電力電子教學精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇電力電子教學范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：應用人才；電力電子；教學內容；改革

《電力電子技術》課程內容中包括電路理論、電機學、電力控制技術、電力半導體技術、控制理論、模擬和數字電子技術等，知識面寬廣，信息量大，不容易理解。隨著科技的快速更新換代，教學內容日益豐富，對課堂教學內容要求的難度也越來越高。傳統簡單的照本宣讀理論教學，已然無法適應《電力電子技術》課程教學的要求，更無法滿足市場對應用型人才的需求。因此，如何對教學內容進行改革，提高教學效果，真正培養出有實際操作能力的應用電力電子技術人才，是當前高校教學改革發展的重點。

一、當前《電力電子技術》課程教學內容存在的問題

（一）課堂教學內容存在的問題。當前對于《電力電子技術》課程的教學，由于課程本身涉及范圍較廣，知識面較寬，而教材編纂內容還在不斷更新與探索，所以導致課堂理論教學基本是照本宣讀，缺乏生動易懂的典型案例。學生很難產生整體的概念以及邏輯理解思維，理解困難，紛雜的理論讓學生思而生畏，產生厭學情緒，教學效果難以達到要求。（二）實驗教學內容存在的問題。電力電子技術本來就是一門應用性很強的課程。高校教學的目的也是相應地培養應用型人才。因此，實踐教學應該被貫穿創新應用型人才培養的始終。當前高校對電力電子技術實驗教學平臺的建設，重視程度不足。實驗教學內容及設備陳舊，教學還是按照舊的功能模塊來進行操作，學生機械地模仿老師的操作，對實驗過程和現象沒有足夠的關注，對新技術的接觸了解經常一帶而過。培養出來的學生，根本不能很好地適應當下新的科學技術發展，造成高校實驗教學形同虛設。

二、對《電力電子技術》教學內容改革的建議

（一）優化課堂理論教學內容順序。電力電子技術課程教學的特點是，內容多且涉及面廣，而課時相對安排較少。教材又一直在根據實際科技的發展而不斷調整更新。在這樣的情況下，教師需要根據自己的教學經驗及教學目標，來對課程內容的教學順序進行優化調整。旨在幫助啟發學生建立清晰的概念和整體邏輯，讓學生的學習有條理，有方向，最終達到有方法的主動創新學習。例如，可以啟發學生利用圖表方法，將電力電子技術整體的內容大致分為幾個部分，并對每個部分進行主要核心內容的整理，此處需要注意的是，一定要進行有重點的區分，而非形式上的冗雜。比如說可以按照如下的方式劃分：以電力電子器件為核心，以兩種控制方法（相控控制和PWM控制）和四類基本電力的變換電路（整流電路、逆變電路、斬波電路和交流變換電路）為基礎，以兩類應用（電力、電子技術應用）為目標，配合當前新技術的發展需要來進行教學內容的設置。這樣，對于學生來說，就能夠很清晰地建立整體的概念，也能夠對知識進行很好地理解和吸收。（二）重視實驗平臺建設。應用型人才發展的重點，除了理論素養過硬之外，必須要有很強的實踐創新能力。而這種能力的最佳培養期，就是在大學時期。高校實驗平臺的建設，對于電力電子技術專業的學生來說，是尤為重要的，也是其鍛煉實踐能力的主要渠道。高校實驗教學應該緊跟時代科技發展步伐，定期更新實驗模塊，分層進行實驗教學。例如，實驗教學內容可以分為三個層次：第一層次為基礎實驗教學。即教師示范，學生學習。第二層次為設計實驗教學。即教師給出設計實驗任務，學生通過分組討論，給出設計方案，然后教師對可行的實驗進行指導實驗。第三層次為創新實驗教學。即讓學生自主地對自己感興趣的方向或者科研熱點問題進行創新實驗設計，教師則以配合者的身份參與其中進行指導。這樣，用逐步遞進的方式來進行的實驗教學，既可以鍛煉學生的動手實踐能力，同時又以開放式探究問題的方法，激發了學生的自主創新意識，可以真正地使學生得到全面的發展。（三）明確培養應用型人才的目標。傳統教育模式的目標，都是應試教育。教學內容也以此為基礎，將知識點反復疊加講授，使學生苦不堪言。新課改要求，教學要以培養應用型人才為目標，全力改革教學內容，以人為本，以滿足社會發展的實用性為基準。這就要求教師堅持從學生的角度出發，切實通過改革教學內容，激發學生的自主意識。例如，在課程教學講授理論知識的同時，通過生活中的實例，使學生真正了解電力電子技術在人們生活中的地位及作用，培養學生的自豪感及使命感，激發學生的求知欲望。在實驗教學中，間插性地配合現代網絡技術，讓學生了解到電力電子技術不斷發展的現狀和亟待解決的問題，以期讓學生的創新思維得到啟發，明確目標，達到實驗教學的效果。

三、結語

課程教學本身就像一門藝術，而《電力電子技術》這門課程的教學，就是需要極高造詣方能領悟的藝術。想要上好這門課，真正地培養出對社會發展有用的實力應用型人才，就必須認真地、反復不斷地研究教學內容及教學方法手段。希望通過教學內容的改革，能夠真正培養出專業基礎知識清晰扎實、創新能力過硬以及擁有出眾工程實踐能力的應用型人才，為社會主義社會建設貢獻力量。

作者:羅瑞鴻 單位:河池學院物理與機電工程學院

參考文獻：

［1］陶俊珍．“電力電子技術”教學內容更新例析［J］．中國電力教育，2011，（09）：160，166．

［2］李旭春，王春鳳．創新實踐教學，提高電力電子技術基礎課程教學效果［J］．實驗技術與管理，2012，29（07）：11－13．

［3］王卓，王強，曹晶人等．“電力電子技術”課程教學改革探討與實踐［J］．中國電力教育，2013，（11）：37－38．

篇(2)

