电力电子技术课堂教学论文

摘要：针对传统教学中存在的问题，引入计算机仿真技术，对《电力电子技术》课程教学模式进行改革，提出了PPT动画+课堂板书+计算机仿真3位一体的课堂教学模式及虚拟实验+装置实验的实验教学模式。下面小编整理了一些《电力电子技术课堂教学论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

电力电子技术课堂教学论文 篇1：

基于德融课堂的电力电子技术课堂教学案例设计

摘  要：把德育元素有机地融入到能力培养和知识传授中，是齐鲁工业大学（山东省科学院）大力推动以德融课堂为目标的课堂教学改革。文章以电力电子技术课程为例，介绍课堂案例和德育教育的协同开展，以达到“立德树人、教书育人”目的。

关键词：德融课堂;电力电子技术;教学案例

一、电力电子技术课程概述

电力电子技术是覆盖电力、控制、电子三个领域的一门新兴学科，是自动化专业、电气工程及自动化专业的核心专业基础必修课。课程开设在大学三年级上学期，共56学时，其中理论学习40学时，实验实践16学时。本门课程以电力电子知识为基本对象，围绕电力电子元器件和电力电子电路这两个核心，传授电力电子电路基本原理、控制方式以及应用方法等内容。课程内容分为四大模块，分别是电力电子器件、电力电子电路、PWM控制技术、电力电子器件的应用。其中第一模块是本门课程的基础，第二、第三模块是本门课程的主体，第四模块是本门课程知识点的深入。

电力电子技术课程标准，规定了学生要达到的知识和能力目标，明确了蕴含丰富思政元素的素质目标。总体培养目标是：学生掌握电力电子器件的特点，以便后续能够具备器件选用的能力;学生掌握电路分析能力，能够概述电路的工作原理，分析电路的输出波形、电能的变换过程;知道本领域技术的应用范围及其发展趋势，建立全面的知识体系架构，培养学生独立思考、勇于创新、敢于实践的科学研究能力，以及为了增强国家技术的实力，勇于攀登，爱国爱家的情怀。课程的具体目标由知识目标、能力目标和素质目标组成。

（一）知识目标

领悟电力电子器件的基本知识和概念;熟悉各种电力电子电路的结构、工作原理以及数量计算;理解PWM控制技术。

（二）能力目标

学生具备器件选用的能力、电路结构分析能力、电路波形分析能力;能够解决电力电子技术在常用电能变换器中的典型应用问题。

（三）素质目标

培养学生实事求是的科学态度，勇于探索的工作作风和创新精神;培养学生的科学审美观，努力发掘相关专业课程的内在规律;培养学生独立学习的能力;使学生牢固树立辩证唯物主义的世界观。

二、德融教学设计及内容

电力电子技术教学是以电力电子知识为基本对象， 围绕电力电子元器件和电力电子电路这两个核心，传授电力电子电路基本原理、控制方式、应用方法等内容，具有客观性并超越意识形态，具有通约性和普遍性。因此，长期以来，电力电子技术课程教学对课程思政重视程度不够，侧重于传递知识、育“才”重“器”，对育“人”育“德”考虑不足，缺乏针对思政目标的教学内容准备、教学环节设计和教学方法研究， 难以与思政课程形成协同效应。同时，电力电子技术课程的授课对象是电气工程、自动化等专业的学生，普遍存在掌握技术多、社会情怀少的现象，迫切需要在课程授课中让学生提升家国情怀和政治担当。

把思政教育融入教学过程中，应以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，培养学生崇尚科学知识，形成严谨的学习风气，树立正确的人生观和价值观;加强学生学习专业知识的时代责任、历史使命和奉献精神，为新时代下我国特色社会主义建设作出应有的贡献，为今后从事与电气工程等领域相关的技术工作奠定良好的职业道德素养。

根据本课程的教学内容，形成知识点思维导图，构建知识点与思政内容的无缝衔接，形成以学生为中心，智育为主、德育为辅的专业课程思政体系。

比如我们讲完电力电子技术课程中全部的变流电路后，学生可以感受到电力电子技术作为一种能源转换技术，在我们的生活、工作和学习中处处可见。从自然辩证法的角度来分析，任何事物都需要辩证地看待，电力电子技术的发展既然有有利的方面，肯定也存在不利因素。比如该技术被不法分子利用，用来制作毁灭性武器，给人类的生活带来灾难，这就是不利因素。同学们在学习技术、利用技术和创新技术的过程中，要努力减少不利的一面，努力为社会的进步以及人类的发展做出有利的贡献。要尊重自然，按照自然规律办事。引导学生不但要在技术发展面前去辯证的思考，在我们的生活，学习及分析时事的过程中，也要用辩证思维来看待，不可以偏概全。

