“輸電線路運行與檢修”課程案例教學研究

摘要：“輸電線路運行與檢修”是輸電線路工程專業(yè)核心課程之一，工程實踐性很強，應用案例教學方法可以在有限的學時內(nèi)達到理想的教學效果。從課程在專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中的重要地位和教學內(nèi)容著手，分析了案例教學的優(yōu)勢，給出了該課程案例教學環(huán)節(jié)設計以及案例教學的具體實施方法。提出了保證案例教學效果的一些條件和要求。

關鍵詞：輸電線路；案例教學；教學設計

作者簡介：羅朝祥（1962-），男，湖北鐘祥人，三峽大學電氣與新能源學院，副教授；唐波（1978-），男，湖北安陸人，三峽大學電氣與新能源學院，副教授。（湖北 宜昌 443000）

基金項目：本文系三峽大學教學研究項目（項目編號：J2012054）的研究成果。

中圖分類號：G642.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）23-0049-02

輸電線路工程專業(yè)作為國家高等教育專業(yè)目錄外的多學科交叉的高等工程教育專業(yè)，涉及的學科知識領域包括工程測量、水文與地質(zhì)、土木工程、電氣工程、機械工程及氣象六大學科。經(jīng)過二十多年的專業(yè)辦學探索，逐步形成了由通識教育課程、基礎課程、核心課程和完備課程四個模塊構(gòu)成的課程體系。

由于該專業(yè)涉及知識領域廣，教學課程多，在大學四年總學分控制下，專業(yè)課程的教學時數(shù)相對較少，因此，課堂教學效果尤為重要，它是保證教學質(zhì)量的關鍵，特別是工程實踐性很強的課程教學質(zhì)量。而案例教學可以將有限的課內(nèi)教學延伸到學生課外的自主學習，達到好的教學效果。

一、案例教學的基本特征

所謂案例教學，是根據(jù)教學目的和培養(yǎng)目標的要求，以教學案例為基本教學素材，將學習者引入教育實踐的情景中分析問題和解決問題，培養(yǎng)學習者反思能力，挖掘其教育機智的一種教學方式的綜合。案例教學通過對事件情景逼真的記錄與描述，引導學生運用所學的理論和實踐知識對案例加以分析，以提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的能力。[1]

二、“輸電線路運行與檢修”課程案例教學法

1.“輸電線路運行與檢修”的課程地位

輸電線路工程專業(yè)是根據(jù)國家電網(wǎng)建設用人需求而創(chuàng)辦的新興專業(yè)，輸電線路工程專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)涉及多個一級學科，結(jié)合行業(yè)需求和大學本科人才培養(yǎng)定位，要實現(xiàn)所有知識、能力和素質(zhì)的一體化體現(xiàn)是非常困難的，必須對涉及的學科內(nèi)容有所取舍。為此確立了輸電線路線路的設計、施工、運行維護為本專業(yè)的三大核心教學內(nèi)容，專業(yè)知識的教學環(huán)節(jié)和教學內(nèi)容都圍繞著核心內(nèi)容進行，按模塊建設課程體系，其中“輸電線路運行與檢修”是輸電線路工程專業(yè)的重要專業(yè)必修課。

為了保證輸電線路工程人才培養(yǎng)方案的順利實施，圍繞著輸電線路線路設計、施工、運行維護三個研究方向，每個方向配備3～5名專業(yè)教師完成方向核心課程和基礎課程的教學，具備一定工程實踐背景的教師是保證案例教學效果的關鍵。

2.“輸電線路運行與檢修”應用案例教學法的優(yōu)勢

“輸電線路運行與檢修”是以運行中的架空輸電線路為研究對象，具體涉及到線路的各主要組成元件。研究內(nèi)容包括兩大部分。

一是運行部分，介紹保證線路正常運行的措施及方法，教學內(nèi)容包括：線路運行的基本概念、保證線路正常運行的條件及要求等，主要針對架空線路的運行環(huán)境，從設計、施工、維護等角度對線路的各組成元件及整體提出一些具體的要求；保證線路正常運行的措施，重點介紹運行中的巡視、測試項目、方法及要求等；運行中的常見故障及預防措施，主要介紹線路在運行過程中發(fā)生的常見故障，原因、現(xiàn)象、形成機理、常規(guī)解決辦法及預防措施等；線路運行中的管理工作，簡要介紹目前保證線路正常運行的管理規(guī)章制度及技術管理、缺陷管理和設備評級等。

