电力电子理实一体化教育模式探析.pdf

自动化与仪器仪表) 2 0 1 4 年第3 期( 总第1 7 3 期) 电力电子理实一体化教育模式探析 杜红艳，郭变 ( 陕西工业职业技术学院 陕西成阳，7 1 2 0 0 0 ) 摘要：电力电子技术这门学科的主要内容就是使用电子元件进行控制、变换电能。高等职业学校学生学习本课程的 目的就在于站在运用的角度上对电力电子器件的工作性能有了较深的了解，然后运用所学知识对电力电子的主要内容能够 进行透彻的解析。将理实一体化教育模式运用到电力电子这门学科上，不但能够使学生获得扎实的理论知识，而且可以通 过实训室的相关设备对电力电子器件进行实践操作，进而加深对相关知识的理解，为学好这门科目奠定坚实的基础。 关键词：电力电子；理实一体化；教学模式 Ab s t r a c t ： P o w e r E l e c t r o n i c s T e c h n o l o g y , wh i c h s u b j e c t s t h e ma i n c o n t e n t i s t o u s e e l e c tr o n i c c o mp o n e n t s t o c o n tr o l a n d tr ans - f o r m e n e r g y Hi g h e r v o c a t i o n a l s t u d e n t s l e a r n i n g the p u r p o s e o f thi s c o u r s e i s t h a t s i t e i n th e c o n t e x t o f the u s e o f t h e p o we r o f e l e c - t r o n i c d e v i c e s wo r k p e r f o rm an c e wi t h a mo r e p r o f o u n d u n d e r s t an d i n g ， an d t h e n a p p l y the k n o wl e d g e o f t h e p o we r e l e c t r o n i c s o f th e ma i n c o n t e n t t o b e a b l e t o c o n d u c t a tho r o u g h ana l y s i s W i l l the r e a l - t i me i n t e g r a t i o n mo d e l o f e d u c a t i o n wi th the p o we r e l e c tr o n i c s t h i s d i s c i p l i n e ， n o t o n l y t o b e a b l e to e n a b l e s t u d e n t s t o g e t a s o l i d the o r e t i c a l k n o wl e d g e ， b u t a l s o t h r o u gh h a n d s o n tr a ining r o o m o f the d e v i c e t o p o we r e l e c tr o n i c d e v i c e s to b e p r a c t i c a l ， t o d e e p e n un d e r s t a n d i n g o f the k n o wl e d g e o f the Un d e r s t a n d ing ， i n o r d e r t o s t u d y the s u b j e c t s l a y d o wn a s o l i d f o und a t i o n Ke y wo r d s ： Po we r El e c tro n i c s ； Co n v e r t i n g T e c h n i q u e ； I n t e gra t i o n o f Th e o r y and P r a c ti c e 中图分类号：T M7 3 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 1 - 9 2 2 7 ( 2 0 1 4 )0 3 - 0 1 1 3 - 0 2 0 引 言 在电类专业的学科中，电力电子技术这门学科相对来说尤 为重要。高等职业类院校开设这门课程的目的旨在培养出能够 进行实践操作的技术性人才。进行电力电子教学的目的不是说 让学生去探索掌握多么高深的理论知识，重要的是能够将所学 到的理论知识与用人单位所需的实践操作能力结合起来。在以 往 的课 堂教学活动 中，相 比起实践 ，我们更重视 理论，但是学 生在学完 以后，并不能合理的运用所学知识。因此在传统的电 力电子教学中，理论教学与实践是相互独立分离的，两者的相 互脱节导致 了学生无法熟练将所学的理论知识运用至实践当 中。