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關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；卓越工程師；教學(xué)改革

作者簡介：魯明麗（1974-），女，陜西西安人，常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院，講師。（江蘇 常熟 215500）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0103-02

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱卓越計劃）是教育部的重大改革項目，也是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。卓越計劃的重點是培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力，因此必須研究和探索與之相對應(yīng)的新的培養(yǎng)體系。課程是培養(yǎng)體系的有機組成部分，其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)模式影響著卓越計劃人才培養(yǎng)的質(zhì)量。只有將卓越工程師教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)融入到專業(yè)課程教學(xué)之中，才能保證培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。

電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對電力進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，該技術(shù)在一般工業(yè)、交通運輸、電力系統(tǒng)、家用電器、新能源技術(shù)以及節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。[1]“電力電子技術(shù)”課程作為電氣工程、自動化等專業(yè)的核心課程，在人才培養(yǎng)方案中占據(jù)重要地位。該課程在教學(xué)中具有理論復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多變、波形圖較多的特點，近年來圍繞“電力電子技術(shù)”教學(xué)改革提出了一些有效的策略。[2-4]如利用MATLAB軟件建模和仿真作為輔助教學(xué)，解決了“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)中的一些難點問題，但是由于MATLAB軟件是對一些難于理解的內(nèi)容進(jìn)行仿真實踐，和真正的工程實踐還相去甚遠(yuǎn)，達(dá)不到卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求，該課程教學(xué)改革有待進(jìn)一步深化。針對常熟理工學(xué)院（以下簡稱“我?！保┳吭桨鄬W(xué)生基礎(chǔ)扎實、學(xué)習(xí)態(tài)度積極、動手能力強的特點以及卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的要求，提出基于教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)手段多樣、實驗環(huán)節(jié)創(chuàng)新的“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)新方法，為該課程的教學(xué)改革提供一種新思路。

一、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

現(xiàn)代電力電子技術(shù)正朝著輕量化、小型化及智能化的方向發(fā)展。目前在電力電子技術(shù)的應(yīng)用中，基本以全控型器件MOSFET、IGBT為核心構(gòu)成各種變流電路，而半控型器件——晶體管組成的應(yīng)用電路逐步減少。以電力電子技術(shù)為核心而設(shè)計制造的電力電子裝置（如變頻器、電力有源濾波器、靜止無功補償裝置、新能源發(fā)電逆變器、開關(guān)電源、和UPS不間斷電源等在工業(yè)生產(chǎn)的不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用）使電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍得到很大的延伸。軟開關(guān)技術(shù)在變流電路中已成為電力電子器件降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲的主要技術(shù)，PWM控制技術(shù)在變頻調(diào)速技術(shù)中已成為核心控制手段。電力電子技術(shù)的這些發(fā)展和應(yīng)用客觀上需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合和優(yōu)化。作為一門實用性很強的課程，在“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)中既要注重理論推導(dǎo)又要加強實際應(yīng)用。針對卓越工程師培養(yǎng)要求，按照以電力電子器件為基礎(chǔ)，以變流技術(shù)為核心，以工程應(yīng)用為目標(biāo)的原則，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計，即將課程劃分為電力電子器件、AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC和電力電子技術(shù)的應(yīng)用等6個模塊，并根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對相應(yīng)模塊的教學(xué)內(nèi)容和課時做出適度調(diào)整。如圖1所示，其中電力電子技術(shù)應(yīng)用模塊為4種變流電路在工業(yè)生產(chǎn)中的常見應(yīng)用。

在各教學(xué)模塊中，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該和新技術(shù)、實際應(yīng)用無縫對接。電力電子器件模塊應(yīng)使學(xué)生掌握各種電力電子器件的特性和正確的使用方法，教學(xué)的核心內(nèi)容是各器件的開關(guān)特性；全控型器件因其開關(guān)時間短、通態(tài)電壓低、開關(guān)損耗小、高頻性能好、驅(qū)動簡單、成本低廉等優(yōu)點在中小功率交流調(diào)速、逆變及斬波等方面取代著晶閘管的地位，故教學(xué)中應(yīng)增加全控型器件學(xué)習(xí)的課時。壓縮晶閘管整流電路、直流-直流變流電路、交流-交流變流電路和逆變電路有關(guān)的教學(xué)課時，除典型電路及實際應(yīng)用較多的電路精講外，其余作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)內(nèi)容。如AC/DC模塊以工程應(yīng)用較多的單相全控橋和三相全控橋及雙反星形大功率整流電路為重點，其余內(nèi)容可安排學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)；增加全控型器件為核心的逆變電路的課時；加大PWM控制技術(shù)的教學(xué)，它是現(xiàn)代變頻調(diào)速技術(shù)的核心，特別是交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢；增加電力電子技術(shù)應(yīng)用的課時，尤其要增加電源技術(shù)的教學(xué)。電力電子裝置提供給負(fù)載的是各種不同的直流電源、變頻交流電源，特別是開關(guān)電源和UPS電源在現(xiàn)代生活中得到廣泛應(yīng)用，通過這種優(yōu)化使“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容更加豐富。

在教學(xué)實施過程中應(yīng)注重資源轉(zhuǎn)化，將技術(shù)發(fā)展動態(tài)和科學(xué)研究成果介紹給學(xué)生，加大課程內(nèi)容信息量。學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容不能局限于掌握基本定義和原理，而應(yīng)面向工程實際問題，注重教學(xué)內(nèi)容的推陳出新。

二、教學(xué)模式的多樣化

“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容的最大特點是結(jié)構(gòu)圖、波形圖多，因此“電力電子技術(shù)”課程多采用板書+多媒體教學(xué)手段。對于卓越工程師培養(yǎng)還應(yīng)以教學(xué)效果為目標(biāo)，以工程實踐為主線，進(jìn)行教學(xué)模式的改革?；凇半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程的特點采用以下幾種教學(xué)模式：課堂教學(xué)為主，網(wǎng)絡(luò)課程平臺為輔的教學(xué)模式；推進(jìn)科研成果場景化課堂教學(xué)模式；探索式學(xué)習(xí)模式。下面對幾種教學(xué)模式進(jìn)行詳細(xì)描述。

1.課堂教學(xué)為主，網(wǎng)絡(luò)課程平臺為輔的教學(xué)模式

我?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程已建成網(wǎng)絡(luò)課程，和課堂教學(xué)相輔相成。在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上利用網(wǎng)絡(luò)平臺可以使教學(xué)資源更加豐富，圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種媒體組織起來使學(xué)生通過全方位的感官接受信息。教學(xué)內(nèi)容不再是從易到難從前到后的線形模式，而是以超鏈接的方式呈現(xiàn)信息，學(xué)生可以根據(jù)自身的知識掌握程度、知識背景、知識結(jié)構(gòu)等自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而獲得最佳學(xué)習(xí)方式。課程具有開放性和交互性，交互既可是同步的也可是異步的，可以克服時間、地域等差異達(dá)到資源共享。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢就在于能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)時間和地點隨意性，同時又能夠保證師生交互的高效性、開放性以及大量教學(xué)資源的共享性。[5]網(wǎng)絡(luò)課程不是簡單呈現(xiàn)“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容，而是為學(xué)生提供豐富學(xué)習(xí)資料，也是學(xué)生和老師之間學(xué)習(xí)和交流的平臺和媒介，是課堂教學(xué)的有益補充。

2.推進(jìn)科研成果場景化的課堂教學(xué)模式

重視學(xué)生科研能力培養(yǎng)教育，是現(xiàn)代高等教育發(fā)展的趨向，理工科大學(xué)生的培養(yǎng)已從知識型向素質(zhì)型轉(zhuǎn)化，著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力和綜合解決問題的能力。[6]因此把工程案例和教師的科研項目引進(jìn)課堂教學(xué)中是非常有必要的。

推進(jìn)科研成果場景化的課堂教學(xué)法分為兩個方面：一是對于重點章節(jié)把一些典型工程案例引入到課程教學(xué)中，從企業(yè)工程師的角度介紹如何完成一個工程項目，包括項目背景、設(shè)計要求、詳細(xì)方案、技術(shù)線路、現(xiàn)場調(diào)試過程、驗收標(biāo)準(zhǔn)以及整個項目的管理辦法等。二是把教師的科研成果作為工程案例引入課堂教學(xué)。例如我校教師完成的科研項目“浮標(biāo)光伏鋰電供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”屬于新能源技術(shù)類項目，可在課堂上從項目申報、項目實施、項目關(guān)鍵技術(shù)的解決、項目驗收等方面進(jìn)行講解。在整個教學(xué)過程中，通過科研項目的引導(dǎo)將整個“電力電子技術(shù)”課程中學(xué)過的章節(jié)串聯(lián)起來，將學(xué)過的知識點通過項目得到應(yīng)用，從而達(dá)到了學(xué)習(xí)目的。

通過這兩種途徑，讓學(xué)生系統(tǒng)地了解作為工程師是如何完成一個工程項目的，如何解決項目實施過程中面臨的難題以及項目組成員之間的協(xié)作。

3.探索式學(xué)習(xí)模式

為了改變傳統(tǒng)學(xué)生被動學(xué)習(xí)的模式，對教學(xué)內(nèi)容中的某些重要環(huán)節(jié)采取大作業(yè)、專題研究報告、文獻(xiàn)綜述報告、研究性實驗報告為載體的探索式學(xué)習(xí)模式。針對教學(xué)內(nèi)容可以設(shè)計很多的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生參與其中。例如為了讓學(xué)生了解電力電子技術(shù)發(fā)展前沿動態(tài)，可在開課初安排學(xué)生閱讀大量文獻(xiàn)后撰寫文獻(xiàn)綜述報告；對于在逆變電路中大量使用的PWM控制技術(shù)，可讓學(xué)生結(jié)合交直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行研究做出專題研究報告；對于學(xué)生利用電力電子及電力傳動實驗室設(shè)備開發(fā)出的新實驗項目可完成研究性實驗報告等。這樣在電力電子技術(shù)學(xué)習(xí)的過程中既有老師的教，又有學(xué)生主動參與的學(xué)，可通過網(wǎng)絡(luò)課程平臺不受時間和地域的限制進(jìn)行交流。

三、實踐教學(xué)的創(chuàng)新

“電力電子技術(shù)”是實踐性很強的課程，而實踐教學(xué)對加強學(xué)生的實踐能力、綜合能力的培養(yǎng)十分重要。卓越工程師的培養(yǎng)注重的是學(xué)生工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力，因此在“電力電子技術(shù)”課程實驗教學(xué)中需要增開綜合性、創(chuàng)新性試驗。

綜合性實驗是指學(xué)生在具備一定基礎(chǔ)知識和基本操作技能的基礎(chǔ)上運用一門課程或多門課程的綜合知識對學(xué)生綜合實驗技能和實驗方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實驗，其目的在于鍛煉學(xué)生對知識綜合應(yīng)用的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜問題的能力。例如針對卓越工程師的培養(yǎng)設(shè)計了綜合性實驗項目“晶閘管直流電動機調(diào)速系統(tǒng)”，該實驗綜合應(yīng)用了“電機與拖動”、“電力電子技術(shù)”、“運動控制系統(tǒng)”等多門課程的知識點，原理圖如圖2所示。在完成直流電機調(diào)速的實驗過程中既要用到電力電子技術(shù)中晶閘管整流電路的知識，又用到了電機與拖動及運動控制系統(tǒng)中調(diào)壓調(diào)速的知識，該實驗進(jìn)一步拓展可構(gòu)成一個單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，對該系統(tǒng)可以進(jìn)行靜特性的研究等。該實驗項目既具有綜合性又具有開放性，學(xué)生在完成基本實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可根據(jù)對課程群知識掌握的程度，進(jìn)一步對其擴展，綜合更多的內(nèi)容到實驗中來。