电力电子技术课程不仅仅是要学生单纯地学习理论概念知识，更是要学生具有实际操作的能力。依据课程的培养目标，以重点知识点为元素，设计了七个学习项目，重构课程内容，扩大学生的应用视野，增强学生的实践能力。授课过程中，每个项目在教学中加入思政元素，加深学生对专业知识应用领域的认识，深度挖掘蕴含在专业知识和技能中的思政教育内容组织教学，不仅可以提高学生的专业素质能力，而且可以培育学生的个人素质能力，覆盖了学生素养的各个方面，积极推动学生的全面发展。每个项目中思政元素的融入，见表1。

例如：在讲解PWM控制技术这一内容模块时，设计了开关电源项目。教学过程分为温习回顾，导入课程，原理讲解，凝练核心，总结归纳，实验导入。

1. 单相桥式PWM逆变电路采用 全控性器件，所以在讲这一内容模块之前，让同学们温习回顾全控型器件的知识。由此延伸融入思政元素：做人做事能够收放自如，曲张有度。做充满正能量的人，多做正能量的事。德融体现：温故而知新，熟而能生巧。

2. 给学生讲解开关电源的原理图。交流电通过滤波、整流变为高压直流电，通过功率变换器的导通与截止将直流电压变成连续的脉冲，再经整流、滤波后变为低压的直流电。功率变换器的导通与截止由开关电源控制器发出的驱动信号控制。开关电源控制器所用的核心技术就是PWM控制技术。从而引入本节课的知识点：PWM控制技术。PWM技术是一种新型技术，没有此技术之前采用的是线性电源，开关电源在很多方面比线性电源具有明显优势。引入思政元素：让学生崇尚科学知识，明白科技对人类进步的作用。

3. PWM的调制原理。在讲解的过程中。通过问题“如何改变正弦波波形幅值？”“如何改变正弦波形频率？”来鼓励学生在遇到问题时，要具备探索和创新精神，不能轻易放弃。

4. 凝练核心知识点。提炼PWM的含义，加深对PWM控制原理的理解和认识。引导学生做任何事情，一定要精益求精，严谨认真，努力做到最好。PWM调制法由单极性、双极性PWM控制方式延伸到知识的应用往往是综合性的。个人的成长也是综合发展的结果。要充分利用在校時间参加各种学习及社团活动，让自己成为综合型的高素质人才。

5. 归纳总结。总结归纳本节课的重点知识点，引导学生吾日三省吾身，养成严以律己、知错必改的精神，最终成为学识渊博、品德高尚的人。

知识点讲完后通过小组讨论进行波形分析。引导学生要学以致用，知行合一。

6. 安排相应的实践课，让学生上电力电子技术实验台进行接线操作，分析得出的波形。培养学生团队协作、共存共荣的精神。

由此可见，在教学过程中的每个环节围绕课程目标，挖掘出了思政内容，使学生在学习专业知识的同时，加强了道德教育。

三、教学方法及手段

德融教学要做到“润物细无声”，在教学过程中进行合理的教学设计，还要选择合适的教学方法和手段，实现德融教学目标。本课程主要采取以下方法和手段。

（一）项目驱动引领教学法

电力电子技术课程对于学生来说较抽象，不容易理解。本课程在教学过程中，采用项目引领教学法，通过将生活中常见的、易懂的项目引入基础知识点，讲解知识点在项目中所起的作用和其工作过程。比如通过调光灯设计项目的引入，让学生掌握晶闸管的工作原理，会分析单相半波整流电路的工作原理，知道触发电路与主电路电压同步的概念。使生活中的常见现象和课本知识融入在一起，激发了学生的好奇心，诱导学生学习的情绪，营造一个良好的学习氛围。并且让学生意识到科学技术在生产实际中的重要作用，激发学生倾注精力、投入时间认真学习知识、技术的持续兴趣，培养学生的钻研精神。

