电气工程的基本概念范文

时间:2023-07-19 17:39:11

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电气工程的基本概念

篇1

关键词:教学改革;电气工程概论;互动式教学法;教学效果

作者简介:韩杨(1982-),男,四川成都人,电子科技大学机电学院,讲师。(四川 成都 611731)

基金项目:本文系电子科技大学中央高校基本科研项目(项目编号:2672011ZYGX2011J093)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0057-02

“电气工程概论”课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课。课程围绕电气工程领域的几个主要分支——电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工新技术等方面进行全面系统的介绍。通过该课程的学习,学生对电气学科的发展历史和应用现状有全景式的了解,对进一步深入电气工程学科类专业学习起到导航作用,并逐步培养对电气科学与工程的崇尚与追求的专业精神以及创新意识。[1,2]

实践表明,学生总是习惯于知识的“定量”化灌输模式,而对于这样一门以“定性”介绍为主、没有公式讲解和详细专业理论分析的课程,最初还有些不适应。如何激发学生对电气专业的兴趣,引导学生通过网络搜索和图书馆资料查询等手段,去主动了解和掌握一些专业知识背景,是课堂教学中需要着重思考和实践的课题。[3-5]笔者经过两三年的电气工程概论教学后,在重点讲述电力系统自动化、电力电子与电力传动等的基础上,把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课堂教学表明,这对于提升学生学习兴趣和培养学生自主学习能力方面是非常有效的。

一、 采用互动式教学方法,探索改革教学模式

“电气工程概论”课程涵盖内容多,采用传统满堂灌式教学方法,效果不佳。笔者通过教学实践,摸索出一套有效的方法,教学安排按照如下顺序:教师理论讲解—多媒体PPT展示—视频演示—给学生布置课后调研题目—学生自主学习、分组研讨、制作PPT—学生课堂专题演讲—同学问答互动、教师总结—教师提出整改意见—学生课后再次收集资料、完成研究报告。这种互动式方法培养了学生对课程的兴趣,使他们在PPT演讲、书面表达、创新能力培养方面都起到积极作用。

二、调整更新教学内容,提升课堂教学质量

1.课程绪论

(1)主要内容:电气工程在国民经济中的地位;电气科学与工程的发展简史、前景、理论基础和常用计算机程序,譬如EMTP、MATLAB、BPA、EMTDC、PSPICE等。应达要求:了解电气科学与工程的产生过程;了解电气工程及其自动化专业的二级学科分布;了解电气工程学科的发展前景和在国民经济中的主要应用和作用。

(2)教学设计:围绕使学生对本课程的专业背景、主要应用前景有一个清晰的认识和激发其对本专业的热爱这一目标来展开。在讲授过程中,补充智能电网、新能源的开发利用技术等当前国内外的研究热点,扩展学生的专业视野。

2.电机电器及其控制技术

(1)主要内容:电机的作用及其发展简史;电机的分类与结构、应用领域、选用与运行控制;电机学的研究内容概要;电器的发展历史和分类。应达要求:了解电机的基本作用、发展简史、电器的发展历史;理解电机在国民经济中的应用领域;掌握电机的可逆原理;理解电机学的主要研究内容、高压电器与低压电器的基本结构与作用;掌握电机分类方法和不同类别的电机特点。

(2)教学设计:介绍电机与电器学科的概况、发展简史,使学生对电机学等后续专业基础课程以及电机的微机控制技术等专业课程的学习建立初步的感性认识。通过FLASH制作的同步电机励磁过程和旋转磁场模拟动画来加强学生对电机学理论知识的理解。对于电器部分,通过图片的形式向学生展示各种电器,增强学生的感性认识;对于高压电器部分,由于装置体积庞大,采用视频录相讲解的方法,拉近学生对高压电器的感性距离。

3.电力系统及其自动化技术

(1)主要内容:电力系统发展简史;电力系统简介;发电厂、电网概述;电力市场简介;电力新技术与发展趋势。应达要求:了解电力系统的发展简史和我国电力工业的发展概况、交直流输电技术的发展过程、各种类型的能源发电原理及其特点;了解电力市场的概念、电力新技术的发展趋势;理解电力系统的功能与作用、现代电力系统的主要特点和运行过程。

(2)教学设计:主要讲授电力系统的概况、基本概念,内容涉及发、输、供、配、用几大部分,按发电部分、电网运行与调度、电力应用三个环节顺序介绍。教学过程中首先从系统的角度对电力系统进行介绍,使学生建立对电力系统整体功能及结构的认识,在此基础上,进一步对各个组成部分分别阐述。在讲述电力系统发展前沿技术的时候,本着自动化、数字化、智能化的发展主线,将智能电网的概念引入课堂。

4.电力电子技术与电力传动

(1)主要内容:电力电子技术的作用与发展简史;电力电子技术的特点和研究内容、应用领域;电力电子技术的地位、发展方向和电力传动概况。应达要求:了解电力电子技术的作用、发展历史;了解电力电子技术的主要应用领域和新技术的发展趋势;了解电力传动的主要应用领域;理解电力电子技术的概念与特点和直流电机、交流电机传动的基本原理。

(2)教学设计:介绍电力电子技术的作用、历史、主要特点及其发展趋势。电力电子技术是我院电气专业一门重要的专业课程。对半导体变流技术的发展历程进行讲授,让学生明确电力电子技术的本质和重要意义;将实验室电力电子器件作为道具,在课堂上实物演示,让学生建立感性认识。在讲述电力传动部分时,结合工程实践进行案例教学,使学生明确电力传动在工业中的应用概况;结合科研课题,将典型案例通过PPT向学生展示。

5.高电压与绝缘技术

(1)主要内容:高电压与绝缘技术发展简史及主要内容;高电压新技术及其在各领域的应用。应达要求:了解高电压与绝缘技术的作用;了解高电压的产生原理和试验设备;了解高电压新技术及其在各领域的应用;理解基本的高电压及绝缘试验操作。

(2)教学设计:介绍高电压与绝缘技术的发展历程、应用领域及其试验技术。本章具有很强的专业背景,因此在教学时,采用了PPT讲授和视频演示相结合的教学手段,突出高电压技术的产生背景、发展历程、试验条件和环境等,达到让学生建立一个感性认识的目的。

6.电工新技术

(1)主要内容:电工新技术发展趋势、超导电工技术、聚变电工技术、磁流体技术、可再生能源技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术、飞轮储能技术和微机电系统。应达要求:了解电工新技术的发展趋势、超导电工技术、磁聚变电工技术的基本原理及应用,磁流体发电和推进技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术及应用,飞轮储能技术及应用和微机电系统的基本概念。

(2)教学设计:主要以PPT讲授为主。对超导电工、聚变电工、可再生能源发电、燃料电池技术和微机电系统等前沿技术进行专题概述。

三、改革教学方法,创新互动式教学模式

1.注重课堂引导,激发学生学习兴趣

在教学过程中,借助网络资源,向学生介绍电气行业的应用情况和相关企业的产品和市场情况,譬如给学生介绍联合证卷行业深度分析“电力电子,我们可以看得更远”,重点介绍电力电子变频器、整流设备、无功补偿设备SVG、开关电源、直流输电装备等技术的实际工程应用,介绍相关企业和上市公司产品和市场概况,激发了学生的学习兴趣。

2.加强课堂互动,调动学生积极性

为了加强课堂互动,采用了PPT讲解和视频教学相结合的方法,进行多个专题介绍。譬如:核裂变之历史回顾、中广核集团介绍、日本核事故回顾、欧洲核聚变装置、中国托克马克聚变装置、日本新干线与中国高速铁路、国家电网、南方电网公司宣传片;汽轮发电机、水轮发电机安装视频和三峡发电厂简介。学生观看完视频后,进行提问:裂变和聚变的区别是什么?日本核泄漏事故的原因是什么?避免核事故的方法有哪些?日本新干线和中国高铁的技术要点有哪些?汽轮机和水轮机的原理是什么等等。鼓励学生回答问题,凡是举手回答问题的学生,在平时成绩上加2分,调动了学生的积极性。随后,教师进行总结评论。

3.推行专题报告,活跃课堂气氛

采用学生专题演讲方法,激发自主学习兴趣和收集整理资料的能力。学生3人一组,分工协作完成资料收集、PPT制作和课后研究报告撰写。学生报告题目有:智能电网概述、电气化铁路接触网介绍、电能存储技术的发展概况、地热发电的现状与技术要点、PLC的原理与应用、国内外智能电网发展趋势、柔性太阳能电池、国内外高压直流输电工程简介、电力系统柔性输配电技术、城市轨道交通供电系统和电动汽车电源系统等等。学生报告后,其他学生提3~5个问题,报告者首先作答,教师随后总结,并对相关技术问题进行详细讲解。对提问的同学,在平时成绩上加2分。这样课堂气氛非常活跃,学生争先恐后举手发言。

四、结束语

通过和学生的沟通发现,学生非常喜爱这种互动式教学方法,感觉课堂不再枯燥,而是充满活力,在知识获取和创新、演讲能力和书面表达方面都得到全面的锻炼,收获颇丰。学生的积极性被充分调动起来了,课堂气氛活跃,学生学习中找到了快乐,对电气工程专业提升了兴趣。教学实践表明,互动式教学方法在电气工程概论课程的应用是成功的。

参考文献:

[1]刘晋,牛印锁,文俊.国内外“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育,2012,(6):64-65.

[2]杨鸿波,高晶敏,侯霞,等.“电路分析”课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(2):99-100.

[3]蒋陆萍,蒋宇琦.自主教学法在“电力生产概论”课程教学中的应用[J].中国电力教育,2012,(15):67-68.

