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      電力電子技術實訓

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      電力電子技術實訓

      電力電子技術實訓范文第1篇

      一、中職電子技術理論與實訓所存在的問題

      雖然中職電子技術理論與實訓一體化的教學模式還是新興教學方式,但是并沒有被教師采用,相反采用“實踐—理論—實踐”教學的中職教師有很多,但是這些教師因不了解其所在意義,所以導致理論與實訓一體化實訓模式存在很大問題,如:(1)中職院校的電子技術教師對理論與實訓一體化的知識網運用不嫻熟,導致學生感覺自己被限制,中職教師很難掌控學生的“心”,使得整個課堂氣氛壓抑、沉悶、透不過氣;(2)中職教師沒有制訂一個適合學生的教學方案,導致學生不明白何處是重點,自己需要了解哪些基礎知識理論;(3)中職電子技術應用理論與實訓一體化的基本內容過于單一、封閉,不利于學生動手操作能力以及創新思維的培養。因此,中職教師需要打破傳統的教學模式,運用新的教學手段,深入中職電子技術應用理論與實訓一體化理論研究,從而強化學生的動手操作能力,提升中職院校的就業率,盡可能縮短其教學時間。

      二、電子技術應用理論與實訓的有效教學

      中職院校是以學生的能力為主的教學院校,而且其主要以就業為主導。所以中職電子技術應用需要把理論與實訓相結合,把兩者逐漸一體化,強化學生的動手操作能力,以便于學生能夠勝任實習崗位。因此,理論與實訓一體化的中職電子應用也勢在必行。那么中職教師如何做到有效教學呢?

      1.采用“實踐—理論—實踐”的教學

      中職電子技術應用實訓是針對性較強,能夠提升學生專業化水平針。所以,為了加強理論與實訓一體化,教師應盡量采用“實踐—理論—實踐”的教學方式引導學生學習中職電子技術應用。中職教師如果只是為學生講解課本上的理論知識而不加以實訓,容易導致學生動手操作能力弱,所掌握的知識點較低。所以,中職教師需要認識到理論與實訓相結合的重要意義,適時采取理論與實訓一體化的教學方式。例如,某中職院校的電子技術應用教師為了強化學生的動手操作能力以及對基礎理論的理解,經常準備實訓課程,讓學生自己體驗教學內容,如:烙鐵的使用。之后讓學生提出自己在實訓課程中所遇到的問題,并解釋自己是如何解決所遇到的問題的。所以,中職教師需要把理論與實訓一體化落到實處,強化學生的動手操作能力,從而提升學生的就業率。

      2.鼓勵學生檢修日常生活中的小電器

      學生在日常生活中充滿了電子產品,如:筆記本電腦、手機、MP5、學生風扇這些數不盡的小型電器。而隨著使用年限的增多,這些電子產品經常會出現一些小故障,而排除故障對于學生來說是一個很好的實訓內容。所以,教師可以鼓勵學生對這些產品進行故障排除,指導學生對其進行檢修,從而培養對現代社會有用的創造性思維極強的電子技術應用人才,彌補課本中專業理論的空缺。例如,某中職院校為了增強學生的能力,經常鼓勵學生拆分日常生活中已用壞的物品,了解其內部結構,并找出導致電器損壞的主要位置,然后適當找出壞零件更換,并熟練掌握課本中的基礎理論知識。所以,教師需要盡快落實理論與實訓一體化,提升學生的就業率。

      三、激勵學生適時動手,體驗制作中的愉悅

      電力電子技術實訓范文第2篇

      關鍵詞:高職 電力電子技術 教學改革探討

      中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)11(c)-0169-02

      電力電子技術是一門對電能進行變換和控制的技術,目前廣泛應用于電子工程、電氣工程、自動化工程等諸多領域。《電力電子技術》課程涵蓋電力電子器件、電力電子電路及相關控制技術,是一門專業基礎較強,并且與生產生活有著緊密聯系的課程,在高職院校的電氣專業課程中,《電力電子技術》課程像一個中樞,有著及其重要的作用。因其原理抽象,圖形復雜、內容繁雜,同時又涉及電力、電子、控制理論等學科內容,是學生普遍認為比較難學、難懂的一門課程。如何提高學生的學習興趣,讓學生更好地掌握課程內容,獲得更好的教學效果,是一項急待解決的問題。

