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基于《繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)改革
基于《繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)改革
程海軍，陳曉英，孫麗穎
（遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，遼寧錦州121001）
摘要：課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和工程思想的重要環(huán)節(jié)和途徑。本文對(duì)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，針對(duì)這些問(wèn)題提出了基于“卓越工程師”目標(biāo)的改革措施。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，提高了學(xué)生的工程應(yīng)用意識(shí)和實(shí)踐能力。本文對(duì)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革實(shí)踐，希望在“深化教學(xué)改革、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)”背景下，探索出一條適合工程技術(shù)人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展之路。
關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革
基金項(xiàng)目：本文系遼寧工業(yè)大學(xué)教改立項(xiàng)項(xiàng)目“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程教學(xué)模式改革與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：2014032）的研究成果
作者簡(jiǎn)介：程海軍（1978-），男，遼寧朝陽(yáng)人，講師，碩士，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化；陳曉英（1966-），女，遼寧北票人，遼寧工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，教授，碩士，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化；孫麗穎（1972-），女，遼寧撫順人，教授，博士，研究方向?yàn)榭刂评碚撆c控制工程。
國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中對(duì)高等教育提出要“深化教學(xué)改革、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”的要求。教育部為貫徹落實(shí)這一要求，實(shí)施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”重大改革項(xiàng)目[1]，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)，促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。目前，中國(guó)大多數(shù)高校在教育目標(biāo)、理念和方法上滯后，開(kāi)設(shè)的一些工程類(lèi)課程不能滿足實(shí)際工程需求，教學(xué)內(nèi)容陳舊，已經(jīng)滯后于現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展[2]。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)課程，在“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)下既要求把大量的理論知識(shí)掌握好，又要求有較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手操作能力[3]。繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)把繼電保護(hù)的理論知識(shí)和工程實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)的橋梁，是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)非常重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)[4]。在此背景下，基于“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)，我校對(duì)《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)》的教學(xué)進(jìn)行探索，從課程設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)施過(guò)程、考核評(píng)價(jià)等方面實(shí)施改革。幾年的教學(xué)實(shí)踐表明效果良好，鍛煉了學(xué)生的理論設(shè)計(jì)和實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，提高了學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，得到學(xué)生及社會(huì)的認(rèn)可和好評(píng)。
一、傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)分析
近幾年，各高校都開(kāi)始注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)工作，較以往有很大改善，但仍然存在一些問(wèn)題。在我校主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.學(xué)生的積極性不高，投入的精力不足。根據(jù)教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)安排在大四上學(xué)期進(jìn)行，一般是在學(xué)期的后幾周實(shí)施。在此階段，好多同學(xué)要忙于研究生入學(xué)考試、國(guó)家電網(wǎng)考試、各公司企業(yè)的招聘以及期末考試。隨著近些年高校的不斷擴(kuò)招，本科生的就業(yè)壓力越來(lái)越大，在考研和就業(yè)多重作用下，好多學(xué)生不能把精力全部投入到課程設(shè)計(jì)中。學(xué)生對(duì)待課程設(shè)計(jì)的積極性普遍不高，很多學(xué)生沒(méi)有認(rèn)識(shí)到課程設(shè)計(jì)的重要作用，以應(yīng)付的心態(tài)被動(dòng)的對(duì)待，甚至認(rèn)為從網(wǎng)絡(luò)上或往屆同學(xué)那里找些資料拼湊拼湊就能完成。
