发挥学生的主体作用，培养自信，调动了学生学习的主动性、积极性和创造性。同时，通过对实际电路的仿真分析，可进一步提高学生对电路的认识分析和创新能力，弥补实物实验的不足。

四、结束语

篇6

电力电子技术课程内容量大、知识点多、既有理论分析又有实际电路应用。以我校自动化专业为例，采用王兆安老师主编的《电力电子技术》第五版教材，课程内容将涉及电力电子器件、电力电子电路（AC-DC整流电路、DC-AC逆变电路、DC-DC直流-直流变流电路、AC-AC交流-交流变流电路）及电路控制技术（PWM、软开关），课时安排为56学时，其中8学时为实验教学。在48学时的理论教学内容中，除绪论、习题课和总复习占4学时外，电力电子器件占4学时，电力电子电路占34学时，PWM控制与软开关技术占6学时。由上可见，电力电子电路占理论教学学时的70%，但是该部分的实际教学内容非常多，以整流电路部分为例，将主要涉及到两大类（单相整流、三相整流）、四小类（单相半波整流、单相桥式整流、三相半波整流、三相桥式整流）、三种负载（电阻性、阻感性、反电动势）及多种电路变换形式（如带续流二极管），其中每种电路还要分析不同触发角（如30度、60度、90度、120度等）控制下的电路工作原理、电压和电流波形图（如负载直流电压、负载直流电流、晶闸管承受电压、晶闸管流过电流、交流电流等）、电量参数计算（如直流平均值、交流有效值）。如此复杂的电路教学过程，若仅靠传统黑板板书及幻灯片教学模式进行讲解，将不能在有限的课时时间内，既完成教学内容，又让学生深入理解各种电路的工作过程，其结果是学生没能抓住电力电子电路学习的根本，不具有分析和设计电力电子电路的能力。电力电子技术的仿真教学改革就是要改变上述由于教学内容多、课程内容复杂、课时分配少而带来的教学和学习问题，其改革的内容就是在有效的教学时间内，通过仿真软件搭建电力电子电路并进行仿真波形分析与工作原理讲解的教学模式，该模式不仅能把教学基本内容讲授清楚，同时能大大提高学生对课程教学重点与教学难点的理解和把握，达到事半功倍的效果。仿真教学改革中采用MATLAB仿真软件，其中的电力系统模型库包含电源模块库、电器元件模块库、电机模块库、电力电子元件模块库、连接件模块库、测量仪器模块库和其他电气模块库。通过使用Simulink模块库组成电力电子控制电路，使用电力系统模块库组成电力电子主电路和驱动电路，可以较为容易的分析和设计更为复杂的电力电子电路，可以深入的研究和观察电力电子电路的动态响应和稳态响应。

二、仿真教学过程实例分析

由于电力电子技术课程中的各种电路形式复杂多样，因此以三相桥式全控整流电路为例，来说明电力电子技术的仿真教学过程。三相桥式全控整流电路在工业生产中具有重要位置，大量用于电解、电镀、直流电机传动、励磁等场合，因此该电路是电力电子技术课程的重点内容。三相桥式全控整流电路为如上所述教材的3.2.2节内容，主要包括电路原理图、电阻性负载、阻感性负载工作情况三部分内容。该节课程的知识目标定位于掌握三相桥式全控整流电路的组成、特点及应用，理解三相桥式全控整流电路的工作原理；能力目标定位于能够根据电路图搭建相应电路并进行测量，同时能够根据任务要求开展相关实验。该节课程的仿真教学过程中首先让学生掌握电路结构，然后针对不同负载情况下，让学生理解工作原理并学会波形分析及参数定量计算，最后结合“自动控制原理”及“电机学”课程相关内容，给出仿真实验任务，目的让学生逐步进入状态，逐步掌握学习这门课的方法，下面给出仿真教学中需要注意的教学重点，其它教学部分可参考相应教材，这里不再赘述。

1.三相桥式全控整流电路结构该部分首先介绍三相桥式全控整流电路是目前应用最广泛的整流电路，它区别于单相整流与三相半波整流，具有功率大、直流脉动小等优点，同时采用幻灯片播放实际应用案例的形式，来增强学生对该部分内容的感性认识，并提高学生的学习兴趣。其次，介绍该电路中包含六个晶闸管元件，是目前学习中器件最多的电路，需要学生们认真理解六个晶闸管器件的触发工作过程。再次，采用MATLAB仿真软件搭建三相桥式全控整流电路原理图，如图1所示。搭建的过程中，一定要强调以下几点：①晶闸管器件编号务必为共阴极组内VT1、VT3、VT5，共阳极组内VT4、VT6、VT2；②晶闸管门极触发脉冲顺序务必为VT1-VT6；③晶闸管触发脉冲相位间隔60度。

2.带电阻性负载情况分析前面讲解完三相桥式全控整流电路搭建后，真正进入到电路工作原理、波形分析及定量计算部分。进一步完善上面仿真电路原理图，将负载选择为电阻性负载，并增加若干示波器观察点，其中三相电源设置为幅值100V、频率50Hz，电阻负载2Ω，仿真参数设置为仿真起始时间0.0s，结束时间0.1s，算法选择ode23tb。带电阻性负载情况下的教学重点为：①不同触发角下的波形分析；②负载电流的连续与断续分析；③晶闸管的单触发脉冲与双触发脉冲形式。其中难点内容为连续与断续状态下的脉冲形式。首先通过仿真详细讲解30度触发角时的波形情况，要求学生在给定电源条件下能够正确理解触发脉冲、直流负载电压、直流负载电流、晶闸管承受电压和交流电源电流的波形。讲授过程中需要注意：①触发角的触发时刻，由于三相整流电路的自然换相点对应A相电压波形的30度位置，因此30度触发角情况下的晶闸管VT1触发时刻为60度位置，换算成时间为0.0033s；②将整个电源周期分成6段，每段先确定6个晶闸管的导通与关断状态，再分析其他电量；③特别注意强调线电压波形及波形画法。然后，利用仿真教学的优势进一步讲解如上教学重点要求，如图3所示为60度和90度触发角下的晶闸管触发脉冲情况和直流输出电压波形情况。图中可以清楚的看到60度触发角为负载电压和电流连续与断续的临界点，90度触发角时清楚的看到负载电流为断续状态，同时各个触发脉冲为保证电流断续下正常工作而变成双触发脉冲形式。为了让学生能够更深入的理解电阻性负载时的工作情况，在仿真教学过程中，可以采取更小的脉冲角度间隔对多个触发角进行多次仿真，这样更能深入理解随着触发角的增加，直流负载电压不断降低的过程。