      1 目前教學中存在的問題

      1.1 理論難度大

      《電力電子技術》課程屬于高職院校電氣專業中難度較大的課程之一,尤其是理論部分,涉及到各種變流電路參數的設計與計算,需要部分高數內容,學生們很難理解和掌握。理論、原理部分的不易理解,容易引起學生的畏難情緒,直接影響了學生的學習興趣。

      1.2 學生基礎薄弱

      受學校實驗條件的限制,實踐教學主要利用電力電子實驗臺。高職院校學生的基礎知識和學習能力普遍比較薄弱,在電力電子實踐教學過程中,大部分學生只是根據實訓指導書,機械性地按實驗步驟操作,實驗中發現問題無法自行排除和解決,出現故障只能找教師解決,對教師的依賴性強。因為學生缺乏分析和解決問題的能力,導致在有限的課時內很難取得滿意的教學效果。

      1.3 實驗結果不明顯

      電力電子技術實踐是在實訓臺操作,目前的實踐內容主要是在相應理論課程后,學生根據實訓指導書連接電力電子線路,通過加載不同性質的負載,輸出相應的電壓電流,使用電子示波器觀察波形,根據每個電路的實驗結果,來驗證之前學習的理論知識。每個實踐項目都是一種變流電路,需要學生在弄懂原理的基礎上進行操作,并觀察輸出結果。實驗內容缺乏吸引力,難以調動學生學習的積極性。

      2 《電力電子技術》課程的改革

      2.1 及時調整教學內容

      (1)強調應用認知、提高學習興趣。

      高職院校學生具有對理論學習不感興趣,喜愛實踐、動手能力較強的特點。因此在授課之初,就通過一些圖片和視頻,向學生展示了電力電子技術在生活和生產中的應用,例如在家用電器、交通運輸和工業生產等領域,都有電力電子應用的實例。通過這些具體應用的實例,讓學生們明白,電力電子技術這門課并不是空洞的理論知識,而是與生產生活都緊密結合的技術,它就存在于人們的周圍,直接關系到生產和生活。以此提高學生的學習興趣,促使他們主動去弄懂電力電子技術。

      (2)確立教學重點,優化教學內容。

      由于《電力電子技術》課程涵蓋大量的理論知識,包括工作原理、公式推導、數量關系、波形分析等,且各個變流電路帶不同負載時,對應不同的電壓電流輸出和波形。理論知識部分顯得較為零散,不易抓住重點。以整流電路為例,整流電路分為單向和三相整流,單向和三相整流電路又各分為半波相控整流,全控橋式整流和半控橋式整流電路,并且不同的整流電路帶純電阻負載、 阻感負載或反電動勢負載時,有著不同的輸出波形。為整合教學內容,根據電力電子技術的特點,將課程重點放在電路原理分析、公式推導和波形理解方面。將整個課程整合為電力電子器件、電力電子功率變換電路、電力電子技術具體應用三部分。

      (3)強調實踐課程,選擇實訓項目。

      《電力電子技術》課程不能局限于電路理論分析與設計,實踐課程是理論教學的重要補充,電力電子技術強調實踐,著重培養學生的思維方式和動手能力,通過實際操作,將理論知識穿插在實踐中講解,利用實踐結果揭示各種器件和變流電路的工作原理,幫助學生加深對各種輸出波形的理解,更好地掌握電力電子知識。為使學生在有限的課時里能較為深入的了解電力電子技術,根據以往教學經驗,選擇以下6個實訓項目作為實踐課程的授課內容,包括:(1)單相交流調壓調光燈電路。(2)單相橋式全控整流調光燈電路。(3)三相橋式全控整流電路。(4)脈寬調制(SPWM)型逆變電路。(5)直流斬波器。(6)中頻感應加熱電源電路。學生可通過這些實驗,掌握該課程的知識要點。

