浅谈高职电力电子技术教学

摘要：电力电子技术是机电一体化专业学生必须掌握的的专业技术基础知识。在教学中我们对该课程的教学内容、教学方法和评价机制等进行改革，探索出提高教学质量的新方法、新途径，并取得了较好的教学效果。

关键词：电力电子技术；教学方法；教学质量；评价机制

Abstract: Power electronic technology is the basic professional knowledge that must be mastered by the students of mechatronics major. In teaching, reform conducted in the course content, teaching methods and evaluation mechanisms has contributed to explore new methods and new ways to improve teaching quality, achieving better teaching effects.

Key words: power electronics technology; teaching method; teaching quality; evaluation mechanism

中图分类号： F407.61文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

电力电子技术是研究利用电力电子器件、电路理论和控制技术，实现对电能的控制、变换和传输的科学，是现代电子学的一个重要分支，是介于电气工程三大主要领域——电力 、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、通信、航空航天等很多领域具有广泛的应用。因此，电力电子技术是机电一体化专业学生必须掌握的的专业技术基础知识。

电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术。随着科学技术的发展，电力电子技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、计算机科学等许多领域密切相关。目前，电力电子技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。电力电子技术不但本身是一项高新技术，而且还是其它多项高新技术发展的基础。正是由于该课程是一门综合性学科，对于高职学生来说，如果是按照高等学校那样的传统式教育，即一般所指的“先生讲，学生听”，教师传授知识，学生接受知识的“灌输式教学”根本不适合高职学生的学情。

一、学情分析

首先高职学生学习该课程的目的是熟悉典型电力电子器件的工作原理 、外特性和主要参数、各类电力电子变换主电路的基本工作原理 、分析方法；了解电力电子技术在工程技术领域中的应用。针对他们而言，主要是会应用这些电路即可，不必参与这些电路的设计及计算。更不需要讲课时花在一些复杂公式的推导上，这样的教学效果适得其反，学生只会觉得课程内容枯燥无味，没有学习兴趣，尤其是某些高职学生的基础课的知识相对薄弱，要学习电力电子技术必须先学习电工技术、模拟电子技术和数字电子技术这三门基础课，而要求这三门课程的掌握程度为较好，有些学生对于这几门专业基础课掌握得不是很好，在此基础上学习电力电子技术肯定积极性不高，困难较多。

其次，电力电子技术是一门理论性和实践性均较强的专业技术基础课，以理论教学为主，附加开展的个别实验，尤其是大多数为验证性实验，没有从提高学生的学习兴趣出发，没有结合实际应用，这样的实验效果很差的。

根据针对高职学生的学情分析，结合学校已有的教学设备，我们提出了以实践为主的电力电子教学。

二、以实践为主的电力电子教学

1、采用模块化教学

对于电力电子技术这门课程，我们将其课程划分为二极管整流电路和晶闸管可控整流电路两大模块，共9个任务。每个模块的内容既是独立的，又有其明确的教学目标，完成每个模块既要通过实验，也要制作产品。使得内容的组织方式更符合学生的认知规律，易于激发学生的兴趣，同时有利于学生掌握与生产技术有关的必要的基本技能和动手能力。各模块内容如下：

