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全程实例贯穿式教学法的研究与实践

2014-08-15秦维勇许建洲

电气电子教学学报 2014年4期
关键词:供配电接线实例

刘 燕,秦维勇,许建洲

(常熟理工学院电气与自动化学院,江苏常熟215500)

“供配电技术”课程是电气工程及自动化专业的一门专业课,课程围绕电能的传输与分配问题,涉及高低压电器元件、供配电一次系统、二次系统和配电装置等内容。近年来,该课程的教学改革基本上是围绕实践教学进行的。虽然部分高校在教学中渗透了案例教学,但该课程课堂教学一直没有突破形式与内容理论化的瓶颈。

全程实例贯穿式教学法是一种在课堂教学中将理论与工程实例相互交融的教学方式,可以建立教学内容与实际应用之间的联系与对接,实现教学内容与工程化相结合的应用特征,构建具有知识性、应用性相结合的课堂教学平台,是提升课堂教学效果、促进专业课程教学改革的有效方法。

1 全程实例贯穿式教学法

全程实例贯穿式教学法就是选取一个与教学内容吻合的典型实例,以此作为贯穿整个课堂教学的一条主线。在每一个知识单元讲述后,剖析实例中与所讲知识内容对应的部分,展示所讲知识内容在实例中的具体实施与应用,等课程内容讲授完,对应的一个完整的工程实例也就剖析完成。该教学方法可以使课堂讲述的内容与工程实际应用对接,有如下明显的教学效果:①书本知识和实际应用紧密结合,知识的应用环境很明确;②课堂内容丰富、翔实;③学生能了解教师对这门课的教学要求和教学意图,加快学生的认知过程,获得较好教学效果。

2 典型实例选取的要求

全程实例贯穿式教学法应用的重要基础是典型实例的选取。选取的实例应涵盖课程内容的完整性、典型性及先进性,具有理论教学所涉及的深度和广度。对“供配电技术”课程而言,电气的一次部分应以110kV及35kV企业变配电系统为典型实例。其中,以两路电源进线、单母线分段的方式为宜,主接线部分含有进线、计量和出线分支等;成套配电装置以手车柜、抽屉柜选择为宜;电器元件选取较新的智能化的元件。电气的二次部分应包括直流电源、控制电路、保护电路和计量电路等。其中直流电源采用含监控的新型高频开关电源;继电保护部分以微机继电保护实现为主,既有线路的三段式电流保护,也有变压器差动保护。计量电路以接有通信接口的多功能数字式电量表为佳。此外,选取的变电所应配置有上位机监控部分,通过总线实现上位机与高低压开关柜的通信。上位机能反应变电所的电气接线及高低压开关柜的运行状况,在上位计算机上可以对高压开关柜内真空断路器进行通断控制,实现供配电系统遥控、遥信、遥调和遥测等功能[2]。

按照上述原则选取的实例既包含了电气主接线、电器元件、成套装置、微机保护和二次部分等供配电技术的主要内容,同时选取的内容又紧跟技术的发展与应用,保证了教学内容的先进性与新颖性。

3 全程实例贯穿式教学法的实践

我们已成功申请了本校教学改革项目“教学资源立体化,教学过程实例化,教学内容工程化——《工厂供电》课堂教学方法改革”。在此项目的推动下,我们在“供配电技术”课堂教学中应用了全程实例贯穿式教学法,并选取2009年新建成的我院东南校区变电所为典型实例。

3.1 实例选取的依据

我院东南校区变电所具有两路20kV电源进线,一个总变电所,六个分变电所的体系结构。总变电所高压侧有KZN1-24高压开关柜,包括进线柜、计量柜和出线柜等。其中主开关采用CV1、CV2户内高压真空断路器,开关柜上配装有变压器微机保护单元,对变压器各种故障实现保护;低压侧配有CGHL抽出式低压开关柜,低压柜内主开关元件为CW2(配H26智能型控制器)或CM2低压智能断路器;变压器为SC10系列干式变压器,完成10/0.4kV电压变换及电能输送的作用。这些高低变配电装置连接起来构成了具有两路电源进线、两台变压器并列或分列运行、多路馈出线路的变电所输变电系统[3]。