      2.2 改革教學方法和教學手段

      (1)利用仿真軟件,豐富教學資源。

      電力電子技術課程是一門對實踐性要求很強的課程,實踐教學中主要采用電力電子實驗臺,使用220 V和380 V的電壓源,存在一定安全隱患,需要教師花費大量精力關注于學生的操作。在實際教學中,引入MATLAB軟件仿真技術,通過系統的電氣模塊進行仿真,MATLAB的SIMULINK仿真環境可以模擬絕大部分電力電子變流電路,學生可以靈活的搭建各種電路、變換負載和修改仿真參數,不必擔心實踐操作中的安全隱患,并可隨時觀看仿真波形的動態變化及相應數據顯示,有利于提高學生的學習興趣。實際教學中可以采用虛實結合的方法,部分實驗實際動手操作,部分實驗通過計算機仿真技術模擬,還有部分實驗采用兩者相結合的方法實現。

      (2)注重實踐環節,倡導項目化教學。

      《電力電子技術》課程需要學生在掌握電工和電子技術的基礎上學習,理論性較強,在教學中將理論課和實訓課相結合,注重電力電子電路的設計,培養學生自行設計電路的意識。在實訓課程中,安排3~4名同學為一組,將理論知識豐富動手能力薄弱和動手能力較強的同學搭配組合,讓學生合理分工,在完成任務的過程中達成合作、互相學習,為順利完成實訓課題奠定基礎。在《電力電子技術》項目化的教學中,遵循理論夠用,注重能力的原則,選擇難易適中的,具有典型性、實用性的實訓課題,明確每個課題訓練的目的所在。同時為了更好的教學效果,教師在下達項目任務書之前,可以先試做一下題目,這樣對課題的重點和難點有更深刻的理解,增加實踐經驗,以便更好地投入教學。

      (3)調動學生積極性,發揮學生主體作用。

      為了提高學生的學習興趣和自主學習能力,將課程中的部分知識調整為自學內容,例如整流電路的有源功率因數校正等內容,要求學生在自行收集查找資料的前提下,完成該部分內容的學習,由學生負責組織整理,在課堂或興趣小組上向其他同學進行介紹。同時更好地培養學生的實踐能力,在原有實驗基礎上,還開設了選做實驗,供學有余力和有興趣的同學選作,充分調動學生的自主學習能力。

      3 結語

      《電力電子技術》課程的特點決定了其教學改革涉及面較廣,要求積極探索合適的教學內容、教學方法和教學手段。該文結合高職院校電類專業學生的特點以及教學實踐情況,提出了課程教學改革方案,希望能夠起到拋磚引玉的作用,能有更多老師提出更好的教學方法,共同促進電力電子技術教學的發展。

      參考文獻

      [1] 王兆安,黃俊.電力電子技術[M].4版.機械工業出版社,2010.

      電力電子技術實訓范文第3篇

      關鍵詞:新時代;電力電子技術;改革;應用

      DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.146

      0 引言

      電力電子技術主要指的是通過使用相應的開關件來實現對電能進行有效變換與控制的技術,其出現于上個世紀的末期,出現后便得到了較快的發展,現階段已然成為集電力、控制以及電子三個方面新型技術。對于電氣專業的學生來講,該門課程一方面是重要的基礎性課程,另一方面也具有很強的應用性與綜合性的技術。所以,對于學習電氣、自動控制等專業的學生來講,學習好該門課程對于他們今后的學習與工作有著很好的促進作用。二十一世紀的到來使得科技有了飛速的發展,社會上對于學生也出現了全新的要求。針對新時代科學技術發展的特征,高校應當對學習的課程進行改革,這樣才能夠更好的幫助學生去適應社會。而就《電子電子技術》課程來講,需要在教學理念、教學方法、教學手段等方面進行改革,增加該門課程的實驗,構建出更加完善的學習體系來。