3.带阻感性负载情况分析当三相桥式全控整流电路带阻感性负载工作时，其特点就是能保证负载电流续流而不出现断续的状态，因此该部分的教学重点为：①让学生能够清楚的理解整个移相范围内负载电流总是连续的工作状态；②由于电感的作用，负载电压会出现负的部分；③大电感状态下，负载电流近似为一条直线。图4为触发角为90度时三相桥式全控整流电路的波形情况，与图3中触发角为90度情况进行对比，可以清楚的看出阻感性负载时的直流负载电压波形既有正向波形，又有负向波形，负载电流波形始终处于连续状态，同时还可以通过仿真教学清楚的展示电感为5mH和200mH时的直流电流波形，其中5mH时电流波形脉动较大，而200mH时电流波形脉动较小，近似为一条直线，这也充分说明当电感值为200mH时，感抗相对于阻抗来说充分大。

4.仿真实验任务：直流电机闭环调速系统完成如上规定的仿真教学任务后，可以给学生布置相应的仿真实验任务，结合直流电机原理和闭环控制原理，安排直流电机闭环调速系统的仿真实验，可以安排在实验课中完成或课后自行完成。仿真实验任务如下：（1）仿真参数设置：仿真起始时间0.0s，结束时间5s，算法选择ode23tb。（2）系统要求跟踪恒值速度给定500r/min。（3）转速调节器设定为比例控制，要求分析不同负载转矩、不同转速比例调节下的电机电压、电流和转速波形。这里给出用于教学参考的系统仿真结构图及电机电压和电流波形，如图5和图6所示。由于直流电机为阻感性负载，因此通过仿真实验可以更深入的认识阻感性负载下的三相桥式全控整流电路的工作过程，直流负载电压即电机供电电压有正负波形，直流负载电流即电机电枢电流为连续状态且近似为一条直线，转速波形由学生在仿真实验中自行观察。

三、结论

篇7

【关键词】电力电子技术；课堂教学；实验教学；课后反思

教师对自己的教学进行反思是教师成长的重要途径，教师在上完每次后，都要返回头来对自己上完的这次课，认真的想一想，这次课的教学效果如何，学生的学习反应是怎么样的，哪些地方讲的比较好，哪些地方讲的不够理想，需要进一步改进，上课时是否照顾了学生的学习情绪，还是自己给自己讲课，这次课自己的板书是否合理等等，这就是我们常说的教学反思，实际上每个教师上完课都会自觉或者不自觉的想到以上的问题，只是有的老师只是想想，没有认真总结，作为教学第一线的教师，我们要善于总结，善于反思，认真写好课后记，这样才能从教学实践中及时的总结经验和教训，及时调整自己的教学，从而不断地提高自己的教学水平。

电力电子技术是一门较难学的专业课程。如何上好这门课是值得任课教师思考和探索的问题。每上完一次课，我都会静下心来反思一下，问自己我上的这次课有效果吗？应如何改进？

一、课堂教学的设计是否有利于学生的学习

我以前在备课时，总是考虑自己怎么讲好课，没有考虑学生是否能听懂，上课时往往是按着自己的教学设计的思路去讲课，在课堂教学的设计时忽略了对教材的加工，课堂教学过程中有时会照本宣科，没有想法对学生进行启发式的教学，所以学生学习没有兴趣，不利于学生的学习。例如，在讲解“单相桥式半控整流电路”时，我没有启发学生根据已有的“单相桥式相控整流电路”的知识以及“晶闸管和电力二极管”等器件的知识，去分析对比电路的异同和工作过程和控制原理，而是自己按照自己的思路一味讲解下去，结果看到学生学起来有些倦怠，教学效果不是很理想。课下反思，自己这种以“教”代“学”的教学方法，尽管“教”的很认真，但是没有设身处地的为学生着想，我在想如果我是大学生，我需要学什么？怎样学？在对教学过程的设计进行调整和改进后，在另一个班的教学时，采用启发和引导的方法，和学生共同探讨电路的控制过程和原理，学生的学习积极性和学习热情明显提高，教学的效果较明显。

可见，教师教师在课堂教学设计中应该更多地考虑学生的求知需求，为学生的学习而设计教学过程，为学生的发展而设计课堂教学教学过程。这样就能够处理好教学设计与课堂操作的关系，使课堂教学充满和谐和智慧。

二、课堂教学是否能提高教师的教学效能

高校教师在课堂教学中一般更注重专业的知识和专业技能的讲解和传授，很少注重教学方法，因为大学生学习能力相对较强，具有学习的自觉性，不像小学生，需要在教师的督促下才肯学习，因此高校教师在讲课时不会像对待小学生那样讲课，正是由于忽略了教学方法的运用，致使教师的课堂教学的效能低下。高校课堂教学经常会看到这样的现象：教师在讲台上专心致志、滔滔不绝的讲解，学生在台下或者昏昏欲睡；或者小声的说个不停……。面对这种“自己给自己讲课”的情况，作为教师，我们首先应该从自己方面寻找原因，想一想学生听课为什么会是这样？是自己讲课不够好，还是自己的教学方法有问题……，这就是教学反思，教师应在反思中自省，调整教学策略，研究教学方法。在讲解电力电子技术课程较难的章节时，我也是往往只注重知识的讲解而会忽视了教学方法的运用。例如，在讲解“整流电路的谐波分析”一节时，我一心想着讲清楚各次谐波电压的阶次、数值和相位关系及控制特性，使学生可以更清晰地分析、计算和控制交流电源电流的波形等等。因而忽略了课堂组织和管理，只是自己一味的讲解，忽略了学生的感受，自己讲的津津有味，学生如听天书，教学效果较差。为此，课下我一直在反思，怎样组织教学内容，怎样讲才能讲好这节课。

在课堂教学中提高教师的教学效能，要求教师要善于运用科学的、合理的教学方法，“善教者使人继其志”，在教学设计时充分考虑学生的特点，以学生为中心精心进行教学过程的设计。

三、实验教学是否促进了学生的学习

电力电子技术是一门实践性很强的课程，新型的电力电子器件，新技术，新的使用方法和实验方法，都和工业生产实际有密切的联系。实验是培养学生动手能力、研究新型电力电子器件的重要手段。实验教学是否促进了学生的学习，是我们在实验教学过程中应该反思的只要问题。

首先在实验教学中应精选最基本的也有较高实用价值的实验项目。我系电力电子实验室的实验设备比较先进，具备实验的条件，实验室开列的实验项目有几十个，由于教学学时所限，不可能把所有的实验项目都做一遍，这就要求教师在实验教学前认真研究实验内容，选择切实有效的实验项目。例如选择电力电子开关器件驱动保护的实验项目，加深学时对已学的开关器件的理解；选择直流斩波性能研究的实验项目，让学生通过对六种典型直流斩波电路的测试，深入理解理论课上学习的原理；选择整流电路的实验项目，使学生通过示波器形象地观察不同整流电路带不同负载时电压和电流的变化情况，尤其是对感性负载、阻感性负载、反电动是负载等电流断流和续流的情况，通过观察波形有了更深刻的印象，增强了学习电力电子技术课程的兴趣。

