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關鍵詞:微課;專業教學;教學設計
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)23-0023-02
微課程,即對常規課程的微縮,是基于“微學習”而建立的“微內容”。具體地,就是用10~20分鐘的教學設計,將一個知識點講解通透,并以網絡媒體作為平臺展示給學習者。由于微課程具有“位微不卑”“課微不小”“步微不慢”“效微不薄”等優勢,隨近幾年高等院校也掀起了微課程的研究之風。[1,2]但是,目前高校的微課程研究多集中于基礎課程教學,而在專業課程的教學中應用甚少。因此,本文探索了電氣工程及其自動化專業的“電力系統繼電保護原理”專業課程的微課設計與實踐,取得了一些教學心得。
一、微課的設計定位
微課程作為網絡遠程教學終端,服務于本校電氣專業或非電氣專業,甚至校外社會人群。既可以做電氣工程及其自動化專業本科學生的校內課程“電力系統繼電保護原理”[3]的有益補充,方便學生的課前預習、課后復習等,也可為未修過該門課程的學習者開啟專業知識的大門。
此外,微課應以學習者角度設計,而非教師角度,從而充分發揮學習者自主學習的潛力。[1]
二、微課的制作方法
微課程以網絡媒體為平臺,終端以視頻的形式呈獻給學習者,因此微課的制作有如下軟硬件的要求:
1.錄制微課的專業錄播教室
需要配備多機位的高清攝像機。按照筆者制作經歷,至少需要一個針對主講教師的機位,一個針對聽講學生的機位,如果有師生全景鏡頭,效果更佳。多機位的目的,是為了方便后期制作時鏡頭切換更加游刃有余。當然,錄制風格可以不拘一格,比如有些采用“畫中畫”的預期方式也是不錯的選擇。但無論采用哪種形式,制作的效果應該是提前考慮,做到心中有數。
來自各攝像機位以及PPT自動播放的多路信號收集完畢后,需要進行合理的剪輯。此外,需要增加字幕的輸出,以及制作必要的反應微課內容和教師信息等信息的片頭、片尾。
3.展示微課的網絡媒體平臺
微課制作完成以后,需要放在一定的網絡平臺上展示,方便學習者使用,如本課程的微課便放在本校的BB教學平臺。[4]
三、微課的選題方向
由微課的定位出發考慮,選題應偏重基本知識點。應用到本課程,比如“對繼電保護的基本要求”“阻抗繼電器的動作特性”等,都比較適合制作成微課形式。但是,如果是面向職業培訓的微課,宜跳過基礎階段選擇面向工程的具體案例來強化知識點。[5]
本文以“電力系統繼電保護原理”課程為例,進行一個知識點的微課設計案例――“對繼電保護的基本要求”。
1.教學背景[6]
“電力系統繼電保護”是電氣工程專業本科學生的必修課,設置于第七學期。先修課程主要為“電力系統基礎”“供配電技術”等。
學生在學習本門課程之前,已經對電力系統的一次設備、接線方式、運行方式等有了基本的認識,也已經掌握了潮流計算、短路計算等計算方法?!半娏ο到y繼電保護”圍繞電力系統二次設備,對典型集中傳統保護原理進行介紹。
本次微課內容,是該課程第一章《緒論》中的第三小節,根據教學安排,是本門課程的第二次課。第一次課,學生對繼電保護的基本任務有了一定的認識。這次課,承接上堂課的內容,繼續討論“對繼電保護的基本要求”。
從整個課程體系來看,本節內容“對繼電保護的基本要求”是貫穿全課程的最重要基本線索,處于一個綱領性的地位。
2.教學目標
本節課的教學目標:掌握“對繼電保護的基本要求”,即選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。要求理解四項基本要求的含義,并能夠分別舉例說明。其中選擇性和可靠性是難點,而選擇性又是重點。
3.教學方法
授課形式采用以多媒體教學為主,板書為輔。教學手段采用啟發式、案例式、類比法、闡述法、比較法、列舉法等多種方法結合。
4.教學路線
在上課伊始,通過播放一個“變壓器故障”的視頻短片,讓學生復習“電力系統故障”的概念以及“故障的危害”。通過視覺和聽覺的沖擊,增加學生對以上知識點的感受。
由“啟發式”教學法,提出問題:為了避免以上損失,故障能否及時從電網中切除?若可以,又由誰來完成?通過上節課程可知,繼電保護可以扮演這樣的角色,繼電保護是電力系統安全運行的三道防線之首。
再利用“啟發式”教學法深化問題,進一步提出:繼電保護如何能夠完成基本任務,即對繼電保護有何基本要求?從而自然而然地引出本節課的主要內容。
利用多媒體課件的演示,在進入正式內容之前,聯系工程實際,補充了“幾個位置稱謂”。
同時,采用“類比”法,類比電力潮流的“上下游”的相對關系,明確“上下級”線路的關系。此時,板書演示電力潮流流向。
利用“闡述法”,介紹本節主要內容“對繼電保護的四項基本要求”,即選擇性、速動性、靈敏性、可靠性。同時指出選擇性和可靠性是“難點”。
關于“選擇性”講解(難點之一)如下:先利用“闡述法”,介紹了“選擇性”的概念;再利用“啟發式”,引出進一步的探討“什么樣的保護行為是具有選擇性的行為”,然后利用“案例法”借助多媒體演示(如圖1)解釋以上問題。繼而聯系工程實際,進一步考慮現場會出現的各種問題導致主保護不能動作,引出“后備保護的概念”。再利用“案例法”,借助多媒體演示,解釋“近后備保護”和“遠后備保護”。利用“比較法”,比較遠、近后備保護的差異,取決于安裝位置是異地還是本地。最后利用“類比法”總結“選擇性”,用“自掃門前雪”的生活例子來類比主保護、近后備保護、遠后備保護的關系,深化對選擇性的認識。
