淺析“電力系統自動(dòng)裝置”課程教學(xué)
論文關(guān)鍵詞：電氣工程及其自動(dòng)化 系統自動(dòng)裝置 教學(xué)內客 教學(xué)方法
論文摘要：“電力系統自動(dòng)裝置”課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)選修課程。為了提高教學(xué)質(zhì)量，針對該課程的特點(diǎn)，結合自身的教學(xué)實(shí)踐，分析其教學(xué)中存在的問(wèn)題并以此為基礎從教學(xué)內客、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面做了一些探討。為了更好地培養學(xué)生的創(chuàng )新意識，探討了如何在教學(xué)中運用啟發(fā)式教學(xué)方法和現代教學(xué)手段等問(wèn)題。
“電力系統自動(dòng)裝置”課程是華北水電學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的選修課。通過(guò)對電力系統自動(dòng)裝置原理和應用的學(xué)習，使該專(zhuān)業(yè)學(xué)生能熟悉電力系統常用的各種自動(dòng)裝置，有利于該專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生較好、較快地適應電力行業(yè)的工作。
隨著(zhù)我國電力行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展、教材內容的逐漸增加，教學(xué)要求也日益提高，傳統的“注入式”的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿(mǎn)足新階段的教學(xué)要求，因此，對該課程的全面改革勢在必行。實(shí)驗教學(xué)是高等理工科學(xué)校的主要實(shí)驗性環(huán)節之一，它在培養學(xué)生的實(shí)際操作能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力方面起著(zhù)重要的作用，專(zhuān)業(yè)實(shí)驗課程還肩負著(zhù)綜合運用所學(xué)基礎知識和專(zhuān)業(yè)知識，培養學(xué)生創(chuàng )造能力的作用。
在教學(xué)中，應注重使用先進(jìn)的教學(xué)方法，合理運用現代信息技術(shù)手段，改革傳統的教學(xué)觀(guān)念、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)，廣泛吸收先進(jìn)的教學(xué)經(jīng)驗，大力改革實(shí)驗教學(xué)的形式和內容，使“電力系統自動(dòng)裝置”課程的建設和教學(xué)質(zhì)量更上一個(gè)新的臺階。
一、課程的特點(diǎn)
“電力系統自動(dòng)裝置”是一門(mén)理論體系完整、實(shí)踐性較強的課程。該課程的先修課程為“自動(dòng)控制原理”、“電力技術(shù)”、“電力系統穩態(tài)分析”、“電力系統暫態(tài)分析”、“電力系統繼電保護”、“發(fā)電廠(chǎng)電氣部分”、“微機保護”等，后續的實(shí)踐環(huán)節有“電力系統綜合實(shí)驗”、“畢業(yè)”、“畢業(yè)設計”等。教學(xué)內容主要包括電力系統的并網(wǎng)方法及其自動(dòng)裝置、同步發(fā)電機勵磁自動(dòng)控制系統、電力系統頻率及有功功率的自動(dòng)調節、電力系統自動(dòng)低頻減載及其他安全自動(dòng)控制裝置等。由于教學(xué)內容相對抽象，在學(xué)習該課程之前，學(xué)生必須先學(xué)習以上相關(guān)的課程，并應具有相關(guān)的發(fā)電廠(chǎng)、變電所的認識實(shí)習經(jīng)歷，具有較好的專(zhuān)業(yè)基礎知識，對課程中所講裝置有初步的感性認知。
二、教學(xué)的現狀
“電力系統自動(dòng)裝置”是一門(mén)理論與實(shí)踐高度并重的專(zhuān)業(yè)課程，課程知識涉及面廣，內容豐富，目前教學(xué)中存在的主要問(wèn)題有兩個(gè)方面。
1.教學(xué)方法問(wèn)題
目前，“電力系統自動(dòng)裝置”課程的教學(xué)方法以課堂講授為主。課堂講授法最大的作用是它能快速地、大量而又集中地為學(xué)生提供新知識。這種教學(xué)方法對于完成“引進(jìn)新內容”是合適的，但它不適合“應用新知識”和“對學(xué)生學(xué)習情況作出評價(jià)”。因此，需要進(jìn)行教學(xué)改革，將學(xué)生引入到教學(xué)中來(lái)，激發(fā)學(xué)生積極應用新知識，使得教師能夠及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習效果。
2.教學(xué)內容與學(xué)時(shí)安排問(wèn)題
