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關(guān)鍵詞:應(yīng)用人才;電力電子;教學(xué)內(nèi)容;改革
《電力電子技術(shù)》課程內(nèi)容中包括電路理論、電機(jī)學(xué)、電力控制技術(shù)、電力半導(dǎo)體技術(shù)、控制理論、模擬和數(shù)字電子技術(shù)等,知識(shí)面寬廣,信息量大,不容易理解。隨著科技的快速更新?lián)Q代,教學(xué)內(nèi)容日益豐富,對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容要求的難度也越來越高。傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的照本宣讀理論教學(xué),已然無法適應(yīng)《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)的要求,更無法滿足市場(chǎng)對(duì)應(yīng)用型人才的需求。因此,如何對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革,提高教學(xué)效果,真正培養(yǎng)出有實(shí)際操作能力的應(yīng)用電力電子技術(shù)人才,是當(dāng)前高校教學(xué)改革發(fā)展的重點(diǎn)。
一、當(dāng)前《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容存在的問題
(一)課堂教學(xué)內(nèi)容存在的問題。當(dāng)前對(duì)于《電力電子技術(shù)》課程的教學(xué),由于課程本身涉及范圍較廣,知識(shí)面較寬,而教材編纂內(nèi)容還在不斷更新與探索,所以導(dǎo)致課堂理論教學(xué)基本是照本宣讀,缺乏生動(dòng)易懂的典型案例。學(xué)生很難產(chǎn)生整體的概念以及邏輯理解思維,理解困難,紛雜的理論讓學(xué)生思而生畏,產(chǎn)生厭學(xué)情緒,教學(xué)效果難以達(dá)到要求。(二)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容存在的問題。電力電子技術(shù)本來就是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。高校教學(xué)的目的也是相應(yīng)地培養(yǎng)應(yīng)用型人才。因此,實(shí)踐教學(xué)應(yīng)該被貫穿創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的始終。當(dāng)前高校對(duì)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè),重視程度不足。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及設(shè)備陳舊,教學(xué)還是按照舊的功能模塊來進(jìn)行操作,學(xué)生機(jī)械地模仿老師的操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象沒有足夠的關(guān)注,對(duì)新技術(shù)的接觸了解經(jīng)常一帶而過。培養(yǎng)出來的學(xué)生,根本不能很好地適應(yīng)當(dāng)下新的科學(xué)技術(shù)發(fā)展,造成高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)形同虛設(shè)。
二、對(duì)《電力電子技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容改革的建議
(一)優(yōu)化課堂理論教學(xué)內(nèi)容順序。電力電子技術(shù)課程教學(xué)的特點(diǎn)是,內(nèi)容多且涉及面廣,而課時(shí)相對(duì)安排較少。教材又一直在根據(jù)實(shí)際科技的發(fā)展而不斷調(diào)整更新。在這樣的情況下,教師需要根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及教學(xué)目標(biāo),來對(duì)課程內(nèi)容的教學(xué)順序進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。旨在幫助啟發(fā)學(xué)生建立清晰的概念和整體邏輯,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)有條理,有方向,最終達(dá)到有方法的主動(dòng)創(chuàng)新學(xué)習(xí)。例如,可以啟發(fā)學(xué)生利用圖表方法,將電力電子技術(shù)整體的內(nèi)容大致分為幾個(gè)部分,并對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行主要核心內(nèi)容的整理,此處需要注意的是,一定要進(jìn)行有重點(diǎn)的區(qū)分,而非形式上的冗雜。比如說可以按照如下的方式劃分:以電力電子器件為核心,以兩種控制方法(相控控制和PWM控制)和四類基本電力的變換電路(整流電路、逆變電路、斬波電路和交流變換電路)為基礎(chǔ),以兩類應(yīng)用(電力、電子技術(shù)應(yīng)用)為目標(biāo),配合當(dāng)前新技術(shù)的發(fā)展需要來進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置。這樣,對(duì)于學(xué)生來說,就能夠很清晰地建立整體的概念,也能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行很好地理解和吸收。(二)重視實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。應(yīng)用型人才發(fā)展的重點(diǎn),除了理論素養(yǎng)過硬之外,必須要有很強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力。而這種能力的最佳培養(yǎng)期,就是在大學(xué)時(shí)期。高校實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè),對(duì)于電力電子技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說,是尤為重要的,也是其鍛煉實(shí)踐能力的主要渠道。高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該緊跟時(shí)代科技發(fā)展步伐,定期更新實(shí)驗(yàn)?zāi)K,分層進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。例如,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容可以分為三個(gè)層次:第一層次為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。即教師示范,學(xué)生學(xué)習(xí)。第二層次為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。即教師給出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù),學(xué)生通過分組討論,給出設(shè)計(jì)方案,然后教師對(duì)可行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。第三層次為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。即讓學(xué)生自主地對(duì)自己感興趣的方向或者科研熱點(diǎn)問題進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),教師則以配合者的身份參與其中進(jìn)行指導(dǎo)。這樣,用逐步遞進(jìn)的方式來進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué),既可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,同時(shí)又以開放式探究問題的方法,激發(fā)了學(xué)生的自主創(chuàng)新意識(shí),可以真正地使學(xué)生得到全面的發(fā)展。(三)明確培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。傳統(tǒng)教育模式的目標(biāo),都是應(yīng)試教育。教學(xué)內(nèi)容也以此為基礎(chǔ),將知識(shí)點(diǎn)反復(fù)疊加講授,使學(xué)生苦不堪言。新課改要求,教學(xué)要以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),全力改革教學(xué)內(nèi)容,以人為本,以滿足社會(huì)發(fā)展的實(shí)用性為基準(zhǔn)。這就要求教師堅(jiān)持從學(xué)生的角度出發(fā),切實(shí)通過改革教學(xué)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的自主意識(shí)。例如,在課程教學(xué)講授理論知識(shí)的同時(shí),通過生活中的實(shí)例,使學(xué)生真正了解電力電子技術(shù)在人們生活中的地位及作用,培養(yǎng)學(xué)生的自豪感及使命感,激發(fā)學(xué)生的求知欲望。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,間插性地配合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),讓學(xué)生了解到電力電子技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)狀和亟待解決的問題,以期讓學(xué)生的創(chuàng)新思維得到啟發(fā),明確目標(biāo),達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
三、結(jié)語(yǔ)
課程教學(xué)本身就像一門藝術(shù),而《電力電子技術(shù)》這門課程的教學(xué),就是需要極高造詣方能領(lǐng)悟的藝術(shù)。想要上好這門課,真正地培養(yǎng)出對(duì)社會(huì)發(fā)展有用的實(shí)力應(yīng)用型人才,就必須認(rèn)真地、反復(fù)不斷地研究教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法手段。希望通過教學(xué)內(nèi)容的改革,能夠真正培養(yǎng)出專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)清晰扎實(shí)、創(chuàng)新能力過硬以及擁有出眾工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才,為社會(huì)主義社會(huì)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。
作者:羅瑞鴻 單位:河池學(xué)院物理與機(jī)電工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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電力電子技術(shù)課程內(nèi)容量大、知識(shí)點(diǎn)多、既有理論分析又有實(shí)際電路應(yīng)用。以我校自動(dòng)化專業(yè)為例,采用王兆安老師主編的《電力電子技術(shù)》第五版教材,課程內(nèi)容將涉及電力電子器件、電力電子電路(AC-DC整流電路、DC-AC逆變電路、DC-DC直流-直流變流電路、AC-AC交流-交流變流電路)及電路控制技術(shù)(PWM、軟開關(guān)),課時(shí)安排為56學(xué)時(shí),其中8學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在48學(xué)時(shí)的理論教學(xué)內(nèi)容中,除緒論、習(xí)題課和總復(fù)習(xí)占4學(xué)時(shí)外,電力電子器件占4學(xué)時(shí),電力電子電路占34學(xué)時(shí),PWM控制與軟開關(guān)技術(shù)占6學(xué)時(shí)。由上可見,電力電子電路占理論教學(xué)學(xué)時(shí)的70%,但是該部分的實(shí)際教學(xué)內(nèi)容非常多,以整流電路部分為例,將主要涉及到兩大類(單相整流、三相整流)、四小類(單相半波整流、單相橋式整流、三相半波整流、三相橋式整流)、三種負(fù)載(電阻性、阻感性、反電動(dòng)勢(shì))及多種電路變換形式(如帶續(xù)流二極管),其中每種電路還要分析不同觸發(fā)角(如30度、60度、90度、120度等)控制下的電路工作原理、電壓和電流波形圖(如負(fù)載直流電壓、負(fù)載直流電流、晶閘管承受電壓、晶閘管流過電流、交流電流等)、電量參數(shù)計(jì)算(如直流平均值、交流有效值)。如此復(fù)雜的電路教學(xué)過程,若僅靠傳統(tǒng)黑板板書及幻燈片教學(xué)模式進(jìn)行講解,將不能在有限的課時(shí)時(shí)間內(nèi),既完成教學(xué)內(nèi)容,又讓學(xué)生深入理解各種電路的工作過程,其結(jié)果是學(xué)生沒能抓住電力電子電路學(xué)習(xí)的根本,不具有分析和設(shè)計(jì)電力電子電路的能力。電力電子技術(shù)的仿真教學(xué)改革就是要改變上述由于教學(xué)內(nèi)容多、課程內(nèi)容復(fù)雜、課時(shí)分配少而帶來的教學(xué)和學(xué)習(xí)問題,其改革的內(nèi)容就是在有效的教學(xué)時(shí)間內(nèi),通過仿真軟件搭建電力電子電路并進(jìn)行仿真波形分析與工作原理講解的教學(xué)模式,該模式不僅能把教學(xué)基本內(nèi)容講授清楚,同時(shí)能大大提高學(xué)生對(duì)課程教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)的理解和把握,達(dá)到事半功倍的效果。仿真教學(xué)改革中采用MATLAB仿真軟件,其中的電力系統(tǒng)模型庫(kù)包含電源模塊庫(kù)、電器元件模塊庫(kù)、電機(jī)模塊庫(kù)、電力電子元件模塊庫(kù)、連接件模塊庫(kù)、測(cè)量?jī)x器模塊庫(kù)和其他電氣模塊庫(kù)。通過使用Simulink模塊庫(kù)組成電力電子控制電路,使用電力系統(tǒng)模塊庫(kù)組成電力電子主電路和驅(qū)動(dòng)電路,可以較為容易的分析和設(shè)計(jì)更為復(fù)雜的電力電子電路,可以深入的研究和觀察電力電子電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。
