電力繼電保護教學改革現狀

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電力繼電保護教學改革現狀

摘要:為培養具有實踐動手能力、繼電保護整定計算和綜合素質的電力行業人才,針對西藏農牧學院電氣工程學院民族地區生源基礎的差異情況,結合實際教學,分析教學中存在的問題,提出摒棄落后章節內容、緊密結合工程實例、加強實踐環節、提高學生綜合運用能力、采用多樣化教學手段提高教學效果的解決方案。

關鍵詞:電力繼電保護;教學改革;現狀

1引言

電力系統繼電保護原理是電氣工程專業重要的專業核心課程之一。繼電保護裝置在電力系統中占有重要的地位,是保證電力系統安全可靠、穩定、高效運行必不可少的重要組成。本課程設置的目標是培養具有一定專業理論知識和實踐能力較強的高素質技能型電力人才。本課程涉及前期學習的課程較多,要求學生具備電力系統短路計算、電工、電機學等多門課程的相關知識。課程內容抽象、涉及其他課程知識點較多、概念較難理解,要在有限的學時內講透徹,具有一定的難度。另外,由于民族區域語言表達意思的差異性,想讓學生學懂具有一定的難度,學習壓力較大。依靠傳統教學方法與教學手段,很難達到現代電力行業對人才培養的要求。結合本課程特點、我院教學現狀、課程講授過程中存在的問題以及民族地區學生的實際情況,對繼電保護課程進行改革探索研究。

2課程特點

本課程理論性與實踐性都很強,理論內容抽象復雜,涉及的基礎知識廣泛,技術更新快,對于理論問題分析能力和數學計算要求較高,如果沒有學好之前的基礎內容,將造成后期課程的難學、難教,對于電氣知識難理解的現象。我院繼電保護課程設置為64學時,理論學時54學時,實驗10學時。若要補充現代繼電保護技術,如RCS-915系列母差保護、RCS-985微機發變組保護等,再加上民族地區語言表達的差異性,學生基礎較薄弱,在有限的學時內讓學生有效地掌握和了解較多的知識點比較困難。學生學習過程中會感到晦澀難懂?;谏鲜鲆蛩兀瑸榱俗寣W生更好地理解、掌握本課程及繼電保護技術的前沿發展狀況,需要進行課程改革。

3課程教學存在的問題

3.1教學大綱和教材無法適應實際生產需要

我院采用的是賀家李等編著的電力系統繼電保護原理(第四版)作為主講教材,教材中涉及較多落后的保護裝置原理,如功率方向死區及消除死區的方法、電流保護接線方式及原理展開圖等,這些保護技術早已淘汰。目前,已發展為微機保護,而教材內容嚴重落后于實際生產,這對學生掌握現代技術、提高學生專業能力和綜合素質非常不利。此外,還有一些保護原理因技術落后、元件可靠性差正逐漸被淘汰,如導引線縱聯保護原理,由于其構成復雜、可靠性低,難以適應復雜的電力網絡運行要求,已逐步被光纖差動保護取代,該內容在授課中占有大量學時。目前,光纖差動保護已廣泛應用于超高壓系統、高壓及配網系統。顯然,目前的教材內容已遠遠不能滿足實際生產需要。

3.2教學方法過于單一

授課過程中大多以傳統教學方法為主,以教師為主體,學生順著教師的思路學習,學生的學習活動都圍繞著教師進行,被動地接受知識,知識量大,對于知識的理解掌握不夠深入。教師只注重理論的講授,沒有實物予以展示,講述過程枯燥無味,且學生沒有做筆記的習慣,隨著時間的推移,逐漸遺忘,導致跟不上后期的學習,逐漸失去學習的興趣,嚴重影響了學生的積極性和創新思維,難以在實際中活用所學知識。學生一旦碰到問題就縮手縮腳,很難運用所學知識解決問題。

3.3學生基礎知識參差不齊,學習成績差異較大

電力系統繼電保護原理是電氣工程及其自動化專業的專業課程,具有理論水平高、實踐性強、涉及知識面廣、知識更新快的特點。不但要求學生學好前期課程,還要及時關注最新技術,以此,要很好掌握這門課程具有一定的難度。同時,本課程還需掌握數學、電機學、電力系統分析、發電廠電氣部分等課程。由于我院生源差異性較大,大多數學生基礎知識薄弱,加上語言表達理解存在差異,對專業課程的概念理解模糊不清,更難將各學科知識之間的關聯弄明白,學生學習難度大。此外,一些區外生源基礎較好,他們認為所講的知識比較簡單,缺乏挑戰性,授課時不愿意去聽,這導致考試成績兩極分化,學生失去學習信心,也不愿學習,感到枯燥難學。

3.4實踐學習少,缺少工程實踐

本課程設置了10學時的實驗課,實驗儀器較少,學生沒有機會進行單獨操作,大多數只是旁觀,只有一兩個學生進行實驗操作,難以真正掌握知識點。此外,缺少工程實踐,例如,課程結束后帶學生參觀學習電站,了解實際電站的保護原理、結構;調試環節按照安全規程,讓學生自己實踐操作。缺少實踐工程操作條件,難以增強學生的工程意識。

