項(xiàng)目式教學(xué)在“供電技術(shù)”課程中的應(yīng)用探索

錢葉冊，時國平

（池州學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，安徽 池州 247000）

近些年來，國家提倡各地方高校應(yīng)融入和服務(wù)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會和科技的發(fā)展，特別是新工科理念的提出，更加強(qiáng)調(diào)高校深化實(shí)踐教育改革，培養(yǎng)學(xué)生主動參與課程的理論和實(shí)踐教學(xué)過程，注重學(xué)生的實(shí)際動手能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)和考核。伴隨著供配電工程技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級，各用人單位對電類高校畢業(yè)生的要求也隨之提高[1-3]。

在此背景下，對“供電技術(shù)”課程現(xiàn)有的教學(xué)方法提出改進(jìn)措施是非常有必要的。本文提出將項(xiàng)目式教學(xué)方法引入“供電技術(shù)”課程教學(xué)中，項(xiàng)目小組成員依據(jù)項(xiàng)目內(nèi)容自主學(xué)習(xí)和討論，共同協(xié)作完成整體項(xiàng)目。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，更加強(qiáng)化學(xué)生主動學(xué)習(xí)的重要性，突出學(xué)生動手實(shí)踐能力和主動創(chuàng)新的意識，提出更能體現(xiàn)學(xué)生實(shí)際解決問題能力的評價模式。

1 “供電技術(shù)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“供電技術(shù)”課程主要培養(yǎng)學(xué)生具有閱讀電力相關(guān)圖紙、收集和處理電力系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)和信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生具有供電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及供電安全所必需的基本技能，對電力系統(tǒng)運(yùn)行的狀況作出及時判斷，具有對突發(fā)性事故進(jìn)行處理和協(xié)調(diào)的能力。

“供電技術(shù)”課程教學(xué)目前有如下不足：（1）實(shí)踐環(huán)節(jié)所占比例偏低。由于“供電技術(shù)”課本概念、公式較多，而教師所強(qiáng)調(diào)的以教師的教為主，這樣就占用大量課堂理論教學(xué)課時，實(shí)踐課時就被壓縮很多。學(xué)生對各種供電技術(shù)方面的知識只局限于書本上的理論認(rèn)知，課程學(xué)完了也不懂供電方面的一些基本應(yīng)用，對實(shí)際的電氣圖紙也是似懂非懂。（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)缺少探究性實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在的高校本科生實(shí)驗(yàn)室里的設(shè)備多以實(shí)驗(yàn)臺為主，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，由于受試驗(yàn)臺的限制，學(xué)生很少有機(jī)會根據(jù)自己的想法，做一些創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力很難得到提高。（3）綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多以各個章節(jié)或知識點(diǎn)為單位來設(shè)置項(xiàng)目內(nèi)容和要求，容易造成知識點(diǎn)的分散、割裂和局部性，缺少知識點(diǎn)間的聯(lián)系和整體應(yīng)用。而供電技術(shù)的實(shí)際工程多以供配電系統(tǒng)整體配置和運(yùn)行來要求的[4]。

2 項(xiàng)目式教學(xué)特點(diǎn)

項(xiàng)目式教學(xué)法以情景認(rèn)知、社會建構(gòu)主義和實(shí)用主義教育觀等為理論基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、小組合作，要求學(xué)生基于現(xiàn)實(shí)生活情境對真實(shí)問題進(jìn)行探究，激發(fā)學(xué)生對實(shí)踐中的挑戰(zhàn)性問題進(jìn)行解決的熱情，創(chuàng)造性地重構(gòu)知識、解決問題，形成富有創(chuàng)意的成果，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的形成和發(fā)展[5]。