其次在实验教学过程中要培养学生学习的积极性，鼓励学生不仅要积极动手，还要积极动脑，积极主动地自己设计实验电路，分析电路的波形，通过实验教学能够真正促进学生的学习，我们面对的是一个个富有个性、具有独特精神的大学生，因此实验教学中要鼓励学生自己设计实验思路，启迪学生的思维，培养学生的创新意识。事实上每完成一次实验，学生在亲自动手做的过程中都会有一些自己的新发现。反思实验教学的学习效果，有时会有一些成就感，尤其是和学生一起分析实验中存在的问题，解决问题时，感觉实验教学对学生的学习有很大的促进作用。

篇8

关键词：电力电子技术；教学方法；改进方案

凡是需要电源，或者需要运动并对运动进行控制的场合，都离不开电力电子技术。可以说，现在已经很难找到一个完全不使用电力电子技术的工科领域。目前很多高校的工科专业都开设了电力电子技术这门课程。电力电子作为一项新兴的交叉学科要怎样与各相关专业的教学体系融合是一个仍需进一步探索的问题。目前，对于该课程，学生大都是通过课堂上教师的讲述来进行学习，因而教学的效果很大程度上决定了学生对于该门课程的掌握水平。要是教学质量或者教学方式跟不上时代的要求，就会严重影响学生的就业以及就业后的发展。因而，我们有必要在教学过程中主动发现问题并尽力改进。

一、电力电子技术教学中存在的问题

1.课程教学内容针对性不强

当前高校电力电子技术的教学，基本不能满足现代企业对人才教育的要求。这其中既有教材编排的原因，也有教师自身的原因。电力电子技术教材数量众多，堪称经典的也为数不少，但是很少有根据不同专业编排的有针对性的教材，通常的教材都是大而全，这给不同专业教学内容的取舍造成了一定的干扰。另一方面，由于任课教师本身对于电力电子技术在各专业的应用掌握不够全面，很难根据专业要求以及企业需求安排适合的教学内容，大多教师按照教材的编排从头讲到尾，学生不堪重负，苦不堪言，从而大大影响了学习效果。

2.教学课时紧，教学内容多

大部分高校电力电子技术课程安排的学时不高于48个（含实验），且有逐渐压缩之势。以笔者所在学校为例，自动化专业卓越班课时设置为48个（含实验12个），汽车工业专业产业班课时设置36个（含实验6个）。但电力电子技术课程的内容，总共10章，其中电力电子器件、四大类变换电路以及PWM控制技术都是非讲不可的重点内容。在不充裕课时内怎样兼顾教学的进度和教学的质量，这是大多数任课教师都在努力摸索的问题。

3.学生自主学习积极性不高

电力电子技术课程涉及的理论知识枯燥而又繁杂，让很多学生对其心有余悸从而兴趣乏乏，甚至有的学生因此对该课程产生抵触情绪。在高校的教学中，尤其是工科的专业课程学习中，学生大多数是被动接受知识，很少积极自主地进行学习，这也是高校工科专业教学面临的一个通病。

二、电力电子技术教学的几点改进方案

1.注重各课程间的交叉学习

当今各个行业之间都不是孤立存在的，因此学生需要掌握多门学科，才能更好地适应社会。电力电子技术的教学也是一样的，电力电子技术包含的范围较广，它和很多其他的学科是紧密关联的，在电力电子的教学过程中，把其他的课程和电力电子技术这门课程结合起来一起学习，这样更能起到事半功倍的效果。比如：可以将信息电力技术中的器件和电力电子技术中的器件进行对比学习，可以将电力电子中涉及的控制理论和方法和自动控制原理中学习的控制思路和方法进行对比学习，还可以将传统电力设备和电力电子设备进行对比学习，等等。

2.制订符合需求的教学方案

要根据不同的专业要求制订不同的教学方案，还要参考企业对人才的需求合理修正教学方案。不一定书本上所有的内容都要讲，很多内容更不需要深讲，要偏重于学生以后的工程应用。例如：笔者所在高校自动化专业、电气工程及其自动化专业以及汽车工程专业都开设了电力电子技术这门课程。自动化专业更强调弱电对强电的控制，电气工程及其自动化专业更偏向电力电子在电力系统中的应用，而汽车工程专业主要是为新能源动力汽车的研发打下基础。而这些专业中还单独分出更加偏重实践应用的产业班、卓越班，这些班级就会在普通班级的教学方案上适当压缩理论学时，而增加实践学时。只有摸清需求的教学方案，才能培养出学有所长、学有所用的人才。

3.改变传统的教学方式

由于电力电子技术课程涉及的理论知识枯燥而又繁杂，这让很多学生对其心有余悸而兴趣缺乏。事实上，电力电子技术同时也是一门实用性很强的课程，并不完全适合依照先讲解概念，再剖析原理，然后结合实际应用的传统教学模式进行，反而更适合采用先引入实际案例，再对其工作原理进行剖析，最后总结基本概念的逆向教学模式。这样，便能够从一开始就让学生感受到电力电子技术的实用性，从而最大程度地激发他们的学习兴趣。

逆向教学法和传统的教学法不同，它不是由因到果的推导，而是由果到因的回溯。在这样的教学活动中，教师起到的更多的是引导作用，学生能够变被动地接受为主动地学习。逆向教学法在教给学生新知识的同时还培养了学生分析解决问题的能力，理论结合实践的能力，尤其是创新的能力，而这些能力的培养能更好地帮助他们就业后快速适应工作岗位，将知识转化为生产力。

参考文献：

[1]刘力伟，黄文霞.“电力电子技术”课程理论实践一体化的探讨[J].中国电力教育，2010(13).