4結合民族地區高校實際的教學改革

4.1摒棄落后章節內容,緊密結合工程實例

為了提高教學效果、更好地讓學生跟上技術更新的腳步,了解最前沿技術發展,在理論教學部分,應逐漸摒棄一部分落后技術的章節內容。對本地廣泛調研,根據市場和企業對人才的要求,及時調整課程內容,適當增加工程實際案例,例如,線路差動保護中介紹RCS-931系列光纖差動保護裝置的構成及原理,讓學生獨立分析,將教、學、做融為一體,提高學生分析問題和獨立解決問題的能力,從而更好地培養學生的專業素質和能力。

4.2加強實踐環節,提高學生綜合運用能力

實踐教學是高校教學中的重要環節,高校對學生的實踐能力和綜合素質要求也越來越高,本課程更是與實踐聯系緊密。實驗教學中,增加實驗學時,增加一些綜合性內容,將實驗室每周在固定時間開放,爭取讓每位學生都能獨立做一遍。課程設計應編寫多樣性的設計題目,將課程中抽象的理論內容融入實踐中,增強學生對知識的理解深度,培養學生獨立思考的能力。引入MATLAB/SIMULINK計算機仿真環節,對實際生產中的工程實例進行仿真計算,讓學生更為直觀地認識這門課程。引入電力系統分析綜合程序(PSASP)軟件,將電力系統分析與繼電保護整合為一門綜合設計,把前期所學知識很好地貫穿起來,讓學生建立一個更清晰的電力系統網絡,將抽象化為具體。安排為期一周的電廠參觀實習,讓學生從發電、變電、輸電、配電、用電各個環節來認識電力系統,了解繼電保護裝置的發展狀況,學習保護裝置的的實際操作,以及系統故障的波形變化和故障原因分析。

4.3采用多樣化教學手段,提高教學效果

第一,將現代化的教學手段與板書相結合。多媒體能夠生動進行文字、聲音、圖像動態的演示和播放,將抽象內容形象化,內容豐富,信息量大,節約時間,大大地提高了課時利用率??蛇\用多媒體創設情境教學,更好地調動學生思考問題的積極性和主動性,加深學生認知。教學過程中,結合板書,讓學生做好筆記,學生可以從板書中捋出本節課所講的重難點內容,便于課后查閱資料進一步理解消化。第二,對比式教學法。講解電流、電壓、差動保護時,與電力系統正常運行時的特征進行對比,講授各自的保護原理;講解變壓器保護學習時,與發電機的保護講解學習方法對比;講解系統振蕩時,與短路時的特征進行對比。通過對比教學,找出它們之間的共性和個性,聯系與區別,從而充分展示各元件的保護原理。第三,啟發-引導式課堂教學。該方法主要是從激發學生學習興趣,鼓勵學生提出問題、思考問題,引導學生解決問題入手,讓學生輕松愉快地掌握知識。這樣學生不僅不會覺得理論知識枯燥無味,還會變得熱愛這門課程,從而改變教師灌輸式、填鴨式教學模式,使學生變為課堂的主體,加強與學生的互動。第四,討論式教學法。授課過程中,可以提出某一問題或知識點,讓學生進行討論。教師應及時鼓勵積極發言的學生,要給予不善表達或性格內向的學生發言的機會,促進學生動腦思考。講授新的內容時,教師應和學生討論新知識點與前面學過的內容有什么樣的聯系與區別,一方面加深對舊知識點的理解,另一方面使學生對新知識點有一定的初步了解,使學生加深印象,溫故而知新。第五,項目式教學方法。結合項目式教學方法,充分利用該方法的特點,積極探索適合我院生源差異性的教學方法,用項目對能力進行反復實訓,實現課程教學一體化設計。實現三個轉變,即以教師為中心轉變為以學生為中心,以課本為中心轉變為以項目為中心,以課堂為中心轉變為以工作過程為中心。通過該方法的實施,培養學生的團隊協作能力,充實教學內容。這樣不僅可以調動學生的學習興趣,還可以讓學生牢固掌握本課程的核心內容。

5結語

繼電保護原理不斷更新發展,教學內容與方法也應逐步改革與探索。我院對電力系統繼電保護原理課程改革進行了積極的探索,經過三年的教學實踐,逐漸改變了傳統的教學模式,充分利用現代教學手段和教學設備,較好地提高了學生的學習興趣和動手能力。通過實踐教學環節看出,大多數學生較好地掌握了本課程的理論要求,能夠做到學與用的結合。教學改革是一項實實在在的教學質量系統工程,需要不斷探索嘗試。我院將不斷進行教學探索,建立適合民族地區的人才培養模式,推動教育水平提升,提高教學效果和學生的綜合素質,滿足民族地區電類及其他領域的人才需要,真正使學生做到學以致用。

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作者:張濤 單位:西藏農牧學院電氣工程學院

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