付洋 李泽杨

摘  要：《发电厂电气部分》是一门理论性和实践性都很强的课程，但目前大部分高校在授课时偏重理论而导致实践的欠缺，难以满足应用型本科高校教学的要求。该文以应用型本科教学需求为背景，结合地方电力行业现状，分析课程教学存在的问题。分别从建设思路、教学内容、教学实践等方面进行了探索研究，最终达到提高教学质量，培养应用型人才的目标。

关键词：应用型本科  发电厂电气部分  教学改革  任务驱动

中图分类号：G642;TM62-4            文獻标识码：A

Exploration on Teaching Reforms of the "Electric Elements of Power Plants" under the Concept of Applied Undergraduate

FU Yang  LI Zeyang

（School of Automation and Electrical Engineering， Chengdu Technological University， Chengdu， Sichuan Province， 610031 China）

Abstract： Electric Elements of Power Plants is a strong theoretical and practical course， but， at present， most colleges and universities pay more attention to theory in teaching， resulting in lack of practice， which is difficult to meet the requirements of the teaching of applied undergraduate universities. Taking the demand of applied undergraduate teaching as the background， combined the current situation of the local power industry， this paper analyzes the problems in curriculum teaching， and explores and studies from the aspects of construction ideas， teaching contents and teaching practice to ultimately achieve the goal of improving teaching quality and cultivating applied talents.

Key Words： Applied Undergraduate; Electric Elements of Power Plants; Reform in education; Task-driven

我国经济发展迅速，产业结构有序调整，分工趋于明确。应用型人才具有很大的培养价值[1]。早在2015年8月，成都工业学院就经教育厅核准《成都工业学院章程》，明确了自身的办学定位，即建设一所特色鲜明的地方高水平应用型高等学校[2]。此后，该校严格按照高校应用型转型发展的总体部署，积极探索创新性人才的培养模式[3]。在此背景下，本文以“发电厂电气部分”课程为例，对传统教学方式进行改革，探究改进措施。

“发电厂电气部分”作为电气工程及其自动化专业的核心课程，不仅需要有“高等数学” “电路分析”“工程电磁场”等理论基础课的知识储备，还需要“电力系统分析” “电力系统继电保护”“高电压技术”等专业课的技术支撑[4]。课程重点要求学生掌握发电厂和变电站一次设备的原理、结构和运行原理，以及部分电气二次系统的原理和技术。通过在教学中采用理论与实践相结合的方法，对学生的创新实践能力进行培养，为后续专业课的学习打下坚实的基础。其性质介于基础课和专业课之间，是一门综合性较强，理论与工程应用结合密切的课程。作为学生较早面对的强电方向专业课之一，在整个电气教学体系中有着承上启下的作用。同时，该门课程引入工程概念，学习该门课程为电力行业的发展输送应用型人才。

1  发电厂电气部分课程的教学现状与存在问题

中国电力的发展始于1882年，至今已有一个多世纪。在这一个世纪间，我国的电力行业从一穷二白一跃发展为装机容量和发电量均为世界第一的电力大国[5]。电力在飞速发展的同时，迫切需求更多、更适应地方电力行业的应用型人才，这就对高校在人才培养上提出了新的要求。结合地方电力行业，现存的发电厂课程教学存在以下问题。

1.1  教材陈旧

目前高校最常用的教材为苗世洪、朱永利主编的发电厂电气部分第五版，但是该教材最近一次的出版时间距今已长达7年之久。教材中部分知识已经和工程实际相脱节，难以跟上电力产业发展的步伐。例如：在教材中，在电气主接线及其设计这一章，教材用了很多的篇幅来介绍“带旁路”的接线方式。但是，由于现在断路器的可靠性进一步增强，许多地方的发电厂由于“带旁路”占地大的缺点而选择不使用这种接线方式。换句话说，这种接线方式已经开始逐步被淘汰。

1.2  教学内容与实际应用脱节

现在大部分的发电厂变电站已经基本实现了数字化运营，不管是发电厂变电站的运行调试人员还是针对发电厂变电站的电气设计人才，需要的更多的是对电气接线图的识图能力和厂用电校验的计算能力。对于具体的设备，只要求了解使用方法，学会选型即可。但是在现有的教学安排中，部分课时被用来介绍设备和电弧的原理。这一部分内容在学生进入工作后用基本不会用到，而且较为复杂，令学生难以学懂。由于发电厂电气部分的课时本来就较为紧张，过多的原理讲解将进一步压缩电气主接线部分的课时。而电气主接线恰恰是学生工作后，实际运用最多的知识点。