關鍵詞：電力電子技術；控制電路；控制理論

1引言

電力電子技術是一門由電子技術、電力技術以及控制技術交叉而來的新興學科，是自動化專業、電氣工程等專業的專業基礎課程，在整個專業體系中具有重要的作用。電力電子技術具體地說就是指利用電力電子元器件來構造不同的轉換電路從而實現對電能的一系列變換，是一種利用弱電來控制強電的技術。同時電力電子技術的應用范圍十分廣泛，從工業、交通運輸、通信到新能源系統等各方面都有應用，甚至已經滲透到我們的生活中，比如現在家用電器中很流行的“變頻”技術就是電力電子技術的一個小應用。

2教學體系結構及要求

電力電子技術的教學內容主要分成三部分：元器件、控制電路和控制技術。我們學校給這門課一共安排了80學時，如果這三個部分都要詳細介紹的話，時間上是不夠的，所以主要介紹前面兩塊內容。電力電子元器件是本門課程的基礎，包括半控元件、全控元件和不可控元件。控制電路主要包括四大基本電路：整流電路、逆變電路、直流到直流變流電路以及交流到交流的變流電路。控制技術部分主要介紹SPWM脈寬調制技術和軟開關技術。元器件部分要求學生首先要能分清楚各種元器件所屬的類別，其次要求能理解各自的工作原理，最后要求能夠按照電路要求自主選擇元件；控制電路部分要求學生能夠理解電路的工作過程，能夠分析并畫出電路的輸出波形圖，能計算電路的一些參數來選擇元器件；最后控制技術部分要求能夠掌握SPWM的原理即可。

3理論教學

（1）興趣的培養 電力電子技術是自動化、電氣工程專業很重要的專業基礎課程，但也的確是一門比較枯燥的學科，要引起學生的重視、激發他們的興趣是比較困難的。所以如何吸引學生的注意力，讓他們從心理上重視這門課就尤為重要。筆者認為上好第一堂課對該課程后續的展開有很重要的作用。在第一堂課上要多多的展示一些電力電子應用方面的圖片和視頻，讓學生親身體會到電力電子技術就在我們身邊，來培養他們的學習興趣[1]；同時可以給他們展示一下對口的公司在招聘信息上對該課程的要求來引起他們的重視。然后后期可以通過實驗教學來慢慢引導他們對本門課程的學習。（2）教學思路的把握 教學的順序是先介紹元器件，然后介紹各種轉換電路，最后介紹控制技術。在介紹元器件時，要講清楚半控、全控和不可控指的是對電路“開”與“關”的控制。在控制電路中元器件是作為開關使用的，輸出波形的轉換也是因為電路“開關”的切換實現的[2]；在介紹各種轉換電路時，首先要介紹各種電路實現的功能，然后可以讓學生試著自己分析下如何用電路實現這些變化，最后提出典型的變換電路進行講解。在課堂內容上應以元器件的工作原理為基礎，以整流電路和有源逆變電路的原理、搭載各種不同負載時的波形分析為重點，特別是在介紹感性負載和純電阻負載時波形的變化是很重要的。無源逆變和直流到直流變流電路可以簡單介紹一下。由于目前變頻技術在家電行業應用廣泛，所以交流到交流變流中的變頻技術也可以進行詳細介紹。（3）教學方法的改變 近年來，多媒體教學以絕對的優勢替代了傳統板書成為教學的主要手段。電力電子技術這門學科在教學時涉及很多復雜電路、波形的繪制，采用多媒體教學能提前將這些波形準備好，節約了大量教師課上板書的時間，同時多媒體教學還可以采用FLASH動畫來吸引眼球，能更直觀的仿真出電路通斷的過程，更好的幫助學生理解和記憶。所以多媒體教學這一手段對于電力電子技術這門課程是非常重要的。此外，我們還可以利用Matlab中的simulink自帶的工具包搭建各種電路來仿真，通過軟件仿真出對應的圖形。這樣通過計算機算出圖形，要比直接把圖形顯示給學生看更讓他們記憶深刻，也更讓他們信服。

4實驗教學

實驗教學在任何一門課程中都應該占有很重要的地位，通過實驗可以加深對已學知識的理解，驗證理論的正確性同時也能幫助他們記憶。而電力電子技術本身就是一門實踐性很強的課程，新型的電力電子器件、新技術、新的使用方法，都需要通過實驗來驗證其可用性。電力電子技術這門課配備的實驗還是比較多的，比如四種控制電路以及控制技術都有對應的實驗，那么在實驗教學中可以從中選擇一些有較高實驗價值的項目進行。例如整流電路是教學時的重點內容，那么這一方面的實驗就可以做一些。可以讓學生搭建橋式整流電路，然后搭配純電阻負載、感性負載和反電動勢負載，通過觀察波形變化來加強對學習知識的理解和掌握；在講直流斬波電路時，可以讓學生在六種典型斬波電路中選擇一到兩個電路進行測試，深入理解理論課上學習的原理。在實際的教學過程中，由于學校設備有限不能做到每人一臺設備，一般都是幾人一臺，這樣就會出現有些同學整個過程游離在狀態之外的情況。所以在實驗過程中，可以將一組學生進行任務的分工，分成設計電路的、搭建電路的和驗證實驗結果的，這樣每個人都分配有任務，就不會出現上述的情況了。

5小結

本文從課程體系、教學要求和實際教學三個方面分別闡述筆者從事該課程教學的體會。對一門課程的處理方式，不同的教師有不同的方式，但都希望能以較為恰當的教學方式把最需要最重要的知識傳授給學生。

參考文獻：

[1]劉廣忱.電力電子技術教學探討[J].內蒙古科技與經濟,2003(12).

[2]張波,丁金林.電力電子技術的教學體會與思考[J].科技信息,2008(19).

篇(3)

Analysis of Modern Power Electronics Teaching

KAN Xiu， LI Yuanyuan， LIANG Jianru， LUO Xiao， CHEN Xiaolong

（College of Electronic and Electrical Engineering， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 201620）

Abstract Modern power electronics is an effective bridge between 'force electricity' and 'weak electricity '. According to the construction of automation and automotive electronics and other majors' requirements， Modern power electronics has become the required course. Firstly， the common problems have been analyzed in the teaching process of modern power electronics. Then， the improved methods have also been discussed for modern power electronics teaching.

