電工基礎教學一體化方法的研究

郭涵　金帥軍

摘 要：電工基礎作為電力部門人員的基礎課程，是變電、輸電以及營銷專業人員的基礎課程，掌握電工基礎至關重要。電工基礎課程的教學一體化從專業延伸及融合專業軟件這兩方面的改變，不僅讓學員扎實理論知識、加深對電力知識的理解，而且更有效的達到學以致用的培訓目標。

關鍵詞：電工基礎；教學一體化；proteus等；專職教育

中圖分類號： G420 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）18-129-2

0 引言

電工基礎指研究電磁領域的客觀規律及其應用的科學技術，以及電力生產和電工制造兩大工業生產體系。它是以下專業基礎課學習的基石——電路和磁路理論、電磁測量、電機與繼電接觸控制、安全用電、模擬電子電路、數字電路、自動控制系統等；同時它又是電工進網的知識寶庫。對于內蒙古電力的新入職員工首要的基礎培訓，它的知識地位與儲備關系著電力員工今后的學習與工作。電工基礎課程的教學一體化改革，不僅讓學員扎實理論知識并且加深對電力知識的理解。

1 教學一體化

所謂教學做一體化，就是理論實踐相結合，教中學，學中做，教學做一體化的教學模式。就是堅持實用為主、夠用為度的原則，以職業技能訓練為核心，建立若干教學模塊，將理論教學和技能訓練有機結合的教學模式。

2 電工基礎教學一體化現有模式的優缺點

現有的電工基礎教學一體化模式不僅滿足教學一體化要求，而且符合電工基礎理論特點。

電工基礎一體化教學的特點是：①教師一體化，即專業理論課教師與實習指導課教師構成了一體。②教材一體化，即理論教材與實習課教材構成了一體。③教室一體化，即理論教室和實訓室構成了一體。

按照試點教學反映的情況，①學員學習興趣高，自學能力變強，理解電工中的概念深刻而具體；②教員講課時間變長，但是教學效果好，教學興趣濃，更快激發學員的思維；③實訓室利用率合理，實訓耗材更合理化。

雖然試點教學非常成功，但是也突顯出一些問題，總結如下：①與其他專業的聯系有所欠缺，導致學員雖然學到了但是目標不明確，學歷教育中不用考慮這方面，但是對于職業教育來講，如何應用所學知識才是每一科目的最終目的。②實訓圍繞理論，但有些項目的實訓過于簡單，應該考慮用軟件模擬試驗，節省課程整體用時。

作為一種新的教學模式，下一步研究如何改進。

3 電工基礎教學一體化改進

3.1 實訓重點內容的確定

電工基礎里的內容是很多電相關專業的基礎，打好基礎，才能建好電力工作人員自身的高樓大廈。學以致用是職業教育的關鍵，也是電工基礎的教學一體化實施的重要目標之一。為了達到這一點，需要明確實訓科目，明確重點的方向。經過一番教學試點與考慮，下面列舉以下科目：

①電力系統。電工基礎教學一體化教學中R-L-C科目模塊的試驗，是未來學員掌握電力系統中的電力網參數及等值電路方面知識的基礎，以及系統振蕩等方面的原理。基于此，在教這組實驗時，介紹其對后續科目的影響。

②電力營銷計量。電工基礎教學一體化教學中P-U-I-R科目、單相-三相、三個重要三角形模塊實驗，是電力營銷專業計量方面的重點。基于此，在教這組實驗時，應將計量知識提前介紹與講解。

3.2 相關軟件教學融入教學一體化

工欲善其事，必先利其器，電工基礎教學一體化教學中，不僅讓學員手動實驗，更應該緊跟科學發展的步伐，加入相關實驗軟件的學習，為未來學員在各自崗位中的創新能力加砝碼。下面推薦一下實驗教學軟件。

①Proteus軟件介紹。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。

在電工基礎教學一體化中，該款軟件能夠清晰仿真簡單電路的實驗，不僅能得到相關定律，而且能模仿一些器件的反應時間、充放電等時間，如圖3-1電容器隔直通交實驗，圖3-2電容器直流時，圖3-3電容器交流時所示。

②MATLAB軟件介紹。MATLAB中的Simulink提供了動態系統建模、分析和仿真的交互環境，能夠實現交互建模、交互仿真，并允許用戶擴展仿真環境等功能。Sim PowerSystems是Simulink的一個專用模塊集。該模塊集包含電氣網絡中常見的元器件和設備，以直觀易用的圖形方式對電氣系統進行模型描述。模型可與其它Simulink模塊相連接，進行一體化的系統級動態分析。在電工基礎教學一體化中，一般用SimPowerSystems仿真三相交流電為電源的一些簡單對稱電路與不對稱電路的試驗，而且后續研究生階段的電力系統仿真也多數用Simulink來做仿真，這樣既能做出實訓室內不能演示的非對稱電路的試驗而且調動學員探索知識的熱情。圖3-4 Simulink中有關電力系統的模塊集示意圖。

另外也可以用MATLAB中的MATPOWER， MATPOWER能用其本身提供的電力系統模型進行電力系統潮流計算，不僅方便簡單，而且快速精準。

對電力市場環境下的最優潮流，MATPOWER能計算出滿足經濟性與安全性的結果。電力市場下的最優潮流（Optimal Power Flow，OPF）是進行現代電力系統經濟調度的重要依據之一，OPF以數學優化理論和潮流方程為基礎，把電力系統經濟調度和潮流計算有機地融合在一起。目前，電力市場環境下最優潮流的模型越來越復雜，任何形式的目標函數，都可以包含表示電壓、電流、功率限制的約束條件。在約束眾多的情況下，最優潮流都能將它們整合到統一價值標準下進行協調。這樣宏觀上的教學模式，可以幫助學員深刻了解電力營銷概念。

3.3 小結

綜上所述，從兩方面改進電工基礎教學一體化，綜合MATLAB、Proteus的一些教學仿真功能與電力系統、電力營銷計量專業知識，將能滿足仿真教育與科學研究的需求。

比如在電工基礎簡單的系統振蕩、短線、短路等故障，

MATPOWER能計算出相應潮流結果，讓學員深刻認識到電力系統的宏觀性與重要性

4 總結

電工基礎課程實現一體化教學，就是整理融會教學環節，把培養學生的職業能力的理論與實踐相結合的教學作為一個整體考慮，單獨制定教學計劃與大綱，構建職業能力整體培養目標體系。本文重點討論了電工基礎教學一體化需要改進的地方并提出了解決方案，今后的教學過程中，將繼續深化教學一體化。

參 考 文 獻

[1] 河南省電力公司組編.電工基礎[M].北京.中國電力出版社，2010.

[2] 內蒙古電力公司培訓中心自編教材《電工基礎》，非公開，內部使用.

[3] 內蒙古電力公司培訓中心自編教材《電工教學一體化實訓指導書》，非公開，內部使用.