基于IEET工程认证的《电力电子技术》教学改革的研究与探索

摘要：本文根据电力电子技术这门课程教学的特点，从IEET工程认证的角度出发，针对工程认证、项目教学和实验教学等环节对该课程进行了一系列的教学改革的研究。

关键词：IEET工程认证；电力电子；项目教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）04（c）-0000-00

1前言

中华IEET工程认证学会简称IEET，评估受认证的课程或机构是否符合认证机构的学术或专业标准，通过认证的大学院系毕业生，代表其已具备执行工程专业所需之基础教育，且国内学历将为各会员国所承认，扩大国内毕业生的学历适用地区。

电力电子技术这门课程在“机械电子工程专业人才需求”企业调研活动中，84.66%的毕业生主要从事与电力电子技术课程相关的产品开发与设计工作，一般从事机械工业及维修、电子传动、汽车、车床、电路设计、售后服务，产品检修与分析、产品测试以及产品研发等行业，说明了这门课程的工程认证的必要性。

2教学现状

电力电子技术是一门横跨电力、电子、自动控制三门课程的交叉边缘学科，是利用大功率半导体器件对电能进行变换与控制的专业基础课程。

基于种种原因，以往电力电子技术理论学习难较大，课堂教学将学生置于一种被动地位，不利于学生主动进行知识建构，所以急需一种新的教学模式，以此来吸引学生的关注，加强基础理论与工程实例的结合应用，结合电力电子领域的新技术和工程应用技术，为专业模块化课程“机电传动控制”、“机电产品创新设计”、“工业机器人”、“机电一体化系统设计”，以及复合型课程“电动汽车”、“汽车电器与电子技术”、“电动汽车驱动技术”、“智能装置设计”、“智能家居”做知识储备。

随着各高校教学改革的深入，电力电子技术课程的课时量越来越少，实验学时也不断压缩，同时实体的实验设备极易损坏，软件仿真又不能让学生完全的理解概念。只是仿真，见不到实物，对驱动模块和控制模块没有研究，对课程的学习效果大打折扣。例如：简单的整流桥电路，仿真只要选择模块即可，学生根本不知道做实物整流桥用电力电子器件应该如何搭建，若是选集成的芯片也不知道应该选择哪一个，是半控芯片还是全控芯片，控制引脚该如何连接，芯片需要不需要驱动？这些问题都是软件仿真无法解决的，不是单纯改革实验教学就可以解决的，因此需要一种工程认证的思路来进行教学改革，让学生学有所得。

3 教学改革

3.1IEET理念下教师角色的转变

IEET强调七大核心能力：具备资讯工程相关知识的能力，具备设计与执行实验及分析解释数据的能力，具备工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力，具备协调、领导及沟通、整合的能力，具备适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯，具备第二外语沟通与表达的能力，具备工程伦理与善尽社会责任的能力。这些不是对教师主导作用的弱化，而是对教师在整个教学活动中的掌控能力、自身的知识水平提出了更高的要求，老师的角色要求既不能一味的灌输知识也不能完全的不干涉，而是要作为一名引路人，为学生设计短期或是长期的学习目标，激励学生寻找到达目标的路径和方法，这就要求理论知识的掌握不仅要有广度还要有深度，并且具备解决问题的能力。例如讲解“电力电子器件”时，应当重视各种器件的外部特性的讲解，从使用角度让学生了解其应用的场合，参数的含义，设置这几个参数的意义。而内部结构和工作原理的详细分析可以让学生自行查阅资料深入了解。介绍国内一些大型企业（“株洲南车时代电气股份有限公司”）的最新电力电子器件―脉冲功率组件、集成门极换流晶闸管，然后让学生自己查资料了解这些器件的具体应用范围，扩展学生的知识面。在讲每一种电量变换电路之前，应当把学生引导到某一个应用场景下，这时学生会主动思考在这种情境下电量要如何变换才能满足应用需求。例如，在讲解整流电路之前，可以先引出大家日常会用到的“手机充电器”的场景。手机充电器是从城市电网当中获得交流电，在充电器内部通过整流电流转化成直流电给手机充电的设备，目前手机充电器的充电时间如何缩短？各种不同型号的手机充电器是否可以通用？又有怎样的缺陷？野外如何充电？没有充电线的情况下又是怎样的充电结构？针对这结问题学生会积极的思考，并且和复合型的课程紧密结合在一起，知识点的讲解也就更显通俗易懂。

3.2运用项目

项目教学法是将传统的学科体系中的章节内容转化为若干个教学项目，围绕项目组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。学生在项目实践的过程中，理解知识点的要求，掌握知识点的技能，体验项目建立和实现的艰难与乐趣，培养分析问题与解决问题的能力，建立团队意识和组织协调能力，这正是IEET工程认证理念的完整体现。