篇2

关键词:电气工程;自动化;智能化;技术

当今社会,城市化进程的不断推进让人们生活质量得到了大幅度提高。在这种大环境下,智能化技术也逐步成为社会未来发展的主体趋势和方向。医院电气工程及自动化在现阶段也已展开智能化技术的各项具体应用,这种情况不但能够确保医院资源优势的各项优化以及调整,还可以有效推动医院电气工程的前进步伐,全面促进医院事业的可持续健康发展。

一、解读智能化技术的基本概念

随着科技迅速发展,现阶段我国的电气工程行业在智能化以及自动化等方面获得了更广泛的应用领域和应用范围。客观而言,电气工程行业领域中,自动化与智能化控制是科技时代下发展的两大必要项目。自动化与智能化重点涉及到的具体领域包含了计算机网络技术、机电一体化技术以及电子技术等各项技术。据笔者调研,当前的电气自动化技术已在智能化方向上打破了传统技术的许多局限性。现阶段的电气自动化相关专业技术已完全覆盖了几乎所有的光学、电学等等相关工程[1]。但实事求是的讲,电气自动化技术在现阶段并没有得到最大程度上的完善,信息化技术与物理化技术的发展还是在某种程度上对自动化技术的发展产生着诸多影响。

二、现阶段医院电气工程及自动化的智能化技术的重要性

(一)大幅度简化电气工程系统操作流程一般来说,智能化技术手段合理化、科学化的应用到医院电气工程及自动化日常工作中,能够充分达到电气工程运行系统流程有效简化的首要目的。除此之外还能够充分借助鲁棒性变化等条件来对医院电气工程的日常运行实施有效、合理的控制。智能化技术手段的合理化应用,不仅可以促使整个医院电气工程运行系统的改善以及调整更为顺利,还能够有效提升电气工程系统的各种实际功能。平心而论,当前阶段以智能化技术为核心理念的医院电气工程及自动化运行系统和传统的电气工程系统相对比,前者无疑更具有实用性优势以及各项实际操作方面的优势,能够全面性推动现阶段医院电气各项具体工作的落实,对整个电气行业的未来发展极为有利。

(二)可有效提高电气工程系统控制性能客观而言,在先进的智能化技术具体应用期间,相关人员能够对医院电气工程的各项数据信息以及机械设备进行科学化、严格化、合理化的监督管理,继而让医院电气工程可以一直处于一个较为安全稳定的工作环境之下。与此同时,相关工作人员在医院电气工程运行期间对相应的各项电气设备进行调控时,必须要针对现阶段医院电气工程系统中可能存在的各项安全隐患做好应急防范工作,倘若发现问题,必须要在第一时间找出安全隐患产生的具体原因,并做出相应判断和解决方案,力争全面提升医院电气工程的实际运行水平。此间相关工作人员仍需注意的是:工作人员在日常工作中完全可以通过智能化技术手段来对电气工程以及自动化工作全面实施各项远程控制操作,能够有效提高医院电气工程整体控制性能。

(三)能够确保各项数据处理的准确性当前阶段,医院电气工程及自动化日常工作中已经开始逐渐引入许多有关数据方面各项信息。但据相关调查资料显示:传统数据的处理技巧和处理手段往往不够精准,经常性会出现各种隐患以及问题。智能化控制设备的全面应用,可以让大数据处理变得异常方便、简洁,并且还可以在第一时间迅速的针对数据处理期间所存在各种问题进行合理且准确的判断,促使数据处理工作更加准确,数据处理效率得到极大提升。

三、智能化技术在现阶段医院电气工程自动化控制中的三大应用

(一)智能化技术在PLC技术的相关应用从概念上讲,PLC技术又被称作:编程逻辑控制器。PLC技术具有非常强的安全性和可靠性,并且具有较高的抗干扰性优势而被广泛应用到现阶段的医院电气工程及自动化系统日常运行中,这种技术不仅可以全面实现对医院电力生产各环节的协调和控制,还能够全面提高电力运行的安全稳定性。此外,PLC技术还可以有针对性的对电气工程及自动化展开更加高效、合理的控制。毫无疑问,PLC的出现和应用为现阶段的医院电力系统稳定运行提供了最佳保障[2]。

(二)智能化技术在故障诊断技术的相关应用客观而言,医院电气工程的日常实际运行环节中,经常会受到机械设备整体工作负荷重且时间长等客观因素影响,致使整个医院电气工程经常受到各种安全故障隐患的威胁和干扰。现阶段的大多数电气机械设备存在诸多的复杂性和不稳定性,导致工作人员一旦展开故障排查工作的准确率较低,这种状况在智能化技术全面推广和应用之后得到了明显的改善的解决,毫不夸张的说,智能化技术在客观上全面提升医院电气工程故障诊断安全系数和准确度。

(三)智能化技术在智能控制技术的相关应用实事求是的讲,现阶段将智能化技术科学化、合理化的应用到医院电气工程及自动化系统运行的日常工作中意义重大,不但可以对医院电气工程及自动化系统全面开展自动以及远程管控,还可以全面提高医院电气工作的日常效率,让医院电气工程及自动化高效且迅猛化发展。与传统控制手段相比较,智能化技术无疑具有更大的灵活性和便于调节等等优势,在日常的医院电气工程具体应用期间对于一些存在的不确定因素进行调控和管理,并且在这期间并不需要相关的专业人士进行指导,杜绝了人力浪费情况,有利于全面实现医院电气工程及自动化系统现阶段的资源优化配置。

篇3

其基础性指的是应对电工技术与电子技术的基本概念、规律、方法、应用等进行分析;其应用性体现在学习知识的实际应用性;先进性,指的是在教学中,应体现出电工电子现展的水平及最新进展。根据其教学的要求,在进行电工电子教学中,应注重学生基础知识的培训,结合实际应用,重视技能训练,做到理论结合实际,加强学生综合处理问题的能力,并根据当前先进电工电子技术的发展情况,坚持先进性教育。在电工电子技术实践教学中,其教学内容的安排不合理,理论学习与基础实践的时间安排不科学。在教学中,其内容与生产实践结合程度偏低,且缺乏先进性,如电工电子教学中还存在着应用电感式镇流器的现象,而随着科学技术的不断发展(如电光源照明技术),有些技术已经十分落后,并不适用。

2电工电子技术实训课程体系的改进

针对电气工程教学中存在的问题及基本要求,需要在教学内容的基础上,进一步整合教学资源,合理安排电气工程训练及电工电子技术应用的内容。在实践教学中,应让学生对参与到电气产品的研制、组装及调试等过程中,充分将理论知识与工程实践相结合,及时最前沿电工电子科学技术,保证教学内容符合生产实践的情况。

3加强电气工程训练及电工电子技术

教学的措施通过改进传统的教学模式,推动电气工程训练及电工电子技术应用的有效落实,应打造新型的教学体系。在新的教学体系中,应将独特性及差异性作为教学工作的基本准则,以学生为本,开展教学任务。

3.1因材施教,充分提高学生综合能力

在实践教学中,因学习基础等,学生与学生之间的动手实践操作的能力存在着不同程度的差异,为此,在教学活动中,应坚持因材施教的原则,整体提高学生学习效率。通过因材施教,对理解能力低,实践操作水平较差的学生给予重点支持与鼓励,通过科学引导,提高学生学习的兴趣。要求学生根据自身实际情况,制定出将要达到的目标。在理论教学中,应紧密结合实践操作,增强学生学习兴趣,并提高学习效率。因材施教还可以缓解师生关系,打造和谐课堂,提高教学效果。

3.2完善教学内容,提高教学质量

电工电子技术的教学内容主要包括三个方面,第一,电路基础知识与其分析方法,包括单向交流电路、直流电路、电路瞬态过程等;第二,电机与控制部分知识,如磁路知识、变压器结构、异步电动机等知识,第三为电子技术部分,主要包括数字电子技术、组合逻辑电路、半导体器件等知识。其课程内容的确定,应综合考虑对学生的专业技能、实践技能的培养。电气工程教学主要分为基础性、综合性及创新性三个层次。在完善教学内容的同时,应加强对基础实训内容的教学,提高教学质量,需要重视技术应用及设计实践能力的培养,鼓励实训创新性教学,可以带领学生参与电子设计大赛等。在教学方式上,可以通过多媒体教学、演示教学及实训教学等多种形式相结合的教学方法,通过丰富教学形式,改善教学氛围,培养学生的观察能力及分析能力。应尽量多的安排合作项目,对学生的团队精神进行培养。

3.3调动学生学习的兴趣

为达到实践教学的目的,完成教学任务,应充分调动学生学习的兴趣,通过调动学生学习兴趣,培养学生主动参与及创新能力。为此,需要做到教学灵活性,在教学过程中,将理论知识与实践相结合,利用多种方式的教学,提高教学质量。建立不同的考核标准,在进行电气工程实践教学中,应考虑到学生基础及水平的差别,对实践内容进行调整,合理安排不同达到考核标准,避免统一标准下挫伤部分学生学习积极性及信心。不同考核标准可以让不同程度的学生在学习中获得成就感,从而调动学生学习兴趣。可以建立奖励制度,如在实践教学中,将所有学生分为几个组,并安排组与组之间进行比赛,通过分组比赛的形式,培养学生的团队意识,对表现优秀的小组给予奖励,通过奖励制度的建立,调度学生学习及实践的兴趣。

3.4提高学生动手能力,充分实现理论

结合实际从教学中我们发现,学生对一些电路能进行分析,电路图也能读懂,但一遇到实际问题就懵了,不知从哪儿着手。更有甚者,他们对一些最基本的元器件都不认识,存在着严重的理论与实际相脱离的现象!为此,笔者认为,实际的动手势在必行。对于一些电子电路,可让学生动手制作。从印刷电路板的设计、元件的选取、安装焊接都由学生自己动手。经检查安装无误后,由老师指导调试。实践证明,通过一系列的动手操作,可以有效地克服理论与实践相脱离的痼疾,让学生掌握真正的知识!