Key words modern power electronics； teaching； experiment

1 目前教學中存在的問題

1.1 任務重課時少

以我校自動化專業為例，現代電力電子學作為專業基礎必修課一般安排48學時（包括課內實驗4學時），教學重點包括電力電子器件和四大變換電路，如何在并不充裕的教學時間內完成教學內容并兼顧教學藝術與專業發展，已然成為擺在大多數授課教師面前的現實課題。

1.2 內容多信息大

由于教學任務繁重，且很多老師本身并不熟悉現代電力電子學在所授專業中定位與應用，造成授課過程中很難抓住專業要求合理安排教學內容，而是采用多媒體通篇教學的方法，課堂信息量過大、知識點零散，學生往往抓不住重點、不堪負重也就很難跟上授課教師的節奏，學習效果大打折扣，教學質量可想而知。

1.3 基礎弱興趣低

現代電力電子學的先修課程包括微積分、電路、數電和模電等，而這些課程（包括現代電力電子）所涉及的均為枯燥繁瑣的理論知識，加之學時的限制，學生往往對這些先修知識的掌握程度達不到現代電力電子學學習的要求，這也無形中增加了學生對課程學習的抵觸情緒，為課程的教學增加了很多難度。

1.4 強灌輸少動腦

由于種種條件的限制，目前大多數高校采用多媒體大班式授課，教學方式生硬且單一，學生多被動接受知識，很少會積極主動學習。另外，課內實驗本是檢驗學生對所學知識掌握的關鍵，也因為學生在實驗時只是按照“過于詳盡”的實驗指導書，簡單連線加上抄寫數據與波形而順利完成，使得實驗的目的與意義盡失。

2 教學方式方法的探討

2.1 立足專業完善方案

現代電力電子學雖被大多數工科專業選作修讀課程，但是每個專業都有自己的方向需求，做到根據專業所需、參考企業所求、摸清未來發展，將專業、行業與學業有機結合起來，制訂適應學科發展、行業需求的合理教學方案，做到把知識、技術與能力培養有效整合，建立起學生對學習內容和行業發展的直觀認識，調動學生的主觀能動性，使其挖掘自身所長，從自身興趣出發完成課程的認識和學習，同時掌握理論知識和應用技術，才能成為真正的專業人才。

2.2 條理清晰提高效率

教師要根據教學方案合理安排授課內容，注意條理性并突出重難點，明確各內容板塊的教學順序，以便學生能相對輕松地跟上教師的授課節奏，清楚地理解并掌握所學知識。教學過程中時刻注意學生的反應，盡量做到換位思考，多從學生的角度去分析教學過程，在問題釋義難點分析時，注意給學生盡量創造一個可自由發揮和想象的空間，充分提高課堂教學的效率。并注意在每節課中將上節課的典型問題、作業難點和學生建議反饋給課堂，解決問題的同時也加深了學生的理解。

2.3 加強實踐培養創新

對于以培養技術型人才的工科院校來講，在教學過程中完成對學生實踐能力和創新能力的培養成為其重要任務之一。實驗教學正是提高學生動手實踐與動腦創新的主要途徑，而課內實驗由于其自身的特點，要求學生在掌握必要的基礎知識的同時，理解實驗目的、實驗原理、實驗方法和實驗步驟，正確完成實驗儀器使用、實驗數據分析和實驗報告撰寫等一系列工作，讓學生們在實驗過程中理解書本知識驗證所學內容。鼓勵學生在實驗過程中提出問題解決問題，激發學生內在的學習欲望，全面鍛煉學生的學習能力、創新能力和實踐能力，促進學生的多方面協調發展。

2.4 優化方法靈活教學 （下轉第96頁）（上接第94頁）

在現代電力電子的教學過程中，大多數教師沿用了理論教學的傳統教學方式，即板書為主和PPT播放輔助，而我們知道現代電力電子其實是一門應用性很強的學科，教學過程中不宜只重視理論推導，而忽略實際應用。教師應多從實際情境出發，引出教學內容的同時，激起學生的興趣，更能形象地說明所學知識的應用背景。且在授課過程中注意板書強調重點的同時，也可以穿插圖片、動畫和視頻等教學手段，以便學生對難點知識能夠更為生動直觀地理解和接受。注意師生互動，提問學生的同時也允許學生提問，加強學生的課堂參與性，時時掌控課堂氣氛。

2.5 加強交流突出團隊

一門課程的教學想要得到真正的發展，單靠授課教師個人的力量是很難走遠的，只有發揮團隊的力量，協作分工群策群力才能做到真正的不斷向前。團隊內教師互相交流、互相聽課和互相幫助，從教學方案、教學內容、教學方法和教學分析幾個方面共同探討，以期發揮每個教師的潛力，促進課程教學水平的提高，并應特別注重對青年教師的教學指導，利用現有資源幫助他們快速走上講臺，為學科的快速發展打牢每一步基礎。并根據專業特點和學科發展需要，利用團隊優勢打造符合自身特質的精品課程。

3 結束語

現代電力電子學是電力、電子和控制技術的融合，更是理論知識與工程實踐相結合的典范。通過現代電力電子學的學習，可以使學生能夠理解控制電路結構與原理，清楚電力電子器件及其性能，掌握電能轉換的原理與技術，為學生完成后續的課程學習和未來發展打下堅實的基礎。

篇(4)

關鍵詞:電力電子;高校教學;教學改革

0引言

學術角度上所稱的電力電子學（Power Electronics）是在上世紀60年代出現的，在工程技術角度上稱為“電力電子技術”。它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而形成。電力電子作為一項新興技術,在生產生活的各個領域受到人們越來越多的關注。特別是隨著各種新型功率電子器件的誕生,使電力電子設備的性能得到不斷提高;計算機技術的飛速發展大大提高了電路設計和仿真的效率;全球性的能源危機使人們的目光開始轉向環保型能源,如太陽能、風能,不同形式的能量之間的轉換也必須依賴電力電子技術。這些因素都為電力電子技術的應用和發展提供了良好的契機。

