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電力電子教學分析3篇

時間:2023-01-05 09:52:55

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電力電子教學分析3篇

電力電子教學分析1

0引言

在工科各類專業課程中實驗實訓模塊占比較高,該類課程模塊對于理論知識的理解能力、實踐操作能力是一個綜合性考察。

1研究背景

為及時獲取學生對課堂內容的掌握程度,我院電力電子技術實驗課程采用閉環管理方案進行教學改進。該方案側重于“閉環”過程,將學生作為課堂主體,調研匯總學生需求,切實使教師掌握課堂反饋,及時了解學生課程理論知識的理解程度、實驗實踐操作的狀態,以達到提升教學效果和教師教學水平的目標,實現教學相長,實現以學生為中心的教學模式。本文將從三部分進行分析與探究。(1)第一部分分析當前實驗教學模式及存在的問題。(2)第二部分分析閉環管理方案實施的過程及意義。(3)第三部分分析并展望此種改進方案在各類課程中的應用及推廣。希望通過實驗教學過程閉環管理方式提高課堂效率,提升學生對工學實驗操作及相關理論內容的掌握程度。

2實驗教學模塊設計依據電氣工程及其自動化專業電力電子技術課程體系的架構設置,我院電氣專業電力電子實驗課程由5個模塊組成,分別為項目1鋸齒波同步移相觸發電路實驗、項目2單相橋式全控整流電路實驗、項目3三相橋式全控整流電路實驗、項目4單閉環直流調速系統實驗、項目5雙閉環直流調速系統實驗。各項目除實驗開展過程中的現場接線操作外,還需要掌握其對應的理論基礎,才能正確分析測量所得到的電壓、電流波形。實驗開展過程中,各項內容環環相扣。例如在項目1鋸齒波同步移相觸發電路實驗中,學生需掌握生成晶閘管觸發脈沖的過程,了解晶閘管控制角α的調節方式,才能在項目2、項目3單相、三相橋式全控整流電路中了解各個晶閘管的作用,控制角的角度設置、調節方式,從而得到電阻電感負載上對應的輸出電壓波形。同時,在進行項目2、項目3的過程中,需充分掌握單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路的工作原理,測量阻感負載上的電壓波形方式,故障調試方式等,在后續的實驗過程中,才可理解項目4、項目5中通過上述整流電路調節直流電機轉速的實驗內容。在現有的教學方式中,為保障教學質量,使每位學生都能進行實驗操作,各項實驗開展時每名學生操作一臺電力電子儀器。但在各個實驗項目開展過程中,部分學生難以將理論課程講授內容與實驗操作內容進行聯系,僅能完成實驗相關操作任務,對于理論知識一知半解;部分學生易遺漏實驗相關步驟,而無法順利完成實驗,無法得到對應的電壓波形。因此,雖然教師能夠對每位學生的實驗結果進行考評打分,但卻難以及時掌握實驗中每位學生的問題,課堂效率和教學質量有所降低。

3教學案例分析

3.1閉環管理方案設計為解決當前實驗教學過程中存在的問題,及時分析學生對實驗原理的掌握程度、實驗的完成情況、對實驗教學進度的意見等,本方案采用線上線下相結合的教學方式,使用網絡教學平臺,每次實驗課程知識點講述完成后,在線上教學平臺進行相關知識點的提問和考評打分,作為期末總評成績的一部分,同時,將項目內容相關調研問卷下發至班級,通過網絡教學平臺反饋信息匯總至教師處,教師對每次項目所得的問卷數據進行分析與總結,以此調整相應實驗課程、理論課程的教學進度,進行相應知識模塊的回顧講解,實現實驗實訓教學過程的閉環管理。該方案將課內教學與課外反饋相結合,探索出一條“實驗教學實施—學生反饋問題—調整教學方式進度—完善教學效果”的實驗教學工作模式。在該實驗教學工作模式中,工作重點集中于“調整教學方式進度”模塊,如何利用有限的課堂時間進行合理安排,幫助學生充分理解知識點。教師需在授課過程中,依據網絡教學平臺中學生反饋的信息,不斷進行課程講授思路和模式的更新調整,充分利用課堂時間或開展第二課堂,使本方案的“閉環”模式真正得以運作成功。