3.5改变传统观念,建立实际需求的理念

在传统电子工程教学中,其教学的安排多是在理论框架内进行的,虽然这种教学方式可以全面的介绍各种理论知识,但其缺乏明显的重点,仅仅将知识的完整性体现,却忽视了教学的实践性。为此,应改变传统的教学观念,建立以实际需求为基础的教学理念。及时关注最新电工电子等科学技术的进展,合理安排实践教学,提高学生教学实用性。

4结语

篇4

关键词:电机学;教学模式;内容规划;课程改革

作者简介:程江洲(1979-),男,湖北宜昌人,三峡大学电气与新能源学院,讲师;肖建修(1965-),男,湖南涟源人,三峡大学电气与新能源学院,讲师。(湖北?宜昌?443002)

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)27-0074-02

“电机学”课程是电气工程及自动化类专业重要的专业基础课,在人才培养的知识结构和课程体系中具有重要地位和作用,由于本课程不仅涉及各种电机复杂的空间结构,还涉及电流和磁场在空间的分布,以及铁磁材料的非线性等问题,一直是一门典型的难教难学的课程,而且该课程对前期课程的要求高,对后续课程的影响大,所以它成为学生大学期间重要、艰难的一个学习关口。如何提高该课程教学质量和教学效果,值得我们从多方面入手研究和解决。[1]

一、“电机学”教学现状

目前“电机学”课程是三峡大学(以下简称“我校”)电气工程及自动化类专业一门非常重要的学位课程,占6个学分,总学时96学时,其中理论课84学时,实验12学时。授课内容包括磁路的基本概述、变压器、交流绕组的共同理论、同步电机、异步电机、直流电机,共6个部分的内容,学生需要在1个学期内学习变压器、同步电机、异步电机及直流电机4大类型的电机,而这4类电机又各自具备不同的结构和分析方法,同时我们的授课学时为每周6个学时,这些实际情况是学生理解和吸收电机学内容的最大障碍。初步统计了近几个学期电机学考试的成绩,2009年平均分为61.22分,2010年平均分为62.04分,2011年平均分为52.78分,虽然这几个学期我们经过了诸多努力,但本课程的教学效果仍然没有明显改善,因此“电机学”课程的改革迫在眉睫。

二、“电机学”课程改革措施

在参考了华北电力大学、华中科技大学等国内多个知名高校的“电机学”教学模式的基础上,我校“电机学”课程组提出了在总学时不变的情况下,将“电机学”课程安排在两个学期授课,同时对其内容、教学方式、教学手段等进行了规划和改革。

1.教学内容的规划与改革

根据我校的电气工程及自动化类专业的课程安排,电机学的学习需要先修“高等数学”、“大学物理”、“电路原理”、“电子技术基础”等课程,“高等数学”分两个学期授课,分别安排在第一、二学期;“大学物理”分两个学期授课,分别安排在第二、三学期;“电路原理”一个学期授课,安排在第二学期;“电子技术基础”课程也进行了改革,分在两个学期授课,分别安排在第三、四学期;针对以上的课程安排,“电机学”由原先第五学期授课改为第四学期和第五学期分别授课,“电子技术基础”课程在第三学期讲授模拟电子技术,到了第四学期讲授数字电子技术,这样“电机学”在第四学期讲授时,学生已经学过了“高等数学”、“大学物理”、“电路原理”及“模拟电子技术”,具备了相应的基础,不影响“电机学”的学习,此外由于“电机学”为专业基础课,后续专业课为“电力系统分析”,我们在课程群的改革中,对“电力系统分析”也进行了改革,分在第五、六两个学期授课,因此,根据课程群及专业课的要求,我们对“电机学”(上)和“电机学”(下)的授课课时和内容做了如下安排:

(1)“电机学”(上)的授课课时及内容:

1)绪论(4学时)。了解本课程的性质和任务;了解电机在国民经济中的地位、作用和国内外的发展概况;熟悉和巩固电机中常用的基本电磁定律和铁磁材料特性;掌握简单磁路的计算方法。

2)变压器(20学时)。了解变压器的基本结构及用途,熟练掌握变压器的基本电磁关系及分析方法;熟练掌握变压器的基本方程式、相量图和等效电路;掌握变压器的磁路特点、绕组连接方法和连接组;掌握变压器并联运行的条件,熟悉并联运行时的负载分配;掌握三相变压器不对称运行的分析方法;了解变压器过电流瞬变过程的物理概念;了解各类特殊变压器的用途和结构特点。

3)交流电机绕组的共同理论(10学时)。掌握旋转电机的基本工作原理;了解三相交流绕组的构成原则和连接方法,以三相双层绕组为主;掌握交流绕组电动势的分析和计算方法,理解绕组的谐波电动势,了解其削弱方法;掌握交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法;分清脉振磁动势、圆形磁动势和椭圆形磁动势的区别及相互关系;了解谐波磁动势概念和漏磁通的基本概念。

4)同步电机(22学时)。了解汽轮发电机和水轮发电机的基本结构;熟练掌握同步电机的电枢反应,着重理解同步电机气隙磁场的形成、电枢反应与负载性质的关系及其对电机运行的影响;熟练掌握同步发电机的电压方程式和电势相量图;着重掌握同步电抗、绕组漏抗和短路比的物理概念和测定方法;掌握同步发电机的运行特性、电压变化率及额定励磁电流的磁势法分析计算方法;掌握同步发电机与大电网并列运行的条件和方法;熟练掌握同步电机的功角特性、V型曲线、并联运行时有功和无功功率的调节;了解静态稳定的物理概念;掌握同步电机各序阻抗的物理概念;学会运用对称分量法分析三相同步发电机的不对称运行;理解三相突然短路的瞬态过程,理解瞬变和超瞬变电抗及各种时间常数的意义。

5)实验教学内容(8学时)。包括单相变压器特性及参数测定、同步发电机的参数测定、同步发电机运行特性共三个实验。

篇5

关键词:电气工程基础;教学方法;改进措施

一、“电气工程基础”课程的特点

(一)教学内容的特点

经过近10年的两次教材修订,目前课程采用的教材为中国电力出版社出版、陈慈萱教授主编的《电气工程基础》第三版,含上、下册。按四年制本科教学计划,“电气工程基础”课程讲授时间的跨度为整个大学三年级。其中,上册授课学时为54学时,讲授的内容主要涵盖电力系统概述、电力系统负荷、电力系统主设备和接线方式、电力系统稳态分析和短路故障分析、电力系统稳定的基本概念等7个方面的内容;下册授课学时为36学时,讲授的内容主要包括交直流远距离输电、电力系统的内部过电压和防雷保护、电力系统继电保护、电力系统的通信和自动控制技术等7个方面的内容。针对全书内容的综合应用,该课程另外安排了14个学时的课程设计。由于“电气工程基础”的授课内容涉及到电机学和自动控制理论,在本科培养计划的制定过程中已经充分考虑到了课程知识的衔接,“自控原理”和“电机学”部分内容已经在二年级得到了先期学习。因此,学生在本课程学习之初就具备了电力系统部分建模和定量分析的基础。同期学习的专业课程还包括“电力电子技术”“高电压技术”“电力系统继电保护”和“电力系统分析”等。“电气工程基础”课程讲授的内容又为其他专业课程起到了铺垫作用。《电气工程基础》上册的内容较为集中,是原有“电力系统分析”课程部分内容的凝练,学生需要重点掌握电力系统潮流计算和短路计算。这两大计算也是整个课程的重点和难点。《电气工程基础》下册的内容则较为分散,充分考虑了学生在高电压、通信、继电保护和自动装置等方面的兴趣延伸,便于学生在四年级进行专业方向的选择。为了让学生对整个“电气工程基础”讲述内容的综合学习,在授课内容结束后将以一个110KV变电站的设计为内容,学生需要从主接线设计、设备选型、潮流计算、短路电流计算、接地和防雷设计等多个方面以工程图纸和计算报告的形式完成课程设计。

(二)教学方法的特点

鉴于本课程知识点多、知识连贯性强、授课时间跨度大等特点,整个课程小组10多位老师对于如何提高教学质量、让学生尽快牢固地掌握基础知识进行着不断地努力和探索。教学方法的特点如下。第一,严格制订教学大纲并执行教学计划,不断提高课程中每个基本内容、重点和难点的讲授技巧。课程组定期会邀请经验丰富的教师针对课程中重要而学生掌握困难的知识点进行示范授课。教师之间每学期坚持相互听课,并针对授课过程中值得提高的地方在教学研讨会上进行交流。第二,加强师生之间的互动。在课堂上采用启发式教学方法,鼓励学生回答问题。对于较难掌握的知识点,如主接线倒闸操作、零序网络的制定、不对称短路电流的计算、电流三段保护的配合等问题,会结合典型例题在课堂上以讨论的方式促进学生掌握。教师亲自批改作业,及时发现知识点掌握的薄弱点和盲点,针对共性的问题在课堂上进行反馈。每个教学班师生都建立了网络讨论组,学生提出的问题都能在第一时间得到解答。第三,采用多样的教学手段。为了提高教学质量,课程组老师统一制作了多媒体课件并以光盘的形式方便学生课后使用。每章的知识点、难点以及任课老师完整的教学视频均在教育部精品资源共享网站上对学生开放,学生也可以通过网站及时向授课老师提出建议。制作了教材配套的电子习题、习题解答及试题库。这些措施均提高了学生的学习兴趣,可有效地解决课程教学中的很多具体问题。第四,注重理论和实践相结合。学校和周边企业保持了良好的关系,课程组会在不同的知识模块组织学生到现场学习、观摩。企业也会派出技术专责负责讲解和答疑。

(三)考核方法

由于本课程需要接受教育部的定期考核,学院对本课程有严格的考核制度和方法。它包括教师之间打分,教师对学生进行考核以及学生对教师打分三个方面。教师在授课过程中不定期会接受教学督导组及课程组其他教师的随堂听课。听课教师会根据课堂讲述内容,师生间的互动,学生课后的意见等多方面给授课教师打分。成绩在全院授课教师排名靠后的将接受学院讯问并考核年终绩效。教师对学生的考核包括课堂提问,课后作业,期中和期末考试。每部分考核内容以一定比例形成课程最终成绩。虽然有题库,但每次考试课程组老师均会重新命题,集体阅卷。学生必须在成绩管理系统中对授课老师在授课内容、专业态度、师生互动、作业批改等方面进行评分才能查阅自己的最后成绩。授课教师评分较低者会直接影响其下次的选课学生人数。

