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(1)“电力电子技术”的主体框架,基本内容、各部分内容之间的逻辑关系,以及贯穿全课程的关键线索是什么?这个问题是从整体上把握“电力电子技术”的首要问题,直接挑战教师对所授内容的理解深度和运用程度。“电力电子技术”主要由三大部分组成:[2]电力电子器件;AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC四大类基本变流电路以及由它们组合而成的组合变流电路;对各种变流电路都适用的PWM控制技术和软开关技术。其中,各种变流电路及其控制技术的学习和掌握是本课程的主体。变流电路种类繁多,突出带有共性的分析方法对于理解各种电路的工作原理具有十分重要的作用。例如,通断型电力电子器件的存在,使得四大类变流电路及其他们的组合变流电路呈现出非线性特性;但当电路中各通断型电力电子器件的通断状态确定后,整个变流电路又可以根据线性电路的基本理论进行分析。相位控制和脉冲宽度调制(PWM)则是分别针对半控型器件和全控型器件组成的电路拓扑的两种控制技术。而所选用的通断型电力电子器件的类型(即不可控型、半控型、全控型)则是将各种变流电路及其控制技术(对不可控型器件构成的电路不存在控制问题)构成一个有机整体的关键线索。
(2)“电力电子技术”的教学目标是什么?也就是说,学了这门课程以后,学生能够做到些什么?为了从宏观上控制大学的教学质量,教育部对主要的基础性、专业基础性课程都制定了相应的“课程教学基本要求”,一般涉及两个方面的内容:一个方面是规定了一门课程必须包含的知识点和基本技能;另一个方面是学生对这些知识和技能应该掌握的程度层次,例如,识记、了解、理解、应用(可进一步细化为简单应用、分析、综合和评价等)。通过对“电力电子技术”的学习,学生熟悉并掌握晶闸管、门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极型晶体管(BJT)、电力场效应晶体管(PowerMOSFET)和绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)等电力电子器件的工作原理、开关特性和电气参数;熟悉并掌握单相、三相整流电路和有源逆变电路的基本原理、波形分析,以及各种性质的负载对电路工作性能的影响;掌握直流斩波电路的工作原理、电路结构、换相方法及参数计算;掌握交流调压电路的电路结构、换相方法、波形分析和参数计算,了解交-交变频电路的基本原理;掌握逆变电路,特别是PWM型逆变电路的工作原理、控制方法、波形分析;了解软开关技术的基本概念;了解电力电子技术的发展方向。
(3)“电力电子技术”的历史、现状和发展方向是什么?了解历史,分析现状,是为了更好地预测未来。所谓“了解历史”,首先,要清楚所授课程的发展经历了几个阶段;其次,应知道每个阶段的标志性事件、代表性人物和重要结果;最后,对某些重要结果在历史上的获得过程也需有所涉猎,从而有助于利用历史所蕴含的科学精神、研究方法和思想启迪,创造性地挖掘新方法、新技术。[1]而在分析现状时,不但要聚焦本校、兄弟院校、国外高校对本课程在教学内容、教学模式、教学方法和教学手段等方面的情况,还应关注本课程所属学科的最新科研进展。由于电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用,因此,电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。使用电子管、水银整流器的时期属于电力电子技术的史前期或黎明期。在这一时期,各种整流电路、逆变电路和周波变流电路的理论已经发展成熟并广为应用。1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管标志着电力电子技术的正式诞生;随着晶闸管及晶闸管变流技术的发展,电力电子技术的概念和基础得以逐渐确立。由于晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件(即半控型器件),因而所采用的控制方式主要是相位控制,其关断通常需要依靠电网电压等外部条件来实现,实际应用时受到很大的局限。20世纪70年代后期,以GTO、BJT和PowerMOSFET为代表的全控型器件迅速发展,把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。与晶闸管电路的相位控制方式相对应,采用全控型器件电路的主要控制方式为PWM。PWM方式不仅在逆变、斩波、整流、变频及交流电力控制中均可应用,而且使得电路的控制性能大为改善,因而对电力电子技术的发展产生了极为深远的影响。在20世纪80年代后期,以IGBT为代表的复合型器件异军突起。由于综合了MOSFET驱动功率小、开关速度快和BJT通态压降小、载流能力大的优点,因此,IGBT成为了现代电力电子技术的主导器件。同IGBT相类似的,还有复合了MOSFET和GTO优良性能的MOS控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管(IGCT)。目前,把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起,构成功率集成电路(PIC)成为了电力电子技术发展的一个重要方向。
(4)“电力电子技术”在整个教学计划中的地位和作用是什么?整个大学四年的教学过程是一个系统工程,而具体到某一门课程则只属于它的一个局部,因此,各门课程的教学不能孤立地进行,而必须与其他课程相互配合,特别是要关注前修课和后续课。“电力电子技术”是一门技术基础课,在学习它之前,学生应学过“电路”和“电子技术基础”,并已能熟练使用示波器等电子仪器;而“电力拖动自动控制系统”则是该课程的后续课之一。
(5)“电力电子技术”的主要内容应通过怎样的教学步骤和教学方法传授给学生?设计一个合理的教学步骤或教学过程,并采用科学的教学方法帮助和鼓励学生达到教学目标是整体性备课的最后一个基本问题。一般来讲,教学过程可分为三步走:首先,是把“电力电子技术”的教学目标具体化、明确化,并通过教学内容这一载体反映出来。然后,采用各种行之有效的教学方法,帮助和鼓励学生通过自主学习来达到课程教学目标,所谓“授之鱼,不如授之以渔”。比如,可以帮助和鼓励学生自己运用Matlab/Simulink搭建简单的变流电路拓扑,[3]验证相位控制方式和PWM方式;帮助和鼓励学生使用Matlab/Simulink中自带的仿真模型,并善于利用Google搜索网络资源;最后,就是要合理评价学生的进步。教学方法是多种多样的,包括讲授法、谈话法、讨论法、直观教学法、准直观法、边讲边练法、单元教学法、发现教学法、程序教学法、案例教学法、暗示教学法等,[1]上述方法都有它们各自的优势和不足,适用于不同的场合,因此,不应盲目肯定或否定一种方法,而应结合教学模式、教学手段和教学设备加以综合使用。对于“电力电子技术”这门课程而言,笔者非常信赖案例教学法——通过演示Matlab/Simulink模型搭建与仿真分析来传授学生点石成金的“金手指”。2.6件准备工作有了对上述5个基本问题的认识后,接下来就应该做好以下6件准备工作了:认真研读“电力电子技术”教学基本要求和教学大纲;认真选择、研读教材及参考书;认真研读“电力电子技术”的前修课和后续课的教材;自己动手做过教材中的全部练习题及思考题;了解学生;撰写一份“电力电子技术”教学安排表,并在课前发放给每个学生。其中,最要紧的是研读教材、做好习题和了解学生。所谓“研读”,是指通过仔细的、反复的、研究式的将选定的《电力电子技术》教材读上很多遍,从而把教材中的重点和难点部分完全吃透,即要读到不会被人就教材中的内容问倒、读到可以脉络清晰、有理有据地用自己的语言来阐述教材中的重点和难点内容。
西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第4版),[2]每章均提供有习题及思考题。这些习题及思考题都是精心安排的,与正文相互呼应、相互配合,有助于学生对教材内容的理解和能力的培养。然而学生在做题的过程中又最容易出现问题,也最需要教师的帮助和指导,因此,教师必须事先亲自动手做一遍,做到对所有习题都心中有数,这样才能使学生通过“带着问题自学”、“向教师寻求答疑释惑”的过程获得“豁然开朗”的明悟。所谓了解学生,首先,是要了解学生当前的知识基础,因为一切新的知识都是在已有知识平台的基础上增加的。其次,是要了解学生的能力状况、所学专业、就业去向等信息,以便决定“电力电子技术”对本届学生的讲法,如何运用启发式教学原则以及如何与学生的专业、就业相结合。只有在弄清楚5个基本问题并做好6件准备工作后,整体性备课才能算大致完成,所获得的一个重要结果就是写出一份“‘电力电子技术’教学安排表”;据此,实现每次课的课前备课,即写出一份针对每次课的教案,从而给学生具体上好每一次课。
做好每一次课的课前备课工作