      1 對課程內容進行優化調整

      進入到新時代之后,電力電子科技出現了飛速的發展,一些嶄新的控制技術與器件相繼問世,而在教學過程中所使用的課本則過于陳舊,課本上的知識具有較大的滯后性,與現階段世界技術間存在著一定的差距,不利于學生更好的了解當今該門課程的前沿技術。所以,就需要對該門課程的內容進行改革。

      第一,傳統的電力電子技術中主要是以晶閘管為主,通過使用晶閘管來完成整流器、交流高壓等工作,不過該器件在處理相關直流的一些變換裝置時則很難達到要求。在這之后,便出現了以IGBT為主的新器件,新器件的出現便成為了電力電子技術的核心。所以,在講授課程的時候不需要再將傳統的晶閘管組成的電路進行講解,而是將全新的器件所構成的電路進行講解,這樣一來,不僅能夠降低學習的難度,而且開拓了學生的視野。

      第二點,新科技的發展促進了電力電子器件的前進,特別是功率MOSFET與IGBT的出現,已經基本了取代了傳統的晶閘管。而這兩種器件快速發展的重要原因:首先,新器件在開關頻率上有了很大的提升;其次,這兩種新器件都屬于電壓型控制 ,能夠十分方便的與數字電路相連接。因此,在教學的過程中,需要對教學的內容進行優化調整,將課程的重點放在全新的器件上來,慢慢的淡化現階段已經不再使用的器件與控制方法。

      2 以全新的方法促進學生學習能力的提升

      首先,對于《電力電子技術》課程來講,需要在講授課程的基礎上加強課程內容與實際工程的結合。所以教師在講授課程時,需要對傳統的方法進行改革,將實際生活中的例子拿到課堂上來,以實際的操作向學生進行展示,通過這一方法的進行能夠很好的促進學生進行求知的欲望,讓他們在學習的過程中就能夠了解該門課程在學習與工作間的聯系。

      其次,將學生作為學習的主角來對待,促進學生積極性的培養。傳統的教學工作主要體現了教師的位置,在課堂上教師的位置占據著主導地位,而學生則僅是被動的接受。在新時代,《電力電子技術》課程的講授應當近一步的弱化教師在課堂上所占據的位置,將學生作為課堂的主角,根據教學的基本內容對教學方法進行深入的改革,引導學生自主完成電路圖與波形圖的制作。比如可以拿教室中電扇的調速作為例子,引導學生根據這一實際情況完成調整功能實現的思考,讓學生能夠自主的完成相關電路與波形圖的制作,并抽出課堂的時間讓大學進行討論。通過這種方法的進行能夠充分的調動起學生的積極性,讓每一位同學都參與到課堂中來。

      最后,可以使用豐富的教學工具來完成教學工作。新時代為各個方面都帶來了巨大的變化,對于教學工作來講,已經從傳統的使用黑板發展到現階段可以使用白板、多媒體等來實現。在使用現代化的教學方法后,可以通過PPT、FLASH以及視頻向學生展示電力電子器件。當然,也不能一味的只使用多媒體進行教學工作,在使用多媒體進行教學工作的過程中要重點觀察學生的學習態度,如果在使用多媒體的時候學生的學習態度不高的話,使用多媒體進行教學常常會出現事倍功半的效果,不利于教學工作的順利開展。

      3 以實踐的訓練達到促進學生實踐能力提升的目的

      《電力電子技術》作為重要的專業基礎課,實踐訓練占據著很重要的地位。實踐訓練的開展能夠促進學生動手能力的提升,讓每一位學生能夠將課堂上學習到的知識與實踐相結合。所以,針對新時代的新特點,教師應當對實踐訓練內容進行改進,加強學生的實踐動手能力。

      首先,無論是理論學習還是實驗,基礎性的知識都十分重要。所以在進行實訓的時候,首先應當帶領學生完成基礎性的實驗,根據實訓指導書的要求帶領學生一步步的完成基礎實驗,在這一過程中,一方面能夠促進學生對理論知識的理解,另一方面也能夠讓學生進一步的了解實驗設備與實驗方法的使用。其次,應當在基礎實驗的基礎上開設綜合性與創新性較強的實驗。傳統教學過程中在做實驗時基本上都是讓學生進行驗證性實驗,學生僅需要按照要求一步步的做下去就可以了。而在新時代背景下,應當培養學生的創新性,提升學生的主動性,在完成基礎實驗的基礎上鼓勵學生自己完成實驗的設定,這樣能夠更好的促進學生能力的提升。最后,應當緊跟當前世界先進技術,在課堂上,向學生介紹現階段世界上電力電子技術的發展情況,讓他們能夠了解到當今該項技術的發展情況,拉近學生與世界先進技術的距離。

