电力电子技术课程教学改革5篇

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（一）

一、理论教学和实验教学的结合

在“电力电子技术”这门课程的传统教学当中，实验和理论往往是分开的，由不同的老师负责。理论课老师只讲解教材的内容，实验室老师负责实验的完成，这就很容易造成理论教学和实验教学的脱节。而“电力电子技术”是一门实践性很强的课程，只有把理论教学和实验教学紧密的结合起来，学生才能达到学以致用。这就要求在理论课当中要糅合进实验的内容，既讲解相关知识点又进行实验的预习，从而达到举一反三的效果。教材上的理论结果通常是在理想条件下，各种输出波形往往是理想波形，而实验中的设备是面向实际的，观察到的信号与教材上绘制的曲线在某些情况下不一致。老师在课堂上讲解时要对理想情况和实际情况进行说明并解释造成二者不同的原因。例如在直流降压斩波电路这一节中。教材中二极管VD两端电压理想波形如图2中UVD所示，UGE为开关管源漏极之间的电压。当开关管导通时，UGE为低电平，二极管截止，两端电压等于电容C1两端的电压，而用示波器观察实际电路中的二极管两端的电压波形如图2中URVD所示，可以观察到在电压上升沿产生的振荡现象。造成理想输出波形与实际波形不同的原因就是当开关管不导通时，二极管VD在电感L2的感应电动势的作用下续流导通，二极管的结电容进行放电，当开关管由关闭变为导通时，二极管VD两端施加反向电压，对二极管结电容进行充电，开始时刻会有较大的充电电流通过电感线圈L1，并逐渐减小，那么电感线圈L1与二极管VD的结电容就构成了振荡电路并很快衰减为0。作为实验室实验指导老师，在学生做实验时不仅要完成实验的讲解和演示工作，而且应该把实验当中所牵涉的知识点进行强调，对实验当中接线容易出错的地方要进行重点讲解并解释其中的原因，避免由于接线错误造成设备损坏，影响实验的正常进行。对实验当中观察的现象与教材中不一致的地方向学生说明，并解释其原因。学生在做实验前必须做好预习准备，通常建议学生在做实验前要有预习报告，提前对实验的内容进行理论验证，对实验当中的数据进行估计和计算，对实验设备相应位置处的电压或电流波形从理论上进行描绘，对实验报告中的问题尝试进行解答。等到实验室在实验设备上做实验时，就可以比较实际观察到的数据是否同预习时所想的一致，如果不同，找出原因，增强对知识点的理解和认识。

二、实验教学地点改革

“电力电子技术”是实践性非常强的课程，如果条件允许可以把授课地点改在实验室。利用实验室现有的实验设备，对课本中的基本原理进行演示和分析，提高学生对电力电子技术的感性认识，激发他们对这门课程的兴趣。但大多实验室空间有限，学生又非常多，所以这种想法不容易实现。可以充分利用现代多媒体教学手段，先对理论课上讲授的内容在实验室实验设备上进行操作演示，并用录像设备进行录像，然后到教室上课时适时进行播放。录像的时间不能太长，重点录制内容是实验设备的介绍、实验线路的连接、实验操作过程及实验结果。例如在三相桥式可控整流电路中这一节中，到实验室进行录像时，对三相桥式主电路，触发脉冲电路和电路之间的连接进行介绍，然后观察触发脉冲信号与同步信号之间的关系，调节触发角分别为0、30、60、90、120度时观察A相电压波形和整流输出电压波形及输出电流波形。对比示波器显示结果与教材上波形图的异同。录像的播放时间可以放在该知识点讲解之后，一方面增强学生对电力电子设备的感性认识，另一方面可以充实授课内容，调节课堂气氛，改善教学效果等。

