自動化專業是寬口徑應用型專業。“工廠供電”課程是自動化專業唯一一門涉及強電的專業課程,因此學好該課程對于拓寬自動化專業學生的技術視野具有重要意義。由于這門課程包含了很多專業性很強的概念,討論了大量的公式和設計計算方法,介紹了大量的規程、規定和經驗,有的章節一展開,實際上是另一門專業課或另一個專業方向[1],因此教好和學好這門課程,對教師和學生都有較大的難度。本文從教學目標、教學內容、教學方法、教學實驗、課程設計等5個方面,談談對“工廠供電”教學的安排及體會。
教學目標
設計明確、具體、可測量的課程目標是上好本課程的關鍵。教育心理學的理論表明,教學目標的明確是學生學習的心理需要,學生沒有課程的總目標,就激發不出學習興趣,就難以達到教學目標。由于“工廠供電”課程的實用性、綜合性強,包含的內容廣,章節多,各章節在內容上相對獨立,如果沒有明確的課程目標貫穿其中,在學生頭腦中只會形成零散片面的概念,不能構成供電系統的整體概念[2]。根據課程自身的特點,采取在第一次教學時,以工廠供電系統的設計為課程的總體目標,將各章節有機地聯系起來,使學生明確每一章節在供電系統設計中的地位與作用,最終建立起供電系統的整體概念。
教學內容
1)合理取舍教學內容是上好本課程的重要一環。“工廠供電”課程內容繁多,學時較少,為解決這一矛盾,要求“重其所重,輕其所輕”[3]。工廠供電系統設計所必需的基礎理論和基本計算方法,如主結線的確定、負荷計算、短路電流計算、繼電保護整定計算、高低壓電氣設備及線路的選擇等,是“工廠供電”課程教學的基本內容,應“重其所重”。根據電子科技大學中山學院自動化專業特色和課時安排,電氣防雷及接地、電氣照明、供配電系統的運行和管理部分,教師不講或作學生課后了解,做到“輕其所輕”。
2)介紹當今電力系統領域新技術、新設備,替代原課本中將被淘汰的技術、設備。因電力領域技術、設備發展迅速,必須增加新設備、新技術介紹,滿足行業發展和學生適應社會的需要。如在講《概述》時穿插國內外大型發電廠特別是核電廠、風力發電廠最新發展概況,±800 KV國內直流輸電技術,在講《電氣設備的選擇》時介紹超高壓550 KV斷路器、氣體絕緣金屬封閉開關設備(GIS) 等新設備。
教學方法
1)精心制作圖片集錦,激發學生對該課程的興趣。授課之前學生對該課程不了解,存在一定的好奇心理,如能采取措施激發學生的興趣,對以后的教學會起到事半功倍的效果。根據學生的心理,精心制作圖片集錦,向學生展示各種發電廠,如三峽、葛洲壩、大亞灣的壯麗風光 ;介紹常用的電力設備,如變壓器、斷路器、電力線路、大型發電機的詳細圖片;描述目前世界能源危機狀況、中國5大電網的架構及廣東電網電力分布;介紹對該行業目前的熱點問題,如風力發電,以廣東汕頭風力發電為例,詳細介紹其發電原理、目前技術難點、發展前景。以此活躍課堂氣氛,使學生對該行業產生一定的認知。
2)采用課堂教學和實踐教學相結合的教學方法[4]。對于負荷計算、導線截面選擇、短路電流計算及電氣設備校驗、無功補償等內容,仍采用傳統教學方法,在課堂上講授基本方法,讓學生課后通過作業去消化和鞏固。對變壓器、高低壓電氣設備的結構、原理,工廠供電系統、繼電保護及自動裝置等內容,則先在課堂上講授基本理論、重點、難點,然后開展情境教學,到現場參觀,培養學生理論聯系實際的能力。
3)提高學生使用工具書及電氣圖紙識圖能力。供電行業的國家標準、設計規范繁多,而電氣圖紙識別又是該行業必須掌握的能力。在講授“工廠供電”課程時,有針對性地講解繪制電氣圖紙的有關國家標準、設計規范,讓學生掌握電氣圖形符號和文字符號的應用, 以及電氣制圖中的圖線型式、箭頭和指引線型式的應用。
教學實驗
1)建立供電實驗室。“工廠供電”課程的操作實驗較難開展。對此,設想開發供電虛擬實驗裝置,采用計算機模擬供電操作系統,讓學生在計算機上完成操作練習,既有趣又可提高學生的運行操作技能。但這是一項艱巨復雜的工作,也是目前教學中遇到的難點。
2)參觀校內10 KV配電所和10 KV/380 V變電所,向學生系統介紹供配電系統的組成,認識各種電器設備及銘牌參數、電氣主接線方式等。針對學生提出的各種實際運行問題,變電所技術人員現場解答,加深學生對供配電系統的認識。
3)完善校外實習基地建設,加強實習資源整合。通過建立和完善與企業的合作,帶領學生走出校門,到工廠去參觀學習。
課程設計
課程設計是學生工程能力培養的重要環節,也是學生全面掌握“工廠供電”課程內容的有效手段,目標是讓學生通過查閱工程設計資料,掌握供電系統設計的基本步驟,學會從技術經濟角度論證供電方案的優劣。要求學生用AutoCAD畫出供配電系統的主接線圖紙、二次繼電保護設計圖,圖紙中的電氣符號要嚴格遵守國家標準和設計規范。并鼓勵學生用不同的方案設計,比較多種方案之間的優劣,支持學生的創新思維。
通過對“工廠供電”課程一系列教學環節的改革,從學生反饋的情況看,學生學習興趣增加,主動性增強,對知識的掌握也較原來更全面系統,收到了良好的效果。
參考文獻
[1]劉介才.工廠供電(第四版)[M].北京:機械工業出版社,2004
[2]唐冬雷.《工廠供電》教學探討[J].柳州職業技術學院學報,2002(6)
[3]林健.《供電技術》課程教學改革的實踐[J].中國科技信息,2006(9)
[4]呂梅蕾,等.“工廠供電”課程教學改革的研究與實踐[J].電氣電子教學學報,2003(4)
(作者單位:電子科技大學中山學院)