高職電力電子技術課程改革探索

［摘要］

探討電力電子技術課程教學改革的重要性和必要性，以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，構建新的項目式課程體系，注重教學過程線上線下的有機結合。這一改革措施旨在培養(yǎng)學生的自學能力、動手實踐能力，以適應社會發(fā)展對電力電子技術人才的需求。通過重構教學內容、搭建教學資源庫，改進教學方法，加強實踐教學，推動電力電子技術課程的創(chuàng)新與發(fā)展，培養(yǎng)更多具備實踐能力和創(chuàng)新精神的專業(yè)人才。［關鍵詞］

電力電子技術；項目式；實踐能力電力電子技術是利用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術，它通過弱電控制強電的方式，實現(xiàn)了電能的高效、靈活和可靠轉換。作為新能源發(fā)電、智能電網(wǎng)、電氣傳動和電能質量管理中的核心技術，電力電子技術在整個能源領域中發(fā)揮著至關重要的作用。它不僅為其他多項高新技術的發(fā)展提供了有力支持，如新能源汽車、智能制造等，還引領著電力技術的創(chuàng)新與發(fā)展。在國家大力發(fā)展光伏風力發(fā)電和提倡低碳經(jīng)濟的背景下，整個清潔能源領域，無論是風電、光伏等，還是相關的裝備制造業(yè)，都急需具備電力電子技術基礎的創(chuàng)新型電能變換人才[1]。在鄭州電力高等專科學校，電自、發(fā)電、繼保和新能源等專業(yè)均開設了電力電子技術課程，旨在培養(yǎng)具備實踐能力和創(chuàng)新精神的專業(yè)人才。通過系統(tǒng)地學習電力電子技術的基本理論和實踐技能，這些專業(yè)的學生將能夠更好地適應社會發(fā)展的需求，為電力電子技術的發(fā)展做出貢獻。隨著電力行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，對于電力電子技術人才的需求也在不斷攀升。然而，傳統(tǒng)的電力電子技術教學模式往往過于注重理論知識的灌輸，而忽視了學生的職業(yè)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而電力電子技術是一個不斷創(chuàng)新的領域，需要不斷涌現(xiàn)出具備創(chuàng)新能力的人才，傳統(tǒng)的電力電子技術教學模式無法滿足行業(yè)的需求，通過教學改革，可以更加強調培養(yǎng)學生的職業(yè)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，從而提高教學質量，增強專業(yè)的教學水平，以及提升人才培養(yǎng)的質量?？梢允箤W生更加符合企業(yè)的需求，增強學生的就業(yè)競爭力，從而幫助學生更好地融入社會。本文將從通過分析崗位技能、優(yōu)化教學內容、建設線上數(shù)字資源、創(chuàng)新教學手段、加強實踐教學等方面，來完善對電力電子技術人才培養(yǎng)模式的探討。一、依托崗位能力分析，重構任務驅動課程內容社會對電力電子技術高技能型人才需求旺盛，以太陽能和風能為代表的新能源發(fā)電技術帶動了全世界能源結構的改變，2022年，中國新能源行業(yè)投資規(guī)模超9萬億元。到2030年我國非化石能源占一次能源消費比重達到25%左右，風、電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上[2]。經(jīng)深入調研，目前光伏發(fā)電、風電等新能源產業(yè)中電力電子技術技能型人才稀缺，電力技術人才需求更加迫切。通過對電力行業(yè)分析和社會背景的調研，結合當前高等職業(yè)教育現(xiàn)狀，根據(jù)電力行業(yè)技術規(guī)范和作業(yè)標準，結合變配電運維、光伏電站運維1+X等級證書考核要求，構建新的項目式課程教學體系。通過對電力電子技術崗位能力的深入分析，我們根據(jù)實際工作需求重構任務驅動課程內容。1.崗位能力分析：通過企業(yè)調研、專家訪談和畢業(yè)生反饋等方式對電力電子技術相關崗位進行能力分析，明確不同崗位所需的知識、技能和素質要求。