《電力電子技術(shù)》課程思政教學(xué)案例（一等獎）

1、電力電子技術(shù)課程思政教學(xué)案例（一等獎）一、課程及案例簡介電力電子技術(shù)是自動化及同類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，適 用于自動化、電氣工程及其自動化等專業(yè)的本科學(xué)習(xí)。本課程 為48學(xué)時3學(xué)分，包括38學(xué)時的理論授課和10個學(xué)時 的實驗。電力電子裝置作為綠色、低碳新型電力系統(tǒng)和高效、節(jié)能 工業(yè)生產(chǎn)等關(guān)系國計民生領(lǐng)域中不可或缺的重要一環(huán)，近年來 己從以往主要依靠國外進口逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閲鴥?nèi)自主研制生產(chǎn)，在 軌道交通、光伏等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，取得了舉世矚目的成績。課 程思政的設(shè)計理念和總體思路是通過引入相關(guān)領(lǐng)域的國家科 技開展和國際影響力，對電力電子技術(shù)進行介紹，使得同學(xué)們 具備民族自豪感，同時也倡導(dǎo)“中國智造”的思想

2、。二、結(jié)合章節(jié)第二章：電力電子器件。第四章：DC/AC逆變電路。第五章：DC/DC變換器。三、教學(xué)目標(biāo)本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生熟悉各種電力電子器件的 特性和使用方法；掌握各種電力電子電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、 控制方法、設(shè)計計算方法及實驗技能；熟悉各種電力電子裝置 的應(yīng)用范圍，同時，為電力拖動自動控制系統(tǒng)等后續(xù)課程 打好基礎(chǔ)。在能力上，教學(xué)目標(biāo)一方面要使得學(xué)生能夠深刻理解各種 不同類型電力電子裝置的技術(shù)特點，在如新型拓撲結(jié)構(gòu)、智能 控制方法等方面具備創(chuàng)新的思維，并理解電力電子技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)?電力電子學(xué)的重要性；另一方面要培養(yǎng)搭建實際系統(tǒng)和電路測 試的能力，提高學(xué)生動手能力。素質(zhì)目標(biāo)將著眼于電力電子技

3、術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用，使得學(xué) 生了解電力電子技術(shù)在新型電力系統(tǒng)、新能源和可再生能源系統(tǒng)等的 開展情況，培養(yǎng)學(xué)生從事該領(lǐng)域研究、開發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的熱情，提 升對國內(nèi)科技開展和技術(shù)進步的自豪感。四、案例意義本案例基于電力電子技術(shù)第四章節(jié)“逆變電路”的內(nèi)容開展課程 思政。逆變電路作為電力電子電路中的四種基本結(jié)構(gòu)之一，在早期 由于其應(yīng)用場景較為有限，相比AC/DC整流電路在理論研究、裝置 性能、應(yīng)用推廣等方面存在諸多缺乏，技術(shù)上一直未有較大突破。 近十年來，中國軌道交通、光伏發(fā)電等開展十分迅速，尤其是軌道交 通領(lǐng)域 的高鐵和城市地鐵等，已經(jīng)成為中國的一張國際名片，其它 國家爭相引入中國技 術(shù)協(xié)助開展其國

4、內(nèi)軌道交通工程。因此，本案 例將基于中國軌道交通技術(shù)的開展作為思政內(nèi)容，引出DC/AC逆變 器的相關(guān)課程內(nèi)容。案例選用的意義在于提升了學(xué)生對中國科技力 量的自豪感，也增加了對本章節(jié)及本課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)熱情。五、教學(xué)實施過程學(xué)生基礎(chǔ)：在學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)課程之前，學(xué)生已學(xué)習(xí)了電路理 論、模擬電子、數(shù)字電子等相關(guān)課程；同時.，在本案例實施之前，學(xué) 生已學(xué)習(xí)了該課程的前三個章節(jié)。一方面掌握了電力電子變換器的概 念、應(yīng)用領(lǐng)域，不同類型電力電子器件的特性，以及四種電力電子裝 置之一的AC/DC整流電路；另一方面也能了解半導(dǎo)體器件以及電力 電子裝置國產(chǎn)化的重要性，其實際上就相當(dāng)于電能變換領(lǐng)域的“芯 片”。課程

