李裕?徐云江

摘要：繼電保護(hù)是一門涉及專業(yè)基礎(chǔ)課較多、綜合性較強(qiáng)、理論與實(shí)踐并重的學(xué)科，針對(duì)目前教學(xué)過程中學(xué)生反映的“學(xué)習(xí)難度大”、“學(xué)習(xí)目的不明確”、“工作后沒什么用”的現(xiàn)象，結(jié)合農(nóng)科院校電力專業(yè)的定位，對(duì)繼電保護(hù)課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、課程設(shè)計(jì)幾個(gè)方面提出教學(xué)改革的途徑。

關(guān)鍵詞：農(nóng)科院校；繼電保護(hù)；多媒體教學(xué)

作者簡介：李裕（1979-），女，云南通海人，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，講師。（云南 昆明 650201）徐云江（1978-），男，云南石林人，昆明供電局石林供電有限責(zé)任公司，助理工程師。（云南 石林 652200）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0070-02

一、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程現(xiàn)狀分析

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”是電力類各專業(yè)的一門主干專業(yè)課程，幾乎以下所有教材一直都在按電力系統(tǒng)的幾大組成部分來組織教學(xué)內(nèi)容：繼電保護(hù)基本元件、線路保護(hù)原理、變壓器保護(hù)原理、發(fā)電機(jī)保護(hù)原理、母線保護(hù)原理、重合閘及微機(jī)保護(hù)等。“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”作為農(nóng)科院校電氣專業(yè)的一門必修專業(yè)課，目前在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣系的教學(xué)中存在以下問題：

1.“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際脫節(jié)

目前的繼電保護(hù)裝置多為微機(jī)型繼電保護(hù)，而“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”教材大多數(shù)都用電磁型或集成型保護(hù)裝置來講解保護(hù)原理，這些裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所涉及知識(shí)面較廣，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大，看不懂裝置圖，對(duì)原理也一知半解，學(xué)生畢業(yè)后，普遍反映所學(xué)知識(shí)與工作實(shí)際不一樣，所學(xué)內(nèi)容在實(shí)際中“沒有什么用”。

2.“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”教學(xué)內(nèi)容與工作實(shí)際脫節(jié)

教學(xué)內(nèi)容一般包括各種電壓等級(jí)的線路保護(hù)、各種大小容量的變壓器、發(fā)電機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等，內(nèi)容較多，存在“多而不精”的現(xiàn)象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺壓力很大，影響基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。

3.“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程大系統(tǒng)的教學(xué)理念不強(qiáng)

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程需要學(xué)生掌握電路、電機(jī)學(xué)、電力系統(tǒng)分析、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)等相關(guān)知識(shí)，但學(xué)生在學(xué)習(xí)先修專業(yè)課程時(shí)，一方面由于教師缺乏對(duì)整個(gè)課程大系統(tǒng)的全局梳理，使一些知識(shí)重復(fù)講授，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)壓力較大，普遍感覺學(xué)習(xí)“目的不明確”，另一方面，更使學(xué)生對(duì)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)沒有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)，從而導(dǎo)致對(duì)理論性較強(qiáng)的知識(shí)掌握不到位，不能將其與工程實(shí)際、與“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程聯(lián)系起來，導(dǎo)致學(xué)生因沒有掌握先修課程的知識(shí)而不能很好地理解繼電保護(hù)知識(shí)。

4.學(xué)校對(duì)該課程不重視

作為農(nóng)科院校的工程專業(yè)，本專業(yè)定位為“農(nóng)科專業(yè)服務(wù)”，學(xué)校對(duì)該專業(yè)投資較少，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比較薄弱，實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)落后，教師開出的實(shí)驗(yàn)以簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合能力的培養(yǎng)。

鑒于上述原因，筆者提出以本專業(yè)“以農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化為專業(yè)特色，培養(yǎng)高素質(zhì)農(nóng)業(yè)電氣化應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo)為基礎(chǔ)以滿足農(nóng)科院校電氣專業(yè)就業(yè)崗位職能要求為目標(biāo)的課程改革。

二、明確學(xué)生的崗位職責(zé)與職業(yè)能力

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣系專業(yè)學(xué)生一次就業(yè)的崗位主要是云南省縣電力公司、地方電力設(shè)計(jì)院、地方小水電及工礦企業(yè)，主要從事110kV及以下電壓等級(jí)的變電站、5萬kW及以下發(fā)電廠的設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行、檢修崗位以及工礦企業(yè)等用戶供用電的技術(shù)管理。崗位職業(yè)能力對(duì)“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程的要求是使學(xué)生熟練掌握各類保護(hù)裝置的構(gòu)成、動(dòng)作過程、保護(hù)范圍與運(yùn)行維護(hù)；使其能夠進(jìn)行保護(hù)裝置及按元件的調(diào)試；會(huì)進(jìn)行簡單的保護(hù)配置與設(shè)計(jì)及簡單的整定計(jì)算。

