應用型本科理念下“發電廠電氣部分”課程教學改革探索

付洋 李澤楊

摘??要：《發電廠電氣部分》是一門理論性和實踐性都很強的課程，但目前大部分高校在授課時偏重理論而導致實踐的欠缺，難以滿足應用型本科高校教學的要求。該文以應用型本科教學需求為背景，結合地方電力行業現狀，分析課程教學存在的問題。分別從建設思路、教學內容、教學實踐等方面進行了探索研究，最終達到提高教學質量，培養應用型人才的目標。

關鍵詞：應用型本科??發電廠電氣部分??教學改革??任務驅動

中圖分類號：G642;TM62-4????????????文獻標識碼：A

Exploration?on?Teaching?Reforms?of?the?"Electric?Elements?of?Power?Plants"?under?the?Concept?of?Applied?Undergraduate

FU?Yang??LI?Zeyang

（School?of?Automation?and?Electrical?Engineering，?Chengdu?Technological?University，?Chengdu，?Sichuan?Province，?610031?China）

Abstract：?Electric?Elements?of?Power?Plants?is?a?strong?theoretical?and?practical?course，?but，?at?present，?most?colleges?and?universities?pay?more?attention?to?theory?in?teaching，?resulting?in?lack?of?practice，?which?is?difficult?to?meet?the?requirements?of?the?teaching?of?applied?undergraduate?universities.?Taking?the?demand?of?applied?undergraduate?teaching?as?the?background，?combined?the?current?situation?of?the?local?power?industry，?this?paper?analyzes?the?problems?in?curriculum?teaching，?and?explores?and?studies?from?the?aspects?of?construction?ideas，?teaching?contents?and?teaching?practice?to?ultimately?achieve?the?goal?of?improving?teaching?quality?and?cultivating?applied?talents.

Key?Words：?Applied?Undergraduate;?Electric?Elements?of?Power?Plants;?Reform?in?education;?Task-driven

我國經濟發展迅速，產業結構有序調整，分工趨于明確。應用型人才具有很大的培養價值[1]。早在2015年8月，成都工業學院就經教育廳核準《成都工業學院章程》，明確了自身的辦學定位，即建設一所特色鮮明的地方高水平應用型高等學校[2]。此后，該校嚴格按照高校應用型轉型發展的總體部署，積極探索創新性人才的培養模式[3]。在此背景下，本文以“發電廠電氣部分”課程為例，對傳統教學方式進行改革，探究改進措施。

“發電廠電氣部分”作為電氣工程及其自動化專業的核心課程，不僅需要有“高等數學”?“電路分析”“工程電磁場”等理論基礎課的知識儲備，還需要“電力系統分析”?“電力系統繼電保護”“高電壓技術”等專業課的技術支撐[4]。課程重點要求學生掌握發電廠和變電站一次設備的原理、結構和運行原理，以及部分電氣二次系統的原理和技術。通過在教學中采用理論與實踐相結合的方法，對學生的創新實踐能力進行培養，為后續專業課的學習打下堅實的基礎。其性質介于基礎課和專業課之間，是一門綜合性較強，理論與工程應用結合密切的課程。作為學生較早面對的強電方向專業課之一，在整個電氣教學體系中有著承上啟下的作用。同時，該門課程引入工程概念，學習該門課程為電力行業的發展輸送應用型人才。

1??發電廠電氣部分課程的教學現狀與存在問題

中國電力的發展始于1882年，至今已有一個多世紀。在這一個世紀間，我國的電力行業從一窮二白一躍發展為裝機容量和發電量均為世界第一的電力大國[5]。電力在飛速發展的同時，迫切需求更多、更適應地方電力行業的應用型人才，這就對高校在人才培養上提出了新的要求。結合地方電力行業，現存的發電廠課程教學存在以下問題。

1.1??教材陳舊

目前高校最常用的教材為苗世洪、朱永利主編的發電廠電氣部分第五版，但是該教材最近一次的出版時間距今已長達7年之久。教材中部分知識已經和工程實際相脫節，難以跟上電力產業發展的步伐。例如：在教材中，在電氣主接線及其設計這一章，教材用了很多的篇幅來介紹“帶旁路”的接線方式。但是，由于現在斷路器的可靠性進一步增強，許多地方的發電廠由于“帶旁路”占地大的缺點而選擇不使用這種接線方式。換句話說，這種接線方式已經開始逐步被淘汰。