整体性备课是非常重要的,但课还得一次课一次课地讲。事实上,只有每一次课都讲好了,整体性的把握才能落到实处,因此,在每一次讲课之前也要备好课,具体来说:要根据“电力电子技术”教学安排表明确每次课所讲授内容的大题目,确立教学目的,选择具体内容及讲授重点;根据教学的具体内容确定教学模式,例如,课堂讲授、实验或讨论等;要把选定的教学内容组织成一次讲授式或议论式或谈话式的文稿,应服从并服务于主题,把各部分内容按起始段、中间段到结尾段的顺序安排组织好;选择合适的教学方法和教学手段;写出一份教案来,准备在课堂中使用。其中,教案是做好每次课的课前备课工作的最为核心之处。一般来说,一次“电力电子技术”课的教案由两大部分组成:概述和教学进程。概述主要用于阐释教师对本次课的基本认识和实施教学的指导思想,涉及授课对象及其特点(重点是学生的专业特色、就业去向、已有的知识基础和学习能力)、题目或主题、教学目的、重点和难点、讲授方法和教学手段等。[4]教学进程则负责具体组织教学步骤,用以落实概述中的基本分析和指导思想,通常按授课时序写明每个教学段落的教学要求、教学内容、表达方式和时间分配等细节。
重视第一堂课
俗话说,良好的开端是成功的一半!第一堂课讲得好不好对整个“电力电子技术”课程能否顺利进行是至关重要的。如果学生对第一堂课的印象好,为以后的讲课就创造了良好条件;相反,如果第一堂课准备不足,给学生的印象不好,以后就要花上好几倍的工夫才能挽回。因此,教师首先要从思想上高度重视第一堂课。那么,第一堂课怎样才算成功呢?“兴趣是最好的老师”,笔者认为,第一堂课应努力使学生产生三个兴趣:让学生对教师产生兴趣;让学生对电气工程学科产生兴趣;让学生对学习“电力电子技术”课程产生兴趣。为此,教师须明确教学目的,并完美演绎“三个介绍”。
1.明确教学目的“电力电子技术”第一堂课通常为绪论课。考虑到大学生都有一定的自学能力,即表现为对具体问题的理解以及数学演绎能力,但从课程整体内容上把握实质问题的能力还较弱,因此,第一堂课的教学目的旨在把学生的注意力抓过来,免得课程一开头就使学生在没有任何思想准备的情况下盲目陷入到具体问题的思考之中。通过对一些教学内容,如“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用是什么,什么是电力电子技术,它的发展经历了哪些阶段,目前主要应用在哪些领域等具体教学内容的初步说明,使学生对电力电子技术有一个宏观意义上的了解。在进行课堂讲授时,要重点分析“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用;阐述电力电子技术与电子学、电气工程、控制理论三者的关系;并结合授课对象所学专业的特点及需要,介绍电力电子技术目前主要应用的领域。
2.教师的自我介绍对于任何一门新开课,简短的自我介绍是师生间建立起相互了解的第一步。教师良好的精神风貌、对本学科知识孜孜以求的精神以及求学、工作、生活中面对困难、挫折的勇气都会深深地感染学生,使对未来还多少感到迷茫的他们多一份信心,少一些顾虑。因此,教师在进行自我介绍时,需注意以下几个方面:第一,内容应尽量贴近电气工程学科的发展或“电力电子技术”课程的学习。例如,笔者通过自己本科阶段学习自动化专业、硕士研究生阶段从事电机与电器专业、博士研究生阶段毕业于电力电子与电力传动专业的求学历程介绍,为后续分析“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用埋下伏笔。第二,用语准确、规范、生动,有着自己鲜明或独特的语言风格和表达特点。第三,要把自己的学科造诣、科研成就适度的介绍给学生,使学生对教师产生信任感和敬佩感。
3.电气工程学科的介绍电气工程是研究电磁现象、规律及应用的学科,下设5个二级学科,分别为电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动和电工理论与新技术。作为现代科技领域中的核心学科之一,以及当今高新技术领域中不可或缺的关键学科,电气工程的教育和科研不仅在我国,而且在发达国家的大学中也一直占据着十分重要的地位。通过“电路原理”、“电路实验”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“电子技术实验”、“自动控制原理”、“微机原理与接口技术”等基础必修课,认识实习、电子实习、金工实习等基础实践环节,“工程电磁场”、“电机学”、“电力电子技术”、“电气控制与PLC技术”、“电力系统稳态分析”、“电力系统暂态分析”、“发电厂的电气部分”、“电力系统继电保护”、“电力系统自动装置”、“高电压与绝缘技术”、“电力系统微机继电保护”等专业必修课,“单片机原理及应用”、“控制系统仿真”、“嵌入式系统及应用”、“自动化仪表与过程控制”、“虚拟仪器”、“电力工程概论”、“电能质量分析与控制”、“新能源发电技术”、“配电自动化”、“绝缘在线检测技术”、“电力系统过电压”、“电力系统调度运行与控制”、“电力系统市场营销”、“电力系统自动化”等专业选修课,“电子技术课程设计”、“高电压与绝缘技术课程设计”、“发电厂的电气部分课程设计”、“电力系统分析课程设计”、“电力系统继电保护课程设计”、“变电站微机监控实训”、“生产实习”、“毕业实习”、“毕业设计(论文)”等专业实践环节的学习和培训,培养有关电能生产、传输直至使用的全过程中,各种电气设备和系统的设计、制造、运行、测量和控制等方面的高层次科学研究、工程技术与管理专门人才和高等学校师资。由于电气工程研究范围广泛,应用前景乐观,加上在人才培养模式上突出了宽口径、复合型,因此,该专业的毕业生在就业时呈现出“点多、面宽、适应性强”等特点。一般来说,从电气工程专业顺利毕业后能够在系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域担任重要工作,也能到各级发电厂、供电局、电网调度所、各类大中型企业从事电力设计、建设、调试、生产、运行、管理、市场运营、科技开发和技术培训等工作,或从事电气设备的维护、检修、安装和调试等方面的工作。通过对电气工程学科的介绍,一方面让学生产生能有幸从事电气工程学习的自豪感,并形成正确的学习观,明确学习目的;另一方面也有助于引出“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用的学习内容。
4“.电力电子技术”学习方法的介绍对于学生而言,他们最关心的是即将要开始学习的这门课程到底要学些什么,学完了以后有什么用,难不难学,该怎样学等,因此,教师在第一堂课上,应结合自己的学习经历和科研体会,向学生介绍“电力电子技术”的学习方法。例如,笔者通过介绍自己如何运用电力电子技术提高电能质量的科研经历,鼓励学生自己运用Matlab/Simulink搭建简单的变流电路拓扑,验证相位控制方式和PWM方式;鼓励学生使用Matlab/Simulink中自带的仿真模型;将适合学生自主学习和探究学习的网络资源介绍给他们,以期达到“授之渔”的目的。
掌握并运用好教学基本原则
首先,要建立一个指导思想,就是“教完全是为了学”,即明确教学效果和学生的收获才是“电力电子技术”教学研究的出发点和落脚点。其次,应确立启发式教学的原则。所谓启发式教学是指在教学活动中学生对于知识的获得不是被动地由教师灌入而来的,而是在教师的启发、引导下,通过自己的思考、推理或联想而来的。这种教学方式保证了学生是教学活动的主体,教师是教学活动的主导,有利于发挥二者的积极性。那么,每一堂课怎样实施启发式教学呢?是不是在讲述一个问题时,只有向学生不断提问才算是启发式教学呢?其实不然。在讲述一个问题时,只要教师抓住了问题的本质,或通过剖析提炼出某类问题的共性,并深刻地阐明了它,在解决问题的讲述中体现了解决此类问题的一般方法和特殊技巧,那么对学生就会有启发作用,因而也就属于启发式教学。[1]例如,在讲授基本斩波电路的相关内容时,笔者以Buck电路为例,对其小信号建模方法进行了介绍。由于电路拓扑简单(开关器件的通断只衍生出两个线性子电路拓扑),涵盖内容却丰富(涉及电路分析、偏微分运算、状态方程求解,传递函数与控制框图表示等),因此,一方面学生能够轻松掌握对于变流电路这类因含有开关器件而呈现出非线性的电路的建模方法,另一方面,也让学生明白了整个大学阶段所学的各门课程其实是相互关联的,共同服务于解决问题的需要。最后,需强调师生互动,发挥教师“教”与学生“学”的积极性。师生之间的互动有两种表现形式:一种是显性的,一种是隐形的。前者有明显的身体动作方面的互动;后者则体现为思维上、眼神上的互动,尤其是思维上的互动。要想在课堂上与学生有思维上的互动,教师要努力做到让学生的脑子里始终带有问题,引导学生自己去发现解决问题的方法,使之有成就感,教师再适时地给予肯定,让学生的学习积极性高涨起来。
结束语
电力电子技术是以电力为对象的电子技术,它将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域,利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能的变换和控制,构成了一门完整的学科,该学科被国际电工委员会命名为电力电子学(PowerElectronics)或称为电力电子技术。它是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子电路和控制技术三个部分,它的研究任务是电力电子器件的应用、电力电子电路的电能变换原理、控制技术以及电力电子装置的开发与应用。
1.电力电子器件的发展