如新能源電力電子工程師崗位職責包括逆變器的測試和調試工作，所以設置項目四為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的安裝與調試，任務三為光伏逆變器的測試與調試。2.課程目標設定：根據(jù)崗位能力分析結果，明確電力電子技術任務驅動課程的目標。這些目標與實際工作需求緊密相連，同時強調培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神。如電力電子硬件工程師崗位職責包括電力電子技術的選型計算，硬件調試，所以設置項目一電力電子器件檢測與辨識，任務二為電力電子器件的選型計算，設置該任務的目標會根據(jù)任務要求，進行器件的選型計算。3.課程內容重構：以崗位能力為導向，重構電力電子技術任務驅動課程內容。將原有的理論知識與實際工作任務相結合，形成一系列典型的、具有實際應用價值的學習任務。4.任務情境設計：為每個學習任務設計具體的情境，讓學生在實際工作場景中完成任務。這有助于提高學生的興趣和參與度，同時培養(yǎng)他們的職業(yè)素養(yǎng)和綜合能力。5.實踐教學環(huán)節(jié)：加強實踐教學環(huán)節(jié)，通過實驗、實訓、課程設計和企業(yè)實習等方式，讓學生在實際操作中掌握電力電子技術的知識和技能。6.新的課程體系以職業(yè)崗位需求為導向，以X證書光伏電站運維、智能變電站運維等典型工作任務為載體，將電力電子現(xiàn)場典型工作任務、1+X證書標準與教學內容、考核體系有機融合，合理設置教學項目，積極推行項目化教學，實現(xiàn)“崗課證融合”。以學生為主體，教、學、做、評一體，將思政教育、勞動教育融入課程內容，旨在提升學生的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)技能。經(jīng)過對地方電力電子產業(yè)的調查和研究，發(fā)現(xiàn)逆變器、開關電源、變頻調速、微電網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)這五個領域的人才需求最為迫切。因此，課程組將課程內容分解為六個項目：電力電子器件的檢測、LED調光燈電路調試、同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)調試、光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝與調試、SVG的安裝與調試、電動汽車充電裝置設計與調試等，再將每個模塊細化為三到四個子任務，進一步將課程內容劃分為26個子任務和56個知識技能點。同時，開發(fā)和構建顆?；虒W資源，并形成一個以實踐導向為主、以知識技能點為基礎、以模塊化任務為核心的課程內容體系。二、重視職業(yè)能力培養(yǎng)，搭建模塊化課程資源庫高等職業(yè)院校的工科專業(yè)課程一般都具有理論、實踐聯(lián)系密切，且工程實用性強的特點[3]。為充分調動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的工程實踐能力及創(chuàng)新能力，電力電子技術課程教學資源庫的建設突出工程性、實踐性、啟發(fā)性的設計原則。為了重視職業(yè)能力培養(yǎng)，在電力電子技術教學中，搭建模塊化課程資源庫是一種有效的方法。以下是搭建資源庫的過程。1.模塊化設計：將電力電子技術課程內容劃分為若干個模塊，每個模塊聚焦于一個特定的主題或技能點。這種模塊化設計有助于學生根據(jù)自己的需求和興趣選擇學習內容，提高學習效果。由于電力電子技術課程的實踐性很強，在資源庫的建設中，提供了從原理圖設計、電路仿真、電路功能測試等具體實例，為學生日后的學習提供幫助。2.資源整合：搜集、整理和歸類與電力電子技術相關的各種教學資源，包括教材、教案、課件、實驗指導、案例分析、視頻教程等。電力電子技術在教學資源的選擇上、素材的制作上盡量取材于工程實際。