      4 總結

      新時代的到來對學生也提出了新的要求,為了能夠培養新時代的學生,針對《電力電子技術》課程的特點進行改革能夠很好的促進該門課程的有效發展。

      參考文獻:

      [1]李月朗.電力電子技術在智能電網中的應用[J].電子技術與軟件工程,2016(16),

      [2]張紅娟,路秀芬,孟海濤.“電力電子技術”課程工程實踐的教學改革[J].電氣電子教學學報,2016(03).

      [3]王利婷.智能電網中電力電子技術的應用探討[J].電子制作,2016(14).

      電力電子技術實訓范文第4篇

      關鍵詞: 電力電子技術;教學改革;教學方法

      中圖分類號:G42 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)06-0237-02

      0 引言

      電力電子技術是應用在電力領域的一門技術,主要是通過運用電力電子器件對電能實現變換和控制的技術。電力電子技術與信息電子技術合稱為電子技術,但二者又有本質的區別。電力電子技術是電力、電子與控制三大領域的交叉學科[1]。目前,電力電子技術作為節能、環保、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化,硬件結構模塊化,產品性能綠色化的方向發展,有著廣闊的發展前景1[2]。

      《電力電子技術》作為電氣工程及其自動化專業的一門很重要的專業基礎課,與生產實際聯系非常緊密,其內容繁雜,原理抽象,圖形復雜,同時又涉及電子,電力,控制理論等多學科內容,是學生一直認為比較難學、難懂的一門課程。隨著電力電子技術的發展,內容不斷增加,那么如何在有限的學時內獲得更好的教學效果,讓學生較好地掌握課程內容,并培養學生的工程實踐能力和科學創新精神,增強學生的學習興趣,是一項迫切須解決的問題。本文就筆者在《電力電子技術》教學方面的經驗來談談《電力電子技術》教學改革的一些措施。

      1 教學現狀及存在的問題

      1.1 理論教學方面 傳統的課堂教學中,教師主要是按照電力電子技術的知識體系按照教學計劃以板書的方式進行課堂教學。這種教學方式的缺陷是對于電力電子技術器件的原理,結構以及電力變換電路的波形分析等不能明確、詳細地進行分析。雖然后來在理論課堂上采用了多媒體課件教學方式,但是大多數老師還是采用了“讀”課件的方式,使得學生總是被動接受,同時也不易理解。

      1.2 實驗實訓教學方面 隨著我院招生規模的擴大,實驗室現有設備已經遠不能滿足所有的教學任務。就《電力電子技術》課程方面而言,所帶來的問題是:課內實驗不能及時完成,更不能完成一些創新性實驗。《電力電子技術》課程設計以及畢業設計方面,更是“紙上談兵”,實踐操作機會的缺乏,加之由于學生人數較多,題目比較集中,因此抄襲現象嚴重。

      2 《電力電子技術》的課程改革

      2.1 教學手段的改革

      2.1.1 提高學生學習的積極性 經驗證明,要取得良好的教學效果,關鍵是要激發學生的學習興趣,興趣是最好的老師。讓學生保持對所學知識的興趣和渴求,其才會主動、認真地去學習。

      例如,在講“緒論”的時候,重點給學生介紹電力電子技術的應用部分,比如充電器、節能燈、變頻空調等等,讓學生明確電力電子技術就用在自己身邊。這些看得見、摸得著的例子大大激發了學生的興趣,激發了學生的求知欲望[3]。

