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摘要:为了适应新的教育理念,满足“厚基础、宽口径、重能力”培养人才的需要,本文提出建立电气专业保护与控制课程群,使学生在掌握电力系统的安全、可靠运行的保护控制技能方面,有更宽的知识面,更强的实践技能和更高的综合素质。
关键词:电气专业;课程群;保护与控制;优化
作者简介:杨琳霞(1977-),女,山西运城人,陕西理工学院电气工程系,讲师,工学硕士,主要研究方向:电力系统自动化的教学与研究。(陕西 汉中 723003)
基金项目:本文系陕西理工学院校内教改项目“我校电气工程专业认识研究与实践”(项目编号:XJG1028)的研究成果。
当前学科的交叉、学科间的渗透十分突出,培养科技创新人才的任务非常迫切,这就要求学生有更宽的知识面,较强的实践技能和更高的综合素质,也同时要求授课教师不仅在各门课程内部进行改革,应该站在培养人才综合能力和整体素质的高度上改革和确立新的课程体系和教学内容。
本文提出了构建电气专业课程群,课程群一般要由3门以上的课程组成,这些课程属于同一培养方向范畴的课程,且内容联系紧密,技能培养环节是连贯的、递进的。课程群在形式上与课程模块相似,但它注重技能培养,弱化课程个性概念,强化课程内容之间的融合、交叉和关联。
构建课程群,主要目的是使电气专业教学目的性更明确,培养方向性更突出,技能培养的过程连续性更强、并不断加深,外延不断拓宽,课程的开放性更友好。
一、保护与控制课程群的建设
本文提出的电气专业保护与控制课程群包括“电力系统继电保护”、“电力系统微机保护”、“电气测量技术”、“单片机原理及应用”、“自动控制原理”、“数字信号处理”及“电力系统分析”等7门课程,培养方向是要求学生掌握电力系统的安全、可靠运行的保护控制技能。
“电力系统继电保护”是电气工程及其自动化专业的一门主干专业课程,电力系统继电保护的作用是在电力系统发生故障或不正常运行状态时,能够迅速而有选择性地切除故障元件,从而保证电力系统其他非故障元件能够安全可靠运行。学习本课程可以使学生了解各种继电保护的基本概念和基本原理,如线路保护、变压器保护、发电机保护、母线保护等。
在计算机技术发展相当成熟和应用十分普及的今天,微机继电保护在电力系统中的应用也相当普遍,“电力系统微机保护”主要介绍微机保护装置的硬件结构、数字算法和软件设计,要求学生掌握微机保护的软硬件设计及应用。
“自动控制原理”是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课,主要讲述自动控制系统的基本组成和结构、性能指标,自动控制系统的分析和设计方法等。通过本课程的学习,可以使学生了解电力系统保护的自动控制系统的运行机理、控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各种分析和设计方法等。
“电气测量技术”是电气工程及其自动化专业的专业技术基础课,主要讲授电气检测技术的基本概念、检测系统的基本构成和特点、常用传感器的工作原理及动静态特性。学习本课程可以使学生掌握电力系统保护与控制中信息的检测技术与方法。
“单片机原理及应用”是电气工程及其自动化专业的专业技术基础课,主要讲述单片机组成原理、指令系统、软件设计及接口技术与应用等。学习该课程可以使学生掌握微机保护的核心部件单片机的应用。
“数字信号处理”是电类专业的一门主要专业技术基础课。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估值与识别等加工处理,借以达到提取信息和便于应用的目的。学习本课程可以使学生了解保护与控制中的数字信号的分析方法和处理技术。目前陕西理工学院电气工程及自动化专业还没有开设这门课。
“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业学生的一门必修专业课,主要讲授电力系统正常运行的基本计算,发生故障时的分析计算,电力系统运行中的稳定性问题。通过本课程的学习,使学生掌握保护与控制中电力系统正常与故障时的分析计算及稳定性分析。
通过以上分析,建立的电气专业保护与控制课程群的课程体系结构如图1所示,将“电气测量技术”、“单片机原理及应用”及“数字信号处理”作为课程群的基础课程,“电力系统继电保护”、“自动控制原理”及“电力系统分析”作为理论分析课程,“电力系统微机保护”作为应用课程。
通过对该课程群的学习,学生能全面掌握电力系统安全、可靠运行的保护控制技能,为毕业设计和今后工作奠定了良好的基础。
