新能源汽车专业“电力电子技术”课程建设探讨

刘霞 李步照

摘 要 随着新能源汽车快速发展，各大高职院校先后开设了新能源汽车专业，其中“电力电子技术”是新能源汽车专业一门重要的专业基础课。本文从教学内容选择、教学方法改革和实践课程设计三个方面探讨了如何高质量的建设适合于新能源汽车专业的“电力电子技术”课程，希望能够促进新能源汽车专业的建设，培养适合新能源汽车行业发展要求的高素质人才。

关键词 新能源汽车专业 电力电子技术 课程建设

中图分类号：G424                                 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.12.072

Abstract With the rapid development of new energy vehicles， new energy vehicle specialty has been set up in various higher vocational colleges， among which "power electronic technology" is an important professional basic course for new energy vehicle specialty. This paper discusses how to construct the "power electronic technology" course of new energy vehicle specialty from three aspects of teaching content selection， teaching method reform and practical course design， hoping to promote the construction of new energy vehicle specialty and cultivate high-quality talents suitable for the development of new energy vehicle industry.

Keywords new energy vehicle specialty; power electronic technology; course construction

0 引言

傳统上作为高职院校电气工程及自动化类专业的主干课程之一电力电子技术，是一门专业基础性强而且与生产实际结合紧密的课程。该课程涉及电路分析、电子技术、电机拖动等学科知识，新能源汽车专业的学生在前修专业中一般只学习电工电子技术这门课，对电子技术和电路理论知识掌握比较薄弱。因此，在新能源汽车专业开设“电力电子技术”这门课，不能直接套用电气专业的课程设置，需要充分考虑学生的知识水平，结合“电力电子技术”在新能源汽车中的实际应用，在教学内容、教学方法、实践安排等方面进行相应的设计，使新能源汽车专业的学生能够爱学、学好这门课程。

1 电力电子技术在新能源汽车中的应用

电力电子技术这门课程主要研究利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，包括电力电子器件、电路和控制三大部分。其中电路是以电力电子器件为核心，通过对不同电路拓扑的不同控制方式来实现对电能的转换和控制，其基本的转换形式和功能有四种：整流技术、逆变技术、直流变换技术和交流变换技术。

其中整流技术、逆变技术和直流变换技术在新能源汽车中都有应用，如图1所示。

整流技术用于车载充电机，将公用电网的单相或三相交流电转换为直流电，对新能源汽车的动力电池进行充电。

逆变技术用于电机控制器，将动力电池存储的直流电转换为驱动电机所需的三相交流电。

直流变换技术用于DC/DC变换器，将动力电池存储的高电压转换为汽车车灯、音响系统、ECU等低压电器使用的12V/24V的低电压。

2 教学内容选择

在进行教学内容选择时，不能简单的照搬电气专业的教材，而应该紧扣电力电子技术在新能源汽车中的应用，合理取舍教学内容，对于专业理论知识的教学采取够用即可的原则，增加电力电子技术在新能源汽车中实际使用的案例，让学生在学习这门课程时，能够带着专业目的性去学习，这样既减轻了学生学习的负担，又提高了学生学习的兴趣。

电力电子技术课程按照其知识体系可分为三大模块：一是电力电子器件，二是变流电路，三是控制技术，[1]每个模块的教学重点和新能源汽车专业所需的教学要求见表1所示。

在讲授课程内容时，各种电力电子电路都应选自于各大新能源汽车厂家的实际电路，根据各知识点的性质，从新能源电动汽车实际问题讲起，在一步一步解决问题的过程中讲授知识点。这样可以让学生知道所学知识是有用的，从而激发学生的专业兴趣，提高学生的学习热情。通过把复杂的理论知识放在实际的应用背景中来讲，也会使学生更直观、清晰的了解知识、掌握知识。

3 教学方法改革

3.1 采用问题导向式授课方法

“发现问题、分析问题、解决问题”是工程应用与科学研究的主要方法，在课堂教学中采用问题导向式授课方法，能够引导学生掌握基本的科学研究方法，激发学生主动学习、解决问题的意识。这种授课方法能够加强课程理论知识的逻辑性，让学生在短时间内理解知识，并且能够应用知识。[2]

