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關(guān)鍵詞: 繼電保護(hù) 微機(jī)保護(hù) 課程改革一、目前《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程存在的問題
在現(xiàn)有電力系統(tǒng)繼電保護(hù)教材中,大多數(shù)教材在講述保護(hù)的基本原理時(shí),一般結(jié)合機(jī)電型繼電器分析保護(hù)原理,這樣就花費(fèi)了大量篇幅用于分析介紹繼電保護(hù)裝置和傳統(tǒng)繼電保護(hù)的二次電路。當(dāng)然,通過傳統(tǒng)的機(jī)電型保護(hù)的動(dòng)作過程,讓學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握保護(hù)原理是行之有效的方法,學(xué)生也容易理解,問題是在理解完了保護(hù)基本理論后,如何讓學(xué)生認(rèn)識(shí)微機(jī)保護(hù),這在大多數(shù)教材中并沒有體現(xiàn)。
二、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程教學(xué)的改革
1.課程改革的思路
繼電保護(hù)課程的改革以基本原理為主,包括保護(hù)的基本原理、保護(hù)裝置和繼電器的基本原理。以模擬保護(hù)具體電路為輔,對(duì)復(fù)雜模擬電路不作介紹,減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。保護(hù)裝置和繼電器的應(yīng)用舉例以微機(jī)型為主,在教學(xué)實(shí)踐過程中,適當(dāng)?shù)亟榻B當(dāng)前繼電保護(hù)最新的技術(shù)和原理,同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)。統(tǒng)籌考慮和選取教學(xué)內(nèi)容,以適合工作崗位的需要,對(duì)繼電保護(hù)密切相關(guān)的課程,在教學(xué)內(nèi)容上、課時(shí)上嘗試進(jìn)行大幅度整合。
(1)校企合作――按照工作現(xiàn)場(chǎng)工作過程搭建、設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容。
總結(jié)歸納專業(yè)崗位群中的典型工作任務(wù),以典型工作任務(wù)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)性工作任務(wù),以職業(yè)實(shí)際工作為訓(xùn)練內(nèi)容,使課程目標(biāo)和教字內(nèi)容與職業(yè)實(shí)際緊密聯(lián)系,學(xué)習(xí)要素與工作要素相互滲透、融合,最大限度地實(shí)現(xiàn)校內(nèi)學(xué)習(xí)與實(shí)際工作的一致性。
(2)貫徹規(guī)范――教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)“企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”。
將發(fā)電廠、變電站繼電保護(hù)工作生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各類規(guī)程規(guī)范、優(yōu)秀企業(yè)文化和先進(jìn)理念滲透到教學(xué)內(nèi)容中,實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生綜合職業(yè)素質(zhì)的教學(xué)目標(biāo)。
(3)任務(wù)驅(qū)動(dòng)――實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”相融合。
突出對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的訓(xùn)練,學(xué)生在完成學(xué)習(xí)性工作任務(wù)的過程中,認(rèn)知、吸取支撐完成任務(wù)的理論知識(shí),教師針對(duì)學(xué)生操作中遇到的難題或出現(xiàn)的問題給予講授,歸納操作要點(diǎn)或知識(shí)要點(diǎn)。學(xué)生在“做”的過程中學(xué)習(xí)新知識(shí),學(xué)習(xí)的過程就是不斷解決問題的過程,就是完成工作任務(wù)的過程,就是提高職業(yè)素質(zhì)的過程,任務(wù)的成果就是“教、學(xué)、做”結(jié)合的結(jié)晶。
2.課程改革的具體方法
(1)教學(xué)內(nèi)容的改革。
繼電保護(hù)教學(xué)內(nèi)容改革是核心,沒有一個(gè)好的內(nèi)容,無論怎么改都不會(huì)成功,問題是繼電保護(hù)的內(nèi)容很多,怎么從眾多內(nèi)容中選取是關(guān)鍵所在,內(nèi)容的改革需遵循夠用、發(fā)展的層次展開。所謂夠用,就是繼電保護(hù)內(nèi)容要包含基本的保護(hù)理論原理,比如常規(guī)的電流保護(hù)、功率方向保護(hù)、距離保護(hù)及差動(dòng)保護(hù)等,對(duì)于這些原理的學(xué)習(xí)要完全掌握。所謂發(fā)展,就是繼電保護(hù)的理論學(xué)習(xí)要與時(shí)俱進(jìn),對(duì)于目前不用的一些陳舊理論要敢于刪除,對(duì)于新的理論要補(bǔ)充。由于微機(jī)保護(hù)的大力發(fā)展,許多過去難以解決的問題,現(xiàn)在很容易解決,如功率保護(hù)的接線形式,差動(dòng)保護(hù)的接線等問題。
(2)教學(xué)手段的改革
在教學(xué)過程中,教學(xué)手段十分關(guān)鍵,教學(xué)手段的好壞直接關(guān)系到能否調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,也就是說,能否抓住學(xué)生。目前常用的教學(xué)手段主要是板書式教學(xué)、多媒體教學(xué)及討論式教學(xué)等,這些教學(xué)經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐,證明是可行的。但對(duì)于不同的教學(xué)內(nèi)容,如果只采用一種方式,則效果不理想,在教學(xué)過程中不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力,因此需針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容,合理采用不同的手段。充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,培養(yǎng)學(xué)生的思考及參與能力。因此,合理運(yùn)用不同的教學(xué)手段是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的重要因素。
作為職業(yè)院校學(xué)生,工程實(shí)踐能力是其基本素質(zhì),也是社會(huì)的基本要求。由于微機(jī)保護(hù)的接線少,信號(hào)質(zhì)量相對(duì)較高,操作過程也相對(duì)簡(jiǎn)單,可以設(shè)計(jì)內(nèi)容不同、形式多樣的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行專門訓(xùn)練,使學(xué)生較好地掌握保護(hù)測(cè)試技能、對(duì)濾波及保護(hù)算法進(jìn)行初步的設(shè)計(jì),甚至對(duì)自己設(shè)計(jì)的保護(hù)方案調(diào)試等。
對(duì)于繼電保護(hù)的教學(xué)采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,在實(shí)踐過程中,可以按照電網(wǎng)施工的流程,將一些簡(jiǎn)單實(shí)際的小型工程全程照搬入實(shí)訓(xùn)室,老師提供相關(guān)的圖紙資料,學(xué)生們幾人一組,按照任務(wù)要求,進(jìn)行保護(hù)的施工安裝、調(diào)試,對(duì)保護(hù)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析查找,完成設(shè)備的調(diào)試報(bào)告,進(jìn)一步提高學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力,這就要求學(xué)生具備較強(qiáng)的二次識(shí)圖能力。
