供電技術課程建設探討

摘要：本文分析我校供電技術課程教學的發展和現狀。從工程技術人才的培養角度，在優化教學內容、夯實基礎知識、合理設置實踐環節的遞進層次與內容、開發和運用多媒體教學手段、建設網絡教學平臺的教學模式等方面對供電技術進行課程建設。結果表明，通過課程建設，提高了學生的學習熱情，加強了學生實踐能力，提高了教學質量，取得了良好的教學效果，較好地達到了人才培養目標。

關鍵詞：供電技術；課程建設；教學手段；教學模式

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0041-02

“供電技術”是中國民航大學航空自動化學院自動化專業的一門專業選修課程。本課程是一門技術性、專業性、實踐性很強的課程，它以電工電路、電子技術等課程為基礎，研究供用電領域電能生產、輸送、分配和使用基本原理、基本規律。

中國民航大學自動化專業的前身是機場電氣專業，在本課程設立之初，針對當時學生就業去向主要是民航機場，針對當時民航機場能源部門特點和對人才需求層次不高的情況，如機場供電系統規模一般不大、負荷不高、供配電系統的例行檢修與維護方面的重要、關鍵工作如系統運行切換、保護裝置的整定等采用由上級電力部門下達指令，機場遵照執行或委托具有資質單位執行的方式，制訂了本課程理論授課學時為36學時，安排2學時變電站的參觀實習實踐環節方案，其在一定的時間內，滿足機場方面專業人才的需求。但隨著交通運輸業的迅猛發展、客流量的爆炸式增長，機場建設的規模也越來越大，其供電系統的規模、負荷也隨之增大，出現的問題、面臨的狀況較以往多且復雜，如2009年8月成都雙流機場的大停電事件，其直接的訴求就是機場對高水平的理論與實踐結合型供電技術人才迫切需求。不僅需要理論基礎深厚，也需要實踐操作能力、決斷能力、綜合分析解決問題能力強的人才。如今本課程作為我校自動化專業的專業機場方向模塊限選課程，是民航機場動力和能源領域部門，培養供用電系統領域相關設計、運行、維護與管理人才的重要基礎課程之一，這對本課程進一步合理規劃、設置和建設提出了更高的要求。本文就供電技術課程內容、實踐環節、教學手段和模式等方面進行探討和建設，提出一系列相應改進實施辦法，取得了一些階段性成果。

一、課程現狀與存在的問題

近年來，隨著高校各個專業計劃調整，要求壓縮課程學時大幅減少專業總學時。對于供電技術課程，內容涉及面廣，如何在有限的36學時內，比較系統完善的講授供電系統的基本知識，需要結合行業特點合理安排教學內容。另外雖然在多年的教學中，教學課件和教輔建設也有了一定的積累，如編制完善教學配套課件，與電力部門積極溝通聯系，利用其設備的更新換代，將替換下的設備充實到課程實踐教學環節中，加強對學生的感性認識，促進了理論與實踐的聯系與統一，加深了對理論知識的理解與掌握，雖然取得了一定的成果，但也存在一些問題。首先是實踐環節薄弱。雖然有相關設備用于課程的實踐教學，但還停留在感性和整體概況認識階段，阻礙了學生的動手實踐能力，因此實踐教學體系需要進一步設計規劃。其次是教學模式過于單一，基本上以教師課堂講授、固定時間答疑為主，師生之間的溝通與反饋不及時、不通暢。因此有必要探索多種教學模式的聯合教學，最大限度實現學生不受限自主學習和師生之間的及時互動。再者，在教學手段上，雖有PPT電子課件的輔助，但大多停留在靜態的文本、圖片上，有必要結合自動化技術發展的成果，應用到教學中來，這樣既了解了本專業領域的技術知識，又拓寬了教學手段，提高教學效果。

二、課程建設

1.教學內容設置

民航機場作為電力用戶，具有一般電力用戶的普遍性，同時具有一些明顯特征。如隨著機場建設規模擴大、機場負荷的成倍增長，其供電系統規模也不斷擴大，大型國際機場如首都國際機場、浦東國際機場變電站的供電電壓達到220KV，使得我們在教學內容上，要有所兼顧。對于供電系統的教學內容，主要涉及負荷計算、供電系統一、二次接線，短路計算、電氣設備的選擇與校驗、繼電保護的整定計算，保護接地與防雷，電壓質量調節和電氣照明等。涉及的內容多、授課的難度較大，在有限36學時的理論教學學時里，不可能做到全部、細致的講解，必然要對上述內容進行取舍，如自學電壓質量調節和電氣照明的內容、簡要精煉講述系統的保護接地和防雷原理。在課堂講授內容部分，抓住電力用戶供電系統設計主線，明確各部分內容在供電系統設計中的地位、作用和相互關系。如負荷計算是系統設計的基礎，通過它才能確定供電電壓等級和系統，電氣元件如變壓器的容量、導線的截面、配電電器的額定參數，并確定供電系統的接線方式。在此基礎上，進行短路計算、電氣設備的選擇與校驗，形成一次系統主體；然后講解繼電保護的整定計算、變電所自動裝置分析，二次系統得以成形，至此供電系統有了一個整體的雛形。這樣，內容壓縮了，主線清晰了，看似繁雜的內容，生動地聯系了起來，這樣有助于學生的理解與掌握。從授課的效果、學生的反應來看，確實達到了這一目的。同時在授課中，注意補充機場供配電系統的常見設計方案、設計要求，典型子設備系統如機場助航燈光供電系統的設計方式，柴油發電機組設置和切換要求，了解行業特色和知識的應用。[1-3]

