论文部分内容阅读
摘要：本文分析我校供电技术课程教学的发展和现状。从工程技术人才的培养角度，在优化教学内容、夯实基础知识、合理设置实践环节的递进层次与内容、开发和运用多媒体教学手段、建设网络教学平台的教学模式等方面对供电技术进行课程建设。结果表明，通过课程建设，提高了学生的学习热情，加强了学生实践能力，提高了教学质量，取得了良好的教学效果，较好地达到了人才培养目标。
关键词：供电技术；课程建设；教学手段；教学模式
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）29-0041-02
“供电技术”是中国民航大学航空自动化学院自动化专业的一门专业选修课程。本课程是一门技术性、专业性、实践性很强的课程，它以电工电路、电子技术等课程为基础，研究供用电领域电能生产、输送、分配和使用基本原理、基本规律。
中国民航大学自动化专业的前身是机场电气专业，在本课程设立之初，针对当时学生就业去向主要是民航机场，针对当时民航机场能源部门特点和对人才需求层次不高的情况，如机场供电系统规模一般不大、负荷不高、供配电系统的例行检修与维护方面的重要、关键工作如系统运行切换、保护装置的整定等采用由上级电力部门下达指令，机场遵照执行或委托具有资质单位执行的方式，制订了本课程理论授课学时为36学时，安排2学时变电站的参观实习实践环节方案，其在一定的时间内，满足机场方面专业人才的需求。但随着交通运输业的迅猛发展、客流量的爆炸式增长，机场建设的规模也越来越大，其供电系统的规模、负荷也随之增大，出现的问题、面临的状况较以往多且复杂，如2009年8月成都双流机场的大停电事件，其直接的诉求就是机场对高水平的理论与实践结合型供电技术人才迫切需求。不仅需要理论基础深厚，也需要实践操作能力、决断能力、综合分析解决问题能力强的人才。如今本课程作为我校自动化专业的专业机场方向模块限选课程，是民航机场动力和能源领域部门，培养供用电系统领域相关设计、运行、维护与管理人才的重要基础课程之一，这对本课程进一步合理规划、设置和建设提出了更高的要求。本文就供电技术课程内容、实践环节、教学手段和模式等方面进行探讨和建设，提出一系列相应改进实施办法，取得了一些阶段性成果。
一、课程现状与存在的问题
近年来，随着高校各个专业计划调整，要求压缩课程学时大幅减少专业总学时。对于供电技术课程，内容涉及面广，如何在有限的36学时内，比较系统完善的讲授供电系统的基本知识，需要结合行业特点合理安排教学内容。另外虽然在多年的教学中，教学课件和教辅建设也有了一定的积累，如编制完善教学配套课件，与电力部门积极沟通联系，利用其设备的更新换代，将替换下的设备充实到课程实践教学环节中，加强对学生的感性认识，促进了理论与实践的联系与统一，加深了对理论知识的理解与掌握，虽然取得了一定的成果，但也存在一些问题。首先是实践环节薄弱。虽然有相关设备用于课程的实践教学，但还停留在感性和整体概况认识阶段，阻碍了学生的动手实践能力，因此实践教学体系需要进一步设计规划。其次是教学模式过于单一，基本上以教师课堂讲授、固定时间答疑为主，师生之间的沟通与反馈不及时、不通畅。因此有必要探索多种教学模式的联合教学，最大限度实现学生不受限自主学习和师生之间的及时互动。再者，在教学手段上，虽有PPT电子课件的辅助，但大多停留在静态的文本、图片上，有必要结合自动化技术发展的成果，应用到教学中来，这样既了解了本专业领域的技术知识，又拓宽了教学手段，提高教学效果。
二、课程建设
1.教学内容设置
民航机场作为电力用户，具有一般电力用户的普遍性，同时具有一些明显特征。如随着机场建设规模扩大、机场负荷的成倍增长，其供电系统规模也不断扩大，大型国际机场如首都国际机场、浦东国际机场变电站的供电电压达到220KV，使得我们在教学内容上，要有所兼顾。对于供电系统的教学内容，主要涉及负荷计算、供电系统一、二次接线，短路计算、电气设备的选择与校验、继电保护的整定计算，保护接地与防雷，电压质量调节和电气照明等。涉及的内容多、授课的难度较大，在有限36学时的理论教学学时里，不可能做到全部、细致的讲解，必然要对上述内容进行取舍，如自学电压质量调节和电气照明的内容、简要精炼讲述系统的保护接地和防雷原理。在课堂讲授内容部分，抓住电力用户供电系统设计主线，明确各部分内容在供电系统设计中的地位、作用和相互关系。