篇9

关键词：电力电子技术；虚拟交互；教学系统

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0067-02

“电力电子技术”既是一门重要的专业基础课，也是一门实用性和实践性较强的课程。教学内容以电力电子电路为主线，以波形与相位分析方法（波形分析法）贯穿始终，通过分析各类电力电子器件的通断情况来理解整流、逆变、斩波等典型电路的工作原理，从而绘制出电路在不同负载作用下各参考点的电流、电压波形。“电力电子技术”课程的内容较为抽象，理解起来比较困难。教学过程中，理论讲解、实验验证是两个必经环节。理论讲解中，由于电路类型多，不管是晶闸管触发控制角变化控制（相控），还是全控型器件高频率通断控制（斩控），单相电路比较容易，对于三相电路，学员普遍认为较难理解。而实验可以验证理论，加深学员的理解，因此应开设一些相关的实验课程。做实验时，几乎所有的电路和系统都是封闭式的，多数仅用挂件或实验箱来完成实验。实验过程中，学员几乎是机械式连线、读取实验数据，记录实验数据和波形，即使不了解电路的工作原理，只要连线正确、实验仪器完好即可完成实验，但是如果设备或连线有问题，就会使实验结果与理论分析不符甚至出现异常现象，导致学员不能独立分析、解决问题，排除故障。

针对“电力电子技术”课程在教学和实验中出现的问题，设计了一个电机类课程虚拟交互教学系统。该系统能够变抽象为具体，变枯燥为生动，形象直观地进行教学，有助于激发学员的学习兴趣，提高教学质量。该系统基于VB和MATLAB的接口编程，可以通过友好的系统界面，运行相应的Simulink仿真模型。该系统不仅可以实时观察电路中任意参考点的电压、电流波形，还可以实现交互操作，实时改变电路参数，从而加深学员对电路的理解；对于学员日后提高工程应用和科研水平，掌握现代工程设计和实验方法――计算机仿真技术很有帮助。该系统不仅可以用于辅助教员进行理论讲解，加深学员理解，还可以用于学员做实验前熟悉实验项目，掌握实验原理。实践证明，采用该系统可以较好地适应教员教学和学员学习的需要。

一、虚拟交互教学系统设计

虚拟交互教学系统设计的思路是：利用MATLAB构建仿真模型，使用VB搭建界面，VB调用仿真模型，实现一个可以调用仿真模型的虚拟交互教学系统。

1.MATLAB/Simulink简介

MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称。其除具备卓越的数值计算能力外，还具备专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能。Simulink是MATLAB软件下的一个附加组件，是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的MATLAB软件包，为用户提供了一个图形化的用户界面（GUI）。建立系统模型时依托图形界面，利用鼠标单击和拖拉方式构建仿真模型，像用铅笔在纸上绘制系统的方框图一样简单。

2.常用电力电子电路模块库

（1）电力电子元件库（POWER ELECTRONICS）。电力电子元件库是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模块库中重要的元件库，包括IDEAL SWITCH功能模块和IGBT功能模块，涵盖了绝大多数电路所需的开关元件，如晶体二极管，IGBT，MOSFET，THYRISTOR，理想开关，THREE-LEVEL BRIDGE和UNIVERSAL BRIDGE等。

（2）线路元件库（ELEMENTS）。线路元件库也是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模块库中重要的元件库，包括BREAKER功能模块和LINEAR TRANSFORMER功能模块，涵盖了绝大多数电路所需的元器件，如电阻器、电容器、输电线、变压器、断路器等。

3.电力电子电路仿真

（1）建立仿真模型。以三相桥式全控整流电路为例，建立仿真模型，使用模型库的三相桥（Universal Bridge）和同步6脉冲触发器（Synchronized 6-Pulse Generator）集成模块，如图1所示。

（2）设置模型参数。以阻感负载为例，设置模型参数。一是三相电压源参数设置：电压峰值为100V，频率为50Hz。二是三相晶闸管整流器参数设置：使用默认值。三是RLC负载参数设置：R的值为45Ω，L的值为1，C的值为inf。四是6脉冲发生器设置：频率为50Hz，脉冲宽度取1°，选择双脉冲触发方式。将其第五个输入端（Block）置“0”，此时有脉冲输出。如果置“1”，则没有脉冲输出。五是触发角设置：α设为30°。

（3）仿真结果。图2为三相桥式全控整流电路仿真结果，可观察输出电压、输出电流、晶闸管两端电压等多个波形，并且可以通过改变α角，观察以上波形，由此加深对于电路的理解。

4.VB简介及应用

（1）VB简介。Visual Basic（简称VB）是美国微软公司推出的Microsoft Visual Studio可视化开发工具套件中的一个组件，是在Quick BASIC基础上，为开发Windows应用程序而提供的强有力的开发工具，是一种具有良好的图形用户界面（Graphic User Interface，简称GUI）的程序设计语言。该系统采用VB和MATLAB的接口编程，通过友好的系统界面，运行相应的Simulink仿真模型。

（2）界面制作。用VB开发的“实验内容和步骤”窗体中包含多个运行按钮，这些按钮是根据电路带不同类型的负载而设置的，当单击任一个运行按钮时，都会调用相应的Simulink模型窗口进行仿真。要实现这一功能，就需要在运行按钮的单击事件中输入相应的代码。以第一个运行按钮（Commandl）为例，介绍代码的编写过程即VB和MATLAB的接口编程的实现。双击Commandl，进入代码编写窗口，在PrivateSub Commandl―Click0中写入如下代码：

其中，fz是一个后缀为mdl的模型文件，就是仿真模型的名称。该文件路径是可以指定的，但须在MATLAB中将该文件路径设置为搜索路径，否则无法调用该文件。

输入以上代码，即可调用程序。但是在VB调用仿真模型时，只是弹出一下，马上就结束。因此，为了使调用的程序不结束，可使用如下代码：

以上两行代码，第一行代表可以开始运行仿真，第二行代表暂停仿真。当程序运行至第二行时，仿真界面将停住，此时即可对模型进行相应的操作，与在MATLAB中操作方法类似。图3是编程截图。

二、虚拟交互教学系统实现

为了使整个虚拟交互教学系统正常运行，必须把用VB完成的界面设计和用MATLAB实现的仿真模型连接起来，也就是VB和MATLAB的接口编程。本交互系统中VB和MATLAB的动态数据交换（DDE）采用的是客户端/服务器（c/s）模式，VB作为客户端，MATLAB作为服务器。而接口编程方法中的ActiveX技术正适合于这种模式，并且实现起来比较方便，因此采用ActiveX技术实现VB和MATLAB的接口编程。系统主要包括主界面和调用界面，进入调用界面后，就相当于在MATLAB环境中操作。

1.主界面

虚拟交互教学系统标题为“电机类课程虚拟交互系统”，主界面有两个按钮，即“进入系统”和“退出系统”，如图4所示。

2.调用界面

进入系统后，出现调用界面。本界面主要是进入相应仿真模型，共有9个仿真模型。本界面具有可添加性，可以根据自己的需要制作仿真模型并添加到系统中，对系统进行完善。

三、结论

本虚拟交互教学系统具有界面友好性和开放性两个特点。友好性体现为交互系统界面友好，可以完成对仿真模型的调用。调用仿真模型后，环境与在MATLAB中相同，可以对模型进行仿真操作。开放性体现为可实时修改模块中的参数，甚至根据需要可以添加模块和模型。教员在完成理论讲解后，可使用本系统对所讲解的电路进行仿真，使学员可以实时观察电力电子电路中任意参考点的电压、电流波形，还可以实现交互操作，实时改变电路参数，加深学员对电路的理解。另外，将该系统进行适度开放后，学员不仅可以亲自对教员所讲电路进行仿真，还可以自己构造仿真模型（添加代码只需要改动模型文件名称即可）并添加到系统中，完善整个系统。由于时间关系，系统中仅仅囊括了“电力电子技术”课程部分电路的仿真，未包含其他复杂的电路和“电力电子技术”课程中电机调速系统的内容。希望日后可以依靠教员和学员的努力完善此系统，从而更有利于教员的教学和学员的学习。

参考文献：

[1]荣军，丁跃浇，张敏，等.计算机仿真软件在“电力电子技术”教学中的应用[J].中国电力教育，2011，（12）：173-174.

