交通供配電系統課程教學和實踐改革

呂先洋

摘要：交通供配電系統是交通設備與控制工程專業的一門核心專業課程，根據教學和實踐過程中存在的主要問題，以提高學生交通供配電系統的規劃設計、建設管理、運營維護等能力為最終目標，從教學內容、教學方法、考核方式等方面對存在的問題進行改進。形成融知識傳授、創新能力培養、工程素質教育于一體的教學模式。

關鍵詞：教學改革；實踐改革；多元化教學；交通供配電系統

中圖分類號：G42？文獻標識碼：A？？文章編號：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

目前，擁有交通背景的掌握計算機、自動化或電氣知識的人才極其稀少，這制約著我國交通信息化、智能化產業的研發能力、標準體系建設、產業配套和國際化能力等。針對該產業人才培養和需求錯失錯位問題，教育部于2010年特設交通設備與控制工程專業。為適應社會經濟的發展，在對人才社會需求進行廣泛調研的基礎上，結合師資條件及辦學實力，南通大學于2010年申報建立交通設備與控制工程本科專業，2011年成為全國首批招收交通設備與控制工程專業本科生的學校。

交通供配電系統是交通設備與控制工程專業的核心專業課程。課程圍繞我國道路交通供配電技術的發展與應用實際，結合相關規范與技術標準，以高速公路、城市道路、公路橋梁、公路隧道、城市軌道交通等公共領域的供配電為對象，對交通供配電技術的基本概念、基本原理、應用特點、設計方法和工程應用進行了系統介紹。該課程以交通工程學、電工學為基礎，是一門集知識與技能于一體、實踐性很強的課程。交通供配電系統所涉及的規范與技術標準更新快，這就要求在教授學生理論知識，培養學生操作能力的同時，還要培養學生的自主學習能力和終身學習思想。因此如何提高這門課程的教學效果，為學生的后續學習和實際應用打好基礎，就成了這門課程教學中的重要問題。

1 課程教學目前存在的主要問題

（1）課程講授、學習難度大。交通供配電是交通機電系統的主要組成部分，是交通工程、電氣工程、信息工程等多學科知識的綜合與交叉。該課程內容豐富，包含了大量公式、標準規范，涉及物理、電力系統分析、繼電保護、電機學等方面的知識。內容繁多且分散，概念抽象，不易掌握，加上交通設備與控制工程專業學生本身電氣知識較為薄弱，沒有完整的課程體系支撐，容易使學生學習產生“畏懼感”，給課程的教與學都帶來一定的難度，存在學生學習起來吃力、積極性不高、聽課效率差的問題。比如課程中用到的各種設計規范，在教學過程中既不能避而不談又不能泛泛而談，學生對各種規范不感興趣。

（2）教學手段單一。在教學過程中仍采用傳統的板書結合PPT的方式，教學手段過于單一，不利于提高學生的學習興趣。學生多處于被動地位，積極提出思考和問題的學生很少，從相關院校的教學過程中調研得出，在充分發揮學生學習主體作用方面還很不夠，尤其是在培養學生的觀察能力、動手能力、協作和互助能力等方面還有待突破。

（3）理論與實踐教學的課時安排。傳統的教學是在理論知識學習的過程中，穿插安排幾次實驗，待理論課程結束后安排為期一周的課程設計實踐環節，這種理論課和實踐課分開教學造成理論和實踐的脫節，學生不能在理論知識學習后及時接觸實物，抽象的概念和原理不能及時與具體的直觀實物對接與驗證，使教學的成效大大降低，動手能力難以訓練，更談不上對學生工程素質和創新能力的培養。對該課程而言，理論和實踐二者應該是并重的，應該是理論學習中有實踐，實踐過程中學理論，一定條件下可以在實驗室進行理論授課。

（4）實驗教學條件受限。實驗教學對理論知識的鞏固有著非常重要的作用。交通供配電系統課程與工程實際聯系緊密，許多的知識需要在實際工程環境過程中才能準確理解。因此，課程實驗對于該課程意義重大。但是目前所開設的實驗課程在電氣專業的實驗室中完成，其中多為電力工程基礎性實驗，沒有體現交通供配電系統的自身的特點，很難提升學生工程實踐方面的能力。例如課程中涉及的交通供配電高低壓電氣設備，對實驗設備要求較高，由于實驗教學存在投入資金不足等原因，實驗室發展規模跟不上教學需求，一些操作性、設計性的實驗難以完成。

（5）課程設計作為理論教學的補充和延伸，也存在諸多問題：設計任務陳舊，沒有結合交通供配電系統現實的需求。課程設計時間短，不足以完成一套完整的供電設計，若只選取部分，就欠缺了完整性的理解。對于專業繪圖軟件AutoCAD，學生基礎較差，涉及的繪圖等環節大都采用手工繪圖，不能很好地利用計算機工具。

