電力工程課程群建設的論文
［摘要］電氣工程及其自動化專業(yè)是傳統(tǒng)的工程學科。可以針對電氣工程及其自動化本科生“厚基礎、寬口徑、重能力”的培養(yǎng)要求，提出電力工程課程群的建設目標，分析課程群內不同課程的特點。優(yōu)化課程群建設的具體方案，包括課程優(yōu)化、實驗優(yōu)化及考核優(yōu)化等三個角度。
［關鍵詞］電力工程；課程群；優(yōu)化方案
電氣工程及其自動化專業(yè)作為傳統(tǒng)的工程學科，已有上百年的發(fā)展歷史。為適應新時期社會對電氣工程人才的不同需求，國內外高校不斷推動電氣工程教育的發(fā)展與改革，教育理念也隨著時代的發(fā)展而變化，從原來的“重理論輕實踐”，逐步發(fā)展為“厚基礎、寬口徑、重能力”。[1][2]電力工程作為電氣工程及其自動化本科生培養(yǎng)的主干課程，是電氣工程本科生人才培養(yǎng)的重點課程，也是整個電氣工程專業(yè)的基礎課程。[3]可見，如何提高電力工程課程的教學水平，這對于提高本科生的教育水平及畢業(yè)質量有著重要的意義。電力工程作為一門整合工廠供電及電力系統(tǒng)分析兩門課程的綜合性課程，對構建本科生電力系統(tǒng)知識體系具有舉足輕重的作用。課程內容的豐富性造成了學時緊張、講課內容泛而不精的情況。為解決該問題，可以從宏觀層面出發(fā)，將若干電力工程相關課程內容統(tǒng)一整合，從而優(yōu)化學時，突出重點，推動電力工程課程群建設，使學生對電力系統(tǒng)的整體設備運行、調度、保護及設計有一個完整的了解，最終讓學生構建完整的電力工程知識體系，滿足電力工業(yè)對人才發(fā)展的需求。這樣，加緊推進電力工程課程群建設與實踐，就成為了電氣工程本科生教育改革的首要任務。
一、課程群建設理念簡介
20世紀90年代，北京理工大學在題為《在課程建設中應當以教學計劃的整體優(yōu)化為目標》的教育改革項目中，首先提出了課程群建設的總體思路，繼而逐漸發(fā)展成為學科教育改革的新興理念，為國內眾多高校教育改革提供了參考。課程群的主要內涵為[4]：整合三門及三門以上學科相關課程，相互傳承，相互滲透，相互補充，從而整合課程授課內容，使課程結構合理，層次清晰，進一步挖掘課程的整體優(yōu)勢，從而建立起學科優(yōu)勢。課程群不僅能使學生能夠在較短的學時內掌握重點、有效的知識，構建堅實的知識體系，也能使教師在授課過程中將有限的知識點講透講精。課程群的整體是全面而嚴謹?shù)模@就避免了原來單一課程為求知識全面而進行“蜻蜓點水”般的講課模式。
二、電力工程課程群建設方案
建立電力工程課程群，首先應分析原有課程授課模式的不足，然后參考課程群的內涵，選擇合理的相關課程，建立對應的課程群，這樣才能提出合理的優(yōu)化整合方案。
（一）原有授課模式的不足
電力工程課程是整合工廠供電及電力系統(tǒng)分析相關課程的一門綜合性課程，主要講授電力系統(tǒng)的基本組成和運行原理，電力系統(tǒng)的元件參數(shù)計算、穩(wěn)定運行分析和故障分析的基本方法，電力系統(tǒng)電氣主接線設計、主要電器設備選擇的原則和方法、繼電保護等內容。由于囊括了工廠供電及電力系統(tǒng)分析兩門課程的內容，其課程內容豐富且繁重。在有限的學時中講授如此多的內容在給教師帶來極大授課壓力的同時，也會讓學生漸漸失去學習熱情，并最終影響其對整個電力系統(tǒng)知識體系的構建。
�。ǘ┱n程群課程的選擇
電力工程課程群建設，須秉承學科相近的原則，對知識點有重復或傳承的課程進行整合優(yōu)化，從而建立起合理有效的課程群，使教師能輕松地傳播知識，學生能有效地學習知識。為此，結合我校電氣工程教育的特色與傳統(tǒng)，我們挑選出了電力系統(tǒng)繼電保護原理、電氣控制技術及電力系統(tǒng)調度自動化等三門課程，結合電力工程課程來建設電力工程課程群。電力系統(tǒng)繼電保護原理主要講授繼電保護的基本概念、輸電線路的電流保護、接地保護、距離保護、縱聯(lián)保護的基本原理，變壓器保護的基本配置及主要保護的基本原理，自動重合閘、發(fā)電機保護、母線保護等內容。電氣控制技術則主要討論異步電動機拖動系統(tǒng)和直流電動機調速系統(tǒng)的起動和調速控制技術，以及電氣線路的分析和設計，常用電磁式低壓電器的作用與分類、結構與工作原理，可編程控制器的基本工作原理等。電力系統(tǒng)調度自動化則以電力系統(tǒng)“四遙”為主線，主要講述電力系統(tǒng)調度自動化的有關理論，性能和運行特性，涉及電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行的相關基礎理論。