[2]丘东元，张波.基于仿真平台的“电力电子技术”教学模式探讨[J].电气电子教学学报，2010，（2）：73-76.

[3]刘桂英，粟时平.“电力电子技术”的Matlab/ Simulink教学仿真实践[J].电气电子教学学报，2011，（1）：87-91.

[4]李军.《电力电子技术》课程的Matlab/Simulink仿真[J].山东电力高等专科学校学报，2010，（3）：53-55.

[5]陶瑞莲.Matlab在电气自动化专业教学中的应用[J].南京工业职业技术学院学报，2011，（1）：64-65.

[6]孙秀梅，安剑.Visual Basic开放技术大全[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[7]占维，刘伟.Visual Basic6.0从入门到精通[M].北京：中国铁道出版社，2004.

[8]林飞，杜欣.电力电子应用技术的MATLAB仿真[M].北京：中国电力出版社，2008.

[9]MATLAB7.0从入门到精通[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[10]李传琪.电力电子技术计算机仿真实验[M].北京：电子工业出版社，2006.

篇10

电力电子技术是以电力为对象的电子技术，它将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能的变换和控制，构成了一门完整的学科，该学科被国际电工委员会命名为电力电子学（PowerElectronics）或称为电力电子技术。它是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子电路和控制技术三个部分，它的研究任务是电力电子器件的应用、电力电子电路的电能变换原理、控制技术以及电力电子装置的开发与应用。

1.电力电子器件的发展

电力电子技术的发展取决于电力电子器件的研制与应用。电力电子器件是电力电子技术的基础，也是电力电子技术发展的动力，电力电子技术的每一次飞跃都是以新器件的出现为契机的。1947年，美国的贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一场革命。以此为基础，美国在1956年研制出了最先用于电力领域的半导体器件——硅整流二极管（SemiconductorRectifier，SR），又称为电力二极管（PowerDiodes，PD）。20世纪80年代中后期，为了进一步减少低压高频开关电源中电力半导体器件的管压降和损耗，同步整流管也应运而生。1957年，美国通用电气公司（GE）发明了普通反向阻断型可控硅整流管（SilliconControlledRectifier，SCR），以后称为晶闸管（Thyristor）。它标志着电力电子技术的诞生。经过工艺完善和应用开发，到了20世纪70年代，晶闸管已形成从低压小电流到高压大电流的系列产品。以晶闸管为主要器件的电力电子技术很快在电化学工业、铁道电气机车、钢铁工业（感应加热）、电力工业（直流输电、无功补偿）中获得了广泛的应用。由晶闸管及其派生器件构成的各种电力电子系统在工业应用中主要解决了传统的电能变换装置中所存在的能耗大和装置笨重的问题，因而大大地提高了电能的利用率，同时也使工业噪声得到了一定程度的控制。电力半导体器件经过了五十多年的发展，器件制造水平不断提高，已经历了以硅整流管（SR）、晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、巨型晶体管（GTR）、功率MOSFET、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为代表的分立器件时期，现在已发展到由驱动电路、控制电路、传感电路、保护电路、逻辑电路等集成在一起的高度智能化的PIC和IPM时期。电力半导体器件实现了器件与电路的集成，强电与弱电、功率流与信息流的集成，成为机和电之间的智能化接口，它是机电一体化的基础单元。按照其控制特性来说，电力半导体器件可分为以硅整流管（SR）为代表的不可控器件，以晶闸管（SCR）为代表的只能通过门极电流控制其开通而不能控制其关断的半控型器件和以可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为代表的既能控制其开通又能控制其关断的全控型器件三大类。在器件的控制模式上，电力半导体器件已经从电流型控制模式发展到电压型控制模式，这不仅大大降低了门极的控制功率，而且大大提高了器件导通与关断的转换速度，从而使器件的工作频率由工频中频高频不断提高。在电力电子技术走向智能化、高频化、大功率化、模块化、绿色化的进程中，作为其基础的新型电力半导体器件不断涌现，为电力电子技术的发展作出新的贡献。电力电子器件已经与计算机控制技术相结合，在各行各业发挥了重要作用，给电力电子技术注入了强大的生命力。

2.电力电子技术应用领域

电力电子学与装置的市场需求与日俱增，其主要应用领域包括以下几个方面。

（1）一般电源。包括不停电电源、电解电源、电镀电源、开关电源、机车辅助电源、微机及仪器仪表电源、航空电源、通信电源。

（2）专用电源。包括电化学电源、微弧氧化电源、蓄电池充电放电、电子模拟负载、电解水电源、交流电子稳压电源、脉冲功率电源、电力测功机。

（3）电力牵引及传动控制。包括电力机车、电传动内燃机车、矿井提升机、轧钢机传动。

（4）电力系统应用。高压直流输电（HVDC）。

（5）有源滤波器。传统的无源滤波器由于其滤波性能较差，难于应付日益严重的电网“公害”。人们从电力电子学本身找到了解决的途径，这就是有源滤波器。

（6）新能源利用。包括光电池、风力发电等，电力电子装置还将用于太阳能发电及风力发电装置与电力系统的连接。（7）节能。采用电力电子装置实现电机调速可以达到很高的效率。

（8）电气工艺应用。包括在焊接设备及感应加热中的应用。

（9）家用电器。种类繁多的家用电器，小至一台调光灯具、高频荧光灯具，大至通风取暖设备、微波炉及众多的电动机驱动设备，都离不开电力电子交流电路。

（10）静止无功补偿器（STATCOM）（串联）和典型功率应用100MW。用于电网的电压控制和无功补偿。

（11）柔性输电技术。柔流输电系统（flexibleACtransmissionsystem，FACTS）是指装有电力电子型或其他静止型控制器以加强系统可控性和增加功率传输能力的交流输电系统。

（12）电动汽车和混合动力电动汽车（EV/HEV）。

二、教学内容应注重实际应用、传授先进教学内容

“电力电子技术”是一门专业基础性较强且与生产实际紧密结合的课程，自诞生以来已形成了丰富的器件系列、变换技术和控制技术，特别是电力电子装置在工业、交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统中的应用更加广泛。在教学中应合理选择内容，特别是先进的教学内容，使学生既要打好理论基础，又要注重实际应用。知识是相互联系、相互渗透的。在学习“电力电子技术”之前，应首先学好“电路”和“电子技术基础”两门课程。电力半导体器件是现代电力电子技术的基础核心。电力电子器件的基本特点之一是能以信号输入控制很大的输出，这就使电力电子设备成为强、弱电之间接口的基础。讲解器件原理及特性，目的是为了应用器件组成电路，故应掌握器件外部特性、极限参数和使用注意事项，三方面的内容应以电路为主。