學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可利用電力電子及電力傳動實驗室設(shè)備增加開關(guān)電源、逆變器等電力電子裝置的設(shè)計、安裝、調(diào)試等實踐環(huán)節(jié)。圍繞電力電子課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容建設(shè)一些能自主搭建電力電子元件的實驗箱或?qū)嶒炁_，學(xué)生使用這些實驗箱（或臺）能自己搭電路、自己調(diào)試來完成電力電子技術(shù)及電力傳動方向的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計。

另外學(xué)生每年都會參加各類競賽，可把學(xué)生的創(chuàng)新成果推廣到實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。如全國大學(xué)生電子競賽的參賽作品可納入實踐環(huán)節(jié)，用競賽項目來促進(jìn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對本門課程的興趣。

四、結(jié)束語

卓越工程師培養(yǎng)計劃以培養(yǎng)面向工業(yè)界、面向世界、面向未來、創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才為目標(biāo)。本文在此基礎(chǔ)上，以學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力為核心，分別從教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法多樣性、實踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新等三個方面對“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)進(jìn)行了探索和實踐。實踐表明，采用這些方法能夠激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及實踐動手能力，為培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)人才奠定良好的基礎(chǔ)。

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隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及石油石化行業(yè)電氣自動化水平的不斷提高，教學(xué)內(nèi)容越來越豐富，教學(xué)要求也越來越高。但是受到教學(xué)學(xué)時的限制，課程無法對一些具有石油特色的重要研究熱點進(jìn)行深入介紹，限制了課程在特色專業(yè)建設(shè)中的作用，迫切需要解決以下幾個問題：

1.體現(xiàn)精品課程示范作用，解決“電力電子技術(shù)”在特色專業(yè)建設(shè)中促進(jìn)各課程之間協(xié)調(diào)發(fā)展的問題目前，電氣工程專業(yè)各課程的內(nèi)容較為松散，缺乏一個系統(tǒng)性的提綱，這與“建設(shè)國內(nèi)著名、石油學(xué)科國際一流的高水平研究型大學(xué)”的目標(biāo)還存在較大的差距。在山東省電氣專業(yè)特色建設(shè)的大背景下，如何解決專業(yè)課程之間銜接難題、整合各方向的研究領(lǐng)域、切實落實具有“油味”特色的專業(yè)建設(shè)是當(dāng)前的一個重要研究課題。而“電力電子技術(shù)”由于其自身跨學(xué)科、寬領(lǐng)域的特點，恰恰可以作為這樣一個接口和橋梁。因此，作為一門立項建設(shè)的校級精品課程如何發(fā)揮模范示范作用，在促進(jìn)各專業(yè)課程協(xié)調(diào)健康發(fā)展的同時，如何突出作為石油院校的課程特色，是本教學(xué)改革項目的一個挑戰(zhàn)，但更是一個機遇，也是一個創(chuàng)新性的研究內(nèi)容。

2.改革現(xiàn)有教學(xué)手段和內(nèi)容，解決有限學(xué)時與傳統(tǒng)教學(xué)方法不匹配的問題“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容以各種變流電路為主線，對電路的波形分析與相位分析的方法貫穿始終。必須更新教學(xué)觀念、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在有限的課時盡可能多地掌握和了解本學(xué)科的知識，提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

3.改革“電力電子技術(shù)”的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，解決學(xué)生主觀能動性不足問題在“電力電子技術(shù)”的實踐教學(xué)方面，該課程的教學(xué)均采用課堂教學(xué)結(jié)合課后驗證性實驗的教學(xué)模式。目前，學(xué)校僅采用掛件結(jié)構(gòu)的實驗臺或?qū)嶒炏鋪硗瓿蓪嶒?，學(xué)生始終處于被動狀態(tài)，不會積極去思考和創(chuàng)新，也找不到探索的目標(biāo)和方向。這樣一來，如果設(shè)備在實驗過程中出現(xiàn)問題使得實驗結(jié)果與理論分析不符甚至出現(xiàn)異常現(xiàn)象，學(xué)生就會第一時間找老師要答案，不會獨立分析和解決問題?？傊?，為切實落實省級特色專業(yè)的建設(shè)目標(biāo)，“電力電子技術(shù)”課程必須提升自身的學(xué)科定位，利用課程優(yōu)勢強化作為特色專業(yè)課程之間的橋梁作用，因此對本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等進(jìn)行全面的改革勢在必行。

二、課程改革的具體研究方案

1.打破課程壁壘，強化作為特色專業(yè)的橋梁作用電氣工程專業(yè)各學(xué)科的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入知識相互交叉、共同發(fā)展的時期，傳統(tǒng)孤立授課的方法已經(jīng)不能適應(yīng)新時期的要求。而“電力電子技術(shù)”是一門理論性、綜合性和實踐性都很強的重要專業(yè)課程，涉及到多個電氣工程學(xué)科課程的知識。利用這個優(yōu)勢，將其建設(shè)成為一個承上啟下、溝通各課程的橋梁是非常合適的。以“電力電子技術(shù)”變流技術(shù)作為切合點，將“電力拖動自動控制系統(tǒng)”、“交流調(diào)速系統(tǒng)”的調(diào)速理論、“電力工程”的柔性輸電、智能電網(wǎng)等學(xué)科理論緊密結(jié)合，消除課程之間的壁壘，實現(xiàn)“弱電控制強電”思想的共通，從而將電氣工程特色專業(yè)建設(shè)形成一個有機的整體。

2.更新教學(xué)內(nèi)容，突出“油味”特色石油院校所培養(yǎng)出來的人才不僅是電氣工程領(lǐng)域的專業(yè)人才，還必須了解石油工業(yè)生產(chǎn)對電氣技術(shù)的需求，能夠?qū)㈦姎饧夹g(shù)與石油技術(shù)很好地結(jié)合，為石油工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。目前，“電力電子技術(shù)”中與石油石化科研實踐的結(jié)合程度還不夠深入，如何更好地為行業(yè)服務(wù)，培養(yǎng)合格的電氣化人才，需要在課程內(nèi)容安排上下功夫。例如，可以增加電驅(qū)動鉆機、潛油電泵變流電流拓?fù)涞姆治龊秃唵喂收显\斷，使課程更貼近現(xiàn)場，突出“油味”特色。

3.改革現(xiàn)有的教學(xué)模式，突出設(shè)計與創(chuàng)新采用“感知、學(xué)習(xí)、應(yīng)用、總結(jié)、提高”五層次教學(xué)模式，在“感知”模塊中，通過多媒體課件演示與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的案例；在“學(xué)習(xí)”模塊中，通過啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法，結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段，使學(xué)生掌握“電力電子技術(shù)”的理論知識；在“應(yīng)用”模塊中，通過實際電路的搭建和實驗調(diào)試，使學(xué)生將所學(xué)的課堂理論知識，有效地應(yīng)用于實踐；在“總結(jié)”模塊中，將零碎的知識進(jìn)行歸納，把對理論的片面認(rèn)識變成全面掌握，培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力；在“提高”模塊中，將任務(wù)驅(qū)動式的實踐經(jīng)驗與理論完全融合，使學(xué)生明確崗位對電力電子技術(shù)能力的要求，并具備對整個系統(tǒng)的安裝調(diào)試能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題和解決問題的能力，鼓勵學(xué)生撰寫科研報告或者調(diào)研報告在本課程教學(xué)的前期，向?qū)W生介紹科技論文的寫作格式及方法，指導(dǎo)學(xué)生撰寫有關(guān)電力電子技術(shù)方面的調(diào)研報告，要求學(xué)生按照科技論文的規(guī)范進(jìn)行撰寫。同時介紹一些相關(guān)的優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)資源給學(xué)生，指導(dǎo)學(xué)生通過這些網(wǎng)絡(luò)資源去查閱相關(guān)的中英文資料，使學(xué)生更主動地去了解電力電子發(fā)展的動態(tài)前沿，因而充分認(rèn)識到學(xué)習(xí)本課程的重要性，借此提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

5.充分利用當(dāng)前流行的現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段，做到互動教學(xué)“電力電子技術(shù)”課程涉及到很多電路圖和波形圖，可以采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的黑板授課方式相結(jié)合來進(jìn)行授課。各種電路圖和波形圖可用多媒體制作，利用多媒體可以把全部波形展現(xiàn)到學(xué)生面前，增強課堂學(xué)習(xí)效果。如果教師講課的方式生動活潑，那么學(xué)生就更容易接受，從而實現(xiàn)教師和學(xué)生在課堂上的良好互動，大大提高學(xué)生的聽課效率。

三、結(jié)束語

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關(guān)鍵詞：多元化；互動教學(xué)；應(yīng)用能力

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）38-0185-02

一、引言

近年來，隨著電力電子器件的不斷更新以及各種變換電路的應(yīng)用范圍不斷增大，電力電子技術(shù)再一次迎來了快速發(fā)展時期。作為電氣工程專業(yè)研究生的主干課程，電力電子技術(shù)的教學(xué)至關(guān)重要，它關(guān)系到學(xué)生能否熟練掌握本專業(yè)的知識和技能。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，大多數(shù)高校采用的教學(xué)方法依舊是采用本科的教學(xué)方式，老師按指定的教材講，學(xué)生按部就班地學(xué)習(xí)，這樣極易造成學(xué)生難以理解復(fù)雜的理論，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣的丟失[1]。針對這種情況，本文提出了多元化的電力電子教學(xué)方法，讓學(xué)生參與互動，并增加實驗課程的開設(shè)，真正引起學(xué)生對于電力電子學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。

二、理論教學(xué)應(yīng)從多角度進(jìn)行

通常情況下，電力電子得理論教學(xué)都是按照教科書的章節(jié)順序進(jìn)行，難免枯燥乏味，高深難懂。電力電子學(xué)科涉及面比較廣，如果將電力電子學(xué)科理論劃分為多個部分會起到更好的效果。比如劃分為四大變換電路部分、器件與控制部分以及電力電子前沿技術(shù)等三部分進(jìn)行教學(xué)，三部分既可以先后進(jìn)行也可以同時穿行。

1.分析電路盡量使用多媒體。電力電子技術(shù)的核心就是整流、逆變、斬波和交交變換四大基本電路，在電路工作過程的分析中，通常一個電路都有多個工作狀態(tài)，不同的工作狀態(tài)又分別對應(yīng)著不同的電壓電流波形，也就是說電路的工作過程往往都是動態(tài)的過程，而傳統(tǒng)的書本上的文字和原理圖是無法很好地展現(xiàn)動態(tài)過程的[2]。這時，如果采用幻燈片等多媒體形式，可以將電路工作的動態(tài)過程很好地展現(xiàn)給學(xué)生們觀看，把書本上靜態(tài)的電路以及波形圖動起來，這樣就能夠讓學(xué)生們更好地理解電力電子電路的工作過程。與此同時，結(jié)合書本上的理論，再將不同電路的特點進(jìn)行總結(jié)，使同學(xué)們復(fù)習(xí)時結(jié)合著書中的理論，頭腦中聯(lián)想著多媒體演示動畫，便會在學(xué)習(xí)中事半功倍，容易記憶，提高學(xué)生的分析計算和實際解題的能力。