2.只有理論設(shè)計(jì)，缺乏實(shí)驗(yàn)或仿真驗(yàn)證。在課程設(shè)計(jì)開(kāi)始之前，指導(dǎo)教師根據(jù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程的主要內(nèi)容，結(jié)合一些工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，給出各種保護(hù)的設(shè)計(jì)題目和參考資料。在我校，該課程設(shè)計(jì)時(shí)間為兩周，為了確保學(xué)生都能夠完成設(shè)計(jì)，在課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)中會(huì)比較詳細(xì)給出設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)要求以及設(shè)計(jì)報(bào)告的格式等。在課程設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中，給學(xué)生分時(shí)提供固定設(shè)計(jì)教室或者與互聯(lián)網(wǎng)連接的機(jī)房，學(xué)生通過(guò)查閱網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)備手冊(cè)等，參考類(lèi)似習(xí)題、以往學(xué)生課程設(shè)計(jì)報(bào)告等進(jìn)行模仿設(shè)計(jì)。在此期間，不同的指導(dǎo)教師去設(shè)計(jì)室指導(dǎo)，解答學(xué)生的問(wèn)題。(m.panasonaic.com)由于學(xué)生對(duì)待課程設(shè)計(jì)的積極性不高，大部分同學(xué)都不主動(dòng)問(wèn)問(wèn)題，這樣教師很難全面了解學(xué)生都設(shè)計(jì)得如何，都出現(xiàn)哪些問(wèn)題和錯(cuò)誤，最終造成上交的報(bào)告存在一些錯(cuò)誤。在這樣的設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)上交設(shè)計(jì)報(bào)告，完成理論設(shè)計(jì)。由于缺少對(duì)理論設(shè)計(jì)結(jié)果和結(jié)論的實(shí)驗(yàn)或仿真驗(yàn)證，致使學(xué)生既不清楚設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果是不是正確，也不知道設(shè)計(jì)結(jié)論是不是合理。這種只鍛煉理論設(shè)計(jì)而沒(méi)提高動(dòng)手能力的設(shè)計(jì)過(guò)程，大大降低了課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的重要意義。
3.設(shè)計(jì)題目數(shù)量少且變化小，抄襲現(xiàn)象存在。以往的課程設(shè)計(jì)題目一般是給定一些電力系統(tǒng)的局部接線及運(yùn)行方式，通過(guò)不同系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定值，完成某些線路或者變壓器的繼電保護(hù)方案、整定值計(jì)算、靈敏度分析、繼電器選擇等設(shè)計(jì)工作。這些設(shè)計(jì)題目由于許多參數(shù)需要具體給定，同時(shí)系統(tǒng)的接線比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行方式很少變化，使得學(xué)生發(fā)揮的空間比較小，不能很好實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐相結(jié)合的目的，更像是做作業(yè)。這樣學(xué)生就不能對(duì)電力系統(tǒng)的正常、最大、最小運(yùn)行方式下做出全面分析，就不能建立電力系統(tǒng)的整體概念。學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)僅僅參考一些相仿的習(xí)題、教師給定的設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)來(lái)完成設(shè)計(jì)計(jì)算，不可避免的會(huì)出現(xiàn)互相抄襲的現(xiàn)象。以往的這種課程設(shè)計(jì)方式對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)作用有限，沒(méi)有達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。
4.考核評(píng)價(jià)不科學(xué)，缺乏動(dòng)手能力的考核。以往的課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定方法是考慮學(xué)生在平時(shí)的出勤率、對(duì)待課程設(shè)計(jì)的態(tài)度以及主動(dòng)性等，根據(jù)學(xué)生最后提交的設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量，包括方案的合理性、整定計(jì)算的正確性、設(shè)計(jì)的完整性、格式的規(guī)范性等情況，按照一定的分值比例，最終給出優(yōu)、良、中、及格或不及格的評(píng)定。在這種考核評(píng)價(jià)方式下，會(huì)出現(xiàn)同組同學(xué)中差別不大的情況，甚至有可能會(huì)出現(xiàn)主要設(shè)計(jì)人員由于報(bào)告書(shū)寫(xiě)較差而成績(jī)低、設(shè)計(jì)較少的同學(xué)由于報(bào)告書(shū)寫(xiě)規(guī)范而成績(jī)較高的不合理現(xiàn)象，課設(shè)成績(jī)沒(méi)能很好體現(xiàn)學(xué)生的真實(shí)能力。同時(shí)，由于這種只有理論設(shè)計(jì)而沒(méi)有實(shí)驗(yàn)或仿真驗(yàn)證的課設(shè)形式，沒(méi)有考核到學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和操作技能。
二、“卓越工程師”目標(biāo)下的教學(xué)改革
