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［摘要］為更好地推進(jìn)工程類專業(yè)學(xué)位研究生教育實(shí)施混合式教學(xué)模式，以專業(yè)學(xué)位研究生專業(yè)課程現(xiàn)代功率變換技術(shù)為例，探討專業(yè)學(xué)位研究生課程案例庫建設(shè)現(xiàn)狀、意義以及建設(shè)方案，以提升案例教學(xué)水平，促進(jìn)學(xué)生將專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合。

［關(guān)鍵詞］案例庫；教學(xué)改革；研究生；高等教育

一、引言

為適應(yīng)我國專業(yè)學(xué)位教育發(fā)展的客觀需求，進(jìn)一步提高專業(yè)學(xué)位研究生教育教學(xué)質(zhì)量，改革專業(yè)學(xué)位培養(yǎng)模式，需要建設(shè)專業(yè)學(xué)位研究生專業(yè)課程教學(xué)案例庫，對(duì)相關(guān)專業(yè)學(xué)位課程案例教學(xué)起到支撐作用，同時(shí)普及和提高專業(yè)學(xué)位案例教學(xué)，推動(dòng)專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新[1，2]?，F(xiàn)代功率變換技術(shù)是與電子、控制、電氣工程緊密相關(guān)的學(xué)科，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)?，F(xiàn)代功率變換技術(shù)是我校電氣工程專業(yè)學(xué)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(guān)的研究生約占學(xué)生總?cè)藬?shù)的35%以上。進(jìn)行現(xiàn)代功率變換技術(shù)課程教學(xué)案例庫建設(shè)，對(duì)于電氣工程專業(yè)學(xué)位學(xué)生工程實(shí)踐能力的提高，拓寬電氣工程研究生的知識(shí)面，緊跟學(xué)科前沿知識(shí)及工程技術(shù)，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(shù)課程案例庫建設(shè)的必要性

現(xiàn)代功率變換技術(shù)是一門交叉學(xué)科，涉及半導(dǎo)體物理、電力系統(tǒng)、模擬電子和數(shù)字電子技術(shù)、自動(dòng)控制原理等多門學(xué)科，并與微機(jī)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制原理、材料科學(xué)等密切相關(guān)。近年來該技術(shù)獲得了迅速發(fā)展，同時(shí)被廣泛應(yīng)用到相關(guān)領(lǐng)域，因此現(xiàn)代功率變換技術(shù)早已成為電氣工程領(lǐng)域的重要研究課題?，F(xiàn)代功率變換技術(shù)案例庫建設(shè)，以現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的經(jīng)典案例為素材，包括現(xiàn)代整流技術(shù)應(yīng)用案例（AC-DC）、現(xiàn)代高頻直流變換技術(shù)應(yīng)用案例（DC-DC）、現(xiàn)代逆變技術(shù)應(yīng)用案例（DC-AC）。課題組成員在每個(gè)案例都積累了大量的理論與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并將相關(guān)研究成果融入案例庫建設(shè)中。通過對(duì)案例庫的理論分析、系統(tǒng)仿真、實(shí)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(shí)踐能力，有助于提高專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐應(yīng)用能力[5，6]。當(dāng)前國內(nèi)外對(duì)傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)例題庫建設(shè)較為完善，既有相關(guān)的例題，也有設(shè)計(jì)與仿真。但著眼于現(xiàn)代功率變換技術(shù)，其例題庫分散到了以上提及的各個(gè)領(lǐng)域中，如林渭勛先生編寫的《現(xiàn)代電力電子技術(shù)》、李永東老師編寫的《現(xiàn)代電力電子學(xué)———原理及應(yīng)用》中的相關(guān)例題，更多的側(cè)重于原理的論述，并未針對(duì)當(dāng)前該學(xué)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(yīng)用技術(shù)的MATLAB仿真》淺顯易懂，但仿真模型搭建較為簡單，學(xué)生討論環(huán)節(jié)不足。NedMohan編寫的《PowerElec-tronics--Converters，Applications,andDesign》對(duì)現(xiàn)代功率變換技術(shù)的原理、設(shè)計(jì)方法等論述相當(dāng)完善，并附有一定的課后例題，但并未配套相關(guān)的例題仿真，此外配套例題更多的側(cè)重于基本原理的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，并未涉及到現(xiàn)代功率變換的復(fù)雜系統(tǒng)。綜上所述，目前國內(nèi)外對(duì)現(xiàn)代功率變換技術(shù)并未形成一套系統(tǒng)的、綜合性的，側(cè)重行業(yè)熱點(diǎn)和適合研究生教學(xué)的例題庫。

