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自动化专业是宽口径应用型专业。“工厂供电”课程是自动化专业唯一一门涉及强电的专业课程,因此学好该课程对于拓宽自动化专业学生的技术视野具有重要意义。由于这门课程包含了很多专业性很强的概念,讨论了大量的公式和设计计算方法,介绍了大量的规程、规定和经验,有的章节一展开,实际上是另一门专业课或另一个专业方向[1],因此教好和学好这门课程,对教师和学生都有较大的难度。本文从教学目标、教学内容、教学方法、教学实验、课程设计等5个方面,谈谈对“工厂供电”教学的安排及体会。
教学目标
设计明确、具体、可测量的课程目标是上好本课程的关键。教育心理学的理论表明,教学目标的明确是学生学习的心理需要,学生没有课程的总目标,就激发不出学习兴趣,就难以达到教学目标。由于“工厂供电”课程的实用性、综合性强,包含的内容广,章节多,各章节在内容上相对独立,如果没有明确的课程目标贯穿其中,在学生头脑中只会形成零散片面的概念,不能构成供电系统的整体概念[2]。根据课程自身的特点,采取在第一次教学时,以工厂供电系统的设计为课程的总体目标,将各章节有机地联系起来,使学生明确每一章节在供电系统设计中的地位与作用,最终建立起供电系统的整体概念。
教学内容
1)合理取舍教学内容是上好本课程的重要一环。“工厂供电”课程内容繁多,学时较少,为解决这一矛盾,要求“重其所重,轻其所轻”[3]。工厂供电系统设计所必需的基础理论和基本计算方法,如主结线的确定、负荷计算、短路电流计算、继电保护整定计算、高低压电气设备及线路的选择等,是“工厂供电”课程教学的基本内容,应“重其所重”。根据电子科技大学中山学院自动化专业特色和课时安排,电气防雷及接地、电气照明、供配电系统的运行和管理部分,教师不讲或作学生课后了解,做到“轻其所轻”。
2)介绍当今电力系统领域新技术、新设备,替代原课本中将被淘汰的技术、设备。因电力领域技术、设备发展迅速,必须增加新设备、新技术介绍,满足行业发展和学生适应社会的需要。如在讲《概述》时穿插国内外大型发电厂特别是核电厂、风力发电厂最新发展概况,±800 KV国内直流输电技术,在讲《电气设备的选择》时介绍超高压550 KV断路器、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS) 等新设备。
教学方法
1)精心制作图片集锦,激发学生对该课程的兴趣。授课之前学生对该课程不了解,存在一定的好奇心理,如能采取措施激发学生的兴趣,对以后的教学会起到事半功倍的效果。根据学生的心理,精心制作图片集锦,向学生展示各种发电厂,如三峡、葛洲坝、大亚湾的壮丽风光 ;介绍常用的电力设备,如变压器、断路器、电力线路、大型发电机的详细图片;描述目前世界能源危机状况、中国5大电网的架构及广东电网电力分布;介绍对该行业目前的热点问题,如风力发电,以广东汕头风力发电为例,详细介绍其发电原理、目前技术难点、发展前景。以此活跃课堂气氛,使学生对该行业产生一定的认知。
2)采用课堂教学和实践教学相结合的教学方法[4]。对于负荷计算、导线截面选择、短路电流计算及电气设备校验、无功补偿等内容,仍采用传统教学方法,在课堂上讲授基本方法,让学生课后通过作业去消化和巩固。对变压器、高低压电气设备的结构、原理,工厂供电系统、继电保护及自动装置等内容,则先在课堂上讲授基本理论、重点、难点,然后开展情境教学,到现场参观,培养学生理论联系实际的能力。
3)提高学生使用工具书及电气图纸识图能力。供电行业的国家标准、设计规范繁多,而电气图纸识别又是该行业必须掌握的能力。在讲授“工厂供电”课程时,有针对性地讲解绘制电气图纸的有关国家标准、设计规范,让学生掌握电气图形符号和文字符号的应用, 以及电气制图中的图线型式、箭头和指引线型式的应用。
教学实验
1)建立供电实验室。“工厂供电”课程的操作实验较难开展。对此,设想开发供电虚拟实验装置,采用计算机模拟供电操作系统,让学生在计算机上完成操作练习,既有趣又可提高学生的运行操作技能。但这是一项艰巨复杂的工作,也是目前教学中遇到的难点。
2)参观校内10 KV配电所和10 KV/380 V变电所,向学生系统介绍供配电系统的组成,认识各种电器设备及铭牌参数、电气主接线方式等。针对学生提出的各种实际运行问题,变电所技术人员现场解答,加深学生对供配电系统的认识。
3)完善校外实习基地建设,加强实习资源整合。通过建立和完善与企业的合作,带领学生走出校门,到工厂去参观学习。
课程设计
课程设计是学生工程能力培养的重要环节,也是学生全面掌握“工厂供电”课程内容的有效手段,目标是让学生通过查阅工程设计资料,掌握供电系统设计的基本步骤,学会从技术经济角度论证供电方案的优劣。要求学生用AutoCAD画出供配电系统的主接线图纸、二次继电保护设计图,图纸中的电气符号要严格遵守国家标准和设计规范。并鼓励学生用不同的方案设计,比较多种方案之间的优劣,支持学生的创新思维。
通过对“工厂供电”课程一系列教学环节的改革,从学生反馈的情况看,学生学习兴趣增加,主动性增强,对知识的掌握也较原来更全面系统,收到了良好的效果。
参考文献
[1]刘介才.工厂供电(第四版)[M].北京:机械工业出版社,2004