二、教学双方存在的问题

虽然“电气工程基础”课程组为提高教学质量投入了大量的时间和精力,但是从学生课程考试的成绩来看教学双方都存在一定的问题。近5年期末考试,尤其是上册考试,学生不及格的比例均大于20%。学生经常反映“需要掌握的内容太多”“计算题太难,不知道如何入手”。从授课教师的角度来看,教学效果不理想的主要原因是很难把控知识点多和授课学时有限的矛盾。这也是部分国家精品资源共享课程的共性问题。如上文说讲,“电气工程基础”作为专业平台课程涉及的相关课程非常繁杂。授课老师需要在有限的时间内讲述教学大纲中所有的内容。这导致重点很难突出,学生在一定的时间内同时掌握大量概念和计算方法存在较大的困难。于此同时,学生经常反映上课讲述的内容又在其他专业课程中出现,导致其他专业课老师会对授课内容进行精简。从学生学习的角度来看,学生必须克服本课程授课时间跨度大与其他专业课程学习时间竞争的矛盾。学生在大学三年级必须同时学习多门专业课程。这些课程很多都会在“电气工程基础”授课的过程中先期考试。这导致很多学生不得不投入一定的时间去复习其他专业课程,影响了本课程的授课效果。正是因为学制的紧张,学生和精品课程资源的平台互动较少,现有的资源对提高教学质量没有起到应有的作用。

三、改进措施

考虑到教学双方的主要矛盾,本课程可以从如下三个方面进行改进。首先,重新修订教学大纲。从本科生培养方案着手,梳理“电气工程基础”和其他专业课程在知识点上的重合部分,适当删减部分知识点,使授课内容更加精简、便于学生掌握。授课老师可以用更多的时间帮助学生实现不同章节、不同知识点的融会贯通。其次,考虑引入三学期制度,改进培养方案。让“电气工程基础”和其他专业课能分开讲授,让学生能有更多的时间学习、思考。减少或避免多门专业课程和“电气工程基础”同时竞争学生学习时间这类情况的发生。最后,可以考虑在授课过程中加强精品课程资源的引用,让学生在学习碰到困难时能主动地利用现有资源,提高分析和解决问题的能力。

篇6

关键词:应用型本科;电力系统分析;教学内容;教学方法

作者简介:刘世林(1978-),男,安徽六安人,皖西学院机械与电子工程学院,讲师;张晓东(1964-),男,安徽六安人,皖西学院机械与电子工程学院,教授。(安徽 六安 237012)

基金项目:本文系安徽省高等学校省级优秀青年人才基金项目(项目编号:2010SQRL188)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)02-0087-03

电气工程及其自动化专业是本校于2009年新申办的本科专业,2011年春学期首次开设“电力系统分析”课程,对于该课程的教学内容和教学方法,本校没有任何经验,只能借鉴其它学校的做法,但由于各个学校的办学定位和专业培养方案不同,其经验往往不能照搬照抄,而必须结合本校的实际情况加以适当地调整和修改。在本校该专业的课程体系下,如何合理地协调“电力系统分析”和其它相关课程之间的关系,使得该课程能够较好地满足建设示范应用型本科的工程实践要求,同时激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效果,是当前亟须解决的问题。

电力系统是由电能的生产、输送、分配和消费的各环节组成的一个复杂整体,[1]与别的工业系统相比较,它的规划、设计、建设、运行和管理是一项更为庞大、复杂的系统工程。“电力系统分析”课程是这项系统工程的理论基础,其作为电气工程及其自动化专业的核心课程,是由通识课程、基础理论课程向专业课程过渡的纽带,具有承上启下的作用。该课程不仅具有很强的理论性,同时又密切联系工程实际,其一方面讲述了电力系统中最基本的理论知识和分析方法,另一方面其内容涉及到“电子技术”、“电机学”、“控制理论”、计算机等课程的知识,使学生必须将已学习的相关基础课程知识应用到该课程中,是电力专业人才必须熟练掌握的基本理论和计算技能,对电力系统工程学科的学习起到至关重要的作用。

本文在借鉴其它学校经验的基础上,结合本校的办学定位和该专业的培养方案,通过对该课程教学内容和方法进行全面、深入地探讨和研究,提出了“立足基础,了解全局,工程优先,兼顾理论”的课程教学内容设置原则,确定了采用理论教学与工程实践互补、课堂讲授和现场演示结合、强化教学互动等教学方法。

一、教学中面临的主要问题

调查结果表明,多年来大部分高校一般都将“电力系统分析”的教学分为两个部分进行,即电力系统稳态分析和电力系统暂态分析。课程的主要内容包括电力系统的基本概念、电力系统各元件的特性和数学模型、电力系统的潮流计算和控制、电力系统的运行调度和优化、电力系统故障分析以及电力系统的稳定性等。[1-3]选用的教材主要有中国电力出版社的《电力系统稳态分析》、《电力系统暂态分析》和华中科技大学出版社的《电力系统分析》(上、下册)等,课时通常为96~120个学时。在教学过程中,教师往往更加注重于理论分析和手算部分的教学。

随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展,以及当前用人单位对本科人才质量需求地不断变化,原有的“电力系统分析”的教学内容和教学方法有些已难以适应现代人才培养需要,尤其是对应用型专业技术人才培养的需要。在该课程的理论课程教学上,目前普遍面临着如下问题:

课程的理论分析内容过多,面面俱到且系统性不强,内容抽象、难点很多、学时多,学生学习负担很重,容易失去学习信心;公式多,且其中有较大部分源于工程实践(有些为经验公式),逻辑性和系统性不强,教学时比较容易让人感到枯燥乏味和理解困难,学生的学习兴趣不高;新科研成果更新较快,而多数教材的内容仍处于21世纪初的水平,没有充分体现近十年来本学科的最新进展,例如,未能重视电力系统分析中的计算机计算与仿真方法、柔流输电系统(FACTS)的基本原理、高压直流输电系统(HVDC)等;教学方法比较单一,仅对教学内容进行抽象地理论分析和推导,很难使学生记忆深刻,而且,学生不知道如何应用相关理论解决实际工程问题,教学效率和效果偏低,更难以适应应用型人才培养的需要。

二、课程内容设置探索

本校属地方性本科高校,电气工程及其自动化专业是为了适应地方社会经济发展,满足对应用型人才的需求而申办的新专业,其定位为服务地方经济建设,培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、具有创新意识和创新能力的应用型高级技术人才。因此,本校在该课程内容设置时,除了需要考虑上述的通性问题还必须兼顾以下特点:

为了适应本校应用型人才培养的需要,该专业的课程体系中设置的实践类课程较多,而理论类课程偏少,相应地在电力系统工程方面的专业基础课程设置也较少。本课程作为该专业的一门核心专业课程,其不仅承担着培养学生掌握电力系统分析的理论与方法的任务,还必须兼顾使学生全面了解电力系统及其运行控制原理等基础知识的重任。

考虑到本校的办学层次和“应用型本科高校”的定位,学生的理论基础与重点大学相比有一定差距,而且就业领域也主要面向工程实践和生产一线,因此,该课程开设过程中需要强化基本分析方法的学习和应用,着重培养学生应用基本理论与方法解决实际工程问题的能力。

随着社会对高层次人才的需求不断加大,很多毕业生选择报考硕士研究生继续升造,而“电力系统分析”几乎是电力系统及其自动化专业必考的专业课,因此,本课程的内容应该尽可能涵盖考研需要的知识点,为学生的研究生入学考试和未来的研究奠定较好的基础。

基于上述要求,本文提出“立足基础,了解全局,工程优先,兼顾理论”的教学内容设置原则,在课程内容设置时尽量合理简化课程内容,注重学生对基本概念的理解和掌握,并注重新知识的适当引入使其能学有所用。拟设置的课程内容及其相关要求如表1所示。[4,5]

三、教学方法探讨

为了提高教学效率与质量,突出学生的主体地位,使学生能够积极主动地参与课程教学,提出问题并尝试解决问题,激发学生的学习兴趣,培养学生的创造与创新能力,本校积极探索合适的教学方法和手段。本课程教学中的具体措施如下:

1.通过多种途径激发学生学习兴趣

兴趣是学习的最好推动力,其能够增强学生的主动意识,避免被动学习的低效率和缺乏创造性的问题。为了提高学生对本课程的学习兴趣,课程教学过程中可以通过多种措施激发学生的学习兴趣。例如,适当介绍本学科最新的发展前沿动态,阐述电力系统目前存在的问题和可能解决方案,并说明其与本课程内容的关联性;组织学生与相关专业教师座谈,让其从教师的科研课题中认识本课程的重要性和实用性;以硕士研究生入学考试为例,从进一步深造的角度让学生体会这门课程的地位,从中体会到学好本课程的必要性,等等。

2.注重与实践环节相结合,及时巩固相关理论知识

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”本课程的教学内容相对比较抽象,且电力系统不同于其他的控制系统,十分复杂、宏观,学生很难凭想象建立起基本概念的知识体系,要求学生深刻理解、掌握和应用基本的理论方法就更加困难。因此,教师可以通过适当的课外实践环节去巩固学生相关理论知识。例如,在课余时间组织学生参观本市的发电厂、变电站等电力设施,通过一线操作师傅的现场讲解和答疑,让学生了解电力系统、控制中心、变电站的结构和基本工作原理,对电力系统有较为系统、全面的认识,有助于对理论课程中概念的理解;通过同步开设相应的实验课程,加深学生对基本理论方法的掌握和应用;另外,可以将课堂教学和软件仿真实验相结合,例如,将PSASP、PSCAD和MATLAB等电力系统分析软件引入课程教学中,可以更直观、生动地阐述电力系统分析计算过程,使电力系统分析内容不再是抽象的概念和理论,能够增强学生的参与意识,让其做到学以致用。

