高职院校《电力电子技术》课程思政教学与实践

张丽媛 张宗芳

西安铁路职业技术学院 机电工程学院 陕西省西安市 710026

1 引言

习近平总书记在主持召开学校思想政治理论课教师座谈会时再次强调：“当前，对于培养学生品格，塑造学生正确的价值观以及人格品质的养成方面，主要还是依赖高校专门化的思想政治理论课，相比较而言，其他的课程在育人方面显得明显不够。事实上，各门课程均具有育人的功能。因而，不仅思政课程，而且“课程思政”都强调高校课程体系的育人功能。当前，“课程思政”的核心任务是培养时代新人。”[1-5]

《电力电子技术》是一门新兴技术，它由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成，已成为工科专业不可缺少的一门专业基础课。课程主要介绍了电力电子器件的工作原理、特性、参数、驱动电路及保护方法，相控整理电路、直流变换电路、无源逆变电路和交流变换电路等常用电力电子电路的工作原理、参数计算方法和应用范围以及多种典型的电力电子装置的组成、工作原理和实际应用等方面的内容。通过本课程的学习，使学生了解变流技术的发展、动向及其应用，培养学生具有对电能变换和控制电路进行分析的能力和对电力电子器件基本应用的能力。[6-10]

在目前电力电子技术课程的授课过程中，存在教学方法单一，大多数教师以PPT 讲授为主，学生被动式学习；授课内容陈旧，电力电子技术的时代性很强，而大多数教师依然用着陈旧的课本，未能将现场新产品及时融入课堂；在授课过程中，老师就知识讲知识，而对学生的劳动精神、爱岗敬业精神、大国工匠精神的培养不够，专业培养和立德树人培养未能实现有机融合。

本课程在教学过程中以“德技并修、工学结合”的育人模式为指导思想，紧扣企业对车辆电工、客车检车员、电气设备维修岗位人才的知识和技能要求。以电力电子器件和各种电路的相关内容为学习主线，以模拟现场实际案例，加强学生对岗位认知为内容亮点，以爱国主义、爱岗敬业、求真务实为思政要素，借助多种信息化工具，形成了智慧教学、智慧学习、智慧管理和智慧考核的“互联网+职业教育”的智慧课堂体系。构建了以学习者为中心的教学环节，旨在培养新时代铁路设备检修技术技能型人才的教学目标。

2 课程整体案例设计

本课程在教学过程中以“德技并修、工学结合”的育人模式为指导思想，紧扣企业对车辆电工、客车检车员、电气设备维修岗位人才的知识和技能要求。以电力电子器件和各种电路的相关内容为学习主线，以模拟现场实际案例，加强学生对岗位认知为内容亮点，以爱国主义、爱岗敬业、求真务实为思政要素，借助多种信息化工具，形成了智慧教学、智慧学习、智慧管理和智慧考核的“互联网+职业教育”的智慧课堂体系。构建了以学习者为中心的教学环节，旨在培养新时代铁路设备检修技术技能型人才的教学目标。

（1）绪论

绪论部分主要包括电力电子技术的概念、电力电子技术的发展、电力电子技术的应用三个部分内容，通过学习电力电子技术的发展，使同学们了解电力电子元器件之所以今天被大范围的使用，离不开科学家们对科研事业的不懈追求和不怕失败的探索精神。目前，我国正处于中国制造向中国智造的转变阶段，经济也进入了一个高速发展的阶段，这更加要求我们青年一代对工作，对科研要精益求精，不断追求，所有培养学生的工匠精神就显得尤为重要。

（2）电力电子器件

电力电子器件包括电力二极管、晶闸管、可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应管、绝缘栅双极型晶体管等各种元器件，不同元器件各种整流装置、工业逆变器、电力机车用逆变器、开关电源、中压变频器等广泛应用。通过对各种元器件的类属和特点进行归纳总结，引导学生学会归纳总结，类比学习。电力电子基本元器件是工业制造、电力制造等基础，引导学生明白万丈高楼平地起，只有夯实基础，才可以为后续设计电路，研发产品提供有力条件。

