研究生课程“电力电子系统建模与控制”在国际化背景下的教学改革探索
时间：2021-02-05 02:01:07 来源：达达文档网 本文已影响 人 
[摘 要] 为促进我学科“双一流”建设，全面提升我专业的研究生国际化教学水平，电力电子系统建模与控制作为电力电子与电力传动专业的一门学位课，打破僵化的纯教学模式，引进国外高水平大学的英文教材，构建教学团队，改进教学方法，旨在全面提升学生的专业水平和理论应用能力，培养学生的国际化意识。该教学方法经过教学实践表明，能够较好的完成课程建设目标，课程考核的达成度较高。
[关键词] 研究生;国际化;改革
[基金项目] 2018年河北省研究生示范课程和专业学位教学案例建设项目“电力电子系统建模与控制”（KCJSX2018025）
[作者简介] 吴俊娟（1979—），女，河北石家庄人，工学博士，副教授，主要从事电力电子变换器研究。
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）35-0191-02 [收稿日期] 2019-09-16
一、课程改革理念
随着我国“一带一路”倡议的提出，国际化人才需求越来越大。高校作为培养国际化人才的摇篮，任重而道远。在研究生培养各环节中，课程教学是研究生入学后首先面临的学习任务。为使学生的专业视野扩展到国际领域，并加强创新意识的培养，各门课程的教学内容与教学模式亟需与国际接轨。
电力电子与电力传动专业是实践性非常高的一个学科专业，而电力电子系统建模与控制这门课偏向理论层面，学生认识不够，往往偏实践而轻理论。殊不知，一个良好的控制系统的设计可以显著提高电力电子装置的性能和品质。控制是电力电子变换器设计的核心问题，而数学模型是实现精确控制的基础。而国内现有的关于电力电子变换器的著作偏于应用的较多，关于基础理论的讨论却较少。这本身与国内电力电子行业应用的快速发展相呼应，具有其合理性。但关于基础理论的思考和研究是支撑应用发展的活力源泉，知行合一，方得始终。所以本课程旨在将基础理论与实践应用紧密融合，通过非常丰富的案例学习使学生在实践中掌握基础理论。
另外，上课采用单一的教材内容难以保证全面，或者没有指定教材，教师采用自制讲义，所学知识的基础性和系统性又难以保证。同时，每位授课教师的知识面和其所擅长的专业领域总是有限的，单一的教师讲授也已经无法满足学生想要全面了解快速发展的行业现状的需求。鉴于此，本门课程进行了多方面的改革：1.构建教学团队，每位授课教师讲授内容均为各自擅长的领域，通过多人组合授课的形式，将授课内容覆盖本专业的各个领域。2.引入评价较高的英文教材，采用双语授课模式，培养学生的国家化视野。3.授课内容均采用案例形式，将基础的建模理论与控制方案植根于学生熟悉的基本变换器，使他们愿意去发现问题，并尝试解决问题。4）授课内容和考核方式多元化。除了教材内容外，还需要补充新的能源文章，除了卷面考试外，通过引入课程论文的形式，培养学生的创新意识。
二、课程改革实施方法
通过学习国内外高水平大学的办学理念和培养模式，结合《电力电子系统建模与控制》课程的教学目标进行改革：1.按照“出口”需求修正课程教学重点;2.调整优化教学内容，改進教学方法;3.增加多种教学手段，多角度培养和考核学生专业能力。
（一）构建教学团队
本门课程的教学团队由5名教师组成，其中教授1人，副教授1人，讲师3人。团队以中青年教师为主，所有教师均具有电气工程一级学科博士学位，所学专业均为电力电子与电力传动。本团队教师的研究方向几乎涵盖了电力电子系统建模与控制的全部领域。教学团队中的每位老师研究方向不同，研究阅历也不尽相同。授课内容及学时以每位教师擅长的领域进行分配，尽量做到将最全面、最前沿和及核心的专业知识传授给学生，使学生通过本课程的学习能够对本专业的建模及控制深入了解，并掌握常用的建模方法及控制器设计方法，能够在课题研究中灵活运用，从而顺利完成研究生课题。