關于“速動性”的講解設計如下:先利用“闡述法”,介紹了“速動性”的概念;再利用“列舉法”,通過多媒體演示,介紹保護動作時間和斷路器的動作時間的具體要求;然后聯系先修課程中關于“暫態穩定”的知識點,利用“板書”畫出曲線(如圖2)解釋繼電保護要求速動性的其中一個重要原因。
關于“靈敏性”講解如下:先利用“闡述法”,介紹了“靈敏性”的概念;再利用“案例法”,通過多媒體演示,解釋“什么叫做保護具有靈敏性”;最后提前說明后續章節內容與“靈敏度的計算”相關。
關于“可靠性”講解(難點之二):首先利用“闡述法”,介紹了“可靠性”的概念以及“影響可靠性的因素”;然后利用“案例法”,指出可靠性中的兩個方面互有矛盾。“板書”演示聯系薄弱的系統和聯系緊密的系統,兩種情況下考慮可靠性的側重點分別是什么。
小結“四項基本要求”:利用“案例法”,舉例說明“選擇性與速動性是一對矛盾體”以及“靈敏性與可靠性是一對矛盾體”,然后分別用一句話小結四項基本要求,并指出用辯證統一和矛盾對立的眼光看待四者之間的關系。
最后總結:強調“四項基本要求不僅是評價已有保護原理的標準,也是設計新型保護原理的依據,因此四項基本要求將是貫穿整門課程的線索”。
四、微課設計總結
本節微課內容圍繞“對繼電保護的四個基本要求”,采用啟發式、案例式、類比法、闡述法、比較法、列舉法等多種教學手段結合,以多媒體課件為主、板書和現場視頻為輔的教學形式,對教學路線進行了精心的設計,將教學內容深入淺出地傳達給學生,達到了較為理想的教學效果。
“電力系統繼電保護”這門課程的特點是不僅理論性強,而且面向工程實際。因此,本節課程的設計不拘于原始教材,講解過程中適時引入工程實際的案例,理論聯系實際,以就業為導向,激發學生的學習興趣,課堂效果更佳。
另外,本次微課的設計注意聯系先修課程中的相關知識點作為新內容的支撐。而且,對本門課程后續內容也適時引導,有助于幫助學生養成“溫故而知新“的學習習慣。
本次微課內容中,關于四項基本要求的辯證統一和矛盾對立的關系,也是一種哲學思想,可以啟迪學生的哲學思維,養成科學的世界觀、價值觀、人生觀。
綜上,本次微課的教學設計會推動教師對整門課程的深入思考,具有重要的現實意義。
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關鍵詞:繼電保護;實驗教學;改進;實踐創新
作者簡介:謝路生(1977-),男,福建龍巖人,廈門大學機電工程系,工程師;林育茲(1959-),男,福建泉州人,廈門大學機電工程系,高級工程師。(福建 廈門 361005)
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0093-02
提高學生的實踐能力和創新能力,既是經濟社會發展對人才素質的要求,也是學生自我發展和增強就業競爭力的現實需要。從總體上看,我國創新教育和實踐課程體系還有待提升?!袄^電保護原理”是實踐性很強的課程,既要了解電力系統繼電保護的基本原理,又要掌握各種基本繼電器的分析和整定原則,傳統的實驗教學不能充分體現該課程的內涵。[1-3]因此,需改進“繼電保護原理”實踐教學的手段和方法,提高繼電保護實驗的教學效果。
一、目前存在的問題
目前繼電保護實驗教學主要存在以下問題:[4,5]一是繼電保護課程的實驗學時偏少。一般實驗學時只有4~8學時,難以完成必要的實驗內容。二是傳統保護實驗內容偏簡、偏少,普遍僅開設幾個驗證實驗項目,難以達到教學要求。三是部分硬件條件不足,實驗內容與生產實際差距較大。為此,從以下方面對繼電保護實驗教學進行改進,以提高學生的實踐創新能力。
二、改進繼電保護實驗教學的措施
1.探索學生自主創新實驗方案
從先進性和設計性出發,繼電保護實驗教學內容應以多種繼電器特性和保護電路來配合實驗。前者是對各種繼電器特性的認識,后者則可加深理解器件功能和繼電保護的原理與應用。為此,課題組在實驗裝置中引入了組合型綜合性實驗設計。在各種常規繼電器特性實驗的基礎上,開設了單輻射式輸電線路三段式電流保護實驗、過流保護與三相自動重合閘裝置(后加速)綜合實驗、三段距離保護和電力變壓器保護等綜合保護實驗。在教學形式上,一是讓學生根據實驗方案,自己動手設定保護定值、改變電網運行方式以及調整參數,掌握一般的實驗技能;二是讓學生自行設計實驗方案和動手實驗,提高實踐能力;三是積極開展開放性實驗活動,提高學生的實踐創新能力。實踐表明,這種方式能夠激發學生的學習激情,更好地發揮學生的主觀能動性和參與積極性,動手能力得到了鍛煉,解決實際問題的能力得到了提高,也有利于學生加深掌握專業內容。[6]
2.加強理論聯系實際,整體優化實驗內容
優化實驗內容是改進實驗教學的重要環節。過去,實驗的重點主要放在理論的驗證及實驗技能的練習上,學生對實驗內容和實驗要求理解不透徹,對實驗過程也不太理解,影響了學生的實驗效果。因此,課題組首先從實驗大綱入手,加強理論和實踐的聯系,在實驗過程中把繼電器、互感器、調壓器等實物與書本符號緊密結合,把解決問題與原理分析相結合,有利于學生更好地理解理論和實驗的聯系。