2.課程實踐環節的規劃

該課程的實踐環節方面，原安排有變配電所的參觀實習環節，以加強學生的感性認識。教學表明，這僅僅停留在供電系統總體概況的認識上，雖然密切了理論和實際的聯系，但卻不能提高學生動手實踐能力的培養。在民航機場的一線部門，不僅僅需要理論基礎深厚、善于綜合分析的設計人員，更需要能動手操作實踐能力強的、能拼會做的運行維護管理人員。因此對這兩種訴求，分別通過增加課內實驗環節、課程設計環節來滿足。課內實驗環節，增加6個學時的實驗，內容涵蓋功率因數補償、一次系統倒閘操作和保護的整定計算內容，既提高理論知識的應用，又可通過動手操作，提高動手能力。課程設計環節從設計用戶供配電系統出發，從系統、整體的角度討論供配電系統的設計內容與要求、設計步驟與實施，鍛煉系統設計、供配電系統方案優劣比較分析、計算和設備選型、資料的查找與運用等能力，通過一周時間的設計，進一步夯實理論基礎。形成參觀實習—課內實驗—課程設計三層次的實踐環節體系結構，強化實踐能力的培養。而新增的這些環節，符合實踐課時要求，不影響專業總體計劃與學時方面的限制。

3.基于組態仿真教學手段設計

通常的教學，均以課堂教授為主，板書并結合PPT的方式，既節約了不必要的板書時間、又增大了課堂的信息量，這也是大多數課堂教學的主流方式。對于本課程，涉及到大量公式推導和計算的環節，適用板書的方式進行講解，給學生以充分的進入和思考課程內容時間，在涉及到大量系統工作原理圖的講解和分析時，如在講授供電系統一次、二次接線原理時，如總降壓變電所的電氣主接線、電氣測量儀表與絕緣監視裝置、斷路器操作與控制回路、線路和變壓器保護原理時，涉及大量的接線原理圖表，采用PPT能較好地替代黑板繪圖問題，但大多停留在靜態圖片上。當供電系統運行方式發生變化時，系統的接線方式、開關電氣設備的觸點工作狀態、電氣參數等均要發生一系列的變化，這些在PPT上很難動態地、逼真地、直觀地體現出來。采用組態仿真技術，可以很好地解決這一問題。利用組態王軟件，開發變電站模擬運行仿真軟件，通過調用系統元件庫中元件，設計開發出相應供配電一、二次接線系統畫面，通過編程設計或給定畫面元件之間的動態關系，通過畫面按鍵、輸入框等元件輸入系統運行參數或工作指令，通過顏色指示、輸出元件等可逼真直觀地反映系統的工作過程和運行狀況，變靜態圖片為動態模擬演示，可增強對理論知識分析的理解和掌握，是對現有教學授課手段的補充與完善。[4]

4.構建網絡教學模式

在教學模式上，基本上以教師課堂講授、固定時間、地點答疑為主要方式。存在師生之間的溝通與反饋不及時、不通暢的狀況。因此，利用校內BBs網絡平臺資源，開發設計本課程網絡教學平臺，可最大限度實現學生不受限的自主學習和師生之間的良好互動。在網絡課堂上，將包括教學大綱、任課說明書、教案、電子課件、教材、參考文獻、習題和解答相關等資源全部上網。同時設立在線答疑與討論環節，可以擺脫時間、地點的限制與束縛，學生可根據自身的學習狀況隨時提出問題，教師及時解答，這種近似于面對面的交流方式，能達到師生間良好的溝通和互動，促進學生對知識的快速理解和吸收。

三、結語

針對供電技術課程教學的發展和現狀，通過課程建設與實施，采取課堂教學與網絡教學相結合的教學模式，開發模擬仿真教學手段，合理設計實踐環節遞進層次與內容，激發了學生學習興趣，提高學生理論與實際相結合的能力，培養學生運用所學理論知識解決實際工程問題的能力，加強學生的實踐動手能力，學生的綜合能力進一步提高，取得了較為顯著的教學效果，較好的實現人才培養目標。

參考文獻：

[1]余建明，同向前.供電技術[M].第4版.北京：機械工業出版社，

2009.

[2]唐志平.供配電技術[M].北京：電子工業出版社，2009.

[3]陳建偉，靖大為.供電技術課程改革的探討與研究[J].吉林建筑工程學院學報，2013，30（1）：80-82.

[4]張春.自動化專業“供電技術”課程教學改革探討[J].電氣電子教學學報，2005，27（3）：57-60.

（責任編輯：劉翠枝）