隨著(zhù)電力系統的迅猛發(fā)展，“電力系統自動(dòng)裝置”課程的新知識也在不斷增加，而舊的基礎知識又未刪減，使教學(xué)內容與教學(xué)學(xué)時(shí)之間的矛盾日益突出。目前，各個(gè)高校該課程的計劃學(xué)時(shí)大致在32學(xué)時(shí)，為解決該矛盾，需要合理設置教學(xué)層次，根據后續課程教學(xué)的需要，確定合適的學(xué)時(shí)。在教學(xué)計劃改革中，華北水利水電學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”）已將計劃學(xué)時(shí)增加到40學(xué)時(shí)。
三、教學(xué)方法的探討
筆者結合多年的實(shí)際工作經(jīng)驗和對執教該門(mén)課程的一些教學(xué)經(jīng)歷及體會(huì )，針對該門(mén)課程的教學(xué)思想設計，提出以下構想。
1.教學(xué)內容
為了解決課時(shí)不足與內容豐富的矛盾必須精選教學(xué)內容。教學(xué)需注重基本原理和基本方法（如電力系統并網(wǎng)方法、電力系統電壓和無(wú)功功率自動(dòng)控制、電力系統頻率和有功功率自動(dòng)控制等）的重點(diǎn)講解，一般內容（如具體自動(dòng)裝置的構成）以學(xué)生自學(xué)為主，并在授課中注意歸納，講解思路。
2.教學(xué)方法
�。�1）加強“講授與討論”的結合，提高教學(xué)質(zhì)量。
討論法的主要特點(diǎn)是將教師、學(xué)生個(gè)人獨立鉆研、集體學(xué)習三者結合在一起，課堂教學(xué)中有意識地搞好合作教學(xué)，使教師、學(xué)生的角色處于隨時(shí)互換的動(dòng)態(tài)變化中。選擇適當的論題是保證課堂討論達到預期效果的首要條件，所以教師必須精心準備活動(dòng)方式和參考資料、設計集體討論模式，學(xué)生根據討論目的和要求，查閱相關(guān)，分組研討完成相關(guān)教學(xué)內容，讓學(xué)生在輕松的下暢所欲言，各抒己見(jiàn)，發(fā)表自己獨立的見(jiàn)解，在思想火花的碰撞過(guò)程中，鍛煉合作能力，培養學(xué)生自學(xué)和探究科學(xué)的能力。
例如，在講解“同步發(fā)電機勵磁自動(dòng)控制系統”這一節時(shí)，可把學(xué)生分為三組，對同步發(fā)電機恒UF方式起勵、恒α方式起勵和恒IL方式進(jìn)行比較。各組分別選一個(gè)主題作為研討對象，查閱資料，開(kāi)展小組討論，分析比較各種勵磁方式和各種控制方式對電力系統安全運行的影響。教師提出問(wèn)題，指導學(xué)生分析問(wèn)題和思考問(wèn)題，學(xué)生在積極地思考和討論中把知識從頭至尾地貫穿起來(lái)，有利于培養學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。
�。�2）運用啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，激勵學(xué)生的創(chuàng )新能力。
學(xué)家烏申斯基說(shuō)：“沒(méi)有興趣的強制學(xué)習，將會(huì )扼殺學(xué)生探求真理的欲望。”興趣是學(xué)習的重要動(dòng)力。在寬松和諧的教育中學(xué)生才能培養興趣。啟發(fā)式教學(xué)在教育目標上強調在傳授知識的同時(shí)重視能力的培養及非智力因素的發(fā)展。在教與學(xué)的關(guān)系上，在肯定教師主動(dòng)作用的同時(shí)，強調學(xué)生既是教育的對象，又是具有主觀(guān)能動(dòng)性的認識主體。因而，在教學(xué)方法的運用上應首先著(zhù)眼于強調學(xué)生學(xué)習的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生處于積極的狀態(tài)。第二，將教學(xué)活動(dòng)的重點(diǎn)放在組織和學(xué)生獨立學(xué)習的活動(dòng)上，并不斷提高學(xué)生學(xué)習的獨立性。第三，注重學(xué)習方法和研究方法的指導。第四，注重教學(xué)方法的多樣性與靈活性及各種教學(xué)方法的配合，發(fā)揮教學(xué)方法的綜合效應。[3]
例如，在進(jìn)行同步發(fā)電機準同期并列實(shí)驗時(shí)，要求學(xué)生掌握準同期并列的理想條件，然后到實(shí)驗室熟悉實(shí)驗設備，比較手動(dòng)準同期和自動(dòng)準同期的調整并列過(guò)程，分析合閘沖擊電流的大小與哪些因素有關(guān)。這樣，通過(guò)前面的理論學(xué)習，學(xué)生對整個(gè)實(shí)驗方案的目標比較明確，實(shí)驗過(guò)程中出現的問(wèn)題可以翻閱資料自行處理，而教師在實(shí)驗中僅起引導和輔助作用。這樣有利于學(xué)生克服依賴(lài)，培養學(xué)生獨立學(xué)習和獨立思考的能力。