根據“繼電保護原理”課程的特點,課題組靈活調整了實驗課的重心,采取了不同的實驗方法,從總體上進行優化,把實驗內容分為三類:基礎性實驗、設計性實驗和綜合研究實驗。在實驗內容上由簡到難,由淺入深,循序漸進,逐步培養學生的實踐能力和綜合能力,實現了從“基本實驗、加強實驗到提升實驗”的依次遞進,對培養基礎扎實、實踐能力強、有創新精神的專業合格人才起到了重要作用。
3.加強動手能力和識圖能力的訓練
根據本課程的改革方案,一方面對常規驗證性實驗內容進行整合,包括電流繼電器實驗、時間繼電器實驗、信號繼電器實驗、中間繼電器實驗等;另一方面讓學生自行設計綜合性實驗。如線路過流保護實驗、單輻射式輸電線路三段式電流保護實驗、過流保護與三相自動重合閘裝置(后加速)綜合實驗等。同時,還可以加大實驗室的開放力度,讓有興趣的學生進行開發研究。通過實驗教學改革與實驗室開放,增強了學生的實際操作能力,也鍛煉了學生獨立分析問題和解決問題的能力。
實驗結束后,根據繼電器的動作值、返回值,如果返回系數不符合要求,要求學生掌握返回系數的調整方法。例如調整舌片的起始角和終止角、變更舌片兩端的彎曲程度以改變舌片與磁極間的距離、適當調整觸點壓力等。
在“繼電保護原理”實驗上,識圖能力是實驗環節中很重要的內容。學生既要能看懂繼電保護原理圖,也要能看懂展開圖。例如在線路過流保護實驗中,讓學生對照實物閱讀保護二次展開圖,分析保護的動作過程,然后通過實驗來驗證結果。這樣可充分鍛煉、提高學生的識圖能力,為將來參加工作打下良好基礎。
圖1為10kV線路的過電流保護原理電路圖。它主要用于表示繼電保護和自動裝置的工作原理與構成這套裝置所需要的設備,可作為二次回路設計的原始依據。但原理圖未畫出各元件的內部接線,直流電源僅標明極性,信號部分也不能表示接線關系。因此需要二次展開圖配合才能進行二次回路的施工。
圖2是根據圖1繪制的二次展開接線圖。圖2左側是保護回路展開圖,右側是示意圖。從圖2可以看出,展開接線圖由交流電流回路、直流操作回路和信號回路三部分組成。交流電流回路由電流互感器TA的二次繞組供電,電流互感器又裝在A、C兩相上,其二次繞組各接入一個電流繼電器線圈,然后用一根公共線引回構成不完全星形接線。在直流操作回路中,畫在兩側的豎線表示正、負電源;橫線方向,上面兩行是時間繼電器啟動回路,第三行是信號繼電器和中間繼電器啟動回路,第四行是信號指示回路,第五行是跳閘回路。懂得電氣原理圖和展開圖,是電氣實驗和設計的基礎。
4.嘗試模塊教學法
嘗試借鑒西方的“模塊”(MU)教學法。[7]“模塊”教學法是學習任務或工作任務的總稱,從教學角度理解即將一門課程的知識點分割成若干單元,每個單元為一個小工作任務。學生首先必須掌握這個單元的基本理論和基礎知識,然后將其擴展到應用中,完成一項具體任務,這樣的單元稱為模塊。[8]繼保實驗“模塊”一般過程如下:明確實驗工作任務—制定計劃—教師指導—自我實驗—實驗總結。在制定計劃中,要求學生自主完成實驗方案的制定;在自我實驗環節,要求學生要善于思考,培養獨立解決問題的能力;在實驗總結中,不拘泥于成功的經驗,允許分析不成功的原因,不看重實驗結果,而是看重實驗過程。正是這種模塊教學,在一定程度上打破了傳統實驗方法的禁錮,促進了學生的思考和創新。
5.改進成績構成,重視教學反饋
注重綜合評定成績教學反饋是重要的教學環節。通過該環節,教師不但可以評定學生的平時成績,而且可以隨時掌握學生的學習情況,及時修正教學方案。同時還有助于教師改進教學方法,提升自身專業水平。教學反饋的形式主要有課堂提問、討論、課下答疑、實驗報告等。成績是學生非常關心的問題,在大力提倡素質教育的今天,大學生的各科成績不能由一次期終考試來決定。因此,把過去比較單一的成績評定改為由出勤情況、平時的實驗報告和期末考試成績構成。總成績=考勤(10%)+實驗報告(30%)+期末考試(60%)。隨機抽查四個班級共193人的成績分布統計結果如表1所示。圖3是統計結果的柱狀圖。
從表1和圖3可以看出,改進后的成績評定方法符合正態分布規律,基本反映了學生對該課程的綜合掌握能力。
三、實驗教學效果
經過多年的教學改革實踐和探索,“繼電保護原理”的實驗教學效果明顯提升。首先,通過實驗教學改進,學生不但掌握了現有的實驗項目,而且在此基礎上自主創新了實驗方案。課題組引導學生認真思考如何將所學的各種繼電保護、監控回路、自動重合閘裝置等內容進行科學組合。學生通過自主設計構建綜合性實驗電路進一步提高了實驗技能訓練,提高了學生理論聯系實際的能力。通過綜合性設計實驗,啟迪了學生的創新思維,提高了學生對實驗的興趣,進而提高了繼電保護課程的教學質量。其次,改進教學方法在一定程度上打破了傳統實驗方法的束縛,促進了學生思考和創新,促使學生提高了獨立工程實踐能力。最后,學生的學習激情得到了激發。學生積極主動參加課題組開設的開放性、創新性實驗活動,通過在教學實驗臺上進行設計和操作,動手能力得到了進一步鍛煉,發現問題、分析問題、解決問題的能力得到了進一步提高。
四、結論
通過堅持“重理論,強實踐”的教學模式,課題組積極探索研究了新的實驗模式,使實驗內容更好地適應現代技術發展的要求。同時注重本課程實踐教學環節的識圖能力、工程實踐能力和獨立創新能力的鍛煉。在今后的教學實踐中,還要進一步培養學生嚴謹的科學態度,使其掌握科學的研究方法和解決工程實際問題的能力。
