电力电子课程设计总结范文

时间:2023-03-12 16:15:12

电力电子课程设计总结

电力电子课程设计总结范文第1篇

“电力电子技术”课程教学的基本框架还是以所选教材为基础,但在具体内容上应当以让学生认识该课程的用途与重要性为出发点进行设计,紧扣行业应用,提高学生的学习积极性与主动性。首先,注意开好头,要重视绪论课的教学,如在介绍“1.3电力电子技术的应用”时应将重点侧重到交通运输和电子这一领域中,重点介绍电力电子技术在汽车与轨道车辆上的应用。针对新能源汽车专业学生可举例介绍车辆能源系统的“骨架结构”,如油电混合动力汽车等新能源汽车的能量系统的基本结构图与基本工作原理;针对城市轨道车辆专业学生介绍地铁车辆的电源系统结构图等等,紧紧抓住行业应用为起始点引发学生的兴趣。另外针对电子装置用电源可从大家时刻不离身的手机充电器说起,让学生认识到电力电子技术无处不在,实用性很强,提高学生积极性。其次,随着课程内容教学的深入,应继续围绕专业行业应用,将原来的“骨架结构”补充上“血肉”,即实际具体电路,进行内容的丰富。如介绍DC/DC变换时,可以将原先介绍的地铁车辆电源系统中DC/DC的变流电路具体化,在知识认知的体系结构中进一步具体化,加深知识点的理解和印象。最后为提高学生对电力电子技术的关注度,提高学生资料收集与自学能力,一方面对部分内容调整为课后自学内容,要求学生利用网络、图书馆等资源条件完成学习,如器件中IGCT、功率集成电路、脉宽调节电路等的相关内容将由学生进行资料收集并选择部分主题由学生在课堂上给大家进行介绍,提高学习的相关性。另外一方面提供一些已经完成的电源板,让有兴趣的同学进行实际调试,在实践中体会电能的变换与控制,实现“自主行走”。这些同学能在今后相关的实践设计中有较好的基础,且能帮助并带动其他同学提高实践能力。

2“电力电子技术”课程设计改革

“电力电子技术”课程应用性强,因此要求学生有较强的动手实践能力。课程开设了6个学时的实验,对学生来说实践时间较少。因此率先在车辆工程专业新能源汽车专业方向开设了“汽车电力电子技术课程设计”课题,时间为一周,精选了“太阳能电动车SPWM控制逆变电路设计”、“车载逆变电源—推挽式直流变换电路设计”、“车载逆变电源—工频逆变电路设计”等设计课题,要求学生通过课程设计能充分了解电力电子技术在汽车上的应用以及应用设计,要求学生“脚踏实地”进行电路方案论证比较,完成电力电子电路的参数计算、器件的选型、绘制电路原理图等过程,掌握电力电子电路的设计,并能够掌握电力电子器件常用的驱动电路设计,合理设计保护电路。同时对于电路原理图要求采用EDA(电子设计自动化,ElectronicDesignAu-tomation)软件进行绘图,将学生所学的电力电子技术、自动控制技术、EDA技术等几门课程在汽车电力电子技术课程设计中进行融合,提高学生的实际设计能力。对multisim实践能力较强、学有余力的同学进一步指导其采用仿真手段(Matlab或者Multisim)进行仿真实习,论证设计结果。通过紧张而充实的课程设计,大部分的同学对电力电子技术在汽车上的应用有了进一步的认识,并对所学的相关课程进行贯通融合,充分了解所学专业课程之间的相互联系,增强了对自身所学专业知识架构的认识,能够熟练利用相关课程、相关技术手段进行电路设计,实现在专业知识架构中的“自由天地”。

3总结

课程教学内容和实践环节改革在近三届学生中的教学实践证明,教学效果较好,学生学习积极性高,对专业的理解较以往有所加深。这也说明,教师教好一门课,需结合行业实际,应结合科学技术的实际情况适时适当地进行教学改革,要注重教学内容理论与实践的结合,努力将学生培养成厚基础、实践强的应用型人才。

电力电子课程设计总结范文第2篇

【关键词】电力电子技术 教学改革 实验教学 仿真

1 引言

我院开设《电力电子技术》课程已有二十余年,是电气工程及其自动化专业的核心课程之一,本课程知识面广,涉及面宽,触角已伸到各行各业,小到一个开关的设计,大到宇航飞机的研究都有它的身影。根据对往年毕业生就业情况调查可知,社会对本专业的需求很大,国企有电力公司、供电局、发电站、国家电网、变电所,其他企业有施耐德电气、通用电气、三菱电机、西门子,毕业生能做的工作:在强电方面有工厂电气、工控(PLC)、软件方面可做项目开发和技术支持等。据就业于上海、广州等沿海一带的毕业生反馈情况,“社会需要有真才实学的,应用实践能力强的人才”,“学生务必要学好专业知识,不能存在侥幸心理和无所谓的态度,将来受害的还是自己。”我院一直重视课程改革,取得了一些成绩,但在经济全球化的今天,形势依然严峻,沿海发达城市人才竞争激烈,为了更好使毕业生服务于社会,严抓本科生的培养质量,使毕业生学有所用,学有所长,根据笔者从事本专业教学15余年的体会,走访国内几所高校,借鉴专业建设的经验,认为原有的教学内容及教学模式已不符合本科人才的培养目标。如何充分有效地利用课堂,在传统课堂教学中融入素质教育,培养学生科技创新能力,培养出社会市场需要的人才,已成为当前教学改革迫切需要解决的问题。

2 调整优化教学内容,改进教学方法

2.1 多本教材内容辩证学习,突出强电特色

笔者调研了几所一流大学,如清华大学,华中科技大学,西安交通大学等,这些高校大都采用“九五”部级重点教材,规划教材及省部级优秀教材,如机械工业出版社出版,王兆安、刘进军教授合编的《电力电子技术》(第5版),华中科技大学陈坚教授主编的电力电子变换和控制技术,西南交通大学出版社出版的郭世明、黄念慈教授主编的《电力电子技术》,等。以上教材各有特色,陈坚教授主编的教材内容连贯,分析透彻,主要面向电气专业研究生,其他三本教材学生反映理论推导多,讲解深涩,例题少,有印刷错误等。根据教材和教育发展的新形势和要求,笔者认为选用教材应遵循“以应用为目的”的培养目标,在保证本学科知识内容体系完整的前提下,既紧跟电力电子技术发展的脉搏,反映本学科的先进技术,又遵循高等技术工程应用型人才的培养模式,我院电气工程一级学科主要偏向强电应用,这是与控制工程专业及其他自动化类相关专业的显著区别。在参考多本教材基础上,如何使教材内容更具有实用性,符合电气工程专业的人才培养要求,是开展教学改革的首要解决的问题。在内容上应重点讲授 IGBT、GTR、GTO 等全控型电力电子器件及由这些元件构成的电路,在四大类基本变流电路中删减应用较少的器件和电路,逐步转向以交流变频和逆变电路的应用为主,介绍开关电源、PWM控制技术和UPS装置的工作原理及组合变流电路为辅的教学模式。

