电力电子教学篇（1）

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）13-0153-02

Abstract：This article introduces a power electronics teaching methods based on multisim. And we select two typical power electronic circuits to simulate . Through the experiments the establishment of the circuit，the choice of electronic components， circuit parameter settings and waveform analysis are described in detail.

Key words： multisim；simulation；power electronic circuits

1 概述

电力电子技术是强电专业的一门核心基础课程，其实践性很强，对学生的动手能力要求较高。笔者在该课程的教学过程中发现主要存在以下几个问题：

1）学生很难理解电力电子器件的工作原理，比如晶闸管的导通和关断条件。

2）在授课过程中电力电子波形的绘制需要花费较长的时间，尤其是三相电路的相关波形。

3）在实训过程中耗材的损耗很大，比如晶闸管、晶体管等。

4）电力电子系统多为高电压、大电流的大功率系统，实训过程中对于学生的人身安全和设备安全不能得到绝对保证。

如果在教学过程中引入计算机仿真技术就可以很好的解决这些问题，同时仿真教学可以使得教学过程更为生动、直观，有利于激发学生的学习兴趣，提高教学质量。

2 multisim仿真软件介绍

20世纪80年代加拿大的IIT公司推出了一款颇具特色的电子仿真软件EWB5.0，其界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用。Multisim软件是它的升级版，本文中所使用的是最新的multisim10版本，其主要特点有：

1）具有完全交互式的仿真器，允许使用者对电路进行实时的改变，并能实时的看见电路仿真结果。

2）具有二十多种不同的虚拟仪器，包括示波器、万用表、频谱分析器等。

3）功能强大的教学选项，老师可以自行制定Multisim 10的使用界面和可能选用的仪器和分析，从而控制学生在电路中所见的画面，以及能够存取的功能。

4）16000个零件数据库，16000个零件资料库。

图1为multisim10的主界面。

3 仿真实例

1）单相半波可控整流电路（阻性负载）

启动multisim10软件，从其元件库中选择所需的电路元件，连接成电路。如图2所示。其中双踪示波器用来显示触脉冲和负载上的电压波形，A相位为负载波形，B相位为触发波形。

启动电路开始仿真，波形如图3所示，显然负载上的波形为缺口的正弦半波波形。

2）三相半波可控整流电路（阻感性负载）

如图4所示为三相半波整流电路，负载为阻感性负载。图5为阻感性负载上的电压波形。

4 结束语

利用multisim实现仿真实验教学，同传统的电力电子实验相比，可以边实验边修改，由于使用的元器件和仪表都是虚拟的，所以不存在安全问题，另外实验成本低，实验效率高，实验结果直观形象。学生在仿真实验过程中，有自己独立思考的时间和空间，有利于培养学生的创新思维能力。但是仿真实验并不能完全取代传统的实验手段，因为学生在仿真实验中看到的都是理想波形，而实际上会存在很多的干扰信号，学生只有在真实的硬件试验中才会掌握。只有将仿真实验与硬件实验相结合，才能帮助学生更快更好地掌握知识，进一步提高学生的综合实验和创新的能力。

参考文献：

电力电子教学篇（2）

1.1升压型零电压转换PWM电路的工作原理教材193页8.3.4节中对零电压转换PWM电路常用的软开关电路—升压型零电压转换PWM电路的工作原理做了简单的叙述，相对于其实际的电路的复杂性，简单的几句话不足以使学生理解并掌握其工作原理。现在笔者将升压型零电压转换PWM电路分为两个教学过程，第一个是工作原理的详细介绍；第二个是课堂知识的具体应用。零电压转换PWM电路如图1所示[3]，相对于传统的升压型变换电路—Boost变换电路[4]（在教材第五章直流-直流变流电路的第123页有详细介绍），升压型零电压转换电路在Boost变换电路的基础上增加了一个辅助网络，该网络由辅助开关QZVT、谐振电感Lr、谐振电容Cr及二极管D2和D3组成。电路工作时，辅助开关QZVT先于主开关QMAIN开通，使ZVT谐振网络工作，电容Cr上电压(即主开关QMAIN两端电压)下降到零，创造主开QMAIN零电压开通条件。下面结合其工作波形图详细介绍其工作原理。

设输入电感足够大，可以用恒流源IIN代替，而输出滤波电容足够大，输出端可用恒压源V0代替。设T<T0时，QMAIN和QZVT均关断，D1导通，一个工作周期可分为七个工作模式[3]，其中每个工作模式可以等效一个电路。图2为BoostZVT-PWM变换器工作波形图。下面是一个周期内Boost型ZVT-PWM变换器各个阶段的运行模式分析，一周期内7个运行模式的等效电路如图3所示。

（1）T0～T1Lr电流线形上升阶段。t=T0，辅助开关Tr1开通，谐振电感电流iLr线形上升，t=T1时达Is，二极管D的电流ID则由Is线形下降，t=T1时降到零电流下关断，等效电路如图3（a）所示。

（2）T1～T2谐振阶段。LrCr谐振，电流iLr谐振上升，而电压Vds由V0谐振下降。T=T2时，Vds=0，Tr的反并联二极管导通。等效电路如图3（b）所示。

（3）T2～T3主开关Tr开通。由于Tr的体二极管已导通，创造了ZVS条件，因此应当利用这个机会，在t=T3时给Tr加驱动信号，使Tr在零电压下导通，等效电路如图3（c）所示。

（4）T3～T4iLr线形下降阶段。t=T3，Tr1关断，由于D1导通，Tr1的电压被钳在V0值，Lr的储能释放给负载，其电流线形下降，等效电路图如图3（d）所示。

（5）T4～T5ids恒流阶段。t=T4，D1关断，这时Boost型ZVT-PWM变换器如同普通Boost型变换器的开关管导通的情况一样，等效电路如图3(e)所示。

（6）T5～T6Cr线形充电阶段。t=T5，Tr关断，恒流源Is对Cr线形充电，直至t=T6时，Vcr=Vo。等效电路图如3（f）所示。

型变换器开关管关断的情况一样，处于续流状态，直到t=T0，下一周期开始，等效电路图如图3(g)所示。刚才图3所示的七个工作原理可以用七个运行从上面的分析可以看出，经过教师的巧妙处理，将教材193页上复杂的升压型零电压转换PWM电路的工作原理通过图解结合文字解说的方式，进行详细的阐述，经过这样的处理，学生都能掌握和理解。接下来笔者将所学课堂理论知识与实际应用相结合，达到加深学生印象和突破难点的效果。