3.充分利用现代教学技术,丰富教学手段和知识表达方式

近年来,计算机辅助教学手段已经被广泛的采用。在教学过程中采用多媒体技术,可省去大量的板书时间,可以有更多时间用于讲解重、难点知识,有助于学生理解和掌握每一章的重点内容。并且多媒体教学集文字、图形、声音、图像、图片、影像等于一体,直观、形象、生动,能够调动学生学习主动性和积极性,激发学生学习的兴趣,吸引学生的注意力,大大地增加了课堂信息量,提高了教学效率。[6]但是,多媒体教学能否充分发挥其应有的优点,往往取决于应用的合理性,其首先体现在多媒体教学课件的开发方面。目前很多课件仅仅是将教材内容通过PPT按部就班地进行展示,并没有体现出“多媒体”的特点,这样不仅不能充分发挥计算机辅助教学的优点,还可能适得其反。为了提高“电力系统分析”教学效果,在开发课件时,笔者采用大量的与课程内容相关的实物图片,以便于学生建立基本的概念知识体系;同时,可以将电力系统的动态过程通过多媒体技术进行演示,这样有助于学生加深对理论方法的理解。另外,必须将多媒体教学和传统教学方式有机结合。由于多媒体课件演示速度快,单纯地采用多媒体方式难以调动学生听课的主动思维,从而降低教学效果。[7]因此,在合理应用多媒体教学的同时,还必须有机结合传统教学的优势,以达到教学效果的最优化。

4.积极开展教学互动活动

教学互动是提高学生学习的积极性、主动性和检验学生学习效果的重要手段,在学习过程中具有重要的作用。为了提高本课程的教学效果,可以通过课堂讨论、课后练习、基于互联网的习题与模拟题库等途径实现多形式、多层次的教学互动。课堂讨论能够及时反馈学生对所学内容的掌握情况,教师可以对学生没有听懂或者非常感兴趣的问题进一步分析,同时可以在讨论过程中培养学生的创新性思维。课后练习则是使课堂教学的成果得到巩固和提升的重要手段,通过老师批改作业和课堂点评等环节,可以加深学生对授课内容地理解,也非常有利于教师检查课堂教学效果和学生对知识点的掌握情况。另外,随着信息技术的发展,互联网已成为知识表达和传播的重要载体,已经对学生的学习和生活产生重要影响,“在线”已成为常态,因此,充分开发和利用基于互联网平台的教学资源,引导学生合理使用网络资源,可以使教学互动更加便捷,同时节省大量的人力和物力。

四、结束语

“电力系统分析”作为电气工程及其自动化专业的一门核心专业课程,在整个课程体系中起到承上启下的作用,其重要性不言而喻。由于该课程内容繁多,理论性强且知识更新较快,其教学内容和方法一直受到广泛关注。本文结合本校实际情况,借鉴其它高校的教学经验,通过分析该课程开设过程中所面临的问题,提出了适合于本校建设“省级示范应用型本科”的课程内容体系和教学方法,从而为更好地促进该课程建设,切实为提高人才培养质量奠定基础。

参考文献:

[1]何仰赞,温增银.电力系统分析(上、下册)[M].武汉:华中科技大学出版社,2002.

[2]陈珩.电力系统稳态分析[M].第3版.北京:中国电力出版社,2007.

[3]李光琦.电力系统暂态分析[M].第3版.北京:中国电力出版社,2007.

[4]夏道止.电力系统分析[M].第2版.北京:中国电力出版社,2011.

[5]陈立新,杨光宇.电力系统分析[M].第2版.北京:中国电力出版社,2008.

篇7

关键词:应用型;电力系统分析;教学改革;实践

一、引言

应用型本科是以本科教育办学定位为标准,以培养应用型人才为核心的高校新型教育模式,既强调“实践能力”,又强调“创新能力”。电力系统分析作为电气类专业的基础课程,如何来体现应用型本科特色,培养技能型和岗位型人才,主要体现两个方面:一是“知识素质”;二是“能力素质”。知识素质主要表现为:专业知识面要宽泛,专业知识深度不宜过高,公式和定理的推导、证明适当省略,注重结论的应用性;能力素质主要表现为:强化操作技能和规范,提高实践动手能力和综合素质能力。因此应用型本科《电力系统分析》课程“突出应用特色,注重实践能力,提高教学质量”的教学改革目标,并围绕地方经济发展为基础,以突出应用型特色作为教学改革的前提,以提高教育教学质量作为改革的目标。《电力系统分析》课程作为电气工程专业的主干课程之一,它不但有大量的理论概念和基本计算,而且工程应用实践性较强,对该专业的课程体系起到承上启下的作用,它既是线性代数、电路基础、电机与电气控制、电力电子等课程的总结,也是工厂供配电技术、电力系统继电保护自动装置等专业课程的基础,在电气工程专业教学和应用型本科培养高质量、高素质学生有十分重要的地位。近些年,随着电力系统行业的智能化程度的快速发展,对电气工程专业应用型学生培养的能力要求越来越高,也就对《电力系统分析》课程提出了更高的定位,原有的教育教学模式已不能满足电力行业建设的需要,不能体现应用型教育的发展特色。

二、《电力系统分析》课程教学中存在的问题

1.学习兴趣不浓:《电力系统分析》课程部分内容抽象、公式多、计算多、系统性和逻辑性较强,学生学习缺乏兴趣,“教师教”和“学生学”都很困难。

2.教学内容没有与时俱进。电力系统行业更新速度较快,教材中的内容虽然也在不断有新版本出现,但无法充分体现近十多年来本学科的最新进展和前沿动态。

3.教学方法、手段和形式单一。多媒体教学等现代化教学手段没有普及。首先,现有《电力系统分析》课程在教学上理论性强,内容上有大量的矩阵计算和矢量电路图形,所以用传统的板书教学,形式比较单一,教师也必须在课堂上占用大量时间进行公式推导和画图,教学效率较低,教学效果偏差;其次,《电力系统分析》课程工程实践较强,实际的电力系统结构和运行方式仅靠讲授来体现,无法更直观、更形象地将教学内容呈现在学生面前,不符合应用型人才培养的需要。

4.理论与实践教学相脱节。应用型本科注重培养学生的实践动手能力,《电力系统分析》课程教学模式偏重于基本概念和计算方法,缺少实践环节。

三、《电力系统分析》课程教学内容改革思路和方法

(一)教学思想的更新

在教学思想上,必须牢固树立“突出应用特色,注重实践能力,提高教学质量”的目标。以应用型本科教学为培养模式。在教学形式上,摆脱单一化的形式,让学生运用基本理论知识参与实际系统开发,提取系统的运行数据和拓扑结构。培养学生面对工程实践的应用能力。促进教学研究互相结合,使学生更了解本学科的前沿知识。

(二)教学内容的优化

为了适应应用型本科教学,针对《电力系统分析》课程教学改革所应体现的知识和能力素质,我们对课程的教学内容作了调整和优化,并提出了新的教学要求,具体从以下三方面进行:

1.修订人才培养设置,压缩理论学时,增加实践内容,形成新的教学模式。

应用型本科院校培养人才的最终目标是以服务地方经济为出发点,所以在讲授基本理论的同时,让学生实际参与整个电力系统的构想、设计、运行和优化,使学生的实际工程训练能力得到提高。

2.增加辅助教材,充分了解学科前沿。

在选用课程的教材时,采用规划教材为主,增加辅助教材编写。通过辅助教材可以全面了解本行业国内外的科研成果。重点是将理论内容穿插在实践课中讲授,让学生从实践中去深入了解目前本行业发展的前沿和热点问题。这样能有效的巩固专业知识,提高学生的专业学习兴趣;同时考虑到电气工程及自动化专业学生毕业后大部分将为本地区的电力行业服务,在电力网介绍和潮流(包括简单潮流和复杂潮流)计算讲解的时候,多以实际电网系统运行状态为例,实现应用型本科人才培养目标定位。

3.增加课程设计。

课程设计是对《电力系统分析》课程的一个综合性实践教学,把知识点进行整体性回顾。《电力系统分析》课程包含两个课程设计:一是潮流计算方面,它是电力系统很重要的计算,根据给定的电力系统的运行条件,确定稳态运行时各参数的一种计算,可以分析研究电力系统规划和运行时的各种问题进行检验和预知。通过这个课程设计,学生对稳态分析过程有一个全面性的了解,提高分析问题的能力;一是短路计算方面,为了避免发生短路而正确选择和设计系统上的电气设备和继电保护装置,通过进行短路计算可以降低发生短路的后果,让学生对发生短路时遇到的各种问题提前进行分析总结,提高解决问题的能力。

(三)采用现代化教学方法与手段

随着教育信息技术的迅猛发展,《电力系统分析》课程中传统的板书式教学很难满足现代教育教学的需要,用讲授法根本无法描述清楚实际电力系统具体运行情况,学生理解上也存在困难。为了提高理论课的教学效果,吸引学生兴趣,必须采用多元化的教学方法和手段。

1.课堂教学采用多媒体配合板书教。

首先,在公式推导时沿用板书教学的优点,吸引学生主动思考,整个推导过程全程参与,有助于对知识点的理解;其次,在讲授比较抽象的内容时结合多媒体演示,使教学内容更加具体化、形象化和生动化,加深学生对内容的理解,用多媒体结合板书教学在《电力系统分析》课程中起到事半功倍的效果。

2.仿真模拟教。

为了使电力系统潮流变化等进一步形象化,呈现动态的变化过程。用计算机仿真动态模拟教学可以更生动直观的表达,还可以将仿真软件直接贯穿到学生的课程设计中,在对知识易于理解和掌握的同时,增加学生熟练话的程度,全程参与工程实践,这是其他教学方法无法比拟的效果。

3.网络教学。

为充分利用学生的课余时间,运用翻转课堂的教学方法,将《电力系统分析》课程包括教学大纲、教案课件、电子教材、参考资料、实践指导、习题集及答案、授课视频等,通过公共账号上传到网络,让学生提前预习、熟悉和了解,带着问题进入课堂,课后还可以有效的复习回顾。另外,为方便学生学习,还设置了在线辅导、答疑和网上自测等网络交流平台。教学资源上网后能较好地解决学生课前预习、课后复习中遇到的相关问题,并有助于提高学生的自主学习能力,也是对课堂教学方法的多样化提供了一个有力支持。