2.2 更新教学方法

教师在教学过程中应逐渐转变教学观念,以学生为主体,教师起到引导启发鼓励的作用,在遵循大纲的基础上围绕各知识点和学生的理解能力组织安排教学内容。针对该门课程波形多,公式多,计算量大的特点,可以选择讲授部分典型电路的工作原理和公式推导,另部分内容启发学生自行完成,通过课堂提问检验自学情况,根据表现酌情增加平时成绩。经过实践证明,这种教学方法是积极有效的,一定程度上弱化学生的依赖性,对培养和发展自学能力有一定的提高,重拾面对困难的勇气和信心。

2.3 辅助多媒体教学

课堂教学中把传统板书和多媒体教学紧密结合,继续发扬黑板现场推理,对重点内容反复标记及留存记忆的特点,同时配合多媒体课件的视频、音频、动画、图形、文本等元素的表现,使波形动态展示,刺激学生大脑兴奋点,从而激发学生了解下文知识的兴趣。如采用flas播放单相桥式电压型逆变电路的工作过程,动态显示PWM控制下载波与信号波变化情况,实践表明,学生表现出强烈的兴趣,内容上也容易理解。

3 加强实训环节,锻炼实践能力

3.1 改变考核机制 全面调动学生

《电力电子技术》是一门实践性很强的课程,单独开设实验课时,由原来的三个实验6课时增加到四个实验8课时,成绩计算是由每次实验平均得到,由于缺乏必要的考核手段,大部分学生对实验的重要性缺乏认识,往往是对实验目的不明确,实验步骤不了解,一个批次十余人一台控制柜,动手接线的只有少数学生,大部分只是应付点名签到,记录数据等,相当多的学生不懂得常用电工仪器的操作,基本的用电安全知识等。为提高实验教学质量,规范实验课的教学管理,应改变原有的考核体制,酌情增加实验考核,实验考试的成绩评定可由平时成绩和考试成绩两方面组成,具体由实验老师制定,根据学生情况逐渐加大考核比例。实验课的考核形式包括笔试、口试和操作三种形式,实验老师可根据需要选择以上三种形式的一种或几种组合进行考试。

3.2 增加综合性实验, 突出强电特色

我院《电力电子技术》实验课多为验证性,验证课堂的理论知识和已有的实验成果,但实验中学生的收获不大,大部分学生对实验目的及预期结果知之甚少,而且通常是在整个理论教学环节结束之后,才进行实验环节,学生知识上衔接不牢。因此本着培养学生综合素质的目标,应该提高综合性和设计性实验的比例。 综合性实验由老师按照工程设计的要求给出实验项目,学生按照所学的实验方法设计电路并在老师的指导下完成,这样充分调动了学生的积极性,培养创新能力。改进后在实验时间上结合教学进度安排,在典型章节讲授之后就开设对应的基础实验,加深学生对理论教学中各知识点的理解,内容上单相桥式有源逆变电路的研究和三相桥式半控整流电路的研究为验证性实验,增加综合性试验――HEF4752变频调速系统实验及直流斩波电路性能研究―设计性实验,偏重于全控器件的应用及其组成的强电电路。

3.3 增设课程设计和实训环节

课程设计是工科实践教学中的一个重要环节,它是根据教学计划的要求在教师指导下对学生进行基础或专业技术训练,目的是培养学生综合运用理论知识,分析和解决实际问题的能力,实现由知识向技能的初步转化。 电力电子技术是一门实践性很强的课程,与验证性实验相比,课程设计和实训环节在培养学生动手能力方面的作用更大。前几年我院开出的《电力电子技术系统设计》专业任选课由于学生选课人数过少而取消,很多院校在课程设计方面做出了有益的探索,北方交通大学电气工程系筹备建立由计算机、可编程控制器、各种变流装置和各种电机结构组成的自动控制系统综合实验平台,支持各种综合实验和课程设计。 南京航空航天大学将电子技术、电机学、电力电子技术、自动控制理论、机械基础等课程联系起来,学生根据不同选题在开放式平台的基础上进行自主设计,独立实践。 为此我院也在大力开展各种电力电子课程设计内容和学时的改革,希望借鉴一些成果开发实验平台,满足更多的课程设计内容。

3.4 引入优秀仿真软件

计算机仿真是使用计算机对设计对象的模型进行研究,具有精度高、重复性好等特点,有利于帮助学生分析和理解课堂内容。市场上出现了大量的仿真软件,我们引入了电气与电力电子系统计算机辅助分析软件 SIMPLORER。该软件是一个功能强大的应用于多学科高性能系统仿真软件。运用仿真可以方便地进行系统的改进和参数的修正,提高实际系统调试的成功率,降低系统风险。该软件不但可用于“电力电子技术”的计算机辅助实验及辅助教学,而且可作为后续课程《电力拖动控制系统》仿真和研究的有力工具。实践证明,学生通过仿真加深了理解,强化了记忆。

4 结束语

《电力电子技术》课程的教学改革是一项系统工程,其学术性和技术性都较强,涉及的领域很广。教学改革是一项长期而艰巨的任务,既需要学校的经费投入,也要教师的努力探索,还需要学生的积极配合,在不断实践中总结经验,提高教学水平,这是一个循序渐进的过程,一个不断探索的过程。目前我院对本课程的教学改革还在初级阶段,教师任重道远,我们继续努力提高教学水平,积极探索教学内容、深化实验环节的改革,以适应培养新形势下的人才需求。

【参考文献】

[1]李久胜,王明彦.电力电子技术课程设计的探索与实践[J].电气电子教学学报,2008(30):81-87.

