全程實例貫穿式教學法的研究與實踐

劉 燕，秦維勇，許建洲

(常熟理工學院電氣與自動化學院，江蘇常熟215500)

“供配電技術(shù)”課程是電氣工程及自動化專業(yè)的一門專業(yè)課，課程圍繞電能的傳輸與分配問題，涉及高低壓電器元件、供配電一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)和配電裝置等內(nèi)容。近年來，該課程的教學改革基本上是圍繞實踐教學進行的。雖然部分高校在教學中滲透了案例教學，但該課程課堂教學一直沒有突破形式與內(nèi)容理論化的瓶頸。

全程實例貫穿式教學法是一種在課堂教學中將理論與工程實例相互交融的教學方式，可以建立教學內(nèi)容與實際應(yīng)用之間的聯(lián)系與對接，實現(xiàn)教學內(nèi)容與工程化相結(jié)合的應(yīng)用特征，構(gòu)建具有知識性、應(yīng)用性相結(jié)合的課堂教學平臺，是提升課堂教學效果、促進專業(yè)課程教學改革的有效方法。

1 全程實例貫穿式教學法

全程實例貫穿式教學法就是選取一個與教學內(nèi)容吻合的典型實例，以此作為貫穿整個課堂教學的一條主線。在每一個知識單元講述后，剖析實例中與所講知識內(nèi)容對應(yīng)的部分，展示所講知識內(nèi)容在實例中的具體實施與應(yīng)用，等課程內(nèi)容講授完，對應(yīng)的一個完整的工程實例也就剖析完成。該教學方法可以使課堂講述的內(nèi)容與工程實際應(yīng)用對接，有如下明顯的教學效果:①書本知識和實際應(yīng)用緊密結(jié)合，知識的應(yīng)用環(huán)境很明確;②課堂內(nèi)容豐富、翔實;③學生能了解教師對這門課的教學要求和教學意圖，加快學生的認知過程，獲得較好教學效果。

2 典型實例選取的要求

全程實例貫穿式教學法應(yīng)用的重要基礎(chǔ)是典型實例的選取。選取的實例應(yīng)涵蓋課程內(nèi)容的完整性、典型性及先進性，具有理論教學所涉及的深度和廣度。對“供配電技術(shù)”課程而言，電氣的一次部分應(yīng)以110kV及35kV企業(yè)變配電系統(tǒng)為典型實例。其中，以兩路電源進線、單母線分段的方式為宜，主接線部分含有進線、計量和出線分支等;成套配電裝置以手車柜、抽屜柜選擇為宜;電器元件選取較新的智能化的元件。電氣的二次部分應(yīng)包括直流電源、控制電路、保護電路和計量電路等。其中直流電源采用含監(jiān)控的新型高頻開關(guān)電源;繼電保護部分以微機繼電保護實現(xiàn)為主，既有線路的三段式電流保護，也有變壓器差動保護。計量電路以接有通信接口的多功能數(shù)字式電量表為佳。此外，選取的變電所應(yīng)配置有上位機監(jiān)控部分，通過總線實現(xiàn)上位機與高低壓開關(guān)柜的通信。上位機能反應(yīng)變電所的電氣接線及高低壓開關(guān)柜的運行狀況，在上位計算機上可以對高壓開關(guān)柜內(nèi)真空斷路器進行通斷控制，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)遙控、遙信、遙調(diào)和遙測等功能[2]。

按照上述原則選取的實例既包含了電氣主接線、電器元件、成套裝置、微機保護和二次部分等供配電技術(shù)的主要內(nèi)容，同時選取的內(nèi)容又緊跟技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，保證了教學內(nèi)容的先進性與新穎性。

3 全程實例貫穿式教學法的實踐

我們已成功申請了本校教學改革項目“教學資源立體化，教學過程實例化，教學內(nèi)容工程化——《工廠供電》課堂教學方法改革”。在此項目的推動下，我們在“供配電技術(shù)”課堂教學中應(yīng)用了全程實例貫穿式教學法，并選取2009年新建成的我院東南校區(qū)變電所為典型實例。

3.1 實例選取的依據(jù)

我院東南校區(qū)變電所具有兩路20kV電源進線，一個總變電所，六個分變電所的體系結(jié)構(gòu)?？傋冸娝邏簜?cè)有KZN1-24高壓開關(guān)柜，包括進線柜、計量柜和出線柜等。其中主開關(guān)采用CV1、CV2戶內(nèi)高壓真空斷路器，開關(guān)柜上配裝有變壓器微機保護單元，對變壓器各種故障實現(xiàn)保護;低壓側(cè)配有CGHL抽出式低壓開關(guān)柜，低壓柜內(nèi)主開關(guān)元件為CW2(配H26智能型控制器)或CM2低壓智能斷路器;變壓器為SC10系列干式變壓器，完成10/0.4kV電壓變換及電能輸送的作用。這些高低變配電裝置連接起來構(gòu)成了具有兩路電源進線、兩臺變壓器并列或分列運行、多路饋出線路的變電所輸變電系統(tǒng)[3]。