(3)考評(píng)的改革
考評(píng)是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)和應(yīng)用掌握的一個(gè)重要環(huán)節(jié),不同的考評(píng)制度可以檢驗(yàn)出學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的不同能力,因此,要促使學(xué)生學(xué)好知識(shí),掌握原理,學(xué)會(huì)應(yīng)用,需要老師設(shè)計(jì)不同的考評(píng)方案??己嗽u(píng)價(jià)體系的改革要立足于正確引導(dǎo)學(xué)生在打好堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)和提高分析問題與解決問題的能力,鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。從基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握、專業(yè)技能的運(yùn)用、綜合性實(shí)訓(xùn)的實(shí)施等多方面進(jìn)行綜合考核,加大實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的考評(píng)比例,從制度上鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維、求異思維的培養(yǎng)。傳統(tǒng)考評(píng)往往采用閉卷考試方式,這種方式有它的優(yōu)點(diǎn)和公正性,但不能很好地檢驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手能力和應(yīng)用繼電保護(hù)原理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。對(duì)于原理性內(nèi)容學(xué)習(xí)采用傳統(tǒng)閉卷考試,解決問題和分析問題能力采用具體實(shí)作考評(píng)。最后分別設(shè)計(jì)一個(gè)系數(shù)求和,完成對(duì)一個(gè)學(xué)生的綜合評(píng)價(jià)。
三、課程改革的結(jié)果分析
任何一項(xiàng)改革,最終都要經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn),當(dāng)然,教育實(shí)踐的檢驗(yàn)有其特殊性,它是一個(gè)長(zhǎng)期的復(fù)雜的過程。在學(xué)校教改立項(xiàng)的支助下,對(duì)電氣2012級(jí)的電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的繼電保護(hù)進(jìn)行了課程內(nèi)容教學(xué)改革,從教學(xué)效果看,學(xué)生上課活躍程度增加,學(xué)生對(duì)繼電保護(hù)原理的理解加深,對(duì)微機(jī)保護(hù)設(shè)備的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐能手動(dòng)力大大提高。在課程結(jié)束后,通過對(duì)比和對(duì)學(xué)生的問卷調(diào)查,學(xué)生相對(duì)更喜歡改革后的教學(xué)方式。這說明了這次課程內(nèi)容調(diào)整和教學(xué)方式改革比較成功。
參考文獻(xiàn):
[1]羅士萍,顧艷.從保護(hù)的微機(jī)化淺析繼電保護(hù)課程內(nèi)容的調(diào)整[J].南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2004(2).
關(guān)鍵詞:繼電保護(hù);項(xiàng)目化教學(xué);教學(xué)模式;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法
作者簡(jiǎn)介:李小雄(1968-),女,湖南新寧人,黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化工程系,副教授;李杰(1982-),男,河南開封人,黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化工程系,助教。(河南?開封?475003)
中圖分類號(hào):G642?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)21-0046-02
一、“繼電保護(hù)”課程改革概況
繼電保護(hù)是高職電類專業(yè)的主要專業(yè)課程,歷來所采用的是以知識(shí)理論體系為構(gòu)架的傳統(tǒng)教學(xué)模式。[1]該模式中,教師是主體,主要運(yùn)用以課堂-黑板-教材-講授為主的教學(xué)方法實(shí)施教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)過程中,教師雖然盡量用形象的、精彩的、滿堂灌的語(yǔ)言描述課程中有關(guān)各類保護(hù)的深?yuàn)W原理,但是學(xué)生逐漸產(chǎn)生倦怠,從而出現(xiàn)瞌睡、思想開小差、玩手機(jī)、說話等行為,造成課堂教學(xué)效果差,使得學(xué)生對(duì)基本的理論知識(shí)掌握不好。又由于教學(xué)環(huán)節(jié)中忽略了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),課程與工程實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)、缺乏先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、學(xué)生動(dòng)手練習(xí)的機(jī)會(huì)很少,因此出現(xiàn)了實(shí)踐技能較差的教學(xué)質(zhì)量問題,不滿足高職人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。
事實(shí)上,由于繼電保護(hù)課程內(nèi)容豐富、實(shí)用性和實(shí)踐性非常強(qiáng),以傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法很難達(dá)到“把理論講透,把技能練好”的境界,更達(dá)不到電力系統(tǒng)中崗位技能要求的標(biāo)準(zhǔn)。[2]為了培養(yǎng)“懂理論、會(huì)設(shè)計(jì)、能安裝調(diào)試、善于維護(hù)管理”的電力行業(yè)高級(jí)技能型人才,提高學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng),我們組建了一個(gè)課程改革小組,課程組成員通過對(duì)電力行業(yè)、大型用電企業(yè)、電力建設(shè)集團(tuán)的調(diào)研;通過與電力專家及一線技術(shù)員共同研究,分析得出電力行業(yè)“繼電保護(hù)工”的職業(yè)崗位任務(wù)和任職要求,共同確定了本課程的知識(shí)目標(biāo)和能力培養(yǎng)目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上,我們對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),在教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等幾個(gè)關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)上進(jìn)行了“基于工作過程”的項(xiàng)目化教學(xué)改革,并著力提高教師的技能水平,大力改善實(shí)踐條件,突顯出課程的實(shí)踐性和工程性。
二、一體化教學(xué)模式