[2]王兆安,刘进军. 电力电子技术[M].机械工业出版社(第五版),2009.

[3]程琼,黄圣超.《电力电子技术》课程教学的改革[J].理工高教研究,2008(2):109-110.

电力电子课程设计总结范文第3篇

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

电力电子课程设计总结范文第4篇

1“.教学做一体化”的内涵

我国伟大的人民教育家陶行知先生,为我们研究教学,提供了重要思路。他在教学活动上非常重视“做”,在教学方法上,主张“教、学、做合一”。即“事情怎样做就怎样学,怎样学就怎样教”。他强调的知行统一的思想,与当前职业教育以就业为导向,人才培养为目标的办学理念是非常吻合的。“教学做一体化”,即理论实践一体化教学法,打破了理论和实践的界限,将某门课程的理论学习、实践教学、生产、技术服务融于一体,教学环节相对集中,教学场所直接安排在实训基地,来完成某个教学项目。师生双方边教,边学,边做,理论和实践交融渐进,直观和抽象交错出现,理中有实,实中有理,突出学生动手能力和职业能力的培养。也即以职业能力培养为核心,实现教学内容、教学情境与企业工作任务、工作过程相一致,“教学做”为一体。

2.实施“教学做”一体化的条件

2.“1教学做一体化”实训基地

实训基地已经不是单纯的实验室,必然是生产功能与实训基地的结合,即“实训与生产合一”的生成性实训基地。另外,学生创新设计区,黑板、多媒体设备等设置布局合理、有序。这样便于师生互动、学生互动以及学生之间团结协作精神的培养。即结合企业生产真实环境和教学实际建设一个不同于真实企业生产车间也不同于实验室的一种新型的“教学做”一体化生产性实训基地。

2.2双师型师资队伍

教学与实践由同一位教师担任,保证教学与做的一体化,学生既掌握了有关的知识,也将技术练在手上,既学会了怎样做,又懂得了为什么要这样做,知识与技能也就实现了一体化。由同一教师担任教学与实训、实践指导工作,对教师也是一个挑战和学习的过程,不仅要备好理论课还要备好实践课,更重要的是要使两方面的教学有机结合,同时由同一教师担任教学与实训、实践指导工作,便于教师掌握学生学习状况,根据实际教学情况调整理论或实践教学的进度及补充相关的教学内容。

2.3项目化的课程改革

根据专业核心能力培养的需求,完善、创新专业课程体系,在专业、课程指导委员会指导下基于工作过程的任务引领型项目开发。围绕核心能力培养组织教学内容,设计开发项目。项目要与岗位工作建立起联系,实现理论与实践的有机结合,有效实现课程目标和专业培养目标。融“教学做”为一体,实现教学做一体化。

3.电力电子“教学做一体化”的课程设计

3.1课程设计的背景

早期我院电力电子课程理论和实践是分开的,且理论课是按章节,内容缺乏实际操作性,课堂上学生感觉没有实际作用听得累,老师讲得很多,但是不能被学生所接受,实践时又反过来找理论,出现理论实践脱节的现象。为了改变这种现状,实施基于工作过程导向,以项目为载体一体化教学。实现理论实践交融渐进,提高学生的职业水平。例如:对晶闸管的认识、选择与使用任务分析时,在实训基地引导学生,认识其三个电极,搭接电路总结通断条件;认识型号、进行额定电压电流分析;使用万用表进行好坏的判别、选取。这样带着这些问题学生就会自己去学习晶闸管理论了。学生在用中学,老师在学中教,学生在应用中也掌握了需要的理论知识。

3.2课程设计的基本理念

课程依据专业培养目标,以提升学生职业能力为导向,围绕专业典型工作岗位所涉及的电力电子系统的安装、调试、维护、检修能力等工作过程。坚持由浅入深、由简单到复杂的原则,以项目为载体进行课程设计。系统地训练学生对职业工作岗位上将从事电力电子系统的安装、调试、运行与维护等工作过程的实施能力。

3.3课程设计思路

基于工作过程,重构课程体系,内容以主要工作任务为依托、以维修电工(高级)资格证书为载体按项目在电工电子实训基地完成,每个综合项目都完成一个具体工作任务,理论、实践交融渐进,通过若干个综合项目有机整合,完成课程教学。所有项目来源于生产实际,逐步引入到相关电力电子器件的功能知识和测试技能,再深入到其构成电路和对应的触发电路,注重实际操作能力和灵活的应变能力,“教学做一体化”加强学生的技能水平,在课程实施上从教师为主导转向学生为中心,从课堂情境转向工作情境,从知识储备为主转向实际应用为主,在教学实践中成功地应用和推广。实现理论与实践的交融渐进提高,使学生全面掌握某方面电力电子技术的知识和技能。逐步培养学生作为工作者的态度、职业道德、团队协作和沟通能力。

3.4课程教学情境设计

以电力电子教学项目“调光灯系统的安装与调试”为例设计“教学做”一体化教学情境。在此过程中为了突出以学生为中心的教学理念,充分发挥学生的创新能力,突出学生做的重要性。所以在教学中也以项目为载体以工作过程主线来组织教学。

4.小结

电力电子课程设计总结范文第5篇

关键词:应用技术主导型; 电力电子; 教学改革

1 引言

《电力电子技术》课程是高等工科院校自动化类专业的一门重要的专业基础课,又是本专业核心课程,其主要任务是使学生全面了解和掌握各种变流装置的组成及其电磁过程、工作原理、控制方式、设计计算和技术指标等内容,为学生学习后续课程及今后从事自动控制方面的工作打下基础。

应用型本科作为高等教育的一个层次,必然有其自身的培养目标和教学特点。人才培养的目标定位不同,教学思路、教学方法以及对专业的知识的要求就会有差异。专业教学的目的就是要求学生通过在校学习相关的专业知识和应用技术,成为应用型专业人才。为了实现这一培养目标,积极开展教学改革,探索一种既符合《电力电子技术》课程特点,又适合应用型人才培养要求的教学规律和教学方法,对提高教学质量、全面推进综合素质教学,培养合格的应用型人才都有积极意义。