3.2閉環管理方案實施在實驗實訓閉環管理方案實施過程中,針對五次實驗課程內容使用網絡平臺下發問卷進行調研,調研選擇的2個班級分別為機械電子工程班和電氣工程及其自動化班,將收集的問卷數據進行分析,研究調查學生對于各個知識點和實驗操作的掌握程度。例如,在數據收集與分析過程中,發現近五分之一的學生對于實驗項目1鋸齒波同步移相觸發電路的工作原理理解不充分,故需于第二課堂中針對該模塊的工作原理再次進行講解,同時根據收集的問題,針對學生難以理解的知識點進行重點講授;在項目3三相橋式全控整流電路模塊實驗操作的調研過程中,41.67%表示接線后需排查錯誤改正才能運行成功,2.78%表示未操作成功,由于實驗項目4單閉環直流調速系統實驗的操作以實驗項目3為基礎,故在下次項目4單閉環直流調速系統實驗講解之前,首先需復習回顧三相橋式全控整流電路的工作原理、接線方式等,再進行實驗項目4的操作講解,承前啟后,真正使班級大部分學生能夠掌握各類項目的工作原理和實踐操作。完成實驗項目4后,針對單閉環直流調速系統中的閉環結構特點、組成模塊、工作原理等方面進行問卷調研,進一步分析掌握學生對于該綜合性實驗的掌握情況,為實驗項目5的開展打下基礎。本方案切實發現教學過程中存在的問題,提升實驗課堂教學效果與教學效率。通過問卷可及時掌握學生是否掌握實驗原理,是否能正確使用儀器,完整、規范地測量實驗電路波形等。如果某模塊知識點班級部分學生掌握不到位,可通過調整教學進度、第二課堂等方式對該模塊操作進行進一步的練習和鞏固。同時,本方案也可提升教師的教學能力,如某模塊有較多學生無法掌握,教師可進行相應的反思總結,及時調整教學方式方法,以便于學生理解和掌握。以此提高課堂效率,提高學生對各個知識點的掌握程度。經過一學期調研、反饋、調整的閉環管理過程,2個班級學生對于電力電子技術實驗課程內容均能夠較好掌握,課程中各項實驗操作水平有較大提升。

4結語

本文對實驗課程中的教學過程閉環管理方案進行分析,該方案的實施通過問卷形式剖析了學習過程中存在的問題,教與學雙方皆可通過該方式找到自身存在的不足,實時反饋教學過程中存在的問題,真正實現“教學相長”。在本次方案實施的過程中,主要利用課堂實踐進行教學方式和進度的調整。但課堂時間有限,還需完成指定的教學內容和目標,故在今后實施過程中,可與開放實驗室的形式結合,在課外時間激發學生的學習興趣,轉被動為主動。當前實施過程中,主要針對工科類課程,今后推廣可與不同專業學科教師進行溝通交流,針對不同專業特點設置相應的問卷問題,于各個學科中實現教學相長的目標。

作者:于希辰 張曉萍 邢青青 單位:蘇州大學

電力電子教學分析2

0引言

隨著信息、電子、通信技術的發展,我國智能電網的建設已經位于世界領先水平。其中,電子電力技術的發展,在我國電能資源優化配置和提升電網可靠性、安全性方面作出了重要的貢獻,而電子電力技術的創新和進步也是保障我國智能電網未來建設的重要基礎。1電子電力技術在智能電網中的應用優勢1.1保障電網安全穩定在智能電網中應用電子電力技術,可以及時響應用戶隨時變化的需求,并根據需求的變化調整電網的分配方式,對用戶需求做出準確的應對,從而提升電網供電的穩定性與質量。在電子電力技術創新發展過程中,我國通過多年的自主研究,在電能輸送、調配、電能質量調整等方面取得了巨大的進步,在適應智能電網多元需求的同時,也對未來的電子電力技術的發展創新提出了更多要求[1]。我國幅員遼闊,但電力的生產與分布并不均勻,對電能的需求也有很明顯的地域差別,如東西部經濟水平的差距導致電能需求不足;同時,東西部地域條件不同,導致發電與電能市場的不匹配。建設智能電網時,需要解決上述問題。一方面,需要將電能生產區域溢出的電能基于最小的運輸損失進行“西電東輸”;另一方面,在日益復雜的大電網結構中,需要調整電網的運行、控制方式,既需要保障電網良好的傳輸效果,又需要提升電網在運行過程中應對故障、事故的自我保障能力,從而更好發揮智能電網在社會建設中的核心作用[2]。