1.2课堂理论知识的具体应用上面对升压型零电压转换PWM电路的工作原理进行了阐述，学生对其工作原理有了一定的理解，但是他们可能疑惑，学了这个知识难点，到底它具体应用在哪些地方呢？逆变电路在教材第五章123页对升压变换电路的作用一个是电压抬升，另外一个是是功率因数校正，这两个知识点我们已经掌握，那针对这次学的升压型零电压转换PWM电路，跟普通升压型电路作用没什么差别。于是笔者就将升压型零电路应用于功率因数校正电路中，一个是验证软开关理论，另一个就是验证其功率因数校正功能。图4所示为升压型零电压转换PWM电路在功率因数校正电路中的具体应用，其整个系统的工作原理首先是市电220V交流输入，通过不控整流变成直流电，但是由于采用二极管整流以及大电感电容滤波，因此系统功率因数比较低，而且含有大量的高次谐波。关于功率谐波的危害在本教材69页第三章整流电路中的3.5.1节中有详细的阐述[6]，在这里不做具体叙述。由此可见，在不控整流电路中引入升压型零电压转换PWM电路的主要目的就是提高系统的功率因数，另外一方面，由于引入了新的电路，因此系统的效率会降低，由此需要采用软开关技术来提升系统效率，这也是本节的软开关技术应用的一个具体体现。根据电路理论和模拟电子技术的知识可以算出系统的元器件参数：输入电压Vin为单相220V，升压电感L为470μH，谐振电感Lr为8.3μH，谐振电感Cr为958pF，输出滤波电容Co为2200μF，开关频率f为100kHz。然后在仿真软件Pspice中搭建仿真模型并进行仿真。图中显示了主开关管Tr是在辅助开关管Tr1关断后才开通的，而且辅助开关管导通时间很短，显著地减少了开关管Tr的损耗。图7为主开关管Tr驱动波形Vgs，漏源电流波形Ids以及漏源电压Vds的仿真波形图。图中我们可以看到主开关管在开通前先有电流反向流过其体内二极管，使漏极电压箝位到零，再加驱动脉冲从而实现零电压开通。当驱动脉冲变为零时，由于主开关管Tr漏源极两端并联着谐振电容，使得主开关管Tr漏源两端的电压缓慢上升，从而实现零电压关断，在这里笔者要特别强调这就是这节课学习难点的软开关的工作原理。图8为输入交流电压和电流波形图，从图中我们清楚地看到输入电流很好跟随交流输入电压，实现了功率因数校正的目的。因此通过零转换PWM电路的课堂教学示范，可以得出以下结论：

1）学生可掌握升压型零电压转换PWM电路的基本工作原理；

2）学生复习了功率因数校正的概念；

3）学生通过课堂所学理论知识的应用将前面所学章节和本节课知识联系起来，达到了融会贯通的效果。

4）最重要的是激发了学生的学习兴趣，帮助他们更加容易地掌握课堂教学难点。

电力电子教学篇（3）

我国伟大的人民教育家陶行知先生，为我们研究教学，提供了重要思路。他在教学活动上非常重视“做”，在教学方法上，主张“教、学、做合一”。即“事情怎样做就怎样学，怎样学就怎样教”。他强调的知行统一的思想，与当前职业教育以就业为导向，人才培养为目标的办学理念是非常吻合的。“教学做一体化”，即理论实践一体化教学法，打破了理论和实践的界限，将某门课程的理论学习、实践教学、生产、技术服务融于一体，教学环节相对集中，教学场所直接安排在实训基地，来完成某个教学项目。师生双方边教，边学，边做，理论和实践交融渐进，直观和抽象交错出现，理中有实，实中有理，突出学生动手能力和职业能力的培养。也即以职业能力培养为核心，实现教学内容、教学情境与企业工作任务、工作过程相一致，“教学做”为一体。

2.实施“教学做”一体化的条件

2.“1教学做一体化”实训基地

实训基地已经不是单纯的实验室，必然是生产功能与实训基地的结合，即“实训与生产合一”的生成性实训基地。另外，学生创新设计区，黑板、多媒体设备等设置布局合理、有序。这样便于师生互动、学生互动以及学生之间团结协作精神的培养。即结合企业生产真实环境和教学实际建设一个不同于真实企业生产车间也不同于实验室的一种新型的“教学做”一体化生产性实训基地。

2.2双师型师资队伍

教学与实践由同一位教师担任，保证教学与做的一体化，学生既掌握了有关的知识，也将技术练在手上，既学会了怎样做，又懂得了为什么要这样做，知识与技能也就实现了一体化。由同一教师担任教学与实训、实践指导工作，对教师也是一个挑战和学习的过程，不仅要备好理论课还要备好实践课，更重要的是要使两方面的教学有机结合，同时由同一教师担任教学与实训、实践指导工作，便于教师掌握学生学习状况，根据实际教学情况调整理论或实践教学的进度及补充相关的教学内容。

2.3项目化的课程改革

根据专业核心能力培养的需求，完善、创新专业课程体系，在专业、课程指导委员会指导下基于工作过程的任务引领型项目开发。围绕核心能力培养组织教学内容，设计开发项目。项目要与岗位工作建立起联系，实现理论与实践的有机结合，有效实现课程目标和专业培养目标。融“教学做”为一体，实现教学做一体化。

3.电力电子“教学做一体化”的课程设计

3.1课程设计的背景

早期我院电力电子课程理论和实践是分开的，且理论课是按章节，内容缺乏实际操作性，课堂上学生感觉没有实际作用听得累，老师讲得很多，但是不能被学生所接受，实践时又反过来找理论，出现理论实践脱节的现象。为了改变这种现状，实施基于工作过程导向，以项目为载体一体化教学。实现理论实践交融渐进，提高学生的职业水平。例如：对晶闸管的认识、选择与使用任务分析时，在实训基地引导学生，认识其三个电极，搭接电路总结通断条件；认识型号、进行额定电压电流分析；使用万用表进行好坏的判别、选取。这样带着这些问题学生就会自己去学习晶闸管理论了。学生在用中学，老师在学中教，学生在应用中也掌握了需要的理论知识。

3.2课程设计的基本理念

课程依据专业培养目标，以提升学生职业能力为导向，围绕专业典型工作岗位所涉及的电力电子系统的安装、调试、维护、检修能力等工作过程。坚持由浅入深、由简单到复杂的原则，以项目为载体进行课程设计。系统地训练学生对职业工作岗位上将从事电力电子系统的安装、调试、运行与维护等工作过程的实施能力。

3.3课程设计思路

基于工作过程，重构课程体系，内容以主要工作任务为依托、以维修电工（高级）资格证书为载体按项目在电工电子实训基地完成，每个综合项目都完成一个具体工作任务，理论、实践交融渐进，通过若干个综合项目有机整合，完成课程教学。所有项目来源于生产实际，逐步引入到相关电力电子器件的功能知识和测试技能，再深入到其构成电路和对应的触发电路，注重实际操作能力和灵活的应变能力，“教学做一体化”加强学生的技能水平，在课程实施上从教师为主导转向学生为中心，从课堂情境转向工作情境，从知识储备为主转向实际应用为主，在教学实践中成功地应用和推广。实现理论与实践的交融渐进提高，使学生全面掌握某方面电力电子技术的知识和技能。逐步培养学生作为工作者的态度、职业道德、团队协作和沟通能力。

