電力電子技術(shù)就是使用電力電子器件(如晶閘管，GTO，IGBT等)對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，是一門應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)[1]，也是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，更是上海電力學(xué)院培養(yǎng)學(xué)生具備電力特色的一門專業(yè)課程。電力電子技術(shù)如今已發(fā)展成了一門橫跨電子、電力和控制三個(gè)領(lǐng)域的新型工程技術(shù)科學(xué)，該課程以其電路圖多、波形圖多、波形圖復(fù)雜、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，給其教學(xué)提出了一定的挑戰(zhàn)，尤其對于信息類專業(yè)學(xué)生，其自身電力知識體系不是很完整，去深入理解拓?fù)渥儞Q、器件開關(guān)物理狀態(tài)、換流方式比較吃力，從而使信息類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程沒有自信心，最終失去興趣，使得教學(xué)效果不是很理想[2-3]。因此，在這種情況下既要培養(yǎng)出電力特色的信息類專業(yè)應(yīng)用型電力電子技術(shù)人才，又只能利用有限的課時(shí)進(jìn)行教學(xué)，就必須對傳統(tǒng)的“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)進(jìn)行改革，即結(jié)合學(xué)生認(rèn)知的實(shí)際和教學(xué)大綱對不同專業(yè)學(xué)生的要求，選擇與之相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)難度，使不同學(xué)生對電力電子技術(shù)的認(rèn)識都有一個(gè)提高，都能知道電力電子技術(shù)介紹的主要內(nèi)容，但知道的細(xì)節(jié)和深度不同。如電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生需要熟悉電力電子拓?fù)渥儞Q、換流方式及原理、公式推導(dǎo)等知識，而對于信息類專業(yè)學(xué)生可以要求其不進(jìn)行復(fù)雜的公式推導(dǎo)和知識的深入討論、研究，只需知道結(jié)論和應(yīng)用即可。

一、上海電力學(xué)院信息類專業(yè)人才電力特色培養(yǎng)要求

上海電力學(xué)院是一所電力特色明顯的電力高校，被譽(yù)為電力工程師的搖籃。作為具有電力行業(yè)背景的高校，計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院的信息類專業(yè)堅(jiān)持“行業(yè)為背景、注重實(shí)踐、培養(yǎng)能力”的培養(yǎng)理念，以“信息與電力結(jié)合，以信息為本，電力應(yīng)用”為特色。圖1顯示了上海電力學(xué)院培養(yǎng)方案中電力知識相關(guān)課程的設(shè)置分布。

通過這一特色培養(yǎng)計(jì)劃，上海電力學(xué)院信息類專業(yè)學(xué)生除了掌握信息領(lǐng)域中電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等，還掌握了電工學(xué)科中關(guān)于電的生產(chǎn)、傳輸、變換、使用等內(nèi)容，因而真正將“信息與電力結(jié)合，信息為本，電力應(yīng)用”。而電力電子方面的知識是這一特色培養(yǎng)計(jì)劃及其知識結(jié)構(gòu)不可或缺的組成部分。開設(shè)電力電子課程時(shí)，同時(shí)又要根據(jù)信息類專業(yè)內(nèi)涵及培養(yǎng)結(jié)構(gòu)體系，著眼點(diǎn)在控制，授課重點(diǎn)在于電力電子器件及電能變換的控制、信號的檢測、保護(hù)與數(shù)據(jù)處理等，主電路變換及拓?fù)洹⑵骷x型等強(qiáng)電知識作為熟悉、了解內(nèi)容，知道的細(xì)節(jié)和深度不需要如電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生那樣，這樣學(xué)生將有更多精力投入到其自身專業(yè)背景與知識點(diǎn)，而不必糾結(jié)于強(qiáng)電中的功率流換相等復(fù)雜的拓?fù)浞治鲋校瑥亩趸@門課程的難度，學(xué)生會更加有信心學(xué)好這門課程，既熟悉了電力相關(guān)知識及背景，又加深了信息類控制技術(shù)的應(yīng)用。

二、信息類專業(yè)“電力電子技術(shù)”課程人才培養(yǎng)方法探討

信息類專業(yè)重點(diǎn)在于弱電及控制，在學(xué)習(xí)電力電子專業(yè)課程時(shí)，應(yīng)該回歸本位，把學(xué)習(xí)重點(diǎn)放在弱電及控制原理，把難于理解及復(fù)雜的強(qiáng)電拓?fù)溥M(jìn)行弱化，通過給學(xué)生講解電能變換原理，然后讓學(xué)生利用所學(xué)“DSP原理”課程知識進(jìn)行編程，產(chǎn)生出電能變換中所需要的脈沖，至于實(shí)際的強(qiáng)電變換結(jié)果則通過PSIM軟件進(jìn)行仿真。