因此，為了進一步提高交通供配電系統課程的整體教學水平，增強我校交通設備與控制工程專業學生的綜合能力，亟需推進教學模式的改革。

2教學內容的改革

（1）科學設計理論教學內容

遵循理論知識“實用、適度”的原則，培養學生實踐能力，簡化一些與實際應用關系不大的理論知識和計算，教學內容側重基礎知識和基本技能，突出實際應用。在課程教學內容設定時突出教學目標，例如負荷計算、設備選擇與校驗方法、無功功率補償等基本內容要作為授課重點，教材中，對交通供配電系統中應用的新設備、新技術介紹較少。因此可以選擇淘汰一些落后的或者實際已經很少應用的內容，增加新的內容，緊跟市場發展，關注國家政策，遵循國家規范，做到與時俱進。結合教學內容，將一些綠色環保、節能減排的新技術介紹給學生，擴寬學生的專業視野，適應未來工作的需要。例如，對于設計規范，可以通過設計實例更形象具體的介紹給學生。

（2）實驗教學內容改進

交通供配電課程不僅要安排好理論教學內容，還要重視實驗教學的開設效果。通過理論與實踐的結合可以強化學習內容，鍛煉學生的動手能力，引導學生提出問題并解決問題。之前課程實驗項目的開設一般是認識性實驗，如電磁型電流繼電器和電壓繼電器特性實驗、

模擬電力系統并聯與短路實驗，還應適當開設綜合性實驗、設計性實驗，培養學生的工程意識和創新意識，提高綜合設計能力。

（3）課程設計內容改進

為了理論與實際更好的結合，本課程安排了課程設計環節，設計題目與工程應用密切相關。根據以往的經驗，電氣專業學生進行供配電課程設計時，設計內容一般是工廠的供配電，建筑電氣專業的學生設計內容一般是一個建筑物的供配電。交通供配電系統作為交通設備專業學生知識體系中的重要一環，應該以交通實際應用作為首選的設計題目，體現交通這一背景特點。

一個交通供配電項目需要從系統、整體的角度去分析，涉及各個子系統的銜接與配套問題。所以，最佳的課程設計內容應該是設計一個完整的交通供配電系統，比如高速公路上收費站、服務區等。一個完整的交通供配電計算案例可以作為一條主線貫穿所學的理論知識，使各章節有機的聯系在一起，幫助學生建立供配電工程的概念。設計任務包括供配電負荷計算，變配電所主接線方案擬定、設備選型，變配電設備選型，平面布置，繪制平面布置圖短路計算，動、熱穩定校驗計算等內容。

3教學方法的改革

（1）采用傳統課堂、多媒體教學、實習基地三位一體開展教學

根據不同的教學內容，采取不同的教學方式。對負荷計算、導線截面選擇、短路電流計算及電氣設備校驗、無功補償等內容，仍采用傳統教學方法，對供配電系統、高低壓供電線路與敷設、變電所結構與布置等內容，則先在課堂上講授基本理論、重點、難點，然后輔以校外實習基地的現場教學和多媒體光盤教學，對變壓器、高低壓電氣設備的結構、原理等內容，則在校內實習基地以實物教學為主。教師根據校內實習基地陳列的電氣設備，介紹各常用電氣設備的結構、工作原理、接線方式；學生在現場理解、消化，若有疑問，隨時在現場及時解決學生存在的問題。

（2）實踐教學采用任務驅動法展開

首先教師根據教學要求和學生實際情況設定任務的題目，明確需要達到的目的，提出要求。學生根據任務和要求設計實驗的電路或是方案，并能夠根據實驗條件完成實驗方案，明確實驗任務的重難點，解決實驗過程中存在的問題，做到動腦、動手，對實驗結果能夠解釋清楚，達到實驗的預期目的，更為重要的是培養解決實際問題的能力和信心。比如電磁型電流繼電器和電壓繼電器的特性實驗，任務就是了解交通供配電系統中繼電保護用繼電器的結構和基本原理，要求學生能夠利用實驗平臺設計實驗電路，利用自己設計的電路來調整、測量電磁型電壓繼電器和電流繼電器的動作值、返回值和返回系數，最終利用實驗結果來研究電磁型繼電器的特性。

（3）利用啟發式教學轉變學生學習方式，提高課堂效率

大學課堂必須由傳統的灌輸式教學向引導學生自主學習方式轉變，交通機電設備課程側重于實際應用，所以教師可以在上課前給學生預先設置兩三個問題，這些問題通過一到兩節課解決，使學生帶著問題聽課，這樣有利于學生集中注意力，思路上也能夠跟上，每次課都有所收獲，提高了學習的成就感。在解決問題時，應該注重啟發和誘導而不是直接的灌輸，另外，多采用生活中的事例來引導學生學習，比如同學們熟悉的城市交通中各種電力設施，比如2008年南方的冰雪災害對電力系統的影響，2011年的溫州動車事故等，這些事例都可以激發學生的興趣，加深學生對學習內容的印象。

4考試方式和方法改革

交通機電設備課程的考核方式，以前只針對理論教學內容進行閉卷考試，導致了學生重理論，輕實踐的現象。通過改革，將課程考核分為兩部分，理論課考核和實踐環節考核，將實踐環節單獨考核，考核方式是實驗課的成績作為課程成績的重要組成部分，學生對課程設計成果進行匯報和演示，課程設計成績單獨列出。

5 結束語

本文根據交通供配電課程以及交通設備與控制工程專業學生自身的特點，對課程理論與實踐教學進行了多方位改革實踐，取得了良好效果。今后需要尋求更加貼近工程實際的案例來促進教學，還需要進一步完善實訓實驗場地與設備。

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