(四)培养学生的工程创新能力

为让学生的理论和实践有机结合,根据内容不同,让学生通过自愿组织成立学习小组,每小组全程参与教师的科研内容,利用查阅资料、提出方案、实验数据分析处理、论文撰写等环节,使学生不但能锻炼实际操作能力,又培养了团队合作精神,拓宽了工程实践视野,提高了工程创新能力。从现在开始,培养他们独立动手的工作能力,提高学生对电力系统分析课程的学习积极性。

(五)加强实践教学环节。

应用型本科注重学生实践能力的培养,本课程的教学内容十分抽象,且电力系统的控制,十分复杂、宏观,学生无法凭想象来建立起知识体系。

1.组织学生参观周边发电厂、变电站以及一些工矿企业的电力设施,并邀请电力行业一线工程师讲课,定期安排学生实习,让学生对电力网、控制系统、变电站的结构和工作原理有较深入的认识,有助于对理论教学的展开;

2.其次,通过加大《电力系统分析》课程的实验,尤其是与实践密切联系的等值电路、潮流计算和对称电路以及不对称电路计算的实验,进一步加深学生对基本计算方法的应用;

3.另外,建立电力系统仿真实验室和实验台,通过对电力系统的动态模拟仿真,灵活的设置故障条件,分析稳态和暂态行为,吸引学生的兴趣,提高他们的动手实践能力,将实践教学结合软件仿真进行实验,搭建实践教学平台,可以更直观、生动地阐述电力系统运行过程,使电力系统分析不再是抽象的理论,能够提高学生的实践动手能力,让其做到理论与实践相结合,提高实践教学水平。

四、总结

《电力系统分析》课程作为应用型电气工程及自动化专业的一门重要的专业课程,对提高学生的理论知识和培养学生的实践动手能力,具有很重要的作用。因此,只有把理论与实践有机结合,形成有应用型特色的课程体系,切实提高高校的人才培养质量,才能取得良好的教学效果,实现应用型人才培养的目标。

参考文献:

[1]张美燕.专升本转型背景下电力系统分析课程教学改革,以电气工程学院为例[J].浙江水利水电学院学报,2015,27(2):92-94.

[2]朱晓萍.应用型本科电工系列课程的教学改革与实践[J].中国电力教育,2008,(118):83-85.

[3]陈瓂华“.电力系统分析”多媒体教学实践与探索[J].广东工业大学学报(社会科学版),2007,(7):194-195.

[4]刘世林,张晓东.应用型本科“电力系统分析”教学内容与方法探讨[J].课程教材改革,2013,(44):87-88.

篇8

关键词: 《安装工程造价》实践教学案例教学法

《安装工程造价》是造价专业、建筑设备专业和建筑水电等专业的重要专业课程之一,以上专业毕业生的就业方向大多在建筑安装企业,主要从事施工员工作、预算员工作,或是在造价咨询企业从事工程造价的编制及审核。专业的就业方向决定了《安装工程造价》这门课程是学生在校期间必须重点学习的专业课之一。随着建筑工程从业人员市场准入制度的建立,建筑《安装工程造价》课程的有关内容已经成为造价员及造价工程师注册考试中的一个很重要的部分。因此,对学生来说,学好这门课程,既能为将来的工作就业打下基础,又能为参加各类注册考试打下基础。对教师来说,要教好这门课程,必须改变以往只侧重于理论教学的教学方法,注重教学的实践环节,加强实际技能和动手能力的培养,遵循以就业为导向、以能力为本位、以学生为主体的原则的先进的职教理念,彻底进行课程改革。

一、课程特点

本课程内容不仅涉及建筑安装工程技术、建筑安装工程识图、《安装工程造价》的编制,而且与国家的政策法规等有着密切的关系,既有实践内容,又有理论知识。主要内容包括:1.工程造价基本知识。主要讲述工程造价概念、建筑安装工程招投标、工程造价咨询及造价工程师执业资格制度等基本概念和基本理论。2.工程的造价构成。包括《安装工程造价》构成、设备及工器具构成费用、建筑安装工程费用、工程建设其他费用的概念和原理。3.工程造价计价模式及体系。4.建筑安装工程预算的编制和造价软件的使用。5.具体安装工程实例造价的编制。在以上五个内容中,前四项内容均为第五项内容的铺垫和准备,因此,根据工程实例编制相应的工程造价是本门课程的目的和宗旨所在。

二、如何提高《安装工程造价》课程实践教学效果

(一)正确处理定额计价与工程量清单计价二种计价模式的关系,在教学过程中二者兼顾。

在一定阶段内,定额计价与清单计价两种模式处于平行状态。定额计价模式是长久以来建筑工程造价管理经验的积累,是施工图预算的主要计价方式。预算定额是我国经过几十年实践的总结,具有一定的科学性和实用性。预算定额是编制施工图预算、施工组织设计的主要依据。工程量清单计价是与定额计价共存于招投标活动中的另一种计价方式,在定额计价的基础上,实行工程量清单计价的规则。因此,在《安装工程造价》课程教学中定额计价是不可缺少的一部分,在教学过程中教师要二者兼顾,对比两种计价方式的优缺点、主要区别和不同的工程量计算规则,侧重介绍工程量清单计价模式,以适应社会发展的需要。

(二)教学内容必须反映安装工程计价模式和计价方法的改革、造价发展的趋势,淡化定额的作用,充分体现课程内容的实用性。

《建设工程工程量清单计价规范》把非工程实体项目(措施项目)与工程实体项目进行了分离。《工程量清单计价规范》规定措施项目清单金额应根据拟建工程的施工方案或施工组织设计,由投标人自主报价。这项改革的重要意义是与国际惯例接轨,把施工措施费这一反映施工企业综合实力的费用纳入了市场竞争的范畴。因此,教师在教学过程中要强调这一费用的竞争将反映施工企业技术与管理的竞争、个别成本的竞争,体现公平和优胜劣汰,将极大地调动施工企业以提高施工技术、加强施工管理为手段的降低工程成本的主动性和积极性,使建筑市场逐渐走上“市场形成价格”的良性轨道。

(三)通过课程设计和造价软件的应用来加强学生实际技能和动手能力的培养。

《安装工程造价》课程设计是该课程的一个重要的实践性教学环节,是培养学生动手能力及思考和创新意识的重要手段,是理论与实践相结合的重要途径。教师应将实际工程项目融入课程设计之中,贴近工程实际,抓住课程设计的重点,注重培养学生解决工程实际问题和创新意识的能力。

同时,教师还应指导学生用定额计价模式完成安装工程预算造价文件的编制,主要内容有:工程量计算书、定额直接费计算表、费用计算表、主要材料表;应用工程量清单计价模式完成安装工程工程量清单的编制,完成清单项目综合单价的计算、综合单价的分析,编制安装工程投标报价,使学生不仅对安装工程预算编制过程和编制方法有更深刻的理解,而且掌握安装工程定额计价和清单计价二者之间的区别与联系,从而提高学生的实践能力。

在课程设计过程中,教师要给学生安排一定的上机时间,要求每个学生熟练应用一种造价软件上机操作,进行分析、汇总、打印,提高学生课程设计的主动性、积极性和独立思考问题的能力,从而提高课程设计的质量。

(四)积极鼓励学生在校期间参加江苏省造价员资格考前培训及考试。

为进一步提高学生的素质和就业竞争力,体现实际工作的动手能力,为学生就业创造条件,教师应积极鼓励学生参加造价员资格证考前培训,并且参加《安装工程造价》员资格考试,使学生不仅具有编制实际《安装工程造价》的能力,而且完全可以满足于建筑安装单位、造价咨询公司等对学生编制安装工程预决算、投标书、标底及工程量清单的职业资格的要求。

三、如何改革《安装工程造价》课程教法与学法

(一)进行教学改革,针对课程特点,采用案例教学法。

很多相关专业的大中专毕业生,刚踏上工作岗位时其实践能力较薄弱,不能满足用人单位的需要,同时也降低了学校应届毕业生的就业竞争力,学生实践能力的提高越来越引起用人单位的重视,也引起了学校的重视。因此,为满足社会需要,高等职业学校正在着手准备或正在进行轰轰烈烈的教学改革。教学改革的目的是重视和加强大学生的实践能力的培养,尽快使学生适应工作岗位。落实到具体专业上,即针对该专业的就业方向及工作岗位,学生在校有针对性地学习与就业有关的知识。因此,教师在《安装工程造价》教学中引入以案例教学法为主线来组织教学内容,可使学生在学习过程中就接触工程实践,不但能培养学生的学习兴趣,提高课堂效率,而且能提高学生的上岗能力。

教师对案例的选用应根据安装工程涉及面广、专业多的特点,主要包括电气、给排水、暖通空调、消防、工艺管道等各个专业,其中电气又包括照明、动力、综合布线、监控、楼宇自控、监控等,专业性很强。教师在选取案例时应本着由易到难、循序渐进的原则,并且所选案例具有实用性。教师通过课堂上教、学、练的同步进行,能够调动学生的积极性,而且引入的案例内容就是学生的就业方向,因此学生会积极配合,兴趣高涨。如笔者在教学过程中先从一间教室的照明、动力平面图开始,从最根本的电气管线工程量计算入手,再计算照明灯具、插座、接线盒、开关盒等的工程量,使学生轻松掌握了工程量计算的技巧,同时培养了学生对该课程的学习兴趣,也增强了学生的成就感。在此基础之上,逐步增加案例的难度,如计算厂房的电气工程的造价,又较原来增加了桥架、电缆、配电等内容,待学生能够完成该工程造价后,再进一步增加案例的难度,如计算综合楼的电气工程的造价,不仅包括强电,还增加弱电,如综合布线、电视、电话等内容。这样,整个授课过程都围绕工程案例讲解与练习,学生在完成该课程学习后,就已经完成了多个实际工程报价工作,具有了一定的动手能力、独立工作和独立思考能力,为其今后尽快胜任造价工作打下了良好的基础。

