電力專業(yè)方向課程與實踐教學環(huán)節(jié)的教學研究

李 玲，金國彬，黃紹平，夏利霞

（湖南工程學院 電氣信息學院，湖南 湘潭411101）

電氣工程作為一門傳統(tǒng)學科是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)之一。［1］104－106電氣工程科學技術多年來在我省得到了應有的重視和良好的發(fā)展。由于湖南經(jīng)濟飛速發(fā)展和能源、電力緊缺的現(xiàn)狀加上電氣工程類人才的良好適應性，社會對此類人才保持較大的需求，尤其對電力工程類專業(yè)人才需求的旺盛，所以湖南工程學院電氣信息學院緊抓這一契機，繼電機、電器傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)方向之后又增設了電力專業(yè)方向，以滿足我省對電力人才的需求。經(jīng)過幾年的努力，電力專業(yè)方向已發(fā)展為電氣工程專業(yè)的骨干方向之一，幾年來畢業(yè)生就業(yè)率均保持在100%。電力專業(yè)方向堅持面向湖南電力行業(yè)的辦學理念，緊隨社會的發(fā)展，適時調整人才培養(yǎng)方案和知識結構，緊緊圍繞“重基礎、寬口徑、強實踐、擅應用”的培養(yǎng)目標，為培養(yǎng)具有扎實理論基礎和專業(yè)知識、具有較強工程實踐能力、創(chuàng)新能力的電力類高級工程技術人才探索出一條自己的路子。

一 優(yōu)化課程教學內容，改進教學方法

（一）整合優(yōu)化專業(yè)課程教學內容

為了提高學生的動手能力，實現(xiàn)培養(yǎng)應用型高級人才的目標，學校加強了實踐教學在課程教學中的比重。近年來，電力專業(yè)方向專業(yè)課的課時被削減了很多。如電力系統(tǒng)分析由以前的64課時，削減為現(xiàn)在的56課時；電力系統(tǒng)繼電保護原理由56課時變?yōu)?2課時，電力系統(tǒng)綜合自動化由48課時變?yōu)?0課時，供電工程由48課時變?yōu)?2課時。由于實驗教學課時不變，所以理論教學內容如果不及時進行整合優(yōu)化，仍然面面俱到，什么都講，什么又都沒辦法講透，將造成 “廣種薄收”的局面。為此，把現(xiàn)有的教學資源進行整合優(yōu)化，既能解決課時削減造成的時間不夠的問題，又能避免不同專業(yè)課的老師對同一批學生講同一個問題的尷尬局面，同時能夠使專業(yè)課重點突出，易于學生把握。

以下是我們在優(yōu)化教學資源時作的一些調整：

（1）將電力系統(tǒng)分析中的短路電流計算放在供電工程中講授。

（2）電力系統(tǒng)繼電保護原理中的微機保護放在電力系統(tǒng)綜合自動化中講授，同時電力系統(tǒng)綜合自動化中的變壓器、線路保護原理、整定計算內容刪去，在電力系統(tǒng)繼電保護原理中詳細講解。

（3）電力系統(tǒng)繼電保護原理中刪去發(fā)電機、電動機、電容器、母線保護章節(jié)。

（二）改進教學手段、教學方法

1．巧妙使用多媒體教學手段提高教學效果。電力專業(yè)方向的專業(yè)課程如電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護原理等，前兩年基本采用傳統(tǒng)的板書教學模式，由于公式多，原理比較抽象，學生不容易理解、教師負擔重，沒有達到預期的教學效果。為此，在教學過程中我們采用黑板式為主，并巧妙配合多媒體的教學手段，充分發(fā)揮多媒體教學的優(yōu)勢，取得了良好的教學效果。

電力系統(tǒng)分析是電類專業(yè)學生進入專業(yè)課學習后上的第一門專業(yè)課。雖然此前的基礎課也講過線路、變壓器、發(fā)電機等元件，但大多數(shù)人對電力系統(tǒng)沒什么概念，對整個電力系統(tǒng)的結構和運行情況更一無所知。如果一開始就講算法理論，學生很難接受，該課開始重點應該放在如何引導學生對電力系統(tǒng)產(chǎn)生興趣，在感性認識中形成一個整體的印象。因此，在教學過程中可以巧妙利用一些錄像片、動畫、圖片進行教學。例如在課程的開始，主要放一些介紹電力系統(tǒng)概況和生產(chǎn)流程的紀錄短片，大家對視頻都很感興趣，看得很認真，對整個電力系統(tǒng)的結構和運行情況也就有了初步認識。