二、仿真教學(xué)過程實(shí)例分析
由于電力電子技術(shù)課程中的各種電路形式復(fù)雜多樣,因此以三相橋式全控整流電路為例,來說明電力電子技術(shù)的仿真教學(xué)過程。三相橋式全控整流電路在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要位置,大量用于電解、電鍍、直流電機(jī)傳動(dòng)、勵(lì)磁等場(chǎng)合,因此該電路是電力電子技術(shù)課程的重點(diǎn)內(nèi)容。三相橋式全控整流電路為如上所述教材的3.2.2節(jié)內(nèi)容,主要包括電路原理圖、電阻性負(fù)載、阻感性負(fù)載工作情況三部分內(nèi)容。該節(jié)課程的知識(shí)目標(biāo)定位于掌握三相橋式全控整流電路的組成、特點(diǎn)及應(yīng)用,理解三相橋式全控整流電路的工作原理;能力目標(biāo)定位于能夠根據(jù)電路圖搭建相應(yīng)電路并進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)能夠根據(jù)任務(wù)要求開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。該節(jié)課程的仿真教學(xué)過程中首先讓學(xué)生掌握電路結(jié)構(gòu),然后針對(duì)不同負(fù)載情況下,讓學(xué)生理解工作原理并學(xué)會(huì)波形分析及參數(shù)定量計(jì)算,最后結(jié)合“自動(dòng)控制原理”及“電機(jī)學(xué)”課程相關(guān)內(nèi)容,給出仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù),目的讓學(xué)生逐步進(jìn)入狀態(tài),逐步掌握學(xué)習(xí)這門課的方法,下面給出仿真教學(xué)中需要注意的教學(xué)重點(diǎn),其它教學(xué)部分可參考相應(yīng)教材,這里不再贅述。
1.三相橋式全控整流電路結(jié)構(gòu)該部分首先介紹三相橋式全控整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路,它區(qū)別于單相整流與三相半波整流,具有功率大、直流脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)采用幻燈片播放實(shí)際應(yīng)用案例的形式,來增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí),并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次,介紹該電路中包含六個(gè)晶閘管元件,是目前學(xué)習(xí)中器件最多的電路,需要學(xué)生們認(rèn)真理解六個(gè)晶閘管器件的觸發(fā)工作過程。再次,采用MATLAB仿真軟件搭建三相橋式全控整流電路原理圖,如圖1所示。搭建的過程中,一定要強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn):①晶閘管器件編號(hào)務(wù)必為共陰極組內(nèi)VT1、VT3、VT5,共陽(yáng)極組內(nèi)VT4、VT6、VT2;②晶閘管門極觸發(fā)脈沖順序務(wù)必為VT1-VT6;③晶閘管觸發(fā)脈沖相位間隔60度。
2.帶電阻性負(fù)載情況分析前面講解完三相橋式全控整流電路搭建后,真正進(jìn)入到電路工作原理、波形分析及定量計(jì)算部分。進(jìn)一步完善上面仿真電路原理圖,將負(fù)載選擇為電阻性負(fù)載,并增加若干示波器觀察點(diǎn),其中三相電源設(shè)置為幅值100V、頻率50Hz,電阻負(fù)載2Ω,仿真參數(shù)設(shè)置為仿真起始時(shí)間0.0s,結(jié)束時(shí)間0.1s,算法選擇ode23tb。帶電阻性負(fù)載情況下的教學(xué)重點(diǎn)為:①不同觸發(fā)角下的波形分析;②負(fù)載電流的連續(xù)與斷續(xù)分析;③晶閘管的單觸發(fā)脈沖與雙觸發(fā)脈沖形式。其中難點(diǎn)內(nèi)容為連續(xù)與斷續(xù)狀態(tài)下的脈沖形式。首先通過仿真詳細(xì)講解30度觸發(fā)角時(shí)的波形情況,要求學(xué)生在給定電源條件下能夠正確理解觸發(fā)脈沖、直流負(fù)載電壓、直流負(fù)載電流、晶閘管承受電壓和交流電源電流的波形。講授過程中需要注意:①觸發(fā)角的觸發(fā)時(shí)刻,由于三相整流電路的自然換相點(diǎn)對(duì)應(yīng)A相電壓波形的30度位置,因此30度觸發(fā)角情況下的晶閘管VT1觸發(fā)時(shí)刻為60度位置,換算成時(shí)間為0.0033s;②將整個(gè)電源周期分成6段,每段先確定6個(gè)晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷狀態(tài),再分析其他電量;③特別注意強(qiáng)調(diào)線電壓波形及波形畫法。然后,利用仿真教學(xué)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步講解如上教學(xué)重點(diǎn)要求,如圖3所示為60度和90度觸發(fā)角下的晶閘管觸發(fā)脈沖情況和直流輸出電壓波形情況。圖中可以清楚的看到60度觸發(fā)角為負(fù)載電壓和電流連續(xù)與斷續(xù)的臨界點(diǎn),90度觸發(fā)角時(shí)清楚的看到負(fù)載電流為斷續(xù)狀態(tài),同時(shí)各個(gè)觸發(fā)脈沖為保證電流斷續(xù)下正常工作而變成雙觸發(fā)脈沖形式。為了讓學(xué)生能夠更深入的理解電阻性負(fù)載時(shí)的工作情況,在仿真教學(xué)過程中,可以采取更小的脈沖角度間隔對(duì)多個(gè)觸發(fā)角進(jìn)行多次仿真,這樣更能深入理解隨著觸發(fā)角的增加,直流負(fù)載電壓不斷降低的過程。
3.帶阻感性負(fù)載情況分析當(dāng)三相橋式全控整流電路帶阻感性負(fù)載工作時(shí),其特點(diǎn)就是能保證負(fù)載電流續(xù)流而不出現(xiàn)斷續(xù)的狀態(tài),因此該部分的教學(xué)重點(diǎn)為:①讓學(xué)生能夠清楚的理解整個(gè)移相范圍內(nèi)負(fù)載電流總是連續(xù)的工作狀態(tài);②由于電感的作用,負(fù)載電壓會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分;③大電感狀態(tài)下,負(fù)載電流近似為一條直線。圖4為觸發(fā)角為90度時(shí)三相橋式全控整流電路的波形情況,與圖3中觸發(fā)角為90度情況進(jìn)行對(duì)比,可以清楚的看出阻感性負(fù)載時(shí)的直流負(fù)載電壓波形既有正向波形,又有負(fù)向波形,負(fù)載電流波形始終處于連續(xù)狀態(tài),同時(shí)還可以通過仿真教學(xué)清楚的展示電感為5mH和200mH時(shí)的直流電流波形,其中5mH時(shí)電流波形脈動(dòng)較大,而200mH時(shí)電流波形脈動(dòng)較小,近似為一條直線,這也充分說明當(dāng)電感值為200mH時(shí),感抗相對(duì)于阻抗來說充分大。
4.仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù):直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)完成如上規(guī)定的仿真教學(xué)任務(wù)后,可以給學(xué)生布置相應(yīng)的仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù),結(jié)合直流電機(jī)原理和閉環(huán)控制原理,安排直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn),可以安排在實(shí)驗(yàn)課中完成或課后自行完成。仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)如下:(1)仿真參數(shù)設(shè)置:仿真起始時(shí)間0.0s,結(jié)束時(shí)間5s,算法選擇ode23tb。(2)系統(tǒng)要求跟蹤恒值速度給定500r/min。(3)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)定為比例控制,要求分析不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩、不同轉(zhuǎn)速比例調(diào)節(jié)下的電機(jī)電壓、電流和轉(zhuǎn)速波形。這里給出用于教學(xué)參考的系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖及電機(jī)電壓和電流波形,如圖5和圖6所示。由于直流電機(jī)為阻感性負(fù)載,因此通過仿真實(shí)驗(yàn)可以更深入的認(rèn)識(shí)阻感性負(fù)載下的三相橋式全控整流電路的工作過程,直流負(fù)載電壓即電機(jī)供電電壓有正負(fù)波形,直流負(fù)載電流即電機(jī)電樞電流為連續(xù)狀態(tài)且近似為一條直線,轉(zhuǎn)速波形由學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)中自行觀察。
三、結(jié)論
關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);虛擬交互;教學(xué)系統(tǒng)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2014)11-0067-02
“電力電子技術(shù)”既是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,也是一門實(shí)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。教學(xué)內(nèi)容以電力電子電路為主線,以波形與相位分析方法(波形分析法)貫穿始終,通過分析各類電力電子器件的通斷情況來理解整流、逆變、斬波等典型電路的工作原理,從而繪制出電路在不同負(fù)載作用下各參考點(diǎn)的電流、電壓波形?!半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程的內(nèi)容較為抽象,理解起來比較困難。教學(xué)過程中,理論講解、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是兩個(gè)必經(jīng)環(huán)節(jié)。理論講解中,由于電路類型多,不管是晶閘管觸發(fā)控制角變化控制(相控),還是全控型器件高頻率通斷控制(斬控),單相電路比較容易,對(duì)于三相電路,學(xué)員普遍認(rèn)為較難理解。而實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證理論,加深學(xué)員的理解,因此應(yīng)開設(shè)一些相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。做實(shí)驗(yàn)時(shí),幾乎所有的電路和系統(tǒng)都是封閉式的,多數(shù)僅用掛件或?qū)嶒?yàn)箱來完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)員幾乎是機(jī)械式連線、讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形,即使不了解電路的工作原理,只要連線正確、實(shí)驗(yàn)儀器完好即可完成實(shí)驗(yàn),但是如果設(shè)備或連線有問題,就會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析不符甚至出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,導(dǎo)致學(xué)員不能獨(dú)立分析、解決問題,排除故障。