(二)理论联系实际,理论知识贯穿在案例讲解的过程之中。

《安装工程造价》这门课涉及很多理论知识和基本概念,如《安装工程造价》构成、措施项目、清单项目、税金、规费的组成、招投标的基本概念、工程量计算规则等,如果采用传统教学方式,靠教师讲解和演示,学生要记忆这些概念会觉得很困难,达不到好的教学效果,而这些概念是学生一定要掌握的,是学好该门课程的基本保证。笔者在教学过程中,试着把这些概念融入具体的案例中。还是以教室的照明、动力平面图为例,先带着学生把图纸看懂、看透,然后给学生布置任务:计算该工程的总造价。计算分部分项工程量―分部分项工程清单计价―计算综合单价、合价―计算措施项目费―计算其他项目费―计算规费―完成工程总造价,每一步都包含了重要的基本概念,如在计算分部分项工程量时,包括相应的配管、配线、照明灯具等工程量计算规则;在计算综合单价时,包括综合单价的组成,人工费、管理费、利润的组成与计算,工程类别的如何划分,超高费、高层建筑增加费的计算等基本概念;在计算措施项目费、其他项目费、规费时,包括措施项目费、其他项目费、规费的组成与相关的内容,如脚手架费、临时设施费、安全文明施工费等,哪些费用属于不可竞争费。在教学中笔者结合具体的案例讲解这些理论知识,先提出问题,再引导学生解决问题。学生完成了从理论到实践,再从实践到理论的升华。这个教学过程让学生从知识的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者,在发挥教师主导作用的同时,充分发挥了学生的主体作用,为学生的积极参与创造了条件,引导学生去思考、探索、发现问题并解决问题。

在讲解招投标的基本概念时,教师可以结合具体的案例来讲解。针对具体的工程案例,教师可拟定简单扼要并符合工程实际的招标文件并发给学生,让学生根据招标文件制定投标策略并分组报价,报价完成后,模拟安装工程招投标,把学生分为建设单位、评委、招标机构、各投标单位等角色,模拟招投标的各个步骤,从招标文件、资格预审到开标、评标、定标、签订合同各个阶段,评委按照招标文件拟定的评标方法(如合理低价法、综合评标法等)确定中标候选人。由此学生可参与到较完整和系统的招投标活动中,熟悉招投标的每个环节,充分调动积极性,并轻松快乐地获取有关招投标的知识。

(三)突出造价软件的学习课程中的作用。

造价软件是完成工程造价的主要工具,因此熟练使用造价软件已成为造价人员的必备能力之一。笔者在讲第一个工程案例时要求学生用手工计算该工程的造价,目的是使学生掌握编制工程造价的基本步骤、计算方法和每项费用的计费基础。有了基础后,其它工程案例造价的完成让学生借助于造价软件计算,这样,既节约了课时,又让学生学会使用了造价软件。通过多个案例的教学,学生能熟练使用造价软件,为胜任将来的工作岗位打下基础。

四、结语

综上所述,要教好《安装工程造价》,教师就应认真研究该门课程的特点和内涵,改变传统的教学方法和思路,积极进行教学改革,提高实践教学在教学中的比例,以案例教学法为主要教学手段,通过课程设计和造价软件的应用来加强学生实际技能和动手能力的培养,培养出企业需要的、社会认可的合格毕业生。

参考文献:

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关键词:课程教学模式;专业能力目标;职业岗位能力

中图分类号:TP277 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)45-0273-02

一、目前存在主要问题分析

《工厂电气控制技术》是电气工程及其自动化、机电一体化技术等专业的一门技术基础课程。它的培养目标是:使学生掌握交直流电机拖动、低压电器控制技术等方面的基本知识和技能,将学生培养成为高素质技术应用性人才,同时为学习后继课程打好基础。但传统的《工厂电气控制技术》课程教学方式主要采用课堂讲授的形式,以讲授工厂电气控制相关各种理论知识为主,实践环节偏少,致使理论与实践脱节,学生对电气控制的设计能力和动手能力很欠缺,不能很好地将理论应用于实际,与教育培养高级技能型专门人才相悖。为了改变这一现状,适应“以就业为导向”的教学改革,我们认为应当对《工厂电气控制技术》课程进行教学改革,重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力,立足于工学结合。

二、教学改革的内容、主要特色

根据电气工程技术应用专业的人才培养模式,本课程从应用的角度出发,基于工作过程采取“阶段性、梯次递进”的由简到难的原则,以项目为例学习,完成工作任务或项目,驱动教学对象实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验,从而形成职业岗位能力。确定了该课程的教学模式:是以职业核心能力培养为主线,以电气控制设备和机床类电气设备的设计、运行、安装、调试与维护等项目为载体,并将项目分解为若干个任务用以培养和训练学生的职业岗位能力;在教学过程中,以学生为主体,实施以“教、学、做一体化”和“任务驱动,项目导向”为行动导向的基于工作过程的教学模式。教师的任务是对整个学习或工作的过程进行发动、监督、帮助、控制和评估。教学放在实验室中进行,介绍各种典型控制电路工作原理,各种工业控制低压电器的性能、特点及使用方法并配合现场动手操作,帮组学生理解所讲内容,提高实际分析问题和解决问题的能力,做到真正的理论与实践相结合,教师只是针对性的讲授、示范、引导,重点突出技能培养。整个教学中,要安排三分之二的左右的学时让学生自己连接控制电路。实行“教、学、做”一体化项目教学。

课程教学内容:根据机电技术应用专业核心职业岗位所需要知识、能力、素质要求选取的教学内容,教学内容要涵盖国家职业标准(中、高级)相关应知、应会内容,教学内容选取要考虑岗位职业要求,注重岗位化能力培养,按由简到难、由单一到综合、循序渐进的原则,以基本控制线路为主线,学习从低压电器的认识、低压电器的结构及工作原理、基本控制线路的分析和设计、典型工厂控制线路的分析、调试和设计、评价全过程。每一学习情境均以工作任务承载教学内容,基于工作过程设计课程内容,来达到即定的培养目标。

三、本项目预期的主要目标

1.专业能力目标:

1)掌握各种电器元件的基本原理、技术参数,能够根据需要正确选择;

2)能够正确使用常用的电工工具完成低压电器元件的安装;

3)熟练掌握低压电器元件的文字和图形符号,具备识读电路图能力;

4)能够根据给定电气控制原理图进行电气接线;

5)能熟练使用万用表进行低压电气控制电路故障排查;

6)能实施常用机械设备电气控制电路的故障排查;

7)可以根据给定的控制要求,完成简单控制电路的规划与实施;

8)了解PLC的结构和工作原理,掌握PLC基本指令、功能指令和编程方法;

2.方法能力目标:

1)通过理论实践一体化课堂学习,使学生获得较强的实践动手能力,使学生具备必要的基本知识,具有一定的资料收集整理能力,制定、实施工作计划和自我学习的能力;

2)通过该课程各项实践技能的训练,使学生经历基本的工程技术工作过程,学会使用相关工具从事生产实践,形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度;

3)通过对电机及控制方法的认识和深刻领会,以及教学实训过程中创新方法的训练,培养学生提出问题、独立分析问题、解决问题和技术创新的能力,使学生养成良好的思维习惯,掌握基本的思考与设计的方法,在未来的工作中敢于创新、善于创新;

4)在技能训练中,注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯,严格执行电工安全操作规程。

四、课程的总体安排及考核方案

1.课时的分配及进度:授课12周,每周4学时,总学时48。理论授课16学时,实验实习32学时。

2.考核方案:《工厂电气控制技术》课程理论考核以够用、实用为基本原则,降低了理论考核的要求。重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力考核,强调实践效果。

考核评价方式采用过程考核+理论考核+技能鉴定。课程考核评价和职业技能鉴定紧密结合起来。学生必须参加劳动和社会保障部组织的电气控制中级工职业技能鉴定,并将学生参加职业技能鉴定所取得的成绩作为学生《工厂电气控制技术》课程考核评价的组成部分(占40%)。其中理论考核以闭卷形式进行,考察学生对电气控制原理的基本概念、原理、应用的了解。考试成绩的20%记入期末总成绩。实践考核在电气实训实验室进行,每一位学生随机抽取任务工单,含有设计和安装调试接线,成绩的40%记入期末总成绩。

参考文献:

[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2013:1-334.

[2]王仁祥.常用电压电器原理及其控制技术[M].北京:机械工业出版社,2006:1-120.

[3]马志勇主编.常用自动化控制器件手册[M].北京:机械工业出版社2012:1-180.

[4]吴勤勤.控制仪表及装置(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2002:47-51.

[5]方承远.工厂电气控制技术[M].北京:机械工业出版社,2000:1-100.

[6]赵明主编.工厂电气控制设备[M].北京:机械工业出版社,1994.1-100.

[7]陈小华.现代控制继电器实用技术手册[M].北京:人民邮电出版社,1998:1-380.

