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【摘 要】《电力电子技术》课程中采用项目教学法是该课程教学方法的改革与创新，引入Matlab仿真教学，改变传统教学模式，改善教学效果，培养高素质的应用型人才。
【关键词】电力电子技术；项目教学法； Matlab仿真软件
国际电气和电子工程师协会（IEEE）将电力电子技术表述为：有效地使用电力半导体器件，应用电路和设计理论以及分析工具，实现对电能的高效变换和控制的一门技术。该技术是在20世纪后半叶产生和发展起来的一门崭新的技术，现已发展成为一门综合电力、电子和控制三个领域的新型工程技术学科。《电力电子技术》 既是电气工程及其自动化、自动化等专业的重要专业基础课，也是机电一体化等专业的重要专业课，该课程的特点是实用性、工程性和综合性很强。在以往的教学中，虽采取多媒体课件授课，但还是以“教师为中心”的注入式教学模式，老师课堂上费尽心机提供了许多工业图片、动画等资料，但学生还是被动接受缺乏感性认识。实践教学也以验证型为主，学生观察到的实验现象和波形只要和课本上相似就行了，而对实验中出现的问题往往不能独立思考来解决，不知道通过实验环节到底考察哪些知识的掌握，甚至对为什么出现这样的实验结果也是一知半解。目前随着工业自动化程度的迅速提高，社会对自动控制、电气工程、电子类专业的人才要求是既要有扎实的专业知识又要有一定的动手能力和自我探索能力。而电力电子技术课程的教学过程中存在的问题显然不符合这一要求，很有必要进行教学改革。鉴于项目教学法的种种优点，尝试把项目教学法引入电力电子技术课程教学中，以实现独立学院培养应用型人才的培养目标，通过不断的实践活动的开展，激发学生学习兴趣，培养学生发现问题、解决问题的意识，提高学生实践动手能力，帮助学生养成良好的学习习惯。
1.项目教学法实施意义
项目教学法是将学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着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。在项目教学实施中，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的方法。教师要从本课程的应用实际出发，完成项目所需的知识、能力、素质的培养，同时分析构建项目模型、项目内容、项目实施流程，教师还要根据多年教学经验对这些资源进行归纳和整理，制定对学生综合能力不断提高的阶梯式项目课程，课程内容要增加自主学习、技术含量由少到多、技术难度由浅入深，让学生能更好地适应。
2.项目教学法的实施
根据教学大纲的要求，将《电力电子技术》的教学内容分为电力电子器件、交流-直流变换、直流-直流变换、直流-交流变换、交流-交流变换五个知识模块。每个模块的教学目标明确，即可以分五个教学项目开展。
1）基本教学实施过程
项目实施时，教师首先要制定项目计划，确定每个项目的内容，将班级学生进行分组，每组成员自由分工，合作完成每一个教学项目。教师要积极引导学生通过相关书籍、图书馆电子资源以及上网来搜索相关信息，进行充分的准备工作，目的是为使学生由被动听课转为主动探求、自主学习，达到掌握知识点的同时强化实践锻炼的目的，采取了以实践应用为出发点的“理论～实践一体化”的项目教学，从而完成课程教学要求。不同的教学模块，教学要求不一样，因此，教学内容及过程也就不一样。例如在电力电子器件这一个知识模块教学过程中，首先教师完成理论教学，介绍器件的工作原理。在实践环节中，教师选择某种型号的晶闸管作为实践教学分析对象，从实物认识—技术资料—器件检测这几个教学环节完成该项目。而在交流-直流变换电路这个教学项目中，教师同样选择某一种基本的整流电路拓扑结构，从原理图分析-参数设计-实际电路搭建完成该项目的教学。通过一系列项目任务，使学生能够根据不同的课题要求提出问题，分析问题，并运用学到的新知识去解决问题，从而全面提高学生的综合能力。一些典型的项目完成后，还可以配备一定量的习题，以巩固学生的知识点，进一步加强、提升学生分析问题的能力和对新知识的应用能力。
2）MATLAB仿真软件的应用