如负荷计算是系统设计的基础，通过它才能确定供电电压等级和系统，电气元件如变压器的容量、导线的截面、配电电器的额定参数，并确定供电系统的接线方式。在此基础上，进行短路计算、电气设备的选择与校验，形成一次系统主体；然后讲解继电保护的整定计算、变电所自动装置分析，二次系统得以成形，至此供电系统有了一个整体的雏形。这样，内容压缩了，主线清晰了，看似繁杂的内容，生动地联系了起来，这样有助于学生的理解与掌握。从授课的效果、学生的反应来看，确实达到了这一目的。同时在授课中，注意补充机场供配电系统的常见设计方案、设计要求，典型子设备系统如机场助航灯光供电系统的设计方式，柴油发电机组设置和切换要求，了解行业特色和知识的应用。[1-3]
2.课程实践环节的规划
该课程的实践环节方面，原安排有变配电所的参观实习环节，以加强学生的感性认识。教学表明，这仅仅停留在供电系统总体概况的认识上，虽然密切了理论和实际的联系，但却不能提高学生动手实践能力的培养。在民航机场的一线部门，不仅仅需要理论基础深厚、善于综合分析的设计人员，更需要能动手操作实践能力强的、能拼会做的运行维护管理人员。因此对这两种诉求，分别通过增加课内实验环节、课程设计环节来满足。课内实验环节，增加6个学时的实验，内容涵盖功率因数补偿、一次系统倒闸操作和保护的整定计算内容，既提高理论知识的应用，又可通过动手操作，提高动手能力。课程设计环节从设计用户供配电系统出发，从系统、整体的角度讨论供配电系统的设计内容与要求、设计步骤与实施，锻炼系统设计、供配电系统方案优劣比较分析、计算和设备选型、资料的查找与运用等能力，通过一周时间的设计，进一步夯实理论基础。形成参观实习—课内实验—课程设计三层次的实践环节体系结构，强化实践能力的培养。而新增的这些环节，符合实践课时要求，不影响专业总体计划与学时方面的限制。 3.基于组态仿真教学手段设计
通常的教学，均以课堂教授为主，板书并结合PPT的方式，既节约了不必要的板书时间、又增大了课堂的信息量，这也是大多数课堂教学的主流方式。对于本课程，涉及到大量公式推导和计算的环节，适用板书的方式进行讲解，给学生以充分的进入和思考课程内容时间，在涉及到大量系统工作原理图的讲解和分析时，如在讲授供电系统一次、二次接线原理时，如总降压变电所的电气主接线、电气测量仪表与绝缘监视装置、断路器操作与控制回路、线路和变压器保护原理时，涉及大量的接线原理图表，采用PPT能较好地替代黑板绘图问题，但大多停留在静态图片上。当供电系统运行方式发生变化时，系统的接线方式、开关电气设备的触点工作状态、电气参数等均要发生一系列的变化，这些在PPT上很难动态地、逼真地、直观地体现出来。采用组态仿真技术，可以很好地解决这一问题。利用组态王软件，开发变电站模拟运行仿真软件，通过调用系统元件库中元件，设计开发出相应供配电一、二次接线系统画面，通过编程设计或给定画面元件之间的动态关系，通过画面按键、输入框等元件输入系统运行参数或工作指令，通过颜色指示、输出元件等可逼真直观地反映系统的工作过程和运行状况，变静态图片为动态模拟演示，可增强对理论知识分析的理解和掌握，是对现有教学授课手段的补充与完善。[4]
4.构建网络教学模式
在教学模式上，基本上以教师课堂讲授、固定时间、地点答疑为主要方式。存在师生之间的沟通与反馈不及时、不通畅的状况。因此，利用校内BBs网络平台资源，开发设计本课程网络教学平台，可最大限度实现学生不受限的自主学习和师生之间的良好互动。在网络课堂上，将包括教学大纲、任课说明书、教案、电子课件、教材、参考文献、习题和解答相关等资源全部上网。同时设立在线答疑与讨论环节，可以摆脱时间、地点的限制与束缚，学生可根据自身的学习状况随时提出问题，教师及时解答，这种近似于面对面的交流方式，能达到师生间良好的沟通和互动，促进学生对知识的快速理解和吸收。
三、结语
针对供电技术课程教学的发展和现状，通过课程建设与实施，采取课堂教学与网络教学相结合的教学模式，开发模拟仿真教学手段，合理设计实践环节递进层次与内容，激发了学生学习兴趣，提高学生理论与实际相结合的能力，培养学生运用所学理论知识解决实际工程问题的能力，加强学生的实践动手能力，学生的综合能力进一步提高，取得了较为显著的教学效果，较好的实现人才培养目标。
参考文献：
[1]余建明，同向前.供电技术[M].第4版.北京：机械工业出版社，
2009.
[2]唐志平.供配电技术[M].北京：电子工业出版社，2009.