針對(duì)“電力電子技術(shù)”課程在教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題,設(shè)計(jì)了一個(gè)電機(jī)類課程虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠變抽象為具體,變枯燥為生動(dòng),形象直觀地進(jìn)行教學(xué),有助于激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。該系統(tǒng)基于VB和MATLAB的接口編程,可以通過友好的系統(tǒng)界面,運(yùn)行相應(yīng)的Simulink仿真模型。該系統(tǒng)不僅可以實(shí)時(shí)觀察電路中任意參考點(diǎn)的電壓、電流波形,還可以實(shí)現(xiàn)交互操作,實(shí)時(shí)改變電路參數(shù),從而加深學(xué)員對(duì)電路的理解;對(duì)于學(xué)員日后提高工程應(yīng)用和科研水平,掌握現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法――計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)很有幫助。該系統(tǒng)不僅可以用于輔助教員進(jìn)行理論講解,加深學(xué)員理解,還可以用于學(xué)員做實(shí)驗(yàn)前熟悉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,掌握實(shí)驗(yàn)原理。實(shí)踐證明,采用該系統(tǒng)可以較好地適應(yīng)教員教學(xué)和學(xué)員學(xué)習(xí)的需要。
一、虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路是:利用MATLAB構(gòu)建仿真模型,使用VB搭建界面,VB調(diào)用仿真模型,實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以調(diào)用仿真模型的虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)。
1.MATLAB/Simulink簡(jiǎn)介
MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室(Matrix Laboratory)的簡(jiǎn)稱。其除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外,還具備專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。Simulink是MATLAB軟件下的一個(gè)附加組件,是用來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的MATLAB軟件包,為用戶提供了一個(gè)圖形化的用戶界面(GUI)。建立系統(tǒng)模型時(shí)依托圖形界面,利用鼠標(biāo)單擊和拖拉方式構(gòu)建仿真模型,像用鉛筆在紙上繪制系統(tǒng)的方框圖一樣簡(jiǎn)單。
2.常用電力電子電路模塊庫(kù)
(1)電力電子元件庫(kù)(POWER ELECTRONICS)。電力電子元件庫(kù)是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模塊庫(kù)中重要的元件庫(kù),包括IDEAL SWITCH功能模塊和IGBT功能模塊,涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的開關(guān)元件,如晶體二極管,IGBT,MOSFET,THYRISTOR,理想開關(guān),THREE-LEVEL BRIDGE和UNIVERSAL BRIDGE等。
(2)線路元件庫(kù)(ELEMENTS)。線路元件庫(kù)也是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模塊庫(kù)中重要的元件庫(kù),包括BREAKER功能模塊和LINEAR TRANSFORMER功能模塊,涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的元器件,如電阻器、電容器、輸電線、變壓器、斷路器等。
3.電力電子電路仿真
(1)建立仿真模型。以三相橋式全控整流電路為例,建立仿真模型,使用模型庫(kù)的三相橋(Universal Bridge)和同步6脈沖觸發(fā)器(Synchronized 6-Pulse Generator)集成模塊,如圖1所示。
(2)設(shè)置模型參數(shù)。以阻感負(fù)載為例,設(shè)置模型參數(shù)。一是三相電壓源參數(shù)設(shè)置:電壓峰值為100V,頻率為50Hz。二是三相晶閘管整流器參數(shù)設(shè)置:使用默認(rèn)值。三是RLC負(fù)載參數(shù)設(shè)置:R的值為45Ω,L的值為1,C的值為inf。四是6脈沖發(fā)生器設(shè)置:頻率為50Hz,脈沖寬度取1°,選擇雙脈沖觸發(fā)方式。將其第五個(gè)輸入端(Block)置“0”,此時(shí)有脈沖輸出。如果置“1”,則沒有脈沖輸出。五是觸發(fā)角設(shè)置:α設(shè)為30°。
(3)仿真結(jié)果。圖2為三相橋式全控整流電路仿真結(jié)果,可觀察輸出電壓、輸出電流、晶閘管兩端電壓等多個(gè)波形,并且可以通過改變?chǔ)两?,觀察以上波形,由此加深對(duì)于電路的理解。
4.VB簡(jiǎn)介及應(yīng)用
(1)VB簡(jiǎn)介。Visual Basic(簡(jiǎn)稱VB)是美國(guó)微軟公司推出的Microsoft Visual Studio可視化開發(fā)工具套件中的一個(gè)組件,是在Quick BASIC基礎(chǔ)上,為開發(fā)Windows應(yīng)用程序而提供的強(qiáng)有力的開發(fā)工具,是一種具有良好的圖形用戶界面(Graphic User Interface,簡(jiǎn)稱GUI)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。該系統(tǒng)采用VB和MATLAB的接口編程,通過友好的系統(tǒng)界面,運(yùn)行相應(yīng)的Simulink仿真模型。
(2)界面制作。用VB開發(fā)的“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟”窗體中包含多個(gè)運(yùn)行按鈕,這些按鈕是根據(jù)電路帶不同類型的負(fù)載而設(shè)置的,當(dāng)單擊任一個(gè)運(yùn)行按鈕時(shí),都會(huì)調(diào)用相應(yīng)的Simulink模型窗口進(jìn)行仿真。要實(shí)現(xiàn)這一功能,就需要在運(yùn)行按鈕的單擊事件中輸入相應(yīng)的代碼。以第一個(gè)運(yùn)行按鈕(Commandl)為例,介紹代碼的編寫過程即VB和MATLAB的接口編程的實(shí)現(xiàn)。雙擊Commandl,進(jìn)入代碼編寫窗口,在PrivateSub Commandl―Click0中寫入如下代碼:
其中,fz是一個(gè)后綴為mdl的模型文件,就是仿真模型的名稱。該文件路徑是可以指定的,但須在MATLAB中將該文件路徑設(shè)置為搜索路徑,否則無法調(diào)用該文件。
輸入以上代碼,即可調(diào)用程序。但是在VB調(diào)用仿真模型時(shí),只是彈出一下,馬上就結(jié)束。因此,為了使調(diào)用的程序不結(jié)束,可使用如下代碼:
以上兩行代碼,第一行代表可以開始運(yùn)行仿真,第二行代表暫停仿真。當(dāng)程序運(yùn)行至第二行時(shí),仿真界面將停住,此時(shí)即可對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的操作,與在MATLAB中操作方法類似。圖3是編程截圖。
二、虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
為了使整個(gè)虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)正常運(yùn)行,必須把用VB完成的界面設(shè)計(jì)和用MATLAB實(shí)現(xiàn)的仿真模型連接起來,也就是VB和MATLAB的接口編程。本交互系統(tǒng)中VB和MATLAB的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)采用的是客戶端/服務(wù)器(c/s)模式,VB作為客戶端,MATLAB作為服務(wù)器。而接口編程方法中的ActiveX技術(shù)正適合于這種模式,并且實(shí)現(xiàn)起來比較方便,因此采用ActiveX技術(shù)實(shí)現(xiàn)VB和MATLAB的接口編程。系統(tǒng)主要包括主界面和調(diào)用界面,進(jìn)入調(diào)用界面后,就相當(dāng)于在MATLAB環(huán)境中操作。
1.主界面
虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)標(biāo)題為“電機(jī)類課程虛擬交互系統(tǒng)”,主界面有兩個(gè)按鈕,即“進(jìn)入系統(tǒng)”和“退出系統(tǒng)”,如圖4所示。
2.調(diào)用界面
進(jìn)入系統(tǒng)后,出現(xiàn)調(diào)用界面。本界面主要是進(jìn)入相應(yīng)仿真模型,共有9個(gè)仿真模型。本界面具有可添加性,可以根據(jù)自己的需要制作仿真模型并添加到系統(tǒng)中,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善。
三、結(jié)論
本虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)具有界面友好性和開放性兩個(gè)特點(diǎn)。友好性體現(xiàn)為交互系統(tǒng)界面友好,可以完成對(duì)仿真模型的調(diào)用。調(diào)用仿真模型后,環(huán)境與在MATLAB中相同,可以對(duì)模型進(jìn)行仿真操作。開放性體現(xiàn)為可實(shí)時(shí)修改模塊中的參數(shù),甚至根據(jù)需要可以添加模塊和模型。教員在完成理論講解后,可使用本系統(tǒng)對(duì)所講解的電路進(jìn)行仿真,使學(xué)員可以實(shí)時(shí)觀察電力電子電路中任意參考點(diǎn)的電壓、電流波形,還可以實(shí)現(xiàn)交互操作,實(shí)時(shí)改變電路參數(shù),加深學(xué)員對(duì)電路的理解。另外,將該系統(tǒng)進(jìn)行適度開放后,學(xué)員不僅可以親自對(duì)教員所講電路進(jìn)行仿真,還可以自己構(gòu)造仿真模型(添加代碼只需要改動(dòng)模型文件名稱即可)并添加到系統(tǒng)中,完善整個(gè)系統(tǒng)。由于時(shí)間關(guān)系,系統(tǒng)中僅僅囊括了“電力電子技術(shù)”課程部分電路的仿真,未包含其他復(fù)雜的電路和“電力電子技術(shù)”課程中電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容。希望日后可以依靠教員和學(xué)員的努力完善此系統(tǒng),從而更有利于教員的教學(xué)和學(xué)員的學(xué)習(xí)。
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新形勢(shì)下課程的解構(gòu)
鐵道類職業(yè)院校電力電子技術(shù)所涉及的專業(yè)主要是電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)。國(guó)家“十二五”規(guī)劃明確提出要大力發(fā)展職業(yè)教育,加快培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才?!笆濉逼陂g,以高速鐵路網(wǎng)絡(luò)、區(qū)際干線快速鐵路網(wǎng)絡(luò)、重載鐵路貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)、西部鐵路網(wǎng)絡(luò)等為重點(diǎn)的大規(guī)模鐵路建設(shè)和城市軌道交通建設(shè)全面展開。鐵路建設(shè)大力發(fā)展電力牽引,推進(jìn)鐵路技術(shù)裝備現(xiàn)代化。以中國(guó)南車集團(tuán)等骨干企業(yè)為依托,重點(diǎn)發(fā)展大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車、動(dòng)車組牽引電機(jī)與電器、城市軌道交通車輛、高速鐵路配件等高技術(shù)產(chǎn)品。從1996年AC4000型交流傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn),到2006年CRH2型動(dòng)車組整車下線,目前已完全擁有高鐵制造技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。2011年中國(guó)南車聯(lián)合美國(guó)GE公司進(jìn)軍美國(guó)高鐵市場(chǎng)。標(biāo)志著軌道交通裝備制造行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從“中國(guó)制造到中國(guó)創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變。新的形勢(shì)對(duì)專業(yè)人才職業(yè)素質(zhì)、職業(yè)能力和可持續(xù)發(fā)展提出更高要求。電力電子技術(shù)在機(jī)車上的應(yīng)用越來越廣泛,越來越靈活多變。電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求也隨著變化,這也促使我們?nèi)谓陶n程的老師們深入到企業(yè)生產(chǎn)一線,開展豐富地調(diào)研,將實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)帶入到課堂中來。在設(shè)計(jì)電氣化鐵道技術(shù)《電力電子技術(shù)》這門課程之前,我根據(jù)機(jī)車交流傳動(dòng)技術(shù),機(jī)車電氣制動(dòng)控制技術(shù)等實(shí)際運(yùn)用,對(duì)南車集團(tuán)相關(guān)的技術(shù)人員及一線操作人員,廣鐵集團(tuán)的司乘和檢修人員等進(jìn)行了調(diào)研,了解到這些崗位對(duì)電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的要求,也了解到他們?cè)趯?shí)際工作中對(duì)電力電器件的選型,篩選優(yōu)劣,維修控制設(shè)備等對(duì)電力電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)的要求。這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)與建議對(duì)于我對(duì)電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的學(xué)生講授《電力電子技術(shù)》這門課程來說,專業(yè)針對(duì)性強(qiáng),學(xué)生學(xué)起來也很感興趣。以前不知道學(xué)了這些電力電子器件,電力電子電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將來有什么用,這些知識(shí)與自己的專業(yè)到底有多少關(guān)系。利用職教新干線平臺(tái),將現(xiàn)場(chǎng)的部分作業(yè)過程直接展示在學(xué)生課堂,將現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)例直接帶入課堂,利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例,實(shí)現(xiàn)了基于工作過程的解構(gòu),也豐富了我的教學(xué)。
