電力工程課程群建設的論文
［摘要］電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)是傳統的工程學(xué)科。可以針對電氣工程及其自動(dòng)化本科生“厚基礎、寬口徑、重能力”的培養要求，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(diǎn)。優(yōu)化課程群建設的具體方案，包括課程優(yōu)化、實(shí)驗優(yōu)化及考核優(yōu)化等三個(gè)角度。
［關(guān)鍵詞］電力工程；課程群；優(yōu)化方案
電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)作為傳統的工程學(xué)科，已有上百年的發(fā)展歷史。為適應新時(shí)期社會(huì )對電氣工程人才的不同需求，國內外高校不斷推動(dòng)電氣工程教育的發(fā)展與改革，教育理念也隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展而變化，從原來(lái)的“重理論輕實(shí)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(dòng)化本科生培養的主干課程，是電氣工程本科生人才培養的重點(diǎn)課程，也是整個(gè)電氣工程專(zhuān)業(yè)的基礎課程。[3]可見(jiàn)，如何提高電力工程課程的教學(xué)水平，這對于提高本科生的教育水平及畢業(yè)質(zhì)量有著(zhù)重要的意義。電力工程作為一門(mén)整合工廠(chǎng)供電及電力系統分析兩門(mén)課程的綜合性課程，對構建本科生電力系統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(xué)時(shí)緊張、講課內容泛而不精的情況。為解決該問(wèn)題，可以從宏觀(guān)層面出發(fā)，將若干電力工程相關(guān)課程內容統一整合，從而優(yōu)化學(xué)時(shí)，突出重點(diǎn)，推動(dòng)電力工程課程群建設，使學(xué)生對電力系統的整體設備運行、調度、保護及設計有一個(gè)完整的了解，最終讓學(xué)生構建完整的電力工程知識體系，滿(mǎn)足電力工業(yè)對人才發(fā)展的需求。這樣，加緊推進(jìn)電力工程課程群建設與實(shí)踐，就成為了電氣工程本科生教育改革的首要任務(wù)。
一、課程群建設理念簡(jiǎn)介
20世紀90年代，北京理工大學(xué)在題為《在課程建設中應當以教學(xué)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(xué)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(mén)及三門(mén)以上學(xué)科相關(guān)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(jìn)一步挖掘課程的整體優(yōu)勢，從而建立起學(xué)科優(yōu)勢。課程群不僅能使學(xué)生能夠在較短的學(xué)時(shí)內掌握重點(diǎn)、有效的知識，構建堅實(shí)的知識體系，也能使教師在授課過(guò)程中將有限的知識點(diǎn)講透講精。課程群的整體是全面而嚴謹的，這就避免了原來(lái)單一課程為求知識全面而進(jìn)行“蜻蜓點(diǎn)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(guān)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(chǎng)供電及電力系統分析相關(guān)課程的一門(mén)綜合性課程，主要講授電力系統的基本組成和運行原理，電力系統的元件參數計算、穩定運行分析和故障分析的基本方法，電力系統電氣主接線(xiàn)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(chǎng)供電及電力系統分析兩門(mén)課程的內容，其課程內容豐富且繁重。在有限的學(xué)時(shí)中講授如此多的內容在給教師帶來(lái)極大授課壓力的同時(shí)，也會(huì )讓學(xué)生漸漸失去學(xué)習熱情，并最終影響其對整個(gè)電力系統知識體系的構建。
（二）課程群課程的選擇
電力工程課程群建設，須秉承學(xué)科相近的原則，對知識點(diǎn)有重復或傳承的課程進(jìn)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(xué)生能有效地學(xué)習知識。為此，結合我校電氣工程教育的特色與傳統，我們挑選出了電力系統繼電保護原理、電氣控制技術(shù)及電力系統調度自動(dòng)化等三門(mén)課程，結合電力工程課程來(lái)建設電力工程課程群。電力系統繼電保護原理主要講授繼電保護的基本概念、輸電線(xiàn)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(dòng)重合閘、發(fā)電機保護、母線(xiàn)保護等內容。電氣控制技術(shù)則主要討論異步電動(dòng)機拖動(dòng)系統和直流電動(dòng)機調速系統的起動(dòng)和調速控制技術(shù)，以及電氣線(xiàn)路的分析和設計，常用電磁式低壓電器的作用與分類(lèi)、結構與工作原理，可編程控制器的基本工作原理等。電力系統調度自動(dòng)化則以電力系統“四遙”為主線(xiàn)，主要講述電力系統調度自動(dòng)化的有關(guān)理論，性能和運行特性，涉及電力系統穩態(tài)運行的相關(guān)基礎理論。從上述三門(mén)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。