模块 任务 教学内容

模块一：二极管整流电路 任务一：二极管 ①PN结的形成与特性；②二极管结构、类型和主要参数③一般二极管和特殊二极管的应用④二极管的识读和检测

任务二：二极管单相整流电路 ①直流稳压电源的组成②单相半波、桥式整流电路、滤波电路的工作原理③稳压管的工作特性和主要参数及使用

任务三：制作直流稳压电源 ①绘制原理图②制作PCB板③安装、调试

任务四：二极管三相整流电路 ①三相半波整流电路②三相桥式整流电路③整流器件的选用

模块二：晶闸管可控整流电路 任务一：制作台灯调光电路 ①单结晶体管②晶闸管③晶闸管的触发电路④绘制原理图、制作PCB板、安装、调试

任务二：晶闸管可控整流电路 ①单相半波可控整流②单相半控桥式整流电路③三相半波可控整流电路④三相半控桥式整流电路

任务三：晶闸管的选用和保护 ①过电流保护②过电压保护③晶闸管的选用和检测

任务四：逆变和交流调压 ①逆变的基本工作原理②单相交流调压的电路图及波形

2、以实践为主，简化理论教学

在进行任务教学时，通常将学生分成几个小组，循序渐进的完成各个任务。每个任务设置两至三个实验为主，相关的理论知识以简单介绍为主，主要是波形分析，以及简单的计算。学生通过亲自参与实验动手调出相应的波形，并且画出波形，记录相关参数，由此理解电路的工作原理，并且配有相应的思考题帮助学生加深理解相应电路的工作原理，或者是通过制作产品来理解电路的工作原理。比如说二极管单相半波整流电路，教师简单介绍二极管的单相导电性，以及单相半波整流电路电阻性负载时电路的工作原理。让学生完成电阻性负载时电路（图1.1）的输出电压波形的测量，得到如图1.2所示的波形，然后让学生将电感接入电路，变成电感性负载（图1.3）。让学生再次测量电路的输出电压波形，学生就发现在输出电压波形发生了改变，出现了一段负电压如图1.4所示。

图1.1图1.2

图1.3 图1.4

对于这种情况，学生会自己思考“为什么会产生这样的波形？”，自己去查找原因，在通过当场与教师交流，及时得到解答。通过这种方式学习，学生不仅对电路的输出波形印象深刻，更重要的是调动了学生的学习积极性，能够主动参与整个学习过程，这种学习方式比起在课堂中枯燥的理论教学生动具体，学生的学习效率高。

3、建立科学的评价机制

由于是以实践为主的教学模式，我们不再采用传统的学生学业评价中“一考定全局”终结性评价模式，采用多样化的考试方式，学生学业成绩的构成实行多元化，要将每个任务的完成情况作为平时考查成绩和最后的考核成绩按一定比例综合成为课程总成绩，特别重视与评价学生的创见和研究与创新能力及其成果，对于这样的学生给与一定的加分，作为一种激励措施。课程考核评价方案应在开课时公开地告诉学生，让学生能够主动参与评价，充分体现学生在学习中的主体地位。

三、教学效果

这种以实践的为主的教学方法是以学生为中心的教学方法，课程的学习逐步深入，通过实践不断有新的问题出现，学生有兴趣解决这些问题，因此他们积极地组织自己的学习，他们会通过书本或者其他各种信息渠道寻找答案，在寻找答案的过程中，查阅资料。在与同学、教师的讨论中他们学会了如何获得信息，如何与人交往，在课堂上向大家表述自己小组的结论和想法，锻炼了学生综合信息以及团队合作能力和自我表达能力。教学研究发现学生在学习的过程中对知识的掌握有不同层次，只进行阅读掌握10％；如果只是听教师讲，没有视觉感应，掌握知识的占26％；如果只有视觉效果，掌握30％；如果听和看结合，掌握50％，如果可以简单地重复讲出来，掌握70％；而如果自己通过做再自己讲出来，就掌握了知识的90％。因此，这种以实践为主的教学模式，使学生参与教与学的过程，学生能够最大限度地掌握所学的知识，而且各方面能力达到锻炼，课程讲授也达到最终目标。

四、结束语

我们对电力电子技术实施以实践为主的教学，其实也是一种教学模式的改革，这种改革使我们反思了“教”与“学”的关系，在教学过程中强调以学生为主，教师作为教学的组织者、指导者、帮助者和促进者的作用。今后这类的教学改革，我们还要不断的进行，使学生更快更好地学好电力电子技术，能够在工作岗位上更好的应用这些知识，成为应用型人才。