導語：如何才能寫好一篇電力電子技術報告，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：電力電子技術；卓越工程師；教學改革

作者簡介：魯明麗（1974-），女，陜西西安人，常熟理工學院電氣與自動化工程學院，講師。（江蘇 常熟 215500）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0103-02

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱卓越計劃）是教育部的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措，該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質量各類型工程技術人才。卓越計劃的重點是培養(yǎng)學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創(chuàng)新能力，因此必須研究和探索與之相對應的新的培養(yǎng)體系。課程是培養(yǎng)體系的有機組成部分，其教學內容、教學方法和教學模式影響著卓越計劃人才培養(yǎng)的質量。只有將卓越工程師教育培養(yǎng)標準融入到專業(yè)課程教學之中，才能保證培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

電力電子技術是使用電力電子器件對電力進行變換和控制的技術，該技術在一般工業(yè)、交通運輸、電力系統(tǒng)、家用電器、新能源技術以及節(jié)能環(huán)保等領域得到廣泛應用。[1]“電力電子技術”課程作為電氣工程、自動化等專業(yè)的核心課程，在人才培養(yǎng)方案中占據(jù)重要地位。該課程在教學中具有理論復雜、結構多變、波形圖較多的特點，近年來圍繞“電力電子技術”教學改革提出了一些有效的策略。[2-4]如利用MATLAB軟件建模和仿真作為輔助教學，解決了“電力電子技術”課程教學中的一些難點問題，但是由于MATLAB軟件是對一些難于理解的內容進行仿真實踐，和真正的工程實踐還相去甚遠，達不到卓越工程師培養(yǎng)目標的要求，該課程教學改革有待進一步深化。針對常熟理工學院（以下簡稱“我?！保┳吭桨鄬W生基礎扎實、學習態(tài)度積極、動手能力強的特點以及卓越工程師培養(yǎng)目標的要求，提出基于教學內容優(yōu)化、教學手段多樣、實驗環(huán)節(jié)創(chuàng)新的“電力電子技術”課程教學新方法，為該課程的教學改革提供一種新思路。

一、教學內容的優(yōu)化

現(xiàn)代電力電子技術正朝著輕量化、小型化及智能化的方向發(fā)展。目前在電力電子技術的應用中，基本以全控型器件MOSFET、IGBT為核心構成各種變流電路，而半控型器件——晶體管組成的應用電路逐步減少。以電力電子技術為核心而設計制造的電力電子裝置（如變頻器、電力有源濾波器、靜止無功補償裝置、新能源發(fā)電逆變器、開關電源、和UPS不間斷電源等在工業(yè)生產的不同領域得到廣泛應用）使電力電子技術的應用范圍得到很大的延伸。軟開關技術在變流電路中已成為電力電子器件降低開關損耗和開關噪聲的主要技術，PWM控制技術在變頻調速技術中已成為核心控制手段。電力電子技術的這些發(fā)展和應用客觀上需要對教學內容進行整合和優(yōu)化。作為一門實用性很強的課程，在“電力電子技術”課程的教學中既要注重理論推導又要加強實際應用。針對卓越工程師培養(yǎng)要求，按照以電力電子器件為基礎，以變流技術為核心，以工程應用為目標的原則，對教學內容進行模塊化設計，即將課程劃分為電力電子器件、AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC和電力電子技術的應用等6個模塊，并根據(jù)工業(yè)生產的發(fā)展對相應模塊的教學內容和課時做出適度調整。如圖1所示，其中電力電子技術應用模塊為4種變流電路在工業(yè)生產中的常見應用。

在各教學模塊中，教學內容應該和新技術、實際應用無縫對接。電力電子器件模塊應使學生掌握各種電力電子器件的特性和正確的使用方法，教學的核心內容是各器件的開關特性；全控型器件因其開關時間短、通態(tài)電壓低、開關損耗小、高頻性能好、驅動簡單、成本低廉等優(yōu)點在中小功率交流調速、逆變及斬波等方面取代著晶閘管的地位，故教學中應增加全控型器件學習的課時。壓縮晶閘管整流電路、直流-直流變流電路、交流-交流變流電路和逆變電路有關的教學課時，除典型電路及實際應用較多的電路精講外，其余作為學生自主學習內容。如AC/DC模塊以工程應用較多的單相全控橋和三相全控橋及雙反星形大功率整流電路為重點，其余內容可安排學生課后自主學習；增加全控型器件為核心的逆變電路的課時；加大PWM控制技術的教學，它是現(xiàn)代變頻調速技術的核心，特別是交流調速取代直流調速和計算機數(shù)字控制技術取代模擬控制技術已成為發(fā)展趨勢；增加電力電子技術應用的課時，尤其要增加電源技術的教學。電力電子裝置提供給負載的是各種不同的直流電源、變頻交流電源，特別是開關電源和UPS電源在現(xiàn)代生活中得到廣泛應用，通過這種優(yōu)化使“電力電子技術”教學內容更加豐富。

在教學實施過程中應注重資源轉化，將技術發(fā)展動態(tài)和科學研究成果介紹給學生，加大課程內容信息量。學生學習的內容不能局限于掌握基本定義和原理，而應面向工程實際問題，注重教學內容的推陳出新。

二、教學模式的多樣化

“電力電子技術”課程教學內容的最大特點是結構圖、波形圖多，因此“電力電子技術”課程多采用板書+多媒體教學手段。對于卓越工程師培養(yǎng)還應以教學效果為目標，以工程實踐為主線，進行教學模式的改革。基于“電力電子技術”課程的特點采用以下幾種教學模式：課堂教學為主，網(wǎng)絡課程平臺為輔的教學模式；推進科研成果場景化課堂教學模式；探索式學習模式。下面對幾種教學模式進行詳細描述。

1.課堂教學為主，網(wǎng)絡課程平臺為輔的教學模式

我?！半娏﹄娮蛹夹g”課程已建成網(wǎng)絡課程，和課堂教學相輔相成。在課堂教學的基礎上利用網(wǎng)絡平臺可以使教學資源更加豐富，圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種媒體組織起來使學生通過全方位的感官接受信息。教學內容不再是從易到難從前到后的線形模式，而是以超鏈接的方式呈現(xiàn)信息，學生可以根據(jù)自身的知識掌握程度、知識背景、知識結構等自由選擇學習內容，從而獲得最佳學習方式。課程具有開放性和交互性，交互既可是同步的也可是異步的，可以克服時間、地域等差異達到資源共享。網(wǎng)絡教學的優(yōu)勢就在于能夠實現(xiàn)教學時間和地點隨意性，同時又能夠保證師生交互的高效性、開放性以及大量教學資源的共享性。[5]網(wǎng)絡課程不是簡單呈現(xiàn)“電力電子技術”教學內容，而是為學生提供豐富學習資料，也是學生和老師之間學習和交流的平臺和媒介，是課堂教學的有益補充。

2.推進科研成果場景化的課堂教學模式

重視學生科研能力培養(yǎng)教育，是現(xiàn)代高等教育發(fā)展的趨向，理工科大學生的培養(yǎng)已從知識型向素質型轉化，著重培養(yǎng)學生的學習能力、動手能力和綜合解決問題的能力。[6]因此把工程案例和教師的科研項目引進課堂教學中是非常有必要的。

推進科研成果場景化的課堂教學法分為兩個方面：一是對于重點章節(jié)把一些典型工程案例引入到課程教學中，從企業(yè)工程師的角度介紹如何完成一個工程項目，包括項目背景、設計要求、詳細方案、技術線路、現(xiàn)場調試過程、驗收標準以及整個項目的管理辦法等。二是把教師的科研成果作為工程案例引入課堂教學。例如我校教師完成的科研項目“浮標光伏鋰電供電系統(tǒng)關鍵技術研究”屬于新能源技術類項目，可在課堂上從項目申報、項目實施、項目關鍵技術的解決、項目驗收等方面進行講解。在整個教學過程中，通過科研項目的引導將整個“電力電子技術”課程中學過的章節(jié)串聯(lián)起來，將學過的知識點通過項目得到應用，從而達到了學習目的。

通過這兩種途徑，讓學生系統(tǒng)地了解作為工程師是如何完成一個工程項目的，如何解決項目實施過程中面臨的難題以及項目組成員之間的協(xié)作。

3.探索式學習模式

為了改變傳統(tǒng)學生被動學習的模式，對教學內容中的某些重要環(huán)節(jié)采取大作業(yè)、專題研究報告、文獻綜述報告、研究性實驗報告為載體的探索式學習模式。針對教學內容可以設計很多的環(huán)節(jié)，讓學生參與其中。例如為了讓學生了解電力電子技術發(fā)展前沿動態(tài)，可在開課初安排學生閱讀大量文獻后撰寫文獻綜述報告；對于在逆變電路中大量使用的PWM控制技術，可讓學生結合交直流調速系統(tǒng)進行研究做出專題研究報告；對于學生利用電力電子及電力傳動實驗室設備開發(fā)出的新實驗項目可完成研究性實驗報告等。這樣在電力電子技術學習的過程中既有老師的教，又有學生主動參與的學，可通過網(wǎng)絡課程平臺不受時間和地域的限制進行交流。

三、實踐教學的創(chuàng)新

“電力電子技術”是實踐性很強的課程，而實踐教學對加強學生的實踐能力、綜合能力的培養(yǎng)十分重要。卓越工程師的培養(yǎng)注重的是學生工程實踐能力、工程設計能力和工程創(chuàng)新能力，因此在“電力電子技術”課程實驗教學中需要增開綜合性、創(chuàng)新性試驗。

綜合性實驗是指學生在具備一定基礎知識和基本操作技能的基礎上運用一門課程或多門課程的綜合知識對學生綜合實驗技能和實驗方法進行綜合訓練的一種復合型實驗，其目的在于鍛煉學生對知識綜合應用的能力，培養(yǎng)學生分析和解決復雜問題的能力。例如針對卓越工程師的培養(yǎng)設計了綜合性實驗項目“晶閘管直流電動機調速系統(tǒng)”，該實驗綜合應用了“電機與拖動”、“電力電子技術”、“運動控制系統(tǒng)”等多門課程的知識點，原理圖如圖2所示。在完成直流電機調速的實驗過程中既要用到電力電子技術中晶閘管整流電路的知識，又用到了電機與拖動及運動控制系統(tǒng)中調壓調速的知識，該實驗進一步拓展可構成一個單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，對該系統(tǒng)可以進行靜特性的研究等。該實驗項目既具有綜合性又具有開放性，學生在完成基本實驗內容的基礎上，可根據(jù)對課程群知識掌握的程度，進一步對其擴展，綜合更多的內容到實驗中來。

