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一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建以應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心的課程體系
1.課程建設(shè)與改革思路
教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系的改革是“電力電子技術(shù)”課程改革中最重要的環(huán)節(jié),直接關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量的提高,關(guān)系到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。我校按照電力電子器件—電力電子變換電路—電力電子電路的微機控制技術(shù)—電力電子技術(shù)應(yīng)用的思路,以電力電子器件為電路服務(wù),電路為電力電子系統(tǒng)服務(wù),系統(tǒng)為電力電子應(yīng)用服務(wù)的理念作為教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的主導(dǎo)思想,以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心,精選理論內(nèi)容,強化技術(shù)應(yīng)用,及時而恰當(dāng)?shù)匾腚娏﹄娮蛹夹g(shù)的新知識、新技術(shù)、新工藝。
2.調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
在教學(xué)設(shè)計上理論與實踐相結(jié)合,知識傳授與應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合,課內(nèi)與課外相結(jié)合,講授與研討相結(jié)合。將電力電子器件、變換電路作為傳統(tǒng)內(nèi)容,將電力電子技術(shù)應(yīng)用作為實用內(nèi)容,將最先進的自動控制生產(chǎn)線作為新技術(shù),對典型電力電子及電氣傳動系統(tǒng)分析作為討論內(nèi)容,將科研課題引入課堂作為啟發(fā)內(nèi)容,通過典型案例分析,將理論與實際結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力,并通過滲透行業(yè)規(guī)范、安全操作規(guī)程、文明生產(chǎn)等知識培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。課程的講授以電力電子器件的工作原理、特性、參數(shù)、選擇、驅(qū)動與保護電路為基礎(chǔ),以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和參數(shù)計算及電路設(shè)計為核心,以微機控制的脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)和各種軟開關(guān)技術(shù)作為新的控制方法和新技術(shù),把電力電子學(xué)科的發(fā)展方向引入課堂。以電力電子器件的應(yīng)用電路為教學(xué)的重點,解決實際工程問題,使學(xué)生能充分認(rèn)識現(xiàn)代電力電子技術(shù)對交、直流電路的控制和變換能力,并掌握各種變換原理和方法,為后續(xù)課程“運動控制系統(tǒng)”深入學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。
二、強化實踐教學(xué),提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力
1.完善實踐教學(xué)條件
“電力電子技術(shù)”課程具有很強的工程性和實用性,而實驗是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、動手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段。因此,以營造真實的、先進的工程環(huán)境為目標(biāo),緊密結(jié)合工程實際應(yīng)用,投入100多萬元建設(shè)和完善了電力電子技術(shù)實驗室?,F(xiàn)實驗室擁有實驗設(shè)備24臺套,開發(fā)了電力電子技術(shù)仿真研究平臺,構(gòu)建了電力電子技術(shù)實踐教學(xué)體系(包括課內(nèi)實驗、課外實驗、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等),編制相關(guān)的教學(xué)文件。實驗室向?qū)W生全面開放,學(xué)生以團隊的形式開展自主性實驗和學(xué)科競賽培訓(xùn),并為學(xué)生提供實際工程技術(shù)資料、仿真實訓(xùn)教學(xué)軟件,培養(yǎng)工程實踐應(yīng)用能力。
2.精心設(shè)計實驗內(nèi)容
課程組精心設(shè)計了實驗教學(xué)項目和內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生從問題出發(fā),逐步由基礎(chǔ)實驗走向設(shè)計性和綜合性實驗,再過渡到創(chuàng)新性實驗。開設(shè)了晶閘管整流、逆變的驗證性實驗,使學(xué)生對本課程的應(yīng)用有初步認(rèn)識;對直流斬波、交交變換以及PWM控制技術(shù)部分的實驗,則由教師給出電路參數(shù)要求,由學(xué)生自行設(shè)計主電路、驅(qū)動電路等,完成設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學(xué)生分析問題,解決問題的能力;軟開關(guān)技術(shù)的實現(xiàn)等具有較高實用價值的實驗項目,密切聯(lián)系著當(dāng)今電力電子技術(shù)發(fā)展的最前沿技術(shù),并且在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著重要作用。通過實驗學(xué)生了解了電力電子新技術(shù)的發(fā)展動態(tài),同時對本課程的應(yīng)用領(lǐng)域、可以解決的問題有了更直觀感性的認(rèn)識。實驗項目與科研、工程、社會應(yīng)用實踐密切聯(lián)系,形成良性互動,實現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機結(jié)合,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和自主訓(xùn)練。3.增設(shè)課程設(shè)計與調(diào)試環(huán)節(jié)開設(shè)了1周“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計與調(diào)試實踐環(huán)節(jié),以完整的電力電子系統(tǒng)為載體,將電力電子器件選擇以及電力電子主電路、驅(qū)動電路、保護電路、檢測電路、控制電路等內(nèi)容有機地結(jié)合起來,使學(xué)生通過設(shè)計、組裝、實驗和調(diào)試“四位一體”的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。同時,在教學(xué)中使用計算機仿真軟件Matlab/Simulink搭建各種常用電力電子電路,且可方便地調(diào)整電路的參數(shù)進行仿真,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計算機處理復(fù)雜電力電子電路的能力,也為日后從事工程設(shè)計和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。