2 课程特点

电力电子技术是电力、电子及控制技术领域间的交叉学科。课程有以下几个特点:一是教材内容丰富,具体表现为概念多、公式多、波形多。随着新型电力电子器件的出现及控制技术的发展,课程内容将不断更新,教学内容将进一步扩展;二是课程综合性强。它是《高等数学》、《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电机拖动基础》、《计算机控制技术》等课程知识的综合应用,要求学生较好掌握前授课程的知识,在学习本课程基础上,既能作定量的应用计算,又会作定性的波形分析;三是课程实践性强。学生在掌握原理、熟悉计算的基础上,还应具有较强实际动手能力,能完成电力电子装置组装、集成、调试、运行、检测及诊断等实际操作。

近年来,结合课程特点,有步骤地对课程的教学方法作了改革,着重对课堂理论教学、课程设计与实验教学等环节进行了综合分析与研究,努力探索一种较为科学的教学方法,现作简要介绍。

3 课程教学改革与探讨

3.1 理论教学坚持贯彻“知行合一”原则

根据应用型人才培养目标,课堂理论教学采用精讲多练,深入浅出的教学方法。为了使学生刚接触本课程时,就有一个较深的认识,授课时通过图1简述课程所涉及的知识结构,即整流、逆变、斩波、调压、变频等变换方式,结合实例分析电力电子技术在各领域中的应用,让学生对课程涉及知识有了基本认识,同时激发他们学习的兴趣。

图1. 电力电子技术框图

在课程的理论教学改革中,着重抓两个重点:

(1)将知识课堂转变为能力课堂。理论教学的质量主要取决于课堂讲授的效果,而精选教学内容又是提高讲授效果的前提。因此,通过教学实践的总结,确定将“整流”、“逆变”和“器件与触发电路”列为重点内容,其他则有所涉及。在“整流”、“逆变”部分内容学懂理解后,学生再学习其他变换电路也就比较容易了。

为了便于学生系统掌握课程内容,将教材内容分为五个知识板块,即元件与保护、整流电路、逆变电路、触发电路和其他变换电路等,而且对五个知识板块的内容提出不同的要求,便利学生消化课程内容,有系统有重点进行学习,整个教学过程中始终突出知识的应用和能力的培养,坚持贯彻“知行合一”原则。

(2)确定科学的讲授体系,综合应用各种教学方法,全面提升教学效果。根据应用型本科规划教材特点及近年来教学实践体会,将课程确定为:电力电子元器件整流电路触发电路逆变电路其他变频电路,这样一个讲授体系,能将各章内容合理衔接,又使重点难点内容相对分散。授课中,结合概念,对重点内容集中时间进行深入透彻分析,使学生形成深刻印象;结合实例,对难点内容进行分析对比,帮助学生加深理解,实际效果比较理想。

3.2 结合工程实际组织课程设计

应用型本科培养的是应用型人才,为了巩固课程理论知识,同时注重培养学生应用能力,不仅在课堂授课时要结合工程实际内容,而且还要有目的地组织学生进行课程设计,进行工程应用实践。

如何选择设计课题和内容是搞好课程设计的关键,所以在提出设计方案前,指导教师应先行一步,在大量收集文献资料的基础上,做方案比较,进行完整的计算及实验调试,再确定设计内容,设计步骤及实验调试要求,编制完整的设计任务书,然后再去指导学生进行课程设计。

课程设计的目的很明确,有三点:一是结合教材有关“整流电路”、“元件选择与保护”、“触发电路”内容讲授,要求学生利用所学知识,立竿见影地用于工程实际设计中去,让学生对设计产生较大兴趣;二是把设计与工程实际紧密联系起来,要求学生根据设计任务要求,独立完成电路设计、线路形式选择及主要参数计算,保护电路设计及元件参数选择,确定移相范围及触发电路等,以提高学生理论联系实际的能力;三是通过设计加强应用能力训练,要求学生应用所学的计算机CAD绘图技术完成电路图的绘制,应用综合实验教学平台进行实验调试等,有目的地加强学生的实际操作能力的培养。

这样的要求既有一定的难度,也有相当广度,但确实可行。学生通过这个环节的实践,增强了独立思考能力,开阔了视野。不少学生运用所学知识完成单元电路设计;也有学生利用所学知识对触发电路进行了改进设计;还有学生对保护电路提出了不同见解。总之,学生间相互探讨,相互启发,活跃了学习气氛,提高了应用能力,为从事专业工作打下了基础。

3.3 依托实验教学平台加强实验教学注重能力培养

应用型工科培养的人才除了具有一定的理论知识,还应具备专业技术的应用能力。这种能力的形式,不能简单依靠知识注入来获得,必须经过长期的培养、系统的训练,不断的积累,而逐步形成的。在这种能力形成过程中,实验教学具有独特作用。在实验教学环节中具体完成以下几项工作:

(1)科学系统地编制实验指导书,精心选择实验项目,使每个实验都能起到“工程训练”的目的。

(2)强调人人动手、独立完成实验。对实验确实存在困难的学生,指导教师要耐心启发学生,帮助分析实验要领,但决不包办代替。

(3)注重参数的定量分析和波形定性分析。变流装置在运行中有大量的参数和波形,需要检测和分析。例如:检测元件的端电压,就能判别元件的工作状态;检测输出电压,就能推断装置的运行状况。又例如,在三相全控桥式电路中,测试输出波形时,发现波幅不一致,缺波头等现象时,也能分析出装置出现的问题等。因此,要求学生重视参数定量分析和波形定性分析,就是要让学生通过实际操作,来提高分析问题、解决问题的能力。

总之,通过课程实验教学,将封闭的教学转变为开放的教学,确实起到既巩固基础理论知识,又能使学生获得比较系统的实际操作训练,对提高课程教学效果有较大推动作用。

4 结束语

课程教学改革必须从学生的培养目标出发,把课堂上的理论讲授、设计室里的分析计算以及实验室中的实际操作等多个教学环节有机结合起来,实现各教学环节的衔接、交差和融合,充分发挥综合教学优势,达到在有限时间内获取最佳教学效果。通过《电力电子技术》课程教学的改革与探索,深深感到要使课程教学满足培养目标,需要不断地科学探索、不断地认真总结,以适应现代教学的要求。