學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可利用電力電子及電力傳動實驗室設備增加開關電源、逆變器等電力電子裝置的設計、安裝、調試等實踐環(huán)節(jié)。圍繞電力電子課程實踐教學環(huán)節(jié)和畢業(yè)設計內容建設一些能自主搭建電力電子元件的實驗箱或實驗臺，學生使用這些實驗箱（或臺）能自己搭電路、自己調試來完成電力電子技術及電力傳動方向的課程設計、畢業(yè)設計。

另外學生每年都會參加各類競賽，可把學生的創(chuàng)新成果推廣到實踐教學環(huán)節(jié)。如全國大學生電子競賽的參賽作品可納入實踐環(huán)節(jié)，用競賽項目來促進教學，激發(fā)學生對本門課程的興趣。

四、結束語

卓越工程師培養(yǎng)計劃以培養(yǎng)面向工業(yè)界、面向世界、面向未來、創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質量工程技術人才為目標。本文在此基礎上，以學生的實踐能力、創(chuàng)新能力為核心，分別從教學內容優(yōu)化、教學方法多樣性、實踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新等三個方面對“電力電子技術”課程教學進行了探索和實踐。實踐表明，采用這些方法能夠激發(fā)學生自主學習的能力，提高學生分析問題、解決問題的能力以及實踐動手能力，為培養(yǎng)高質量工程技術人才奠定良好的基礎。

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隨著電力電子技術的迅猛發(fā)展以及石油石化行業(yè)電氣自動化水平的不斷提高，教學內容越來越豐富，教學要求也越來越高。但是受到教學學時的限制，課程無法對一些具有石油特色的重要研究熱點進行深入介紹，限制了課程在特色專業(yè)建設中的作用，迫切需要解決以下幾個問題：

1.體現(xiàn)精品課程示范作用，解決“電力電子技術”在特色專業(yè)建設中促進各課程之間協(xié)調發(fā)展的問題目前，電氣工程專業(yè)各課程的內容較為松散，缺乏一個系統(tǒng)性的提綱，這與“建設國內著名、石油學科國際一流的高水平研究型大學”的目標還存在較大的差距。在山東省電氣專業(yè)特色建設的大背景下，如何解決專業(yè)課程之間銜接難題、整合各方向的研究領域、切實落實具有“油味”特色的專業(yè)建設是當前的一個重要研究課題。而“電力電子技術”由于其自身跨學科、寬領域的特點，恰恰可以作為這樣一個接口和橋梁。因此，作為一門立項建設的校級精品課程如何發(fā)揮模范示范作用，在促進各專業(yè)課程協(xié)調健康發(fā)展的同時，如何突出作為石油院校的課程特色，是本教學改革項目的一個挑戰(zhàn)，但更是一個機遇，也是一個創(chuàng)新性的研究內容。

2.改革現(xiàn)有教學手段和內容，解決有限學時與傳統(tǒng)教學方法不匹配的問題“電力電子技術”課程的教學內容以各種變流電路為主線，對電路的波形分析與相位分析的方法貫穿始終。必須更新教學觀念、教學方法和教學內容，使學生在有限的課時盡可能多地掌握和了解本學科的知識，提高課程的教學質量。

3.改革“電力電子技術”的實踐教學環(huán)節(jié)，解決學生主觀能動性不足問題在“電力電子技術”的實踐教學方面，該課程的教學均采用課堂教學結合課后驗證性實驗的教學模式。目前，學校僅采用掛件結構的實驗臺或實驗箱來完成實驗，學生始終處于被動狀態(tài)，不會積極去思考和創(chuàng)新，也找不到探索的目標和方向。這樣一來，如果設備在實驗過程中出現(xiàn)問題使得實驗結果與理論分析不符甚至出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，學生就會第一時間找老師要答案，不會獨立分析和解決問題。總之，為切實落實省級特色專業(yè)的建設目標，“電力電子技術”課程必須提升自身的學科定位，利用課程優(yōu)勢強化作為特色專業(yè)課程之間的橋梁作用，因此對本課程的教學內容、教學方法和教學手段等進行全面的改革勢在必行。

二、課程改革的具體研究方案

1.打破課程壁壘，強化作為特色專業(yè)的橋梁作用電氣工程專業(yè)各學科的發(fā)展已經(jīng)進入知識相互交叉、共同發(fā)展的時期，傳統(tǒng)孤立授課的方法已經(jīng)不能適應新時期的要求。而“電力電子技術”是一門理論性、綜合性和實踐性都很強的重要專業(yè)課程，涉及到多個電氣工程學科課程的知識。利用這個優(yōu)勢，將其建設成為一個承上啟下、溝通各課程的橋梁是非常合適的。以“電力電子技術”變流技術作為切合點，將“電力拖動自動控制系統(tǒng)”、“交流調速系統(tǒng)”的調速理論、“電力工程”的柔性輸電、智能電網(wǎng)等學科理論緊密結合，消除課程之間的壁壘，實現(xiàn)“弱電控制強電”思想的共通，從而將電氣工程特色專業(yè)建設形成一個有機的整體。

2.更新教學內容，突出“油味”特色石油院校所培養(yǎng)出來的人才不僅是電氣工程領域的專業(yè)人才，還必須了解石油工業(yè)生產對電氣技術的需求，能夠將電氣技術與石油技術很好地結合，為石油工業(yè)生產服務。目前，“電力電子技術”中與石油石化科研實踐的結合程度還不夠深入，如何更好地為行業(yè)服務，培養(yǎng)合格的電氣化人才，需要在課程內容安排上下功夫。例如，可以增加電驅動鉆機、潛油電泵變流電流拓撲的分析和簡單故障診斷，使課程更貼近現(xiàn)場，突出“油味”特色。

3.改革現(xiàn)有的教學模式，突出設計與創(chuàng)新采用“感知、學習、應用、總結、提高”五層次教學模式，在“感知”模塊中，通過多媒體課件演示與教學內容有關的案例；在“學習”模塊中，通過啟發(fā)式、討論式等教學方法，結合現(xiàn)代化的教學手段，使學生掌握“電力電子技術”的理論知識；在“應用”模塊中，通過實際電路的搭建和實驗調試，使學生將所學的課堂理論知識，有效地應用于實踐；在“總結”模塊中，將零碎的知識進行歸納，把對理論的片面認識變成全面掌握，培養(yǎng)學生舉一反三的能力；在“提高”模塊中，將任務驅動式的實踐經(jīng)驗與理論完全融合，使學生明確崗位對電力電子技術能力的要求，并具備對整個系統(tǒng)的安裝調試能力。

4.培養(yǎng)學生獨立思考問題和解決問題的能力，鼓勵學生撰寫科研報告或者調研報告在本課程教學的前期，向學生介紹科技論文的寫作格式及方法，指導學生撰寫有關電力電子技術方面的調研報告，要求學生按照科技論文的規(guī)范進行撰寫。同時介紹一些相關的優(yōu)秀網(wǎng)絡資源給學生，指導學生通過這些網(wǎng)絡資源去查閱相關的中英文資料，使學生更主動地去了解電力電子發(fā)展的動態(tài)前沿，因而充分認識到學習本課程的重要性，借此提高學生自主學習的積極性。

5.充分利用當前流行的現(xiàn)代化多媒體教學手段，做到互動教學“電力電子技術”課程涉及到很多電路圖和波形圖，可以采用多媒體教學與傳統(tǒng)的黑板授課方式相結合來進行授課。各種電路圖和波形圖可用多媒體制作，利用多媒體可以把全部波形展現(xiàn)到學生面前，增強課堂學習效果。如果教師講課的方式生動活潑，那么學生就更容易接受，從而實現(xiàn)教師和學生在課堂上的良好互動，大大提高學生的聽課效率。

三、結束語

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關鍵詞：多元化；互動教學；應用能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）38-0185-02

一、引言

近年來，隨著電力電子器件的不斷更新以及各種變換電路的應用范圍不斷增大，電力電子技術再一次迎來了快速發(fā)展時期。作為電氣工程專業(yè)研究生的主干課程，電力電子技術的教學至關重要，它關系到學生能否熟練掌握本專業(yè)的知識和技能。在傳統(tǒng)的教學中，大多數(shù)高校采用的教學方法依舊是采用本科的教學方式，老師按指定的教材講，學生按部就班地學習，這樣極易造成學生難以理解復雜的理論，導致學習興趣的丟失[1]。針對這種情況，本文提出了多元化的電力電子教學方法，讓學生參與互動，并增加實驗課程的開設，真正引起學生對于電力電子學科的學習興趣。

二、理論教學應從多角度進行

通常情況下，電力電子得理論教學都是按照教科書的章節(jié)順序進行，難免枯燥乏味，高深難懂。電力電子學科涉及面比較廣，如果將電力電子學科理論劃分為多個部分會起到更好的效果。比如劃分為四大變換電路部分、器件與控制部分以及電力電子前沿技術等三部分進行教學，三部分既可以先后進行也可以同時穿行。

1.分析電路盡量使用多媒體。電力電子技術的核心就是整流、逆變、斬波和交交變換四大基本電路，在電路工作過程的分析中，通常一個電路都有多個工作狀態(tài)，不同的工作狀態(tài)又分別對應著不同的電壓電流波形，也就是說電路的工作過程往往都是動態(tài)的過程，而傳統(tǒng)的書本上的文字和原理圖是無法很好地展現(xiàn)動態(tài)過程的[2]。這時，如果采用幻燈片等多媒體形式，可以將電路工作的動態(tài)過程很好地展現(xiàn)給學生們觀看，把書本上靜態(tài)的電路以及波形圖動起來，這樣就能夠讓學生們更好地理解電力電子電路的工作過程。與此同時，結合書本上的理論，再將不同電路的特點進行總結，使同學們復習時結合著書中的理論，頭腦中聯(lián)想著多媒體演示動畫，便會在學習中事半功倍，容易記憶，提高學生的分析計算和實際解題的能力。

