“電力電子技術及應用”課程教學模式的探索與實踐

高安芹

摘要：為滿足發電廠及電力系統崗位群的電力電子技術應用能力需要，“電力電子技術及應用”課程以職業能力培養為核心進行了課程內容的整合與構建，完成了學習情境的設計與實施，充分利用學院優越的實訓教學資源，實現了以理實一體化教學為主體的雙證融通的學習過程，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：電力電子技術技術；理實一體教學；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0106-03

隨著現代電力工業自動化水平的提高，電力電子技術在輸電網、配電網、電源、可再生能源發電系統、微電網等方面的應用日益廣泛，要求維修電工、電氣運行值班人員、設備安裝檢修人員、繼電保護技術人員等都必須具備電力電子知識和技能。為滿足專業崗位群的電力電子技術應用能力需要，課程進行了“任務驅動、理實一體”教學模式的探索和實踐，始終以鍛煉學生能力為中心，進行了課程內容與學習情境設計、教學實施過程設計，充分利用現有實訓場地，讓教學過程盡可能貼近實際工作過程，全面培養學生的技能操作水平和職業素養。

一、以職業能力培養為核心進行課程內容的整合與構建

1.課程定位與課程設計思路

“電力電子技術及應用”課程對學生的職業能力培養和職業素質養成起著重要的支撐作用，是雙證培養模式中維修電工等國家技能鑒定的嵌入課程，通過本課程的學習，學生應能通過國家職業資格鑒定，獲取維修電工等相關職業資格證書，同時為學生考取電氣檢修、電氣值班員和變電站值班員初、中級技術資格證打下良好基礎。

“電力電子技術及應用”課程設計以職業能力培養為核心，緊扣用人單位的能力需求，依據該課程在人才培養中所具備的能力結構、知識結構和素質結構及該課程在專業人才培養中的定位，由企業行業提出具體的培養目標和要求，聘請企業行業中的高級技術、技能人員共同進行課程開發與設計。

2.課程內容的整合與構建

“電力電子技術及應用”課程對應的崗位職業能力是：常用電力儀表使用能力、電力電子器件檢測能力、電力電子系統的調試能力、電氣測試及現場試驗的能力、電氣線路識圖能力、安裝及檢修電氣設備的能力等，為完成職業崗位的核心能力培養目標，本課程以職業能力為本位進行了課程內容的整合與構建，依據專業人才培養目標所制定的知識、能力、素質三要素和專業職業資格證書的要求，選擇相應的教學內容，將職業資格證書所需的應知應會內容融入教學過程，將電力電子技術與電機控制和自動控制技術相結合，并按照課程規律把相關內容有機銜接，使學生具有中級、高級維修電工（電力電子技術及其應用部分）的綜合職業能力，并為獲取其他相關職業資格證書奠定基礎。

“電力電子技術及應用”課程以“電力電子器件—電力電子變換電路—電力電子裝置的應用”為思路，描述了SCR、GTO、BJT、IGBT等電力電子器件的工作原理、特性、參數、保護與驅動電路，詳細分析了各種AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換技術及單相和三相整流器、逆變器和斬波器，介紹了脈寬調制技術（PWM）和各種軟開關技術，并隨著現代電力工業自動化水平的提高，增加了電力電子技術在輸電網、配電網、電源、可再生能源發電系統、微電網等方面的應用實例。

3.學習情境設計

“電力電子技術及應用”課程學習情境設計遵循“器件認知-電路分析-電力電子裝置的應用"能力培養的規則，選取與專業崗位和生活實際緊密結合的典型應用案例進行情境化教學設計，以真實工作任務及其工作過程為依據整合、序化教學內容，科學設計學習性工作任務，突出實用性和應用性知識的傳授及技能的訓練，著力提高學生職業能力和素質。學生在學習了本課程之后，能充分認識現代電力電子技術對交、直流電路的控制和變換能力，并掌握各種變換原理和方法，為后續課程“模擬電廠實訓”、“變電站仿真實習”、“頂崗實習”、“畢業設計”等的學習奠定了良好的理論基礎和能力基礎，也為學生畢業后適應電力行業各專業技術崗位的要求打下堅實的職業能力和素質基礎。