1.2提升清潔可再生能源的利用水平清潔可再生能源的利用是我國智能電網建設的重要課題。我國清潔可再生能源的分布并不均勻,如風能和光伏能多集中于西北、東北、華北等區域,但這些區域的市場不能全面消化風能和光伏發電能源。雖然我國清潔可再生能源的總體發電規模一直在增長,但發電區域較分散,發電時間具有間歇性、不確定性,導致其在接入國家電網時存在一系列的技術難題。應用電子電力技術,可以對清潔可再生能源的利用進行智能化的預測和調控,提升清潔可再生能源的使用效率,對于提升大規模、分布式、遠距離輸電系統的安全性與穩定性具有重要意義,也使我國國家電網能夠更好地接納清潔可再生能源[3],從而為提升我國清潔可再生能源的利用比重、實現我國低碳戰略發展目標提供可靠的基礎能源保障。

1.3提升電網供電質量在我國經濟快速發展的過程中,社會生產生活對用電的要求越來越高,電網供電的穩定性、安全性及高質量的供電是當前國內用電市場的基本要求。在智能電網建設過程中,小型電站和清潔可再生能源的并網對電網供電質量帶來了一定影響。在現代工業生產過程中,穩定的供電對于保障工業生產水平、生產效率具有重要意義。應用電子電力技術可以確保用戶與智能電網之間的良好交互,根據用戶的實際需求調整相關技術與裝置,可以改善電網的供電質量,從而促進智能電網的發展。1.4提升系統和設備的可靠性應用電子電力技術可以提升系統、設備的可靠性。在智能電網運行中,電網的故障率和適應性是衡量智能電網可靠性的重要標準,應用電子電力技術,可以進一步解決電網在運輸過程中產生的不穩定諧波、諧振等問題。例如,利用仿真模擬技術可以模擬智能電網運行過程中產生的問題,通過針對性的調整提升系統、設備的可靠性,為智能電網的可靠穩定運營提供保障。

1.5實現節能減排目標在我國節能減排戰略的執行過程中,應用智能電網按需分配的控制模式可以進一步保障電力企業的節能減排效益。一方面,隨著我國對清潔能源的重視,我國的火電發電比例持續降低,火電對不可再生能源的消耗減少,避免了火電生產過程中的粉塵、廢氣排放到空氣中;另一方面,我國清潔能源的分布并不均勻,利用清潔能源進行生產并將其輸送到有巨量電能需求的市場時,需要應用電子電力技術提升輸電線路的可靠性,并降低輸電線路的線損,從而確保智能電網的供電效果[4]。隨著電子電力技術的發展,電能儲存技術得到快速發展,超級電容、電池的研發可以進一步保障具有間接性、不確定性的清潔能源得到高效儲存,促進其在相關領域中的應用。

2電子電力技術在智能電網中的具體應用

2.1HVDC技術的應用現階段,我國的HVDC技術具有全球領先水平,可以通過超高壓的直流輸電降低遠距離輸電過程中產生的線損,在提升遠距離輸電容量的同時,減少輸電過程中的系統損耗,從而解決在遠程輸電時損耗過高而導致的性價比較低的問題。應用HVDC技術,可以實現近千公里的遠程輸電。在我國智能電網的建設過程中應用HVDC技術,架空線路中只需要2根線纜,而地下線纜或海底電纜僅需要1根線纜,這可以降低電網的建設造價。同時,因為使用的輸電導線較少,線路自身電阻引起的線損、感抗、容抗較少,可以進一步提升輸電過程中的節能效應。在實際建設中,應用HVDC技術的線路不需要較大的線路走廊,可以節省線路建設需要的土地,具有極高的經濟性。從技術角度來講,在智能電網中應用HVDC技術可以實現直流與交流的能量轉換,并通過換流閥、控制保護系統等設備減少換流過程中產生的能源損耗,進一步提升線路建設的經濟性[5]。應用HVDC技術,可以通過直流輸送的方式輸送電能,可以在輸送線路兩側交流系統不同步工作的情況下進行大功率輸電,在遠程輸電過程中具有極高的應用價值。在短距離輸電的過程中,可以接入分布式發電站,解決并網時對電網穩定性帶來的不良影響。

