工程案例方案教學(xué)在《供電技術(shù)》教學(xué)中的實(shí)施

宗劍

（上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 電氣與電子工程學(xué)院，上海 201418）

工程案例方案教學(xué)在《供電技術(shù)》教學(xué)中的實(shí)施

宗劍

（上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 電氣與電子工程學(xué)院，上海 201418）

供電技術(shù)作為一門專業(yè)課，知識(shí)點(diǎn)多，理論講解抽象，為提高學(xué)生學(xué)習(xí)供電技術(shù)的興趣，將工程案例引入到課堂教學(xué)，讓學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目并展開討論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，激發(fā)了學(xué)生的興趣，提高了課堂教學(xué)效果.在實(shí)踐環(huán)節(jié)中把較為復(fù)雜的工程案例讓學(xué)生組成不同小組進(jìn)行討論，進(jìn)而形成報(bào)告，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情.

教學(xué)改革；供電技術(shù)；工程案例；案例教學(xué)

1 引言

“供電技術(shù)”是我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門核心課程，在供配電安全及工程實(shí)踐中具有重要的作用.“供電技術(shù)”中的相關(guān)知識(shí)及有關(guān)計(jì)算不僅能用于工程實(shí)踐，還能用于分析和判斷廠礦企業(yè)中供配電的各種不正常現(xiàn)象和故障問(wèn)題，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力起著重要作用.

“供電技術(shù)”是一門比較難學(xué)的課程，內(nèi)容抽象，理論性、邏輯性比較強(qiáng).教師“難教”主要體現(xiàn)在：課程涉及的內(nèi)容多、課時(shí)少，課程不好講，如僅是照本宣科，教學(xué)效果會(huì)不理想.對(duì)于學(xué)生來(lái)講，會(huì)抱怨課程講解太難，公式太多，設(shè)備不熟悉等，造成學(xué)習(xí)供電技術(shù)沒有興趣等問(wèn)題.采用什么樣的教學(xué)方法能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高供電技術(shù)課程的的教學(xué)效率和效果，是每位老師值得深思的問(wèn)題.筆者通過(guò)多年的教學(xué)，總結(jié)出供電技術(shù)在課程上案例教學(xué)法，可以有效改進(jìn)供電技術(shù)的教學(xué)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)供電技術(shù)的積極性.

2 工程案例教學(xué)法

工程案例教學(xué)，就是任課教師把供配電工程的實(shí)際案例通過(guò)修改后進(jìn)行重新組織，根據(jù)教學(xué)目的要求，把實(shí)際工程案例中的內(nèi)容進(jìn)行剖析、拆分融入到各個(gè)章節(jié)內(nèi)容中，在理論內(nèi)容講解結(jié)束后再讓學(xué)生把整個(gè)工程的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，形成工程說(shuō)明書和簡(jiǎn)化的工程圖紙.工程案例教學(xué)法要求在供電技術(shù)教學(xué)中多組織學(xué)生對(duì)工程案例的調(diào)查、閱讀、思考、分析、討論和交流等活動(dòng)，通過(guò)理論學(xué)習(xí)提高分析工程問(wèn)題和解決工程問(wèn)題的方法和道理，從而提高解決工程問(wèn)題的能力，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)供電技術(shù)基本原理和基本概念的理解.

在供電技術(shù)課程教學(xué)中采用工程案例教學(xué)方案前提要求學(xué)生能夠通過(guò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和老師對(duì)工程案例的設(shè)計(jì)要點(diǎn)的講解對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題能夠通過(guò)自己的研究與學(xué)習(xí)進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，在必要時(shí)可以通過(guò)查閱相關(guān)手冊(cè)和同學(xué)之間相互討論等形式，探討供電技術(shù)在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用中的相關(guān)問(wèn)題.工程案例教學(xué)法非常適合于學(xué)生帶著想法去解決工程中的實(shí)際問(wèn)題，而不僅僅是理論的推導(dǎo)和計(jì)算.為使得工程案例教學(xué)取得更為有效的效果，近幾年的教學(xué)中，我們?cè)贸鰧W(xué)生在實(shí)際工程計(jì)算和設(shè)計(jì)中出問(wèn)題比較多的環(huán)節(jié)進(jìn)行專題討論，比如：在進(jìn)行供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)時(shí),先把學(xué)生設(shè)計(jì)和計(jì)算中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行講解分析，然后再到實(shí)驗(yàn)裝置上先按照學(xué)生計(jì)算整定的定值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴學(xué)生計(jì)算中什么地方有問(wèn)題，什么地方?jīng)]有考慮全面；然后再按照正確的或者工程上采用的整定值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到期望的結(jié)果，這樣學(xué)生既可以親身體會(huì)到繼電保護(hù)裝置的實(shí)際動(dòng)作情況，又可以發(fā)現(xiàn)自己的問(wèn)題，同時(shí)教師可以再用一些典型的例子或者問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生去深入考慮其他相關(guān)問(wèn)題.