又如電力系統(tǒng)繼電保護原理是電力專業(yè)方向必修的一門重要的專業(yè)課程，在講解繼電保護原理接線及裝置的動作過程等內容時，利用傳統(tǒng)的板書是很難講解清楚，學生也不容易理解，我們利用多媒體制作工具和Flash強大的動畫演示功能對繼電保護的動作原因、過程、信號的流動、電流的方向以及開關的動作過程進行仿真演示，將艱澀難懂枯燥乏味的理論化作動態(tài)直觀的形象，不僅使學生學起來輕松自如，提高了學習興趣，也減輕了老師的負擔，節(jié)省的板書時間能夠使老師對教學內容在橫向和縱向上擴展，豐富了教學內容，擴大了學生的知識面，提高了教學效果。

2．問題教學法的應用。問題教學法是教育理論中熟知的一種互動式教學方法。［2］41－45我們在電力類專業(yè)課程的教學中借鑒問題教學法，在每章的開頭設置幾個問題，總結所學知識同時引出新的教學重點。設置問題的關鍵在兩方面。一方面，設置的問題要適當，要以學生的知識結構為基礎，使學生能夠用已有的知識去分析新問題，理解和接受新知識；另一方面，要讓學生在圍繞問題進行學習時，準確地把握住這一章的要點，以提高學習效率。

如在電力系統(tǒng)分析中，講完前三章《簡單電力網(wǎng)潮流計算》之后，講解第四章《電力系統(tǒng)有功功率的平衡和頻率調整》，可以設置這樣幾個問題與學生互動：

（1）電力系統(tǒng)潮流計算的結果有什么用？

（2）電力系統(tǒng)頻率有何影響，允許頻率偏移量是多少？

（3）頻率水平取決于什么？

（4）什么是電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行？

（5）如何實現(xiàn)經(jīng)濟運行？

（6）電力系統(tǒng)頻率如何控制？

（7）什么是一次調頻、二次調頻？

通過這幾個問題的設置簡要總結了前面的知識，同時以各問題為點，將下一章的重點內容串聯(lián)起來，使學生在學習之前對下一章有了一個整體的認識，同時抓住了下一章的重點內容。發(fā)問的形式還能激發(fā)學生探究知識的欲望。通過學生的反饋意見以及課堂上的互動效果來看，問題教學法得到了學生的普遍認可，取得了很好的教學效果。

二 提高學生實踐動手能力，改革實踐教學方法

實踐性教學的本質就是工程教育，其精髓是培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神。［3］134－135按照全面推進素質教育的指導思想，根據(jù)培養(yǎng)應用型高級電力技術人才的目標，建立具有應用型特色的實踐教學體系是培養(yǎng)學生綜合應用能力的關鍵。學生除了掌握必須的理論知識外，還要通過系統(tǒng)的、緊貼生產(chǎn)一線要求的實踐教學體系，培養(yǎng)綜合應用能力。

圖1 電力專業(yè)方向實踐教學體系框圖

（一）實踐教學培養(yǎng)環(huán)節(jié)的劃分

學院將電力專業(yè)方向的實踐教學體系劃分成專業(yè)課程實驗、專業(yè)設計訓練、專業(yè)綜合能力培養(yǎng)等三個環(huán)節(jié)。專業(yè)課程實驗環(huán)節(jié)由電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護原理、電力系統(tǒng)綜合自動化三門課程構成，主要的實驗項目有：短路計算、潮流計算、各類型繼電器的動作特性、微機保護、故障錄波，目的是通過對實驗現(xiàn)象的觀察和實驗結果的分析以及對實驗設備的使用，加深對專業(yè)課程原理的理解，提高學生的實際應用能力；專業(yè)設計訓練環(huán)節(jié)主要通過各門專業(yè)課的課程設計來完成，課程設計是需要學生獨立完成的一項綜合性、創(chuàng)造性和設計性與一體的大型課程作業(yè)，［4］107－108通過專業(yè)課的課程設計加深學生對理論知識的理解，培養(yǎng)學生對該門專業(yè)課的綜合應用能力，如供配電課程設計、繼電保護課程設計等；專業(yè)綜合能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)主要依靠畢業(yè)設計、大型實驗周、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習來完成，綜合應用所學知識和技能，解決生產(chǎn)實際中的有關問題，親臨生產(chǎn)一線，達到畢業(yè)就能從事有關生產(chǎn)工作的要求。