（二）视频录像分析法

本课程有大量的电路图和波形绘制内容。课堂知识枯燥无味，在课堂中插入部分和电力电子技术相关的录像视频，使学生对电路和波形有更深入的理解与认识，能够提高学生的感性认识，激发学生的学习兴趣。比如在讲解PWM控制技术内容时，把往届学生参加大学生智能小车竞赛时所设计的循迹小车录像拿给学生看，告知学生小车循迹过程中的减速和增速就是应用本章节的PWM控制技术。提高学生对电子器件设计的兴趣，激发他们不断探索的能力。同时也为大学生竞赛提供知识储备和服务，鼓励学生积极参赛。

（三）头脑风暴讨论法

提出一些难以获得统一答案的问题，并引导学生进行讨论，从而让学生对该问题及其衍生出的深层次的问题进行思考，帮助学生养成深入思考的习惯，并在讨论中，获得德育教学效果。例如在讲电力电子技术应用章节时，引导学生说出其应用领域。让学生明白如今要找到一个完全不用电力电子技术的领域已不太容易。鼓励学生认真、努力学好本门课程，在学好基础知识的前提下，进行技术创新和科学研发，提高国家的科技竞争力。让他们认识到，为自己、为国家进行科技研发和技术进步的必要性，使学生产生对应的使命感。

（四）实践教学法

本课程的实践教学是通过实验学时来完成的。学生以小组为单位，在实验台上完成实验操作过程，锻炼学生的动手能力，同时培养学生的团结协作意识与创新意识。实验结束后的波形分析非常重要，理论分析和实验测得的数据总有一定的误差，教师引导学生分析实验误差的原因，并以此告诉学生，实验和理论犹如现实和理想，总有差距。想让现实与理想更接近，只有付出足够的努力才能拥有相应的收获。

（五）理论现实类比法

根据课程中相对抽象问题的特点，将需要讲解的德育教学知识点，与课程中存在的相类似的内容进行类比，在对具体知识点进行讲解的时候，拓展类比到现实生活中的问题，宏观上打通知识和应用之间的鸿沟，微观上提高学生对德育教学内容的认同和接受程度，提高德育教学效果。例如在讲斩波电路这一部分内容时，斩波电路是一种将电压恒定的直流电变换为电压可调的直流电的电力电子变流装置。在原有的直流信号基础上，用一个电子开关按一定频率不断开关，这样的话，原有的直流波形就成了一个类似方波的东西，相当于原来的直线被斩成了很多段，使电压在一定范围内连续可调。通过类比分析，引导学生在做人做事方面也应该收放自如，曲张有度，懂适可而止，在生活中也能做到行事把握分寸，说话留有余地。

（六）信息化教学手段辅助德融教学

采用网络教学平台，利用手机、电脑等电子产品帮助开展德融教学活动，既可以提高教学效率，又可以让学生熟悉使用手机等电子产品进行学习的过程，帮助学生抵御电子产品的诱惑，还可以在学生感兴趣的领域进行德育教学。比如，采用手机考勤的方法，既可以方便快捷地收集和整理教学信息，又可以让学生熟悉现代社会依靠手机进行工作和学习的方式，对上课时手机的应用环境进行思考。再如，通过网络化教学平台，让学生之间进行作业的互评，让学生站在教师的角度观察课程内容，既能帮助学生建立更高水平的知识观察视角，又能让学生在别人分析问题的角度，真正体验到为他人着想、相互理解的过程，促进学生发自内心的与人为善。

四、教学效果

实行德融课堂教学后，教学效果、学生的学习状态和学习成绩都有明显改善。

学生学习的信心明显提升。通过课下和学生的交流，了解到大部分学生对学好本门课程都充满信心，少了往届学生学习过程中的畏难情绪，学习积极性明显提高。从课堂表现来看，学生的精神状态明显好转，玩手机的学生明显减少，学生参与课堂教学过程的积极性得到提高，师生互动的实施变得更加容易。

学生科学作风更加严谨。和往届相比，作业抄袭的现象明显减少，实验报告撰写更加认真，实验步骤更加完善，实验结果更加科学、合理和充分。

学生团队协作的精神更加突出。从学生的实验过程来看，需要分组合作的实验项目，同组内学生协作分工更加和谐，过去大部分人观看，少部分操作的现象得以改善。从研究实验报告步骤，到搭建电路结构、实验数据记录和波形分析，大部分都能做到分工明确，协调有序。

