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淺析“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程教學(xué)研究與探討
論文關(guān)鍵詞：電氣工程及其自動(dòng)化 系統(tǒng)自動(dòng)裝置 教學(xué)內(nèi)客 教學(xué)方法
論文摘要：“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)選修課程。為了提高教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)該課程的特點(diǎn)，結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，分析其教學(xué)中存在的問題并以此為基礎(chǔ)從教學(xué)內(nèi)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(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，探討了如何在教學(xué)中運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法和現(xiàn)代教學(xué)手段等問題。
“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程是華北水電學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的選修課。通過對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理和應(yīng)用的學(xué)習(xí)，使該專業(yè)學(xué)生能熟悉電力系統(tǒng)常用的各種自動(dòng)裝置，有利于該專業(yè)的畢業(yè)生較好、較快地適應(yīng)電力行業(yè)的工作。
隨著我國電力行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展、教材內(nèi)容的逐漸增加，教學(xué)要求也日益提高，傳統(tǒng)的“注入式”的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足新階段的教學(xué)要求，因此，對(duì)該課程的全面改革勢(shì)在必行。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等理工科學(xué)校的主要實(shí)驗(yàn)性環(huán)節(jié)之一，它在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力、分析問題和解決問題的能力方面起著重要的作用，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程還肩負(fù)著綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的作用。
在教學(xué)中，應(yīng)注重使用先進(jìn)的教學(xué)方法，合理運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，改革傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、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(yàn)，大力改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式和內(nèi)容，使“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程的建設(shè)和教學(xué)質(zhì)量更上一個(gè)新的臺(tái)階。
一、課程的特點(diǎn)
“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”是一門理論體系完整、實(shí)踐性較強(qiáng)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(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”、“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”、“發(fā)電廠電氣部分”、“微機(jī)保護(hù)”等，后續(xù)的實(shí)踐環(huán)節(jié)有“電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)”、“畢業(yè)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等。教學(xué)內(nèi)容主要包括電力系統(tǒng)的并網(wǎng)方法及其自動(dòng)裝置、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)、電力系統(tǒng)頻率及有功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)、電力系統(tǒng)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(nèi)容相對(duì)抽象，在學(xué)習(xí)該課程之前，學(xué)生必須先學(xué)習(xí)以上相關(guān)的課程，并應(yīng)具有相關(guān)的發(fā)電廠、變電所的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)經(jīng)歷，具有較好的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)課程中所講裝置有初步的感性認(rèn)知。
二、教學(xué)的現(xiàn)狀
“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”是一門理論與實(shí)踐高度并重的專業(yè)課程，課程知識(shí)涉及面廣，內(nèi)容豐富，目前教學(xué)中存在的主要問題有兩個(gè)方面。
1.教學(xué)方法問題
目前，“電力系統(tǒng)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(shí)。這種教學(xué)方法對(duì)于完成“引進(jìn)新內(nèi)容”是合適的，但它不適合“應(yīng)用新知識(shí)”和“對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況作出評(píng)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，激發(fā)學(xué)生積極應(yīng)用新知識(shí)，使得教師能夠及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排問題
隨著電力系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程的新知識(shí)也在不斷增加，而舊的基礎(chǔ)知識(shí)又未刪減，使教學(xué)內(nèi)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(jì)劃學(xué)時(shí)大致在32學(xué)時(shí)，為解決該矛盾，需要合理設(shè)置教學(xué)層次，根據(jù)后續(xù)課程教學(xué)的需要，確定合適的學(xué)時(shí)。在教學(xué)計(jì)劃改革中，華北水利水電學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我校”）已將計(jì)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(jié)合多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和對(duì)執(zhí)教該門課程的一些教學(xué)經(jīng)歷及體會(huì)，針對(duì)該門課程的教學(xué)思想設(shè)計(jì)，提出以下構(gòu)想。
1.教學(xué)內(nèi)容
為了解決課時(shí)不足與內(nèi)容豐富的矛盾必須精選教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)需注重基本原理和基本方法（如電力系統(tǒng)并網(wǎng)方法、電力系統(tǒng)電壓和無功功率自動(dòng)控制、電力系統(tǒng)頻率和有功功率自動(dòng)控制等）的重點(diǎn)講解，一般內(nèi)容（如具體自動(dòng)裝置的構(gòu)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(qiáng)“講授與討論”的結(jié)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(dú)立鉆研、集體學(xué)習(xí)三者結(jié)合在一起，課堂教學(xué)中有意識(shí)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(dāng)?shù)恼擃}是保證課堂討論達(dá)到預(yù)期效果的首要條件，所以教師必須精心準(zhǔn)備活動(dòng)方式和參考資料、設(shè)計(jì)集體討論模式，學(xué)生根據(jù)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(nèi)容，讓學(xué)生在輕松的下暢所欲言，各抒己見，發(fā)表自己獨(dú)立的見解，在思想火花的碰撞過程中，鍛煉合作能力，培養(yǎng)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(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)”這一節(jié)時(shí)，可把學(xué)生分為三組，對(duì)同步發(fā)電機(jī)恒UF方式起勵(lì)、恒α方式起勵(lì)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(duì)象，查閱資料，開展小組討論，分析比較各種勵(lì)磁方式和各種控制方式對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響。教師提出問題，指導(dǎo)學(xué)生分析問題和思考問題，學(xué)生在積極地思考和討論中把知識(shí)從頭至尾地貫穿起來，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。