參考文獻:
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關鍵詞 專業群 師資隊伍 課程建設
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.01.023
Discussion and Practice on the Formation and Development of the
Professional Group in the Construction of the Specialty Group
GAO Ruwu
Abstract Specialty construction is the center of gravity of the vocational colleges teaching work, strengthening the construction of professional, high-quality goods specialized construction as the leading to stimulate the formation and development of professional group, is a key factor in enhancing core competitiveness of the school, and improve the teaching, scientific research and social service ability and level of important basis.
Key words professional group; the teachers troop; curriculum construction
0 引言
專業建設是高職院校最重要教學的工作,是影響其核心競爭力的一項關鍵性要素,也是提高教學、科研和社會服務能力和水平的重要基礎。加強高等職業教育專業建設,是進一步提高人才培養質量和水平的必要環節,專業建設在高職教學中的作用主要體現為:一是專業建設水平決定一所高職院校的聲望與水平;二是專業建設是教師成長、進步的平臺;三是專業建設對學生的發展起定向和規范作用。專業群是由1到2個骨干專業和若干個培養方案、就業方向相近的專業集群,專業群中的各專業具有同一的行業背景、相近的課程內容、共用的實驗實訓設施和共同的師資力量。高職院校的專業和專業群建設是一個包含教學資源、師資配備、實訓條件建設在內的系統工程,只有通過核心骨干專業的重點建設,特別是以精品專業的建設為龍頭,輻射帶動專業群的形成和發展,全面提升學院的辦學水平和核心競爭能力。
1 建立精品專業建設機制,促進專業群的形成與發展
精品專業建設是專業建設的龍頭,專業群建設是教育教學工作的重點,福建水利電力職業技術學院根據學院本身的行業特點,形成了適應行業的電力、水利、建筑、機電和信息等5個專業群,凸顯了學院的專業特色。在專業群中,重點以核心專業進行精品專業建設,從而起到輻射和帶動作用。
學院高度重視精品專業建設,建立了有效的保障機制,一是加強專業建設的組織領導,成立了專業建設領導小組和專業建設指導委員會,明確職責分工,各司其職,各負其責,為專業建設提供有力的組織保障。二是實施有效的激勵機制。通過評選表彰“學科帶頭人”“骨干教師”“教壇新秀”、教育先進工作者等活動,調動廣大教師參與專業建設與教學改革的積極性、主動性和創造性。三是設立示范性專業建設專項經費。在人員培訓、設備購置與教學業務經費等方面給予大力支持,使專業建設與改革工作順利進行。
利用精品專業建設機制,學院的精品專業取得了顯著的成效:電力專業群中將核心專業“發電廠及電力系統”作為建設重點,使該專業成為首批省級精品專業,該專業的建設和發展帶動了整個專業群的發展,骨干專業“供用電技術”也成為省級精品專業。
2 圍繞精品專業建設加強師資隊伍的建設與培養
具有一支教學水平高、專業素質強的師資隊伍是精品專業建設的關鍵,也是一所高水平高職院的重要標志。學校大力實施教學名師工程,名師可以吸引優秀生源來校就讀,可以凝聚一支教學科研隊伍,可以專業甚至整個專業群的發展。為此,學院圍繞精品專業建設大力實施人才強校戰略,重視師資隊伍的建設和培養:
一是加持內部培養和校外引進相結合,支持專業教師參加學歷進修和專業培訓,提高教師的整體學歷水平和實踐能力;二是完善人才激勵機制,加大科研經費投入,通過參加對外技術服務和科研工作,提高教師的教學水平和科研水平;三是有計劃地引進一些高層次人才和企業生產一線具有豐富經驗技術人才;四是開展校企聯合,從企業聘請部分高級工程技術人員和管理人員擔當學校的客座教授,讓他們參與學校的專業建設和專業教學工作。
電力專業教師所有教師先后派到設計、施工、供電和發電企業從事勘測、設計、運行等工作,積累了極其豐富的工程實踐經驗。經過多年的努力鍛煉和實踐,電力專業的師資隊伍建設取得了顯著成效,已形成了有專業帶頭人、骨干教師和專任教師構成,老中青教師結合的教學科研骨干隊伍和梯隊結構,完成了大量的教學任務和取得了豐富的教學科研成果,此外還聘請具有實際工作經驗的工程技術人員為兼職教師、教授,主要從事教師業務指導和實訓教學工作。電力專業群現有由教授5人、兼職教授3人、副教授18人、碩士及以上學位24人,和“雙師型”教師26人組成教學團隊,其中省高校教學名師2人,全國水利職教名師2人,并成為首批的省優秀教學團隊。
