基于優(yōu)秀工程師培育的電力電氣主系統(tǒng)課程建設(shè)
一、“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”課程現(xiàn)狀
“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”課程是我校特色專業(yè)基礎(chǔ)課，我校根據(jù)辦學(xué)定位的要求，在保證這些專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，在實(shí)踐性教學(xué)、現(xiàn)代化教學(xué)手段等方面有所加強(qiáng)。在實(shí)踐性教學(xué)方面，引入企業(yè)專家、技術(shù)人員參與本課程教學(xué)，通過(guò)講座、座談?dòng)懻摰刃问綖閷W(xué)生舉辦了許多形式多樣的創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)，并且安排學(xué)生進(jìn)行大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐活動(dòng)。本專業(yè)已經(jīng)與30多家電力企業(yè)共建有實(shí)踐基地，每年利用課余時(shí)間安排學(xué)生深入電廠、變電站以及電力設(shè)備制造、試驗(yàn)等企業(yè)單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀，并由企業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，從而大大提高了學(xué)生對(duì)本門課程的興趣，開拓了視野，取得了良好的效果。在現(xiàn)代化教學(xué)手段上，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與現(xiàn)代化多媒體教學(xué)、實(shí)際工程設(shè)計(jì)等相結(jié)合，整個(gè)教學(xué)過(guò)程以課堂板書、多媒體與錄像演示為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)際工程設(shè)計(jì)來(lái)提高學(xué)生的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)水平，并輔之以計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)及現(xiàn)場(chǎng)技能培訓(xùn)來(lái)提升學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐能力。此外，將與本課程相關(guān)的科研項(xiàng)目及科研成果引入教學(xué)，安排部分學(xué)生參與項(xiàng)目研究，使本課程教學(xué)質(zhì)量得到全面提高。
近年來(lái)本專業(yè)相關(guān)的一些新技術(shù)發(fā)展很快，特別是美國(guó)提出進(jìn)行新能源革命從而帶動(dòng)美國(guó)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的發(fā)展戰(zhàn)略后，全球掀起了新能源開發(fā)及應(yīng)用和智能電網(wǎng)的研究與建設(shè)的熱潮。本課程從2004年開始進(jìn)行教學(xué)改革和課程建設(shè)工作，2008年通過(guò)校級(jí)精品課程驗(yàn)收，2010年通過(guò)上海市級(jí)精品課程驗(yàn)收，但一些建設(shè)內(nèi)容以及教學(xué)理念、內(nèi)容和方法仍需要緊跟新技術(shù)發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)，有所創(chuàng)新。
二、針對(duì)“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃提出的教學(xué)要求
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)卓越計(jì)劃試點(diǎn)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是：以校企產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟為平臺(tái)，對(duì)接電力行業(yè)，重視知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)同發(fā)展，培養(yǎng)“專業(yè)理論+工程實(shí)踐+創(chuàng)新能力”的電力技術(shù)人才。
卓越計(jì)劃的三個(gè)特點(diǎn)：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過(guò)程;二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才;三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”課程的具體建設(shè)，按照教育部、上海市教委及學(xué)校要求，將充分發(fā)揮我校“立足電力、立足應(yīng)用、立足一線”的辦學(xué)理念，基于卓越工程師培養(yǎng)的平臺(tái)下，本門課程通過(guò)多方(現(xiàn)場(chǎng)工程人員，歷屆學(xué)生，任課教師等)調(diào)研對(duì)本課程的教學(xué)大綱、課程設(shè)計(jì)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)及仿真實(shí)習(xí)進(jìn)行了研討，另外對(duì)目前實(shí)施卓越工程師計(jì)劃比較好的學(xué)校進(jìn)行調(diào)研，決定在理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新，在本門課程的教學(xué)中引入項(xiàng)目教學(xué)法。