三、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化改革

筆者根據(jù)電力行業(yè)對(duì)繼電保護(hù)人才的要求，結(jié)合學(xué)校電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的具體要求及歷屆畢業(yè)生就業(yè)崗位情況，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行分析，優(yōu)化改革教學(xué)內(nèi)容。

1.對(duì)專業(yè)課程進(jìn)行全面規(guī)劃

對(duì)專業(yè)課程進(jìn)行全面梳理，將相互影響、聯(lián)系密切的課程進(jìn)行整合優(yōu)化，梳理出先修課程與后修課程之間重復(fù)部分、環(huán)環(huán)相扣部分，然后重新修改各課程教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃，以加強(qiáng)該專業(yè)電力系統(tǒng)的全局觀念，完善整體課程體系，這樣有利于減少學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)并利于學(xué)生將專業(yè)知識(shí)與工程實(shí)際進(jìn)行結(jié)合。例如在“電路”課程中加強(qiáng)對(duì)繼電器、熱敏元件及熔斷器的講解，而在“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程中只涉及如何用它們來保護(hù)設(shè)備；在教學(xué)計(jì)劃中增加“MATLAB”課程，為微機(jī)保護(hù)部分提供上機(jī)實(shí)踐機(jī)會(huì)；在教學(xué)計(jì)劃中將“發(fā)電廠及變電站二次回路”課程提前到“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”課程之前，增加對(duì)以保護(hù)裝置二次回路圖為例的講解，以便學(xué)生學(xué)習(xí)保護(hù)二次圖；“微機(jī)保護(hù)”教材中數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號(hào)處理與“數(shù)字信號(hào)處理”、“微機(jī)原理”課程相關(guān)內(nèi)容重復(fù)，可減少該部分學(xué)時(shí)或直接刪除該部分內(nèi)容。

2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

筆者本著“強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)，夠用為度，應(yīng)用為主”的原則，對(duì)“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。

（1）“強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)”是指強(qiáng)調(diào)各種保護(hù)原理的講解。從目前繼電保護(hù)的發(fā)展前景看，保護(hù)的發(fā)展主要是構(gòu)成方式的發(fā)展，而原理的發(fā)展不會(huì)有太多變化。

（2）“夠用為度”是指只要求教學(xué)內(nèi)容能滿足學(xué)生就業(yè)崗位的要求。考慮到學(xué)生畢業(yè)后多在縣級(jí)供電企業(yè)工作，多涉及110kV 及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)、變壓器的保護(hù)，故將教學(xué)內(nèi)容作一下調(diào)整：線路保護(hù)部分重點(diǎn)講解電流、電壓保護(hù)及距離保護(hù)原理，詳細(xì)講解其配置及整定計(jì)算方法，而將縱聯(lián)保護(hù)等速動(dòng)保護(hù)內(nèi)容簡化，只講基本原理及需注意的特殊問題；變壓器、發(fā)電機(jī)保護(hù)部分，重點(diǎn)講解適用于小容量變壓器、發(fā)電機(jī)的保護(hù)原理和整定方法；母線保護(hù)部分只講解基本原理。將原來獨(dú)立教學(xué)的“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理”和“微機(jī)保護(hù)”兩門課程合為一門，兩門課程結(jié)合后，在“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”部分詳細(xì)講解原理，而在“微機(jī)保護(hù)”部分就可以重點(diǎn)講解硬件裝置組成、微機(jī)保護(hù)算法，而對(duì)保護(hù)原理可以簡單帶過。

“應(yīng)用為主”是指在教學(xué)過程中要結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行整定講解，同時(shí)增加事故案例分析，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

四、教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革

教師對(duì)課程的教學(xué)除應(yīng)該重視各個(gè)模塊、各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解外，還應(yīng)該對(duì)知識(shí)點(diǎn)之間、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)之間、理論與工程實(shí)際之間的銜接多加與重視，并重點(diǎn)研究對(duì)這種銜接點(diǎn)的講解方法及講解形式，以使學(xué)生對(duì)知識(shí)的整體有較好的理解從而能更好地掌握各知識(shí)點(diǎn)。

1.運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)

采用啟發(fā)式教學(xué)要依據(jù)教材特點(diǎn)和學(xué)生情況，設(shè)計(jì)、組織、提出問題，啟發(fā)學(xué)生積極思維。例如電網(wǎng)電流保護(hù)部分可以設(shè)計(jì)問題如下：保護(hù)在電力系統(tǒng)中的任務(wù)是什么，電流線路故障與正常運(yùn)行時(shí)有何區(qū)別，電流I段保護(hù)如何保證線路末端故障和下一線路首端故障是正確動(dòng)作，電流I段有何優(yōu)缺點(diǎn)，如何改進(jìn)。通過教師的不斷提問，引導(dǎo)學(xué)生把“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”課程的相關(guān)內(nèi)容串連起來。這樣既可以把“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”所有內(nèi)容介紹給學(xué)生，還可以使學(xué)生易于掌握基本的繼電保護(hù)知識(shí)。

