电力专业方向课程与实践教学环节的教学研究

李 玲，金国彬，黄绍平，夏利霞

（湖南工程学院 电气信息学院，湖南 湘潭411101）

电气工程作为一门传统学科是国民经济的基础产业之一。［1］104－106电气工程科学技术多年来在我省得到了应有的重视和良好的发展。由于湖南经济飞速发展和能源、电力紧缺的现状加上电气工程类人才的良好适应性，社会对此类人才保持较大的需求，尤其对电力工程类专业人才需求的旺盛，所以湖南工程学院电气信息学院紧抓这一契机，继电机、电器传统优势专业方向之后又增设了电力专业方向，以满足我省对电力人才的需求。经过几年的努力，电力专业方向已发展为电气工程专业的骨干方向之一，几年来毕业生就业率均保持在100%。电力专业方向坚持面向湖南电力行业的办学理念，紧随社会的发展，适时调整人才培养方案和知识结构，紧紧围绕“重基础、宽口径、强实践、擅应用”的培养目标，为培养具有扎实理论基础和专业知识、具有较强工程实践能力、创新能力的电力类高级工程技术人才探索出一条自己的路子。

一 优化课程教学内容，改进教学方法

（一）整合优化专业课程教学内容

为了提高学生的动手能力，实现培养应用型高级人才的目标，学校加强了实践教学在课程教学中的比重。近年来，电力专业方向专业课的课时被削减了很多。如电力系统分析由以前的64课时，削减为现在的56课时；电力系统继电保护原理由56课时变为32课时，电力系统综合自动化由48课时变为40课时，供电工程由48课时变为32课时。由于实验教学课时不变，所以理论教学内容如果不及时进行整合优化，仍然面面俱到，什么都讲，什么又都没办法讲透，将造成 “广种薄收”的局面。为此，把现有的教学资源进行整合优化，既能解决课时削减造成的时间不够的问题，又能避免不同专业课的老师对同一批学生讲同一个问题的尴尬局面，同时能够使专业课重点突出，易于学生把握。

以下是我们在优化教学资源时作的一些调整：

（1）将电力系统分析中的短路电流计算放在供电工程中讲授。

（2）电力系统继电保护原理中的微机保护放在电力系统综合自动化中讲授，同时电力系统综合自动化中的变压器、线路保护原理、整定计算内容删去，在电力系统继电保护原理中详细讲解。

（3）电力系统继电保护原理中删去发电机、电动机、电容器、母线保护章节。

（二）改进教学手段、教学方法

1．巧妙使用多媒体教学手段提高教学效果。电力专业方向的专业课程如电力系统分析、电力系统继电保护原理等，前两年基本采用传统的板书教学模式，由于公式多，原理比较抽象，学生不容易理解、教师负担重，没有达到预期的教学效果。为此，在教学过程中我们采用黑板式为主，并巧妙配合多媒体的教学手段，充分发挥多媒体教学的优势，取得了良好的教学效果。

电力系统分析是电类专业学生进入专业课学习后上的第一门专业课。虽然此前的基础课也讲过线路、变压器、发电机等元件，但大多数人对电力系统没什么概念，对整个电力系统的结构和运行情况更一无所知。如果一开始就讲算法理论，学生很难接受，该课开始重点应该放在如何引导学生对电力系统产生兴趣，在感性认识中形成一个整体的印象。因此，在教学过程中可以巧妙利用一些录像片、动画、图片进行教学。例如在课程的开始，主要放一些介绍电力系统概况和生产流程的纪录短片，大家对视频都很感兴趣，看得很认真，对整个电力系统的结构和运行情况也就有了初步认识。

又如电力系统继电保护原理是电力专业方向必修的一门重要的专业课程，在讲解继电保护原理接线及装置的动作过程等内容时，利用传统的板书是很难讲解清楚，学生也不容易理解，我们利用多媒体制作工具和Flash强大的动画演示功能对继电保护的动作原因、过程、信号的流动、电流的方向以及开关的动作过程进行仿真演示，将艰涩难懂枯燥乏味的理论化作动态直观的形象，不仅使学生学起来轻松自如，提高了学习兴趣，也减轻了老师的负担，节省的板书时间能够使老师对教学内容在横向和纵向上扩展，丰富了教学内容，扩大了学生的知识面，提高了教学效果。

2．问题教学法的应用。问题教学法是教育理论中熟知的一种互动式教学方法。［2］41－45我们在电力类专业课程的教学中借鉴问题教学法，在每章的开头设置几个问题，总结所学知识同时引出新的教学重点。设置问题的关键在两方面。一方面，设置的问题要适当，要以学生的知识结构为基础，使学生能够用已有的知识去分析新问题，理解和接受新知识；另一方面，要让学生在围绕问题进行学习时，准确地把握住这一章的要点，以提高学习效率。