2.2柔性直流技術的應用柔性直流技術與HVDC技術具有一定的相似性,兩者均使用換流站和架入輸電系統。柔性直流技術在智能電網中的應用,可以解決電網短路問題及分布式電源并網難的問題。柔性直流技術可以替代傳統的交直流聯網技術,隨著我國特高壓直流輸電工程的增加,應用柔性直流技術可以進一步提升我國東西部能源負荷的平衡性。與HVDC技術不同的是,柔性直流技術主要采用VSC作為換流器,利用可關斷器件、高頻調制技術,可以對智能電網的輸出功率進行獨立控制,常用于城市配電網的增容改造和分布式電網的并網過程。在柔性直流技術的應用中,VSC設備的構成材料和分裝材料的絕緣性和耐熱性是保障大容量直流運輸的重要基礎,在此基礎上需要提升電流直流斷路器的可靠性,從而減少柔性直流技術應用過程中的故障發生率,提升智能電網的可靠性[6]。在孤立電網的供電過程中,如海島和較為偏遠的村莊,其供電主要采用孤立的主網。若采用傳統的交流供電,技術難度較大。雖然可以采用柴油機就地發電的方式解決問題,但會帶來更多的污染和能源浪費。可以利用使用柔性直流技術的優勢,解決孤立電網的用電問題。2.3SVC技術的應用SVC技術是FACTS技術中的一種,其可以通過靈活交流輸電的方式調節系統電壓,從而保持電壓的穩定。在智能電網的建設中,應用SVC技術可以改善線路中的無功潮流,在提升線路輸送效率的同時,保障智能電網的靜態性和穩定性。SVC技術具備無功補償和潮流優化功能,其可以提升智能電網的輸電能力和電能輸送效率,可以應用于各級電網,為電網的智能化發展作出重要貢獻。較典型的利用方式是采用晶閘管控制電抗器、固定電容組實現對電網的靜止無功補償。現階段,SVC技術主要應用在我國的高壓配電系統中,如大型工業加工領域的配電系統,可以減少負載容量過大、諧波等問題對電網供電質量帶來的不良影響[7]。

2.4TCSC技術的應用TCSC技術是基于常規串補技術的技術,可以根據線路的輸電能力進行調整,并優化電網中的同步諧振、震蕩情況,從而提升輸電線路的穩定性與可靠性。在智能電網中應用TCSC技術,可以根據線路功率、負載等控制信號控制線路中的實施阻抗,從而改變線路中的潮流分布,控制傳輸線路的功率,并進一步減少線路中的低頻振蕩現象[8]。應用TCSC技術時,需要用到晶閘管、MOV、電容、阻尼器等設備,相關設備串聯可以實現可控補償,從而提升智能電網的潮流響應能力。如2007年我國建設的500kV可控串補工程可以處理高額定電壓下的諧波、振蕩等問題,可以控制遠距離傳輸中的超、特高壓電網,從而降低線路損耗、提升電網建設的經濟性。

2.5能量轉換技術的應用低碳節能是智能電網的建設目標,能量的高效轉換對于提升電網的節能效應有重要意義。一方面,需要針對風能、太陽能、水能等可再生清潔能源,根據其發電條件進行調整,從而減少間歇式發電和并網過程對電能質量、系統控制帶來的不良影響[9]。例如,在抽水蓄能啟動變頻技術、光伏技術、風力發電技術的并網過程中,需要應用能量轉換技術提升能量的轉換效率,從而增強發電的經濟性。另一方面,在提升能量轉換效率的同時,還需要加強對群聚功率調節、并網功率調節的研究,在合理利用清潔可再生能源的過程中,使其能夠并入電網提高能源供應水平,實現智能電網的低碳節能發展[10]。

2.6電能質量技術的應用在改善電能質量時,我國最常采用技術是APF技術和DVR技術,兩者可以調整配電網的電壓、配電狀態。我國缺少對電能質量問題導致的損失的統計,而根據美國的統計結果,電能質量問題造成的損失為千億美元級別。根據我國較高的人口基數,因電能質量帶來的損失可能超過這一級別,因此,提升電能質量是未來智能電網建設發展的重要方向[11]。在應用電能質量技術時,應當先評估當前的電能質量,合理分析供電過程中的經濟性,并在此基礎上調整智能電網的運行方式,使供電質量能夠滿足市場的實際需求。在改善電能質量時,不但需要重視傳統技術的應用,還需要使用鐵道平衡供電技術、自適應無功補償技術、統一電能質量控制器等技術確保智能電網的供電質量。例如,采用UPQC技術可以自適應地調整用電高峰期和低谷期的配電方式,在實現電能優化配置的同時,進一步保障電網供電的質量。3結束語綜上所述,在智能電網中應用電子電力技術,可以提升智能電網的穩定性、可靠性與供電質量,可以促進電網經濟性建設和功能擴展。在未來我國智能電網的發展過程中,電子電力技術的研究與應用是確保電網可持續發展的重要基礎,也是實現電網低碳節能運行的重要保障。

