论文部分内容阅读
摘要：“电力电子技术”课程实验教学对培养电气类工程技术人才非常重要。从实验课程教学的基本规律及现状出发，在实验教材、授课方法、考核制度等方面进行探索创新以提高实验教学质量，主要包括优化实验教学内容、发挥多媒体在实验教学中的优势；夯实基础知识、提高验证性实验效率；科学考核，加强互动反馈等方法。实践结果表明该方法对学生的自主学习能力、工程实践能力和创新创造能力的提高均有较好的促进作用。
关键词：电力电子技术实验；考核；反馈
作者简介：汤波（1984-），男，山东邹城人，上海电力学院电气工程学院，工程师；牟雪云（1983-），男，山东潍坊人，上海电力学院电气工程学院，助理工程师。（上海 20090）
基金项目：本文系上海市“085”工程专项基金资助的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0083-02
“电力电子技术”课程是高等院校电气工程及其自动化相关专业的一门重要的专业基础课，课程本身具有较强的理论性、应用性和实践性。因学生培养目标的差异性，针对不同专业、不同教学层次，该课程在课时安排、教学方法及考核要求等方面存在一定差异。上海电力学院是一所以电力为特色的教学型院校，电气工程及其自动化专业特色鲜明，自动化、测控及应用物理等专业缘“电”而生，和电力行业具有很强的关联性。学校主要培养立足一线、面向应用的具有电力特色的应用型工程人才。学生不仅要具备较为扎实的理论基础，同时还要具备一定的工程应用能力和开拓创新意识。“电力电子技术”课程作为具有电力特色的应用型人才培养的重要课程之一，在学生的专业素养塑造、实践能力提高中具有重要作用，而实验教学在整个课程教学中的地位非常重要，在人才培养中建立与之相配套的实验教学环节，不断改进和完善实验教学方法，以提升实验教学质量。本文主要探讨“电力电子技术”实验教学质量提升的举措及成效。
一、实验教学现状分析
上海电力学院（以下简称“我校”）电力电子技术实验室建于2006年，设备采用10套浙江天煌教仪生产的DJDK-1型实验平台，单套实验平台一般安排2～3名同学合作实验。实验为课程内实验，在实验相关理论部分教学完成后由实验室安排学生采用多批次教学，由于单批次最多容纳30人同时实验，而每学年需进行实验的学生达800人（电气工程自动化专业480人，自动化专业120人，测控专业120人，应用物理专业80人），教学批次量大，工作量非常繁重。
由于电力电子技术的不断发展，课程本身的知识容量不断扩充，和有限的教学课时的矛盾日益突出，凝炼教学内容，提高学生的自主学习能力显得日益迫切。目前开展实验均为验证性或演示性实验。实验教学采用成熟的实验平台，按照实验指导书对实验内容、原理、步骤的详细介绍，按部就班的“走流程”即可得出指导书列出的实验数据及结果，学生真正动手设计、搭建、调试电路的机会较少，实验过程很少或者基本没有需要学生动手及创新环节，实验后学生对实验过程印象及实验原理的理解均较肤浅。
二、实验教学的指导思想
为培养学生的自主学习能力、工程实践能力和创新创造能力，加快建设开放性实验室尤为重要，根据目前各相关兄弟高校及我校实际情况，电力电子课程开放实验室的组成采用立体的多层次多手段体系，其组成包括现有实验平台、软件仿真平台、第二课堂平台（大学生智能车模大赛、挑战杯、大学生创新项目等）、教师科研平台等，并充分发挥上述各平台的互补性，全方位提高电力电子实验教学质量。
根据“电力电子技术”实验教学质量提升的要求，我校电力电子技术实验基本顺序为器件特性及基本电路原理学习—验证性实验—软件仿真分析—综合性实验—设计性实验，整个实验教学思想可概括为“四引入、重过程”。其中验证性实验中引入分析、调试环节；实验平台装置实验中引入软件仿真环节；实验室建设、科创项目及教师科研项目中引入设计性综合性实验环节；实验过程引入分享环节。