目前我國高等教育部門均已意識到加強電力電子技術專業教育的重要性。為了促進我國高校電力電子技術教學的改革和發展,已在電力電子教材內容和課程內容的設置、課程體系設置、實驗室建設和教學方法方面有所改進。旨在使學生具備必要的專業知識的同時，培養學生運用專業知識的能力。

1 國內外高校本科電力電子技術教材內容和課程內容的設置

國內外高校本科教育電力電子技術教材內容和課程內容設置的比較見表1 。

通過以上內容比較可以看出,國內的本科教材通常是在介紹電力電子開關器件的基礎上,對各種交、直流電能變換電路的結構和工作原理進行分析,并涉及一些簡單的軟開關技術。國外教材則更注重介紹電力電子技術的實際應用,如:高頻開關電源、小型熒光燈鎮流器、感應加熱、電力電子技術在電力、交通、工業企業中的應用等,這是我國教材應向國外同行學習,加以改善的方面。

明尼蘇達大學在電力電子課程的授課和實驗中采取了一種新的教學方法―――基于Building Block的教學方法。所謂Building Block ,是一個雙口開關模塊( switching pole) ,如圖1 所示。該模塊可以作為各種不同結構、功能的變換器的基本組成部分,利用Building Block 可以構成Buck ,Boost ,Buck2Boo st ,Flyback , Forward 等變換器,三個這樣的模塊還可以構成用于控制三相交流電機的開關模式逆變器。該課程首先講述Building Block ,為描述不同類型變換器的拓撲結構提供了一個共同的基礎,在分析其他變換器的過程中直接利用Building Block的分析結果,簡化了變換器的分析過程。

圖1

Fundamental s of Power Elect ronics 教材的一大特色是從電路設計的角度入手,介紹如何根據所要實現的電路功能設計電路結構,選擇功率電子器件,注重建立各種不同結構的DC - DC 變換器的內在聯系,而不僅僅是對各類功率電子器件和各種電路結構的孤立分析。該教材的另一大特色在于引入了為各種結構電力電子電路建模的方法,包括直流穩態模型和交流小信號模型,并強調小信號分析和控制等系統分析與設計的概念。這種從電力電子電路設計的角度入手,將電力電子技術的基礎知識有機結合起來的編寫思路十分新穎,且實用性強。

2 電力電子技術課程體系設置

電力電子技術多作為工業自動化、電氣自動化等專業的專業必修課,所學內容為電力電子技術的基礎知識,國內外大學在這一課程設置上差別不大。在碩士和博士生教育階段,研究生們開始系統地學習電力電子的專業知識,對電力電子技術的各研究領域單獨設課,以使研究生們的專業知識更加深入,為日后的課題研究和科研做好準備。

我國浙江大學碩士生的電力電子與傳動課程設置如下 :

現代電力電子電路、現代電力電子器件、電力電子系統的建模與控制、現代電力無源元件及其應用、電力電子系統的電磁兼容( EMC) 設計基礎、電力電子系統CAD、電力電子電路設計、電機傳動技術及其應用、計算機實時控制、數字信號處理(DSP) 理論及應用、應用電力電子。

系統和設計的思想貫穿課程設置的全過程。通過這一系列課程的學習和訓練,使研究生們對電力電子的專業知識有全面、系統、深刻的把握。

在歐洲,丹麥Aalborg 大學的課程設置更加與眾不同。針對電力電子專業新技術不斷涌現、知識更新快的特點,該大學采用了獨特的Problem2basedand Project2oriented 的學習方法 。學生從第5學期開始,每學期都要在導師的指導下,與同學合作完成一個課題(project ) ,部分課程的設置則是針對課題研究安排的,包括課堂教學、講座、討論等多種形式,以實現教學內容與新技術發展緊密結合的目的。

課程設置和課題舉例見表2 。

每學期一課題的教學方法是Aalborg 大學的特色。每學期初,在搜集資料和討論的基礎上,學生首先對需要研究的問題進行問題分析,限定研究范圍,確定課題題目,制定工作計劃,然后學生通過查閱文獻資料、聽講座、小組討論、接受導師指導,實地考察、仿真和實驗等各種方法解決問題,進行課題研究。課題研究結束時每個課題組需要提交一個50～200 頁的課題報告?？荚嚥捎么疝q的方式,每個學生作一個與課題相關的專題報告,并回答導師的提問,與反對意見展開辯論。這種課程設置方式培養了學生帶著問題進行學習、通過學習解決問題的能力,同時在小組課題研究的過程中還鍛煉了學生與人交流(書面、口頭) 的能力、團隊合作精神、項目的組織與管理能力等,直接面向企業和科研機構,培養實用型人才。

3 實驗室建設

目前我國高校的電力電子實驗中,需要學生在實驗室中自行操作的實驗多為驗證性實驗,允許學生自行設計的部分較少,靈活性不足,明尼蘇達大學的基于Building Block 的教學和實驗方法很值得我們借鑒。網絡電力電子實驗更是受到資金、技術等因素的制約,能提供網絡實驗的高校還是少數,但應將網絡實驗作為未來的發展方向。

4 教學方法改革

利用新的教學方法提高學生對電力電子課程的興趣,也被視為電力電子教學改革的重要手段。迅速發展的信息技術和網絡技術不僅被應用于實驗室建設,同時也被廣泛作為課程教學的新方法。國內外許多大學都已開發出電力電子的網上授課內容,并以多媒體的形式呈現給學生,以下挑選了國內外幾所大學建立的電力電子網上授課項目作簡要介紹,其中以瑞士的iPES 最為著名。各項目網址見參考文獻。

5 對高校電力電子教學的幾點建議

通觀國內外高校電力電子教學現狀,有很多值得我們學習和借鑒的新方式、新方法,在我國的電力電子教育改革中,筆者認為應注意以下幾方面:

1) 建立系統的觀念。在教材編寫與課程內容組織的過程中,從電力電子系統的觀點出發,將相關知識有機融合起來,避免將各種電力電子器件、各種結構功能的電路作孤立講解,同時加強系統控制方面的內容。