項(xiàng)目教學(xué)法是以工程實(shí)踐為導(dǎo)向、充分體現(xiàn)現(xiàn)代育理念的教學(xué)方法，在西方國(guó)家特別是德國(guó)被廣泛應(yīng)用并且成效顯著。項(xiàng)目教學(xué)法是通過(guò)完成一個(gè)完整的項(xiàng)目工作進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，將多門課程所涉及的知識(shí)和技術(shù)通過(guò)一個(gè)明確的“項(xiàng)目任務(wù)”布置給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能，通過(guò)“確定項(xiàng)目任務(wù)—制訂工作計(jì)劃—組織項(xiàng)目實(shí)施—檢查考核評(píng)估—總結(jié)評(píng)比歸檔”等5個(gè)階段，采用團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的方法，動(dòng)腦、動(dòng)手、交流和合作，最終完成項(xiàng)目任務(wù)并以成果的形式予以展現(xiàn)。本次基于卓越工程師教學(xué)平臺(tái)的“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”課程建設(shè)將在理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)融入項(xiàng)目教學(xué)法的理念。
1.理論教學(xué)環(huán)節(jié)的改革
理論教學(xué)的改革涉及到每一個(gè)模塊，其中很多教學(xué)需要現(xiàn)場(chǎng)的支持。我校是一所電力院校，長(zhǎng)期和系統(tǒng)保持緊密聯(lián)系和良好關(guān)系，尤其上海電力公司給予我校大力幫助。另外我院在近五年的發(fā)展中大力發(fā)展實(shí)驗(yàn)室，緊跟電力行業(yè)新技術(shù)，在硬件建設(shè)方面國(guó)內(nèi)名列前茅。理論教學(xué)環(huán)節(jié)的改革將細(xì)化到教學(xué)的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，將電力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的新動(dòng)向、新趨勢(shì)、新技術(shù)及時(shí)傳遞給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)他們的創(chuàng)新。
課程主要內(nèi)容包括：能源和發(fā)電，電氣主接線及設(shè)計(jì)，廠用電接線及設(shè)計(jì)，常用計(jì)算的基本理論和方法，導(dǎo)體與電氣設(shè)備的原理與選擇，配電裝置，發(fā)電廠和變電站的控制和信號(hào)，共七個(gè)模塊。下面將針對(duì)七個(gè)知識(shí)模塊進(jìn)行介紹。
第一個(gè)知識(shí)模塊——能源與發(fā)電模塊：在原有介紹傳統(tǒng)能源與發(fā)電廠的基礎(chǔ)上，將引入新的綠色能源，對(duì)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行介紹，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的工程示范進(jìn)行說(shuō)明;另外還將課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的任務(wù)進(jìn)行布置，讓學(xué)生在第一次上課時(shí)了解到實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求，使得學(xué)生在理論教學(xué)過(guò)程中可以同步完成大型作業(yè)的相應(yīng)部分的任務(wù)。
第二、三兩個(gè)知識(shí)模塊作為一個(gè)整體——電氣主接線及設(shè)計(jì)、廠用電接線及設(shè)計(jì)這一部分，在介紹典型有匯流母線和無(wú)匯流母線的主接線的基礎(chǔ)上，結(jié)合上海發(fā)電廠外高橋電廠，閘電燃?xì)鈴S和變電站(奉賢換流站、南橋換流站、500千伏楊高變電站、220千伏森林變電站等)進(jìn)行講解。其中對(duì)于目前系統(tǒng)的大機(jī)組主接線的講解，例如單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)，采用單元接線時(shí)發(fā)電機(jī)出口處是否裝設(shè)斷路器的優(yōu)缺點(diǎn)這一例子進(jìn)行分析，可結(jié)合山東鄒縣發(fā)電廠和新建的舟山發(fā)電廠進(jìn)行說(shuō)明，讓學(xué)生緊跟電力系統(tǒng)的發(fā)展。
第四個(gè)知識(shí)模塊——常用計(jì)算的基本理論與方法，對(duì)發(fā)熱和電動(dòng)力的理論推導(dǎo)可以簡(jiǎn)化，但對(duì)于提高導(dǎo)體載流量的措施需要詳細(xì)介紹。除了介紹傳統(tǒng)導(dǎo)體的`發(fā)熱情況，還將對(duì)一些新型導(dǎo)體比如特種導(dǎo)線進(jìn)行介紹，會(huì)以中天科技的導(dǎo)體為例，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。
第五～七這三個(gè)知識(shí)模塊(導(dǎo)體和電氣設(shè)備的原理與選擇、配電裝置及發(fā)電廠和變電站的控制與信號(hào))的講解結(jié)合課程設(shè)計(jì)進(jìn)行，另外采取企業(yè)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室仿真教學(xué)。
在上述七個(gè)模塊理論環(huán)節(jié)的教學(xué)中也會(huì)同時(shí)穿插進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，上課除了采用傳統(tǒng)板書教學(xué)外，還會(huì)采用多媒體手段，多媒體資料除了靜態(tài)的，還會(huì)有一些動(dòng)畫、三維以及動(dòng)態(tài)資料，充分利用各種教學(xué)手段實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目教學(xué)法的理念。
2.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新
實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括實(shí)驗(yàn)室仿真教學(xué)、企業(yè)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。
(1)實(shí)驗(yàn)室仿真教學(xué)。在這門課上課之前將借助我院的實(shí)驗(yàn)室電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)，通過(guò)教師的操作，讓學(xué)生對(duì)發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)知識(shí)有些了解。比如一些典型發(fā)電廠和變電站的主接線情況、主要設(shè)備介紹，以及開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)等，讓學(xué)生在上課之前對(duì)系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)加深。