3.4课程教学情境设计

电力电子教学篇（4）

Simplorer是由Ansoft公司研发的一款可广泛用于多领域系统的高性能仿真软件［7］。Simplorer不像其他仿真软件那样只局限于某一技术领域问题（例如电路或控制器），而是提供了一个多工程领域的一体化仿真解决方案。该解决方案将多个精密设计、不同技术领域的仿真器集成于一体，包括电子线路、框图、高性能电机模型、数字及离散系统等，完全消除了不同物理领域之间进行复杂数学转换的过程，使不同工程领域的问题可以直接选择最适宜的建模语言进行建模和仿真［8］。Simplorer的数值积分采用欧拉法（Euler）和梯形法（Trapezoid）；电路方程的求解采用状态变量法，计算步长可变，仿真稳定快速。另外，Simplorer还有大量的元器件库和丰富的附加模型库可供选择［9］。在Simplorer中可以非常方便地利用AnsoftMaxwell软件、C／C＋＋等编程语言建立模型，兼容SPICE模型，并提供了IEEEVHDL－AMS建模与仿真功能。Simplorer也提供了联合仿真接口，包括Matlab／Simulink、MathCAD。这些联合仿真接口基于Simplorer的开放程序接口，能够灵活地对其他软件进行集成［10］。电力电子电路仿真主要使用BasicElements库中的Circuit、Tools、Blocks和Measurement子元件库（见图1），其中电力电子的主要器件如IGBT、MOS－FET、二极管等在SimplorerElements＼BasicEle－ments＼Circuit＼SemiconductorsSystemLevel中选取。本文以电力电子变换电路中应用比较广泛的三相桥式逆变电路为例来阐述Simplorer的应用。图1Simplorer元件库

2三相桥式逆变电路的Simplorer仿真

逆变电路是电力电子技术的四大主要电路之一。在已有的各种电源中，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路［11］。三相桥式PWM逆变电路是电力电子技术课程中非常重要的内容［12］，理解和掌握该电路的原理有助于正确设计实际的三相PWM逆变电路。但由于对该电路的分析、理解比较困难，在学习的过程中，如果不借助仿真手段，很难得到其复杂的动态变化的波形。笔者利用Simplorer仿真软件对三相桥式逆变电路进行了仿真建模，分析了由PWM控制的三相桥式逆变电路的工作状态及波形的情况，并与方波控制的三相桥式逆变电路进行了对比。

2．1三相桥式逆变电路的仿真

模型建立由PWM控制的三相桥式逆变电路的设计分为主电路和控制电路2部分。主电路是由1个直流电压源、3对功率开关器件和与其反并联的二极管组成（见图2），其中各相器件开始导电的角度依次相差120°。每一时刻都会有3个桥臂同时导通。该电路的控制方式有方波控制和PWM控制两种。其中PWM控制的控制信号是由3个互差120°的正弦波与高频三角载波进行比较得到的，其仿真模型如图3所示。将每路比较后所得到的结果再经过反相器，产生与原信号相反的控制信号，用生成的这6路PWM波分别控制图2上下桥臂IGBT的导通与关断，所生成的输出信号按序号连接到主电路相应序号的功率开关器件上。图2中V1的控制信号波形如图4所示。从图中可以看出，这种调制方法产生的PWM波已经包含了调制波的信息。在仿真中，选择欧拉算法，具体设置在Analysis／AddSolutionOption中，将TR选项卡中的Integra－tionMethod下的Integration设为Euler。3个正弦波发生器的延迟时间依次为0s、0．0066s和0．0133s。各参数设定如表1所示。

2．2仿真结果及分析利用仿真

模型所生成的负载相电压波形如图5（a）所示。可以看出，由PWM控制的三相逆变电路所得的相电压uUN的幅值约为148V，是直流电源Ud的2／3，幅值和变化规律与理论推导相符，实现了逆变的要求。由方波控制的U相输出相电压波形如图5（b）所示。对比可以看出，由PWM控制的电路所得的相电压要比方波控制的电路所得的电压更接近正弦波，且低次谐波含量少。这说明由PWM控制的逆变电路的逆变效果要更优越一些。利用仿真模型所生成的相电流i波形如图6所示，可以看出，由PWM控制的三相逆变电路所得到的是为较平滑的正弦波曲线（见图6（a）），而由方波控制的三相逆变电路得到如图6（b）所示的结果只有正弦波的趋势，但并不平滑。通过比较可以明显地看出，由三角波为载波、正弦波为调制波所得出的控制信号控制下的三相逆变电路，要比由方波控制得到的结果更接近所需要得到的波形。的可靠性，分别将2类仿真数据进行多样本秩和检验（Kruskal－WallisTest），结果如表9所示。结果表明，同一类别下的各组仿真数据，其分布位置的差异没有统计学意义，可以认为所有数据来自同一总体。由此可知，仿真算法具有较好的稳定性，基于仿真数据的实验课设计选题不存在显著的难易差别。

电力电子教学篇（5）

中图分类号：G424 文献标识码：A

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 目前教学中存在的问题

1.1 任务重课时少

以我校自动化专业为例，现代电力电子学作为专业基础必修课一般安排48学时（包括课内实验4学时），教学重点包括电力电子器件和四大变换电路，如何在并不充裕的教学时间内完成教学内容并兼顾教学艺术与专业发展，已然成为摆在大多数授课教师面前的现实课题。

1.2 内容多信息大

由于教学任务繁重，且很多老师本身并不熟悉现代电力电子学在所授专业中定位与应用，造成授课过程中很难抓住专业要求合理安排教学内容，而是采用多媒体通篇教学的方法，课堂信息量过大、知识点零散，学生往往抓不住重点、不堪负重也就很难跟上授课教师的节奏，学习效果大打折扣，教学质量可想而知。

1.3 基础弱兴趣低

现代电力电子学的先修课程包括微积分、电路、数电和模电等，而这些课程（包括现代电力电子）所涉及的均为枯燥繁琐的理论知识，加之学时的限制，学生往往对这些先修知识的掌握程度达不到现代电力电子学学习的要求，这也无形中增加了学生对课程学习的抵触情绪，为课程的教学增加了很多难度。

1.4 强灌输少动脑

由于种种条件的限制，目前大多数高校采用多媒体大班式授课，教学方式生硬且单一，学生多被动接受知识，很少会积极主动学习。另外，课内实验本是检验学生对所学知识掌握的关键，也因为学生在实验时只是按照“过于详尽”的实验指导书，简单连线加上抄写数据与波形而顺利完成，使得实验的目的与意义尽失。

