“电力电子技术及应用”课程教学模式的探索与实践
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0106-03
随着现代电力工业自动化水平的提高，电力电子技术在输电网、配电网、电源、可再生能源发电系统、微电网等方面的应用日益广泛，要求维修电工、电气运行值班人员、设备安装检修人员、继电保护技术人员等都必须具备电力电子知识和技能。为满足专业岗位群的电力电子技术应用能力需要，课程进行了“任务驱动、理实一体”教学模式的探索和实践，始终以锻炼学生能力为中心，进行了课程内容与学习情境设计、教学实施过程设计，充分利用现有实训场地，让教学过程尽可能贴近实际工作过程，全面培养学生的技能操作水平和职业素养。
一、以职业能力培养为核心进行课程内容的整合与构建
1.课程定位与课程设计思路
“电力电子技术及应用”课程对学生的职业能力培养和职业素质养成起着重要的支撑作用，是双证培养模式中维修电工等国家技能鉴定的嵌入课程，通过本课程的学习，学生应能通过国家职业资格鉴定，获取维修电工等相关职业资格证书，同时为学生考取电气检修、电气值班员和变电站值班员初、中级技术资格证打下良好基础。
“电力电子技术及应用”课程设计以职业能力培养为核心，紧扣用人单位的能力需求，依据该课程在人才培养中所具备的能力结构、知识结构和素质结构及该课程在专业人才培养中的定位，由企业行业提出具体的培养目标和要求，聘请企业行业中的高级技术、技能人员共同进行课程开发与设计。
2.课程内容的整合与构建
“电力电子技术及应用”课程对应的岗位职业能力是：常用电力仪表使用能力、电力电子器件检测能力、电力电子系统的调试能力、电气测试及现场试验的能力、电气线路识图能力、安装及检修电气设备的能力等，为完成职业岗位的核心能力培养目标，本课程以职业能力为本位进行了课程内容的整合与构建，依据专业人才培养目标所制定的知识、能力、素质三要素和专业职业资格证书的要求，选择相应的教学内容，将职业资格证书所需的应知应会内容融入教学过程，将电力电子技术与电机控制和自动控制技术相结合，并按照课程规律把相关内容有机衔接，使学生具有中级、高级维修电工（电力电子技术及其应用部分）的综合职业能力，并为获取其他相关职业资格证书奠定基础。
“电力电子技术及应用”课程以“电力电子器件―电力电子变换电路―电力电子装置的应用”为思路，描述了SCR、GTO、BJT、IGBT等电力电子器件的工作原理、特性、参数、保护与驱动电路，详细分析了各种AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC变换技术及单相和三相整流器、逆变器和斩波器，介绍了脉宽调制技术（PWM）和各种软开关技术，并随着现代电力工业自动化水平的提高，增加了电力电子技术在输电网、配电网、电源、可再生能源发电系统、微电网等方面的应用实例。
3.学习情境设计
“电力电子技术及应用”课程学习情境设计遵循“器件认知-电路分析-电力电子装置的应用"能力培养的规则，选取与专业岗位和生活实际紧密结合的典型应用案例进行情境化教学设计，以真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容，科学设计学习性工作任务，突出实用性和应用性知识的传授及技能的训练，着力提高学生职业能力和素质。学生在学习了本课程之后，能充分认识现代电力电子技术对交、直流电路的控制和变换能力，并掌握各种变换原理和方法，为后续课程“模拟电厂实训”、“变电站仿真实习”、“顶岗实习”、“毕业设计”等的学习奠定了良好的理论基础和能力基础，也为学生毕业后适应电力行业各专业技术岗位的要求打下坚实的职业能力和素质基础。
课程学习情境设计见图1，每一个学习情境都体现了工作过程的完整性，把培养学生实践创新能力固化在教学任务中，并积极组织学生参与全国大学生电子设计大赛等各种科技竞赛活动，培养和提高学生的实践技能和创新能力，将职业技能与素质教育贯穿整个教学过程中。
二、以实现“学做循环”为目标 完成了课程教学平台建设
“电力电子技术及应用”一方面以实现“学做循环”为目标，构建了全新的“四位一体”教学平台；另一方面整合各种优质资源，开发核心课程教学资源库，建设了数字化教学资源平台。
1.精心构建了全新的“四位一体”教学平台
根据当前行业企业的先进技术水平和最新岗位资格要求，本课程突出职业能力培养在整个培养体系中的重要地位，按照“理实一体化”要求，整合优化资源，精心搭建了基本实训教学平台、综合仿真教学平台、综合场景教学平台、生产现场教学平台相结合的“四位一体”的教学平台体系。在学校政策和中央财政支持下，购置更新仪器设备，完善了校内实训基地；同时，为保证教学过程的实施，本课程建设了国内一流的“电力电子与电能质量”实验室、静模实验室、仿真实训室等实训场所，以保证课程的综合仿真实训；按照统筹规划、资源共享的原则，依托国网技术学院优质的实训资源，建设了以220KV智能变电站、变电实训场、电力电子与电能质量沙盘展示等为中心的综合场景教学平台，实现了真实场景教学；生产现场教学平台的建设主要依托山东鲁能智能有限公司、山东彼岸电力科技有限公司、石横电厂、邹县电厂、济南供电局、泰安供电局、黄台电厂等单位，在综合实训环节，学生通过现场教学、顶岗实习、企业锻炼等方式，在真实的工作环境中提升学生的职业素养和职业能力，使学生具备岗位工作的基本能力，适应岗位需求。