2.器件與控制部分應(yīng)注重練習(xí)。電力電子器件及控制部分具有覆蓋面大、定性與定量相結(jié)合的特點，學(xué)好這一部分，就必須將概念的理解與相關(guān)的計算進(jìn)行練習(xí)，在習(xí)題式的教學(xué)中，不斷提高分析問題和解決問題的能力。研究生階段，各高校幾乎很少帶領(lǐng)學(xué)生做與課程相關(guān)的習(xí)題，多數(shù)學(xué)生也只有在考試的時候才有機會在試卷中解答一些問題，雖說現(xiàn)在不提倡傳統(tǒng)針對考試的題海戰(zhàn)術(shù)，但是平時適當(dāng)做一些典型的練習(xí)還是有必要的，電力電子器件種類多、特點各不相同，而控制方法也有很多，甚至與自動控制原理等其他學(xué)科相關(guān)聯(lián)，在教學(xué)中適當(dāng)找一些典型例題進(jìn)行講解，可以讓同學(xué)們在繁雜的知識中抓住重點內(nèi)容進(jìn)行突破，最終掌握這部分知識要點。

3.學(xué)生自主參與新技術(shù)教學(xué)。電力電子技術(shù)具有發(fā)展速度快的特點，新的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，加強電力電子新技術(shù)的教學(xué)可以擴展學(xué)生知識面，掌握電力電子技術(shù)發(fā)展新方向[3]。這一部分的特點是沒有定量計算、難度不大、但對于資料的收集工作量比較大，根據(jù)這些特點，在教學(xué)中，可以將這部分安排給每個學(xué)生進(jìn)行講解，在講解前每個同學(xué)查找相關(guān)資料，然后對資料進(jìn)行分類總結(jié)，加入自己的理解，在講解過程中既可以使用多媒體也可使用板書的形式，講解后學(xué)生之間可以相互提出問題，相互討論，形成良好的研究氛圍。在這種學(xué)生自主教學(xué)的過程中，既提高了學(xué)生查找資料的能力，也能提高學(xué)生的概括的創(chuàng)新能力，還為研究生畢業(yè)學(xué)術(shù)論文的撰寫提供了相關(guān)的經(jīng)驗。

三、實驗教學(xué)應(yīng)進(jìn)行分類

電力電子技術(shù)是一個應(yīng)用性很強的一門學(xué)科，在理論教學(xué)的同時一定要有相應(yīng)的實驗來配合和補充，開設(shè)實驗課是對理論課的延伸和補充，更能夠突出應(yīng)用型學(xué)科的特色。在實驗教學(xué)上，應(yīng)分為驗證實驗、探究實驗、拓展實習(xí)三個部分進(jìn)行教學(xué)。

1.驗證實驗應(yīng)緊密結(jié)合課本。驗證性實驗的特點是對已經(jīng)有的理論進(jìn)行實驗驗證，與學(xué)生的理論教學(xué)緊密銜接，通過書上的理論來指導(dǎo)實驗的操作，同時實驗的結(jié)果又可以加深學(xué)生對于書本理論的深度理解。在理論課程之后，應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的實驗課程相跟進(jìn)，在實驗開始前，老師帶領(lǐng)學(xué)生對課本知識點進(jìn)行回顧，確定實驗?zāi)康暮蛯嶒灢襟E，同學(xué)們按照實驗要求完成相應(yīng)的實驗操作，并能夠運用書本上的知識來解釋實驗中的現(xiàn)象，最后通過實驗報告的形式進(jìn)行總結(jié)，得出驗證性的結(jié)論。

2.鼓勵開展探究性試驗。電力電子技術(shù)是一門正在快速發(fā)展的學(xué)科，在實驗教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主探究，通過對已有知識的學(xué)習(xí)讓學(xué)生們充分發(fā)揮想象力，制作一些相關(guān)的小制作、小發(fā)明，在探究性試驗的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[4]。學(xué)生根據(jù)自己掌握的知識，結(jié)合當(dāng)今電力電子發(fā)展的前沿技術(shù)，加上自己的想象力和創(chuàng)造力，獨立設(shè)計出屬于自己的電子作品，而在探究的過程中難免會遇到一些問題，這時老師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)，給出一些方案，讓學(xué)生自主解決實際問題。平時盡可能地開放實驗室，使學(xué)生增加動手操作機會。此外還應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”等科技比賽，增加在創(chuàng)新方面的交流合作，從而學(xué)會更多解決問題的新方法。

3.拓展實習(xí)應(yīng)突出實際應(yīng)用。在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)節(jié)之外，對于電力電子技術(shù)這種應(yīng)用型很強的學(xué)科，應(yīng)適當(dāng)組織學(xué)生到某個單位進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的目的是為了應(yīng)用，當(dāng)今電力電子技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了許多領(lǐng)域之中，在實驗教學(xué)中可以聯(lián)系某個具體單位進(jìn)行參觀，在實際的生產(chǎn)過程中，讓學(xué)生們更加具體地了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用[5]。除了參觀之外，也可由老師或者學(xué)生找一些與電力電子技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的視頻資料，分享給大家進(jìn)行觀看，也可以起到非常好的效果。實習(xí)結(jié)束之后，學(xué)生以報告的形式寫出自己學(xué)到了什么或者是心得體會。這樣，理論聯(lián)系實際，對于理工科的教學(xué)是有很大幫助的。

四、總結(jié)

針對電氣專業(yè)研究生電力電子技術(shù)這門主干課程涉及面廣、發(fā)展速度快、應(yīng)用性強的特點，本文提出了多元化的教學(xué)方案。在實際的教學(xué)中分成理論與實驗兩部分進(jìn)行教學(xué)，在這兩個部分中再分成幾個部分，并根據(jù)所分的各部分特點進(jìn)行教學(xué)，理論教學(xué)中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代多媒體技術(shù)、適當(dāng)?shù)牧?xí)題化教學(xué)、學(xué)生參與互動的教學(xué)等方式，實驗教學(xué)中應(yīng)注意結(jié)合課本、鼓勵創(chuàng)新、突出應(yīng)用的教學(xué)方式。這樣，將一門課進(jìn)行多元化教學(xué)，既可以激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，也可以培養(yǎng)學(xué)會生多方面的能力。

參考文獻(xiàn)：

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篇4

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；實驗教學(xué)；應(yīng)用型

引言

實驗教學(xué)作為高職院校工作的重要組成部分，可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、分析能力以及解決問題的能力，以往“電力電子技術(shù)”教學(xué)主要以理論為主，輔以驗證性實驗，這樣學(xué)生無法真正通過實驗來掌握工程技能和方法，偏離了實驗教學(xué)目標(biāo)，與本學(xué)科工程背景強的特性不符。

電力電子技術(shù)是本校工程技術(shù)學(xué)院電氣自動化技術(shù)專業(yè)開設(shè)的課程之一，也是培養(yǎng)學(xué)生實踐、創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)課程。電力電子技術(shù)是弱電對強電實現(xiàn)控制的紐帶，它的實驗內(nèi)容是通過驅(qū)動電路控制主電路[1]。本實驗的實踐性較強，必須通過實踐環(huán)節(jié)才能加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解。在工程實踐和企業(yè)控制電路維護中，此課程始終是基礎(chǔ)和常用的，但是由于此課程實驗是強弱電結(jié)合的綜合實驗，對學(xué)生的實驗操作水平提出了更高的要求，因此針對這些情況，對這門課的實踐教學(xué)進(jìn)行改革是非常必要的。

就海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣自動化專業(yè)在電力電子技術(shù)實踐教學(xué)中存在的普遍問題是缺少實訓(xùn)設(shè)備、實訓(xùn)設(shè)備損壞嚴(yán)重、實訓(xùn)內(nèi)容驗證性為主、缺少設(shè)計性實驗、書本知識與實驗脫節(jié)、學(xué)生動手能力差、查找資料能力欠缺、懼怕強電等現(xiàn)象。安全性好的實驗環(huán)境對培養(yǎng)應(yīng)用型人才、培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗的方法、提高學(xué)生興趣與主動參與性、調(diào)動學(xué)生積極性，將起到重要的作用。

1.實驗教學(xué)內(nèi)容的改革

隨著本?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”、“電機拖動”以及“電氣控制”等課程的改革，以提高實驗教學(xué)效果，相對應(yīng)的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)需相應(yīng)的加以改善。學(xué)校已開設(shè)的實驗項目多為驗證性實驗，學(xué)生基本按照步驟接線、驗證，缺乏主動性，缺乏積極探究精神，對應(yīng)掌握的理論知識和應(yīng)掌握的能力并沒有落到實處，在理論與實踐相結(jié)合的過程中出現(xiàn)連接不緊密，浮于表面的現(xiàn)象。

作為本?！皟?yōu)質(zhì)校項目”支持的項目，結(jié)合電力電子技術(shù)基礎(chǔ)的課堂教學(xué)內(nèi)容以及電力電子技術(shù)課程特點，實驗教學(xué)內(nèi)容必須包括電力電子器件工作原理、基本電力電子電路原理、典型電力電子系統(tǒng)應(yīng)用等。在每個實驗內(nèi)容選擇、設(shè)計以及實驗指導(dǎo)等環(huán)節(jié)上，必須堅持“以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力”和“理論與實踐相結(jié)合”的實驗教學(xué)理念，使學(xué)生既動手又動腦、豐富工程實踐知識，并且培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力。為了提高學(xué)生“電力電子技術(shù)試驗”的興趣，在原有實驗基礎(chǔ)上，增加了綜合性和設(shè)計性等生活案例實驗項目，體現(xiàn)該課程的核心內(nèi)容[2][3]。主要新增實驗項目有以下2種：

（1）基礎(chǔ)設(shè)計性實驗

家用調(diào)光燈設(shè)計。該實驗緊貼生活實際案例，在原有實驗基礎(chǔ)上增強學(xué)生的理解性、積極性和主動性。主電路為晶閘管和半波可控整流電路，觸發(fā)電路為單結(jié)晶閘管和單結(jié)晶體管觸發(fā)電路。實驗?zāi)康臑檎莆站w管工作原理，波形分析，晶閘管的觸發(fā)原理，掌握調(diào)光燈的線路布局、焊接、電路調(diào)試等方法，并學(xué)會文檔撰寫。通過該實驗，使學(xué)生對單相整流控制電路、單相調(diào)壓電路以及驅(qū)動模塊有較為形象的認(rèn)識。在教學(xué)過程中，提前布置試驗任務(wù)，從原有按照步驟驗證方式改為課后學(xué)生必須自主查閱相關(guān)設(shè)計資料，認(rèn)真組織實驗步驟，以期達(dá)到進(jìn)一步鞏固、深化電力電子技術(shù)及相關(guān)課程的基本知識、基本理論和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析和解決實際問題的能力。

（2）綜合應(yīng)用設(shè)計性實驗

晶閘管整流電路應(yīng)用設(shè)計。該實驗為新增實驗，實行項目導(dǎo)向教學(xué)模式，這種模式將教學(xué)過程與項目設(shè)計融為一體，將理論教學(xué)與實際工程相結(jié)合，技能訓(xùn)練和項目實戰(zhàn)相結(jié)合，從而使得學(xué)習(xí)過程變?yōu)橐粋€實際的創(chuàng)造實踐活動，在完成項目的過程中加深專業(yè)知識和技能的運用，有助于發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學(xué)生的操作能力，鍛煉和提升學(xué)生的工程意識。