2.器件與控制部分應注重練習。電力電子器件及控制部分具有覆蓋面大、定性與定量相結合的特點，學好這一部分，就必須將概念的理解與相關的計算進行練習，在習題式的教學中，不斷提高分析問題和解決問題的能力。研究生階段，各高校幾乎很少帶領學生做與課程相關的習題，多數(shù)學生也只有在考試的時候才有機會在試卷中解答一些問題，雖說現(xiàn)在不提倡傳統(tǒng)針對考試的題海戰(zhàn)術，但是平時適當做一些典型的練習還是有必要的，電力電子器件種類多、特點各不相同，而控制方法也有很多，甚至與自動控制原理等其他學科相關聯(lián)，在教學中適當找一些典型例題進行講解，可以讓同學們在繁雜的知識中抓住重點內容進行突破，最終掌握這部分知識要點。

3.學生自主參與新技術教學。電力電子技術具有發(fā)展速度快的特點，新的技術和應用領域不斷出現(xiàn)，加強電力電子新技術的教學可以擴展學生知識面，掌握電力電子技術發(fā)展新方向[3]。這一部分的特點是沒有定量計算、難度不大、但對于資料的收集工作量比較大，根據(jù)這些特點，在教學中，可以將這部分安排給每個學生進行講解，在講解前每個同學查找相關資料，然后對資料進行分類總結，加入自己的理解，在講解過程中既可以使用多媒體也可使用板書的形式，講解后學生之間可以相互提出問題，相互討論，形成良好的研究氛圍。在這種學生自主教學的過程中，既提高了學生查找資料的能力，也能提高學生的概括的創(chuàng)新能力，還為研究生畢業(yè)學術論文的撰寫提供了相關的經(jīng)驗。

三、實驗教學應進行分類

電力電子技術是一個應用性很強的一門學科，在理論教學的同時一定要有相應的實驗來配合和補充，開設實驗課是對理論課的延伸和補充，更能夠突出應用型學科的特色。在實驗教學上，應分為驗證實驗、探究實驗、拓展實習三個部分進行教學。

1.驗證實驗應緊密結合課本。驗證性實驗的特點是對已經(jīng)有的理論進行實驗驗證，與學生的理論教學緊密銜接，通過書上的理論來指導實驗的操作，同時實驗的結果又可以加深學生對于書本理論的深度理解。在理論課程之后，應當有相應的實驗課程相跟進，在實驗開始前，老師帶領學生對課本知識點進行回顧，確定實驗目的和實驗步驟，同學們按照實驗要求完成相應的實驗操作，并能夠運用書本上的知識來解釋實驗中的現(xiàn)象，最后通過實驗報告的形式進行總結，得出驗證性的結論。

2.鼓勵開展探究性試驗。電力電子技術是一門正在快速發(fā)展的學科，在實驗教學中，應當鼓勵學生進行自主探究，通過對已有知識的學習讓學生們充分發(fā)揮想象力，制作一些相關的小制作、小發(fā)明，在探究性試驗的過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[4]。學生根據(jù)自己掌握的知識，結合當今電力電子發(fā)展的前沿技術，加上自己的想象力和創(chuàng)造力，獨立設計出屬于自己的電子作品，而在探究的過程中難免會遇到一些問題，這時老師應進行適當指導，給出一些方案，讓學生自主解決實際問題。平時盡可能地開放實驗室，使學生增加動手操作機會。此外還應當鼓勵學生參加“挑戰(zhàn)杯”等科技比賽，增加在創(chuàng)新方面的交流合作，從而學會更多解決問題的新方法。

3.拓展實習應突出實際應用。在傳統(tǒng)的教學環(huán)節(jié)之外，對于電力電子技術這種應用型很強的學科，應適當組織學生到某個單位進行參觀學習。學習的目的是為了應用，當今電力電子技術已經(jīng)應用在了許多領域之中，在實驗教學中可以聯(lián)系某個具體單位進行參觀，在實際的生產過程中，讓學生們更加具體地了解電力電子技術的應用[5]。除了參觀之外，也可由老師或者學生找一些與電力電子技術應用相關的視頻資料，分享給大家進行觀看，也可以起到非常好的效果。實習結束之后，學生以報告的形式寫出自己學到了什么或者是心得體會。這樣，理論聯(lián)系實際，對于理工科的教學是有很大幫助的。

四、總結

針對電氣專業(yè)研究生電力電子技術這門主干課程涉及面廣、發(fā)展速度快、應用性強的特點，本文提出了多元化的教學方案。在實際的教學中分成理論與實驗兩部分進行教學，在這兩個部分中再分成幾個部分，并根據(jù)所分的各部分特點進行教學，理論教學中應結合現(xiàn)代多媒體技術、適當?shù)牧曨}化教學、學生參與互動的教學等方式，實驗教學中應注意結合課本、鼓勵創(chuàng)新、突出應用的教學方式。這樣，將一門課進行多元化教學，既可以激發(fā)學生們的學習興趣，也可以培養(yǎng)學會生多方面的能力。

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篇4

關鍵詞：電力電子技術；實驗教學；應用型

引言

實驗教學作為高職院校工作的重要組成部分，可以培養(yǎng)學生的動手能力、分析能力以及解決問題的能力，以往“電力電子技術”教學主要以理論為主，輔以驗證性實驗，這樣學生無法真正通過實驗來掌握工程技能和方法，偏離了實驗教學目標，與本學科工程背景強的特性不符。

電力電子技術是本校工程技術學院電氣自動化技術專業(yè)開設的課程之一，也是培養(yǎng)學生實踐、創(chuàng)新能力的基礎課程。電力電子技術是弱電對強電實現(xiàn)控制的紐帶，它的實驗內容是通過驅動電路控制主電路[1]。本實驗的實踐性較強，必須通過實踐環(huán)節(jié)才能加深學生對課程內容的理解。在工程實踐和企業(yè)控制電路維護中，此課程始終是基礎和常用的，但是由于此課程實驗是強弱電結合的綜合實驗，對學生的實驗操作水平提出了更高的要求，因此針對這些情況，對這門課的實踐教學進行改革是非常必要的。

就海南經(jīng)貿職業(yè)技術學院電氣自動化專業(yè)在電力電子技術實踐教學中存在的普遍問題是缺少實訓設備、實訓設備損壞嚴重、實訓內容驗證性為主、缺少設計性實驗、書本知識與實驗脫節(jié)、學生動手能力差、查找資料能力欠缺、懼怕強電等現(xiàn)象。安全性好的實驗環(huán)境對培養(yǎng)應用型人才、培養(yǎng)學生掌握實驗的方法、提高學生興趣與主動參與性、調動學生積極性，將起到重要的作用。

1.實驗教學內容的改革

隨著本?！半娏﹄娮蛹夹g”、“電機拖動”以及“電氣控制”等課程的改革，以提高實驗教學效果，相對應的實驗教學環(huán)節(jié)需相應的加以改善。學校已開設的實驗項目多為驗證性實驗，學生基本按照步驟接線、驗證，缺乏主動性，缺乏積極探究精神，對應掌握的理論知識和應掌握的能力并沒有落到實處，在理論與實踐相結合的過程中出現(xiàn)連接不緊密，浮于表面的現(xiàn)象。

作為本?！皟?yōu)質校項目”支持的項目，結合電力電子技術基礎的課堂教學內容以及電力電子技術課程特點，實驗教學內容必須包括電力電子器件工作原理、基本電力電子電路原理、典型電力電子系統(tǒng)應用等。在每個實驗內容選擇、設計以及實驗指導等環(huán)節(jié)上，必須堅持“以培養(yǎng)學生的實踐能力”和“理論與實踐相結合”的實驗教學理念，使學生既動手又動腦、豐富工程實踐知識，并且培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和綜合能力。為了提高學生“電力電子技術試驗”的興趣，在原有實驗基礎上，增加了綜合性和設計性等生活案例實驗項目，體現(xiàn)該課程的核心內容[2][3]。主要新增實驗項目有以下2種：

（1）基礎設計性實驗

家用調光燈設計。該實驗緊貼生活實際案例，在原有實驗基礎上增強學生的理解性、積極性和主動性。主電路為晶閘管和半波可控整流電路，觸發(fā)電路為單結晶閘管和單結晶體管觸發(fā)電路。實驗目的為掌握晶體管工作原理，波形分析，晶閘管的觸發(fā)原理，掌握調光燈的線路布局、焊接、電路調試等方法，并學會文檔撰寫。通過該實驗，使學生對單相整流控制電路、單相調壓電路以及驅動模塊有較為形象的認識。在教學過程中，提前布置試驗任務，從原有按照步驟驗證方式改為課后學生必須自主查閱相關設計資料，認真組織實驗步驟，以期達到進一步鞏固、深化電力電子技術及相關課程的基本知識、基本理論和基本技能，培養(yǎng)學生獨立思考、分析和解決實際問題的能力。

（2）綜合應用設計性實驗

晶閘管整流電路應用設計。該實驗為新增實驗，實行項目導向教學模式，這種模式將教學過程與項目設計融為一體，將理論教學與實際工程相結合，技能訓練和項目實戰(zhàn)相結合，從而使得學習過程變?yōu)橐粋€實際的創(chuàng)造實踐活動，在完成項目的過程中加深專業(yè)知識和技能的運用，有助于發(fā)掘學生的創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)學生的操作能力，鍛煉和提升學生的工程意識。

該實驗以整流電路為Z4直流電動機供電為例，根據(jù)不同型號直流電機技術參數(shù)，設計可控整流電路。為了避免學生在主電路結構上的趨一性質，可根據(jù)負載電動機的功率大小做出整流主電路結構選擇的限定。在該實驗中，學生學會根據(jù)電路負載不同、輸出電壓的紋波要求、功率因數(shù)、電路的復雜情況和成本等因素，綜合判斷是否采用整流變壓器、主電路采用單相還是三相、半波還是全波以及半控還是全控形式，培養(yǎng)學生綜合應用所學知識和實際查閱相關設計資料、工程繪圖和編寫設計書名數(shù)的能力，為今后從事相關工作打下良好基礎。

