應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下“發(fā)電廠電氣部分”課程教學

郭欣欣?陳曉輝

摘要：根據(jù)高等教育教學改革的基本思想及培養(yǎng)高素質(zhì)、具有創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級專門人才的基本要求，在總結(jié)“發(fā)電廠電氣部分”教學改革實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，打破傳統(tǒng)的教學模式，創(chuàng)建一種課堂教學與工程實例有機結(jié)合的教學模式，該模式有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和綜合分析問題的能力，以適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展對人才的需求。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；課堂教學；工程實例；發(fā)電廠電氣部分

作者簡介：郭欣欣（1980-），女，河南永城人，安徽工程大學電氣工程學院，講師；陳曉輝（1981-），男，河南開封人，安徽工程大學電氣工程學院，講師。（安徽?蕪湖?241000）

基金項目：本文系安徽省高校質(zhì)量工程重點教研項目（項目編號：20100724）的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）27-0068-02

“發(fā)電廠電氣部分”課程是安徽工程大學（以下簡稱“我?！保╇姎夤こ碳捌渥詣踊瘜I(yè)的核心專業(yè)課，在專業(yè)教學體系中起承上啟下的作用，也是一門理論與實際結(jié)合較緊密的課程。通過本課程的學習，使學生獲得必備的發(fā)電廠、變電站電氣部分的基本知識和實踐技能，初步掌握發(fā)電廠、變電站電氣主系統(tǒng)的設(shè)計與計算方法，樹立理論聯(lián)系實際的觀點，培養(yǎng)實踐能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

根據(jù)培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”，具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力人才的精神，結(jié)合我校培養(yǎng)應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才、服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展的目標，電氣工程及其自動化系從學校實際情況出發(fā)，充分發(fā)揮自身資源優(yōu)勢和校企合作的特點，提出了工學一體化教學改革思路，即把課堂教學與工程實例有機結(jié)合起來，在課程教學內(nèi)容、教學方法、實踐環(huán)節(jié)等方面作了一些探索和實踐，取得了一定的效果。

一、發(fā)電廠電氣部分課程特點

“發(fā)電廠電氣部分”是一門理論性、綜合應(yīng)用性較強的專業(yè)技術(shù)課程，針對本課程的特點，通過“發(fā)電廠電氣部分”教學環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、實踐能力和綜合應(yīng)用能力就成為工程教育的首要任務(wù)。本課程與實際聯(lián)系緊密，教學內(nèi)容涉及電氣主接線、電氣設(shè)備、配電裝置以及監(jiān)控、保護等二次設(shè)備及回路接線圖等，其特點是課程內(nèi)容龐雜，連貫性差，系統(tǒng)性不強。該課程開設(shè)在第六學期，學生正處于由系統(tǒng)性強、條理清楚的基礎(chǔ)課轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)課學習的過渡期，在學習方法上略感不適。另外，絕大多數(shù)學生在學習本課程前沒去過電廠，對電能生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)缺乏必要的感性認識，對各種電氣設(shè)備也感到陌生。采用傳統(tǒng)教學方式，學生們很難將書本知識與實際設(shè)備和電力系統(tǒng)聯(lián)系在一起來理解和掌握，建立工程的概念，特別是如何應(yīng)用所學的知識去分析和解決實際問題的能力十分薄弱。因此打破“發(fā)電廠電氣部分”傳統(tǒng)的教學模式，加強課堂教學與工程實例教學的有機結(jié)合，使學生對“發(fā)電廠電氣部分”這門課由抽象到具體，是解決上述問題的有效途徑。