該實驗以整流電路為Z4直流電動機供電為例，根據(jù)不同型號直流電機技術(shù)參數(shù)，設(shè)計可控整流電路。為了避免學(xué)生在主電路結(jié)構(gòu)上的趨一性質(zhì)，可根據(jù)負(fù)載電動機的功率大小做出整流主電路結(jié)構(gòu)選擇的限定。在該實驗中，學(xué)生學(xué)會根據(jù)電路負(fù)載不同、輸出電壓的紋波要求、功率因數(shù)、電路的復(fù)雜情況和成本等因素，綜合判斷是否采用整流變壓器、主電路采用單相還是三相、半波還是全波以及半控還是全控形式，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識和實際查閱相關(guān)設(shè)計資料、工程繪圖和編寫設(shè)計書名數(shù)的能力，為今后從事相關(guān)工作打下良好基礎(chǔ)。

2.實驗教學(xué)考核的改革

傳統(tǒng)考核方式僅在記憶型考核的基礎(chǔ)上增加了部分理解能力的內(nèi)容，缺少設(shè)計、分析能力的考核內(nèi)容，考核內(nèi)容與實際應(yīng)用之間缺乏關(guān)聯(lián)性，往往考核成績優(yōu)異的學(xué)生在面對實際問題時仍然束手無措[4]。為加強電力電子技術(shù)與實際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性，實驗考核方式分改為過程性考核。該部分貫穿整個學(xué)期，考核方式包含學(xué)生的每一個實驗階段成績。評分標(biāo)準(zhǔn)每次實驗為百分制，包括課前查閱資料，方案準(zhǔn)備成績20分，課中動手能力、排查糾錯能力成績50分，課后撰寫實驗報告是否真實、準(zhǔn)確成績30分。試驗考核按該課程考核的60%計入昀終課程考核成績。

3.結(jié)束語

本文就電力電子技術(shù)實驗教學(xué)內(nèi)容體系的改革進(jìn)行了探討和驗證，以海南經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院17級、18級和19級電氣自動化技術(shù)專業(yè)為實踐對象，經(jīng)過兩個學(xué)期的實踐驗證，在促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)方面起到了很大作用，明顯提高了學(xué)生的主動參與度，課堂小組討論氛圍也取得了較好的進(jìn)展，實驗成績評定也更加客觀真實，其中18級部分學(xué)生受到了實習(xí)單位的表揚。

篇5

[關(guān)鍵詞]電力電子技術(shù)；變壓器；應(yīng)用

中圖分類號：TM402 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）08-0393-01

引言：在現(xiàn)代社會，電子電力技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速，尤其是微電子技術(shù)革新之后，使得電子電力技術(shù)的發(fā)展日新月異，影響著很多其它的科學(xué)領(lǐng)域不斷向前發(fā)展。電子電力技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，很容易聯(lián)系到其它的學(xué)科，是現(xiàn)代社會頗受關(guān)注的一個專業(yè)性領(lǐng)域。

一、電力電子變壓器電路類型分析

（一）斬控式電力電子變壓器

電力電子斬控式樣機最先出現(xiàn)在美國，它是選取了BUCK結(jié)構(gòu)的電路，此種電路結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)多的優(yōu)點，易于調(diào)節(jié)電壓等等，但是它的缺點是不容易控制，并沒有變頻的功能，而且不能隔離電氣，沒有辦法去抑制流入的電流以及功率，因此，該種電力電子變壓器就無法在電力工作中發(fā)揮較大的作用。

（二）交-交-交變換電力電子變壓器

美國德州大學(xué)的一位研究人員在1999年的時候研制出一種新型的變壓器，它便是交-交-交電力電子變壓器，它是由兩級的交互變頻變壓器組成的，通過兩種功率的變換，再連接上一些器件，實現(xiàn)了電流的雙向流動。它的優(yōu)點是傳送的整體容量大大增加，體積縮小了很多，但也有它的缺點，那就是整個電路的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。

（三）反激式電力電子變壓器

反激式電力子變壓器的結(jié)構(gòu)非常的簡單，內(nèi)部裝置的元件也非常的少，避免了一些環(huán)節(jié)，所以比前面的兩種結(jié)構(gòu)的變壓器有了不少的提高。它的優(yōu)勢是器件少，簡化了電路的結(jié)構(gòu)。缺點則是開關(guān)不容易控制，很難再高電壓環(huán)境使用。

三、電力電子技術(shù)在變壓器中的仿真作用

（一）電力電子變壓器在改善電能質(zhì)量中的作用

1.電壓波動與閃變

在電壓波動與閃變的問題中，因為整個系統(tǒng)有時會出現(xiàn)母線不是整數(shù)倍，假設(shè)PET一次側(cè)母線頻率為10，波的幅值為百分之十左右，并且波很穩(wěn)定，最后導(dǎo)致母線電壓出現(xiàn)異常，具體情況如圖1所示：

從圖中可以看出，由于在實驗中有一定的簡諧波的影響，使得PET一次性測得的母線電壓有較大的差異，出現(xiàn)了較大的波幅，但是另外的二次側(cè)電壓卻沒有發(fā)生變化，說明沒有受到相關(guān)的影響，可在一定程度上對負(fù)載進(jìn)行一定的供電，對閃變有很大的影響。

2.電壓跌落及供電中斷

所實驗的仿真條件為0.2秒的持續(xù)時間，跌落的幅度為百分之四十，跌落時間為0.3秒到0.5秒，電網(wǎng)電壓跌落、供電中斷的特定問題。按照美國電力研究協(xié)會的報告指出，電壓跌落的程度一般在百分之四十以內(nèi)，具體情況如圖展示，當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落的時候，PET的相關(guān)數(shù)值仍然保持相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定，這就說明輸出電壓一直沒受到影響，保證了輸出電能的質(zhì)量（圖2）。

根據(jù)上面的仿真實驗圖可得，電力電子不僅可以操作電壓器的轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)的隔離等等功能，還能在一定的程度上控制電能的質(zhì)量。如圖中1顯示，電網(wǎng)電壓即便出現(xiàn)閃變等等特殊情況，二次側(cè)電壓卻依舊保持非常的穩(wěn)定，進(jìn)行穩(wěn)定的供電。

（二）電力電子變壓器進(jìn)行微電網(wǎng)孤島應(yīng)用研究

根據(jù)上面的實驗可以發(fā)現(xiàn)，如果短時間內(nèi)電壓供電不足，或者說出現(xiàn)跌落的現(xiàn)象，電力電子變壓器依然可以穩(wěn)定的進(jìn)行供電，在一定程度上保證了供電的穩(wěn)定性。通過此次電能的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，頻率的差異將很大的影響著電能的質(zhì)量。

這些年來，我們國家非常的關(guān)注可再生能源，一直有可再生能源進(jìn)入到電網(wǎng)之中，除此之外，微電網(wǎng)以及發(fā)電等等技術(shù)在很大程度上得到了發(fā)展，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)問題的時候或者說供電的質(zhì)量不能得到保證的時候，它能夠使用孤島方案，進(jìn)行持續(xù)性的供電，保障了供電的不間斷以及電能的質(zhì)量。

因為微電網(wǎng)容量很小，功率容易發(fā)生很大的波動，使得整個頻率控制起來很繁雜，特別是當(dāng)主網(wǎng)與微電網(wǎng)單獨分開后，穩(wěn)定性非常的差，對頻率有極高的要求。

通過研究可再生能源，發(fā)現(xiàn)風(fēng)能是一種非常環(huán)保的可再生能源，可以利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電，風(fēng)能作為一種可再生能源越來越受到重視。利用風(fēng)力的發(fā)電機，涉及到風(fēng)能理論以及風(fēng)機相關(guān)的理論，以及電路的設(shè)計等等一系列問題，風(fēng)力發(fā)電機包括很多類型的發(fā)電機，例如普通異步發(fā)電機等等。

作為一種新類型的變壓器，電力電子變壓器運用相關(guān)器件以及高頻交流變壓器進(jìn)行交互，充分展現(xiàn)了新型變壓器的特殊功效，有很多的優(yōu)點：（1）二次側(cè)輸出電壓十分的穩(wěn)定，電能質(zhì)量得到了保證；（2）即便一次側(cè)電壓出現(xiàn)閃變等特殊的情況，也一樣不會受到太大的影響；（3）降低線損，可以極大程度上節(jié)約成本。

四、結(jié)語

現(xiàn)代社會發(fā)展變化相當(dāng)快，各種新類型的變壓器一直在出現(xiàn)，要想得到比較穩(wěn)定的供電，保證電能的質(zhì)量，特別是配電系統(tǒng)的質(zhì)量保障，是現(xiàn)在變壓器研究中最為重要的一個問題。電力電子變壓器在上面的問題中均展示了很好的效果，把以前的很多問題都解決了，通過無功補償?shù)确绞剑{(diào)節(jié)電能的質(zhì)量。在不久以后，電力電子變壓器將會在配電系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用，這將很大程度的保障電能的質(zhì)量，降低費用，節(jié)約成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 王忠勇.電力電子變壓器多指標(biāo)非線性控制研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報（交通科學(xué)與工程版），2011，35（5）：1072-1076.

[2] 曹解圍，毛承雄，陸繼明，范澍.電力電子變壓器在改善電力系統(tǒng)動態(tài)特性中的應(yīng)用[J].電力自動化設(shè)備，2005，25（4）：65-68.

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關(guān)鍵詞：電力電子；教學(xué)方法；教學(xué)改革；考核方式

作者簡介：姚志壘（1981-），男，江蘇溧陽人，鹽城工學(xué)院電氣工程學(xué)院，副教授。（江蘇 鹽城 224051）

基金項目：本文系鹽城工學(xué)院2013年度校級教改研究項目（項目編號：32）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）23-0052-02

“電力電子裝置及技術(shù)”是電類專業(yè)的一門專業(yè)選修課。[1]該課程是在“電力電子技術(shù)”課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹變流電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、功能指標(biāo)，電力電子實用裝置的構(gòu)成、基本電量的計算方法和所有裝置需解決的共同技術(shù)問題。[2-3]該課程涵蓋知識的內(nèi)容多、面廣、難度大、實用性強，能培養(yǎng)學(xué)生將知識融會貫通，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決實際問題的能力。因此，如何從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及考核方式等方面進(jìn)行改革值得探討。

一、教學(xué)內(nèi)容的改革

1.理論教學(xué)內(nèi)容的改革

該課程的課時數(shù)為40學(xué)時。由于它是一門應(yīng)用性課程，因此需要在書本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，緊跟時代前沿，增加一些當(dāng)今熱門課題的內(nèi)容，如：電力電子裝置在新能源發(fā)電系統(tǒng)和節(jié)能環(huán)保中的應(yīng)用等，以便為學(xué)生找工作或讀研找課題提供參考。

選用楊蔭福等編寫的《電力電子裝置及系統(tǒng)》作為本課程的教材。[3]由于該教材第1章中半導(dǎo)體電力電子開關(guān)器件和第2章高頻開關(guān)電源的內(nèi)容已分別在“電力電子技術(shù)”和“開關(guān)電源及技術(shù)”課程中詳細(xì)講述，因此該課程不再贅述。

所選教學(xué)內(nèi)容具體如下：

（1）電力電子裝置及系統(tǒng)概述（2學(xué)時）：電力電子裝置及系統(tǒng)的概念；電力電子裝置的主要類型；電力電子裝置的應(yīng)用概況；電力電子裝置的發(fā)展前景。

