《电力系统继电保护》课程双语教学探讨

邹必昌

（长江大学电子信息学院，湖北 荆州 434023）

电力是当今世界使用最广最方便、地位最重要、看似取之不尽用之不竭的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响［1］。电力系统由各种电气元件按照一定方式构成一个整体，它包括发电、输电、配电和消费等不同环节［2］，由于自然环境，制造质量，运行维护水平，负荷变化等诸多因素的影响，电力系统的各种元件不可能一直保持正常状态，因此需要有专门的技术为电力系统建立一个安全的保障体系，其中最重要的技术之一就是继电保护技术。电力系统继电保护的基本作用就是在全系统范围内，按保护的范围实时检测各种故障和不正常运行状态，并快速及时地采取措施隔离故障或告警，以求最大限度地维持系统的稳定，保持非故障区供电的连续性，保障人身安全，防止或减轻设备的损坏［3－4］。《电力系统继电保护》课程涉及多门学科，如电机学、电路理论、电力系统分析、电力电子技术、模拟电路、数字电路和微机原理等，加上电力系统继电保护中的有些理论还在进一步完善中，而新的技术又不断被应用，所以学生学习起来普遍感觉有相当大的难度，而该课程的双语教学目前在国内的高校中还不太常见，因此探索一条符合该课程教学和学习方法，尤其是双语教学方法，以便更好地促进该课程的教学与发展，具有很重要的实际意义。

1 教材的选取与课件制作

双语教学之难，主要有2点:①教材的选取。应尽可能选用外文教材，以达到一举两得的目的——既让学生学得专门知识，又能进一步学到地道的科技英语。笔者在网上查阅了电力系统继电保护方面的英文教材，发现只有一本较新的教材 《Power System Relaying》［5］。该教材内容较为新颖，语言流畅优美，较多的介绍了当今电力系统继电保护发展的新技术，新方法，但对电力系统继电保护中最典型的内容，如电网的电流保护、距离保护、输电线路纵联保护和自动重合闸讲的较为粗略，尤其是在保护的整定方面不够详尽，而对发电机保护和变压器保护，母线保护和电抗器及电容器则内容更充实一些。该教材不太适合我国国情，因此在课件制作时，笔者特意按照中文教材的内容增加了对电流保护、距离保护、输电线路纵联保护和自动重合闸方面的讲解，同时便于学生参阅相应的中文教材，以便学生毕业之后能尽快胜任这方面的工作。②语言难。我国学生普遍阅读能力强，听力较弱，如何恰当充分融汇中英文语言，让学生听懂就成为关键。当前，我国的特高压输电，尤其是高压直流输电发展迅猛，而高压直流输电中的继电保护名目繁多且多是采用国外进口设备，如德国西门子、瑞典的ABB等公司，其技术说明书等几乎都是英文，因此，对电气专业的毕业生而言，《电力系统继电保护》双语教学对今后从事相关工作就显得尤为重要。因此在制作课件时主要做了如下几点:

1）在每一章的开头列出该章的专业词汇，让学生多读多练习并记住，这样便于后续课程的讲解，以免经常因为在讲课过程中解释专业词汇而浪费太多时间，当然不能一下子把所有的专业词汇都列出来，那样会吓到学生，只有循序渐进，才能提高学生的兴趣和积极性，而这也是教好该课程的关键。

2）教学过程中尽量采用英语教学，考虑学生的英语水平，PPT课件要同时尽可能多的以英文字母显示出所讲内容的主要内容，毕竟学生听力水平还有待提高，这也符合我国国情。

3）对英文词汇的解释也用英文解释，必要时可将汉语意思标在旁边，这样可进一步提高学生的口语水平及学会用英文思考问题。

4）图片的应用。恰当的插图能让学生对所学知识有直观的认识，便于提高学生的感性认识。

2 根据学生的英语基础分层教学

教师的工作对象是学生，学生既是受教育的客体，更重要的也是具有独立思考能力的主体。只有充分发挥学生的主观能动性，才能活跃课堂气氛，引导学生积极思考，激发他们的探索性和创造性。另外也要充分调查学生的英语基础，建议将英语成绩好的和愿意考研的学生采用英语教学，部分英语基础差的学生采用汉语教学，这样可以相互补充，使学生真正学好这门课程，这也是教学改革的一个方向。从前几届考研学生反馈的信息来看，都提出要加强对 《电力系统继电保护》的教学，因为该课程是电气专业考研复试阶段的必考课，因此有必要将这门课程改为电气自动化选修课中的必选课。