如在电力系统分析中，讲完前三章《简单电力网潮流计算》之后，讲解第四章《电力系统有功功率的平衡和频率调整》，可以设置这样几个问题与学生互动：

（1）电力系统潮流计算的结果有什么用？

（2）电力系统频率有何影响，允许频率偏移量是多少？

（3）频率水平取决于什么？

（4）什么是电力系统经济运行？

（5）如何实现经济运行？

（6）电力系统频率如何控制？

（7）什么是一次调频、二次调频？

通过这几个问题的设置简要总结了前面的知识，同时以各问题为点，将下一章的重点内容串联起来，使学生在学习之前对下一章有了一个整体的认识，同时抓住了下一章的重点内容。发问的形式还能激发学生探究知识的欲望。通过学生的反馈意见以及课堂上的互动效果来看，问题教学法得到了学生的普遍认可，取得了很好的教学效果。

二 提高学生实践动手能力，改革实践教学方法

实践性教学的本质就是工程教育，其精髓是培养学生的动手能力和创新精神。［3］134－135按照全面推进素质教育的指导思想，根据培养应用型高级电力技术人才的目标，建立具有应用型特色的实践教学体系是培养学生综合应用能力的关键。学生除了掌握必须的理论知识外，还要通过系统的、紧贴生产一线要求的实践教学体系，培养综合应用能力。

图1 电力专业方向实践教学体系框图

（一）实践教学培养环节的划分

学院将电力专业方向的实践教学体系划分成专业课程实验、专业设计训练、专业综合能力培养等三个环节。专业课程实验环节由电力系统分析、电力系统继电保护原理、电力系统综合自动化三门课程构成，主要的实验项目有：短路计算、潮流计算、各类型继电器的动作特性、微机保护、故障录波，目的是通过对实验现象的观察和实验结果的分析以及对实验设备的使用，加深对专业课程原理的理解，提高学生的实际应用能力；专业设计训练环节主要通过各门专业课的课程设计来完成，课程设计是需要学生独立完成的一项综合性、创造性和设计性与一体的大型课程作业，［4］107－108通过专业课的课程设计加深学生对理论知识的理解，培养学生对该门专业课的综合应用能力，如供配电课程设计、继电保护课程设计等；专业综合能力培养环节主要依靠毕业设计、大型实验周、生产实习、毕业实习来完成，综合应用所学知识和技能，解决生产实际中的有关问题，亲临生产一线，达到毕业就能从事有关生产工作的要求。

（二）实践环节教学方法改革

1．启发式实验教学方法。实验教学作为高等教育结构中的重要组成部分，对于学生实践能力的培养意义重大，具有独特的地位和作用。［5］湖南工程学院的电力专业方向的专业实验集中在TQDBIII多功能微机保护和变电站综合自动化培训实验系统上进行。为此，学生做实验前，先由老师对整个实验系统的结构、原理、特点作详细的介绍，使学生实验前对使用的设备做到心中有数，从而避免发生一些不规范的操作，保证后续的实验能够顺利进行。实验过程中尽量采用启发式和讨论式实验教学方法。从预习到实验操作尽可能地引导学生自己积极思考，对他们提出的问题，一般不作正面回答，而是启发他们自己思考、分析并解决问题。学生每4人组成一个实验小组，在TQDB－III实验系统上，学生独立完成与理论课结合紧密的实验。从参数计算、电网接线、参数整定、到数据整理、实验现象的记录、实验结果分析、实验后思考题目的探究和撰写报告等一整套工作都由实验小组通过合作完成，有效锻炼了学生的团队合作精神。同时针对学生的实验结果、实验现象启发学生对实验误差来源的分析与思考，培养学生的严谨的科学态度。

2．跟踪式课程设计指导方法。课程设计是高等工程教育重要的实践教学环节之一，［5］145－148它是对专业理论课程的系统综合应用练习。课程设计中“学生问老师答”的指导方法容易让师生只见树木不见森林，造成有些学生课程设计的方案不合理。为此采用跟踪式指导方法，密切关注学生的课程设计的设计进展，避免学生总体设计思路出现问题，而导致课程设计不合理。我们为学生安排了单独的课程设计室，里面不仅有电脑供学生使用“博超”电力软件画图，加强学生的工程设计训练，还有很多与课程设计相关的参考书籍供学生查阅。老师首先布置课题，先以简约而概要的提纲式标题的形式将理论课程进行简要的复习，而后以问题的形式来引出所布置的课题内容，并讲解课题的设计思路，在设计过程中尤其学生在理清思路前要经常询问学生的设计思路，以及设计进度、计算结果，启发学生自己发现问题、分析问题、解决问题，从而锻炼学生综合应用所学知识解决实际问题的能力。

［1］ 彭显刚，陈少华，等．电力系统自动化专业方向教学改革与实践［J］．广东工业大学学报（社会科学版），2006（12）．

［2］ 江宁强．问题教学法在“电力系统分析”教学实践中的应用［J］．电气电子教学报，2006（4）．

［3］ 李 滨，祝 云，黎静华．〈电力系统分析〉课程实践教学环节的设计［J］．中国电力教育，2008（8）．

［4］ 黄 肇，王晓芳，唐 杰．〈电力系统分析〉实践环节教学的改革与实践［J］．中国电力教育，2008（2）．

［5］ 刘向阳，郑海务．专业实验室建设与改革实践［J］．实验室研究与探索，2010（2）．