二是檢修部分，介紹正常維護、事故檢修及搶修的方法及措施等。教學內(nèi)容包括：架空輸電線路的常規(guī)檢修項目及檢修標準等；停電檢修的方法、安全措施和組織措施等；帶電作業(yè)的基本原理、方法及安全技術等。

從上述教學內(nèi)容可以看出，該課程是一門工程實踐性很強的課程。課程教學內(nèi)容具有連貫性，一個線路故障案例可以貫穿整個教學過程，實施案例教學具有明顯的優(yōu)勢。

三、案例的收集與教學設計

案例選擇是否恰當關系到整個案例教學的成敗。工科課程案例教學選擇的案例必須是真實的工程案例，要與教學目標、內(nèi)容相吻合。選擇的案例須具有一定的代表性。具有針對性和代表性的案例容易使學生產(chǎn)生認同感，激發(fā)學生的學習興趣、學習主動性和積極性。[2]

案例準備就是收集和設計案例教學集。案例來自實際工程，有足夠的原始數(shù)據(jù)和真實性；案例所圍繞的問題必須滿足課程多個知識點；案例分析要體現(xiàn)理論知識的應用能力。

“輸電線路運行與檢修”課程涉及輸電線路的基本要求、輸電線路的故障、輸電線路正常運行保障、輸電線路的檢修四個教學專題。本課程案例選取輸電線路故障（事故）案例作為教學案例，全部案例來自于電網(wǎng)公司的實際工程，具有完整的工程現(xiàn)場背景，每個工程案例通過案例教學設計都可以貫穿于課程所涉及的全部專題教學內(nèi)容：故障現(xiàn)場—故障機理分析—故障預防措施分析—故障檢測方法及技術分析—故障檢修手段分析。學生在案例教學中起主導角色，案例分析的每一個環(huán)節(jié)都設計有提問，學生在每個環(huán)節(jié)根據(jù)提問來完成思考、分析，總結(jié)歸納結(jié)論。

1.架空線路的故障案例教學設計

來自于現(xiàn)場的故障（事故）案例需要通過資料收集、整合及教學環(huán)節(jié)設計，給出教學案例題目和案例分析的任務書。題目設計要考慮圍繞故障（事故）的現(xiàn)場資料及背景資料，如線路發(fā)生故障后的現(xiàn)象、痕跡，發(fā)生事故時的氣象條件，事故點區(qū)域的資料，包括污穢等級、雷電等級區(qū)域、地勢狀況、地質(zhì)條件、桿塔接地狀況、線路參數(shù)、歷史故障資料等作為案例分析的背景資料。在后面的分析環(huán)節(jié)里，學生不斷去思考、討論和回答問題。

2.案例分析

以6-10人左右進行案例的專題分析，學生將置身于案例現(xiàn)場中，根據(jù)案例現(xiàn)場和背景資料分析事故原因。因為架空線路輸電線路的故障影響因素很多，事故現(xiàn)象判斷可能出現(xiàn)多種事故原因，因此學生必須進行深入的故障機理分析才有可能得到正確的分析結(jié)果。

3.故障的預防分析

學生通過案例分析，找到引發(fā)線路故障的原因，探討如何預防故障的發(fā)生。這里涉及到輸電線路的基本技術要求、檢測和故障預防措施分析研究以及日常的維護方法，甚至新技術、新工藝的應用分析。

4.故障的檢修

輸電線路由于設計、施工和維護原因，特殊惡劣氣象，環(huán)境因素或外力破壞都可能引起線路跳閘，造成輸電線路永久性故障或瞬時故障。永久故障造成線路停電，是我們不愿意看到的，瞬時故障引起的線路跳閘是可以重合的。輸電線路的檢修分停電檢修和帶電檢修作業(yè)，停電檢修減少了線路電能輸送，因而線路瞬時故障盡可能采取帶電檢修作業(yè)。在這個專題討論中學生要進行安全技術的分析、安全規(guī)程要求分析，檢修作業(yè)方式的分析，作業(yè)人員、作業(yè)工具、作業(yè)步驟及注意事項分析。

