摘要:課程建設與改革是提高教學質量的核心，也是教學改革的重點和難點。電力電子技術作為自動化專業的核心專業基礎理論課程，工程實踐性很強,具有鮮明的時代特征，其相應的教法改革必須與時俱進的。本文針對國外內高校在電力電子技術方面的教育現況作較為全面的分析和比較,并提出了相關加強我國高校的電力電子技術教學改革的參考建議。
　　關鍵詞:電力電子;高校教學;教學改革
　　
　　0引言
　　學術角度上所稱的電力電子學（PowerElectronics）是在上世紀60年代出現的，在工程技術角度上稱為“電力電子技術”。它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而形成。電力電子作為一項新興技術,在生產生活的各個領域受到人們越來越多的關注。特別是隨著各種新型功率電子器件的誕生,使電力電子設備的性能得到不斷提高;計算機技術的飛速發展大大提高了電路設計和仿真的效率;全球性的能源危機使人們的目光開始轉向環保型能源,如太陽能、風能,不同形式的能量之間的轉換也必須依賴電力電子技術。這些因素都為電力電子技術的應用和發展提供了良好的契機。
　　目前我國高等教育部門均已意識到加強電力電子技術專業教育的重要性。為了促進我國高校電力電子技術教學的改革和發展,已在電力電子教材內容和課程內容的設置、課程體系設置、實驗室建設和教學方法方面有所改進。旨在使學生具備必要的專業知識的同時，培養學生運用專業知識的能力。
　　
　　1國內外高校本科電力電子技術教材內容和課程內容的設置
　　國內外高校本科教育電力電子技術教材內容和課程內容設置的比較見表1。
　　
　　通過以上內容比較可以看出,國內的本科教材通常是在介紹電力電子開關器件的基礎上,對各種交、直流電能變換電路的結構和工作原理進行分析,并涉及一些簡單的軟開關技術。國外教材則更注重介紹電力電子技術的實際應用,如:高頻開關電源、小型熒光燈鎮流器、感應加熱、電力電子技術在電力、交通、工業企業中的應用等,這是我國教材應向國外同行學習,加以改善的方面。
　　明尼蘇達大學在電力電子課程的授課和實驗中采取了一種新的教學方法———基于BuildingBlock的教學方法。所謂BuildingBlock,是一個雙口開關模塊(switchingpole),如圖1所示。該模塊可以作為各種不同結構、功能的變換器的基本組成部分,利用BuildingBlock可以構成Buck,Boost,Buck2Boost,Flyback,Forward等變換器,三個這樣的模塊還可以構成用于控制三相交流電機的開關模式逆變器。該課程首先講述BuildingBlock,為描述不同類型變換器的拓撲結構提供了一個共同的基礎,在分析其他變換器的過程中直接利用BuildingBlock的分析結果,簡化了變換器的分析過程。
　　
　　圖1
　　FundamentalsofPowerElectronics教材的一大特色是從電路設計的角度入手,介紹如何根據所要實現的電路功能設計電路結構,選擇功率電子器件,注重建立各種不同結構的DC-DC變換器的內在聯系,而不僅僅是對各類功率電子器件和各種電路結構的孤立分析。該教材的另一大特色在于引入了為各種結構電力電子電路建模的方法,包括直流穩態模型和交流小信號模型,并強調小信號分析和控制等系統分析與設計的概念。這種從電力電子電路設計的角度入手,將電力電子技術的基礎知識有機結合起來的編寫思路十分新穎,且實用性強。
　　2電力電子技術課程體系設置
　　電力電子技術多作為工業自動化、電氣自動化等專業的專業必修課,所學內容為電力電子技術的基礎知識,國內外大學在這一課程設置上差別不大。在碩士和博士生教育階段,研究生們開始系統地學習電力電子的專業知識,對電力電子技術的各研究領域單獨設課,以使研究生們的專業知識更加深入,為日后的課題研究和科研做好準備。
　　我國浙江大學碩士生的電力電子與傳動課程設置如下:
　　現代電力電子電路、現代電力電子器件、電力電子系統的建模與控制、現代電力無源元件及其應用、電力電子系統的電磁兼容(EMC)設計基礎、電力電子系統CAD、電力電子電路設計、電機傳動技術及其應用、計算機實時控制、數字信號處理(DSP)理論及應用、應用電力電子。
　　系統和設計的思想貫穿課程設置的全過程。通過這一系列課程的學習和訓練,使研究生們對電力電子的專業知識有全面、系統、深刻的把握。