課程學習情境設計見圖1，每一個學習情境都體現了工作過程的完整性，把培養學生實踐創新能力固化在教學任務中，并積極組織學生參與全國大學生電子設計大賽等各種科技競賽活動，培養和提高學生的實踐技能和創新能力，將職業技能與素質教育貫穿整個教學過程中。

二、以實現“學做循環”為目標 完成了課程教學平臺建設

“電力電子技術及應用”一方面以實現“學做循環”為目標，構建了全新的“四位一體”教學平臺；另一方面整合各種優質資源，開發核心課程教學資源庫，建設了數字化教學資源平臺。

1.精心構建了全新的“四位一體”教學平臺

根據當前行業企業的先進技術水平和最新崗位資格要求，本課程突出職業能力培養在整個培養體系中的重要地位，按照“理實一體化”要求，整合優化資源，精心搭建了基本實訓教學平臺、綜合仿真教學平臺、綜合場景教學平臺、生產現場教學平臺相結合的“四位一體”的教學平臺體系。在學校政策和中央財政支持下，購置更新儀器設備，完善了校內實訓基地；同時，為保證教學過程的實施，本課程建設了國內一流的“電力電子與電能質量”實驗室、靜模實驗室、仿真實訓室等實訓場所，以保證課程的綜合仿真實訓；按照統籌規劃、資源共享的原則，依托國網技術學院優質的實訓資源，建設了以220KV智能變電站、變電實訓場、電力電子與電能質量沙盤展示等為中心的綜合場景教學平臺，實現了真實場景教學；生產現場教學平臺的建設主要依托山東魯能智能有限公司、山東彼岸電力科技有限公司、石橫電廠、鄒縣電廠、濟南供電局、泰安供電局、黃臺電廠等單位，在綜合實訓環節，學生通過現場教學、頂崗實習、企業鍛煉等方式，在真實的工作環境中提升學生的職業素養和職業能力，使學生具備崗位工作的基本能力，適應崗位需求。

本課程依托課堂多媒體教學、仿真教學、校內外實訓教學，引入實際案例，應用多種教學手段和方法設計教學過程，較好地解決了理論知識傳授與能力培養的有機結合問題，完善了以“學做交融、能力漸進”為主線的人才培養模式，實現了專業教育和崗位工作的相互對接。

2.整合各種優質資源，開發課程教學資源庫，建設了數字化的教學資源平臺

本課程組的教師和企業人員一起，進一步整合優化了教學資源，建設了豐富的教學資源平臺。精品課程網站資源豐富，包括了課程整體設計介紹、課程標準、整體教學設計、單元教學設計、多媒體課件、動畫庫、仿真電路庫、學案、習題試題庫、課程拓展、課程錄像、案例庫、職業技能鑒定等。網站的教學資源庫中有整個課程各學習情境的多媒體課件、課程教學過程錄像、實訓項目操作錄像、仿真操作錄像、實際工作任務操作錄像等視頻資源、來源于實際工作崗位的企業典型案例資源、對應教學中各知識點圖片資源、考核評價資源等，為課程教學的順利實施提供了有利保障。

三、以理實一體化教學為主體 實現了雙證融通的學習過程

1.課程層次性實踐項目的設計

本課程在對職業崗位所需的技能進行分析的基礎上設計實訓項目。針對典型工作崗位的作業流程和工程項目，分析崗位所需的知識、能力和素質，形成崗位技能要求，開發形成單項實驗、專項實訓、綜合實訓、崗位實訓等層次項目，結合現場工作任務，設計本課程學習性的實踐任務，通過課內實訓、校內綜合實訓、校內場景實訓、技能鑒定和頂崗實習等環節完成，使學生達到課程標準提出的要求，學生的專業能力、方法能力、社會能力得到提高，逐步培養學生的職業道德、職業規范、職業能力。課程的實踐教學項目如圖2所示。