二、教学内容的优化
保护与控制课程群建设强调课程内容的紧密关系,通过对课程群各课程的内容进行了有机的融合,避免了重复内容的出现,例如“微机保护”装置的硬件构成的内容与“单片机原理及应用”内容有重复,为避免造成学时数的浪费对微机保护硬件组成的课时进行了相应的删减。
其次还需增加新的课程,使课程群的内容更充实。例如“微机保护”中数字滤波器与算法的内容需要用到数字信号处理的知识,而本专业的学生没有数字信号处理的预备知识,且在“微机保护”中只作了简短的讲解,学生在短时间内无法理解,因此应该在上“微机保护”的课程前加上“数字信号处理”这门课。
另外随着现代控制理论、人工神经网络、信息网络等现代技术的发展和成熟,一些新的保护实现原理得以出现和应用,授课教师应定期开展新技术新知识讲座,使本课程群的教学内容能够跟踪本专业的最新发展方向和最新应用技术。
三、实验内容的优化
对于实验环节,过去没有用一个系统的观念来安排相关课程的实验内容,而且设计性、综合性实验较少,学生的创造性不能得到有效发挥,动手能力不能得到很好的锻炼。本次课程群的建设也优化了课程群中各课程的实验内容,使上述情况得以缓解。
围绕“电力系统保护与控制”这个核心,还建立了与理论课程紧密衔接的实验教学内容,包括基础性实验、设计性实验及综合性和创新性实验三类。该教学内容由简到难,由浅入深,循序渐进,逐步培养学生的动手能力、实践能力和创新能力。
四、结束语
保护与控制课程群以计算机技术的应用为基础,将继电保护原理、电力系统分析、监测技术、信号处理技术及自动控制技术等内容统筹规划、合理安排及有机的融合,有效地提高了群内课程的总体教学质量,使学生在循序渐进的过程中提高了电力系统保护与控制的理论水平和应用能力,为学生们今后工作打好了基础,也为他们快速适应社会创造了条件。
参考文献:
[1]郭必裕.对高校课程群建设中课程内容融合与分解的探讨[J].现代教育科学,2005,(2).
[2]徐凤生,等.计算机科学与技术专业课程群建设探析[J].福建电脑,2007,(3).
[3]欧阳缮,等.信号处理课程群的建设与改革实践[J].大众科技,2008,(11).
[4]詹红霞.电力系统继电保护课程的教学改革研究[J].高等教育研究,2006,(2).
[5]李娟,等.电力系统及其自动化专业课程体系改革探讨[J].中国电力教育,2008,(7).
(责任编辑:郝魁府)
关键词:电气专业;课程群;保护与控制;优化
作者简介:杨琳霞(1977-),女,山西运城人,陕西理工学院电气工程系,讲师,工学硕士,主要研究方向:电力系统自动化的教学与研究。(陕西 汉中 723003)
基金项目:本文系陕西理工学院校内教改项目“我校电气工程专业认识研究与实践”(项目编号:XJG1028)的研究成果。
当前学科的交叉、学科间的渗透十分突出,培养科技创新人才的任务非常迫切,这就要求学生有更宽的知识面,较强的实践技能和更高的综合素质,也同时要求授课教师不仅在各门课程内部进行改革,应该站在培养人才综合能力和整体素质的高度上改革和确立新的课程体系和教学内容。
本文提出了构建电气专业课程群,课程群一般要由3门以上的课程组成,这些课程属于同一培养方向范畴的课程,且内容联系紧密,技能培养环节是连贯的、递进的。课程群在形式上与课程模块相似,但它注重技能培养,弱化课程个性概念,强化课程内容之间的融合、交叉和关联。
构建课程群,主要目的是使电气专业教学目的性更明确,培养方向性更突出,技能培养的过程连续性更强、并不断加深,外延不断拓宽,课程的开放性更友好。
一、保护与控制课程群的建设
本文提出的电气专业保护与控制课程群包括“电力系统继电保护”、“电力系统微机保护”、“电气测量技术”、“单片机原理及应用”、“自动控制原理”、“数字信号处理”及“电力系统分析”等7门课程,培养方向是要求学生掌握电力系统的安全、可靠运行的保护控制技能。
“电力系统继电保护”是电气工程及其自动化专业的一门主干专业课程,电力系统继电保护的作用是在电力系统发生故障或不正常运行状态时,能够迅速而有选择性地切除故障元件,从而保证电力系统其他非故障元件能够安全可靠运行。学习本课程可以使学生了解各种继电保护的基本概念和基本原理,如线路保护、变压器保护、发电机保护、母线保护等。
在计算机技术发展相当成熟和应用十分普及的今天,微机继电保护在电力系统中的应用也相当普遍,“电力系统微机保护”主要介绍微机保护装置的硬件结构、数字算法和软件设计,要求学生掌握微机保护的软硬件设计及应用。