学生学习成绩明显提升。2020/2021学年相比2019/2020学年不及格率降低了4.13%;优秀率提高了38.39%。

学生学习实践能力明显增强。在2020年“TI杯”山东省大学生电子设计竞赛中，荣获二等奖3项，三等奖10项的好成绩。

教师教学研究能力明显提升，2020年11月，主讲教师发表了基于本课程的教学过程撰写的教研论文：线上教学与疫情后课程建设的有机衔接研究——以“电力电子技术课程”为例。

总之，德育融入专业教学是双赢的行为，既潜移默化地培养了学生的能力和品质，又提高了学生对专业学习的认可度和参与度。考虑到每门专业课程有自己的特点，每位主讲老师有自己的教学风格，不同年代、不同专业的学生学情也有所差别，教师在实施专业课程的德融教学时，应根据具体情况有的放矢、不拘一格、灵活应变。

参考文献：

[1]吕琳.“课程思政”融入专业课教学的探索[J].课程教育研究，2019（37）：58.

[2]于向东.围绕立德树人根本任务探索思政课程与课程思政有机结合[N].光明日報，2019-03-27.

[3]夏建文.信息类专业课程中的“思政元素”及其运用[J].课程教育研究，2019（17）：77-80.

[4]沈娜，韩凤琴.新能源科学与工程专业人才培养探索[J].中国电力教育，2020（4）：61-63.

[5]陈国平，秦彦军，张艳，等.以应用型本科人才培养为目标的电力电子技术教学改革与实践[J].高教学刊，2020（26）：114-117.

[6]孙金萍，刘军芳.《电力电子技术》课程教学改革探索[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2020，20（2）：123-125.

基金项目：本文系2020年山东省教学研究面上项目“高校教师教学质量评价机制与体系的探索与实践”（M2020075）;齐鲁工业大学（山东省科学院）校级项目“《电力电子技术》在线课程建设研究与实践”（kczx202007）、“以高阶学习为导向面向新工科的《电力电子技术》课程混合式教学改革研究”（2020yb06）阶段性研究成果

作者简介：梁玮（1980-），女，汉族，山东德州人，博士，讲师，研究方向为课程改革，人才培养，学科建设等。

作者：梁玮　肖中俊

电力电子技术课堂教学论文 篇2：

《电力电子技术》课堂教学及实验教学模式改革探索

摘要：针对传统教学中存在的问题，引入计算机仿真技术，对《电力电子技术》课程教学模式进行改革，提出了PPT动画+课堂板书+计算机仿真3位一体的课堂教学模式及虚拟实验+装置实验的实验教学模式。基于MATLAB/SIMULINK及PSIM电路仿真软件开发了教学仿真实例及虚拟实验，应用到课堂教学及实验教学中，激发了学生的学习兴趣，提高了教学效率及教学质量，取得了良好的教学效果。

关键词：教学模式改革；计算机仿真；电力电子技术

一、前言

《电力电子技术》是一门面向机械电子、自动化等专业开设的实践性很强的应用技术型专业基础课程。其主要研究内容为电能的变换和控制，涉及各种电力半导体器件及变流装置，如整流、逆变、直流斩波、交-交变换等电能变换及PWM控制和软开关技术等内容[1-2]。在该课程的课堂理论教学中，有大量的电路波形分析及电量计算内容，需要画出相应的电压、电流信号波形图并作相关电量的数学公式推导及谐波分析。在传统教学模式中主要采用PPT动画及课堂板书等教学方式，不仅费力费时，且电路波形的动态变化表现不足，交互性很差，尤其对电路的谐波分析非常抽象、复杂而不易理解。特别是当需要改变电路参数及负载性质时，所有的波形图必须重新画出，非常不方便，不仅使得教学课时紧张，而且内容单调枯燥，大大降低了学生的学习兴趣，难于达到理想的教学效果。为了克服传统课堂教学模式的缺点，形象直观地进行教学，变抽象为具体，变枯燥为生动，激发学生的学习兴趣，提高教学质量，有必要将MATLAB/SIMULINK及PSIM等计算机仿真技术引入到课堂教学中，作为传统课堂教学手段的补充，对现有课堂教学模式进行改进及完善[3-6]。