将理实一体化的教学模式运用到电力电子上来，能够使学 生学以致用，牢牢地抓住本科目的本质内容。 1 电力电子理实一体化教学模式的具体实施 1 1 明确教 学 目标 电力电子技术这门学科的主要内容就是使用电子元件进行 控制、变换电能。开设本课程的主要 目的在于站在运用的角度 上对电力电子器件的工作性能有了较深的了解，然后运用所学 知识对电力电子的主要内容变流技术能够进行透彻的解析，最 后将这门课程所学知识应用到工程技术。鉴于如此，我们将教 学过程分为以下几个模块。 第 一模 块 ：认识器件 的特性 。其 中包括 晶闸管、 门极可关 断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体 收稿 日期 ：2 0 1 4 - 0 1 1 0 作者简介：杜红艳 ( 1 9 7 6 - ) ，女，陕西户县人，硕士，讲 师 ，主要研 究方向为 电力 电子技 术 。 基金项 目：陕西工业职业技 术学院 2 0 1 1 年度教研项 目 电力 电子课 程理 实一体化教 学方案研 究教研 成果之一 ( J Y 1 1 一 O 8 ) 管。对这些器件的工作原理、相关参数的选择、在一定的电流 电压下的运行性质以及运用场合，操作方式等各个方面进行细 致的剖析。第二模块：变流技术的应用。变流技术主要用于分 析交流和直流之间相互转换过程。对于交流电转变为直流电来 说，主要对单相三相的整流过程进行解析；对于直流电转变交 流电，主要对有源逆变以及无缘逆变的变化过程进行剖析；对 于直流电向交流电的转变过程，主要对降压式以及升压式斩波 电路进行讲解；关于交流之间的相互转变，主要对交流调压方 面进行研究。第三模块：开关电源相关方面。对软开关技术， 开关电源时的电流过大或者电压过高的电路保护技术进行了 解；对开关状态下对 电路进行控制的原理加以掌握，对于有关 开关 电源方面的 问题能够进行分析并加 以解决。 1 2 理 实一体化教 学项 目的具体过程 在实施第一模块关于对器件的特性认识的过程中，首先利 用先进的多媒体技术对相关器件的工作原理、相关参数进行详 细的解析，完成 以后，给学生留下充足的时间，让学生亲自对 电路进行实践操作，以便对器件的性质加深认识。在这个过程 中，通过示波器的运用和操作能够将器件接入前后电力电子器 件的波形清晰的表现 出来 。另外，通过实际操作演示能够将器 件各项的相关参数进行透彻的理解并加以掌握。 至于第二模块关于变流技术的应用方面，对于整流过程的 分析，不仅仅对数字进行分析，更重要的是能够对电力电子器 件进行实际操作并进行搭接进而相应的改变电源的性质，同时 对不同的控制角、不同大小的输出加以掌握。逆变的研究主要 是根据单相以及三相逆变 电路的相关方面，细致的解析逆变条 件、工作原理。斩波主要是对某些实际的升压式以及降压式斩 波电路进行剖析研究。在具体的操作过程中，不要求学生立即 】 】 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 电力电子理实一体化教育模式探析 杜红艳 ， 等 就能够演示 出具体 的结果，很可能会涉及到 电路 的某些细节部 位 的调试 ，然后 才能得出最终 的结果 ，有时候所处 的结果会和 预期 的结果有所差别 ，学生对其应进行分析和研究 。 第三模块对于开关电源的实时操作过程中，细致的分析单 相交流调压 、三相交流调压的具体过程 ，以此 同时解析光 电耦 合开关 的具体操 作应用 。在这个模块 的具体实施过程 中，要求 学生 能够 掌握器件 的开关特性 。 1 3 课堂教学过程中经常出现的问题 以及解决之道 课时划分问题：原来的教学安排通常是每一大节课安排两 个课时，这样安排的话教师在完成相关的理论知识之后，学生 根本没有富余的时 间对于课堂上所讲 的理论 知识进行吸收并加 以内化 ，更没有能力也没有时 间将理论应用在 实践上。况且等 到下次上课的时候 ，之前课堂上教师所讲 的理论 知识体系会有 很大一部分 已经遗忘了。鉴于此种情况，我们将课时进行调 整 ，相应的理实一体化课程一律变为4 个课时，这样做的好处 是，当学生刚刚听完教师所讲的理论知识，还未遗忘的时候， 趁热打铁，利用富余的时间进行实际操作训练，对课堂理论知 识进行验证 ，不但加深 了对 知识的理解和掌握 ，而且提高 了实 践操作能力。进而完成课程的任务。上课的场地问题：传统的 授课场地一般情况下都是教室，在教室上课的一贯模式就是根 据 书本上的知识 ，机械地进行课 堂讲解 、传授 。以后上课 的场 地不在是教室 ，而改为实 训室，实训室 内部不仅拥有先进 的多 媒体设备 ，而且还配 备着齐全 的实训装置，这样 ，教师可 以以 便进行理论讲解，一边进行现场演示操作，同时利用先进的网 络设备了解当前电力电子器件的发展以及应用情况。 教师与学生之 间的角 色转 换 问题：传统 的教学模式 中，教 师是课堂教学 的主体 ，学生只是作为一个旁听 的角色配合 老师 的讲解，这直接导致了学生在课堂中的积极性的下降，其学习 的主动性也得不到充分的调动。