電力電子技術構建實踐教學思索

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培養具有創新能力的應用型人才是地方本科院校的一項重要使命，[1，2]也是我國中長期教育改革和發展規劃綱要提出的一項重要內容。課程教學是大學人才培養的主要形式，為了實現培養具有創新能力的應用型人才目標，課程教學中的實踐教學起著至關重要的作用，直接影響培養具有創新能力的應用型人才的質量。“電力電子技術”課程是電氣工程及其自動化專業的一門非常重要的專業基礎課，從電力電子技術的應用角度考慮，“電力電子技術”也是一門重要的專業課，在應用型人才培養的課程體系中處于重要的地位。尤其在21世紀，電力電子技術飛速發展，新技術、新器件層出不窮，且電力電子技術的應用日益廣泛，社會迫切需要大量具有創新能力和實踐能力的應用型電力電子技術人才，隨之反映出來的就是原有的“電力電子技術”課程實踐教學內容已經不適應新時期培養應用型人才的需要，不利于培養面向21世紀的具有創新能力的電氣工程及其自動化專業應用型人才。因此，開展“電力電子技術”課程實踐教學體系的研究和實踐對于提高“電力電子技術”課程的教學質量、培養符合社會需求的電氣工程及其自動化專業應用型人才具有重要的理論和現實意義。[3-5]

一、“電力電子技術”課程實踐教學體系

從培養具有創新能力的應用型人才目標出發，根據“電力電子技術”課程的特點，建立起如圖1所示的“電力電子技術”課程實踐教學體系。實踐教學體系以培養學生的創新能力和實踐能力為核心，涵蓋課程實驗、課程設計、學生科研、教師科研四個方面。在培養體系中，課程實驗是基礎階段，課程設計是提高階段，學生科研和教師科研是升華階段。下面對體系的四個組成部分予以分別介紹。

1“.電力電子技術”課程實驗

課程實驗是整個體系的基礎階段，是培養學生創新能力和實踐能力的最起碼的條件。課程實驗包括驗證性實驗、設計性實驗和研究性實驗，主要是鍛煉學生應用所學的電力電子理論知識驗證電力電子主電路、觸發電路與控制電路的工作原理、綜合應用電力電子技術設計、電力電子電路等方面的能力，使學生具備初步的電力電子技術實驗能力。為了更好地鍛煉學生的創新能力和實踐能力，我們采取的措施一是在實驗項目中增加設計性實驗項目的比例，使其達到50%，二是大膽嘗試研究性實驗教學方法。研究性實驗教學根據“電力電子技術”課程教學大綱要求，根據課程實驗課時要求，讓學生完成規定的研究性實驗項目。研究性實驗項目跟一般的驗證性實驗項目相比有著本質的區別，著重鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，達到培養學生創新能力和實踐能力的目的。研究性實驗項目可以單獨完成，也可以和其他學生組成小組共同完成。完成后必須撰寫實驗研究報告并答辯。

2“.電力電子技術”課程設計

課程設計是實踐教學體系的提高階段，主要是鍛煉學生在課程實驗的基礎上綜合應用所學的電力電子技術設計某種實際的電力電子應用電路（電力電子裝置）或驅動電路、控制電路。設計內容包括電路拓撲結構的選擇、功率開關器件的選型與參數計算、控制電路設計、驅動電路設計和保護電路設計等，為將來從事電力電子裝置的研究和開發奠定基礎。根據需要，我們給學生課程設計的題目也基本上歸納為主電路（含整流電路、斬波電路、交流電力控制與交變頻電路、逆變電路）設計及器件選型與參數計算、PWM控制電路設計、驅動電路設計和保護電路設計，同時要求學生能熟練應用PSIM和MATLAB等仿真軟件對所設計的電力電子主電路、控制電路和保護電路進行仿真分析。通過課程設計讓學生具備“方案論證—理論分析—仿真分析—參數計算—器件選型—實驗驗證”的電力電子裝置設計能力。

3“.電力電子技術”學生科研

學生科研就是積極鼓勵學生申報電力電子技術類科研課題，帶著問題去學習、去探索，鍛煉學生的文獻查閱能力、應用電力電子技術解決實際問題的能力等，從理論和實踐兩個方面全面提升學生的實踐能力和創新能力。學生科研的主要途徑就是申報各級各類大學生科研項目，如湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目、邵陽學院學生科研項目等。我們鼓勵并資助大學生開展研究性學習和創新性實驗計劃項目，從項目的實施與管理、資助條件與項目申報、項目結題與獎勵等幾個方面對大學生申報項目進行管理。到目前為止，電氣工程及其自動化專業學生已獲得湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目4項、獲得校級大學生科研立項項目2項。這些項目均以電力電子裝置的設計與實驗為研究內容。通過這些項目的研究，學生發表學術論文8篇、獲得軟件著作權3項。

4“.電力電子技術”教師科研

除了學生自己申報各級大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目外，同時積極引導學生參與教師與電力電子技術相關的科研課題，進一步培養學生的創新意識和創新能力。在鍛煉創新能力和實踐動手能力的過程當中，要結合學生具體的研究課題進行專題培訓。主要是讓學生通過閱讀相關專著、文獻等掌握所研究課題的發展情況及最新進展。目前，學生已經參與到湖南省自然科學基金項目“基于VSI-SPWM結構的綜合電能質量調節器關鍵技術研究”、湖南省教育廳優秀青年項目“基于并聯補償的配電網電能質量控制技術研究”等多項電力電子研究課題當中，學生的畢業設計課題、申報的科研項目也大都與教師的科研課題相關。

二、“電力電子技術”課程實踐教學體系的成效

根據以上內容構建的“電力電子技術”課程實踐教學體系在電氣工程系實踐三年多來，成績顯著，學生在電力電子技術方面的實踐能力和創新能力得到明顯提高。到目前為止，學生獲得的與電力電子技術相關的成果為：獲得湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目4項，獲得校級大學生科研立項項目2項，獲得校級優秀畢業設計（論文）3篇，學生參與開發70kvar微機型低壓動態靜止無功補償裝置和50kvar新型靜止無功補償裝置各一套，發表電力電子學術論文8篇，獲得國家實用新型專利1項，獲得軟件著作權3項，實現了我校電氣工程系電氣工程及其自動化專業畢業生被許繼電氣、中山南瑞錄用從事電力電子技術研發工作零的突破。在今后的工作中，我們將進一步完善“電力電子技術”課程實踐教學體系，進而推廣所取得的成果。

三、結語

從課程實驗、課程設計、學生科研、教師科研四個方面建立起以培養學生實踐能力和創新能力為核心的“電力電子技術”課程實踐教學體系。體系實踐三年多來，成效顯著，學生在電力電子技術方面的實踐能力和創新能力得到明顯加強，符合培養具有創新能力的應用型人才目標，可以為電氣工程及其自動化專業相關課程的實踐教學提供借鑒。