工程认证背景下的电力电子技术课程改革研究
龚立娇，张武其
（石河子大学 机械电气工程学院，新疆 石河子）
摘 要： 基于专业认证的“成果导向”“以学生为中心”“持续改进”三大理念，工程专业教育教学必然须对课程教学进行优化改革，以满足当前工程人才培养的需要。 结合我校电气工程专业特色，依照本科工程教育专业认证中的毕业要求及电气工程类专业补充标准，对《电力电子技术》的课程大纲、教学方式和课程教学效果达成评价等进行一系列的教学改革的研究。
关键词： 专业认证；电力电子技术； 电气工程； 课程改革
一 引言
2016年6月，我国正式加入《华盛顿协议》，该协议是国际上最具影响力的工程教育学位互认协议；截至2017年底，教育部高等教育教学评估中心和中国工程教育专业认证协会共认证了全国近两百所高校的近千个工科专业，这些通过认证的专业，标志着其专业的质量实现了国际实质等效[1]。
课程是人才培养的核心要素、课程的教学效果直接关系到毕业生培养目标（学生毕业5年左右的预期）和毕业要求达成度的实现，为此，需要在课程教学中贯彻工程教育认证的理念，以专业培养目标和毕业要求达成为导向[2，3]，使专业实现教育教学观念转变，通过提高课程教育规划和实施的科学性和针对性来达到提高课程教育教学质量的目的，必将有利于切实提高本科工程教育专业质量，从而有力推动我国从工程教育大国向工程教育强国的转变。
化合物 3A02：质谱 ESI／MS（negative mode），m／z 234，［M－H］－。 1H NMR（500 MHz，CDCl3，TMS），δ为7.25～7.28（t，J＝9.0 Hz，2H），7.05（t，J＝9.0 Hz，2H），6.83（br.s，1H，NH），5.97（s，2H），4.46（d，J＝5.5 Hz，2H）。
二 电气工程类专业工程教育专业认证对《电力电子技术》课程的要求
电子信息与电气工程类专业工程教育认证补充标准[1]明确指出“电气工程及其自动化专业的专业基础知识领域：包括电机学、电力电子技术、电力系统基础等知识领域的核心内容[1，4]”。《电力电子技术》课程在电气工程及其自动化专业人才培养中的重要性不言而喻。
三 基于电气工程类专业工程教育专业认证的《电力电子技术》课程教学的建设与改革
（一）借鉴国内外一流大学经验，修订课程教学大纲
首先，从课程教学大纲中进行课程定位，明确课程是电气工程及其自动化本科专业教学计划中的一门专业必修课，其任务是使学生通过学习各种电力电子变换主电路的组成和工作原理、各类变流电路（装置）中发生的电磁过程、基本数量关系、控制方法、设计计算方法及各类变流装置应用等。通过本课程使学生获得电力电子技术的基本原理和特定实验技能，以便学生毕业后具有进一步掌握电力电子功率变换器主要类型、特点及其主要应用领域，使学生掌握电能变换的基本概念和基本方法，培养学生对变流器的分析和研究的基本能力。课程共48学时，理论学时42学时，实验学时6学时（包括3个综合性课内实验）。
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然后，在课程教学大纲中明确《电力电子技术》课程教学内容分解为各知识单元，并约定各知识单元所承载的内容与本课程不同教学目标相对应的关系。由于课程是人才培养的核心要素，所以通过该课程的预期学习成效的约定和教学活动设计及学时的分配来指导教学活动的开展。《电力电子技术》课程主要知识单元包括电力电子器件、交流-直流变换、直流-交流（逆变）电路、直流-直流变流电路、交流-交流变流电路、PWM控制技术、软开关技术等内容。课程的预期成效包括1）理解电力电子技术的涵义和任务；了解电力电子技术的主要应用及其重要性。2）掌握晶闸管、IGBT的工作原理及选取参数的原则；熟悉器件的串联、并联及过电流、过电压保护方法。3）掌握单相可控整流电路接不同负载时的基本工作原理及波形，各电流量有效值、平均值的计算，相控触发脉冲的基本要求；理解续流二极管的作用及平波电抗器的作用，会有关波形分析。掌握三相可控（半波、全控桥）整流电路在不同性质负载下的输出电压波形分析及计算，对触发脉冲的要求，晶闸管承受电压的波形分析。会计算整流变压器的电流有效值及容量；理解变压器漏抗对变流器工作性能的影响。4）掌握逆变的概念，逆变颠覆及防止措施，了解器件换流方式；理解电压型逆变电路构成和工作的原理；电流型逆变电路构成和工作的原理；了解PWM 调制技术的基本原理；熟悉PWM型逆变电路的工作原理。5）熟悉基本直流斩波电路（包括降压斩波、升压斩波、电流可逆斩波电路和桥式可逆斩波电路）的工作原理、分析方法。6）正确理解交流调压电路的工作原理，理解电力电子开关的工作原理以及交交变频电路的基本原理。
再次，在教学大纲中明确本课程目标对专业毕业要求的支撑关系。从本科工程教育专业认证通用标准及电子信息与电气工程类专业工程教育认证补充标准有关规定和要求出发，我校本次电气工程及其自动化专业培养方案修订参照和借鉴了国内外一流大学的经验，明确了专业的培养目标（含毕业生毕业5年左右可达到的预期培养目标），电气工程及其自动化专业的毕业生要达到培养成效包括知识、能力和素质等几方面的12条要求，具体包括工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究等知识要求，使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范等方面的能力要求，以及个人和团队、沟通、项目管理和终身学习等素质要求[4]。课程组根据《电力电子技术》课程所涉及的知识领域特点及其在专业培养过程达到毕业要求过程中的支撑作用，约定在进行课程教学过程中在课程目标达成过程中实现如下的毕业要求的支撑关系，具体本课程支撑的毕业要求点及课程目标权重如表 1 所示。
