课堂教学电力电子论文

2022-04-12 版权声明 我要投稿

[摘要]根据我国新工科建设理念的要求,以及交通运输专业硕士人才培养模式及特点,对“电力电子系统与控制”的研究生学位课程进行了改革探索。改革包括:将最新的电力电子新技术、新应用以交通运输为主线导入课程;将交通行业思政的内容导入课程;建设交通运输领域电力电子系统与控制的特色案例库;课堂教学中应用翻转课堂等新教学方法。下面是小编为大家整理的《课堂教学电力电子论文 (精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

课堂教学电力电子论文 篇1:

MATLAB在电力电子课堂教学中的应用

摘要:为了提高电力电子技术的教学质量,将MATLAB仿真软件引入课堂教学,提出在课堂中直接调用MATLAB自带模型进行仿真分析的方法,不仅能保证仿真模型的正确性,而且方便、快捷。文中以BUCK电路为例分析了电路仿真过程中的各个波形,参数变化对波形带来的影响,分析结果与教材完全吻合,这说明了该方法的优越性,同时本文对电气工程专业其他学科的课堂教学也有借鉴意义。

关键词:电力电子技术;MATLAB;BUCK电路;课堂教学

一、引言

电力电子技术是电气工程及其自动化专业的一门专业核心课程,它主要研究电力半导体器件及其组成的各种变流装置,主要包括整流、逆变、直流斩波、交—交变换四大部分。在该课程的教学中,不仅要对相关的理论进行分析、计算,还要对相关电路进行波形分析及参数计算,在波形分析中需要画出大量的电压、电流信号波形图,同时需要分析电路参数变化对波形的影响。

在传统教学中主要采用PPT动画及课堂板书等教学方式,存在着波形绘制工作量大、所画波形不规范、电路的工作过程及波形的动态变化表现不足等问题,使得授课课时紧张,课堂教学信息量不够大,授课方式单调枯燥,学生容易产生疲倦感,难于达到理想的教学效果。在课堂教学中引入MATLAB计算机仿真技术作为传统课堂教学手段的补充,有助于克服传统课堂教学的缺点,提高学生的学习兴趣,提高教学质量。

二、MATLAB/SIMULINK介绍

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供了一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中,只需要通过简单直观的鼠标操作,就可以构造出复杂的系统。利用SIMULINK可快速建立电力电子电路的仿真模型,方便对电路进行波形分析及数值计算,并可调用丰富的测量仪器工具对相应电压、电流进行波形观测及数值读取。在建立电力电子电路仿真模型时除了要用到基本的Simulink模型库外,还要用到电力系统模型库(SimPower Systems)。

三、MATLAB/SIMULINK中自带模型的调用

在课堂教学中采用仿真作为辅助手段,不仅可以使教学变得生动、直观,还可以提高学生的学习兴趣,但是在课堂上建立模型又需要占用一定的时间,所以只能提前准备好模型,这就给任课教师带来了一定的工作量。为了减轻任课教师的工作量,提高授课效率,本文提出在课堂教学中调用MATLAB/SIMULINK工具箱中已有的模型进行仿真的方法,不仅能保证模型的正确性,而且方便快捷,能够随时使用。

Simulink为我们提供了丰富的仿真例程,基本上包含了电气专业的各个学科,如果善加利用可以给教师的教学工作带来很大的帮助。启动MATLAB,进入Simulink仿真界面点击File-Open,选择以下路径:MATLAB7-toolbox-physmod-powersys-powerdemo,如图1所示,该路径中可以看到很多仿真模型,里面不仅包含了电力电子仿真模型,还包含了电机、电力系统等专业课的仿真例程。所以其他专业课也可以采用此方法进行课堂仿真教学。

在图1中选择需要的模型打开就可以进行仿真,所以建议在多媒体教学中安装MATLAB软件,这样教师在课堂中可以随时通过MATLAB/SIMULINK调用相应的仿真例程,使课堂教学变得生动形象,学生更容易掌握课程的难点,提高上课效率。