参考文献

[1] 王兆安、刘进军. 电力电子技术[M]. 北京:机械工业出版社,2010.7

[2] 邢松. 美国高校的教育质量评估和教改措施[J]. 电气电子教学学报,2008.2

电力电子课程设计总结范文第6篇

综合性开放式实验平台的结构与设计方法

结合电力电子技术的发展趋势,基于现代电力电子器件的电能变换与控制实验平台一方面与现有电力电子技术及电机实验装置进行对接,实现对现有实验装置的升级和改进,挖掘现有实验平台的资源潜力;另一方面作为独立的电能变换与控制系统,将现代电力电子器件应用于电力电子新技术中,从广度和深度两方面扩充实验内容,比如从全控型器件的应用扩展到复合型器件、智能型器件的应用,从器件特性和工作原理的验证性实验扩展到电动机驱动、电阻网络控制以及电能回馈设计等探究性实验。基于现代电力电子器件的电能变换与控制实验平台的设计如图1所示。其设计思想遵循三个方面的原则:一是综合性,可以融合自动控制原理、可编程控制器以及电机学等课程教学资源。在实验平台中不仅要体现单一学科的实践和应用,而是要树立学生系统的观念,将多门学科的专业知识综合应用;二是开放式,留有兼容与升级的接口。如其中的实验平台中电能变换模块的控制器单元,在设计时考虑平台的扩容与升级,为今后功能扩展以及更换预留接口;三是模块化,分级模块化,不仅能够在器件的驱动使用上更加方便,而且有利于维修。

项目采用模块化设计方法,选用多种现代电力电子器件开发一种电能变换与控制实验平台。该实验平台由电力电子器件、驱动模块、保护模块、脉冲宽度调制模块以及电能输入和输出接口模块等组成,通过对输出电能参数的控制,可以改变电动机等运动负荷或电阻网络等静止负荷的工作特性,如图1所示。电能变换与控制平台在电力电子应用系统(如图1)中,起着衔接原始的供电电源与最终负载之间的桥梁作用,把电源提供的粗电(coarsepower)转换成符合负载要求的精电(refinedpower)。其中,精电的电能质量指标主要取决于电能变换与控制平台的特性。研究成果的具体指标为:选用现代电力电子器件的覆盖范围,包括全控型、复合型与智能型电力电子器件的典型代表,如MOSFET、IGBT、MCT、IGCT和IEGT等。电力电子器件的驱动电路和保护电路的功能。由于电力电子器件是以弱电信号控制强电能量的形式,驱动电路和保护电路是不可或缺的组成部分。实验平台需对每一电力电子器件设计驱动电路和保护电路。能够实现电能的变换与控制。本实验平台的重要应用领域是对电能进行变换和控制。作为基本功能实现与否的评价标准,是检测该实验平台可否实现电能的变换与控制。电力电子器件的控制方法是通过PWM脉冲序列控制。作为普遍适用的一种重要控制方法,PWM脉冲序列发生电路为各器件提供控制信号。与现有实验平台的兼容性。拟开发的实验平台具备与有源负荷及无源负荷的接口,能够驱动无源负荷及有源负荷,体现出在负荷匹配方面的灵活性与开放性。

实验平台采用模块化的设计,不仅可以适应现有的实验装置,实现对现有实验装置的升级改进,而且有利于在今后的进一步技术升级。主要研究内容包括:针对所选用的多种现代电力电子器件,包括电力MOSFET、IGBT、MCT、IGCT和IEGT等,分别设计每种器件相应的驱动电路和保护电路。由脉冲宽度调制(PulseWidthModulation,PWM)控制芯片SG3525为核心设计PWM波形发生单元,为各驱动电路提供驱动波形。设计电能的输入、测试与输出接口电路。不仅实现与外部电源和负载接口的匹配,而且可以对变换及控制过程中电能的形式进行检测。电能输出接口的兼容性设计。经过变换与控制的电能,所连接负荷包括有源负载,如电网,及无源负载,如电动机等电动设备或阻抗元件等。实验平台的电磁兼容设计和安全保护设计。一方面满足实验室环境下电磁兼容的需要,另一方面保证在操作过程中的人身、设备安全保护。

以实验平台为基础的教学改革

以现代电力电子器件的电能变换与控制实验平台为基础所进行的实验教学体系改革主要从教学内容、教学方法和考核方法等三个方面进行。目前,国内普遍采用的商业开发实验教学平台可实现的教学内容包括单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验、锯齿波同步移相触发电路及单相桥式全控整流及有源逆变电路实验、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验、三相交流调压电路实验、直流斩波电路原理实验、GTO和GTR驱动与保护电路实验等,这些实验内容多属验证性实验。而现代电力电子器件的电能变换与控制实验平台不仅能够对电力电子技术课程的现代电力电子器件特性、主要电路拓扑结构的工作过程以及新型控制技术的原理性验证,还能够实现从器件、到结构直至整个系统的整合,给学生提供一个从下到上,包含各个层次的电力电子系统。此外,该实验平台还可以综合自动控制原理、计算机网络和可编程控制器等课程内容,实现以电力电子技术为主的综合性探究实验,体现学科交叉及课程体系间的联系。

在传统的电力电子技术实验教学过程中是以教师讲授为中心,力图对实验平台上的每一个元件或者按钮都讲得很细,力求在实验课上的有限时间内解决所有问题,实际上学生总是处于被动接受的地位,极大地妨碍了其主动性和积极性的发挥,不利于学生素质和能力的培养。与此同时,实验课时压缩客观上迫使实验教学方法进行必要改革。因此,在教学中教师应当在保持实验教学内容的系统性和完整性的同时,力求突出实验内容的重点和难点;革新实验室管理方法,保持实验平台的开放与正常运行,使得学生可以在更大的时间范围内自由选择进行实验操作的可能性。此外,大胆引入学生自学方法,即精心选择一部分内容让学生课外去自学。例如,在讲解电能质量控制装置时,课堂上可以重点介绍并联型电力有源滤波器这一典型装置的工作原理、控制方法和应用设计,而将其他类型的有源滤波器(包括串联型和混合型)等装置技术留给学生去自学[5]。为了督促学生重视实验,除了在实验时教师严格管理、多方教育外,我们在期末考试的试题中引入与实验相关的内容,平时对每位学生的每个实验进行评分,并将实验成绩按一定比例记入课程总成绩。电子实习和课程设计均为独立考核、计算学分,并计入总学分。为使成绩评定公平合理,把学生实习和设计时的表现、成果、测试按照一定比例算得成绩。经实践证明,这些手段和方法确实对教学起到了积极的促进作用。

