基于工程能力培養的“電力工程”課程改革與實踐

摘要：針對工科類本科生工程能力培養進行了“電力工程”課程改革與實踐研究。從電氣工程類本科生需求及“電力工程”課程的特點出發，編寫出版了適合本課程使用的《電力工程基礎》教材，教材注重優化內容，以掌握理論、強化應用為目的；強調改變傳統教學理念，注重理論教學和工程實際相結合，加強學生實踐能力的培養。

關鍵詞：電力工程；工程能力培養；課程改革與實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0093-02

工程類本科教育的主要目標是培養高素質的工程技術人才，以適應社會發展的需要。隨著工業結構的調整和信息化步伐的加快，我國對基本技能好、工程能力強、綜合素質高的應用型人才的需求在不斷增加。注重高等院校工程類本科生工程實踐能力培養具有非常重要的意義。

“電力工程”為電氣工程類本科專業的專業基礎課程，在培養學生綜合工程能力的全局中，它承擔著培養學生電力系統綜合設計應用能力的任務，在課程體系中起著重要的作用，對后續相關專業課程的學習，接下來的生產實習、畢業設計及學生就業有著十分重要的影響。由于“電力工程”課程知識面涵蓋較廣，傳統教材內容多而雜、重點不夠突出，在有限的學時里學生感到掌握起來有難度；同時課程教學方法單一，較難適應當前對工程類學生的需求。為此，進行了基于工程能力培養的“電力工程”課程改革與實踐探索及研究。針對當前工程類本科生需求及“電力工程”課程的特點，編寫出版了適應本課程使用的《電力工程基礎》教材[1]。針對工科類本科生的特點，改變傳統教學理念，提出在教學過程中，重視學生工程能力的培養的重要性，并針對學生工程能力的培養，進行了教學與實踐研究。

一、優化教材內容

“電力工程”課程主要內容為電能的生產、輸送、分配及消費等相關的電力系統基礎的理論知識和計算方法。該課程在教學環節中起著承上啟下的作用，由于該課程內容多、學時少，因此在編寫教材時，尤其要注重優化教材內容，力求做到深入淺出、主次分明及重點突出；注重理論教學和工程實際相結合，以掌握理論、強化應用為目的，使學生通過本課程的學習，掌握電力工程的相關概念、理論及應用，提高分析問題及解決問題的能力。

1.優化教材

為了便于學生對電能生產、輸送、分配和消費的過程有清晰全面的了解，本書由電力系統的組成開始，詳細地介紹了電能的生產過程、電力系統負荷的分類及相關計算；對一次設備及主接線進行細致地講解，詳細闡述了輸電線路及變壓器的參數計算及等值電路，重點針對開式電力網及閉式電力網的電壓和功率分布計算進行了論述，并介紹了電力系統的頻率調整及電壓調整；在對電力系統的短路故障分析中，針對網絡的復雜性介紹了網絡的等值變換和簡化，就無限大容量系統及有限容量系統進行了三相短路分析，對不對稱短路電流計算進行了闡述，在這部分內容中尤其注重與工程實際的結合，列舉了多個實例進行計算；系統地介紹了電氣設備的發熱和電動力、電氣設備選擇的一般條件及常用電氣設備的選擇；針對發電廠和變電所的二次系統，介紹了斷路器控制回路、信號回路及繼電保護，重點對線路電流保護進行了講解，并舉例進行整定計算；最后對接地與防雷進行了詳細地論述。

2.注重特色

本教材在對電力系統的基本概念、電能的產生及電力系統負荷進行介紹的基礎上，首先講解發電廠和變電所的一次系統，其中著重講解一次設備及主接線的基本形式，然后講解系統的穩態分析、短路故障的短路電流分析及計算。由于有了前面的相關分析及計算，接著進行電氣設備的選擇及發電廠和變電所的二次系統地講解，最后進行接地與防雷的講解。有效地避免了以往學生在學習中由于章節安排的內容不連貫性而感到雜而亂的問題，使學生在后續的學習中能夠對課程有不斷加深及全面的了解和掌握。

對基礎內容進行優化和整合，突出電力系統的基本理論知識和基本計算方法。如在“電力系統穩態分析”中，以往學生感覺掌握起來有難度。針對潮流計算，本教材在對重點輸電線路及變壓器的參數及等效電路進行講解的基礎上，就開式電力網的電壓和功率分布的經典算法進行講解，舉出典型例題，使學生在學習中能夠明確算法，清楚要掌握的重點內容。

力求理論知識與工程設計緊密聯系，教材內容注重電力工程技術的實際應用，通過典型例題，介紹電力工程計算的基本方法，附錄中給出了工程設計常用的一些技術數據，方便學生學習，使學生通過本課程的學習，掌握電力工程的相關概念、理論及應用，提高解決工程實際問題的能力。

二、深化教學改革

隨著電氣專業人才的需求不斷地擴大，對電氣專業人才的工程能力、創新能力提出了更高要求。為適應社會對電氣專業人才的需求，我國高等院校對學生工程能力的培養已日漸重視[2，3]。為加強對學生工程實踐能力的培養，針對“電力工程”課程教學中存在的問題，以培養學生的綜合能力為目標，將學生所學理論知識轉換為工程實際能力，為此對工程能力的培養進行了探討及研究。