2 教学方式方法的探讨

2.1 立足专业完善方案

现代电力电子学虽被大多数工科专业选作修读课程，但是每个专业都有自己的方向需求，做到根据专业所需、参考企业所求、摸清未来发展，将专业、行业与学业有机结合起来，制订适应学科发展、行业需求的合理教学方案，做到把知识、技术与能力培养有效整合，建立起学生对学习内容和行业发展的直观认识，调动学生的主观能动性，使其挖掘自身所长，从自身兴趣出发完成课程的认识和学习，同时掌握理论知识和应用技术，才能成为真正的专业人才。

2.2 条理清晰提高效率

教师要根据教学方案合理安排授课内容，注意条理性并突出重难点，明确各内容板块的教学顺序，以便学生能相对轻松地跟上教师的授课节奏，清楚地理解并掌握所学知识。教学过程中时刻注意学生的反应，尽量做到换位思考，多从学生的角度去分析教学过程，在问题释义难点分析时，注意给学生尽量创造一个可自由发挥和想象的空间，充分提高课堂教学的效率。并注意在每节课中将上节课的典型问题、作业难点和学生建议反馈给课堂，解决问题的同时也加深了学生的理解。

2.3 加强实践培养创新

对于以培养技术型人才的工科院校来讲，在教学过程中完成对学生实践能力和创新能力的培养成为其重要任务之一。实验教学正是提高学生动手实践与动脑创新的主要途径，而课内实验由于其自身的特点，要求学生在掌握必要的基础知识的同时，理解实验目的、实验原理、实验方法和实验步骤，正确完成实验仪器使用、实验数据分析和实验报告撰写等一系列工作，让学生们在实验过程中理解书本知识验证所学内容。鼓励学生在实验过程中提出问题解决问题，激发学生内在的学习欲望，全面锻炼学生的学习能力、创新能力和实践能力，促进学生的多方面协调发展。

2.4 优化方法灵活教学 （下转第96页）（上接第94页）

在现代电力电子的教学过程中，大多数教师沿用了理论教学的传统教学方式，即板书为主和PPT播放辅助，而我们知道现代电力电子其实是一门应用性很强的学科，教学过程中不宜只重视理论推导，而忽略实际应用。教师应多从实际情境出发，引出教学内容的同时，激起学生的兴趣，更能形象地说明所学知识的应用背景。且在授课过程中注意板书强调重点的同时，也可以穿插图片、动画和视频等教学手段，以便学生对难点知识能够更为生动直观地理解和接受。注意师生互动，提问学生的同时也允许学生提问，加强学生的课堂参与性，时时掌控课堂气氛。

2.5 加强交流突出团队

一门课程的教学想要得到真正的发展，单靠授课教师个人的力量是很难走远的，只有发挥团队的力量，协作分工群策群力才能做到真正的不断向前。团队内教师互相交流、互相听课和互相帮助，从教学方案、教学内容、教学方法和教学分析几个方面共同探讨，以期发挥每个教师的潜力，促进课程教学水平的提高，并应特别注重对青年教师的教学指导，利用现有资源帮助他们快速走上讲台，为学科的快速发展打牢每一步基础。并根据专业特点和学科发展需要，利用团队优势打造符合自身特质的精品课程。

3 结束语

现代电力电子学是电力、电子和控制技术的融合，更是理论知识与工程实践相结合的典范。通过现代电力电子学的学习，可以使学生能够理解控制电路结构与原理，清楚电力电子器件及其性能，掌握电能转换的原理与技术，为学生完成后续的课程学习和未来发展打下坚实的基础。

本文首先简要分析了现代电力电子学在教学过程中存在的问题，然后，根据自身情况对现代电力电子学的教学进行尝试性的探讨。总体来讲，现代电力电子学是强电和弱电相结合的有力桥梁，在工程技术特别是自动化与电气工程领域具有不可限量的发展前景，因此，从专业的角度加强对现代电力电子学教学的研究与探讨具有特殊的专业意义，同时也将成为授课教师不断成长的丈量计。

项目支持：本文受“基于CAN/LIN混合协议的汽车电气控制总线技术研究”项目资助，受“自动化汽车电子技术课程群教学团队”项目资助

参考文献

[1] 余莉.浅谈电力电子技术教学方法改进[J].中国电力教育，2009（13）：57-58.

[2] 陈新，王慧贞，龚春英，肖岚.浅析“电力电子技术”专业课程教学[J].电气电子教学学报，2010（32）：48-52.

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

电力电子教学篇（6）

如今，大学生就业形势如此严峻，电子商务教学兴起恰逢其时。电子商务教学十分必要。一是电子商务教学为学生就业提供了一种新的思路，学生可以利用自己已有的电子商务知识，自主创业和自主经营;二是电子商务教学是一门实用性极强的学科，通过对电子商务的学习，可以将知识迅速应用到实践中去，对学生的就业是一种帮助;三是电子商务教学是社会发展的必然，社会主义现代化建设中，对电子商务的发展要求很高，社会主义市场经济的发展，也对电子商务的发展提出了新的要求。

二、电子商务教学的现状

(一)电子商务教学的理论储备不足

电子商务教学在我国才刚刚起步，并不是所有的大学都设置了电子商务这门学科。电子商务理论研究和传统的学科相比，理论研究十分欠缺，没有权威的理论教学用书，电子商务教学也不成体系，针对就业的电子商务教学理论，更是凤毛麟角。

(二)电子商务教学师资力量不足

首先，我国的电子商务教学是大学和职高中的新兴专业，电子商务教师并不是电子商务专业出身，只是在已有的理论素养前提下，学习电子商务教学，然后将培训成果与学生分享。因此，教师的专业素养和理论功底不够深厚。其次，电子商务教师对电子商务教学方法和教学手段的研究并不深入，只是从现有的学科上进行迁移，通过迁移教学让学生对电子商务学科有基本的了解。

(三)电子商务教学的定位模糊，学生的创业情况和创业意识不理想

电子商务教学定位比较模糊，对学生的就业引导不足，对学生的职业规划帮助不大。同时，电子商务专业学生的创业情况并不理想，学生并没有将已有知识运用到职业发展中去，学生的创业意识不高。

三、电子商务教学对策

(一)加强电子商务教学的理论研究

电子商务教学的理论研究十分必要，需要在电子商务教学的同时，对专业理论进行必要的研究和应用，丰富电子商务的理论成果。一是电子商务的理论研究要自成体系，对电子商务的研究，要从电子商务的兴起和各国电子商务的研究成果出发，对电子商务的教学理论进行综合与应用。二是电子商务教学的理论研究，要充分借鉴国外的先进理论成果。三是电子商务的理论教学研究，要基于我国的就业大环境，研究对就业帮助大，对学生就业有利的理论。

(二)加强学生的创业实践，增强学生的创业能力

在电子商务教学中，增强对实践能力的培养，对学生的创业实践进行引导和帮助。一是在教学过程中，注重学生的参与性，让学生参与教学设计，增加其学习的主动性和积极性。二是在学校范围内，举行多种形式的电子商务创业活动，让学生自主设计电子商务创业课题，对设计的课题进行应用，在应用的过程中查找问题，收获经验。在评比之后设立奖项，对获奖学生进行创业资金的支持，鼓励学生更好地创业。三是培养学生的实践意识，让学生充分认识到电子商务创业和电子商务实践的重要性。

