啟發(fā)式教學(xué)在“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程教學(xué)中的應(yīng)用

匡洪海 李圣清 李軍軍 羅欽

摘 要：針對(duì)“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程的特點(diǎn)，探討在電力系統(tǒng)發(fā)電、變電、送電、用電技術(shù)和要求日益提高的情況下，進(jìn)行“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程教學(xué)的改革。運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)的方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到課程教學(xué)之中，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，更好地掌握電氣專業(yè)的新知識(shí)，使學(xué)生掌握探究電氣專業(yè)相關(guān)問題的綜合能力，使教師提高課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，能夠培養(yǎng)出具有很高的業(yè)務(wù)水平、能力素質(zhì)和很強(qiáng)的適應(yīng)力的電力專業(yè)優(yōu)秀人才。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)l(fā)式教學(xué) 電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置 課程教學(xué) 改革探索

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）08（c）-0189-03

The Heuristic Teaching Mode Applied in Power System Automation Equipment Course Teaching

Kuang Honghai Li Shengqing Li Junjun Luo Qin

（College of Electrical and Information，Hunan University of Technology，Zhuzhou Hunan，412007，China）

Abstract：In order to solve the problem of the class hours of“power system automation equipment”being reduced and the course content being increased， Combining with the characteristics of this course and my own teaching practice for many years，analyzing the problems in the course teaching，the teaching mode is put forward in power professional lab with multimedia for"power system automation equipment"course teaching，by using the heuristic teaching method and the modern teaching means in the course teaching，it can make the teaching effect and the teaching quality be improved，so as to cultivate more high quality technical skilled electrical professionals to meet the need of the new situation and the new mission.

Key words：The heuristic teaching mode；Power system automation equipment；Teaching mode

我校的電氣工程及其自動(dòng)化是一個(gè)老牌專業(yè)，有著深厚的基礎(chǔ)和底蘊(yùn)。作為地方性本科院校，如何傳承歷史，開拓創(chuàng)新，優(yōu)化培養(yǎng)體系，培養(yǎng)國(guó)家急需的專業(yè)應(yīng)用型人才，是一個(gè)既現(xiàn)實(shí)又重要的問題，因此很有必要對(duì)電氣專業(yè)課程的教學(xué)改革進(jìn)行一系列研究。

電氣工程專業(yè)課程進(jìn)行教學(xué)改革，首先要改革的是教學(xué)理念。應(yīng)該將教學(xué)與實(shí)踐充分有效地結(jié)合在一起，作為電力工程專業(yè)教學(xué)的核心。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)基本理論知識(shí)的同時(shí)，充分參與到實(shí)際電力系統(tǒng)分析軟件的開發(fā)應(yīng)用，分析處理運(yùn)行數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用的能力[1]。

“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課，其先修課程有以下幾個(gè)：“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制原理、發(fā)電廠電氣部分”等。由于該課程涉及知識(shí)面廣，課程內(nèi)容比較抽象，難以理解，學(xué)生普遍反映該課程是專業(yè)課中最難的一門課程。

當(dāng)前，由于課程設(shè)置的改革，“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程所安排的課時(shí)越來(lái)越少，在我國(guó)各個(gè)高校的“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程的計(jì)劃學(xué)時(shí)大致在32學(xué)時(shí)，而我校該課程的課時(shí)在2014年以前是40學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)課時(shí)占32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)占8學(xué)時(shí)；2014年后該課程的總課時(shí)更改為32學(xué)時(shí)，去掉了8個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)，從而導(dǎo)致該課程的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)學(xué)時(shí)兩者間的矛盾，要解決這個(gè)矛盾，就需要對(duì)我?！半娏ο到y(tǒng)自動(dòng)裝置”課程的教學(xué)模式進(jìn)行相應(yīng)的改革。

而隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的快速發(fā)展，課程所需要傳授的內(nèi)容卻越來(lái)越多，教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能達(dá)到現(xiàn)階段的教學(xué)要求，對(duì)“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程教學(xué)模式進(jìn)行改革勢(shì)在必行。