本课程依托课堂多媒体教学、仿真教学、校内外实训教学，引入实际案例，应用多种教学手段和方法设计教学过程，较好地解决了理论知识传授与能力培养的有机结合问题，完善了以“学做交融、能力渐进”为主线的人才培养模式，实现了专业教育和岗位工作的相互对接。 2.整合各种优质资源，开发课程教学资源库，建设了数字化的教学资源平台
本课程组的教师和企业人员一起，进一步整合优化了教学资源，建设了丰富的教学资源平台。精品课程网站资源丰富，包括了课程整体设计介绍、课程标准、整体教学设计、单元教学设计、多媒体课件、动画库、仿真电路库、学案、习题试题库、课程拓展、课程录像、案例库、职业技能鉴定等。网站的教学资源库中有整个课程各学习情境的多媒体课件、课程教学过程录像、实训项目操作录像、仿真操作录像、实际工作任务操作录像等视频资源、来源于实际工作岗位的企业典型案例资源、对应教学中各知识点图片资源、考核评价资源等，为课程教学的顺利实施提供了有利保障。
三、以理实一体化教学为主体 实现了双证融通的学习过程
1.课程层次性实践项目的设计
本课程在对职业岗位所需的技能进行分析的基础上设计实训项目。针对典型工作岗位的作业流程和工程项目，分析岗位所需的知识、能力和素质，形成岗位技能要求，开发形成单项实验、专项实训、综合实训、岗位实训等层次项目，结合现场工作任务，设计本课程学习性的实践任务，通过课内实训、校内综合实训、校内场景实训、技能鉴定和顶岗实习等环节完成，使学生达到课程标准提出的要求，学生的专业能力、方法能力、社会能力得到提高，逐步培养学生的职业道德、职业规范、职业能力。课程的实践教学项目如图2所示。
2.课程内容组织及教学实施过程设计
基于“四位一体”的教学平台，以任务驱动、理实一体化教学为主体，完成每一个学习情境中的工作任务。以工作情境：“调光灯电路”为例，说明教学的设计与实施过程，见图3所示。先由任课教师下达任务书，明确任务目标，接着由教师指导学生分解任务，查找难点，然后教师引导学生进行完成任务所需的必备知识技能学习，小组讨论完成任务的实施方案，教师审核各小组的方案，并监督和指导学生实施方案，教师组织学生对方案实施过程中的共性问题展开主题讨论，各小组进行检查、自评、完善，并派代表汇报任务完成情况，教师根据过程表现及报告内容给出每个学生的综合评价。
3.理实一体教学 实现“学做交融，能力渐进”
课程教学的实施，遵循“学做交融，能力渐进”的原则，把职业资格证书教育纳入教学计划，建立突出职业能力培养的课程标准，通过各种教学环节加强实践训练，引入案例，创设真实情境，学做循环，把职业能力的培养贯穿于教学的全过程，使学生在取得毕业证的同时也获得相应的岗位职业资格证书。图4为电力电子技术及应用课程学习过程。
四、实践效果
“电力电子技术及应用”课程通过四位一体的课程平台建设、课程内容重组和情境化教学设计、“任务驱动、理实一体”的教学模式的实施等工作，提高了教学质量，全方位提升了学生的综合素质，教学效果逐显成效，实现了学生素质化、教学系统化、用人单位满意化的目标。
1.学校和学生对课程的评价显著提高
“电力电子技术及应用”课程 “任务驱动、理实一体”的教学模式的实施，注重了项目制任务式教学策略和团队协作学习策略。课程的6个学习情境，每个学习情境的实现由6至7个环节组成，在学习过程中均采用小组（团队）方式，讨论、收资、成果发布等环节均以小组为单位，“分解任务”、“查找难点”进行小组协商、讨论，方案实施制定和实施过程中小组成员要求分工、协作、团结、交流，共同完成测试任务，成绩评定中有团队系数，师生密切交流，切实提高了学生的职业能力和素质，学校和学生对课程的评价显著提高。
2.学生的专业技能水平显著提高
“任务驱动 理实一体”教学模式在电力电子技术课程教学中的应用，为学生考取《通用电工证》、《维修电工证》初、中级技术资格证打下了良好基础，学习该课程的毕业生双证率高达97%以上；学生在学习了本课程之后，能掌握基本电力电子电路的电路结构、工作原理、电气性能，充分认识现代电力电子技术对交、直流电路的控制和变换能力，了解电力电子技术的发展概况、技术动向和新的应用领域，学生的专业技能水平显著提高，学习该课程的学生组织的电子设计协会被授予“2014年山东省优秀大学生科技社团”荣誉称号，学生被评为山东省优秀大学生科技社团干部，参加全国大学生电子设计竞赛和“飞思卡尔”杯智能车竞赛，荣获山东省一等奖、二等奖多项。
3.学生就业率和就业质量显著提高
“电力电子技术及应用”课程依托国网技术学院的优势资源，深化教育教学改革，强化学生职业能力和综合素质的培养，学习该课程的电气类毕业生深受社会青睐，就业范围广，如中国广州核电集团、新能源公司、山东电力集团、山东超高压有限公司、发电厂等电力企业。毕业生适岗能力强，起薪值高，职位升迁速度很快，稳定性高，就业单位评价普遍较高。以学校发电厂及电力系统专业近几年的就业情况为例，每年的一次就业率均超过95%，得到了社会的充分认可。
