高壓開關柜實訓的立體化教材建設

董爽+鄭德庫+楊宏偉+趙妍

摘要：立體化教材是高校教材建設的一種新理念和新思想。文章針對電氣類專業的特點及其實踐教學環節中存在的問題，對高壓開關柜專業實訓的立體化教材建設進行了研究，整體教材突出了實用性和工程應用性，實現了參與式學習、個性化學習、自主式學習的有機結合。

關鍵詞：立體化教材；實踐教學；高壓開關柜

實踐（實驗）教學是高等學校人才培養的一個重要環節，是教學過程中不可或缺的重要組成部分，是培養學生工程實踐能力、工程應用能力和創新精神的重要橋梁，而實踐教材是實現這一人才培養目標的重要載體之一。因此，建設與培養適應社會需求的工程應用型人才相符合的實踐類教材，對于高等工程院校的人才培養至關重要[1]。

1立體化教材

立體化教材是指依托現代教育技術，以能力培養為目標，以紙質教材為基礎，以多媒介、多形態、多用途、多層次的教學資源和多種教學服務為內容、配套教學出版物的集合[2立體化教材能夠更好地滿足教與學的需要，適應社會市場對人才培養的需求，同時亦可以適應并促進現代教學理念、教學方式和手段的改革。教材的立體化建設己成為目前教材建設的一個新趨勢[4]。

立體化教材主要包括：紙質主教材、助學和助教電子課件、網絡等其他教與學支撐平臺等。通過教材的立體化建設可以推進對現有的教材內容、傳統的教學方式和手段、以單一書本為主的教學模式等的改革[5]。

2依托高壓開關柜實訓設備的電氣類專業實踐

電氣類專業專科畢業生主要從事電力生產一線的技術性工作，要求學生具有較強的工程意識及實踐動手能力，而實踐教學是高校培養高質量的應用型工程技術人才的重要途徑[6]。

“發電廠電氣設備”課程是一門理論與工程應用緊密結合的專業課，其工程性、實踐性較強[7]。高壓開關設備是該門課程的重要部分，也是電力系統中的重要電氣設備[8]。

開關柜（又稱成套開關或成套配電裝置），是以斷路器為主的電氣設備，作為電力系統中接受和分配電能的裝置。組成高壓開關柜的元件一般有：隔離開關、斷路器、接地開關、熔斷器、互感器、套管、絕緣子、母線、避雷器等，均是電力系統中重要的電氣設備。高壓開關柜實訓設備分為母線隔室、斷路器隔室、電纜隔室及低壓隔室等，避雷器、電流互感器、接地閘刀、真空斷路器、繼電保護系統等。因此，依托高壓開關柜實訓設備，開展高壓電氣設備的實踐教學，輔助于理論教學，能夠有效地提高學生的工程意識和實踐動手能力、崗位就業能力，縮短學生工作后的上崗時間。

3高壓開關柜實訓教材的立體化建設

3.1現存在的問題

目前，高壓開關柜實訓教材的形式單一（紙質教材）、內容與形式較陳舊、乏味，無法激起學生的學習興趣；無法給學生提供有效的課前預習和課后復習的學習載體。在實訓過程中，學生僅僅是照著教材中的實驗步驟按部就班地進行實驗、記錄實驗數據。由于高壓開關設備結構復雜，生活中很難接觸到，其操作與調試更是繁雜難懂。所以，在有限的實踐教學時間內，學生無法充分認知電氣設備的結構、掌握電氣設備的相關操作與調試等。

因此，針對存在的問題，依托現代教育理念和網絡技術平臺，對高壓開關柜實訓課程進行立體化教材建設。教材形式主要包括紙質教材、多媒體教材和網絡教學平臺。

3.2立體化實踐教材的建設

3.2.1編寫實驗、實訓指導書（紙質教材）

紙質教材是整體教材建設的主體。按照“發電廠電氣設備”課程和專業實訓的教學目的和要求，結合電力行業生產一線的實際，認真研究開發實訓項目，編寫指導教材。教材以工程技術和實踐動手能力培養為主線，緊密結合理論教學，主要包括實訓須知、高壓開關柜的認知、高壓開關柜的安裝與操作3個模塊。

（1）實訓須知。該模塊主要包括高壓開關柜設計安裝規范和要求、實訓室安全操作規范要求和實訓報告的撰寫規范及要求。主要涵蓋以下內容。

①關于高壓開關柜技術性的部分國家標準與規范，供學生課外查閱。

②高壓開關柜的安裝要點：設備要求、作業條件、配電柜（盤）安裝、柜（盤）實驗調整、送電運行的條件及送電等。

③高壓開關柜的防護要求和試驗要求等。

④在實訓室安全操作規范中引入電力生產一線的安全操作規程，培養學生的安全意識和工程意識。

⑤實訓報告中設計“課后思考”部分，形式包括：實驗后反思，新型設備資料查閱，實驗中可能出現的小事故的處理與分析等。

（2）高壓開關柜設備認知。該模塊重點介紹高壓開關柜設備及其技術參數和結構特點、新系列高壓開關柜的型號及其與老系列型號之間的差異等。使學生了解高壓開關柜的組成、功能及接線方式；了解高壓開關柜的一、二次設備的結構、工作原理；掌握高壓開關柜及其電氣設備的選型。

