應(yīng)用型本科教育模式下變壓器知識的教學(xué)改革研究

亓玉麗 康建振

摘 要 本文針對應(yīng)用型本科自動化專業(yè)的現(xiàn)狀和特點，結(jié)合變壓器知識的教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)手段等方面做了探索和實踐，構(gòu)建出行之有效的變壓器知識的教學(xué)體系，以期達(dá)到加強學(xué)生實踐動手能力，使學(xué)生的知識更加貼近生產(chǎn)實際的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 變壓器 教學(xué)體系 實踐動手能力

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Teaching Reform of Transformer Knowledge under

Application-oriented Education Model

QI Yuli[1]， KANG Jianzhen[2]

（[1] Shandong University of Science and Technology， Taian， Shandong 271019；

[2] Shandong Luneng Mount. Tai Electric Equipment Co.， Ltd， Taian， Shandong 271000）

Abstract In this paper， aimed at application-oriented automation professional status and characteristics， combined with the knowledge of the transformer teaching objectives， we do the exploration and practice at teaching content， teaching form， teaching means and so on， construct effective teaching system of transformer knowledge， in order to strengthen students'practical ability and make students' knowledge closer to actual production goals.

Key words transformer； teaching system； practical ability

應(yīng)用型本科院校自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)自動化應(yīng)用技術(shù)型、應(yīng)用復(fù)合型人才。在本科院校完整的理論知識體系基礎(chǔ)上，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生面向工程技術(shù)的應(yīng)用能力，使學(xué)生具備自動化行業(yè)的專業(yè)知識和技能，使學(xué)生畢業(yè)后去生產(chǎn)第一線具備從事設(shè)計、制造、運行、研發(fā)和管理工作的能力。本文結(jié)合我校自動化專業(yè)應(yīng)用型本科教育教學(xué)改革工作，對變壓器知識的教學(xué)體系改革進(jìn)行了初步探討和實踐。

1 研究背景

電力變壓器是電力系統(tǒng)中主要的電氣設(shè)備，電力工業(yè)的強力需求，極大地推動了變壓器行業(yè)的發(fā)展壯大。到2011年，全國變壓器總產(chǎn)量已達(dá)到14.3億KVA。電力變壓器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展蒸蒸日上，對精通變壓器知識的人才需求量不斷加大，這正是我們培養(yǎng)變壓器人才的契機(jī)。

變壓器知識是我校自動化、電氣工程及其自動化等專業(yè)的課程所涉及的重要內(nèi)容。從現(xiàn)有課程體系的教學(xué)大綱來看，變壓器知識的講授更側(cè)重于理論，過于強調(diào)變壓器的基本原理和基本特性，缺乏變壓器知識的實踐應(yīng)用性。理論與實踐應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生成績優(yōu)異，但走上工作崗位后，卻無從著手，不能盡快學(xué)以致用。這種教學(xué)效果不是應(yīng)用型本科教育模式下人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

因此，加強變壓器知識的教學(xué)改革研究就成為當(dāng)前應(yīng)用型本科教育模式下自動化專業(yè)深化教學(xué)改革的一個方向。

幾年來，我們在變壓器知識的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)手段等方面都做了大量的研究工作；在構(gòu)建學(xué)生基礎(chǔ)型實驗體系，拓寬綜合型實驗范圍，加強產(chǎn)學(xué)結(jié)合，拓展實習(xí)基地，形成理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實踐教學(xué)三位一體的教學(xué)模式，提高學(xué)生實踐能力等方面進(jìn)行了積極探索，并取得了一定的成效。

2 改革目標(biāo)

變壓器知識的教學(xué)體系包括理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實習(xí)教學(xué)等環(huán)節(jié)。應(yīng)用型本科教育模式下，變壓器知識的教學(xué)改革，應(yīng)重點培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力，形成知識、能力、素質(zhì)三位一體的全新教學(xué)體系。理論教學(xué)上，穿插介紹變壓器知識發(fā)展的最新成果，拓展學(xué)生的知識面；實踐教學(xué)上，減少演示性、驗證性實驗，增加綜合性、設(shè)計性實驗，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。教學(xué)手段上，采用Simulink等仿真軟件，利用多媒體等教學(xué)設(shè)施。教學(xué)形式上，大力拓展工業(yè)見習(xí)的實踐教學(xué)基地，形成專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力與專業(yè)技能有機(jī)結(jié)合的實踐教學(xué)模式。