四、仿真实例

Simulink仿真例程中几乎包含了电力电子技术中所有的电路,本文以BUCK电路为例来介绍仿真模型的使用,选中图1路径中的power_buckconv便可进入BUCK电路的仿真模型,如图2所示,图中双击各个元器件可以观察并修改参数。

(一)连续模式

仿真参数采用例程中的默认值,输入电压200V,控制信号占空比60%,输出反电动势80V,电感5mH,电阻1Ω,点击仿真键开始仿真,仿真完成后可以通过示波器观察各个地方的波形,Scope2显示的是输出电流和电压波形,如图3所示。ILoad表示电流波形,波形为三角波,说明电感不停地处于充放电状态,图中电流波形处于连续状态;VLoad为输出电压波形,波形为矩形波,说明电源电压向负载间断供电,当控制信号为高电平时电源向负载供电,低电平时停止供电。改变控制型号的占空比和开关频率可以改变输出电压的波形。

(二)断续模式

修改电路中的电感值,改为0.3mH,重新开始仿真,仿真完成后可以看到Scope2的波形变成图4所示的断续状态,电感电流除了上升和下降状态,还有一段时间为0,这说明当电感变小后电路的工作状态向断续模式变化。电压波形变成3种电平,电源供电时电压为200V,电感续流时电压为0,电感能量为0时电压为80V,该电压也就是输出端反电动势的大小。

通过以上分析可以看到,利用Simulink工具箱中的仿真例程可以方便的進行课堂仿真,利用示波器可以观察电路中各个地方的波形,仿真结果跟教材完全吻合。改变参数可以得到不同的波形,可以让学生清楚的观察到电路中参数对波形的影响,使学生深刻地掌握电力电子技术中的各个电路。

五、结论

本文分析了电力电子技术课程在传统教学中存在的不足,以及在课堂教学中引入MATLAB/Simulink仿真。同时,为了减轻教师工作量,提高授课效率,提出了调用软件中自带仿真模型的方法,为电力电子技术任课教师提供了一个捷径。由于软件中的自带模型几乎涵盖了所有电气工程的专业课程,也为其他专业课的任课教师提供了一个参考。

本文以BUCK电路为例分析了电路仿真过程中的各个波形,参数变化对波形带来的影响,分析结果完全与教材吻合,说明了该方法的优越性,笔者已经将该方法应用于课堂教学,并且教学效果良好。

参考文献:

[1]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].第五版.北京:机械工业出版社,2009.

[2]洪乃刚.电力电子电机控制系统仿真技术[M].北京:机械工业出版社,2013.

[3]刘丽萱.MATLAB在电力电子技术教学中的应用[J].南宁:大学教育,2014,(6).

作者:陆朱卫 吴馥云

课堂教学电力电子论文 篇2:

“电力电子系统与控制”研究生课程改革探索

[摘    要]根据我国新工科建设理念的要求,以及交通运输专业硕士人才培养模式及特点,对“电力电子系统与控制”的研究生学位课程进行了改革探索。改革包括:将最新的电力电子新技术、新应用以交通运输为主线导入课程;将交通行业思政的内容导入课程;建设交通运输领域电力电子系统与控制的特色案例库;课堂教学中应用翻转课堂等新教学方法。

[关键词]电力电子系统;交通运输专业;教学方法

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一、课程特点分析

“电力电子系统与控制”课程为上海工程技术大学交通运输专业硕士的一门学科基础专业课程。课程内容主要研究电力电子学的基本原理、电能转换的动态建模方法以及控制系统的设计方法。即首先介绍目前主流电力电子开关控制器件,然后以四大类基本电能变换技术为主线,介绍各类电力电子系统与控制的动态建模及分析方法。通过本课程使学生掌握各种电力电子系统与控制的工作原理、控制方法、设计和计算方法。使学生具有一定的电力电子系统与控制的设计能力、具有一定的运用仿真工具实现电力电子系统与控制的静动态仿真的能力、具有综合评价和分析电力电子系统与控制问题的能力。掌握与本专业方向相关的电力电子系统与控制问题的分析和解决的思路和手段,了解几个领域中电力电子系统与控制运用的现状和趋势。