3 加強專業課程建設,促進專業教學改革
課程建設是專業建設的重要組成部分,通過課程建設特別是專業的主干課程的建設與改革,確保專業的人才培養目標的實現。課程建設根據專業培養目標的整體要求和專業不斷發展的情況,對課程內容優化、教學方法創新和考核辦法改革,努力建設“一流的師資隊伍、一流的教學內容、一流的教材,一流的教學管理”,以此促進本課程教學質量和水平的全面提高,從而帶動相關課程的教學和專業培養工作水平的提高。
發電廠及電力系統專業是學院的傳統骨干專業,學院十分重視該重點專業的專業建設和課程建設工作,制定了《學院試點專業建設條例》和《關于加強學院精品課程建設的決定》,并成立了學院、系兩級精品課程建設領導小組,并積極組織申報省級、院級和系級精品課程建設立項。電力專業主干課程“電力系統繼電保護”是國家級精品課程和國家優質資源課程,并有“電力系統”等4門課程為省級精品課程,“電機學”等5門是院級精品課程。
課程建設取得的豐碩成果,有效推進了專業教學的改革,特別是專業培養模式與教學手段方面的改革。一是根據發電廠及電力系統專業面向電力行業的特點,確定了以“面向行業、立足崗位、注重素質、強化應用、突出能力”為指導思想的“技術崗位技能型”人才培養模式;二是促進傳統教育思想、觀念的轉變和教學手段、方法的改革,使廣大教師從以教學為中心轉到以人才培養為中心上來;三是課堂教學中融入電力新技術的發展應用情況。
4 搞好重點實驗室建設,實現教學資源的優化配置
高職院校培養的是行業社會急需的高技能應用性人才,高職院校要努力實現教學與就業的零距離接軌,畢業生走出校門就直接就業上崗??s短理論與實踐的距離,最主要的途徑就是強化實踐環節的教學。因此,高職學院必須建立一個完善的實訓教學體系,在建設資金有限的情況下如何搞好校內實驗實訓建設,實現教學資源的優化配置是專業建設的重要內容。
根據培養職業能力的需要,與當地供電企業緊密結合實行校企共建,建設資源共享的校內實訓基地。按照營造真實環境,進行生產實訓的原則,加大專項投資力度,更新教學儀器設備,營造與電力企業生產一線相一致的職業環境?,F已建成包括中央財政支持實訓基地1個,省財政支持實訓基地2個,覆蓋電力專業群實驗實訓教學、行業人員培訓、電氣檢測和職業資格于一體的高水平實訓基地,重點建設了高級維修電工實訓場、新能源風力與光伏發電實訓場、智能電網實訓場、微電網實訓場、進網電工技能實訓基地、輸電線路安裝實訓場、電氣設備檢測實訓場等重點實訓(驗)場。室內實訓場總面積3600平方米,室外實訓場總面積5200平方米,儀器設備總價值876萬元。
5 加強專業教材建設,為教學提供可靠保證
教材建設是高職院校專業建設的重要組成部分,是進行專業教學工作、穩定教學秩序的重要保證。學院非常重視教材建設工作特別是重點專業的教材建設工作,選擇了辦學歷史悠久、辦學經驗豐富、師資力量雄厚的核心專業“發電廠及電力系統”專業作為教材建設的試點。
一是學院高度重視課程與教材建設工作,專門成立了課程與教材建設領導小組,統一領導協調課程與教材建設工作;二是加強國家、省級和院級精品課程的教材建設,重點對“電力系統繼電保護”國家精品課程和國家優質資源課程,“電路與磁路”、“發電廠變電所電氣設備”、“電力系統”等4門省級精品課程進行教材建設?,F已全部完成了這些課程的教材、習題集、實驗指導書和課程設計指導書等系列書籍的編寫,并通過該精品課程的建設創出學院的品牌課程,促進學院教育教學質量的全面提高;三是認真組織全國高職院校電氣類精品規劃教材的編寫工作,我院發起并參加中國水利水電出版社組織的高職電氣類精品規劃教材的編定寫工作,我院共參加了共25門課程的編寫工作,共有28人參加編寫,其中《電力系統繼電保護》、《繼電保護調試技術》等7本教材由我院主編,我院教師完成320萬字的教材編寫任務。為了做好本輪教材的編寫工作,學院多次召開參加編寫教師的會議,提出編寫教材的要求,要求各位老師積極與主編和兄弟學校的老師進行聯系,編寫出適合高職特點、內容科學、形式新穎、經濟實用的優秀教材。通過本輪教材的編寫為我院發電廠及電力系統專業的教學提供了能滿足我院教學要求的教材,參加教材編寫的教師也得到很好的鍛煉,專業教師的業務水平得到普遍的提高。這對提高我院電力專業的教學水平、保證教學質量有著重要的作用,2009年“發電廠及電力系統教材建設”項目獲得福建省教學成果一等獎。
6結語
精品專業的建設很好地帶動了學院電氣工程專業群的形成、建設與發展,形成了以發電廠及電力系統專業為龍頭,帶動輻射發電、供電、輸電、用電等8個專業的電氣工程專業群,電力專業群在校生達到1350多人,2014年《供用電技術專業“一軸三翼”立體式人才培養體系的創新與實踐》又獲得福建省高等職業教學成果一等獎。使學院的專業建設水平達到了一個新的高度,對全院的專業與專業群建設起到了很好的示范作用。
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[3] 王秋紅,黃益華,徐明.電力高等職業教育專業教學改革與實踐[J].中國電力教育,2008(19).
