應用型本科“電力系統繼電保護”教學改革探索

摘要：本文根據應用型本科人才培養的特點，針對當前教學模式的一些弊端，分析了采用項目教學法進行“電力系統繼電保護”課程的教學改革，探索了一種促進學生工程實踐能力培養的教學新方法。

關鍵詞：應用型本科；繼電保護；項目教學法；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）31-0025-02

目前我國電力行業繼電保護技術已經全面進入了微機保護時代，微機保護的大量使用，既改善了電力系統安全穩定運行的外部條件，同時也給保護試驗技術帶來了新的影響，增加了高校繼電保護課程學習的難度。目前，大多高校的繼電保護教學仍然是完全按照教材章節的內容和順序依次講述各保護設備的保護原理以及實現方法，這種傳統的教學模式存在以下一些明顯弊端：第一，繼電保護這門課程要求學生具備電機學、電路理論、電力系統故障分析等多方面的相關知識，教學大綱同時又要求學生掌握繼電保護的基本原理、基本概念、考慮和解決問題的基本方法以及基本的實驗技能。不少學生對保護基本的理論尚且掌握不了，更談不上實驗技能的培養。第二，隨著微機保護和變電站綜合自動化技術的快速發展和大量應用，現有教材已經不能很好地體現電力系統繼電保護的技術、應用和發展。現有的教學重點難點還存在與工程實際脫節的情況：傳統的繼電保護教學花大量的篇幅講授繼電器的原理、使用和調試，等到學生走上工作崗位后，還需投入大量時間去熟悉和認識繼電保護的新技術。同時，教材講述的傳統保護理論所采用的繼保裝置原理和結構都比較復雜，老師要講清楚非常費時和費力，最后從學生那里反饋回來的信息還只能是“沒有什么用”。第三，重慶科技學院新建的電氣工程專業不歸電力系統直接管轄，由于歷史和現實的原因，學生畢業后進入電力系統的機會相當少，大部分學生能夠去的單位是諸如冶金、石油或者其它工礦企業。而且“電力系統繼電保護”的教學內容多、課時少、起點高，許多畢業生以后并不專門從事繼電保護工作，對這部分學生而言，教學內容又顯得索然無味。

以上這些對當前繼電保護的教學內容和教學模式帶來了極大的挑戰，因此該課程的教學改革勢在必行。為此，我們應該遵照“背靠行業，以應用為主，以夠用為度”的原則，整合新的教學資源，探索新的教學思路。同時，為了積極培養高水平、厚基礎、寬口徑和較強創新能力的電氣工程及其自動化專業的學生，促進本專業學生創新能力培養是我校改革和發展的需要，也是教師自身建設的需要，它關系到我校本科教育整體水平的提升。

一、應用型本科課程教學改革思路

應用型本科的目標應該是培養具有一定基礎知識理論、具有較高的綜合素質、具有較強的實踐能力和適應性，具備解決工程實際問題能力的現場工程師。在相應的課程改革中，為體現應用型本科課程的特色，需要解決好課程目標、課程內容和課程組織三個基本問題。在新的發展形勢下，應用性本科高校課程改革應以就業為導向、能力為本位，應用為目標，明確課程改革與建設的目標、思路等要求，以滿足時代發展的需要。改革思路主要從課程教學改革和實驗教學改革兩個方面來進行。

1.改革教學方法和教學手段。本文主要探索基于工作過程的項目教學方法，此方法起源于高職高專教育，國內外已經做了較多的研究，但在應用型本科教育中是否應該采用這種方法或者說在一些技能型的專業課上是否能局部采用這種方法，國內外還研究得不多。《電力系統繼電保護》是一門專業性、實踐性很強的技能型課程，理論上來說需要大力加強實踐教育、實驗教育，采用項目教學法能夠較好地適應這樣的要求。項目教學法具體來說又分為情景設置、教師引導、學生實踐、項目總結、項目改進五個階段。原則上說學生實踐應該包括實驗部分的內容。通過幾個完整的項目訓練，學生不僅學到了專業知識，溝通能力和學習積極性也得到明顯提高。