2基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)的課程資源重構(gòu)的目標(biāo)
在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的形式下,對(duì)課程的重構(gòu)主要是依托職教新干線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),以《電力電子技術(shù)》的實(shí)際應(yīng)用為突破口,不斷的應(yīng)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行指導(dǎo),同時(shí)根據(jù)實(shí)踐中發(fā)生的問題和解決問題的方法和技巧不斷更新和完善理論體系,最終探索出一套行之有效的一般規(guī)律和方法來,使《電力電子技術(shù)》這一課程的教學(xué)更加切合實(shí)際。通過不斷的努力,課程重構(gòu)后最終要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是:(1)使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法,提高學(xué)習(xí)能力。讓學(xué)生在真實(shí)的環(huán)境中學(xué)會(huì)應(yīng)用電力電子技術(shù)進(jìn)行電路故障分析、處理,合理選擇電力電子器件,篩選優(yōu)劣電力電子器件的方法,以教學(xué)情境與工作過程相結(jié)合的方式增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和適應(yīng)能力,逐步達(dá)到相關(guān)職業(yè)崗位的能力和素養(yǎng)要求。(2)提高教師教的效果。目前我們?cè)盒5摹峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》教學(xué)還是以傳統(tǒng)的理論教材為主,同時(shí)老師教學(xué)過程也仍應(yīng)用傳統(tǒng)理論教學(xué)模式,以分析電路原理,講解參數(shù)計(jì)算過程和計(jì)算方法為主,這種教學(xué)方式的弊端是使學(xué)生感覺枯燥和乏味,就更談不上培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加上電力電子技術(shù)的抽象難懂,也就容易使其產(chǎn)生厭學(xué)和放棄的心態(tài)。通過結(jié)合職教新干線互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)對(duì)本課程的重構(gòu),我們要通過真正的實(shí)踐案例指導(dǎo)老師的教學(xué)過程;同時(shí),利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與多媒體技術(shù),提供更多的形象化的電路效果演示,更多的實(shí)踐案例,以提高教師的教學(xué)效果。
基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)的課程教學(xué)實(shí)施
關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);教學(xué)研究;實(shí)踐
電力電子技術(shù)是電氣類、自動(dòng)化類本科專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。電力電子技術(shù)橫跨電子學(xué)、電力學(xué)、控制理論3個(gè)專業(yè)方向,廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、航天通信、家用電器等眾多重要領(lǐng)域[1]。電力電子技術(shù)是現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速且應(yīng)用愈益廣泛的諸多重要學(xué)科之一,這使得它在電氣類、自動(dòng)化類本科專業(yè)基礎(chǔ)課中砥柱中流的作用日益凸顯,該課程的特點(diǎn)是兼具實(shí)用性、工程性和綜合性[2]。隨著社會(huì)進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展,在電力電子技術(shù)課程中沿用傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,已經(jīng)開始與除舊布新與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展要求不相符合。電力電子的技術(shù)進(jìn)步洪流,帶動(dòng)各種新型電力電子器件及其相關(guān)應(yīng)用技術(shù)不斷涌現(xiàn),原有教學(xué)內(nèi)容已不能適應(yīng)科技迅速發(fā)展的需求,電力電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容亟須不斷地充實(shí)和更新。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,教師雖然采用多媒體課件授課,但其本質(zhì)仍舊是以“教師為中心”的注入式教學(xué)占主導(dǎo)地位,盡管教師為了在課堂上提供了更多案例和Flas等教學(xué)資料而費(fèi)盡心機(jī),但學(xué)生仍然是被動(dòng)地接受,教學(xué)效果事倍功半就成為并不鮮見的“常態(tài)”。顯然,在電力電子技術(shù)課程的教學(xué)中沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法已難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,如果考慮到各校學(xué)生的實(shí)際情況不同,學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)參差不齊且有的學(xué)生基礎(chǔ)較差,教學(xué)效果就會(huì)受到更大的負(fù)面影響。因此,在電力電子技術(shù)課程的教學(xué)方法上努力除舊布新與時(shí)俱進(jìn),才能適應(yīng)社會(huì)進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展的要求[3]。以實(shí)用性、工程性和綜合性為導(dǎo)向而充實(shí)和更新教學(xué)內(nèi)容,并以“微課+慕課+仿真”教學(xué)方法相結(jié)合的教學(xué)模式,是電力電子技術(shù)課程的教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)的有效努力方向。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自主學(xué)習(xí)的積極性,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)中教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”相互之間配合差、互動(dòng)少的狀況,并為使學(xué)生改變他們以往事半功倍的學(xué)習(xí)習(xí)慣,引導(dǎo)他們逐步實(shí)現(xiàn)由厭學(xué)—有興趣學(xué)—掌握方法—學(xué)會(huì)—會(huì)學(xué)的轉(zhuǎn)變,我在實(shí)際教學(xué)中采用了“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的創(chuàng)新型教學(xué)方法并取得了較好的教學(xué)效果。
1教學(xué)內(nèi)容的安排
為了實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)要求,經(jīng)過我校電氣、自動(dòng)化教研室教師的討論,所達(dá)成的共識(shí)是:電力電子技術(shù)課程的內(nèi)容應(yīng)以開關(guān)器件為基礎(chǔ),以四類基本變換技術(shù)為核心,以兩種控制方法為輔,以四類技術(shù)的應(yīng)用為目標(biāo),并應(yīng)適當(dāng)兼顧當(dāng)前新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。這樣的內(nèi)容設(shè)置既有利于學(xué)生掌握課程核心內(nèi)容,也能夠促使學(xué)生更好地掌握電力電子技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用,并使他們對(duì)電力電子技術(shù)的最新發(fā)展有一定的認(rèn)識(shí),為今后的工作以及深造打下一定的基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)性開關(guān)器件的內(nèi)容安排上,以全控型器件為主,兼顧半控型器件的相關(guān)內(nèi)容。晶閘管是半控型器件的典型代表,也是目前幾乎所有電力電子技術(shù)課程教材中都會(huì)介紹的器件,它在目前的工程應(yīng)用中仍占有一定的比重。現(xiàn)在以電力場(chǎng)效應(yīng)管和IGBT為代表的全控型器件的迅速發(fā)展,已經(jīng)成為電力電子領(lǐng)域的核心器件,從而會(huì)影響到主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法[4]。我們?cè)诮虒W(xué)中,按照工程中的實(shí)際應(yīng)用以及器件的歷史發(fā)展,將半控型器件的相關(guān)內(nèi)容結(jié)合整流電路進(jìn)行講解,而對(duì)全控型器件及其組成的逆變器流交流變換技術(shù)、斬波技術(shù)的特性進(jìn)行詳細(xì)介紹。并且會(huì)給學(xué)生增加一些教材內(nèi)容之外的全控元件的介紹。在課堂上及時(shí)傳授該學(xué)科的前沿知識(shí)并介紹其發(fā)展趨勢(shì),有利于培養(yǎng)學(xué)生緊跟相關(guān)學(xué)科最新發(fā)展動(dòng)態(tài)的良好習(xí)慣。例如,將當(dāng)前諸如無功功率發(fā)生器(SVG)、電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)、高壓直流輸電技術(shù)、高壓變頻器、矩陣式交-交變換器等電力電子最新應(yīng)用的內(nèi)容,作為補(bǔ)充拓展的知識(shí)介紹給學(xué)生。此外,還應(yīng)該將那些諸如電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用、太陽(yáng)能發(fā)電等與學(xué)生身邊生活密切相關(guān)的應(yīng)用內(nèi)容,插入到適當(dāng)章節(jié)的教學(xué)中,來增加學(xué)生對(duì)其身邊電力電子技術(shù)的感性認(rèn)識(shí)。
2“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法
充分注意到“95后”學(xué)生求新、求變的特質(zhì),是做好教學(xué)工作的基本前提。目前我們面對(duì)的學(xué)生基本是95后,他們對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法比較厭倦甚至反感,然而他們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、新技術(shù)、新教學(xué)方式的喜愛并渴求掌握的愿望又是非常強(qiáng)烈的。因此在此基礎(chǔ)上我們采用了“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)課程的興趣和積極性。
2.1微課的應(yīng)用