(三)强化师资，技术革新

电子商务教学的师资力量还十分薄弱，需要对师资力量进行必要的培养。一是强化师资力量。对教师的个人素质和专业素养进行必要的约束，可以引进归国人才，让归国人才注入教师队伍，对教师的素质进行提升。二是进行技术革新。电子商务教学是对网络技术和电子计算机技术要求比较高的专业，学校在教学过程中要注重技术革新。通过技术和师资的双重保障，让学生的创业条件和创业环境得到改善。

电力电子教学篇（7）

教学思路

在明确教学目标的基础上，首先，教师一定要意识到，兴趣是最好的老师，兴趣是学习的动力和源泉。只要通过有效的兴趣培养和教学方式，就可以让这些学生达到甚至超过自己的水平。以科研的态度和精神贯穿于教学之中，让学生在“学生做”和“做中学”激发课程学习热情。鼓励学生走上讲台，敢于大胆走进实验室;敢于向老师发难，以“我”为中心，全然不顾“名家颜面。

其次在教学理念上，以发展学生思考能力为本，结合课程实验和教师现有的课题进行实践，建立系统设计理念，通过对主电路和控制电路、保护电路、检测电路同时分组进行设计。CDIO强调以熟悉产品研发的生命周期为工程背景的

“做中学”的学习方式，这不是对教师主导作用的弱化，相反对教师在整个教学活动过程中的掌控能力、自身的知识水平提出了更高的高求。“教师”兼为“导师”，实现学生在知识获取过程中的地位由“被动”到“主动”的角色转变:学生在教师指导下积极、主动地参与实践，从独立学习转向合作学习;从深层次角度讲，就是大学中“物质教育”与“自由教育”的转变。在探索、实验和应用中行动上给与相当的灵活性，这样可以唤起学生的好奇心，使其热切地寻求有助于解决问题的知识，同时又具备相当的实行工具。学生所具有的创造性的和富有想象力的远见都将发挥作用，并能控制其冲动和习惯。他自己的目的就能指导他的行动。

再次，就教学方法而言，坚持把工程科学基础和工程专业知识紧密地揉合在一起进行教学，学生仍然需要坚实的科学基础。在讲述定理、结论时，要注意理论基础与专业知识的结合。除了应用高等数学和大学物理分析内容的机理之外，还要讲定理、结论的提出背景、前提条件以及应用情况和近展状况等等。在教学手段上注意应用现代信息技术，如多媒体动画和系统仿真技术。熟练的、精心的准备过的课堂讲授仍然是最有效的学习和教授经验。

最后，在重点和难点教学模式上，采用项目或者案例教学模式，基于问题解决模式的模式;教师引导学生效仿教师、专家学者做项目的方法，如专题研讨、方案和技术设计、仿真模拟和实验操作等，探索并解决课程内容相关工程应用中的现实问题;培养学生发现问题与综合分析问题的能力。因此恰当地设计题目是项目教学法运用成功的保证，既不能太难，让学生望而却步，又不能太简单，没有挑战性。这要求教师平时有一定知识积累。“电力电子技术”实力较强的几个院校的积极尝试为我们提供了较好的参考。浙江大学将“功率因数校正实验”等部分实验项目列为创新设计型实验，由学生自主设计实验内容和方法，提高学生创新能力。哈尔滨工业大学以直流脉宽调速系统驱动电源的设计为课程设计的主要内容。南京航空航天大学开发了“软开关逆变电源实验装置”课程设计教学平台，以此设计若干个课程设计题目。中国石油大学选择反激式开关电源为课程设计题目。这些题目既紧密联系书本知识，又有创新的空间，值得借鉴。

实验教学在方式上注重启发，引导学生积极参与实验设计的同时;在时间和内容安排上注意了验证实验、仿真实验和综合设计实验的循序渐进。在实践平台装置的设计上，注意

“先进性、实用性、开放性、安全性”的特点，满足基础型和综合设计型的实验教学和实践活动的要求。使学生既动手又动脑，丰富工程实践知识，培养学生的创新能力和综合能力。同时学生小组成员之间密切协作和互相配合，锻炼学生的责任感和协作、互助的团队精神。

教学案例

电力电子教学篇（8）

一二年级，每篇课文都要认识十几个生字，这对孩子来说是一个艰巨的任务。为使学生快速掌握生字的读音，我每一节语文课上都制作了电子白板课件，利用白板的各种功能突出重点，聚焦难点。如一年级下册《识字5》，出示韵文后，让学生找一找哪些字词的音容易读错。一个学生马上说“桃子”要读轻声。我立即用电子笔在白板上在“子”的上面画了一个颜色醒目的圈，说：“课文中还有读轻声的词语吗？请你也像老师那样圈出来。”一位学生上讲台圈、画，其他学生在书上画，校对后保存。在以后的练读中，学生一看到醒目的标记就知道要读轻声了。电子白板把平面的教学内容立体式呈现出来，或圈画，或标记，或聚光灯，翘舌音、后鼻音、整体认读音节等难读易错的音节在白板上一目了然。有趣的教学方式吸引了孩子的注意力，激发了学习兴趣，既节省了教学时间，又培养了学生的学习兴趣。

二、快乐游戏，给力巩固反馈

艾宾浩斯遗忘曲线告诉我们只有及时巩固，才能将孩子的短时记忆变为长时记忆。在课件中，我利用电子白板强大的互动功能制作了许多游戏，如“找朋友”：1.帮生字宝宝找找它的拼音妈妈。2.好朋友，拉拉手（字和字组成词语）。3.汉字宝宝分了家，请你帮它们组成家。4.按要求帮生字宝宝找找它的家。在课堂上，孩子们直接与白板对话，或书写，或拖拉，或圈画，动脑，动口、动手，强烈的表现欲驱使他们积极主动的识记生字，变枯燥要我学为我积极想学。

如《蚂蚁和蝈蝈》一课，学完词语我设计了这样一个环节：

师：这些词语宝宝又出来了，谁来和它们打个招呼？

白板课件一个一个出现词语，学生开火车读。

师：这些词语有的描写蚂蚁，有的描写蝈蝈，你能把它们找出来吗？

学生到白板跟前拖拉。

师：你能运用这些词语，来讲讲故事中蚂蚁怎么做，蝈蝈怎么做吗？

词语随着小蚂蚁在白板上一个个不断出现，随后用电子白板的拖拉功能把词语分成了两类，在这个过程中，孩子们注意力高度集中，在反复认读中不仅巩固了本课词语，而且为概括课文内容提供了基础和依据。

