浅议应用型人才培养模式下“发电厂电气部分”课程教学

论文摘要：根据高等教育教学改革的基本思想及培养高素质、具有创新精神的应用型高级专门人才的基本要求，在总结“发电厂电气部分”教学改革实践经验的基础上，打破传统的教学模式，创建一种课堂教学与工程实例有机结合的教学模式，该模式有助于培养学生的创新能力、实践能力和综合分析问题的能力，以适应经济发展对人才的需求。

论文关键词：应用型；课堂教学；工程实例；发电厂电气部分

“发电厂电气部分”课程是安徽工程大学（以下简称“我校”）电气工程及其自动化专业的核心专业课，在专业教学体系中起承上启下的作用，也是一门理论与实际结合较紧密的课程。通过本课程的学习，使学生获得必备的发电厂、变电站电气部分的基本知识和实践技能，初步掌握发电厂、变电站电气主系统的设计与计算方法，树立理论联系实际的观点，培养实践能力、创新意识和创新能力。

根据培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”，具有创新精神和创新能力人才的精神，结合我校培养应用型高级工程技术人才、服务地方经济发展的目标，电气工程及其自动化系从学校实际情况出发，充分发挥自身资源优势和校企合作的特点，提出了工学一体化教学改革思路，即把课堂教学与工程实例有机结合起来，在课程教学内容、教学方法、实践环节等方面作了一些探索和实践，取得了一定的效果。

一、发电厂电气部分课程特点

“发电厂电气部分”是一门理论性、综合应用性较强的专业技术课程，针对本课程的特点，通过“发电厂电气部分”教学环节培养学生创新能力、实践能力和综合应用能力就成为工程教育的首要任务。本课程与实际联系紧密，教学内容涉及电气主接线、电气设备、配电装置以及监控、保护等二次设备及回路接线图等，其特点是课程内容庞杂，连贯性差，系统性不强。该课程开设在第六学期，学生正处于由系统性强、条理清楚的基础课转向专业课学习的过渡期，在学习方法上略感不适。另外，绝大多数学生在学习本课程前没去过电厂，对电能生产的各环节缺乏必要的感性认识，对各种电气设备也感到陌生。采用传统教学方式，学生们很难将书本知识与实际设备和电力系统联系在一起来理解和掌握，建立工程的概念，特别是如何应用所学的知识去分析和解决实际问题的能力十分薄弱。因此打破“发电厂电气部分”传统的教学模式，加强课堂教学与工程实例教学的有机结合，使学生对“发电厂电气部分”这门课由抽象到具体，是解决上述问题的有效途径。

二、课堂教学改革与探索

1.精选课程教材和教学内容

课程是专业目标培养的体现，因此在进行课程改革前首先要明确专业目标，并充分认识到本课程在整个专业目标培养实现中所起的作用及地位，还要明确通过本课程的学习期望学生达到怎样的认知效果。基于此我们选用了华中科技大学熊信银主编的教材（第四版），本教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，教材与时俱进，能反映现代电力工业的现状和特点，如节能减排，“一特四大”，100MW大容量发电机组的电气主接线和特点，750kV超高压和1000kV特高压在电力系统中的作用，以及数字化发电厂和数字化变电站等。在课程学时不断减少的情况下（我校设置的本课程课内学时为30学时），结合大纲要求对课程内容进行合并和序化，经研究，课程的主要教学内容为：能源和发电；发电、变电、输电的电气部分－导体和电气设备的原理与选择－电气主接线及设计；厂用电接线及设计－互感器－配电装置－发电厂和变电站的信号和控制回路。

2.课程教学方法改革

每门课程都有自身的特点，所以在选择教学方法和手段时，应注意课程的特点，选择适合本课程的教学手段和方法，以达到事半功倍的教学效果。对于“发电厂电气部分”这门课程而言，内容比较繁杂、抽象，电气设备非常多，到了现场学生叫不出设备的名称。针对这种情况，我们在授课时采用将工程实例贯穿整个教学过程并用多媒体技术授课的教学模式。工程实例贯穿整个教学过程是指选取当地典型的、有实用价值的电力工程实例，以此来调动学生的学习兴趣，将课本知识点融入工程实例，随着课程的展开，一步步深入到此实例中，而后随着课程的结束，此实例中的相关问题也一一得到解决。在教学过程中我们选取了当地一个发电厂的电气部分设计作为全程实例。多媒体教学主要是将声音、图片、动画和视频等引入到课堂教学中，有助于还原设备的真实面貌，增加上课的趣味性，使学生对教学内容的理解更加深刻、形象和立体。教师在上课前可以到当地的发电厂和变电站去拍摄一些设备的照片和视频，同时还可以利用动画技术将一些设备的工作原理制作成动画演示文件。采用这种方式可以明显提高学生的注意力，调动学生的主动性和积极性，课堂气氛非常活跃。

