高校微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

摘要：隨著微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)在我國(guó)電力系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，高校繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也與時(shí)俱進(jìn)。結(jié)合目前三峽大學(xué)的實(shí)踐教學(xué)狀況，從改變實(shí)驗(yàn)教師的思想觀念入手，對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新的選擇和序化，闡述了模塊化教學(xué)、過(guò)程考核和結(jié)果考核相結(jié)合的課程改革內(nèi)容，并總結(jié)出了具體的實(shí)施步驟和做法。

關(guān)鍵詞：微機(jī)繼電保護(hù)；實(shí)踐教學(xué) ；改革；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）30-0069-02

目前，我國(guó)的繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了微機(jī)繼電保護(hù)的時(shí)代，無(wú)論是輸電線路的保護(hù)還是站內(nèi)主設(shè)備保護(hù)都有一系列成套實(shí)用的微機(jī)保護(hù)裝置，新建的變電站也均采用了以微機(jī)保護(hù)為核心的變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備與技術(shù)。[1]因此，為了適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)的這種發(fā)展趨勢(shì)，三峽大學(xué)加強(qiáng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)，引進(jìn)了由南瑞繼保電氣公司生產(chǎn)的包括發(fā)電機(jī)保護(hù)、主變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、高壓輸電線路保護(hù)、配電網(wǎng)保護(hù)的全套微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)控裝置。

本文以配電網(wǎng)保護(hù)測(cè)控裝置和由武漢豪邁自動(dòng)化有限公司生產(chǎn)的繼電保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量為目的，結(jié)合長(zhǎng)期在實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中的經(jīng)驗(yàn)，從改變實(shí)驗(yàn)教師思想觀念、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、改革實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核等四個(gè)方面就微機(jī)繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革進(jìn)行了探討，旨在培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高素質(zhì)的具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐應(yīng)用能力的專(zhuān)業(yè)人才。

一、實(shí)驗(yàn)教師觀念的轉(zhuǎn)變

隨著高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入發(fā)展，“重理論，輕實(shí)驗(yàn)”的傳統(tǒng)思想已經(jīng)有了很大的改變。隨著三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院將原來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心分管到各個(gè)系，這就意味著，一直從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的人員身份從“從屬、教輔”的定位提升到了教師的高度，實(shí)驗(yàn)老師自身應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念，堅(jiān)信實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和知識(shí)應(yīng)用能力方面起著很重要的作用。[2]

隨著三峽大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入逐年增加，實(shí)驗(yàn)設(shè)備不斷更新，實(shí)驗(yàn)教師更應(yīng)意識(shí)到現(xiàn)有的教學(xué)思路顯然已經(jīng)不能適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展的需要。[3]這就要求實(shí)驗(yàn)教師不可固步自封，不僅要改變“年復(fù)一年重復(fù)著同樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容”的現(xiàn)狀，而且要深入工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，采集具有代表性的生產(chǎn)實(shí)踐問(wèn)題作為教學(xué)案例，使實(shí)踐教學(xué)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)相結(jié)合，改革教學(xué)內(nèi)容，提高自身教學(xué)水平。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置脫離實(shí)際，忽視了對(duì)學(xué)生將理論知識(shí)和工程實(shí)踐操作融會(huì)貫通能力的培養(yǎng)，造成了學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力偏低。[4]實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革應(yīng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，符合學(xué)生的認(rèn)知水平，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)際應(yīng)用能力為目的。改革主要措施包括以下幾個(gè)部分：

微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比，打破了單獨(dú)一門(mén)實(shí)驗(yàn)課的界限，實(shí)現(xiàn)了一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，涉及多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程理論知識(shí)的應(yīng)用。這就要求實(shí)驗(yàn)教師必須編寫(xiě)預(yù)習(xí)大綱，其內(nèi)容包括和微機(jī)繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)相關(guān)的背景知識(shí)、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備的性能和操作方法，并要求學(xué)生提前預(yù)習(xí)、熟練掌握。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，教學(xué)內(nèi)容設(shè)置除了常規(guī)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)接線以外，還應(yīng)包括保護(hù)裝置測(cè)試技術(shù)、工程圖紙的閱讀技巧、安全操作知識(shí)等內(nèi)容。其中，微機(jī)繼電保護(hù)的測(cè)試技術(shù)是教學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。三峽大學(xué)引進(jìn)的微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置是集保護(hù)、遙測(cè)、遙控、遙信等功能為一體，同時(shí)還增加了時(shí)間同步和輔助計(jì)算等功能，這就為教學(xué)的繼電保護(hù)測(cè)試帶來(lái)了很多新的內(nèi)容。以前針對(duì)傳統(tǒng)繼電保護(hù)的教學(xué)測(cè)試內(nèi)容已經(jīng)完全不適應(yīng)現(xiàn)狀，這必然也就增加了教師講解指導(dǎo)和學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的難度。因此，教師可以設(shè)計(jì)難度等級(jí)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括必做實(shí)驗(yàn)和選作實(shí)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握程度來(lái)合理選擇。