2.實驗教學考核的改革

傳統(tǒng)考核方式僅在記憶型考核的基礎上增加了部分理解能力的內容，缺少設計、分析能力的考核內容，考核內容與實際應用之間缺乏關聯(lián)性，往往考核成績優(yōu)異的學生在面對實際問題時仍然束手無措[4]。為加強電力電子技術與實際應用的關聯(lián)性，實驗考核方式分改為過程性考核。該部分貫穿整個學期，考核方式包含學生的每一個實驗階段成績。評分標準每次實驗為百分制，包括課前查閱資料，方案準備成績20分，課中動手能力、排查糾錯能力成績50分，課后撰寫實驗報告是否真實、準確成績30分。試驗考核按該課程考核的60%計入昀終課程考核成績。

3.結束語

本文就電力電子技術實驗教學內容體系的改革進行了探討和驗證，以海南經(jīng)貿職業(yè)技術學院17級、18級和19級電氣自動化技術專業(yè)為實踐對象，經(jīng)過兩個學期的實踐驗證，在促進學生自主學習方面起到了很大作用，明顯提高了學生的主動參與度，課堂小組討論氛圍也取得了較好的進展，實驗成績評定也更加客觀真實，其中18級部分學生受到了實習單位的表揚。

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[關鍵詞]電力電子技術；變壓器；應用

中圖分類號：TM402 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）08-0393-01

引言：在現(xiàn)代社會，電子電力技術發(fā)展相當迅速，尤其是微電子技術革新之后，使得電子電力技術的發(fā)展日新月異，影響著很多其它的科學領域不斷向前發(fā)展。電子電力技術應用十分廣泛，很容易聯(lián)系到其它的學科，是現(xiàn)代社會頗受關注的一個專業(yè)性領域。

一、電力電子變壓器電路類型分析

（一）斬控式電力電子變壓器

電力電子斬控式樣機最先出現(xiàn)在美國，它是選取了BUCK結構的電路，此種電路結構具有相當多的優(yōu)點，易于調節(jié)電壓等等，但是它的缺點是不容易控制，并沒有變頻的功能，而且不能隔離電氣，沒有辦法去抑制流入的電流以及功率，因此，該種電力電子變壓器就無法在電力工作中發(fā)揮較大的作用。

（二）交-交-交變換電力電子變壓器

美國德州大學的一位研究人員在1999年的時候研制出一種新型的變壓器，它便是交-交-交電力電子變壓器，它是由兩級的交互變頻變壓器組成的，通過兩種功率的變換，再連接上一些器件，實現(xiàn)了電流的雙向流動。它的優(yōu)點是傳送的整體容量大大增加，體積縮小了很多，但也有它的缺點，那就是整個電路的結構相當復雜。

（三）反激式電力電子變壓器

反激式電力子變壓器的結構非常的簡單，內部裝置的元件也非常的少，避免了一些環(huán)節(jié)，所以比前面的兩種結構的變壓器有了不少的提高。它的優(yōu)勢是器件少，簡化了電路的結構。缺點則是開關不容易控制，很難再高電壓環(huán)境使用。

三、電力電子技術在變壓器中的仿真作用

（一）電力電子變壓器在改善電能質量中的作用

1.電壓波動與閃變

在電壓波動與閃變的問題中，因為整個系統(tǒng)有時會出現(xiàn)母線不是整數(shù)倍，假設PET一次側母線頻率為10，波的幅值為百分之十左右，并且波很穩(wěn)定，最后導致母線電壓出現(xiàn)異常，具體情況如圖1所示：

從圖中可以看出，由于在實驗中有一定的簡諧波的影響，使得PET一次性測得的母線電壓有較大的差異，出現(xiàn)了較大的波幅，但是另外的二次側電壓卻沒有發(fā)生變化，說明沒有受到相關的影響，可在一定程度上對負載進行一定的供電，對閃變有很大的影響。

2.電壓跌落及供電中斷

所實驗的仿真條件為0.2秒的持續(xù)時間，跌落的幅度為百分之四十，跌落時間為0.3秒到0.5秒，電網(wǎng)電壓跌落、供電中斷的特定問題。按照美國電力研究協(xié)會的報告指出，電壓跌落的程度一般在百分之四十以內，具體情況如圖展示，當電網(wǎng)電壓跌落的時候，PET的相關數(shù)值仍然保持相當?shù)姆€(wěn)定，這就說明輸出電壓一直沒受到影響，保證了輸出電能的質量（圖2）。

根據(jù)上面的仿真實驗圖可得，電力電子不僅可以操作電壓器的轉換與系統(tǒng)的隔離等等功能，還能在一定的程度上控制電能的質量。如圖中1顯示，電網(wǎng)電壓即便出現(xiàn)閃變等等特殊情況，二次側電壓卻依舊保持非常的穩(wěn)定，進行穩(wěn)定的供電。

（二）電力電子變壓器進行微電網(wǎng)孤島應用研究

根據(jù)上面的實驗可以發(fā)現(xiàn)，如果短時間內電壓供電不足，或者說出現(xiàn)跌落的現(xiàn)象，電力電子變壓器依然可以穩(wěn)定的進行供電，在一定程度上保證了供電的穩(wěn)定性。通過此次電能的研究，結果發(fā)現(xiàn)，頻率的差異將很大的影響著電能的質量。

這些年來，我們國家非常的關注可再生能源，一直有可再生能源進入到電網(wǎng)之中，除此之外，微電網(wǎng)以及發(fā)電等等技術在很大程度上得到了發(fā)展，當電網(wǎng)出現(xiàn)問題的時候或者說供電的質量不能得到保證的時候，它能夠使用孤島方案，進行持續(xù)性的供電，保障了供電的不間斷以及電能的質量。

因為微電網(wǎng)容量很小，功率容易發(fā)生很大的波動，使得整個頻率控制起來很繁雜，特別是當主網(wǎng)與微電網(wǎng)單獨分開后，穩(wěn)定性非常的差，對頻率有極高的要求。

通過研究可再生能源，發(fā)現(xiàn)風能是一種非常環(huán)保的可再生能源，可以利用風能進行發(fā)電，風能作為一種可再生能源越來越受到重視。利用風力的發(fā)電機，涉及到風能理論以及風機相關的理論，以及電路的設計等等一系列問題，風力發(fā)電機包括很多類型的發(fā)電機，例如普通異步發(fā)電機等等。

作為一種新類型的變壓器，電力電子變壓器運用相關器件以及高頻交流變壓器進行交互，充分展現(xiàn)了新型變壓器的特殊功效，有很多的優(yōu)點：（1）二次側輸出電壓十分的穩(wěn)定，電能質量得到了保證；（2）即便一次側電壓出現(xiàn)閃變等特殊的情況，也一樣不會受到太大的影響；（3）降低線損，可以極大程度上節(jié)約成本。

四、結語

現(xiàn)代社會發(fā)展變化相當快，各種新類型的變壓器一直在出現(xiàn)，要想得到比較穩(wěn)定的供電，保證電能的質量，特別是配電系統(tǒng)的質量保障，是現(xiàn)在變壓器研究中最為重要的一個問題。電力電子變壓器在上面的問題中均展示了很好的效果，把以前的很多問題都解決了，通過無功補償?shù)确绞剑{節(jié)電能的質量。在不久以后，電力電子變壓器將會在配電系統(tǒng)中得到更廣泛的應用，這將很大程度的保障電能的質量，降低費用，節(jié)約成本。

參考文獻

[1] 王忠勇.電力電子變壓器多指標非線性控制研究[J].武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2011，35（5）：1072-1076.

[2] 曹解圍，毛承雄，陸繼明，范澍.電力電子變壓器在改善電力系統(tǒng)動態(tài)特性中的應用[J].電力自動化設備，2005，25（4）：65-68.

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關鍵詞：電力電子；教學方法；教學改革；考核方式

作者簡介：姚志壘（1981-），男，江蘇溧陽人，鹽城工學院電氣工程學院，副教授。（江蘇 鹽城 224051）

基金項目：本文系鹽城工學院2013年度校級教改研究項目（項目編號：32）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）23-0052-02

“電力電子裝置及技術”是電類專業(yè)的一門專業(yè)選修課。[1]該課程是在“電力電子技術”課程的基礎上，進一步介紹變流電路的結構、工作原理、功能指標，電力電子實用裝置的構成、基本電量的計算方法和所有裝置需解決的共同技術問題。[2-3]該課程涵蓋知識的內容多、面廣、難度大、實用性強，能培養(yǎng)學生將知識融會貫通，提高學生綜合應用知識解決實際問題的能力。因此，如何從教學內容、教學方法和手段以及考核方式等方面進行改革值得探討。

一、教學內容的改革

1.理論教學內容的改革

該課程的課時數(shù)為40學時。由于它是一門應用性課程，因此需要在書本內容的基礎上，緊跟時代前沿，增加一些當今熱門課題的內容，如：電力電子裝置在新能源發(fā)電系統(tǒng)和節(jié)能環(huán)保中的應用等，以便為學生找工作或讀研找課題提供參考。

選用楊蔭福等編寫的《電力電子裝置及系統(tǒng)》作為本課程的教材。[3]由于該教材第1章中半導體電力電子開關器件和第2章高頻開關電源的內容已分別在“電力電子技術”和“開關電源及技術”課程中詳細講述，因此該課程不再贅述。

所選教學內容具體如下：

（1）電力電子裝置及系統(tǒng)概述（2學時）：電力電子裝置及系統(tǒng)的概念；電力電子裝置的主要類型；電力電子裝置的應用概況；電力電子裝置的發(fā)展前景。

（2）逆變器（4學時）：逆變器概論；單相和三相恒頻恒壓正弦波逆變器；感應加熱電源。

（3）不間斷電源UPS（6學時）：UPS的功能及原理；UPS的組成和設計（包括蓄電池組、整流器和PFC電路、逆變器、切換電路、濾波電路、旁路控制電源和系統(tǒng)輔助電源、接地裝置、保護和報警系統(tǒng)）；UPS輸出電壓控制。