三、教学方法改进
从实验课程教学的基本规律及现状出发，在实验教材、授课方法、考核制度等方面进行探索创新。
1.优化实验教学内容，发挥多媒体在实验教学中的优势
在电力电子器件方面主要讲解晶闸管、IGBT器件，在整流电路方面主要为单相半波整流电路、单相全控整流电路和三相半波整流电路及有源逆变；直流斩波电路中主要为升压斩波和降压斩波电路、单相交流调压电路。除指定教材外，建设了电力电子技术课程网站论坛，针对实验教学自编了实验教学教材指导学生学习实验装置及实验要求，对实验基本电路及硬件验证电路采用MATLAB和ORCAD PSpice仿真分析，对各实验元器件或基本电路特性制作了基本操作示范录像，加强理论学习、仿真分析与实验验证的互动，形成涵盖理论预习、仿真分析、硬件验证、综合反馈的实综合验报告。
2.夯实基础知识，提高验证性实验效率
我校电力电子实验课通常开设单相半波可控整流实验、三相半波可控整流及有源逆变实验、单相交流调压实验、直流斩波电路特性实验、IGBT特性及其驱动与保护电路实验、单相正弦波脉宽调制（SPWM）逆变实验等12个基本实验，为了提高教学效率并培养学生的自主学习能力，实验前要求学生进行预习。
将实验基本原理、各实验器件、控制与驱动电路性能等实验基本单元在实验指导书的基础上制作PPT、视频讲解录像等供学生预习使用，发挥多媒体比纸质书本更能吸引学生学习的优势，让学生在实验前熟悉实验电路器件及基本原理。学生实验时老师介入设置一定的故障，引导学生在预习的基础上发挥主观能动性，排除各种故障完成实验。如三相半波可控整流电路试验时可设置单只晶闸管烧坏、门极无触发脉冲、断路、电源相序不一致等故障，引导学生不断思考，达到夯实基础知识和提高验证性实验教学效率的双重目标。 3.科学考核，加强互动反馈
实验考核的目标是强化实验过程，将学生几次实验的总体考核分解到每个实验的每环节考核。实验前检查并对学生的预习报告进行考核，要求预习报告应包括实验基本原理、元器件多媒体及网络学习的理解心得、实验的软件仿真结果等；实验中对实验过程的逻辑性、故障的排查能力等综合动手能力进行考核；实验结束时采用答辩式考核。每次实验的考核成绩为上述三次考核按3：4：3加权成绩，实验课程成绩为本课程所有实验的加权成绩。将考核过程平时化，既减少了期末考核的压力，也使考核更加科学。而实验指导教师的主要工作由原来的实验前讲授变成对学生的量化考核及学生学习过程中出现问题的化解。
四、结束语
经过两年的实验教学，我校电力电子实验教学及电力电子课程教学质量均取得了长足的进步，学生实验报告质量进步明显，参加电力电子实验的热情空前高涨，学生的专业知识理解及掌握程度得到较大的提高，对学生的自主学习能力、工程实践能力和创新创造能力的提高均有较好的促进作用。
今后的改革中须进一步凝炼教学内容，加强对考核标准的量化研究，增强不同教师考核结果的一致性。
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]王鲁杨，王禾兴.电力电子技术实验指导书[M].北京：中国电力出版社，2011.
[3]廖德利，李先允.应用型本科“电力电子技术”实验教学探讨[J].中国电力教育，2010，（28）：122-124.
[4]陈新，龚春英，肖岚，等.“电力电子技术”课程的教学探讨[J].电气电子教学学报，2009，31（3）：21-22.
[5]孙铁成，杨华，吕瑞丰，等.“电力电子技术”实践性教学体系的建设与实践[J].电气电子教学学报，2009，（33）：107-109.
[6]许春雨.电力电子技术课程的教学与实践[J].电气电子教学学报，2010，（S1）.
[7]李久胜，王明彦，杨桂杰，等.“电力电子基础”课程的研究导向型教学设计[J].电气电子教学学报，2008，（5）：84-86.