在教學資源中，設置了調光燈電路調試、同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)調試、光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝與調試、電力系統(tǒng)SVG調試、電動汽車充電裝置設計模塊；在視頻資源中，制作了電力電子技術與光伏發(fā)電，風力發(fā)電與電力電子技術、電力電子技術助力特高壓直流輸電、柔性交流輸電中的電力電子技術、電力電子技術與電力系統(tǒng)無功補償?shù)葘嶋H應用案例視頻。在資源庫題材的準備上，制作了Flash波形演示動畫和電力電子裝置視頻，以此來引發(fā)學生課堂上的討論，提高學生對課程的學習興趣，并確保資源的準確性和權威性，以方便學生學習和參考。3.在線平臺搭建：利用現(xiàn)代信息技術搭建在線平臺，將模塊化課程資源庫集成到平臺上。學生可以通過電腦、手機等終端隨時隨地訪問平臺，進行學習。4.互動與反饋：在平臺上設置互動環(huán)節(jié)，如在線討論區(qū)、問答社區(qū)等，方便學生之間和師生之間的交流與合作。同時，收集學生的反饋意見，對資源庫進行持續(xù)改進和優(yōu)化。5.更新與維護：定期更新和維護課程資源庫，以適應電力電子技術的快速發(fā)展和行業(yè)需求的變化。與企業(yè)和行業(yè)保持緊密聯(lián)系，了解最新的技術動態(tài)和應用案例，將其納入資源庫中。6.評估與認證：建立評估機制，對學生的學習成果進行評估和認證。這可以激發(fā)學生的學習動力，提高他們的職業(yè)競爭力。通過以上措施，我們搭建一個重視職業(yè)能力培養(yǎng)的電力電子技術模塊化課程資源庫，為學生提供豐富、實用的學習資源和學習環(huán)境，提高他們的學習效果和職業(yè)素養(yǎng)。三、以學生為本，設計實施教學活動根據(jù)電力電子技術課程特點，對接“職業(yè)崗位”，全面推進項目式教學。分析典型電力工作崗位的能力任務，對接課程標準，重構教學模塊，全面推進項目式教學。以項目一電力電子器件的識別與檢測中的任務一晶閘管的識別與檢測為例，介紹教學過程。1.課前：學生查看MOOC任務、完成線上測試、留言討論，教師分析學情，進行教學調整。2.課中：（1）安全要求介紹：線上簽到，實訓室負責老師介紹實訓室安全要求。（2）案例導入：線上發(fā)布話題，教師點評并分析答案，導出課程主題、教學目標和重、難點。（3）任務分發(fā)：小組領取任務單，選出安全監(jiān)督員，并記錄。（4）知識驅動：圖文資料介紹“晶閘管識別與檢測”相關的基本知識，輔以小練習，強化掌握。（5）實踐行動：小組完成并填寫任務單。學生根據(jù)任務要求，執(zhí)行工作任務運用所學的知識，完成晶閘管的識別與檢測。工作過程拍視頻上傳線上平臺。（6）對比反思、課堂總結：教師及時點評各組任務完成情況，展示優(yōu)秀任務單及工作過程。3.課后：學生需要完成課后練習和實訓報告，這個課后練習主要以設計題為主，繼續(xù)強化學生運用所學知識進行工程設計的能力；實訓報告主要是記錄參數(shù)計算、軟件仿真和電路板安裝調試的整個過程，總結收獲和不足，并思考可以進一步改進的方案。四、確保學有所獲，改革課程考核方式電力電子技術是一門不斷發(fā)展和變化的學科，因此，更新教學理念對于提高教學質量和培養(yǎng)優(yōu)秀人才至關重要。根據(jù)電力電子技術課程特點，教學實施過程以工程項目任務為載體，融入課程思政，教書與育人有機結合。（一）電力電子技術教學理念1.以學生為中心：將學生作為教學的主體，關注他們的學習需求和興趣。通過設計合適的教學活動和內容，激發(fā)學生的學習興趣和主動性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。2.跨學科融合：電力電子技術涉及多個學科領域，如電工基礎、電力工程、控制理論等。因此，在教學過程中，應注重跨學科的融合，培養(yǎng)學生的綜合素質和創(chuàng)新能力。3.實踐與應用導向：電力電子技術課程將實踐和應用作為教學的重要方向。通過加強實驗教學、課程設計和企業(yè)實習等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的實踐能力和解決實際問題的能力。4.創(chuàng)新教學方法：采用多樣化的教學方法，如案例教學、項目式教學、探究式教學等，以適應不同學生的學習風格和需求。同時，教師運用現(xiàn)代信息技術手段，提高教學效果和學生的學習體驗。5.