微課是指基于某種特定的教學(xué)設(shè)計(jì)思想應(yīng)用多媒體技術(shù),在五分鐘以內(nèi)就一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性講解的一段視頻。在教育教學(xué)中,微課所講授的內(nèi)容呈“點(diǎn)”狀、碎片化,這些知識(shí)點(diǎn),可以是教材解讀、題型精講、考點(diǎn)歸納等具體教學(xué)內(nèi)容,也可以是學(xué)習(xí)方法傳授、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)介紹等方法論方面的知識(shí)講解和展示。微課是課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充形式,微課不僅適合于移動(dòng)學(xué)習(xí)時(shí)代知識(shí)的傳播、也適合學(xué)習(xí)者個(gè)性化、深度學(xué)習(xí)的需求[4]。在不同的教學(xué)環(huán)境中,微課可以有不同的應(yīng)用形式。
2.1.1微課在新授課上的作用及效果
微課在新課教學(xué)的課前預(yù)習(xí)、新課內(nèi)容導(dǎo)入、新課重難點(diǎn)講解等不同環(huán)節(jié)可以扮演不同角色。首先,在新課教學(xué)之前,可以根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)和新知識(shí)所需的銜接知識(shí)點(diǎn),給學(xué)生提供相應(yīng)的微課視頻,從而可以讓學(xué)生在課下先看此微課視頻,為新課做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。其次,在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師常用的教學(xué)方法是,為了吸引學(xué)生的注意力,為新課的講解做好鋪墊,教師會(huì)根據(jù)新課知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)新穎的問題。依據(jù)此教學(xué)方法制作微課,在開始上課并復(fù)習(xí)舊課內(nèi)容后先讓學(xué)生看此視頻,以此作為學(xué)習(xí)新課的新穎序曲。最后,還可以將教師對(duì)新課中重難點(diǎn)做點(diǎn)撥、對(duì)典型例題引導(dǎo)學(xué)生探究其規(guī)律等內(nèi)容,也制作成微課,用以在學(xué)生自主探究或團(tuán)隊(duì)合作探究后一起看此微課視頻。電力電子技術(shù)課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)多而難,并且里面的輸出波形較多,如果簡(jiǎn)單的讓學(xué)生看書預(yù)習(xí),對(duì)于學(xué)生來說難度較大。結(jié)合以上微課的諸多特點(diǎn),在教學(xué)過程中,授課教師會(huì)在備課時(shí),自己制作或從網(wǎng)絡(luò)資源上搜索并購(gòu)買相應(yīng)的微課內(nèi)容,在上課前一周通過與學(xué)生建立的班級(jí)微信群進(jìn)行,讓學(xué)生對(duì)新內(nèi)容進(jìn)行熱身,以達(dá)到吸引他們學(xué)習(xí)的注意力并達(dá)到預(yù)習(xí)的效果。
2.1.2微課在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
微課視頻以其短小精悍的特點(diǎn),使其在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)中應(yīng)用中擁有幾項(xiàng)不可多得的優(yōu)勢(shì)。其一,隨著網(wǎng)絡(luò)通訊的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及,學(xué)生基本上都有各自的筆記本電腦或是智能手機(jī),當(dāng)教師把學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和疑難問題制作成微課,上傳到網(wǎng)上,學(xué)生便可以隨時(shí)點(diǎn)播學(xué)習(xí)。其二,微課短小精悍,其所圍繞的一個(gè)議題或一個(gè)重點(diǎn),都是針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑難問題設(shè)計(jì),非常適合學(xué)生自學(xué)。其三,學(xué)生學(xué)習(xí)微課的時(shí)間和地點(diǎn)選擇的自由度很大,學(xué)生有了很大的自主空間,只要有學(xué)習(xí)的愿望,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)微課視頻的充分利用。其四,微課可以適應(yīng)不同的學(xué)生,由于視頻播放的快慢可以調(diào)節(jié),這就讓不同程度的學(xué)生可以根據(jù)的自己的基礎(chǔ)和接受程度控制視頻播放的快慢,以達(dá)到最佳學(xué)習(xí)效果;其五,由于視頻可以反復(fù)播放,這使得那些平時(shí)反應(yīng)慢而又羞于發(fā)問的學(xué)生能夠從容地反復(fù)觀看,這就為較好地解決了后進(jìn)生的轉(zhuǎn)化問題提供了一條簡(jiǎn)便可行的途徑[3]。在每次課后,教師通過班級(jí)的微信群相應(yīng)的作業(yè)要求,當(dāng)有學(xué)生進(jìn)行反饋該作業(yè)的困難時(shí),通過統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生們的共性問題以及易錯(cuò)、易疏忽的問題時(shí)教師就對(duì)該知識(shí)點(diǎn)和作業(yè)制作相應(yīng)的微視頻,這樣不僅可以了解學(xué)生整體對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的掌握情況,同時(shí)也可以達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生與教師的互動(dòng)交流和感情。
2.2慕課的應(yīng)用
慕課是大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)開放課程,它是為了增強(qiáng)知識(shí)傳播而由具有分享和協(xié)作精神的個(gè)人或組織的、散布于互聯(lián)網(wǎng)上的開放課程。慕課是新近涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式,它發(fā)展于過去的那種資源、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)以及將學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)與更多的開放網(wǎng)絡(luò)資源綜合起來的新的課程開發(fā)模式。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的快速普及,很容易從網(wǎng)上找一些與電力電子技術(shù)相關(guān)的在線視頻,它們既可以使教師提高自身的學(xué)識(shí)水平,也可以通過各種形式形成電力電子技術(shù)課程的慕課教學(xué)內(nèi)容。例如,西安交通大學(xué)等國(guó)內(nèi)頂尖高校電力電子技術(shù)精品課的在線視頻公開課,就可以作為在電力電子技術(shù)課程中應(yīng)用慕課形式的參考資料,使用這些資料進(jìn)行慕課教學(xué),不但可以最大限度地共享網(wǎng)絡(luò)資源,也使得學(xué)生們有更多機(jī)會(huì)領(lǐng)略國(guó)內(nèi)名校的名師風(fēng)采,這對(duì)于開闊學(xué)生們的眼界并且激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,顯然益處多多。當(dāng)然,學(xué)生在課堂外的自主學(xué)習(xí)中也可以重新復(fù)習(xí)這些視頻,這要比以往的看書本復(fù)習(xí)效果好得多。隨著以后雙語(yǔ)教學(xué)的逐步普及,電力電子技術(shù)課程中慕課的資源共享范圍,還可以擴(kuò)展到包括美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家在內(nèi)的全世界。
2.3實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐中仿真的實(shí)施
應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行仿真驗(yàn)證,已經(jīng)成為現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的常態(tài),它也應(yīng)該成為工程教育領(lǐng)域電力電子技術(shù)課程教學(xué)中的常態(tài)。在電力電子技術(shù)課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中,無論是擁有充足實(shí)驗(yàn)設(shè)備的學(xué)校,還是缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)備的學(xué)校,都可以采用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)做出必要補(bǔ)充的努力。在電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,主要是利用Matlab仿真軟件中的SIMULINK元件庫(kù)來建立電力電子電路仿真模型并給出仿真結(jié)果,來加深學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解。將計(jì)算機(jī)仿真軟件引入實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中,不僅能提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)課程的興趣,而且更容易使學(xué)生學(xué)好這門專業(yè)課程。同時(shí),在電力電子技術(shù)課堂教學(xué)中,采用仿真教學(xué)能夠部分代替實(shí)驗(yàn)教學(xué),節(jié)省大量的教學(xué)資源[4]。在實(shí)踐課中仿真的實(shí)施環(huán)節(jié),注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和多門課程的綜合應(yīng)用能力。布置課程的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí),要求3個(gè)人組成團(tuán)隊(duì)共同完成,以培養(yǎng)學(xué)生們的團(tuán)隊(duì)合作能力。給出具體的題目、技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求等內(nèi)容后,注意引導(dǎo)學(xué)生如何綜合運(yùn)用所學(xué)的電力電子技術(shù)、數(shù)模電技術(shù)、編程語(yǔ)言(C語(yǔ)言或Matlab)完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)。鼓勵(lì)學(xué)生積極參加省級(jí)、國(guó)家級(jí)的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和“飛思卡爾”杯全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽,將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的科技制作。在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)帶領(lǐng)學(xué)生參觀相關(guān)的電力電子設(shè)備生產(chǎn)單位、發(fā)電廠以及其他電力電子設(shè)備的應(yīng)用單位。
3結(jié)束語(yǔ)
電力電子技術(shù)課程是一門實(shí)用性、工程性和綜合性較強(qiáng)課程,因此其教學(xué)改革是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)性的工程,技術(shù)性涉及面也較廣,它的核心在于“實(shí)用”[5]。因此,在教學(xué)中必須于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)實(shí)際的應(yīng)用。經(jīng)過兩屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生普遍感到電力電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容安排和“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法效果較好,能夠有效地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。
作者:樊建強(qiáng) 郭晉蜀 單位:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]王兆安,劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.
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[3]楊奕.《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革初探[J].南通大學(xué)學(xué)報(bào),2006(22):95-96.
