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以应用型为目标的电力电子技术教学改革

向娟

四川工业科技学院 621000

摘要: 近年来,我国经济取得了举世瞩目的迅猛发展,工业领域正逐步向集约、节约、绿色、环保等方向转型升级。在这一背景下,电力电子技术以其广泛的应用领域和强大的工程实用性,成为了新兴技术的代表,备受关注。它与电气、自动化等电类专业基础课程紧密相连,对于相关专业的学生来说,其重要性不言而喻。然而,电力电子技术的教学难度却不容小觑。由于该课程涉及强电、弱电与控制技术等多个领域的知识,对师生的专业知识和综合能力都提出了较高的要求。这使得在教学过程中需要更加注重理论与实践的结合,以及对学生综合能力的培养和提升。尽管如此,我们依然要致力于克服这些困难,不断优化教学方法和手段,提高电力电子技术课程的教学质量。基于此,本文对以应用型为目标的电力电子技术教学改革进行相关讨论。
关键词: 应用型教学;电力电子技术;技术教学
DOI:10.12721/ccn.2024.157021
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电力电子技术,作为电气工程专业中的一门基石课程,以其深厚的电气和自动化底蕴而独具特色。该课程以培育应用型人才为己任,将实践与应用能力的培养视为重中之重。它致力于引导学生树立正确的职业观念,塑造扎实的职业素质,从而为他们的未来职业生涯筑起坚实而稳固的基石。通过这门课程的学习,学生们不仅能够掌握电力电子技术的核心知识和技能,更能够在实践中不断磨练和提升自己,为未来的职业发展打下坚实的基础。

一、对教学内容进行再设计

电力电子技术课程不仅应追求实践性与趣味性的提升,更应彻底颠覆传统四大变流电路孤立、单调的学习方式。课程巧妙地融入日常电路与电子产品的鲜活实例,使学习内容更加贴近实际,充满吸引力与启发性,从而点燃学生的好奇心与探索欲望。在电路系统设计的每一环节中,课程深度整合了《模拟电路》、《电机与电气》等核心专业知识,并与《电力电子技术》的理论精髓相互辉映,展现出强弱电交融、多学科并蓄的独特魅力。

在确保理论知识系统、扎实的基础上,课程进一步加大了电路分析与设计的实践力度。通过精心挑选的实例和多元化的学习方式,如阅读、分析、绘图以及简单电源电路的设计等,充分激发学生的主动性与创新精神。我们鼓励学生以兴趣为引擎,将理论知识与实际操作无缝对接,使学习变得更加高效、有趣。这样的教学方式不仅有助于学生在工程应用方面实现综合素质的飞跃式提升,更为他们未来的职业发展和创新能力的培养奠定了坚实基石。此外,我们还应不断探索和实践更多创新的教学方法,如引入虚拟现实技术,让学生能够在虚拟环境中进行电路设计和操作,增强他们的实践能力和创新精神。同时,加强与企业的合作,为学生提供更多的实习机会和项目合作,让他们能够将在课堂上所学的知识真正应用于实际生产中,提高他们的就业竞争力。

二、加强教师教学中的指导作用

课程教学应该高度重视学生在课堂上的互动性和问题分析能力的培养,鼓励学生积极参与课堂交流,通过启发式问题的引导,让学习变得更具深度和广度。每一次的讨论、每一次的实验、每一次的试验,都是学生主动探索、解决问题的过程。教师不再是单纯的“教”者,而是与学生一同探索、共同学习的伙伴。学生也从被动的学习者转变为问题的主动解决者,他们主动学习、开放思维,在学习的过程中不断深化对理论的理解,提升对问题的分析和解决能力。通过这种方式,学生不仅能够掌握扎实的知识基础,更能够培养独立思考、团队协作和解决问题的能力,为未来的学术研究和职业发展奠定坚实的基础。同时,这种互动式、问题导向的教学方式也有效激发了学生的学习兴趣和积极性,让学习变得更加有趣、有意义。