计算机仿真是使用计算机对已经存在或正在设计的对象的模型进行研究，具有精度高、重复性好等特点，是进行科学研究的重要手段之一。现在出现了大量的仿真软件，将电子仿真设计软件Pspice和科学计算软件MatLab等引入到电力电子技术教学中，让学生按研究的侧重面或实际需要对实际对象进行简化提炼，而不是原型的复现，这样有利于抓住其本质或主要矛盾，对所学理论有深刻的理解，也为学生今后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。本课程选用Matlab软件进行仿真。 MatLab 控制系统仿真软件是当今国际控制界公认的标准计算软件，MatLab拥有丰富的数据类型和结构、友善的面向对象、快速精良的图形可视、广博的数学和数据分析资源、多类型的应用开发工具。特别是Simulink这一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境的出现，使人们有可能考虑许多以前不得不做简化假设的非线性因素、随机因素，从而即使学生没有对非线性动态系统进行分析研究的数学基础，仍可通過仿真来认知非线性对系统动态的影响。电力电子电路是一种非常典型的非线性电路，很多电路结果都要进行波形分析，各种繁杂的波形不仅要花费很多时间来画出这些波形，而且手工绘出的波形还缺乏灵活性，采用软件对电力电子电路进行仿真，从示波器上直接观察到各个电路的电压、电流波形，对帮助学生理解将起到较好的辅助作用。教师可将Simulink中电力模型库介绍给学生，并通过演示几个小示例鼓励学生课下学习软件的使用方法，并布置简单电路的仿真作业让学生掌握基本的仿真方法。通过仿真，学生能够直观地感受到电路参数的变化对波形的影响，巩固课上的知识点，并且增强学生设计能力和学习能力。
3）项目评价
项目完成以后以组为单位，每组派出代表，讲解所设计电路的工作原理，分享自已的收获，遇到了什么样的问题，又用什么样的方式解决这些问题。然后通过师生共同评价的方式，确定下每组的分数。通过这个环节可以良好的促进学生与人交流，与人合作的分工协作的良好意识。
在《电力电子技术》课中实施项目教学法，是教育理念的更新，是教学方法的创新，它改变了传统的教学模式，为学生提供了更加有效的学习环境，在整个教学过程中充分体现了“项目驱动式”教学，发挥了学生的主体作用，激发了学生的求知欲，大大巩固和提高了教学效果。并且有效地提高了学生的专业能力、方法能力、社会能力，发展和培养了学生的创新能力，提高了学生的综合素质，为学生终身学习及创业奠定了良好基础。
参考文献：
[1]赵仁德，王艳松，张加胜，等.“电力电子技术”课程设计的内容与考核方法探讨【J】.电气电子教学学报，2011，（S1）：59—65.
[2]李久胜，王明彦，孙铁城.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，（S1）：81-84.
作者简介：
左小琼，女，武汉东湖学院机电工程学院，讲师，主要研究方向：电力电子及其控制技术。
蔡丽，女，武汉东湖学院机电工程学院，讲师，博士，主要研究方向：机械电子工程。
【关键词】电力电子技术；项目教学法； Matlab仿真软件
国际电气和电子工程师协会（IEEE）将电力电子技术表述为：有效地使用电力半导体器件，应用电路和设计理论以及分析工具，实现对电能的高效变换和控制的一门技术。该技术是在20世纪后半叶产生和发展起来的一门崭新的技术，现已发展成为一门综合电力、电子和控制三个领域的新型工程技术学科。《电力电子技术》 既是电气工程及其自动化、自动化等专业的重要专业基础课，也是机电一体化等专业的重要专业课，该课程的特点是实用性、工程性和综合性很强。在以往的教学中，虽采取多媒体课件授课，但还是以“教师为中心”的注入式教学模式，老师课堂上费尽心机提供了许多工业图片、动画等资料，但学生还是被动接受缺乏感性认识。实践教学也以验证型为主，学生观察到的实验现象和波形只要和课本上相似就行了，而对实验中出现的问题往往不能独立思考来解决，不知道通过实验环节到底考察哪些知识的掌握，甚至对为什么出现这样的实验结果也是一知半解。目前随着工业自动化程度的迅速提高，社会对自动控制、电气工程、电子类专业的人才要求是既要有扎实的专业知识又要有一定的动手能力和自我探索能力。而电力电子技术课程的教学过程中存在的问题显然不符合这一要求，很有必要进行教学改革。鉴于项目教学法的种种优点，尝试把项目教学法引入电力电子技术课程教学中，以实现独立学院培养应用型人才的培养目标，通过不断的实践活动的开展，激发学生学习兴趣，培养学生发现问题、解决问题的意识，提高学生实践动手能力，帮助学生养成良好的学习习惯。
1.项目教学法实施意义
项目教学法是将学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着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。在项目教学实施中，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的方法。教师要从本课程的应用实际出发，完成项目所需的知识、能力、素质的培养，同时分析构建项目模型、项目内容、项目实施流程，教师还要根据多年教学经验对这些资源进行归纳和整理，制定对学生综合能力不断提高的阶梯式项目课程，课程内容要增加自主学习、技术含量由少到多、技术难度由浅入深，让学生能更好地适应。
