面向電力行業的“電氣CAD”課程教學改革與實踐

孫文瑤　趙毅　李廣

摘 要：CAD軟件是計算機輔助設計的重要工具之一，已廣泛應用于各行各業，例如電力、建筑，電子、機械等領域。目前，以技術型和應用型人才為培養目標的高等院校電氣專業都開設了電氣 CAD課程。傳統的電氣CAD課程在應對多元化就業需求，特別是面向電力行業崗位需求時，顯現了明顯的不適應性。電氣CAD教學需要探索改革措施。本文從優化課程內容、實行項目教學及其應用過程和評價與效果等幾方面進行了有益的探討。

關鍵詞：電氣CAD 課程改革 實踐

一、電氣CAD課程現狀分析

CAD軟件是計算機輔助設計的重要工具之一，已廣泛應用于各行各業，例如電力、建筑、電子、機械等領域。目前，以技術型和應用型人才為培養目標的高等院校電氣專業都開設了電氣 CAD課程。該課程是一門應用性較強的課程，主要任務是：通過課堂講解及上機訓練，使學生掌握計算機繪圖技術，培養學生使用CAXA應用軟件，繪制工程圖樣的能力。在教學組織和實施的過程中，主要存在下面幾點問題。

1.“電氣”與“CAD”結合不緊密

目前電氣 CAD課程教學中，主要是以講授計算機繪圖技術和CAXA軟件繪圖方法為主，所選用的教材也都是基于繪圖軟件的通用性工具書。學生通過課堂教學和上機訓練，可以熟練掌握繪圖軟件的使用方法和繪圖技巧，但是缺乏針對性。整體的繪圖過程沒有針對于電氣領域的具體問題展開。學生在學習的過程中，無法用學到的繪圖知識解決本身的專業問題，導致學習興趣下降。

2.忽略了電氣工程及其自動化專業面向電力行業就業的特殊性

由于很多高校存在電力行業背景和“工程教育、職業取向”的辦學目標，使電氣工程及其自動化專業與其他同類高校相比，在培養目標與課程設置等方面，存在一定的差異性。因此該專業的電氣CAD課程應體現出自身的特色。面向電力系統行業的就業，是很多高校該專業的主要就業方向。目前的課程教學中，針對電氣領域，特別是電力系

統行業的工程案例教學比較少。教學內容無法滿足“職業取向”的辦學目標。

3.缺少針對于電力系統行業的電氣CAD教材

目前的CAD教材，大多是講解軟件使用方法的工具類教材，即使有對于電氣領域的相關介紹，也缺乏對電力行業的針對性。電氣CAD課程內容涉及電氣技術國家標準、電氣專業知識體系和 CAXA軟件技術，是多門知識的融合，現有教材無法滿足教學需求，特別是針對電力行業的內容，仍是一項空白。

二、電氣CAD課程教學改革方法

針對上述問題，本文提出了面向電力行業的電氣工程及其自動化專業電氣CAD課程的教學改革方法。

1.優化整合教學內容

電氣CAD課程內容涉及電氣技術的國際標準、國家標準、行業標準、電氣專業知識體系和繪圖軟件技術，將項目教學法引入課堂教學，通過廣泛的分析和精心的組織，將教學內容依據項目和電力系統實際應用進行梳理歸納。電氣CAD課程具體的教學內容結構由如下幾部分構成。

（1）行業標準整合。《電氣CAD基礎》以國家標準局頒布的有關標準為基礎，介紹電氣工程制圖規則，涉及電氣制圖的一般規則、電氣圖形符號和電氣技術中的文字符號和項目代號等。

（2）元件標志整合。電氣圖的基本表示方法，介紹電氣線路、電氣元件、電氣元件觸點、元件接線端子和連接線等的一般表示方法。此外，還有連接的連續表示法和中斷表示法以及導線的識別標記及其標注方法等。

