以“工程应用”为载体的电力电子课程开发与实践

以“工程应用”为载体的电力电子课程开发与实践

摘要:本文从电力电子技术课程教学的现状出发,提出电力电子课程改革的必要性,介绍了基于工程应用为载体的课程项目的开发思路和过程,总结了实践中存在的问题。
　　关键词:工程应用;课程改革;电力电子技术;项目开发
　　
　　一、电力电子技术课程改革的背景
　　
　　1.课程改革是培养高素质技能人才的突破口
　　电力电子技术是一门综合电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科,是电类、机电类专业的一门重要的专业课。随着新器件和控制技术的不断发展,新型技术应用正逐步渗透到生活领域,在有限的时间内让学生掌握本课程内容以及培养工程实践能力和创新意识是本课程教学的难点问题。2008年盐城纺织职业技术学院以课程改革为切入点,积极开展教学改革,改变传统学科导向的课程模式,依据高素质技能型人才培养目标,构建“以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体”的教学体系。本文依据盐城纺织职业技术学院的实际情况,提出了以工程设计和工程应用为载体的项目开发思路,将社会和企业的旺盛需求引人教学项目,使学生既能了解基本原理,又能动手操作相关实训项目,有机地将职业道德、职业能力和职业技能结合起来,实现三位一体,贯穿于工作任务的实践中。
　　
　　2.传统课程结构与能力培养过分强调学科性,未能体现职业性
　　长期以来,该课程都是以“器件一电路一应用”为知识主线,课程内容理论化,学习方式课堂化,不利于学生能力的培养。传统课程过分强调了这门学科的系统性和完整性,在教学中表现出理论与实践的严重割裂,课堂教学抽象深奥,专业实践的教学时理论容易遗忘,学生专业技能的提高受到制约,综合能力得不到发展。这门课程涉及到三大领域的技术,具体到六大行业的应用,但课程的技术应用仍停留在电路分析上,与学生将来能从事的岗位未能有实质性的联系。所以,以能力发展为主要目标,构建以工程应用为主线的项目课程,培养创新思维探究型教学模式,是电力电子技术课程改革的重要途径。
　　
　　3.教学内容重复太多,没有体现职业教育的教材
　　电力电子电路从单相到三相,每种电路分电阻性负载、电感性负载、电机类负载,由此构成的教学设计就是介绍电路工作原理、电路波形分析、公式推导,如此重复的内容体系不仅教者讲得累,学生听得也很累。随着高职教育专业课程设置改革,“电力电子技术”教学学时不断减少,而随着电力电子技术的迅猛发展,该课程的教学内容越来越丰富,教学要求也越来越高。目前无论是使用的教材,还是实验实践手段都不能适应电力电子技术的发展,因此对电力电子技术课程的教学内容、教学方法、教学手段和实验实践等进行全面的改革势在必行。
　　
　　二、电力电子技术项目课程的构建
　　
　　项目设计原则:项目设计应以工作任务设置与分析为教学任务目标,项目应有较强的可操作性,项目的实施过程应涵盖了课程对知识和能力培养的要求,能在接近真实的学习情境中完成。
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　　1.以工程应用为载体的课程开发思路
　　“电力电子技术”课程教学内容的改革必须把素质教育和能力培养放在首位。课程项目化选择工程应用为载体,以工作任务为中心,整合工程应用与理论知识,以够用、实用为原则。确定项目为达到能力目标,收集实际工作任务,并将实际的任务进行典型化,将三种学科知识进行横向构建,从简单到复杂,从单一到综合,形成一系列彼此联系、层次渐进的项目序列,这样将综合职业能力融入工作任务,以行动能力为目标,以知识为支撑,使学生在完成项目过程中,培养综合职业能力。
　　
　　2.电力电子技术项目课程开发的基本过程
　　(1)电力电子技术项目课程目标确定。课程项目开发前组织小组成员广泛调研,进行技术领域分析,明确哪些岗位与本课程有联系,探求岗位所需要的职业能力,制定课程目标。在广泛的企业调研的基础上,主要是针对电子制造业、电力行业相关企业调查与电力电子相关工种或岗位群需要的专业知识、技能、工作能力。按完成一个工程案例分解成一系列的工作任务,针对工作任务分析完成相应的任务所必需的知识和能力,确定工作任务能力分析表。
　　(2)电力电子技术项目课程内容调整。近几年来,全控型器件(GTO、GTR、IGBT、MOSFET)的兴起几乎完全取代了晶闸管,全控型器件组成的整流电路、逆变电路、交流调压、变频电路的拓扑结构、工作原理、设计方法应当是当前授课的重点。缩减以晶闸管为代表的半控型器件及由其组成的控制电路和控制装置的教学,既降低了学习难度,减轻了学生的学习负担,也不影响教学效果。通过对电力电子技术应用、相关岗位的需求等方面调研,了解到与电力电子技术相关的工作岗位:电力电子器件及设备制造、安装、调试,交直流电机自动控制系统开发、调试、维护,冶炼加热系统安装、调试,变频调速系统的应用、调试和维护等。然后根据工作岗位需要的电力电子技术,结合电力电子通用技术,确定了六个与学生就业工作岗位联系紧密的项目,如表1所示。
　　(3)课程教学方法及教学情景设计。将EDA技术与探究学习教学模式相结合不失为一种电力电子技术教学较好的教学模式。而任务引领型教学法是实施探究式教学模式的一种常见有效教学方法,其过程就是让学生在一个典型的案例的任务引领下展开教学活动,引导学生完成一系列任务,从而得到清晰的思路、方法和知识的脉络,在完成“项目”的过程中巩固知识、在动态的学习工作中系统培养工作能力、学习知识技能。任务引领型教学法实施过程直接影响到学习效果和设计课题完成的质量。在知识讲授前授课教师需下达任务书,让学生知道有哪些设计课题,有哪些问题,需要具备哪些知识。这样,学生带着问题,由变动接受知识为主动探索知识,可以使课题任务的内容与授课、技能训练、思维训练、综合素质训练同步。
　　在采用典型案倒为背景的项目教学中,要以工作任务来激发学生的学习兴趣。教学过程中要充分利用挂图、投影、多媒体等现代化手段创设教学情境。教师首先以案例作为背景知识介绍为切入点,以激发学生的学习欲望,然后分析案例所需的知识和能力,调动学生的学习热情。在学生认知过程中,将知识点由浅入深分解成多个任务,要求学生参考案例完成工作任务,最后可安排能力训练。相关重复的理论知识和拓展知识安排在项目设计之后由指导教师适当讲解或学生自学。
　　(4)电力电子技术课程评价标准。探究式教学模式的各种教学方法上体现出很强的互动性,学生为解决某一问题可同时开展多学科的学习,同时还能培养学生创新思维、合作精神,提高学生学习积极性,增强学生学习信心与成就感。教师在指导学生完成项目的过程中将有关知识、职业道德、情感态度等与技能培训有机融合起来,加强学生动手操作能力的培养,注重培养学生独立分析能力和解决问题的能力。所以对学生的评价不能一纸定论,最后的评价是相对的、多层次的,是以行为、作品为基础的综合性评价。具体做法是以观察、记录学生完成