教學(xué)模式的優(yōu)劣直接影響到教學(xué)質(zhì)量的好壞。本課程采用“教、學(xué)、練、做”一體化的教學(xué)模式組織教學(xué)。課程教學(xué)放在實(shí)訓(xùn)室(基地)里進(jìn)行,采用小班授課的方式開展,教師對(duì)著設(shè)備講授有關(guān)理論知識(shí),分小組按工作任務(wù)進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)踐技能訓(xùn)練。各教學(xué)單元具體的實(shí)施步驟為:教師講解基本知識(shí)布置工作任務(wù)學(xué)生制定工作方案并選出最優(yōu)方案學(xué)生練習(xí)技能完成工作任務(wù)教師檢查學(xué)生提交的任務(wù)成果反饋與改進(jìn)。該教學(xué)模式中“教師是主導(dǎo)、學(xué)生是主體、訓(xùn)練是主線”,充分實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)、做中練、練中學(xué)”的教學(xué)思想。教學(xué)環(huán)境既是工作環(huán)境,教學(xué)過程又是真實(shí)的工作過程,體現(xiàn)了理論與實(shí)踐的有機(jī)融合,是一種切實(shí)可行的工學(xué)結(jié)合的教學(xué)模式,此模式有利于對(duì)學(xué)生操作技能的培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)的提高。
三、項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容
1.教學(xué)內(nèi)容的開發(fā)
本課程教學(xué)內(nèi)容開發(fā)的基本思路是:“職業(yè)崗位分析工作任務(wù)分析職業(yè)技能要求項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容”。本課程是為將來從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、二次回路、自動(dòng)裝置的“設(shè)計(jì)、安裝、檢驗(yàn)、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)、管理”等工作培養(yǎng)高技能人才。學(xué)生將來所面向的職業(yè)崗位的工作任務(wù)主要有:保護(hù)裝置的安裝、檢驗(yàn)與調(diào)試;電力系統(tǒng)保護(hù)的運(yùn)行監(jiān)視;保護(hù)動(dòng)作后的故障處理和分析;電力系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)計(jì)。這些崗位所要求的職業(yè)能力歸納起來如表1所示。
2.教學(xué)內(nèi)容的組織
通過對(duì)繼電保護(hù)職業(yè)崗位工作任務(wù)分析和職業(yè)能力分析,我們以電力系統(tǒng)“繼電保護(hù)工”所從事的實(shí)際工作為載體,構(gòu)建了理論與實(shí)踐相結(jié)合的7個(gè)學(xué)習(xí)型項(xiàng)目作為本課程的主要教學(xué)內(nèi)容,它們分別是:繼電器保護(hù)的檢驗(yàn)與調(diào)試、微機(jī)線路保護(hù)的檢驗(yàn)與調(diào)試、微機(jī)變壓器保護(hù)的檢驗(yàn)與調(diào)試、微機(jī)發(fā)電機(jī)保護(hù)的檢驗(yàn)與調(diào)試、微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行與監(jiān)視、保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì);對(duì)于每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目,我們又按照其實(shí)際的工作流程細(xì)分為若干個(gè)學(xué)習(xí)型工作任務(wù)作為課程的教學(xué)單元;而每個(gè)教學(xué)單元是以完成工作任務(wù)所需要的基本知識(shí)、技能要求、素質(zhì)要求為教學(xué)目標(biāo)的,并以“任務(wù)概述-知識(shí)準(zhǔn)備-任務(wù)實(shí)施-檢查與評(píng)價(jià)-總結(jié)分析”為教學(xué)主線進(jìn)行邏輯組織。整個(gè)課程的教學(xué)內(nèi)容以項(xiàng)目為載體,以工作過程為導(dǎo)向,以任務(wù)為驅(qū)動(dòng),能力訓(xùn)練帶動(dòng)知識(shí)學(xué)習(xí),理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,在這種項(xiàng)目化教學(xué)過程中不但可以培養(yǎng)學(xué)生講原理、熟計(jì)算、會(huì)畫圖、能安裝、會(huì)調(diào)試等職業(yè)技能,同時(shí)也可以培養(yǎng)學(xué)生的管理能力、勞動(dòng)組織能力、相互協(xié)作等職業(yè)素養(yǎng)。
3.內(nèi)容的針對(duì)性和適用性
本課程針對(duì)高職人才培養(yǎng)目標(biāo),緊緊圍繞職業(yè)技能要求和技能考核標(biāo)準(zhǔn),把“繼電保護(hù)工職業(yè)證書標(biāo)準(zhǔn)中的知識(shí)、技能要求納入教學(xué)內(nèi)容中,并引入了電力行業(yè)規(guī)范和國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)習(xí)過程就是技能訓(xùn)練過程,教與學(xué)在工作過程中得以實(shí)施,以培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神。課程的考核方式以項(xiàng)目考核為基礎(chǔ),項(xiàng)目考核以技能考核為中心。課程最終目標(biāo)是要使學(xué)生獲得“繼電保護(hù)工”上崗證書。
課程符合電力行業(yè)繼電保護(hù)崗位工作任務(wù)的要求,教學(xué)內(nèi)容以職業(yè)崗位能力標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩,內(nèi)容組織采用由簡(jiǎn)單保護(hù)到復(fù)雜保護(hù),由單一保護(hù)到元件保護(hù)再到系統(tǒng)保護(hù)的原則,按照真實(shí)的繼電保護(hù)人員的工作過程進(jìn)行教學(xué),注重對(duì)學(xué)生的綜合技能、分析問題能力、解決問題能力、協(xié)作意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。既遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律,又符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,凸現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的適應(yīng)性。
仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的廣泛推廣和使用是當(dāng)前職教方式和手段全面更新的大勢(shì)所趨。
一、仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的定義和特點(diǎn)
仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是指針對(duì)某特定的學(xué)習(xí)領(lǐng)域,借助計(jì)算機(jī)軟件、設(shè)備組件模型、3D或VR技術(shù),所創(chuàng)造或模擬的虛擬訓(xùn)練環(huán)境、訓(xùn)練流程等封閉系統(tǒng)平臺(tái)。使用者在對(duì)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的操作和互動(dòng)中,獲得和真實(shí)工作領(lǐng)域相近或相似的實(shí)訓(xùn)體驗(yàn),最終達(dá)到技能訓(xùn)練的目標(biāo)。筆者認(rèn)為,仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是信息技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用中的一種重要形式,可以進(jìn)行生產(chǎn)過程延時(shí)、產(chǎn)品運(yùn)行演示、產(chǎn)品拆裝維修、故障排除、操作訓(xùn)練等教學(xué)任務(wù)。