以实验平台为基础的教学改革的意义

#p#分页标题#e# 把握电力电子器件发展的方向,并适时将电力电子器件及其相应的应用技术引入实践教学环节,一方面能够培养学生始终站在科学发展前沿的自觉精神,有利于提高学生在专业成长历程中的适应能力;另一方面可以更新教师的知识结构,强化教师在知识吸纳与传授过程中的前瞻意识,提高实践教学环节的教学质量。现代电力电子器件,由于出现时间较短,尚存在许多从原理、特性到应用、创新的空间。因此,可以提高探究性实验作为现有实验体系的有机组成部分在实验内容中所占的比例。不仅可以提高学生的创新意识,培养学生动手动脑的能力,而且有助于改进现有实验教学方式和考核方法,促进实验教学的整体改革。通过本实验平台的研究开发,可以实现对现有实验装置中电能变换与控制平台的升级,保留现有实验装置中的电源输出接口以及有源负载和无源负载的输入接口。只需在实验平台中分别对输出接口和输入接口进行兼容性设计,即可替换现有实验装置中的电能变换与控制平台。通过对现有实验装置的改进与升级,可以在原有实验内容的基础上,从深度和广度两方面扩充实验内容,充分发掘现有装置在实验教学中的潜力。

自制实验平台与商业实验平台相比具有先进性,可以更好融合最新的电能变换与控制技术,避免商业开发过程中复杂环节导致的技术相对滞后问题,体现实验平台的先进性,并能更及时跟踪技术发展的趋势。与商业实验平台相比,自行研制的实验平台不仅能够显著降低开发成本,而且由于采用模块化的设计方法,把现代电力电子器件对应的保护电路和驱动电路,与接口电路、变换电路分别作为独立的模块进行设计和制作,还有利于降低应用过程中的维修成本,并可以避免在今后由于大规模更换带来的升级成本。进行实验平台开发的成员长期从事电力电子技术领域的研究与教学工作,对于电力电子技术实验平台和应用项目的开发具有丰富的实践经验。部分教师长期担任电力电子技术的实验指导教师,在实验教学第一线总结了许多学生实验的教学规律。通过实验平台研制与开发,不仅能够将教师的教学思想和教学经验融入实验平台的开发过程中,进一步提高实验教学的质量与效果,而且能够给这一支实验教学队伍提供又一次重要的演练与合作的机会,为今后在更高层次上的可持续性发展奠定坚实的基础。此外,电力电子技术是电气工程学科中的一个最为活跃的分支[6],在保持现有实验设备稳定的基础上,进行适度的技术更新和改造以跟上学科演进的步伐,对于促进新、老专业的建设与发展具有重要的推动作用。

结论

电力电子课程设计总结范文第7篇

关键词:电气工程 工程应用 培养体系 建设研究

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(c)-0168-02

1 该文研究的背景

1993年,麻省理工学院前院长莫尔提出“大工程观”这一概念,此后,世界高等工程教育领域要求“回归工程”的呼声越来越大。在美国很多工学院设有称为“Special program”的工程实践项目,培养学生工程实践能力。欧洲工程教育整合了工程中的理论与实践,提出了融合“专家型”与“通用型”培养目标、满足多样性需求的课程体系。比利时鲁汶工程联合大学坚持“基于项目的学习”,并通过项目“工程师的一天”,完成学生对于工程师的认知学习。

国内学者也对工程教育进行了深入研究,赵婷婷在《课程综合化:中国高等工程教育改革亟待解决的问题》中强调课程体系的综合化是工程学科综合化当前亟待解决的问题之一。浙江大学王沛民在《工程教育基础-工程教育理念和实践的研究》中,论述了工程教育课程的相关问题。刘吉臻等在《工程教育课程改革的思维转向:工程化的视角》中指出,课程目标要从学科知识体系转向为工程技术与实践能力的培养,必须运用集成化的思维去构建课程体系和内容。王仲民等对传统课程设置中“理论-实践,认识-技能,基础-应用”的单向思维模式提出了质疑,强调工程教育要围绕工程实践重新组织课程。2006年6月,教育部战略研究重大专项课题“面向创新型国家建设的中国工程教育改革”第三次研讨会在徐州召开。此次会议纪要提出:要使课程设置从单一的“工程专业课程”转变为以“大工程观、大系统观”为指导的课程架构体系。高等工程要教育培养出能适应社会经济、科学技术、文化发展需要的工程人才。

2 该文研究的目的和意义

电气工程及其自动化专业本身就是一个工程性很强的工科专业,课程体系与结构的设置水平,直接决定其工程应用能力的高低,在改革其课程体系过程中,应突出地反映这一特点。以“大工程观”教育理念为指导,将工程所需的知识、方法、手段等融合到课程体系中,特别是与工程紧密相关的人文、管理、社会责任等,在大工程观的教育理念下采取项目教学的方式将实际工程问题带入课程内容,完善其课程体系,让学生从一个个完整的项目学习过程中,潜移默化地接受工程意识,从而达到增强工程意识与能力的目的。

党的十七大提出了走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署,实现这个目标势必需要大批工程技术人才。这就需要在构建培养体系时突出工程能力的培养,工程能力是工程师最基本的素质之一, 但其培养却是我国当前高等学校教育体制中的薄弱环节。我国高等院校发展近年特色不明显,并偏于强调通才教育的重要性,大部分本科院校的培养目标执着于培养各种高层次的研究型人才,培养的学生侧重于基础理论与研究,本科层次的实践动手能力没有得到应有的重视,从而造成了高等教育人才培养体系中工程实践教育一定程度的缺失。

3 构建面向实践与应用的电气专业课程体系

通过分层次总结和分析国内外高等院校电气工程及其自动化及相关专业培养体系的现状,对国内研究型大学以及国外著名高校的电气工程及其自动化及相关专业培养体系进行分解对比,结合实际,初步制定了电气工程及其自动化专业培养体系框架。在突出特色的同时,希望既能培养电气工程及其自动化专业学生的工程应用能力,又能强化学生的科技创新能力。

根据该校的师资和学生情况,将专业培养目标设定为培养具备电气工程领域扎实的基础理论、专业技术和较强的实践能力,能够在电力系统及其自动化、电力电子及电力传动等电气工程领域从事系统设计、研发、运行维护等工作的工程应用型技术人才,并分为电力系统及其自动化、电力电子与电力传动两个专业方向。电力系统及其自动化方向主要围绕电力系统的规划、运行、调度和监测及控制技术,面向电力系统运行的运行控制、调度等领域进行培养。电力电子与电力传动方向以电气工程领域内的大功率电力电子器件、电气传动控制系统为主要研究对象,培养学生在电能质量控制与新能源技术、现代电力电子器件等方面的技术应用能力。