本门课程作为一门硕士学科基础专业课程,与本学科的“电力电子技术”相关课程存在一定差异。体现在课程内容方面就是研究生课程必须要体现“高、新、精”。“高”意味着课程的起点较高,即在本科“电力电子技术”课程基本原理基础上,强调电力电子系统及控制的动态建模方法,以及基于动态模型的系统设计及分析方法。在课程“新”的方面主要使课程多反映电力电子系统与控制方面的新知识、新科技、新成果以及新应用。课程的“精”主要体现在交通运输领域的电力电子系统与控制方面的应用须具有专门案例库,并对其主流共性问题进行精讲。传统的“电力电子系统与控制”的教学内容虽选取经典教材,但由于电力电子及控制技术的快速发展,已有的课程内容不能完全反应新技术及新应用,无法体现课程“高”以及“新”的特点。同时传统的教学内容中也未含有针对交通运输工程方向的应用,需要进行相应案例库的开发。在课程中将思政教育与专业相结合,将“交通强国”的战略要求、爱国主义情怀等课程思政内容潜移默化地融入课程中去,激发学生的工程意识和创新意识,努力成为具有民族担当的时代新人。以教师“教授”为主的教学模式,也很难适应新的人才培养理念及要求,必须进行教学方式的改革,适应我国新工科建设理念的要求,适应新形势下的人才培养需求。

二、课程内容的更新

在原有课程内容基础上进行课程内容的更新,引入目前能够体现电力电子发展方向的新技术以及最新案例库的讨论,并贴合课程内容融入思政要素,使学生提高对电力电子系统与控制的学习兴趣,提高教学效果。

(一)电力电子系统及控制最新技术的导入

电力电子系统及控制新技术的导入主要涵盖几个主要的方面:电力电子新器件、电力电子功率模块新技术以及电力电子系统与控制新应用。

在电力电子器件方面,从历史发展初期的晶闸管以及后期门极可关断晶闸管、電力双极性晶体管、电力场效应晶体管为代表的全控型器件高速发展,一直到绝缘栅双极型晶体管(IGBT),成为现代电力电子器件的主要器件,并且以IGBT为核心的智能功率模块不断成熟。以硅材料为基础的各种电力电子器件逐渐接近其理论极限值,利用宽禁带半导体材料碳化硅、氮化镓制造的电力电子器件,具有耐压、低通态电阻、更好的热稳定性、耐射线辐射等优异特性。新型碳化硅及氮化镓功率器件因此具有功率密度大、开关损耗小、适合高频工作、高温稳定性好等优点,逐步受到关注,并在电动汽车及轨道交通车辆上得到了成功应用,是电力电子器件新的发展方向。因此,课程在器件介绍中要加入碳化硅、氮化镓的内容。

在电力电子功率模块方面,双面冷却技术显著降低了芯片结温,提升了功率模块的可靠性,膜电容技术在功率模块中的应用也减小了功率模块的体积。矩阵转换拓扑结构的交交变流电路作为目前电力电子功率模块以及功率模块和牵引电机进行集成驱动的不断发展,成为目前电力电子模块的发展方向。

电力电子系统应用主要针对学生学习的交通运输方向,侧重交通运输方向的电力电子系统新应用。交通运输对电力电子系统要求低造价、高功率密度及体积密度、高效及高可靠性,因此系统要朝着高集成化、高电压、频率等级、高的工作温度以及控制智能方向发展。

(二)案例库内容的导入

案例教学是一个让学生参与课程内容,且以学生为主体的教学活动。为保证案例教学活动的效果,促进师生的互动交流,提高学生的积极性和主动性,我们同时兼顾知识传授和学生能力培养,有针对性地建设课程案例库。

