基于工程能力培养的供电技术课程教学改革

陈春燕

摘要：供电技术大力发展，对供电的要求也越来越高。高校在供电技术课程教学中，必须针对课程综合性和工程性的特点，加强教学设计、增加师生互动、增强实践操练、融入前沿技术、拓展网络课堂。该文从教学方法、课程体系、校企合作、实验实践与课程设计等多个角度进行了探索，提出了活化课堂教学，加强实验和课程设计环节，利用网络资源，结合工程设计常识的，让学生多接触企业实际的改革思路。坚持工学结合，校企合作，不断培养高素质的人才，满足社会需求。

关键词：供电技术;教学设计;实验教学;工程能力;校企合作

中图分类号：G424        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）09-0093-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

供电技术是电气工程及自动化专业的一门重要的专业课，主要讲授供配电系统的基本知识和理论、计算和供配电一、二次系统的设计、运行和管理，以及介绍供电的设备和规范。该课程综合性和实用性比较强，课程涉及的概念、公式和计算方法很多。之前的教学模式比较单一，主要是教师根据教材章节传授理论知识，学生把学习重点放在负荷计算和短路計算等上面，与实际的工程能力的培养有一些脱节。而应用型本科院校更加需要培养创新型人才，课本附录内的一次设备型号老旧、接线方式过时、二次保护还是以电磁式保护为主与目前计算机操控的智能电网建设相差甚远。而本课程又存在内容多、学时少问题，要让学生在较少的学时既懂理论，又能全面的认识工程实践，就必须对该课程的教学方法进行不断探索。

1 丰富教学方法，活化课堂气氛

课堂教学仍然是学生掌握知识和技能的最主要环节，但是以教师为主体灌输课本内容的教学模式会使学生逐渐失去学习的主动性和积极性。教学方法得当、手段多样以及体系清晰才能激发学生的学习热情，为后续实践教学打下坚实的基础，为学生掌握该课程的内容提供了保障。教学改革后在以往传授式教学和辅导式教学的基础上融入自主学习、案例教学、探究教学、合作学习等模式活跃课堂气氛。供电技术课程有着鲜明的工程应用背景，主要涉及供电系统的分析计算、接线设计、运行维护和应用研究。在授课过程中借鉴“体验教学法”“项目引导法”和“翻转课堂”的教学经验设计部分课堂教学。比如在主接线设计的教学中，教师可以提供许多企业真实的接线图纸，通过图纸对比分析讲解不同负荷等级下采用的不同形式接线方式;在了解线路选型的方法时，可以分析电线为什么有粗有细，从而引发学生思考线路截面积不同，所能承载的负荷不同。在讲授断路器、变压器选择和校验时根据分析学校供电情况讲解高压设备选型思路和校验内容。在校内组织学生参观学校的高压变电所，教师通过现场教学的方法讲解学校的供电系统和供电设施，让学生对课程有了感性认识。通过身边的工程实例导引，结合生产生活实际问题去分析研究，不仅能让学生从课本知识中脱离出来，也能让学生从更好地掌握所学知识的实际应用。

2 重构课程体系，增强师生互动

一门新的专业课，如果一开始不让学生了解改课程的结构体系，根据教材内容从头到尾讲授下来，很多学生分不清主次，越学越没有头绪。通过教学改革打破课程知识点的顺序，教学过程将依托于一个大型企业降压变电所电气设计的所需要掌握的工程知识和技能分模块讲解教材内容。在讲授教学重点要点时细化强化，对于一些不是很重要的内容可以建议学生课外自学，除此之外还要让学生知道各章节、各模块内容之间的相互联系。由于电力系统设备和技术的不断更新还要求在课程讲授过程中还要不断引入新的设计规范、新的行业标准、新的电力技术和新的电气设备，做到与时俱进。

在课堂教学中多关注学生的反应，增强与学生的交流。根据教学内容、学生层次进行有针对性提问，引导学生去查阅资料、思考分析和正确表述。通过问卷投票、结对任务、分组讨论、头脑风暴等形式让学生积极参与到课堂中，通过课内外师生交流使学生能深入理解课程内容，实现真正意义上的教学相长。通过课外辅导和答疑了解学生对知识的掌握情况，发现教学过程中的问题，也可采用翻转模式的小组汇报，引导学生自我探索和自我学习。每次课精心设计教学环境，以便于监督学生，并且让学生更好地参与。教师通过示范教学，示范讲解，言传身教激发学生学习兴趣，让学生更好地理解课本知识。

