中国现代教育装备
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 教育科技  
电力电子电路动态演示教学系统设计
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2021-6-25 15:44:00
  [导读]电气工程及其自动化专业的基础课程—电力电子技术,理论性和实践性较强、原理抽象、波形分析较多,目前的教学模型多存在着不可更改参数、过度依赖开发软件等问题,因此学生领会知识点较为吃力,教学效果不够好。针对上述情况,设计了基于Visual Basic的电力电子电路动态演示教学系统,由其生成的对应.exe文件可脱离运行环境直接演示,其中包括整流、逆变、直流斩波和交交变流四种电力变换电路,模型完善且均可自主设定触发角、负载电阻等多项实验参数,并可以“同步”演示电路中信号流动路径与波形更新过程,直观、便捷,可极大地增强教学内容的生动性,激发学生学习兴趣,改善课程教学效果。

  电力电子技术课程是电气工程及其自动化学生的重要专业基础课,课程实践性较强、内容抽象,注重各变换电路中信号流动路径和波形分析,因此传统教材中使用静态的电路图片和波形展示,导致课程学习效率较低,学生理解较为困难[1]。

  目前,很多文献利用Flash,Matlab GUI/Simulink或者Visual Basic等软件开发动态演示教学平台,取得了一定的效果,但同时仍然存在一些问题。如:利用Flash软件虽然实现了电力电子电路信号流动路径和波形变化的“同步动态演示”,但模型不可随意改变触发角度和负载值等参数,演示过程较为刻板;Matlab GUI/Simulink二者的结合虽然可任意修改电路参数,但不可脱离Matlab环境运行,形式不够灵活;在一些文献中利用Visual Basic软件设计的模型虽然可修改电路参数,实现波形动态演示,但不可“同步”展现相关主电路中电流信号流动路径,功能不够全面[2-4]。

  所以设计一种性能全面的电力电子电路动态演示教学系统模型,必将有效提高学生学习兴趣和教师的教学质量,也将为类似课程的教学提供良好的参考[5-8]。

  本文设计了基于Visual Basic的电力电子电路动态演示教学系统,涵盖了电力电子技术课程四种重要变换电路,模型完善,参数可调节变换,并可以“同步”展现演示电路中信号流动路径与波形更新变化,且由其生成的.exe文件可脱离Visual Basic运行环境独立演示,为课程教学提供了更便捷的方案。

  1 设计思路

  2 技术要点

  3 结语

  基于Visual Basic的电力电子电路动态演示教学系统设计,实现了自主设定实验参数、“同步”刷新电路中信号流动路径与波形变化功能,避免了多款开发软件交互利用的烦琐步骤,生成的.exe可执行文件可脱离Visual Basic运行环境直接运行,利用PPT的“超级链接”功能直接调用展示,给师生教学带来了良好的视觉感受,将晦涩难懂的电路分析变得生动易懂,极大激发学生的学习兴趣,改善了课程教学效果,丰富了大学课堂的教学方式,并给相关课程的教学改革提供了新思路。

  参考文献

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  [4] 杨婷,杨厂.基于Matlab的电力电子虚拟仿真实验平台研究[J].实验技术与管理,2018,35(7):152-154.

  [5] 丁海燕.Visual Basic程序设计课程实践教学模式的探讨[J].实验室研究与探索,2013,32(10):432-434.

  [6] 张虹,陈恩伦.大学虚拟化对学校教育的影响[J].现代教育技术,2018,28(9):33-35.

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  [11] 陈怡,南余荣.引入启发创新模式的电力电子技术实验教学改革[J].实验技术与管理,2017,34(2):28-30.

  [12] 樊建强,郭晋蜀.电力电子技术课程教学研究与实践[J].中国现代教育装备,2016(5):87-90.

  [13] 唐林,李施,唐烨伟,等.基于学科本体的化学虚拟实验室模型构建研究[J].电化教育研究,2018(6):114-120.

  [14] 钟丽霞,胡钦太,胡小勇,等.在线课程资源动态生成与应用的影响因素研究[J].现代教育技术,2019(6):83-89.

  [15] 高晗璎,李文娟,刘端增.工科电力电子技术课程的教学改革与实践探索[J].中国现代教育装备,2016(7):34-37.

  [16] 杨建良.电类基础课程实验教学“虚实结合”模式的构建[J].实验室研究与探索,2014,33(7):101-103.

高俊山 张思艳 马骏杰 哈尔滨理工大学荣成学院


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