《礦山供電技術與安全》課程教學改革的探討

趙永秀

摘要：針對《礦山供電技術與安全》課程內容龐雜、涉及知識面較寬、實踐性較強的特點，本文從“說課”談如何激勵學習興趣，采用多種教學方法和多種教學模式提高“教”與“學”的效果，并結合礦山電氣學科優勢，建立礦山供電特色實驗室，在實踐教學中重視綜合性實驗，這有助于培養學生動手和獨立解決問題的能力。

關鍵詞：礦山供電；教學改革；說課；特色實驗

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）26-0104-02

“礦山供電技術與安全”是自動化專業唯一的一門強電專業課程，也是我校采礦專業的選修課。該課程對培養學生綜合分析問題能力、了解掌握供電專業的學科前沿的動態以及對電力相關專業課程的進一步學習起著非常重要的作用。可是由于該課程內容龐雜、涉及知識面較寬、工程實踐性較強以及礦山供電技術和新設備發展比較快等特點，這使得學習比較枯燥，且難于掌握。而且近幾年隨著專業培養模式及教學計劃等多方面的改革，各工礦企業對學生的專業水平要求也不斷提高，這將對教學提出更高要求。

因此根據近年來的教學和實踐經驗，本文主要從“說課”談如何激勵學生學習的積極性，在課程講授過程中采用多種教學方法和多種教學模式。還有為了提高學生的實踐能力，除了做常規實驗之外，還讓學生自己動手做一些綜合性實驗及設計。

一、從“說課”談如何激勵學習興趣

目前大學生都比較實際，認為沒有用、沒有意思的課不學，因而對《礦山供電技術與安全》這門綜合性較強的課程來說，要讓學生喜歡這門課，不是一件簡單的事。為此本節主要從“說課”來談如何激勵學生學習的積極性。

1.說課程定位。“礦山供電技術與安全”是自動化專業唯一的一門強電專業課。學生剛接觸此課程時，一般不知學完該課程后能干什么。因此教師首先讓學生明白該課程的作用：學習本專業可為今后從事供電系統電氣設計、系統調度、設備生產調試及檢修、變配電所運行維護等提供堅實的理論知識和實踐基礎。通過《礦山供電技術和安全》課程的講授，使學生掌握簡單供電系統的初步設計和變配電所運行維護所需要的基本理論和基本知識，初步掌握供電系統的設計思路及方法，為今后從事供電工作奠定良好的基礎。

2.說教學內容。如果學生不了解電氣學科和《礦山供電技術與安全》課程的知識結構體系，就會感覺該課程的教學內容龐雜、無頭緒，這使學習比較枯燥、難于掌握。因此從學生角度出發，教師不但要注重教學要點，還要關注教學內容的內在聯系。該課程以供電系統設計為主線，將其分成五大模塊，而且根據我校特色補充了專題部分，該課程的知識結構體系如圖1所示。

一是緒論，理清“礦山供電技術與安全”課程各章節的關系，幫助學生構建該課程的知識結構體系。

二是礦山供電系統設計的理論，主要講述供電系統中性點運行方式、負荷計算、無功補償和短路計算及穩定性校驗，是供電系統設計的重要內容，也是對課程整體認識及貫穿各章節重要內容的講授。

三是一次系統，依據電氣主接線圖，講述各變電和開關電器設備的工作原理、功能及選擇、倒閘操作，是重點內容，其中主接線的應用是本部分難點。

四是二次系統，主要講述斷路器的二次回路、線路的過流保護和單相接地保護、變壓器差動保護和瓦斯保護、自動重合閘原理和備用電源自投裝置。此部分表面上是相對獨立的，但保護類型和整定值又取決于系統接線形式、供電容量和短路電流等，它們之間存在內在聯系。本部分的難點是保護整定計算。

五是防雷設備及接地，講述避雷設備的原理和保護范圍和接地類型。

六是專題部分，礦山供電安全、電能質量和無功補償，講解傳統的供電安全、礦山井下供電系統和礦用供電設備的原理、煤礦的三大保護和電力變壓器的經濟運行，是重點內容，其中漏電保護原理是難點。

二、有效地采用多種教學方法和教學模式

1.教學方法。近幾年隨著專業培養模式及教學計劃等多方面的改革，傳統的教學方法已經顯得落伍，不能滿足工礦企業供電專業技術人才的培養需求，因此迫切需要調整教學方法，以便提高教學效果。

（1）采取形式多樣的教學方法，講深講透課程的基本概念、基本原理和基本計算方法，教學內容要有主次，重點和難點問題要突出以及要講清出各知識點的內在聯系。對于比較抽象的知識，可借助參觀學習，可加深對教學內容的認識與理解。

（2）適當增添新內容。由于現代化電氣設備、新知識和新技術的迅速發展，以前陳舊的知識已經不適合社會的發展，因此教師必須適當地壓縮常規知識，而增添較新內容：選用較新教材；適當補充教科書之外的和學科發展前沿的新知識及新技術，如智能設備、高壓柔性直流輸電、變電所綜合自動化和諧波與抑制等，并結合實例講解，可激勵學生學習興趣，活躍課堂氣氛，同時也可擴大學生的知識面，為將來工作打下基礎。