關(guān)鍵詞:電力子技術(shù)應(yīng)用;項(xiàng)目化教學(xué)
1項(xiàng)目化教學(xué)是目前課程教學(xué)改革的主要趨勢(shì)
長(zhǎng)期以來,無論是本科學(xué)校還是專科學(xué)校,電類專業(yè)在《電力電子應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)過程中,通常都采用的教學(xué)方式是實(shí)踐和理論分開教授。此種方式導(dǎo)致很少有學(xué)生能夠把理論和實(shí)踐結(jié)合起來,提升自己的實(shí)踐動(dòng)手能力和解實(shí)際決問題的能力。在教育改革提出以就業(yè)為導(dǎo)向,以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教育目標(biāo)后,從自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生就業(yè)崗位調(diào)研出發(fā),將《電力電子應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)改為項(xiàng)目化教學(xué)。實(shí)際上項(xiàng)目化教學(xué)改革就是將專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)楦髡n程對(duì)應(yīng)的技能訓(xùn)練項(xiàng)目,根據(jù)技能訓(xùn)練項(xiàng)目的要求具體開展教學(xué),以及考核學(xué)生的技能訓(xùn)練效果,從而使得人才培養(yǎng)能力目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn),所以項(xiàng)目化教學(xué)成為當(dāng)前大學(xué)教學(xué)改革的主要方向。我校電類專業(yè)的《電力電子應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)的主要模式也有傳統(tǒng)的理論和實(shí)踐分開講授模式改為項(xiàng)目化教學(xué)。項(xiàng)目化教學(xué)也成為很多專業(yè)課程教學(xué)模式改革的主要趨勢(shì)。
2《電力電子技術(shù)應(yīng)用》項(xiàng)目化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)
課程改革是保證高校教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),提高教學(xué)質(zhì)量,達(dá)到職業(yè)技能資格要求的一種有效途徑。項(xiàng)目化教學(xué)是以實(shí)際工程項(xiàng)目為依托,項(xiàng)目?jī)?nèi)容是理論結(jié)合實(shí)踐的集中體現(xiàn)?!峨娏﹄娮討?yīng)用技術(shù)》課程項(xiàng)目化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
2.1注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性
《電力電子應(yīng)用技術(shù)》課程采用項(xiàng)目化教學(xué)后,每個(gè)項(xiàng)目中用動(dòng)畫體現(xiàn)內(nèi)容的豐富性和趣味性,同時(shí)靈活多變的動(dòng)畫設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了理論內(nèi)容,提高了學(xué)生的理解力,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增加其自主學(xué)習(xí)的意識(shí),養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。采用靈活的教學(xué)方式,增加師生互動(dòng)性,增加角色的帶入性次數(shù)等等多種方式促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。
2.2注重培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐技能
專業(yè)實(shí)踐技能是在專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)熟練掌握的基礎(chǔ)上,通過強(qiáng)化專業(yè)技能訓(xùn)練,提升實(shí)際操作能力而獲得的實(shí)踐技能。而項(xiàng)目化教學(xué)的項(xiàng)目本身就是一個(gè)產(chǎn)品或設(shè)備控制系統(tǒng)的完成過程,是集專業(yè)知識(shí)與實(shí)際技能于一體的綜合性教學(xué)內(nèi)容。項(xiàng)目化教學(xué)從項(xiàng)目的信息整理、方案設(shè)計(jì)實(shí)施到最后的項(xiàng)目測(cè)試評(píng)價(jià)等,每一個(gè)環(huán)節(jié)的要求都是學(xué)生自主、教師輔助完成,所以完全可以通過具體項(xiàng)目的教學(xué)過程,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)牢固性與實(shí)踐技能的熟練性目標(biāo)。
2.3注重培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目知識(shí)與職業(yè)資格證的緊密結(jié)合性
項(xiàng)目化教學(xué)改革的前提就是就業(yè)為導(dǎo)向,以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo),所以項(xiàng)目化教學(xué)課程內(nèi)容必然有與之對(duì)應(yīng)的職業(yè)資格證必修內(nèi)容。因此項(xiàng)目化教學(xué)可以提高職業(yè)職格證的通過率。我校項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)施以來取得的成績(jī),電工證比例增加,高級(jí)、中級(jí)比較增加,興趣小組的比賽成績(jī)提高,學(xué)生的動(dòng)手能力增加提高了就業(yè)率,企業(yè)的畢業(yè)生滿意度提高,專升本升學(xué)率提高,自主創(chuàng)業(yè)成功率提高等等方面,都說明了《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課程采用項(xiàng)目化教學(xué)既適應(yīng)了教學(xué)改革的潮流,又達(dá)到了項(xiàng)目化教學(xué)的目的要求,實(shí)現(xiàn)了以職業(yè)能力培養(yǎng)為目的的素質(zhì)化教學(xué)目標(biāo)。
3《電力電子技術(shù)應(yīng)用》項(xiàng)目化教學(xué)的不足
3.1教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單項(xiàng)目式分化,與工程實(shí)際脫節(jié)
《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課改后雖然采用了項(xiàng)目化教學(xué)方式,但內(nèi)容并沒有按照項(xiàng)目化教學(xué)的需求實(shí)行,而是簡(jiǎn)單的內(nèi)容分化或內(nèi)容實(shí)驗(yàn)化。這一做法導(dǎo)致兩種結(jié)果,一是與現(xiàn)實(shí)工程實(shí)際項(xiàng)目脫節(jié),并沒有把企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目作為項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容,當(dāng)然這些與實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地不足的、與企業(yè)聯(lián)系欠缺等方面都有關(guān)系;二是簡(jiǎn)單的內(nèi)容分僅僅把原理論內(nèi)容簡(jiǎn)單的分到各個(gè)項(xiàng)目下,沒有嚴(yán)格的項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)、論證、規(guī)劃,以及各項(xiàng)目之間的內(nèi)在聯(lián)系,導(dǎo)致項(xiàng)目化教學(xué)的目標(biāo)不能完全實(shí)現(xiàn)。例如:把原單相半波可控整流電路作為一個(gè)項(xiàng)目,項(xiàng)目下提出項(xiàng)目要求、項(xiàng)目?jī)?nèi)容、電路原理、具體步驟、項(xiàng)目所需工具、仿真工具及結(jié)果。這些僅僅是把原單相半波可控整流電路的內(nèi)容進(jìn)行了項(xiàng)目分解,并沒有實(shí)際的工程項(xiàng)目支撐,所以此類項(xiàng)目化教學(xué)不可能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目化教學(xué)改革的目的,這是項(xiàng)目化教學(xué)效果不理想的原因之一。
3.2師資能力不足
項(xiàng)目化教學(xué)要求教師不但具有豐富的專業(yè)理論知識(shí),也需要扎實(shí)的實(shí)踐操作技能,也就是需要做過實(shí)際工程項(xiàng)目的雙師型教師。這樣才能有效的指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目的一體化過程,包括項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)、前期準(zhǔn)備、實(shí)施、效果鑒定等。目前,我系雙師型師資欠缺,依靠實(shí)驗(yàn)老師和理論老師的協(xié)同作業(yè),難以很好的完成每個(gè)整體項(xiàng)目的教學(xué)目的。這也是造成項(xiàng)目化教學(xué)效果不夠理想的原因之一。
3.3教學(xué)安排與教學(xué)實(shí)施的矛盾
結(jié)合幾年教學(xué)實(shí)踐和CDIO工程教育的特點(diǎn),對(duì)原有的教學(xué)模式進(jìn)行了改革,將授課內(nèi)容中規(guī)律和特點(diǎn)并加以靈活利用,引導(dǎo)學(xué)生采用發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和掌握學(xué)習(xí)等創(chuàng)造性學(xué)習(xí)方法、加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際;從系統(tǒng)角度、實(shí)踐角度出發(fā)建立了一套適合于“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)的教學(xué)體系。
教學(xué)思路
在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,首先,教師一定要意識(shí)到,興趣是最好的老師,興趣是學(xué)習(xí)的動(dòng)力和源泉。只要通過有效的興趣培養(yǎng)和教學(xué)方式,就可以讓這些學(xué)生達(dá)到甚至超過自己的水平。以科研的態(tài)度和精神貫穿于教學(xué)之中,讓學(xué)生在“學(xué)生做”和“做中學(xué)”激發(fā)課程學(xué)習(xí)熱情。鼓勵(lì)學(xué)生走上講臺(tái),敢于大膽走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室;敢于向老師發(fā)難,以“我”為中心,全然不顧“名家”情面。
其次在教學(xué)理念上,以發(fā)展學(xué)生思考能力為本,結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)和教師現(xiàn)有的課題進(jìn)行實(shí)踐,建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,通過對(duì)主電路和控制電路、保護(hù)電路、檢測(cè)電路同時(shí)分組進(jìn)行設(shè)計(jì)。CDIO強(qiáng)調(diào)以熟悉產(chǎn)品研發(fā)的生命周期為工程背景的“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方式,這不是對(duì)教師主導(dǎo)作用的弱化,相反對(duì)教師在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)過程中的掌控能力、自身的知識(shí)水平提出了更高的高求?!敖處煛奔鏋椤皩?dǎo)師”,實(shí)現(xiàn)學(xué)生在知識(shí)獲取過程中的地位由“被動(dòng)”到“主動(dòng)”的角色轉(zhuǎn)變:學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極、主動(dòng)地參與實(shí)踐,從獨(dú)立學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向合作學(xué)習(xí);從深層次角度講,就是大學(xué)中“物質(zhì)教育”與“自由教育”的轉(zhuǎn)變。在探索、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用中行動(dòng)上給與相當(dāng)?shù)撵`活性,這樣可以喚起學(xué)生的好奇心,使其熱切地尋求有助于解決問題的知識(shí),同時(shí)又具備相當(dāng)?shù)膶?shí)行工具。學(xué)生所具有的創(chuàng)造性的和富有想象力的遠(yuǎn)見都將發(fā)揮作用,并能控制其沖動(dòng)和習(xí)慣。他自己的目的就能指導(dǎo)他的行動(dòng)。