电力电子技术的发展取决于电力电子器件的研制与应用。电力电子器件是电力电子技术的基础,也是电力电子技术发展的动力,电力电子技术的每一次飞跃都是以新器件的出现为契机的。1947年,美国的贝尔实验室发明了晶体管,引发了电子技术的一场革命。以此为基础,美国在1956年研制出了最先用于电力领域的半导体器件——硅整流二极管(SemiconductorRectifier,SR),又称为电力二极管(PowerDiodes,PD)。20世纪80年代中后期,为了进一步减少低压高频开关电源中电力半导体器件的管压降和损耗,同步整流管也应运而生。1957年,美国通用电气公司(GE)发明了普通反向阻断型可控硅整流管(SilliconControlledRectifier,SCR),以后称为晶闸管(Thyristor)。它标志着电力电子技术的诞生。经过工艺完善和应用开发,到了20世纪70年代,晶闸管已形成从低压小电流到高压大电流的系列产品。以晶闸管为主要器件的电力电子技术很快在电化学工业、铁道电气机车、钢铁工业(感应加热)、电力工业(直流输电、无功补偿)中获得了广泛的应用。由晶闸管及其派生器件构成的各种电力电子系统在工业应用中主要解决了传统的电能变换装置中所存在的能耗大和装置笨重的问题,因而大大地提高了电能的利用率,同时也使工业噪声得到了一定程度的控制。电力半导体器件经过了五十多年的发展,器件制造水平不断提高,已经历了以硅整流管(SR)、晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、巨型晶体管(GTR)、功率MOSFET、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的分立器件时期,现在已发展到由驱动电路、控制电路、传感电路、保护电路、逻辑电路等集成在一起的高度智能化的PIC和IPM时期。电力半导体器件实现了器件与电路的集成,强电与弱电、功率流与信息流的集成,成为机和电之间的智能化接口,它是机电一体化的基础单元。按照其控制特性来说,电力半导体器件可分为以硅整流管(SR)为代表的不可控器件,以晶闸管(SCR)为代表的只能通过门极电流控制其开通而不能控制其关断的半控型器件和以可关断晶闸管(GTO)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的既能控制其开通又能控制其关断的全控型器件三大类。在器件的控制模式上,电力半导体器件已经从电流型控制模式发展到电压型控制模式,这不仅大大降低了门极的控制功率,而且大大提高了器件导通与关断的转换速度,从而使器件的工作频率由工频中频高频不断提高。在电力电子技术走向智能化、高频化、大功率化、模块化、绿色化的进程中,作为其基础的新型电力半导体器件不断涌现,为电力电子技术的发展作出新的贡献。电力电子器件已经与计算机控制技术相结合,在各行各业发挥了重要作用,给电力电子技术注入了强大的生命力。
2.电力电子技术应用领域
电力电子学与装置的市场需求与日俱增,其主要应用领域包括以下几个方面。
(1)一般电源。包括不停电电源、电解电源、电镀电源、开关电源、机车辅助电源、微机及仪器仪表电源、航空电源、通信电源。
(2)专用电源。包括电化学电源、微弧氧化电源、蓄电池充电放电、电子模拟负载、电解水电源、交流电子稳压电源、脉冲功率电源、电力测功机。
(3)电力牵引及传动控制。包括电力机车、电传动内燃机车、矿井提升机、轧钢机传动。
(4)电力系统应用。高压直流输电(HVDC)。
(5)有源滤波器。传统的无源滤波器由于其滤波性能较差,难于应付日益严重的电网“公害”。人们从电力电子学本身找到了解决的途径,这就是有源滤波器。
(6)新能源利用。包括光电池、风力发电等,电力电子装置还将用于太阳能发电及风力发电装置与电力系统的连接。(7)节能。采用电力电子装置实现电机调速可以达到很高的效率。
(8)电气工艺应用。包括在焊接设备及感应加热中的应用。
(9)家用电器。种类繁多的家用电器,小至一台调光灯具、高频荧光灯具,大至通风取暖设备、微波炉及众多的电动机驱动设备,都离不开电力电子交流电路。
(10)静止无功补偿器(STATCOM)(串联)和典型功率应用100MW。用于电网的电压控制和无功补偿。
(11)柔性输电技术。柔流输电系统(flexibleACtransmissionsystem,FACTS)是指装有电力电子型或其他静止型控制器以加强系统可控性和增加功率传输能力的交流输电系统。
(12)电动汽车和混合动力电动汽车(EV/HEV)。
二、教学内容应注重实际应用、传授先进教学内容
“电力电子技术”是一门专业基础性较强且与生产实际紧密结合的课程,自诞生以来已形成了丰富的器件系列、变换技术和控制技术,特别是电力电子装置在工业、交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统中的应用更加广泛。在教学中应合理选择内容,特别是先进的教学内容,使学生既要打好理论基础,又要注重实际应用。知识是相互联系、相互渗透的。在学习“电力电子技术”之前,应首先学好“电路”和“电子技术基础”两门课程。电力半导体器件是现代电力电子技术的基础核心。电力电子器件的基本特点之一是能以信号输入控制很大的输出,这就使电力电子设备成为强、弱电之间接口的基础。讲解器件原理及特性,目的是为了应用器件组成电路,故应掌握器件外部特性、极限参数和使用注意事项,三方面的内容应以电路为主。
三、采用现代化的教学方法和教学手段
随着教学手段和方法的不断更新,学生应注重综合能力的培养。因此,教师在课堂的教学中,不仅要传授理论知识,而且要训练学生的动手能力,培养他们分析问题和解决问题的能力。这样,学生毕业后可通过实际锻炼和自我学习来提高实际工作能力。由于电力电子技术涵盖的知识内容多、难度大、实用性强,教学的内容应着重基本原理和分析方法的讲授,加强知识的系统性,培养学生融会贯通知识的能力。讲授时采用启发式教学方法,将有助于培养学生的思维能力,有助于学生理解和掌握教学内容。在课堂上采用讨论式教学方法让学生自己讲,自己评,效果十分理想。由于学生在入学时分数的差异和接收问题的能力不同,教师在教学中应注重因材施教,分层教学。实现教学手段现代化可以加大授课的信息量,节约课时,是增强教学效果的重要措施。“电力电子技术”课程教学的最大特点就是借助于波形,分析电力电子器件和电路的工作状态,以确定电路中能量的变换和传递。在“黑板+粉笔”传统的授课方式中,教师画电路图和波形图时,时间用的比较多,而运用多媒体教学可以形象地表达一些语言难以描述清楚的问题。对学生理解电路的工作原理有事半功倍的效果,因此,将多媒体教学应用到该课程的教学中,通过多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上,可以提高学生的感性认识,激发学生学习的兴趣。随着计算机网络技术的发展,还可以利用网络教室开展多媒体教学,是一种更有发展前景的现代化教学手段。
四、加强实验、实践环节,注重学生综合能力培养
电力电子技术具有很强的实践性,而实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学方法的重要手段,因此,应精选最基本的也有较高实用价值的实验项目。在实验教学中,教师应选择教材上具有代表性的实验来组织教学,例如,选择在计算机、通信设备及家用电器等广泛应用的半桥型开关稳压电源作为实验项目,介绍典型的开关电源电路结构、元器件和工作原理,使学生对开关电源有了深刻的理解,增强学生的学习兴趣。由于电力电子电路具有强、弱电结合的特点,要特别强调操作的规则、保证实验安全。在实验教学中,教师还可以采用虚实结合的教学方式,即部分实验采用计算机仿真软件来实现,特点是具有精度高、重复性好的优点,是进行科学研究和教学的重要手段之一。将仿真软件引入教学中,可以让学生自己去动手设计和开发实用电路模型,并对电路运行效果进行模拟实验。使学生充分发挥想象力,极大地提高了学生的思维能力和动手能力。
论文摘要:“电力电子技术”是我国高等院校电气工程与自动化类本科专业最为重要的学科基础课之一。主要介绍浙江工业大学多年来在电力电子技术本科生教学方面取得的一些有益的实践经验,如注重建设优秀的教学团队和培养有前途的青年教师、完善适合学校实际情况的课程设计、以学生为本安排内容丰富的教学活动、运用灵活多样的教学方法和教学手段等。为了更充分地发挥“电力电子技术”课程的作用,在现有实践经验的基础上提出今后继续深化电力电子技术本科生教学改革创新的若干设想,如循序渐进地推进电力电子技术的本科生双语教学模式、继续完善电气工程与自动化类本科专业教学链等。
论文关键词:电力电子技术;课程设计;教学方法
电力电子技术始于20世纪50年代末、60年代初,主要研究电力领域中使用电力电子器件对电能进行高效的变换和控制,是电力、电子、控制三大学科的交叉学科。目前,“电力电子技术”课程已成为我国高等院校电气工程与自动化类本科专业最为重要的学科基础课之一,教学内容涵盖电力电子器件、四大类电力变换电路、控制技术以及电力电子新技术等多方面知识,理论性和实用性都非常强。为实现良好的教学效果,该课程要求教师能结合各自学校的实际情况合理地设计课程,均衡理论和实验教学的比例,针对具体不同的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段,注重激发学生的学习兴趣,使学生通过学习掌握相关的基本概念、基本分析方法等理论知识并提高他们理论联系实际和分析解决问题的实践能力。
浙江工业大学(以下简称“我校”)“电力电子技术”课程是全校电气工程与自动化类本科专业教学链中一个承上启下的重要环节。它的前续课程有“电路原理与实验”、“模拟电子技术”、“电机学”、“数字电路与数字逻辑”、“电气工程基础等”,后续课程有“开关电源设计”、“控制电机及应用”、“现代电气传动控制技术”、“DSP原理及应用”、“毕业设计”等。多年来,我校在不断学习国内外高校教学经验的同时不断实践,丰富自身的教学经验,积极改革创新,追求高质量和高水平的教学。
本文将主要介绍我校多年来在电力电子技术本科生教学方面所取得的一些实践经验以及关于今后如何继续提高教学质量和水平的一些设想。