三、计算机仿真软件在教学中的应用

把计算机仿真软件应用到“电力电子技术”课程的教学中也是很好的教学方法。目前广泛应用的仿真软件有pSpice和Matlab两种。首先根据实际的电力电子线路在仿真软件上搭建仿真模型，从设计电路到仿真及数据分析等都可以在课堂上进行，并且计算机仿真软件提供了方便的界面和各种工具，能够观察到各个环节各个物理参数的仿真结果，教学效果好。其次在计算机仿真软件中更换电子元器件要比实际设备上更换容易得多，只需要在软件中更改元件的参数即可实现，因此，如果观察电路当中某些物理参数对系统输出量的影响，只需要对比不同物理参数值时系统的输出就可以了。图3为三相桥式可控整流电路的Simulink仿真模型，该模型能够动态设置触发角，观察桥式触发电路中的各个触发脉冲以及整流输出电压和电流的波形。模型中Synchronized6-PulseGenerator模块为触发脉冲产生模块，可以观察触发脉冲生成环节中各个环节的波形。但需要注意的是，计算机仿真软件的仿真结果与实际的设备运行结果在某些情况下是不同的。因为计算机仿真软件往往是在理想情况下仿真的，而实际设备并不是理想的模型，而且实际设备工作中存在各种干扰等因素，所以对计算机仿真软件的应用重点放在基本理论原理的仿真上。

四、结论

“电力电子技术”课程改革的关键是要把教学环节和实验环节作为一个有机的整体来看待。两年的实践表明，采用这些方法能够增强学生的学习主动性，激发他们的学习兴趣，提高学生分析问题、解决问题的能力以及动手实践能力，为培养应用型本科人才奠定良好的基础。

作者：贾建华 陈书立 单位：郑州大学电气工程学院

（二）

一、教学内容和教学方式改革

(一)教学内容的改革。根据华北科技学院应用型人才培养目标的定位，运用现代教育的教学理念，改革电工与电子技术的课程体系，构建非电类理工科专业电工电子课程模块化教学体系，以适应应用型人才培养模式的要求。电工学课程组与专业教学负责人深入地探讨应用型人才的培养目标，将电工学课程的教学内容重新整合，形成不同的教学模块，以便于各专业按照应用型人才培养模式分层次合理选择与组合教学内容。例如机械设计制造及其自动化专业、安全工程、采矿工程专业，教学内容方面涉及电工、电机模块内容需要学时较多，讲解较细致，为下一步进入专业知识的学习和应用打下坚实基础;学校实施卓越计划的专业，教学的重点在于培养学生将电工和电子的基本知识应用于各自专业的能力，因此在内容上更多地突出工程案例，能够创新性地开展所学专业的工程实践能力的锻炼;对于“文经管艺”类专业，对电类知识的要求较为为宽泛、实用，趋向于科普化。为此，课程组通过开设大学生素质教育课，采用全新的教学内容体系，采用有较强针对性和特色的课件和教材，引导学生初步了解电技术及其应用，为今后的工作、学习和生活培养“电”的基本素质，成为真正的应用型人才。

(二)教学方法改革。针对应用型人才培养模式，改革电工学课程的传统教学方法，采用启发式教学法、案例教学法、“任务驱动”教学法等多种教学方式，培养社会发展需要的、具有实践能力和创新精神的应用型高级工程技术人才。运用启发式教学法，鼓励学生积极思考，活跃课堂气氛，做到教学互动。教师除了过硬的授课本领外，也必须培养学生的积极性和兴趣，促使学生更好地接受知识。例如功率因数提高问题，教师先讲述问题的研究背景，如以日光灯为例，大部分负载为感性，功率因数比较低，启发学生:这会导致什么结果呢?答案是浪费系统容量、增加线路损耗。接着进行启发:在保证原负载的工作状态不变，也就是加至负载上的电压和负载的有功功率不变，采取什么方法可以提高功率因数呢?可以提示:该问题的实质是使电源提供的有功功率不变时，想办法减少负载的无功功率。随后继续启发学生思考:在电路中，感性负载无功取正值，吸收无功功率，而容性无功取负值，发出无功功率。再启发学生:为了降低系统消耗的无功功率，应怎么办呢?这时，学生会想到如果让电容和感性负载在一起工作，感性负载吸收无功功率，而电容供给无功功率，两者相互抵消，就能减少整个系统的无功功率，从而提高整个供电网络的功率因数。案例型教学法真正体现了学生在整个教学活动中的主体地位，强调通过学生的自主学习来获得知识和技能，有利于学生创新能力的培养和提高。例如讲解二极管和三极管内容时，分析学校致远楼走廊自动熄灯电路的应用案例，将电工与电子技术中的继电器和三极管内容知识进行了有效结合，一方面可以考查学生对授课内容的理解程度，另一方面也锻炼了学生对所学内容前后联系，综合应用，调动了学生积极性，有助于学生创新能力的培养。“任务驱动”是一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，是实施探究式教学模式的一种教学方法。从学习者的角度说，“任务驱动”学习法可以帮助学习者明确学习目标，为解决问题主动探究，积极寻求解决问题的方法。从教师的角度说，“任务驱动”适用于培养学生自主学习、分析问题、解决问题的能力。教师结合非电专业学生特点，结合学生所学知识，给出一些简单的设计题目，如给出参数指标，设计一个“耳聋助听器”，设计完成后，学生可以利用课余时间，在学校的省级示范中心下设的开放实验室进行电路搭建，设计成功后，教师在考核中给予相应的分数奖励。通过设计，提高了学生对知识的理解，增强了学生的动手能力，浓郁了学习氛围。