這種系統(tǒng)的研發(fā)通常具有很強(qiáng)的工業(yè)背景,其總體方案、工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)等往往來源于生產(chǎn)實(shí)踐,與職業(yè)崗位的技能需求緊密結(jié)合,具有對(duì)應(yīng)性、可操作性、開放性、節(jié)能性等主要特點(diǎn)。在仿真系統(tǒng)中,設(shè)備設(shè)施、操作流程應(yīng)嚴(yán)格與實(shí)際實(shí)踐環(huán)境密切對(duì)應(yīng)或無限貼近,以便可以令使用者最大程度地獲得真實(shí)環(huán)境的體驗(yàn)。同時(shí),系統(tǒng)還要具備良好的可操作性,能為使用者設(shè)定各種復(fù)雜情況,進(jìn)行無限次、多樣式的交互操作訓(xùn)練,方便使用者可以根據(jù)自身的情況,選擇掌握較為薄弱的技能點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)鞏固訓(xùn)練。由于仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)軟件、設(shè)備組件模型、3D或VR技術(shù),對(duì)場(chǎng)地和設(shè)備要求不高,使受訓(xùn)者在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都可以廣泛地進(jìn)行訓(xùn)練成為了可能。此外,仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還可以做到無污染、無浪費(fèi),一套系統(tǒng)可以多人、多次重復(fù)利用,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
二、仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在高職高專實(shí)踐教學(xué)中的適用性和必要性
1.仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的使用有利于職業(yè)教育的“五個(gè)對(duì)接”。對(duì)于很多高職專業(yè)而言,無論是經(jīng)費(fèi)還是場(chǎng)地,現(xiàn)階段建設(shè)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)完全對(duì)接的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地或?qū)嵱?xùn)室都不太可行。而針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)所建設(shè)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室則能夠很好地解決這一問題。
2.仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的使用與高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)相契合。采用仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)后,可以解決過去在傳統(tǒng)教學(xué)中無法展示或進(jìn)行的實(shí)踐操作,大比例地提高實(shí)踐課時(shí)在教學(xué)中的占比,使學(xué)生所學(xué)理論最終轉(zhuǎn)化為實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)學(xué)生動(dòng)手能力的提高。
3.仿真??訓(xùn)系統(tǒng)的使用能幫助達(dá)到專業(yè)課程的教學(xué)目標(biāo)。虛擬仿真的形式能夠呈現(xiàn)出某些學(xué)習(xí)對(duì)象的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu),便于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解,同時(shí)提高訓(xùn)練的效率,節(jié)省時(shí)間和成本。學(xué)生可以通過自主實(shí)驗(yàn)、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)虛實(shí)互補(bǔ),相互促進(jìn),從而把學(xué)生能力和素質(zhì)培養(yǎng)滲透到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各種形式、各種技術(shù)和各個(gè)環(huán)節(jié)之中。
三、仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在湖北省高職高專實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
通過筆者所在學(xué)院對(duì)湖北省多所高職院校包括本校的實(shí)地走訪、網(wǎng)絡(luò)調(diào)研總結(jié)發(fā)現(xiàn),雖然大多高職院校的專業(yè)教師都對(duì)仿真系統(tǒng)有所了解,但只有大約10%的教師認(rèn)識(shí)虛擬仿真已經(jīng)發(fā)展上升到國(guó)家教育規(guī)劃發(fā)展的層面。雖然近80%的高職專業(yè)教師都認(rèn)為需要在教學(xué)中用仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)來幫助教師教學(xué)和促進(jìn)學(xué)生技能提高,但只有約35%的教師在教學(xué)過程中曾經(jīng)采用或正在使用過該類系統(tǒng),這個(gè)比例在武漢市略高于地市州。這說明仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的概念已經(jīng)深入高職院校,但大面積的普及使用還需要相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。
根據(jù)調(diào)查反饋,未使用仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的原因主要集中在三個(gè)方面:市場(chǎng)上沒有適合本專業(yè)或本課程實(shí)訓(xùn)所需的虛擬系統(tǒng);建設(shè)經(jīng)費(fèi)不足,難以采購(gòu)到優(yōu)質(zhì)的系統(tǒng);認(rèn)為現(xiàn)在所用的實(shí)訓(xùn)室或純理論教學(xué)基本能夠滿足教學(xué)需要。在使用過或正在使用仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的教師群中,有90%的教師認(rèn)為系統(tǒng)的應(yīng)用能夠切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力,有30%的教師認(rèn)為所用系統(tǒng)的功能已經(jīng)非常完善,完全適合教學(xué)需要。由上述調(diào)查結(jié)果可見,要提高仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的普及和應(yīng)用率:(1)系統(tǒng)開發(fā)者要根據(jù)專業(yè)和課程的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的建設(shè)和開發(fā),要選擇適合專業(yè)需要和滿足用戶需求的技術(shù)手段;(2)所設(shè)計(jì)的仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)功能要更加完善,尤其在互動(dòng)功能、考核功能和管理功能方面能夠適應(yīng)職業(yè)教育的需求。
四、仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在本院電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)中的應(yīng)用效果