供電技術(shù)中采用工程案例教學(xué)，是因?yàn)楣こ贪咐虒W(xué)本身具有一些特色：

1.工程案例不是照本宣科，而是鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考

工程案例本身就沒有所謂的標(biāo)準(zhǔn)的答案，工程案例教學(xué)教師不會(huì)告訴學(xué)生應(yīng)該怎么辦，而是要學(xué)生根據(jù)教師所講的理論知識(shí)自己去思考、去找一種滿足工程需要相對(duì)比較合理的方案，其本身具有多樣性.這樣在一定程度上使得課堂變得生動(dòng)活潑，到工程案例教學(xué)的后期階段，要求每一個(gè)人都要發(fā)表自己見解.這樣，不僅可以提高學(xué)生的交流能力，又可以起到一種激勵(lì)的效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.

2.引導(dǎo)課程教學(xué)由注重純知識(shí)變?yōu)樽⒅貙?shí)際工程能力

通常大部分學(xué)生只是一味的學(xué)習(xí)書本的純理論知識(shí)而忽視了實(shí)際能力的培養(yǎng)，這樣對(duì)自身的發(fā)展有著巨大的障礙.作為一所應(yīng)用型本科院校，應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)一線工程師為目的，所以采用工程案例教學(xué)在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo).

3.采用工程案例教學(xué)應(yīng)重視師生之間的雙向交流

在工程案例教學(xué)中，盡管前期有理論的講解，但是學(xué)生拿到任課教師給的工程案例后，仍然要先進(jìn)行消化，然后再到圖書館查閱必要的理論知識(shí)和工程設(shè)計(jì)的相關(guān)資料.這在一定程度上使學(xué)生無(wú)形中加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，而且是學(xué)生自發(fā)的、主動(dòng)的，這種主動(dòng)性在一定程度上也有助于學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí).學(xué)生通過(guò)查閱資料獲取到他們認(rèn)為需要的理論知識(shí)以后，還要經(jīng)過(guò)縝密地思考，提出他們解決問(wèn)題的方案，當(dāng)學(xué)生把方案提交給任課教師以后，要求任課教師能及時(shí)的給以引導(dǎo)，這也促使教師深入思考所講內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生不同角度的理解，及時(shí)補(bǔ)充更新教學(xué)內(nèi)容.

4.工程案例教學(xué)法在供電技術(shù)教學(xué)中的實(shí)施方法

采用工程案例教學(xué)法應(yīng)用到供電技術(shù)教學(xué)中的基本原則是：先從簡(jiǎn)單的負(fù)荷計(jì)算教學(xué)入手，根據(jù)學(xué)生實(shí)際掌握情況，再進(jìn)行多種負(fù)荷計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)的功率因數(shù)補(bǔ)償，進(jìn)而選擇設(shè)備等，隨著理論內(nèi)容的不斷講解，再逐漸的把相應(yīng)的要求和功能加入到工程案例中.同時(shí)，把學(xué)生分成若干個(gè)小組，在一定的時(shí)間內(nèi)把相應(yīng)的案例資料做完，然后讓學(xué)生互相討論并解答并展示自己的設(shè)計(jì)方案及成果.老師對(duì)學(xué)生的案例進(jìn)行評(píng)價(jià)和總結(jié).供電技術(shù)工程案例教學(xué)涉及到理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)教學(xué)等環(huán)節(jié)，以下就如何在這些理論、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中實(shí)施工程案例教學(xué)做一探討.

2.1 工程案例教學(xué)法在供電技術(shù)理論教學(xué)中的實(shí)施

供電技術(shù)課程主要介紹電力系統(tǒng)的基本組成、負(fù)荷計(jì)算、主回路設(shè)計(jì)及設(shè)備選擇、短路計(jì)算、繼電保護(hù)、防雷與接地和變電站自動(dòng)化等內(nèi)容.這門課程涉及的理論知識(shí)比較多，內(nèi)容比較抽象，因此教師在講解課程內(nèi)容時(shí)，除了優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，有較強(qiáng)的表達(dá)能力以外，還要采用好的教學(xué)方法.近幾年在供電技術(shù)的理論教學(xué)中，我們采用以工程案例為導(dǎo)向，對(duì)負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選擇以及主回路設(shè)計(jì)、短路計(jì)算及設(shè)備校驗(yàn)的基本任務(wù)、繼電保護(hù)的整定及校驗(yàn)三個(gè)環(huán)節(jié)給出實(shí)際的工程案例，結(jié)合實(shí)際的理論教學(xué)內(nèi)容，要求學(xué)生采用需要系數(shù)法負(fù)荷計(jì)算及功率因數(shù)補(bǔ)償，根據(jù)補(bǔ)償后的容量進(jìn)行變壓器的選擇，進(jìn)而確定一次回路的接線方式等作為工程案例的第一個(gè)環(huán)節(jié).然后要求學(xué)生把自己選擇與設(shè)計(jì)的資料保存以備后面設(shè)計(jì)所用.第二個(gè)環(huán)節(jié)就是進(jìn)行短路計(jì)算，在理論教學(xué)講完之后，要求學(xué)生在第一環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選擇短路點(diǎn)并進(jìn)行短路計(jì)算和設(shè)備的校驗(yàn)等內(nèi)容.第三個(gè)環(huán)節(jié)是把前面環(huán)節(jié)的主回路及設(shè)備選擇校驗(yàn)好之后，進(jìn)行基本的繼電保護(hù)配置.受理論教學(xué)學(xué)時(shí)所限，一般情況下要求老師把比較復(fù)雜的工程案例進(jìn)行簡(jiǎn)化，其目的是讓學(xué)生通過(guò)自己查閱資料和相互之間的交流，掌握供電技術(shù)的一些基本原理和計(jì)算.

