“供配電技術”課程教學改革初探

“供配電技術”是自動化專業一門特色鮮明、實踐突出、應用廣泛的強電課程。相對于電力系統來說，供配電系統是電力系統的末端，是消耗電能的用戶。與電力系統繁雜嚴密的知識不同，“供配電技術”課程內容雖涉及面廣，既包含一次系統、二次系統，還包含照明、防雷和接地，但知識簡單易懂，易于掌握。因此，本門課程的教學若僅采用傳統的教師單一講授的枯燥模式，進行簡單的實驗臺實驗，不能實現教學內容與實際工程的接軌，造成學生實踐認知能力差；另外，單純的理論教學使教學目的不明確，容易導致理論與實踐相脫節。

基于以上特點，本文以“理論+實踐”并舉為指導思想，結合多年來“供配電技術”理論教學和實踐教學的經驗，在教學方法上采用項目教學法、現場教學法；對應選取和設計，基本教學內容要由簡單到復雜：供配電系統識圖與分析→低壓配電系統運行與維護→高壓配電系統運行與維護→變配電所一次、二次系統設計，實現階梯式教學；提出了以企業項目需求為核心的教學內容改革，課程內容設置根據企業項目需求做一系列調整；實驗內容多樣性，由原來的必修實驗內容變為“選修”實驗內容，根據學生的興趣自主選擇實驗，增加了實踐教學的自由度和適應度。在近三年的教學改革實踐中，學生對“供配電技術”課程的學習興趣增強，變被動學習為主動學習，思維能力和解決實際問題的能力大有提高，實現理論教學與工程實踐的接軌。

根據課程特點采用項目教學法、現場教學法

佳木斯大學是地方性大學，以培養應用型本科人才為培養目標。地方經濟和行業經濟快速發展，對應用型人才的需求大量增加，高校大量的畢業生都去了生產一線從事技術開發、技術應用工作，這對本科教學提出更高的要求。應用型本科重在“應用”二字，因此，教學環節中一定要重點體現應用型本科的“應用取向”，重視能力和素質教育，避免原來教學中的“為知識而傳授”的舊思想。

以往教學中，課程設計是在理論教學之后進行。實際上，課程設計是檢驗理論知識的有效途徑，是將課程內容引入實際的重要手段。“供配電技術”本身就是一門實用性很強的課程，每個章節的設置都很有連貫性。在理論講授的時候，每章單獨教學，并沒有把章節的關聯性充分體現出來，學生學習的內容都是相互獨立的、離散的。而課程設計由于時間短，任務重，有時根本沒有弄清問題的所在就結束了，根本沒有達到“應用”的根本目標。針對這一現象，本次教學改革中，采取了“項目式”教學方法，即在教學中以課程設計為主線，圍繞著該主線，將教學內容整合成模塊，以模塊化教學內容為基礎，展開相關技能的教學，一步一步，環環相扣，逐步形成一個完整的工作任務。

項目的選取是改革成功的重要前提。我們選擇了“佳木斯大學變電所設計”為項目。這是因為：由于學校擴建等原因，大學變電所正面臨設備更換、接線方式改變、敷設新用電纜等工作，正是學生練兵的好場所，能夠滿足學生參觀、實訓的要求。采用“項目式”教學的另一改革就是將教學內容根據實訓設計、施工等方面劃分為四大模塊：供配電系統的基本概念及新理論、新知識；基本理論計算；變配電所一次系統設計；變配電所二次系統設計。以大項目為依托，將教學內容分解成各個子項目，各個擊破，最后形成一個統一的整體教學。

“供配電技術”課程本身實踐性較強，如果一味以課堂講授，無論是采用掛圖還是多媒體觀看實物的教學方式，學生普遍理解不深，收獲甚微。因此在教學過程中，要充分應用現有的實訓基地，把學生“帶出去，學進來”。先在課堂講授電氣一次接線的內容，如高壓一次設備的結構、原理，一次系統接線圖，然后帶領學生參觀校“10/0.4kV”變電所，現場認識各種一次設備、作用、一次主接線和運行方式等；在講解繼電保護內容時也采用現場教學法。繼電保護內容相對理論性較強，計算又多，通過簡單的繼電器實驗不能全面認識繼電保護，學生接受起來比較吃力。帶領學生參觀佳木斯熱電廠，現場觀察繼電保護的接線方式、繼電器的連接，感官意識更強，理解更方便。熱電廠還有一部分繼電保護，通過新、舊兩種保護方式的對比，請學生分析兩種保護的利弊，這又能順利引出補充的微機保護。現場發現問題并解決問題。這樣，一方面能加深理論知識的理解，另一方面，又能培養學生的認知能力和現場解決問題的能力。

教學內容“模塊式”