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关键词:电力系统;工学一体化;教学设计

作者简介:赵美莲(1976-),女,山西朔州人,南京工程学院电力工程学院,讲师;陈跃(1963-),男,江苏南通人,南京工程学院电力工程学院,副教授。(江苏南京211167)

中图分类号:G642.41     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)06-0076-02

“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业学生掌握电力系统基本概念、基本分析和计算能力的一门重要基础课程,是电类专业学生从基础技术理论课程走向专业技术课程学习的知识桥梁。该课程以电力系统潮流计算、故障计算和稳定分析为核心,紧密结合不断涌现的电力系统新技术,内容涉及面广多,涵盖了电机学、电路、电磁场、自动控制等多学科知识,包含了线性方程、非线性方程、微分方程等大量数学理论推导。学生学习该课程往往感觉难度较大,不易掌握内容的重点和难点。

随着电力工业的快速发展,“电力系统分析”课程教学面临着极大挑战,学生既要掌握扎实的专业理论知识,又要学会理论与应用相结合,具备运用知识的创新能力。传统的以教师为中心的单一教授法已成为制约教学质量提高的瓶颈,需要在方法上创新模式,适应学生个性和职业发展的需要,激发学习潜力,培养学生学以致用的创新能力,以满足技术、经济和社会发展对高级人才的综合素质要求。

一、工学一体化的教学意义

教与学,二者是一对辨证统一体,其行为是一种需要将刻板的理论知识与生动的实际应用有机结合的艺术活动。让学生具备学以致用的创新能力,这就是“工学一体化”教学的目的与意义。

学生要具备学以致用的创新能力,就是要实现其从获取知识到运用知识和创新知识的能力提升。显然,学生上课认真听课、仔细做笔记只能做到有知识,很难做到有能力。在教学中,要不断强化学生的主动参与意识,授之以渔,让学生成为教学活动的主体,学会主动思考和深化运用,提高创新知识能力。

电类学科具有很强工程应用背景,其专业学习的最终目的是要将技术成果转化为生产力,直接推动电力工程建设,因而特别强调对学生创造性思维和能力的培养。学生不仅要具有扎实的基础知识理论,而且要具备发现问题然后运用知识解决实际工程问题的能力。工学一体化教学的本质之一,就是要全面培养学生善于独立思考、勇于开拓创新的综合素质。因此加强理论与实践相结合的工学一体化教学,对于电类专业显得尤为必要和重要。

二、以往的教学困境

“老师在黑板上讲得天花乱坠,学生在下面呼呼大睡。”这是在教学调查中学生对传统课堂的形象描述。在传统教学模式下,教师是传道授业解惑的单一主体,学生完全处于被动接受知识的地位。教师在黑板上讲解教材中规定的纯理论知识,且往往是概念释义和理论算法推导,与实际应用需求脱节现象较为严重。课堂缺乏生动性和吸引力,学生很容易感到枯燥乏味,进而渐渐产生厌学情绪,这无疑不利于提高教育教学质量。更有甚者,不少学生的学习目的相对片面,仅为应付课程考试而学,死记硬背一些概念和原理,浅浮于知识的表面理解,谈不上深入分析所学知识去解决实际问题,很难具备学以致用的创新能力。

教学中也会安排一些实验课作为课程实践环节,但这些传统的实验课常常是“走过场”。学时少且实验内容相对固定,一般都是要求学生按照教师的示范或指导书的步骤去按部就班地操作,简单地验证一些基本原理和现象,学生无法参与过程设计,严重制约了学生创新思维能力的提高。

三、工学一体化的教学设计

“电力系统分析”课程包括电力系统稳态分析和电力系统暂态分析两部分,教学内容多,任务量重,教学时间安排也相对较长,如何获得良好的教学效果是我们一直在深入思考的问题。经过长期的教学实践探索,我们设计了一套“兴趣培养―理论教学―工程实践”多层级交叉融合的“电力系统分析”课程工学一体化教学法。在教学过程中,注重运用现场教学、案例教学、讨论式教学等多种手段,将理论知识融于实际应用,让学生在教与学的互动过程中,发挥主观能动性,灵活运用所学知识,创新性地完成各类应用操作,达到学以致用的教学效果。

1.兴趣培养

虽然学生在学习“电力系统分析”之前,一般都已经学习过“电路”、“电机学”等基础课程,初步掌握了同步发电机、异步发电机、变压器等电工电器设备的基本知识,但是大多数学生对电力系统的体系结构和生产运行缺乏整体性概念。课程伊始,如果就直接讲授教材中的各种算法和理论推导,学生往往会很难理解和接受。

伟大的科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”这就是说一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣,就会主动去求知、去探索、去实践,并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。因此,在开始该门课程教学时,十分注重培养学生的课程兴趣。良好的开端是成功的一半,引导学生建立起学习电力系统的专业兴趣,激发其专业求知欲。感性认识是引导学生逐步建立学习兴趣的一种好方法。在教学过程中,主要采用了以下两种方法:

(1)声像教学。电力系统的生产、运行过程以及电力设备结构都十分复杂,很难用黑板或语言来讲授清楚,学生抽象地听讲,很吃力,无法直观理解。教学中,充分利用现代多媒体技术手段,通过声像结合、图文并茂的方式,形象地展现教学内容,特别是对一些电网运行控制环节和设备运行状况,让学生便于理解和感悟,起到了事半功倍的效果。通过声像教学,让学生一方面能够初步了解到电力系统的整体概况与生产过程,建立起对电网运行的系统感知;另一方面也能够了解到该专业的一些最新技术成果和示范工程建设,比如当今社会各界高度关注的特高压和智能电网知识,建立起“我是电力人”的兴趣感和自豪感。

(2)认识实习。大多数高校在该课程教学设计上都设置了认识实习环节,并计入学分,但时间安排上不是很科学,往往都在毕业实习前。为了及时增强学生对电力系统生产及其运行设备的直接感性认识,结合课程教学需要,与当地的电力生产运行部门(生产教学基地)联系,适时组织一些现场参观的认识实习,让学生现场参观发电厂、变电站和电力调度中心,亲身感受电力系统的实际生产运行过程。

2.课堂教学

在传统的教学模式下,学生在课堂中往往只顾及做好笔记,抄录基本概念、理论和算法推导,难以形成独立思考行为,更谈不上活学活用。因此,如何引导学生成为教学活动中的主人翁,勤于思考,善于发现问题解决问题,逐步培养其学以致用的创新能力,是提高课堂教学效果的关键。我们主要采用了以下2种手段来提升课堂教学质量:

(1)开放式课堂教学。开放式课堂教学是针对传统教育中以“课堂为主、教材为主、教师为主”的封闭性教学弊端而提出的。通过改革单一教学方法和教学手段,构建开放式的课堂教学,让学生成为教学中的活跃主体。一方面,增强教与学的互动性,即教师在讲解过程中允许学生提问,开展现场讨论。通过讨论,深化学生对知识点的理解和掌握。另一方面,柔性延拓“40分钟”课堂时间。一般高校专业课程的课时安排往往都会相隔2-3天,时间较长,为此,在每一次课堂结束时,首先将下一次课堂主要内容提炼为若干思考问题,引导学生课后独立思考,发现问题。然后在下一次上课之前,安排学生谈谈学习和思考的认知,发表自己的言论,教师做好引导工作,针对学生的发言,肯定他们说得正确的地方,也指出他们理解上的偏颇,并在接下来的课堂讲授中及时地进行有针对性的解惑。

现有教材大都是收集汇编了与课程相关的基本原理知识和成熟的技术成果,且偏重于理论阐述和算法推导,对专业领域的前沿技术和最新科技研究成果介绍甚少。为此,在教材的基础上,对讲义进行了适当的必要补充,重点内容包括电力专业最近10年来重大科技研究与重点示范工程应用成果,以及未来5-10年关键技术的发展方向。扩大学生的专业知识视野,让其及时了解电力系统的重大事件和重大科研成果,感悟该专业的技术成就和未来的发展方向。这一教学做法深受学生们的喜欢,既激发了他们的专业兴趣,又有效地强化了专业教育。

(2)组织课堂Seminar。课堂Seminar的教学目的是为了培训学生分析问题、解决问题、陈述观点、团队合作、参与讨论及论文写作等多方面的综合能力。让学生既勤于独立思考又善于团队合作,在相互讨论中锻炼逻辑思维能力,发现问题,然后综合运用所学知识去解决实际问题,逐步培养学以致用的创新能力。

具体地,我们在教学中的主要操作方法包括:结合课程重点知识的特点,开展小组内学生讨论(深入讨论)和小组间学生讨论(一般讨论);记录讨论情况,作为最终成绩评定因素,以此来激励学生参与讨论的积极性;在讨论过程中教师应适度参与,特别是对于学生无法讨论清楚的知识点或学生回答错误的地方,应由教师回答;对于学生的讨论教师应具有“包容心”,特别是面对一些“幼稚”甚至错误的观点时,更不可挫伤学生的积极性。

3.课后论文撰写

对课堂Seminar的教学延伸,就是鼓励和引导学生阅读与电力系统专业领域相关的各类学术期刊,提高他们的自我学习和阅读能力。主要推荐的学术期刊包括IEEE Transations on Power System,CIGRE汇刊、中国电机工程学报、电力系统自动化杂志等。结合课程教学内容,指导学生对一些重点知识进行深化学习和分析,撰写科技论文,表达自己学术观点,逐步培养他们的科研分析能力,这对有志于考读研究生的学生来说十分有帮助。

4.课程毕业设计

本环节的教学目的是进一步强化学生学以致用的创新能力培养。在课堂讲授内容结束后,要求学生将所学的电力系统基本原理转换为可应用的计算程序或软件,在运用知识的过程中深化对原理和方法的理解,让学生具备解决实际问题的能力。学生可以根据自己感兴趣的知识点,选择诸如潮流计算、短路计算、有功功率控制、无功电压调节、静态/暂态稳定分析等内容,完成相应的应用程序设计,深度推进理论分析与工程应用相结合的工学一体化教学。这种综合性设计实践,学生能充分彰显个性和发挥创新才华,因而受到了他们的积极响应和广泛好评。

四、考核方法

考试既是检验学生学习效果的一种手段,也是检查教师教学成效的重要途径。为此,设置一种科学合理的考核方法,也是教学改革中十分关键的环节之一。我们的主要做法是:不以期末闭卷考试成绩作为唯一的评定标准,将考核方式从简单获取知识量考核向知识和能力的综合评价转移,实施一套“平时考勤+课堂讨论报告+课程论文+闭卷考试”多指标综合加权评定的考核方法。该方法更加强调了对学生综合能力的真实测评,能有效地将应试学习转变为开放式的兴趣学习,真正实现素质教育和创新能力培养目的。

五、效果与总结

为了适应经济社会快速发展对高级人才培养的新要求,以培养学生学以致用的创新能力为目的,形成了一套“兴趣培养―理论教学―工程实践”多层级交叉融合的“电力系统分析”课程工学一体化教学法,实现了将理论知识讲授融于实际应用实践的良好互动,且教学形式生动,内容丰富,解决了传统的教学模式下费时费力且效果不佳的问题。教学实践证明:该方法使得学生不但较好地掌握了电力系统专业基础理论知识,而且显著提升了电力工程的实践应用能力,取得了良好的教学效果。

参考文献:

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