3.应用

根据课程大纲要求，以“一个发电厂的电气部分设计”为全程实例。围绕该实例，展开一个个知识点，最终完成整个课程的学习。

实例中，典型发电厂的选取非常重要，笔者选取了校企合作单位——芜湖发电厂为实例。该发电厂具有125MW和600MW两种不同的机组，既有普遍性又可与其他教学环节充分衔接。该发电厂也是我校学生实习的电厂，充分利用了资源。 笔者针对“发电厂电气部分”的课程内容与工程实例的衔接做了如下安排：

（1）能源和发电；发电、变电和输电的电气部分。围绕实例，引出发电厂的类型。介绍发电厂的类型，发电、输电、用电相互间的关系，发电厂如何把一次设备通过主接线搭成通路将电能输送出去。旨在引导学生对供电回路有个整体理解和认识。

（2）导体和电气设备的原理与选择。围绕实例，介绍导体载流量和短路时发热温度的计算方法及应用，讲述各种开关的作用、种类，选择的标准，引导学生注意断路器和隔离开关的区别。

（3）电气主接线及设计；厂用电接线及设计。围绕实例，分别介绍该发电厂125MW机组和600MW机组主接线的形式及其特点，厂用电接线是如何进行选择的，并演示了发电厂升压站运行工况的视频。

（4）互感器。介绍一次回路中设置互感器的作用，一般电厂或变电站在哪些点设置互感器，互感器在实际工程中的接线方式，并引导学生注意电压互感器和电流互感器在正常工作状态的区别。

（5）配电装置。围绕实例，讲解根据电气主接线的连接方式，开关电器、保护、测量电器、母线和必要的辅助设备是如何组建成供电整体的，各电器设备又是如何布置的，有什么样的特点，引导学生讨论配电装置布置方式的区别等。

（6）发电厂和变电站的信号和控制回路。围绕实例，讲解该电厂发电机、变压器、输电线路等主要部分布置了怎样的保护，介绍回路哪些点要作常规测量；遇到故障线路如何通过二次回路进行自处理或向运行人员发出信号，继电保护如何使断路器跳闸等。

如此，就可以很好地将课本知识渗透到工程实例中去，使得学生对电能的生产、输送等环节有了整体的、深刻的认识，为后续课程的学习打下坚实的基础。

三、开展现场教学

对实践性很强的专业课，教学过程中要注意理论和工程实际结合，配合教学进度及时到发电厂、变电站对照实物进行现场教学，以增强学生对各种电气设备的感性认识。为了避免现场教学流于形式、“走马观花”式的参观，教师事先必须做好准备工作，选择合适的现场教学点和合适的教学内容。比如在讲授电气主接线及配电装置等章节时，在课堂上只用理论讲述电气主接线图上符号所代表电气设备的外形结构及功能，学生没感性认识。在现场看到变电站或发电厂的电气主接线，如单母线两分段接线、双母线带旁母接线等，就能将书本上这些抽象、难理解、易混淆的理论知识，变得一目了然，便于区分和记忆。再比如屋外配电装置的布置种类非常多，如中型配电装置、高型配电装置、半高型配电装置，比较难区分和记忆，现场看了实物后，它们各具特色，既有共性又有差别，学生豁然开朗。再比如主变压器的中性点接地、母线的防雷等，学生们接触到了，就比较容易理解，避免一知半解。

四、课程设计改革与探索

发电厂电气部分课程设计实践性很强，是一个完整的认识过程，也是结合实际的一项工程。课程设计对学生自学能力、综合分析能力、团队合作能力等的培养是一个很好的机会。我们在布置课程设计题目时，应充分注意以下几点：

（1）选择本地或附近比较典型的实际工程进行训练，这样避免了题目太理想化，要考虑的工程矛盾比较少，学生分析问题、解决问题的能力得不到锻炼的问题；在设计过程中要严格按照工程实际设计步骤，查阅相关设计手册和设备手册，了解行业规范，所绘电气主接线图等要严格按照行业规范要求，使整个课程设计工程化。

（2）为了避免抄袭，课程设计题目多样化。我们在进行该课程的课程设计时，设置了多个设计题目，比如110kV变电站、220kV变电站、热电厂、凝气式发电厂等，根据学生学号的不同，分配不同的课程设计题目。由于工程原始资料不同，在整个课程设计过程中不仅很好地杜绝了抄袭现象，也很好地提高了学生们分析、解决实际工程问题的能力。

五、结束语

将工程实例与课堂教学有机结合并采用多媒体进行教学的模式，符合辩证唯物论、认识论关于感性认识与理性认识相互依存的规律。把理论与实践、课堂与实际工程有机结合在一起，减少了学生学习的无目的性、盲目性，增强了学生学习的主动性，培养了学生的实践能力、创新能力和综合分析能力。对于应用型人才培养模式下的工科院校，此方法无疑是有效的。