3 增加教学学时

电力系统继电保护的设置是否合理对电力系统的安全稳定运行具有决定性意义，要让学生充分认识到继电保护工作的重要性，稍有差错，可能会给国民经济和人民生活带来巨大损失，这样才能让学生意识到对将来从事这项工作时肩上承担的责任。学院对该门课程的重视主要体现在管理上，老师和学院都要加强对这门课程的考核，同时由于采用双语教学后极大地延缓了教学进度，因此有必要略微增加教学学时，否则难以完成核心章节的教学内容。

4 综合运用多种教学方法

教学方法是教师完成教学任务的手段，传统的教学方法是 “教师讲，学生听”，采用的是填鸭式的教学方式，课堂气氛沉闷，加上教学内容枯燥无味，严重压制了学生的学习积极性，主动性，教学效果差，因此，有必要改革。

4.1 引人入胜法

引人入胜法强调在正式开始讲授每一种保护方法之前，先用一个保护继电保护失效而引发的事故短片将学生的注意力牢牢地吸引住，对学生起到强烈震撼作用，然后开始正式的教学，这样学生才会意识到这类继电保护设定时的关键知识点，也更容易起到过目不忘的效果。另外，教学形式可以不拘一格，学生可以现场提问，甚至让知道的学生自己回答，互动性强，有利于激发学生的思维性和创造性，同时也可以克服中国学生的羞怯心理，培养他们勇敢的表达自己观点的能力，尤其是要求学生用英语回答问题时，更能使他们得到锻炼，这一点正是目前学生所缺乏的。当然培养学生用英语回答问题要循序渐进，从最简单的做起，难一点的问题老师可用诱导、提醒的方式解决。

4.2 案例分析法

《电力系统继电保护》中的理论大多枯燥无味，学生对理论部分的学习相对来说兴趣也差，利用案例分析来提高学生的学习兴趣进而掌握理论，则可以让枯燥的理论教学生动形象，还能将教学、研究和工程实际紧密连接接起来，提高学生分析问题和解决问题的能力。《电力系统继电保护原理》中很多知识点的讲授都可以应用案例分析法［6］，如电网的电流保护中的三段式过电流保护，就可以具体选择一条10kV的线路作为一个案例进行分析，如图1所示。图1中R1，R2，R3表示断路器，当D3点短路时，根据保护的选择性要求，应由断路器R3的速断保护动作，切断故障，R1、R2处分别配置有各自的电流速断保护，限时电流速断和定时限过电流保护三段式保护，对于各自的电流整定值以及相互之间的保护的配合，就可以通过具体数值来讲解，如果D3出现短路故障时，R2先于R3动作，则保护就出现不正常，由此可以引导学生自己讨论，寻找原因，当然还有其他的一些保护不正常的情况，最后由老师总结，这样提高互动性，增强课堂效果。

图1 10kV线路三段式电流保护

4.3 现场仿真法

随着MATLAB仿真软件的普及和多媒体教学的广泛应用，加上笔者以前参与了湖北省电力公司“具有三维交互功能的配电仿真培训系统”项目的研究，因此可以将这些研究成果应用在电力系统继电保护的教学中。这种培训软件真实性强，可以配合MATLAB对不同的保护进行设定并仿真，以判断其保护效果，并且便于随时修改。只要掌握方法学生可以自己动手做，这样也可以培养学生的成就感，积极性就高。当然，由于教室里的电脑运行速度等原因，课堂上不可能经常做这种现场仿真，因此可以采用网格教学法解决。

