基于工程能力培養(yǎng)的“電力工程”課程改革與實(shí)踐

摘要：針對(duì)工科類本科生工程能力培養(yǎng)進(jìn)行了“電力工程”課程改革與實(shí)踐研究。從電氣工程類本科生需求及“電力工程”課程的特點(diǎn)出發(fā)，編寫出版了適合本課程使用的《電力工程基礎(chǔ)》教材，教材注重優(yōu)化內(nèi)容，以掌握理論、強(qiáng)化應(yīng)用為目的；強(qiáng)調(diào)改變傳統(tǒng)教學(xué)理念，注重理論教學(xué)和工程實(shí)際相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：電力工程；工程能力培養(yǎng)；課程改革與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）36-0093-02

工程類本科教育的主要目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)的工程技術(shù)人才，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。隨著工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和信息化步伐的加快，我國對(duì)基本技能好、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型人才的需求在不斷增加。注重高等院校工程類本科生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)具有非常重要的意義。

“電力工程”為電氣工程類本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在培養(yǎng)學(xué)生綜合工程能力的全局中，它承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生電力系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用能力的任務(wù)，在課程體系中起著重要的作用，對(duì)后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，接下來的生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及學(xué)生就業(yè)有著十分重要的影響。由于“電力工程”課程知識(shí)面涵蓋較廣，傳統(tǒng)教材內(nèi)容多而雜、重點(diǎn)不夠突出，在有限的學(xué)時(shí)里學(xué)生感到掌握起來有難度；同時(shí)課程教學(xué)方法單一，較難適應(yīng)當(dāng)前對(duì)工程類學(xué)生的需求。為此，進(jìn)行了基于工程能力培養(yǎng)的“電力工程”課程改革與實(shí)踐探索及研究。針對(duì)當(dāng)前工程類本科生需求及“電力工程”課程的特點(diǎn)，編寫出版了適應(yīng)本課程使用的《電力工程基礎(chǔ)》教材[1]。針對(duì)工科類本科生的特點(diǎn)，改變傳統(tǒng)教學(xué)理念，提出在教學(xué)過程中，重視學(xué)生工程能力的培養(yǎng)的重要性，并針對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，進(jìn)行了教學(xué)與實(shí)踐研究。

一、優(yōu)化教材內(nèi)容

“電力工程”課程主要內(nèi)容為電能的生產(chǎn)、輸送、分配及消費(fèi)等相關(guān)的電力系統(tǒng)基礎(chǔ)的理論知識(shí)和計(jì)算方法。該課程在教學(xué)環(huán)節(jié)中起著承上啟下的作用，由于該課程內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少，因此在編寫教材時(shí)，尤其要注重優(yōu)化教材內(nèi)容，力求做到深入淺出、主次分明及重點(diǎn)突出；注重理論教學(xué)和工程實(shí)際相結(jié)合，以掌握理論、強(qiáng)化應(yīng)用為目的，使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握電力工程的相關(guān)概念、理論及應(yīng)用，提高分析問題及解決問題的能力。

1.優(yōu)化教材

為了便于學(xué)生對(duì)電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)的過程有清晰全面的了解，本書由電力系統(tǒng)的組成開始，詳細(xì)地介紹了電能的生產(chǎn)過程、電力系統(tǒng)負(fù)荷的分類及相關(guān)計(jì)算；對(duì)一次設(shè)備及主接線進(jìn)行細(xì)致地講解，詳細(xì)闡述了輸電線路及變壓器的參數(shù)計(jì)算及等值電路，重點(diǎn)針對(duì)開式電力網(wǎng)及閉式電力網(wǎng)的電壓和功率分布計(jì)算進(jìn)行了論述，并介紹了電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整及電壓調(diào)整；在對(duì)電力系統(tǒng)的短路故障分析中，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性介紹了網(wǎng)絡(luò)的等值變換和簡化，就無限大容量系統(tǒng)及有限容量系統(tǒng)進(jìn)行了三相短路分析，對(duì)不對(duì)稱短路電流計(jì)算進(jìn)行了闡述，在這部分內(nèi)容中尤其注重與工程實(shí)際的結(jié)合，列舉了多個(gè)實(shí)例進(jìn)行計(jì)算；系統(tǒng)地介紹了電氣設(shè)備的發(fā)熱和電動(dòng)力、電氣設(shè)備選擇的一般條件及常用電氣設(shè)備的選擇；針對(duì)發(fā)電廠和變電所的二次系統(tǒng)，介紹了斷路器控制回路、信號(hào)回路及繼電保護(hù)，重點(diǎn)對(duì)線路電流保護(hù)進(jìn)行了講解，并舉例進(jìn)行整定計(jì)算；最后對(duì)接地與防雷進(jìn)行了詳細(xì)地論述。