1.3 实践环节缺乏

由于发电厂电气部分面向的基本上都是高电压大电流设备，所以课程的实践面临两个问题：一是高压带来的设备绝缘问题，导致实验设备价格十分昂贵，一般高校没有条件购置这些实验设备；二是高压给师生带来很大的安全隐患。所以大部分高校对于发电厂课程的实践环节采取完全放弃的态度。虽然部分高校在学生的实习环节会安排其去发电厂变电站现场实习，但学生在现场无法接触相关仪器设备，更别说动手操作。所以学生在理论学习后会缺少对发电厂变电站整体的深入认识。

2  发电厂电气部分教学改革探索

此次教学改革探索的面向对象为成都工业学院电气工程及其自动化专业的师生。

2.1 教学目标

应用型本科高校在电气专业中设置发电厂电气部分课程主要是为电力行业培养了解发电厂变电站运行原理，掌握电气线路设计，能够实现部分电气设备安装调试与运行维护的电气工程师[6]。基于这个理念，针对四川省电力行业的主要企业进行深入调研。对于这些企业，笔者学校电气专业学生的潜在工作岗位主要包括：发电公司运维员工、供电公司变电运检运维员工、送变电建设公司一次工程师、电力设计院规划设计人员、一次设备厂家售前售后技术服务人员。通过分析以上岗位，学生在学完此门课程后，在知识技能上应达到下述要求：（1）了解发电厂的类型，熟悉火电厂、水电厂、核电站的电能生产过程及其特点，掌握发电厂和变电站中主要的一次设备和二次设备的作用；（2）掌握电气主接线的概念，熟悉发电厂、变电站电气主接线设计的原则和程序；（3）熟悉发电厂和变电站的控制方式，掌握二次回路接线图（原理图、展开图和安装接线图）的特点和绘制方法。

2.2 教学内容

传统发电厂电气部分课程包括电气主接线设计、厂用电接线设计、导体发热与电动力、电气设备的原理与选择、配电装置、发电厂和变电站的控制与信号等内容[7]。为了提升学生的工程应用能力，提倡过程思维。通过对各个电力企业岗位要求的分析，对传统的授课方式——知识点分章节讲授进行改革，将知识点打乱融合进项目，以项目为导向，实现对教学内容的重构。教学中的所有项目，都源于生产实际，将知识点与项目融会贯通，寓教于“工程”。既增加了学生学习的积极性，又使得教学内容不至于脱离实际，实现了理论知识到岗位技能的跃迁，“所学”与“所用”息息相关。

基于项目的教学模式流程为：（1）教师课前通过雨课堂下达项目目标；（2）学生带着任务目标进行课程预习；（3）课上教师讲解项目涉及的专业知识并且对学生进行分组，以小组为单位完成预定项目；（4）课下学生以小组为单位完成项目；（5）对完成的项目进行总结点评打分，提出改进意见与措施。教学内容见表1。

2.3 实践部分

2.3.1 模拟仿真

目前大部分高校在发电厂电气部分课程的教学中都偏向于理论，而忽视了实践部分。作为應用型本科高校，所培养的毕业生将更多地到地方电力一线工作。那么，在这种大方向下，就不能忽略对学生发电厂电气部分实操的教学与训练。引导学生多接触生产一线的工程实际就成为了此课程实践教学的一个主要目标[8]。

然而，在现阶段，由于发电厂及变电站等生产一线的大部分工作环境对于学生来说比较危险。部分发电厂不愿意接收学生进行实习，就算接受了学生，学生在现场也并不能直接接触到电力设备，甚至只能在远处观看一下。这样的实践并不能使学生深入了解学习发电厂及变电站的相关知识。在这种情况下，发电厂变电站虚拟仿真应运而生。