三、演示本义，给力乐记字

汉字文化博大精深，源远流长。但方块的汉字也是世界上最难记忆的字。怎样让孩子把汉字记得又正确又牢固呢？我充分发挥白板的书写功能，帮助学生识记字形。“水、鸟、象”等象形字是学习汉字的基础，在课前我制作了课件，通过直观教学，让学生说说古文字与图形的相异，然后用电子笔在图片上写出该字，细化每个具体笔画的意义。在找一找，描一描中使学生加深了字形记忆，溯字到图，绘图记字，而且从本源上理解了字义。汉字不再仅仅是一个单调的符号，而像是一个个鲜活的生命，其文化价值、实用价值都可以得到彰显。例如学生在写象形字“朵”字。经常把第二笔写成横折弯钩，虽然经常纠正，但错误率一直居高不下。为了从源头上解决这种错误，于是我制作了白板课件，一朵半开的花长在枝头上。朵字表示植物的花，是根据这幅图变来的，下面是植物，用“木”来表示，中间还没有开放的“花骨朵”和已经开放的左右两个“花瓣”组成了木的上半部分，一边说，一边用电子笔勾画，学生很快地懂得了第二笔是“横折弯”。

电力电子教学篇（9）

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0086-03

一、引言

电力电子技术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，在电气专业当中，“电力电子技术”好比一个中枢，地位突出。电力电子技术的主要应用领域：（1）用电领域中的电力电子技术。①为直流、交流电动机供电的可控整流电源是电力电子装置。②高能量密度的电源应用。如不间断电源（UPS）、新型环保绿色电动汽车和混合动力汽车的能源供应。（2）通信领域。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。（3）发电领域中的电力电子技术。①发电机的直流励磁。②水轮发电机的变频励磁。③新能源发电。（4）储能领域中的电力电子技术。①蓄电池与电容器组储能。②抽水储能发电。③超导线圈的磁场储能。本课程的掌握程度直接关系到学生严谨科学思维方式的养成，理论联系实践作风的培养，灵活机智处理工程问题方法的建立。如何为培养应用型本科人才奠定良好的理论基础，改革课程教学结构，改变传统教学手段，重构实践教学体系等成为本课程主讲教师所要面对的课题。

二、调整教学内容使其适合学生的学习

近年来，随着电力电子技术的飞速发展，使得《电力电子技术》这门课程内容不断地增加。因而教学要从讲授内容划分过细及知识点联系实际薄弱向知识整体性和创造性解决能力的方向转变。为此需要做到更新教学内容，进行整体知识整合。

1.掌握相关课程之间的联系。教师应该熟悉掌握本课程与相关课程的联系，例如了解先修课“电路”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程的教学情况和后续课“电力拖动自动控制系统”的安排，处理好它们之间的关系，使整个专业课程体系前后衔接，避免内容的重复和疏漏。例如讲“半导体电力开关器件”一章时，模拟电子技术中已讲过小功率晶体管结构、原理、特性及应用。在本门课程中，对晶体管应重点讲述其与小功率晶体管的不同之处。模拟电子技术中讲述的晶体管其工作特性在线性放大区，而在电力电子技术中，晶体管工作在截止区和饱和区之间，使用的是其开关特性。对于晶闸管相控有源逆变的应用部分，重点讲解在整流、有源逆变两种状态下，直流电机四象限传动系统的特性，也就是直流电机的转矩正比于电枢电流，转速正比于电枢电压，改变电枢电压、电流的方向，就可以使直流电机四象限运行，为后续课程《电力拖动自动控制系统》中的直流调速部分做好铺垫工作。

2.导论是说明编者写作意图、本书内容的主要特点、背景及主要内容的知识体系和概要等，同时还向学习者指明了学习本教材的学习方法，因此，教材的导论部分对学习者的入门学习起到了提纲挈领的重要作用。我们在每学年的第一节导论课时，通常要给学生做一个专题讲座，以图文并茂的形式详细介绍电力电子技术领域最新的发展动态、国内外的发展现状以及在相关领域的应用等，开阔学生的视野，使其对本课程有个大概的了解，引导学生充分认识到本课程在现实生活中及在本专业中的重要性。

3.电力电子器件是电力电子技术的基础，四类基本变流电路（AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC）是电力电子技术的研究核心。教学内容大致分为三部分：（1）电力电子器件。主要包括电力二极管、晶体三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用特性等问题。（2）四种基本的电力电子电路。对于直流斩波电路，主要电路为BUCK、BOOST、CUK斩波电路等。重点讲解BUCK、BOOST斩波电路的原理，输出电压电流波形的画法，改变占空比的方式：脉冲宽度调制PWM，脉冲频率调制PFM。逆变电路是主要依赖于全控型开关器件，重点讲解正弦波脉冲宽度调制SPWM基本原理，单极性、双极性倍频正弦波脉冲宽度调制逆变器的原理及其控制方式。以半控型器件晶闸管为主的整流电路部分，主要包括晶闸管驱动和保护、整流电路及有源逆变电路。交流电路的器件为双向晶闸管，电路为单相交流调压电路、单相调功电路、三相调压电路及触发电路等内容的讲解。

三、注重教师自身建设，提高综合素质

在教学中，教师必须先对所教课程的内容刻苦钻研，做到深刻理解、全面掌握。深刻理解就是要了解课程内容的每一个组成部分，不能含糊不清。

1.在讲授《电力电子技术》这门课程内容的时候，教师不能只讲课程教学大纲或教科书的内容，还要广泛涉猎其他有关的教材和参考书，形成自己的独到见解。因此，任课教师对电力电子技术的现状和发展趋势，理论如何与实际相联系，必须要有所了解。例如在讲授直流斩波电路时，可以引出该电路可以使用在开关电源、太阳能发电系统中；在讲解整流变换时，介绍其在电力机车的启动、调速与制动中的应用，有源逆变电路可应用到变频空调、电梯、计算机不间断电源；逆变变换可联系太阳能发电、风力发电；在讲授交流电路时，说明其在可调光台灯、异步电动机软启动装置中的应用。通过以上讲解就可以使学生了解所学的书本知识在实际生活中的应用，激发学生的学习兴趣。

2.教师要定期地阅读最新的与电力电子技术有关的学术期刊，及时浏览相关的专业技术网站，掌握本学科前沿发展的动向，熟悉本学科和相邻学科的新成果、新进展。

3.教师还要承担一些与电力电子技术相关的科研工作，将科研与教学有机地结合起来，把科研成果转化成教学资源，将科研成果和科研体会引进课堂教学，丰富教学内容，促进专业教学水平的提高。

四、激发学生学习兴趣，增强课堂效果

《电力电子技术》课程的特点之一是理论性强，逻辑思维严密，涉及到电路、模拟、数字电子技术、自控控制原理等许多课程的知识。因此，在讲授课程之前，应首先去了解学生的学习情况，研究学生的状态和需求，在开始的几节课里多与学生接触，了解情况。开课后，教师应争取在最短的时间内熟悉学生们的实际学习情况，作为安排教材、决定教学进度和选择教学方法的依据。