作者:魏超 單位:國能東北新能源發展有限公司

電力電子教學分析3

1引言

隨著全球能源短缺、環境污染等問題的日益突出,具有節能、環保等優點的新能源汽車應運而生,加之近幾年來,在政策上,國家大力支持新能源汽車相關核心技術的研發,向新能源汽車相關企業提供政策支持,為購買新能源汽車的消費者給予一定的購車補貼,新能源汽車得到了快速發展。為了滿足企業對專業技術人才的需求,各本科高校在原有的車輛工程專業中陸續開設了新能源汽車技術專業方向,各高職高專院校在原有的汽車運用與維修技術專業的基礎上新增了新能源汽車技術專業,以滿足社會對新能源汽車專業技術人才的需求。新能源汽車相對傳統汽車而言,除了動力來源由原來的汽油(柴油)變為了現在的動力電池之外,新能源汽車的正常運行及各功能的實現更多的依賴電力電子技術,其中對能夠承受高電壓、大電流的電力電子器件的依賴程度更高,新能源汽車的四大核心技術:驅動電機、電機控制器、高壓電池及整車輕量化,其中前三項的正常工作離不開電力電子技術的支撐,模塊內部電壓的轉化、能量的流通均由電力電子器件來完成,比如動力電池向驅動電機提供能量時,其中必須經過由電力電子器件組成的逆變電路,將動力電池中的直流電轉換為交流電;通過慢充形式(民用220V交流電)向電動汽車進行充電時,其中必須經過由電力電子器件組成的整流電路,將民用交流電轉換為直流電;在電動汽車運行過程中,動力電池需向整車低壓設備及蓄電池進行供電,其中也必須經過由電力電子器件組成的降壓型直流/直流(DC/DC)轉換裝置來實現。因此,電力電子技術對于新能源汽車的正常運行起著至關重要的作用,作為新能源汽車技術專業的學生,電力電子技術也是一門必修的課程。電力電子技術是基于電路、電子技術和高等數學為基礎的一門專業必修課程,也是新能源汽車技術專業核心課程的基礎課程,然而由于該門課程定性分析較難、定量計算較多,與強電相關,具有一定的危險性,加之對前序課程電路、電子技術及高等數學的要求較高,在實際高等職業院校層次教學工作中,該門課程的教學效果欠佳,學生對知識點的掌握程度不夠深入,對后續專業核心課程的學習,造成了一定程度的困擾,本文基于以上問題,結合自身的教學實踐,詳細分析了電力電子技術在新能源汽車技術專業教學中所遇到的各種問題,并給出了相應的解決措施。

2電力電子技術在新能源汽車技術專業中的教學情況分析

本部分主要涉及電力電子技術在實際教學過程中所遇到的各種問題,并加以分析,主要從生源情況、專業基礎課程開設情況、高等數學等公共基礎課程開設情況、教學方式及課程本身特殊性等方面展開問題分析,并給出相應的改善措施。

2.1生源情況隨著社會經濟的快速發展,社會對工科畢業生的需求量越來越大,高等專科學校或高等職業院校原有的人才培養模式及規模已不能滿足近年來社會對工科技能型人才的需求,在國家政策的支持下,高等職業院校逐步加大了招生計劃,為了進一步滿足經濟社會的發展需要,多數高職工科專業招生報考條件由原來的只招理科生源已經演變為文科、理科均可,以川南地區某高職院校2019級新能源汽車專業為例,該校2019年新能源汽車專業共錄取新生183人(含單獨招生),其中文考考生95人,被錄取的新生為文科考生的比例超過了一半,如圖1所示。經了解,上述考生中文科考生在高中階段物理的學習時間為一學年的只有61人,高中階段物理的學習時間為一學期的高達34人,如圖2所示,對于電學部分,文科考生基本沒有相應的基礎知識積累,這就造成文科考生報考汽車專業,進入大學后,對于和物理相關的課程的學習造成很大的困難,這也直接導致了對物理要求特別高的電力電子技術課程的授課效果欠佳。圖2高中階段物理的學習時長高中階段物理的學習時長36%64%一學年一學期考慮教學效果及高中階段學生類別情況,在制定人才培養方案時,適當調整文科生源的基礎課程,在保證課程進度的同時,適當增加高中階段物理電學部分課程內容,以更好地為電力電子技術課程的學習提供扎實的理論基礎。