2) 注重電力電子電路的設計,培養學生的電路設計思想和能力。從電路設計的角度出發組織電力電子技術的教學內容,也是一個很好的教學方式。

3) 課堂教學、仿真、實驗并重。在課堂教學中引入各種先進的教學手段,在實驗室中引入先進的仿真軟件,同時下大力氣建立電力電子技術實驗室。通過各種實驗電路搭建一個完整的電力電子系統,應是實驗室的基本功能,而不僅僅是對各種功能電路的驗證。

4) 在研究生教學中,為了跟上電力電子技術快速發展的步伐,僅僅講授教材中的內容是不夠的,應采取討論、講座、專題報告等各種形式,使學生對電力電子的前沿技術有所把握,為學生未來的科研與工作打好基礎。

5) 積極開展電力電子及相關課程的網上教學,用動畫、多媒體等先進手段展示電力電子的課程內容,提高學生的學習興趣。通過交互式網頁設計使學生主動參與到學習過程中來,提高教學效果。

6)加強考核方式改革，培養學生自主學習能力?？己耸墙逃郎y量的工具，不僅是對學習成績的評定，更重要的是對學習習慣的培養和學習方向的引導?？己朔绞礁母锞褪桥囵B學生主動學習的習慣。

6 結論

本文對國內外高校的電力電子技術教育現狀進行了綜合闡述，并結合筆者的教學經驗，提出了“高校電力電子教學”課程教學的改革理念。主張從事“高校電力電子教學”者應不斷跟新教學觀念和教學內容，探索新的教學方法和手段，取長補短，緊跟時代步伐以提高教學質量。更好地為學習“電力電子學”的高校院校學生服務。最終達到提高學生綜合素質的目的。

參考文獻：

1．陳堅，趙玲編．《電力電子技術及應用》（電氣工程及其自動化專業函授專升本教材）．北京：中國電力出版社，2006.1

2．曹豐文，劉振來，祁春清，編著．電力電子技術基礎．北京：中國電力出版社，2007.8

3．湯建新，馬皓編著．電力電子技術實驗教程．北京：機械工業出版社，2007.3

篇(5)

半導體中存在兩種載流子，分別是帶負電的自由電子和帶正電的空穴，電子或者空穴的運動就形成了電流。本征半導體的自由電子和空穴的數目相同[5]。在本征半導體中摻入微量雜質，其導電性能便可顯著增加[6]。根據摻入雜質的性質不同，雜質半導體可分為N型半導體和P型半導體。N型半導體中，自由電子為多數載流子，空穴為少數載流子。P型半導體中，空穴為多數載流子，自由電子為少數載流子。（1）PN結的形成。當N型半導體和P型半導體結合后，多數載流子因濃度上的差異開始向對方進行擴散運動，如圖1所示。穩定后，在交界面的兩側便形成了一個不能移動的帶異性電荷的離子層，這就是空間電荷區，也就是PN結?？臻g電荷區的電阻率很高。（2）PN結的單向導電性。此時，給PN結外加正向電壓，PN結將正向偏置。外加正電壓時，由于外加電場與內電場方向相反，使得內電場被削弱。當外加電場大于內電場時，N區的電子將跨過空間電荷區進入到P區，P區的空穴也將進入到N區，因此形成了較大的正向電流，這時PN結處于導通狀態。當給PN結加反向電壓時，如圖4所示，PN結將反向偏置。由于此時的外電場方向與內電場相同，因此內電場將變寬，PN結呈現高阻態，PN結截止。PN結的“正向導通，反向截止”特性是PN結構成半導體器件的基礎。學生牢固掌握和理解以上所述的PN結工作原理和特性，將有助于分析各種電力電子器件的工作原理。教學實踐表明，如果在電力電子器件教學中，不給學生補充以上半導體PN結的知識，學生將很難理解電力電子器件的工作原理。尤其是對于電氣工程學科的學生來說，大部分學生沒有半導體物理的知識背景，那么在學起電力電子器件這個章節時，很多學生感覺這個章節像是無根之木。作者在教學實踐中給學生適當的補充了半導體PN結的基本知識，發現他能夠促進學生對各種電力電子器件原理的認識。另外，教學實踐表明，在教學過程中，從半導體PN結的角度來分析和教授電力電子器件的工作原理，是取得良好教學效果的關鍵。下面以晶閘管這種電力電子器件為例，探討如何從PN結的角度來教授電力電子器件工作原理的教學方法。

2半控器件——晶閘管的工作原理分析

晶閘管也稱為可控硅整流器件(SCR)，是由四層半導體材料并列放置而構成的大功率半導體器件。四層半導體材料分別是PNPN型，如圖5所示。連接第一層P型半導體的電極是陽極A，連接第三層P型半導體材料的電極是控制極G，連接第四層N型半導體材料的電極是陰極K。根據小節1中的半導體PN結的知識，學生可以很容易的得出，此四層PNPN型半導體材料放在一起便構成了J1、J2和J3三個PN結。因此，在教學過程中，如果教師可以給學生補充PN結知識，并且能夠從PN結的角度來分析與教授晶閘管的工作原理，那么學生將很容易理解晶閘管的工作原理。下面將運用該文小節1中知識，從PN結的角度來分析和教授晶閘管的工作原理。

（1）反向特性。

給晶閘管的陽極A加負電壓，陰極K加正電壓，晶閘管承受反壓，如圖6所示。此時，我們可以利用小節1中的知識，從PN結的角度來分析晶閘管在承受反壓情況下的特性。從圖6中，我們可以看到，J1和J3兩個PN結的P級都接了負電壓，而N級都接了正電壓。根據PN結原理，我們可以得出J1和J3兩個PN結處于截止狀態。另外，由于J2這個PN結的P級接了正電壓，而N級接了負電壓，根據PN結原理，我們可以判斷，J2這個PN結是正向導通的?？偟膩碚f，在晶閘管承受反壓時，J2正偏，J1和J3反偏，整個晶閘管器件將處于截止狀態。隨著反向電壓增加到J1這個PN結的雪崩擊穿電壓時，J1結發生雪崩擊穿，同時J3結也發生雪崩擊穿，晶閘管的反向電流將迅速增加。