本院電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)是央財(cái)支持的重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)和職教品牌專業(yè),《牽引變電所運(yùn)行與檢修》是該專業(yè)的一門專業(yè)核心課程,也是一門典型的理實(shí)并重的課程。由于該課程需要的實(shí)訓(xùn)設(shè)備昂貴、運(yùn)行和維護(hù)成本高,再加上實(shí)踐操作過程中的電力安全因素考慮,傳統(tǒng)的專業(yè)技能訓(xùn)練采用的是組織學(xué)生到變電站等相關(guān)企業(yè)單位參加實(shí)踐。但由于這些企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)必須保障運(yùn)行安全和可靠性,上述實(shí)踐學(xué)習(xí)往往流于形式,成為走馬觀花式的參觀,學(xué)生不能獲得真正技能上的提高。基于以上問題,電氣化鐵道專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)在2011年申請(qǐng)了“變電所綜合仿真實(shí)訓(xùn)室”的立項(xiàng),項(xiàng)目建設(shè)于2012年年底完成,并通過驗(yàn)收開始正式投入使用。
1.變電所仿真實(shí)訓(xùn)室具備功能。變電所綜合仿真實(shí)訓(xùn)室的核心是220KV牽引變電站虛擬仿真系統(tǒng),該系統(tǒng)包括220KV牽引變電站仿真軟件、教練員平臺(tái)軟件、3D場(chǎng)景軟件和仿真支撐平臺(tái)軟件等四套仿真軟件。系統(tǒng)能夠通過動(dòng)畫演示,使學(xué)生可以真實(shí)地了解和掌握電網(wǎng)變電站的各項(xiàng)設(shè)備的參數(shù)、運(yùn)行特性,各項(xiàng)設(shè)備故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的影響,熟悉各類設(shè)備實(shí)際的狀態(tài)信號(hào),熟悉報(bào)警系統(tǒng)及繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的功能,熟悉電網(wǎng)的運(yùn)行方式,熟悉完整的電網(wǎng)及變電站系統(tǒng)。同時(shí),采用逼真度很高的仿真裝置讓學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手操作,并能對(duì)變電運(yùn)行人員(學(xué)生)進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視、設(shè)備巡視、倒閘操作、兩票辦理、事故處理等專業(yè)技能培訓(xùn),對(duì)繼電保護(hù)人員(學(xué)生)能夠進(jìn)行定值整定、保護(hù)操作等技能培訓(xùn)。此外,還能夠進(jìn)行技能考核、技能競(jìng)賽、自學(xué)習(xí)、保護(hù)整定計(jì)算、方式研究、設(shè)備改造研究等。
2.?電所仿真實(shí)訓(xùn)室的應(yīng)用效果。變電所綜合仿真實(shí)訓(xùn)室自投入使用至今已近四年,該系統(tǒng)能夠承擔(dān)電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的《牽引變電所運(yùn)行與檢修》、《供變電技術(shù)》、《繼電保護(hù)》、《工廠供電》課程的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。除了電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)之外,還輻射了電氣自動(dòng)化技術(shù)、供變電技術(shù)等專業(yè)群。每學(xué)期平均使用班級(jí)達(dá)14個(gè),平均使用人數(shù)550人,平均使用人次22000,是電子電氣學(xué)院使用率最高、最受學(xué)生歡迎的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室之一。
為了取得更好的教學(xué)效果,筆者所在的課程組在2016年11月對(duì)電氣化鐵道技術(shù)2014級(jí)的全部6個(gè)班級(jí),278名學(xué)生進(jìn)行了反饋調(diào)查,調(diào)查結(jié)果顯示實(shí)訓(xùn)室達(dá)到的實(shí)踐訓(xùn)練效果非常好。94%的學(xué)生對(duì)該實(shí)訓(xùn)室印象深刻,能準(zhǔn)確說出所用過的仿真系統(tǒng)名稱。80%的學(xué)生認(rèn)為,仿真系統(tǒng)中的3D場(chǎng)景展示能夠幫助他們更好地理解供變電設(shè)備的原理和工作過程;84%的學(xué)生認(rèn)為,仿真系統(tǒng)的使用能夠使他們觀察設(shè)備重點(diǎn)部位,學(xué)習(xí)及時(shí)判斷和發(fā)現(xiàn)缺陷、異?,F(xiàn)象;75%的學(xué)生通過使用仿真系統(tǒng)熟練地掌握了規(guī)范、正確、有效地填寫操作票;期末實(shí)操測(cè)試結(jié)果顯示,75%的學(xué)生在學(xué)期中使用仿真系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐操作練習(xí)后,能夠安全、規(guī)范地進(jìn)行變電站電氣倒閘操作。在對(duì)改進(jìn)和建議方面,筆者搜集到的學(xué)生反饋情況如表1。
實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式改革主要解決的問題
1.供用電技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)設(shè)備建設(shè)不足的問題供用電技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程涉及高低壓供用電設(shè)備、電力線路設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程抄表技術(shù)、繼電保護(hù)、配電網(wǎng)調(diào)度、二次回路等方面。一般來說,供用電技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)不僅涉及到大量的高低壓設(shè)備,而且還與這些設(shè)備互聯(lián)形成的電力網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)。一方面,高低壓設(shè)備和二次設(shè)備的價(jià)格通常都比較貴,要形成較好的實(shí)訓(xùn)能力需要的投入比較大,另一方面,對(duì)高壓設(shè)備的實(shí)訓(xùn)還存在比較嚴(yán)重的安全問題,電力公司一般要設(shè)定嚴(yán)格的操作規(guī)程來規(guī)避,這對(duì)于學(xué)生的實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)來說比較困難。另外,對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)方面的實(shí)訓(xùn)課程,如配電網(wǎng)調(diào)度等,實(shí)現(xiàn)起來則根本不能采用上述模式,通常都要采用各種仿真技術(shù)。總之,供用電技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)特點(diǎn)是設(shè)備昂貴、安全性問題嚴(yán)重、電網(wǎng)課程只能采用仿真方式等。2.供用電技術(shù)專業(yè)學(xué)生實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練不夠的問題由于實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足,實(shí)訓(xùn)課程的開展和學(xué)生的實(shí)訓(xùn)訓(xùn)練受到了較大影響。本文將研究強(qiáng)化學(xué)生實(shí)訓(xùn)的措施。3.課程實(shí)訓(xùn)科目?jī)?nèi)容跟不上企業(yè)需求的問題由于以上原因,目前實(shí)訓(xùn)科目?jī)?nèi)容還不夠豐富,與企業(yè)對(duì)畢業(yè)生的技能要求存在差距,本文希望通過仿真技術(shù)的引入革新現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)科目?jī)?nèi)容。
基于電力仿真技術(shù)構(gòu)建實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式