4.4 网络教学法

每个学院都建有网站，可以借助这个平台，将该课程的课件及作业要求等内容放在网站上，建立开方式教学，一方面便于学生自学，另外也可以反馈学生的信息，便于老师掌握学生的学习动向。同时将“具有三维交互功能的配电仿真培训系统”的软件嵌入到教学平台上。学生有时间可以自己随机选题进行自我考核，检查学习的效果。教师与学生可在线交流，解答学生的疑问，探讨共同关心的问题，了解学生的学习和其他方面的动态，及时调整教学方法和进度。

5 教学内容的选择

国内外不同的教材，不同的高校所采用的教材多有差异，继电保护课程的内容多而复杂，但作为双语教学，由于学时限制，加上教学进度相对较慢，不可能做到面面俱到，在课堂中讲授所有的知识点。因此对教学内容必须精心选择，必须涵盖继电保护的核心内容，主要包括电网的电流保护、电网的距离保护、输电线路的纵联保护、自动重合闸和电力变压器的保护［3］，这是学生必须掌握的，要求会设计、会计算、会看懂二次线路图，因此要重点讲；其他的扩充视野的内容如母线保护、发电机保护、电容器保护以及微机继电保护［7］等则要求学生大致了解，可以给学生推荐一些比较好的课外补充教材，便于有兴趣的同学自学。

6 考核方法多样化

考核是教学管理的重要环节，对整个教学过程和学生的学习过程具有导向作用，以前的考核方法比较简单，由于是选修课程，很多同学只是为了拿个学分，因此选课之后经常缺课，老师主要以考勤和印象给分，不利于提高学生的积极性，为了鼓励学生多出勤，还可采用多种考核方法。

6.1 传统的出勤率作为考核的必要手段

对于双语教学学生必须尽量参与，毕竟机会难得，英语作为一种国际化的语言，每个大学生都应该掌握并能熟练应用，如果学生连上课都不愿意参加，何谈自学，当然有部分学生具有惰性，这种手段还是必须的。

6.2 作业效果作为第2种考核的手段

强调作业的重要性是不言而喻的，双语课的作业是英文的，通过做作业一方面可以进一步加深对理论知识的理解，另一方面培养学生的写作能力，一举两得。

6.3 课堂表现考核

为了进一步敦促学生学英语，上课用3～5min听写一些专业词汇，将结果纳入考核范围，同时课堂回答问题活跃的学生也可加分，考核排名靠前的甚至可以采取某种奖励，有些考核甚至可以让学生们自己评分，互相监督。因为老师不可能每节课都点名，学生们则很清楚本班同学的表现，这样可大大激发学生的学习热情，改善师生之间的关系，形成良性互动，做到考核的成绩能全面反映学生的学习状况及存在的问题。

6.4 课余表现考核

主要通过网络教学平台进行。在这个平台中可以设置管理员和学生的不同权限，对主动进入课程平台学习的同学进行登记，同时通过 “具有三维交互功能的配电仿真培训系统”的软件将学生的测试成绩记录在案，作为考核的依据。

7 结语

《电力系统继电保护》是一门难度较高、覆盖面较广的课程，而双语教学也是适应教育改革国际化一种探索，还有很多需要研究和学习的地方。我国的高等教育也正处于一个大变革的时代，如何使改革更加有利于培养创新性人才，是每个教师应尽的职责。在教学的过程中应不断地调整和改进，努力改进教学方法以提高教学质量，更好地为社会培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高、适应国际化需要的具有创新精神的电气自动化类专业人才。

［1］尹项根，曾克娥 .电力系统继电保护原理与应用 ［M］.武汉:华中科技大学出版社，2004.

［2］何仰赞，温增银 .电力系统分析 ［M］.武汉:华中科技大学出版社，2012.

［3］张保会，尹项根 .电力系统继电保护 ［M］.北京:中国电力出版社，2008.

［4］尹项根，曾克娥 .电力系统继电保护原理与应用 （上册）［M］.武汉:华中科技大学出版社，2001.

［5］Horowitz，S H.Power System Relaying ［M］.3rdedition.John Wiley ＆Sons Ltd，2008.

［6］刘晓军，肖白，崔杨 .“电力系统继电保护原理”教学改革探讨 ［J］.电气电子教学学报，2013，35（6）:20－22.

［7］陈德树，张哲，尹项根 .微机继电保护 ［J］.北京:中国电力出版社，2000.