一、注重建设教学团队和培养青年教师
在整个教学过程中,教师不但是知识的教授者、教学活动的组织者,同时还是学生学习效果的评估者。优秀的教师是保证教学高质量和高水平的关键,他们为人师表、具有丰富的知识和经验、富有爱心,能够激发学生求知的热情,既教会学生学习方法,又让学生掌握科学知识。 我校电力电子技术本科生教学团队自组建以来一直定期召开会议讨论并解决教学中遇到的问题,交流并总结教学经验,共同开展教学和科研课题项目,促进各成员教师特别是青年教师在业务上的进步。在培养教学新生力量上,该教学团队引入青年教师导师制度,由多位(副)教授级的教师担任指导教师,对经验尚浅的青年教师进行全程、全方位的培训,包括写教案、制作PPT课件、课堂试讲、实验指导、批改作业、学生答疑、拟考试卷、指导毕业设计等。每个阶段,指导教师都会对青年教师的表现做出中肯的评价,帮助他们尽快熟悉业务、提高水平。在整个团队的关心下,青年教师成长很快,在由学院组织的学评教和教学技能比赛中都取得了良好的成绩。
二、完善适合学校实际情况的课程设计
三、以学生为本的教学活动实践
在具体实施电力电子教学的过程中,教师激发学生的学习兴趣,创造良好的互动教学氛围是非常重要的。这就需要教师以学生为本结合具体的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段。
我校“电力电子技术”是“电路原理与实验”等课程的后续课程,理论性很强。在教授该课程新知识点时,若涉及到相关前续课程重要的旧知识点,教师会采用先温故后知新的教学方法,通过学生回答问题的方式复习旧知识点,由浅入深帮助学生进入状态以便教授新知识点。比如,在讲述变压器漏感对整流电路的影响这一节内容的最开始,先温习理想变压器的特性和非理想变压器的等效电路模型,再把简化后的非理想变压器等效电路模型代入到已学的整流电路中,然后进入正题——分析电路的工作原理。教师在讲授电路工作原理时,会一再强调电力电子器件的开关工作状态和电力电子电路的分段线性分析方法这两个贯穿整个课程始终的基本概念和基本方法,并现场指导学生独立完成一部分电路的分析工作,通过加强学生的参与感来促使他们更积极地把外在的基本知识点转化为内在的电路分析能力。
在传统的口头讲授过程中,教师会适当地借助“静动相宜”的PPT课件、具体的实物教具和灵活的板书等来提高“电力电子技术”课程的理论教学效果。此外,教师还会适当地扩充一些教科书以外的电力电子技术内容,如仿真技术等。教师利用仿真软件PSPICE、MATLAB等在课堂上虚拟地实时演示电路更真实的工作过程,既拓展了学生的视野又能很形象地解说课程中的知识难点,如三相半波可控整流电路中晶闸管的正向耐压问题。电力电子器件的封装材料及形式多种多样,性能也不尽相同。为了让学生更真实、更立体地认识电力电子器件,教师除了展示器件照片外还会提供一些器件的样品让学生亲身接触。关于教材中重要公式的推导,教师会采用PPT课件与板书相结合的方式帮助学生更容易理解和掌握。
“电力电子技术”课程包含很多基本概念,在讲述时教师会根据听课学生的实际英语能力,有意识地就专业术语部分进行中英文双语教学。这不但能增强学生的专业英语水平,而且还可以提高学生使用中英文关键词检索科技文献的能力,为该课程的后续课程特别是“毕业设计”的教学打下良好的基础。
在“电力电子技术”的理论教学过程中,强调电力电子技术对国计民生的重要性是非常必要的。比如,在举例说明电力电子技术的实际应用时,教师会尽量多举些与学生日常生活以及当前社会热点相关的例子(如手机电池充电器、笔记本电脑电源适配器、未来的“光源之星”LED照明、节能环保的电动汽车等)。先抛砖引玉让学生有些感性的认识,再通过启发性的提问鼓励学生积极地去发现身边所遇到的科学技术。在增加学生学习兴趣的同时,提高学生对该课程的重视程度。
“电力电子技术”是一门理论性和实践性都很强的课程。为了更好地衔接理论知识和实验内容,教师在课堂上除了提供电力电子电路的理想波形图,还会提供一些电力电子电路的实际波形图,让学生自己去发现和思考它们之间的异同。用一连串的疑问激发起学生的强烈求知欲,令他们更主动地去预习实验,更认真地进行实验,并且更努力地去尝试着寻找答案。比如,反激式电路在电流断续工作模式下,由教科书提供的开关管S两端电压的理想波形和在实验中用示波器观察到的S两端电压的实际波形在S关断的部分是有很大差别的。在理论课堂上,当教师同时给出理论和实验波形图加以对照时,学生表现出极大的兴趣,跃跃欲试地去寻找实际电路中S两端电压在S关断时刻出现阻尼振荡现象的原因。此时,教师正好因势利导,鼓励他们认真地去完成相关的实验,通过实验再结合已学理论知识自主地找出答案。实践结果表明该教学效果很好。
四、关于今后教学的一些设想
电力电子技术的发展日新月异,关于“电力电子技术”的教学也需要与时俱进,紧跟潮流,与社会接轨。目前,在我校采用全英文教学电力电子技术的条件还不够成熟。但是,教师可采用循序渐进的方法,从目前以中文为主的双语授课,到中英文各半的双语授课,再到以英文为主的双语授课,最后过渡到全英文授课。目前,最适合我校的办法是课程的重要章节主要采用中文教学,务必让学生掌握必要的基本知识;而次重要章节则可主要采用英文教学,这对扩展学生视野很有利。
层出不穷的电力电子新技术不断丰富着“电力电子技术”的教学内容。全面而系统的“电力电子技术”教学是无法仅通过一门课程来完成的,但它可以通过一系列课程来不断深化。在现有“电力电子技术”课程的基础上,按社会就业的需求配套完善其后续课程。除了强化这些课程之间的内在联系、完善整个教学链,教师还应多鼓励优秀的学生积极参加各类电子设计竞赛、申请由学院提供的建龙基金等,在教师指导下开展一些与电力电子技术相关的小课题。通过一系列课程的学习和科研课题的参与,学生能更深入地了解和掌握电力电子技术,对他们今后从事与电力电子技术相关的工作具有积极的意义。
关键词:电力电子技术;微电网;应用
1概述
电力电子技术是近年来开始流行的一种新技术,它能够将多种电力电子器件进行集成,大大地减少了器件的体积,而且集成之后的电子器件工作效率更高,工作频率可以由传统的10kHz提升到数千Hz。此外,电力电子技术使得电子器件的操控更为简单方便,从之前的半控型,改进至现在的全控操作,功能大大加强,而且电力电子技术可以利用软开关技术,实现对变换器的控制,从而提高变换器的运行效率。电力电子技术的这些独特技术特点,使得它一经推出,就在电网系统中得到了很好地应用,极大地提升了电网的运行效率与节能效果。
2电力电子技术的需求
2.1优化电网及保障大电网安全方面
微电网较之传统电网一大变化在于反应和适应能力的优化,而这种变化正是通过电力电子技术来实现的。目前我国的电力电子技术在HVDC、FACTS等领域已形成创新突破点,通过提高输配能力和加快故障检修时间等途径初步实现电网适应性优化。但是目前的技术进步。还不能完全覆盖我国国情下微电网建设对电力电子技术的需求。例如,我国目前电网存在架构薄弱、电网结构复杂、运行数控化程度低、对极端天气的抵抗能力弱等问题,反映在实际输配中即输电和配电领域都存在亟待解决的问题。还需进一步依靠电力电子技术的调控能力,强化电网结构,加大灵活输配电力方面的研究,建设真正拥有“自愈”能力的微电网,朝着互联大电网的方向发展。
2.2促进可再生能源有效利用方面
东北、华北、西北是我国陆上风能和光伏发电资源主要的分布区,预计2020年发电将分别达到100~150GW、20GW的规模,这种规模大且分散的可再生能源所固有的不确定性对电网安全运行提出了更高的要求。要大力发展可再生资源发电,提高清洁能源在全国范围内发电总量中的比重,首先要解决的难题就是需要进一步提高即时控制力和预控能力,提高所建设的电网对于新能源、清洁能源发电电能的容纳性,这就进一步体现了对电力电子技术发展的需求。
2.3改善电网电能质量与电力市场方面
科学技术进步带来精细化用电设备对电能质量的要求。电能质量已经成为电力领域受到广泛关注的问题之一,目前,风电场和光伏发电站等相对火力发电等传统发电方式较为领先的清洁电能的并网,在提高电网建设可持续水平的同时,对电网质量也造成了影响。如何使用电力电子技术来提高电能质量,如何改善整体电网优化程度,是电力市场对供给提出的现实诘问。
2.4保障电网电力电子装置可靠性方面
现阶段还没有健全的针对大规模电力电子装置的可靠性、经济性评估的完整体系。评价大规模电力电子装置时电网的容纳性也是一个新的课题,笔者认为需建立电力电子技术模拟平台,通过模拟挖掘此类装置的运行特性和规律,提高装置和电力系统的耦合能力从而提高运行可靠性。
2.5节能减排技术研究方面
随着环境污染问题越来越严重,节能减排是各大企业应该重视的重要内容,电力企业也是如此。近年来我国对清洁能源的需求逐渐增加,也随之提高了对环境的要求,所以需要通过电力电子技术来解决这一问题。
3电力电子技术在微电网中的优点
3.1优化电网、保障安全
全球范围来看,电网的稳定性和一定的智能化是不断追求和发展的大趋势,要在运用电力电子上取得更好的成果。总体上来说,电网的整体是向着自动化和智能化发展,可以自动实现某些特定功能,在情况发生时,微电网可以根据预案及时排除险情,对情况进行及时示警。要在电网建设和智能网络应用上去更多的关注整个的微电网建设,更多的从目前的技术出发,满足群众需要的基础上进行更好的优化。
3.2对资源配置进行合理优化
我国虽然有着丰富无污染能源,但是受自然因素等多方面的限制,能源开发起来难度较大,因此能源问题解决起来存在较大问题。为了缓解能源危机,人们提倡在发展微电网时加强对可再生能源的利用,利用风能以及太阳能一类的可再生能源具有一个典型的特征就是利用点分散,且电网运行的稳定性大大降低,因此在建设微电网的过程中,要将这些可再生能源的收集与调度作为重点,这就需要电力电子技术提供支持,提升电网的适应性,实现可再生能源的大规模利用。
