电力电子实践教学与创新能力培养的探索

电力电子实践教学与创新能力培养的探索作者：方宇谢勇来源：《中国电力教育》2013年第26期摘要：阐述了自动化专业电力电子实践教学的要求与实践体系的组成，分析了实践教学与学生创新能力培养的关系。

从四个方面介绍了提高电力电子实践教学的一些举措，包括把电力电子实践内容单独设课、建立校外电力电子实习基地、加强电力电子教材建设以及保障举措方面。

关键词：电力电子；实践；教学；创新能力作者简介：方宇（1972-），男，江苏扬州人，扬州大学信息工程学院，副教授；谢勇（1959-），男，江苏扬州人，扬州大学信息工程学院，教授。

（江苏扬州 225127）中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0096-02现代电力电子技术是21世纪各国竞相发展的强国兴邦技术之一，随着与微电子技术的不断融合，其应用范围日益广泛，各种电力电子技术在航空航天、机械加工、采矿冶炼、化学工业、电力系统、交通运输、农业生产、环境保护、办公服务等领域得到广泛应用。

因此，电力电子技术在国家经济社会发展和国防安全中具有十分重要且不可替代的地位。

开展电力电子领域教学研究，培养出合格的本科应用型人才是教师的天职。

笔者通过多年的教学体会到电力电子实践教学对于学生理解理论知识和培养创新能力是非常重要的，在这方面进行了一些有益的探索。

一、电力电子实践教学的要求与实践体系[1]电力电子技术是一门跨学科的利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，包括对电压、电流、频率和相位的变换。

电力电子技术由三部分内容组成，即电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统及其控制。

因此，电力电子实验教学应该围绕电能变换与控制进行。

由于电力电子技术的不断发展，实践教学中也应反映这种技术的更新，要把新器件、新拓扑和新控制方法引入到实践教学中。

除此之外，还要能培养学生掌握基本的实验方法与操作技能，培养学生会根据实验目的拟订实验线路，确定实验步骤，测量实验数据，进行分析研究，从而提交实验报告。

通过实验结果验证电力电子电路的工作原理，加深对理论课程的深入了解，使学生能对电力电子器件的应用有深刻的了解，在此基础上逐步提高，学以致用，最终能够独立设计电路。

电力电子实践教学体系应包括电力电子课程实验、电力电子课程设计、课外科技创新活动。

课程实验是针对单个知识点，课程设计是综合几个知识点而进行的系统设计，大学生课外科技创新活动是针对某个课题开展的研究，层次逐步提高。

所以说课程实验是基础，只有打好基础才会发展得更好。

二、实验教学与学生创新能力培养的关系[2，3]对于工科院校来讲，培养大学生创新实践能力是一项重要的任务，是学生自身发展和社会经济发展的需要。

创新实践能力的培养包括创新意识、创新精神、创新能力的培养，在对学生进行专业教育的过程中，要强化创新意识的教育，增强创新思维的训练，注重创新能力的培养。

实验教学是培养学生动手能力的最基本途径，也是培养学生创新能力的基础性工作。

课程实验有其自身规律，讲究实验原理、实验方法、实验步骤、如何正确使用实验仪器、如何正确分析实验数据以及如何撰写实验报告等，学生如果在实验过程中真正理解了这些内容，必然为将来开展科研工作奠定很好的实验基础。

要让学生知道课程实验不仅仅是为了验证书本知识，更重要的是激发他们学习的兴趣和求知的欲望，为后续课程实验、课程设计和课外创新活动的顺利开展铺平道路。

要鼓励学生在实验过程中发现问题，研究解决问题的方法。

在研究和解决问题的过程中激发学生的学习兴趣和成才的动力，锻炼学生的学习能力、实践能力、创新能力、沟通能力以及社会适应能力。

课程设计和创新项目可以有一个大课题分为若干子课题给学生，形成研究团队。

在实践过程中要鼓励学生开展团队合作研究，使参与实践活动的学生凝聚成为一个个富有创新意识的团队，并在团队合作中锻炼其组织、管理、合作能力。

大学生通过参加团队的项目开展科技创新活动可以提高综合素质和社会竞争力。

因此，搭建大学生这种科技活动的团队实践平台对激发学生创新热情，激活学生创新潜质，激励学生自主学习与主动创造，促进学生协调发展，培养学生获取知识能力、应用知识能力、创新与创造能力、就业和创业能力都具有极其重要的意义。

三、提高电力电子实验教学的举措1.将电力电子实践内容单独设课为了加强实践教学，也使学生从根本上重视实践环节，可把电力电子实践教学单独设立成一门课程，单独考核取得学分，目前正在推行的“卓越工程师培养计划”给加强实践教学提供了机遇。

电力电子实践课程由电力电子基础实验、电力电子课程设计及电力电子创新活动三部分组成。

电力电子基础实验主要与课堂理论教学相配合，目前设立五个实验，四个为验证性实验，分别对应于电力电子的四大变换（即AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC），一个为设计性实验（半桥开关稳压电源）。

实验前指导教师检查预习报告情况，并给予预习成绩评定。

对于设计性实验，在实验前应检查设计方案，电路参数计算等情况。

应用多媒体实验教学，学生在实验中遇到一般问题可查阅多媒体解决故障问题。

对于学生不能解决的问题，指导老师给予引导，绝不包办代替。

指导老师根据学生动手能力情况给予学生实验动手能力成绩的评定。

最终成绩结合学生实验报告评定，对实验报告的完整性、数据的真实性和正确性及问题回答情况给予评定。

电力电子课程设计是对给定的实际问题，提出设计方案、设计电路参数，以仿真或实验的形式验证设计的正确性。

这是综合性、设计性很强的实践环节，有助于培养学生自主学习、自主设计与调试、自主分析的能力。

课程设计的题目来源于实际问题，比如调光、调温电路，开关稳压电源，直流电机调速驱动装置，SPWM可逆电路，功率因数校正和大功率LED驱动电路等，这样可提高学生的兴趣。

