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摘 要 ：本文根据应用型本科人才培养的特点,针对当前教学模式的一些弊端,分析了采用项目教学法进行“电力系统继电保护”课程的教学改革,探索了一种促进学生工程实践能力培养的教学新方法.
关 键 词 ：应用型本科；继电保护；项目教学法；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）31-0025-02
目前我国电力行业继电保护技术已经全面进入了微机保护时代,微机保护的大量使用,既改善了电力系统安全稳定运行的外部条件,同时也给保护试验技术带来了新的影响,增加了高校继电保护课程学习的难度.目前,大多高校的继电保护教学仍然是完全按照教材章节的内容和顺序依次讲述各保护设备的保护原理以及实现方法,这种传统的教学模式存在以下一些明显弊端：第一,继电保护这门课程要求学生具备电机学、电路理论、电力系统故障分析等多方面的相关知识,教学大纲同时又要求学生掌握继电保护的基本原理、基本概念、考虑和解决问题的基本方法以及基本的实验技能.不少学生对保护基本的理论尚且掌握不了,更谈不上实验技能的培养.第二,随着微机保护和变电站综合自动化技术的快速发展和大量应用,现有教材已经不能很好地体现电力系统继电保护的技术、应用和发展.现有的教学重点难点还存在与工程实际脱节的情况：传统的继电保护教学花大量的篇幅讲授继电器的原理、使用和调试,等到学生走上工作岗位后,还需投入大量时间去熟悉和认识继电保护的新技术.同时,教材讲述的传统保护理论所采用的继保装置原理和结构都比较复杂,老师要讲清楚非常费时和费力,最后从学生那里反馈回来的信息还只能是“没有什么用”.第三,重庆科技学院新建的电气工程专业不归电力系统直接管辖,由于历史和现实的原因,学生毕业后进入电力系统的机会相当少,大部分学生能够去的单位是诸如冶金、石油或者其它工矿企业.而且“电力系统继电保护”的教学内容多、课时少、起点高,许多毕业生以后并不专门从事继电保护工作,对这部分学生而言,教学内容又显得索然无味.
以上这些对当前继电保护的教学内容和教学模式带来了极大的挑战,因此该课程的教学改革势在必行.为此,我们应该遵照“背靠行业,以应用为主,以够用为度”的原则,整合新的教学资源,探索新的教学思路.同时,为了积极培养高水平、厚基础、宽口径和较强创新能力的电气工程及其自动化专业的学生,促进本专业学生创新能力培养是我校改革和发展的需要,也是教师自身建设的需要,它关系到我校本科教育整体水平的提升.
一、应用型本科课程教学改革思路
应用型本科的目标应该是培养具有一定基础知识理论、具有较高的综合素质、具有较强的实践能力和适应性,具备解决工程实际问题能力的现场工程师.在相应的课程改革中,为体现应用型本科课程的特色,需要解决好课程目标、课程内容和课程组织三个基本问题.在新的发展形势下,应用性本科高校课程改革应以就业为导向、能力为本位,应用为目标,明确课程改革与建设的目标、思路等要求,以满足时展的需要.改革思路主要从课程教学改革和实验教学改革两个方面来进行.
1.改革教学方法和教学手段.本文主要探索基于工作过程的项目教学方法,此方法起源于高职高专教育,国内外已经做了较多的研究,但在应用型本科教育中是否应该采用这种方法或者说在一些技能型的专业课上是否能局部采用这种方法,国内外还研究得不多.《电力系统继电保护》是一门专业性、实践性很强的技能型课程,理论上来说需要大力加强实践教育、实验教育,采用项目教学法能够较好地适应这样的要求.项目教学法具体来说又分为情景设置、教师引导、学生实践、项目总结、项目改进五个阶段.原则上说学生实践应该包括实验部分的内容.通过几个完整的项目训练,学生不仅学到了专业知识,沟通能力和学习积极性也得到明显提高.
2.改革现有的继电保护实验体系.本课程是一门理论与实践并重的比较难学的课程.学生想要学好它,除掌握好理论知识外,还应该通过包括课程实验、课程设计、综合实验甚至毕业设计等实践性环节才能更全面地理解和掌握保护知识.这门课程学习内容多,实验学时却很少,所以老师讲起来相当费力.比如我们学院安排《电力系统继电保护》授课学时为40学时,实验学时为8学时,这么少的学时要讲清继电保护的内容确实很困难.而且《微机继电保护》课程没有开设,这些都对培养学生的实际动手能力带来不利的影响.改革的思路就是精简授课学时,以项目的方式来代替,同时增加项目实验的内容和学时.
二、课程教学改革的内容
项目教学法与传统教学法的最大不同,就是增加了诸如情景设置、学生实践和项目总结这样的教学环节,相应地改变了以往灌输式的教学方式.我们根据《电力系统继电保护》的教学大纲,从教学内容抽出几个项目,分别是三段式电流保护、方向电流保护、距离保护、纵联差动保护、变压器保护、发电机保护和微机保护.下面以三段式电流保护为例来说明项目的实施过程：
1.情景设置：以DJZ-III型电气控制及继电保护综合控制实验保护台为依托,分析单侧电源输电线路发生短路区内和区外故障以后,线路保护的动作情况.整定三段式电流保护动作值、分析保护的灵敏度.
2.教师引导：这部分和传统课堂讲授的区别在于：讲解相应知识点时要以情景设置的项目为背景.比如三段式电流保护包含电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护,三种不同的保护如何共存于一条输电线路上.这就需要分别分析三段式电流保护的作用、原理和整定计算原则、再引出具体的保护接线图.
3.学生实践：此项目同时又分解为三个不同的任务,分别为整定计算、接线图设计和灵敏度分析.学生在课堂上根据网络参数计算出三段保护的整定电流值,并设计好保护的接线,再根据实际参数拿到实验课上检验结果.
4.项目总结：教师对完成的本阶段任务的过程与结果进行分析总结.对学生的表现进行点评,并对主要问题进行集中解决.
5.项目改进：思考进一步改进实验接线,采用不同的接线形式,灵敏度计算有何不同；思考如果是双侧电源,如何保证保护的正确动作,由此进入下一个项目方向电流保护.
三、实验教学改革的内容
实验教学改革的目的是建立与项目教学法相适应的实验教学体系.传统继电保护实验课的缺点是验证性实验过多,教学内容与实验内容脱节.针对这一现状我们的改革思路是：
1.增加实验内容.采用项目教学法以后,一个项目就是一个实践任务和课题,而项目本身又和理论课紧密联系,这样在内容上就增加了实验的项目.
2.改变实验方式：实验除了在内容上与项目教学法互相衔接,在方式上也做了一些改变.学生除了在课堂上做理论分析外,更重要的是需要作出项目实验的验证.要求学生依托现有实验设备,自主设计实验方案,自主设计实验接线图等,还可考察学生动手接线、对错误结果的分析,从而将验证性实验变成设计型、综合型实验,从而促进学生动手能力的培养.
继电保护的应用现状与人才培养存在较大的差距,本文从理论与实践的教学上提出了采用项目教学法来增强应用型本科学生的工程实践能力.通过实施项目教学法,有效地提升了学生对“电力系统继电保护”课程的积极性,对增强学生工程实践能力起到了促进作用.