(三)教学手段的改革。针对应用型人才培养模式，在教学手段方面也做了大量的工作，为了提高教学的有效性和形象性，教学过程中采用多媒体教学和板书结合的方式。这种传统与现代相结合的教学方式，既不过分地夸大现代教学手段的作用，也不完全抛弃好的传统的教学方法，二者相得益彰，根据课程知识点教师选择教学方式，发挥各自的优势。使用EDA软件作为授课的辅助手段，对于课程中一些重要的知识点和相对抽象的内容，如果仅是传统的讲授，学生不易领会。为此在授课过程中加入EWB仿真演示，帮助学生深入理解教学内容。如在讲授晶体管放大电路中，可以演示不同参数时静态工作点和动态性能指标的变化，观察失真现象。使呆板的难于理解的知识变得生动起来，提高了学生的学习兴趣。在教授数字电子技术内容时也采用EWB仿真软件，收到很好的教学效果。

二、实验教学改革

根据各专业的人才培养目标，分专业制定单独的实验教学大纲，对于实验学时超过16学时的实验课进行独立设课。实验独立设课可进一步确保实验课的地位和学时，充分利用实验室资源，按照实践教学规律培养学生动手能力和创新精神，充分发挥华北科技学院省级实验中心的示范和辐射作用，培养应用性人才，同时也丰富了示范中心的内涵建设。为体现以人为本，因材施教的教育理念，将传统的验证型实验加以改革，分为基础性实验、综合性实验及设计性实验。通过三种类型的实验学习可以满足不同层次学生的要求。基础性实验是对课堂内容进行实验验证，培养学生的基本实验技能，对仪器仪表的使用，电路的连接与调试，故障分析及数据分析处理等技能，如戴维宁定理、功率因数提高等;综合性实验以培养学生对所学知识的综合运用能力，根据实际情况对不同专业的学生有不同的要求;设计性实验主要培养学生的设计能力及创新能力，教师下达题目和设计要求，实验室提供必要的实验设备和元器件。实验环节不仅强化理论内容，同时能够培养学生的动手能力、独立分析问题和解决问题的能力及创新能力。为了更好地辅助学生做好实验，大力加强虚拟实验建设。虚拟实验就是利用计算机仿真技术，将现有的所有实验，进行了虚拟建设，使学生在进行实验前，通过课前预习，基本熟悉实验的整个过程，为下一步真正进入实验室顺利完成实验，奠定良好的基础。

三、考核方式改革创新

为真正注重素质培养，提高学生的实践技能，将电工电子技术课程的考核方式加以改革。考核将实验考核纳入到总体考核中，并加入了实验过程中的监控考核，包含学生平时作业、小测验以及在课堂讨论过程中的表现情况等，计为平时成绩。实验学时少的专业，试卷成绩占80%，平时成绩10%，实验考核10%;实验学时多的专业，试卷成绩占70%，平时成绩10%，实验考核20%。期末考试在保证客观题的基础性、综合性、全面性的前提下，适当地增加了主观题的比例，并将实验内容适当融合进来，进一步加深对学生实践能力的培养，使考试成绩更具全面性，体现了良好的公平竞争。通过考试，可以比较全面地检验学生对该课程了解的深浅程度以及基础知识掌握的熟练程度，从而更好地改进教学。

四、结语

在《电工与电子技术》课程的理论与实验教学中，不断开拓、努力创新、理论与实验并重。通过在计算机、机械设计制造及其自动化、材料控制工程等专业几年的教学与实践，学生考试通过率一直在95%以上，学生评教的成绩都在90分以上，效果不错。电工电子技术的发展日新月异，新理论、新技术、新工艺不断涌现。如何进一步深化和优化电工与电子技术课程的教学，在内容体系、教学方法、教学手段等方面寻求突破，将是广大从事此项工作的教师长期而又艰巨的任务。