[3]陈建伟，靖大为.供电技术课程改革的探讨与研究[J].吉林建筑工程学院学报，2013，30（1）：80-82.
[4]张春.自动化专业“供电技术”课程教学改革探讨[J].电气电子教学学报，2005，27（3）：57-60.
（责任编辑：刘翠枝）
关键词：供电技术；课程建设；教学手段；教学模式
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）29-0041-02
“供电技术”是中国民航大学航空自动化学院自动化专业的一门专业选修课程。本课程是一门技术性、专业性、实践性很强的课程，它以电工电路、电子技术等课程为基础，研究供用电领域电能生产、输送、分配和使用基本原理、基本规律。
中国民航大学自动化专业的前身是机场电气专业，在本课程设立之初，针对当时学生就业去向主要是民航机场，针对当时民航机场能源部门特点和对人才需求层次不高的情况，如机场供电系统规模一般不大、负荷不高、供配电系统的例行检修与维护方面的重要、关键工作如系统运行切换、保护装置的整定等采用由上级电力部门下达指令，机场遵照执行或委托具有资质单位执行的方式，制订了本课程理论授课学时为36学时，安排2学时变电站的参观实习实践环节方案，其在一定的时间内，满足机场方面专业人才的需求。但随着交通运输业的迅猛发展、客流量的爆炸式增长，机场建设的规模也越来越大，其供电系统的规模、负荷也随之增大，出现的问题、面临的状况较以往多且复杂，如2009年8月成都双流机场的大停电事件，其直接的诉求就是机场对高水平的理论与实践结合型供电技术人才迫切需求。不仅需要理论基础深厚，也需要实践操作能力、决断能力、综合分析解决问题能力强的人才。如今本课程作为我校自动化专业的专业机场方向模块限选课程，是民航机场动力和能源领域部门，培养供用电系统领域相关设计、运行、维护与管理人才的重要基础课程之一，这对本课程进一步合理规划、设置和建设提出了更高的要求。本文就供电技术课程内容、实践环节、教学手段和模式等方面进行探讨和建设，提出一系列相应改进实施办法，取得了一些阶段性成果。
一、课程现状与存在的问题
近年来，随着高校各个专业计划调整，要求压缩课程学时大幅减少专业总学时。对于供电技术课程，内容涉及面广，如何在有限的36学时内，比较系统完善的讲授供电系统的基本知识，需要结合行业特点合理安排教学内容。另外虽然在多年的教学中，教学课件和教辅建设也有了一定的积累，如编制完善教学配套课件，与电力部门积极沟通联系，利用其设备的更新换代，将替换下的设备充实到课程实践教学环节中，加强对学生的感性认识，促进了理论与实践的联系与统一，加深了对理论知识的理解与掌握，虽然取得了一定的成果，但也存在一些问题。首先是实践环节薄弱。虽然有相关设备用于课程的实践教学，但还停留在感性和整体概况认识阶段，阻碍了学生的动手实践能力，因此实践教学体系需要进一步设计规划。其次是教学模式过于单一，基本上以教师课堂讲授、固定时间答疑为主，师生之间的沟通与反馈不及时、不通畅。因此有必要探索多种教学模式的联合教学，最大限度实现学生不受限自主学习和师生之间的及时互动。再者，在教学手段上，虽有PPT电子课件的辅助，但大多停留在静态的文本、图片上，有必要结合自动化技术发展的成果，应用到教学中来，这样既了解了本专业领域的技术知识，又拓宽了教学手段，提高教学效果。
二、课程建设
1.教学内容设置
民航机场作为电力用户，具有一般电力用户的普遍性，同时具有一些明显特征。如随着机场建设规模扩大、机场负荷的成倍增长，其供电系统规模也不断扩大，大型国际机场如首都国际机场、浦东国际机场变电站的供电电压达到220KV，使得我们在教学内容上，要有所兼顾。对于供电系统的教学内容，主要涉及负荷计算、供电系统一、二次接线，短路计算、电气设备的选择与校验、继电保护的整定计算，保护接地与防雷，电压质量调节和电气照明等。涉及的内容多、授课的难度较大，在有限36学时的理论教学学时里，不可能做到全部、细致的讲解，必然要对上述内容进行取舍，如自学电压质量调节和电气照明的内容、简要精炼讲述系统的保护接地和防雷原理。在课堂讲授内容部分，抓住电力用户供电系统设计主线，明确各部分内容在供电系统设计中的地位、作用和相互关系。如负荷计算是系统设计的基础，通过它才能确定供电电压等级和系统，电气元件如变压器的容量、导线的截面、配电电器的额定参数，并确定供电系统的接线方式。在此基础上，进行短路计算、电气设备的选择与校验，形成一次系统主体；然后讲解继电保护的整定计算、变电所自动装置分析，二次系统得以成形，至此供电系统有了一个整体的雏形。这样，内容压缩了，主线清晰了，看似繁杂的内容，生动地联系了起来，这样有助于学生的理解与掌握。从授课的效果、学生的反应来看，确实达到了这一目的。同时在授课中，注意补充机场供配电系统的常见设计方案、设计要求，典型子设备系统如机场助航灯光供电系统的设计方式，柴油发电机组设置和切换要求，了解行业特色和知识的应用。[1-3]