二、課堂教學改革與探索

1.精選課程教材和教學內(nèi)容

課程是專業(yè)目標培養(yǎng)的體現(xiàn)，因此在進行課程改革前首先要明確專業(yè)目標，并充分認識到本課程在整個專業(yè)目標培養(yǎng)實現(xiàn)中所起的作用及地位，還要明確通過本課程的學習期望學生達到怎樣的認知效果?；诖宋覀冞x用了華中科技大學熊信銀主編的教材（第四版），本教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，教材與時俱進，能反映現(xiàn)代電力工業(yè)的現(xiàn)狀和特點，如節(jié)能減排，“一特四大”，100MW大容量發(fā)電機組的電氣主接線和特點，750kV超高壓和1000kV特高壓在電力系統(tǒng)中的作用，以及數(shù)字化發(fā)電廠和數(shù)字化變電站等。在課程學時不斷減少的情況下（我校設(shè)置的本課程課內(nèi)學時為30學時），結(jié)合大綱要求對課程內(nèi)容進行合并和序化，經(jīng)研究，課程的主要教學內(nèi)容為：能源和發(fā)電；發(fā)電、變電、輸電的電氣部分－導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇－電氣主接線及設(shè)計；廠用電接線及設(shè)計－互感器－配電裝置－發(fā)電廠和變電站的信號和控制回路。

2.課程教學方法改革

每門課程都有自身的特點，所以在選擇教學方法和手段時，應(yīng)注意課程的特點，選擇適合本課程的教學手段和方法，以達到事半功倍的教學效果。對于“發(fā)電廠電氣部分”這門課程而言，內(nèi)容比較繁雜、抽象，電氣設(shè)備非常多，到了現(xiàn)場學生叫不出設(shè)備的名稱。針對這種情況，我們在授課時采用將工程實例貫穿整個教學過程并用多媒體技術(shù)授課的教學模式。工程實例貫穿整個教學過程是指選取當?shù)氐湫偷?、有實用價值的電力工程實例，以此來調(diào)動學生的學習興趣，將課本知識點融入工程實例，隨著課程的展開，一步步深入到此實例中，而后隨著課程的結(jié)束，此實例中的相關(guān)問題也一一得到解決。在教學過程中我們選取了當?shù)匾粋€發(fā)電廠的電氣部分設(shè)計作為全程實例。多媒體教學主要是將聲音、圖片、動畫和視頻等引入到課堂教學中，有助于還原設(shè)備的真實面貌，增加上課的趣味性，使學生對教學內(nèi)容的理解更加深刻、形象和立體。教師在上課前可以到當?shù)氐陌l(fā)電廠和變電站去拍攝一些設(shè)備的照片和視頻，同時還可以利用動畫技術(shù)將一些設(shè)備的工作原理制作成動畫演示文件。采用這種方式可以明顯提高學生的注意力，調(diào)動學生的主動性和積極性，課堂氣氛非常活躍。

3.應(yīng)用

根據(jù)課程大綱要求，以“一個發(fā)電廠的電氣部分設(shè)計”為全程實例。圍繞該實例，展開一個個知識點，最終完成整個課程的學習。

實例中，典型發(fā)電廠的選取非常重要，筆者選取了校企合作單位——蕪湖發(fā)電廠為實例。該發(fā)電廠具有125MW和600MW兩種不同的機組，既有普遍性又可與其他教學環(huán)節(jié)充分銜接。該發(fā)電廠也是我校學生實習的電廠，充分利用了資源。

筆者針對“發(fā)電廠電氣部分”的課程內(nèi)容與工程實例的銜接做了如下安排：

（1）能源和發(fā)電；發(fā)電、變電和輸電的電氣部分。圍繞實例，引出發(fā)電廠的類型。介紹發(fā)電廠的類型，發(fā)電、輸電、用電相互間的關(guān)系，發(fā)電廠如何把一次設(shè)備通過主接線搭成通路將電能輸送出去。旨在引導(dǎo)學生對供電回路有個整體理解和認識。

（2）導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇。圍繞實例，介紹導(dǎo)體載流量和短路時發(fā)熱溫度的計算方法及應(yīng)用，講述各種開關(guān)的作用、種類，選擇的標準，引導(dǎo)學生注意斷路器和隔離開關(guān)的區(qū)別。

（3）電氣主接線及設(shè)計；廠用電接線及設(shè)計。圍繞實例，分別介紹該發(fā)電廠125MW機組和600MW機組主接線的形式及其特點，廠用電接線是如何進行選擇的，并演示了發(fā)電廠升壓站運行工況的視頻。

（4）互感器。介紹一次回路中設(shè)置互感器的作用，一般電廠或變電站在哪些點設(shè)置互感器，互感器在實際工程中的接線方式，并引導(dǎo)學生注意電壓互感器和電流互感器在正常工作狀態(tài)的區(qū)別。