表1 电力电子技术与毕业要求指标点关系
其次，通过教学大纲明确课程教学目标与电气工程及其自动化专业毕业生培养的所需达到的毕业要求之间的关系。学生通过本课程的学习应具备以下几方面的目标，即：课程目标1：能够分析和比较各类变流电路的工作原理及特点，能够运用电子技术知识分析典型变流电路触发电路工作原理及特点；课程目标2：能够熟练运用电路基础理论分析各类变流装置中发生的电磁过程、典型变流电路中各电压电流间的数量关系，并能建立典型变流电路的分析模型、掌握分段线性化分析方法；课程目标3：通过综合作业、综合实验等环节，培养学生的学习能力和结合实际分析并解决电气工程实际问题的基本能力；课程目标4：熟练运用电路、电子技术及控制理论等基础理论分析典型变流装置装置中各电压电流间的数量关系、控制方法，并熟悉并掌握典型变流装置在应用实例中的设计计算方法。
最后，在教学大纲中初步约定课程目标达成度评价方式方法，约定课程的成绩评定办法及方式，并说明相应的教学参考书或者教材。
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（二）课程教学方式的改革
以增强学生学习效果为教学目标不断改善课堂教学[5]，不断优化多媒体教学形式，丰富课堂讨论内容，增强复杂工程问题导入，着力推行研究性学习方法，增强与学生交流环节。通过问题导入特别是复杂工程问题的导入，引导学生讨论并发掘变流器工作特点及应用场合。让学生结合自身的感受总结电力电子技术课程的分段线性化分析方法及典型变流电路中各电压电流间的数量关系（课后作业形式）。
实验前要求学生写预习报告，同时，借助仿真技术有效进行理论与实践之间的过程过渡[6]。电力电子技术课程变流技术基本原理本身具有较大的理解难度，为使学生更好地掌握变流技术原理，借助仿真技术使学生建立起一定的感性认识，然后通过课程设计大作业使学生通过仿真软件开展电力电子电路系统的设计。
（三) 课程考核方式改革
课程成绩总分100分，由两部分成绩构成，即平时成绩和期末考试成绩。具体要求如下：1．期末考试成绩，此项占总成绩的60%，采用闭卷考试形式，包括主观题和客观题两大类，主要考核课程涉及的基本概念和方法等，考核学生对电力电子变换主电路的组成和工作原理、各类变流装置中发生的电磁过程、基本数量关系、控制方法、设计、计算和分析的能力。2.平时成绩，此项占总成绩的40%，即满分占总成绩百分制中40分。由考勤考核、课堂讨论、课后作业、课程设计（论文）大作业和实验等成绩综合评定，平时成绩（以百分制计分）总分构成：A=X+Y+Z+K+Q，其中：X为课后作业成绩，占总成绩10%，Y为实验项目成绩，此项占总成绩的20%；Z为课程设计（论文）大作业成绩，此项占总成绩的10%；K为考勤分，含课堂考勤和课后作业与实验报告完成进度情况的考核，此项“只扣分，不加分”计算成绩；Q为课堂讨论加分项，基础分为0分，上课积极回答问题且回答基本正确，平时成绩的总评成绩中一次加2分；需要说明的是课堂讨论与考勤分合计，不超过总成绩的10%，其目的是严肃课堂纪律和督促养成按时提交作业的良好习惯，通过课堂讨论，及时了解学生对当下学习内容的预习、复习情况，同时鼓励学生充分交流和表达对学习内容的理解。
四 结语
对课程教学进行优化改革是建立符合工程教育专业认证要求的电气工程及其自动化专业教学体系的必然，也是适应和满足当前工程人才培养需要的必由之路。结合我校电气工程系专业特色，依照本科工程教育专业认证中的毕业要求及电气工程类专业补充标准，对《电力电子技术》的课程大纲、教学方式和课程教学达成效果评价等进行一系列的教学改革的研究。
参考文献
[1] 中国工程教育专业认证协会 http://www.ceeaa.org.cn/main!mainPage.w
[2] 於锋，吴晓，吴晓新.工程教育专业认证下电力拖动自动控制系统课程教学改革[J].教育现代化，2018，5(51):59-60.
[3] 迟长春.基于工程教育专业认证的“电气安全工程”课程教学设计研究 [J].经济师 ，2019，(1):177-178.
[4] 工程教育认证标准(2017年11月修订)[J].电气电子教学学报，2019(01):1-4.
[5] 张吉旺.关于提高大学课堂教学质量的一点认识与思考[J].教育现代化 ，2018，5(43):184-186.
[6] 张贞凯，王敏，陆南，等. 工程认证背景下的模拟电子技术课程改革研究[J].高教学刊，2019，(1):127-129.
本文引用格式： 龚立娇，等.工程认证背景下的电力电子技术课程改革研究[J]. 教育现代化，2019，6(59):51-53.
DOI： 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.59.019
基金项目： 教育部（高等教育司）2018产学合作协同育人项目（项目编号：201801071041）。
作者简介： 龚立娇，女，汉族，甘肃省武威市人，副教授，博士，研究方向为能量采集技术、电能无线传输技术。
标签：专业认证论文; 电力电子技术论文; 电气工程论文; 课程改革论文; 石河子大学机械电气工程学院论文;