�。�2）運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
學(xué)家烏申斯基說：“沒有興趣的強(qiáng)制學(xué)習(xí)，將會(huì)扼殺學(xué)生探求真理的欲望�！迸d趣是學(xué)習(xí)的重要?jiǎng)恿�。在寬松和諧的教育中學(xué)生才能培養(yǎng)興趣。啟發(fā)式教學(xué)在教育目標(biāo)上強(qiáng)調(diào)在傳授知識(shí)的同時(shí)重視能力的培養(yǎng)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(qiáng)調(diào)學(xué)生既是教育的對(duì)象，又是具有主觀能動(dòng)性的認(rèn)識(shí)主體。因而，在教學(xué)方法的運(yùn)用上應(yīng)首先著眼于強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)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(dú)立學(xué)習(xí)的活動(dòng)上，并不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立性。第三，注重學(xué)習(xí)方法和研究方法的指導(dǎo)。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(yīng)。[3]
例如，在進(jìn)行同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生掌握準(zhǔn)同期并列的理想條件，然后到實(shí)驗(yàn)室熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備，比較手動(dòng)準(zhǔn)同期和自動(dòng)準(zhǔn)同期的調(diào)整并列過程，分析合閘沖擊電流的大小與哪些因素有關(guān)。這樣，通過前面的理論學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的目標(biāo)比較明確，實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題可以翻閱資料自行處理，而教師在實(shí)驗(yàn)中僅起引導(dǎo)和輔助作用。這樣有利于學(xué)生克服依賴，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力。
�。�3）改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。
實(shí)驗(yàn)課是理論知識(shí)在教學(xué)條件下的應(yīng)用，從內(nèi)容上講多數(shù)為對(duì)已有科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重復(fù)，從方法上講則是對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。“系統(tǒng)自動(dòng)裝置”課程的實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性試驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的結(jié)合，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握；培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段探求新知識(shí)，提高從事實(shí)驗(yàn)研究的能力；同時(shí)，學(xué)生通過自身的積極思考，提高了學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性。
我校電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室是基于“WDT-Ⅲ型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)”和“PS-7G型電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)”上進(jìn)行，針對(duì)電力系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)，其工作方式是按發(fā)電機(jī)通過輸電線路與無窮大系統(tǒng)聯(lián)接，構(gòu)成“一機(jī)—無窮大”電力系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，同時(shí)考慮模型操作的靈活和方便。在設(shè)計(jì)中，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可適當(dāng)增加一些與外部聯(lián)接的功能，在一定程度上擴(kuò)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(yàn)方面的主動(dòng)性和創(chuàng)造能力，提高教師實(shí)驗(yàn)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(diào)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)，通過創(chuàng)造反思環(huán)境，有利于學(xué)生形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。教學(xué)過程中不但可以使用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(tǒng)自動(dòng)裝置中的重要控制過程，如將“電力系統(tǒng)并網(wǎng)”做成動(dòng)畫直觀地演示。從學(xué)生和成績(jī)反饋來看，這些輔助工具教學(xué)效果良好。
�。�5）使用雙語教學(xué)。
由于作為國際通用性職業(yè)，應(yīng)加大在本科教學(xué)中開展雙語教學(xué)的規(guī)模，而且雙語教學(xué)是教育部提出的在新形勢(shì)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。通過要求學(xué)生閱讀電氣與工程師協(xié)會(huì)（IEEE）電力系統(tǒng)匯刊、國際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）會(huì)刊，針對(duì)電力系統(tǒng)并網(wǎng)、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式等內(nèi)容，查閱相關(guān)文獻(xiàn)并寫出英文讀書報(bào)告，作為考核標(biāo)準(zhǔn)之一。
四、結(jié)束語
隨著科技的進(jìn)步和的發(fā)展，課程教學(xué)改革的路還很長(zhǎng)，需要繼續(xù)探索和實(shí)踐，使之不斷完善，現(xiàn)有如下設(shè)想。
進(jìn)一步提高教師的專業(yè)素質(zhì)，組織教師積極申報(bào)有關(guān)的科研項(xiàng)目，把自己的科研工作與教學(xué)工作密切結(jié)合起來，培養(yǎng)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)過程中要有計(jì)劃地、積極地引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)，在實(shí)踐活動(dòng)中獲得知識(shí)，提高能力。加大學(xué)校與企事業(yè)單位合作，建立校外培訓(xùn)基地，通過實(shí)踐活動(dòng)提高專業(yè)技術(shù)能力，為適應(yīng)今后的工作做好準(zhǔn)備。
為了擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，教師應(yīng)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)問題和實(shí)際問題的興趣。指導(dǎo)學(xué)生閱讀與電力系統(tǒng)自動(dòng)化有關(guān)的學(xué)術(shù)期刊，并鼓勵(lì)學(xué)生寫讀書報(bào)告及小論文，定期相互討論。
參考文獻(xiàn)：
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