针对发电厂电气部分课程，专门设计了发电厂虚拟仿真实践教学系统。该系统由3D仿真技术依照真实发电厂进行建模，将发电厂内的所有事物完全还原至电脑内，使学生进入系统后，仿佛置身于真实的发电厂内部，并且可以与各自电气设备实现交互。学生可以亲自操作电气设备，如进行一次倒闸操作。老师也可以在系统内设置各自故障，让学生根据所学的理论知识去排查故障。

2.3.2 生产实习

对于学生来说，实习既是对课堂所学知识的一种检验，也是对理论知识的一种升华。学生在学习完理论知识后，在实习过程中，利用理论知识去处理一些实际问题，或者直接验证所学的理论知识。这些过程都将使学生意识到“所学即所用”，理解理论学习的价值，激发学生学习的兴趣，使学生在之后的课程中进一步努力学习。

成都工业学院与四川电力职业技术学院青峰岭教学电厂达成校企合作，学生在学习完成发电厂电气部分课程的理论知识后将前往教学电厂进行实习。由于发电厂实习的危险系数比较高，学生进入厂区后的第一个实习项目就是学习与生产实习相关的《国家电网电力安全工作规程》。在通过安全考试后，学生将对电厂进行参观学习，去熟悉发电厂的整体运行流程以及各部门如何分工协作。实习整体分为两部分，第一部分介绍水电厂发电流程及主要设备认知、电气主接线图。在这一部分将带学生了解青电水工建筑物部分，水轮机、发电机、调速器的基本工作原理、作用及参数；了解油、水、气辅助设备的结构和作用，识读青电电气主接线图；掌握电气主接线图上电气设备结构、作用、原理；了解电气设备的常见运行方式。第二部分学习电厂内的继电保护和操作票。学生将了解青电发电机、变压器、线路等保护配置情况；了解操作票的管理规定、掌握操作票的填写要求；掌握电气设备状态转换的要求和要点，掌握操作票填写注意事项。

2.4 评价体系

为了进一步提高学生学习的积极性，综合提升学生多方面的能力，对整体课程的考核评价体系进行改革。摒弃以往以期末考试为主，唯成绩论的思路，增加过程性考核占总成绩中的比重。课程考核以课程目标的达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度及能力的培养为主要内容，课程成绩评定为百分制，实行结构评分，包括三部分：过程性学习成绩（30%）、实践学习成绩（10%）、（期末）考试成绩（60%）。课堂表现通过课堂提问、课内讨论、课堂作业等形式进行评价，主要采用小组讨论形式的方式进行。基本要求见表2。

3  结语

基于应用本科理念，针对笔者学校电气工程及其自动化专业的学生，对《发电厂电气部分》课程进行了教学改革的探索。分别对教学目标、教学内容、实践部分的改革探讨进行研究。在教学过程中，可以看到改革效果显著，既提高了学生的专业技能，又增长了学生的个人能力。这些研究成果为发电厂电气部分的教学提供了新的思路，同时也为其他面向实际的工程类课程的改革给出了借鉴。

参考文献

[1]宋艳如.地方应用型本科院校一流专业建设研究[D].西宁：青海师范大学，2021.

[2]刘晓莉，唐璐，王姣，等.新时代加强高职院校思政课教师队伍建设路径探析：以成都工业职业技术学院为例[J].现代职业教育，2021（38）：224-225.

[3]宋心宇，谢小淞，蹇明.应用型本科高校物流管理专业产教融合协同育人路径探究：以成都工业学院为例[J].物流技术，2021，40（7）：140-143.

[4]吕品，苏勋文，薛易.发电厂电气部分课程教学模式改革的研究[J].哈尔滨职业技术学院学报，2020（2）：36-38.

[5]张海霞.新时代背景下理实互渗的“发电厂电气部分”课程教学探讨[J].中国电力教育，2022（2）：55-56.

[6]涂建，高红亮，李维等.基于工程教育专业认证的课程目标达成情况评价机制研究：以发电厂电气部分为例[J].湖北师范大学学报（自然科学版），2022，42（1）：96-101.

[7]梁皓澜，叶春晓，刘波等.基于专业认证背景的“發电厂变电所电气部分”课程教学改革探索[J].科教导刊，2020（21）：115-116.

[8]陶瑞雪.“新工科”视野下工科大学生工程实践素养培养研究[D].天津：天津大学，2018.