（4）晶閘管變流裝置（6學時）：晶閘管交流變換器；交流凈化型穩(wěn)壓電源；晶閘管諧振型逆變器。

（5）電力系統(tǒng)用電力電子裝置（6學時）：電力系統(tǒng)無功補償；電力系統(tǒng)有源濾波裝置；電力系統(tǒng)諧波與無功功率綜合補償；遠距離直流輸電。

（6）電力電子裝置的研制與試驗（14學時）：電力電子裝置研制流程；研究對象的方案論證；主電路設計（包括輸出濾波器、輸出變壓器、緩沖電路、直流濾波電路和主開關器件設計）；控制系統(tǒng)及輔助電源設計（包括抗沖擊負荷電路、調壓環(huán)節(jié)、過溫保護、輔助電源和驅動電路的設計）；電磁兼容技術和措施；電路仿真；整機調試與電性能試驗；結構設計和例行試驗。

（7）電力電子裝置在當今熱門課題中的應用（2學時）：選擇應用于當今熱門課題的某個電力電子裝置作為教學內容，如：直直變換器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應用、并網(wǎng)逆變器在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應用等內容。

2.開設實驗教學內容

為了進一步驗證理論分析，提高學生的實踐能力，應開設一定的實驗教學內容。該課程的實驗教學可以充分利用江蘇省電氣與新能源實驗教學示范中心的新能源實驗室和電力系統(tǒng)無功補償實驗室，完成一些高頻電力電子裝置實驗項目，如：電力系統(tǒng)無功補償、電力系統(tǒng)有源濾波、升壓變換器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應用和并網(wǎng)逆變器在風力發(fā)電系統(tǒng)中的應用等實驗項目。

二、教學方法和手段的改革

1.興趣教學，激發(fā)學生學習積極性

緊貼社會的要求進行學前教育，把社會的需求和學生學習的需求有機統(tǒng)一，從而激發(fā)學生的學習積極性。

學生從高中進入大學后，學習的目標改變了，如果說學生在中小學時是以升學作為他們的目標，那么，進入大學后他們的目標已經(jīng)轉向了就業(yè)。因此，要使學生了解社會對人才知識結構的需求及其變化，使學生意識到該課程作為大四的專業(yè)選修課對今后工作以及再深造的重要性，從而使他們一開始就認識到該課程必須學，而且要學得非常好。

第一次上課，在講完電力電子裝置的應用概況后，了解每個學生對電力電子裝置感興趣的應用領域，布置學生通過網(wǎng)絡搜索或圖書館查找其感興趣應用領域的相關資料，并做成PPT，以備上該應用領域課時做報告。此后，每次上課時，先讓對該節(jié)課教學內容感興趣的學生用PPT做報告（每個學生報告5分鐘，學生提問2分鐘），講述相應應用領域的研究背景和國內外研究現(xiàn)狀，然后由教師講解具體教學內容。通過該興趣教學的方法，可以激發(fā)學生的學習積極性，培養(yǎng)學生做科技報告的能力，為學生畢業(yè)設計選題和答辯奠定良好的基礎。

2.提高多媒體教學質量

隨著現(xiàn)代化水平的不斷提高，上課基本都已采用多媒體進行教學。但多媒體課件也不能是黑板板書的簡單復制，最好配以一定的動畫和聲音，以便吸引學生的注意力，調動學生學習的積極性。如：在講解電路工作模態(tài)時，采用“動作路徑”的動畫格式，讓學生清楚地看到電流在電路中的流通路徑，更深刻地理解所學知識；學生在下半節(jié)課時往往會開小差，注意力不集中，可通過在切換幻燈片時配以一定的聲音，吸引學生的注意力；在講解習題或舉例時，先以某個習題為例進行講解，解題步驟逐步顯示，而不是一下子顯示所有答案，保留了板書的優(yōu)點，然后總結歸納解題方法，最后再以習題對所述方法進行鞏固。

3.采用仿真輔助教學

用仿真的方法不僅可以初步驗證電路原理和參數(shù)設計的正確性，還能仿真試驗極限條件下的特殊情況，從而有效地減少電力電子裝置的設計費用，縮短電力電子裝置的設計周期，優(yōu)化參數(shù)設計，提高裝置的可靠性。常用的電力電子仿真軟件有：Saber、Pspice和Matlab中的Simulink等。以其中的Saber仿真軟件為例對所設計4kW、400Hz的中頻電源進行仿真驗證。學生可以通過仿真進一步加深對理論知識的理解，此外，對較復雜或不易懂的電路可以通過仿真查看電路各點的波形反推電路工作過程，從而掌握電路的工作原理。

三、考核方式的改革

該課程采用小論文的考核方式?？己说目偝煽儼ㄆ綍r成績（20%）、平時PPT報告成績（30%）和小論文考核成績（50%）。其中，平時成績包括學生的出勤和平時作業(yè)；平時PPT報告成績主要是檢查學生對電力電子裝置感興趣應用領域相關知識的預習情況，考核學生運用Powerpoint軟件制作PPT的能力、口頭表達能力和回答同學提問時的應變能力；小論文考核成績主要包括測試學生書寫小論文的能力（包括中英文摘要、引言、正文、結論和參考文獻）、利用word軟件書寫小論文和排版的能力。小論文要求學生從電源設計領域、電機調速用電力電子裝置、電力系統(tǒng)領域、汽車電子領域、綠色照明領域、新能源開發(fā)領域和其他與電力電子裝置相關的領域中選擇1種領域撰寫。此外，要求寫相同領域小論文的學生相互商量各自研究方向，確保每個學生的小論文題目和內容不雷同。通過上述小論文考核，杜絕了學生相互抄襲小論文的現(xiàn)象，學生在選題上發(fā)揮了主觀能動性，選題范圍比較寬。學生在查閱資料完成小論文的過程中，了解了國內外電力電子裝置相關領域的國內外研究現(xiàn)狀，初步掌握了電力電子裝置主電路設計、控制系統(tǒng)設計、仿真及結果分析這一流程。

四、結束語

近年來，我們緊跟時代前沿，及時更新“電力電子裝置及技術”課程的教學內容，在實際教學中采用興趣教學、高質量的多媒體教學和仿真輔助教學的教學方法，采用“一人一題”的小論文考核方式，對“電力電子裝置及技術”課程進行了一系列改革，取得了良好的教學效果，得到了學院領導和學生的一致好評。

參考文獻：

[1]陳仲.“電力電子裝置及控制”課程教學設計的研究與探索[J].電氣電子教學學報，2008，（S1）.

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[關鍵詞]社會建設信息系統(tǒng)電子技術運用

[中圖分類號]F224.39

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672-5158（2013）05-0047-01

1.社會建設

社會建設根據(jù)社會環(huán)境和人民的實際需要從事各種建設，包含科技、教育、文化、醫(yī)療、人口和旅游等方面，輻射廣泛。我國過去在社會建設上欠缺較多，社會機制總體效率低下，供需不平衡，存在多方問題。最為引人關注的諸如：看病難、出行難、住房難、人均收入低、環(huán)境污染嚴重等等。

由此，社會建設最重要的領域為：基本民生建設、社會安全建設和現(xiàn)代社會管理機制建設。為社會建設的提供了高效、節(jié)能、可持續(xù)的發(fā)展方向。為提高社會效率，便利人民生活，促進經(jīng)濟發(fā)展和社會環(huán)境和諧，信息系統(tǒng)和電子技術也被廣泛運用到社會建設工作中。

2.信息系統(tǒng)應用

信息系統(tǒng)是由人、計算機及其他相關設備共同構成的能對信息進行收集、傳遞、存儲、處理、維護及使用的系統(tǒng)。作為一門新興科學，它能最大限度地利用現(xiàn)代計算機和網(wǎng)絡通訊技術增強企業(yè)信息管理，提高企業(yè)技術革新和管理水平。企業(yè)作為社會的重要細胞，成為信息系統(tǒng)輻射社會各個方面的基點。所以信息系統(tǒng)不僅是一個技術系統(tǒng)，更是一個社會系統(tǒng)。不僅運用于企業(yè)管理，更向社會其他方面發(fā)展，如地理、人口、醫(yī)療等。提高了社會整體的經(jīng)濟文化效益和運作效率。

2.1企業(yè)管理運用

以全球零售巨頭沃爾瑪為例，它憑借其完善高效的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)快速反應，電子自動訂貨，自動補貨，有效的客戶反饋和時點數(shù)據(jù)收集。高效、經(jīng)濟、迅速，造就了它的逐步強大。企業(yè)信息系統(tǒng)按層次分為：業(yè)務處理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)；按不同部門又可分為：生產部、市場部、銷售部、財務部和客戶服務部等等。業(yè)務處理系統(tǒng)把信息按工作事物加以組織和處理，實現(xiàn)日常事務活動。比如銷售、采購、庫存等。超市收銀員的工作就是一個很生動的實例，使工作流程自動化、數(shù)據(jù)處理高效化、業(yè)務數(shù)據(jù)完整化和安全化。管理信息系統(tǒng)以人為主導，對管理信息進行手機、傳遞、儲存、加工、維護和實用，為企業(yè)決策控制提供可靠依據(jù)。例如規(guī)范化的各式報表，如周期性報表、推式報告、例外報表等，以及擴大的信息交互共享等都是管理信息系統(tǒng)帶來的革新。決策支持系統(tǒng)（DDS）利用數(shù)據(jù)和模型幫助管理者進行決策，解決非結構化問題。企業(yè)和用戶通過對話子系統(tǒng)進行意見交流，將反饋信息通過數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫和知識庫，提取關鍵信息，建立模型，幫助決策者理解和分析，提供專業(yè)建議。