在本课程案例库建设中,首先考虑课程服务于专业硕士培养目标的达成,即在课程案例选材中,根据我校交通运输专业硕士的特点,确定学生的研究方向为城市轨道交通车辆工程方向。电力电子系统及控制技术应用在轨道交通车辆领域,主要包括电力牵引及辅助供电,根据轨道交通应用领域的不同又分为城市轨道交通车辆及高速轨道车辆的应用两个方面。因此案例设置首选方向即是针对两种典型车辆的两个领域,促使学生的专业研究方向与课程案例内容产生共鸣,调动学生主动学习的热情。在进行具体案例设计中,选择以上研究方向的有代表性、较前沿的、能够反映我国轨道交通车辆领域实际问题的案例。案例库建设主要包含案例的描述、案例的主要研究方案、案例的性能评价几个方面。案例描述要介绍案例的研究价值及研究内容,除文字介绍外,可以包含一些图片、数据,甚至录像和动画,多方面展示案例。在案例的研究方面,教师必须进行基础文献的准备,同时留有一定空间,让学生自我进行文献检索,提高其调研的基本能力。随着对案例探讨的深入,针对问题进行深入剖析,引导学生将知识转化为解决实践问题的能力。案例的性能评价中,教师应准备基础素材引导学生对问题进行反思,评价过程中要综合考虑经济、环境、法律、安全、伦理等制约因素。

(三)思政内容的导入

在全国高校思想政治工作会议上,习近平总书记提出了提高学生思想政治素质的明确要求,要把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人。因此,在本专业课程教学过程中,必须从高校育人本质出发,不断深度挖掘提炼专业知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵,增加课程的知识性、人文性,实现课程知识体系与价值引领的有机统一。

修读该课程的学生为交通运输专业硕士,主要的就业方向为交通运输方向。作为电力电子系统与控制的重要应用——轨道交通车辆,是一个重要的课程思政切入点。因此要将“交通强国,铁路先行”的理念融入课堂。如今,中国高铁已经成了我国一张靓丽的“名片”,我国高铁里程已经位居世界第一。我们要将以上内容所承载的文化自信、民族自豪感、爱国情怀等传播给学生。在我国的新基建中,“城际高速铁路和城市轨道交通”建设如火如荼,无数轨道建设者默默奉献,他们是我们时代的楷模,他们承担社会责任,他们坚持科技强国、弘扬工匠精神,我们要将这些内容融入课程,增强学生的专业自豪感,帮助学生树立职业理想。

在电力电子系统及控制的动态建模方法,以及基于动态模型的系统设计及分析方法这些理论教学过程中,要强调在学习、探索过程中求真务实、严谨认真、精益求精。在进行案例教学和学生进行案例探索中,引导学生弘扬探索创新精神。要加强学生职业道德培养,帮助学生树立良好的职业道德观,为日后进入相关行业就业打下坚实的基础。

三、课程教学方法的更新

研究生相对于本科生来说,具有相对更好一些的专业基础、专业理解及表达能力,因此在课程教学方法上,核心的理论模块主要采用传统教学模式,并结合案例库与翻转课堂。

在进行相关翻转课堂教学前,进行案例内容的布置。教师利用学校现代网络教育平台发布翻转课堂任务,将教师准备好的案例内容、任务内容及任务目标在网络平台上发布。学生可以通过网络教学平台查看教学资源,明确教学任务及教学目标,还可以通过网络平台进行群组讨论以及与教师进行交流。在核心任务内容中,需要研究生针对案例,根据教师规定的核心研究内容进行文献查阅,然后分组进行资料整理与撰写总结报告,制作汇报PPT并在课堂上汇报交流。在学生进行资料收集整理及撰写报告过程中锻炼专业文献获取、综合运用和分析问题的能力。通过课堂上汇报交流,充分调动了研究生主动研究案例内容的积极性,激发了其内在学习动力。在网络平台与研究生进行答疑交流,引导学生进行科研材料获取,促使学生对问题进行深入思考。

翻转课堂教学中,教师需要起到积极引导及过程评价作用。当研究生进行相关案例的内容分享过程中,教师要针对学生的讲解,从内容的切题情况、广度、深度对学生讲解的内容进行记录并评价。在学生进行阶段汇报结束后,要引导其他研究生与汇报学生进行案例的讨论,教师适时加入,引导学生进行评价及反思。

课后还需要针对本次翻转课堂进行相关总结与客观评价,这对促进学生的主动学习有积极推动作用,并能保证后续翻转课堂教学的持续顺利开展。教师要对学生的汇报内容、实际表达、交流过程三个主要方面进行评价,以正面评价为主,提出改进意见,并利用网络教学平台进行评价内容的信息公开,为后续学生进行相关汇报提供借鉴,不断提高翻转课堂的效果。