1.充分发挥学生的主体作用。教师要学会调动学生学习的主动性和积极性，才能培养出高质量的人才。教师对内容相似或易于理解的内容予以精简，选择一部分内容留给学生去自学，然后让学生站在老师的角度去给别的同学讲解所理解的内容，让学生画出主电路波形图，通过相互交流，互相促进，提高学生的学习兴趣。

2.平等待人，积极鼓励。在近几年教学过程中，发现学生中有消极待学的现象，这部分学生或沉迷于游戏，或忙于出外打工赚钱，严重地影响了其学业，考试成绩也不理想。对于这部分学生，教师一定要找到症结所在，积极引导、平等对待、不断勉励。要重视学生的个性培养，积极鼓励学生求新、求异、求难、质疑、进取的精神，对于部分考研的学生，他们认为凡是和考研有关的课程就认真对待，无关的就不学，对于这样的学生，我们的做法是将考研数学的傅里叶变换与电力电子技术中的基波和谐波的概念结合起来，既加强了考研知识学习，又解决了电力电子技术中的知识难点掌握问题，使其认识到课程之间都是相关的，只有这样才能使师生之间建立一种平等、和谐、融洽的关系，激发学生在课堂上的思维能力。

五、运用多种教学手段，提高教学效果

《电力电子技术》课程本身特点是概念多、器件多、电路多。在对电路进行分析时，从电力电子器件的导通与关断变化过程出发，以波形分析为主要手段，教授学生学习掌握不同器件所组成的变流电路的工作原理、波形画法、电路中主要物理量的计算。

1.从以上对课程特点的分析可以看出，只采用黑板板书的方法对课程进行讲授的话，教师势必会在概念、电路图、波形图及参数变化对波形图的影响方面的书写花费大量的时间。而若只采用多媒体进行教学的话，在波形和物理计算公式的推导的讲解过程中，讲解速度虽然会加快，但是与学生的互动也会相应减少。这样势必不利于启发学生，培养学生的独立思考能力。教师在讲授的过程中应根据教学内容确定使用哪种方法进行讲解。文字内容比较多的情况，可采用多媒体辅助教学。利用PPT向学生展示学习内容中涉及到的实物照片，这样不仅可以增加教学内容的知识量，而且可以提高学生的学习兴趣。如果讲解的是可控电路的工作原理和输出波形，可采用多媒体（电路图演示）和板书教学（波形图绘制）相结合的方法。

2.实验是培养理论联系实际、学生动手能力的重要手段。对电力电子技术实验，保留原有的晶闸管整流验证性实验，使学生对本课程的应用有初步认识，对直流斩波电路以及正弦波同步移相触发电路实验，则可当成设计型实验，由教师给出电路图及参数，由学生自行设计，选择器件及其驱动电路、保护电路，进而完成实验，培养学生分析问题、解决问题的能力。

3.课程设计作为实践课教学中的重要组成部分，在人才培养中起着举足轻重的作用。因此切实提高课程设计的质量，具有重要意义。《电力电子技术》课程设计教学模式分以下几个方面：（1）课程设计走进实验室。建立开放式综合性实验，将实验时间交给学生，让他们自行安排。而日常生产和生活中，有许多实用的电力电子产品，其电路相对简捷，很接近教材，非常具有代表性，例如手机的充电器、录音机用的变压器，可以把它引入到课程设计中来。通过这样的过程，学生能够更真切地理解电力电子技术的基本内容、基本原理，更加真实地感受电力电子电路的设计、调试过程。（2）课程设计引入计算机辅助设计。传统的电力电子技术实验，基本上是学生利用protel软件画出PCB板图，再利用电力电子开关器件、电阻、电容等元件搭建电路来获得电子线路的感性知识。但在教学实践中，由于电路板连线可靠性差，学生的操作技术不够熟练，产生错误的概率较高。为了解决上述问题，我们引入了计算机仿真软件MATLAB，Simulink作为MATLAB软件下的仿真系统，通过它下面的工具箱可以对电力电子技术进行建模、仿真分析，实现高效率开发系统的目标。

六、结语

本文针对近几年的《电力电子技术》课程理论教学和实践教学理念和改革思想进行了探讨，有针对性地创新教学方法的研究，使课程内容体现学科发展动态、学科前沿内容并提出有待解决的问题，实行开放式教学，对教学内容删繁就简，吐故纳新，实行教学内容对学科与专业发展的跟踪，并且将课程教育与素质教育相结合，将素质教育融入专业教育之中，有效地调动了学生的学习兴趣和学习主动性，提高了教学效果。

参考文献：

[1]陈坚，康勇.电力电子学――电力电子变换和控制技术[M].北京：高等教育出版社，2002.

[2]李瑾.“电力电子技术”课程教学改革的探索和实践[J].中国电力教育，2009，（7）.

电力电子教学篇（10）

作者简介：李小武（1979-），男，湖南邵阳人，湖南科技学院电子工程系，讲师；张新安（1956-），男，湖南永州人，湖南科技学院电子工程系，副教授。（湖南永州425000）

基金项目：本文系湖南省教育厅教改项目（编号：湘教通[2009]321号序号350、湘教通[2010]243号序号377）的研究成果。

中图分类号：G642.423     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）13-0093-02

随着科学技术的不断进步，电气工程与自动化技术正以令人瞩目的发展速度，改变着我国工业的整体面貌。电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，也就是使用电力电子器件（如晶闸管、GTO、IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。[1]电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及电路。[2]利用这些电路，根据应用对象的不同组成各种用途的整机称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。由此，“电力电子技术”课程对于电子信息工程专业以弱电为主要学习对象的学生来说具有一定的难度，该专业的学生学习“电力电子技术”实验课程总觉得索然无味，一堂课学下来迷茫如初。笔者针对这一问题进行了多年的“电力电子技术”实验课程教学探讨与改革，对其教学方法和内容进行了研究和实验。

一、“电力电子技术”实验教学中存在的问题

“电力电子技术”课程是一门基础课程，也是实验性很强的一门课程，其实验环节占据十分重要的地位，但是目前的实验教学存在很多问题。

1.教学内容模式化，综合性、设计性实验缺乏

目前，“电力电子技术”所开实验都为验证理论课程中的一些原理电路，例如：单相桥式全控整流电路的验证；三相桥式全控整流电路的验证。[3]即80%的实验都为验证性实验，是为验证理论书中的某个原理电路图而开设，不能激发学生的创新、设计的欲望，只为实验而实验，从而使学生的学习主动性极低，没有达到综合运用知识的目的，导致毕业生“原始创新活动少，模仿性创新不多，高水平的创新成果更少”。[4]

2.综合性实验平台缺乏

“电力电子技术”实验室一般采用的实验设备比较陈旧，目前所使用的元件大部分为半控型器件晶闸管，很少用到全控型器件，同时缺乏综合性实验平台，这就导致教学工作与工程实践脱节，很多学生走向工作岗位后感觉课堂上学的内容不能服务于工作。