[8]赵凯岐，兰海，杜春洋.电力电子技术双环节实验教学新方法[J].电气电子教学学报，2009，31（3）：73-74，90.
（责任编辑：王意琴）
关键词：电力电子技术实验；考核；反馈
作者简介：汤波（1984-），男，山东邹城人，上海电力学院电气工程学院，工程师；牟雪云（1983-），男，山东潍坊人，上海电力学院电气工程学院，助理工程师。（上海 20090）
基金项目：本文系上海市“085”工程专项基金资助的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0083-02
“电力电子技术”课程是高等院校电气工程及其自动化相关专业的一门重要的专业基础课，课程本身具有较强的理论性、应用性和实践性。因学生培养目标的差异性，针对不同专业、不同教学层次，该课程在课时安排、教学方法及考核要求等方面存在一定差异。上海电力学院是一所以电力为特色的教学型院校，电气工程及其自动化专业特色鲜明，自动化、测控及应用物理等专业缘“电”而生，和电力行业具有很强的关联性。学校主要培养立足一线、面向应用的具有电力特色的应用型工程人才。学生不仅要具备较为扎实的理论基础，同时还要具备一定的工程应用能力和开拓创新意识。“电力电子技术”课程作为具有电力特色的应用型人才培养的重要课程之一，在学生的专业素养塑造、实践能力提高中具有重要作用，而实验教学在整个课程教学中的地位非常重要，在人才培养中建立与之相配套的实验教学环节，不断改进和完善实验教学方法，以提升实验教学质量。本文主要探讨“电力电子技术”实验教学质量提升的举措及成效。
一、实验教学现状分析
上海电力学院（以下简称“我校”）电力电子技术实验室建于2006年，设备采用10套浙江天煌教仪生产的DJDK-1型实验平台，单套实验平台一般安排2～3名同学合作实验。实验为课程内实验，在实验相关理论部分教学完成后由实验室安排学生采用多批次教学，由于单批次最多容纳30人同时实验，而每学年需进行实验的学生达800人（电气工程自动化专业480人，自动化专业120人，测控专业120人，应用物理专业80人），教学批次量大，工作量非常繁重。
由于电力电子技术的不断发展，课程本身的知识容量不断扩充，和有限的教学课时的矛盾日益突出，凝炼教学内容，提高学生的自主学习能力显得日益迫切。目前开展实验均为验证性或演示性实验。实验教学采用成熟的实验平台，按照实验指导书对实验内容、原理、步骤的详细介绍，按部就班的“走流程”即可得出指导书列出的实验数据及结果，学生真正动手设计、搭建、调试电路的机会较少，实验过程很少或者基本没有需要学生动手及创新环节，实验后学生对实验过程印象及实验原理的理解均较肤浅。
二、实验教学的指导思想
为培养学生的自主学习能力、工程实践能力和创新创造能力，加快建设开放性实验室尤为重要，根据目前各相关兄弟高校及我校实际情况，电力电子课程开放实验室的组成采用立体的多层次多手段体系，其组成包括现有实验平台、软件仿真平台、第二课堂平台（大学生智能车模大赛、挑战杯、大学生创新项目等）、教师科研平台等，并充分发挥上述各平台的互补性，全方位提高电力电子实验教学质量。
根据“电力电子技术”实验教学质量提升的要求，我校电力电子技术实验基本顺序为器件特性及基本电路原理学习—验证性实验—软件仿真分析—综合性实验—设计性实验，整个实验教学思想可概括为“四引入、重过程”。其中验证性实验中引入分析、调试环节；实验平台装置实验中引入软件仿真环节；实验室建设、科创项目及教师科研项目中引入设计性综合性实验环节；实验过程引入分享环节。
三、教学方法改进
从实验课程教学的基本规律及现状出发，在实验教材、授课方法、考核制度等方面进行探索创新。
1.优化实验教学内容，发挥多媒体在实验教学中的优势