总之,研究生的“电力电子系统与控制”课程在内容上要引入电力电子新技术,使专业课程贴近工业技术的最新发展。通过交通运输领域的电力电子系统与控制特色案例库建设,提升学生文献检索能力,提升学生分析问题、解决问题能力。将课程思政的内容导入课程,增强学生的爱国热情,培养学生职业道德。案例教学与翻转课堂相结合,改善教学效果,为相关课程改革提供参考。

参考文献:

[1]吳俊娟.研究生课程“电力电子系统建模与控制”在国际化背景下的教学改革探索[J].教育教学论坛,2020(8):191-192.

[2]王子赟,王艳,纪志成.基于课程思政的“电力电子技术”课堂教学案例设计[J].高教学刊,2020(36):93-96.

[3]李然,于乐,杨光仪,等.面向工程教育专业认证背景下的“电力电子技术”课程教学模式改革与思考[J].高教学刊,2019(12):135-137.

[4]林金燕,陈珍珊,黄永杰.基于翻转课堂的电力电子技术课程教学模式构建与实践[J].电子世界,2020(8):25-26.

[5]王介生,魏东,欧阳鑫玉.基于翻转课堂的组合优化研究生课程教学模式的改革与实践[J].教育现代化,2020(59):36-38.

[6]袁秀杰,焦赫,齐伟,等.专业学位研究生教学案例库建设研究[J].中国多媒体与网络教学学报,2020(5):225-227.

[7]陈羽,陈伟,柯朝雄,等.BOPPS教学模型在研究生课程教学中的应用初探[J].教育教学论坛,2020(13):214-216.

(责任编辑: 王义祥)

作者:师蔚

课堂教学电力电子论文 篇3:

“应用技术主导型”电类专业电力电子课程教学改革与实践

摘要:电力电子作为电类专业一门重要的专业核心课程,课程内容多、更新快。根据电力电子课程的特点以及三江学院“应用技术主导型”的培养目标,对该课程的课程内容、课程教学方法和手段以及课程的实践环节等进行了探索和实践。通过教学实践可见,这些改革措施对提高学生的学习主动性和学习兴趣等方面都有一定的成效。

关键词:电力电子;教学改革;实践教学

作者简介:孙书芳(1978-),女,辽宁庄河人,三江学院电气与自动化工程学院,讲师。(江苏 南京 210012)

“电力电子技术”课程是自动化专业的一门专业核心课程。课程的主要内容包括:电力电子器件的基本工作原理、特性分析、参数计算;电力电子变换电路换流的物理过程、波形分析、电量之间的数量关系、设计计算等。传统的“电力电子技术”教学过程中采用理论分析的方式从电力电子器件的工作状态入手,对典型电路的原理特性等进行分析计算,该方法存在很多弊端。大量的理论分析和计算使得学生对课程的学习兴趣大大降低,课题学习效果很差。

根据课程的特点以及三江学院“应用技术主导型”的人才培养目标对该课程的教学内容进行了合理的更新和删减;采用更多更丰富的教学方法和教学手段,力求提高课题效率;改革课程的实践环节,首先从电力电子实验、课程设计课程设置方式入手,提高实践环节在专业课程中的地位,并将丰富实践环节课题内容,增加自选完成环节。通过以上改革力求增强学生的学习兴趣及主动性,提高学生的工程应用能力和创新能力。

一、优化教学内容

高校教学改革的日益深入,很多课程的学时都在压缩。如何在课时减少的情况下增加课题的知识含量,并得到更好的课堂效果成为教师研究的热点问题。

随着科学技术的发展,电力电子技术也在日益更新。作为专业核心课程,电力电子技术必须要适应社会和市场的需要,适时对教学内容进行更新和修改。目前电力电子领域中全控型器件已经成为核心器件,这对于主电路的结构和控制方法等都有很大的影响。晶闸管作为半控器件的代表是电力电子技术中不可或缺的一部分,但考虑到总体学时可以对其内容在总课时中所占的比例减少。同时增加全控型器件相关电路和控制方法的内容。