一、《電力工程》課程教學改革的重要性
《電力工程》主要講述的關于電能生產、輸送、分配和使用等相關的電力系統工程基礎理論知識和基本的計算方法,這是一門綜合的工程類專業課程,具有實踐性強、知識面廣、專業面寬等特點,包括發電廠電氣部分、電力系統分析、電力系統繼電保護和工廠供電等多門電力專業課的內容,該課程是電氣工程類的基礎課程也是核心課程,對于培養電氣工程類的人才起著重要的作用。隨著經濟的迅速發展,電力工業也不斷發展壯大,計算機技術在電力系統中的應用更為廣泛和密切,電力系統中出現了許多先進的設備和技術,促使著電力工程教材的不斷改進和更新,因此,教學工作者要不斷適應社會發展的需要,與時俱進,不斷對教材內容和教學方法進行改革和創新。當前,社會就業競爭壓力不斷加大,國家更加注重培養高校優秀的技能型人才,除了要求學生具有扎實的基礎知識外,還應該具有實際操作能力,培養學生的創新意識和自主能動性,因此這就要求高校教師要優化教學內容,創新教學方法,提高教學質量,并且高校在選擇老師、教材、教學設備等方面要注重這些教學資源是否能夠滿足高等教學發展的需要,加大教學投資力度,引進先進的多媒體等教學設備,充分發揮現代信息科技的優勢,把科學技術和教學改革聯系起來,從而有效的推進教學改革的進程。
二、改革教學內容,優化教學結構
隨著電力事業的不斷發展,新技術不斷被應用,新知識不斷增加,舊的知識體系已經不能適應社會發展的需要,和現代的知識結構有所沖突,因此對電力工程的課程要求要進行不斷改變,例如:《電氣設備》和《工廠供電》這兩門專業課程是《電力工程》這門課程的重要組成部分,在講授的過程中,要抓重點,對于核心內容要細講,并有重點的進行實踐,對于一般性的理論知識則引導學生自學并進行簡單講解,在此過程中,要注重補充課本上沒有的一些新知識、新技術和新設備等科學前沿的知識,拓寬學生的視野,豐富學生的知識,提高學生的自學能力。
三、改革教學方法,采用啟發式和探討式的教學方法,培養學生自主學習的能力
在教學的過程中,教師要有意識的引導學生積極思考,在教師講清一個重要的內容后,應提出問題,并引導學生分析和論證這一問題的思路,逐步深入,層層遞進,最后得出正確的結果,這樣,不僅使學生掌握了理論知識,并且也學到了探究問題的思路和方法,培養了學生主動思考的能力。學生學習的過程,就是學生不斷發現問題、解決問題的過程。因此,教師要注重培養學生發現問題的意識,并勇于提出問題,教育學生不恥下問,敢于挑戰課本,挑戰權威,積極思考,擺脫課本知識的束縛,放寬視野,發揮創新思維,促進知識的增長。教師可以把所教的知識轉化為問題,向學生提問,使學生帶著問題去思考,并學會利用所學的知識去分析問題和解決問題,這樣通過發問的方式引導學生學習,可以有效的激發學生的好奇心,并促進學生及時的掌握所學的知識,提高分析問題和解決問題的能力。教師把難度較小的內容可以讓學生自學,在自學前,要明確的提出要求或問題,以便讓學生有針對性的學習,掌握自學的知識架構,鍛煉學生的邏輯思維和歸納總結的能力,與此同時,分配給學生適當的練習,讓學生在練習的過程中,對所學的知識進行鞏固和理解。多種教學方法要靈活運用,相互協調,根據教學的不同要求采取不同的教學方法,從而促進教學目標的完成和培養學生的全面素質發展。
四、實踐教學和理論教學相結合
電力工程作為一門專業性較強的課程,需要利用大量的實踐教學,促進學生掌握電力知識和技能。首先,打破傳統的實驗教學模式,為學生提供多項實驗,如:繼電器特性試驗、變壓器保護、線路的三段保護和備用電源自動投入裝置等,學生可以根據自己的興趣選擇適合自己的三項實驗,并進行獨立完成即可滿足教學要求。然后,發動學生“走出去”,根據所學,安排學生到一線的電力單位進行實習,并且根據課堂教學的進度合理安排實習項目和單位,使學生在實習的過程在中,查漏補缺,對所學知識進行理解和補充,從而為以后參加工作打下良好的基礎。最后,進行電力工程課程設計,這一任務是培養學生創新能力和團隊協作能力的重要途徑,它反映了一個學生的綜合素質,除了要求學生掌握基本的電力系統知識和工程的設計方法,還需要學生查閱大量的相關資料,在有限的時間內完成任務,鼓勵學生發揮合理分工和組織協調的能力,教師及時的進行指導和解答,掌握學生的工作進度和考勤狀況,對于學生出現的問題及時糾正,并對提交的作用認真批改和及時反饋,促使課程設計工作達到預期的目標。
五、結語
關鍵詞:DSM;電能管理;中國電能服務網
作者簡介:田會峰(1980-),男,安徽蕭縣人,江蘇科技大學(張家港)電氣與信息工程學院,講師;周瑜(1984-),女,江蘇張家港人,江蘇科技大學(張家港)電氣與信息工程學院,實驗師。(江蘇張家港215600)
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0048-02