2.2地理

地理信息系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)支持下，對全部或部分地球表層（包括大氣層）空間中的地理分布數(shù)據(jù)進行采集、存儲、運算、分析、顯示和描述。近幾十年來取得了驚人發(fā)展，廣泛應用于環(huán)境評估、資源勘查、災害預測、土地管理、城市規(guī)劃、交通運輸、軍事公安、水利電力、農林牧副、公共設施管道等等國民生產各個領域。例如在洪水、戰(zhàn)爭、核事故等重大自然或者人為災害發(fā)生時，相關部門通過gps可以迅速定位，安排最佳撤離路線，配備相應的運輸和保障設施；大型商場建立時，地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)庫功能提供周邊商場分布、周圍居民區(qū)分布、周邊居民人數(shù)、當?shù)啬挲g構成、性別構成和消費水平等信息，幫助房地產開發(fā)銷售商進行決策分析；國土資源管理中，土地、森林、草地等農林資源的分布、分級、統(tǒng)計和制圖工作同樣依賴于地理信息系統(tǒng)。

2.3人口

信息系統(tǒng)同樣運用于人口信息的采集、加工、儲存、檢索、維護和使用。在我國最為鮮明的實例是由上海達因信息技術股份有限公司開發(fā)的二代證人口系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)五要素模型，在對公安業(yè)務分析歸納的基礎上建成共享數(shù)據(jù)集成平臺。人口管理系統(tǒng)即以此為基礎集結了常住人口管理、暫住人口管理、出租房屋管理、工作對象管理和身份證管理五大系統(tǒng)功能?？朔酝丝谛畔⑾鄬铝⒌谋锥耍瑢崿F(xiàn)各個公安系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享、支持聯(lián)機事務處理，在我國人口數(shù)據(jù)、人口管理、計劃生育、戶籍管理和公安刑偵等方面提供及時準確的信息，并大大提高工作效率。

2.4醫(yī)療

在發(fā)達國家信息系統(tǒng)在醫(yī)療領域已得到廣泛應用，并經(jīng)實踐檢驗證明創(chuàng)造了良好的社會經(jīng)濟效益。信息系統(tǒng)運用于醫(yī)療機構，實現(xiàn)了醫(yī)院人財物等各方信息的高度共享和流通。例如醫(yī)院微機配備表，支持部門間業(yè)務查詢功能，并提供嚴格權限設置；藥物使用管理系統(tǒng)，提供豐富的統(tǒng)計分析報表，提供出庫量零品種統(tǒng)計信息、處方用量統(tǒng)計信息、抗生素消耗信息等，在此基礎上醫(yī)院可以總結臨床用藥走向、庫存藥品信息、單病發(fā)病周期及月份、藥物不良反應等方面的經(jīng)驗，促進i}缶床用藥合理；醫(yī)院管理綜合評價信息系統(tǒng)，提供醫(yī)院綜合評價數(shù)據(jù)的真實來源。構建醫(yī)院、可是、崗位三級績效評價體系，反映治愈率、感染率、平均住院日、病床使用率、門診量等微觀數(shù)據(jù)，促進醫(yī)院提高管理和服務水平。

3.電子技術應用

電子技術在配電環(huán)節(jié)發(fā)揮廣泛作用。發(fā)展至今，出現(xiàn)了用戶電力技術（cp）he FACTS技術等形式電力電子技術。增強了配電環(huán)節(jié)交流輸電的可控性和電力傳輸能力，提高供電的可靠新和供電質量。衍生出一系列用戶電力技術產品如動態(tài)電壓恢復器（DVR）、固態(tài)斷路器（sSCB）、故障電流限制器（FCL）和同一點能質量調節(jié)器（PQc）等。

發(fā)電環(huán)節(jié)，電子技術的運用尤其重要。太陽能發(fā)電控制系統(tǒng)、大型發(fā)電機的靜止勵磁控制、發(fā)電廠風機水泵變頻調速、水力、風力發(fā)電機的變速恒頻勵磁等都是電子技術運用的實例。幫助人類開發(fā)利用潔凈可再生的新能源，如太陽能、風能等；賦予大型發(fā)電機快速性調節(jié)和良好的控制性；低壓變頻技術提高風機水泵的運行效率，達到節(jié)能效果。

電子技術還廣泛運用于輸電領域，諸如直流輸電技術、柔流輸電技術、SVC等。柔流輸電技術在美國、日本、瑞典等國的輸電工程中都得到廣泛應用；直流輸電技術大幅簡化設備，降低造價，并不斷取得新進展SVC憑借其不同的回路結構，可以實現(xiàn)控制不同對象，運用不同的控制方式，支持快速、頻繁地控制電抗器、電容器，改變輸電系統(tǒng)導納方式。

4.總結

隨著社會向信息化智能化發(fā)展，信息系統(tǒng)和電子技術運用越發(fā)廣泛，本文不一而足。相信信息系統(tǒng)和電子技術在未來將獲得更大的發(fā)展，運用于更廣的領域，推動社會發(fā)展。

參考文獻

[1]楊學斌，現(xiàn)代電力電子技術應用的探討，中國新技術新產品.201 O，（1 8）

[2]電子電力技術的廣泛運用，中國電力電子產業(yè)網(wǎng)，

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根據(jù)電子技術課程特點，結合社會對電工電子技術人才的能力需求和各專業(yè)后續(xù)專業(yè)課程對該課程知識的應用情況，將電工電子技術課程的內容進行整合，設置成直流電路、交流電路、電機與控制、模擬電子電路、數(shù)字電子電路和電力電子等知識模塊，實行模塊化教學；在各知識模塊內，實行教學內容優(yōu)化，突出教學重點，強化專業(yè)知識的橫向聯(lián)系；各知識模塊具有銜接性、獨立性、整合性等特征；實際教學中，可以根據(jù)需要在知識模塊中溶入新技術、新工藝，淘汰已經(jīng)過時的教學內容，同時根據(jù)高職院校“理論夠用，實踐操作強”的人才培養(yǎng)規(guī)格特點，弱化公式的推導過程，強化知識的應用，知識模塊結構如圖1。

授課內容根據(jù)專業(yè)特點和對學生知識技能的要求進行優(yōu)化組合。如機電一體化專業(yè)，要求學生掌握工廠電氣控制技術、可編程控制器、單片機、變頻技術、電機及控制等方面的專業(yè)知識和實踐操作技能，在電工電子技術知識模塊組合時，交流電路知識模塊、數(shù)字電路知識模塊和電機及控制知識模塊作為重點內容講授，而直流電路知識模塊、模擬電子電路模塊作為一般內容講授，電力電子技術模塊作為了解性內容介紹。

再如計算機專業(yè)，后續(xù)課程計算機基礎、系統(tǒng)安裝與維護和網(wǎng)絡技術等需要電工電子技術課程的相關知識，在組合知識模塊時，將直流電路知識模塊、模擬電子電路知識模塊和數(shù)字電子電路知識模塊作為重點內容講授，交流電路知識模塊和電機及控制知識模塊作為一般內容講授，電力電子技術可以不講。每一個知識模塊內的內容也可以根據(jù)學生對知識和技能的要求進行優(yōu)化。如機電一體化專業(yè)在講授模擬電子電路時，集成運算放大器及其應用知識點主要介紹其應用，弱化其特性分析過程，將復雜知識簡單化，提高學生的學習興趣。

改進教學方法

采用案例教學法貫穿教學全過程：精心選用典型的、有實用價值的、學生感興趣的案例，以案例為切入點，采用循序漸近的方式，講授電子技術課程的相關知識。同時注重課堂師生互動，激發(fā)學生主動學習的積極性。如：每次上課前先提出幾個問題供學生思考，引出本次課的教學內容；上課過程中留出適當?shù)臅r間讓學生思考，回答問題，教師及時評講；有條件的學校將學生帶到實驗室，邊講邊做，真正做到課堂教、學“一體化”，培養(yǎng)學生獨立思考問題、解決問題的能力，有效地提高課堂教學質量。

采用先進的教學手段

課堂教學采用多媒體課件、仿真軟件，使教學內容更為形象生動，有利于學生準確、深刻理解所學知識，極大地降低了理論學習的難度。如：學習直流電機的結構工作原理時，通過flas課件形象生動地演示電機的內部結構、工作過程，利用仿真軟件模仿電機工作過程中的短路、接地等故障，激發(fā)學生的求知欲望。

強化實踐教學

在實踐教學引入“以項目為導向、任務驅動”的教學模式，使學生由被動接受知識轉變?yōu)橹鲃訉W習，其實施框圖如圖2。根據(jù)電工電子技術課程實踐教學的要求，將實踐教學內容分成若干項目模塊，建立項目庫，項目庫的項目群根據(jù)學生能力的培養(yǎng)需求分三個層次：基本操作訓練、綜合訓練、創(chuàng)新訓練。進行實踐教學時，將學生分為若干團隊，按從易到難的原則，分層次進行實踐技能訓練。

1.操作能力訓練。教學目標：培養(yǎng)學生熟練使用電工電子儀表正確測量電路及電器元件參數(shù)的能力。教學組織：學生首先在項目庫的基本操作模塊中自由選擇相關的實驗項目，然后由教師或操作熟練的學生示范操作，學生學習實驗操作方法及技巧，然后實驗團隊討論，獨立完成實驗操作，分析實驗效果，撰寫實驗報告；在該模塊訓練中，學生邊學邊練，邊練邊學，讓他們充分體會“學中做，做中學”的樂趣。

2.訓練。教學目標：培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題和團隊協(xié)作的綜合能力。教學組織：學生在綜合訓練模塊中自由選擇項目，明確項目訓練任務；在教師的引導下，學生實驗團隊集體分析訓練目標、任務，設計訓練內容和步驟，獨立完成實踐操作，撰寫訓練報告，并在團隊內部交流設計、操作經(jīng)驗。

3.拓展。在教學系院的組織下，根據(jù)自愿的原則，學生自己組隊申請重慶市或學校創(chuàng)新實驗項目，培養(yǎng)學生的科研及創(chuàng)新能力；由學校遴選一部分優(yōu)秀學生組隊，編寫創(chuàng)意書，參加國家或重慶市大學生技能大賽，提升學生的綜合能力。

結束語

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關鍵詞： TMS320F2812; TI DSP; Matlab/Simulink; 自動代碼生成

中圖分類號： TN710?34; TP311 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）06?0142?03

Fast code generation based on DSP model

DENG Pan， HOU Zhi?min

（Chengdu University of Information Technology， Chengdu 610225， China）

Abstract： TMS320F2812DSP is a very good hardware design platform in control system development， but the traditional method of TI DSP code development has long cycle， and its efficiency is not high. In order to shorten the control algorithm design cycle in actual control system development， improve the reliability of the controller and simplify the control algorithm modifications during commissioning， a control system of rapid prototype based on DSP was designed and developed. The system includes TI F2812DSP?based hardware controllers and Matlab/Simulink?based software development environment. Users can take advantage of RTW functions in the Simulink environment to automatically generate executable code directly from Simulink models and download it to the target board for running the program directly. Therefore， the development process of DSP system was simplified， and the development efficiency was improved. The effectiveness of the system was verified by real?time control experiments of flashing lights.