再次,就教學(xué)方法而言,堅(jiān)持把工程科學(xué)基礎(chǔ)和工程專業(yè)知識(shí)緊密地揉合在一起進(jìn)行教學(xué),學(xué)生仍然需要堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。在講述定理、結(jié)論時(shí),要注意理論基礎(chǔ)與專業(yè)知識(shí)的結(jié)合。除了應(yīng)用高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理分析內(nèi)容的機(jī)理之外,還要講定理、結(jié)論的提出背景、前提條件以及應(yīng)用情況和近展?fàn)顩r等等。在教學(xué)手段上注意應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),如多媒體動(dòng)畫和系統(tǒng)仿真技術(shù)。熟練的、精心的準(zhǔn)備過的課堂講授仍然是最有效的學(xué)習(xí)和教授經(jīng)驗(yàn)。
最后,在重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)模式上,采用項(xiàng)目或者案例教學(xué)模式,基于問題解決模式的模式;教師引導(dǎo)學(xué)生效仿教師、專家學(xué)者做項(xiàng)目的方法,如專題研討、方案和技術(shù)設(shè)計(jì)、仿真模擬和實(shí)驗(yàn)操作等,探索并解決課程內(nèi)容相關(guān)工程應(yīng)用中的現(xiàn)實(shí)問題;培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與綜合分析問題的能力。因此恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)題目是項(xiàng)目教學(xué)法運(yùn)用成功的保證,既不能太難,讓學(xué)生望而卻步,又不能太簡(jiǎn)單,沒有挑戰(zhàn)性。這要求教師平時(shí)有一定知識(shí)積累?!半娏﹄娮蛹夹g(shù)”實(shí)力較強(qiáng)的幾個(gè)院校的積極嘗試為我們提供了較好的參考。浙江大學(xué)將“功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)”等部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列為創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法,提高學(xué)生創(chuàng)新能力。哈爾濱工業(yè)大學(xué)以直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)為課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。南京航空航天大學(xué)開發(fā)了“軟開關(guān)逆變電源實(shí)驗(yàn)裝置”課程設(shè)計(jì)教學(xué)平臺(tái),以此設(shè)計(jì)若干個(gè)課程設(shè)計(jì)題目。中國(guó)石油大學(xué)選擇反激式開關(guān)電源為課程設(shè)計(jì)題目。這些題目既緊密聯(lián)系書本知識(shí),又有創(chuàng)新的空間,值得借鑒。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在方式上注重啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的同時(shí);在時(shí)間和內(nèi)容安排上注意了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的循序漸進(jìn)。在實(shí)踐平臺(tái)裝置的設(shè)計(jì)上,注意“先進(jìn)性、實(shí)用性、開放性、安全性”的特點(diǎn),滿足基礎(chǔ)型和綜合設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐活動(dòng)的要求。使學(xué)生既動(dòng)手又動(dòng)腦,豐富工程實(shí)踐知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力。同時(shí)學(xué)生小組成員之間密切協(xié)作和互相配合,鍛煉學(xué)生的責(zé)任感和協(xié)作、互助的團(tuán)隊(duì)精神。
教學(xué)案例
以“電力電子技術(shù)”內(nèi)容直流-直流變流技術(shù)為例。首先,教師備課時(shí)要把自己想象成學(xué)生,想象一下學(xué)生的已知與未知,研究學(xué)生認(rèn)知與情感發(fā)展的需求,要想到學(xué)生在課堂教學(xué)過程中可能有的變化,從而使備課活動(dòng)不再是琢磨怎么講能講得清楚、透徹、到位,讓學(xué)生聽得懂、記得牢,要注重的是課堂上學(xué)生怎么學(xué)、怎么動(dòng)以及為了實(shí)踐活動(dòng)的有效開展,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,如何點(diǎn)起學(xué)生創(chuàng)新的火花,促使學(xué)生生動(dòng)活潑地參與,使課堂教學(xué)豐富多樣,把課堂真正還給學(xué)生。
引言部分如講到buck變換器時(shí),先介紹變換器的背景。授課時(shí),按照“識(shí)電路”“畫波形”“會(huì)計(jì)算”“輸出(電壓或電流)控制”四部曲進(jìn)行。顯然,第四部曲是壓軸大戲。buck變換器的電路原理圖如圖1所示,先講每一個(gè)功率器件的工作原理。再?gòu)挠性撮_關(guān)V導(dǎo)通,到無源開關(guān)VD因反偏而截止,再到輸出濾波電感儲(chǔ)能(或勵(lì)磁),并向負(fù)載提供能量;反過來從有源開關(guān)V截止,到電感電流不能突變。故使無源開關(guān)VD正偏而導(dǎo)通,此時(shí)電感電流經(jīng)二極管續(xù)流,其儲(chǔ)存的能量繼續(xù)供向負(fù)載,并由輸出電壓對(duì)其進(jìn)行去磁。輸出濾波電容作用:主要用來限制輸出電壓上的開關(guān)頻率紋波分量,使之遠(yuǎn)小于穩(wěn)態(tài)的直流輸出電壓。
內(nèi)容強(qiáng)調(diào)講穩(wěn)態(tài)關(guān)系和特征。buck變換器的特征公式如式1所示,讓學(xué)生對(duì)比以前學(xué)過的理想變壓器的特征公式,說明為什么buck也叫“直流變壓器”。
(1)
第二部曲是利用多媒體動(dòng)畫技術(shù)演示功率器件開通和關(guān)斷時(shí)電路的電流流經(jīng)路徑和主要物理量的波形變化情況。采用MATLAB仿真時(shí)所得的波形與課本的波形進(jìn)行對(duì)比,反映了理論知識(shí)的現(xiàn)實(shí)性。同時(shí)對(duì)比圖1(b)、(c)圖,對(duì)電流下降及上升的原因及“斷續(xù)”和“連續(xù)”概念結(jié)合高等數(shù)學(xué)中 “連續(xù)”的概念不一樣的地方進(jìn)行辨析。當(dāng)改變參數(shù)使得仿真結(jié)果變化時(shí),也能通過理論分析與仿真調(diào)試,使輸出達(dá)到理想狀態(tài)。
第三部曲講授在已知輸入電壓范圍、負(fù)載電流范圍和給定的輸出電壓下,利用獲得的穩(wěn)態(tài)關(guān)系,可以方便計(jì)算buck變換器的開關(guān)占空比范圍,從而來計(jì)算buck變換器中的元器件電壓穩(wěn)態(tài)應(yīng)力、電流峰值、電流平均值和電流有效值。
在講第四部曲即“輸出(電壓或電流)控制”時(shí),學(xué)生不易明白也看不到。有些內(nèi)容理解不夠具體,如何控制實(shí)現(xiàn)的疑問產(chǎn)生。此時(shí)重要的是培養(yǎng)學(xué)生有精細(xì)、認(rèn)真、窮追不舍的態(tài)度和敢于提出問題、勇于解決問題的創(chuàng)新精神。學(xué)生參與設(shè)計(jì)教師的100V/600A大功率開關(guān)斬波恒流源科研項(xiàng)目,共分四組,每一組完成一個(gè)功能設(shè)計(jì)調(diào)試或仿真。
第一組學(xué)生設(shè)計(jì)不控整流部分的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示,具體參數(shù):濾波電抗為1200A/0.71mH,整流二極管600A/1600V,鋁電解電容0.3F/400V。
第二組學(xué)生參與斬波電路設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的斬波電路圖如圖3所示。通過計(jì)算得出電抗器1200A/300μH,C2電容大小190μF/400V。阻容吸收單元選擇電容C3為80μF/450V,選取電阻R1為10Ω。IGBT模塊2MBI1200U4G-120,驅(qū)動(dòng)模塊在教師的指導(dǎo)下選用瑞士CONCEPT公司的IGBT驅(qū)動(dòng)模塊2SD315A,該驅(qū)動(dòng)模塊集成智能驅(qū)動(dòng)、自檢、狀態(tài)反饋、隔離等功能于一身,能夠驅(qū)動(dòng)1200A/1200V的IGBT。有的學(xué)生還畫了驅(qū)動(dòng)電路圖。
第三組學(xué)生設(shè)計(jì)了基于TMS320F28335DSP作為控制回路的核心的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器。學(xué)生在CCS集成開發(fā)環(huán)境下編寫的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器,在軟仿真下可以明顯看到給定變化引起PWM脈寬的變化。
第四組學(xué)生負(fù)責(zé)基于MATLAB下仿真。
【關(guān)鍵詞】MATLAB;仿真;實(shí)驗(yàn)教學(xué)
1.基于MATLAB的仿真教學(xué)
MATLAB是電子CAD仿真軟件中實(shí)用性比較強(qiáng)的軟件。大量的仿真實(shí)驗(yàn)和仿真數(shù)據(jù)可以通過MATLAB得到有效的體現(xiàn),因此,在教學(xué)實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用和普及。MATLAB包括常用工具箱和內(nèi)部函數(shù)兩大主要部分,主要應(yīng)用在圖形繪制和處理、電力系統(tǒng)和電力電子電路仿真、數(shù)字通訊信號(hào)處理和仿真、數(shù)值分析等多種領(lǐng)域,具有很強(qiáng)的實(shí)用性和界面友好性。當(dāng)把MATLAB應(yīng)用在電力電子實(shí)驗(yàn)仿真中時(shí),不僅僅可以簡(jiǎn)單方便的構(gòu)造電路,進(jìn)行模擬測(cè)試和仿真,最重要的是利用其數(shù)學(xué)處理特性進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取和分析。本次仿真實(shí)驗(yàn)主要使用MATLAB中的Simulink模塊。Simulink主要由連續(xù)模塊、離散模塊、函數(shù)和平臺(tái)模塊、數(shù)學(xué)模塊等多部分組成。通過各模塊中相應(yīng)元器件的選擇,實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真電路的搭建。
過去通常我們通過對(duì)實(shí)際電路的搭建,用相應(yīng)的電流表、電壓表對(duì)相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量讀取,通過對(duì)數(shù)據(jù)的整理和分析得到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,結(jié)合理論計(jì)算進(jìn)一步了解電路的工作原理,實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)的目的。
現(xiàn)在通過計(jì)算機(jī)MATLAB中Simulink的使用,不僅僅能解決從理論直接跨度到實(shí)踐中常常出現(xiàn)的帶電路搭建問題,還能避免不必要的危險(xiǎn)性。在實(shí)踐教學(xué)中,完全可以增添計(jì)算機(jī)電路仿真這一環(huán)節(jié),通過同學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)完成相關(guān)電路獨(dú)立搭建,通過仿真中出現(xiàn)的無法接線、示波器數(shù)據(jù)顯示異常等現(xiàn)象,自己主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,從而當(dāng)實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí),就會(huì)更好的避免不必要的錯(cuò)誤,達(dá)到更理想的教學(xué)目的,也能讓學(xué)生更好的了解MATLAB,提高學(xué)生今后對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的興趣[2]。
在電力電子電路實(shí)驗(yàn)仿真中,通常需要四步:
第一步,運(yùn)行MATLAB,進(jìn)入主界面;通過命令調(diào)用Simulink工具。
第二步,通過Simulink中相應(yīng)模塊里元器件的選擇,構(gòu)造出所需的電路。
第三步,對(duì)相應(yīng)的計(jì)算函數(shù)、元器件參數(shù)、數(shù)據(jù)采集時(shí)間等進(jìn)行設(shè)置。
第四步,點(diǎn)擊運(yùn)行,對(duì)仿真出的圖形進(jìn)行分析。
2.三相半波整流電路仿真實(shí)例
通過對(duì)電力電子電路中三相半波可控整流電路的仿真,可以學(xué)習(xí)仿真的方法和技巧,研究電路的原理和性能。下面就以實(shí)例說明仿真在教中起到的作用。