而項(xiàng)目式教學(xué)強(qiáng)調(diào)對學(xué)生實(shí)踐能力和項(xiàng)目實(shí)施能力的培養(yǎng)。

具有以下特點(diǎn)：（1）項(xiàng)目的設(shè)計(jì)盡量與實(shí)際工程相接近。項(xiàng)目設(shè)計(jì)要盡量模擬供電現(xiàn)場情景，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室所能提供的設(shè)備，設(shè)計(jì)項(xiàng)目內(nèi)容，讓學(xué)生有實(shí)際工程現(xiàn)場的感覺。（2）項(xiàng)目式教學(xué)為提高學(xué)生實(shí)踐動手能力和項(xiàng)目實(shí)施能力提供實(shí)踐過程。學(xué)生在整個項(xiàng)目實(shí)施過程中，完全按照實(shí)際項(xiàng)目的步驟和要求來完成。首先根據(jù)項(xiàng)目要求制定項(xiàng)目任務(wù)書，根據(jù)項(xiàng)目組成員情況分配任務(wù)，小組成員通過相關(guān)市場網(wǎng)絡(luò)等渠道進(jìn)行前期調(diào)研，資料收集并和方案制定；依據(jù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行檢測和驗(yàn)收。每個小組一般項(xiàng)目成員，既分工又協(xié)作，共同完成整個項(xiàng)目任務(wù)[6]。

3 項(xiàng)目式教學(xué)在“供電技術(shù)”課程中應(yīng)用

結(jié)合項(xiàng)目式教學(xué)和“供電技術(shù)”課程各自特點(diǎn)，將項(xiàng)目式教學(xué)應(yīng)用到“供電技術(shù)”課程教學(xué)中，很好地解決了“供電技術(shù)”課程目前教學(xué)所面臨的困境。

3.1 整合和優(yōu)化課程內(nèi)容

“供電技術(shù)”作為一門專業(yè)課程，涉及電力方面的理論、標(biāo)準(zhǔn)和公式，需要進(jìn)一步進(jìn)行整合和優(yōu)化，以便設(shè)置課程項(xiàng)目。在設(shè)定課程項(xiàng)目時，基本可按照章節(jié)的順序來劃分，同時合理取舍教學(xué)內(nèi)容，力求簡潔清晰，再將一些內(nèi)容整合起來，以項(xiàng)目形式呈現(xiàn)，盡量向?qū)嶋H工程項(xiàng)目靠近，讓學(xué)生有在從事實(shí)際工程項(xiàng)目的感覺，避免課程知識與實(shí)際工程或產(chǎn)品相脫節(jié)。

“供電技術(shù)”課本內(nèi)容主要包括變電所電氣接線和值班技能、變電所電氣設(shè)備選型和校驗(yàn)、電力系統(tǒng)運(yùn)行的繼電保護(hù)、供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和變電所綜合自動化操作等，在設(shè)定項(xiàng)目時可按這些內(nèi)容來確定。

3.2 確定項(xiàng)目方案

按照“供電技術(shù)”課程各章節(jié)內(nèi)容，基本可設(shè)置五個項(xiàng)目，具體內(nèi)容如下。

項(xiàng)目一：變電所供電電氣接線圖的認(rèn)知和變電所值班技能培訓(xùn)。讓學(xué)生熟悉高低壓開關(guān)、供配電線路和測量保護(hù)設(shè)備等變電所中的主要電氣設(shè)備的圖紙符號，學(xué)習(xí)各種類型的變電所的主接線、二次接線和饋出線接線方式，熟悉不同母線制中的線路—變壓器組接線和交、直流操作電源接線方式。熟悉變電所內(nèi)設(shè)備檢修整個程序和相關(guān)內(nèi)容，學(xué)習(xí)變電所日常運(yùn)行常見的簡單故障檢修，學(xué)習(xí)變電所送電、斷電、部分線路投入或切除等倒閘操作。熟悉變電所內(nèi)設(shè)備運(yùn)行日常數(shù)據(jù)的記錄和整理，以便為今后的檢修提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

項(xiàng)目二：變電所主要電氣設(shè)備的選型和校驗(yàn)。首先依據(jù)變電所設(shè)計(jì)的容量以及所連接的負(fù)荷，參照相關(guān)電力設(shè)計(jì)規(guī)范，對所需的電氣設(shè)備的品種容量型號數(shù)量進(jìn)行初步配置。再對初步配置的電力系統(tǒng)進(jìn)行不同節(jié)點(diǎn)進(jìn)行短路電流計(jì)算，然后依據(jù)系統(tǒng)各個節(jié)點(diǎn)的短路容量和沖擊電流計(jì)算結(jié)果對先前選定的電氣設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，確定各電氣設(shè)備最終參數(shù)，再參照電氣設(shè)備選用手冊對所需要的電氣設(shè)備型號進(jìn)行確定。