（二）實踐環(huán)節(jié)教學方法改革

1．啟發(fā)式實驗教學方法。實驗教學作為高等教育結構中的重要組成部分，對于學生實踐能力的培養(yǎng)意義重大，具有獨特的地位和作用。［5］湖南工程學院的電力專業(yè)方向的專業(yè)實驗集中在TQDBIII多功能微機保護和變電站綜合自動化培訓實驗系統(tǒng)上進行。為此，學生做實驗前，先由老師對整個實驗系統(tǒng)的結構、原理、特點作詳細的介紹，使學生實驗前對使用的設備做到心中有數(shù)，從而避免發(fā)生一些不規(guī)范的操作，保證后續(xù)的實驗能夠順利進行。實驗過程中盡量采用啟發(fā)式和討論式實驗教學方法。從預習到實驗操作盡可能地引導學生自己積極思考，對他們提出的問題，一般不作正面回答，而是啟發(fā)他們自己思考、分析并解決問題。學生每4人組成一個實驗小組，在TQDB－III實驗系統(tǒng)上，學生獨立完成與理論課結合緊密的實驗。從參數(shù)計算、電網(wǎng)接線、參數(shù)整定、到數(shù)據(jù)整理、實驗現(xiàn)象的記錄、實驗結果分析、實驗后思考題目的探究和撰寫報告等一整套工作都由實驗小組通過合作完成，有效鍛煉了學生的團隊合作精神。同時針對學生的實驗結果、實驗現(xiàn)象啟發(fā)學生對實驗誤差來源的分析與思考，培養(yǎng)學生的嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

2．跟蹤式課程設計指導方法。課程設計是高等工程教育重要的實踐教學環(huán)節(jié)之一，［5］145－148它是對專業(yè)理論課程的系統(tǒng)綜合應用練習。課程設計中“學生問老師答”的指導方法容易讓師生只見樹木不見森林，造成有些學生課程設計的方案不合理。為此采用跟蹤式指導方法，密切關注學生的課程設計的設計進展，避免學生總體設計思路出現(xiàn)問題，而導致課程設計不合理。我們?yōu)閷W生安排了單獨的課程設計室，里面不僅有電腦供學生使用“博超”電力軟件畫圖，加強學生的工程設計訓練，還有很多與課程設計相關的參考書籍供學生查閱。老師首先布置課題，先以簡約而概要的提綱式標題的形式將理論課程進行簡要的復習，而后以問題的形式來引出所布置的課題內容，并講解課題的設計思路，在設計過程中尤其學生在理清思路前要經(jīng)常詢問學生的設計思路，以及設計進度、計算結果，啟發(fā)學生自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從而鍛煉學生綜合應用所學知識解決實際問題的能力。

［1］ 彭顯剛，陳少華，等．電力系統(tǒng)自動化專業(yè)方向教學改革與實踐［J］．廣東工業(yè)大學學報（社會科學版），2006（12）．

［2］ 江寧強．問題教學法在“電力系統(tǒng)分析”教學實踐中的應用［J］．電氣電子教學報，2006（4）．

［3］ 李 濱，祝 云，黎靜華．〈電力系統(tǒng)分析〉課程實踐教學環(huán)節(jié)的設計［J］．中國電力教育，2008（8）．

［4］ 黃 肇，王曉芳，唐 杰．〈電力系統(tǒng)分析〉實踐環(huán)節(jié)教學的改革與實踐［J］．中國電力教育，2008（2）．

［5］ 劉向陽，鄭海務．專業(yè)實驗室建設與改革實踐［J］．實驗室研究與探索，2010（2）．