1.2??教學內容與實際應用脫節

現在大部分的發電廠變電站已經基本實現了數字化運營，不管是發電廠變電站的運行調試人員還是針對發電廠變電站的電氣設計人才，需要的更多的是對電氣接線圖的識圖能力和廠用電校驗的計算能力。對于具體的設備，只要求了解使用方法，學會選型即可。但是在現有的教學安排中，部分課時被用來介紹設備和電弧的原理。這一部分內容在學生進入工作后用基本不會用到，而且較為復雜，令學生難以學懂。由于發電廠電氣部分的課時本來就較為緊張，過多的原理講解將進一步壓縮電氣主接線部分的課時。而電氣主接線恰恰是學生工作后，實際運用最多的知識點。

1.3?實踐環節缺乏

由于發電廠電氣部分面向的基本上都是高電壓大電流設備，所以課程的實踐面臨兩個問題：一是高壓帶來的設備絕緣問題，導致實驗設備價格十分昂貴，一般高校沒有條件購置這些實驗設備；二是高壓給師生帶來很大的安全隱患。所以大部分高校對于發電廠課程的實踐環節采取完全放棄的態度。雖然部分高校在學生的實習環節會安排其去發電廠變電站現場實習，但學生在現場無法接觸相關儀器設備，更別說動手操作。所以學生在理論學習后會缺少對發電廠變電站整體的深入認識。

2??發電廠電氣部分教學改革探索

此次教學改革探索的面向對象為成都工業學院電氣工程及其自動化專業的師生。

2.1?教學目標

應用型本科高校在電氣專業中設置發電廠電氣部分課程主要是為電力行業培養了解發電廠變電站運行原理，掌握電氣線路設計，能夠實現部分電氣設備安裝調試與運行維護的電氣工程師[6]?；谶@個理念，針對四川省電力行業的主要企業進行深入調研。對于這些企業，筆者學校電氣專業學生的潛在工作崗位主要包括：發電公司運維員工、供電公司變電運檢運維員工、送變電建設公司一次工程師、電力設計院規劃設計人員、一次設備廠家售前售后技術服務人員。通過分析以上崗位，學生在學完此門課程后，在知識技能上應達到下述要求：（1）了解發電廠的類型，熟悉火電廠、水電廠、核電站的電能生產過程及其特點，掌握發電廠和變電站中主要的一次設備和二次設備的作用；（2）掌握電氣主接線的概念，熟悉發電廠、變電站電氣主接線設計的原則和程序；（3）熟悉發電廠和變電站的控制方式，掌握二次回路接線圖（原理圖、展開圖和安裝接線圖）的特點和繪制方法。

2.2?教學內容

傳統發電廠電氣部分課程包括電氣主接線設計、廠用電接線設計、導體發熱與電動力、電氣設備的原理與選擇、配電裝置、發電廠和變電站的控制與信號等內容[7]。為了提升學生的工程應用能力，提倡過程思維。通過對各個電力企業崗位要求的分析，對傳統的授課方式——知識點分章節講授進行改革，將知識點打亂融合進項目，以項目為導向，實現對教學內容的重構。教學中的所有項目，都源于生產實際，將知識點與項目融會貫通，寓教于“工程”。既增加了學生學習的積極性，又使得教學內容不至于脫離實際，實現了理論知識到崗位技能的躍遷，“所學”與“所用”息息相關。

基于項目的教學模式流程為：（1）教師課前通過雨課堂下達項目目標；（2）學生帶著任務目標進行課程預習；（3）課上教師講解項目涉及的專業知識并且對學生進行分組，以小組為單位完成預定項目；（4）課下學生以小組為單位完成項目；（5）對完成的項目進行總結點評打分，提出改進意見與措施。教學內容見表1。

2.3?實踐部分

2.3.1?模擬仿真

目前大部分高校在發電廠電氣部分課程的教學中都偏向于理論，而忽視了實踐部分。作為應用型本科高校，所培養的畢業生將更多地到地方電力一線工作。那么，在這種大方向下，就不能忽略對學生發電廠電氣部分實操的教學與訓練。引導學生多接觸生產一線的工程實際就成為了此課程實踐教學的一個主要目標[8]。