項(xiàng)目三：變電所繼電保護(hù)方案確定與調(diào)試。供電系統(tǒng)繼電保護(hù)方案主要包括線路、變壓器和電機(jī)的繼電保護(hù)，可選其中一項(xiàng)來實(shí)施即可。學(xué)生熟悉各種基本類型繼電保護(hù)方案適用范圍和將幾種基本類型繼電保護(hù)方案進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。學(xué)生依據(jù)項(xiàng)目提供的相關(guān)數(shù)據(jù)來確定相應(yīng)繼電保護(hù)方案，再對變電所中需要進(jìn)行繼電保護(hù)的變壓器、線路或發(fā)電機(jī)的動作整定值進(jìn)行理論計(jì)算，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的繼電保護(hù)設(shè)備相關(guān)配置，搭建所設(shè)計(jì)的繼電保護(hù)相關(guān)線路系統(tǒng)，對搭建繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行并觀測運(yùn)行記錄，反復(fù)修正相關(guān)設(shè)定的參數(shù)，使之最終達(dá)到期望的效果。

項(xiàng)目四：變電所接地裝置的設(shè)計(jì)與測量。學(xué)生熟悉電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地保護(hù)不同類型原理和內(nèi)在聯(lián)系，了解供配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備之間如何對中性線與保護(hù)線進(jìn)行組合確定整體漏電保護(hù)系統(tǒng)，熟悉防止人體接觸電力設(shè)備漏電部位觸電的各種保護(hù)措施的原理和適用范圍。在進(jìn)行變電所接地裝置設(shè)計(jì)時，每個小組各選取一種或兩種接地裝置的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，依據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室開關(guān)柜進(jìn)行模擬。

項(xiàng)目五：變電所電能質(zhì)量控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)與設(shè)計(jì)。學(xué)生熟悉變電所供電自動化開關(guān)柜的操作，熟悉系統(tǒng)界面的操作，了解遙測列表數(shù)據(jù)上位機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)線電能情況和低壓母線側(cè)的各個量的數(shù)值含意。熟悉將電壓、電流的瞬時值和有效值以及無功、有功、畸變率等實(shí)施檢測的數(shù)據(jù)接入相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析，及時掌握系統(tǒng)各個節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀況，對故障點(diǎn)進(jìn)行及時鎖定和詳細(xì)故障排除。再進(jìn)行趨勢圖繪制，來進(jìn)行故障或電能質(zhì)量預(yù)測，提前進(jìn)行技術(shù)干預(yù)。

3.3 協(xié)作完成項(xiàng)目內(nèi)容

首先，在“供電技術(shù)”項(xiàng)目式教學(xué)改革項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師和學(xué)生要對各自在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中所呈現(xiàn)的教與學(xué)的角色作一定的調(diào)整，學(xué)生在項(xiàng)目式教學(xué)中扮演主體角色，教師則承擔(dān)配角和服務(wù)的角色，教師主要任務(wù)是對學(xué)生設(shè)置的項(xiàng)目方案進(jìn)行把關(guān)，對學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)行監(jiān)督和考核。

其次，學(xué)生組建項(xiàng)目小組團(tuán)隊(duì)。班委對班級學(xué)生按平時成績高低進(jìn)行搭配，將班級學(xué)生分成若干小組，每組成員約5-8人，每個小組有自己的項(xiàng)目任務(wù)。項(xiàng)目小組負(fù)責(zé)人組織小組成員對項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行細(xì)化。學(xué)生對自己所在項(xiàng)目的內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，可借助課本、圖書館、網(wǎng)絡(luò)等手段進(jìn)行資料收集，也可到相關(guān)企業(yè)和市場進(jìn)行調(diào)研。前期工作完成后，學(xué)生依據(jù)項(xiàng)目的開發(fā)流程以及自己所承擔(dān)的任務(wù)，正式進(jìn)入項(xiàng)目實(shí)施階段。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，小組成員及獨(dú)立有相互協(xié)作，對所遇到的問題可以相互協(xié)商，也可以向其他項(xiàng)目組成員或老師進(jìn)行咨詢，并作好項(xiàng)目實(shí)施過程的相關(guān)記錄。