對(duì)于理論環(huán)節(jié)的第七個(gè)知識(shí)模塊——發(fā)電廠和變電站的控制和信號(hào)教學(xué)，在理論知識(shí)的講解的基礎(chǔ)上，充分利用本學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室仿真平臺(tái)，進(jìn)行操作，對(duì)于斷路器的正常情況下的分合閘、故障下的自動(dòng)分閘及自動(dòng)重合閘，在計(jì)算機(jī)上通過(guò)一次接線圖的變化和三維圖形變化模擬現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際變化，通過(guò)燈光、音響等信號(hào)讓學(xué)生體會(huì)到現(xiàn)場(chǎng)的操作。
(2)企業(yè)教學(xué)。本次課程建設(shè)將在電氣主接線及設(shè)計(jì)、導(dǎo)體與電氣設(shè)備的原理與選擇以及配電裝置三個(gè)知識(shí)模塊引入企業(yè)教學(xué)。邀請(qǐng)上海電力公司經(jīng)驗(yàn)比較豐富的工程師、上海大型電廠的總工對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的主接線以及一些新型設(shè)備比如特種導(dǎo)線、新型開關(guān)、互感器等進(jìn)行教學(xué)，教學(xué)場(chǎng)地可以選擇現(xiàn)場(chǎng)或校內(nèi)教學(xué)。對(duì)于配電裝置模塊的學(xué)習(xí)，組織學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)的發(fā)電廠或變電站進(jìn)行小班教學(xué)，學(xué)完之后立即看，加深學(xué)生的印象，改變之前的看完現(xiàn)場(chǎng)再學(xué)習(xí)，沒辦法把書本知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合在一起的情況。在理論課程結(jié)束時(shí)，會(huì)就學(xué)生所學(xué)知識(shí)在課外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行技能培訓(xùn)。
(3)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在教學(xué)計(jì)劃中改變傳統(tǒng)的學(xué)期末課程設(shè)計(jì)的方式，根據(jù)教師教學(xué)進(jìn)度分階段在日常教學(xué)中進(jìn)行。在第一次上課時(shí)就把實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的要求和學(xué)生進(jìn)行說(shuō)明，本次采取小班教學(xué)，可以將30人的班級(jí)分成6小組，每組布置一個(gè)關(guān)于發(fā)電廠或變電站設(shè)計(jì)的課題，本次的課題來(lái)源于華東電力設(shè)計(jì)院和上海電力設(shè)計(jì)院的一些實(shí)際工程。采取小班完成項(xiàng)目的形式，每一小組設(shè)定一組長(zhǎng)，答辯時(shí)以小組形式進(jìn)行答辯，以培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任心及團(tuán)隊(duì)合作精神。在教學(xué)的過(guò)程每完成相關(guān)部分的講解時(shí)，要求課程設(shè)計(jì)同時(shí)跟進(jìn)，比如講完電氣主接線及設(shè)計(jì)這一模塊時(shí)要求學(xué)生完成主接線方案及主變?nèi)萘康倪x擇;講解完電氣設(shè)備原理與選擇這一部分時(shí)，學(xué)生應(yīng)該進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的第二個(gè)重點(diǎn)。講完所有理論部分時(shí)，學(xué)生的課程設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)入制圖階段，以往的制圖選擇的是手工畫圖，對(duì)于卓越班的學(xué)生要求其實(shí)行CAD制圖，這也是考慮到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工程師計(jì)算機(jī)能力的要求。
三、小結(jié)
本文首先對(duì)卓越工程師的要求進(jìn)行了介紹，然后在“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，貫穿項(xiàng)目教學(xué)法的理念，對(duì)該課程的理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了深度改革，充分體現(xiàn)了卓越計(jì)劃的三個(gè)特點(diǎn)。由于卓越計(jì)劃實(shí)施還不到一年，在今后的實(shí)施過(guò)程中還需探索、總結(jié)、完善、實(shí)施，不斷進(jìn)行調(diào)整、不斷進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)：
[1] 上海交通大學(xué)高教研究所課題組. 培養(yǎng)下一代卓越的國(guó)際化工程師—“全球工程教育卓越計(jì)劃”研究綜述 [J]. 高等工程教育研究,2007,(1).
[2] 高為國(guó), 董麗君, 吳安如. 基于卓越工程師培養(yǎng)的“機(jī)械工程材料”課程建設(shè)[J]. 湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào) ,2010,(3).
[3] 李合琴, 陳小麗. 卓越計(jì)劃與創(chuàng)新型國(guó)際化工程人才的培養(yǎng).[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)( 社會(huì)科學(xué)版 ),2011,(1).
[4] 汪木蘭, 周明虎, 李建啟. 以項(xiàng)目教學(xué)為載體制訂先進(jìn)制造技術(shù)卓越工程師培養(yǎng)方案[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2010,(12).
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