2.2專業基礎課程開設情況專業基礎課程的開設情況直接影響后續專業核心課程的學習,電力電子技術的前序課程主要為電路、模擬電子技術及數字電子技術,由于這三門課程計算較多、難度較大,而高職院校學制較短,培養目標偏重應用,因此,大多院校將三門課程在內容和難度上做了調整,以少學時、項目化的形式將三門課程融合為電工電子基礎這門課程進行開設,電工電子技術課程是高等職業院校中機械、電氣、電子、汽車等工科專業人才培養方案中的必開專業基礎課程之一,各高職院校也非常重視電工電子技術課程,對于電路的結構、定性分析、定量計算及應用均進行了詳細的普及。電工電子技術是一門機電相關專業的基礎課程,對于新能源汽車專業,在實際的授課過程中,缺乏一定的針對性,比如,該門課程通常為非汽車專業的老師進行授課,講授的課程內容具有普遍性,甚至授課內容與機電一體化專業、電氣自動化專業、數控技術專業一致,缺少汽車專業方面的應用舉例,缺乏電工電子技術與汽車電路的緊密結合。在人培養方案制定時,將承擔專業核心課程的骨干老師作為電工電子技術課程的負責人或主講教師,將電工電子技術在汽車電路中的體現講解清楚,以做到電工電子技術課程緊密切合汽車專業教學,提高專業基礎課程的授課針對性及緊密性,切實達到專業基礎課程為專業核心課程服務的良好效果。

2.3高等數學等公共基礎課程開設情況高等數學、線性代數等公共課程的開設情況直接影響專業課程的學習效果,尤其像含有大量計算的專業課程,如電力電子技術課程,因此,必須將高等數學納入工科專業人才培養計劃中,并充分保證高等數學的授課學時,協調好高等數學與專業課程的開課順利,確保高等數學起到服務于專業課的效果。目前,汽車專業的人才培養方案中都保留了數學課程,課程名字大致分為微積分、高等數學、工程數學三類,從專業課的學習方面來講,微積分、高等數學對后續專業課程的學習更有益,對于解決專業課程中所涉及的微分方程或積分方程更有幫助。對于一些高校選擇開設工程數學,工程數學主要為線性代數,主要討論方程組的解法,對后期專業課程學習的幫助不是很大,在開設高等數學的高校中,其中大多數高校,在開課順序上安排不夠合理,比如,多數高等職業院校,高等數學與電工電子技術在第一學期同時開課,造成數學的進度趕不上專業課程學習的進度;也有部分高等職業院校,由于學校逐年擴招,造成高等數學教師缺乏,導致第一學期應該開設高等數學課程的專業無法開設,推至第二學期進行補開高等數學,嚴重影響了專業課程的學習,造成學生學習上的困惑,沒有充分體現高等數學課程作為基礎課程對專業課程學習的服務作用。為充分體現高等數學對專業課程學習的服務作用,建議在制定人才培養方案時,將高等數學提前開設,電工電子技術課程滯后開課,比如,第一學期課程中,高等數學在新生軍訓結束后開課,電工電子技術滯后三到四周再開課,以便高等數學所講的微分、積分直接應用到電工電子技術課程中,提高專業課程的學習效果。