然而，在現階段，由于發電廠及變電站等生產一線的大部分工作環境對于學生來說比較危險。部分發電廠不愿意接收學生進行實習，就算接受了學生，學生在現場也并不能直接接觸到電力設備，甚至只能在遠處觀看一下。這樣的實踐并不能使學生深入了解學習發電廠及變電站的相關知識。在這種情況下，發電廠變電站虛擬仿真應運而生。

針對發電廠電氣部分課程，專門設計了發電廠虛擬仿真實踐教學系統。該系統由3D仿真技術依照真實發電廠進行建模，將發電廠內的所有事物完全還原至電腦內，使學生進入系統后，仿佛置身于真實的發電廠內部，并且可以與各自電氣設備實現交互。學生可以親自操作電氣設備，如進行一次倒閘操作。老師也可以在系統內設置各自故障，讓學生根據所學的理論知識去排查故障。

2.3.2?生產實習

對于學生來說，實習既是對課堂所學知識的一種檢驗，也是對理論知識的一種升華。學生在學習完理論知識后，在實習過程中，利用理論知識去處理一些實際問題，或者直接驗證所學的理論知識。這些過程都將使學生意識到“所學即所用”，理解理論學習的價值，激發學生學習的興趣，使學生在之后的課程中進一步努力學習。

成都工業學院與四川電力職業技術學院青峰嶺教學電廠達成校企合作，學生在學習完成發電廠電氣部分課程的理論知識后將前往教學電廠進行實習。由于發電廠實習的危險系數比較高，學生進入廠區后的第一個實習項目就是學習與生產實習相關的《國家電網電力安全工作規程》。在通過安全考試后，學生將對電廠進行參觀學習，去熟悉發電廠的整體運行流程以及各部門如何分工協作。實習整體分為兩部分，第一部分介紹水電廠發電流程及主要設備認知、電氣主接線圖。在這一部分將帶學生了解青電水工建筑物部分，水輪機、發電機、調速器的基本工作原理、作用及參數；了解油、水、氣輔助設備的結構和作用，識讀青電電氣主接線圖；掌握電氣主接線圖上電氣設備結構、作用、原理；了解電氣設備的常見運行方式。第二部分學習電廠內的繼電保護和操作票。學生將了解青電發電機、變壓器、線路等保護配置情況；了解操作票的管理規定、掌握操作票的填寫要求；掌握電氣設備狀態轉換的要求和要點，掌握操作票填寫注意事項。

2.4?評價體系

為了進一步提高學生學習的積極性，綜合提升學生多方面的能力，對整體課程的考核評價體系進行改革。摒棄以往以期末考試為主，唯成績論的思路，增加過程性考核占總成績中的比重。課程考核以課程目標的達成為主要目的，以檢查學生對各知識點的掌握程度及能力的培養為主要內容，課程成績評定為百分制，實行結構評分，包括三部分：過程性學習成績（30%）、實踐學習成績（10%）、（期末）考試成績（60%）。課堂表現通過課堂提問、課內討論、課堂作業等形式進行評價，主要采用小組討論形式的方式進行?；疽笠姳?。

3??結語

基于應用本科理念，針對筆者學校電氣工程及其自動化專業的學生，對《發電廠電氣部分》課程進行了教學改革的探索。分別對教學目標、教學內容、實踐部分的改革探討進行研究。在教學過程中，可以看到改革效果顯著，既提高了學生的專業技能，又增長了學生的個人能力。這些研究成果為發電廠電氣部分的教學提供了新的思路，同時也為其他面向實際的工程類課程的改革給出了借鑒。

參考文獻

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[2]劉曉莉，唐璐，王姣，等.新時代加強高職院校思政課教師隊伍建設路徑探析：以成都工業職業技術學院為例[J].現代職業教育，2021（38）：224-225.

[3]宋心宇，謝小淞，蹇明.應用型本科高校物流管理專業產教融合協同育人路徑探究：以成都工業學院為例[J].物流技術，2021，40（7）：140-143.

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[6]涂建，高紅亮，李維等.基于工程教育專業認證的課程目標達成情況評價機制研究：以發電廠電氣部分為例[J].湖北師范大學學報（自然科學版），2022，42（1）：96-101.

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[8]陶瑞雪.“新工科”視野下工科大學生工程實踐素養培養研究[D].天津：天津大學，2018.