黃貞輝，涂 建，詹習(xí)生，高紅亮，楊錦園，萬(wàn)里光

(湖北師范大學(xué) 電氣與自動(dòng)化學(xué)院，湖北 黃石 435002)

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型時(shí)期，而工業(yè)作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)的基石，也需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)的升級(jí)、布局的優(yōu)化。而工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，需要大量應(yīng)用型人才[1]，于是應(yīng)用型本科教育也就由此產(chǎn)生。早在2016年教育部、國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部印發(fā)了《關(guān)于引導(dǎo)部分地方本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見(jiàn)》，我校積極響應(yīng)，成為應(yīng)用型本科高校首批試點(diǎn)，隨后我校又采取了本科人才培養(yǎng)方案的修訂等多種舉措，盡快轉(zhuǎn)變我校應(yīng)用型本科教育的知識(shí)體系[2]?；诖耍疚囊浴峨娏ο到y(tǒng)繼電保護(hù)》為例并對(duì)我校傳統(tǒng)的教學(xué)、考核方式進(jìn)行探討，研究改革方案。

1 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程的教學(xué)背景與現(xiàn)狀

《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》是一門(mén)難度較大、綜合性與實(shí)踐性強(qiáng)、理論要求較高的電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)核心課程(甚至有同學(xué)將其視為電氣專(zhuān)業(yè)的“四大天書(shū)”之一)。該門(mén)課程內(nèi)容主要涉及《電路分析》《數(shù)字電子技術(shù)》《模擬電子技術(shù)》《電機(jī)學(xué)》《工廠(chǎng)供電》《電力系統(tǒng)分析》《發(fā)電廠(chǎng)電氣設(shè)備》以及《高等數(shù)學(xué)》等多門(mén)課程，加上電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的類(lèi)別較多，而且每種保護(hù)的邏輯性較強(qiáng)，理解起來(lái)不是很容易。而部分學(xué)生專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)往往不扎實(shí)，對(duì)繼電保護(hù)簡(jiǎn)單的理論尚能理解，但是對(duì)難度稍微大的內(nèi)容，比如零序分量保護(hù)，距離保護(hù)中系統(tǒng)振蕩閉鎖，輸電線(xiàn)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，變壓器縱差保護(hù)等，以及相關(guān)計(jì)算比較吃力，導(dǎo)致不少學(xué)生在學(xué)習(xí)該門(mén)課程時(shí)，在課堂上聽(tīng)不懂，課后自己看書(shū)，又難以理解，時(shí)間一長(zhǎng)，學(xué)生對(duì)該門(mén)課程就沒(méi)有了興趣，學(xué)習(xí)起來(lái)比較困難。

前兩年，我院新修訂了本科人才培養(yǎng)方案，將繼電保護(hù)的課程地位由專(zhuān)業(yè)選修課程提高為專(zhuān)業(yè)核心課程，課程的學(xué)時(shí)由32個(gè)學(xué)時(shí)(授課學(xué)時(shí)為28學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為4學(xué)時(shí))提高到48個(gè)學(xué)時(shí)(授課學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為8學(xué)時(shí)) ，增加了學(xué)時(shí)，對(duì)該門(mén)課程的學(xué)習(xí)提供了時(shí)間保證，對(duì)學(xué)習(xí)效果大有裨益。但是即便如此，學(xué)時(shí)也仍然不多，而且《微機(jī)繼電保護(hù)》的內(nèi)容也涵蓋在本課程內(nèi)，靠這40個(gè)學(xué)時(shí)要講清繼電保護(hù)的內(nèi)容還是比較困難的。