2.课程实践环节的规划
该课程的实践环节方面，原安排有变配电所的参观实习环节，以加强学生的感性认识。教学表明，这仅仅停留在供电系统总体概况的认识上，虽然密切了理论和实际的联系，但却不能提高学生动手实践能力的培养。在民航机场的一线部门，不仅仅需要理论基础深厚、善于综合分析的设计人员，更需要能动手操作实践能力强的、能拼会做的运行维护管理人员。因此对这两种诉求，分别通过增加课内实验环节、课程设计环节来满足。课内实验环节，增加6个学时的实验，内容涵盖功率因数补偿、一次系统倒闸操作和保护的整定计算内容，既提高理论知识的应用，又可通过动手操作，提高动手能力。课程设计环节从设计用户供配电系统出发，从系统、整体的角度讨论供配电系统的设计内容与要求、设计步骤与实施，锻炼系统设计、供配电系统方案优劣比较分析、计算和设备选型、资料的查找与运用等能力，通过一周时间的设计，进一步夯实理论基础。形成参观实习—课内实验—课程设计三层次的实践环节体系结构，强化实践能力的培养。而新增的这些环节，符合实践课时要求，不影响专业总体计划与学时方面的限制。 3.基于组态仿真教学手段设计
通常的教学，均以课堂教授为主，板书并结合PPT的方式，既节约了不必要的板书时间、又增大了课堂的信息量，这也是大多数课堂教学的主流方式。对于本课程，涉及到大量公式推导和计算的环节，适用板书的方式进行讲解，给学生以充分的进入和思考课程内容时间，在涉及到大量系统工作原理图的讲解和分析时，如在讲授供电系统一次、二次接线原理时，如总降压变电所的电气主接线、电气测量仪表与绝缘监视装置、断路器操作与控制回路、线路和变压器保护原理时，涉及大量的接线原理图表，采用PPT能较好地替代黑板绘图问题，但大多停留在静态图片上。当供电系统运行方式发生变化时，系统的接线方式、开关电气设备的触点工作状态、电气参数等均要发生一系列的变化，这些在PPT上很难动态地、逼真地、直观地体现出来。采用组态仿真技术，可以很好地解决这一问题。利用组态王软件，开发变电站模拟运行仿真软件，通过调用系统元件库中元件，设计开发出相应供配电一、二次接线系统画面，通过编程设计或给定画面元件之间的动态关系，通过画面按键、输入框等元件输入系统运行参数或工作指令，通过颜色指示、输出元件等可逼真直观地反映系统的工作过程和运行状况，变静态图片为动态模拟演示，可增强对理论知识分析的理解和掌握，是对现有教学授课手段的补充与完善。[4]
4.构建网络教学模式
在教学模式上，基本上以教师课堂讲授、固定时间、地点答疑为主要方式。存在师生之间的沟通与反馈不及时、不通畅的状况。因此，利用校内BBs网络平台资源，开发设计本课程网络教学平台，可最大限度实现学生不受限的自主学习和师生之间的良好互动。在网络课堂上，将包括教学大纲、任课说明书、教案、电子课件、教材、参考文献、习题和解答相关等资源全部上网。同时设立在线答疑与讨论环节，可以摆脱时间、地点的限制与束缚，学生可根据自身的学习状况随时提出问题，教师及时解答，这种近似于面对面的交流方式，能达到师生间良好的沟通和互动，促进学生对知识的快速理解和吸收。
三、结语
针对供电技术课程教学的发展和现状，通过课程建设与实施，采取课堂教学与网络教学相结合的教学模式，开发模拟仿真教学手段，合理设计实践环节递进层次与内容，激发了学生学习兴趣，提高学生理论与实际相结合的能力，培养学生运用所学理论知识解决实际工程问题的能力，加强学生的实践动手能力，学生的综合能力进一步提高，取得了较为显著的教学效果，较好的实现人才培养目标。
参考文献：
[1]余建明，同向前.供电技术[M].第4版.北京：机械工业出版社，
2009.
[2]唐志平.供配电技术[M].北京：电子工业出版社，2009.
[3]陈建伟，靖大为.供电技术课程改革的探讨与研究[J].吉林建筑工程学院学报，2013，30（1）：80-82.
[4]张春.自动化专业“供电技术”课程教学改革探讨[J].电气电子教学学报，2005，27（3）：57-60.
（责任编辑：刘翠枝）