“自动控制原理”是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课,主要讲述自动控制系统的基本组成和结构、性能指标,自动控制系统的分析和设计方法等。通过本课程的学习,可以使学生了解电力系统保护的自动控制系统的运行机理、控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各种分析和设计方法等。
“电气测量技术”是电气工程及其自动化专业的专业技术基础课,主要讲授电气检测技术的基本概念、检测系统的基本构成和特点、常用传感器的工作原理及动静态特性。学习本课程可以使学生掌握电力系统保护与控制中信息的检测技术与方法。
“单片机原理及应用”是电气工程及其自动化专业的专业技术基础课,主要讲述单片机组成原理、指令系统、软件设计及接口技术与应用等。学习该课程可以使学生掌握微机保护的核心部件单片机的应用。
“数字信号处理”是电类专业的一门主要专业技术基础课。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数值计算的方法对信号进行采集、变换、综合、估值与识别等加工处理,借以达到提取信息和便于应用的目的。学习本课程可以使学生了解保护与控制中的数字信号的分析方法和处理技术。目前陕西理工学院电气工程及自动化专业还没有开设这门课。
“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业学生的一门必修专业课,主要讲授电力系统正常运行的基本计算,发生故障时的分析计算,电力系统运行中的稳定性问题。通过本课程的学习,使学生掌握保护与控制中电力系统正常与故障时的分析计算及稳定性分析。
通过以上分析,建立的电气专业保护与控制课程群的课程体系结构如图1所示,将“电气测量技术”、“单片机原理及应用”及“数字信号处理”作为课程群的基础课程,“电力系统继电保护”、“自动控制原理”及“电力系统分析”作为理论分析课程,“电力系统微机保护”作为应用课程。
通过对该课程群的学习,学生能全面掌握电力系统安全、可靠运行的保护控制技能,为毕业设计和今后工作奠定了良好的基础。
二、教学内容的优化
保护与控制课程群建设强调课程内容的紧密关系,通过对课程群各课程的内容进行了有机的融合,避免了重复内容的出现,例如“微机保护”装置的硬件构成的内容与“单片机原理及应用”内容有重复,为避免造成学时数的浪费对微机保护硬件组成的课时进行了相应的删减。
其次还需增加新的课程,使课程群的内容更充实。例如“微机保护”中数字滤波器与算法的内容需要用到数字信号处理的知识,而本专业的学生没有数字信号处理的预备知识,且在“微机保护”中只作了简短的讲解,学生在短时间内无法理解,因此应该在上“微机保护”的课程前加上“数字信号处理”这门课。
另外随着现代控制理论、人工神经网络、信息网络等现代技术的发展和成熟,一些新的保护实现原理得以出现和应用,授课教师应定期开展新技术新知识讲座,使本课程群的教学内容能够跟踪本专业的最新发展方向和最新应用技术。
三、实验内容的优化
对于实验环节,过去没有用一个系统的观念来安排相关课程的实验内容,而且设计性、综合性实验较少,学生的创造性不能得到有效发挥,动手能力不能得到很好的锻炼。本次课程群的建设也优化了课程群中各课程的实验内容,使上述情况得以缓解。
围绕“电力系统保护与控制”这个核心,还建立了与理论课程紧密衔接的实验教学内容,包括基础性实验、设计性实验及综合性和创新性实验三类。该教学内容由简到难,由浅入深,循序渐进,逐步培养学生的动手能力、实践能力和创新能力。
四、结束语
保护与控制课程群以计算机技术的应用为基础,将继电保护原理、电力系统分析、监测技术、信号处理技术及自动控制技术等内容统筹规划、合理安排及有机的融合,有效地提高了群内课程的总体教学质量,使学生在循序渐进的过程中提高了电力系统保护与控制的理论水平和应用能力,为学生们今后工作打好了基础,也为他们快速适应社会创造了条件。
参考文献:
[1]郭必裕.对高校课程群建设中课程内容融合与分解的探讨[J].现代教育科学,2005,(2).
[2]徐凤生,等.计算机科学与技术专业课程群建设探析[J].福建电脑,2007,(3).
[3]欧阳缮,等.信号处理课程群的建设与改革实践[J].大众科技,2008,(11).
[4]詹红霞.电力系统继电保护课程的教学改革研究[J].高等教育研究,2006,(2).
[5]李娟,等.电力系统及其自动化专业课程体系改革探讨[J].中国电力教育,2008,(7).
(责任编辑:郝魁府)