應(yīng)用型本科教育的目標(biāo)是培養(yǎng)具有一定的理論基礎(chǔ)知識(shí)、具有較強(qiáng)實(shí)踐能力、具有解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的現(xiàn)場(chǎng)工程師。然而很多學(xué)生對(duì)繼電保護(hù)的基本理論知識(shí)尚不能很好掌握，就更談不上實(shí)踐能力。另外，現(xiàn)在工廠(chǎng)企業(yè)大量應(yīng)用微機(jī)繼電保護(hù)，而大部分高校的教學(xué)內(nèi)容主要還停留在傳統(tǒng)繼電保護(hù)原理的講解上面，常規(guī)保護(hù)內(nèi)容固然重要，但如果只講常規(guī)保護(hù)，就會(huì)導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際需求脫節(jié)的現(xiàn)象，所以學(xué)生踏入社會(huì)后難以找到工作，而找到工作的同學(xué)，仍需投入時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)繼電保護(hù)新技術(shù)。而學(xué)校課堂講述的常規(guī)保護(hù)所采用的各種保護(hù)裝置的原理和結(jié)構(gòu)一般都較復(fù)雜，理解起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，最后工作中卻往往“沒(méi)多大用”[3]。這些問(wèn)題的存在，對(duì)應(yīng)用型本科高校培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操能力帶來(lái)不利影響。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教學(xué)改革探析

改革的思路就是精簡(jiǎn)授課內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和學(xué)時(shí),或增加課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性環(huán)節(jié)。

2.1 精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，提高實(shí)踐環(huán)節(jié)比例

該門(mén)課程內(nèi)容較多，但我校學(xué)時(shí)偏少，而學(xué)生的前期專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)往往較弱，所以需要精簡(jiǎn)授課內(nèi)容，去繁就簡(jiǎn)，選取該課程的重點(diǎn)內(nèi)容講解。結(jié)合近幾年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)內(nèi)容方面去調(diào)整本課程授課內(nèi)容。第一章緒論，重點(diǎn)介紹電力系統(tǒng)的正常狀態(tài)、不正常狀態(tài)、故障狀態(tài)，以及繼電保護(hù)的基本概念、作用、類(lèi)型、 工作原理、要求等，從緒論開(kāi)始激發(fā)起同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)同學(xué)們對(duì)該門(mén)課程的重視。第二章電網(wǎng)的電流保護(hù)， 重點(diǎn)講解單側(cè)的相間三段式電流保護(hù)，本節(jié)也是后續(xù)距離保護(hù)的基礎(chǔ)，是重中之重，同時(shí)方向性電流保護(hù)原理，零序電流保護(hù)，單相接地保護(hù)也要重點(diǎn)講解，對(duì)其中的深入計(jì)算，動(dòng)作方程推導(dǎo)，接線(xiàn)方式分析等繁瑣的內(nèi)容可以適當(dāng)刪減或略講。第三章電網(wǎng)距離保護(hù)，重點(diǎn)講解距離保護(hù)構(gòu)成，阻抗繼電器動(dòng)作特性，距離保護(hù)三段式的整定配合，振蕩閉鎖的概念、措施、過(guò)渡電阻的影響等，其他內(nèi)容可以壓縮略講。 第四章縱聯(lián)保護(hù)，重點(diǎn)講解故障特征分析，方向式縱聯(lián)保護(hù)以及縱差保護(hù)原理，可以略講其中的兩側(cè)電流同步測(cè)量以及相關(guān)誤動(dòng)作分析等內(nèi)容。第五章自動(dòng)重合閘，重點(diǎn)講解其作用及要求、原理等，對(duì)自適應(yīng)重合閘等可以適當(dāng)刪減。后面變壓器的縱差保護(hù)、后備保護(hù)、發(fā)電機(jī)的的主保護(hù)、母線(xiàn)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)等內(nèi)容可以重點(diǎn)講解，其他內(nèi)容可以適當(dāng)刪減[4]。

在講完前述內(nèi)容基礎(chǔ)上，可以增加微機(jī)保護(hù)的相關(guān)知識(shí)，目的是使學(xué)生了解當(dāng)前企業(yè)的工作內(nèi)容；增加電力系統(tǒng)二次回路知識(shí)，增加仿真軟件MATLAB在該課程教學(xué)上的應(yīng)用內(nèi)容，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力。在我院電力系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)中適當(dāng)加入繼電保護(hù)部分的設(shè)計(jì)，另外還可以通過(guò)企業(yè)見(jiàn)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)加入繼電保護(hù)的相關(guān)部分。讓繼電保護(hù)課程更貼近實(shí)際，讓學(xué)生感到學(xué)有所用，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2.2 教學(xué)方法的改革