在元器件的讲解中，利用视频播放，在职教云平台播放电力电子技术发展历程短视频，讲授电子技术工程领域翻天覆地的变化与目前中国在半导体芯片技术的瓶颈。采取小组PK，利用增强型虚拟仿真电力电子系统各组针对不同电子器件特点进行实验仿真训练，深刻理解理论知识点。对课程考核评价，考核分为理论考核（30%）、实验考核（40%）、思政考核（30%）。

通过上述的学习方法，短视频引领学生树立科技创新、探索求真的科学精神及爱岗敬业、报效社会的家国情怀。借助仿真软件将电子器件的理论与虚拟平台实测相结合，提高学习效率，培养互帮互助的团结意识。将思政元素中团结协作、吃苦耐劳纳入考核评价体系，思政教育潜移默化的融入到专业课程学习。

（3）整流电路

整流电路是电力电子技术中出现的最早的一种电路，其在直流电动机的调速、同步发电机的励磁调速、电解、电镀、通信系统、电源等领域得到广泛应用。主要讲解单相可控整流电路的工作原理、波形分析以及我国电气化铁路发展历程中单相整流电路发挥的作用；讲解三相可控整流电路的工作原理、波形分析以及能源优化配置中国家战略一带一路的能源合作；讲解调光灯电路板中晶闸管触发电路和张弛振荡电路的原理实操。

在教学方法中采用头脑风暴——职教云平台开展头脑风暴，学生讨论单相可控整流电路和中国铁路电气化发展标志化成果的思想感悟。利用Simulink 软件将三相可控整流的波形图实现可视化仿真，将结构原理形象化。在实验训练中，依据调光电路板焊接与电子器件布局将理论与实践相结合，不断探索知识点的涵义。

利用上述的教学方法，头脑风暴学习单相可控整流电路的在铁路中的应用，提高学生对铁路电气化程度的认知。依托Simulink 仿真软件将三相可控整流电路的工作原理与波形图结合，培养学生爱国精神和高尚的职业情操。根据调光电路板的实验让学生培养劳动精神与实干精神。

通过课程思政的引入，激发学生的中华民族自豪感与使命感。形成以爱国主义为核心的伟大的创造精神，奋斗精神，团结精神，梦想精神。通过理实一体化的学习，让学生深刻理解电子器件和整流装置的内容。将思政教育润物细无声的融入进课堂学习中，培养学生的科学创新、求真务实、报效祖国的高尚情操。

（4）逆变电路

逆变电路分为有源逆变和无源逆变，逆变电路在电力机车的供电方式、发电机制动等方面广泛使用；讲解电压型逆变电路的有源逆变的工作原理、特点分类分析与铁路发展历程中亦步亦趋、奋力追赶精神。讲解电流型逆变电路的有源逆变的工作原理、特点分类分析与铁路发展历程中披荆斩棘、逐步领先的精神。讲解直流调速装置的安装与调试中工作原理分析、实验演练与铁路发展历程中追求卓越、艰苦奋斗的精神。

在教学方法中采用视频播放——以复兴号的发展历程视频为引线，贯穿于电压型逆变电路的原理和特点的讲课中，了解中国高速铁路的发展历程。采用思维导图——借助PROCESS 思维导图软件对比电流型逆变电路于电压型逆变电路的相同点和异同点。在实验训练中，将学生分组完成直流调速装置的实验，采用团队协作进行组间模板比拼赛。

通过课程思政的引入，培养学生爱岗敬业的情怀，坚定职业理想信念劳模精神，培养德技并修的高素质技术技能人才。引入我国铁路发展进程史、阐述电力电子技术中整逆变电路和直流-直流变流电路，使学生认识到尽管我国铁路电气虽晚于发达国家，但是在科技工作者的刻苦钻研下奋起直追，取得了不菲的成果。