恰当设置项目的题目：巧妙的设计题目是项目教学法运用成功的保证，这要求教师平时的知识更新以及积累，才能既涵盖知识点，又符合社会实际需求，所以项目的题目类型要从―跨学科理论验证、校企结合、创新设计等方面入手，题目层次要分明--包括易、适中、难几个难度。例如：A.每一章节可以首先给学生提出一个设计要求，比如在学习逆变电路时，要求设计一个基于SPWM的三相电压型逆变电路，给出具体性能指标，把问题抛给学生，等课堂知识点讲完之后，学生已经有了大体的调剂思路，完成主电路的设计。B.全部课程上完之后的课程设计的项目会与企业需求相结合，完成时间周期长，如“直流脉宽调速系统驱动电源的设计”。C.此外，项目的题目可以跨学科综合，如“模糊控制下家电产品的电子设计”。

项目完成的考核方法：IEET工程认证模式，更关心的是项目完成的过程而不是结果，所以可以以小组讨论的形式来完成考核。教师从项目组织情况、设计思路、设计文档、技术指标、创新性、项目完成情况等各方面来给学生打分，并且可以在小组讨论时，评出组织者、设计能力者、文档编撰者等有不同优势的同学，检测学生技术层面和团队协作层面的差异。

Matlab、Simplorer等仿真软件的应用：随着新技术的发展，目前高校实验室条件跟不上新技术发展的步伐，学生动手做实验的机会少，许多理论需要通过实验来验证，除了项目教学法的运用，采用软件对电力电子进行仿真可以解决这些矛盾。这两个软件强大的协同仿真功能，建模更容易，和实际电路模型极为相似，易为学生所接受

3.3拟解决的关键问题

按照上述设想，本课程拟解决的主要问题如下：

（1）锻炼学生团队协同合作的能力，为各级比赛提供一批有电子设计基础的学生；

（2）设置电力电子技术的课程设计环节；

（3）调整教学大纲；

（4） 通过项目，培养较强的项目开发、设计和建造的能力；

（5）组织兴趣小组进行实际工程项目作业，理论联系实际，加强对理论内容的理解。以社会需求为教学依据，让学生学有所需，学能所用。

3.4实施计划及可行性分析

电力电子技术课程为专业限选课，一般机电专业学生必选，学生数约100人，拟打算在每年的电力电子技术课程中，分别按照教学改革思路进行对照教学，观察其教学效果，具体实施计划如下：

1）去同类独立院校调研，学习他们电力电子技术类课程的建设经验；

2）调研本专业毕业生就业情况；以毕业生就业行业分布，就业难易程度等情况为依据讨论电力电子技术课程建设，并对教学大纲做相应修正；

3）以企业用人需求情况统计表的统计情况，来设置课程项目的题目，决定以下三个方向的题目“电子电工产品生产与加工”、“机电产品开发与设计”以及“企业工程项目管理工作”的侧重点和比例。

4）通过教学日历的完成情况和就业趋势对项目的题目进行微调，令学生自行组织项目合作小组，通过做电力电子技术项目的形式，把课堂理论直接与实践相结合，通过结合实践课程增加学生动手能力、协同合作能力、提高专业素养。

5）对整个教改过程进行总结分析，整合课程项目的题目，根据学生的反馈改进教学方式，为本课程深入教改做准备。

6）作品展示：进行电力电子技术课程的项目实物展示活动，从电力电子的课程项目成品当中，选择具有创新性和实用性的作品进行公开答辩和实物展示，为大学生创新创业项目提供作品，丰富毕业设计作品的内容，也提升了本专业在学校的影响力。

4创新点

特色与创新：

1）电力电子技术是一门理论与实践紧密结合的课程，为了解决理论知识学习难度大的问题，设立项目教学环节。针对理论学科性质拓展了课堂教学的问答环节、实验教学的软件仿真环节、课程设计的项目研发等环节，使该课程教学过程更加生动，使学生主动地学习，加强基础理论与工程实例的结合应用，拓宽学生知识面宽，培养学生创新意识和实践能力，从实践过程中通过项目学习来获取工程能力；

2）形成了校内首个将电力电子技术课程IEET工程模式下的理论与实践相结合的教学模式；

3）本课程所设的项目为“毕业设计选题”、“大学生创新创业的项目”以及“校、企合作的项目”提供了丰富的题目资源，丰富毕业设计作品的内容，也提升了本专业在学校的影响力。

5总结

本论文旨在通过IEET工程认证模式的培养和锻炼，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。从资讯工程相关知识的能力，设计与执行实验及分析解释数据的能力，工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力，协调、领导及沟通、整合的能力，适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯，第二外语沟通与表达的能力，工程伦理与善尽社会责任的能力等七个层面达到预定目标。学生可以直接参与本专业的最新应用与工程项目，培养出的学生得到企业的认同，该成果可在独立学院相近专业推广，对本校其它专业也有一定的参考意义。

参考文献：

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2002

[2]刘海波.《电力电子技术》实验教学改革探索与实践[J].实验科学与技术.2012

[3]梁秀满，刘振东.《电力电子技术》教学改革实践[J].河北理工大学学报（社会科学版）.2008

[4]熊宇.实用电力电子技术[M].北京：电子工业出版社，2015