1.構(gòu)建以電力仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的實(shí)訓(xùn)課程建設(shè)內(nèi)容目前高低壓電氣設(shè)備的學(xué)生實(shí)訓(xùn)大多是基于實(shí)物進(jìn)行的,由于高壓附帶一定的危險(xiǎn)性,且無法詳細(xì)了解學(xué)生的操作步驟是否符合規(guī)范要求。因此,可利用電力仿真技術(shù)建立虛擬的電網(wǎng)系統(tǒng)和各類設(shè)備、儀表,使學(xué)生通過軟件靈活地選擇各類儀表,動(dòng)態(tài)構(gòu)建各類試驗(yàn)。學(xué)生利用界面的仿真操作建立相應(yīng)模型,并將其反饋給后臺(tái)的仿真計(jì)算模塊,計(jì)算模塊將結(jié)果數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)浇缑?,界面根?jù)仿真結(jié)果顯示學(xué)生的操作應(yīng)該引起的結(jié)果,包括儀表顯示數(shù)據(jù)、可能的過熱及電火花等現(xiàn)象,從而實(shí)現(xiàn)高壓試驗(yàn)的實(shí)時(shí)操作仿真。同時(shí)學(xué)生的操作過程均可以記錄保存下來,供隨后的考核和評(píng)估使用,優(yōu)秀的可供其他學(xué)生學(xué)習(xí)。針對(duì)配電網(wǎng)調(diào)度實(shí)訓(xùn)、變電站環(huán)境模擬這一類的電網(wǎng)運(yùn)行類課程,可引入電網(wǎng)實(shí)際使用的一些調(diào)度仿真類軟件,讓學(xué)生在實(shí)際操作中理解抽象難懂的概念,幫助學(xué)生快速建立電網(wǎng)運(yùn)行整體概念。而繼電保護(hù)實(shí)訓(xùn)、二次回路實(shí)訓(xùn)、遠(yuǎn)程抄表技術(shù)等涉及控制、測(cè)量、保護(hù)功能的電氣系統(tǒng),傳統(tǒng)上主要是建立一些教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),這些裝置的確增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解和實(shí)際操控能力,但由于電力系統(tǒng)的快速發(fā)展,實(shí)驗(yàn)裝置跟不上實(shí)際需要,并且很多新設(shè)備、新技術(shù)也無法引入,因此考慮引入相應(yīng)的仿真類軟件,這將有效地拓展實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。電力設(shè)計(jì)類課程所屬崗位群對(duì)于經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手能力要求較高,因此考慮引入相關(guān)的專業(yè)設(shè)計(jì)軟件來訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)計(jì)制圖能力。2.引入符合高職學(xué)生特點(diǎn)及地方經(jīng)濟(jì)要求的電力仿真軟件,強(qiáng)化教學(xué)手段改革針對(duì)以上以電力仿真技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的高職院校供用電技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程,必須引入符合高職學(xué)生特點(diǎn)且使用較為廣泛、性價(jià)比高的電力仿真軟件來支持實(shí)訓(xùn)仿真教學(xué)的改革。通過實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程摸索,本文提出了采用如表1所示的仿真類應(yīng)用軟件。其中圖1為配電網(wǎng)調(diào)度實(shí)訓(xùn)課程所采用的DR-OTS電網(wǎng)調(diào)度操作防誤系統(tǒng)軟件截圖。
總結(jié)及研究趨勢(shì)展望
大家好!很高興能有這個(gè)機(jī)會(huì),在這里和大家交流一下變電檢修工區(qū)在人才培養(yǎng)方面取得的經(jīng)驗(yàn)和成果。
近幾年來,變電檢修工區(qū)在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷下,在兄弟單位的幫助下,在工區(qū)全體員工的努力下,實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期的安全生產(chǎn),圓滿完成了武威電網(wǎng)檢修維護(hù)的各項(xiàng)任務(wù),同時(shí)培養(yǎng)出了一大批優(yōu)秀的技術(shù)人才,并榮獲了省公司和公司的多項(xiàng)榮譽(yù),在此,我代表工區(qū)全體職工對(duì)給予我們幫助的公司領(lǐng)導(dǎo)、兄弟單位表示衷心的感謝。
如何在變電檢修工區(qū)生產(chǎn)任務(wù)異常繁重的情況下,行之有效地開展好職工的教育培訓(xùn)工作,一直是我們開展培訓(xùn)工作的核心。以往,工區(qū)在對(duì)職工的培訓(xùn)中,主要是選擇生產(chǎn)任務(wù)相對(duì)較少的時(shí)機(jī),采用集中學(xué)習(xí)的方式進(jìn)行培訓(xùn)。然而,作為一線生產(chǎn)工區(qū),由于近幾年電網(wǎng)建設(shè)明顯加快,設(shè)備維護(hù)任務(wù)日益繁重,人員學(xué)習(xí)培訓(xùn)和工區(qū)生產(chǎn)任務(wù)常常發(fā)生沖突,使全工區(qū)的培訓(xùn)工作一度受到制約。
開展培訓(xùn)工作是一個(gè)持續(xù)的過程,它不只是做幾道題、聽?zhēng)坠?jié)技術(shù)講課、開展幾次考試,更多的是需要將學(xué)習(xí)到的東西如何應(yīng)用在日常的工作中,對(duì)培訓(xùn)后,在實(shí)際工作起到的效果進(jìn)行評(píng)估。采用傳統(tǒng)的集中講課培訓(xùn)方式,學(xué)習(xí)時(shí)間刻板,使得職工在工作和學(xué)習(xí)之間的矛盾日趨嚴(yán)重;而且授課內(nèi)容、方式、方法也無法滿足不同水平員工的需要,經(jīng)常是“聽的時(shí)候,感受不少;聽完之后,忘記不少;用得時(shí)候,走樣不少;實(shí)際效果,基本很小“。
變電檢修工區(qū)總結(jié)多年培訓(xùn)工作的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為 “實(shí)際工作就是最好的培訓(xùn),檢修現(xiàn)場(chǎng)就是最好的課堂,檢修缺陷就是最好的考題“這一培訓(xùn)理念,采用 “全員講課+實(shí)際操作+技術(shù)比武“的方式,大力開展行之有效的全員培訓(xùn),有效地解決了工作與學(xué)習(xí)的矛盾。
第一、全員講課,三人行,必有我?guī)?/p>
實(shí)際上,我認(rèn)為每一個(gè)人都有自己獨(dú)特的特點(diǎn),有別人比不上的長(zhǎng)處,可以說,天生我材必有用。在以往的培訓(xùn)中,坐在講臺(tái)上的都是專家、技術(shù)員,但是現(xiàn)在,不管是新員工還是老師傅,都有機(jī)會(huì)在講臺(tái)談一談自己對(duì)某一方面專業(yè)知識(shí)的理解,交流工作經(jīng)驗(yàn)、探討學(xué)習(xí)心得。通過交流和探討,我們可以將他們好的做法進(jìn)行推廣應(yīng)用,我們也可以通過他們的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)引以為戒,避免其他人重蹈覆轍。同時(shí),上臺(tái)講課前的準(zhǔn)備工作,本身就是一個(gè)最好的學(xué)習(xí)過程,所謂“臺(tái)上三分鐘,臺(tái)下十年功“,備課和制作課件對(duì)于每個(gè)員工來說本身就是一次不折不扣的專業(yè)知識(shí)強(qiáng)化學(xué)習(xí)過程,在臺(tái)上不管講的水平如何,也不論是否有足夠的深度,對(duì)于每個(gè)上過講臺(tái)的員工來說,從表達(dá)能力、心理素質(zhì)以及專業(yè)知識(shí)方面都是一次難得的歷練,而在講課過程上臺(tái)下自由討論,許多專業(yè)問題在講課過程中越辯越明。20__年冬訓(xùn)中我們工區(qū)有十幾位員工先后登上講臺(tái),有參加工作兩三年的80后,也有工作十多年班組長(zhǎng),還有臨近退休的老師傅,職工培訓(xùn)工作收到了很好的效果。