1.利用多媒體課件生動、直觀地展示電力電子拓?fù)浼霸?/p>

近年來，多媒體教學(xué)逐漸代替了板書成為主流課堂教學(xué)手段，有效地利用多媒體手段展示不同電力電子器件開關(guān)狀態(tài)下電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可將枯燥的分析變得生動[4]。如在講解晶閘管整流電路時(shí)，對于信息類專業(yè)學(xué)生，重點(diǎn)不在于每個(gè)拓?fù)潆娐冯娏鞣治觯谟谄洳煌|發(fā)角所對應(yīng)的直流電壓，觸發(fā)脈沖如何產(chǎn)生等。圖2所示課件中，點(diǎn)擊顯示波形，電壓和電流波形將動態(tài)地顯示出來。電路電流和波形顯示結(jié)合起來，有助于學(xué)生掌握觸發(fā)角、移相范圍等概念，同時(shí)也有助于學(xué)生更好地分析和掌握電路。

2.利用PSIM電力專用仿真軟件加強(qiáng)信息類專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)內(nèi)涵

利用多媒體方式的課題教學(xué)只能授予學(xué)生理論知識，無法提高學(xué)生的工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力，這樣的教學(xué)模式也無法培養(yǎng)出滿足市場需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。尤其對于“電力電子技術(shù)”這門課，其綜合性、應(yīng)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，要想讓學(xué)生真正學(xué)好這門課，有必要給學(xué)生提供自己動手進(jìn)行實(shí)踐的軟件和硬件環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，使他們利用現(xiàn)有條件，在“電力電子技術(shù)”課程的實(shí)踐學(xué)習(xí)中，提高自己綜合分析和解決工程實(shí)際問題的能力，提高自己的創(chuàng)新能力和就業(yè)競爭力，滿足人才市場日漸增長的需求。因此，必須要增加大量的實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)。

但是電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)所涉及的都是功率器件、三相電源、示波器等。這些設(shè)備費(fèi)用高、實(shí)驗(yàn)所花時(shí)間太長，且危險(xiǎn)性大。利用PSIM電力專用模擬工具代替實(shí)際元件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真，既不擔(dān)心元器件損壞，也沒有任何危險(xiǎn)，具有直觀易懂、改變參數(shù)容易、精度高和重復(fù)性好等特點(diǎn)，學(xué)生完全可以在無人指導(dǎo)的情況下，在計(jì)算機(jī)上自行完成電力電子線路仿真實(shí)驗(yàn)[5]。更為重要的是，對于信息類專業(yè)學(xué)生，不用去分析主電路變換及拓?fù)洹⑵骷x型等強(qiáng)電知識，只需要從庫模型中直接拖出，使其不必糾結(jié)于強(qiáng)電中的功率流換相等復(fù)雜的拓?fù)浞治鲋校褜W(xué)習(xí)重點(diǎn)放在弱電及控制原理，有利于對所學(xué)理論有深刻的理解，而且新的思路和想法可以立即通過仿真加以驗(yàn)證，可促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這樣激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和實(shí)際動手的能力，起到事半功倍的實(shí)際效果。比如在講解電能變換中的逆變器章節(jié)，信息類專業(yè)學(xué)生只需要了解主電路工作原理，重點(diǎn)在于逆變器的控制及SVPWM信號的產(chǎn)生，如果通過設(shè)計(jì)實(shí)際控制電路來完成，效果不佳。因?yàn)樗脮r(shí)間比較長，且學(xué)生水平及經(jīng)費(fèi)受限，因此可以利用PSIM仿真軟件來建立SVPWM模型，如圖3所示，其為SVPWM波的產(chǎn)生模型。

3.實(shí)際效果分析

通過采用新的教學(xué)方法及手段，信息類專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)“電力電子技術(shù)”課程后，其理解深度及體會均得到提高，具體實(shí)際效果可從表1對照看出。通過改進(jìn)教學(xué)方式，學(xué)生對“電力電子技術(shù)”課程內(nèi)容理解力加強(qiáng)，表現(xiàn)在作業(yè)的正確率得到提高;做實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備損壞率降低，其主要原因是學(xué)生在做實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)，先通過PSIM軟件進(jìn)行模型搭建，并分析其各點(diǎn)波形，理論通過后，才允許進(jìn)入實(shí)際實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行真實(shí)物理模型實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前就已經(jīng)對實(shí)際實(shí)驗(yàn)有所了解，設(shè)備損壞也就減少，同時(shí)其建模速度也得到提高。

三、結(jié)論

電力電子技術(shù)是對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，是電力學(xué)院培養(yǎng)學(xué)生具備電力特色的一門專業(yè)課程。可以把它看成是弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)，是弱電和強(qiáng)電之間的接口。計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院屬于信息學(xué)科，側(cè)重于弱電及控制，因此授課重點(diǎn)在于電力電子器件及電能變換的控制、信號的檢測、保護(hù)與數(shù)據(jù)處理等，主電路變換及拓?fù)洹⑵骷x型等強(qiáng)電知識作為熟悉、了解內(nèi)容，這樣學(xué)生將有更多精力投入到其自身專業(yè)背景與知識點(diǎn)，而不必糾結(jié)于強(qiáng)電中的功率流換相等復(fù)雜的拓?fù)浞治鲋校瑥亩趸@門課程的難度，學(xué)生會更加有信心學(xué)好這門課程，既熟悉了電力相關(guān)知識及背景，又加強(qiáng)了對信息類控制技術(shù)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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