2.4專業課的教學模式在高等職業院校中,電力電子技術課程的授課形式和其他工科專業的專業課程的授課模式基本一致,大致采用“理論講授+實驗/實訓”或者“理實一體化”兩種教學模式,“理論講授+實驗/實訓”的授課模式是教師先在理論教室先進行講解授課內容,后續再安排學生到實驗室或者實訓車間做實驗,理論內容講授和實驗、實踐在時間上是單獨進行的;“理實一體化”教學模式是教師在實驗室或者實訓車間通過多媒體展示、教學儀器或者教學設備的使用,同一時間進行理論內容講解和實操演練的教學模式,學生在理論內容講解中看到了實操演練,在實操演練的同時也加強了對理論知識的理解。對比兩種教學模式,由于“理論講授+實驗/實訓”的授課模式在理論內容講解與實驗實踐是不同步的,可能造成學生在實驗時而忘記了理論內容,導致實驗失敗,同時在抽象又復雜的理論學習中,因缺乏直觀、清楚的實驗,而阻礙對理論知識的正確理解;相比而言,“理實一體化”教學模式對教學效果的提高更有效,避免在單獨講授理論知識時,由于內容涉及計算公式過多或較抽象難以理解而導致學生聽不懂、甚至放棄課程學習,致使教學效果欠佳。在今后制定人才培養方案和電力電子技術課程授課計劃時,電力電子技術課程及其他專業課程的教學場所全部改為實驗室或者實訓車間,電力電子技術課程及其他專業課程的授課方式全部采用“理實一體化”的教學模式,改善學生的學習情況,加深學生對知識點的理解,同時加強學生的實操能力,做到理論和實踐的有效結合,以提高教學效果。

2.5電力電子技術課程本身的特殊性電力電子技術主要講解能夠承受高電壓、大電流的大功率型器件,該大功率型器件主要應用于新能源汽車上的車載充電機、電機控制器、DC/DC變換器及高壓配電裝置等,正常工作時,其電壓高達400-500V,遠遠高于人所能承受的安全電壓(交流電25V、直流電60V),因此,電力電子技術這門課程在實驗實訓時,具有一定的安全隱患,主要表現為以下幾個方面:(1)目前,對于大多數高等職業院校的實訓場地,其安全防范還有一定的問題,高壓實訓工位的布置不夠完善,安全警示牌、警戒線布置不規范,甚至沒有布置,對于拆裝新能源汽車上的電力電子裝置,存在不鋪設絕緣墊,安全帽及絕緣手套配置數量不夠,甚至部分絕緣手套出現破損現象,對于開展實訓、實驗帶來一定的安全風險。(2)在進行新能源汽車整車電力電子裝置實驗、實訓時,多數高等職業院校采用任課教師獨立完成實驗、實訓,在課程安排上沒有考慮電力電子技術課程的特殊性,建議在進行新能源汽車上電力電子裝置實驗時,安排一名輔助教師,以保證高壓帶電實操時不發生安全事故。(3)高壓帶電操作時,一般要求作業人員需要持有高壓帶電操作電工證,對于高等職業院校的學生來說,對口生源的學生可能也只有部分在中職學習階段獲得了電工證,但基本是都沒有考取高壓電工操作證的,因此,在整車上直接進行電力電子裝置實驗、實訓,具有一定的危險性,建議在電力電子技術課程開設前,增加高壓電安全操作規范及相關注意事項安全培訓,以杜絕安全事故的發生。

3結論

電力電子技術課程作為新能源汽車專業的專業課程之一,起著承上啟下的作用,對后續專業核心課程的學習提供必不可少的理論基礎,本文結合自身教學實踐,詳細分析了電力電子技術在新能源汽車技術專業教學中所遇到的各種問題,并給出了相應的解決措施:(1)考慮生源類別對教學效果的影響,在制定人才培養方案時,適當調整文科生源(含對口生源)的基礎課程,增加高中階段的數學和物理課程中的電學內容,以更好地為專業課的學習提供理論基礎。(2)培養前序專業基礎課程的專業師資,以做到電工電子技術緊密切合汽車專業教學,提高專業課程的授課針對性和緊密性,切實達到專業基礎課程為專業核心課程服務的良好效果。(3)調整高等數學開設順序,使高等數學的進度跟上或者超前專業課程的進度,以更好的服務專業課程的學習,提高專業課程的教學效果。(4)專業課程的教學場所調整為實驗室或者實訓車間,專業課程的授課方式建議采用“理實一體化”的教學模式,做到理論和實踐的有效結合,以提高教學效果。(5)考慮電力電子技術課程本身的特殊性,建議在電力電子技術課程開設前,增加高壓電操作規范相關安全培訓;在整車上進行電力電子裝置實驗、實訓時,安排一名輔助教師,以保證高壓帶電實操時不發生安全事故。

參考文獻:

[1]王兆安、劉進軍.電力電子技術[M].北京:機械工業出版社,2009.07.

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作者:梅永振 宮濤 劉良 吳沉 卿龍 羅美琴 梅容芳 劉福華 單位:宜賓職業技術學院汽車與軌道交通學院

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