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1、电力电子技术课程的教学改革研究与实践科教平台ScienceandTechnoIogyConsu电力电子技术课程的教学改革研究与实践付光杰陶国彬赵海龙王金玉(大庆石油学院电气信息工程学院黑龙江大庆163318)摘要:电力电子技术是电气工程学科的重要主干课程之一,是后续专业课的基础课程,课题组教师对如何搞好该课程教学使学生更好的掌握各部分知识进行了认真的思考,并对课程进行教学改革的研究与实践,首先对课程知识模块化,然后进行理论教学和实践教学的改革,实践证明该教学改革方法是有效的,该教学改革方法可推广到其他课程教学中.关键词
2、:知识模块教学改革实验教学设计中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:0673—0534(2007)05(a)02l7021前言在我国面临严重能源危机的今天,我校电气信息工程学院以培养电能高效安全利用方面的高素质人才为目标.电力电子技术研究的内容是如何利用功率半导体开关器件对电能进行变换和控制,它对提高电能利用效率,提高电能传输安全性等问题有重要作用,是电气工程学科的重要主干课程之一.近几年课题组通过该课程教学方法和内容的改革,取得了一定的成效,为学生毕业后从事电力生产,传输,利用等领域的管理和技术工作以及今后的继
3、续深造打下坚实的技术基础.2课程知识模块电力电子技术课程的内容按知识结构和教学环节进行划分,模块化有利于学生对课程知识的分层和系统掌握,具体知识模块结构图如图1所示.3课程的重点,难点及解决办法3.1课程的重点各类电力半导体开关器件的通断控制特性,四类基本电力电子开关电路拓扑结构,实现电力电子变换和电力电子补偿控制的原理,电力电子变换的过程中运行参数的变化及实时控制特性,输入输出电流电压波形分析.3.2课程的难点电力电子电路种类繁多,当电路中含多个开关器件时电路的运行模态较多,且理解电力电子电路特性时常常要从¨s级,m
4、S级和s级等不同时间尺度人手,因此学生学习时容易被本门课程表面的繁杂所迷惑,甚至感到无所适从.而且本门课程实践性很强,学生在课程学习时却难以将所学知识与实践相结合.3.3解决办法(1)优化课程内容,将电力电子技术的内容分为有机的几个部分,提出了新的课程内容设置思路,即:以电力电子开关器件为核心,以电力电子技术四类基本变换器和两种控制方法为基础,以四类应用为目标,兼顾当前技术发展,这种内容设置方法有利于学生掌握课程核心内容.(2)改进讲授方法,总结归纳出电力电子特有的思维方式,以此为主线贯穿在各种电路的讲授中,既能加深学
5、生对课程的认识,又能提高学生的专业素养,避免学生死记硬背课程内容.(3)引入新手段,通过动画演示,加深学生对含有多种工作模态的开关型电力电子电路的理解,提高学生的学习兴趣.(4)结合科研实例,提高学生学习兴趣.4实践教学的设计思想与效果电力电子技术是实践性很强的学科,为此我们除了加强实验教学环节以外,还为学生安排了其他环节的实践活动:课程后续的课程设计,课外的创新实践,优秀学生在教师指导下直接参加实际的科研项目.4.1实验教学设计在学校的大力支持下,近年来实验教学从教学思想,实验教学管理和教学条件上都有了很大改进,正在
6、由演示性,验证性实验向设计性和创新性实验发展,由封闭实验室管理向开放管理发展,由单一的电力电子实验向综合性实验发展,由教师主导进行实验向发挥学生自主性发展.从电力电子技术本身体现了其它基础理论课程内容的综合着手,将电机与拖动,自动控制理论,电机调速3门与电力电子技术这样--r]应用型课程密切相关的内容,与电力电子实验综合成一个实验台开设实验课程,内容包括各门课程的基本实验,各课程之间的综合性实验,设计性实验,以及自行命题的创新性实验4个层次,其中,涉及到电力电子以及和其他课程的综合性实验达到38学时,增加了软开关,单端
7、正激,单端反激,移相全桥,单相全桥逆变,三相桥逆变,以及直流电机基础知识,基本概念1I基本方法l1软开关技ll电力电子技术的应电力电子器件的原理和特性辅助一兀件及系四种变换器的原理,两种基本控制方法提高电路性能的最新研究思路及成果电力电子电源电力拖动补偿控制器电力输电电力电子电路实验相控AC/DC变换,PFC电路和DC/A~AC:tA~变换,DC/DC变换,P雅控制技术图1电力电子技术课程知识模块结构图速度控制,交流变频调速等电力电子技术应用实验.除了必做实验外,其余为选做实验,为学生的个性化发展提供了广阔的空间,从根
8、本上解决了电力电子这样的强电类实验只能做验证性实验的问题.其中的部分设计性实验采用课程设计方式,效果很好,许多同学由此激发了学习趣,从此走上电力电子技术研究的专业之路.4.2课程组织形式课程指导以实验室实验指导为主,较多疑难问题由教师在课堂上集中解答.实验室指导由教师,实验技术人员和实验室助教共同组成指导小组来完成.4.3考核内容