4电力电子技术在微电网中的应用
4.1能源的转化
随着能源危机以及环境污染的加剧,人们对低碳经济有了全新的认识,希望对自然界中的可再生清洁能源进行利用,降低生产生活中的能耗,减轻对生态环境的破坏,能量转换技术逐渐发展起来,并得到了全社会的认可。根据我国微电网的发展蓝图来看,光电能和风能一代系统需要实现大型存取自适应的要求。当前我国对风能发电的研究已经取得了一定成果,其中应用比较广泛的就是间歇式能源控制技技术,主要就是对具有间歇性质的风能进行收集和控制,一方面是避免能源被浪费,另一方面是提升电网配电、供电的稳定性,尽量不受这种间歇性的影响。为了加强对能量转换技术的应用,提升微电网的适应性,我们应该根据实际需要和技术特征重新调整电源结构,对风能以及太阳能等一类能源进行有效控制,使实体电网具备更强的操控能力,优化电力资源的配置,使新能源发电步入正轨,实现电网运行动态控制。
4.2控制静止励磁
在对静电励磁控制方面,因为除了大型的发电设备以外,它还能被应用于风力发电方面,针对电力电子技术中的变速恒频励磁,它的相关控制在风力发电机中具有重要的作用。并且,在相应的控制技术下,晶闸管整流技术也得以开发,得以广泛应用,它不仅结构性能简单,在成本年开发上的资金投入极少,而且,它的优势还有可靠性低等多方面,这是使得它能够被长久使用的重要支撑,从而能够从经济上得以节省,在一定意义上实现了可持续发展。它已经被人们大力应用于较为大型的发电机组等方面的运行,提高了工作速度,加大了工作效率,使其拥有了较好的发展前景。
4.3FACTS技术在微电网的应用
我国能源的资源与需求逆向分布明显,对线路的输送能力要求高;同时还需要解决系统振荡、电压不稳定等问题。而FACTS技术因其控制调节能力及兼容能力,提供了解决这一问题的可能。FACTS技术是指结合现代控制技术、可增强系统稳定性的新技术。
4.4电网的协调控制
当前,微电网的发展趋势就是让区域性电网和总电网之间在各个水平上相互协调控制连接,那么这就必须要应用更多先进技术以及灵活的操作模式(例如动态无功补偿、电流控制、网络重构等)。让微电网更经济、更牢固的一项技术就是FACTS技术,在未来的电网运行中很多关键突破点都需要多功能复合型的FACTS设备,例如进行静态转换器的配置,这是以全系统综合信息为基础的协调控制技术,为微电网结构的坚固提供重要的帮助。
4.5电能质量技术
我国工业电能质量技术应用范围较为广泛,并开展了相应的电能质量提升技术的研究,但是核心技术问题目前尚未得到解决。电能质量技术的应用,要求建立科学的电能质量等级划分及相应的评估体系,在这个课题中,要充分重视从经济角度出发做出的分析结果,在评估纵向技术等级的基础上,采用双向评估,不能忽视横向经济效益的情况,实现微电网与经济效益的并行发展。在微电网中应用,电能质量技术主要技术包括电气化铁道平衡技术、自适应无功补偿技术、直流有源滤波器技术、统一电能质量控制器等。
5结束语
综上所述,电力电子技术在微电网中的优点有:优化电网、保障安全,对资源配置进行合理优化。文章主要从能源的转化和存储、控制静止励磁、FACTS技术在微电网的应用、电网的协调控制与电能质量技术这几个方面探究了电力电子技术在微网中的应用。
参考文献:
[1]马俊超,孔飞,贺凡波,等.一种含光伏电源的微电网系统能量管理策略[J].电力电子技术,2012,46(10):2-5.
[2]周冰,白建成,蔡蓉,等.微电网半实物仿真平台的设计和实现[J].电力电子技术,2013,47(2):38-40.
[3]王育飞,薛花,王鲁杨,等.利用科研平台开设电力电子技术综合实验的探索[J].科教导刊:电子版,2016(27):17.
【关键词】电力电子 教学改革 模块化教学 创新
电力电子技术是电力电子变换和控制技术的简称,是一门综合电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。《电力电子技术》教材内容理论性强,高职学生学习感到十分困难,笔者结合多年教学实际,就教学内容、教学方法、教学手段等方面对该课程的教学改革进行了探索,有效地增强学生的学习兴趣,使学生较好地掌握课程内容,培养了学生的工程实践能力和创新精神。
一、课程与学生现状分析
电力电子技术是利用电力电子器件实现电能的变换和控制,教学重点主要是器件及其应用。器件重点讲述晶闸管、MOSFET和IGBT,电力电子电路重点讲述四大变流电路AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC。传统的教学方法是先器件再电路,条理清楚,但由于职业中专学生文化知识基础薄弱,理解能力相对缺乏,很多学生只要遇到稍有难度的学习问题,就会消极厌学,教学效果较差。因此,需要在电力电子教学过程中引入新的理念,进行教学改革,促进课堂效率的提高。
二、教学改革方案设计
1.优化组合教学内容
《电力电子技术》教材内容比较抽象,理论性强,学生的知识水平不易跟上。为了较好地完成教学目标,应打破学科理论体系,根据高职培养目标定位,以能力为中心,确定若干个教学模块。每一个教学模块中,以一个单功能的实用电路作为核心,把该电路的制作与分析结合起来进行教学,把一个个实际单元电子电路制作、测试与分析相结合的教学更加贴近生产实际,既可以解决理论与实际相结合的问题,又可以提高学生的学习兴趣、解决学生的理解问题。
整个教学内容被分成6个功能模块。每一个模块都有明确的教学目标。如调光灯模块,主要教学目标是让学生掌握元件晶闸管的工作特点及可控整流触发电路,通过实例的制作,不但可以吸引学生的注意力,还可以加深学生的理解力。一学期教学结束,学生只需通过这六个实用电路,即可将整个电力电子技术的理论串联起来,同时,也培养了不管学习什么理论,都要把它放到实际生活中应用的良好习惯。电力电子技术教学模块见下表。
2.灵活运用教学方法和手段
首先,电力电子这门课的知识点主要是建立在晶闸管的工作原理之上,在此基础上对晶闸管进行组合形成不同电路;其次,电路所接负载基本上就只有以下三种:电阻性负载、大电感性负载、反电动势负载。例如,在可控整流电路部分,上课时教师只需将单相半波可控整流电路讲透,其余的如单相全控桥、单相半控桥,三相可控整流都可由学生自学。明确目标,变教师的“教”为学生的“学”,让学生带着问题学习,充分调动了学生的主观能动性。学生通过自主学习,能达到预期的教学效果。
3.利用现代化教学手段,提高教学效率
电力电子技术课堂教学的最大特点就是电路图和波形图较多,实践性强。随着电力电子技术的不断发展,内容不断增加,如何增强学生的学习兴趣,使学生较好地掌握课程内容,多媒体教学存在不可比拟的优势。比如,教学中的各典型电路部分涉及众多的电压、电流波形分析,传统的黑板教学方式既费时又不方便。因此,有必要制作适合本课程特点的多媒体课件,提高课程的教学效果。为解决有关波形演示问题,用Flash制作了波形演示动画,演示时,控制角可任意选择,各波形可连续画出,也可点动画出,非常方便课堂教学,取得了很好的课堂教学效果。
4.开展EDA实验,配合提高实训教学效果
随着计算机应用的迅速普及,在教学实践的过程中,结合理论教学的进程,利用计算机的电子设计自动化软件在计算机上进行基础验证模拟仿真实验,作为教学的补充,使学生增强对电路的感性认识,掌握各种仪器的基本使用、电路参数的测试方法。实验由教师结合教学内容通过多媒体教学平台演示完成,再由学生练习。通过人机对话的方式,能使每个人都能亲自动手搭接电路,进行元件接线,参数设定。软件Matlab/Simulink有完善的电力电子工具包SimPow-ersystem,其中有各种器件、电源、负载、测量和波形显示元件等,可以搭建各种电力电子电路。比如,学生根据整流与有源逆变实验原理图,自由地设计各种不同的实验。通过选择实现单相整流、三相桥式整流、三相桥式有源逆变等多种实验。也可通过脉冲控制开关的闭合或分断,来模拟晶闸管开路故障、驱动脉冲丢失故障等实验。设置负载电感Ld和负载电阻Rd的数值可以组合成多组不同负载参数的纯阻性负载、感性负载等。通过软件可随时调整和修改元器件参数,分析各元件参数对电路的作用与影响,所以调试和测量本身就是最好的学习过程。开设了EDA实验后,学生通过与理论课同步的软件仿真实验,搞清楚了电路的工作原理、波形关系、参数条件、调试方法和可能出现的各种问题等。再做硬件实验时,其思路、方法和电路分析调试能力大有提高,实训收效显著。
5.多途径提供信息,激活创造思维
现代科技飞速发展的今天,电力电子技术作为弱电与强电的桥梁,正在与微电子技术和自动控制技术相辅相成快速发展,还与多个学科相互渗透,电力电子技术已经成为当今世界经济的重要支柱。当前的学习是基于资源的学习,网络、专业书籍、报刊等都是可以利用的重要资源。充分利用这些资源,教师可以冲破单一教材的狭隘视野,获得内容更加丰富、形式更加多样的教学内容,开拓学生眼界。同时,不断向学生提供各种有利于学习新知识的信息,让学生在有效信息的引导下,在已有知识基础上,一步步地建构自己的新知识,有利于激活学生的创造思维。
总之,在电力电子教学过程中,结合课程和学生的实际,灵活运用教学方法和手段,采用模块化教学,将理论教学和实践教学有机地结合起来,既利于学生加深理解和掌握书本的理论知识,又能在很大程度上提高学生的学习积极性,提高学生的学习效率,学校培养出的人才也更能适应社会的需要。
参考文献:
[1]黄克孝.职业和技术教育课程概论.上海华东师范出版社,2001.