三、豐富實(shí)踐教學(xué)方法

實(shí)踐教學(xué)是高校人才培養(yǎng)中不可或缺的一部分，尤其是綜合性實(shí)驗(yàn)課程，不僅是對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)的補(bǔ)充和延伸，同時(shí)又可將理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng)。這就要求實(shí)驗(yàn)教師不僅教學(xué)方法要靈活多變，引導(dǎo)學(xué)生完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而且還要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯褚约皠?wù)實(shí)高效的工程思維模式。以前的教學(xué)手段缺乏創(chuàng)新和連貫性，只是對(duì)書(shū)本理論知識(shí)的簡(jiǎn)單驗(yàn)證，不能滿足電力行業(yè)對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的需求。因此，按照微機(jī)繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程特色和教學(xué)單元設(shè)置，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)分解為三個(gè)環(huán)節(jié)：認(rèn)知實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、電氣工程圖紙認(rèn)讀環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)采取不同的教學(xué)手段，最大限度地挖掘?qū)W生自我認(rèn)知能力和創(chuàng)新能力。

1.認(rèn)知實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

認(rèn)知實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是保護(hù)裝置整組調(diào)試試驗(yàn)之前需完成的，主要為了讓學(xué)生了解微機(jī)保護(hù)屏的硬件構(gòu)成、設(shè)計(jì)思想及主要保護(hù)測(cè)控裝置的功能和原理，熟悉繼電保護(hù)測(cè)試儀的測(cè)試技巧。

對(duì)于保護(hù)測(cè)控裝置功能和原理可以采用“逆序-引導(dǎo)”的講解模式，不是簡(jiǎn)單地照本宣科介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟，而是在進(jìn)行一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)之前首先說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)需要達(dá)到的目的、解決的問(wèn)題，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生回憶學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，尋找能夠解決該問(wèn)題的技術(shù)途徑，最終聯(lián)接到本實(shí)驗(yàn)計(jì)劃采用的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)原理。[5]也可通過(guò)提問(wèn)的形式歸納完成該實(shí)驗(yàn)需要的實(shí)驗(yàn)步驟。這種授課模式對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的積極性能起到很好的作用。

以方向閉鎖過(guò)流保護(hù)功能調(diào)試實(shí)驗(yàn)為例。首先，通過(guò)提問(wèn)的方式讓學(xué)生回憶以前學(xué)過(guò)的關(guān)于功率方向繼電器的知識(shí)，從而引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到用畫(huà)向量圖的方法，找到A相、B相、C相的理論動(dòng)作邊界區(qū)；然后，再通過(guò)繼電保護(hù)測(cè)試儀上通用實(shí)驗(yàn)?zāi)K中的“交流實(shí)驗(yàn)”菜單對(duì)計(jì)算出來(lái)的動(dòng)作邊界進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)這種方法，學(xué)生不僅對(duì)以前課堂上所講述的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和內(nèi)容進(jìn)行了回顧，而且對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的操作也有一定的了解。這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)比較簡(jiǎn)單，故能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，為后面進(jìn)行設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)做好鋪墊。