《电力电子技术》课程具有很强的实践性，实验教学在整个课程教学中占有非常重要的地位。实验不仅可以验证课堂教学讲授的理论、加深对课堂理论知识的理解，而且可以锻炼学生的动手能力及解决实际问题的能力，在整个课程教学中具有不可或缺的作用。本课程所开设的实验均是依托“电力电子技术及电机控制实验装置”完成的。由于该实验装置操作复杂，加之每个实验学时有限，使得学生不易熟练掌握装置的使用，在实验中存在以下几方面的问题：（1）由于操作不当容易造成器件损坏，查找故障及更换损坏器件又会减少学生的实验时间，影响实验效果。（2）由于每台实验装置只配备了一台双踪示波器，同一时刻只能观察分析最多俩路电压、电流或驱动控制信号波形，难于对实验电路的各处波形有一个全面的观察，影响对电路工作情况的整体理解。（3）实验设备及元器件的老化等问题可能使得实验结果与理论分析出现较大差异甚至异常情况，从而影响实验效果。（4）每次的实验结果及观察的波形需先记录在实验数据记录表中，实验结束时由指导教师检查实验数据及波形是否正确并给出成绩。但若实验结果不正确，则学生没有时间去纠正，还需另约时间重新完成实验，不利于提高实验效率。针对实验中存在的问题，需要对传统的实验教学模式加以改进和完善，在实验教学中引入计算机仿真技术，开发对应实验项目的MATLAB仿真虚拟实验，并提供给学生，作为学生实验时的辅助实验手段，达到及时解决实验中出现问题的目的，提高实验教学质量[7-10]。

二、《电力电子技术》课程课堂教学及实验教学模式改革的思路

基于传统课堂理论教学及实验教学中存在的问题和不足，引入计算机仿真技术，对《电力电子技术》课程课堂教学模式及实验教学模式进行改革。

1.课堂教学模式改革思路。在传统的PPT加板书授课的基础上，引入专用电力电子仿真软件MATLAB/SIMULINK和PSIM，针对课程主要教学知识点和重要电路开发若干课堂教学计算机仿真实例。通过在课堂教学中引入MATLAB及PSIM教学仿真实例，对关键的电力电子电路进行交互式动态波形分析，帮助学生理解课堂所讲理论内容。采用PPT动画+课堂板书+计算机仿真等三位一体的教学模式，提高课堂利用率，调动学生学习兴趣。将相关MATLAB及PSIM教学仿真实例提供给学生，以便学生能够在课前熟悉及课后复习课堂讲授内容，达到提高学习兴趣和教学质量的目的，同时让学生熟悉电力电子电路的计算机仿真方法，为以后在实际工作的应用打下基础。

2.实验教学模式改革思路。在传统装置实验的基础上，利用MATLAB仿真软件中的SIMULINK工具箱开发每一个实验项目的MATLAB仿真虚拟实验，在实验前提供给学生，使学生对所做实验的电路及需要观察的波形有一个直观、感性的认识。将MATLAB仿真虚拟实验程序预存在实验室计算机上并对学生开放，以使学生随时能够针对实验中出现的问题进行仿真，观察正确的波形，以便于帮助确定问题所在，达到快速解决问题的目的，提高实验效率。通过虚拟实验+装置实验的实验教学模式，达到激发学生的学习兴趣，提高电力电子技术实验教学质量的目的。为了配合实验教学改革，还需编写一套内容完整、难易度适中、针对不同专业特点的《电力电子技术实验指导书》，以使不同专业的学生能有针对性地选择不同的实验项目，从而使学生更好地得到实验技能的训练，提高专业技术水平。

