《電力系統繼電保護》課程雙語教學探討

鄒必昌

（長江大學電子信息學院，湖北 荊州 434023）

電力是當今世界使用最廣最方便、地位最重要、看似取之不盡用之不竭的能源，電力系統的安全穩定運行對國民經濟、人民生活乃至社會穩定都有著極為重大的影響［1］。電力系統由各種電氣元件按照一定方式構成一個整體，它包括發電、輸電、配電和消費等不同環節［2］，由于自然環境，制造質量，運行維護水平，負荷變化等諸多因素的影響，電力系統的各種元件不可能一直保持正常狀態，因此需要有專門的技術為電力系統建立一個安全的保障體系，其中最重要的技術之一就是繼電保護技術。電力系統繼電保護的基本作用就是在全系統范圍內，按保護的范圍實時檢測各種故障和不正常運行狀態，并快速及時地采取措施隔離故障或告警，以求最大限度地維持系統的穩定，保持非故障區供電的連續性，保障人身安全，防止或減輕設備的損壞［3－4］。《電力系統繼電保護》課程涉及多門學科，如電機學、電路理論、電力系統分析、電力電子技術、模擬電路、數字電路和微機原理等，加上電力系統繼電保護中的有些理論還在進一步完善中，而新的技術又不斷被應用，所以學生學習起來普遍感覺有相當大的難度，而該課程的雙語教學目前在國內的高校中還不太常見，因此探索一條符合該課程教學和學習方法，尤其是雙語教學方法，以便更好地促進該課程的教學與發展，具有很重要的實際意義。

1 教材的選取與課件制作

雙語教學之難，主要有2點:①教材的選取。應盡可能選用外文教材，以達到一舉兩得的目的——既讓學生學得專門知識，又能進一步學到地道的科技英語。筆者在網上查閱了電力系統繼電保護方面的英文教材，發現只有一本較新的教材 《Power System Relaying》［5］。該教材內容較為新穎，語言流暢優美，較多的介紹了當今電力系統繼電保護發展的新技術，新方法，但對電力系統繼電保護中最典型的內容，如電網的電流保護、距離保護、輸電線路縱聯保護和自動重合閘講的較為粗略，尤其是在保護的整定方面不夠詳盡，而對發電機保護和變壓器保護，母線保護和電抗器及電容器則內容更充實一些。該教材不太適合我國國情，因此在課件制作時，筆者特意按照中文教材的內容增加了對電流保護、距離保護、輸電線路縱聯保護和自動重合閘方面的講解，同時便于學生參閱相應的中文教材，以便學生畢業之后能盡快勝任這方面的工作。②語言難。我國學生普遍閱讀能力強，聽力較弱，如何恰當充分融匯中英文語言，讓學生聽懂就成為關鍵。當前，我國的特高壓輸電，尤其是高壓直流輸電發展迅猛，而高壓直流輸電中的繼電保護名目繁多且多是采用國外進口設備，如德國西門子、瑞典的ABB等公司，其技術說明書等幾乎都是英文，因此，對電氣專業的畢業生而言，《電力系統繼電保護》雙語教學對今后從事相關工作就顯得尤為重要。因此在制作課件時主要做了如下幾點:

1）在每一章的開頭列出該章的專業詞匯，讓學生多讀多練習并記住，這樣便于后續課程的講解，以免經常因為在講課過程中解釋專業詞匯而浪費太多時間，當然不能一下子把所有的專業詞匯都列出來，那樣會嚇到學生，只有循序漸進，才能提高學生的興趣和積極性，而這也是教好該課程的關鍵。

2）教學過程中盡量采用英語教學，考慮學生的英語水平，PPT課件要同時盡可能多的以英文字母顯示出所講內容的主要內容，畢竟學生聽力水平還有待提高，這也符合我國國情。

3）對英文詞匯的解釋也用英文解釋，必要時可將漢語意思標在旁邊，這樣可進一步提高學生的口語水平及學會用英文思考問題。

4）圖片的應用。恰當的插圖能讓學生對所學知識有直觀的認識，便于提高學生的感性認識。

2 根據學生的英語基礎分層教學

教師的工作對象是學生，學生既是受教育的客體，更重要的也是具有獨立思考能力的主體。只有充分發揮學生的主觀能動性，才能活躍課堂氣氛，引導學生積極思考，激發他們的探索性和創造性。另外也要充分調查學生的英語基礎，建議將英語成績好的和愿意考研的學生采用英語教學，部分英語基礎差的學生采用漢語教學，這樣可以相互補充，使學生真正學好這門課程，這也是教學改革的一個方向。從前幾屆考研學生反饋的信息來看，都提出要加強對 《電力系統繼電保護》的教學，因為該課程是電氣專業考研復試階段的必考課，因此有必要將這門課程改為電氣自動化選修課中的必選課。