作者：魏景新 单位：华北科技学院教务处

（三）

一、“电力电子技术”课程教学改革的必要性

目前“电力电子技术”的教学仍然停留在传统的教学模式上，即在课程教学中依照教材的内容和顺序讲述各种电力变换原理。[1]这种传统的教学模式存在以下弊病：第一，传统的教学思想重视学生对书本知识的掌握程度，忽视学生的素质教育，忽视学生应用创新能力的培养；第二，传统的教学形式方法单一，课堂上教师讲授课程，学生只是被动参与，这样很难激发学生的学习兴趣；第三，由于现行教材不能很好地体现电力电子技术的应用和发展，且教材中讲授的理论都只集中在技术层次，而忽略了现场应用的实际因素。因此现有的教学存在与实际脱节的情况，从事电力系统及相关行业工作的学生走上工作岗位后，还需投入大量的时间去了解电力电子技术的新原理和在电力系统中的应用，以及电力变换对电力系统的影响。本文主要是针对长春工程学院（以下简称“我校”）电气自动化专业的“卓越工程师培养计划”，在“电力电子技术”课程教学中探索科学合理的教学方法，加强实践教学工程针对性，培养学生创新思维，提高学生理论联系实际的能力，为成就未来的“卓越工程师”奠定基础。

二、探索“电力电子技术”课程的教学方法

1.采用多媒体教学，增加教学的直观性

由于“电力电子技术”课程中有很多电力变换的原理需要画波形，受板书的限制，授课的信息量很有限，所以可将“电力电子技术”课程的有关内容制作成多媒体课件进行讲解。讲述时多媒体教学可与黑板手写教学同时进行，将多媒体教学和手写的重点、难点知识相结合，增强教学效果。现在“电力电子技术”课程的多媒体课件有很多，但是这些课件普遍存在一个共同的缺点：课件制作过于简单，缺少动画和过程讲解，很多原理图都是直接出现，很多结论也是直接给出，这样对于刚刚接触电力电子的学生来说很生硬，很难提高学生的学习兴趣。对于“电力电子技术”课程的改革，首先从课件入手，重新制作课件，在课件中增加大量动画和工程实例。比如在讲授整流电路时，对于每一种整流变换的电路图结合工作原理都制作了动画。教师在上课时，讲到某一回路和器件时，该回路和器件都有明显的标注、声音和动画变换。这样，学生有更直观的视觉和听觉感受，加深对工作原理的理解。

2.引入问题教学法，激励学生自主学习

该方法是指采用互动学习的方式，在引出一个新的知识点时，教师首先将问题提出，让学生先进行充分讨论，通过问题来激发学生学习的自主性，然后由老师进行总结，得出一个正确的结论。例如，老师在课堂上给学生提出问题：如果三相桥式整流电路中，某一相触发电路的触发信号丢失，整流电路负载侧输出的波形会是什么样？先请学生阐述自己的观点，然后由老师理论讲解。教师还可以利用MATLAB程序，在课堂上演示，使学生加深对理论知识的理解。这种方法可以极大地激发学生的兴趣，使学生成为主动的学习者。问题式教学方法与国际教育相接轨，国外的教育跟注重人的培养，老师不会每天给学生留作业，通常会让学生准备课题，上课进行讨论。国际教育更需要学生自己主动学习，学习完全是自己的事，这样更好地培养学生的逻辑思维、语言表述和创新意识。

3.推进案例教学法，引领学生探究工程实践

“电力电子技术”的理论教学应与电力企业及日常生产、生活实例相结合。实例可根据教学内容穿插引入，课堂上引用的例子尽可能是学生日常接触过的或电力行业中的设备，这样学生会更感兴趣。相关章节举出相应实例，指出课本上的基本电路、基本原理是怎样运用的实际中去的。这样一方面能深刻地讲述教材上的基础知识，另一方面能扩大学生的专业应用能力，将会有更好的教学效果。例如，在讲完脉冲宽度调制技术（PWM）基本原理内容后，通过风力发电生产案例引入变频器。首先给出变频器的主电路及各部分参数要求，其次根据变频器的主电路图，结合理论课讲过的整流、逆变和PWM控制理论给出变频器的工作原理，最后可以利用MATLAB仿真软件给出逆变器各参数波形图。同理，在讲授电力电子各部分基本知识的基础上，可以适时地引入电力企业生产实际案例，使学生对电力电子技术在电力系统中的应用和电力变换对电网稳定性和电能质量的提高、及电力电子新技术的发展对新能源、高压直流输电和柔性交流输电技术等的影响有所了解，以提高学生的理论知识和实践能力。