（2）逆變器（4學(xué)時）：逆變器概論；單相和三相恒頻恒壓正弦波逆變器；感應(yīng)加熱電源。

（3）不間斷電源UPS（6學(xué)時）：UPS的功能及原理；UPS的組成和設(shè)計（包括蓄電池組、整流器和PFC電路、逆變器、切換電路、濾波電路、旁路控制電源和系統(tǒng)輔助電源、接地裝置、保護和報警系統(tǒng)）；UPS輸出電壓控制。

（4）晶閘管變流裝置（6學(xué)時）：晶閘管交流變換器；交流凈化型穩(wěn)壓電源；晶閘管諧振型逆變器。

（5）電力系統(tǒng)用電力電子裝置（6學(xué)時）：電力系統(tǒng)無功補償；電力系統(tǒng)有源濾波裝置；電力系統(tǒng)諧波與無功功率綜合補償；遠(yuǎn)距離直流輸電。

（6）電力電子裝置的研制與試驗（14學(xué)時）：電力電子裝置研制流程；研究對象的方案論證；主電路設(shè)計（包括輸出濾波器、輸出變壓器、緩沖電路、直流濾波電路和主開關(guān)器件設(shè)計）；控制系統(tǒng)及輔助電源設(shè)計（包括抗沖擊負(fù)荷電路、調(diào)壓環(huán)節(jié)、過溫保護、輔助電源和驅(qū)動電路的設(shè)計）；電磁兼容技術(shù)和措施；電路仿真；整機調(diào)試與電性能試驗；結(jié)構(gòu)設(shè)計和例行試驗。

（7）電力電子裝置在當(dāng)今熱門課題中的應(yīng)用（2學(xué)時）：選擇應(yīng)用于當(dāng)今熱門課題的某個電力電子裝置作為教學(xué)內(nèi)容，如：直直變換器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用、并網(wǎng)逆變器在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用等內(nèi)容。

2.開設(shè)實驗教學(xué)內(nèi)容

為了進(jìn)一步驗證理論分析，提高學(xué)生的實踐能力，應(yīng)開設(shè)一定的實驗教學(xué)內(nèi)容。該課程的實驗教學(xué)可以充分利用江蘇省電氣與新能源實驗教學(xué)示范中心的新能源實驗室和電力系統(tǒng)無功補償實驗室，完成一些高頻電力電子裝置實驗項目，如：電力系統(tǒng)無功補償、電力系統(tǒng)有源濾波、升壓變換器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用和并網(wǎng)逆變器在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用等實驗項目。

二、教學(xué)方法和手段的改革

1.興趣教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

緊貼社會的要求進(jìn)行學(xué)前教育，把社會的需求和學(xué)生學(xué)習(xí)的需求有機統(tǒng)一，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

學(xué)生從高中進(jìn)入大學(xué)后，學(xué)習(xí)的目標(biāo)改變了，如果說學(xué)生在中小學(xué)時是以升學(xué)作為他們的目標(biāo)，那么，進(jìn)入大學(xué)后他們的目標(biāo)已經(jīng)轉(zhuǎn)向了就業(yè)。因此，要使學(xué)生了解社會對人才知識結(jié)構(gòu)的需求及其變化，使學(xué)生意識到該課程作為大四的專業(yè)選修課對今后工作以及再深造的重要性，從而使他們一開始就認(rèn)識到該課程必須學(xué)，而且要學(xué)得非常好。

第一次上課，在講完電力電子裝置的應(yīng)用概況后，了解每個學(xué)生對電力電子裝置感興趣的應(yīng)用領(lǐng)域，布置學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜索或圖書館查找其感興趣應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)資料，并做成PPT，以備上該應(yīng)用領(lǐng)域課時做報告。此后，每次上課時，先讓對該節(jié)課教學(xué)內(nèi)容感興趣的學(xué)生用PPT做報告（每個學(xué)生報告5分鐘，學(xué)生提問2分鐘），講述相應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后由教師講解具體教學(xué)內(nèi)容。通過該興趣教學(xué)的方法，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生做科技報告的能力，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計選題和答辯奠定良好的基礎(chǔ)。

2.提高多媒體教學(xué)質(zhì)量

隨著現(xiàn)代化水平的不斷提高，上課基本都已采用多媒體進(jìn)行教學(xué)。但多媒體課件也不能是黑板板書的簡單復(fù)制，最好配以一定的動畫和聲音，以便吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如：在講解電路工作模態(tài)時，采用“動作路徑”的動畫格式，讓學(xué)生清楚地看到電流在電路中的流通路徑，更深刻地理解所學(xué)知識；學(xué)生在下半節(jié)課時往往會開小差，注意力不集中，可通過在切換幻燈片時配以一定的聲音，吸引學(xué)生的注意力；在講解習(xí)題或舉例時，先以某個習(xí)題為例進(jìn)行講解，解題步驟逐步顯示，而不是一下子顯示所有答案，保留了板書的優(yōu)點，然后總結(jié)歸納解題方法，最后再以習(xí)題對所述方法進(jìn)行鞏固。

3.采用仿真輔助教學(xué)

用仿真的方法不僅可以初步驗證電路原理和參數(shù)設(shè)計的正確性，還能仿真試驗極限條件下的特殊情況，從而有效地減少電力電子裝置的設(shè)計費用，縮短電力電子裝置的設(shè)計周期，優(yōu)化參數(shù)設(shè)計，提高裝置的可靠性。常用的電力電子仿真軟件有：Saber、Pspice和Matlab中的Simulink等。以其中的Saber仿真軟件為例對所設(shè)計4kW、400Hz的中頻電源進(jìn)行仿真驗證。學(xué)生可以通過仿真進(jìn)一步加深對理論知識的理解，此外，對較復(fù)雜或不易懂的電路可以通過仿真查看電路各點的波形反推電路工作過程，從而掌握電路的工作原理。

三、考核方式的改革

該課程采用小論文的考核方式?？己说目偝煽儼ㄆ綍r成績（20%）、平時PPT報告成績（30%）和小論文考核成績（50%）。其中，平時成績包括學(xué)生的出勤和平時作業(yè)；平時PPT報告成績主要是檢查學(xué)生對電力電子裝置感興趣應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)知識的預(yù)習(xí)情況，考核學(xué)生運用Powerpoint軟件制作PPT的能力、口頭表達(dá)能力和回答同學(xué)提問時的應(yīng)變能力；小論文考核成績主要包括測試學(xué)生書寫小論文的能力（包括中英文摘要、引言、正文、結(jié)論和參考文獻(xiàn)）、利用word軟件書寫小論文和排版的能力。小論文要求學(xué)生從電源設(shè)計領(lǐng)域、電機調(diào)速用電力電子裝置、電力系統(tǒng)領(lǐng)域、汽車電子領(lǐng)域、綠色照明領(lǐng)域、新能源開發(fā)領(lǐng)域和其他與電力電子裝置相關(guān)的領(lǐng)域中選擇1種領(lǐng)域撰寫。此外，要求寫相同領(lǐng)域小論文的學(xué)生相互商量各自研究方向，確保每個學(xué)生的小論文題目和內(nèi)容不雷同。通過上述小論文考核，杜絕了學(xué)生相互抄襲小論文的現(xiàn)象，學(xué)生在選題上發(fā)揮了主觀能動性，選題范圍比較寬。學(xué)生在查閱資料完成小論文的過程中，了解了國內(nèi)外電力電子裝置相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，初步掌握了電力電子裝置主電路設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計、仿真及結(jié)果分析這一流程。

四、結(jié)束語

近年來，我們緊跟時代前沿，及時更新“電力電子裝置及技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容，在實際教學(xué)中采用興趣教學(xué)、高質(zhì)量的多媒體教學(xué)和仿真輔助教學(xué)的教學(xué)方法，采用“一人一題”的小論文考核方式，對“電力電子裝置及技術(shù)”課程進(jìn)行了一系列改革，取得了良好的教學(xué)效果，得到了學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)生的一致好評。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳仲.“電力電子裝置及控制”課程教學(xué)設(shè)計的研究與探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2008，（S1）.

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[關(guān)鍵詞]社會建設(shè)信息系統(tǒng)電子技術(shù)運用

[中圖分類號]F224.39

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0047-01

1.社會建設(shè)

社會建設(shè)根據(jù)社會環(huán)境和人民的實際需要從事各種建設(shè)，包含科技、教育、文化、醫(yī)療、人口和旅游等方面，輻射廣泛。我國過去在社會建設(shè)上欠缺較多，社會機制總體效率低下，供需不平衡，存在多方問題。最為引人關(guān)注的諸如：看病難、出行難、住房難、人均收入低、環(huán)境污染嚴(yán)重等等。

由此，社會建設(shè)最重要的領(lǐng)域為：基本民生建設(shè)、社會安全建設(shè)和現(xiàn)代社會管理機制建設(shè)。為社會建設(shè)的提供了高效、節(jié)能、可持續(xù)的發(fā)展方向。為提高社會效率，便利人民生活，促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展和社會環(huán)境和諧，信息系統(tǒng)和電子技術(shù)也被廣泛運用到社會建設(shè)工作中。

2.信息系統(tǒng)應(yīng)用

信息系統(tǒng)是由人、計算機及其他相關(guān)設(shè)備共同構(gòu)成的能對信息進(jìn)行收集、傳遞、存儲、處理、維護及使用的系統(tǒng)。作為一門新興科學(xué)，它能最大限度地利用現(xiàn)代計算機和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)增強企業(yè)信息管理，提高企業(yè)技術(shù)革新和管理水平。企業(yè)作為社會的重要細(xì)胞，成為信息系統(tǒng)輻射社會各個方面的基點。所以信息系統(tǒng)不僅是一個技術(shù)系統(tǒng)，更是一個社會系統(tǒng)。不僅運用于企業(yè)管理，更向社會其他方面發(fā)展，如地理、人口、醫(yī)療等。提高了社會整體的經(jīng)濟文化效益和運作效率。

2.1企業(yè)管理運用

以全球零售巨頭沃爾瑪為例，它憑借其完善高效的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)快速反應(yīng)，電子自動訂貨，自動補貨，有效的客戶反饋和時點數(shù)據(jù)收集。高效、經(jīng)濟、迅速，造就了它的逐步強大。企業(yè)信息系統(tǒng)按層次分為：業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)；按不同部門又可分為：生產(chǎn)部、市場部、銷售部、財務(wù)部和客戶服務(wù)部等等。業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)把信息按工作事物加以組織和處理，實現(xiàn)日常事務(wù)活動。比如銷售、采購、庫存等。超市收銀員的工作就是一個很生動的實例，使工作流程自動化、數(shù)據(jù)處理高效化、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)完整化和安全化。管理信息系統(tǒng)以人為主導(dǎo)，對管理信息進(jìn)行手機、傳遞、儲存、加工、維護和實用，為企業(yè)決策控制提供可靠依據(jù)。例如規(guī)范化的各式報表，如周期性報表、推式報告、例外報表等，以及擴大的信息交互共享等都是管理信息系統(tǒng)帶來的革新。決策支持系統(tǒng)（DDS）利用數(shù)據(jù)和模型幫助管理者進(jìn)行決策，解決非結(jié)構(gòu)化問題。企業(yè)和用戶通過對話子系統(tǒng)進(jìn)行意見交流，將反饋信息通過數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫和知識庫，提取關(guān)鍵信息，建立模型，幫助決策者理解和分析，提供專業(yè)建議。