三、采用现代化的教学方法和教学手段

随着教学手段和方法的不断更新，学生应注重综合能力的培养。因此，教师在课堂的教学中，不仅要传授理论知识，而且要训练学生的动手能力，培养他们分析问题和解决问题的能力。这样，学生毕业后可通过实际锻炼和自我学习来提高实际工作能力。由于电力电子技术涵盖的知识内容多、难度大、实用性强，教学的内容应着重基本原理和分析方法的讲授，加强知识的系统性，培养学生融会贯通知识的能力。讲授时采用启发式教学方法，将有助于培养学生的思维能力，有助于学生理解和掌握教学内容。在课堂上采用讨论式教学方法让学生自己讲，自己评，效果十分理想。由于学生在入学时分数的差异和接收问题的能力不同，教师在教学中应注重因材施教，分层教学。实现教学手段现代化可以加大授课的信息量，节约课时，是增强教学效果的重要措施。“电力电子技术”课程教学的最大特点就是借助于波形，分析电力电子器件和电路的工作状态，以确定电路中能量的变换和传递。在“黑板+粉笔”传统的授课方式中，教师画电路图和波形图时，时间用的比较多，而运用多媒体教学可以形象地表达一些语言难以描述清楚的问题。对学生理解电路的工作原理有事半功倍的效果，因此，将多媒体教学应用到该课程的教学中，通过多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上，可以提高学生的感性认识，激发学生学习的兴趣。随着计算机网络技术的发展，还可以利用网络教室开展多媒体教学，是一种更有发展前景的现代化教学手段。

四、加强实验、实践环节，注重学生综合能力培养

电力电子技术具有很强的实践性，而实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学方法的重要手段，因此，应精选最基本的也有较高实用价值的实验项目。在实验教学中，教师应选择教材上具有代表性的实验来组织教学，例如，选择在计算机、通信设备及家用电器等广泛应用的半桥型开关稳压电源作为实验项目，介绍典型的开关电源电路结构、元器件和工作原理，使学生对开关电源有了深刻的理解，增强学生的学习兴趣。由于电力电子电路具有强、弱电结合的特点，要特别强调操作的规则、保证实验安全。在实验教学中，教师还可以采用虚实结合的教学方式，即部分实验采用计算机仿真软件来实现，特点是具有精度高、重复性好的优点，是进行科学研究和教学的重要手段之一。将仿真软件引入教学中，可以让学生自己去动手设计和开发实用电路模型，并对电路运行效果进行模拟实验。使学生充分发挥想象力，极大地提高了学生的思维能力和动手能力。

篇11

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。

篇12

新形势下课程的解构

铁道类职业院校电力电子技术所涉及的专业主要是电气化铁道技术专业。国家“十二五”规划明确提出要大力发展职业教育,加快培养高素质技能型人才。“十二五”期间,以高速铁路网络、区际干线快速铁路网络、重载铁路货运网络、西部铁路网络等为重点的大规模铁路建设和城市轨道交通建设全面展开。铁路建设大力发展电力牵引,推进铁路技术装备现代化。以中国南车集团等骨干企业为依托,重点发展大功率交流传动电力机车、动车组牵引电机与电器、城市轨道交通车辆、高速铁路配件等高技术产品。从1996年AC4000型交流传动技术的引进,到2006年CRH2型动车组整车下线,目前已完全拥有高铁制造技术的自主知识产权。2011年中国南车联合美国GE公司进军美国高铁市场。标志着轨道交通装备制造行业实现了从“中国制造到中国创造”的转变。新的形势对专业人才职业素质、职业能力和可持续发展提出更高要求。电力电子技术在机车上的应用越来越广泛,越来越灵活多变。电气化铁道技术专业学生的培养要求也随着变化,这也促使我们任教课程的老师们深入到企业生产一线,开展丰富地调研,将实际应用的经验带入到课堂中来。在设计电气化铁道技术《电力电子技术》这门课程之前,我根据机车交流传动技术,机车电气制动控制技术等实际运用,对南车集团相关的技术人员及一线操作人员,广铁集团的司乘和检修人员等进行了调研,了解到这些岗位对电气化铁道技术专业的要求,也了解到他们在实际工作中对电力电器件的选型,筛选优劣,维修控制设备等对电力电子技术相关知识的要求。这些宝贵的经验与建议对于我对电气化铁道技术专业的学生讲授《电力电子技术》这门课程来说,专业针对性强,学生学起来也很感兴趣。以前不知道学了这些电力电子器件,电力电子电路拓扑结构将来有什么用,这些知识与自己的专业到底有多少关系。利用职教新干线平台,将现场的部分作业过程直接展示在学生课堂,将现实生活中的实例直接带入课堂,利用现场实例,实现了基于工作过程的解构,也丰富了我的教学。

2基于互联网教学平台的课程资源重构的目标

在互联网技术高速发展的形式下,对课程的重构主要是依托职教新干线网络平台,以《电力电子技术》的实际应用为突破口,不断的应用理论知识对实践的各个环节进行指导,同时根据实践中发生的问题和解决问题的方法和技巧不断更新和完善理论体系,最终探索出一套行之有效的一般规律和方法来,使《电力电子技术》这一课程的教学更加切合实际。通过不断的努力,课程重构后最终要实现的目标是:(1)使学生掌握学习新知识的方法,提高学习能力。让学生在真实的环境中学会应用电力电子技术进行电路故障分析、处理,合理选择电力电子器件,筛选优劣电力电子器件的方法,以教学情境与工作过程相结合的方式增强学生实际动手操作能力,培养学生的自学能力、设计能力、创新能力和适应能力,逐步达到相关职业岗位的能力和素养要求。(2)提高教师教的效果。目前我们院校的《电力电子技术》教学还是以传统的理论教材为主,同时老师教学过程也仍应用传统理论教学模式,以分析电路原理,讲解参数计算过程和计算方法为主,这种教学方式的弊端是使学生感觉枯燥和乏味,就更谈不上培养学生的学习兴趣,加上电力电子技术的抽象难懂,也就容易使其产生厌学和放弃的心态。通过结合职教新干线互联网教学平台对本课程的重构,我们要通过真正的实践案例指导老师的教学过程;同时,利用互联网技术与多媒体技术,提供更多的形象化的电路效果演示,更多的实践案例,以提高教师的教学效果。