3 增加教學學時

電力系統繼電保護的設置是否合理對電力系統的安全穩定運行具有決定性意義，要讓學生充分認識到繼電保護工作的重要性，稍有差錯，可能會給國民經濟和人民生活帶來巨大損失，這樣才能讓學生意識到對將來從事這項工作時肩上承擔的責任。學院對該門課程的重視主要體現在管理上，老師和學院都要加強對這門課程的考核，同時由于采用雙語教學后極大地延緩了教學進度，因此有必要略微增加教學學時，否則難以完成核心章節的教學內容。

4 綜合運用多種教學方法

教學方法是教師完成教學任務的手段，傳統的教學方法是 “教師講，學生聽”，采用的是填鴨式的教學方式，課堂氣氛沉悶，加上教學內容枯燥無味，嚴重壓制了學生的學習積極性，主動性，教學效果差，因此，有必要改革。

4.1 引人入勝法

引人入勝法強調在正式開始講授每一種保護方法之前，先用一個保護繼電保護失效而引發的事故短片將學生的注意力牢牢地吸引住，對學生起到強烈震撼作用，然后開始正式的教學，這樣學生才會意識到這類繼電保護設定時的關鍵知識點，也更容易起到過目不忘的效果。另外，教學形式可以不拘一格，學生可以現場提問，甚至讓知道的學生自己回答，互動性強，有利于激發學生的思維性和創造性，同時也可以克服中國學生的羞怯心理，培養他們勇敢的表達自己觀點的能力，尤其是要求學生用英語回答問題時，更能使他們得到鍛煉，這一點正是目前學生所缺乏的。當然培養學生用英語回答問題要循序漸進，從最簡單的做起，難一點的問題老師可用誘導、提醒的方式解決。

4.2 案例分析法

《電力系統繼電保護》中的理論大多枯燥無味，學生對理論部分的學習相對來說興趣也差，利用案例分析來提高學生的學習興趣進而掌握理論，則可以讓枯燥的理論教學生動形象，還能將教學、研究和工程實際緊密連接接起來，提高學生分析問題和解決問題的能力。《電力系統繼電保護原理》中很多知識點的講授都可以應用案例分析法［6］，如電網的電流保護中的三段式過電流保護，就可以具體選擇一條10kV的線路作為一個案例進行分析，如圖1所示。圖1中R1，R2，R3表示斷路器，當D3點短路時，根據保護的選擇性要求，應由斷路器R3的速斷保護動作，切斷故障，R1、R2處分別配置有各自的電流速斷保護，限時電流速斷和定時限過電流保護三段式保護，對于各自的電流整定值以及相互之間的保護的配合，就可以通過具體數值來講解，如果D3出現短路故障時，R2先于R3動作，則保護就出現不正常，由此可以引導學生自己討論，尋找原因，當然還有其他的一些保護不正常的情況，最后由老師總結，這樣提高互動性，增強課堂效果。

圖1 10kV線路三段式電流保護

4.3 現場仿真法

隨著MATLAB仿真軟件的普及和多媒體教學的廣泛應用，加上筆者以前參與了湖北省電力公司“具有三維交互功能的配電仿真培訓系統”項目的研究，因此可以將這些研究成果應用在電力系統繼電保護的教學中。這種培訓軟件真實性強，可以配合MATLAB對不同的保護進行設定并仿真，以判斷其保護效果，并且便于隨時修改。只要掌握方法學生可以自己動手做，這樣也可以培養學生的成就感，積極性就高。當然，由于教室里的電腦運行速度等原因，課堂上不可能經常做這種現場仿真，因此可以采用網格教學法解決。