2.注重特色

本教材在對(duì)電力系統(tǒng)的基本概念、電能的產(chǎn)生及電力系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，首先講解發(fā)電廠和變電所的一次系統(tǒng)，其中著重講解一次設(shè)備及主接線的基本形式，然后講解系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析、短路故障的短路電流分析及計(jì)算。由于有了前面的相關(guān)分析及計(jì)算，接著進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇及發(fā)電廠和變電所的二次系統(tǒng)地講解，最后進(jìn)行接地與防雷的講解。有效地避免了以往學(xué)生在學(xué)習(xí)中由于章節(jié)安排的內(nèi)容不連貫性而感到雜而亂的問題，使學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中能夠?qū)φn程有不斷加深及全面的了解和掌握。

對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和整合，突出電力系統(tǒng)的基本理論知識(shí)和基本計(jì)算方法。如在“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”中，以往學(xué)生感覺掌握起來有難度。針對(duì)潮流計(jì)算，本教材在對(duì)重點(diǎn)輸電線路及變壓器的參數(shù)及等效電路進(jìn)行講解的基礎(chǔ)上，就開式電力網(wǎng)的電壓和功率分布的經(jīng)典算法進(jìn)行講解，舉出典型例題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠明確算法，清楚要掌握的重點(diǎn)內(nèi)容。

力求理論知識(shí)與工程設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系，教材內(nèi)容注重電力工程技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，通過典型例題，介紹電力工程計(jì)算的基本方法，附錄中給出了工程設(shè)計(jì)常用的一些技術(shù)數(shù)據(jù)，方便學(xué)生學(xué)習(xí)，使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握電力工程的相關(guān)概念、理論及應(yīng)用，提高解決工程實(shí)際問題的能力。

二、深化教學(xué)改革

隨著電氣專業(yè)人才的需求不斷地?cái)U(kuò)大，對(duì)電氣專業(yè)人才的工程能力、創(chuàng)新能力提出了更高要求。為適應(yīng)社會(huì)對(duì)電氣專業(yè)人才的需求，我國高等院校對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)已日漸重視[2，3]。為加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，針對(duì)“電力工程”課程教學(xué)中存在的問題，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力為目標(biāo)，將學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)轉(zhuǎn)換為工程實(shí)際能力，為此對(duì)工程能力的培養(yǎng)進(jìn)行了探討及研究。

1.精化授課內(nèi)容，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)

由于“電力工程”課程內(nèi)容涉及面較廣，對(duì)教學(xué)的組織要求較高，因此授課時(shí)應(yīng)注意與基礎(chǔ)課和其他專業(yè)課程的銜接與配合，著重講清基本原理，減少繁瑣的理論推導(dǎo)。在基本概念的闡述中，采用比較容易接受的方法，進(jìn)行討論和說明，力求做到嚴(yán)格、簡明、清晰。針對(duì)重要、有難度的章節(jié)要進(jìn)行細(xì)致的講解，而對(duì)于學(xué)生容易理解的內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生課堂反映和表現(xiàn)，適當(dāng)增減內(nèi)容，靈活調(diào)整，使學(xué)生獲得充足、有效的課堂時(shí)間。改變傳統(tǒng)教學(xué)中“老師講，學(xué)生聽”的教學(xué)方式，采用啟發(fā)式教學(xué)。點(diǎn)明教材中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，講清關(guān)鍵問題，注意啟發(fā)、誘導(dǎo)、激發(fā)學(xué)生思維，活躍課堂氣氛，可采用提問、介紹一些實(shí)例等方式。如在講解“雷與防雷”中，通過列舉一些實(shí)際的雷電事故，啟發(fā)學(xué)生對(duì)雷電的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生參與防雷的討論中，使學(xué)生不僅感到雷害的危險(xiǎn)性，而且自覺地激發(fā)學(xué)生獲得相關(guān)知識(shí)的渴望。

2.加強(qiáng)實(shí)例講解，擴(kuò)充新知識(shí)