為達(dá)到國(guó)家“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)的要求，結(jié)合我校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式的定位，針對(duì)以往電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)在教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，我們實(shí)施了基于“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)下的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革，修改教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃，完善教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，改革考核評(píng)價(jià)方式。具體改革內(nèi)容包括：
1.修改大綱及教學(xué)計(jì)劃，規(guī)避考研就業(yè)等對(duì)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的影響。按照“卓越工程師”的培養(yǎng)目標(biāo)，以前的培養(yǎng)方案和課程大綱已不再適用，不能滿足培養(yǎng)要求。“卓越工程師”目標(biāo)下的培養(yǎng)方案突出對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，我們對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案和課程大綱進(jìn)行了修訂，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力的培養(yǎng)。關(guān)于培養(yǎng)方案中實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)，就是突出工程思想和能力培養(yǎng)，達(dá)到學(xué)生都具備自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，具有接受新技術(shù)和新知識(shí)的能力，以及一定的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力。根據(jù)新的培養(yǎng)方案，我們對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，將該課程從大四上學(xué)期調(diào)整到大三下學(xué)期，盡可能規(guī)避學(xué)生由于考研及就業(yè)等對(duì)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的影響。
2.更新課程設(shè)計(jì)題目，滿足“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)的要求。在“卓越工程師”目標(biāo)下，課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的核心思想就是鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力及工程素養(yǎng)。課程設(shè)計(jì)題目的設(shè)置是否合理，對(duì)于學(xué)生的鍛煉價(jià)值至關(guān)重要。好的課設(shè)題目對(duì)于學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的理解、對(duì)工程設(shè)計(jì)規(guī)范的熟悉、對(duì)設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法的掌握都非常重要。在設(shè)置課設(shè)題目時(shí)，既要考慮專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的涵蓋程度，又要考慮與工程實(shí)際緊密結(jié)合的密切程度，盡可能給出實(shí)際運(yùn)行的電力系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)資料，這對(duì)于提高學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知程度、明確專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向大有裨益，有利于培養(yǎng)工程意識(shí)，提高理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用能力�；凇白吭焦こ處煛蹦繕�(biāo)的思考，我們對(duì)課設(shè)題目進(jìn)行完善和更新，做了如下工作：①利用教師下企業(yè)實(shí)踐、帶學(xué)生去企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、建立實(shí)習(xí)基地、到電力行業(yè)調(diào)研等機(jī)會(huì)，搜集整理實(shí)際運(yùn)行電力系統(tǒng)的真實(shí)資料，然后加工完善成訓(xùn)練課題；②考慮到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)際，微機(jī)型保護(hù)裝置已完全取代電磁型保護(hù)裝置，再針對(duì)電磁型繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)就嚴(yán)重與工程實(shí)際相脫節(jié)。為此，我們給定一些電力系統(tǒng)的局部接線及運(yùn)行方式，通過(guò)不同系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定值，除了完成某些線路或者變壓器的繼電保護(hù)方案、整定值計(jì)算、靈敏度分析之外，增加了微機(jī)型保護(hù)裝置的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)；③根據(jù)不同的設(shè)計(jì)題目和現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的條件，增加實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證或仿真驗(yàn)證環(huán)節(jié)。我校與浙江求是教儀合作建立了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、供配電、實(shí)踐創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，與北京電科院和清大高科合作建立了電力系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室的軟硬件條件為學(xué)生搭建了很好的動(dòng)手操作平臺(tái)。第一周學(xué)生完成課設(shè)的理論設(shè)計(jì)，第二周進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相應(yīng)的安裝調(diào)試及驗(yàn)證。通過(guò)動(dòng)手操作，激發(fā)了學(xué)生的興趣，提高了積極性，如果驗(yàn)證結(jié)論正確時(shí)，極大的滿足學(xué)生的成就感，從而增強(qiáng)創(chuàng)新的自信心。另外，在設(shè)計(jì)的驗(yàn)證過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)許多實(shí)際的問(wèn)題，通過(guò)指導(dǎo)老師的點(diǎn)撥，同學(xué)們相互討論探究，最終找到問(wèn)題的原因并解決，這對(duì)于學(xué)生的鍛煉和培養(yǎng)具有極大的幫助。