3 改革內(nèi)容

3.1 分層次實驗教學(xué)新模式

分層次教學(xué)新模式就是將變壓器實驗分為基礎(chǔ)型實驗、設(shè)計型實驗、綜合型實驗三個層次。在不同的實驗層次，對學(xué)生提出不同的要求，以期達(dá)到應(yīng)用型教學(xué)的目的。

（1）基礎(chǔ)實驗層。基礎(chǔ)型實驗內(nèi)容簡單，容易掌握，所以除了依托傳統(tǒng)的實驗室教學(xué)以外，也結(jié)合理論教學(xué)中多媒體教學(xué)設(shè)備，以仿真、圖片或者視頻方式來幫助學(xué)生完成基礎(chǔ)型實驗。

（2）設(shè)計型實驗層。保證基礎(chǔ)型實驗教學(xué)效果的前提下，縮短基礎(chǔ)型實驗學(xué)時，增加設(shè)計型實驗學(xué)時。鼓勵學(xué)生自行設(shè)計實驗項目，拓展學(xué)生自主創(chuàng)新的空間。

（3）綜合型實驗層。該層次為提高層。學(xué)生完成變壓器知識的學(xué)習(xí)以后，所學(xué)知識與實踐脫節(jié)，難以在實踐中發(fā)揮指導(dǎo)作用。為此，我們增添了該層次實驗內(nèi)容。在課程結(jié)束時，可安排學(xué)生設(shè)計制作變壓器，通過變壓器的設(shè)計過程，繞線過程，繞組聯(lián)接方法等方面的實踐，使學(xué)生更好地理解和運用變壓器原理和操作運行等知識，增強所學(xué)知識的應(yīng)用性。通過這一新模式的構(gòu)建，加強了實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，強化應(yīng)用、突出能力、鼓勵創(chuàng)新。

3.2 理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實踐教學(xué)三位一體教學(xué)模式

由于綜合型實驗的系統(tǒng)性，連貫性難以在1個實驗學(xué)時中完成，因此將綜合型實驗教學(xué)內(nèi)容貫穿于理論教學(xué)始終。在理論教學(xué)中，應(yīng)用Simulink等仿真軟件進(jìn)行動態(tài)仿真，利用多媒體教學(xué)設(shè)施，將課堂理論教學(xué)和變壓器的仿真實驗緊密結(jié)合。在理論課堂完成演示型，驗證型實驗；將仿真實驗與變壓器的綜合型實驗相配合，軟件仿真與設(shè)計實踐相結(jié)合。

理論教學(xué)輔助實驗教學(xué)的同時，也可通過實驗教學(xué)輔助理論教學(xué)。將理論課堂搬到實驗室中，通過直觀的實驗現(xiàn)象，讓學(xué)生更好地理解抽象枯燥的理論知識，真正實現(xiàn)理論實踐一體化。比如電機(jī)與拖動基礎(chǔ)課程中空載實驗與短路實驗，為了讓學(xué)生更好的理解，將這部分內(nèi)容的講授放到實驗室，通過實驗電路的搭建，實驗數(shù)據(jù)的測量，給學(xué)生直觀的解釋。

在教學(xué)內(nèi)容上，拓展了教學(xué)寬度，增加變壓器最新技術(shù)及成果，拓寬學(xué)生的知識面，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新技術(shù)，緊跟科技更新的步伐，掌握學(xué)習(xí)新知識的方法。

在教學(xué)形式上，充分發(fā)揮校內(nèi)外變壓器實習(xí)基地的優(yōu)勢，突出模擬仿真場景，為學(xué)生真實了解現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程做準(zhǔn)備。