2.采用以“教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的精講方式

“教師為主導(dǎo)”是指在整個(gè)教學(xué)過程中教師扮演帶領(lǐng)學(xué)生有重點(diǎn)、有計(jì)劃地學(xué)習(xí)的角色，主要體現(xiàn)在有計(jì)劃、有重點(diǎn)地講授課程內(nèi)容，講授分析問題與解決問題的方法?！皩W(xué)生為主體”是指在整個(gè)教學(xué)過程中學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，根據(jù)教師指導(dǎo)，有重點(diǎn)、有計(jì)劃完成課程的學(xué)習(xí)，具體形式是教師要求學(xué)生完成重點(diǎn)、難點(diǎn)章節(jié)的課前預(yù)習(xí)報(bào)告，要求學(xué)生撰寫專題報(bào)告并在講堂上宣講、討論等。

3.采用多媒體教學(xué)

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”課程相關(guān)知識(shí)比較抽象，以往采用板書教學(xué)時(shí)，教師要畫圖結(jié)合圖型進(jìn)行講解，講述起來不直觀，且教師課堂工作量也大，教學(xué)效果不好。多媒體課件傳遞的信息更為豐富和形象，表達(dá)較直觀，能讓學(xué)生比較容易理解課堂內(nèi)容。例如在講解電流保護(hù)的工作原理時(shí)，盡管教師會(huì)配合圖紙進(jìn)行詳細(xì)分析，但學(xué)生還是很難理解。而采用多媒體中的動(dòng)畫效果就可以把正常運(yùn)行、短路運(yùn)行各種運(yùn)行狀態(tài)下保護(hù)的動(dòng)作過程很生動(dòng)形象地描述清楚，具有較好的教學(xué)效果。

五、實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革

本?！半娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)”課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)主要通過課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)幾個(gè)部分構(gòu)成，通過開展這些實(shí)踐環(huán)節(jié)，循序漸進(jìn)地完成對(duì)繼電保護(hù)專業(yè)技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。

因該專業(yè)在本校是新開辦專業(yè)且受資金短缺影響，所以“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)目前只能開設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)（繼電器特性實(shí)驗(yàn)）和兩個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)（單電源三段式電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)、線路低電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)），實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)改革的目標(biāo)是要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，在加強(qiáng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的操作、訓(xùn)練、理解及結(jié)果分析的同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，這樣培養(yǎng)的學(xué)生才會(huì)滿足實(shí)際工程的需要，為以后的職業(yè)生涯打下良好的基礎(chǔ)。

課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，在專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中具有舉足輕重的作用，改革課程設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法等顯得尤為重要。根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行如下改革：首先，考慮到課程設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，根據(jù)課程設(shè)計(jì)時(shí)間短、學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力較弱的情況，課程設(shè)計(jì)配置方案選擇簡單但自成系統(tǒng)的課題，為此，筆者選取了一些典型電網(wǎng)、變電站、發(fā)電廠進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生進(jìn)行短路分析計(jì)算、保護(hù)配置比較和整定值計(jì)算。其次，因?yàn)檎ㄓ?jì)算是繼電保護(hù)崗位職能要求中的重要內(nèi)容，在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，可將繼電保護(hù)中的整定值計(jì)算知識(shí)分為針對(duì)電網(wǎng)不同故障類型保護(hù)的整定計(jì)算、變壓器主、后備保護(hù)的整定計(jì)算、發(fā)電機(jī)主、后備保護(hù)的整定計(jì)算等幾個(gè)模塊來分配課程設(shè)計(jì)任務(wù)，使學(xué)生通過具體的實(shí)例掌握保護(hù)配置原則、整定計(jì)算原則及整定計(jì)算內(nèi)容。最后，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)崗位多涉及110kV及以下電壓等級(jí)，故課程設(shè)計(jì)的電網(wǎng)主要進(jìn)行35kV～110kV電壓等級(jí)的設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)主要進(jìn)行50MW及以下的設(shè)計(jì)。

六、結(jié)束語

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”是一門綜合性較強(qiáng)、理論和實(shí)踐并重的課程。本文分析了目前本校該課程教學(xué)中存在的問題，從培養(yǎng)“農(nóng)業(yè)電氣化應(yīng)用人才”的目標(biāo)出發(fā)，結(jié)合歷屆畢業(yè)生就業(yè)崗位的專業(yè)要求，對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段及課程設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了一些探索改革，提出了一些見解，對(duì)農(nóng)科院?！半娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)”課程教學(xué)工作的開展具有一定的指導(dǎo)意義。

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（責(zé)任編輯：宋秀麗）