以脉冲宽度调制(PWM)技术教学为例,教师首先会介绍PWM技术的基本原理和应用背景。PWM技术是一种通过调节脉冲的宽度来控制输出电压或电流的技术,广泛应用于电力电子领域中。教师可以通过生动的实例和图表,让学生直观地理解PWM技术的工作原理及其在电机控制、逆变器等领域的应用。接着,教师设置启发式问题,引导学生主动思考和探索。例如,教师可以提问:“为什么PWM技术能够实现对输出电压或电流的控制?它的优点和局限性是什么?”通过这些问题,激发学生的好奇心和求知欲,使他们积极参与到课堂讨论中。在讨论环节,学生可以分组进行讨论,分享自己对PWM技术的理解和看法。教师可以鼓励学生提出自己的问题和观点,并引导他们进行深入的分析和讨论。通过这样的互动方式,学生可以加深对PWM技术的理解,并培养自己的问题分析能力。随后,进入实验环节。教师设计相关的实验任务,例如让学生搭建一个基于PWM技术的电机控制系统,并观察其运行效果。在实验过程中,学生需要自己动手搭建电路、调试参数,并观察实验结果。通过实际操作,学生可以更加深入地理解PWM技术的原理和应用,并提高自己的实践能力。最后,组织学生进行实验总结和汇报。学生可以分享自己的实验过程和结果,以及遇到的问题和解决方案。通过总结和汇报,学生可以进一步巩固所学知识,并提高自己的表达和沟通能力。

三、充分利用多媒体技术的优点

以往的教学方式,如单一的板书或简单的PPT课件,往往信息量有限,缺乏直观性,导致学生缺乏学习兴趣,接收效果也不尽如人意。教师可以充分利用多媒体技术,如PowerPoint、Flash和视频等,来优化电力电子技术的教学过程。这些先进的技术不仅使波形分析变得更加直观,而且可以轻松地展示各种电路在不同条件下的工作状态。通过多媒体的展示,学生可以直观地看到电流、电压的波形变化,以及电路元件之间的相互作用,从而更深入地理解电路的工作原理。此外,多媒体技术还能将理论知识与实际生产紧密结合。通过展示实际生产中的电路应用案例,学生可以更直观地了解电力电子技术在现代工业中的重要作用,从而激发学习兴趣和动力。

在电力电子技术的教学中,我们可以以逆变器的工作原理及其波形分析为例,教师可以利用PowerPoint制作精美的课件,其中包含逆变器的基本结构、工作原理和关键参数等内容。通过图文并茂的展示,学生可以直观地了解逆变器的组成和工作流程。接着,教师利用Flash动画或视频来展示逆变器在工作过程中电流和电压的波形变化。通过动画的演示,学生可以清晰地看到逆变器如何将直流电转换为交流电,以及波形如何随着负载和调制方式的变化而发生变化。这种直观的展示方式,可以帮助学生更好地理解逆变器的工作原理,并加深对波形分析的理解。在波形分析环节,教师会利用专业的波形分析软件或仿真工具,对逆变器在不同条件下的工作波形进行详细分析。通过软件的实时演示,学生可以观察到各种参数变化对波形的影响,从而更加深入地理解逆变器的性能特点和控制策略。最后,教师结合实际应用案例,介绍逆变器在电力系统、新能源发电等领域的具体应用。通过案例的讲解,学生可以了解逆变器技术的实际应用价值和发展前景,从而增强学习兴趣和动力。

四、结语

综上所述,从培养满足社会、经济发展需求的工科应用型人才的视角出发,我们需有针对性地开展电力电子技术这门学科的教学改革。通过深化教学改革,使该课程与理论实践紧密结合,确保其实用性和先进性。同时,我们注重对学生进行工程学方面的系统培训,旨在培养他们具备工程学应用的鲜明特征,以及所需的职业素质,从而为他们未来的工作和工程学发展奠定坚实的基础。通过这一系列教学改革措施的实施,我们期望能够培养出更多具备创新精神和实践能力的工科应用型人才,为推动我国社会、经济的持续发展贡献力量。

参考文献:

[1]王晓娟."电力电子技术"实验教学改革的探讨[J].信息系统工程,2021,000(002):164-165.

[2]戎建乔.浅谈电力电子技术在电气工程中的应用[J].轻松学电脑,2021,000(003):P.1-1.