3 结合工程常识，融入新型技术

在供电系统电气设计中，通常用理论数据和公式来进行电力负荷计算、短路电流计算作为各种设备型号、导线材料的选择依据。比如在选用输电导线时，导线正常的载流量、需满足的机械强度、短路时允许的最大电流等数据都可以按理论公式计算出来，但是在工程项目中因为除了现阶段的运行要求外还要考虑到长远的发展需求，实际选用的导线截面肯定要比计算值大。像断路器、隔离开关等开关设备的开断容量甚至要比理论计算值大好几倍，这样才能保证保护的速断性，确保供电的安全可靠。一般来说一个供电系统建成后，企业还在发展，用户还在增加，如果没有一个长远的计划，到时候电力负荷过大就要考虑到电力设备容量的扩大或更换，这样一来就会有很多不必要的浪费，因此必须根据在设计的初期做好长远的规划，避免重复投资。因此在教学就要把这些常识充实到课堂中，让学生对实际工程的设备选用情况有一个预知，这样就能在今后就业时更快更好地胜任工作。

供电技术日新月异，变电技术、供配电方式和继电保护的技术不断更新，而供电技术课程的教学内容基本没什么变化。为了更好地适应科学发展，可以邀请企业专家或技术主管进行专题讲座，让学生了解电力工程中的新项目、新设备、新技术。比如在变压器选用的时候课本附录里供选的油浸式变压器在实际工程中由于体积大、漏油、散热等问题很少用了，这样就要跟学生主要介绍目前常用的干式变压器和箱式变压器，在一次设备中断路器、互感器目前也大量采用SF6惰性气体灭弧，淘汰老式的灭弧方式。现在选用的孙丽华主编的《供配电工程》教材中的接线方式多采用单母线分段中间加隔离开关，而现在实际多采用单母线分段中间加断路器、或直接采用双回路供电方式。在教学过程中教师不能一味讲解课本中过时的电气设备、老旧的接线方式、淘汰的电磁保护，要将先进技术不断渗透给学生，要体现科技的前沿性，通过介绍这些新的产品和技术让学生更快适应未来发展需求。

4 巧用网络平台，拓展第二课堂

供电技术是一门知识覆盖宽广、新技术发展迅速的一门课程。由于课时的限制，课堂上不可能对每一个知识点面面俱到地讲解。因此可以要求学生利用网络等辅助工具搜索相关论文和文献，通过慕课、微课等形式多样的网络学习方式，充实学习内容，了解技术前沿。教师整理和推荐优秀的慕课、微课等资源，创建实用的网络平台的资源，作为课堂教学的一种添加剂。学生可以使用手机、计算机等常见的便携式设备进行网络学习，使学习的过程从教室固定模式转变成随处移动模式。在网络教学环境中，将教学资源相关内容进行筛选，提供高质量的教学视频、PPT课件、动画、图片等给学生。比如学生通过观看“断路时隔离开关的电弧现象”的视频观看，深刻地理解断路器的作用及开断容量;通过观看“倒闸操作流程”理解隔离开关与断路器的区别。通过网络资源不断拓展课堂知识，通过混合式教学模式启发学生的学习兴趣，从而达到更好的教学效果。教师根据学生对基础知识的学习情况，随时推荐网络教学平台上的优质教学资源，并督促学生持之以恒地进行网络资料学习。教师还可以通过蓝墨云、钉钉等使得现代信息化的教学改革通过第二课堂有效开展起来，有效把控学生网络学习成效，通过鼓励学生自主学习的方式让他们获得更多的知识和技能。

5 注重实验教学，强化动手能力

新型人才的培养除了专业知识外、专业技能的训练也十分重要。每一个模块理论知识讲授完之后會安排对应的实验项目。通过教学改革课程组针对该课程设置了实验室实践教学和软件仿真实验两种模式环节，实验室实践主要安排在课内进行，该实验项目由电流、电压继电器特性实验;线路的过电流保护实验;电压、电流互感器接线方案实验等，学生通过接触实验设备，进行连线、调试、操作和试验数据分析，对课堂理论知识进一步巩固。由于工厂供电、配电和继电保护的实验设备成本高，实验室设备的使用率也不是很高，在培养计划设定的实验学时外我们采用开放实验的形式，每周都设定一个时间段鼓励学生到实验室创新实践。课程改革更加注重学生的实践训练，理论与实践相结合，改变了传统的课程模式，实现了创新教学。对于有些在实验室不方便开展的实验，比如电力线路的三相短路、倒闸操作等不适合现场操作实验现象，可以采用Matlab软件仿真来模拟短路现象，增加直观性和趣味性。教师还会建议同学们熟练应用学过的CAD和Visio软件绘制工厂变配电系统的电气接线图。这些专注于学生的专业技能培养的教学模式，使学生更加熟悉计算机的应用，能力更加符合企业的岗位需求，综合素质得到全面提高。