三、加强实践教学

“电力电子技术”是一门实践性很强的课程，实验实践环节占据十分重要的位置。通过“电力电子技术”课程实验、实习、教学仿真及学生的科技创新活动等活动，构成了螺旋上升式的实践教学体系，逐步提高学生的实践动手及应用创新能力。

1.课程实验

电力电子实验室实行开放式管理，开设近十个实验，教师教学中可根据需要从中选做5个的实验。每个实验每个班级分批、分组进行，每组最多不超2人，每次实验都由任课教师和一名电力电子实验室老师共同指导，这样教师可以对每组学生进行详细指导。通过课程实验，可以增加学生的感性认识，提高学生的动手能力，激发学生对所学知识的探索欲望，加深对理论知识的理解。

2.仿真教学

仿真实验模块主要是根据教学内容设计了相关的仿真实验内容，要求学生完成简单的电路设计，实现所要求的电路功能。为完成“卓越工程师培养计划”的目标，现将MATLAB仿真引入到电力电子技术的理论与实践教学中，培养学生分析解决问题的能力，在掌握基本理论知识的前提下，培养学生创新意识。在对比目前比较流行的仿真软件后，发现MATLAB更适合电力电子仿真。用计算机仿真可以方便地进行不同器件、不同参数的比较，进行反复试验。MATLAB提供的仿真工具箱SIMULINK，是一个功能十分强大的仿真软件，可以根据用户的需要方便地为系统建立模型，并且十分直观，它的仿真精度很高，仿真结果准确。应用计算机仿真来研究电力电子技术，有利于提高研究效率，降低研发成本。“电力电子技术”仿真所用到的电气、电子元件模型全部都包含在MATLAB元件库里面。在MATLAB提示符下键入Powerlib命令，这个命令将打开SIMULINK仿真窗口，同时显示出电力系统模块工具箱。电力系统仿真环境简称“psb”，它几乎提供了组成电力系统的所有元件。其中包括：同步机、异步机、变压器、直流机、线性和非线性模块、传输线路、断路器、负荷模型、电力半导体器件、控制元件、测量元件以及信号显示模块等等。

3.体验式教学

根据卓越工程师培养计划，为提高学生的实践能力，部分课程的实践环节可占总学时的50%，根据“电力电子技术”课程的特点，可将课堂直接搬到仿真实验室、实训基地甚至单位现场。根据现场实际设备结合所学的理论知识进行讲解，加深学生对电力电子技术一些抽象概念的理解，做到理论与实际相结合。对一些有兴趣的学生，可以组织参加教师的科研实践、学校或省级科技创新计划、全国电子大赛等。很多学生在比赛中获得优异的成绩，取得良好的效果。通过引领学生参与学科竞赛及科技创新活动，使学生对于知识的应用与创新有了完整的体验。四、结论电力电子技术在不断地发展，教学内容与方式也要相应地变化。结合教学方法的改革，可引入新的教学内容；理论授课结合仿真、工程案例和实践教学环节，使枯燥的理论变成体验式课程，激发学生的学习兴趣，使学生牢固地掌握电力变换的基本理论和当今电力电子技术发展的新动向，丰富知识面，为今后的工作打下坚实的基础。

作者：李林琳 邢顺涛 单位：长春工程学院电气与信息工程学院

（四）

一、《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。

二、《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应用，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。

三、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。

四、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。

作者：刘丽萱 钱步仁 张萍 魏学良 单位：中国石油大学

（五）

一、改进教学方法

1.1教学模式的转变

传统的教学模式采用循序渐进的方式，即从功率器件介绍到典型电路及具体应用。但这种教学模式不容易激发学生学习的兴趣，也很难培养学生自主学习和研究的能力。为此，在教学一开始就通过大量的图片向学生展示电力电子技术在工业生产、新能源发电、交通运输等方面的应用。通过这些生动形象的实例，让学生明白电力电子技术其实与日常生活是紧密结合的，以此调动学生学习的兴趣。