2.1 三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)仿真
三相半波可控整流電路實(shí)驗(yàn)線路如圖1所示:
三相半波可控整流電路由三相變壓器、晶閘管、負(fù)載、觸發(fā)脈沖四部分組成,通過對(duì)晶閘管觸發(fā)時(shí)間的選擇實(shí)現(xiàn)對(duì)整流輸出電壓的調(diào)節(jié),由于三項(xiàng)整流裝置三相間是平衡的,輸出的電壓和電流脈動(dòng)小,對(duì)電網(wǎng)的影響也小,且自身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制滯后時(shí)間短,因此是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的電路。本次仿真實(shí)驗(yàn)通過阻感負(fù)載和春電阻負(fù)載輸出各電路的圖像對(duì)比分析,再加上理論比較,展現(xiàn)出MATLAB在實(shí)踐教學(xué)中的優(yōu)越性,并通過對(duì)各種常見電路故障分析,避免實(shí)際電路接線時(shí)造成不必要的損失和危險(xiǎn)。
圖2是用利用MATLAB提供的動(dòng)態(tài)仿真工具Simulink搭建的三相半菠可控整淹電路模型。
圖1 三相半菠可控整淹電路實(shí)驗(yàn)原理圖
圖2 三相半波可控整流電路模型
圖3 參數(shù)設(shè)置
2.2 仿真中模塊參數(shù)的設(shè)置
合理的參數(shù)設(shè)置對(duì)MATLAB仿真起到關(guān)鍵性的作用,本次仿真通過對(duì)三相半波可控整流電路中算法類型、觸發(fā)脈沖相關(guān)參數(shù)、晶閘管參數(shù)等器件的相關(guān)參數(shù)的選擇,實(shí)現(xiàn)較好的仿真效果,便于結(jié)合仿真圖像,對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理論分析,實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)目的。相關(guān)參數(shù)的設(shè)置如圖3所示,分為五步[3]。
(1)相關(guān)算法設(shè)置
算法(solver)ode23tb,相對(duì)誤差(relativetolerance)1e-3,開始時(shí)間0結(jié)束時(shí)間0.1s。
(2)觸發(fā)脈沖參數(shù)設(shè)置
振幅5V,周期0.02,占空比5%,時(shí)相延遲為*0.02/360。
(3)電源參數(shù)設(shè)置
頻率50hz,電壓380v,其相限角度分別為0°、120°、240°。
(4)晶閘管參數(shù)設(shè)置
Ron=0.001,Lon=0.0001,Vf=0V,Rs=1,Cs=250e-6F。
(5)RLC參數(shù)設(shè)置
R=100,L=0.02H,C=inf,和R=100,L=0H,C=inf。
2.3 仿真結(jié)果
如圖4所示(a)、(b)分別為觸發(fā)角α=60o時(shí),R(電阻性)負(fù)載和觸發(fā)角α=60o時(shí),RL(阻感性)負(fù)載的仿真波形圖,分別測(cè)得觸發(fā)脈沖波形、三相電源波形、流過晶閘管的電流、流過晶閘管的電壓、流過負(fù)載的電流、流過負(fù)載的電壓六項(xiàng)相關(guān)物理量。
圖4 純阻性負(fù)載和阻感負(fù)載仿真波形
圖5 晶閘管和負(fù)載兩端電壓電流仿真波形
圖6 單相晶閘管短路與短路仿真波形
進(jìn)一步選取純電阻負(fù)載中流過晶閘管的電壓、電流和流過負(fù)載的電壓與阻感負(fù)載中流過晶閘管的電壓、電流和流過負(fù)載的電壓、電流,如圖5所示,對(duì)比波形容易發(fā)現(xiàn)阻感性負(fù)載當(dāng)α30時(shí),電壓波形出現(xiàn)負(fù)值,由于電感的作用,波形連續(xù),晶閘管的導(dǎo)通角為120,而純電阻負(fù)載晶閘管導(dǎo)通角小于120。
3.問題拓展
分別對(duì)電路中任意一晶閘管斷路(如:晶閘管燒斷斷開)或短路(如:晶閘管擊穿了短路)進(jìn)行電路的MATLAB建模仿真,仿真圖形如圖6所示。容易發(fā)現(xiàn)當(dāng)晶閘管燒斷時(shí)則整流器相當(dāng)于缺相運(yùn)行,其輸出電壓會(huì)降低,輸出整流電壓波形會(huì)少波頭。其值可能會(huì)減少1/4左右;而當(dāng)晶閘管擊穿時(shí),流過其他元器件的電流會(huì)非常大,這個(gè)時(shí)候很容易引起相關(guān)器件、相關(guān)電路的連鎖短路,造成元器件的損毀,故障擴(kuò)大化。因此,當(dāng)我們?cè)趯?shí)際電路接線實(shí)驗(yàn)時(shí),尤其要注意預(yù)防晶閘管的短接,避免造成較大的損失和對(duì)人員的傷害[4]。
4.總結(jié)
通過MATLAB/Simulink仿真實(shí)驗(yàn),我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它具有很強(qiáng)的靈活性和人機(jī)交互界面,通過計(jì)算機(jī)虛擬仿真不僅僅能達(dá)到實(shí)踐中對(duì)電路相應(yīng)數(shù)據(jù)的記錄和分析,最主要的是可以通過它的虛擬性構(gòu)建不正常運(yùn)行時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集,方便教學(xué)中對(duì)學(xué)生實(shí)踐誤操作嚴(yán)重性的警告,讓同學(xué)們?cè)谕ㄟ^仿真實(shí)驗(yàn)后,能更好的完成實(shí)際電路接線,并且降低學(xué)生誤操作的發(fā)生,提高了理論與實(shí)踐的更好的結(jié)合。
參考文獻(xiàn)
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[4]王兆安,劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.
作者簡(jiǎn)介:
一、課程設(shè)計(jì)思路
根據(jù)職業(yè)技能鑒定的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容和技能培養(yǎng)方案,把《電力電子技術(shù)及其應(yīng)用》融入模塊化的單元教學(xué)設(shè)計(jì),采用與職業(yè)崗位對(duì)應(yīng)的工程項(xiàng)目構(gòu)建主線,選取典型的生產(chǎn)設(shè)備和工作任務(wù),根據(jù)高職學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),針對(duì)工作過程來構(gòu)建學(xué)習(xí)情境、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單元,將多門課程的相關(guān)知識(shí)融合到每一個(gè)學(xué)習(xí)單元,是一門技術(shù)性、實(shí)踐性非常強(qiáng)的工學(xué)結(jié)合雙證課程。本課程以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為目標(biāo),以工程實(shí)例為主線,以工作過程為中心,開展任務(wù)驅(qū)動(dòng)的理論實(shí)踐一體化教學(xué)。課程共有五個(gè)項(xiàng)目模塊,除了理論傳授外,每一個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)都能幫助學(xué)生獲取經(jīng)驗(yàn)性知識(shí),在完成數(shù)個(gè)任務(wù)的基礎(chǔ)上,再拓展相關(guān)技術(shù)理論知識(shí),最后以技術(shù)理論知識(shí)指導(dǎo)各項(xiàng)目的完成。
二、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)
根據(jù)行業(yè)企業(yè)發(fā)展的需要和完成職業(yè)崗位實(shí)際工作任務(wù)需要的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求,本課程設(shè)置了以下五大情景(模塊):直流調(diào)光臺(tái)燈電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的維護(hù)與檢修、電阻爐過零調(diào)功系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用、中頻感應(yīng)加熱電源維護(hù)與檢修、直流斬波電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。通過任務(wù)引領(lǐng)、計(jì)劃制定與實(shí)施、綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作等環(huán)節(jié),來滿足行業(yè)企業(yè)發(fā)展的需要和學(xué)生完成職業(yè)崗位實(shí)際工作任務(wù)的需要。三、教學(xué)方法本課程采用理論講授、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)與校外實(shí)習(xí)結(jié)合的教學(xué)方式:校內(nèi)實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生電力電子技術(shù)的初步應(yīng)用能力,校外實(shí)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生電力電子技術(shù)的綜合應(yīng)用能力,真正實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐相結(jié)合的一體化教學(xué)模式。
1.教學(xué)方法應(yīng)用實(shí)例——直流調(diào)光臺(tái)燈電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
(1)可依據(jù)以下程序進(jìn)行安排:第一,下發(fā)項(xiàng)目任務(wù)書,明確項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)生在教師的指導(dǎo)下分析直流調(diào)光臺(tái)燈電路的基本原理。第二,學(xué)生學(xué)習(xí)項(xiàng)目任務(wù)要求,以小組為單位討論直流調(diào)光臺(tái)燈電路的控制方案。教師對(duì)方案進(jìn)行指導(dǎo),制作工作流程表,選擇元件及工具,列出元件、工具清單。小組討論確定測(cè)試方案。第三,按元件清單清點(diǎn)配件,檢測(cè)數(shù)量和質(zhì)量。學(xué)生獨(dú)立對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試,列寫調(diào)試方法及步驟,進(jìn)行系統(tǒng)裝接和電路故障的分析與排除。第四,工作評(píng)價(jià)。自評(píng):學(xué)生對(duì)本項(xiàng)目的整個(gè)實(shí)施過程進(jìn)行評(píng)價(jià);互評(píng):以小組為單位,對(duì)其他組的工作結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和建議;教師評(píng)價(jià):教師對(duì)互評(píng)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),指出每個(gè)小組成員的優(yōu)缺點(diǎn),并提出改進(jìn)建議。通過這種一體化的教學(xué)過程能夠激發(fā)學(xué)生的自學(xué)熱情,小組協(xié)作的工作過程還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。
(2)考核成績(jī)的計(jì)算:采用過程考核和結(jié)業(yè)考核結(jié)合的方式,過程考核占30%,結(jié)業(yè)考核占70%。過程考核結(jié)合課堂提問、訓(xùn)練活動(dòng)、階段測(cè)驗(yàn)等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),包括實(shí)踐操作、知識(shí)掌握、職業(yè)素質(zhì)和學(xué)習(xí)態(tài)度等;結(jié)業(yè)考核包括理論知識(shí)和實(shí)踐操作兩方面,以此作為培養(yǎng)企業(yè)人才的良好開端。
2.多種教學(xué)方法相結(jié)合
在整個(gè)教學(xué)過程中,為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、獲得更好的教學(xué)效果,可采用多種教學(xué)方法相結(jié)合的模式:項(xiàng)目教學(xué)法、講練結(jié)合、多層次實(shí)訓(xùn)、現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)式教學(xué)、學(xué)生科技創(chuàng)新、案例教學(xué)法等??傊?,要融創(chuàng)新思維培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)方式、實(shí)踐案例教學(xué)于課程教學(xué)中,多種教學(xué)方法靈活運(yùn)用,在充分利用現(xiàn)代多媒體電子教學(xué)、網(wǎng)上學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,采用第一課堂與第二課堂結(jié)合,將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)充分應(yīng)用于教學(xué)改革之中。