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【摘要】針對當前應用型本科電力電子技術的課程教學與企業相關人才需求的不匹配，探索了基于CDIO工程應用為指導的教學模式，完善教學內容設置、增設實踐教學環節，建立產學結合的新教學模式，構建以技術應用能力培養為主線的理論教學和實踐教學同步進行的新體系。采用項目體驗教學模式，在“做中學”和“學中做”中培養學生創新思維及工程實踐能力，取得了較好的教學效果。
【關鍵詞】電力電子技術；CIDO；教學模式
“電力電子技術”是應用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術，是電氣工程和自動化專業一門重要的專業基礎課。“電力電子技術”已經滲透到國民經濟的各個領域，未來更多的電能將通過電力電子技術處理后再加以應用。如何利用現有條件，加強綜合素質教育，提高學生綜合分析和解決實際問題的能力，培養具有創新能力與企業需求接軌的人才，已引起各高校廣泛的關注和重視。同時電力電子專業學生就業廣泛，可供職于電力行業、機電行業、供電部門、用電部門、汽車、航空等部門。因此如何教好電力電子技術課程，讓學生有所學、有所用，成為應用型本科人才培養的重點問題。CDIO模式是一種在全球各國廣泛推行的工程教育模式。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。將CDIO模式運用到電力電子課程教學中，優化“電力電子技術”課程設置結構，構建“以應用能力培養為核心”的課程體系。推行基于項目、基于問題、基于案例的教學方法和學習方法，支持學生開展研究性學習、創新性實驗，實現課程內容與職業標準、教學過程與生產過程對接，培養學生的工程思維和創新精神具有重要的理論價值。民辦高校學生畢業后主要輸送到企業，更注重應用型人才的培養，因此電力電子技術教學必須打破傳統理論推導和全面講解的教學模式，如何依據CDIO理念開展電力電子技術課程教學、改革教學內容、課程體系與教學方法都是值得我們探討的問題。我院將機電與汽車工程學院的15、16級電氣工程及其自動化學生作為“電力電子技術”這門課程教學改革對象。聯合九洲電氣、哈飛集團等電氣相關龍江企業進行合作，并展開電力電子技術的教學改革，為企業培養合格人才，取得良好效果。
一、CDIO模式下教學內容教學模式的改革
1.教材的修訂與選取。隨著電力電子技術的快速發展，新型的電力電子器件不斷出現，但適合應用技術型院校的學生掌握電力電子技術技能的教材較少，應用型本科院校工程類教材的選取，更應注重理論和實踐結合，重在工程實踐應用。本人參與了21世紀應用型本科電氣類專業系列規劃教材《電力電子技術》的編寫，本教程弱化了理論部分，著重實踐應用原理，深入淺出，適合應用型本科學生選用。2.教學內容做適當調整。當前電力電子技術教程內容大致分四個部分：電力電子器件、基本的電力電子電路、脈寬調制和軟開關控制技術、電力電子裝置的應用。電力電子器件涉及半導體物理的相關知識，器件內部載流子復雜運動會使學生感到抽象，不易接受，容易打消學生學習的積極性。因此,教師應當對這一部分教學內容有所取舍。應從實踐應用角度出發，重點講解器件的功能，導通和截至的條件，外部特性，極限參數等實用問題，使學生在實際應用中會選取器件。另外IGBT、MOSFE等全控型器件應用領域廣泛，成為中、大功率電力電子裝置主導器件，因此適當地增加了全控型器件IGBT，MOSFET內容的講解，重點講述PWM逆變、變頻等內容。3.改進教學模式，開展線下線上混合式教學模式，打造精品課堂。翻轉課堂課是線上和線下混合教學的有效策略和方式，顛覆了傳統課堂教學流程，以教師“教”為中心，轉為以學生“學”為中心。課前部分根據電力電子技術的課程內容，在線導學，資源自學；課中，在老師指導下，學生在分組活動中運用課前學到的知識并進行講解，老師做出總結與個別問題糾正；課后檢測，加強知識掌握和運用的程度。實現翻轉課程過程中運用智慧教學工具雨課堂，教師將帶有MOOC視頻、習題、語音的課前預習課件提前推送到學生手機，師生溝通及時反饋；課堂上實時答題，彈幕互動，充分調動學生自我學習的積極性，效果很好。