　　在歐洲,丹麥Aalborg大學的課程設置更加與眾不同。針對電力電子專業新技術不斷涌現、知識更新快的特點,該大學采用了獨特的Problem2basedandProject2oriented的學習方法。學生從第5學期開始,每學期都要在導師的指導下,與同學合作完成一個課題(project),部分課程的設置則是針對課題研究安排的,包括課堂教學、講座、討論等多種形式,以實現教學內容與新技術發展緊密結合的目的。
　　課程設置和課題舉例見表2。
　　
　　每學期一課題的教學方法是Aalborg大學的特色。每學期初,在搜集資料和討論的基礎上,學生首先對需要研究的問題進行問題分析,限定研究范圍,確定課題題目,制定工作計劃,然后學生通過查閱文獻資料、聽講座、小組討論、接受導師指導,實地考察、仿真和實驗等各種方法解決問題,進行課題研究。課題研究結束時每個課題組需要提交一個50～200頁的課題報告。考試采用答辯的方式,每個學生作一個與課題相關的專題報告,并回答導師的提問,與反對意見展開辯論。這種課程設置方式培養了學生帶著問題進行學習、通過學習解決問題的能力,同時在小組課題研究的過程中還鍛煉了學生與人交流(書面、口頭)的能力、團隊合作精神、項目的組織與管理能力等,直接面向企業和科研機構,培養實用型人才。
　　3實驗室建設
　　目前我國高校的電力電子實驗中,需要學生在實驗室中自行操作的實驗多為驗證性實驗,允許學生自行設計的部分較少,靈活性不足,明尼蘇達大學的基于BuildingBlock的教學和實驗方法很值得我們借鑒。網絡電力電子實驗更是受到資金、技術等因素的制約,能提供網絡實驗的高校還是少數,但應將網絡實驗作為未來的發展方向。
　　
　　4教學方法改革
　　利用新的教學方法提高學生對電力電子課程的興趣,也被視為電力電子教學改革的重要手段。迅速發展的信息技術和網絡技術不僅被應用于實驗室建設,同時也被廣泛作為課程教學的新方法。國內外許多大學都已開發出電力電子的網上授課內容,并以多媒體的形式呈現給學生,以下挑選了國內外幾所大學建立的電力電子網上授課項目作簡要介紹,其中以瑞士的iPES最為著名。各項目網址見參考文獻。
　　
　　
　　5對高校電力電子教學的幾點建議
　　通觀國內外高校電力電子教學現狀,有很多值得我們學習和借鑒的新方式、新方法,在我國的電力電子教育改革中,筆者認為應注意以下幾方面:
　　1)建立系統的觀念。在教材編寫與課程內容組織的過程中,從電力電子系統的觀點出發,將相關知識有機融合起來,避免將各種電力電子器件、各種結構功能的電路作孤立講解,同時加強系統控制方面的內容。
　　2)注重電力電子電路的設計,培養學生的電路設計思想和能力。從電路設計的角度出發組織電力電子技術的教學內容,也是一個很好的教學方式。
　　3)課堂教學、仿真、實驗并重。在課堂教學中引入各種先進的教學手段,在實驗室中引入先進的仿真軟件,同時下大力氣建立電力電子技術實驗室。通過各種實驗電路搭建一個完整的電力電子系統,應是實驗室的基本功能,而不僅僅是對各種功能電路的驗證。
　　4)在研究生教學中,為了跟上電力電子技術快速發展的步伐,僅僅講授教材中的內容是不夠的,應采取討論、講座、專題報告等各種形式,使學生對電力電子的前沿技術有所把握,為學生未來的科研與工作打好基礎。
　　5)積極開展電力電子及相關課程的網上教學,用動畫、多媒體等先進手段展示電力電子的課程內容,提高學生的學習興趣。通過交互式網頁設計使學生主動參與到學習過程中來,提高教學效果。
　　6)加強考核方式改革，培養學生自主學習能力。考核是教育測量的工具，不僅是對學習成績的評定，更重要的是對學習習慣的培養和學習方向的引導。考核方式改革就是培養學生主動學習的習慣。
　　6結論
　　本文對國內外高校的電力電子技術教育現狀進行了綜合闡述，并結合筆者的教學經驗，提出了“高校電力電子教學”課程教學的改革理念。主張從事“高校電力電子教學”者應不斷跟新教學觀念和教學內容，探索新的教學方法和手段，取長補短，緊跟時代步伐以提高教學質量。更好地為學習“電力電子學”的高校院校學生服務。最終達到提高學生綜合素質的目的。
　　參考文獻：
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　　2．曹豐文，劉振來，祁春清，編著．電力電子技術基礎．北京：中國電力出版社，2007.8
　　3．湯建新，馬皓編著．電力電子技術實驗教程．北京：機械工業出版社，2007.3