（2）門極無控制信號時的正向特性。

在不加控制信號的情況下，即門極G端不加電壓時，給晶閘管的陽極A加正向電壓，陰極K加負電壓，此時晶閘管承受正向電壓，如圖7所示。根據小節1所講述的PN結工作原理，學生可輕松判斷，J1結和J3結處于正偏，而J2結處于反偏，晶閘管處于正向阻斷狀態。

（3）門極有控制信號時的正向特性。

當有門級控制信號時，也就是在門極G上加驅動電壓時，給晶閘管的陽極A加正向電壓，陰極K加負電壓。從圖7中，我們可以看到，J3結的P級將通過門極接正電壓，N級接負電壓，所以J3正偏。此時，電流從驅動門極G注入P2區，P2區的空穴進入N2區，由此形成觸發電流IG。因為有電流從門極G注入到P2區，使得P2區的空穴大量增加。積累在P2區的空穴，使得P2區的電位升高。當注入電流使得P2區的電位升高到大于N1區電位時，J2結變成正偏。這時J1結，J2結和J3結均處于正偏，晶閘管進入正向導通狀態。

（4）門極可控制其導通，不能控制其關斷。

在門極G上有驅動電壓且晶閘管承受正向電壓的情況下，晶閘管導通。為了更清楚地和學生解釋，晶閘管的門極不能控制其關斷的特性，我們把晶閘管中間的N1P2結分成兩部分，使晶閘管構成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復合管，如圖8所示。從圖8中，我們可以看到每個晶體管的集電極電流同時又是另一個晶體管的基極電流，因此當有足夠的門極電流IG流入時，就會形成強烈的電流正反饋，造成兩晶體管飽和導通。此時，即使去掉IG，由于晶閘管內強烈的電流正反饋的存在，晶閘管將仍然處于導通狀態。根據以上四點原理分析，我們可將晶閘管的工作特性總結為以下幾點。(1）晶閘管承受反向電壓時，無論門極是否有觸發電壓，晶閘管都處于截止狀態。(2）晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發電流的情況下晶閘管才導通。(3）晶閘管在導通情況下，門極就失去了控制作用，無論門極觸發電流是否存在，晶閘管都保持導通。(4）若要使晶閘管關斷，只能利用外電路使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數值，晶閘管便關斷。教學實踐中發現，通過從半導體PN結的角度來分析和教授晶閘管的原理，學生不用單靠記憶來記住晶閘管的四點工作原理，學生能夠在理解的基礎上進行消化和吸收，取得了很好的教學效果。以上是以晶閘管的教學為例來探討如何從半導體PN結的角度來分析和教授電力電子器件。在實際教學當中，作者還將半導體PN結的知識合理的運用到了其他電力電子器件的教學當中，如MOSFET和IGBT等。教學實踐表明，在教授電力電子器件之前，給學生適當補充半導體PN結的知識，會使學生更容易理解各種電力電子器件的工作特性。另外，教學實踐還表明，從PN結的角度來分析各種電力電子器件工作原理的教學方法，可以使學生舉一反三和融會貫通地理解所教知識。

3結語

篇(6)

結合幾年教學實踐和CDIO工程教育的特點，對原有的教學模式進行了改革，將授課內容中規律和特點并加以靈活利用，引導學生采用發現學習和掌握學習等創造性學習方法、加強理論聯系實際;從系統角度、實踐角度出發建立了一套適合于“電力電子技術”課程教學的教學體系。

教學思路

在明確教學目標的基礎上，首先，教師一定要意識到，興趣是最好的老師，興趣是學習的動力和源泉。只要通過有效的興趣培養和教學方式，就可以讓這些學生達到甚至超過自己的水平。以科研的態度和精神貫穿于教學之中，讓學生在“學生做”和“做中學”激發課程學習熱情。鼓勵學生走上講臺，敢于大膽走進實驗室;敢于向老師發難，以“我”為中心，全然不顧“名家顏面。

其次在教學理念上，以發展學生思考能力為本，結合課程實驗和教師現有的課題進行實踐，建立系統設計理念，通過對主電路和控制電路、保護電路、檢測電路同時分組進行設計。CDIO強調以熟悉產品研發的生命周期為工程背景的

“做中學”的學習方式，這不是對教師主導作用的弱化，相反對教師在整個教學活動過程中的掌控能力、自身的知識水平提出了更高的高求?！敖處煛奔鏋椤皩煛?，實現學生在知識獲取過程中的地位由“被動”到“主動”的角色轉變:學生在教師指導下積極、主動地參與實踐，從獨立學習轉向合作學習;從深層次角度講，就是大學中“物質教育”與“自由教育”的轉變。在探索、實驗和應用中行動上給與相當的靈活性，這樣可以喚起學生的好奇心，使其熱切地尋求有助于解決問題的知識，同時又具備相當的實行工具。學生所具有的創造性的和富有想象力的遠見都將發揮作用，并能控制其沖動和習慣。他自己的目的就能指導他的行動。

再次，就教學方法而言，堅持把工程科學基礎和工程專業知識緊密地揉合在一起進行教學，學生仍然需要堅實的科學基礎。在講述定理、結論時，要注意理論基礎與專業知識的結合。除了應用高等數學和大學物理分析內容的機理之外，還要講定理、結論的提出背景、前提條件以及應用情況和近展狀況等等。在教學手段上注意應用現代信息技術，如多媒體動畫和系統仿真技術。熟練的、精心的準備過的課堂講授仍然是最有效的學習和教授經驗。