（3）善于提問可提高課堂互動性。教師可在上課開始時提出問題，讓學生帶著問題聽課，這可激發學生思維，活躍課堂氣氛，調動積極性。有效地組織課堂討論，通過老師和學生共同分析問題，鼓勵同學積極發表意見，這可加深同學們對科學知識的理解。建立課程網絡平臺，可在網絡空間上進行討論、答疑，提交作業，發布通告和研究專題等，為學生創造網絡學習的條件。這使老師和同學之間的互動形式多樣化，可有效縮短他們之間的距離，很好地激勵學生學習的積極性。

（4）在教學中引用一些成功與失敗的案例。大多數學生對失敗案例特別感興趣。為什么是這樣？帶著想法學習，更有利于理解掌握專業知識。例如講授斷路器和隔離開關的倒閘操作時，先讓學生看一組有關斷路器和隔離開關不同操作順序的視頻。同學們會反問：為什么停電時先拉開斷路器，再拉開隔離開關；送電時，先合隔離開關再合斷路器呢？這時教師再講授倒閘操作知識，學生很容易理解。

（5）注重歸納總結所學知識。引導學生對所學知識點進行歸納總結，并主動對所學知識進行運用。實際上《礦山供電技術與安全》課程各章節知識的連貫性很強，若把各部分獨立講解，這樣將顯得各知識點更加零亂，更難掌握。如針對電氣設備選擇，不僅要掌握設備的工作原理和結構，還要用到額定電壓和計算負荷按照正常條件選擇，利用短路電流進行設備的穩定性校驗，并且合理的電氣設備將提高電氣主系統的可靠性、靈活性等優點。總之若能按一定順序把所學知識進行歸納，那么所學內容將構成一個樹狀的知識結構體系，就能合理地利用短暫的教學時間，提高學生的學習能力和積極性。

2.采用多種教學模式。供電技術的傳統教學方法使課堂氣氛過于沉悶，教學手段過于單調，不利于提高學習積極性。為此，針對不同的知識點采用合適的教學模式或者多種教學模式有效地結合，將有助于提高“教”與“學”的效果。

（1）對工廠的電力負荷、短路電流及電氣設備穩定性校驗、無功補償、避雷設備的保護范圍和繼電保護整定計算等內容，采用傳統的課堂講授模式。

（2）對礦山供電系統的電氣主接線、防雷接地、供電線路的鋪設、變電所的結構及布置和斷路器的二次回路等內容，以實物圖為輔進行教學；對變壓器、開關電器等電氣設備的結構和原理等內容，以實物教學為主。

（3）在傳統和數字化變電站的比較、設備短路故障的發生過程及造成后果等，可精心制作并適時插入動、靜的實物圖，也可增設和插播現場錄像等，這樣可提高本課程的“教”與“學”的趣味性，并能增強學習積極性。對于不易理解的開關電弧等微觀問題，可將其宏觀化，有助于理解。

三、加強實驗課程的改革

1.注重常規實驗和加強綜合性實驗。為了提高學生的動手和解決問題的能力，我校開設了該課程的常規實驗和綜合性實驗。常規實驗的教學內容包括繼電器原理及性能測試、單一的繼電保護裝置設計、礦用設備的結構原理實驗、線路繼電保護平臺演示和土壤電阻率測試等，主要是強調基本知識的掌握，強化理論教學效果。綜合性實驗包括基于PLC的繼電保護裝置設計、供電系統的仿真等，目的是綜合利用所學知識，提高學生獨立思考問題、解決問題和協作能力。

2.構建特色實驗室、加大實驗投入。我校大力投入《礦山供電技術與安全》課程的實驗室建設，已建供電系統綜合自動化實驗室、繼電保護實驗室、高電壓技術實驗室，為了體現我校在礦山電氣學科領域的研究特色和學科優勢，還建設了礦山電力自動化及供電安全技術實驗室，集礦山電力綜合自動化、礦井供電網安全監控系統、本質安全電路實驗裝置平臺、電力設備等為一體的實驗室，并可對電網絕緣檢測與漏電保護進行研發。此實驗室是開放式實驗室，主要以綜合性和設計性實驗為主，培養學生的實踐能力。

3.提倡學生自主設計。對于那些學習優秀的學生來說，可按照自己的興趣，老師指導他們進行供電方面的設計和編程，這對于增強學生的動手能力和培養創新思維均有益處。

4.靈活運用仿真工具。為了加深學生對整個供電系統的認識，要求學生運用計算機軟件CAD進行變配電一、二次接線的電氣制圖，利用組態軟件搭建供電系統的監控仿真平臺。

近年來，在《礦山供電技術與安全》課程教學改革中做了一些研究和探索，并運用到實際教學中，得到了同行和學生的好評。本文結合礦山電氣科學領域的研究特色和學科優勢，以及近年來的教學和實踐經驗，從“說課”談如何激勵學生學習的積極性，并采用多種教學方法和多種教學模式去適應目前的教學環境以及提高“教”與“學”的效果。為了提高學生的動手能力，在實踐教學中特寫重視綜合性實驗，這有助于培養學生獨立分析問題、解決問題的能力。

參考文獻：

[1]付周興.供電技術[M].大連理工大學出版社，2011.

[2]馬春燕，陳燕，杜永貴，曲兵妮.工廠供電技術教學的探索與實踐[J].大學教育，2013，（6）：56-57.