【关键词】工程应用;教学改革;实验仿真;实践能力
《电力电子技术》是电气信息类专业的一门重要且实践性极强的基础课程,该课程教学内容较多、电路多、信息量大,通过分析各类电力电子器件的导通与关断来理解四种变流典型电路的工作原理。随着电力电子技术的不断发展,结合当前我校应用型本科院校的转型及电气信息类专业的特色,对电力电子技术课程的教学内容不断更新补充、采用更加合理的教学方法与手段以及教学实践等教学改革。比如其课程特点波形分析内容极多,给教学带来极大的不便,且手工绘制波形缺乏灵活性采用软件仿真帮助学生理解。因此,在传授学生理论知识的同时强化培养学生的实践能力。
1.教改的理念及课程内容
1.1 教改的理念
以现代高校教育思想为指导,以高素质师资队伍为基础,以强化培养学生能力为目标,以适应工程实践需求为导向,以科学的教学管理体制为保障,以当前地方性院校应用型本科转型为契机,对教学内容、方法、手段和实验实践等进行改革的探讨与实践[1]。
1.2 现有的课程内容体系
电力电子技术是应用电力电子器件对电力电子电路进行电能变换和控制的技术,是强电与弱电之间的纽带。“电力电子技术”课程的知识体系主要包含电力电子器件、电路、控制三条主线,如图1所示,
图1 “电力电子技术”课程的知识体系结构图
在“电力电子技术”课程的知识体系中,电力电子器件部分是基础,主要由不可控器件、半控器件、全控器件、新型电力电子器件组成,讲授其基本结构、工作原理、特性参数、共性问题等。教学目标是让学生能熟练掌握各种电力电子器件的使用方法和在使用中应注意的问题。“电力电子技术”课程的主干内容是四大基本变流电路,这部分的教学目标要求学生做到“四会”:会看、会想、会算、会选。“会看”即为会看懂主电路图;“会想”即为会想明白主电路的工作原理,并能看懂其工作波形图;“会算”即为会计算一些重要的电气量,如整流电路输出电压的平均值、逆变电路输出电压的基波幅值等等;“会选”即为会选择合适的功率开关器件,主要是功率开关器件的电流和电压定额。控制技术是《电力电子技术》课程的工程实践部分,要求学生掌握SPWM控制技术和软开关技术的基本原理及应用[2]。
2.教学手段与方法的改革措施
2.1 合理利用多媒体制作有声形色一体化的课件
讲好绪论第一堂课,激发学生的学习热情,对课程学习有个良好的开端。在采用多媒体课件时,切勿将课本的内容用PPT直接投影到屏幕上。教师可以将图、文、声、色融合为一体,说明电力电子技术的具体应用领域。对教学内容进行充分理解和掌握并与工程实践相结合,在教学中还应注意压缩或删减一些已过时或实际应用较少的器件和电路,避免学生在课堂上被“枯燥”的电路图、波形图及公式推导丧失信心,让学生在听课时对教材中的内容与我们的生产生活密切联系起来。比如在讲述交-交变频电路时,结合目前我国应用最广的变频调速技术,教师可以收集丰富的集图片、录像等感性材料重点讲述交-交间接变频电路,主要以变频器和UPS为对象与我们生产生活紧密结合[3]。
2.2 联系其他课程知识与教师的科研成果相结合应用于教学中,实施案例式教学
电力电子技术是以电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等课程为基础,是一门要求掌握基础知识较宽的课程,与控制理论、单片机原理、电力拖运与控制系统等课程联系十分紧密。在教学中,适当注意本课程与其它课程联系,其一有利于学生掌握本课程的知识,其二有利于学生对基础知识的加深理解与应用,同时在学习其它专业课时,能很快应用本课程的知识来解决问题。比如,在讲授PWM自然采样法时,除讲授教材中的基本理论与计算外,可以以电子束焊机高压逆变电源驱动电路为对象将其列入教学内容中去,用图2所示的简单电路框图说明该方法的实现方法,由于教师在科研过程中有着深刻的理解和丰富的经验积累,与学生进行互动交流,启发学生用己掌握的知识来分析和设计一个小电路,引导学生一步一步地挖掘知识点,与学生一起分析设计这个简单的模拟电路生成PWM波的方法。因此讲解起来论据充分、内容详实、语言生动,能激发学生学习的兴趣[4]。
图2 PWM生成电路图
3.充分利用各种仿真软件加强实践能力培养
实践教学改革是目前地方性本科高校转型的目标。电力电子技术课程的实践性很强,实践教学是该课程的重要环节。多实践、多练习是学生掌握知识、培养技能、学以致用的有效捷径。加强学生更深层次理解和巩固课堂知识,以提高学生的动手能力为培养目标,鼓励学生参与教师的科研活动和实验室建设,减少一些验证性实验,增加综合性和设计性实验;开放实验室, 针对我校实验教学设备较少,学生数量大,学生只能在现有的实验设备上进行少量的电路实验,来验证的知识,不能体现电力电子技术课程的最新内容。由于现代计算机仿真技术以可视化、生动、准确、图形精美等优点已经备受关注,为此,我们在教学过程中,给学生介绍一些专用的仿真软件,如Matlab、Pspice、Saber、Multisim、PSCAD/EMTDC等这些仿真软件加载有常用的电子元件库及虚拟仪器。在我校的公用计算机房利用仿真软件来解决实际实验问题,可以适时地讲述一种仿真软件的用法同时对课程中的所学例题及所有实验进行仿真,从而丰富实验手段,增加学生的感性认识,提高综合设计能力和设计效率。同样也可对如图2所示的PWM生成电路框图进行实验仿真,同时可以软件仿真的同时考虑PID控制和反馈对所需高压电源系统的影响。通过一些电力电子变换电路的控制电路设计,将工程应用技术渗透到实验教学过程中,可以不断加强学生的工程实践能力,大大激发学生学习的兴趣和增强学生学习的主动性[5]。
4.结语
根据“电力电子技术”课程教学内容结合我校培养应用型本科人才为落脚点进行改革,在教学手段和方法的改革措施中,合理利用多媒体课件,丰富了教学内容,生动展示各种教学素材。同时教师可以实施案例式教学让学生与其他课程知识联系,拓宽学生学习的思路与知识面;在加强学生实践能力培养的改革措施中,充分利用各种仿真软件,进行综合性实验仿真,强化学生的工程应用思想。因此,在“电力电子技术”课程教学实践改革中要及时更新和补充目前工程应用中的一些主流技术来充实我们的教学内容,积极改进教学方法和手段可以提高学生的学习积极性,激发学生的学习兴趣,使教学过程生动有趣,加深学生对知识的理解,提高学生的综合素质和实践能力,在教学过程中效果较好。
参考文献
[1]王卓,王强,曹晶人,辛平,麻丹丹.“电力电子技术”课程教学改革探讨与实践[J].中国电力教育,2013(11):37-38.
[2]唐杰,林立,李海娜.“电力电子技术”课程教学内容改革研究[J].中国电力教育,2011(24):178+180.
[3]孙静,王昕.“电力电子技术”课程教学实践改革的探索[J].中国电力教育,2009(19):69-70.