在實習(xí)環(huán)節(jié)中，增加簡單故障檢修和綜合故障檢修等方面的知識。同時將高級電工維修技能等級證的考證與實習(xí)相結(jié)合。真正建立理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實踐教學(xué)一體化教學(xué)模式。

3.3 校企聯(lián)合的教學(xué)模式

在校外建立校企聯(lián)合的實習(xí)基地，增加學(xué)生工業(yè)見習(xí)的機(jī)會，加強理論知識的實踐性教學(xué)。

鑒于學(xué)校的實驗條件有限，變壓器容量有限，有些實驗效果不明顯，產(chǎn)學(xué)結(jié)合的校外實習(xí)基地，可以幫助學(xué)生完成相關(guān)實驗。比如，電機(jī)與拖動基礎(chǔ)課程中空載實驗與短路實驗。為了讓學(xué)生更直觀地了解這部分內(nèi)容，要求學(xué)生先預(yù)習(xí)，記錄疑點、難點，并設(shè)計實驗電路。然后我們將理論課堂搬到變壓器廠，變成現(xiàn)場教學(xué)，使學(xué)生現(xiàn)場觀察工人師傅進(jìn)行實驗的全過程，并且根據(jù)教學(xué)需要，給學(xué)生兩組實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，如表1、2。

表1 S11—630KVA/10 （10KV/0.4KV）變壓器空載實驗與短路實驗的數(shù)據(jù)

表2 S11—500KVA/10（10KV/0.4KV）變壓器空載實驗與短路實驗的數(shù)據(jù)

學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析，得出變壓器銅耗，鐵耗，激磁阻抗，繞組阻抗等參數(shù)。同時學(xué)生根據(jù)兩個不同容量變壓器得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行了額定電壓時，空載損耗、空載電流的百分?jǐn)?shù)比對和額定電流時，短路損耗、短路電壓的百分?jǐn)?shù)比對，結(jié)果如表3、4所示。

表3 S11—630KVA/10 （10KV/0.4KV）空載實驗與短路實驗數(shù)據(jù)的百分?jǐn)?shù)（%）

表4 S11—500KVA/10（10KV/0.4KV）空載實驗與短路實驗數(shù)據(jù)的百分?jǐn)?shù)（%）

通過比對，發(fā)現(xiàn)變壓器的空載損耗、空載電流、短路損耗的百分?jǐn)?shù)隨著變壓器容量的增大而降低；而短路電壓隨著變壓器容量的增大而增大。通過現(xiàn)場實驗過程的體驗，實驗數(shù)據(jù)的分析，學(xué)生對抽象的理論知識有了直觀認(rèn)識，消除了疑問。這種教學(xué)方式效果積極明顯，促使學(xué)生對變壓器的理論學(xué)習(xí)更有興趣。

4 總結(jié)與展望

以上是筆者對變壓器知識的教學(xué)改革的一點體會和看法。增加綜合性、設(shè)計性實驗，提高學(xué)生理論聯(lián)系實踐能力的同時，當(dāng)然也存在諸多問題亟待解決。一是加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，耗占了學(xué)生的不少業(yè)余時間；二是加大了實驗室損耗，增加了不少投入；三是大大增加了教師的工作量。雖然困難存在，但這不影響改革大局，改革是方向，只有改革，才有出路，教學(xué)水平才能提高。變壓器是一門理論和實踐緊密結(jié)合實踐性強的課程，所以如何利用好現(xiàn)有實驗條件，充分利用好有限時間，做好這門課程的教學(xué)工作，是我們教師的一大課題。

參考文獻(xiàn)

[1] 王進(jìn)野.電機(jī)拖動與控制.天津：天津大學(xué)出版社，2008.

[2] 任禮維.電機(jī)與拖動基礎(chǔ).浙江：浙江大學(xué)出版社，2000.

[3] 淺談我國變壓器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢.中國機(jī)械資訊網(wǎng)，2005.

[4] 張冬梅.以就業(yè)為導(dǎo)向的高職院校人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建.教育探索，2006（2）.