5、思政融入的教學(xué)內(nèi)容：本章節(jié)將學(xué)習(xí)電力電子裝置的第二種 拓撲結(jié)構(gòu)，DC/AC逆變電路。由于早期應(yīng)用場景的限制，DC/AC逆變 器的開展相對于AC/DC整流電路而言不夠完善，因此國內(nèi)外技術(shù)在 DC/AC逆變器這方面有差距但不如整流電路那樣顯著；隨著當(dāng)前直流 供電系統(tǒng)、新能源和可再生能源等的快速開展，DC/AC逆變器作為其 中的關(guān)鍵一環(huán)，在保證電能高效、穩(wěn)定轉(zhuǎn)換方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作 用，開展DC/AC逆變器相關(guān)技術(shù)的必要性十清楚顯。而國內(nèi)的軌道 交通、光伏等領(lǐng)域在近年來開展已處于領(lǐng)先的地位，這為DC/AC逆 變器的開展提供了較好的契機，這也是國內(nèi)在電力電子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道 超車的關(guān)鍵因素?？紤]到高鐵目

6、前作為中國一張強有力的國際名片, 學(xué)生對該領(lǐng)域的關(guān)注度較高，切身體會也極其明顯，相關(guān)內(nèi)容的引入 可以很好地引起學(xué)生對該內(nèi)容的興趣，在激發(fā)愛國情懷的同時也能提 升其學(xué)習(xí)的積極性。因此，授課過程將以中國軌道交通作為引例，介 紹DC/AC逆變器在該領(lǐng)域的應(yīng)用方式，從而實現(xiàn)課程思政的有效融 入。教學(xué)方法：本章節(jié)教學(xué)實施過程,將按照以下教學(xué)過程進行實施。1、互動：(1)中國古代的科學(xué)技術(shù)處于領(lǐng)先地位，四大創(chuàng)造是其中 的重要表達，因此本章節(jié)以此作為開始，以教學(xué)互動的方式，提問學(xué) 生中國四大創(chuàng)造具體包括哪些，在喚起學(xué)生對中國古代科技開展的民 族自豪感的同時，也提升對本章節(jié)內(nèi)容的興趣。(2)與此同時，中國新四

7、大創(chuàng)造近年來在網(wǎng)絡(luò)中也得到了大力宣傳， 在學(xué)生群體中引起了廣泛的傳播熱度。因此，將由中國四大創(chuàng)造過渡 到中國新四大創(chuàng)造包括哪些，通過提問互動提高課堂的活躍度。2、多媒體視頻：這其中，中國高鐵作為最無可爭議的科技技術(shù)， 已經(jīng)得到了全國乃至全世界的廣泛認可，各種關(guān)于中國高鐵開展的介 紹讓我們熱血沸騰；而學(xué)生們在寒暑假等需要進行長途旅行的時刻， 對此也有較為深刻的體驗，高鐵確實為旅行帶了諸多的便利性。因此，在談及高鐵作為中國新四大創(chuàng)造的重中之重時，將 播放一段國內(nèi)高鐵開展現(xiàn)狀的視頻，持續(xù)喚起學(xué)生的愛國熱情, 提高堅定不移開展科學(xué)技術(shù)的決心。3、應(yīng)用領(lǐng)域擴展介紹：中國高鐵的開展實際上是中國軌道 交通技

8、術(shù)開展的縮影，所以在此基礎(chǔ)上將繼續(xù)簡單介紹如城市 地鐵等的開展?fàn)顩r，為下面引出本章節(jié)內(nèi)容做好鋪墊。4、以互動方式，引出本章節(jié)內(nèi)容：電力電子技術(shù)是軌道交 通電氣化中的關(guān)鍵組成局部，提問學(xué)生軌道交通中哪些局部包 含電力電子技術(shù)，在此基礎(chǔ)上概括性地介紹DC/AC逆變器在 其中的作用，包含兩方面：一方面是牽引系統(tǒng)和車輛電機之間 重要組成；另一方面是作為能量回饋時的轉(zhuǎn)換裝置，這局部內(nèi) 容結(jié)合綠色能源的開展需求，在提升學(xué)生節(jié)能環(huán)保意識的同時, 也將進一步感受到本章節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要性。5. DC/AC逆變器的講解：根據(jù)上述鋪墊，開始講解DC/AC 逆變器的相關(guān)知識，包括逆變電路的基本原理（通過板書方式， 讓