3.加強(qiáng)對(duì)課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和管理，提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量。教師的態(tài)度和付出對(duì)于課設(shè)質(zhì)量的好壞是最直接的，因此，要想提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，需要指導(dǎo)教師更多的投入。針對(duì)有的學(xué)生消極應(yīng)付、得過(guò)且過(guò)，甚至出現(xiàn)相互抄襲的情況，就要求指導(dǎo)教師投入更多的時(shí)間和精力用在平時(shí)的指導(dǎo)中，避免學(xué)生上交東拼西湊、粗制濫造的設(shè)計(jì)報(bào)告。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，確保做到對(duì)設(shè)計(jì)方案的合理性進(jìn)行嚴(yán)格審核，對(duì)設(shè)計(jì)步驟和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，對(duì)學(xué)生的困難和問(wèn)題進(jìn)行耐心的答疑解惑，對(duì)典型共性的錯(cuò)誤進(jìn)行詳細(xì)的討論分析。對(duì)于指導(dǎo)教師而言，個(gè)人的精力和時(shí)間也是有限的，在這個(gè)時(shí)段要同時(shí)面對(duì)理論教學(xué)、課設(shè)實(shí)習(xí)指導(dǎo)、監(jiān)考判卷考核、科研任務(wù)完成等一系列工作，常常感到分身乏術(shù)。為此，我們采取了團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)措施，打破一個(gè)老師對(duì)固定學(xué)生的指導(dǎo)模式。根據(jù)指導(dǎo)教師的值班安排，每時(shí)每刻都有老師在設(shè)計(jì)室指導(dǎo)，隨時(shí)隨地解決學(xué)生的問(wèn)題，提高指導(dǎo)效率，從而提高課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
4.完善考核評(píng)價(jià)體系，適應(yīng)“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)。以往的課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定方法只注重對(duì)學(xué)生的理論設(shè)計(jì)進(jìn)行考評(píng)，而沒(méi)有考核到學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和操作技能。這樣，在考核成績(jī)這個(gè)“指揮棒”的引導(dǎo)下，學(xué)生根本不關(guān)注動(dòng)手操作，學(xué)生成績(jī)的高低并不能全面、準(zhǔn)確、客觀地反映其綜合能力。這種評(píng)價(jià)方式與“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)明顯存在差距�？己朔椒ㄅc設(shè)計(jì)內(nèi)容相輔相成，課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的多樣性必然要求考核方法的全面性，需要建立科學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系。拓展評(píng)價(jià)方式不是玩花樣，不是巧立名目，而是要根據(jù)社會(huì)對(duì)人才的需求和學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)考核評(píng)價(jià)方法進(jìn)行調(diào)整，使之能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
基于這種考慮，我們完善了課程設(shè)計(jì)的考核評(píng)價(jià)方式，既注重對(duì)理論設(shè)計(jì)的考核，也注重對(duì)動(dòng)手能力的評(píng)判，同時(shí)兼顧對(duì)平時(shí)表現(xiàn)及綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)，具體考核項(xiàng)目情況如表1所示。
三、結(jié)束語(yǔ)
本文在“深化教學(xué)改革、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”背景下，基于“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合我校教學(xué)實(shí)際，對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行改革探索與實(shí)踐。針對(duì)傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題和不足，修改教學(xué)大綱及教學(xué)計(jì)劃，完善教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，改革考核評(píng)價(jià)方式。通過(guò)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革與實(shí)踐，強(qiáng)化了學(xué)生的工程意識(shí)，提高分析和解決工程問(wèn)題的能力，在激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性的同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。我校該專(zhuān)業(yè)近兩年的畢業(yè)生大部分都進(jìn)入電力部門(mén)和工礦企業(yè)等對(duì)口單位就業(yè)，獲得社會(huì)各界的好評(píng)。本文對(duì)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行改革，希望探索出一條適合工程技術(shù)人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展之路，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
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