1.2项目教学法的应用

传统教学方法过多地依赖理论教学，采用以“教师为中心”的注入式教学模式，使学生失去了应有的学习兴趣。因此，结合工科学习的特点，将现代电力电子中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕“做项目”的模式组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程，极大地提高系统调控能力。比如，蓄电池充电控制是电力电子变换和控制技术在电源技术中的典型应用。在教学一开始就提出实际问题：如何对蓄电池充电控制？让学生带着问题去思考、去学习，教师在此项目执行的过程中可以适当地加以引导。

1）交流电网对48V蓄电池进行充电控制，需要用到AC/DC或AC/DC-DC/DC变换器，因此，需要学生掌握典型电路的设计方法，包括开关管、二极管选型，电感、电容参数选取及设计。

2）蓄电池的工作方式有恒流充电、恒压浮充电、均衡充电和放电。常采用恒流和恒压相结合的快速充电方法，需要采用电流内环、电压外环的双闭环控制，即先以恒流充电至预定的电压值，然后改为恒压完成剩余的充电。因此，需要将现代电力电子技术与前期所学的模拟电子技术和自动控制原理等课程有机结合，形成一套完整的知识体系。

3）电路设计后，可以利用MATLAB、Saber等仿真软件对所设计电路进行验证，通过仿真，加强学生对理论知识的理解。

4）设计实验样机，实现所要求的蓄电池充电控制装置，培养学生在知识综合应用、系统设计、工程实践和创新实践等多方面的能力。

1.3现代化教学手段的利用

现代电力电子技术涉及的电路和波形图多且复杂，可以采用多媒体教学，通过动画演示增强学生对典型电路的感性认识[3]。同时，多媒体授课的信息量大，可以提高教学效率，给学生创造最真实、直接、感性的学习情景。此外，网络教学可以弥补课内教学学时少的局限，引导学生开展自主性学习[4]。南通大学校Blackboard网络平台提供了与课程相关的丰富的资源，包括教学资源（教学大纲、多媒体课件、实验指导书等文件）、参考资源（学术论文、常用仿真软件、典型应用案例等信息）、复习思考题（作业讲解、自测等系统）。通过此平台，加强学生与教师（学生）之间的交流讨论，创造“教”与“学”互动的网络教学环境。

二、加强实践教学

现代电力电子技术应用性、实践性强，因此有必要加强实践教学，培养学生的动手与创新能力。

2.1课内实验教学

课内实验是在课堂教学的基础上，进一步巩固理论知识，提高学生的动手能力、解决问题和分析问题的能力。实验项目遵循“理论分析→仿真验证→硬件实验测试→波形数据分析总结”的模式，以此培养学生形成理论联系实际的科学实验作风。

2.2开放创新实验

现代电力电子技术实践性较强，如果完全依靠课内实验教学是远远不够的。因此，有必要鼓励和支持一些优秀大学生多参加大学生实践创新训练项目和全国大学生电子设计大赛，不断提高他们的创新创业精神和实践能力。大学生实践创新训练项目是由学生主持，通过团队协作完成一个完整的课题项目。从项目选题、文献搜集、方案制订、可行性分析、仿真验证、实验调试、总结等方面组织学生独立开展工作，均充分发挥了学生的主动性和积极性。全国大学生电子设计大赛几乎每年都有与现代电力电子技术相关的题目。因此，通过大赛，可以使学生进一步巩固所学知识。与此同时，要在有限的竞赛时间内取得好成绩，学生必须学会“面对问题、分析问题、给出新思路、解决问题”的方法，极大地培养了学生的实践动手和科研创新能力。

三、总结

通过上述教学改革措施，学生在自主学习、创新及工程系统分析能力等方面均得到提高，培养的学生在近年来的挑战杯、电子设计大赛等学科竞赛中均取得良好成绩。当然，教学改革是一项长期而艰巨的工作，需要积极探索教学内容、教学方法、教学手段和实验实践的改革，切实增强教学效果，实现实用型人才培养的整体目标。

作者：王亚芳 郭晓丽 茅靖峰 单位：南通大学电气工程学院