電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程教學(xué)改革探索

武新雯

摘要：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是本科高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)課程之一，其應(yīng)用性、實(shí)踐性的特點(diǎn)非常突出。繼電保護(hù)課程的教學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)都是按照傳統(tǒng)的學(xué)科體系實(shí)施教學(xué)，即先實(shí)施理論教學(xué)，然后期末考試，再組織課程設(shè)計(jì)及專業(yè)實(shí)習(xí)，授課教師在此基礎(chǔ)上講解保護(hù)原理及保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)和性能。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師感覺(jué)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，學(xué)生覺(jué)得枯燥乏味，教學(xué)效果不理想。本次教改項(xiàng)目從電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)和考核評(píng)價(jià)體系等幾個(gè)方面探討課程的教學(xué)改革，注重工程實(shí)踐，體現(xiàn)“工”、“學(xué)”結(jié)合思想，來(lái)實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)效果、增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和動(dòng)手實(shí)踐能力的目的。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);課程;教學(xué)改革

引言

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理是電氣工程專業(yè)重要的專業(yè)核心課程之一。繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中占有重要的地位，是保證電力系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定、高效運(yùn)行必不可少的重要組成。本課程設(shè)置的目標(biāo)是培養(yǎng)具有一定專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐能力較強(qiáng)的高素質(zhì)技能型電力人才。本課程涉及前期學(xué)習(xí)的課程較多，要求學(xué)生具備電力系統(tǒng)短路計(jì)算、電工、電機(jī)學(xué)等多門(mén)課程的相關(guān)知識(shí)。課程內(nèi)容抽象、涉及其他課程知識(shí)點(diǎn)較多、概念較難理解，要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)講透徹，具有一定的難度。

1課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1教學(xué)方法過(guò)于單一

授課過(guò)程中大多以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主，以教師為主體，學(xué)生順著教師的思路學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)都圍繞著教師進(jìn)行，被動(dòng)地接受知識(shí)，知識(shí)量大，對(duì)于知識(shí)的理解掌握不夠深入。教師只注重理論的講授，沒(méi)有實(shí)物予以展示，講述過(guò)程枯燥無(wú)味，且學(xué)生沒(méi)有做筆記的習(xí)慣，隨著時(shí)間的推移，逐漸遺忘，導(dǎo)致跟不上后期的學(xué)習(xí)，逐漸失去學(xué)習(xí)的興趣，嚴(yán)重影響了學(xué)生的積極性和創(chuàng)新思維，難以在實(shí)際中活用所學(xué)知識(shí)。學(xué)生一旦碰到問(wèn)題就縮手縮腳，很難運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。

1.2教學(xué)過(guò)程中只是以教師本身為主體，教學(xué)手段和教學(xué)方法單一

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)課程的教學(xué)方法是以教師為主體，學(xué)生為客體，現(xiàn)在多數(shù)仍然采用這種教學(xué)模式。授課教師只顧完成教學(xué)任務(wù)，單向地向?qū)W生傳授理論知識(shí)，教學(xué)手段及方法比較單一，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)比較被動(dòng)，甚至有些學(xué)生只求及格。作為知識(shí)接受者的學(xué)生，由于缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，沒(méi)有學(xué)習(xí)樂(lè)趣，對(duì)于知識(shí)的理解和掌握比較膚淺，缺乏活學(xué)活用的能力，長(zhǎng)此以往導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣更加降低。這種教學(xué)模式束縛了學(xué)生的創(chuàng)新思維，不利于積極性和主動(dòng)性的提升，造成學(xué)生很難把理論知識(shí)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)，不能解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。

1.3學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)參差不齊，學(xué)習(xí)成績(jī)差異較大

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課程，具有理論水平高、實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣、知識(shí)更新快的特點(diǎn)。不但要求學(xué)生學(xué)好前期課程，還要及時(shí)關(guān)注最新技術(shù)，以此，要很好掌握這門(mén)課程具有一定的難度。同時(shí)，本課程還需掌握數(shù)學(xué)、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣部分等課程。由于我院生源差異性較大，大多數(shù)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，加上語(yǔ)言表達(dá)理解存在差異，對(duì)專業(yè)課程的概念理解模糊不清，更難將各學(xué)科知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)弄明白，學(xué)生學(xué)習(xí)難度大。此外，一些區(qū)外生源基礎(chǔ)較好，他們認(rèn)為所講的知識(shí)比較簡(jiǎn)單，缺乏挑戰(zhàn)性，授課時(shí)不愿意去聽(tīng)，這導(dǎo)致考試成績(jī)兩極分化，學(xué)生失去學(xué)習(xí)信心，也不愿學(xué)習(xí)，感到枯燥難學(xué)。