该实例从电源进线到一次接线、电气设备、配电装置、保护、控制和信号等均与教材内容息息相关,紧密联系,因此以此作为理论授课过程中全程实例贯穿的工程载体。

3.2 内容组织与实施

按照全程实例贯穿式教学法授课,首先应按照“供配电技术”教学大纲的要求,将工程实例与教学内容一一对应,也就是需要将工程实例的内容分解到课程的各个章节。在教学实施的过程中,我们按照从工程实例引出问题→理论讲授→剖析工程实例中与各知识单元相对应的实际应用次序展开。以变配电所电气主接线的讲授内容为例。这部分内容主要讲述电气主接线的基本接线方式及其应用。

讲授这部分内容时,首先提出问题,引出本校的电能是如何引进、如何变换及如何分配到学生熟悉的用电区域的。这样的问题作为工程实例引入后开始讲述这部分的基本内容。当电气主接线的基本内容讲述完后,即可和学生一起解读工程实例中我校变配电所的主接线的应用,分别从进线电源到接线方式,从电器元件到配电装置等内容进行剖析。通过剖析电气主接线的基本知识有了具体的应用,同时上课初始提出的问题也在剖析实例中得到了答案。实例的剖析可以使学生对电气主接线的应用、电源的进线、运行方式等非确定性问题的解决方法有一个直观和明确的方案。由于学生对校园环境比较熟悉,对供电脉络记忆比较深刻,这样讲述后呈现在学生面前的电气主接线是真实的供配电系统,由此使学生对知识的应用环境体会比较深切。

3.3 考核方式多样化

我们采用全程实例贯穿教学法后,课程考核采取了多样化的方式,如工程图纸的解读、小论文、实验操作和闭卷考试等。在闭卷考试试卷中增加了工程化内容,摒弃了部分传统教学中的考核点,如电器元件的功能结构等,将其纳入实际操作的考核项目中。我们在闭卷考试中增加了主接线的分析,高低压配电装置在主接线中的功能分析等接近工程实例内容。试卷的出题范围加大了。从考试结果来看,学生的成绩明显提高,不及格率大大降低。

4 结语

我们从2012年开始在四个班的“供配电技术”课程中实施了全程实例贯穿式教学法,解决了以往课堂教学理论化和工程实践教学之间缺乏联系的弊端;建成了内容表现形式新颖、体系结构合理的“供配电技术”课堂教学平台;营造课堂教学中的工程氛围,实现教学内容丰富、多样的信息承载形式,解读内容形象、直观。采用全程实例贯穿式教学法后,能够提高课程教学的效果,提升学生学习该门课程的兴趣,缩短理论到实践的转化时间,强化工程意识,培养学生的创新能力,是实践性强的专业课程值得推广的一种教学方法。

[1]刘燕.浅议“发电厂电气部分”教学设计[J].北京:中国电力教育,2009,130(2):130-132

[2]刘燕,鲁明丽,秦维勇.基于卓越工程师培养的工厂供电实验室建设.天津:实验室科学,2013,16(1):122-124

[3]徐颖秦,邵华杰,王小龙,等.工厂供电课程多元化教学设计与实践[J].天津:电力系统及其自动化学报,2010,22(6):158-160.

[4]张春.自动化专业供电技术课程教学改革探讨[J].南京:电气电子教学学报,2005,27(3):57-60.

[5]张海涛.对工厂供电教学改革的探讨[J].河北沧州:沧州师范专科学校学报,2009,25(3):76-77.

[6]康海珍,徐涛.具有地区特色的电气工程及其自动化专业建设的探讨[J].北京:中国电力教育,2010(32):34-36.

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