电力系统继电保护课程教学改革探索

2020-10-27武新雯

中国电气工程学报 2020年9期

武新雯

摘要：电力系统继电保护是本科高校电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，其应用性、实践性的特点非常突出。继电保护课程的教学长期以来都是按照传统的学科体系实施教学，即先实施理论教学，然后期末考试，再组织课程设计及专业实习，授课教师在此基础上讲解保护原理及保护装置的结构和性能。在传统教学模式下，教师感觉费时费力，学生觉得枯燥乏味，教学效果不理想。本次教改项目从电力系统继电保护课程的教学内容、教学手段和教学方法、实验开发和考核评价体系等几个方面探讨课程的教学改革，注重工程实践，体现“工”、“学”结合思想，来实现提高教学效果、增强学生的专业素质和动手实践能力的目的。

关键词：继电保护;课程;教学改革

引言

电力系统继电保护原理是电气工程专业重要的专业核心课程之一。继电保护装置在电力系统中占有重要的地位，是保证电力系统安全可靠、稳定、高效运行必不可少的重要组成。本课程设置的目标是培养具有一定专业理论知识和实践能力较强的高素质技能型电力人才。本课程涉及前期学习的课程较多，要求学生具备电力系统短路计算、电工、电机学等多门课程的相关知识。课程内容抽象、涉及其他课程知识点较多、概念较难理解，要在有限的学时内讲透彻，具有一定的难度。

1课程教学现状分析

1.1教学方法过于单一

授课过程中大多以传统教学方法为主，以教师为主体，学生顺着教师的思路学习，学生的学习活动都围绕着教师进行，被动地接受知识，知识量大，对于知识的理解掌握不够深入。教师只注重理论的讲授，没有实物予以展示，讲述过程枯燥无味，且学生没有做笔记的习惯，随着时间的推移，逐渐遗忘，导致跟不上后期的学习，逐渐失去学习的兴趣，严重影响了学生的积极性和创新思维，难以在实际中活用所学知识。学生一旦碰到问题就缩手缩脚，很难运用所学知识解决问题。

1.2教学过程中只是以教师本身为主体，教学手段和教学方法单一

传统的继电保护课程的教学方法是以教师为主体，学生为客体，现在多数仍然采用这种教学模式。授课教师只顾完成教学任务，单向地向学生传授理论知识，教学手段及方法比较单一，学生的学习活动比较被动，甚至有些学生只求及格。作为知识接受者的学生，由于缺乏学习的积极性和主动性，没有学习乐趣，对于知识的理解和掌握比较肤浅，缺乏活学活用的能力，长此以往导致学习兴趣更加降低。这种教学模式束缚了学生的创新思维，不利于积极性和主动性的提升，造成学生很难把理论知识与现场实际情况结合起来，不能解决实际应用问题。

1.3学生基础知识参差不齐，学习成绩差异较大

电力系统继电保护原理是电气工程及其自动化专业的专业课程，具有理论水平高、实践性强、涉及知识面广、知识更新快的特点。不但要求学生学好前期课程，还要及时关注最新技术，以此，要很好掌握这门课程具有一定的难度。同时，本课程还需掌握数学、电机学、电力系统分析、发电厂电气部分等课程。由于我院生源差异性较大，大多数学生基础知识薄弱，加上语言表达理解存在差异，对专业课程的概念理解模糊不清，更难将各学科知识之间的关联弄明白，学生学习难度大。此外，一些区外生源基础较好，他们认为所讲的知识比较简单，缺乏挑战性，授课时不愿意去听，这导致考试成绩两极分化，学生失去学习信心，也不愿学习，感到枯燥难学。

2电力系统继电保护课程教学改革对策

2.1丰富教学方法和教学手段

教学方法和教学手段应用的是否合理与丰富，对调动学生学习的积极性和主动性是非常重要的。要激发学生的学习兴趣，就必须改变传统的灌输式教学方法，尽可能的设计问题启发学生进行思考，多采用研究式、反问讨论式、启发式的教学模式。教育活动是“教”与“学”双向交流的过程，既要强调老师“教”的主导作用，也要突出学生“学”的主体地位，达到双向互动。电力系统继电保护课程内容多，知识关联性强，学生一旦对前部分内容不理解，就严重影响后续章节的学习，从而丧失学习兴趣。要充分调动学生的学习兴趣，激发学生学习的主动性和积极性，就必须丰富教学手段和教学方法。

2.2加强实践环节，提高学生综合运用能力

实践教学是高校教学中的重要环节，高校对学生的实践能力和综合素质要求也越来越高，本课程更是与实践联系紧密。实验教学中，增加实验学时，增加一些综合性内容，将实验室每周在固定时间开放，争取让每位学生都能独立做一遍。课程设计应编写多样性的设计题目，将课程中抽象的理论内容融入实践中，增强学生对知识的理解深度，培养学生独立思考的能力。引入MATLAB/SIMULINK计算机仿真环节，对实际生产中的工程实例进行仿真计算，让学生更为直观地认识这门课程。引入电力系统分析综合程序（PSASP）软件，将电力系统分析与继电保护整合为一门综合设计，把前期所学知识很好地贯穿起来，让学生建立一个更清晰的电力系统网络，将抽象化为具体。

安排为期一周的电厂参观实习，让学生从发电、变电、输电、配电、用电各个环节来认识电力系统，了解继电保护装置的发展状况，学习保护装置的的实际操作，以及系统故障的波形变化和故障原因分析。

2.3实践训练的改革

对于继电保护这种涉及实际工程的学科，实践教学是非常重要的。通过实践训练的教学环节不仅可以帮助学生验证理论课堂中所学到的理论知识，也有利于学生巩固加深对保护原理的理解。实践环节要求学生动手操作，包括系统模型搭建，保护定值计算以及保护功能逻辑设计等，根据学生在实践中的表现及反馈，适度调整教学方案，优化考核方法。

2.4考核方法的改革

目前部分高校仅采用闭卷考试的考察办法，测试学生的知识熟练度。闭卷考试有其一定的优势，可以较为准确地反映学生对理论知识的掌握情况。但仅使用闭卷考试的方式来进行考核，会给学生传达“重理论，轻实践”的错误印象，导致学生专攻理论而放弃实践部分，对人才培养不利。

在电力系统继电保护考核方面，高校应加强实践环节部分，注重理论与应用相结合，采用多元化的方法对学生的学习效果进行检测。

（一）增加实验分析报告

课后习题作业是评定平时成绩的重要依据，将课后习题与继电保护实验相结合，让学生对所做习题模型进行仿真分析，并提交相应实验数据报告，实验报告应以电子版形式提交。通过该项考核可以在一定程度上避免作业抄袭，提高学生独立思考能力。

（二）编写故障分析程序

故障电流计算是继电保护课程重点内容，将编写电力系统故障分析程序作为一项辅助考核，可以采用Matlab、VC++等工具编写程序，最终提交程序，可对给定电力系统模型进行（任意单点）故障电流计算。考虑到编程工作量较大，可以以小组形式完成该项考核。

结语

本文在以智能电网及新能源技术为代表的电力相关产业升级和发展新兴战略产业背景下，结合我校电力系统继电保护课程的教学实际，探讨电力系统继电保护课程的教学改革。经过两年的教学实践，教学改革效果明显。

參考文献

[1]唐国雄.关于“电力系统继电保护”课程教学改革的思考[J].中国电力教育，2011，119（12）：175-176.

[2]梁国艳.应用型本科院校继电保护教学改革的探索与思考[J].中国电力教育，2010，161（10）：67-68.