9、學(xué)生更清晰地體會換流過程的電路狀態(tài)）、4種換流方式的 分析、電壓型和電流型逆變電路的結(jié)構(gòu)和逆變過程等內(nèi)容。6、國內(nèi)相關(guān)企業(yè)介紹：指出DC/AC逆變器在各個領(lǐng)域的 應(yīng)用越來越廣泛，同時國內(nèi)也誕生了如中車株洲、陽光電源等 電力電子領(lǐng)域的知名企業(yè)，再次喚起學(xué)生對中國科技開展的自 豪感和使命感。教學(xué)理念：電力電子技術(shù)涉及關(guān)系國計民生的方方面面， 中國DC/AC逆變器也取得了較好的開展。因此，本章節(jié)教學(xué)理 念即通過結(jié)合生活中的電力電子技術(shù)，讓學(xué)生進一步感受到中 國力量的不斷壯大，同時奠定學(xué)好本課程的決心。教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計：興趣仍然是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的關(guān)鍵驅(qū)動力, 因此本章節(jié)注重與學(xué)生的互動，通過四大創(chuàng)造、新四

10、大創(chuàng)造、 中國高鐵等學(xué)生感興趣的話題作為引例，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的 積極性。六、教學(xué)考核評價1、本課程考核評價方式包括期末考試、實驗實踐、課堂互動等。 教學(xué)過程的考核除了理論學(xué)習(xí)以外，也注重學(xué)生的動手能力；另一方 面，考慮到電力電子技術(shù)在生活以及耳熟能詳?shù)男履茉春凸?jié)能領(lǐng)域等 具有較多的應(yīng)用，將增加學(xué)生對相關(guān)領(lǐng)域理解及思維擴展的評價，對 教學(xué)過程中的互動進行一定的考核。2、課程目標(biāo)是使得學(xué)生掌握主要電力電子器件、拓撲結(jié)構(gòu)、控 制方法，能進行電路連接和測量，并熟悉各種電力電子裝置的應(yīng)用領(lǐng) 域；考核目標(biāo)涵蓋理論知識的掌握、動手能力的提高和相關(guān)領(lǐng)域的見 解等，與課程目標(biāo)具有較高的對應(yīng)性，可以有效考核教學(xué)

11、目標(biāo)的達成 情況。七、案例反思本教學(xué)案例通過“中國四大創(chuàng)造-中國新四大創(chuàng)造-中國高 鐵-軌道交通-電力電子技術(shù)-DC/AC逆變器”的教學(xué)思路，取 得以下實施效果：1、本案例較好地引起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過引入當(dāng)前生 活中與本課程相關(guān)的實例，提高了教學(xué)過程學(xué)生的參與度，對 于學(xué)生更好地融入后續(xù)理論學(xué)習(xí)帶來了較大的幫助。2、本案例引入了從中國古代到現(xiàn)代的時代先進技術(shù)，旨在 于提高學(xué)生的民族自豪感，感受科技開展的必要性，提高作為 國家未來接班人的使命感，從而提升學(xué)習(xí)的熱情。從實際實施 效果看出，學(xué)生對于引入的案例具有切身以及深刻的體會，學(xué) 習(xí)的積極性和專注度有很大程度的提高。3、DC/AC逆變器的分析通過板書方式，對電路拓撲結(jié)構(gòu) 進行分解介紹，有利于學(xué)生更好地理解電路各局部組成的必要 性和功能，實際效果可以看出該方式有利于學(xué)生更好地理解并 記憶該局部內(nèi)容。存在問題及改進的思路：DC/AC逆變器的應(yīng)用實際上十分 廣泛，除了在軌道交通、光伏等領(lǐng)域，日常生活中的其它方面 也無處不在地表達著DC/AC逆變器的作用，如電動汽車、空