該實例從電源進線到一次接線、電氣設(shè)備、配電裝置、保護、控制和信號等均與教材內(nèi)容息息相關(guān)，緊密聯(lián)系，因此以此作為理論授課過程中全程實例貫穿的工程載體。

3.2 內(nèi)容組織與實施

按照全程實例貫穿式教學法授課，首先應(yīng)按照“供配電技術(shù)”教學大綱的要求，將工程實例與教學內(nèi)容一一對應(yīng)，也就是需要將工程實例的內(nèi)容分解到課程的各個章節(jié)。在教學實施的過程中，我們按照從工程實例引出問題→理論講授→剖析工程實例中與各知識單元相對應(yīng)的實際應(yīng)用次序展開。以變配電所電氣主接線的講授內(nèi)容為例。這部分內(nèi)容主要講述電氣主接線的基本接線方式及其應(yīng)用。

講授這部分內(nèi)容時，首先提出問題，引出本校的電能是如何引進、如何變換及如何分配到學生熟悉的用電區(qū)域的。這樣的問題作為工程實例引入后開始講述這部分的基本內(nèi)容。當電氣主接線的基本內(nèi)容講述完后，即可和學生一起解讀工程實例中我校變配電所的主接線的應(yīng)用，分別從進線電源到接線方式，從電器元件到配電裝置等內(nèi)容進行剖析。通過剖析電氣主接線的基本知識有了具體的應(yīng)用，同時上課初始提出的問題也在剖析實例中得到了答案。實例的剖析可以使學生對電氣主接線的應(yīng)用、電源的進線、運行方式等非確定性問題的解決方法有一個直觀和明確的方案。由于學生對校園環(huán)境比較熟悉，對供電脈絡(luò)記憶比較深刻，這樣講述后呈現(xiàn)在學生面前的電氣主接線是真實的供配電系統(tǒng)，由此使學生對知識的應(yīng)用環(huán)境體會比較深切。

3.3 考核方式多樣化

我們采用全程實例貫穿教學法后，課程考核采取了多樣化的方式，如工程圖紙的解讀、小論文、實驗操作和閉卷考試等。在閉卷考試試卷中增加了工程化內(nèi)容，摒棄了部分傳統(tǒng)教學中的考核點，如電器元件的功能結(jié)構(gòu)等，將其納入實際操作的考核項目中。我們在閉卷考試中增加了主接線的分析，高低壓配電裝置在主接線中的功能分析等接近工程實例內(nèi)容。試卷的出題范圍加大了。從考試結(jié)果來看，學生的成績明顯提高，不及格率大大降低。

4 結(jié)語

我們從2012年開始在四個班的“供配電技術(shù)”課程中實施了全程實例貫穿式教學法，解決了以往課堂教學理論化和工程實踐教學之間缺乏聯(lián)系的弊端;建成了內(nèi)容表現(xiàn)形式新穎、體系結(jié)構(gòu)合理的“供配電技術(shù)”課堂教學平臺;營造課堂教學中的工程氛圍，實現(xiàn)教學內(nèi)容豐富、多樣的信息承載形式，解讀內(nèi)容形象、直觀。采用全程實例貫穿式教學法后，能夠提高課程教學的效果，提升學生學習該門課程的興趣，縮短理論到實踐的轉(zhuǎn)化時間，強化工程意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，是實踐性強的專業(yè)課程值得推廣的一種教學方法。

[1]劉燕.淺議“發(fā)電廠電氣部分”教學設(shè)計[J].北京:中國電力教育，2009，130(2):130-132

[2]劉燕，魯明麗，秦維勇.基于卓越工程師培養(yǎng)的工廠供電實驗室建設(shè).天津:實驗室科學，2013，16(1):122-124

[3]徐穎秦，邵華杰，王小龍，等.工廠供電課程多元化教學設(shè)計與實踐[J].天津:電力系統(tǒng)及其自動化學報，2010，22(6):158－160.

[4]張春.自動化專業(yè)供電技術(shù)課程教學改革探討[J].南京:電氣電子教學學報，2005，27(3):57-60.

[5]張海濤.對工廠供電教學改革的探討[J].河北滄州:滄州師范?？茖W校學報，2009，25(3):76-77.

[6]康海珍，徐濤.具有地區(qū)特色的電氣工程及其自動化專業(yè)建設(shè)的探討[J].北京:中國電力教育，2010(32):34-36.