电力电子技术课程一直是工科生在基础学科中一门非常重要的专业基础课,如何将这门难懂的基础课更好的讲授给每个学生,让他们能够明白和掌握知识点,是该任课老师需要注意和切实做好的,因为只有将电力电子技术这门课学好,才可以对以后的更深入的专业课有着良好的基石,本文将从电子技术这门课程的重难点入手,对于如何做到一体化教学提出一些见解,和如何提升学生自我学习能力等方面进行探讨,以达到提高电子技术课程的教学质量和教学效率。
【关键词】
电子技术;一体化教学;探索方法
作为一门工科学院必修的基础课程,电子技术在很多实际工作中都能够运用到,因此伴随着实际情况的发展电子技术这门课程也被列为重点课程进行学习。伴随着时代的发展不少的新型电力电子元件的单程和控制技术的不断涌现,也给电子技术的教学模式带来了非常大的挑战和难度。在不断的发展过程中,如何将电子技术课程囊括成一体化的教学,是现在主流的教学方向,一体化教学可以让学生掌握传统教学原理和当前发展的科技特点,是一种非常有效的教学模式,面对这样的教学模式,要从最根本的明确教学难重点,教学方法的改变和提升学生自我学习的意识下手,进行研究和探讨,结合当前教学中学生的实际情况,以求达到提升电子技术教学的质量。
1电子技术课程自身存在的重难点
在教学过程中我们可以明确看到,课程从绪论开始的有关于电子电力技术和电力学课程以及控制理论课程之间的相互联系,以及电子技术在国家的发展历史以及应用领域,还有未来的发展趋势。课程从一开始就让学生对电子技术课程有一个大概的认识和了解,以便从之后的章节中分部讨论电子技术中的重要内容。而概括性的描述电子电力技术教材中的主体内容,可以这样分部:第一部分是绪论,让学生大致了解电子技术的重要性;第二部分是电子电器元件和存在的共性问题讨论,第二部分的内容主要是需要学生能够掌握基本的电子电器元件的结构,工作原理和自身主要参数以及应用时需要注意的元件特性等,同时理解电子电器元件中存在的元件共性问题,包括如何驱动电子元件,如何保护电子元件和电子电器元件的使用注意特性;而第三部分则内容较多,也是学习中的一大重点,它主要包括了基本的电子电力的相关电路,包括交直流电路和整流逆流电路等,其中需要注意的是整流电路是电子电路学习的基础,要让学生充分理解并学会运用单相整流电路和三相电路之间的结构区别,使用特性和输入输出波形的区别,只有学生在了解和运用电路的基础上才可以让他们更深入的学习其他逆变电路和交变流电路之间的区别和相同点。而单单讲述电路和电器元件也不是现代化教育体系中的组成部分,面对电子技术这样的学科,需要将理论内容和实践内容相互结合,在上课的过程中还要注重实验和理论内容相互结合,从实验中得出正确的结论,从而更深入的学习电子技术的相关知识点。在教材中我们不难发现,课程的重点在于让学生能够清楚的了解到电子元件和不同电路下的电子元件存在的使用特性,参数认识和实验过程,这都是教学过程中需要注意的重难点,也是考试中必须考查的部分,如何将这些列举出来的重难点转化为学生能够接受和理解的教学方式,采用一体化深入教学,提高学生的自我学习意识和教学效率,需要老师们进行一定的探讨和总结。
2如何推动电子技术教学一体化模式
第一,通过改善教学模式让学生提高自主学习的兴趣。改革教学方式一直是教学中必不可少的一个部分,也是非常起效的一种方式,通过改善课堂教学方式,从而提高学生的学习兴趣,增强学生自主探索课程内容的能力和热情。电子技术本身就是一门包含了许多内容的混合课程,需要学生对物理知识中的电路有着清晰的了解和认识,而电路作为课程重点之一,老师在讲述重点的过程中不要单一的只说例题,而是要图形题目相互结合,最好通过相关的软件仿真,让电路的走势和波形图像清晰展示在学生面前,同时结合课本的文字知识点说明,互相结合让学生理解波形是如何产生的,从而增强他们的学习兴趣,达到教学目的。第二,讲述电路图最好让学生结合软件进行实际操作,加深印象。在讲述电子电路技术的过程中,如何实现单相电路整流和三相电路的波形展现一直是课程重难点,需要老师反复讲解才可以让学生认识清楚,但单一讲解可能学生也存在着机械记忆,因此在讲述过程中老师可以让学生结合仿真绘图软件进行同步操作,树形相互结合,根据原理和所给的数据进行图形模拟,最终通过仿真软件得出实际的波形图和电路图。通过这样的实际操作,让学生不再局限在课本例题的讲解中,而是可以自己动手实操,让他们感受到仿真软件的高性能的同时还让他们对于电路和波形之间的联系有了更加深刻的影响,也达到了老师教学的目的,实现了一体化教学区别于传统教学的优势,达到教学质量的提升。第三,引导学生清楚意识自我,懂得学习意义。有教育学者认为,学习者在认知过程需要具备一定的知识,才能够接受新的知识并与其相互联系。这就意味着,学生必须得清楚的意识到自我的水平,对自身的认知水平和知识库的积累程度的了解,从而知道自己的学习不足和缺陷,明白学习的最终意义,才能够对知识点拥有一定的认知需求。而很多的学生在自我意识上明显存在着不足和差异,有时候不能够清楚的认识到学习电子技术的意义何在,这时候就需要老师对其进行一定的引导和鼓励,让学生从中理解到学习电子技术的动机和意义,从而意识到电子技术的重要性和发展意义,让学生能够更深入的进行学习,达到提升自我和为以后的深造打下坚实的基础。第四,拥有正确的学习理念和方法。在关于电路的学习中,前文也提到由于电路类型多且复杂,对于学生的学习有着一定的难度,往往学生会将不同电路之间的提醒和分析方法搞混,进而导致成绩提升不上,课堂效率过低等结构。这时候就需要学生树立好正确的学习理念和方法,通过先将电路分析,利用化整为零的手段,将电路图中的输入输出信号进行替换,从而将个体转变为整体,然后进行相应的电路分析,达到解题效果。其次,在上课过程中,电子线路也是难倒学生的一大类型题,这类题目往往包含着交直流电路共存的局面,让学生无从下手进行解答,这时候要明确一点,面对这样的综合提醒,要将动静相互分开,交流电路通道是一个,直流电路通道是另外一部分,注意在不同的情况下电路中的元件情况存在怎样的区别,通过分析直流电路和交流电路的区别和联系,相互综合,从而进行解答。老师在上课的过程中要对直流电路和交流电路进行反复的总结和分析,进而让学生养成正确的学习观念和解题方式,自然的面对不同的题型,采用相对于的解答方法。第五,更多采用趣味的教学和实验,寓教于乐,让学生感受电子技术的魅力所在。毫无疑问,电子技术这门课程具有非常强的实践性,需要学生通过动手实验才能够充分验证结论的课程。这也意味着老师要在上课前就准备好更多的有趣的教学方式和内容,让学生提升对电子技术的学习兴趣,同时还能够培养他们的动手意识,通过自身的实际操作,加深对教师在上课过程中的理论理解,传统的教学过程过于枯燥复杂,通常都会让学生失去注意力和兴趣,从而导致成绩下降,采用一体化的有趣实用教学,会让学生提高自己的自信心,在成功操作得出相对于的结论后,相信学生都会因此感受到电子技术这门课程所带来的无穷魅力。
3总结
综合上述所说的内容我们可以明确的得出,电子技术这门课程是一门综合了多重学科的课程,不单单讲述一种内容,而是相互交叉讲述,让教学存在着很大的困难和挑战。而电子技术课程也是工科学子学习课程过程中一门非常基础而重要的课程,如何在相应的课时内讲完所有的内容,提升教学质量和教学效率,需要老师对其下一定的功夫,文章在之前讲述的一体化教学也是现阶段教学手段的热门之一,只有真正的研究和改革出合适教师在实际情况中遇到的问题,得出如何更好的一体化教学的方案,让学生增强学习兴趣,达到自我提升,是每一个教授电子技术课程的老师需要深刻意识的,只有真正的做好了这一步,才可以充分提升教学实质。
作者:李岩 单位:吉林工贸学校
参考文献
[1]于晶荣,吴伟标.“电力电子”课程教学改革与实践[J].课程教材改革,2012.
[2]陶俊珍.“电力电子技术”教学内容更新例析[J].中国电力教育,2011.
[3]蒋伟,莫岳平.“电力电子技术”课程教学模式研究[J].电气电子教学学报,2013.
[4]张波,丁金林.电力电子技术的教学体会与思考[J].科技信息,2008.
