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供電技術課程的革新路徑分析

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供電技術課程的革新路徑分析

伴隨著社會的發(fā)展,供電負荷的增加,供電系統(tǒng)尤其是城市供電系統(tǒng),開始呈現(xiàn)出不同的特征,如負荷密度高,電壓水平高,電壓等級少,遠動水平高,接地電流大,電站封閉化,電站間距短,電站無人化,線路電纜化,開關組合化,電氣無油化,電網智能化等,因此,在處理方式上也應該相應改變,而不應延續(xù)之前的處理方法;由于供電系統(tǒng)具有高電壓及大電流的特征,如供電系統(tǒng)的額定電壓可達到110kV,短路電流可達到50kA,這樣的工作環(huán)境無法在一般實驗室實現(xiàn),因此供電技術課程幾乎無法進行相關課程實驗.而作為一門具體的工程性課程,單純的課堂講授,很難使學生建立較為完整的供電系統(tǒng)概念體系.而目前各教儀企業(yè)提供的模擬設備只能進行演示,無法進行實驗,且僅限于特定小型變電站的運行模擬,嚴重缺乏整體系統(tǒng)概念,同時費用極高,投入產出比極低[1];供電技術的教學與課程實踐聯(lián)系不夠緊密,雖然很多學校都開設課程設計和畢業(yè)設計等實踐環(huán)節(jié),但效果欠佳.對于供電系統(tǒng)而言,與之相關的很多內容不是邏輯推理,無法看到實際運行狀態(tài),而且學生難以理解.因此,學生在進行課程設計與畢業(yè)設計時,缺乏整體系統(tǒng)概念,不能較好地運用所學內容,其設計前期往往處于不知所措的狀態(tài).而后期,又因為時間倉促,任務緊急,不少同學忙于抄襲或模仿,將設計模板化,當作一道數(shù)學題來解,未能了解設計與運行的基本思路.

針對供電技術課程存在的問題,我校進行了課程改革,教學質量與實踐效果得到了顯著提高.在供電技術課程改革中,主要完成了下面幾個方面的工作.

(1)撰寫了與當今供電水平相符,能夠反映當今供電系統(tǒng)特點的新教材.本校在多年供電教學與設計實踐的基礎上,編寫了立足于城市供電系統(tǒng)范疇,適合于當今城市供電技術發(fā)展,區(qū)別于傳統(tǒng)意義上工廠供電概念的教材.例如,書中給出了系統(tǒng)中性點接地方式的演化.這是隨著城市電纜化水平的提高,供電系統(tǒng)出現(xiàn)的新變化.教材中努力做到理論性與工程性相結合,基本概念與新型技術相結合;突出課程內容的系統(tǒng)與銜接,以及與相關課程內容的聯(lián)系.同時,還注重各相關內容的解釋、銜接與聯(lián)系,強化了學生對于供電技術的深刻理解與系統(tǒng)掌握,以滿足系統(tǒng)設計、設備選擇、安裝調試及運行操作等工作的需求;

(2)開發(fā)了能夠應用于教學的《供電系統(tǒng)運行模擬軟件》.針對教材相關內容,本校以模擬環(huán)境替代現(xiàn)場環(huán)境,創(chuàng)新性的開發(fā)了應用于教學的供電系統(tǒng)運行模擬軟件.通過對供電系統(tǒng)運行進行模擬實驗和演示,學生進一步強化了系統(tǒng)的概念,深化了對專業(yè)的理解,全面掌握了供電系統(tǒng)的設計與運行規(guī)律;同時通過實驗中的參數(shù)設置,使學生深刻體會系統(tǒng)中各參數(shù)對整個系統(tǒng)的意義和影響.該軟件既可作為課堂教學的輔助工具及實驗教學的操作平臺,又可補充教學,引導學生自發(fā)性與研究性的學習.目前,該軟件正在進行再開發(fā),爭取能做更多的演示,更貼近于實際系統(tǒng)的運行情況,并最終作為典型的教學工具商品向全國高校的電氣工程專業(yè)加以推廣;

(3)加強了參觀考察環(huán)節(jié).為使學生能夠將課程與實際相聯(lián)系,建立更為完整生動的系統(tǒng)概念,在授課過程中,我校還加強了實際參觀考察的環(huán)節(jié),使學生親眼看到現(xiàn)實中的供電系統(tǒng).例如,組織學生參觀學校35kV變電站、10kV變電站和學校附近的220kV變電站,觀察供電系統(tǒng)的實際運行狀態(tài),以及變電站的平面布置、線纜走線等情況,尤其對設計中需要考慮到的問題進行了實地講解.另外,考慮到運行中的供電系統(tǒng)無法深入設備內部,我校還組織學生參觀了開關廠和變壓器廠,使學生能夠觀察到設備內部,徹底了解設備的構成與工作原理.這些活動,既有助于學生將課本上的知識融會貫通,又提高了學生的學習興趣,反響良好;

(4)強化了工程概念,將課堂教學與課程設計相結合,將設計與運行的思路貫穿課程始終.我校在課堂教學過程中,將課程設計任務甚至畢業(yè)設計內容提前發(fā)放給學生,同時將課堂教學過程與課程設計的大部分過程融為一體.這樣,在課堂教學階段,隨著教學進度的延伸,課程設計的內容也相應逐步深入,學生能夠明確了解課本每一知識點在實際系統(tǒng)設計與運行中的作用,學習目標明確.而在課程設計階段,則注意突出課程設計對課堂教學內容的總結、完善與提高.通過此種方式,提高了課堂教學與課程設計的雙重質量,使得教學質量好,實踐效果好;

(5)與學校背景和其他相關課程相結合,突出了課程特色,形成了具有特色的完整的課程體系.我校屬于建筑類院校,有相當一部分學生今后將進入建筑設計行業(yè),因此供電系統(tǒng)的設計思想和設計流程尤為重要.在供電技術的課堂教學與實踐教學中,我校緊緊圍繞這一中心思想,甚至在有些內容的教學中,直接把相應的設計規(guī)范作為授課內容,且與配電技術課程相結合,形成具有突出特色的、完整的建筑電氣課程體系.

綜上所述,“供電技術”作為電氣工程專業(yè)一門重要專業(yè)課程,目前在教材、實驗、授課等方面存在一些問題.多年來,我校通過不斷的研究和實踐,進行了供電技術課程改革,撰寫了能夠反映當今供電系統(tǒng)特點的新教材;開發(fā)了可以作為課堂教學的輔助工具及實驗教學的操作平臺的《供電系統(tǒng)運行模擬軟件》;組織了學生到變電站、變壓器廠及開關器廠等進行實地考察,將課堂教學與課程設計相結合,強化了工程概念,將課程內容與學校背景及其余的配電相關課程相結合,形成了具有突出特色的完整的課程體系,這些方法都大大改進了供電技術課程,提高了教學質量,改善了實踐效果.(本文作者:陳建偉、靖大為、黃民德、郭福雁、陳建輝、喬蕾 單位:天津城市建設學院控制與機械工程學院)

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