三、《电力电子技术》课堂教学模式的改革

根据《电力电子技术》课堂教学改革的思路及渐进式的设计思想，从易到难，从简到繁，利用计算机仿真软件MATLAB/SIMULINK及PSIM开发设计了12个相关的教学仿真实例[11-12]。分别为单相桥式全控整流电路、三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路、三相半波有源逆变电路、三相桥式有源逆变电路、BUCK降压斩波电路、BUCK滤波降压斩波电路、BOOST升压斩波电路、升降压斩波电路、CUK斩波电路、单相电压型PWM逆变电路及三相电压型SPWM逆变电路等课堂教学仿真实例。这12个实例基本涵盖了《电力电子技术》课程的主要教学内容和重要知识点，通过在课堂教学中加以應用，能够直观、动态、形象及交互地对电力电子电路进行动态电压、电流波形分析，提供了一种图形化的交互环境，从而使得复杂的电力电子电路仿真和分析及波形观察变得十分容易，改进及完善了以往仅用PPT动画及课堂板书的教学方式，构成了PPT动画+课堂板书+计算机仿真等三位一体的新课堂教学模式。为达到更好的教学效果，进一步提高课堂的教学效率及教学质量，在课程开始时，就将教学仿真实例的源程序提供给学生，使得学生可以课前进行预习，课后进行复习，不仅可以提高学生的学习兴趣，而且还可培养学生的自学能力，同时使学生逐步熟悉和掌握MATLAB和PSIM这两种常见的电力电子电路仿真设计软件的使用，为以后在实际工作的应用打下基础。

下面以三相电压型SPWM逆变电路仿真实例为例介绍计算机仿真技术在课堂教学中的应用。三相电压型SPWM逆变电路是《电力电子技术》课程非常重要的一个教学内容。该教学知识点除了需要介绍电路工作原理外，还包括大量的波形分析、公式推导及谐波分析和相关电量的计算。采用传统的PPT+板书教学模式时，学生普遍反映内容复杂、抽象、枯燥、不易理解，教学效果不理想。为了弥补传统课堂教学模式的不足，利用MATLAB/SIMULINK开发了三相电压型SPWM逆变电路教学仿真实例，其MATLAB仿真电路模型如图1所示，相应的仿真结果示于图2中。

MATLAB仿真软件具有丰富的电路波形分析功能，可方便地利用MATLAB/SIMULINK的Scope示波器观察多路指定信号随时间变化的动态波形。图2中示出了三相对称的SPWM输出电压ua、ub、uc的波形及三相对称输出电流ia、ib及ic的波形。通过仿真波形可清楚地动态观察到对应波形间的幅值及相位关系，并可根据需要放大局部波形，而这在传统教学模式中是难于做到的。MATLAB软件另一个优势是具有强大的数学计算能力，特别适合电力电子电路的谐波分析及相关电量计算。利用FFT功能模块可对输出SPWM电压波形作指定次数谐波的幅值及相角计算，利用RMS功能模块可对信号进行有效值计算。图1中示出了利用FFT模块及RMS模块对输出电压ua进行谐波分析及有效值计算的方法，相应的动态计算结果通过Display数字显示器可直接给出。通过以上实例可以看出，在课堂教学中，利用计算机仿真作为教学的辅助手段，可有助于将烦琐、枯燥、抽象的理论分析及推导变得生动、直观且易于理解，可有效引起学生的关注和学习兴趣，达到提高教学效率及教学质量的目的。

四、电力电子技术实验教学模式的改革

依据实验教学模式改革思路并结合实验室的具体情况，本课程共开设4个实验：三相半波可控整流电路实验、三相半波有源逆变电路实验、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验、直流变换电路实验等。所有实验均可在“电力电子技术及电机控制实验装置”实验台完成。不同专业的学生可根据专业需要选择其中3个作为必做实验，1个为选做实验。针对该实验设备操作复杂、实验学时有限的问题，编写了与实验设备配套的《电力电子技术实验指导书》，对每一个实验均详细说明了实验要求、电路的工作原理及实际操作过程等内容。利用MATLAB仿真软件中的SIMULINK工具箱开发了每一个实验项目的MATLAB仿真虚拟实验程序。分别为：三相半波可控整流电路虚拟实验、三相半波有源逆变电路虚拟实验、三相桥式全控整流及有源逆变电路虚拟实验、BUKE降压斩波电路虚拟实验、BOOST升压斩波电路虚拟实验、升降压斩波电路虚拟实验及CUK斩波电路虚拟实验等，对应每一个实验，均编写了虚拟仿真实验指导。在实验前，将相应的虚拟实验仿真程序提供给学生，使学生对实验电路的结构、电路元器件连接关系、相关的电压、电流波形等有一个直观、感性的认识，以提高实验效率和实验效果。所开发的所有虚拟实验程序均安装在实验室计算机中，学生在实验中可随时调用相关仿真程序，通过对相应电路波形的对比，帮助确定实验中出现问题的原因，找到解决问题的方法。图3为三相桥式全控整流电路虚拟实验MATLAB仿真模型，其仿真波形示于图4中。