最后，在重點和難點教學模式上，采用項目或者案例教學模式，基于問題解決模式的模式;教師引導學生效仿教師、專家學者做項目的方法，如專題研討、方案和技術設計、仿真模擬和實驗操作等，探索并解決課程內容相關工程應用中的現實問題;培養學生發現問題與綜合分析問題的能力。因此恰當地設計題目是項目教學法運用成功的保證，既不能太難，讓學生望而卻步，又不能太簡單，沒有挑戰性。這要求教師平時有一定知識積累。“電力電子技術”實力較強的幾個院校的積極嘗試為我們提供了較好的參考。浙江大學將“功率因數校正實驗”等部分實驗項目列為創新設計型實驗，由學生自主設計實驗內容和方法，提高學生創新能力。哈爾濱工業大學以直流脈寬調速系統驅動電源的設計為課程設計的主要內容。南京航空航天大學開發了“軟開關逆變電源實驗裝置”課程設計教學平臺，以此設計若干個課程設計題目。中國石油大學選擇反激式開關電源為課程設計題目。這些題目既緊密聯系書本知識，又有創新的空間，值得借鑒。

實驗教學在方式上注重啟發，引導學生積極參與實驗設計的同時;在時間和內容安排上注意了驗證實驗、仿真實驗和綜合設計實驗的循序漸進。在實踐平臺裝置的設計上，注意

“先進性、實用性、開放性、安全性”的特點，滿足基礎型和綜合設計型的實驗教學和實踐活動的要求。使學生既動手又動腦，豐富工程實踐知識，培養學生的創新能力和綜合能力。同時學生小組成員之間密切協作和互相配合，鍛煉學生的責任感和協作、互助的團隊精神。

教學案例

以“電力電子技術”內容直流一直流變流技術為例。首先，教師備課時要把自己想象成學生，想象二下學生的已知與未知，研究學生認知與情感發展的需求，要想到學生在課堂教學過程中可能有的變化，從而使備課活動不再是琢磨怎么講能講得清楚、透徹、到位，讓學生聽得懂、記得牢，要注重的是課堂上學生怎么學、怎么動以及為了實踐活動的有效開展，激發學生的學習興趣，如何點起學生創新的火花，促使學生生動活潑地參與，使課堂教學豐富多樣，把課堂真正還給學生。引言部分如講到buck變換器時，先介紹變換器的背景。授課時，按照“識電路”“畫波形”“會計算”“輸出（電壓或電流）控制”四部曲進行。顯然，第四部曲是壓軸大戲。buck變換器的電路原理圖如圖1所示，先講每一個功率器件的工作原理。再從有源開關V導通，到無源開關VD因反偏而截止，再到輸出濾波電感儲能（或勵磁），并向負載提供能量；反過來從有源開關V截止，到電感電流不能突變。故使無源開關VD正偏而導通，此時電感電流經二極管續流，其儲存的能量繼續供向負載，并由輸出電壓對其進行去磁。輸出濾波電容作用：主要用來限制輸出電壓上的開關頻率紋波分量，使之遠小于穩態的直流輸出電壓。內容強調講穩態關系和特征。buck變換器的特征公式如式1所示，讓學生對比以前學過的理想變壓器的特征公式，說明為什么buck也叫“直流變壓器”。第二部曲是利用多媒體動畫技術演示功率器件開通和關斷時電路的電流流經路徑和主要物理量的波形變化情況。采用MATLAB仿真時所得的波形與課本的波形進行對比，反映了理論知識的現實性。同時對比圖1（b）、（c）圖，對電流下降及上升的原因及“斷續”和“連續”概念結合高等數學中“連續”的概念不一樣的地方進行辨析。當改變參數使得仿真結果變化時，也能通過理論分析與仿真調試，使輸出達到理想狀態。第三部曲講授在已知輸入電壓范圍、負載電流范圍和給定的輸出電壓下，利用獲得的穩態關系，可以方便計算buck變換器的開關占空比范圍，從而來計算buck變換器中的元器件電壓穩態應力、電流峰值、電流平均值和電流有效值。在講第四部曲即“輸出（電壓或電流）控制”時，學生不易明白也看不到。有些內容理解不夠具體，如何控制實現的疑問產生。此時重要的是培養學生有精細、認真、窮追不舍的態度和敢于提出問題、勇于解決問題的創新精神。學生參與設計教師的100V/600A大功率開關斬波恒流源科研項目，共分四組，每一組完成一個功能設計調試或仿真。第一組學生設計不控整流部分的電路結構如圖2所示，具體參數：濾波電抗為1200A/0.71mH，整流二極管600A/1600V，鋁電解電容0.3F/400V。第二組學生參與斬波電路設計，設計的斬波電路圖如圖3所示。通過計算得出電抗器1200A/300μH，C2電容大小190μF/400V。阻容吸收單元選擇電容C3為80μF/450V，選取電阻R1為10Ω。IGBT模塊2MBI1200U4G-120，驅動模塊在教師的指導下選用瑞士CONCEPT公司的IGBT驅動模塊2SD315A，該驅動模塊集成智能驅動、自檢、狀態反饋、隔離等功能于一身，能夠驅動1200A/1200V的IGBT。有的學生還畫了驅動電路圖。第三組學生設計了基于TMS320F28335DSP作為控制回路的核心的數字PI調節器。學生在CCS集成開發環境下編寫的數字PI調節器，在軟仿真下可以明顯看到給定變化引起PWM脈寬的變化。第四組學生負責基于MATLAB下仿真。在實際設計中，學生體會到了控制環節如何閉環、控制量如何檢測，控制算法如何實現，控制信號如何發出，能量流動必須要有電動勢以及流經通路等等。學生們主動、積極利用老師的科研項目，構思、設計、調試以及實驗。教師注意發揮激勵和導向作用，注重肯定、贊賞學生的點滴進步，讓學生感受到成功的歡樂，心中喚起自豪感和自尊感。當設計或實驗受到目的的指引，進行時還有措施和方法時，試驗就變成合理的了。此外注意事實的分析和重組是增進知識、增長解釋能力和正確分類的能力所不可缺少的。總之，“CDIOInitiative”是一個資源開放、寬松自由、包容性強的改革計劃。

篇(7)

關鍵詞：電力電子技術；虛實結合；考核方式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）30-0211-02