Keywords： TMS320F2812; TI DSP; Matlab/Simulink; automatic code generation

0 引 言

隨著現(xiàn)代電力電子技術的迅猛發(fā)展，兼有高運算速度和強控制能力的DSP（Digital Signal Processor）在逆變器、電機等電力電子設備的控制領域得到了廣泛應用[1]。傳統(tǒng)的通用DSP源代碼開發(fā)一般可采用兩個方法：一種是直接利用其提供的匯編指令編寫源代碼，然后經(jīng)匯編器和鏈接器進行匯編鏈接后生成目標可執(zhí)行代碼;另一種方法是利用標準C++語言編寫源代碼，經(jīng)C/C++編譯器、匯編器和鏈接器進行編譯鏈接，最后生成目標可執(zhí)行代碼[2]。這兩種代碼開發(fā)方法都使得開發(fā)人員不得不花費大量的時間用于代碼的編寫，從而增大開發(fā)產品難度，延長產品開發(fā)周期，影響開發(fā)效率?？梢灾苯佑蒑atlab的Simulink模型生成DSP的可執(zhí)行代碼，即在集成的、統(tǒng)一的Matlab環(huán)境下可完成DSP開發(fā)的整個過程[3]。

DSP芯片，也稱數(shù)字信號處理器，是一種具有特殊結構的微處理器，主要由中央處理器、存儲器和片內外設三部分組成，具有強大的數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，加上具有可編程性，所以被廣泛應用于控制系統(tǒng)[4]。但是隨著DSP的不斷更新?lián)Q代，硬件結構和代碼的編寫也越來越復雜，利用DSP的不斷更新?lián)Q代，硬件結構和代碼的編寫也越來越復雜，利用DSP進行開發(fā)時要求對DSP硬件性能和各種端口有足夠的了解，開發(fā)門檻高，這樣很不利于系統(tǒng)的快速開發(fā)[5]。用戶可以在Matlab中調用這些圖形化的功能模塊及Simulink中的其他模塊建立數(shù)字信號處理的模型，并可以對模型進行仿真驗證，然后生成TMS320C2000的C語言代碼及CCS的工程項目文件，在CCS中經(jīng)修改、編譯后就可以下載到DSP目標板中運行[6]。

1 搭建閃爍燈功能模型

可以利用模型輸出一個高/低交替變換的電平來實現(xiàn)閃爍。在Matlab菜單欄中選擇FILE NEW Model，建立一個新模型，命名為led_28207，并保存，在模塊瀏覽器中找到Simulink Sources Constant 模塊、Simulink Logic and Bit Operations Logical Operator 模塊、Simulink Discrete Unit Delay模塊，并添加到模型中，雙擊打開Logical Operator 模塊，將Operator 項選擇為XOR，選中Unit Delay 模塊并按下“Ctrl+I”鍵翻轉該模塊，在模塊瀏覽器中找到Simulink Sinks Scope模塊，然后按圖所示連接這些模塊，按下仿真按鈕后，添加On Off Gauges模塊，可以更清晰直觀地看到仿真結果，現(xiàn)將模型做如下修改。在模塊瀏覽器中找到Simulink Port Subsystems For Iterator Subsystem，添加到模型中，雙擊打開For Iterator Subsystem模塊，雙擊打開For Iterator 模塊的設置對話框，將Iteration variable data type 項設置為int32型，在Iteration limit項中寫入3000000，作為循環(huán)次數(shù)，用以延長每個狀態(tài)的持續(xù)時間。在模塊瀏覽器中找到Simulink Sinks Terminator，添加到子系統(tǒng)中，并與For Iterator連接，刪除In1、Out1模塊，可以看到，子系統(tǒng)的輸入/輸出端口已經(jīng)刪去，將其命名為delay，刪去原模型中的Scope模塊，在模塊瀏覽器中找到Gauges Blockset Global Majic Active X Library On Off Gauges On Off Readout 模塊，并將輸出數(shù)據(jù)類型設置為double，修改完畢后單擊“仿真”按鈕，可見On Off Readout模塊不停地閃爍（見圖1）。

<E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術201506＼現(xiàn)代電子技術15年38卷第6期＼Image＼47T1.tif>

圖1 功能模型仿真

2 代碼模型

驗證模型的功能后，將進一步把功能模型轉化為代碼模型，以便后期的自動代碼生成工作。打開led_28027模型，在模型庫中找到Embedded IDE Link Common Target Preferences模塊和Target Support Package Supported Processors Texas InstrumentsC2000 C281x Digital Output 模塊并添加到模型中，刪除Add、Scope、delay子系統(tǒng)和SIL模塊，雙擊打開Target Preferences 模塊，在IDE/Tool Chain 項中選擇Texas Instruments Code Composer Studio ，在Board項中選擇TI C281x，雙擊打開Digital Output模塊，在GPIO Group 項中選擇GPIOA～ GPIOC，然后選中GPIOB復選框，如圖2所示。 <E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術201506＼現(xiàn)代電子技術15年38卷第6期＼Image＼47T2.tif>

圖2 配置Digital Output模塊

3 自動代碼生成

按上述步驟設置完畢后將目標板連接到主機上，然后單擊模型工具欄的編譯按鈕，生成代碼的報告如圖3所示。

<E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術201506＼現(xiàn)代電子技術15年38卷第6期＼Image＼47T3.tif>

圖3 代碼生成報告

代碼生成完畢后將自動啟動CCS軟件，建立工程并對代碼進行編譯，如圖4所示。

4 硬件測試

編譯完成后會自動下載.out文件并執(zhí)行，led燈不停閃爍（見圖5），與功能模型中的仿真結果一致，這說明自動生成的代碼完全實現(xiàn)了在模型中設計的各項功能。

5 結 語

用Matlab快速建立DSP模型及直接生成C語言程序的方法，簡化了DSP軟件的開發(fā)。本文所提出的快速控制原型系統(tǒng)由于其控制性能優(yōu)越且成本低，在控制實驗系統(tǒng)中有著非常廣泛的應用前景。

<E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術201506＼現(xiàn)代電子技術15年38卷第6期＼Image＼47T4.tif>

圖4 編譯信息

<E：＼王芳＼現(xiàn)代電子技術201506＼現(xiàn)代電子技術15年38卷第6期＼Image＼47T5.tif>

圖5 硬件仿真結果

采用這種開發(fā)方法，開發(fā)人員不需寫一行代碼就可實現(xiàn)DSP系統(tǒng)的代碼開發(fā)，極大地減輕了開發(fā)人員的工作負擔，提高工作效率。學習使用該開發(fā)方法對廣大DSP應用開發(fā)人員具有較大的實用意義。

參考文獻

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[4] 王子劍，孔峰.一種基于DSP的數(shù)字電子負載設計方法[J].廣西工學院學報：自然科學版，2009（6）：241?244.

[5] 盧小錦，曾岳南.基于Matlab/Simulink的TMS320F2812代碼開發(fā)[J].廣東工業(yè)大學學報，2009（6）：79?81.

[6] 杜磊，薛重德，任志國.基于DSP的自動代碼生成及應用[J].南京航空航天大學學報：自然科學版，2010（4）：93?96.

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關鍵詞：電氣工程及其自動化；電能變換與控制方向；培養(yǎng)方案；課程設置；實踐環(huán)節(jié)

作者簡介：巫付專（1965-），男，河南安陽人，中原工學院電子信息學院，教授；王耕（1967-），男，河南鄭州人，中原工學院電子信息學院，副教授。（河南 鄭州 450007）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0018-02

近年來我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長，傳統(tǒng)能源消耗量大幅增長，引發(fā)的能源短缺和環(huán)境污染等問題成為制約我國經(jīng)濟又好又快發(fā)展的瓶頸。為此，發(fā)展新能源產業(yè)勢在必行?！犊稍偕茉窗l(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出，至2015年底并網(wǎng)風電累計裝機容量要達到1億千瓦，年發(fā)電量要達到1900億千瓦時。光伏發(fā)電裝機要達到1400萬千瓦，光熱發(fā)電裝機100萬千瓦，太陽能熱水器推廣面積要達到4億平方米。政策上還首次提出地熱能、潮汐能和海洋能的發(fā)展目標。《中國新能源產業(yè)發(fā)展與安全報告（2011—2012）》指出，我國新能源產業(yè)總體而言對外依存度較高，風能產業(yè)、光伏產業(yè)、生物質能產業(yè)與地熱產業(yè)的關鍵設備及核心技術尚需從歐美輸入。

電能變換與控制技術作為新能源產業(yè)關鍵設備的核心技術之一，隨著我國新能源產業(yè)的迅速發(fā)展、國家科研投入的不斷加大，高校和科研院所近年來也研究出了大批科研成果。例如僅2012年11月19～20日在福州大學召開國家自然科學基金電工學科2008/2010 年度批準項目交流會就有研究成果120余項，其理論水平和實驗室級的成果已接近或達到歐美水平。然而這些成果工業(yè)化的過程中卻嚴重滯后于世界先進水平。造成這種局面固然有很多原因，但是人才培養(yǎng)“頻譜”的欠缺也是其中的原因之一。這些科研成果主要由教師、博士和碩士來完成，本科生很少涉足，國內高校開設相應本科專業(yè)方向的學校也很少，這就造成了將科研成果轉化為工業(yè)產品人才的匱乏。2012年11月16日《江南時報》報道：“能源動力類（就業(yè)率94.71%）、材料科學類（就業(yè)率93.71%）、電氣信息類（就業(yè)率92.70%）等與新能源、新材料、服務外包等新興產業(yè)相關專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)優(yōu)勢明顯?！薄傲己玫漠a業(yè)發(fā)展不僅給相關專業(yè)畢業(yè)生帶來了就業(yè)底氣，也給薪資待遇提升留下了想象空間?！睋?jù)統(tǒng)計，近兩年內電氣信息類畢業(yè)生的平均工資為3778元，仍有很大的上升空間。省內電氣信息類企業(yè)將傳統(tǒng)的電工技術與計算機、電子、自動控制、系統(tǒng)工程及信息處理等新技術相結合，具有廣闊的應用前景，規(guī)模正不斷壯大，就職畢業(yè)生對該類企業(yè)的發(fā)展趨勢充滿信心?！逼渌貐^(qū)的招聘也有同樣信息出現(xiàn)。對于快速發(fā)展的新能源產業(yè)而言，應用型人才供應面臨嚴重不足。因此，亟待加大該產業(yè)人才的培養(yǎng)力度，以滿足新能源產業(yè)發(fā)展對應用型人才的迫切需求。