由图4中虚拟实验仿真波形可以看出，学生可以同时观察到相位依次相差120°的对称三相电源线电压uab、ubc、uca的波形，三相电流ia、ib、ic的波形，6个晶闸管依次相位相差60°的门极触发信号ug1～ug6的波形，整流输出电压ud及输出电流id的波形等。通过仿真波形，可观察到全部相关信号之间的相位关系。尤其重要的是可仿真当某个晶闸管的门极触发信号缺失或是晶闸管故障时电路相應节点的波形，当实验中出现相应故障时，可以帮助学生确定故障原因，提高学生独立解决实际问题的能力，而这是实际装置实验中仅利用双踪示波器观察波形时无法实现的。从三相桥式整流电路的MATLAB仿真虚拟实验的例子可以看出，虚拟实验具有装置实验所不能实现的功能，是装置实验的重要辅助手段。采用计算机仿真虚拟实验+实际装置实验的实验教学模式可以达到提高实验效率和实验教学质量的目的。

五、结束语

本文针对传统课堂教学及实验教学中存在的问题和不足，在课程教学中引入计算机仿真技术，对《电力电子技术》课程教学模式进行了改革。提出了PPT动画+课堂板书+计算机仿真三位一体的课堂教学模式，基于MATLAB/SIMULINK及PSIM电路仿真软件开发了教学仿真实例应用到课堂教学中，可以实现对电力电子电路进行电路原理及波形的交互式动态分析，形象直观，便于理解和掌握。基于MATLAB/SIMULINK开发了虚拟实验程序，提出了虚拟实验+装置实验的实验教学模式，提高了学生独立解决实际问题的能力。计算机仿真技术应用到课程教学中，提高了学生的学习兴趣及教学的效率，让学生逐步熟悉电力电子电路的计算机仿真方法，为以后在实际工作的应用打下基础，是一种值得肯定和进一步发展完善的教学改革方向。

参考文献：

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].第4版.北京：机械工业出版社，2000.

[2]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].第5版.北京：机械工业出版社，2009.

[3]洪武.PSIM在电力电子技术教学中的应用[J].实验科学与技术，2009，7（1）.

[4]陈宏.基于Matlab的电力电子技术课程的教学探索[J].实验室科学，2013，16（1）.

[5]丘东元，张波.基于仿真平台的“电力电子技术”教学模式探讨[J].电气电子教学学报，2010，32（2）.

[6]荣军，万军华，陈曦.计算机仿真技术在电力电子技术课堂教学难点中的应用[J].实验技术与管理，2012，29（8）.

[7]汪义旺，索迹.电力电子技术仿真实验教学探讨[J].实验科学与技术，2011，9（4）.

[8]马立华，席惠.MATLAB在电力电子实验教学中的应用[J].实验室研究与探索，2005，24（2）.

[9]王武.基于Matlab和PLECS的电力电子仿真实验教学[J].实验技术与管理，2011，28（6）.

[10]段晓燕，赵正天，段生成.电力电子技术模拟实验教学探讨[J].实验科学与技术，2008，6（6）.

[11]黄忠霖，黄京.电力电子技术的MATLAB实践[M].北京：国防工业出版，2009.

[12]野村弘，藤原宪一郎，吉田正伸.使用PSIM学习电力电子技术基础[M].胡金库，贾要勤，王兆安，译.西安：西安交通大学出版社，2009.

基金项目：中国石油大学（北京）教学改革项目（09jgx041）。

作者简介：刘丽萱（1965-），女，河北定州人，硕士，讲师，研究方向：电力电子教学、电力电子技术在石油勘探仪器中的应用。

作者：刘丽萱，钱步仁，张萍，魏学良

电力电子技术课堂教学论文 篇3：

工程教育专业认证背景下电气工程专业课堂教学改革研究

【摘要】 本文就工程教育专业认证背景下电力电子技术课堂教学改革进行了研究。分析了工程教育专业认证背景下对电气工程专业课教学的要求，明确了工程教育认证的电气工程课程教学改革的具体内容以提高学生综合能力。