國際化視野：隨著全球化的加速，培養(yǎng)學生的國際視野和跨文化交流能力變得越來越重要。教師應關注國際電力電子技術的發(fā)展動態(tài)，并將國際案例和前沿技術引入教學中，幫助學生拓寬視野并提高全球競爭力。6.職業(yè)能力培養(yǎng)：結合電力電子技術行業(yè)的需求和發(fā)展趨勢，注重培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和素養(yǎng)。通過與企業(yè)合作、提供實習機會等方式，讓學生了解行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，提高他們的就業(yè)競爭力。7.持續(xù)改進：不斷反思和評估教學過程，根據(jù)學生的反饋、教學效果和行業(yè)需求等因素，及時調整和優(yōu)化教學內容和方法。通過持續(xù)改進，保持教學的活力和適應性。更新電力電子技術教學理念需要教師具備開放的心態(tài)和創(chuàng)新意識，不斷學習和適應新的教學理念和方法，以培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。（二）對課程的考核方式進行改革1.過程性評價與終結性評價結合：除了傳統(tǒng)的期末筆試，引入過程性評價，如課堂參與、小組討論、項目進展等，確保對學生整個學期的學習過程和效果進行全面評價。2.實踐技能考核：加強實踐技能的考核，如實驗操作、電路搭建、系統(tǒng)調試等。這可以確保學生真正掌握了實際操作技能，滿足企業(yè)的實際需求。3.項目成果展示：鼓勵學生分組完成實際項目，并在課程結束時進行成果展示。這不僅能培養(yǎng)學生的團隊合作和實際解決問題的能力，還可以幫助他們建立自信心和展示自己的能力。4.翻轉課堂與互動問答：采用翻轉課堂模式，讓學生在課前預習，課上進行討論和深化。同時，利用互動問答環(huán)節(jié)，鼓勵學生提出問題和分享見解，增強課堂參與度。電力電子技術教學實踐通過雨課堂+在線課程+實訓平臺+仿真平臺實施。教師會在課前通過在線課程平臺發(fā)布學習要求。通過分析學生視頻觀看結果和預習測試結果，確定上課重點。上課后，教師以工程實際為例，切入課程知識，在講解過程中，教師會在雨課堂上考勤、發(fā)布討論、開放彈幕、發(fā)布課堂測驗等課堂活動，并通過雨課堂的統(tǒng)計功能查看學生的聽課效果和知識掌握情況。課后學生需要自主學習，完成課后練習，并進行特定項目的實物制作、調試和實訓報告，最后按小組制作視頻，將收獲和不足錄制下來，制作成視頻分享給其他成員。5.企業(yè)導師評價：邀請企業(yè)導師參與課程評價，從實際工作的角度對學生的技能和素質進行評價。這可以確保評價與行業(yè)需求緊密相連，提高學生的就業(yè)競爭力。6.數(shù)字化考核平臺：利用現(xiàn)代技術建立數(shù)字化考核平臺，實現(xiàn)自動化評分、數(shù)據(jù)分析和學生反饋收集。這可以提高考核效率，同時為教師提供更多關于學生學習情況的數(shù)據(jù)支持。7.反饋與持續(xù)改進：每次考核后，及時給學生提供反饋，讓他們了解自己的優(yōu)點和不足。同時，根據(jù)考核結果和學生反饋，對教學內容和方法進行持續(xù)改進。電力電子技術課程評價內容包括在線平臺成績、課堂成績、實訓成績、考核成績。通過平臺對學生的考勤、課堂測試、線上討論以及課程報告的提交進行全面的記錄和分析。此部分作為形成性評價，作為總評的25%。雨課堂記錄學生上課效果，知識掌握情況、參與討論情況，此部分作為總評的15%，項目的實物制作、調試作為過程性評價，企業(yè)導師參與該過程，作為總評的20%，期末考試作為總結性評價，作為總評的20%?，F(xiàn)代信息技術支撐了課程考核的需求，實現(xiàn)科學評價。通過以上考核方式的改革，我們可以更全面、客觀地評價學生的學習成果，同時為他們提供一個更加實際、互動和有趣的學習環(huán)境。這不僅有助于提高學生的學習興趣和動力，還可以更好地培養(yǎng)他們的職業(yè)能力和適應未來工作的能力。五、總結目前，電力電子技術課程已完成校級精品課程建設，并被立項為省級精品課程，這標志著我們在課程改革方面取得了重要的成果。為了持續(xù)提高課程質量和滿足