（3）圖樣規范整合。《基本電氣圖》介紹幾種基本電氣圖的繪制要求，包括功能性簡圖、接線圖和接線表、控制系統功能表圖的繪制以及電氣位置圖等。

（4）工程案例整合。電氣CAD課程強調的是工程實踐，基于項目教學法的實踐是該課程的重點。通過電氣CAD應用中的實際典型實例詳細介紹弱電圖、控制回路圖和發電廠變電所設計的一次部分的平面圖、斷面圖和主接線圖以及二次部分的繼電保護圖的繪制過程和操作技巧。

在圖形繪制的過程中要緊密結合各類標準，每一個圖形符號要符合當今通用的行業約定，使學生身臨其境地完成典型的工程案例。

2.引入項目教學法

項目教學，是指針對具體的工程案例，如發電廠或者變電所的一次部分和二次部分圖樣，開展識圖、讀圖和繪圖等工作，全方位模擬現場技術人員工作環境，使學生有身臨其境之感。通過劃分不同的工作小組，每組中又有不同的任務分工，形成針對于具體工程項目的分工合作項目組，培養學生的團隊合作意識。

在電氣CAD課程的實踐環節的設計上，緊密結合電氣工程及其自動化專業培養目標和項目引導法教學的具體要求，把實際工程應用中具有典型意義的案例作為項目在實踐環節上實施。

三、電氣CAD課程教學改革措施

電氣 CAD課程教學改革措施，分為兩條主線同時進行，第一條主線是改革教學內容，第二條主線是編寫教材。

第一條主線：在原有教學內容的基礎上，壓縮學時，增加能夠體現該專業特色的教學內容，改革后的教學內容如下表所示。

第二條主線：編寫適合該專業特色的實用型教材。教材的選擇關系到課堂教學的組織與實施，也直接影響學生的學習效果。該項目在不斷汲取課堂教學效果和學生課后反饋情況的基礎上，不斷補充和完善教材內容，計劃編制一本適合于該專業的電氣CAD教材。下面是新增設的主要章節及內容。

第××章 發電廠及變電所電氣主接線圖和二次回路圖的繪制：（1）電氣設備的圖形繪制；（2）電氣主接線圖的識圖與繪制；（3）配電裝置平面圖的識圖與繪制；（4）配電裝置斷面圖的識圖與繪制；（5）防雷保護圖的識圖與繪制；（6）電氣工程圖繪制實例；（7）斷路器的典型控制與信號回路；（8）廠用系統控制回路；（9）隔離開關的典型控制回路。

四、小結

電氣CAD課程是一門電氣類專業通用型工具類課程，其涉及的行業較為寬泛。設計提出一套適合于電力行業的，面向電網從業人員培養的課程教學模式，是涉及人才培養成敗的重要環節。本文從電氣CAD課程現狀分析入手，探討了課程改革的方法，提出了面向電力行業的課程改革措施，在課堂教學過程中收到了良好的效果，極大地提高了學生的學習興趣和軟件應用能力。

參考文獻：

[1]GB/T18135-2008電氣工程CAD圖規則[S].北京：中國標準出版社，2008.

[2]GB/T4728（所有部分）-2005電氣簡圖用圖形符號[S].北京：中國標準出版社，2005.

[3]GB7159電氣技術中的文字符號制訂通則[S].北京：中國標準出版社，2005.

[4]金建源.新標準二次電路圖識讀[M].北京：中國水利電力出版社，2004.

[5]何永華，閆曉霞.新標準電氣工程圖[M].北京：中國水利電力出版社，2006.

[6]張屯國，岳媛媛.精通CAXA2005工程制圖[M].北京：清華大學出版社，2006.

[7]金建源.新標準二次電路圖識讀[M].北京：中國水利電力出版社，2004.

[8]朱光苗.CAXA2009中文版基礎教程（第2版）[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[9]水利電力部西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊-電氣一次部分[M].北京：水利電力出版社，1989.

（作者單位：孫文瑤、趙毅，沈陽工程學院；

李廣，國網吉林省電力有限公司檢修公司）