电力电教革新问题分析

本文作者：葛笑寒 单位：三门峡职业技术学院

首先要求重构后的每一项目是完整的电力电子系统，即包含三块内容；其次应该符合学生的认知规律，即项目应该按照从简单到复杂的原则设置；最后应结合“教学做”一体化实施环境———实训基地，即实训基地能够完成教学项目。因此项目从电力电子器件的功能知识和测试技能开始，深入到其构成的主电路和对应的触发电路，最后到项目的实现完成，实现理论与实践的交融渐进提高的过程。将课程重构为调光灯系统的设计安装与调试、直流调速装置应用与检修、开关电源的调试与检修、中频感应加热电源安装与调试、变频器应用六个教学项目前，大部分院校都采用挂件结构的实验台完成实训。扩展方便，只需要更换挂件就可以实现。

但是电路板全部封装在系统内部，看到的只是电气符号和电路图。实训部分只是记录实验数据和波形，并作出相关分析，效果不好，也不可能全部把挂件打开使用。结合仿真实验、硬件实验及课程设计、现场试验设计步进式教学方法思路先进，但是企业现场教学难以实现。

怎样在现有条件下最大限度地利用实训设备达到高效的教学质量，基于项目教学做一体化教学提供了思路。基于项目的教学做一体化，以工作过程为导向实施教学。在教学过程中，严格按照职业岗位工作步骤，资讯→计划→决策→实施→检查→评估6步完成一个完整的项目，具有很大的创新性和实用性。一个项目一般至少需6到8个学时，要求按照6步实行教学做一体。结合一次课往往是理论分析与动手实践结合，而不是资讯分析———项目相关理论学习———项目实施。怎样才能真正实现理论和实践的交融渐进，以调光灯系统为例，从基础实验、仿真实训、项目实训三个方面进行探讨。调光灯系统和其他项目一样，其核心是电力电子器件、触发电路、变流电路三部分。按照从简单到复杂，三部分的结合成为一个系统。

基础实验在一体化教学中的体现对晶闸管的学习过程，用实训室的器件展开。首先，认识器件。每一组学生发放几个晶闸管，学习辨认晶闸管的阳极、阴极和门极，在此基础上引入晶闸管结构、等效电路。其次，了解晶闸管的工作原理。在教师引导下，做晶闸管的试灯试验，并记录相关结果，师生共同总结晶闸管导通关段条件。再次，记录晶闸管的型号，师生一起分析晶闸管的相关参数。最后，在教师指导下，用万用表测试管子的性能，并且联系测试实训台上所有晶闸管的好坏，判别晶闸管。触发电路的学习过程，以最常用的单节晶体管触发电路为例。在教师引导下，用示波器对各个部分的波形进行测试，并分析原因。使用过程中某个触发电路可能损坏，通过示波器的测试也能够找出故障。最后对触发电路的工作过程和影响因素进行总结。

仿真实训在一体化教学中的体现一体化教学中涉及的实验实训都要用到电力电子器件，需要三相交流电源和双踪示波器等设备。操作过程虽然严格要求，但是同学们稍不注意就会出现过流和接地报警，甚至烧保险丝、损坏实训装置。因为系统电路都是封装在挂件内部，一旦损坏难以查找原因、难以修复。另外电力电子线路是一个系统，示波器、器件、触发、同步等任何问题出现，系统就无法启动。计算机仿真不需要三相交流电和设备的操作，在MATLAB/SIMULINK运行环境下，用户只需将所需电气元件的模块添加到模型编辑窗口，并将它们连接起来就可以快速地组建仿真模型实现电力系统的计算仿真。还可借助计算机仿真弥补实训设备的不足。调光灯主电路为单相半波电路，按照要求找到相关元件构建模型。双击示波器后，可以看到电源电压、输出电流、输出电压、脉冲及晶闸管的电流电压波形。据此，可以和学生一起分析各波形出现的原因，深刻理解电路工作原理。改变触发延迟角，则可实时观测由此波形的变化，深刻理解调光灯的原理。同时移开触发信号或者移开晶闸管可以模拟触发电路故障、晶闸管断路时的输出效果，对实际电路的调试提供帮助。

综合实训在一体化中教学的体现项目主体由器件的选择、触发电路的安装测试及变流电路的安装组成。按照项目要求和项目图纸安装好电路，经检查无误通电试车，观察灯泡的亮暗变化，并记录相关输出波形。实际调试不像仿真那么容易，这是一个综合的过程，任何一个环节出现问题，都会导致项目无法完成。因此，要形成良好的习惯：实训台电源状况检查；晶闸管好坏的鉴别；单结晶体管触发电路的调试；晶闸管调光电路的安装；电路检查；同步检查；脉冲移相角调整。按照这样的顺序，层层监测，可以最大效率完成项目。

目前，实训室管理主要有两种形式，一种是理论教师和实践教师分开教学。理论教师在教室教授理论知识，实践老师教授实训环节的同时，也充当在实训室的管理和维护工作。这种方式理论和实践严重脱节，不利于学生职业能力的培养。另外一种是，教师既是理论知识的传授者，也是技能训练的指导者。实训管理人员管理和维护归实训室。这种模式下，教师必须具备“双师”素质，在基于项目的教学做一体化实施过程中，能够把握全局，能够实现理论知识和实践操作的交融。但是在运行过程中发现，这种模式下的教师是实训室的使用者，没有设备维护的相关义务，也没有配置维护设备的仪器仪表。只是在使用过程中发现设备的损坏和缺陷做出记录，由实训室人员修复。本来可以随堂处理的设备故障，却不得不停下。管理者不使用设备，也不了解设备的运行状况，仅靠记录难以高效修复设备。另外，教学中需要的相关器材，必须到实训室办理相关手续。这种使用管理脱离的方式，局限了实训室功能的最大发挥。电力电子实训室管理和维护应由授课老师承担，实施教学管理一体化。

一方面，教师可以通过研究实训设备，开发出更好的教学项目；另一方面，维护实训室，可以带动一部分学生。打开实训装置、研究电路构成、修复设备，切实提高学生的实践技能。更换的电路板等器件，可供学生学习研发。不会出现以前上课时才发现设备不能用的情况、也避免了相互推诿的现象发生。平时课堂上，就可以对简单设备故障处理。推行实训室开放，在教师的指导下，学生设计课题，进行调试分析。这一措施极大地调动学生的主动性，提高了实践动手能力。同时也培养了一批动手能力很强的学生，可以指导其他学生实训，减轻了教师监控实训过程的压力。