在當今能源相對緊缺、世界環境日益變差的大環境下,節能減排顯得尤其重要,一方面節約了能源的使用,另一方面又減少了污染物的排放,保護了環境。
電力需求側管理DSM(Demand Side Management)是指在政府法規和政策的支持下,采取有效的激勵和引導措施以及適宜的運作方式,通過電力公司、能源服務公司、社會中介組織、產品供應商、電力用戶等共同協力,提高終端用電效率和改變用電方式,在滿足同樣用電功能的同時減少電量消耗和電力需求,達到節約資源和保護環境的目的,實現社會效益最好、各方受益、最低成本能源服務所進行的管理活動。
文中按照電力需求側管理的要求積極探索電氣工程及其自動化專業的電能管理方向。
一、電氣工程及其自動化專業方向
1998年,國家將本科專業目錄進行了調整、合并和壓縮。電工類和電子與信息類合并成電氣信息類。原電工類的電機及其控制、電力系統及其自動化、高壓電與絕緣技術、電氣技術等專業合并為目前的電氣工程及其自動化專業。[1]
電氣工程及其自動化專業涉及電工技術、電氣技術、電力技術、自動控制技術、計算機及其應用技術等諸多領域,是通用性很強的“寬口徑大專業”。全國各高校根據國家經濟發展對電氣信息類人才的需求,依據各校的實際情況和辦學條件,確定了彼此不同的專業方向、人才培養的方案和模式,體現出各校的辦學特色。
江蘇科技大學鎮江校區電氣工程及其自動化專業雖然從2000年開始招生,但是其前身可以追溯到1953年上海船舶工業學院創辦的船舶電氣控制專業,1978年鎮江船舶學院開始招收船舶電氣自動化本科專業,經過工業電氣自動化專業、工業自動化專業等發展到現在的電氣工程及其自動化專業。本專業是培養以船舶為特色的電氣工程及其自動化人才,其專業建設是依托船舶行業,依靠教學、科學與管理,將其建設成以船舶電氣自動化為主要特色、面向工程技術應用的專業。[2]
張家港校區因為遠離校本部,又是異地新建校區,無法享受校本部幾十年來在船舶電氣自動化方面的教學和科研成果。雖然張家港校區自2005年開始招生,其專業方向表面上沿襲鎮江校區的“船舶電氣自動化”方向,但培養方案實際上與船舶相關的課程基本沒有涉及,比如:本部開設的“船舶概論”“船舶電站自動化”“船舶機艙自動化”等課程。[3]因此,電氣工程及其自動化專業是作為校區重點建設的專業之一,目前是以船舶電氣自動化和工業電氣自動化的混合體,專業方向不明確,不利于專業建設和學生就業。
隨著社會經濟的發展和國家戰略的需求,電能管理越來越受國家的重視,國務院曾多次發文要大力發展電能需求側管理。目前,在國內高校本科專業及方向設置中,還沒有電能管理方向,市場需求量巨大。
為此,為了突出辦學特色,服務經濟,培養社會急缺的電能管理人才,校區與蘇州太谷電力有限公司合作,共同建設電氣工程及其自動化專業電能管理方向,并從2008級電氣工程及其自動化專業開始設置電能管理方向。
二、電能管理方向建設探索
電氣工程及其自動化專業電能管理方向是對負荷控制和管理,以及遠程抄表和計費自動化。本著“科學管理電能,輕松降低成本”的電能管理新思路,確保電力用戶有序用電,其技術領域涉及國家重點支持和發展的幾大高新技術,即物聯網技術、智能電網技術和節能減排技術。因此,電能管理方向有著及其廣闊的發展空間。
電氣工程及其自動化專業電能管理方向特色是實時監測和采集各電力用戶的用電情況,對其用電情況進行分析評估,針對不合理或浪費用電的裝備和線路,對其進行整改,優化電力用戶的內部電網,以達到降低電能的目的。
電氣工程及其自動化專業課程體系的構建應本著加強理論、優化課程結構、強調應用能力、加強實踐環節來設置專業模塊課程。[4]由于“電能管理”是新建專業方向,電氣工程及其自動化專業原有的課程體系沒有大的改變,目前只在第7學期增加了電能管理方面的兩門方向選修課:“電能需求側管理”和“電能優化技術”,下一步將根據人才培養方案要求,繼續增加電力系統方面的兩門課程“電力系統繼電保護”和“ 電力系統故障分析”。
為了進一步優化課程體系,將電氣工程及其自動化專業基礎課和專業方向課內容相近或密切相關的幾門課程組成課程組,有利于相關教師之間的教學交流和科研合作。具體分為5個課程組:
電工電子技術課程組:包括“電路”、“模電”、“數電”、“電力電子技術”、“CPLD及FPGA設計”等課程;計算機技術課程組:包括“計算機軟件基礎”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及應用”、“ DSP原理及應用”、“計算機控制技術”、“計算機網絡基礎”等課程;控制與檢測技術課程組:包括“自動控制原理”、“現代控制原理”、“智能控制”、“計算機集散控制”、“檢測與儀表”、“MATLAB語言與科學計算”等課程;電機與電氣技術課程組:包括“電機與拖動基礎”、“電氣與PLC技術”、“機電一體化技術”、“電力傳動自動控制系統”等課程;電能與電力技術課程組:包括“工程圖學基礎”、“電能需求側管理”、“電能優化技術”、“供電技術”、“電力系統繼電保護”、“電力系統故障分析”等課程。