所有课程分为公共基础课、学科基础课、专业课三大部分,为提高学生的人文素养,在公共基础课中设置了素质选修课,强化人文素质。公共基础课和学科基础课与其它电气类专业大体相同。专业课分为必修,方向选修和任选三部分。为了强化培养学生的工程能力,在课程学时比例设置上加大了实验、实践环节所占的比重。针对主干课程和学生工程能力培养的需求,设立了工程训练、计算机实习、电工电子实习、电子线路课程设计、数字电路课程设计、电力电子技术课程设计、自动控制原理课程设计、运动控制系统课程设计、认识实习、电气控制及可编程控制器课程设计、生产实习、电气工程基础课程设计、电力系统分析课程设计等实践环节,总学时达到了35周,在整个教学环节中所占比重明显提高,达到了总学分比例的20.3%。此外,实验学时在课程总学时的比例也进行了调整,大部分课程都缩减了理论学时,增加了实验学时。如电机及拖动基础,实验由8学时增加为16学时,电气控制及PLC由8学时实验增设为34学时,理论教学缩减为32学时。

4 结语

该文以建立工程应用型电气工程及其自动化专业培养体系为主要研究内容,以提升电气工程自动化专业本科生的工程素质为研究目标,对电气工程及其自动化专业课程体系的建设进行了初步探讨,对于培养面向新型工业化的电气工程及其自动化专业高级工程技术人才具有一定的参考意义和实用价值。在实践过程中还需要根据实际执行状况不断进行反馈,逐步对培养体系进行修正,不断完善培养体系。该文参考了诸多院校网上公布的有关专业的培养方案,在此表示感谢。

参考文献

[1] 赵婷婷,雷庆.课程综合化:中国高等工程教育改革亟待解决的问题[J].高等工程教育研究,2005(2):32-36.

[2] 王沛民.工程教育基础-工程教育理念和实践的研究[M].高等教育出版社,2015.

[3] 刘吉臻.工程教育课程改革的思维转向:工程化的视角[J].高等工程教育研究,2006(4):42-45.

电力电子课程设计总结范文第8篇

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.

[4]严克宽,张仲超.电气工程和电力电子技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

电力电子课程设计总结范文第9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。

本课程原以晶闸管器件为重点,分析其器件特点以及各种控制电路的原理及特性。但目前晶闸管逐渐退出中小容量系统,被电力MOSFET及IGBT等全控型器件取代。所以根据实际情况适当减少讲授晶闸管的课时,增加讲授全控型器件的课时,减少由晶闸管组成的变流电路的课时,增加由全控型器件组成的变流电路的课时。

电力电子课程设计总结范文第10篇

关键词:城市轨道;车辆工程;课程设计

作者简介:师蔚(1981-),女,新疆伊宁人,上海工程技术大学城市轨道交通学院,讲师;郑树彬(1979-),男,广东揭阳人,上海工程技术大学城市轨道交通学院,副教授。(上海 201620)

基金项目:本文系2012年上海高校本科重点教学改革项目(批准号:沪教委高〔2012〕49号)、上海工程技术大学城市轨道交通车辆工程“卓越工程师”培养平台建设项目(项目编号:11XK10)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)19-0117-02

作为教育部首批“卓越工程师”教育培养计划试点专业,上海工程技术大学城市轨道车辆工程专业培养方案重视知识、能力与工程实践的融合,理论联系实际,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。[1]城市轨道学院车辆工程系教师不断探索,总结该专业在培养过程中的经验,并对本专业的发展方向、培养过程中出现的问题不断研究、改进,从而完善和优化了本专业的课程体系。其中,重要的改进部分为在新的培养计划中添加了系列综合课程设计,注重课程设计选题的综合应用性、工程实践性及多样性,旨在着力培养城市轨道交通车辆工程专业学生在城市轨道车辆方面的综合设计、工程实际应用能力及创新能力。并通过前期研究及一系列规划及筹备,达到了开设条件,取得了一定的成果。

一、系列综合课程设计设置依据

城市轨道车辆工程专业课程体系设置原则主要是紧贴本专业“卓越工程师”培养目标,在系列综合课程设计中着重考虑了其在工程素质和能力培养需求方面的作用,并与课程体系中其他课程保持良好的相互衔接,进一步提升理论及实践教学效果。

1.城市轨道车辆工程专业培养需求

上海工程技术大学城市轨道交通车辆工程专业的培养目标为:以城市轨道交通车辆工程为背景,培养具有城市轨道交通车辆工程基础知识与应用能力,能面向工程实际,从事城市轨道交通车辆运行保障及维护、故障诊断及维修并可延伸至整个轨道交通领域等方面工作的高级工程技术人才。[2]在培养目标中,本专业注重与工程实际的结合,因此设置具有工程实践特点的系列综合课程设计正是满足本专业培养目标的需要。

2.衔接专业课程群需求

城市轨道车辆工程专业课程群设置主要包括学科基础课程群、专业课程群及集中实践环节课程群三大部分。其中学科基础课程群主要包括机械、电力电子、测试控制等相关课程。通过对该部分课程的学习,使学生掌握扎实的机械、电力电子及测试控制方面的基本知识,具备独立分析课程相关内容的能力,为后续专业课的学习打下良好的理论和技能基础,为从事专业技术工作做好基本培养和锻炼。

专业课程群则包括城市轨道车辆结构与原理、城市轨道车辆电力牵引与控制、城市轨道故障诊断技术等专业课程。该部分的课程则使学生系统掌握城市轨道交通车辆结构、控制、检测、维护保障等方面的知识。通过这些课程的学习,使学生掌握城市轨道交通车辆机械结构、电力牵引、电气设备等相关城市轨道车辆的组成和原理,以及其故障诊断、检修方法及手段。

专业课程中的集中实践环节课程群则包括企业实践环节和系列综合课程设计环节。该部分课程中的企业实践环节的主要目的是提高学生工程实践能力,使理论联系实际,增强理论教学效果。而系列综合课程设计环节则是学科基础课程群、专业课程群及企业实践环节的综合应用,通过在设计应用过程中使用各课程群中的知识点,不仅弥补了专业基础课程抽象不易理解,理论教学效果不理想的不足,又解决了专业课程涉及知识领域广、实践性强、不易掌握的问题。并且让学生将学校的“所学”与企业实践的“所见”充分结合,使知识体系得以融会。系列综合课程设计正是起到了衔接及促进各专业课程群效果的作用。