【关键词】 电气工程 工程教育专业认证 课题教学

一、工程教育专业认证背景下对电气工程专业课教学的要求

高等工程教育随着国家的一带一路的政策对人才的需求，也要有新的培养模式来适应我国高等工程人才的发展。

电气工程专业应用性强，随着社会的发展对电气工程人才提出新的要求，一方面要求具备一定的专业能力尤其解决复杂工程问题的综合能力，另一方面要具备专业能力外的更加适合社会发展的复合能力，如沟通合作、团队管理、法律金融等。

目前，电气工程技术正在向能源领域、信息领域、新型材料领域、智能化控制领域等多学科交叉方向发展 [1]，多学科的交叉的发展对高等工程教育模式提出了新的要求。这就要求建立以学生为中心、培养能力为主的教学体系，将工程专业能力素质和专业能力外的复合能力的培养贯穿于高等工程教育的全过程。为此，教学应采用成果导向的教育模式[2]，以学生最终获得的能力作为教学起始点，方向再设置教学环节，更新教学方法，提高教学质量。

二、适应工程教育认证的电气工程课程教学改革

课堂教学的改变是专业认证的第一步，也是最为核心的部分，以专业认证的核心理念在课堂上进行教学实践和改革，具体内容如下：

1、明确课堂教学的能力要求以确定课堂具体教学环节。专业教育工程认证的核心思想就是以学生为中心，以成果导向（OBE）进行教学设计。那么首先就要明确课程具体要培养哪些能力，而这个能力不是传统教学所认为的专业知识能力，而是更加注重人的基本综合素质的培养。而基本综合素质不是教师自我凭空想出来的，而是社会各方需求确定的，包括企业、家长、学校定位、学生自身等。由社会需求确定毕业要求和课程体系，进而才能决定课堂的教学环节。所以课堂教学要紧贴社会需求，应以培养学生能力为导向，以专业认证的培养目标为导向，以社会和产业界的需求为导向。只有贯彻执行能力导向、目标导向和需求导向， 以学生为中心， 才能真正培养实践能力强、适应社会需求的合格毕业生。

2、课堂教学环节要反映出以学生为中心的综合能力培养。课堂教学的改革应着眼于提高课堂教学质量，应该从老师课堂填鸭式主讲， 学生被动地主听，渐渐向着教师和学生都是课堂的主体，以平等交流为主的课堂学习氛围转变；从更加注重专业知识的讲授，向着更加注重学生的学习能力和思辨能力的能力培养为主；授课内容从基于教材讲授，向着基于工程案例的学习为主进而带动教材的学习方向转变；教师授课课堂从面向固定的班级为主的学生群体，向着所有学生面向任何想学习该门课程的学生开放课堂进行转变。总之，课堂教学应该能够充分调动学生学习积极性，让学生学会自己学习掌会会思考并学会在实践中不断学习和提高。只有这样掌生能力才能得以培养和提高， 才能激发学生的创造力，实现工程教育的目的。

3、课堂教学改革要结合专业认证毕业要求的复杂工程问题进行综合能力培养。在专业认证的毕业要求12条中，其中有9条都含有复杂工程问题，这也是本科工程认证的突出特点。复杂工程问题本身就是交叉各个学科和社会综合知识，即包含金融、造价、采购、法律合同、专业知识等各个学科，同时也包含分析、计算、合作、沟通、交流、文化等各个能力的综合锻炼。这就要求在课堂教学中，要尽量采用案例方法和小组合作竞争模式，并尽量贴近实际工程情况，以全方位锻炼学生能力。

4、完善课堂考核评价制度体系。改变一张试卷定成绩的考核评价制度，施行多个阶段测评、多种方式考核的考核評价方式，把平时的教学过程中的学生表现、平时实验、平时作业纳入考核体系中来。考核关键是注重非专业知识的综合能力考核，如合作交流、管理、终身学习能力等，这就要求设置不同的考核方式以确定能力培养是否达到要求。

三、总结

高校电气工程专业在工程教育认证的背景下，展开以专业认证理念为核心的课堂教学实践与研究，可为高等教育电气专业打下良好的课堂教学实践基础，提高国际化接轨程度，进而整体提高高等教育水平。

参 考 文 献

[1]肖义平. 基于工程专业认证背景下电气工程专业教学改革探索[J].高教论坛，2014（7）：34-35.

[2]海莺.基于OBE模式的地方工科院校课程改革探析[J].当代教育理论与实践，2015（7）：37-39.

作者：蒋赢 胡鹏