三、電能管理方向建設實踐
為了加強電能管理方向學生的工程實踐能力,在制訂人才培養方案時就將企業元素貫穿于整個教學環節,企業參與人才培養的始終,校企深度融合,學校引進企業高級人才到校任教,同時,學校派青年教師下到企業學習至少1年時間。見圖1。
1.教材建設
“電能優化技術”被校區列為重點課程建設,建設內容包括與企業合作共同編寫講義,進一步編寫教材,努力將“電能優化技術”打造精品課程。該課程內容主要包括電能質量:電壓、諧波、三相不平衡、功率因數等;電源優化;配網優化;電能質量優化;電能軌跡優化;電能檢測技術等。
“電能需求側管理”已經編寫成講義,并投入教學使用,主要內容涉及電力系統、智能電網、供電技術、需求側管理、DSM平臺使用、電能系統構建等。
2.師資隊伍建設
依托中國電能服務網(蘇州太谷電力有限公司)和智能電力研究院(清華大學韓英鐸院士領銜的科研團隊),共同培養“雙師型”教師。校區派青年教師去企業學習1年,參與企業的科研和工程實踐,這樣教師有了實際的工程背景,在講授理論課程時,將理論與實踐相結合,學生聽課才會感興趣,不會顯得課程枯燥無味。
智能電力研究院坐落在校區,與學院有緊密合作關系,長期邀請清華大學的教授給學生做學術講座,同時教師和部分優秀學生也參于研究院的科研項目。
3.電能管理實驗室建設
為了實現工程教育,必須將工程實踐教育貫穿于整個教學環節。由于企業擁有強大的經濟基礎、科研能力以及工程實踐背景,學校與企業深度合作,共建實驗室,為學生提供工程教育模式的實踐教學平臺。
校區與太谷電力共同建設“電能管理實驗室”,使用“中國電能服務網”平臺。該平臺功能包括以下5個模塊:電能在線模塊、用電分析模塊、輔助決策模塊、有序用電模塊和系統工具箱模塊。
為了能采集電能數據,通過電能監測儀、電流互感器、服務器等器件,利用RS48總線和以太網,可以采集和監測的數據包括:監測電力指標,包括相電壓、線電壓、相電流、線電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等;電量指標,包括有功電量、有功電度、無功電量、無功電度等;質量指標,包括諧波電壓、諧波電流、三相不平衡度、電壓偏差、頻率偏差、零線電流等。同時,還能通過溫度傳感器采集殼體的溫度。
通過此DSM平臺,學生能夠清楚的了解電能的輸入、傳輸、消耗的全過程。
4.網絡教學平臺建設
本專業目前共有6門課程,包括“電路”、“數電”、“電力電子技術”、“電能優化技術”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及技術”等課程實現網絡教學,網絡學堂包括教學課件、電子教案、教學大綱、習題、教學案例、在線答疑、師生互動等,教學資料豐富。
5.工程實踐能力培養
工程實踐能力是學校人才培養的終極目標,學校和企業各有強項,優勢互補,將學校的人才培養方案與企業的用人需求緊密結合,企業積極參與人才培養方案的研討和制定,實踐環節的教學以及教材的建設等。企業的科研項目與學校的實踐教學相結合,實踐教學實現學校企業雙導師制。
由太谷電力有限公司挑選經驗豐富的高級工程師兼任“電能管理”專業方向工程實踐培養指導教師,每周安排2學時,總計32學時的工程實踐課程。
另外在第8學期安排學生去企業頂崗實習6個月,并將在今后逐漸擴至1年,達到“卓越工程師”計劃培養方案的“3+1”模式,即3年在學校學習理論知識,1年在企業頂崗實習。實習期間要求學生現場安裝與調試,并參與企業應用設計。
通過實習,學生對工程項目比較熟悉,將在企業里根據實際工程項目完成本科畢業設計。
6.聯合培訓“電能管理師”
目前,社會上急缺電能管理師,每年的用電高峰期,政府為了完成減排任務,都要求企業“拉閘限電”,對企業造成了比較大的損失。企業內部的電工緊緊是會用電,但是不能根據企業實際情況,優化企業內部電網,降低電能。因此,校區教師和太谷電力合作共同培訓“電能管理師”。
四、結束語
目前,全國大約200多所院校設置電氣工程及其自動化專業,甚至一些以文科見長的綜合型大學也在辦此專業。[5]對于本科院校異地新建校區,如果電氣工程及其自動化這樣寬口徑的電類大專業,沒有形成自己鮮明的專業特色,很難與其他老牌院校的此專業相比,這樣不利于服務地方經濟和學生就業等。
因此,設置電氣工程及其自動化專業電能管理方向,在響應國家節能減排、培養“卓越工程師”計劃、大力發展智能電網等方面都具有積極的意義。
參考文獻:
[1]王澤忠,王兆安,沈頌華.電氣工程及其自動化專業規范研究[J].電氣電子教學學報,2010,(S1):5-6.
[2]姜文剛.電氣工程及其自動化船電特色專業建設探索[J].科技信息,
2011,(21).
[3]劉維亭,王德明,朱志宇.電氣工程及其自動化專業建設與實踐[J].華東船舶工業學院學報(社會科學版),2002,(4).