一、目前相關專業(yè)開設的現(xiàn)狀

近幾年國內僅有十幾所高校增設了核能相關專業(yè)，大多數(shù)高校是在原有熱能與動力工程等專業(yè)基礎上增設了部分與新能源有關的選修課程作為對新能源領域知識的一種補充，或進行了專業(yè)名稱的更改。所有這些無論是課程內容設置的科學性還是人才培養(yǎng)的專業(yè)性，尚不能適應完全國家對新能源領域專業(yè)人才的需求。對于新能源產業(yè)關鍵設備及核心技術之一的電能變換與控制更是涉及很少。

電氣工程及其自動化專業(yè)在1998年國家教育目錄合并前包括電力系統(tǒng)自動化、電機、絕緣技術等強電專業(yè)。由于其涉及的專業(yè)領域非常寬泛，所以各高校培養(yǎng)方案的設置通常分方向設置，即在專業(yè)課學習階段按專業(yè)目錄合并前的專業(yè)進行設置。與能源產業(yè)關鍵設備及核心技術之一電能變換與控制相對應的電力電子與電力傳動二級學科由于相對傳統(tǒng)電機電器、電力系統(tǒng)自動化等學科發(fā)展較晚等原因，開設電能變換與控制專業(yè)方向的高校很少。

由于新能源產業(yè)迅速發(fā)展，與之相適應的電力電子技術也得到了迅速發(fā)展與完善，為在電氣工程及其自動化專業(yè)本科階段開設電能變換與控制提供了理論基礎。

二、專業(yè)培養(yǎng)目標及規(guī)格

電氣工程及其自動化專業(yè)電能變換與控制方向面向新能源產業(yè)，根據(jù)能源領域的發(fā)展趨勢和國民經(jīng)濟發(fā)展需要，需培養(yǎng)在新能源科學中電能變換與控制研究及其利用的技術開發(fā)與實施等方面既有扎實的理論基礎又有較強實踐和創(chuàng)新能力的專門人才，以滿足國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展對該領域教學、科研、技術開發(fā)、工程應用、經(jīng)營管理等方面的專業(yè)人才需求。本專業(yè)培養(yǎng)掌握電路電子與電工技術、控制理論與系統(tǒng)、計算機與微處理器應用技術，強調強弱電點結合、元件系統(tǒng)結合、軟硬件結合和基礎知識，體現(xiàn)了強電與電力電子、自動控制、計算機等技術相結合的專業(yè)特點。

畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識與能力：具備較扎實的本專業(yè)領域必需的自然科學基礎理論知識和較好的外語綜合能力；系統(tǒng)掌握本專業(yè)技術基礎理論知識和必要的專業(yè)知識；掌握電能轉換與控制、信號分析與處理、電機學、新能源發(fā)電、電氣工程方面等方面的知識；了解本專業(yè)學科的前沿與發(fā)展趨勢；獲得電能變化與控制系統(tǒng)的分析、開發(fā)與研究方面的工程實踐訓練；能從事新綠色能源的研發(fā)工作（例如光伏發(fā)電、風力發(fā)電、混合動力汽車）；能從事電力系統(tǒng)的分析預測試；能從事電能質量分析與調節(jié)系統(tǒng)的研發(fā)與設計工作等；具有一定的人文社會科學、經(jīng)濟管理知識及相關工程技術知識，掌握文獻檢索、資料查詢的一般方法；具有較強的工作適應能力；能從事新能源領域里的科學研究與管理工作。

三、專業(yè)課程體系

1.培養(yǎng)方案課程安排

針對本專業(yè)的特點，所以教學計劃安排應該使得在專業(yè)教學階段的理論與實踐并重。專業(yè)課階段課程安排的建議如下：

公共基礎課：“高等數(shù)學”、“大學物理”、“大學英語”等。

人文通識課：“原理”、“法律基礎”、“藝術鑒賞”等。

專業(yè)基礎課：“電路”、“模擬電子”、“數(shù)字電子”。

專業(yè)平臺課：“自動控制控原理”、“電機拖動基礎”、“單片機原理”、“自控原理”、“C語言”、“可編程控制器PLC及系統(tǒng)集成”、“信號分析與處理”等。

專業(yè)必修課：“電力工程”、“新能源發(fā)電”、“電能變換與控制（上、下）”、“DSP技術”等。

專業(yè)任選課：“微型電網(wǎng)工程”、“柔性輸配電技術”、“人工智能與智能控制”、“智能電網(wǎng)”、“電力系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊”、“變配電運行自動化”、“電氣CAD”、“檢測技術與儀表”、“電動汽車概論”、“電能質量與諧波治理”等。

工具課：“MATLAB”、“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”等。

本培養(yǎng)方案將課程分為上述6個部分，其中公共基礎課、人文通識課、專業(yè)基礎課和專業(yè)平臺課的設置與目前的電氣工程及其自動化保持不變。專業(yè)必修課和專業(yè)任選課是電能變換與控制方向的主要專業(yè)課程。“新能源發(fā)電”主要講述太陽能光伏發(fā)電技術、太陽能熱發(fā)電技術、風力發(fā)電技術、生物質能發(fā)電技術的原理；“電能轉化與控制”（上）主要講述電能變換的基本原理，包括DC/DC、AD/DC和DC/AC變換，可采用傳統(tǒng)電力電子的教學內容與教材?！半娔苻D化與控制”（下）主要講述PWM的控制方法（包括SPWM、SVPWM、滯環(huán)控制和三角波比較控制以及瞬時無功理論等）以及在新能源（光伏發(fā)電、風力發(fā)電等）中的應用實例分析。DSP技術主要講述目前應用最為廣泛的TI公司TMS320LF2812的原理與應用。工具課“MATLAB”可在第二學期開設，“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”放在期末實踐環(huán)節(jié)結合課程設計進行。專業(yè)課設置如表1所示。

2.實踐環(huán)節(jié)設置

實驗教學環(huán)節(jié)改革將注重培養(yǎng)學生的工程系統(tǒng)能力、實踐中運用知識的能力、解決較復雜工程問題的能力、管理決策能力，還有創(chuàng)新研發(fā)能力等。通過合理統(tǒng)籌優(yōu)化實踐教學部分激發(fā)學生的工程實踐興趣和勇于創(chuàng)新的精神，使學生的專業(yè)素質滿足電能變換與控制工程師培養(yǎng)標準。

（1）實踐教學環(huán)節(jié)改革將關注以下幾點：

1）加強綜合性、設計性實驗的開發(fā)，在統(tǒng)籌優(yōu)化、合理安排所有實驗課的基礎上提高實驗課質量，增加綜合性、設計性實驗，增強學生動手能力、分析問題、解決問題的能力。

2）增設企業(yè)中常用仿真軟件的教學實踐課程，提高學生多種仿真軟件的應用能力。

3）增設工程能力綜合訓練內容。

（2）本計劃實踐環(huán)節(jié)主要分兩個階段實施。

1）第一階段：工程能力基本訓練階段。內容：金工、電工實習、各門主要課程課內實驗、電子技術的課程設計、單片機課程設計、PLC的課程設計、工程制圖、制板及仿真軟件的應用等。目標：達到初步分析問題、解決問題的能力，具備實際工程所需的基本技能。

2）第二階段：工程能力綜合訓練階段。內容：取消單門專業(yè)課的課程設計，增設綜合課程設計，在第7學期期末進行，時間為3周，題目結合新能源發(fā)電所需的技術選定，要求學生按全國大學生電子設計大賽的型式提交作品及實驗報告。目標：使學生具備對所學知識和技能的綜合運用能力，具備初步電能變換與控制系統(tǒng)設計與調試能力。

3.校企聯(lián)合畢業(yè)設計

畢業(yè)設計是學生能力培養(yǎng)最后一個環(huán)節(jié)，主要鍛煉學生綜合運用所學科學理論方法和技術手段分析并解決工程實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和進行設計、技術改造與創(chuàng)新的初步能力。[2]畢業(yè)設計安排在第8學期進行，此環(huán)節(jié)時間為15周。采用校內指導教師和企業(yè)指導教師共同指導的方式。畢業(yè)設計題目的選取可以緊扣新能源發(fā)電中電能變換與控制關鍵技術，突出電能變換與控制常用控制策略、信號檢測方法等的應用，強調硬件電路的設計與調試、軟件的編程。目的是使學生在畢業(yè)設計的過程中初步掌握新能源發(fā)電中電能變換與控制的關鍵技術。

四、結論

我國新能源產業(yè)正在迅速發(fā)展，該方面專業(yè)技術人才的缺失已成為其進一步發(fā)展的瓶頸。高等學校應認真研究，及時培養(yǎng)出社會急需的人才，服務社會。本文就在電氣工程及其自動化專業(yè)基礎上開設電能變換與控制方向進行了分析；針對新能源發(fā)電所需的知識結構提出了主要課程的設置，并對實踐環(huán)節(jié)和畢業(yè)設計進行了詳細分析；給出了電氣工程及其自動化專業(yè)開設電能變換與控制方向的培養(yǎng)方案。要想將培養(yǎng)方案落實到實處還有很多工作要做，比如師資的建設、實驗室的建設、教材的建設等等。

參考文獻：