在电力电子器件方面主要讲解晶闸管、IGBT器件，在整流电路方面主要为单相半波整流电路、单相全控整流电路和三相半波整流电路及有源逆变；直流斩波电路中主要为升压斩波和降压斩波电路、单相交流调压电路。除指定教材外，建设了电力电子技术课程网站论坛，针对实验教学自编了实验教学教材指导学生学习实验装置及实验要求，对实验基本电路及硬件验证电路采用MATLAB和ORCAD PSpice仿真分析，对各实验元器件或基本电路特性制作了基本操作示范录像，加强理论学习、仿真分析与实验验证的互动，形成涵盖理论预习、仿真分析、硬件验证、综合反馈的实综合验报告。
2.夯实基础知识，提高验证性实验效率
我校电力电子实验课通常开设单相半波可控整流实验、三相半波可控整流及有源逆变实验、单相交流调压实验、直流斩波电路特性实验、IGBT特性及其驱动与保护电路实验、单相正弦波脉宽调制（SPWM）逆变实验等12个基本实验，为了提高教学效率并培养学生的自主学习能力，实验前要求学生进行预习。
将实验基本原理、各实验器件、控制与驱动电路性能等实验基本单元在实验指导书的基础上制作PPT、视频讲解录像等供学生预习使用，发挥多媒体比纸质书本更能吸引学生学习的优势，让学生在实验前熟悉实验电路器件及基本原理。学生实验时老师介入设置一定的故障，引导学生在预习的基础上发挥主观能动性，排除各种故障完成实验。如三相半波可控整流电路试验时可设置单只晶闸管烧坏、门极无触发脉冲、断路、电源相序不一致等故障，引导学生不断思考，达到夯实基础知识和提高验证性实验教学效率的双重目标。 3.科学考核，加强互动反馈
实验考核的目标是强化实验过程，将学生几次实验的总体考核分解到每个实验的每环节考核。实验前检查并对学生的预习报告进行考核，要求预习报告应包括实验基本原理、元器件多媒体及网络学习的理解心得、实验的软件仿真结果等；实验中对实验过程的逻辑性、故障的排查能力等综合动手能力进行考核；实验结束时采用答辩式考核。每次实验的考核成绩为上述三次考核按3：4：3加权成绩，实验课程成绩为本课程所有实验的加权成绩。将考核过程平时化，既减少了期末考核的压力，也使考核更加科学。而实验指导教师的主要工作由原来的实验前讲授变成对学生的量化考核及学生学习过程中出现问题的化解。
四、结束语
经过两年的实验教学，我校电力电子实验教学及电力电子课程教学质量均取得了长足的进步，学生实验报告质量进步明显，参加电力电子实验的热情空前高涨，学生的专业知识理解及掌握程度得到较大的提高，对学生的自主学习能力、工程实践能力和创新创造能力的提高均有较好的促进作用。
今后的改革中须进一步凝炼教学内容，加强对考核标准的量化研究，增强不同教师考核结果的一致性。
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]王鲁杨，王禾兴.电力电子技术实验指导书[M].北京：中国电力出版社，2011.
[3]廖德利，李先允.应用型本科“电力电子技术”实验教学探讨[J].中国电力教育，2010，（28）：122-124.
[4]陈新，龚春英，肖岚，等.“电力电子技术”课程的教学探讨[J].电气电子教学学报，2009，31（3）：21-22.
[5]孙铁成，杨华，吕瑞丰，等.“电力电子技术”实践性教学体系的建设与实践[J].电气电子教学学报，2009，（33）：107-109.
[6]许春雨.电力电子技术课程的教学与实践[J].电气电子教学学报，2010，（S1）.
[7]李久胜，王明彦，杨桂杰，等.“电力电子基础”课程的研究导向型教学设计[J].电气电子教学学报，2008，（5）：84-86.
[8]赵凯岐，兰海，杜春洋.电力电子技术双环节实验教学新方法[J].电气电子教学学报，2009，31（3）：73-74，90.
（责任编辑：王意琴）