二、CDIO模式下實驗教學的改革
實踐教學環節可以鞏固、檢驗課堂上所學的基礎理論知識，強化學生的實踐技能，提高學生的實際動手能力，是課堂教學的必要補充。
1.精心安排實踐教學內容
根據理論知識的重點及實踐應用情況，開設以下實驗內容。(1)三相全控橋整流電路實驗。(2)單相橋式有源逆變電路實驗。(3)采用自關斷器件的單相交流調壓電路。
2.開展仿真實驗教學
我院每年電氣工程自動化專業平均招生180人，人數較多，目前學院電力電子實驗室仍在擴建中，為彌補當前實驗設備不足，鼓勵學生使用Matlab、PSPICE等常用電力電子仿真軟件，參照老師推薦的電力電子仿真實例教材，進行工程實例系統仿真，對學生理解理論知識起到較好的輔助作用，也為以后工程實踐打下良好基礎。
3.開放實驗室教學
電力電子實驗室在計劃授課外安排時間向學生開放，為有興趣做綜合型、創新型實驗的學生提供了良好的學習條件。同時積極開展校內產、學、研相結合的新模式，并與龍江電氣企業合作共建實習和實訓基地，為學生提供參與工程實踐的平臺。大大提高了實驗室的利用率，激發了學生的學習興趣，培養了學生的工程實踐能力。
三、CDIO模式下實踐教學的改革
以15級電氣及其自動化電力電子的課程設計為實例，采用CDIO模式教學。將15級電氣及其自動化3個班的學生分成十個小組，以哈爾濱九洲電氣有限公司的開關電源系列產品做為課程設計題目，包括筆記本電腦電源、手機充電器、LED驅動電源、EPS后備電源、電力系統專用UPS不間斷電源等十個方向，每個小組選擇一題進行設計。1.在產品開發最初（構思）階段，要求每組學生對開關電源產品概念、設計要求、設計目的、設計內容等進行詳細說明。2.方案設計階段，主要根據構思階段提出的問題進行設計。以惠普筆記本電腦電源適配器為例，本適配器共包括整流濾波、逆變器、變壓器、穩壓控制四個組成部分。使用DXP軟件繪制主電路、控制電路、保護電路原理圖，計算變壓器的各種參數零器件的選取。最后使用Matlab/Simulink進行電路仿真。3.方案實現階段，制作開關電源的PCB板，主要過程依據開關電源的電路原理圖建立元件參數，輸入原理網表，設計參數設置，手工布局，手工布線，設計驗證，復查，最后CAM輸出。
四、結束語
將CDIO的工程教育模式與哈爾濱遠東理工學院的特點相結合，圍繞“構思—設計—實現—運作”CDIO理念展開的“電力電子技術”課程教學改革取得較好的效果。新模式理論教學中滲透實踐應用，有效激發了學生的學習興趣；實踐教學培養了學生較強動手能力；案例實踐教學充分調動了學生的積極性，培養了學生的團隊合作精神，提高了學生的工程實踐能力。同時CDIO教學模式的實施也推動了教師的綜合教學能力的提升和教學水平的大幅度提高；為我校其他工程學科CDIO模式的教學改革全面展開提供了有益的借鑒。
【參考文獻】
[1]張雪君.應用型人才培養模式下“電力電子技術”教學改革與實踐[J].中國電力教育，2014.
[2]黃雄華.基于CDIO的電子工程訓練教學體系的探索和實踐[J].韶關學院學報，2019.
[3]李喜平，叢 昕，魏昭輝，蘇洪雨.民辦高校以應用型人才培養為目標的電力電子技術教學改革與實踐[J].亞太教育，2016.
[4]郭利輝.基于翻轉課堂的電力電子技術課程教學模式構建[J].許昌學院學報，2017.
[5]高晗瓔，李文娟，劉端增，周美蘭，周永勤，金寧治.工科電力電子技術課程的教學改革與實踐探索[J].中國現代教育裝備，2016.
[6]胡靜波.“電力電子技術”課程的CDIO教學改[J].高教學刊，2015.
作者:郭金梅 單位:哈爾濱遠東理工學院 機電與汽車工程學院