3.2 构建网络教学平台

学校师资力量是有限的，无论是理论课程，还是实践课程，教师都不可能有足够的时间在课堂上因材施教，充分指导每一个学生。目前能够较好的解决这一问题的现实做法，是将原本所有在课堂中完成的教学任务，通过网络教学平台，向课后辅助教学延展。经过2020年上半年疫情期间全国大规模使用网络教学的考验，网络平台的教学已经初见成果，无论是教师，还是学生，都已经能够接受，并很好的使用网络的教学平台。新能源汽车电力电子技术这门课程可以趁热打铁，将理论课程上讲授的简单的知识点、实践课程上前期准备性质的一些实验教学过程，录制成视频，通过网络教学平台让学生在课前自学。通过网络平台，各个学校间可以适当的共享视频，这样可以充分利用优质的教学资源，发挥名师的教学影响扩大作用。另外学生通过网络课程的学习，可以发挥其学习的自主性。学有余力的可以发布一些创造性的任务，进一步深入研究;知识理解困难的可以多看几遍视频，加深理解。

3.3 采用理实相结合的课堂教学

理论教学与实验、实训教学要充分融合，理论知识的教学也应该搬到实验室进行，而且要充分结合实验实训设备进行知识点的讲授。[3]

比如，在讲授电力电子器件的工作原理、参数特性、使用方法时，可以结合示波器等检测仪器的使用实验，对一些电力电子器件进行故障检测。在讲授原理电路时，可以结合实训电路，边动手进行电路搭建、波形演示，边进行理论知识的讲解。将理论教学内容与实验教学内容无缝对接起来，不仅可以提高学生的积极性，也能够让学生对理论知识有清晰、直观的理解，对提高学生的理论水平与实践动手能力，都有很大的帮助。

4 实践课程设计

在高职院校中，目前实践教学仍然是理论教学的补充，实践教学的内容也以验证课本知识为主，难以满足技能型、创新型人才培养的发展目标。因此，在建设“电力电子技术”这门课程时，实践教学不能只开设验证性的实验、实训课程。

4.1 开设半实物仿真课程

随着网络技术、软件技术的发展与成熟，很多专业都开设了半实物仿真课程。半实物仿真课程有其不可替代的优点，它能够在成本最低和保证安全的条件下，充分发挥学生的创造性和主观能动性。新能源汽车专业在开设电力电子技术这门课程时，也应该增加半实物仿真课程。学生在进行半实物仿真课程的学习时，不仅可以在实践课程上使用实训室电脑进行半实物仿真实验的学习，有深入研究兴趣的学生甚至可以使用个人电脑在课余时间访问半实物仿真实验装置进行学习。[4]

4.2 增加课程设计环节，引入新能源汽车的工程实践

可以开设“电动车 SPWM 控制逆变电路设计”“车载逆变电源—推挽式直流变换电路设计”“车载逆变电源—工频逆变电路设计”等设计课题，要求学生进行电力电子电路的参数计算、器件的选型、绘制电路原理图等过程。通过课程设计的练习，学生能够对电力电子技术在新能源汽车上的应用有进一步的认识，对所学的课程知识进行融会贯通。[5]

5 总结

在新能源汽车专业开设“电力电子技术”课程，必须要结合新能源汽车工程实践选择教学内容，注重理论知识的内容与实践相结合。另外，教师在进行教学形式组织时，要选择适合学生的教学方法，在进行实践课程安排时，也要开设实用性更强的实践课程。通过教学内容选择、教学方法改革和实践课程设计这三个方面的努力，希望能够建设一门适合于新能源汽车专业的“电力电子技术”课程，努力使学生在学习这门课程时，能够有更高的学习积极性，让学生感觉学习的知识可以学以致用。

基金项目：2018年度扬州市职业大学校级教改课题一般课题A类——《新能源汽车能量转换系统项目化全套教学资源建设》（编号：2018JGA03）;2018年度扬州市职业大学校级科研项目——《新能源汽车能量转换系统研究及教学辅助实训台架开发》（编号：2018ZR38）

参考文献

[1] 黄政.电气工程专业“电力电子技术”课程教学改革与探讨[J].当代教育实践与教学研究，2016（06）：129.

[2] 史敬灼.“电力电子技术”课程问题导向式授课方法[J].电气电子教学学报，2019，41（6）：100-102，121.

[3] 李谟发，张碧，罗小丽等.“电力电子技术及应用”课程建设探究[J].科技资讯，2019（34）：117-118.

[4] 门三义，王贤立，张莹文.新工科下《电力电子技术》的课程改革与实践探索[J].电子质量，2020（06）：91-93.

[5] 顾新艷.车辆工程专业“电力电子技术”课程改革探讨[J].科教文汇，2015（02）：74-75.