2.2地理

地理信息系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)支持下，對全部或部分地球表層（包括大氣層）空間中的地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、運算、分析、顯示和描述。近幾十年來取得了驚人發(fā)展，廣泛應(yīng)用于環(huán)境評估、資源勘查、災(zāi)害預(yù)測、土地管理、城市規(guī)劃、交通運輸、軍事公安、水利電力、農(nóng)林牧副、公共設(shè)施管道等等國民生產(chǎn)各個領(lǐng)域。例如在洪水、戰(zhàn)爭、核事故等重大自然或者人為災(zāi)害發(fā)生時，相關(guān)部門通過gps可以迅速定位，安排最佳撤離路線，配備相應(yīng)的運輸和保障設(shè)施；大型商場建立時，地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)庫功能提供周邊商場分布、周圍居民區(qū)分布、周邊居民人數(shù)、當(dāng)?shù)啬挲g構(gòu)成、性別構(gòu)成和消費水平等信息，幫助房地產(chǎn)開發(fā)銷售商進(jìn)行決策分析；國土資源管理中，土地、森林、草地等農(nóng)林資源的分布、分級、統(tǒng)計和制圖工作同樣依賴于地理信息系統(tǒng)。

2.3人口

信息系統(tǒng)同樣運用于人口信息的采集、加工、儲存、檢索、維護和使用。在我國最為鮮明的實例是由上海達(dá)因信息技術(shù)股份有限公司開發(fā)的二代證人口系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)五要素模型，在對公安業(yè)務(wù)分析歸納的基礎(chǔ)上建成共享數(shù)據(jù)集成平臺。人口管理系統(tǒng)即以此為基礎(chǔ)集結(jié)了常住人口管理、暫住人口管理、出租房屋管理、工作對象管理和身份證管理五大系統(tǒng)功能。克服以往人口信息相對孤立的弊端，實現(xiàn)各個公安系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享、支持聯(lián)機事務(wù)處理，在我國人口數(shù)據(jù)、人口管理、計劃生育、戶籍管理和公安刑偵等方面提供及時準(zhǔn)確的信息，并大大提高工作效率。

2.4醫(yī)療

在發(fā)達(dá)國家信息系統(tǒng)在醫(yī)療領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，并經(jīng)實踐檢驗證明創(chuàng)造了良好的社會經(jīng)濟效益。信息系統(tǒng)運用于醫(yī)療機構(gòu)，實現(xiàn)了醫(yī)院人財物等各方信息的高度共享和流通。例如醫(yī)院微機配備表，支持部門間業(yè)務(wù)查詢功能，并提供嚴(yán)格權(quán)限設(shè)置；藥物使用管理系統(tǒng)，提供豐富的統(tǒng)計分析報表，提供出庫量零品種統(tǒng)計信息、處方用量統(tǒng)計信息、抗生素消耗信息等，在此基礎(chǔ)上醫(yī)院可以總結(jié)臨床用藥走向、庫存藥品信息、單病發(fā)病周期及月份、藥物不良反應(yīng)等方面的經(jīng)驗，促進(jìn)i}缶床用藥合理；醫(yī)院管理綜合評價信息系統(tǒng)，提供醫(yī)院綜合評價數(shù)據(jù)的真實來源。構(gòu)建醫(yī)院、可是、崗位三級績效評價體系，反映治愈率、感染率、平均住院日、病床使用率、門診量等微觀數(shù)據(jù)，促進(jìn)醫(yī)院提高管理和服務(wù)水平。

3.電子技術(shù)應(yīng)用

電子技術(shù)在配電環(huán)節(jié)發(fā)揮廣泛作用。發(fā)展至今，出現(xiàn)了用戶電力技術(shù)（cp）he FACTS技術(shù)等形式電力電子技術(shù)。增強了配電環(huán)節(jié)交流輸電的可控性和電力傳輸能力，提高供電的可靠新和供電質(zhì)量。衍生出一系列用戶電力技術(shù)產(chǎn)品如動態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）、固態(tài)斷路器（sSCB）、故障電流限制器（FCL）和同一點能質(zhì)量調(diào)節(jié)器（PQc）等。

發(fā)電環(huán)節(jié)，電子技術(shù)的運用尤其重要。太陽能發(fā)電控制系統(tǒng)、大型發(fā)電機的靜止勵磁控制、發(fā)電廠風(fēng)機水泵變頻調(diào)速、水力、風(fēng)力發(fā)電機的變速恒頻勵磁等都是電子技術(shù)運用的實例。幫助人類開發(fā)利用潔凈可再生的新能源，如太陽能、風(fēng)能等；賦予大型發(fā)電機快速性調(diào)節(jié)和良好的控制性；低壓變頻技術(shù)提高風(fēng)機水泵的運行效率，達(dá)到節(jié)能效果。

電子技術(shù)還廣泛運用于輸電領(lǐng)域，諸如直流輸電技術(shù)、柔流輸電技術(shù)、SVC等。柔流輸電技術(shù)在美國、日本、瑞典等國的輸電工程中都得到廣泛應(yīng)用；直流輸電技術(shù)大幅簡化設(shè)備，降低造價，并不斷取得新進(jìn)展SVC憑借其不同的回路結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)控制不同對象，運用不同的控制方式，支持快速、頻繁地控制電抗器、電容器，改變輸電系統(tǒng)導(dǎo)納方式。

4.總結(jié)

隨著社會向信息化智能化發(fā)展，信息系統(tǒng)和電子技術(shù)運用越發(fā)廣泛，本文不一而足。相信信息系統(tǒng)和電子技術(shù)在未來將獲得更大的發(fā)展，運用于更廣的領(lǐng)域，推動社會發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]楊學(xué)斌，現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用的探討，中國新技術(shù)新產(chǎn)品.201 O，（1 8）

[2]電子電力技術(shù)的廣泛運用，中國電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，

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根據(jù)電子技術(shù)課程特點，結(jié)合社會對電工電子技術(shù)人才的能力需求和各專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程對該課程知識的應(yīng)用情況，將電工電子技術(shù)課程的內(nèi)容進(jìn)行整合，設(shè)置成直流電路、交流電路、電機與控制、模擬電子電路、數(shù)字電子電路和電力電子等知識模塊，實行模塊化教學(xué)；在各知識模塊內(nèi)，實行教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，突出教學(xué)重點，強化專業(yè)知識的橫向聯(lián)系；各知識模塊具有銜接性、獨立性、整合性等特征；實際教學(xué)中，可以根據(jù)需要在知識模塊中溶入新技術(shù)、新工藝，淘汰已經(jīng)過時的教學(xué)內(nèi)容，同時根據(jù)高職院?！袄碚搲蛴茫瑢嵺`操作強”的人才培養(yǎng)規(guī)格特點，弱化公式的推導(dǎo)過程，強化知識的應(yīng)用，知識模塊結(jié)構(gòu)如圖1。

授課內(nèi)容根據(jù)專業(yè)特點和對學(xué)生知識技能的要求進(jìn)行優(yōu)化組合。如機電一體化專業(yè)，要求學(xué)生掌握工廠電氣控制技術(shù)、可編程控制器、單片機、變頻技術(shù)、電機及控制等方面的專業(yè)知識和實踐操作技能，在電工電子技術(shù)知識模塊組合時，交流電路知識模塊、數(shù)字電路知識模塊和電機及控制知識模塊作為重點內(nèi)容講授，而直流電路知識模塊、模擬電子電路模塊作為一般內(nèi)容講授，電力電子技術(shù)模塊作為了解性內(nèi)容介紹。

再如計算機專業(yè)，后續(xù)課程計算機基礎(chǔ)、系統(tǒng)安裝與維護和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等需要電工電子技術(shù)課程的相關(guān)知識，在組合知識模塊時，將直流電路知識模塊、模擬電子電路知識模塊和數(shù)字電子電路知識模塊作為重點內(nèi)容講授，交流電路知識模塊和電機及控制知識模塊作為一般內(nèi)容講授，電力電子技術(shù)可以不講。每一個知識模塊內(nèi)的內(nèi)容也可以根據(jù)學(xué)生對知識和技能的要求進(jìn)行優(yōu)化。如機電一體化專業(yè)在講授模擬電子電路時，集成運算放大器及其應(yīng)用知識點主要介紹其應(yīng)用，弱化其特性分析過程，將復(fù)雜知識簡單化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

改進(jìn)教學(xué)方法

采用案例教學(xué)法貫穿教學(xué)全過程：精心選用典型的、有實用價值的、學(xué)生感興趣的案例，以案例為切入點，采用循序漸近的方式，講授電子技術(shù)課程的相關(guān)知識。同時注重課堂師生互動，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。如：每次上課前先提出幾個問題供學(xué)生思考，引出本次課的教學(xué)內(nèi)容；上課過程中留出適當(dāng)?shù)臅r間讓學(xué)生思考，回答問題，教師及時評講；有條件的學(xué)校將學(xué)生帶到實驗室，邊講邊做，真正做到課堂教、學(xué)“一體化”，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題、解決問題的能力，有效地提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

采用先進(jìn)的教學(xué)手段

課堂教學(xué)采用多媒體課件、仿真軟件，使教學(xué)內(nèi)容更為形象生動，有利于學(xué)生準(zhǔn)確、深刻理解所學(xué)知識，極大地降低了理論學(xué)習(xí)的難度。如：學(xué)習(xí)直流電機的結(jié)構(gòu)工作原理時，通過flas課件形象生動地演示電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作過程，利用仿真軟件模仿電機工作過程中的短路、接地等故障，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

強化實踐教學(xué)

在實踐教學(xué)引入“以項目為導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)模式，使學(xué)生由被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，其實施框圖如圖2。根據(jù)電工電子技術(shù)課程實踐教學(xué)的要求，將實踐教學(xué)內(nèi)容分成若干項目模塊，建立項目庫，項目庫的項目群根據(jù)學(xué)生能力的培養(yǎng)需求分三個層次：基本操作訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練、創(chuàng)新訓(xùn)練。進(jìn)行實踐教學(xué)時，將學(xué)生分為若干團隊，按從易到難的原則，分層次進(jìn)行實踐技能訓(xùn)練。

1.操作能力訓(xùn)練。教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生熟練使用電工電子儀表正確測量電路及電器元件參數(shù)的能力。教學(xué)組織：學(xué)生首先在項目庫的基本操作模塊中自由選擇相關(guān)的實驗項目，然后由教師或操作熟練的學(xué)生示范操作，學(xué)生學(xué)習(xí)實驗操作方法及技巧，然后實驗團隊討論，獨立完成實驗操作，分析實驗效果，撰寫實驗報告；在該模塊訓(xùn)練中，學(xué)生邊學(xué)邊練，邊練邊學(xué)，讓他們充分體會“學(xué)中做，做中學(xué)”的樂趣。

2.訓(xùn)練。教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題和團隊協(xié)作的綜合能力。教學(xué)組織：學(xué)生在綜合訓(xùn)練模塊中自由選擇項目，明確項目訓(xùn)練任務(wù)；在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生實驗團隊集體分析訓(xùn)練目標(biāo)、任務(wù)，設(shè)計訓(xùn)練內(nèi)容和步驟，獨立完成實踐操作，撰寫訓(xùn)練報告，并在團隊內(nèi)部交流設(shè)計、操作經(jīng)驗。

3.拓展。在教學(xué)系院的組織下，根據(jù)自愿的原則，學(xué)生自己組隊申請重慶市或?qū)W校創(chuàng)新實驗項目，培養(yǎng)學(xué)生的科研及創(chuàng)新能力；由學(xué)校遴選一部分優(yōu)秀學(xué)生組隊，編寫創(chuàng)意書，參加國家或重慶市大學(xué)生技能大賽，提升學(xué)生的綜合能力。

結(jié)束語

篇9

關(guān)鍵詞： TMS320F2812; TI DSP; Matlab/Simulink; 自動代碼生成

中圖分類號： TN710?34; TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）06?0142?03

Fast code generation based on DSP model

DENG Pan， HOU Zhi?min

（Chengdu University of Information Technology， Chengdu 610225， China）

Abstract： TMS320F2812DSP is a very good hardware design platform in control system development， but the traditional method of TI DSP code development has long cycle， and its efficiency is not high. In order to shorten the control algorithm design cycle in actual control system development， improve the reliability of the controller and simplify the control algorithm modifications during commissioning， a control system of rapid prototype based on DSP was designed and developed. The system includes TI F2812DSP?based hardware controllers and Matlab/Simulink?based software development environment. Users can take advantage of RTW functions in the Simulink environment to automatically generate executable code directly from Simulink models and download it to the target board for running the program directly. Therefore， the development process of DSP system was simplified， and the development efficiency was improved. The effectiveness of the system was verified by real?time control experiments of flashing lights.