（3）高壓開關柜的安裝與操作。基于高壓開關柜的實訓操作項目的設計是實踐教材的重中之重，對整個實踐教學效果起到關鍵性作用。本模塊設計從內容和要求上盡可能做到對生產一線工程實際操作的完美模擬。

①高壓開關柜的設計安裝。闡述高壓開關柜的安裝要求、安裝程序等。包括開關柜的安裝、母線的安裝、電纜的安裝、開關柜接地裝置及開關設備安裝后的檢查等。

②高壓開關柜送電操作。闡述高壓開關柜的“五防”聯鎖操作要求和開關的4種運行狀態：運行、熱備用、冷備用、檢修；詳細介紹高壓開關柜送電操作程序和注意要求。

③高壓開關柜停電操作。包括停電操作、手車拉出柜外操作、高壓電纜室停電檢修操作、高壓母線室停電檢修操作，并給出實訓操作時的注意事項。

④VS1真空斷路器檢查與試驗。包括：合閘、分閘操作的工作原理，有接地開關的斷路器柜操作，無接地開關的斷路器柜操作，一般隔離柜的操作，VS1型斷路器操動機構二次回路及其試驗等。

⑤高壓開關柜倒閘操作。在該模塊中系統介紹倒閘操作的基本技術安全要求、執行倒閘操作的步驟、倒閘操作票的填寫等相關知識。具體倒閘操作訓練有：endprint

a.10kV開關由運行狀態轉為檢修狀態；

b.10kV開關由檢修狀態轉為運行狀態；

c.10kV線路由運行狀態轉為檢修狀態；

d.10kV線路由檢修狀態轉為運行狀態；

e.10kV開關由運行狀態轉為冷備用狀態（手動儲能方式）；

f.10kV開關由冷備用狀態轉為運行狀態（手動儲能方式）。

該部分實訓項目在設置上給學生留有發揮空間，注重工程實踐能力和團隊合作精神的培養。

3.2.2多媒體教材開發

開發并制作相應的實踐教學課件，與紙質教材相配套，從而提高實踐類教學效果。多媒體課件可以直觀地為學生展示高壓開關設備的機構，動畫演示高壓開關的送電、停電操作等。多媒體課件可以大大提高學生的學習興趣，可作為學生課前預習的“指導教師”，減少實訓中熟悉設備的時間，改變以往僅以板書講解、所有學生圍著設備聽講的教學模式，從而優化了實踐教學環境。

3.2.3網絡教學平臺建設

利用網絡教學平臺的優勢，以微信和東北電力大學“544核心課程”數字化教學平臺為載體，建設網絡教學環境，開發網絡教材。網絡教材以圖片、影像為主體，引入各類電氣設備的圖片、現場事故圖片、現場操作錄像及培訓錄像等，同時配以相關的習題與思考。通過網絡教材，學生可以自主學習，有效地進行課前預習和課后復習，可以提前接觸工程實際，明確實踐教學環節的意義，正視學習態度，從而提升課上教學效果，完善整個教學體系。

4結語

以紙質教材（指導書）為基礎，制作與教材相配套的多媒體教學課件，直觀地展示高壓開關柜的結構及操作等；借助于網絡技術平臺，開發網絡教材，實現了單一紙質教材支持的參與式學習、多媒體課件支持的個性化學習、網絡教材支持的自主式學習的有機結合。

[參考文獻]

[1]申繼偉，張晨，曾志鵬.加強立體化教材建設提升應用型教育效果[J].中國現代教育裝備，2016（13）：74-76.

[2]黃榮，懷郭芳.立體化教材的設計與開發[J].現代教育技術，2008（10）：105-109.

[3]魏江江.立體化教材建設的思考與實踐[J].科技與出版，2011（9）：30-32.

[4]李彬.新建本科院校立體化教材建設探析[J].教育與職業，2007（11）：33-34.

[5]曹海平.實驗課程群的立體化教材建設[J].實驗室研究與探索，2011（5）：104-106，145.

[6]王艷松，張加勝.電氣工程及其自動化專業實踐教學改革與探索[J].電氣電子教學學報，2007（2）：86-87，101.

[7]李穎峰，馬永翔.《發電廠電氣部分》課程教學改革實踐[J].中國電力教育，2008（15）：80-81.

[8]程桂林，宋維，寧陳躍高壓開關檢修”教學中的實踐與體會[J].中國電力教育，2012（33）：49-50.endprint