      2.1.2 教學手段的改革 總結以往的教學經驗,我們采用多媒體+板書的教學手段。多媒體課件PPT是提綱性質的,給出關鍵性的圖,公式及語句即可。那么在講授的過程中,對于這些圖的分析,公式的推導就要借助于黑板,將重點內容進行詳細講解。這樣才能既提高教學效率,又使學生更容易接受。再者,多媒體課件要適當體現教材里沒有體現出來的內容,比如利用一些仿真軟件,動態地對電路進行仿真。提高學生的接收興趣。例如在講解直流斬波電路的時候,可以對Buck變換器進行仿真,觀察其紋波電壓的變換情況,在濾波電路前后,紋波電壓波形變化情況如圖1所示。

      通過演示,讓學生對紋波電壓波形有了更深一層次的了解。這樣的演示可以激發學生學習仿真軟件的興趣,比如PSpice軟件[4],讓每個人都能親自動手接觸電路,進行器件接線、參數設置。邊連線、邊測試、邊修改、邊分析,并與理論計算結果進行對照,分析各元件參數對電路的作用和影響,調試和測量過程就是最好的學習過程。這樣不僅讓學生對所學的知識有了更深的認識,還能鍛煉其自學能力、動手能力、分析問題的能力,也提高了學生利用現代教育技術手段進行創新學習的能力。

      同時在講授的過程中,不能一貫采用“滿堂灌”的形式,要加強訓練學生通過對比、總結的形式來加深理解知識的能力。例如在三相整流電路中,各電路的主要參數如表1所示。

      這樣既便于學生的理解,也能節省課時,給講授新知識、新技術、新產品騰出時間。有效利用課堂教學,有利于啟發和培養學生的創新意識和創新能力,增強學生的發展后勁。

      2.2 教學內容的重新調整

      2.2.1 教學重點的改革 《電力電子技術》主要分三大部分:器件、電路、控制[1]。器件是基礎,電路是主體,控制是拓展,三者相互支撐,相互配合,構成一個整體。

      教學重點應根據各專業學生畢業后所從事的領域進行適當調整。根據調查統計,我校電氣工程及其自動化專業學生畢業后多從事供配電系統及電力傳動領域。

      電力電子技術實訓范文第5篇

      關鍵詞:電力電子技術;教學改革;仿真

      作者簡介:李林琳(1977-),女,遼寧沈陽人,長春工程學院電氣與信息工程學院,配電自動化吉林省高校工程研究中心,講師;邢順濤(1976-),男,吉林延吉人,長春工程學院電氣與信息工程學院,講師。(吉林 長春 130012)

      基金項目:本文系2011年長春工程學院教學研究課題的研究成果。

      中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)03-0064-02

      “電力電子技術”是電氣工程及其自動化專業的專業基礎課程,在人才培養方案和課程體系中起著至關重要的作用。通過“電力電子技術”課程的學習,使學生掌握電力變換的基本理論知識,為后續專業課程打下堅實的理論基礎。本課程來源于工程實踐,理論與實踐并重,因此,本課程將實踐貫穿始終,具有層次性和互補性。通過理論教學、實踐鍛煉、MATLAB仿真等教學活動,有助于提高學生理論聯系實際和應用創新的能力。

      一、“電力電子技術”課程教學改革的必要性

      目前“電力電子技術”的教學仍然停留在傳統的教學模式上,即在課程教學中依照教材的內容和順序講述各種電力變換原理。[1]這種傳統的教學模式存在以下弊病:第一,傳統的教學思想重視學生對書本知識的掌握程度,忽視學生的素質教育,忽視學生應用創新能力的培養;第二,傳統的教學形式方法單一,課堂上教師講授課程,學生只是被動參與,這樣很難激發學生的學習興趣;第三,由于現行教材不能很好地體現電力電子技術的應用和發展,且教材中講授的理論都只集中在技術層次,而忽略了現場應用的實際因素。因此現有的教學存在與實際脫節的情況,從事電力系統及相關行業工作的學生走上工作崗位后,還需投入大量的時間去了解電力電子技術的新原理和在電力系統中的應用,以及電力變換對電力系統的影響。