基于互联网教学平台的课程教学实施

篇13

关键词: 高职院校《电力电子技术》课程教学改革

“电力电子技术”是电力电子变换和控制技术的简称,是一门新兴的电子技术、控制技术和电力技术的交叉学科,被国际电工委员会(IEEE)命名为电力电子学(PowerElectronics)或称为电力电子技术,是电气工程及自动化、工业自动化和其他相关专业的一门重要的专业基础课。通过本课程的学习,学生不仅可掌握电力电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法,为后续专业课程的学习打下良好的基础,而且可应用本课程知识独立分析、解决实际的工程技术问题。

目前,随着教学改革的不断深入和人才培养计划的调整,专业课程的课时大多被压缩。而《电力电子技术》课程的教学内容越来越丰富,教学要求也越来越高,无论是使用的教材,还是实验实践手段,都不能适应电力电子技术的发展。因此,高职院校对《电力电子技术》课程的教学内容、教学方法、教学手段和实验实践等进行全面的改革势在必行。

一、精心优化教学内容,以适应新形式下的教学要求

教学内容和课程体系的改革是教学改革的重点和难点。随着电力电子技术的发展,各种新型的电力电子器件的不断涌现,《电力电子技术》课程的教学内容也在不断丰富和不断更新,教师需要向学生传授的知识量多且面广,故精心优化教学内容显得尤为重要。

首先,教师要注意做好本课程与先修课程和后续课程的衔接,了解先修课程的教学情况,保持整个专业课程体系前后衔接,避免内容的重复和疏漏。例如“自关断器件”一章,电子技术基础中已讲授过小功率晶体管、场效应管的结构、原理、特性和应用。在本门课程中,对功率晶体管、功率场效应管应重点讲述其与小功率管的不同之处。对于晶闸管直流电动机系统部分,重点应在整流、有源逆变两种状态下,电流连续、断续时的电动机机械特性,而直流可逆调速系统的内容则简略讲解,详细的分析需放到后续课程“变频调速技术”中讲解。

其次,针对高职院校的教学是以技能培训为目标这一宗旨,理论教学应遵循必须够用的原则,降低理论难度,对繁杂的公式推导一律简化或省略,力求做到深入浅出,通俗易懂。如在完成课堂教学的过程中,涉及数学分析时,教师首先应削弱纯粹的理论推导和证明的教学部分,以减少分析量;又如在电力电子器件方面教师应压缩和删减半控型器件及控制电路的教学,强化全控型器件及控制电路的教学,重点介绍以IGBT、电力MOS―FET为代表的全控型器件。

最后,以应用为主线。电力电子技术既是一门技术基础课程,又是实用性很强的一门课程。在教学中教师要紧密结合实际应用,介绍电力电子装置,如把调光台灯、变频器、开关电源、软起动器等具体实物带入课堂,并在课堂上演示给学生看,增强学生的求知欲望。另外,教师要及时将本学科领域的最新科技成果引入教学,保证课程内容的基础性和先进性。教师可告诉学生三峡工程的直流输电工程,将直流500kV、3000A的绿色能源输送到距离一千多千米以外的上海。全国九大城市的变频调速和直流斩波地铁、磁悬浮列车,每年产值近200亿元的UPS,每年节电近8亿度的系列变频设备都成为电力电子对国民经济的新贡献。教师让学生了解到电力电子技术的发展现状及其在国民经济中的重大作用,可大大激发学生的学习热情,扩大学生的视野,启发学生的创新思维。

二、改进教学方法和教学手段,培养学生的素质和能力

《电力电子技术》既是一门十分重要的专业基础课,又是一门与工程实际紧密结合的课程。在学习这一门课时,学生常常提出这样的问题:学了这门课有什么用?我们不是泛泛地回答:这是专业知识体系要求的,而是在第一节课带来了许多具体实物,如调光台灯、变频器等,并在课堂上演示给学生看,学生对此很感兴趣,觉得电力电子技术的应用就在身边。当看了这些实物演示后,我们问学生:为什么台灯能调光,为什么电机能调速?实物演示大大增强了学生对这门课的求知欲望。

多年来,《电力电子技术》课程的教学方法是以教师为中心,教师对教材中的每一个章节都讲得很细,力求在课堂上使学生完全弄懂,这样学生总是处于被动接收的地位,极大地妨碍了学生学习的主动性和积极性的发挥,不利于学生的素质和能力的培养;同时,由于课时的相对减少,教师无法在课堂上讲得过多过细。因此,教师在教学中要力求突出内容的重点和难点,但又要保证教学内容的系统性和完整性,对内容相似或易于理解的内容,予以简讲或指出其要点,并精选一部分内容留给学生去自学。另外,教师应注意因材施教、循循善诱,与学生多沟通,根据学生的掌握情况及时调整教学;耐心对待学生,运用多种多样的教学方法,如比喻法、类比法、启发质疑法、边讲边练法、实验演示法,提高学生的学习兴趣,多讲多练,保证例题讲解比重;每章配一次习题课,以学生练习为主,教师评讲为辅,反复强化重要的知识;加强综合训练,培养学生自主学习、增强分析问题和解决问题的能力。

《电力电子技术》教学内容结构图、波形图多,所以充分利用多媒体、网络资源等现代科技进行教学是最有效可行的方法之一。教师运用现代化教学手段可以增加直观程度、增大授课信息量,可以形象地表达一些文字语言难以描述清楚的问题,对学生更好地理解教材内容有事半功倍的效果。教师在教学过程中,也要避免过于依赖多媒体设备而忽略教师对教学的组织和教学内容的讲授,尤其不能只管播放课件,不顾学生的学习态度,不管学生的学习效果,否则使用多媒体课件不但收不到教学效果,反而会影响学生的学习积极性和对知识的掌握,因此,采用板书或课件,有选择、分主辅相结合的方式,更能充分发挥现代教学手段的优点,达到预期的教学效果。由于波形分析比较枯燥和繁琐,学生容易产生抗拒情绪,导致学习效果下降,针对这一难点,教学方法就显得尤为重要。教师在课程初期分析简单电路时应尽可能讲解详细一些,以保证学生能掌握自行分析的方法,从而提高在后期复杂电路的波形分析中的教学效果,也可以尝试采用两组学生各分析一部分波形再进行综合评议的多种教学方法。

三、加强实验实践环节,注重实践能力的培养

电力电子技术有很强的实践性,实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。为了开好实验课,我系投入大量实验建设经费,购买了六套浙江天煌公司的“电力电子与自动控制系统”实验平台,同时增加了一些新的器件样品,使学生有更好的硬件条件开展实验。我们将单元电路的实践教学穿插在理论课的中间,使学生在“做中学”,从而更好地掌握电力电子技术的理论知识,并在课程结束后安排课程实训,可将电力电子技术及其他先修课程(电工基础、电子技术、电机学等)中所学到的理论和实践知识全面地结合起来,培养和提高学生自我获取知识的能力。在实验教学过程中,为了避免学生按照实验指导书“依葫芦画瓢”,教师要让学生明确实验教学的目标、任务,以及各阶段做什么、怎么做、达到什么标准,而不需要详尽地介绍到每一个具体细节。学生在实验实训中既动手又动脑,既能发现问题,又能在教师启发指导下分析问题和解决问题,才能从本质上学好这门课程,从而最终实现本课程在高职院校的教学目标。