1)深入講解，及時(shí)復(fù)習(xí)，查漏補(bǔ)缺。以往教學(xué)為了趕進(jìn)度，有些重點(diǎn)或難點(diǎn)內(nèi)容只能快速帶過(guò)，導(dǎo)致學(xué)生聽(tīng)不懂，而繼電保護(hù)課程的連貫性比較強(qiáng)，從而影響后續(xù)相關(guān)內(nèi)容的理解，容易導(dǎo)致前后內(nèi)容都不懂。在精選教學(xué)內(nèi)容后，就可以將多出的課時(shí)再重新進(jìn)行分配，深入講述重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，便于學(xué)生課下有較充足的時(shí)間復(fù)習(xí)和查缺補(bǔ)漏，只有本節(jié)內(nèi)容掌握扎實(shí)后再進(jìn)行下一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，這樣學(xué)生才有收獲，學(xué)習(xí)才有信心。需要注意的是，精簡(jiǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，是為了讓學(xué)生更好地理解掌握這門(mén)課程，學(xué)習(xí)要求并不降低，減負(fù)不意味著減壓。

2)依托多媒體教學(xué)，提高學(xué)習(xí)趣味性。目前，本專(zhuān)業(yè)大多數(shù)專(zhuān)業(yè)課程的課堂，老師在臺(tái)上賣(mài)力講課，口沫橫飛，而臺(tái)下鴉雀無(wú)聲，而相當(dāng)一部分同學(xué)不是在聽(tīng)課，而是在玩手機(jī)，或者搞別的小動(dòng)作。而像繼電保護(hù)等課程，難度較大，比較枯燥，學(xué)生一旦聽(tīng)不懂，就提不起精神，就會(huì)上課開(kāi)小差。而此時(shí)可以充分利用多媒體圖文并茂、可視化的特點(diǎn)，在課程的教學(xué)中可以播放課程相關(guān)視頻、實(shí)物演示、繼電保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)圖片視頻展示與播放、相關(guān)保護(hù)案例圖文講解等豐富教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生理解課程中保護(hù)原理，提高其學(xué)習(xí)的趣味性。融合板書(shū)教學(xué)與多媒體教學(xué)方式、靈活設(shè)置討論、案例教學(xué)法以及項(xiàng)目化教學(xué)法等，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)為主動(dòng)。

2.3 實(shí)踐教學(xué)改革

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的理論性較強(qiáng)，但與生產(chǎn)實(shí)踐密切聯(lián)系，是一門(mén)理論與實(shí)踐并重的學(xué)科。只有將抽象的理論和實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，才能更好地理解課堂上的理論知識(shí)，同時(shí)更好地指導(dǎo)實(shí)踐，體現(xiàn)該課程的價(jià)值[5]。結(jié)合我校實(shí)際情況可以從以下角度來(lái)考慮：

1)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。學(xué)院目前建立了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室，采購(gòu)的是求是公司的EPL-II型電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置(包含繼電器、變壓器保護(hù)實(shí)驗(yàn)組件、變壓器及單相可調(diào)電源(加過(guò)流保護(hù)))。目前可圍繞繼電保護(hù)各種繼電器的原理，以及電流保護(hù)、距離保護(hù)、自動(dòng)重合閘、變壓器保護(hù)等類(lèi)別做一些驗(yàn)證性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以加深對(duì)繼電保護(hù)理論的理解。目前可做的實(shí)驗(yàn)有各種繼電器實(shí)驗(yàn)，6～10kV 線(xiàn)路過(guò)流保護(hù)實(shí)驗(yàn)、低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)重合閘前加速保護(hù)實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)重合閘后加速保護(hù)實(shí)驗(yàn)、變壓器正常運(yùn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)、Y/Y-12雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)、變壓器電流速斷實(shí)驗(yàn)等。由于該課程課時(shí)有限，可以考慮將多個(gè)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)按課時(shí)分解，加大每節(jié)課實(shí)驗(yàn)任務(wù)量，于是實(shí)驗(yàn)原理接線(xiàn)的理解等工作量加大，需要課下多花時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，盡量模擬實(shí)際生產(chǎn)情況，設(shè)置各種短路情形，觀(guān)察信號(hào)繼電器動(dòng)作特點(diǎn)、斷路器跳閘情況并進(jìn)行理論分析。從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