同时，团队教学对于培养青年教师也是有利的。为提高青年教师的英语教学水平和英文写作能力，本团队鼓励青年教师投稿英文期刊论文、增加与本学科世界高水平学者和专家交流的机会。青年教师将自己的最新科研成果融入教学内容中，对于开拓学生视野、了解本学科最新科研动态具有指导作用。
（二）引入英文教材
为促进我学科“双一流”建设，全面提升电力电子与电力传动专业的学术学位型研究生教育国际化水平，本课程设置为双语课。经过长期调研和对比，选用了国外某高水平大学的著名英文教材作为主要教材，国内浙江大学、华中科技大学等一流学科的经典中文教材作为辅助参考资料，全面讲述电力电子系统中涉及到的建模与控制的基本理论。授课教师采用双语授课，并逐步提高英文授课比例，锻炼学生阅读英文文献的能力，通过课程学习，尽量提高学生撰写英文科技论文的水平。
（三）授课内容采用案例形式
为了促进课程学习和科学研究的有机结合，本课程将理论与实践相结合，通过选用非常丰富的案例讲解使学生在实践中掌握理论，所讲授的课程内容均有具体的电路拓扑、数学模型以及仿真结果相对应，利用多媒体教学手段，带领学生在课上使用自带笔记本即可利用专业仿真软件进行建模及仿真验证。边听边实践，从而进一步加深对所学知识的理解。这种学习方式不仅突出学生的自主学习能力，又锻炼了专业动手能力。
（四）授课内容多元化
电力电子技术近年来发展迅猛，日新月异。为了保证知识的系统化，以英文教材为主，中文教材为辅;为使学生能够全面深入了解行业发展现状和技术前沿，以最新的期刊论文和会议论文作为补充，确保所学内容能够与时俱进。由于学时有限，教师讲授与学生自主学习相结合，课程考核以闭卷考试、课程论文、以及课堂讨论多种形式相结合，多方面考核学生的学习成效。课程结束时，学生需要提交与本课程相关的课程论文，学生的期末成绩由课程论文与卷面考试成绩共同考评。
（五）考核方式多元化
通过教师授课，由于每位学生的研究内容中都会涉及到对变换器的数学建模及其控制器设计，引导学生以自己的课题研究方向为出发点，选择一种功率变换器作为主电路，基于课程中学习过的电力电子变换器建模方法进行系统建模，并搭建控制方案，最后利用本专业常用仿真软件进行仿真，来验证所设计方案的可行性。由于这种学习方式与学生本人的课题密切相关，所以能够大幅度提高学习积极性，另一方面，课上所学知识的实地运用又可以提高掌握程度。
三、实施效果
以英文教材作为主讲教材后，由于知识系统性较好，而且案例丰富，受到学生的广泛欢迎。通过团队教师的双语授课，并给学生布置查阅英文资料的作业，使学生逐渐养成了阅读英文文献的习惯。卷面考核题目均为英文，绝大多数同学都能读懂题目且做出解答。学生提交的课程论文也能体现出课上所学理论与本人课题的较好结合。随着课程持续改进，课程教学内容必将越来越贴近本学科国内外高水平大学的教学内容，使学生逐渐树立国际化的专业视野和较高的科研水平。
当然，教改过程中也存在一些问题，比如说研一学生阅读外文文献的经验不足，对外文教材及资料的阅读和理解速度较慢，往往需要课后花费更多的时间来完成所学知识的消化和吸收，针对这种情况授课教师在课堂授课的英文比例会有所降低，所以双语模式实施不彻底。
参考文献
[1]钱祥忠.研究生课程“现代电力电子技术”教学改革研究[J].电气电子教学学报，2019（3）：33-35.
[2]王凯，周圣哲，李玉浩，等.电力电子技术多元化创新型教学模式探索[J].实验室研究与探索，2019（7）：173-175，184.
[3]李友芬.研究生专业课程教学改革与实施策略[J].教育教学论坛，2019（8）：242-243.
[4]王典.创造性教学：研究生课程教学问题分析与对策[J].教育教学论坛，2018（11）：157-158.