1 啟發(fā)式教學(xué)的提出

孔子的“不憤不啟，不悱不發(fā)”，這正是現(xiàn)階段所倡導(dǎo)的“啟發(fā)式”教學(xué)方式。作為全新的教學(xué)模式，“啟發(fā)式”教學(xué)能夠滿足教學(xué)的基本要求，采用“啟發(fā)疏導(dǎo)，循循善誘”的方式，科學(xué)地、充分地發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，以期能夠提高學(xué)生的想象力和動(dòng)手能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。更加說明了這是一種科學(xué)、有效的教學(xué)方法[2-3]。

啟發(fā)式教學(xué)是一種科學(xué)的、先進(jìn)的教學(xué)思想，該教學(xué)模式各環(huán)節(jié)的安排是以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)傳授知識(shí)與引導(dǎo)學(xué)生思考相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生積極思維的能力，不但使學(xué)生學(xué)到了一定的專業(yè)知識(shí)，也提高了學(xué)生的思考能力，培養(yǎng)了他們掌握探求新知識(shí)的方式和方法[4-6]，而不是在課堂講授中不能把向?qū)W生傳授現(xiàn)成知識(shí)作為唯一的目的，或主要的目的。

啟發(fā)式教學(xué)一個(gè)重要的方法是有規(guī)劃地進(jìn)行討論，這也凸顯了該教學(xué)形式的高級(jí)性。并且在國(guó)外應(yīng)用十分普遍。教師在討論課前設(shè)置問題，讓學(xué)生獨(dú)立地查找相關(guān)資料進(jìn)行分析和研究，在課堂上發(fā)表自己的意見和看法，讓學(xué)生進(jìn)行相互討論，發(fā)表自己的觀點(diǎn)。教師通過啟發(fā)式教學(xué)，可激發(fā)學(xué)生的求知欲，從而培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和自學(xué)能力。

2 啟發(fā)式教學(xué)的應(yīng)用

2011年我校電氣工程專業(yè)已成為省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，目前正有望申報(bào)博士點(diǎn)，在此契機(jī)下，本人認(rèn)為對(duì)電氣工程專業(yè)課程進(jìn)行教學(xué)方法改革很有必要?；诖耍狙芯刻岢鰡l(fā)式教學(xué)在“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程教學(xué)中的應(yīng)用。

現(xiàn)階段，“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”的授課方式是以課堂講授為主。該方法最大的作用是可以快速地、集中地向?qū)W生傳授新的知識(shí)。它對(duì)于“引進(jìn)新內(nèi)容”等方面是有效的，但是對(duì)于“應(yīng)用新知識(shí)”以及“對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況作出評(píng)價(jià)”是不適合的。若是在傳授的過程中，僅是“填鴨式”地向?qū)W生灌輸各種自動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)以及工作原理，學(xué)生則很難領(lǐng)悟到各種裝置的原理、結(jié)構(gòu)和功能，也因此喪失了興趣。

因此，需要進(jìn)行教學(xué)改革，利用啟發(fā)式教學(xué)模式，將學(xué)生引入到教學(xué)中來(lái)，教師在講授時(shí)注意啟發(fā)、誘導(dǎo)方式，結(jié)合實(shí)驗(yàn)元器件、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生思維，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)。

教師對(duì)于基本概念、原理和方法進(jìn)行透徹的講解，指出教材中的重、難點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)于關(guān)鍵問題要重點(diǎn)講解。在教學(xué)過程中，應(yīng)舉出相關(guān)的例子，讓學(xué)生思考、討論，最后總結(jié)規(guī)律，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，一些重要的理論知識(shí)能夠輕松掌握。

通過對(duì)“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程教學(xué)方法的改革，利用啟發(fā)式教學(xué)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)，這對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有重要意義，從而使“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”進(jìn)入了一個(gè)新的教學(xué)階段。

3 啟發(fā)式教學(xué)的實(shí)施方法

3.1 直觀式啟發(fā)

直觀式啟發(fā)教學(xué)，指的是教師實(shí)用實(shí)物教具，或者是在課堂上進(jìn)行示范性操作，或者是播放相關(guān)的音像資料等直觀的手段向?qū)W生進(jìn)行講授新的知識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)方法。