2)校外實(shí)習(xí)基地開(kāi)發(fā)建設(shè)。由于我校地處四線(xiàn)城市，與電氣專(zhuān)業(yè)對(duì)口企業(yè)相對(duì)較少，而與繼電保護(hù)行業(yè)相對(duì)應(yīng)的企業(yè)則更少，我院教師通過(guò)不斷的走訪(fǎng)和調(diào)研，最終選擇三豐智能、網(wǎng)安科技公司等電氣企業(yè)，作為我院電氣專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)見(jiàn)習(xí)的場(chǎng)所，并與之簽訂長(zhǎng)期協(xié)議。去企業(yè)實(shí)習(xí)或見(jiàn)習(xí)，有利于學(xué)生加深對(duì)繼電保護(hù)原理的理解，也能讓學(xué)生覺(jué)得學(xué)有所用。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)院老師到企業(yè)參觀(guān)交流或者掛職鍛煉，深入一線(xiàn)了解企業(yè)所需，這樣又促進(jìn)了老師反思教學(xué)，改革教學(xué)內(nèi)容或方法，以提高教學(xué)內(nèi)容的有效性，構(gòu)成良性循環(huán)，積極推動(dòng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程的改革與發(fā)展。而學(xué)生則可以通過(guò)在企業(yè)實(shí)習(xí)，熟悉企業(yè)的相關(guān)技術(shù)需求，從而利用剩余的在校時(shí)間針對(duì)性地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，做好職業(yè)規(guī)劃。同時(shí)學(xué)生也可以在畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇理論聯(lián)系實(shí)際的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)題目，這樣更能加大對(duì)繼電保護(hù)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)欲望。

2.4 教學(xué)效果評(píng)價(jià)

筆者自2017年以來(lái)，在我院電氣工程專(zhuān)業(yè)連續(xù)講授電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程多年，經(jīng)過(guò)這幾年的總結(jié)與摸索，采用上述教學(xué)方法后，學(xué)生的到課率增加，學(xué)習(xí)滿(mǎn)意程度也不斷提升，考試成績(jī)也穩(wěn)步上升。課下時(shí)間經(jīng)常有同學(xué)們?cè)诮淌遥蛘邅?lái)教師辦公室，請(qǐng)教問(wèn)題，有些問(wèn)題還較有深度，這也體現(xiàn)了同學(xué)對(duì)該門(mén)課程的重視程度逐漸提高。作為該課程的授課教師也可根據(jù)自己教學(xué)過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)，不斷提高教學(xué)水平，盡可能應(yīng)用多種教學(xué)手段聯(lián)合教學(xué)，以期取得讓各類(lèi)學(xué)生都能滿(mǎn)意的教學(xué)效果。

3 結(jié)語(yǔ)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程是我院電氣工程專(zhuān)業(yè)新版人才培養(yǎng)方案一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)核心課，但是由于涉及的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)較多、綜合性較強(qiáng)等實(shí)際情況，難度偏大，使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)難以掌握理論知識(shí)，更難掌握實(shí)踐，難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型本科教育的目標(biāo)。為了提高本門(mén)課程的教學(xué)質(zhì)量，筆者從精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容，提高實(shí)踐環(huán)節(jié)比例，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行適當(dāng)改革等方面做了一些探索，最終目的是整合現(xiàn)有教學(xué)資源，提高繼電保護(hù)教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而更好地為培養(yǎng)人才服務(wù)。