1.精化授課內容，進行啟發式教學

由于“電力工程”課程內容涉及面較廣，對教學的組織要求較高，因此授課時應注意與基礎課和其他專業課程的銜接與配合，著重講清基本原理，減少繁瑣的理論推導。在基本概念的闡述中，采用比較容易接受的方法，進行討論和說明，力求做到嚴格、簡明、清晰。針對重要、有難度的章節要進行細致的講解，而對于學生容易理解的內容，根據學生課堂反映和表現，適當增減內容，靈活調整，使學生獲得充足、有效的課堂時間。改變傳統教學中“老師講，學生聽”的教學方式，采用啟發式教學。點明教材中的重點和難點內容，講清關鍵問題，注意啟發、誘導、激發學生思維，活躍課堂氣氛，可采用提問、介紹一些實例等方式。如在講解“雷與防雷”中，通過列舉一些實際的雷電事故，啟發學生對雷電的進一步認識，調動學生學習的積極性，讓學生參與防雷的討論中，使學生不僅感到雷害的危險性，而且自覺地激發學生獲得相關知識的渴望。

2.加強實例講解，擴充新知識

在課堂上講解工程實際問題，能夠激發工科類學生的積極思維。通過課堂上多給學生講解實際工程中的例子，能夠使學生對所學的課程有更深的認識，進而培養學生的實際觀察能力和創造性思維能力；針對學生看到繁瑣的數學推導會產畏懼感這一問題，注重問題思路分析，重點強調結論與方法，公式推導詳略得當，把重點放在公式的應用上，將一些實例作為例題講解，歸納這類問題的解題方法。在有限的學時內，為了使學生了解電力系統發展前沿的有關知識，在相應教學環節中應穿插能夠反映電力系統的新知識、新技術及新方法等教學內容。對于教材中所沒有提到的新知識、新技術、新設備及學科前沿問題，則適當補充，達到開闊學生的視野，豐富學生知識的目的。充分利用多媒體，讓學生對所涉及到的知識應用有立體化的認識，使教學效果得到進一步提高。

三、培養實踐能力

1.培養學生創新性的思維方法，自主學習的能力

在教學中，應把教師的相關科研課題引入教學中， 讓學生深刻理解理論知識與實際應用的有機結合，這樣不僅提高課程教學質量，而且能夠使學生清楚社會需求。注意在課后給學生提出一些現實中需要解決的問題，讓學生積極地思考，查閱相關資料，豐富自己的學科知識，在學生積極地思考和開拓思維的同時，能夠使學生的學習自覺性大幅度提升，進而提高學生自主學習的能力，有利于適應當前人才市場對學生的要求，提高學生的工作競爭力?？萍蓟顒訉μ岣邔W生的學習興趣、激發學生的思維、培養學生的創新意識具有很好的作用，鼓勵學生參與科技活動，從而提升學生的學習興趣，提高學生知識創造和終身學習的能力。這樣不僅能夠提高學生素質、實踐能力和創新能力，而且在更大程度上滿足個性化培養的需求。

2.注重實踐環節，進一步提高學生工程能力

為加強學生工程實踐能力的培養，應強化教學過程中的實踐環節。實踐教學是高等學校教育體制中必不可少的教學環節，它與理論教學環節的有機銜接至關重要。尤其在生產實習中，實習環節使學生有機會站在工程實際的角度來審視所學內容。由于在課程安排上，本課程結束后，學生就進入生產實習，在這個環節中，一方面使學生加深對課堂所學知識的理解，對常用的電氣設備的結構、工作原理、接線方式等有更深的認識；另一方面使學生增進對電力系統的全面了解，為以后的工作打下堅實基礎。充分利用實習環節，采用布置相應企業實際問題，讓學生帶著問題參與實習，增強了學生的感性認識，提高了實習效果。讓學生與工人師傅們多交流，對常用的設備不僅僅有直觀認識， 而且清楚它的實際使用，掌握對部分故障事件的處理方法。鼓勵學生針對實際問題，大量查閱相關設計手冊和資料，針對實習地的具體設備結構及使用情況，結合所學習到的專業知識，提出對應的改進方法，使學生能夠將所學到的理論知識和生產實踐有機結合起來，從而不僅進一步增強學生對專業知識的綜合運用，而且能夠進一步提高學生的實踐能力及創新能力。

四、結束語

“電力工程”是電氣工程類本科專業的一門重要課程，該課程具有較強的系統理論知識。從課程改革與實踐出發，結合多年的教學經驗，對“電力工程”課程進行了不斷研究和總結，強調課程改革與實踐的有效結合是提高學生工程能力的有效方法。注重理論教學和工程實際相結合，將學生工程能力培養的理念貫穿于教學的每個環節，使學生學以致用，適應社會對電氣專業人才的需求。

參考文獻：

[1]盧蕓.電力工程基礎[M].北京：機械工業出版社，2013.

[2]王娜君，王杰，李旦，等.基于工程能力培養的實驗教學改革探索[J].教育探索，2011，（10）：49-50.

[3]倪紅衛，張華，王煒，等.冶金工程專業學生工程能力培養的實踐與創新[J].武漢科技大學學報（社會科學版），2012，14（4）：453-456.

（責任編輯：韓曉英）