最后，準(zhǔn)備項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，對每次的方案確定、電力開關(guān)設(shè)備的選型和配套、參數(shù)調(diào)整、系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果都要進(jìn)行記錄、備案，對每次項(xiàng)目小組的會議記錄進(jìn)行整理。對項(xiàng)目運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期效果進(jìn)行對比，提出后續(xù)工作的設(shè)想，完成項(xiàng)目資料整理和結(jié)題報(bào)告的書寫和打印，作好項(xiàng)目驗(yàn)收準(zhǔn)備。

3.4 項(xiàng)目驗(yàn)收和成績評定

完成項(xiàng)目后分析，向授課老師提出項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)申請，老師組織項(xiàng)目評定小組對該項(xiàng)目的相關(guān)資料進(jìn)行驗(yàn)收，首先查看項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告書，判定設(shè)計(jì)方案是否合理，與任務(wù)書要求是否一致。其次，各小組分別講解所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新點(diǎn)。并回答老師或其他同學(xué)提出的相關(guān)問題或疑惑。最后對所遇到的問題進(jìn)行討論和總結(jié)，為以后的教學(xué)改革提供依據(jù)。

成績評定首先查看項(xiàng)目報(bào)告書寫是否規(guī)范，內(nèi)容是否詳實(shí)合理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與實(shí)際相吻合。其次，注重項(xiàng)目實(shí)施過程的考核，包括項(xiàng)目組每位學(xué)生的參與程度、考勤、擔(dān)當(dāng)角色等。最后，每位學(xué)生還要與老師進(jìn)行一對一答辯，如有實(shí)驗(yàn)部分，還需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，查看是否能熟練完成實(shí)踐部分。評定小組依據(jù)以上三個方面給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)，作為各個項(xiàng)目成員的最終得分。

4 項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)施效果

以池州學(xué)院電氣專業(yè)為例，2016級和2017級各有一個班，人數(shù)都近55人，筆者在2017級電氣專業(yè)“供電技術(shù)”課程采用項(xiàng)目式教學(xué)，在2016級電氣專業(yè)“供電技術(shù)”課程采用傳統(tǒng)式教學(xué)方法。通過兩個班級在“供電技術(shù)”課程結(jié)束后的表現(xiàn)對比如下。

期末考試：以供電技術(shù)課程期末考試為例，兩個年級的期末考試題目難度相當(dāng)，經(jīng)歷過項(xiàng)目式教學(xué)班級平均分76.8分，傳統(tǒng)式教學(xué)班平均分73.4分，從考試卷面看出，在基礎(chǔ)題和簡答題方面得分兩個班級接近，主要差異是在綜合應(yīng)用題目得分方面。

學(xué)科競賽：該校電氣專業(yè)的學(xué)生主要參加全國大學(xué)生智能車大賽和安徽省單片機(jī)設(shè)計(jì)大賽，2017級電氣的學(xué)生成績明顯優(yōu)于2016級電氣班級學(xué)生，獲得全國大學(xué)生智能車大賽總決賽二等獎和省級一等獎各1項(xiàng)，省級二等獎2項(xiàng)；獲得安徽省單片機(jī)設(shè)計(jì)大賽省級一等獎和二等獎各1項(xiàng)，省級三等獎3項(xiàng)。

5 結(jié)語

本文依據(jù)“供電技術(shù)”課程內(nèi)容的特點(diǎn)，探索了在“供電技術(shù)”課程中引入項(xiàng)目式教學(xué)方法，提高了實(shí)踐環(huán)節(jié)在整體課程中的比例，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，注重過程評價在學(xué)生考核中所占比例。既有利于解決“供電技術(shù)”課程所面臨的綜合性和工程應(yīng)用性需求，又滿足“新工科”人才培養(yǎng)的需要。