供配電技術的教材特點比較突出：通俗易懂，簡單明了。但也存在著教材內容比較分散、連貫性不強的缺點。在講解過程中，可以把分散內容統一整合。例如變壓器的經濟運行方式內容，可以提前至模塊三中講解變壓器的基本內容相結合；又如變電所的防雷與接地內容，可以與配電系統中性點接地方式相融合。將教材內容整合之后，教學內容統一有規劃，整體性強，學生比較容易接受。

另外，教材中部分教學內容相對比較陳舊，沒有跟隨時代步伐，所以一定要適時增加新知識、新理論和新技術。目前國家重視新能源發展，對于普遍使用的風力發電和太陽能發電要深入講解一些，對于生物質能發電和潮汐發電也要有所介紹；輸電中的一些新技術也要加入教學內容，例如智能電網、直流輸電和靈活交流輸電技術等；教材中以“油”式電氣設備為主，如油式變壓器，油式斷路器等，但是目前各企業中，這類“油”式電氣設備的使用在逐漸減少，因而實際講解時，要深入講解使用可靠性更高的干式變壓器、箱式變壓器及SF6和真空斷路器等電氣設備；繼電保護是“供配電技術”的重點之一，教材中沿用過去的繼電器保護裝置，以繼電器保護的工作原理、整定計算為主。教學環節中，要縮減繼電器保護的學時，而增加微機保護的原理和實現；結合整流型、晶體管型、集成電路型和先進的微機型自動重合閘來講授微機型綜合自動重合閘裝置。

“分段式”教學模式

為提高教學效果，在“供配電技術”授課環節中，采用了分段式授課模式。所謂分段式教學模式就是將授課環節分為幾個階段進行講解。第一個階段是要針對授課內容進行充分的預習與自學。教學內容需要一定知識素養和知識的廣度來支撐，這需要學生在教師的指導下去完成，所以在正式授課前，教師要提供本節課程的教學梗概，列出提前預習和搜集資料的內容，做到有的放矢，還能提高學生的眼界。第二階段就是優化課堂教學。由于學生已經通過查閱資料、預習和自學的方式了解了教學內容，這個階段就要通過不同的教學形式、教學方法實現重點問題重點解決，引起學生的興趣和注意力。第三階段需要在現場教學部分盡可能多進行授課指導，盡可能多在現場加深理論認識，培養學生遇到問題解決問題的能力。第四階段就是要分階段進行知識的整合，完成系統穿線和教學內容的連貫性。

優化實驗教學環節

“供配電技術”是一門工程性和實踐性很強的課程，有很多理論知識和實踐技能必須在實驗中得到學習和提高。因此不僅要進行理論教學的改革，而且必須高度重視實驗教學。通過實驗教學和理論教學的有機結合，加深學生對相對抽象的理論知識的理解，同時也培養了學生的動手能力，更重要的是能引導學生自身積極思維，主動尋求知識。

以往，佳木斯大學開設的實驗有：電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗、電磁型時間繼電器實驗和6～10kV線路過電流保護實驗。前兩個實驗比較簡單，學生現場完成接線。另外僅通過這樣的接線實驗不能滿足學生處理實際問題的要求，因此本次教學改革中，將電磁式電壓繼電器和時間繼電器整合為一個實驗，并增設電流繼電器、電壓繼電器和時間繼電器的拆裝過程，通過現場拆裝和接線掌握傳統繼電保護的工作原理和內部結構。由于目前部分企業仍然使用繼電器保護裝置，所以實驗中保留原有6～10kV線路過電流保護實驗，但是實驗內容新增了微機繼電保護裝置實驗，緊跟時代步伐；通過學院現有實驗室資源，新增系統運行狀態監控實驗，通過上位機設置斷路器的通斷狀態，觀看系統負荷變化，通過監控軟件還可設置保護類型，并通過現場實驗記錄保護動作的數據，體現變電所的綜合自動化技術，使學生充分認識到弱點控制強電、智能設備的應用和多學科融合的新技術。

另一方面，為滿足學生的求知欲和動手能力，實驗室在期末前固定開放，讓學生選做自己有興趣的實驗。選做實驗有：電磁型電壓繼電器的接線和拆裝實驗；斷路器控制回路實驗；重復動作自動復歸中央信號裝置實驗。選做實驗不強迫學生，自主選擇，可做一個也可全做。但是兩年來，做實驗的學生比較多，而且自己制定方案，效果非常好。

近兩年，我們在“供配電技術”教學改革上作了一些探索和實踐，取得了良好的效果。在改革過程中，學生對課程改革的非常滿意。但教學改革的路還很長，仍然還需要繼續探索和實踐，使之不斷完善。（作者供職于佳木斯大學信息電子技術學院。基金項目：本文系佳木斯教研專項項目（項目編號：JYLA2013-13）、“供配電技術”——佳木斯大學百門課程、佳木斯教育科研專項項目（項目編號：JKA013-017）的研究成果）