如今理实一体化课程教学模式 将学生作为教学工作的主体，教师更多要做的是对学生进行正 确 的引导 ，学生拥有 更多的时间，调动学生 的积极性 ，在上课 的整个过程 中，教师与学生之 间协调配合 ，共 同努力进步 。 2 理实一体化教学模式的优势 学生们 能够更容 易理解教学知识 ：在实施 电力 电子理 实一 体化教学的具体过程中，对于一个新元件或者新知识，无需学 生进 行被动 的想象 ，实 训室 的都有 实实在在存 在 的具体 器件 ， 老师再将这些器件进行分析的过程中，学生可以拿出实物同书 本上 的理论 知识进行对 比、验证 ，例如学生可 以将这 些器件 的 应用以及整流逆变等相关方面进行实际操作验证，这样，原本 枯燥无趣的知识和器件也变得生动形象，同时这些知识点也变 得通俗 易懂 ，便于学生掌握 。 学生的实践操作能力得到有效提高：在电力电子理实一体 化 的授课过程 中，学生可 以充分发挥 自己的主观 能动 性，不再 像传 统的教学模 式中只是被动 的进行记忆和模仿 ，不但能够有 效的掌握基本的理论知识，同时也能够实训室里面的相关设备 对所学到的器件进行实际的操作，能够对这门课程有了深刻的 认识。学生在进行实际操作的过程中，渐渐地会消除自身对于 电的心理上的恐惧， 同时自身的实践操作能力也会不断的提高。 有效提高了学生自主学习的兴趣和欲望：在整个理实一体 化教学模式的具体操作过程中，学生不再像以往的教学模式中 1 1 4 进 行被 动的学习，学生的兴趣、欲望得到激发 ，他们将会不 断 主 动地 探索新 知识 ，然 后通过 实践操 作对这 些新 知识 进行验 证 。如果在教学 中所学到 的一个新 的知识点能够通过 学生 自己 亲 自动手操作，并且成功的验证，这将大大的激发学生的学习 欲 望和 兴趣 。学生能够高效高质量 的完成教 师布置 的作业 ，甚 至会利用 自身的创新思维 ，对 问题进行创造性 的的回答并加 以 解 决。 3 教 学效 果的评价 高等职业类院校开设这门课程的目的旨在培养出能够进行 实践操作的技术性人才。评级学生的重点是对其实践应用能力 进行考核。考核评价方式将以以实验操作考核为主体，外加出 勤率、课堂表现 、阶段性测试 、作业完 成情 况、期末操作考评 以及 笔试等 综合 考核评 价体 系 ，其 目的在于加 强对 学生 的管 理，提升其实际动手能力。在 日常的教学活动中，将留出一部 分 时间进 行课 堂提 问， 以便 对 学生 的预习和 自学情 况进 行检 查；另外，对于学生的实际操作进行规范并加以考核；督促学 生按时完成作业，运用网络技术对作业进行查收检查，以此来 对学生对课程的掌握程度进行了解；整个学期将会安排数次关 于技能的考核，其中包括基本技能的考核、核心技能的考核 以 及学期综合技能考核。此教学模式加大了对学生的平时考核力 度 ，那么最后 的期末 理论考试也会做 出相应的调整 ，传统 的纯 碎理论 知识将会 大大减少，改为具体 的电力 电子具体案例分 析 为主 ，充分 培养学生的实际解决 问题 的能力和 思维 ，考 试时间 安 排为 9 0 分钟 。最后将 所有 的成绩进 行汇 总排 名。对于表 现 突出的学生，应给与相应的奖励以资鼓励。 4 结束语 电力电子理实一体化这一新型教学模 式，巧妙 地将 课堂理 论 知识同实践结合起来 ，成功 的突破 了理论 、实验 以及实践之 间的界 限 ，它 将 电力 电子 技术 这 门课程 的理论 教授 、实践 操 作、社会生产等有效的融合起来。教学的环节不再像以往那样 分散，教学场所由教室转移到实训室进行现场的理论和实际操 作 的教授。坚持了学生在教学活动 中的主体地位和 教师的引导 地 位，师生双方有效互动 ，做到一边教 ，一边操 作，理论 同实 践并驾齐驱，抽象和具象相互 引导，理论 同实践相互渗透 ，形 成了以培养学生动手能力为核心的教学体系。 参考文献 1 战丽 红 现代 电力 电子技 术 分析 【 J J 科技 促进 发 展( 应 用 版) ， 2 0 1 1 ( 0 4 ) 2 】陈丽茹 “ 电力电子技术” 课程教学探究 J 中国电力教育， 2 0 1 1 ( 0 5 ) 【 3 】段晓燕 工学电力电子技术实践教学案例分析【 J J 实验科学与技 术 ， 2 0 1 1 ( 0 1 ) 4 李鹏飞， 李 正中， 邬 红， 刘显荣 工程案例 在“ 电力 电子技术 ” 课堂教学 中的应用探讨 J 中国电力教育， 2 0 1 1 ( 2 5 ) 【 5 】王 虹 关于高职 电子技术 课程教学的思考 职业教育研究 2 0 0 4 ( S 1 ) 6 景玉荣项 目教学法在电子技术课中的应用专业课教学改革实 践探 究 J 新课程研究( 中旬刊) ，2 0 0 9 ( 1 1 ) 【 7 尹 久 “ 机电传动控制” 理实一体化教学探析 J l 科教文汇( 下旬T q ) ， 2 0 1 1 ( 0 1 ) 8 王春 玲， 赵立岭 电子类专业课程 教学 中融人创 新元素 的探 讨 榆 林学院学报， 2 0 0 9 ( 0 6 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m