2.改革現有的繼電保護實驗體系。本課程是一門理論與實踐并重的比較難學的課程。學生想要學好它，除掌握好理論知識外，還應該通過包括課程實驗、課程設計、綜合實驗甚至畢業設計等實踐性環節才能更全面地理解和掌握保護知識。這門課程學習內容多，實驗學時卻很少，所以老師講起來相當費力。比如我們學院安排《電力系統繼電保護》授課學時為40學時，實驗學時為8學時，這么少的學時要講清繼電保護的內容確實很困難。而且《微機繼電保護》課程沒有開設，這些都對培養學生的實際動手能力帶來不利的影響。改革的思路就是精簡授課學時，以項目的方式來代替，同時增加項目實驗的內容和學時。

二、課程教學改革的內容

項目教學法與傳統教學法的最大不同，就是增加了諸如情景設置、學生實踐和項目總結這樣的教學環節，相應地改變了以往灌輸式的教學方式。我們根據《電力系統繼電保護》的教學大綱，從教學內容抽出幾個項目，分別是三段式電流保護、方向電流保護、距離保護、縱聯差動保護、變壓器保護、發電機保護和微機保護。下面以三段式電流保護為例來說明項目的實施過程：

1.情景設置：以DJZ-III型電氣控制及繼電保護綜合控制實驗保護臺為依托，分析單側電源輸電線路發生短路區內和區外故障以后，線路保護的動作情況。整定三段式電流保護動作值、分析保護的靈敏度。

2.教師引導：這部分和傳統課堂講授的區別在于：講解相應知識點時要以情景設置的項目為背景。比如三段式電流保護包含電流速斷保護、限時電流速斷保護和過電流保護，三種不同的保護如何共存于一條輸電線路上。這就需要分別分析三段式電流保護的作用、原理和整定計算原則、再引出具體的保護接線圖。

3.學生實踐：此項目同時又分解為三個不同的任務，分別為整定計算、接線圖設計和靈敏度分析。學生在課堂上根據網絡參數計算出三段保護的整定電流值，并設計好保護的接線，再根據實際參數拿到實驗課上檢驗結果。

4.項目總結：教師對完成的本階段任務的過程與結果進行分析總結。對學生的表現進行點評，并對主要問題進行集中解決。

5.項目改進：思考進一步改進實驗接線，采用不同的接線形式，靈敏度計算有何不同；思考如果是雙側電源，如何保證保護的正確動作，由此進入下一個項目方向電流保護。

三、實驗教學改革的內容

實驗教學改革的目的是建立與項目教學法相適應的實驗教學體系。傳統繼電保護實驗課的缺點是驗證性實驗過多，教學內容與實驗內容脫節。針對這一現狀我們的改革思路是：

1.增加實驗內容。采用項目教學法以后，一個項目就是一個實踐任務和課題，而項目本身又和理論課緊密聯系，這樣在內容上就增加了實驗的項目。

2.改變實驗方式：實驗除了在內容上與項目教學法互相銜接，在方式上也做了一些改變。學生除了在課堂上做理論分析外，更重要的是需要作出項目實驗的驗證。要求學生依托現有實驗設備，自主設計實驗方案，自主設計實驗接線圖等，還可考察學生動手接線、對錯誤結果的分析，從而將驗證性實驗變成設計型、綜合型實驗，從而促進學生動手能力的培養。

繼電保護的應用現狀與人才培養存在較大的差距，本文從理論與實踐的教學上提出了采用項目教學法來增強應用型本科學生的工程實踐能力。通過實施項目教學法，有效地提升了學生對“電力系統繼電保護”課程的積極性，對增強學生工程實踐能力起到了促進作用。

參考文獻：

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[2]胡文花，仇新艷.行為導向教學模式在“水電站繼電保護應用與設計”課程中的應用[J].北京電力高等專科學校學報，2010，（10）.

基金項目：本文系重慶市高等教育教學改革研究項目（編號：113021）的研究成果

作者簡介：張義輝（1972-），男，重慶人，重慶科技學院電氣與信息工程學院，講師；唐德東（1970-），男，重慶人，重慶科技學院電氣與信息工程學院，教授。