关键词:电力电子技术课程 教学 改革
目前,随着职业学校教学模式和体系改革的不断深入发展,对电力电子技术课程的教学方法、教学手段和实验实践训练环节等进行全面改革势在必行。笔者结合教师的教学实践从教学内容安排,理论教学方法、教学手段和如何提高学生学习兴趣方面的改革进行了探讨。
一、合理安排教学内容
因为课时的减少,需要课程内容有所侧重和删减,同时注意内容的完整性和系统性。本课程内容由电力电子器件、四大类型电力变换电路、软开关技术和典型应用等部分构成,重点是电力变换电路和应用技术。电力电子器件方面,主要从应用的角度进行介绍,着重于器件的外特性和驱动控制,对器件的结构原理及新型器件仅作简要介绍,重点是晶闸管、IGBT和电力MOSFET三种,分别在大功率、中等功率和小功率范围内使用。电力电子变换电路是本课程的核心内容,变换电路主要是:AC/DC变换、DC/AC变换、DC/DC变换、AC/AC变换四大类型,分别作为一章讲授。在整流电路方面详细讲解单相整流电路和三相全控整流电路,删减其他形式的单相和三相整流电路、删减晶闸管直流电动机内容;在整流驱动电路方面,详细讲解常用集成电路而删减分立元件的电路;在直流斩波电路、交流调压和交流变频电路、逆变电路方面除了详细讲述基本原理外,主要详细讲解PWM技术;电力电子技术在实际中的应用主要讲解多级开关型变压、变频电源和电力电子开关型电力补偿、控制器。该部分内容是前面章节内容的应用,起到融会贯通的作用。对于删减的内容可以列为学生的自学内容,既可以使内容更全面,系统化,又可以培养学生的自学能力,但对自学内容要进行适当的引导。
二、改革教学方法
电力电子技术课程电路繁多,工作过程复杂,分析繁琐,一向被同学认为学习起来比较困难,其实电力电子技术关键是难于自学,如果课堂上认真听课,理清脉络,抓住重点,学习起来并不困难。这就要求教师上课的过程中培养学生的学习兴趣,同时认真研究授课方法。
学习兴趣的培养,要取得良好的教学效果,关键是培养学生的学习兴趣,兴趣是最好的老师。要让学生觉得所学的知识“有用”,学生才会认真地去学。电力电子技术本身就是一门具有重大的技术经济意义的技术,所以在授课过程中要把电力电子技术的技术经济意义贯穿于课堂,在讲授每类变流电路时,要讲一些身边的实例,特别是结合科技前沿和社会的热点技术,如电力电子技术在新兴电动汽车中的应用、在动车中的应用、在风能和太阳能等新兴能源发电方面的应用等。教师讲述应用的同时要讲述由此带来的技术经济意义。在讲述技术经济意义时教师要给出一些具体的数据,切忌空洞的陈述。例如在讲述变频调速的节能效果时,全国风机水泵类全部采用变频调速技术后,年节能相当于几千万吨燃煤,相当于三峡的年发电量,相当于10个大亚湾核电站。这些数据对学生有强烈的震撼,能极大激发学习兴趣和热情。讲述具体应用实例时充分利用多媒体教学技术,形象、生动、高效地进行讲述,每个实例几分钟即可,不要占用太多课时。
三、合理使用多媒体技术
电力电子技术课程有非常多和比较复杂的电路图和各参数的波形图,使用课件可以极大地提高教学效率。但课件的制作和使用要注意以下问题。
(1)课件应该以服务教学为前提。教师在设计制作课件时,应清楚地认识到运用多媒体课件进行教学,这只是实施教学的一种手段,多媒体本身只是一种教学工具,课件的作用只能定位于“辅助”上。
(2)适当加入动画效果。动画是课件制作时常用的最重要的手段,它会使课件更加活泼、生动、有趣,能调动学生的学习热情,因此,在电力电子技术课程教学中要适当使用动画,但使用动画时必须把握好“度”。一个好的课件制作需要投入大量的时间和精力,在课堂教学过程的组织上也要求更细致,所以教师要端正态度,绝不能为了减轻教学工作负担而使用课件,否则制作和使用课件不一定取得良好的教学效果。
【关键词】教学方法;电力电子技术;教学效果
作者简介:周云红(1982—),女,博士,讲师,主要从事电气工程领域的教学和研究工作
电力电子技术发展迅猛,在工业、交通、农业、商业、文体、医药等国民生产生活的多个领域都有着非常广泛的应用。电力电子技术与电力学、电子学和控制理论等多个学科都有交叉,要求学生具备相关的基础知识[1-3]。以我院开设的《电力电子技术及应用B》为例,作为电气工程与自动化专业的专业基础课,本课程总共48学时,其中课堂讲课42学时,实验6学时,可以看出课堂教学学时占整个课程学时的比例很高,因此如何通过科学有效的课堂教学设计来激发学生的学习兴趣,提升课堂的教学效果就非常重要。下面结合教学的实际,浅谈自己的几点想法。
1了解学生的个体差异,兼顾各个层面的学生
作为电气工程与自动化专业的一门专业基础课,本课程教学的基本要求是使学生熟悉和掌握各种电力电子器件的结构、原理、特性、参数和使用方法;熟悉和掌握各种基本的变流电路的结构、工作原理、波形分析和控制方法;了解电力电子技术的应用范围和发展动向;掌握基本电力电子装置的实验和调试方法。电力电子技术所包含的知识点很多,全面讲授从教学时间上来说是不可取的。因此如何科学合理地选取教学内容和组织课堂教学都是本门课程教学上的一个难点。在讲课之前要先了解授课班级的基本情况,了解学生个体之间在学习基础、学习习惯和学习能力能方面存在着的差异,然后结合学生的知识基础来科学组织教学内容,通过课堂上有针对性的提示来帮助学生抓住教学重点,兼顾教学进度和教学效果。例如,在讲解门极可关断晶闸管(GTO)的基本结构和工作原理时,将PNPN四层半导体分别等效为PNP型和NPN型的两个双晶体,然后利用双晶体管模型来分析GTO的工作原理,而在之前的《模拟电子技术》课程中已经对晶体管的工作原理进行了详细介绍,区别只是在于在模拟电子电路中,模拟电子器件工作在放大状态,而在电力电子电路中,电力电子器件多工作在开关状态。
对于部分基础比较扎实的学生,之前在《模拟电子技术》课程的学习中已经掌握了晶体管的工作原理,所以简单地引申过来即可理解。而对于部分基础相对较薄弱的学生,之前的知识比较模糊了,直接引申过来难度会比较大,所以在制作课件时,可以加上相关知识点,在课堂讲解过程中只是用很短的时间简单地回顾一下,但是提示学生注意在课件上有对这部分复习知识的详细介绍,课后学生可以有选择地进行复习,有疑问的再安排答疑。这样既不耽误课堂教学时间,影响教学进度,又能给有需要的学生提供必要的复习资料和复习途径,便于帮助不同层次的学生顺利进行本课程地学习,避免疑难问题的滚雪球现象挫伤学生的学习积极性。
2灵活设计多种教学形式,活跃课堂气氛
兴趣是最好的老师,在日常教学中应该坚持以学生为中心,多从学生的角度出发去思考,通过有效的教学形式来活跃课堂气氛,激发学生的学习热情。
2.1根据讲课内容,选用合适的教学手段
在讲课过程中应该根据授课内容的需要选择多种有效的教学手段,解决信息量和时间限制的矛盾。例如,讲解本课程的绪论部分时,通过多媒体课件给学生展示电力电子技术在日程生产和生活中各个领域的典型应用,结合各种电力电子装置的图片进行讲解,帮助学生更直观地认识电力电子技术木,也更深刻地体会电力电子技术应用的广泛性和重要性,从而更重视本课程的学习。在讲解各种电力电子器件时,利用多媒体课件也可以直观地展示器件的实物图片和基本结构,有效节省板书画图的时间,提高课堂效率;而在讲解各种变流电路时,对电路工作过程要进行详细分析,其中的数学公式也要逐步地详细推到,如果只是通过课件直接给出有关的波形图和公示推导结果,学生就会缺少必要的思考过程,囫囵吞枣,影响学习效果,而且还会有部分学生会因为难度大而出现注意力不集中度的现象,影响整体的课堂教学效果。此时可以利用板书,在讲解工作过程的同时绘制相关波形,带领学生逐步理解变流器的工作原理,同时也让学生自己动手绘制波形以加深理解,从而能更好地掌握电路的分析方法和波形的绘制技巧。
2.2根据学生的反馈情况,灵活调整讲课的节凑
在讲课过程中多与学生互动,关注学生的反馈情况,对于学生容易理解的内容可以加快讲课节奏,而对于学生难理解的内容则要放慢讲课节奏。尤其对一些学生理解难度偏大的讲课重点内容和难点内容,要仔细梳理,引导学生主动思考,多向学生提问,多让学生自己动手做练习题,然后针对典型的错误进行集中点评,让学生及时发现错误并改正过来。通过对关键知识点的详细讲解,可以帮助学生顺利地理解授课内容,掌握相关的重点知识和难点知识。
2.3成立学习小组,变个人学习为小组学习
常规采用的形式是学生以个人为主体进行学习,自己独立完成课前复习、课堂听讲、课后复习和课后作业,这样的模式容易导致学生中出现两极分化的现象,也就是部分学生非常认真成绩也很优秀,但还有部分学生非常懒惰成绩也很糟糕。针对这种常规模式的弊端,可以让班级学生按要求组建若干个学习小组,以小组为单位分别布置预习任务,鼓励各小组在课后积极查阅资料和交流讨论,在下节课时也以小组为单位进行汇报,并将汇报情况纳入平时成绩考核。通过这种小组形式,可以培养学生的协作能力,互相监督,互相讨论,互相带动,防止出现少数学生不参与学习的现象。
3重视互动和引导,变被动学习为主动学习
常规的讲课形式是教师在讲台前面结合板书和课件进行讲解,学生在座位下面一边听课一边记笔记,这样的模式下课堂氛围一般比较单一。会有部分同学听课缺乏热情,笔记马虎了事,长期下去会感觉知识点越来越难理解,课后作业也多是抄袭同学,恶性循环下去,这部分学生的学习效果会非常差。针对这种常规模式的弊端,可以随机布置一些不同难度的预习内容或者下课前布置一些思考题,在上课时安排相应的学生到讲台上来对全班进行讲解,并将完成情况也计入学生的平时成绩。
4完善考核体系,尽早发现问题
可以从课堂表现、作业完成情况、实验表现和期末考试成绩等多方面分项打分,综合考核。作为常规的考核方式,期末考试通常是学生和老师最重视的环节,期末成绩也是关乎学生本课程总评成绩的最大因素。但是期末考试都是在课程学习结束后最后进行的,即使通过期末试卷发现学生成绩不及格了,那也没有办法进行补救。因此要设法将工作坐在前面,尽早培养学生科学有效的学习习惯,尽早规范学生的学习行为,尽早发现学生学习过程中存在的问题,以便即使调整。例如,完整清晰的课堂笔记是学生课后复习和期末复习的重要参考资料,可以帮助学生及时复习和总结相应章节的知识点,因此要定期检查学生的课堂笔记,根据笔记完成的情况就可以初步了解学生的课堂表现和对知识点的掌握程度,便于尽早发现问题,笔记质量用作平时课堂表现得分的重要依据。对于完成情况不好的学生要仔细询问了解具体原因,并想办法帮助解决。
5结束语
教师在课堂教学中起着关键作用,应该积极探索更有效的教学方法,通过教学内容、手段、节奏、形式等多方面的创新以及考核体系的完善,充分调动学生的学习积极性,鼓励班级学生互相带动,尽早发现学习有困难的学生并帮助解决,设法改善课堂教学效果。
参考文献
[1]李先允,姜宁秋.电力电子技术[M].中国电力出版社,2006.