2.2 工程案例教學(xué)法在供電技術(shù)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)施

供電技術(shù)是一門和實(shí)際結(jié)合非常緊密的課程，我們?cè)诮虒W(xué)大綱中安排了8個(gè)學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn).供電技術(shù)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)安排如下：

1.繼電器的特性試驗(yàn)（含電壓、電流、時(shí)間繼電器），主要是要求學(xué)生通過(guò)實(shí)物熟悉繼電器，并掌握繼電器的基本特性.

2.過(guò)電流保護(hù)，主要是要求學(xué)生掌握常規(guī)的電流保護(hù)的整定原則及動(dòng)作特性.

3.三段式電流保護(hù)，主要是要求學(xué)生掌握保護(hù)之間的配合及整定原則.

4.變壓器差動(dòng)保護(hù)，主要是要求學(xué)生掌握變壓差動(dòng)保護(hù)的基本原理、整定方法及保護(hù)范圍等.

通過(guò)理論講解并根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能理論與實(shí)踐相結(jié)合，融會(huì)貫通所學(xué)的理論知識(shí)，提高實(shí)際操作能力.

2.3 工程案例教學(xué)法在供電技術(shù)課程設(shè)計(jì)中的實(shí)施

供電技術(shù)在理論課程結(jié)束之后，有一周的課程設(shè)計(jì).教師在課前要準(zhǔn)備實(shí)施綜合性的課程設(shè)計(jì)，以循序漸進(jìn)的方式來(lái)激發(fā)學(xué)生們完成設(shè)計(jì)任務(wù).我們依據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況及教學(xué)進(jìn)度，一般給出兩個(gè)經(jīng)過(guò)教師修改后的工程案例（實(shí)際的案例太大，一周時(shí)間學(xué)生難以完成，所以我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)中通常把從企業(yè)拿到的實(shí)際案例進(jìn)行簡(jiǎn)化修改）供學(xué)生選擇.設(shè)計(jì)的題目：1、35kV變電所的設(shè)計(jì)；2、10kV變電所的設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)內(nèi)容要求包括：負(fù)荷分析與計(jì)算、功率因數(shù)補(bǔ)償、主變壓器的選擇、一次回路的設(shè)計(jì)、短路計(jì)算及設(shè)備校驗(yàn)、繼電保護(hù)的配置、變電所防雷與接地等內(nèi)容.學(xué)生可以自由組合單人或2～3人一組，互相討論最后設(shè)計(jì)說(shuō)明書的紙質(zhì)文件并以老師隨機(jī)抽檢到實(shí)驗(yàn)裝置上驗(yàn)證的形式完成設(shè)計(jì)內(nèi)容.對(duì)于紙質(zhì)說(shuō)明書要求論文包含的內(nèi)容如下：概述、原始資料分析、負(fù)荷計(jì)算、功率因數(shù)補(bǔ)償、變壓器選擇與一次回路接設(shè)計(jì)、短路計(jì)算、設(shè)備校驗(yàn)、繼電保護(hù)配置、接地與防雷、總結(jié)等內(nèi)容.考慮到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的限制等因素，抽檢實(shí)驗(yàn)操作的部分主要集中在繼電保護(hù)部分.通過(guò)工程案例項(xiàng)目設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，教師要有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，并要求學(xué)生及時(shí)查閱相關(guān)資料.

通過(guò)三個(gè)環(huán)節(jié)的工程案例教學(xué)，能夠在一定程度上幫助學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題.

3 結(jié)語(yǔ)

在供電技術(shù)教學(xué)中，把實(shí)際的工程案例引入到課堂，采用工程案例教學(xué)法，打破了傳統(tǒng)的填鴨式的教學(xué)方式，不僅達(dá)到以了實(shí)際案例引導(dǎo)教學(xué)的效果.同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的興趣，使得枯燥乏味的公式推導(dǎo)和理論課堂學(xué)習(xí)變得生動(dòng)活潑，在一定程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，達(dá)到了較好的教學(xué)效果.同時(shí)也為提高學(xué)生從事供配電技術(shù)方面的工作能力以及日后進(jìn)行供配電技術(shù)的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

G642

A

1673-260X（2014）03-0274-02

上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院卓越計(jì)劃資助項(xiàng)目(1010T130055，1010M 130027)