2.電氣工程圖紙認(rèn)讀實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)是面向電氣工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)方向的四年級(jí)學(xué)生，是在學(xué)習(xí)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、發(fā)電廠及電氣主系統(tǒng)、微機(jī)保護(hù)等專(zhuān)業(yè)課程及做過(guò)繼電保護(hù)元件實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行的綜合實(shí)驗(yàn)。此時(shí)，學(xué)生對(duì)單個(gè)繼電保護(hù)的調(diào)試和常用儀器儀表的使用已具備一定基礎(chǔ)，但對(duì)保護(hù)裝置與一次設(shè)備以及控制、信號(hào)、直流系統(tǒng)的鏈接仍缺乏全面了解，對(duì)工程圖紙，特別是二次回路圖紙接觸很少，更沒(méi)有接受過(guò)應(yīng)用圖紙進(jìn)行保護(hù)裝置的安裝、調(diào)試及事故處理能力的訓(xùn)練。電氣工程圖紙認(rèn)讀環(huán)節(jié)關(guān)鍵在于“讀”，但“怎么讀”更為重要。以前的教學(xué)方式“以教師為中心”，學(xué)生跟著老師的思路讀圖，整個(gè)過(guò)程沿用灌輸式的教學(xué)模式，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)熱情，這種教學(xué)方法很大程度上限制了學(xué)生的求知欲。[6-7]針對(duì)這些問(wèn)題，教師可采用“先引導(dǎo)后提問(wèn)”的教學(xué)模式。首先跟學(xué)生講述電氣工程圖紙的閱讀方法、技巧、要點(diǎn)及注意事項(xiàng)；然后，老師可以結(jié)合保護(hù)裝置的圖紙?zhí)嵋恍﹩?wèn)題，學(xué)生通過(guò)查閱資料和研究討論等方法來(lái)解決問(wèn)題，或者讓學(xué)生進(jìn)行角色扮演，比如“作為變電站二次設(shè)備檢修和調(diào)試人員”進(jìn)行查線，其目的在于學(xué)生能很好地掌握?qǐng)D紙的閱讀方法以及圖紙所包涵的信息和設(shè)備之間的連接關(guān)系。和傳統(tǒng)的灌輸型的教學(xué)方法相比，這種模式不僅大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)課程的重要部分，要求學(xué)生在完成前兩步的基礎(chǔ)上獨(dú)立完成該部分內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通能力。在這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生根據(jù)綜合實(shí)驗(yàn)題目的任務(wù)和要求，在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)發(fā)揮集體的創(chuàng)造潛能，獨(dú)立設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)施，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)老師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程只是起咨詢、輔導(dǎo)、保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的作用。例如，對(duì)于輸電線路的三相一次重合閘保護(hù)功能的調(diào)試，首先要求學(xué)生互相討論確定重合閘的方式和具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟；然后，再對(duì)照電氣工程圖紙和裝置說(shuō)明書(shū)進(jìn)行接線；最后，通過(guò)查找資料確定擬采用的測(cè)試軟件及其相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。實(shí)驗(yàn)操作步驟和測(cè)試方法經(jīng)老師審查合格后，學(xué)生按照自己的操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到什么問(wèn)題，可積極地進(jìn)行分析討論，最終在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)時(shí)間里完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和整理，并按照實(shí)驗(yàn)要求撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程完全模擬實(shí)際工程實(shí)踐中的工作流程，鍛煉學(xué)生的工程實(shí)踐能力，同時(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺(jué)性及自主探索新知識(shí)的能力。

四、實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核多元化

制訂規(guī)范、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰己思?xì)則和要求、完善實(shí)驗(yàn)考核方式，是克服目前普遍認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率不高現(xiàn)狀的重要手段之一。[8]

目前，三峽大學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)課程的考核方式是獨(dú)立計(jì)算學(xué)分制。實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)中平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)比例分別是30%和70%。這樣的考核方法使學(xué)生就盯在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，很多學(xué)生都是課后抄別人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，上課時(shí)跟著其他學(xué)生“濫竽充數(shù)”。筆者看來(lái)，既然是實(shí)驗(yàn)課程，其考核方式應(yīng)該可以多元化，從多個(gè)角度全面考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)技能的掌握程度，除了考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量以外，還要考查學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中靈活使用實(shí)驗(yàn)工具和解決分析問(wèn)題的能力。同時(shí)，還可以進(jìn)行一些課堂測(cè)驗(yàn)，隨時(shí)追蹤學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，因材施教，讓那些“差”學(xué)生也能感受到實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。

五、小結(jié)

本文根據(jù)三峽大學(xué)采用的微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)控裝置，結(jié)合微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)課程涉及理論知識(shí)龐雜的特點(diǎn)，以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力為目的，討論了微機(jī)繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革思路、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段，并提出了一些對(duì)實(shí)驗(yàn)考核的建議。經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)施，學(xué)生學(xué)得更充實(shí)，教師教得更順暢，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量明顯提升。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）