因為系統的穩定運行離不開(kāi)保護裝置的調節與動(dòng)作，而保護裝置的調節與動(dòng)作又離不開(kāi)電氣控制設備的判斷與運行，而這一切設備的自動(dòng)化管理都離不開(kāi)“四遙”技術(shù)的調度與管理。因此，從內容上可以較為清晰地看出，這四門(mén)課程存在明顯的傳承關(guān)系，因而在授課過(guò)程中存在較多知識重復的問(wèn)題。建立電力工程課程群，就是以電力系統穩定運行為基點(diǎn)，逐步提升知識的難度與高度，使知識結構緊密，易于學(xué)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(xué)內容及課時(shí)進(jìn)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(gè)角度來(lái)優(yōu)化電力工程課程群，分別為課程優(yōu)化、實(shí)驗優(yōu)化以及考核優(yōu)化。課程及實(shí)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(xué)生為主體，即明確“學(xué)什么”。1.課程優(yōu)化針對四門(mén)課程授課內容的特點(diǎn)，可以首先將電力工程課程中的繼電保護一節的內容移到電力系統繼電保護課程專(zhuān)門(mén)講授，而電力系統監測與控制的內容并入電力系統調度自動(dòng)化課程中講授，與開(kāi)關(guān)電器電弧、滅弧相關(guān)的原理及相應保護設備，則并入電氣控制技術(shù)的高低壓電器一節講授。此外，電力系統繼電保護的微機保護一節與電力系統調度自動(dòng)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(dòng)化課程中講授。由此，通過(guò)重新制訂教學(xué)大綱，根據教學(xué)內容重新安排學(xué)時(shí)，可以使每一門(mén)課程的學(xué)時(shí)數得到合理安排。2.實(shí)驗優(yōu)化以往為促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結合的能力，每一門(mén)課程都配以相應的實(shí)驗。該類(lèi)實(shí)驗的特點(diǎn)是與教材內容結合較為緊密，但主要以驗證性及演示性實(shí)驗為主，實(shí)驗時(shí)間分散，實(shí)驗內容缺乏系統化。學(xué)生通過(guò)實(shí)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(gè)電力系統運行的深入理解。因此，有必要整合實(shí)驗內容，將單一分散的實(shí)驗課時(shí)整合為持續時(shí)間較長(cháng)的整體的課程設計。以上述四門(mén)課程為例，可以強調四門(mén)課程綜合的課程設計，如要求學(xué)生設計某廠(chǎng)礦的變電所，從而考核學(xué)生電氣設備選擇、電氣主接線(xiàn)設計、負荷計算等方面的知識。同時(shí)，還可以在此基礎上增加繼電保護裝置的要求，并要求學(xué)生繪出遙信遙感的結構圖，從而考查學(xué)生綜合運用知識的能力，使學(xué)生能夠通過(guò)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(diǎn)，從而提高學(xué)生系統學(xué)習能力的目的。此外，還可以安排學(xué)生到臨近變電站進(jìn)行參觀(guān)實(shí)習，讓學(xué)生了解相關(guān)電氣設備具體的作用，增強學(xué)生的感官認識。相較于以往效率較低的課程實(shí)驗，這樣可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習效率，并促進(jìn)學(xué)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(lái)考核內容的優(yōu)化。以往由于課程知識點(diǎn)繁雜，學(xué)生在期末復習時(shí)需要記憶許多與本門(mén)課程內容關(guān)聯(lián)度不高的知識點(diǎn)，而課程的核心知識點(diǎn)卻由于復習時(shí)間緊而未能有效地掌握，從而影響了學(xué)生的成績(jì)。因此，通過(guò)課程群內容的整體優(yōu)化，每一門(mén)課程都有相應的重點(diǎn)內容，這使得學(xué)生能夠在復習時(shí)能緊緊圍繞課程的核心知識點(diǎn)展開(kāi)，而將關(guān)聯(lián)度并不高的內容放入課程群的其他課程中進(jìn)行復習，從而提高每一門(mén)課程的學(xué)習和復習效率。這樣既能夠提高學(xué)生的學(xué)習成績(jì)，也能使學(xué)生掌握合理有效的學(xué)習方法。課程優(yōu)化、實(shí)驗優(yōu)化以及考核優(yōu)化有效地改善了教師與學(xué)生的教學(xué)及學(xué)習情況，使得教師講授最優(yōu)化，學(xué)生學(xué)習最優(yōu)化，使學(xué)生在有效的時(shí)間內牢固掌握核心知識成為可能，從而實(shí)現了課程群建設的目標與意義。
三、結束語(yǔ)
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(diǎn)，從課程、實(shí)驗、考核三個(gè)方面提出了具體的優(yōu)化方案，為進(jìn)一步推動(dòng)電氣工程本科生教育改革提供了參考。當然，相關(guān)優(yōu)化方案還需在后續教學(xué)過(guò)程中根據實(shí)際教學(xué)效果不斷地完善改進(jìn)，這樣才能使教學(xué)方法緊跟時(shí)代發(fā)展的腳步，使培養的學(xué)生能夠符合社會(huì )對人才發(fā)展的要求。
［參考文獻］
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