Keywords： TMS320F2812; TI DSP; Matlab/Simulink; automatic code generation

0 引 言

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，兼有高運算速度和強控制能力的DSP（Digital Signal Processor）在逆變器、電機等電力電子設(shè)備的控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1]。傳統(tǒng)的通用DSP源代碼開發(fā)一般可采用兩個方法：一種是直接利用其提供的匯編指令編寫源代碼，然后經(jīng)匯編器和鏈接器進(jìn)行匯編鏈接后生成目標(biāo)可執(zhí)行代碼;另一種方法是利用標(biāo)準(zhǔn)C++語言編寫源代碼，經(jīng)C/C++編譯器、匯編器和鏈接器進(jìn)行編譯鏈接，最后生成目標(biāo)可執(zhí)行代碼[2]。這兩種代碼開發(fā)方法都使得開發(fā)人員不得不花費大量的時間用于代碼的編寫，從而增大開發(fā)產(chǎn)品難度，延長產(chǎn)品開發(fā)周期，影響開發(fā)效率。可以直接由Matlab的Simulink模型生成DSP的可執(zhí)行代碼，即在集成的、統(tǒng)一的Matlab環(huán)境下可完成DSP開發(fā)的整個過程[3]。

DSP芯片，也稱數(shù)字信號處理器，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器，主要由中央處理器、存儲器和片內(nèi)外設(shè)三部分組成，具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，加上具有可編程性，所以被廣泛應(yīng)用于控制系統(tǒng)[4]。但是隨著DSP的不斷更新?lián)Q代，硬件結(jié)構(gòu)和代碼的編寫也越來越復(fù)雜，利用DSP的不斷更新?lián)Q代，硬件結(jié)構(gòu)和代碼的編寫也越來越復(fù)雜，利用DSP進(jìn)行開發(fā)時要求對DSP硬件性能和各種端口有足夠的了解，開發(fā)門檻高，這樣很不利于系統(tǒng)的快速開發(fā)[5]。用戶可以在Matlab中調(diào)用這些圖形化的功能模塊及Simulink中的其他模塊建立數(shù)字信號處理的模型，并可以對模型進(jìn)行仿真驗證，然后生成TMS320C2000的C語言代碼及CCS的工程項目文件，在CCS中經(jīng)修改、編譯后就可以下載到DSP目標(biāo)板中運行[6]。

1 搭建閃爍燈功能模型

可以利用模型輸出一個高/低交替變換的電平來實現(xiàn)閃爍。在Matlab菜單欄中選擇FILE NEW Model，建立一個新模型，命名為led_28207，并保存，在模塊瀏覽器中找到Simulink Sources Constant 模塊、Simulink Logic and Bit Operations Logical Operator 模塊、Simulink Discrete Unit Delay模塊，并添加到模型中，雙擊打開Logical Operator 模塊，將Operator 項選擇為XOR，選中Unit Delay 模塊并按下“Ctrl+I”鍵翻轉(zhuǎn)該模塊，在模塊瀏覽器中找到Simulink Sinks Scope模塊，然后按圖所示連接這些模塊，按下仿真按鈕后，添加On Off Gauges模塊，可以更清晰直觀地看到仿真結(jié)果，現(xiàn)將模型做如下修改。在模塊瀏覽器中找到Simulink Port Subsystems For Iterator Subsystem，添加到模型中，雙擊打開For Iterator Subsystem模塊，雙擊打開For Iterator 模塊的設(shè)置對話框，將Iteration variable data type 項設(shè)置為int32型，在Iteration limit項中寫入3000000，作為循環(huán)次數(shù)，用以延長每個狀態(tài)的持續(xù)時間。在模塊瀏覽器中找到Simulink Sinks Terminator，添加到子系統(tǒng)中，并與For Iterator連接，刪除In1、Out1模塊，可以看到，子系統(tǒng)的輸入/輸出端口已經(jīng)刪去，將其命名為delay，刪去原模型中的Scope模塊，在模塊瀏覽器中找到Gauges Blockset Global Majic Active X Library On Off Gauges On Off Readout 模塊，并將輸出數(shù)據(jù)類型設(shè)置為double，修改完畢后單擊“仿真”按鈕，可見On Off Readout模塊不停地閃爍（見圖1）。

<E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術(shù)201506＼現(xiàn)代電子技術(shù)15年38卷第6期＼Image＼47T1.tif>

圖1 功能模型仿真

2 代碼模型

驗證模型的功能后，將進(jìn)一步把功能模型轉(zhuǎn)化為代碼模型，以便后期的自動代碼生成工作。打開led_28027模型，在模型庫中找到Embedded IDE Link Common Target Preferences模塊和Target Support Package Supported Processors Texas InstrumentsC2000 C281x Digital Output 模塊并添加到模型中，刪除Add、Scope、delay子系統(tǒng)和SIL模塊，雙擊打開Target Preferences 模塊，在IDE/Tool Chain 項中選擇Texas Instruments Code Composer Studio ，在Board項中選擇TI C281x，雙擊打開Digital Output模塊，在GPIO Group 項中選擇GPIOA～ GPIOC，然后選中GPIOB復(fù)選框，如圖2所示。 <E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術(shù)201506＼現(xiàn)代電子技術(shù)15年38卷第6期＼Image＼47T2.tif>

圖2 配置Digital Output模塊

3 自動代碼生成

按上述步驟設(shè)置完畢后將目標(biāo)板連接到主機上，然后單擊模型工具欄的編譯按鈕，生成代碼的報告如圖3所示。

<E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術(shù)201506＼現(xiàn)代電子技術(shù)15年38卷第6期＼Image＼47T3.tif>

圖3 代碼生成報告

代碼生成完畢后將自動啟動CCS軟件，建立工程并對代碼進(jìn)行編譯，如圖4所示。

4 硬件測試

編譯完成后會自動下載.out文件并執(zhí)行，led燈不停閃爍（見圖5），與功能模型中的仿真結(jié)果一致，這說明自動生成的代碼完全實現(xiàn)了在模型中設(shè)計的各項功能。

5 結(jié) 語

用Matlab快速建立DSP模型及直接生成C語言程序的方法，簡化了DSP軟件的開發(fā)。本文所提出的快速控制原型系統(tǒng)由于其控制性能優(yōu)越且成本低，在控制實驗系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用前景。

<E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術(shù)201506＼現(xiàn)代電子技術(shù)15年38卷第6期＼Image＼47T4.tif>

圖4 編譯信息

<E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術(shù)201506＼現(xiàn)代電子技術(shù)15年38卷第6期＼Image＼47T5.tif>

圖5 硬件仿真結(jié)果

采用這種開發(fā)方法，開發(fā)人員不需寫一行代碼就可實現(xiàn)DSP系統(tǒng)的代碼開發(fā)，極大地減輕了開發(fā)人員的工作負(fù)擔(dān)，提高工作效率。學(xué)習(xí)使用該開發(fā)方法對廣大DSP應(yīng)用開發(fā)人員具有較大的實用意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 張祥，楊志剛.Matlab/Simulink模型到C/C++代碼的自動實現(xiàn)[J].重慶工學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2006（11）：111?113.

[2] 冷斌，李學(xué)勇，劉建華.一種基于Matlab的DSP調(diào)試及直接代碼生成方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，31（20）：68?70.

[3] 方正，張淇淳，齊玉成.基于DSP 的快速控制原型系統(tǒng)[J].東北大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009（8）：1069?1073.

[4] 王子劍，孔峰.一種基于DSP的數(shù)字電子負(fù)載設(shè)計方法[J].廣西工學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2009（6）：241?244.

[5] 盧小錦，曾岳南.基于Matlab/Simulink的TMS320F2812代碼開發(fā)[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009（6）：79?81.

[6] 杜磊，薛重德，任志國.基于DSP的自動代碼生成及應(yīng)用[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010（4）：93?96.

篇10

關(guān)鍵詞：電氣工程及其自動化；電能變換與控制方向；培養(yǎng)方案；課程設(shè)置；實踐環(huán)節(jié)

作者簡介：巫付專（1965-），男，河南安陽人，中原工學(xué)院電子信息學(xué)院，教授；王耕（1967-），男，河南鄭州人，中原工學(xué)院電子信息學(xué)院，副教授。（河南 鄭州 450007）

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0018-02

近年來我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長，傳統(tǒng)能源消耗量大幅增長，引發(fā)的能源短缺和環(huán)境污染等問題成為制約我國經(jīng)濟又好又快發(fā)展的瓶頸。為此，發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)勢在必行?！犊稍偕茉窗l(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出，至2015年底并網(wǎng)風(fēng)電累計裝機容量要達(dá)到1億千瓦，年發(fā)電量要達(dá)到1900億千瓦時。光伏發(fā)電裝機要達(dá)到1400萬千瓦，光熱發(fā)電裝機100萬千瓦，太陽能熱水器推廣面積要達(dá)到4億平方米。政策上還首次提出地?zé)崮堋⒊毕芎秃Ｑ竽艿陌l(fā)展目標(biāo)?！吨袊履茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展與安全報告（2011—2012）》指出，我國新能源產(chǎn)業(yè)總體而言對外依存度較高，風(fēng)能產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)、生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)與地?zé)岙a(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備及核心技術(shù)尚需從歐美輸入。