例如，在講述發(fā)電自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和工作原理時(shí)，運(yùn)用實(shí)物模型系統(tǒng)講解，對(duì)照實(shí)物系統(tǒng)對(duì)發(fā)電自動(dòng)控制系統(tǒng)的各個(gè)元件的作用、功能進(jìn)行介紹，然后再通過實(shí)物模型系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行，在操作過程中講解系統(tǒng)中P-F控制器和Q-U控制器各自的工作原理，通過實(shí)驗(yàn)來(lái)說明這兩個(gè)控制器是維持電能質(zhì)量的自動(dòng)裝置，并通過微機(jī)監(jiān)控和示波器來(lái)直觀顯示運(yùn)行參數(shù)和結(jié)果，這樣就可以快速掌握電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的原理。

3.2 圖示式啟發(fā)

圖示式啟發(fā)是指采用多媒體教學(xué)的方式進(jìn)行授課，教師有效地利用多媒體、動(dòng)畫圖文、聲像等動(dòng)態(tài)性的優(yōu)勢(shì)，豐富、清晰及真實(shí)地向?qū)W生傳授知識(shí)，以便學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中形成自己的思維結(jié)構(gòu)。

例如，教師在進(jìn)行“數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理框圖”的傳授時(shí)，可以利用具體裝置元件部分的實(shí)際照片，再加上一些文字說明，或者是Flash 軟件將該原理充分地講解清楚，將“電力系統(tǒng)并網(wǎng)”以動(dòng)畫的形式演示。不僅能夠增強(qiáng)視覺效果，而且還可以使學(xué)生有種身臨其境的感覺，就會(huì)更加容易地理解所講授的內(nèi)容。從學(xué)生調(diào)查和成績(jī)反饋來(lái)看，這些輔助工具教學(xué)效果良好。

3.3 設(shè)疑式啟發(fā)

電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置課堂教學(xué)中可以在每次上課的時(shí)將本次課的要講的內(nèi)容以設(shè)疑的方式引出，這樣讓學(xué)生心存疑問，就有探究后面內(nèi)容學(xué)習(xí)的興趣，因此急切渴望得到問題的答案，從而會(huì)主動(dòng)進(jìn)行下一部分的學(xué)習(xí)。

比如在介紹緒論這一節(jié)時(shí)，在教學(xué)過程中教師首先啟發(fā)學(xué)生思索電力系統(tǒng)電能質(zhì)量通過什么來(lái)維持，衡量電能質(zhì)量的參數(shù)主要有哪兩個(gè)，為什么電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置能保證電能質(zhì)量，電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置有哪兩種類型，以及如何對(duì)電壓和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)等，通過這樣的懸疑式啟發(fā)必然會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

3.4 類比式啟發(fā)

類比式啟發(fā)是將一些具有共同屬性的知識(shí)進(jìn)行歸類比較，讓學(xué)生找出他們的相似之處，然后準(zhǔn)確地掌握知識(shí)點(diǎn)背后的物理意義。例如Q-U控制器和P-F控制器都屬于發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)的內(nèi)容，通過一系列公式的推導(dǎo)，機(jī)端電壓和發(fā)電機(jī)的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功和有功的控制，而機(jī)端電壓的大小可通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)控制，發(fā)電機(jī)頻率的大小可通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)來(lái)控制。

3.5 有序式啟發(fā)

有序式啟發(fā)指的是按課程計(jì)劃的規(guī)律性，設(shè)計(jì)出一個(gè)適合學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律的過程，把復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化，逐步降低思維的梯度，讓前后的問題相互有關(guān)聯(lián)，逐一深化，最終解決所以的問題。比如在電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置第一堂課時(shí)教學(xué)過程中，教師首先啟發(fā)學(xué)生思索電力系統(tǒng)電能質(zhì)量通過什么來(lái)維持，衡量電能質(zhì)量的參數(shù)主要有哪兩個(gè)，為什么電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置能保證電能質(zhì)量，電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置有哪兩種類型，以及如何對(duì)電壓和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)等，這種教學(xué)方法必然會(huì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.6 討論式啟發(fā)