课程设计成绩的评分应根据设计方案的合理性、设计参数的正确性、调试结果是否满足设计任务书要求、报告撰写等因数确定。

电力电子创新活动是结合大学生课外科技活动及各项竞赛进行的，学院设立大学生创新实验室，每年开展大学生科技创新项目申报，学院给予经费支持，并选派教师指导，对学生的科技作品进行奖励。

院大学生协会成立电子兴趣小组，由老生带新生进行电子小制作。

同时鼓励学生参加校院大学生创新项目和电子大赛，鼓励大学生参加教师的科研课题，这些举措有效地培养学生的实践能力，完善了知识结构，锻炼和提高了学生的自学能力、思维能力和实际操作能力，从而全面提高学生的自身素质。

对于学生取得的各类获奖竞赛可计入成绩。

电力电子实践课程的最终成绩由以上三个部分综合确定，基础实验的比例占30%，课程设计的成绩占40%，在竞赛中获奖的学生计入30%的成绩，以此激发学生参加电子类竞赛的积极性。

近几年来，扬州大学学生在全国电子大赛中，“光伏发电系统”获得全国二等奖，“电子负载”获得江苏省一等奖，“高频软开关通讯电源研制”获江苏省优秀毕业设计二等奖。

2.建立校外电力电子实习基地[4]电力电子技术在工业中的广泛应用，为建立校外实践教学基地提供了有力保障，学生在企业开展实践教学有着重要的意义，可以直接与生产零距离接触，可以深入到产品开发的第一线，可以学到实验室之外的内容。

所以这是培养学生工程意识、工程能力、工程素养，尤其是社会责任感和团结协作精神的最佳场所。

在校外实习期间，请企业工程师或工程技术人员给学生上课，深入生产车间，了解产品生产工艺流程，协助解决开发新产品和生产中遇到的工程技术问题。

实习可实施导师负责制，将企业大课题分解为若干子课题供学生选择研究。

实习结束学生可撰写实习报告或小论文，企业导师和学校老师给出成绩评定。

3.加强电力电子教材建设教材建设是课程建设的重要内容，目前电力电子教材种类较多但缺乏系统性，比如电力电子理论教材、实验教材和课程设计教材的有机统一。

所以编写一套具有理论与实践体系相协调的教材是势在必行的。

扬州大学是一所重点地方性综合大学，生源主要来自江苏省内，培养的学生主要为地方经济建设服务，所以编写一套能适应这种要求的具有应用性强、内容新及理论与实践相配套的教材是当务之急。

4.加强管理与保障举措[5]首先要从思想上高度重视实践教学，现在部分学生还存在重理论轻实践的思想。

工科学生学习理论知识最终是要应用到生产实际工作中，学校为学生提高动手能力搭建了一个很好的平台，学生应该回到重视实践教学的轨道上来。

另一方面，学校要为实践教学提供更多的政策和经费上的支持，要使学生意识到增强实践能力对自身发展的重要性。

教师也要积极引导学生进行实践活动，要让教师自觉地为提高学生的实践能力出谋划策，激发学生开展实践的兴趣，让学生更自觉地接受实践能力的锻炼。

其次，必须建立一支高素质的电力电子实验教师队伍。

要保证实践教学效果，就必须要有高度责任感的、有奉献精神的、理论水平较高的、实验技术过硬和经验丰富的实验教师队伍。

指导教师之间要经常交流、帮助、竞争和监督。

由于电力电子技术不断发展，实验教师应不断充电，提高自身业务水平，增强指导能力。

另外，由于电力电子的实验一般都涉及强弱电，器件和仪器损坏率较高，所以要保证设备的完好率，保证实验能正常进行。

同时，还要求理论课教师参加实验指导，这对于加强教学和实验的沟通，提高实验教学效果大有裨益。

四、结语电力电子实践教学是自动化专业的一个很重要的内容，通过实践可以更好地理解和掌握基本的电力电子电路的工作原理、电路结构、电气性能、分析方法和参数计算，也为学生科技创新打下坚实基础。

在实践形式上应实行验证性、设计性、综合性和创新性实践相结合。

减少验证性实验的内容，鼓励开展综合性、设计性实验和创新性实验研究，要在实践教学中注重启发性、兴趣性、实用性，从而提高学生对于实践的积极性。

对不同层次的学生提出不同的要求，因材施教，紧扣电力电子技术的特点，全面深入地开展实践教学的探索和改革。

参考文献：[1]王明彦.“电力电子技术”实验环节开展研究性教学的探索[J].中国电力教育，2009，（5）：137-139.[2]蒋盛益，姜灵敏.大学生创新平台建设的思考与实践[J].广东外语外贸大学学报，2010，21（3）：99-102.[3]李旭春，王春凤.创新实践教学提高电力电子技术基础课程教学效果[J].实验技术与管理，2012，29（7）：11-13.[4]陈吉明.大学生创新实践基地建设与创新人才培养[J].实验室研究与探索，2006，25（12）：1478-1480.[5]谢勇，胡学龙，管旗.建立电子信息类大学生实践能力的标准[J].实验室研究与探索，2009，28（7）：135-137.（责任编辑：王意琴）。