2.项目教学法的实施
根据教学大纲的要求，将《电力电子技术》的教学内容分为电力电子器件、交流-直流变换、直流-直流变换、直流-交流变换、交流-交流变换五个知识模块。每个模块的教学目标明确，即可以分五个教学项目开展。
1）基本教学实施过程
项目实施时，教师首先要制定项目计划，确定每个项目的内容，将班级学生进行分组，每组成员自由分工，合作完成每一个教学项目。教师要积极引导学生通过相关书籍、图书馆电子资源以及上网来搜索相关信息，进行充分的准备工作，目的是为使学生由被动听课转为主动探求、自主学习，达到掌握知识点的同时强化实践锻炼的目的，采取了以实践应用为出发点的“理论～实践一体化”的项目教学，从而完成课程教学要求。不同的教学模块，教学要求不一样，因此，教学内容及过程也就不一样。例如在电力电子器件这一个知识模块教学过程中，首先教师完成理论教学，介绍器件的工作原理。在实践环节中，教师选择某种型号的晶闸管作为实践教学分析对象，从实物认识—技术资料—器件检测这几个教学环节完成该项目。而在交流-直流变换电路这个教学项目中，教师同样选择某一种基本的整流电路拓扑结构，从原理图分析-参数设计-实际电路搭建完成该项目的教学。通过一系列项目任务，使学生能够根据不同的课题要求提出问题，分析问题，并运用学到的新知识去解决问题，从而全面提高学生的综合能力。一些典型的项目完成后，还可以配备一定量的习题，以巩固学生的知识点，进一步加强、提升学生分析问题的能力和对新知识的应用能力。
2）MATLAB仿真软件的应用
计算机仿真是使用计算机对已经存在或正在设计的对象的模型进行研究，具有精度高、重复性好等特点，是进行科学研究的重要手段之一。现在出现了大量的仿真软件，将电子仿真设计软件Pspice和科学计算软件MatLab等引入到电力电子技术教学中，让学生按研究的侧重面或实际需要对实际对象进行简化提炼，而不是原型的复现，这样有利于抓住其本质或主要矛盾，对所学理论有深刻的理解，也为学生今后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。本课程选用Matlab软件进行仿真。 MatLab 控制系统仿真软件是当今国际控制界公认的标准计算软件，MatLab拥有丰富的数据类型和结构、友善的面向对象、快速精良的图形可视、广博的数学和数据分析资源、多类型的应用开发工具。特别是Simulink这一个交互式操作的动态系统建模、仿真、分析集成环境的出现，使人们有可能考虑许多以前不得不做简化假设的非线性因素、随机因素，从而即使学生没有对非线性动态系统进行分析研究的数学基础，仍可通過仿真来认知非线性对系统动态的影响。电力电子电路是一种非常典型的非线性电路，很多电路结果都要进行波形分析，各种繁杂的波形不仅要花费很多时间来画出这些波形，而且手工绘出的波形还缺乏灵活性，采用软件对电力电子电路进行仿真，从示波器上直接观察到各个电路的电压、电流波形，对帮助学生理解将起到较好的辅助作用。教师可将Simulink中电力模型库介绍给学生，并通过演示几个小示例鼓励学生课下学习软件的使用方法，并布置简单电路的仿真作业让学生掌握基本的仿真方法。通过仿真，学生能够直观地感受到电路参数的变化对波形的影响，巩固课上的知识点，并且增强学生设计能力和学习能力。
3）项目评价
项目完成以后以组为单位，每组派出代表，讲解所设计电路的工作原理，分享自已的收获，遇到了什么样的问题，又用什么样的方式解决这些问题。然后通过师生共同评价的方式，确定下每组的分数。通过这个环节可以良好的促进学生与人交流，与人合作的分工协作的良好意识。
在《电力电子技术》课中实施项目教学法，是教育理念的更新，是教学方法的创新，它改变了传统的教学模式，为学生提供了更加有效的学习环境，在整个教学过程中充分体现了“项目驱动式”教学，发挥了学生的主体作用，激发了学生的求知欲，大大巩固和提高了教学效果。并且有效地提高了学生的专业能力、方法能力、社会能力，发展和培养了学生的创新能力，提高了学生的综合素质，为学生终身学习及创业奠定了良好基础。
参考文献：
[1]赵仁德，王艳松，张加胜，等.“电力电子技术”课程设计的内容与考核方法探讨【J】.电气电子教学学报，2011，（S1）：59—65.
[2]李久胜，王明彦，孙铁城.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，（S1）：81-84.
作者简介：
左小琼，女，武汉东湖学院机电工程学院，讲师，主要研究方向：电力电子及其控制技术。
蔡丽，女，武汉东湖学院机电工程学院，讲师，博士，主要研究方向：机械电子工程。