三、現(xiàn)代功率變換技術(shù)課程案例庫建設(shè)探討

（一）課程教學(xué)案例庫建設(shè)要求。1.案例庫的案例應(yīng)具有先進(jìn)性、創(chuàng)新性、典型性和客觀性。案例庫建設(shè)應(yīng)立足研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)，依據(jù)專業(yè)學(xué)位特點(diǎn)，面向研究生課程教學(xué)，對(duì)研究生的實(shí)踐工作具有參考性和啟發(fā)性，滿足相關(guān)行業(yè)對(duì)專業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)的需求。案例素材應(yīng)關(guān)注社會(huì)需求，取自于研究設(shè)計(jì)、生產(chǎn)建設(shè)、經(jīng)營管理等工作實(shí)踐，注重理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。2.案例庫的案例應(yīng)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(gè)原理的理論架構(gòu)或應(yīng)用模式，通過案例的學(xué)習(xí)，能使專業(yè)學(xué)位研究生理解和掌握相關(guān)課程講述的原理，并能正確應(yīng)用在實(shí)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(yīng)有20個(gè)以上案例。案例制作首先鼓勵(lì)教師進(jìn)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(shí)應(yīng)該結(jié)合當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)問題、實(shí)踐中的典型問題、科研領(lǐng)域的焦點(diǎn)問題，進(jìn)行改編或修改，納入課程案例庫。案例教學(xué)學(xué)時(shí)應(yīng)不少于該門課程總學(xué)時(shí)的二分之一。4.每個(gè)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(shí)際。在教學(xué)過程中，通過教學(xué)試用，反饋案例庫的效果，進(jìn)行不斷的改進(jìn)，完善案例庫建設(shè)。（二）課程教學(xué)案例庫建設(shè)內(nèi)容?，F(xiàn)代功率變換技術(shù)案例庫建設(shè)，以現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的經(jīng)典案例為素材，包括現(xiàn)代整流技術(shù)應(yīng)用案例（AC-DC）、現(xiàn)代高頻直流變換技術(shù)應(yīng)用案例（DC-DC）、現(xiàn)代逆變技術(shù)應(yīng)用案例（DC-AC）。課題組成員在每個(gè)案例都積累了大量的理論與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并將相關(guān)研究成果融入案例庫建設(shè)中。將課題組主要成員在現(xiàn)代功率變換方面的相關(guān)研究成果融入案例庫建設(shè)中，經(jīng)過研究加工，通過理論分析、系統(tǒng)仿真、實(shí)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(shí)際能力，有助于提高專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐應(yīng)用能力。該案例庫課程設(shè)計(jì)開發(fā)了20個(gè)教學(xué)案例（其中10個(gè)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(guān)電源、DC-DC變換器案例庫。案例庫已經(jīng)在2017、2018級(jí)研究生課程教學(xué)中使用，實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，通過分別列舉PWM整流器、APF、SVG、微電網(wǎng)、高頻開關(guān)電源和電力傳動(dòng)系統(tǒng)，學(xué)生可以深入學(xué)習(xí)現(xiàn)代功率變換系統(tǒng)知識(shí)，有利于后期進(jìn)行具體的工程設(shè)計(jì)。（三）課程教學(xué)案例庫實(shí)施方式。首先向同學(xué)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(shù)教學(xué)目標(biāo)和課堂內(nèi)容，引入科研項(xiàng)目及工程實(shí)踐實(shí)例，并指出其應(yīng)用范圍；教師講解案例內(nèi)容，采用多種教學(xué)模式，提高教學(xué)效果，比如采用分組討論。在分組討論中，教師要引導(dǎo)學(xué)生，圍繞任務(wù)展開，逐層分析，把需要解決的問題分解成多個(gè)子問題，降低難度。針對(duì)這些子問題，同學(xué)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(jié)課程案例庫教學(xué)效果。一方面教師反思整個(gè)教學(xué)流程，包括教學(xué)達(dá)到的實(shí)際效果、案例選擇的合理性、學(xué)生的參與度等方面，這些可以對(duì)學(xué)生過程考核進(jìn)行強(qiáng)化，同時(shí)對(duì)課程評(píng)價(jià)做到盡量公平公正。另一方面，學(xué)生歸納對(duì)案例完成的思路和技術(shù)，總結(jié)所用方法和涉及的知識(shí)點(diǎn)，有利于進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，形成立體的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。

四、結(jié)論

目前現(xiàn)代功率變換技術(shù)的研究與應(yīng)用較廣泛，現(xiàn)代功率變換的實(shí)例也較多，但是其涉及的研究方向、技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛且復(fù)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(xué)習(xí)，缺乏教學(xué)案例。通過本文案例庫的建設(shè)和案例教學(xué)實(shí)踐的應(yīng)用，可以提高課程教學(xué)效果，有利于研究生理解和處理工程實(shí)踐問題。因此，建立現(xiàn)代功率變換技術(shù)課程教學(xué)案例庫，專業(yè)學(xué)位研究生在掌握專業(yè)理論知識(shí)的同時(shí)，具備較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)高水平、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

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作者:陶海軍 張國澎 鄭征 朱軍 單位:河南理工大學(xué)