一、引言

“電力電子技術”是多學科交叉而形成的一門新興技術，在工程實踐中，該技術高速發展，不斷有新的器件、新的電路拓撲結構與新的控制方法問世?！半娏﹄娮蛹夹g”課程是電氣工程及其自動化與自動化專業的重要專業基礎課，也是實用性、工程性和綜合性很強的課程。該課程的特點是內容多，課時少，在新形勢下，如何在有限學時內獲得最好的教學效果，使學生在有限的課堂時間內較好地掌握課程內容，培養學生的工程實踐能力和創新能力，是一個亟待解決的問題。經過長期的“電力電子技術”課程的教學摸索，筆者從理論教學內容與方法、實踐教學和考核方式三個方面對課程進行了教學改革的嘗試。

二、理論教學內容與方法

“電力電子技術”是以電力電子開關器件為基礎，以四類基本變換器和兩種控制方法為核心，以四類應用為目標的一門科學。隨著電力電子技術的飛速發展，新器件和新的控制方法不斷出現，因此“電力電子技術”的教學內容必須根據自身的發展及時更新。目前全控型器件已逐步取代晶閘管而成為電力電子技術的核心。因此，教學內容中適度壓縮和刪減了半控型器件及控制電路的學習，強化全控型器件及控制電路的教學。

教學方式有傳統板書與多媒體教學兩種方式。板書方式可以使學生對知識理解的更深刻，但是較死板。為了更好地提高教學質量，增強學生的學習興趣，充分利用多媒體教學形象、直觀、信息量大的優點，激發學生的學習興趣。課程組開發了集PPT、Flas為一體的課件，通過直觀、形象和交互性的演示，使得電力電子技術當中難懂的電路拓撲結構變換和波形變得簡單易懂。另一方面，注重與工程相結合，與其前修課“電機與電力拖動基礎”課程相結合提出問題，調動學生學習興趣，主動去思考問題，解決問題。如圖1所示，在講解直流降壓斬波電路之前，以直流電機調速在課堂上演示給學生看，激發學生的興趣。接下來就進一步提出問題，怎么調速？以增強學生的求知欲望。然后再和學生一起學習相關知識，在講解過程中，始終緊扣相關問題，增加其對電力電子技術的理解。

三、實驗教學的措施

隨著高等教育規模的不斷擴大，原有教學儀器設備資源相對短缺，無法滿足實驗教學的需要；儀器設備陳舊老化，不能適應新的教學要求；大部分院校都僅用掛件結構或實驗箱來完成實驗，幾乎所有的電路和系統都是封閉式的。教學采用課堂教學加驗證性實驗的教學模式。實驗過程，學生幾乎是在老師或實驗指導書的指導下機械式連線、讀取實驗數據，記錄實驗數據和波形，對原理不求甚解，缺乏獨立分析解決問題能力。為了彌補傳統教學方式的不足，提高學生分析問題、解決問題的能力，在傳統教學方式的基礎上，開展了“電力電子技術”的計算機仿真輔助教學。雖然目前能夠進行電力電子仿真的專業軟件很多，如Matlab/Simulink、Pspice等，需要專門開設相關的課程才能夠應用。為了使學生既能進行仿真實驗，不用花費更多精力學習新的軟件，為此專門開發了電力電子技術仿真實驗系統，其界面如圖2、圖3所示。通過該實驗軟件，學生利用課下時間，在充分理解電路工作原理的基礎上，自己搭建實驗電路，進行參數設置，即可得到直觀的動態效果。實踐證明，實驗軟件的應用，課本上大篇幅的過程描述與復雜的運行曲線用仿真波形表現出來，能夠變抽象為具體，變枯燥為生動，形象直觀地進行教學，有助于激發學生學習興趣，提高教學質量。并且節省了實驗箱上操作的時間。

在實驗教學內容方面，以驗證性實驗為基礎，通過該類實驗可以使教材上的基本理論得到充分的驗證，加深學生對理論教學中各個知識點的理解，使學生對實驗儀器的使用及注意事項有比較清楚的了解，同時也可以培養學生的基本操作、數據處理和計算技能。在此基礎上增加了綜合性實驗，例如與“電機與電力拖動基礎”課程相結合的“直流電動機可逆調速系統設計”，該綜合性實驗項目專業實踐性很強且與生產緊密聯系，培養學生把專業理論知識綜合運用于工程實踐的能力，提高學生的綜合素質水平。還可以與“單片機原理與應用”課程相結合的“基于單片機的交流恒流源設計”，是利用單片機控制全控型器件，實現斬控式交流電路的要求，教師提出實驗要求，學生自己設計并進行實驗調試。通過這些實驗的設置使學生能充分理解相關課程之間的關系與其應用，而且培養學生解決實際問題的工作能力，提高其綜合素質，為今后的設計或工作積累經驗。

四、考核方式的探索

傳統采用閉卷考試的方式，考核學生對知識的理解和記憶具有效果，但是這種方式使學生機械式學習，不利于激發學生的創造性和探索新知識的主動性。因此，探索合理的考核方式對提高學生學習積極性和主動性有很大意義。為此，采取了理論與實踐相結合的考核方式，以其能夠更加公平、真實地反應學生的學習水平。理論考核成績占70%與實踐考核成績占20%，平時成績占10%。理論考核重點考察學生對相關知識的理解和記憶能力。實踐考核以實際電路實驗，考察學生的創造性和動手能力。平時成績反應學生學習該課程時所表現的狀態，包括探索新知識的主動性、查閱資料的廣泛性等。實踐證明，通過這種多元化的考核方式，提高教學質量。這樣一來，就能改變課程結束時“一考定成績”的做法，防止考前突擊的行為。學生反映良好，教學效果甚佳。

五、結束語

本文從理論教學內容與方法、實踐教學和考核方式三個方面對該門課程的教學改革進行的探討。隨著電力電子技術的不斷發展，為了適應人才創新能力培養的需要，不斷調整、更新教學內容，及時補充該學科的前沿知識，如軟開關技術、電網諧波抑制技術等內容，以增強對學生的吸引力。將繼續不斷地改進教學方法加強實踐訓練，充分發揮學生在學習中的主動性和創造性，以適應培養應用型本科人才的需要。

參考文獻：

[1]王兆安，黃俊.電力電子技術[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2]高玉峰，劉亞龍，王治國.《電力電子技術》課程教學改革實踐[J].科技教育創新，2008，（1）.