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［摘要］為更好地推進工程類專業(yè)學位研究生教育實施混合式教學模式，以專業(yè)學位研究生專業(yè)課程現(xiàn)代功率變換技術為例，探討專業(yè)學位研究生課程案例庫建設現(xiàn)狀、意義以及建設方案，以提升案例教學水平，促進學生將專業(yè)知識與實踐知識相結合。

［關鍵詞］案例庫；教學改革；研究生；高等教育

一、引言

為適應我國專業(yè)學位教育發(fā)展的客觀需求，進一步提高專業(yè)學位研究生教育教學質(zhì)量，改革專業(yè)學位培養(yǎng)模式，需要建設專業(yè)學位研究生專業(yè)課程教學案例庫，對相關專業(yè)學位課程案例教學起到支撐作用，同時普及和提高專業(yè)學位案例教學，推動專業(yè)學位研究生培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新[1，2]。現(xiàn)代功率變換技術是與電子、控制、電氣工程緊密相關的學科，被廣泛應用于各行各業(yè)?，F(xiàn)代功率變換技術是我校電氣工程專業(yè)學位研究生的核心選修課程，從事與現(xiàn)代功率變換密切相關的研究生約占學生總?cè)藬?shù)的35%以上。進行現(xiàn)代功率變換技術課程教學案例庫建設，對于電氣工程專業(yè)學位學生工程實踐能力的提高，拓寬電氣工程研究生的知識面，緊跟學科前沿知識及工程技術，培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)的工程技能專業(yè)型研究生具有重要意義[3，4]。

二、現(xiàn)代功率變換技術課程案例庫建設的必要性

現(xiàn)代功率變換技術是一門交叉學科，涉及半導體物理、電力系統(tǒng)、模擬電子和數(shù)字電子技術、自動控制原理等多門學科，并與微機控制技術、微電子技術、現(xiàn)代控制原理、材料科學等密切相關。近年來該技術獲得了迅速發(fā)展，同時被廣泛應用到相關領域，因此現(xiàn)代功率變換技術早已成為電氣工程領域的重要研究課題。現(xiàn)代功率變換技術案例庫建設，以現(xiàn)實應用中的經(jīng)典案例為素材，包括現(xiàn)代整流技術應用案例（AC-DC）、現(xiàn)代高頻直流變換技術應用案例（DC-DC）、現(xiàn)代逆變技術應用案例（DC-AC）。課題組成員在每個案例都積累了大量的理論與實際經(jīng)驗，并將相關研究成果融入案例庫建設中。通過對案例庫的理論分析、系統(tǒng)仿真、實例分析、交流討論等手段，鍛煉研究生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題等工程實踐能力，有助于提高專業(yè)學位研究生的實踐應用能力[5，6]。當前國內(nèi)外對傳統(tǒng)的電力電子技術例題庫建設較為完善，既有相關的例題，也有設計與仿真。但著眼于現(xiàn)代功率變換技術，其例題庫分散到了以上提及的各個領域中，如林渭勛先生編寫的《現(xiàn)代電力電子技術》、李永東老師編寫的《現(xiàn)代電力電子學———原理及應用》中的相關例題，更多的側(cè)重于原理的論述，并未針對當前該學科發(fā)展的前言問題給出具體完整的解決例子。林飛、杜欣老師編寫的《電力電子應用技術的MATLAB仿真》淺顯易懂，但仿真模型搭建較為簡單，學生討論環(huán)節(jié)不足。NedMohan編寫的《PowerElec-tronics--Converters，Applications,andDesign》對現(xiàn)代功率變換技術的原理、設計方法等論述相當完善，并附有一定的課后例題，但并未配套相關的例題仿真，此外配套例題更多的側(cè)重于基本原理的設計與驗證，并未涉及到現(xiàn)代功率變換的復雜系統(tǒng)。綜上所述，目前國內(nèi)外對現(xiàn)代功率變換技術并未形成一套系統(tǒng)的、綜合性的，側(cè)重行業(yè)熱點和適合研究生教學的例題庫。