基于以上分析，实验教学过程中学生只为实验而实验，没有充分调动他们学习的主动性、创新性，不利于他们的就业。因此，为了提高“电力电子技术”实验课程的学习效率，该课程的改革势在必行。

二、“电力电子技术”实验教学改革的基本思路

结合电力电子技术基础的课堂教学内容以及“电力电子技术”课程特点，实验教学内容必须包括电力电子器件工作原理、基本电力电子电路原理、典型电力电子系统应用等，在每个实验内容选择、设计以及实验指导等环节上，必须坚持以培养学生的实践能力、理论与实践相结合为宗旨的实验教学理念，使学生既动手又动脑，能充分调动学生综合运用所学课程知识的积极性，同时丰富工程实践知识，并且能够培养学生的创新能力和综合能力，提高他们应用理论知识解决实际问题的能力。

1.“电力电子技术”实验教学平台的改革

由于电力电子技术是一门弱电控制强电的技术，对于初次接触该门实验课程的学生来说操作起来具有很大难度，操作不当对元器件的影响也是可想而知的，特别是弱电和强电的接口部分。现在大部分的电力电子实验室设备基本能够满足验证性实验的需要，但是综合性设计性实验就有待提高了。所以为了培养学生的实践技能、动手能力和分析问题解决问题的能力，在实验室中不仅可以做基本原理实验，同时也能开设综合、设计性实验，在电力电子实验台中可以配置电脑，对于综合性、设计性实验可以利用MATLAB/ Simulink 仿真软件对电力电子技术实验进行仿真。MATLAB是矩阵（Matrix）和实验室（Laboratory）两个英文单词的前三个字母的组合，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的要求，现已成为大学教学和科研中最常用且必不可少的工具。[5]目前MATLAB已推出了 MATLAB 6.5及以上版本。MATLAB提供的动态仿真工具Simulink 可以有效地对系统进行建模，由于仿真过程是交互式的，可以灵活改变仿真参数，并且可以立即得到修改参数后的仿真结果。[6]在电力电子领域通常利用Simulink 建立电力电子装置的简化模型并连接成系统，即可直接进行控制器的设计和仿真，这样可以弥补模拟实验设备的不足，同时又能在基础实验台中开设综合性、创新性实验，降低了实验成本，减少实验室的投入，同时又提高了学生综合运用知识的能力。

2.在“电力电子技术”实验中开展研究性教学

自1916年美国教育家杜威在《民主主义与教育》一书中创立了“问题教学法”之后，他的学生克伯屈依据其“从做中学”的教育思想创建了“设计教学法”，研究性教学法遂成为欧美国家综合性实践类课程的主要教学方法。在我国，为落实《2003～2007年教育振兴行动计划》，实施高等学校教学质量与教学改革工程，教育部于 2005 年在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中提出，要“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”，[4]要求高等学校在验证性实验的基础上为提高学生综合运用所学知识的能力增加综合性与创新性实验，积极推进讨论式教学、案例教学等教学方法和合作式学习方式，提高学生自主学习和独立研究的能力。[7]

研究性教学以来自实践的真实问题为基础，让学生在接近真实的情境中学习。研究性教学旨在培养学生的学习能力、解决问题的能力、团队合作能力和创新能力，通过这些能力的培养能增强学生对未来工作的适应能力。其核心问题是如何充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性，变被动学习为主动学习，但其着力点却是变革教师的教学思想、观念、策略和方法，使教师由普通意义上的传授者、灌输者转变为促使学生主动学习的组织者、指导者、帮助者和促进者。因此，可以说研究性大学开展研究性教学对创新型人才的培养具有重要的意义。

在“电力电子技术”实验中为了突破以验证性实验为主的实验教学模式，可以将实验划分为由易到难的三个层次：基本实验、课程设计、创新研究课题。学生在理解和实践基本实验的同时参与课程设计、创新研究课题，在设计和创新中发现问题，促使学生需要自学一些内容才能理解和自主设计课题的方案，对于培养学生自主学习和独立设计的能力、分析问题和解决问题的能力具有重要意义。同时在某一个课题中可能跨一门课内容或多门课的相关内容，使学生将所学课程有机整合起来，使他们的知识结构更加系统化，这样有利于学生工程实践能力和综合能力的提高。

3.“电力电子技术”实验实行开放性教学

由于“电力电子技术”传统实验内容确定，方法单一，实验过程程序化，在某种程度上学生只能机械地按图索骥，这样的实验教学模式不利于学生形成良好的学习习惯，也阻碍了学生创新思维的形成。[8]而开放性教学可以让学生自己拟订实验方案、制订实验步骤，独立地通过实验的观察和分析去探索研究。但是由于“电力电子技术”实验课程的特点，电力电子技术实验室开放存在很多困难，因为学生的基本实验技能有限，如果任何一个实验都作为开放实验放手让他们操作，仪器、元件故障发生率会比较频繁，同时由于学生仪表操作不规范，仪器、元件设备烧损也不可避免，这使得实验正常开放困难重重，同时对实验经费提出了更高的要求，这些问题对开放实验是不利的。[9]同时开放实验主要是为有探索要求的学生而开设，所以实验室为了避免在开放实验中上述问题的发生，实验可以采取由易到难的模式：首先是每个学生都必须参与的传统实验模式，其次是对有兴趣想做设计性、探索性实验的学生提供模拟实验环境，最后是对有极强实践要求的学生，在其通过MATLAB/ Simulink 仿真软件仿真实验成功之后提供实验室，在实验台上完成他们仿真成功的设计方案。[10]这样一套循序渐进三级模式实验可以满足不同需求学生的学习需要，对“电力电子技术”实验室开放也提供了可行性方案，在提高实验室实验台利用率的同时也能提高实验室的教学效率。

三、结束语

本文针对目前大学本科阶段“电力电子技术”实验教学的特点和存在的问题进行了分析，提出了“电力电子技术”实验教学改革的方向，即改革教学平台，开展研究性教学，同时对主动积极学习的学生提供实验开放教学。这些行之有效的方法必将对“电力电子技术”实验教学改革产生深远的影响，有助于本专业学生人才素质的提高。

参考文献：

[1]王兆安,黄俊.电力电子技术(第4版)[M].北京:机械工业出版社,

2000.

[2]王兆安,刘进军.电力电子技术(第5版)[M].北京:机械工业出版社,

2009.

[3]王鲁杨.电力电子技术实验指导书[M].北京:中国电力出版社,2011.

[4]吴晓蓓,等.企事业单位对自动化专业人才培养意见与建议的调查报告[J].理工科通讯,2005,(9).

[5]薛定宇,阳泉.基于MATLAB/ SIMU LINK 的系统仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2002.

[6]王沫然.MATLAB与科学计算[M].北京:电子工业出版社,2001.

[7]王明彦.“电力电子技术”实验环节开展研究性教学的探索[J].中国电力教育,2009,(5):137-139.