有計(jì)劃地上好討論課，討論課的最大優(yōu)勢(shì)是將教師的指導(dǎo)、學(xué)生的獨(dú)立鉆研、集中討論三者有效地結(jié)合在一起，要有意識(shí)、有目的地進(jìn)行合作教學(xué)，讓教師與學(xué)生隨時(shí)地變換角色。要想課堂討論達(dá)到與其的目的，首先應(yīng)該選擇合適的論題，因此，在討論之前，教師要精心收集資料選擇論題、設(shè)計(jì)討論的方式方法，學(xué)生根據(jù)論題查閱資料，分組討論，然后進(jìn)行總結(jié)分析，讓學(xué)生在自由的課堂氛圍里各抒己見，暢所欲言，讓不同的思想之間發(fā)生碰撞，鍛煉團(tuán)結(jié)的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和探究的能力。

例如，在進(jìn)行“同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)”的講解時(shí)，可以根據(jù)學(xué)生的情況進(jìn)行分組，讓不同組的學(xué)生對(duì)于同步發(fā)電機(jī)恒UF方式起勵(lì)、恒α方式起勵(lì)以及恒IL方式進(jìn)行分析討論。然后各自選擇一個(gè)主題作為討論的對(duì)象，查閱相關(guān)的資料，分析比較不同的勵(lì)磁方式以及控制方式對(duì)于電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響。教師設(shè)置相關(guān)問題，讓學(xué)生從不同的角度進(jìn)行分析和思考，學(xué)生在積極地思考和討論中不僅掌握了知識(shí)，而且將知識(shí)從頭至尾地貫穿起來(lái)，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決問題的能力。

3.7 理論聯(lián)系實(shí)踐式啟發(fā)

教學(xué)與科研、生產(chǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起， 充分展示了理論聯(lián)系實(shí)際的思想，也符合教育面向社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求?！敖?產(chǎn)-研”相結(jié)合不但可以增強(qiáng)教師的科研水平， 而且也提高了教師的教學(xué)水平，使課堂的教學(xué)內(nèi)容得以豐富和更新，也適應(yīng)了現(xiàn)代科技的發(fā)展。例如，該研究者主持的風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究就需要利用電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)的電壓和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，使風(fēng)電并網(wǎng)后的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。這就需要應(yīng)用到電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理這門課程中P-F和Q-U控制器的有關(guān)知識(shí)原理，才能很好地解決實(shí)際電力系統(tǒng)中所存在的問題。

3.8 回顧式啟發(fā)

回顧式啟發(fā)，是指運(yùn)用提問、討論以及多媒體演示等方式，在課堂的前幾分鐘內(nèi)回憶了上節(jié)課的內(nèi)容，不僅可以使內(nèi)容具有連貫性，也增加了學(xué)生聽課的主動(dòng)性。

綜上所述，教師通過不同形式的啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的積極性和求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的思維意識(shí)和自學(xué)能力。教師對(duì)于基本概念、原理和方法進(jìn)行透徹的講解，指出教材中的重、難點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)于關(guān)鍵問題要重點(diǎn)講解。在教學(xué)過程中，應(yīng)舉出相關(guān)的例子，讓學(xué)生思考、討論，最后總結(jié)規(guī)律，這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，一些重要的理論知識(shí)能夠輕松掌握。

4 結(jié)語(yǔ)

該文對(duì)啟發(fā)式教學(xué)模式在電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，分析了啟發(fā)式教學(xué)在《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程中具體該怎樣實(shí)施，怎樣才能切實(shí)提高《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程的教學(xué)質(zhì)量，改善《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課堂的教學(xué)效果。

教師教學(xué)過程中整體把握教學(xué)內(nèi)容，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行思索，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性并激起學(xué)生學(xué)習(xí)《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程的興趣；培養(yǎng)學(xué)生掌握探求新知識(shí)的正確態(tài)度和方法，使學(xué)生的自學(xué)能力和自主創(chuàng)新的能力得到大幅度開拓；使學(xué)生的電氣專業(yè)技能得到全面提升，從而培養(yǎng)用人單位滿意的電力專業(yè)人才。

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