第二、實(shí)際操作,從工作中來,到工作中去
為了幫助各班的青年員工盡快成長(zhǎng),工區(qū)利用變電站退役的舊設(shè)備,在工區(qū)建立了變電檢修、繼電保護(hù)、電氣試驗(yàn)三個(gè)實(shí)訓(xùn)室,如繼電保護(hù)實(shí)訓(xùn)室可開展110千伏線路保護(hù)裝置故障查找、保護(hù)調(diào)試、斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)、二次端子箱接線等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,電氣試驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室可開展變壓器、互感器、避雷器的圈套試驗(yàn)項(xiàng)目,變電檢修實(shí)訓(xùn)室可開展隔離開關(guān)安裝與調(diào)試、10千伏真空斷路器檢修與調(diào)試、高壓電纜頭制作等項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)室內(nèi)化,學(xué)用一體化,不但提高了安全系數(shù),而且極大的提高了實(shí)訓(xùn)的便利性。
學(xué)用一體化的培訓(xùn)方法,既可以使培訓(xùn)人員在實(shí)驗(yàn)室面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備,練習(xí)操作技能,減少實(shí)際工作時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的陌生性,還可以使員工將現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)內(nèi)容在教、學(xué)、用中同時(shí)進(jìn)行,干中學(xué),學(xué)中干,既不影響正常工作及生產(chǎn)秩序,又使人人都有機(jī)會(huì)爭(zhēng)做能夠獨(dú)當(dāng)一面的技術(shù)全面的員工。這種培訓(xùn)手段的應(yīng)用徹底打破了一直以來培訓(xùn)工作與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際相脫節(jié)局面,加快了技能人才的培養(yǎng),形成了培訓(xùn)服務(wù)生產(chǎn)、生產(chǎn)促進(jìn)培訓(xùn)的良性循環(huán)。
第三,技術(shù)比武,比學(xué)趕超,助青工成長(zhǎng)成材
技能比武不只是一種技能的較量,更是素質(zhì)的考驗(yàn),工區(qū)一改以往各專業(yè)技術(shù)比武各自為戰(zhàn)的方式,要求每人掌握本專業(yè)技能的同時(shí)掌握其他專業(yè)的一些基本知識(shí),實(shí)現(xiàn)員工一專多能,全面發(fā)展。
為了比出好成績(jī),賽出高水平,青年員工們自發(fā)學(xué)量專業(yè)書籍,主動(dòng)請(qǐng)教專業(yè)技術(shù)人員,請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)豐富的老師傅幫助知道,糾正操作錯(cuò)誤。
通過技術(shù)比武即帶動(dòng)了廣大員工學(xué)技能、練技能的良好風(fēng)氣,又引導(dǎo)員工樹立了“依靠技能生存、依靠技能發(fā)展、依靠技能創(chuàng)造價(jià)值“的學(xué)習(xí)理念,營(yíng)造了比、學(xué)、趕、超的良好氛圍,使青工真正感受到只有擁有好技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),形成了青年職工鉆研技術(shù)、創(chuàng)優(yōu)爭(zhēng)先、矢志成才的熱潮,不但實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)效益最大化,而且為青年技能人才脫穎而出搭建了舞臺(tái)。
實(shí)踐證明,變電檢修工區(qū)運(yùn)用多種培訓(xùn)方式相結(jié)合的模式,較以往傳統(tǒng)培訓(xùn)形式更能適應(yīng)基層班組的培訓(xùn)需要,它充分調(diào)動(dòng)了青年員工的學(xué)習(xí)熱情,為青年員工成長(zhǎng)成才搭建的更廣闊的舞臺(tái),鼓勵(lì)青年員工主動(dòng)學(xué)習(xí),積極實(shí)踐,提高了年青同志的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)水平,加快了青工成長(zhǎng)的步伐,推動(dòng)了工區(qū)整體生產(chǎn)工作水平的全面發(fā)展。
關(guān)鍵詞:高職教育;電氣專業(yè);實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)
全面提高高職學(xué)生的職業(yè)技能素質(zhì)是現(xiàn)今職業(yè)教育的根本要求,是立足于協(xié)調(diào)學(xué)生綜合素質(zhì)發(fā)展的要求,更是就業(yè)單位招聘學(xué)生的重要條件之一,以往傳統(tǒng)教育方法中讓學(xué)生圍繞書本,輕視專業(yè)技術(shù)能力的培養(yǎng);在電氣類專業(yè)課程中這種現(xiàn)象更是極其普遍,此專業(yè)屬于制造大類,是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)提供技術(shù)裝備的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,現(xiàn)代化電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用,工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度越來越高,電氣行業(yè)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和主導(dǎo)。同時(shí),隨著裝備制造業(yè)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的不斷涌現(xiàn),企業(yè)現(xiàn)有電氣設(shè)備維修管理人員的知識(shí)老化,適應(yīng)電氣行業(yè)發(fā)展的技能型人才嚴(yán)重短缺。
電氣專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生在校期間接受的抽象概念沒有實(shí)踐環(huán)節(jié)支撐或者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)因?yàn)榻虒W(xué)計(jì)劃等種種原因制約,對(duì)真正的電氣運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)知之甚少,以至于對(duì)專業(yè)知識(shí)只限于“紙上談兵”,就業(yè)后對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一知半解,在校期間的知識(shí)積累無用武之地,更嚴(yán)重的是由新員工操作失誤或違章操作造成的事故占每年電氣類事故的10%以上,已經(jīng)構(gòu)成了用人方和高職培訓(xùn)矛盾的“怪圈”,在我一直從事電氣實(shí)訓(xùn)教學(xué)的過程中,經(jīng)過教學(xué)計(jì)劃改革和嘗試,逐步發(fā)現(xiàn)與實(shí)踐相對(duì)應(yīng)的實(shí)訓(xùn)課程正是扭轉(zhuǎn)這種“怪圈”的有力武器?,F(xiàn)根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和用人單位反饋,總結(jié)電氣實(shí)訓(xùn)課程的作用為以下幾點(diǎn):
一、有助于學(xué)生深入掌握專業(yè)技術(shù)原理