      本文主要是針對長春工程學院(以下簡稱“我校”)電氣自動化專業的“卓越工程師培養計劃”,在“電力電子技術”課程教學中探索科學合理的教學方法,加強實踐教學工程針對性,培養學生創新思維,提高學生理論聯系實際的能力,為成就未來的“卓越工程師”奠定基礎。

      二、探索“電力電子技術”課程的教學方法

      1.采用多媒體教學,增加教學的直觀性

      由于“電力電子技術”課程中有很多電力變換的原理需要畫波形,受板書的限制,授課的信息量很有限,所以可將“電力電子技術”課程的有關內容制作成多媒體課件進行講解。講述時多媒體教學可與黑板手寫教學同時進行,將多媒體教學和手寫的重點、難點知識相結合,增強教學效果。

      現在“電力電子技術”課程的多媒體課件有很多,但是這些課件普遍存在一個共同的缺點:課件制作過于簡單,缺少動畫和過程講解,很多原理圖都是直接出現,很多結論也是直接給出,這樣對于剛剛接觸電力電子的學生來說很生硬,很難提高學生的學習興趣。對于“電力電子技術”課程的改革,首先從課件入手,重新制作課件,在課件中增加大量動畫和工程實例。比如在講授整流電路時,對于每一種整流變換的電路圖結合工作原理都制作了動畫。教師在上課時,講到某一回路和器件時,該回路和器件都有明顯的標注、聲音和動畫變換。這樣,學生有更直觀的視覺和聽覺感受,加深對工作原理的理解。

      2.引入問題教學法,激勵學生自主學習

      該方法是指采用互動學習的方式,在引出一個新的知識點時,教師首先將問題提出,讓學生先進行充分討論,通過問題來激發學生學習的自主性,然后由老師進行總結,得出一個正確的結論。例如,老師在課堂上給學生提出問題:如果三相橋式整流電路中,某一相觸發電路的觸發信號丟失,整流電路負載側輸出的波形會是什么樣?先請學生闡述自己的觀點,然后由老師理論講解。教師還可以利用MATLAB程序,在課堂上演示,使學生加深對理論知識的理解。這種方法可以極大地激發學生的興趣,使學生成為主動的學習者。問題式教學方法與國際教育相接軌,國外的教育跟注重人的培養,老師不會每天給學生留作業,通常會讓學生準備課題,上課進行討論。國際教育更需要學生自己主動學習,學習完全是自己的事,這樣更好地培養學生的邏輯思維、語言表述和創新意識。

      3.推進案例教學法,引領學生探究工程實踐

      “電力電子技術”的理論教學應與電力企業及日常生產、生活實例相結合。實例可根據教學內容穿插引入,課堂上引用的例子盡可能是學生日常接觸過的或電力行業中的設備,這樣學生會更感興趣。相關章節舉出相應實例,指出課本上的基本電路、基本原理是怎樣運用的實際中去的。這樣一方面能深刻地講述教材上的基礎知識,另一方面能擴大學生的專業應用能力,將會有更好的教學效果。例如,在講完脈沖寬度調制技術(PWM)基本原理內容后,通過風力發電生產案例引入變頻器。首先給出變頻器的主電路及各部分參數要求,其次根據變頻器的主電路圖,結合理論課講過的整流、逆變和PWM控制理論給出變頻器的工作原理,最后可以利用MATLAB仿真軟件給出逆變器各參數波形圖。

      同理,在講授電力電子各部分基本知識的基礎上,可以適時地引入電力企業生產實際案例,使學生對電力電子技術在電力系統中的應用和電力變換對電網穩定性和電能質量的提高、及電力電子新技術的發展對新能源、高壓直流輸電和柔流輸電技術等的影響有所了解,以提高學生的理論知識和實踐能力。

      三、加強實踐教學

      “電力電子技術”是一門實踐性很強的課程,實驗實踐環節占據十分重要的位置。通過“電力電子技術”課程實驗、實習、教學仿真及學生的科技創新活動等活動,構成了螺旋上升式的實踐教學體系,逐步提高學生的實踐動手及應用創新能力。