根据电力电子技术不断更新的特点,教学中增加一些电力电子技术发展动态和目前应用领域不断扩大的技术。例如在电力电子器件中可对双开关模块、单相桥模块、三相桥模块等进行介绍,除此之外还可以对一些新概念进行介绍,例如智能功率模块等。但是这些内容必须简要的介绍,要学生掌握概念以及使用特点即可。而对于这些新技术、新动态可以增加学生的学习兴趣,激发好奇心,使得很多学生在课堂之外对课程进行学习。

二、改革教学方法和手段

高校教师不仅仅是传授学生知识,更重要的是注重对学生能力的培养。专业课程教师更要将这二者的关系把握好,做到相辅相成、互为促进,通过对专业知识的传授使得学生掌握专业知识的同时提高分析问题和解决问题的能力。根据“应用技术主导型”的人才培养模式指导思想,电力电子课程为了做到以上几点,在下面两个方面进行了改革和实践。

1.引入现代化教学手段,努力提高教学效果

为了提高教学效率以及教学效果,提高学生的学习兴趣,使用Powerpoint制作多媒体课件,并辅助以Flash动画和SIMULINK仿真等环节。在课堂教学中主要是使用多媒体课件、动画演示、仿真演示与板书讲解相结合的教学方法。

目前很多课程的多媒体课件毫无可观性,课件中的内容只是将书本上的内容原封不动地拷贝过来。这样的课件对于学生来说是一种误导,学生上课抓不到重点。课件的制作本着简明扼要、形象生动的原则完成。首先课件的呈现形式是提纲式的,并以不同的符号标识出该知识点属于了解、理解抑或是重点掌握。课件中穿插图片、动画以及演示视频,避免相同类型的资料形式堆砌到一起,形成视觉和思维疲劳。

引入MATLAB/SIMULINK仿真工具,该工具可以对电力电子电路进行仿真研究。在课堂上为学生演示软件的使用方法和具体的仿真过程。通过该仿真软件,学生在学习电力电子基本原理的同时也掌握了SIMULINK这一强大的控制系统仿真工具,不仅改善了教学效果,也提高了学生的综合素质。

通过多种方式教学使得课堂讲授内容更加形象生动,同时将课堂提问和课堂练习与之相互穿插,加大了课堂教学的信息量,丰富了教学内容,也得到了很好的教学成果。

2.培养学生的主动性,增加师生互动

在课堂教学过程中应该充分发挥学生的学习主体性,充分认识到在教学过程中教师起到的主导作用,而学生起到主体作用,二者是完全的统一。学生既是受教育的对象,更是认知的主体。在课堂教学中不能单纯地从教师角度出发,而应该多换位思考,以学生能理解和最为接受的方式,充分引导学生的同步思维,最大效率地提高课程教学效率。

具体到课程教学中,采用启发式和互动式教学,课堂上尽量调动学生的主体性和积极性。在课堂上穿插提问,给学生创造一个自由发挥和大胆创新的思维空间。在作业中除了布置一些常见书中的分析计算等题目以外,每一章都要留一部分开放式的题目,需要学生自己去查找相关资料完成。讲师在课堂上可以将学生的作业内容以多种形式给出反馈式结论。

通过这些题目发挥学生的学习主体性,并通过其中一些与实际紧密相连问题进一步提高学生对本课程的学习兴趣,甚至是周边课程的兴趣。同时该方式也将讲师的课堂教学与学生的课后自我教学相结合。

部分对课程学习兴趣颇高的同学,提供更多的与教师沟通的机会。学生除了在上课时间与老师沟通,还可以通过网络与教师进行讨论。

三、加强实践环节

实践环节是“电力电子技术”课程的重要部分。以往的电力电子实验课程作为理论课程的附属环节,没有引起学生和教师的重视;电力电子技术的综合性和应用性等特色无法从实验环节体现出来,学生只是机械地验证课堂的理论内容;实验室中的实验设备没有充分的使用,大部分时间实验室是空闲的。