三、改進教學(xué)方法與手段,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性
在實際教學(xué)實踐中,筆者始終堅持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、能力為主線的教育理念,根據(jù)課程內(nèi)容合理采用不同的教學(xué)方法組織課堂教學(xué),將“理論+實踐+應(yīng)用能力”的教學(xué)模式貫穿在整個教學(xué)活動中,由傳統(tǒng)的教師滿堂灌唱獨角戲變成了教師學(xué)生共同參與的互動學(xué)習(xí),教與學(xué)融為一體。教師有所教,學(xué)生有所學(xué),極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,加深了學(xué)生的理解,加快了學(xué)習(xí)步伐。通過啟發(fā)教學(xué)法、案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法等,增強學(xué)生主觀能動性,活躍課堂氣氛,挖掘?qū)W生潛力,增強專業(yè)素養(yǎng),逐漸讓學(xué)生由“學(xué)會”變成“會學(xué)”,由被動變主動汲取知識。為了分析電力電子器件和電路的工作狀態(tài),使學(xué)生弄清電路中能量的變換和傳遞,筆者制作了本課程比較完善的多媒體教學(xué)課件。利用多媒體技術(shù)將實際應(yīng)用中的電路和電力電子裝置做成影音資料帶到課堂上,結(jié)合典型工程實例,并把電力電子前沿的研究狀況、最新的研究成果以圖表、圖片等方式充實到教學(xué)課件中,提高學(xué)生的感性認(rèn)識,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,不斷提高教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量。同時,建設(shè)了本課程的教學(xué)網(wǎng)站,網(wǎng)站資料豐富,包括教學(xué)資料和典型工程實例等,學(xué)生可以在網(wǎng)上學(xué)習(xí),教師可以在網(wǎng)上進行答疑,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高了教學(xué)效果。
四、改革考核方式,提高學(xué)生對知識的綜合運用能力
1.考試過程全程化
教師根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程性質(zhì)和不同階段的教學(xué)要求,通過課堂提問、討論、平時作業(yè)、單元測驗、實際操作、撰寫報告或論文等方式加強形成性考試評價,并安排階段性考試以強化學(xué)生平時對課程教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握,弱化期末終結(jié)性考核。
2.考核內(nèi)容能力化
考核內(nèi)容圍繞應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心這個目標(biāo)設(shè)置,結(jié)合新的“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容體系,加大電力電子器件特性分析、實際電路分析、應(yīng)用案例分析、實踐技能的比例,側(cè)重考查學(xué)生對知識的綜合運用、解決問題的能力。
3.考核方式多元化
根據(jù)不同階段的教學(xué)要求,考核采取口試、筆試(開卷、閉卷)、開發(fā)設(shè)計相結(jié)合的形式,變單一形式的考核為多種形式的考核。
五、組織課外科技創(chuàng)新活動,探索課內(nèi)與課外培養(yǎng)的有效機制
按照課內(nèi)培養(yǎng)與課外培養(yǎng)相結(jié)合的原則,把培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力固化在教學(xué)任務(wù)中,成立了課外科技活動小組,注意引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生積極參加各種科技競賽活動。依托電力電子實驗室的硬件設(shè)施,積極組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽和“挑戰(zhàn)杯”競賽,以培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力和創(chuàng)新意識。在運行中,加強課外實踐活動的組織和管理,制訂《大學(xué)生課外科技創(chuàng)新實踐活動運行管理辦法》和《實驗室開放運行管理辦法》,對大學(xué)生第二課堂教育的條件保障、激勵政策、管理辦法、評價辦法等做了明確規(guī)定,形成了有效的大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐活動保障體系。
六、加強青年教師培養(yǎng),提高課程組教師整體水平
師資隊伍建設(shè)是課程建設(shè)的關(guān)鍵,課程組教師的理論教學(xué)水平、工程實踐能力、科研水平直接關(guān)乎“電力電子技術(shù)”課程建設(shè)水平。按照校內(nèi)培養(yǎng)與校外培養(yǎng)相結(jié)合、教學(xué)培養(yǎng)和科研培養(yǎng)相結(jié)合的原則,通過建立青年教師“導(dǎo)師制”、定期開展教學(xué)研討和教學(xué)觀摩、實行青年教師實驗室坐班制、深入工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實際、選派教師參加新技術(shù)培訓(xùn)等措施,不斷提高青年教師教學(xué)水平、學(xué)術(shù)水平和實踐能力。
七、結(jié)語
電力電子技術(shù)隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷地更新,其應(yīng)用范圍越來越廣泛,不僅用于一般工業(yè),也廣泛用于交通運輸、電力、通信、計算機、新能源系統(tǒng)等。“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)應(yīng)緊跟時代變化的步伐,不斷更新和充實教學(xué)內(nèi)容,改進教學(xué)方法與手段,完善實踐教學(xué)條件建設(shè),創(chuàng)新實驗內(nèi)容,將電力電子技術(shù)理論知識與實踐緊密聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的工程意識,提高實踐能力和創(chuàng)新能力。
作者:侯麗華杜波單位:長春工程學(xué)院教師發(fā)展中心長春工程學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院