2.課程內容組織及教學實施過程設計

基于“四位一體”的教學平臺，以任務驅動、理實一體化教學為主體，完成每一個學習情境中的工作任務。以工作情境：“調光燈電路”為例，說明教學的設計與實施過程，見圖3所示。先由任課教師下達任務書，明確任務目標，接著由教師指導學生分解任務，查找難點，然后教師引導學生進行完成任務所需的必備知識技能學習，小組討論完成任務的實施方案，教師審核各小組的方案，并監督和指導學生實施方案，教師組織學生對方案實施過程中的共性問題展開主題討論，各小組進行檢查、自評、完善，并派代表匯報任務完成情況，教師根據過程表現及報告內容給出每個學生的綜合評價。

3.理實一體教學 實現“學做交融，能力漸進”

課程教學的實施，遵循“學做交融，能力漸進”的原則，把職業資格證書教育納入教學計劃，建立突出職業能力培養的課程標準，通過各種教學環節加強實踐訓練，引入案例，創設真實情境，學做循環，把職業能力的培養貫穿于教學的全過程，使學生在取得畢業證的同時也獲得相應的崗位職業資格證書。圖4為電力電子技術及應用課程學習過程。

四、實踐效果

“電力電子技術及應用”課程通過四位一體的課程平臺建設、課程內容重組和情境化教學設計、“任務驅動、理實一體”的教學模式的實施等工作，提高了教學質量，全方位提升了學生的綜合素質，教學效果逐顯成效，實現了學生素質化、教學系統化、用人單位滿意化的目標。

1.學校和學生對課程的評價顯著提高

“電力電子技術及應用”課程 “任務驅動、理實一體”的教學模式的實施，注重了項目制任務式教學策略和團隊協作學習策略。課程的6個學習情境，每個學習情境的實現由6至7個環節組成，在學習過程中均采用小組（團隊）方式，討論、收資、成果發布等環節均以小組為單位，“分解任務”、“查找難點”進行小組協商、討論，方案實施制定和實施過程中小組成員要求分工、協作、團結、交流，共同完成測試任務，成績評定中有團隊系數，師生密切交流，切實提高了學生的職業能力和素質，學校和學生對課程的評價顯著提高。

2.學生的專業技能水平顯著提高

“任務驅動 理實一體”教學模式在電力電子技術課程教學中的應用，為學生考取《通用電工證》、《維修電工證》初、中級技術資格證打下了良好基礎，學習該課程的畢業生雙證率高達97%以上；學生在學習了本課程之后，能掌握基本電力電子電路的電路結構、工作原理、電氣性能，充分認識現代電力電子技術對交、直流電路的控制和變換能力，了解電力電子技術的發展概況、技術動向和新的應用領域，學生的專業技能水平顯著提高，學習該課程的學生組織的電子設計協會被授予“2014年山東省優秀大學生科技社團”榮譽稱號，學生被評為山東省優秀大學生科技社團干部，參加全國大學生電子設計競賽和“飛思卡爾”杯智能車競賽，榮獲山東省一等獎、二等獎多項。

3.學生就業率和就業質量顯著提高

“電力電子技術及應用”課程依托國網技術學院的優勢資源，深化教育教學改革，強化學生職業能力和綜合素質的培養，學習該課程的電氣類畢業生深受社會青睞，就業范圍廣，如中國廣州核電集團、新能源公司、山東電力集團、山東超高壓有限公司、發電廠等電力企業。畢業生適崗能力強，起薪值高，職位升遷速度很快，穩定性高，就業單位評價普遍較高。以學校發電廠及電力系統專業近幾年的就業情況為例，每年的一次就業率均超過95%，得到了社會的充分認可。

參考文獻：

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[4]劉峰編.電力電子技術[M].大連：大連理工出版社，2003.

（責任編輯：韓曉英）