为加强对实践环节的重视,在专业课程的设置中电力电子课程的实践环节主要包括电力电子实验和电力电子课程设计。为提高学生对实践环节的重视,提高学生的学习主动性和实际应用能力,将这两个环节设置为两门独立的课程,这样实验课程和课程设计都是独立占学分的。总体的课程结构中理论课程3学分,课程实验和课程设计各占1学分,三门课程独立考核。

1.实验课程设置

电力电子技术实验是配合电力电子技术课程教学的一个非常重要的教学环节,通过实验能够巩固电力电子技术基础理论知识,培养学生的实践技能、动手能力和分析问题、解决问题的能力。

实验课程的内容设置包括基本实验、综合性实验和设计性实验几个部分。通过这些实验学生可以接触到具体的电力电子器件、控制电路、驱动电路、主电路等,从而掌握电力电子系统的结构。基本实验内容是加深学生对课堂内容的理解,达到课堂理论与实践相结合的目的。

对于综合性和设计性实验,教师只是提出实验的要求,具体实验的完成方案和布置叙述需要自己进行分析设计,学生完成需要的时间比较多。学生在课堂上只有2个学时,可以完成其中的一个实验,其他的综合性和设计性内容都是选做,学生可以在实验室开放时完成。

另外,学生除了可以在专业实验室进行实物实验操作外,还为学生提供了软件仿真平台。软件仿真与实际硬件电路操作相比较,直观形象地表达电路的工作状态和波形,拉近理论与实践的距离,起到虚拟实验的教学效果,具有精度高、重复性好等特点,是进行科学研究的重要手段之一。让学生按研究的侧重面或实际需要对实际对象进行简化提炼,而不是原型的复现,这样有利于抓住其本质或主要矛盾,对所学理论有深刻的理解,也为学生今后从事工程设计和创新研究打下良好的基础。

通过实验环节的重新设置,启发学生的创造性思维,丰富学生的实践应用经验,提高学生的综合素质和能力。

2.课程设计设置

电力电子课程设计作为电力电子课程的实践环节,是学生应用能力培养的关键,是调动学生主动性和创造性的关键。在课程设计中学生可以根据自己的兴趣选择课题,并对课题要求的任务和目标进行设计。要求学生完成方案设计、器件选择、搭电路、硬件调试及撰写报告等工作。

学生在课程设计中实际是对本课程中理论知识综合应用的过程。通过实际的控制电路、驱动电路、主电路的设计以及电路的搭建增强了学生的知识应用能力和动手能力。通过硬件调试实现目标设计功能,提高学生分析问题、解决问题的能力。

学生的硬件调试合格后,对设计课题总结完成课程设计报告。整理有关资料写出课程设计报告也是对学生的技能培养,可使感性经验上升到理性认识上来,报告不仅要求写出课程设计的指导思想和方案选定,还要给出硬件原理图、调试过程中数据的测量以及故障的排除,最后可谈谈设计收获和体会。

通过该课程设计不仅提高了学生学习的兴趣,加深了对专业知识的理解,开阔了视野,也为以后的毕业设计打下良好的基础。

四、结论

以上介绍的教学内容和教学方法以及实践环节等方面的改革措施在几轮的教学过程中不断实践、不断总结,教学效果明显改善。教学的过程也是教师在教学方法、教学内容和课程设置等方面不断改进、不断进步的过程。在今后的教学及实践中还要对课程中的不足之处继续进行改进。

参考文献:

[1]王兆安,黄俊.电力电子技术(第四版)[M].北京:机械工业出版社,2002.

[2]范志容.电力电子技术课程的教学改革研究与实践[J].北京:中国科技信息,2007,(8).

[3]陈坚.电力电子学[M].北京:高等教育出版社,2002.

[4]王兆安.电力电子集成技术的现状及发展方向[J].电力电子技术,2003,(5).

[5]王晓刚,王佳庆.Matlab/Simulink在电力电子交互式教学中的应用[J].电气电子教学学报,2004,(5).

[6]王晓刚,王佳庆,林婷.“电力电子技术”教学改革的探索[J].电气电子教学学报,2007,(2).

(责任编辑:王祝萍)

作者:孙书芳 焦玉成 王尧

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