從上述三門課程講授的`內容可以看出，其與電力工程的課程內容互有傳承，相互滲透，并有較多的重復。電力工程主要講授電力系統(tǒng)分析的基礎內容，繼電保護則是在其基礎上的升華。因為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行離不開保護裝置的調節(jié)與動作，而保護裝置的調節(jié)與動作又離不開電氣控制設備的判斷與運行，而這一切設備的自動化管理都離不開“四遙”技術的調度與管理。因此，從內容上可以較為清晰地看出，這四門課程存在明顯的傳承關系，因而在授課過程中存在較多知識重復的問題。建立電力工程課程群，就是以電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行為基點，逐步提升知識的難度與高度，使知識結構緊密，易于學生掌握。為建立結構合理、層次清晰的電力工程課程群，就要對教學內容及課時進行整體優(yōu)化。
（三）電力工程課程群整體優(yōu)化方案
可以從三個角度來優(yōu)化電力工程課程群，分別為課程優(yōu)化、實驗優(yōu)化以及考核優(yōu)化。課程及實驗優(yōu)化主要以教師為主體，即明確“教什么”，而考核優(yōu)化則主要以學生為主體，即明確“學什么”。1.課程優(yōu)化針對四門課程授課內容的特點，可以首先將電力工程課程中的繼電保護一節(jié)的內容移到電力系統(tǒng)繼電保護課程專門講授，而電力系統(tǒng)監(jiān)測與控制的內容并入電力系統(tǒng)調度自動化課程中講授，與開關電器電弧、滅弧相關的原理及相應保護設備，則并入電氣控制技術的高低壓電器一節(jié)講授。此外，電力系統(tǒng)繼電保護的微機保護一節(jié)與電力系統(tǒng)調度自動化課程內容有較大的重復，特別是硬件部分有許多相同之處，因此可以考慮將其并入電力調度自動化課程中講授。由此，通過重新制訂教學大綱，根據(jù)教學內容重新安排學時，可以使每一門課程的學時數(shù)得到合理安排。2.實驗優(yōu)化以往為促進學生理論與實踐相結合的能力，每一門課程都配以相應的實驗。該類實驗的特點是與教材內容結合較為緊密，但主要以驗證性及演示性實驗為主，實驗時間分散，實驗內容缺乏系統(tǒng)化。學生通過實驗只能片面地了解一部分課程內容，且只能了解部分設備的運行情況，缺乏對整個電力系統(tǒng)運行的深入理解。因此，有必要整合實驗內容，將單一分散的實驗課時整合為持續(xù)時間較長的整體的課程設計。以上述四門課程為例，可以強調四門課程綜合的課程設計，如要求學生設計某廠礦的變電所，從而考核學生電氣設備選擇、電氣主接線設計、負荷計算等方面的知識。同時，還可以在此基礎上增加繼電保護裝置的要求，并要求學生繪出遙信遙感的結構圖，從而考查學生綜合運用知識的能力，使學生能夠通過課程設計，達到整體了解變電所設計運行的基本方法以及注意點，從而提高學生系統(tǒng)學習能力的目的。此外，還可以安排學生到臨近變電站進行參觀實習，讓學生了解相關電氣設備具體的作用，增強學生的感官認識。相較于以往效率較低的課程實驗，這樣可以極大地提高學生的學習效率，并促進學生知識的整體消化吸收。3.考核優(yōu)化課程內容的優(yōu)化必然帶來考核內容的優(yōu)化。以往由于課程知識點繁雜，學生在期末復習時需要記憶許多與本門課程內容關聯(lián)度不高的知識點，而課程的核心知識點卻由于復習時間緊而未能有效地掌握，從而影響了學生的成績。因此，通過課程群內容的整體優(yōu)化，每一門課程都有相應的重點內容，這使得學生能夠在復習時能緊緊圍繞課程的核心知識點展開，而將關聯(lián)度并不高的內容放入課程群的其他課程中進行復習，從而提高每一門課程的學習和復習效率。這樣既能夠提高學生的學習成績，也能使學生掌握合理有效的學習方法。課程優(yōu)化、實驗優(yōu)化以及考核優(yōu)化有效地改善了教師與學生的教學及學習情況，使得教師講授最優(yōu)化，學生學習最優(yōu)化，使學生在有效的時間內牢固掌握核心知識成為可能，從而實現(xiàn)了課程群建設的目標與意義。
三、結束語
本文針對建設的電力工程課程群，分析了課程群內不同課程的特點，從課程、實驗、考核三個方面提出了具體的優(yōu)化方案，為進一步推動電氣工程本科生教育改革提供了參考。當然，相關優(yōu)化方案還需在后續(xù)教學過程中根據(jù)實際教學效果不斷地完善改進，這樣才能使教學方法緊跟時代發(fā)展的腳步，使培養(yǎng)的學生能夠符合社會對人才發(fā)展的要求。
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