電能變換與控制技術(shù)作為新能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備的核心技術(shù)之一，隨著我國新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展、國家科研投入的不斷加大，高校和科研院所近年來也研究出了大批科研成果。例如僅2012年11月19～20日在福州大學(xué)召開國家自然科學(xué)基金電工學(xué)科2008/2010 年度批準(zhǔn)項目交流會就有研究成果120余項，其理論水平和實驗室級的成果已接近或達(dá)到歐美水平。然而這些成果工業(yè)化的過程中卻嚴(yán)重滯后于世界先進(jìn)水平。造成這種局面固然有很多原因，但是人才培養(yǎng)“頻譜”的欠缺也是其中的原因之一。這些科研成果主要由教師、博士和碩士來完成，本科生很少涉足，國內(nèi)高校開設(shè)相應(yīng)本科專業(yè)方向的學(xué)校也很少，這就造成了將科研成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品人才的匱乏。2012年11月16日《江南時報》報道：“能源動力類（就業(yè)率94.71%）、材料科學(xué)類（就業(yè)率93.71%）、電氣信息類（就業(yè)率92.70%）等與新能源、新材料、服務(wù)外包等新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)優(yōu)勢明顯?！薄傲己玫漠a(chǎn)業(yè)發(fā)展不僅給相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生帶來了就業(yè)底氣，也給薪資待遇提升留下了想象空間?！睋?jù)統(tǒng)計，近兩年內(nèi)電氣信息類畢業(yè)生的平均工資為3778元，仍有很大的上升空間。省內(nèi)電氣信息類企業(yè)將傳統(tǒng)的電工技術(shù)與計算機、電子、自動控制、系統(tǒng)工程及信息處理等新技術(shù)相結(jié)合，具有廣闊的應(yīng)用前景，規(guī)模正不斷壯大，就職畢業(yè)生對該類企業(yè)的發(fā)展趨勢充滿信心。”其他地區(qū)的招聘也有同樣信息出現(xiàn)。對于快速發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)而言，應(yīng)用型人才供應(yīng)面臨嚴(yán)重不足。因此，亟待加大該產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)力度，以滿足新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展對應(yīng)用型人才的迫切需求。

一、目前相關(guān)專業(yè)開設(shè)的現(xiàn)狀

近幾年國內(nèi)僅有十幾所高校增設(shè)了核能相關(guān)專業(yè)，大多數(shù)高校是在原有熱能與動力工程等專業(yè)基礎(chǔ)上增設(shè)了部分與新能源有關(guān)的選修課程作為對新能源領(lǐng)域知識的一種補充，或進(jìn)行了專業(yè)名稱的更改。所有這些無論是課程內(nèi)容設(shè)置的科學(xué)性還是人才培養(yǎng)的專業(yè)性，尚不能適應(yīng)完全國家對新能源領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的需求。對于新能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備及核心技術(shù)之一的電能變換與控制更是涉及很少。

電氣工程及其自動化專業(yè)在1998年國家教育目錄合并前包括電力系統(tǒng)自動化、電機、絕緣技術(shù)等強電專業(yè)。由于其涉及的專業(yè)領(lǐng)域非常寬泛，所以各高校培養(yǎng)方案的設(shè)置通常分方向設(shè)置，即在專業(yè)課學(xué)習(xí)階段按專業(yè)目錄合并前的專業(yè)進(jìn)行設(shè)置。與能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備及核心技術(shù)之一電能變換與控制相對應(yīng)的電力電子與電力傳動二級學(xué)科由于相對傳統(tǒng)電機電器、電力系統(tǒng)自動化等學(xué)科發(fā)展較晚等原因，開設(shè)電能變換與控制專業(yè)方向的高校很少。

由于新能源產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，與之相適應(yīng)的電力電子技術(shù)也得到了迅速發(fā)展與完善，為在電氣工程及其自動化專業(yè)本科階段開設(shè)電能變換與控制提供了理論基礎(chǔ)。

二、專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及規(guī)格

電氣工程及其自動化專業(yè)電能變換與控制方向面向新能源產(chǎn)業(yè)，根據(jù)能源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和國民經(jīng)濟發(fā)展需要，需培養(yǎng)在新能源科學(xué)中電能變換與控制研究及其利用的技術(shù)開發(fā)與實施等方面既有扎實的理論基礎(chǔ)又有較強實踐和創(chuàng)新能力的專門人才，以滿足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對該領(lǐng)域教學(xué)、科研、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用、經(jīng)營管理等方面的專業(yè)人才需求。本專業(yè)培養(yǎng)掌握電路電子與電工技術(shù)、控制理論與系統(tǒng)、計算機與微處理器應(yīng)用技術(shù)，強調(diào)強弱電點結(jié)合、元件系統(tǒng)結(jié)合、軟硬件結(jié)合和基礎(chǔ)知識，體現(xiàn)了強電與電力電子、自動控制、計算機等技術(shù)相結(jié)合的專業(yè)特點。

畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識與能力：具備較扎實的本專業(yè)領(lǐng)域必需的自然科學(xué)基礎(chǔ)理論知識和較好的外語綜合能力；系統(tǒng)掌握本專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)理論知識和必要的專業(yè)知識；掌握電能轉(zhuǎn)換與控制、信號分析與處理、電機學(xué)、新能源發(fā)電、電氣工程方面等方面的知識；了解本專業(yè)學(xué)科的前沿與發(fā)展趨勢；獲得電能變化與控制系統(tǒng)的分析、開發(fā)與研究方面的工程實踐訓(xùn)練；能從事新綠色能源的研發(fā)工作（例如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、混合動力汽車）；能從事電力系統(tǒng)的分析預(yù)測試；能從事電能質(zhì)量分析與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研發(fā)與設(shè)計工作等；具有一定的人文社會科學(xué)、經(jīng)濟管理知識及相關(guān)工程技術(shù)知識，掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的一般方法；具有較強的工作適應(yīng)能力；能從事新能源領(lǐng)域里的科學(xué)研究與管理工作。

三、專業(yè)課程體系

1.培養(yǎng)方案課程安排

針對本專業(yè)的特點，所以教學(xué)計劃安排應(yīng)該使得在專業(yè)教學(xué)階段的理論與實踐并重。專業(yè)課階段課程安排的建議如下：

公共基礎(chǔ)課：“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“大學(xué)英語”等。

人文通識課：“原理”、“法律基礎(chǔ)”、“藝術(shù)鑒賞”等。

專業(yè)基礎(chǔ)課：“電路”、“模擬電子”、“數(shù)字電子”。

專業(yè)平臺課：“自動控制控原理”、“電機拖動基礎(chǔ)”、“單片機原理”、“自控原理”、“C語言”、“可編程控制器PLC及系統(tǒng)集成”、“信號分析與處理”等。

專業(yè)必修課：“電力工程”、“新能源發(fā)電”、“電能變換與控制（上、下）”、“DSP技術(shù)”等。

專業(yè)任選課：“微型電網(wǎng)工程”、“柔性輸配電技術(shù)”、“人工智能與智能控制”、“智能電網(wǎng)”、“電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊”、“變配電運行自動化”、“電氣CAD”、“檢測技術(shù)與儀表”、“電動汽車概論”、“電能質(zhì)量與諧波治理”等。

工具課：“MATLAB”、“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”等。

本培養(yǎng)方案將課程分為上述6個部分，其中公共基礎(chǔ)課、人文通識課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)平臺課的設(shè)置與目前的電氣工程及其自動化保持不變。專業(yè)必修課和專業(yè)任選課是電能變換與控制方向的主要專業(yè)課程。“新能源發(fā)電”主要講述太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、太陽能熱發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的原理；“電能轉(zhuǎn)化與控制”（上）主要講述電能變換的基本原理，包括DC/DC、AD/DC和DC/AC變換，可采用傳統(tǒng)電力電子的教學(xué)內(nèi)容與教材?！半娔苻D(zhuǎn)化與控制”（下）主要講述PWM的控制方法（包括SPWM、SVPWM、滯環(huán)控制和三角波比較控制以及瞬時無功理論等）以及在新能源（光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等）中的應(yīng)用實例分析。DSP技術(shù)主要講述目前應(yīng)用最為廣泛的TI公司TMS320LF2812的原理與應(yīng)用。工具課“MATLAB”可在第二學(xué)期開設(shè)，“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”放在期末實踐環(huán)節(jié)結(jié)合課程設(shè)計進(jìn)行。專業(yè)課設(shè)置如表1所示。

2.實踐環(huán)節(jié)設(shè)置

實驗教學(xué)環(huán)節(jié)改革將注重培養(yǎng)學(xué)生的工程系統(tǒng)能力、實踐中運用知識的能力、解決較復(fù)雜工程問題的能力、管理決策能力，還有創(chuàng)新研發(fā)能力等。通過合理統(tǒng)籌優(yōu)化實踐教學(xué)部分激發(fā)學(xué)生的工程實踐興趣和勇于創(chuàng)新的精神，使學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)滿足電能變換與控制工程師培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革將關(guān)注以下幾點：

1）加強綜合性、設(shè)計性實驗的開發(fā)，在統(tǒng)籌優(yōu)化、合理安排所有實驗課的基礎(chǔ)上提高實驗課質(zhì)量，增加綜合性、設(shè)計性實驗，增強學(xué)生動手能力、分析問題、解決問題的能力。

2）增設(shè)企業(yè)中常用仿真軟件的教學(xué)實踐課程，提高學(xué)生多種仿真軟件的應(yīng)用能力。

3）增設(shè)工程能力綜合訓(xùn)練內(nèi)容。

（2）本計劃實踐環(huán)節(jié)主要分兩個階段實施。

1）第一階段：工程能力基本訓(xùn)練階段。內(nèi)容：金工、電工實習(xí)、各門主要課程課內(nèi)實驗、電子技術(shù)的課程設(shè)計、單片機課程設(shè)計、PLC的課程設(shè)計、工程制圖、制板及仿真軟件的應(yīng)用等。目標(biāo)：達(dá)到初步分析問題、解決問題的能力，具備實際工程所需的基本技能。

2）第二階段：工程能力綜合訓(xùn)練階段。內(nèi)容：取消單門專業(yè)課的課程設(shè)計，增設(shè)綜合課程設(shè)計，在第7學(xué)期期末進(jìn)行，時間為3周，題目結(jié)合新能源發(fā)電所需的技術(shù)選定，要求學(xué)生按全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽的型式提交作品及實驗報告。目標(biāo)：使學(xué)生具備對所學(xué)知識和技能的綜合運用能力，具備初步電能變換與控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試能力。

3.校企聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生能力培養(yǎng)最后一個環(huán)節(jié)，主要鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)科學(xué)理論方法和技術(shù)手段分析并解決工程實際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和進(jìn)行設(shè)計、技術(shù)改造與創(chuàng)新的初步能力。[2]畢業(yè)設(shè)計安排在第8學(xué)期進(jìn)行，此環(huán)節(jié)時間為15周。采用校內(nèi)指導(dǎo)教師和企業(yè)指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)的方式。畢業(yè)設(shè)計題目的選取可以緊扣新能源發(fā)電中電能變換與控制關(guān)鍵技術(shù)，突出電能變換與控制常用控制策略、信號檢測方法等的應(yīng)用，強調(diào)硬件電路的設(shè)計與調(diào)試、軟件的編程。目的是使學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計的過程中初步掌握新能源發(fā)電中電能變換與控制的關(guān)鍵技術(shù)。

四、結(jié)論

我國新能源產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，該方面專業(yè)技術(shù)人才的缺失已成為其進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。高等學(xué)校應(yīng)認(rèn)真研究，及時培養(yǎng)出社會急需的人才，服務(wù)社會。本文就在電氣工程及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)上開設(shè)電能變換與控制方向進(jìn)行了分析；針對新能源發(fā)電所需的知識結(jié)構(gòu)提出了主要課程的設(shè)置，并對實踐環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)分析；給出了電氣工程及其自動化專業(yè)開設(shè)電能變換與控制方向的培養(yǎng)方案。要想將培養(yǎng)方案落實到實處還有很多工作要做，比如師資的建設(shè)、實驗室的建設(shè)、教材的建設(shè)等等。

參考文獻(xiàn)：