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【摘要】针对当前应用型本科电力电子技术的课程教学与企业相关人才需求的不匹配，探索了基于CDIO工程应用为指导的教学模式，完善教学内容设置、增设实践教学环节，建立产学结合的新教学模式，构建以技术应用能力培养为主线的理论教学和实践教学同步进行的新体系。采用项目体验教学模式，在“做中学”和“学中做”中培养学生创新思维及工程实践能力，取得了较好的教学效果。
【关键词】电力电子技术；CIDO；教学模式
“电力电子技术”是应用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是电气工程和自动化专业一门重要的专业基础课。“电力电子技术”已经渗透到国民经济的各个领域，未来更多的电能将通过电力电子技术处理后再加以应用。如何利用现有条件，加强综合素质教育，提高学生综合分析和解决实际问题的能力，培养具有创新能力与企业需求接轨的人才，已引起各高校广泛的关注和重视。同时电力电子专业学生就业广泛，可供职于电力行业、机电行业、供电部门、用电部门、汽车、航空等部门。因此如何教好电力电子技术课程，让学生有所学、有所用，成为应用型本科人才培养的重点问题。CDIO模式是一种在全球各国广泛推行的工程教育模式。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。将CDIO模式运用到电力电子课程教学中，优化“电力电子技术”课程设置结构，构建“以应用能力培养为核心”的课程体系。推行基于项目、基于问题、基于案例的教学方法和学习方法，支持学生开展研究性学习、创新性实验，实现课程内容与职业标准、教学过程与生产过程对接，培养学生的工程思维和创新精神具有重要的理论价值。民办高校学生毕业后主要输送到企业，更注重应用型人才的培养，因此电力电子技术教学必须打破传统理论推导和全面讲解的教学模式，如何依据CDIO理念开展电力电子技术课程教学、改革教学内容、课程体系与教学方法都是值得我们探讨的问题。我院将机电与汽车工程学院的15、16级电气工程及其自动化学生作为“电力电子技术”这门课程教学改革对象。联合九洲电气、哈飞集团等电气相关龙江企业进行合作，并展开电力电子技术的教学改革，为企业培养合格人才，取得良好效果。
一、CDIO模式下教学内容教学模式的改革
1.教材的修订与选取。随着电力电子技术的快速发展，新型的电力电子器件不断出现，但适合应用技术型院校的学生掌握电力电子技术技能的教材较少，应用型本科院校工程类教材的选取，更应注重理论和实践结合，重在工程实践应用。本人参与了21世纪应用型本科电气类专业系列规划教材《电力电子技术》的编写，本教程弱化了理论部分，着重实践应用原理，深入浅出，适合应用型本科学生选用。2.教学内容做适当调整。当前电力电子技术教程内容大致分四个部分：电力电子器件、基本的电力电子电路、脉宽调制和软开关控制技术、电力电子装置的应用。电力电子器件涉及半导体物理的相关知识，器件内部载流子复杂运动会使学生感到抽象，不易接受，容易打消学生学习的积极性。因此,教师应当对这一部分教学内容有所取舍。应从实践应用角度出发，重点讲解器件的功能，导通和截至的条件，外部特性，极限参数等实用问题，使学生在实际应用中会选取器件。另外IGBT、MOSFE等全控型器件应用领域广泛，成为中、大功率电力电子装置主导器件，因此适当地增加了全控型器件IGBT，MOSFET内容的讲解，重点讲述PWM逆变、变频等内容。3.改进教学模式，开展线下线上混合式教学模式，打造精品课堂。翻转课堂课是线上和线下混合教学的有效策略和方式，颠覆了传统课堂教学流程，以教师“教”为中心，转为以学生“学”为中心。课前部分根据电力电子技术的课程内容，在线导学，资源自学；课中，在老师指导下，学生在分组活动中运用课前学到的知识并进行讲解，老师做出总结与个别问题纠正；课后检测，加强知识掌握和运用的程度。实现翻转课程过程中运用智慧教学工具雨课堂，教师将带有MOOC视频、习题、语音的课前预习课件提前推送到学生手机，师生沟通及时反馈；课堂上实时答题，弹幕互动，充分调动学生自我学习的积极性，效果很好。
二、CDIO模式下实验教学的改革
实践教学环节可以巩固、检验课堂上所学的基础理论知识，强化学生的实践技能，提高学生的实际动手能力，是课堂教学的必要补充。
1.精心安排实践教学内容
根据理论知识的重点及实践应用情况，开设以下实验内容。(1)三相全控桥整流电路实验。(2)单相桥式有源逆变电路实验。(3)采用自关断器件的单相交流调压电路。
2.开展仿真实验教学
我院每年电气工程自动化专业平均招生180人，人数较多，目前学院电力电子实验室仍在扩建中，为弥补当前实验设备不足，鼓励学生使用Matlab、PSPICE等常用电力电子仿真软件，参照老师推荐的电力电子仿真实例教材，进行工程实例系统仿真，对学生理解理论知识起到较好的辅助作用，也为以后工程实践打下良好基础。
3.开放实验室教学
电力电子实验室在计划授课外安排时间向学生开放，为有兴趣做综合型、创新型实验的学生提供了良好的学习条件。同时积极开展校内产、学、研相结合的新模式，并与龙江电气企业合作共建实习和实训基地，为学生提供参与工程实践的平台。大大提高了实验室的利用率，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的工程实践能力。
三、CDIO模式下实践教学的改革
以15级电气及其自动化电力电子的课程设计为实例，采用CDIO模式教学。将15级电气及其自动化3个班的学生分成十个小组，以哈尔滨九洲电气有限公司的开关电源系列产品做为课程设计题目，包括笔记本电脑电源、手机充电器、LED驱动电源、EPS后备电源、电力系统专用UPS不间断电源等十个方向，每个小组选择一题进行设计。1.在产品开发最初（构思）阶段，要求每组学生对开关电源产品概念、设计要求、设计目的、设计内容等进行详细说明。2.方案设计阶段，主要根据构思阶段提出的问题进行设计。以惠普笔记本电脑电源适配器为例，本适配器共包括整流滤波、逆变器、变压器、稳压控制四个组成部分。使用DXP软件绘制主电路、控制电路、保护电路原理图，计算变压器的各种参数零器件的选取。最后使用Matlab/Simulink进行电路仿真。3.方案实现阶段，制作开关电源的PCB板，主要过程依据开关电源的电路原理图建立元件参数，输入原理网表，设计参数设置，手工布局，手工布线，设计验证，复查，最后CAM输出。
四、结束语
将CDIO的工程教育模式与哈尔滨远东理工学院的特点相结合，围绕“构思—设计—实现—运作”CDIO理念展开的“电力电子技术”课程教学改革取得较好的效果。新模式理论教学中渗透实践应用，有效激发了学生的学习兴趣；实践教学培养了学生较强动手能力；案例实践教学充分调动了学生的积极性，培养了学生的团队合作精神，提高了学生的工程实践能力。同时CDIO教学模式的实施也推动了教师的综合教学能力的提升和教学水平的大幅度提高；为我校其他工程学科CDIO模式的教学改革全面展开提供了有益的借鉴。
【参考文献】
[1]张雪君.应用型人才培养模式下“电力电子技术”教学改革与实践[J].中国电力教育，2014.
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[5]高晗璎，李文娟，刘端增，周美兰，周永勤，金宁治.工科电力电子技术课程的教学改革与实践探索[J].中国现代教育装备，2016.
[6]胡静波.“电力电子技术”课程的CDIO教学改[J].高教学刊，2015.
作者:郭金梅 单位:哈尔滨远东理工学院 机电与汽车工程学院