（5）配電裝置。圍繞實例，講解根據(jù)電氣主接線的連接方式，開關(guān)電器、保護、測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備是如何組建成供電整體的，各電器設(shè)備又是如何布置的，有什么樣的特點，引導(dǎo)學生討論配電裝置布置方式的區(qū)別等。

（6）發(fā)電廠和變電站的信號和控制回路。圍繞實例，講解該電廠發(fā)電機、變壓器、輸電線路等主要部分布置了怎樣的保護，介紹回路哪些點要作常規(guī)測量；遇到故障線路如何通過二次回路進行自處理或向運行人員發(fā)出信號，繼電保護如何使斷路器跳閘等。

如此，就可以很好地將課本知識滲透到工程實例中去，使得學生對電能的生產(chǎn)、輸送等環(huán)節(jié)有了整體的、深刻的認識，為后續(xù)課程的學習打下堅實的基礎(chǔ)。

三、開展現(xiàn)場教學

對實踐性很強的專業(yè)課，教學過程中要注意理論和工程實際結(jié)合，配合教學進度及時到發(fā)電廠、變電站對照實物進行現(xiàn)場教學，以增強學生對各種電氣設(shè)備的感性認識。為了避免現(xiàn)場教學流于形式、“走馬觀花”式的參觀，教師事先必須做好準備工作，選擇合適的現(xiàn)場教學點和合適的教學內(nèi)容。比如在講授電氣主接線及配電裝置等章節(jié)時，在課堂上只用理論講述電氣主接線圖上符號所代表電氣設(shè)備的外形結(jié)構(gòu)及功能，學生沒感性認識。在現(xiàn)場看到變電站或發(fā)電廠的電氣主接線，如單母線兩分段接線、雙母線帶旁母接線等，就能將書本上這些抽象、難理解、易混淆的理論知識，變得一目了然，便于區(qū)分和記憶。再比如屋外配電裝置的布置種類非常多，如中型配電裝置、高型配電裝置、半高型配電裝置，比較難區(qū)分和記憶，現(xiàn)場看了實物后，它們各具特色，既有共性又有差別，學生豁然開朗。再比如主變壓器的中性點接地、母線的防雷等，學生們接觸到了，就比較容易理解，避免一知半解。

四、課程設(shè)計改革與探索

發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計實踐性很強，是一個完整的認識過程，也是結(jié)合實際的一項工程。課程設(shè)計對學生自學能力、綜合分析能力、團隊合作能力等的培養(yǎng)是一個很好的機會。我們在布置課程設(shè)計題目時，應(yīng)充分注意以下幾點：

（1）選擇本地或附近比較典型的實際工程進行訓練，這樣避免了題目太理想化，要考慮的工程矛盾比較少，學生分析問題、解決問題的能力得不到鍛煉的問題；在設(shè)計過程中要嚴格按照工程實際設(shè)計步驟，查閱相關(guān)設(shè)計手冊和設(shè)備手冊，了解行業(yè)規(guī)范，所繪電氣主接線圖等要嚴格按照行業(yè)規(guī)范要求，使整個課程設(shè)計工程化。

（2）為了避免抄襲，課程設(shè)計題目多樣化。我們在進行該課程的課程設(shè)計時，設(shè)置了多個設(shè)計題目，比如110kV變電站、220kV變電站、熱電廠、凝氣式發(fā)電廠等，根據(jù)學生學號的不同，分配不同的課程設(shè)計題目。由于工程原始資料不同，在整個課程設(shè)計過程中不僅很好地杜絕了抄襲現(xiàn)象，也很好地提高了學生們分析、解決實際工程問題的能力。

五、結(jié)束語

將工程實例與課堂教學有機結(jié)合并采用多媒體進行教學的模式，符合辯證唯物論、認識論關(guān)于感性認識與理性認識相互依存的規(guī)律。把理論與實踐、課堂與實際工程有機結(jié)合在一起，減少了學生學習的無目的性、盲目性，增強了學生學習的主動性，培養(yǎng)了學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合分析能力。對于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的工科院校，此方法無疑是有效的。

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（責任編輯：孫晴）