在課堂上講解工程實(shí)際問題，能夠激發(fā)工科類學(xué)生的積極思維。通過課堂上多給學(xué)生講解實(shí)際工程中的例子，能夠使學(xué)生對(duì)所學(xué)的課程有更深的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際觀察能力和創(chuàng)造性思維能力；針對(duì)學(xué)生看到繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)會(huì)產(chǎn)畏懼感這一問題，注重問題思路分析，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)結(jié)論與方法，公式推導(dǎo)詳略得當(dāng)，把重點(diǎn)放在公式的應(yīng)用上，將一些實(shí)例作為例題講解，歸納這類問題的解題方法。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，為了使學(xué)生了解電力系統(tǒng)發(fā)展前沿的有關(guān)知識(shí)，在相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)穿插能夠反映電力系統(tǒng)的新知識(shí)、新技術(shù)及新方法等教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于教材中所沒有提到的新知識(shí)、新技術(shù)、新設(shè)備及學(xué)科前沿問題，則適當(dāng)補(bǔ)充，達(dá)到開闊學(xué)生的視野，豐富學(xué)生知識(shí)的目的。充分利用多媒體，讓學(xué)生對(duì)所涉及到的知識(shí)應(yīng)用有立體化的認(rèn)識(shí)，使教學(xué)效果得到進(jìn)一步提高。

三、培養(yǎng)實(shí)踐能力

1.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性的思維方法，自主學(xué)習(xí)的能力

在教學(xué)中，應(yīng)把教師的相關(guān)科研課題引入教學(xué)中， 讓學(xué)生深刻理解理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，這樣不僅提高課程教學(xué)質(zhì)量，而且能夠使學(xué)生清楚社會(huì)需求。注意在課后給學(xué)生提出一些現(xiàn)實(shí)中需要解決的問題，讓學(xué)生積極地思考，查閱相關(guān)資料，豐富自己的學(xué)科知識(shí)，在學(xué)生積極地思考和開拓思維的同時(shí)，能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性大幅度提升，進(jìn)而提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，有利于適應(yīng)當(dāng)前人才市場對(duì)學(xué)生的要求，提高學(xué)生的工作競爭力?？萍蓟顒?dòng)對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生的思維、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)具有很好的作用，鼓勵(lì)學(xué)生參與科技活動(dòng)，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生知識(shí)創(chuàng)造和終身學(xué)習(xí)的能力。這樣不僅能夠提高學(xué)生素質(zhì)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，而且在更大程度上滿足個(gè)性化培養(yǎng)的需求。

2.注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高學(xué)生工程能力

為加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，應(yīng)強(qiáng)化教學(xué)過程中的實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校教育體制中必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，它與理論教學(xué)環(huán)節(jié)的有機(jī)銜接至關(guān)重要。尤其在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)使學(xué)生有機(jī)會(huì)站在工程實(shí)際的角度來審視所學(xué)內(nèi)容。由于在課程安排上，本課程結(jié)束后，學(xué)生就進(jìn)入生產(chǎn)實(shí)習(xí)，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，一方面使學(xué)生加深對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的理解，對(duì)常用的電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理、接線方式等有更深的認(rèn)識(shí)；另一方面使學(xué)生增進(jìn)對(duì)電力系統(tǒng)的全面了解，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。充分利用實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，采用布置相應(yīng)企業(yè)實(shí)際問題，讓學(xué)生帶著問題參與實(shí)習(xí)，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高了實(shí)習(xí)效果。讓學(xué)生與工人師傅們多交流，對(duì)常用的設(shè)備不僅僅有直觀認(rèn)識(shí)， 而且清楚它的實(shí)際使用，掌握對(duì)部分故障事件的處理方法。鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)實(shí)際問題，大量查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊和資料，針對(duì)實(shí)習(xí)地的具體設(shè)備結(jié)構(gòu)及使用情況，結(jié)合所學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識(shí)，提出對(duì)應(yīng)的改進(jìn)方法，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)到的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，從而不僅進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，而且能夠進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力。

四、結(jié)束語

“電力工程”是電氣工程類本科專業(yè)的一門重要課程，該課程具有較強(qiáng)的系統(tǒng)理論知識(shí)。從課程改革與實(shí)踐出發(fā)，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“電力工程”課程進(jìn)行了不斷研究和總結(jié)，強(qiáng)調(diào)課程改革與實(shí)踐的有效結(jié)合是提高學(xué)生工程能力的有效方法。注重理論教學(xué)和工程實(shí)際相結(jié)合，將學(xué)生工程能力培養(yǎng)的理念貫穿于教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生學(xué)以致用，適應(yīng)社會(huì)對(duì)電氣專業(yè)人才的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧蕓.電力工程基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[2]王娜君，王杰，李旦，等.基于工程能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索[J].教育探索，2011，（10）：49-50.

[3]倪紅衛(wèi)，張華，王煒，等.冶金工程專業(yè)學(xué)生工程能力培養(yǎng)的實(shí)踐與創(chuàng)新[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012，14（4）：453-456.

（責(zé)任編輯：韓曉英）