[2]唐冬雷.《工厂供电》教学探讨[J].柳州职业技术学院学报,2002(6)
[3]林健.《供电技术》课程教学改革的实践[J].中国科技信息,2006(9)
[4]吕梅蕾,等.“工厂供电”课程教学改革的研究与实践[J].电气电子教学学报,2003(4)
(作者单位:电子科技大学中山学院)
教学目标
设计明确、具体、可测量的课程目标是上好本课程的关键。教育心理学的理论表明,教学目标的明确是学生学习的心理需要,学生没有课程的总目标,就激发不出学习兴趣,就难以达到教学目标。由于“工厂供电”课程的实用性、综合性强,包含的内容广,章节多,各章节在内容上相对独立,如果没有明确的课程目标贯穿其中,在学生头脑中只会形成零散片面的概念,不能构成供电系统的整体概念[2]。根据课程自身的特点,采取在第一次教学时,以工厂供电系统的设计为课程的总体目标,将各章节有机地联系起来,使学生明确每一章节在供电系统设计中的地位与作用,最终建立起供电系统的整体概念。
教学内容
1)合理取舍教学内容是上好本课程的重要一环。“工厂供电”课程内容繁多,学时较少,为解决这一矛盾,要求“重其所重,轻其所轻”[3]。工厂供电系统设计所必需的基础理论和基本计算方法,如主结线的确定、负荷计算、短路电流计算、继电保护整定计算、高低压电气设备及线路的选择等,是“工厂供电”课程教学的基本内容,应“重其所重”。根据电子科技大学中山学院自动化专业特色和课时安排,电气防雷及接地、电气照明、供配电系统的运行和管理部分,教师不讲或作学生课后了解,做到“轻其所轻”。
2)介绍当今电力系统领域新技术、新设备,替代原课本中将被淘汰的技术、设备。因电力领域技术、设备发展迅速,必须增加新设备、新技术介绍,满足行业发展和学生适应社会的需要。如在讲《概述》时穿插国内外大型发电厂特别是核电厂、风力发电厂最新发展概况,±800 KV国内直流输电技术,在讲《电气设备的选择》时介绍超高压550 KV断路器、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS) 等新设备。
教学方法
1)精心制作图片集锦,激发学生对该课程的兴趣。授课之前学生对该课程不了解,存在一定的好奇心理,如能采取措施激发学生的兴趣,对以后的教学会起到事半功倍的效果。根据学生的心理,精心制作图片集锦,向学生展示各种发电厂,如三峡、葛洲坝、大亚湾的壮丽风光 ;介绍常用的电力设备,如变压器、断路器、电力线路、大型发电机的详细图片;描述目前世界能源危机状况、中国5大电网的架构及广东电网电力分布;介绍对该行业目前的热点问题,如风力发电,以广东汕头风力发电为例,详细介绍其发电原理、目前技术难点、发展前景。以此活跃课堂气氛,使学生对该行业产生一定的认知。
2)采用课堂教学和实践教学相结合的教学方法[4]。对于负荷计算、导线截面选择、短路电流计算及电气设备校验、无功补偿等内容,仍采用传统教学方法,在课堂上讲授基本方法,让学生课后通过作业去消化和巩固。对变压器、高低压电气设备的结构、原理,工厂供电系统、继电保护及自动装置等内容,则先在课堂上讲授基本理论、重点、难点,然后开展情境教学,到现场参观,培养学生理论联系实际的能力。
3)提高学生使用工具书及电气图纸识图能力。供电行业的国家标准、设计规范繁多,而电气图纸识别又是该行业必须掌握的能力。在讲授“工厂供电”课程时,有针对性地讲解绘制电气图纸的有关国家标准、设计规范,让学生掌握电气图形符号和文字符号的应用, 以及电气制图中的图线型式、箭头和指引线型式的应用。
教学实验
1)建立供电实验室。“工厂供电”课程的操作实验较难开展。对此,设想开发供电虚拟实验装置,采用计算机模拟供电操作系统,让学生在计算机上完成操作练习,既有趣又可提高学生的运行操作技能。但这是一项艰巨复杂的工作,也是目前教学中遇到的难点。
2)参观校内10 KV配电所和10 KV/380 V变电所,向学生系统介绍供配电系统的组成,认识各种电器设备及铭牌参数、电气主接线方式等。针对学生提出的各种实际运行问题,变电所技术人员现场解答,加深学生对供配电系统的认识。
3)完善校外实习基地建设,加强实习资源整合。通过建立和完善与企业的合作,带领学生走出校门,到工厂去参观学习。
课程设计
课程设计是学生工程能力培养的重要环节,也是学生全面掌握“工厂供电”课程内容的有效手段,目标是让学生通过查阅工程设计资料,掌握供电系统设计的基本步骤,学会从技术经济角度论证供电方案的优劣。要求学生用AutoCAD画出供配电系统的主接线图纸、二次继电保护设计图,图纸中的电气符号要严格遵守国家标准和设计规范。并鼓励学生用不同的方案设计,比较多种方案之间的优劣,支持学生的创新思维。
通过对“工厂供电”课程一系列教学环节的改革,从学生反馈的情况看,学生学习兴趣增加,主动性增强,对知识的掌握也较原来更全面系统,收到了良好的效果。
参考文献
[1]刘介才.工厂供电(第四版)[M].北京:机械工业出版社,2004
[2]唐冬雷.《工厂供电》教学探讨[J].柳州职业技术学院学报,2002(6)
[3]林健.《供电技术》课程教学改革的实践[J].中国科技信息,2006(9)
[4]吕梅蕾,等.“工厂供电”课程教学改革的研究与实践[J].电气电子教学学报,2003(4)
(作者单位:电子科技大学中山学院)