6 课程设计优化、契合工程实际

在完成理论教学本课程安排了一周的课程设计，对所学的理论知识全面应用，让学生在分组进行降压变电所电气的综合设计，锻炼解决问题、分析问题和实践创新的能力。学生根据课程设计任务书将课堂上所讲的计算步骤、分析方法和设计规则综合应用去完成某个企业降压变电所和配电系统的设计。在课程设计题目的设定上，以往一般都是教师自拟数据的假象题目，教师通过查阅网络和书籍资料拟订几组题目，比如说“某机械厂供电系统设计电气”“某纺织厂一次系统设计”，然后修改负荷资料，自然条件以及供电电源的这些主要参数后分配给每位同学，学生根据数据和步骤计算，根据课本目录顺序计算负荷、设计接线、计算短路、选用设备，整个过程闭门造车，没有内化成自己的知识，积极性和主动性差，而且教师自拟数据与工厂实际供电情况相差很远。好的设计题目应该来源于实际，且不仅仅局限在工厂企业供配电系统，也可以选择居民小区、大型商业或医疗场所的真实数据。改革前设计的类型也比较单一，改革后可以从单一的变电所电气设计往变压器保护、线路保护等多方面拓展。这样既增强了实用性，又可以让选题多样化、工程化，丰富了课程设计的内容和形式，可以激发学生设计的积极性。课程设计以项目为载体，以学生为主体，通过任务驱动模式，将理论应用于实践，学生的综合分析问题和解决问题的能力大大提高，并通过设计答辩的形式给学生一定的压力和动力，帮助课程取得更好的教学效果。

7 加强校企合作，建立实习基地

想要培养企业需要的人才，就需要将学生送到企业参观和学习。这需要教师和系领导不断加强与企业之间的联系，建立实习基地，方便学生在有效学习理论后，进行实际操作训练。经多方努力现已与宁波天安集团、晨江电力、福特继电器厂等企业建立校企合作关系，学校教师和学生可以去企业挂职锻炼和参观学习。很多教师从高校毕业后直接任教缺乏实践经验，通过投入企业挂职，不断提高自身技能，发挥专业理论知识方面的优势，同时提高操作能力。学生在暑假或大四实习阶段可以到企业岗位实习，全面接触生产实践。优秀的实习生会被企业以订单模式录用毕业后可以直接工作，企业和学校结合，学校、教师学生和企业多方受益。在校企合作模式下利用企业的实际工程项目开展实践教学活动，注重在人才培养与企业共同进步，促进学生个性化成长与多元化发展，注重知识的应用和综合能力的提高，使学生逐步掌握电力设备的运行，维护，管理和检测能力，以及电网和变电站的工作能力。通过参观和学习，学生认识、熟悉实际设备和接线，在做设计时才能心中有数。通过校企合作扩大师生知识面，使学生毕业后能尽快适应岗位，有助于学生综合能力提高和就业。

8 强化考核体系，弱化期末比例

考核是检验学生的学习效果的有效手段和方式，在课程改革基础上，重新设计新颖的课程考核方式，课程考核要增加平时成绩的比例，弱化期末成绩在总评中的比例，平时的成绩除了上课出勤和作业成绩外，融入学生课堂表现、实验项目完成情况、网课学习情况、开放实验的参与情况等。课程设计考核除了提交设计报告外每位学生还要与老师进行一对一答辩，考查学生对课题的熟悉程度、理解能力以及表达能力。在课程设计过程前告知学生考核要求，设计期间加强日常管理，通过中期检查和答疑帮助学生解决问题，培养学生严谨求学的作风，开拓学生的设计思维，最后需要通过答辩和提交课程设计报告。全方位考查学生对设计过程的熟悉程度、理解能力以及表达能力。课程设计报告和图纸要求设计方案合理正确、格式规范。课程设计的总评成绩由平时、答辩和报告图纸三部分成绩按比例组成。通过细化考核方式，对学生设计过程全方位的指导和掌控，使学生理论知识的应用和综合设计能力得到提高，避免学生在设计过程中东拼西凑，滥竽充数。

基于工程能力培养的供电技术课程教学改革突出了实用性的特点，以培养学生的工程设计能力为目的，打破课本章节体系整合理论知识，通过教学设计激发学生学习兴趣，通过实验锻炼巩固创新，通过网络课程拓宽知识面，通过校企合作让学生零距离接触生产实际，通过课程设计让学生独立地掌握电气设计技能，通过新颖的考核方式让学生真正的学有所得。

参考文献：

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【通联编辑：朱宝贵】