4.4 網絡教學法

每個學院都建有網站，可以借助這個平臺，將該課程的課件及作業要求等內容放在網站上，建立開方式教學，一方面便于學生自學，另外也可以反饋學生的信息，便于老師掌握學生的學習動向。同時將“具有三維交互功能的配電仿真培訓系統”的軟件嵌入到教學平臺上。學生有時間可以自己隨機選題進行自我考核，檢查學習的效果。教師與學生可在線交流，解答學生的疑問，探討共同關心的問題，了解學生的學習和其他方面的動態，及時調整教學方法和進度。

5 教學內容的選擇

國內外不同的教材，不同的高校所采用的教材多有差異，繼電保護課程的內容多而復雜，但作為雙語教學，由于學時限制，加上教學進度相對較慢，不可能做到面面俱到，在課堂中講授所有的知識點。因此對教學內容必須精心選擇，必須涵蓋繼電保護的核心內容，主要包括電網的電流保護、電網的距離保護、輸電線路的縱聯保護、自動重合閘和電力變壓器的保護［3］，這是學生必須掌握的，要求會設計、會計算、會看懂二次線路圖，因此要重點講；其他的擴充視野的內容如母線保護、發電機保護、電容器保護以及微機繼電保護［7］等則要求學生大致了解，可以給學生推薦一些比較好的課外補充教材，便于有興趣的同學自學。

6 考核方法多樣化

考核是教學管理的重要環節，對整個教學過程和學生的學習過程具有導向作用，以前的考核方法比較簡單，由于是選修課程，很多同學只是為了拿個學分，因此選課之后經常缺課，老師主要以考勤和印象給分，不利于提高學生的積極性，為了鼓勵學生多出勤，還可采用多種考核方法。

6.1 傳統的出勤率作為考核的必要手段

對于雙語教學學生必須盡量參與，畢竟機會難得，英語作為一種國際化的語言，每個大學生都應該掌握并能熟練應用，如果學生連上課都不愿意參加，何談自學，當然有部分學生具有惰性，這種手段還是必須的。

6.2 作業效果作為第2種考核的手段

強調作業的重要性是不言而喻的，雙語課的作業是英文的，通過做作業一方面可以進一步加深對理論知識的理解，另一方面培養學生的寫作能力，一舉兩得。

6.3 課堂表現考核

為了進一步敦促學生學英語，上課用3～5min聽寫一些專業詞匯，將結果納入考核范圍，同時課堂回答問題活躍的學生也可加分，考核排名靠前的甚至可以采取某種獎勵，有些考核甚至可以讓學生們自己評分，互相監督。因為老師不可能每節課都點名，學生們則很清楚本班同學的表現，這樣可大大激發學生的學習熱情，改善師生之間的關系，形成良性互動，做到考核的成績能全面反映學生的學習狀況及存在的問題。

6.4 課余表現考核

主要通過網絡教學平臺進行。在這個平臺中可以設置管理員和學生的不同權限，對主動進入課程平臺學習的同學進行登記，同時通過 “具有三維交互功能的配電仿真培訓系統”的軟件將學生的測試成績記錄在案，作為考核的依據。

7 結語

《電力系統繼電保護》是一門難度較高、覆蓋面較廣的課程，而雙語教學也是適應教育改革國際化一種探索，還有很多需要研究和學習的地方。我國的高等教育也正處于一個大變革的時代，如何使改革更加有利于培養創新性人才，是每個教師應盡的職責。在教學的過程中應不斷地調整和改進，努力改進教學方法以提高教學質量，更好地為社會培養基礎扎實、知識面廣、實踐能力強、綜合素質高、適應國際化需要的具有創新精神的電氣自動化類專業人才。

［1］尹項根，曾克娥 .電力系統繼電保護原理與應用 ［M］.武漢:華中科技大學出版社，2004.

［2］何仰贊，溫增銀 .電力系統分析 ［M］.武漢:華中科技大學出版社，2012.

［3］張保會，尹項根 .電力系統繼電保護 ［M］.北京:中國電力出版社，2008.

［4］尹項根，曾克娥 .電力系統繼電保護原理與應用 （上冊）［M］.武漢:華中科技大學出版社，2001.

［5］Horowitz，S H.Power System Relaying ［M］.3rdedition.John Wiley ＆Sons Ltd，2008.

［6］劉曉軍，肖白，崔楊 .“電力系統繼電保護原理”教學改革探討 ［J］.電氣電子教學學報，2013，35（6）:20－22.

［7］陳德樹，張哲，尹項根 .微機繼電保護 ［J］.北京:中國電力出版社，2000.