二、内容设置

城市轨道车辆工程专业系列综合课程设计包括:城市轨道交通车辆结构与原理课程设计、检测与传感技术课程设计、城市轨道交通车辆电气设备课程设计。在内容设置方面传统课程设计仅隶属于某一门课程,并不注重课程体系其他课程的内容衔接,难以达到训练学生较全面知识体系的目的,而改革后则避免了这一缺点。在系列综合课程设计中主要体现以下特点:

1.综合应用性

首先在设计选题时,教师考虑其综合应用性,将分散的多门课程串联起来并系统化,使学生得到综合性的应用训练。具体做法是各综合课程设计教师首先开设多个选题,供学生选择,并考虑其具体特点,即在城市轨道交通车辆结构与原理课程设计中,将机械原理、机械设计、工程力学、城市轨道交通车辆结构与原理等课程联系起来;检测与传感技术课程设计将检测与传感技术、城市轨道车辆故障诊断技术等课程联系起来;而城市轨道交通车辆电气设备课程设计则将电子技术、电力电子技术、电力牵引、控制理论等课程联系起来,在综合课程设计的任务书中就体现出各选题的综合应用性。

2.工程实践性

在考虑选题时,所有的选题都应与城市轨道车辆工程应用有关,使学生具有实际应用的前提,有利于提高课程设计的兴趣,调动学生的积极性,有利于发挥学生的主观能动性和创造性,也增强了学生在实践中发现问题、解决问题的能力,做到理论与实践相结合。

3.多样性

即选题多样性。选题有的来自于企业的需求,即需要解决的问题,做创新性的开发;有的来自于国内外文献资料,学生进行实践重新设计,实际复现;有的课题来自于教师科研课题中成熟的研究成果转化,指导学生进行前瞻性的设计。总之,学生可以根据自己自身的特点及能力,选择适合自己的设计选题,达到提高综合能力的目标。

4.开放性

在系列课程设计中,借鉴开放式课程设计模式,以综合课程设计选题为主线,在管理上首先实施开放性管理,指导教师以阶段成果作为考核设计进程标准,给学生开放的课程设计空间,使他们有更多自学和研究的机会。同时配有开放的教学实验室为基地,满足学生开放式实践机会。[3,4]

三、组织实施

根据上述系列综合课程设计设置的内容及特点,需要指导教师具有较强的城市轨道车辆综合应用能力及工程实践经验,因此在组织实施该教学内容时主要通过本专业专职教师的培养、企业导师的参与,同时积极构建课程设计平台,并针对系列课程设计在院内立项研究,从硬件、软件上得以为系列课程设计的实施提供有利的保障。

1.系列课程设计教师培养

在系列课程设计的指导教师配备上使用双导师制,即同时配备学校专职教师与企业导师共同指导系列课程设计。由于有企业导师的介入,使系列课程设计的选题可以更加实用,设计过程更加接近工程实际。而学校专职教师则可以在课程设计中把握学生对新技术的应用,引导创新设计思路,并管控课程设计过程,使系列综合课程设计在实施过程中满足学校培养体系的要求及规范。

在学校专职教师培养过程中,注重企业挂职锻炼环节,使挂职锻炼成为专业课程教师的必修环节。通过企业的挂职锻炼,让教师充分了解本专业领域的工程实践相关知识,促进教师提高解决实际问题和进行实践教学的能力。并促使教师不断学习,不断更新知识和工程实践经验,使教学内容与本专业需求保持紧密的联系。对于企业兼职导师,则需要他们具有硕士以上学历,在企业有丰富的现场及实践经验,弥补专职教师在培养学生过程中出现知识、技能和视野以及对新技术应用方面的不足。

2.系列课程设计平台搭建

为保证系列课程设计的正常进行,除了在指导教师配备及培养方面进行努力外,还进行了系列课程设计的硬件平台的搭建。主要包括设置系列综合课程设计用教室,提供基本计算机,仿真设计软件,实验平台。同时还充分利用实验室等其他平台,具体如下:

(1)充分利用专业实验室。在系列课程设计场所的选用中,通过开放性管理,充分利用城市轨道交通学院已有的实验室,如城市轨道交通列车结构实验室、城市轨道车辆自动驾驶实验室、城市轨道车辆检测实验室等场所及相应实验平成部分实验,使专业实验室得到充分利用。

(2)利用科研平台。当学生的课程设计选题为教师科研成果转化的题目时,学生则可利用专业教师的科研平台进行设计、实验等相关内容。

(3)利用学生创新工作平台。通过学院已经搭建的大学城创新工作室及相关设备,部分学生选题接近时,可以进入这些工作室进行相应的课程设计工作。

3.系列课程设计立项研究

在系列综合课程设计的总体设计方案落实的基础上,为了进一步对各综合课程设计进行细化,如选题论证、设计步骤规范、设计工作量的核算、设计指导书的编制等工作,通过院内立项研究,做到选题必须具有工程实践性,设计内容必须具有先进性。对选题进行学生试做,充分验证其课程设计的工作量是否合理,难度是否适中。通过试做学生反馈进行调整,为正式执行教学计划打下基础。

四、结论

在城市轨道车辆专业课程体系中,增加系列综合课程设计是卓越工程师培养目标的需求,同时也是衔接课程体系各课程的重要内容。通过对指导教师的培养、企业导师的介入,并搭建了系列课程设计平台,在软件及硬件上进行建设,并通过立项研究选题,把握其综合性、工程应用性、多样性等特点,取得了一定成果。

参考文献:

[1]柴晓冬,方宇,郑树彬,师蔚.城市轨道交通特色专业群卓越工程师人才培养模式研究[J].中国科教创新导刊,2012,(5):75-76

[2]师蔚,郑述彬,方宇.城市轨道电力牵引系列教学环节建设的探讨[J].中国电力教育,2012,(20):80-81.

[3]梁永春,刘建业.电气传动课程群开放式课程设计体系研究[J].中国电力教育,2011,(21):167-168.

上一篇:财务管理课程设计总结范文 下一篇:设施规划课程设计总结范文