      1.課程實驗

      電力電子實驗室實行開放式管理,開設近十個實驗,教師教學中可根據需要從中選做5個的實驗。每個實驗每個班級分批、分組進行,每組最多不超2人,每次實驗都由任課教師和一名電力電子實驗室老師共同指導,這樣教師可以對每組學生進行詳細指導。通過課程實驗,可以增加學生的感性認識,提高學生的動手能力,激發學生對所學知識的探索欲望,加深對理論知識的理解。

      2.仿真教學

      仿真實驗模塊主要是根據教學內容設計了相關的仿真實驗內容,要求學生完成簡單的電路設計,實現所要求的電路功能。為完成“卓越工程師培養計劃”的目標,現將MATLAB仿真引入到電力電子技術的理論與實踐教學中,培養學生分析解決問題的能力,在掌握基本理論知識的前提下,培養學生創新意識。

      在對比目前比較流行的仿真軟件后,發現MATLAB更適合電力電子仿真。用計算機仿真可以方便地進行不同器件、不同參數的比較,進行反復試驗。MATLAB提供的仿真工具箱SIMULINK,是一個功能十分強大的仿真軟件,可以根據用戶的需要方便地為系統建立模型,并且十分直觀,它的仿真精度很高,仿真結果準確。應用計算機仿真來研究電力電子技術,有利于提高研究效率,降低研發成本。

      “電力電子技術”仿真所用到的電氣、電子元件模型全部都包含在MATLAB元件庫里面。在MATLAB提示符下鍵入Powerlib命令,這個命令將打開SIMULINK仿真窗口,同時顯示出電力系統模塊工具箱。電力系統仿真環境簡稱“psb”,它幾乎提供了組成電力系統的所有元件。其中包括:同步機、異步機、變壓器、直流機、線性和非線性模塊、傳輸線路、斷路器、負荷模型、電力半導體器件、控制元件、測量元件以及信號顯示模塊等等。

      應用MATLAB軟件,著重研究整流、逆變、斬波及變頻等基本電路的仿真及其波形結果分析,驗證課本中的基本原理。例如整流電路中,對不同的觸發角、不同的負載時參量輸出波形會產生什么樣的差別等,使學生能夠對這些比較難以理解的抽象內容有一個直觀的認識。如圖1單相橋式可控整流電路原理圖。

      在仿真電路中,更改負載的參數就可以得到不同負載類型,如電阻性負載和阻感負載。對于相位控制的整流電路來說,控制角的相位直接影響輸出波形,可以利用MATLAB仿真調整控制角α數值,觀測單相橋式整流電路的輸出波形,及晶閘管兩端的電壓、電流的波形圖。當α=60°時,各參量輸出如圖2。

      MATLAB軟件也可以對一些復雜電路進行模擬仿真,如改變觸發角對波形的影響、缺相對波形的影響等等,并對其波形結果進行量化分析研究。通過改變各項輸入參數觀察其波形變化,從而使學生對電路模型能夠熟知和精通,加深印象,改善課堂教學效果。

      3.體驗式教學

      根據卓越工程師培養計劃,為提高學生的實踐能力,部分課程的實踐環節可占總學時的50%,根據“電力電子技術”課程的特點,可將課堂直接搬到仿真實驗室、實訓基地甚至單位現場。根據現場實際設備結合所學的理論知識進行講解,加深學生對電力電子技術一些抽象概念的理解,做到理論與實際相結合。

      對一些有興趣的學生,可以組織參加教師的科研實踐、學校或省級科技創新計劃、全國電子大賽等。很多學生在比賽中獲得優異的成績,取得良好的效果。通過引領學生參與學科競賽及科技創新活動,使學生對于知識的應用與創新有了完整的體驗。

      四、結論

      電力電子技術在不斷地發展,教學內容與方式也要相應地變化。結合教學方法的改革,可引入新的教學內容;理論授課結合仿真、工程案例和實踐教學環節,使枯燥的理論變成體驗式課程,激發學生的學習興趣,使學生牢固地掌握電力變換的基本理論和當今電力電子技術發展的新動向,豐富知識面,為今后的工作打下堅實的基礎。

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