具體的流程圖如圖1所示。

四、案例教學的實施模式

1.教學準備工作

教學準備工作包括案例準備、教學時數(shù)的合理分配和教學安排。“輸電線路運行與檢修”前段教學的知識點主要集中在基本概念、規(guī)定規(guī)程、各項技術理論。后段案例教學則用工程案例（本課程主要是故障案例）重新進行教學設計，使得案例分析將整個課程教學內(nèi)容串聯(lián)起來，達到提升教學質(zhì)量和效果的目的。因此合理劃分二者的教學時數(shù)是很重要的。

“輸電線路運行與檢修”為專業(yè)核心課程，按照人才培養(yǎng)計劃課程教學安排在大四上學期完成。前期已經(jīng)完成了輸電線路設計、線路金具、線路CAD及力學和電類相關的知識學習，與“輸電線路運行與檢修”并行教學的課程還有輸電線路施工、桿塔與基礎設計、施工管理等，可以說學生具備了專業(yè)基礎知識。在本課程教學初開課時將案例集發(fā)放給學生，讓學生有充足的時間來了解案例的內(nèi)容和要求，學生會帶著問題來進行課程學習，這樣使其目的性更強，學習更積極主動。

2.分析討論案例

案例教學過程就是提出問題—分析問題—解決問題。案例的問題分析是案例教學的重要環(huán)節(jié)，學生根據(jù)工程案例和任務書分組討論，按照給出的案例題目及背景資料，如圖1設計的教學專題順序進行討論；根據(jù)案例現(xiàn)場進行故障現(xiàn)場背景資料及條件分析，故障原因及影響因素分析，故障預防分析及提出預防措施，故障檢修技術分析及檢修方法的確定。比如故障預防措施的分析環(huán)節(jié)，學生必須分析掌握了故障形成機理以及影響因素后，才能更好地分析如何防范該故障的發(fā)生。這里設計了很多的提問：形成故障機理是什么？導致這類故障影響因素有哪些？如何預防？目前成熟的預防措施有哪些？措施的針對性和適用范圍是什么？案例中有沒有故障預防措施？為什么沒能防止故障的發(fā)生？如何改進？新措施實施的可行性如何？學生在回答完上述問題之后才能進行下個環(huán)節(jié)的分析討論。

3.案例分析點評及歸納

學生按照任務書的要求完成教學專題的討論分析，并進行歸納總結(jié)。案例分析點評分學生點評和教師點評。每個教學專題在討論后各小組要總結(jié)，由組長在課堂上集中匯報，同學對各組的分析進行點評。最后是教師點評并總結(jié)歸納，作出書面報告。

五、總結(jié)

借助案例教學法提高了學生自主學習能力，使得學生提升了綜合應用基礎理論知識解決工程技術問題的能力，有利于卓越工程師計劃的進行。與此同時，案例教學對教師隊伍和教學條件要求更高，案例教學的效果取決于教師的教學觀念和教學水平，教師必須具備更多的實踐知識，雙師型教師的優(yōu)勢更為明顯，教師要參與案例教學中學生的討論，在新思路、新設計的思想交流中，不斷地完善和探索新的教學方法。還可以聘請企業(yè)的工程技術人員來進行專題案例教學。案例教學也對教學條件提出更高的要求，一是教學班的人數(shù)不能太多，最好控制在60人以內(nèi)，二是教學面積要大，便于分組討論。

參考文獻：

[1]唐紅艷.大學工科專業(yè)課程的案例教學法探討[J].中國校外教育，2010，（8）：108-109.

[2]張永華.應用案例教學法提高工科大學生工程素質(zhì)的探討[J].云南農(nóng)業(yè)大學學報，2012，6（1）：106-109.

（責任編輯：劉輝）