（5）斩波电路

斩波电路就是将直流电压变换成固定的或可调的直流电压。斩波电路广泛应用于开关电源、无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机车车辆的无级变速。讲解DC/DC 降压直流斩波电路占空比、电路图、波形图和结论公式以及爱岗敬业、争做一流的劳模精神。讲解DC/DC 升压直流斩波电路图、波形图和结论公式以及艰苦奋斗、勇于创新的劳模精神。讲解DC/DC 复合直流斩波电路占空比、电路图、波形图和结论公式以及淡泊名利、甘于奉献的劳模精神。

在讲学方法中采用Simulink 仿真软件——利用Simulink 软件将降压、升压和复合直流斩波电路的波形进行输入输出仿真，学习铁路行业劳模标杆人物事迹。采用小组PK——利用智慧职教平台将三种电路的工作过程分析进行组间PK，对比三种电路的特点并整理。采用线上投票——投票选出三种电路分析最优的小组，并评选出最美劳模铁路人。

利用上述的教学方法，Simulink 仿真软件学习相应知识点，借助层层递进的学习方式潜移默化的让学生理解劳模在自身岗位精益求精的精神。依据小组PK 激发学生的创新能力与进取心，培养互帮互助、团结协作的思政能力。通过线上投票，将DCDC 直流斩波电路的三个知识结合起来，并结合评选的最美铁路人为学生树立榜样的力量。

（6）交变电路

交流变换实质上就是交流变交流，在降频、降压等方面有广泛的应用。讲解交流调压电路的作用、单相、三相交流调压电路的作用及科学家对自然不断探索，拓展人类认知新领域。讲解交交变频电路的作用、单向、三相交交变频电路的应用及目前能源资源短缺利用能源的重要性。讲解基于双向晶闸管的简易调光灯的实验电路搭建以及反复试验，寻求最佳电路控制点。

在教学方法中采用头脑风暴——利用智慧职教软件，设置头脑风暴活动，学生积极的探讨AC-AC 电路对科技发展的促进作用。采用课前任务单——利用智慧职教软件，课前给学生发布学习任务，学生调研目前世界能源困扰，并上传调研资料。采用实验训练——将学生进行分组，并依据双向晶闸管特性制作调光灯，并分析工作原理，小组内团队协作，各组间竞争。

通过课程资政的引入，确立学生辩证唯物主义世界观、价值观和崇尚科学的价值观念，不断探索的高尚情操。通过引入科学家对知识的不断探索和革新，引入在分析问题和解决问题时挖掘不同知识点之间的区别与联系，培养学生辩证思维，发现事物变化规律的科学研究思维。

（7）PWM 控制技术

PWM 控制技术是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形。在讲解PWM 控制的基本原理、计算法、调制法、同步异步调制及求真务实、探索真理的良好学风。在讲解滞环比较方式、三角波比较方式及唯物辩证法的根本方法。

在教学方法中采用闯关游戏——微信小程序设置闯关游戏，学生逐步分析PWM技术的原理，完成计算法和调制法的相关游戏问题。采用小组讨论——学生组间展开讨论，分析滞环比较方式、三角波比较方式的各自特点。

通过课程资政的引入，培养学生艰苦奋斗、勇于探索、敢于担当的新一代铁路人精神。通过引入我国铁路电气化技术从国外引进到中国制造、再到中国创造，由追赶、并跑再到领跑的历史跨越，世界上规模最大的电气化铁路网和最发达的高铁网在神州大地铺开，向世界展现了中国速度和中国气派。

3 结论

高职院校开展电力电子技术课程的课程思政改革，对落实高职院校立德树人的根本任务、培养学生工匠精神、劳动精神、爱国精神等的重要手段。因此，在电力电子课程的教学过程中，根据教学特点，创新教学方法，激发学生学习兴趣，将专业知识的学习和道德情操的培养有机结合，为推动职业教育课程思政的改革起到示范性作用。