2電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程教學(xué)改革對(duì)策

2.1豐富教學(xué)方法和教學(xué)手段

教學(xué)方法和教學(xué)手段應(yīng)用的是否合理與豐富，對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性是非常重要的。要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就必須改變傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法，盡可能的設(shè)計(jì)問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，多采用研究式、反問(wèn)討論式、啟發(fā)式的教學(xué)模式。教育活動(dòng)是“教”與“學(xué)”雙向交流的過(guò)程，既要強(qiáng)調(diào)老師“教”的主導(dǎo)作用，也要突出學(xué)生“學(xué)”的主體地位，達(dá)到雙向互動(dòng)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程內(nèi)容多，知識(shí)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，學(xué)生一旦對(duì)前部分內(nèi)容不理解，就嚴(yán)重影響后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)，從而喪失學(xué)習(xí)興趣。要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，就必須豐富教學(xué)手段和教學(xué)方法。

2.2加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用能力

實(shí)踐教學(xué)是高校教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，高校對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)要求也越來(lái)越高，本課程更是與實(shí)踐聯(lián)系緊密。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，增加一些綜合性內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)室每周在固定時(shí)間開(kāi)放，爭(zhēng)取讓每位學(xué)生都能獨(dú)立做一遍。課程設(shè)計(jì)應(yīng)編寫(xiě)多樣性的設(shè)計(jì)題目，將課程中抽象的理論內(nèi)容融入實(shí)踐中，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解深度，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。引入MATLAB/SIMULINK計(jì)算機(jī)仿真環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的工程實(shí)例進(jìn)行仿真計(jì)算，讓學(xué)生更為直觀地認(rèn)識(shí)這門(mén)課程。引入電力系統(tǒng)分析綜合程序（PSASP）軟件，將電力系統(tǒng)分析與繼電保護(hù)整合為一門(mén)綜合設(shè)計(jì)，把前期所學(xué)知識(shí)很好地貫穿起來(lái)，讓學(xué)生建立一個(gè)更清晰的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，將抽象化為具體。

安排為期一周的電廠參觀實(shí)習(xí)，讓學(xué)生從發(fā)電、變電、輸電、配電、用電各個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)，了解繼電保護(hù)裝置的發(fā)展?fàn)顩r，學(xué)習(xí)保護(hù)裝置的的實(shí)際操作，以及系統(tǒng)故障的波形變化和故障原因分析。

2.3實(shí)踐訓(xùn)練的改革

對(duì)于繼電保護(hù)這種涉及實(shí)際工程的學(xué)科，實(shí)踐教學(xué)是非常重要的。通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練的教學(xué)環(huán)節(jié)不僅可以幫助學(xué)生驗(yàn)證理論課堂中所學(xué)到的理論知識(shí)，也有利于學(xué)生鞏固加深對(duì)保護(hù)原理的理解。實(shí)踐環(huán)節(jié)要求學(xué)生動(dòng)手操作，包括系統(tǒng)模型搭建，保護(hù)定值計(jì)算以及保護(hù)功能邏輯設(shè)計(jì)等，根據(jù)學(xué)生在實(shí)踐中的表現(xiàn)及反饋，適度調(diào)整教學(xué)方案，優(yōu)化考核方法。

2.4考核方法的改革

目前部分高校僅采用閉卷考試的考察辦法，測(cè)試學(xué)生的知識(shí)熟練度。閉卷考試有其一定的優(yōu)勢(shì)，可以較為準(zhǔn)確地反映學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握情況。但僅使用閉卷考試的方式來(lái)進(jìn)行考核，會(huì)給學(xué)生傳達(dá)“重理論，輕實(shí)踐”的錯(cuò)誤印象，導(dǎo)致學(xué)生專攻理論而放棄實(shí)踐部分，對(duì)人才培養(yǎng)不利。

在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)考核方面，高校應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)部分，注重理論與應(yīng)用相結(jié)合，采用多元化的方法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢測(cè)。

（一）增加實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告

課后習(xí)題作業(yè)是評(píng)定平時(shí)成績(jī)的重要依據(jù)，將課后習(xí)題與繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，讓學(xué)生對(duì)所做習(xí)題模型進(jìn)行仿真分析，并提交相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)以電子版形式提交。通過(guò)該項(xiàng)考核可以在一定程度上避免作業(yè)抄襲，提高學(xué)生獨(dú)立思考能力。

（二）編寫(xiě)故障分析程序

故障電流計(jì)算是繼電保護(hù)課程重點(diǎn)內(nèi)容，將編寫(xiě)電力系統(tǒng)故障分析程序作為一項(xiàng)輔助考核，可以采用Matlab、VC++等工具編寫(xiě)程序，最終提交程序，可對(duì)給定電力系統(tǒng)模型進(jìn)行（任意單點(diǎn)）故障電流計(jì)算。考慮到編程工作量較大，可以以小組形式完成該項(xiàng)考核。

結(jié)語(yǔ)

本文在以智能電網(wǎng)及新能源技術(shù)為代表的電力相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和發(fā)展新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)背景下，結(jié)合我校電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程的教學(xué)實(shí)際，探討電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程的教學(xué)改革。經(jīng)過(guò)兩年的教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)改革效果明顯。

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