�。�3）改革實(shí)驗教學(xué)，培養學(xué)生實(shí)踐能力。
實(shí)驗課是理論知識在教學(xué)條件下的應用，從內容上講多數為對已有科學(xué)實(shí)驗的重復，從方法上講則是對科學(xué)實(shí)驗方法的學(xué)習和訓練。“系統自動(dòng)裝置”課程的實(shí)驗為驗證性和設計性試驗。通過(guò)實(shí)驗教學(xué)與理論教學(xué)的結合，加深了學(xué)生對理論知識的理解和掌握；培養學(xué)生運用實(shí)驗手段探求新知識，提高從事實(shí)驗研究的能力；同時(shí)，學(xué)生通過(guò)自身的積極思考，提高了學(xué)習的自覺(jué)性和主動(dòng)性。
我校電力系統綜合自動(dòng)化實(shí)驗室是基于“WDT-Ⅲ型電力系統綜合自動(dòng)化試驗臺”和“PS-7G型電力系統微機監控試驗臺”上進(jìn)行，針對電力系統教學(xué)實(shí)驗而設計，其工作方式是按發(fā)電機通過(guò)輸電線(xiàn)路與無(wú)窮大系統聯(lián)接，構成“一機—無(wú)窮大”電力系統而設計的，同時(shí)考慮模型操作的靈活和方便。在設計中，教師根據實(shí)驗內容可適當增加一些與外部聯(lián)接的功能，在一定程度上擴大其使用功能。這樣可以充分發(fā)揮學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗方面的主動(dòng)性和創(chuàng )造能力，提高教師實(shí)驗教學(xué)的水平和質(zhì)量。
�。�4）使用多媒體教學(xué)。
多媒體教學(xué)具有直觀(guān)性、動(dòng)態(tài)性、圖文聲像并茂、交互性等特點(diǎn)，從而能多角度調動(dòng)學(xué)生的情緒、注意力和興趣，學(xué)生有更多的參與，更為主動(dòng)，通過(guò)創(chuàng )造反思環(huán)境，有利于學(xué)生形成新的認知結構。教學(xué)過(guò)程中不但可以使用PPT課件作為主要教學(xué)手段，而且可以利用Flash 軟件將電力系統自動(dòng)裝置中的重要控制過(guò)程，如將“電力系統并網(wǎng)”做成動(dòng)畫(huà)直觀(guān)地演示。從學(xué)生和成績(jì)反饋來(lái)看，這些輔助工具教學(xué)效果良好。
�。�5）使用雙語(yǔ)教學(xué)。
由于作為國際通用性職業(yè)，應加大在本科教學(xué)中開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)的規模，而且雙語(yǔ)教學(xué)是教育部提出的在新形勢下推進(jìn)教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量的重要舉措之一，也是全面提升素質(zhì)教育的有益嘗試。通過(guò)要求學(xué)生閱讀電氣與工程師協(xié)會(huì )（IEEE）電力系統匯刊、國際大電網(wǎng)會(huì )議（CIGRE）會(huì )刊，針對電力系統并網(wǎng)、發(fā)電機勵磁方式等內容，查閱相關(guān)文獻并寫(xiě)出英文讀書(shū)報告，作為考核標準之一。
四、結束語(yǔ)
隨著(zhù)科技的進(jìn)步和的發(fā)展，課程教學(xué)改革的路還很長(cháng)，需要繼續探索和實(shí)踐，使之不斷完善，現有如下設想。
進(jìn)一步提高教師的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，組織教師積極申報有關(guān)的科研項目，把自己的科研工作與教學(xué)工作密切結合起來(lái)，培養學(xué)生的科研態(tài)度和科研能力，教給他們科研方法，更好地為教學(xué)服務(wù)。
在教學(xué)過(guò)程中要有計劃地、積極地引導學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)，在實(shí)踐活動(dòng)中獲得知識，提高能力。加大學(xué)校與企事業(yè)單位合作，建立校外培訓基地，通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力，為適應今后的工作做好準備。
為了擴大學(xué)生的知識面，教師應聯(lián)系本學(xué)科領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)教學(xué)，使學(xué)生了解本學(xué)科的發(fā)展動(dòng)向，激發(fā)他們解決學(xué)術(shù)問(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題的興趣。指導學(xué)生閱讀與電力系統自動(dòng)化有關(guān)的學(xué)術(shù)期刊，并鼓勵學(xué)生寫(xiě)讀書(shū)報告及小論文，定期相互討論。
參考文獻：
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