三、現(xiàn)代功率變換技術課程案例庫建設探討

（一）課程教學案例庫建設要求。1.案例庫的案例應具有先進性、創(chuàng)新性、典型性和客觀性。案例庫建設應立足研究生實踐能力培養(yǎng)，依據(jù)專業(yè)學位特點，面向研究生課程教學，對研究生的實踐工作具有參考性和啟發(fā)性，滿足相關行業(yè)對專業(yè)學位研究生課程教學的需求。案例素材應關注社會需求，取自于研究設計、生產(chǎn)建設、經(jīng)營管理等工作實踐，注重理論與實踐緊密結合。2.案例庫的案例應具有一定的深度和綜合性。必須探討和研究課程所涉及的多個原理的理論架構或應用模式，通過案例的學習，能使專業(yè)學位研究生理解和掌握相關課程講述的原理，并能正確應用在實際工作中。3.案例庫的案例數(shù)量要多且形式多樣化。在數(shù)量上案例庫應有20個以上案例。案例制作首先鼓勵教師進行原創(chuàng)性案例編寫，且原創(chuàng)性案例不得少于總量的二分之一。同時應該結合當今社會的熱點問題、實踐中的典型問題、科研領域的焦點問題，進行改編或修改，納入課程案例庫。案例教學學時應不少于該門課程總學時的二分之一。4.每個案例格式要統(tǒng)一，條理清晰，原理分析正確，參數(shù)合乎工程實際。在教學過程中，通過教學試用，反饋案例庫的效果，進行不斷的改進，完善案例庫建設。（二）課程教學案例庫建設內(nèi)容?，F(xiàn)代功率變換技術案例庫建設，以現(xiàn)實應用中的經(jīng)典案例為素材，包括現(xiàn)代整流技術應用案例（AC-DC）、現(xiàn)代高頻直流變換技術應用案例（DC-DC）、現(xiàn)代逆變技術應用案例（DC-AC）。課題組成員在每個案例都積累了大量的理論與實際經(jīng)驗，并將相關研究成果融入案例庫建設中。將課題組主要成員在現(xiàn)代功率變換方面的相關研究成果融入案例庫建設中，經(jīng)過研究加工，通過理論分析、系統(tǒng)仿真、實例分析、交流討論等手段，鍛煉研究生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題等實際能力，有助于提高專業(yè)學位研究生的實踐應用能力。該案例庫課程設計開發(fā)了20個教學案例（其中10個為原創(chuàng)），主要涵蓋PWM整流器、有源電力濾波器、靜止無功發(fā)生器、微電網(wǎng)、高頻開關電源、DC-DC變換器案例庫。案例庫已經(jīng)在2017、2018級研究生課程教學中使用，實際應用結果表明，通過分別列舉PWM整流器、APF、SVG、微電網(wǎng)、高頻開關電源和電力傳動系統(tǒng)，學生可以深入學習現(xiàn)代功率變換系統(tǒng)知識，有利于后期進行具體的工程設計。（三）課程教學案例庫實施方式。首先向同學們展示制作好的模型、電路、裝置或多媒體課件。根據(jù)現(xiàn)代功率變化技術教學目標和課堂內(nèi)容，引入科研項目及工程實踐實例，并指出其應用范圍；教師講解案例內(nèi)容，采用多種教學模式，提高教學效果，比如采用分組討論。在分組討論中，教師要引導學生，圍繞任務展開，逐層分析，把需要解決的問題分解成多個子問題，降低難度。針對這些子問題，同學們展開討論，各抒己見，提出分析問題和解決問題的方法，并給出最終方案。其次總結課程案例庫教學效果。一方面教師反思整個教學流程，包括教學達到的實際效果、案例選擇的合理性、學生的參與度等方面，這些可以對學生過程考核進行強化，同時對課程評價做到盡量公平公正。另一方面，學生歸納對案例完成的思路和技術，總結所用方法和涉及的知識點，有利于進一步優(yōu)化設計方案，形成立體的知識結構體系。

四、結論

目前現(xiàn)代功率變換技術的研究與應用較廣泛，現(xiàn)代功率變換的實例也較多，但是其涉及的研究方向、技術領域非常廣泛且復雜，沒有形成統(tǒng)一的系統(tǒng)，體系缺乏完整性和系統(tǒng)性，不適合研究生學習，缺乏教學案例。通過本文案例庫的建設和案例教學實踐的應用，可以提高課程教學效果，有利于研究生理解和處理工程實踐問題。因此，建立現(xiàn)代功率變換技術課程教學案例庫，專業(yè)學位研究生在掌握專業(yè)理論知識的同時，具備較強的工程實踐能力，實現(xiàn)對高水平、應用型人才的培養(yǎng)。

參考文獻

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作者:陶海軍 張國澎 鄭征 朱軍 單位:河南理工大學