四、改革考试制度

考题除了深度、广度和难度符合教学大纲要求外,更要着重对分析问题和解决问题的能力进行考核。近年来我们在《电力电子技术》课程的笔试考试中采用半开卷考试,即学生可以带一张写有与考试内容有关的稿纸参加考试,这促使学生在复习中进行自我总结。笔试考试的组织严密、规范,试卷规范,评分客观、公正,并建立了对考试结果进行教学质量分析的制度。课程成绩中,笔试成绩占60%,我们将平时作业与测验、实验、课程设计和答疑情况也记入总成绩,占40%,使成绩考核更全面、客观反映学生实际。

五、结语

通过近几年来的教学探索,我院《电力电子技术》课程的教学改革工作取得了较好的教学效果,得到了广大学生和督导老师的好评。学生的专业技术和创新能力得到了进一步提高,学生在相关后续课程的学习、课程设计、毕业设计中也表现出较好的能力。同时我们也感到要搞好这项改革工作,既需要学院的投入,又需要教师的艰苦努力和无私奉献。我们要积极探索教学内容、教学方法和教学手段的改革,以更好地适应时代和社会对技能型专业人才培养的需要。

参考文献:

[1]浣喜明,姚为正.电力电子技术(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2004.11.

[2]王兆安,黄俊.电力电子技术(第4版)[M].北京:机械工业出版社,2002.

[3]陈坚.电力电子学――电力电子变换和控制技术[M].北京:高等教育出版社,2002.

篇14

关键词： 高职教育 《电力电子技术》 课程教学改革

一、存在的主要问题

1.理论方面。

电力电子应用广泛，涉及知识面较广，传统的教学内容未能突出课程内容的应用性，没有针对具体专业的培养目标和学生毕业后可能从事的工作而相应调整，不利于调动学生学习积极性，培养分析问题、解决问题的能力。基本采用灌输式课堂教学方法，没有给学生留出充分的时间消化学习内容，使学生逐渐产生了厌学情绪。

2.实践方面。

随着电力行业突飞猛进的发展，很多新的电力电子产品取代了旧的产品，要在教学过程中不断增加新的电力电子产品的介绍。大部分高职院校仅采用挂件结构的实验台或实验箱完成实验，基本上所有实验相关的电路和系统都是封闭式的，所有电路模块接线都用端子引出来，学生只需连接好这些外部端子即可。应用这种实验模式，学生不容易了解新的电力电子产品，加大了学习难度。

二、课程教学改革措施

针对目前教学中存在的问题，我结合实际情况，进行了因地制宜的教学改革与探索。

1.及时更新教学内容，进行知识整合。

课程注重学生实际应用能力的培养，以岗位职业能力为依据，结合学生的认知特点和教学规律，变传统的多重循环学习体系为以就业为导向、岗位技术为导入的课程体系，按照“项目导向――任务驱动”的模式，以实际产品作为载体，把理论和实践深度融合，将课程内容进行“序化”，设计一个大的项目，包含多个子项目，每一项目都反映了各种与电力电子相关技术的工作岗位需要的知识和技能要求。要更新教学内容，进行整体知识整合。如对“电力电子器件”部分，以全控型器件为主，重点介绍器件外部特性、极限参数的应用、器件的驱动保护及故障的监测；对“电力电子电路”部分，重点讲述四大类基本变流电路，即AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC变流电路；对“控制技术”部分，重点介绍PWM技术；对新技术方面，重点介绍软开关技术。还要传授该学科的前沿知识，注重结合工程实际，介绍实用性的电力电子装置。如矩阵式交―交变换器、电网谐波抑制技术、功率因数提升技术等内容。也可介绍一些日常应用装量，如电子镇流器、汽车用电子调节器电路等。

“电力电子技术”课程教学必须将教学与行业发展、最新技术及实际应用等多方面内容结合。例如在讲授功率变换技术时，注意将电路与高频变换器、新型开关电源及新能源等的应用结合。这样学生不仅能对学习内容有更加直观的认识，而且能掌握最新的行业发展新动态。

2.调整实验实训内容，保证实验实训的代表性和方向性。

实验实训内容首先要考虑理论教学的知识难点和重点，以利于学生掌握基本理论、基本原理；其次要对原有的实验实训内容进行筛选、补充、综合，减少验证性实验。从简到难、分层次地设置实验，不断开拓新实验实训项目，多进行一些综合性、设计性实验实训。

根据教学内容的调整，保留了原有晶闸管整流、逆变的验证性实验，使学生对本课程的应用有了初步认识。在器件研究上以全控器件研究为主，对直流斩波、交―交变换及PWM控制技术部分的内容，开设设计型实验。由教师给出电路参数，提出实验要求和目的，由学生自行设计线路，选择器件及其驱动电路和保护电路。此外，增加信号的调制――SPWM信号的产生与实现、电力电子电路闭环动态特性观察及超调量抑制、DC/ACSPWM单相全桥逆变电路设计等综合性实验，包括引入电力电子电路的计算机仿真实验内容。

3.充分利用软件资源，提高实际能力。

在每一种电力电子器件或电能变换电路的介绍中加入应用实例，可通过MATLAB在MATLAB/SIMULINK系统仿真。让学生自己动手设计或开发一个实用电路模型，对电路的运行效果进行模拟实验。

在电力电子技术课程教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了促进作用。掌握了仿真方法，学生的想法可以通过仿真验证，对培养学生的创新能力很有意义，并且可以调动学生的积极性。实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的，受到学时的限制。仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。仿真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。

4.充分发挥学生的主体作用。

在课堂教学中，教师应该换位思考，充分引导学生的同步思维，提高教学效率。在重点和难点处穿插提问，给学生创造一个自由发挥的空间，并注意将作业中常见问题、答疑中典型问题和学生学习过程中的建议反馈到课堂中去。

教学中强调授课内容的条理性，将每节课内容分成若干组成部分，在课件中以目录的形式体现出讲解内容的顺序性。以直流变换器章节为例，其由电路的结构、工作原理分析、量化计算、电路特点及复习等部分组成。其中工作原理分析作为重点部分在目录中突出标注，使学生跟上讲授节奏。

参考文献：

[1]程琼，郑建勇，等.“电力电子技术”课程改革新探讨[J].南京电气电子教学学报，2009，31（2）：13-14.