電氣類專業(yè)是技術(shù)性很強(qiáng)的學(xué)科,主要培養(yǎng)掌握電氣技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、各種電氣設(shè)備及自動(dòng)化設(shè)備的基本原理和分析方法,要求具備能夠從事供用電、各類電氣設(shè)備、電氣控制及自動(dòng)化系統(tǒng)的安裝、設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)、技術(shù)改造、產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)管理的高級(jí)技術(shù)應(yīng)用性能力。針對(duì)以上培養(yǎng)目標(biāo),單純偏重學(xué)科理論教學(xué),抽象概念教學(xué)、死記硬背學(xué)習(xí)的一貫教授模式肯定不能滿足要求,而在專業(yè)知識(shí)初期采用具體演示的教學(xué)方式,變抽象為具體、變復(fù)雜為簡(jiǎn)單,以促進(jìn)專業(yè)知識(shí)的升華,針對(duì)電氣基礎(chǔ)理論、電氣識(shí)圖、電氣安裝、隱障排除等幾個(gè)階段性實(shí)訓(xùn)課可以作為理論教學(xué)的加強(qiáng)和延伸,成為串聯(lián)理論與實(shí)踐的橋梁和紐帶。
例如實(shí)訓(xùn)初期課程,學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)已經(jīng)奠定,從教材上的平面或剖面圖中認(rèn)識(shí)的常用電氣元件,卻往往與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用的真實(shí)元件因型號(hào)、產(chǎn)地、品牌、生產(chǎn)時(shí)間等因素不同而有很大區(qū)別,在這類實(shí)訓(xùn)課程中,對(duì)照不同電壓等級(jí)的實(shí)物,結(jié)合課堂上學(xué)過的工作原理進(jìn)行拆裝,會(huì)讓參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生直觀地了解電氣線路中常用的元器件的應(yīng)知常識(shí),并可在其后的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中應(yīng)用自如,在排除故障課題中會(huì)對(duì)元件本身問題的解決游刃有余。如此的實(shí)訓(xùn)課程安排可以在很大程度上彌補(bǔ)其在課堂中認(rèn)識(shí)和理解的不足,提高其學(xué)習(xí)效果,使學(xué)生都能夠靈活便捷地掌握專業(yè)理論知識(shí)。
二、有利于學(xué)生靈活運(yùn)用專業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)解決實(shí)際問題
學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的理論用以指導(dǎo)工作實(shí)踐,必須經(jīng)過嘗試的過程,才能真正變成自己的東西,這個(gè)過程如果在畢業(yè)后的工作崗位上進(jìn)行,會(huì)耗費(fèi)很多的時(shí)間精力,并且會(huì)影響工作的效率,如果能在學(xué)校進(jìn)行,就會(huì)事半功倍。有了初期實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ),開始引入實(shí)際工作內(nèi)容,在教學(xué)計(jì)劃中的電氣實(shí)訓(xùn)課程中設(shè)置實(shí)用的實(shí)踐環(huán)節(jié),采取“任務(wù)驅(qū)動(dòng)式”教學(xué)方法,設(shè)置實(shí)訓(xùn)課題項(xiàng)目,由學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行課題設(shè)計(jì),包括作圖、原理分析、元件選用、實(shí)際裝配、試驗(yàn)、最終達(dá)到功能實(shí)現(xiàn),在這一系列過程中使學(xué)生通過親自操作,來印證所學(xué)科學(xué)理論的正確性,使它們靈活地、具有創(chuàng)造性地運(yùn)用課堂上所學(xué)的理論。
電氣專業(yè)的實(shí)訓(xùn)課程我們著手從電工實(shí)驗(yàn)、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)訓(xùn)、可編程序控制實(shí)訓(xùn)、單片機(jī)技術(shù)實(shí)訓(xùn)、繼電保護(hù)實(shí)訓(xùn)等逐步深入,采用理實(shí)一體化教學(xué)模式,從觀察實(shí)驗(yàn)演示到實(shí)際操作、全壓測(cè)試,使其創(chuàng)造思維能力得到培養(yǎng)的同時(shí),靈活運(yùn)用課堂上所學(xué)的理論,不但培養(yǎng)了創(chuàng)造思維能力,而且縮短了嘗試摸索的時(shí)間,調(diào)動(dòng)了學(xué)生探索專業(yè)知識(shí)的積極性,從而在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到使理論技能合成的有效目的。
三、有利于學(xué)生適應(yīng)實(shí)際工作環(huán)境
輕視實(shí)訓(xùn)活動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐的專業(yè)教育,造就了很大一批“高不成、低不就”的尷尬就業(yè)局面,用人單位無人才可用,畢業(yè)生面對(duì)專業(yè)技術(shù)問題卻學(xué)無致用,已經(jīng)是現(xiàn)今就業(yè)市場(chǎng)上人才短缺卻又人滿為患的根本癥結(jié)所在。離開教條的抽象載體,豐富學(xué)生學(xué)習(xí)期間的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),讓學(xué)生到實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室直接面對(duì)技能模塊和專業(yè)測(cè)試,對(duì)未來工作環(huán)境的客觀實(shí)體進(jìn)行操作,自然對(duì)學(xué)生適應(yīng)未來的工作環(huán)境有所助益,
實(shí)訓(xùn)課重在模擬實(shí)際工作場(chǎng)所的工作內(nèi)容,對(duì)實(shí)際操作環(huán)節(jié)的工作程序、安全條件、規(guī)程要求的熟悉和反復(fù)練習(xí),會(huì)很大程序上促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和適應(yīng)能力,在專業(yè)課結(jié)束后安排適當(dāng)?shù)囊娏?xí)加深印象,例如實(shí)地觀察發(fā)電廠的工作環(huán)境,了解發(fā)電廠的日常運(yùn)作,包括主要一次設(shè)備、二次設(shè)備、進(jìn)出線情況等電氣設(shè)備的布置方式,實(shí)地觀察電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),了解變電站的電氣參數(shù)測(cè)量,學(xué)習(xí)對(duì)設(shè)備異?,F(xiàn)象進(jìn)行判斷和處理的方法,從而熟悉供電系統(tǒng)的工作內(nèi)容和安全操作規(guī)程,在實(shí)踐中結(jié)合所學(xué),深化理解、總結(jié)收獲,熟悉安全操作注意事項(xiàng),并且發(fā)現(xiàn)自己專業(yè)的弱項(xiàng),這種雙向模擬并重的實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法,更可幫助學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)期間完成從理論到實(shí)踐應(yīng)用的過程。此外,最主要的一點(diǎn),是使學(xué)生培養(yǎng)分析問題、解決問題的實(shí)際工作能力和創(chuàng)新精神,激發(fā)學(xué)生的敬業(yè)、創(chuàng)業(yè)精神,提高對(duì)本專業(yè)的自信和努力探索的興趣,增強(qiáng)事業(yè)心和責(zé)任感,才是開啟學(xué)生專業(yè)深造的關(guān)鍵因素。
一是從實(shí)際出發(fā)。有效解決基層單位分布廣、員工分散不易組織集中等客觀因素。四是投資40萬元,年底建成繼電保護(hù)培訓(xùn)室,進(jìn)一步為生產(chǎn)一線員工提供練兵場(chǎng)所。
二是科學(xué)規(guī)劃、穩(wěn)步實(shí)施,認(rèn)真抓好教育培訓(xùn)基地和培訓(xùn)師隊(duì)伍建設(shè)。依據(jù)省公司《建設(shè)教育培訓(xùn)基地規(guī)劃》編制了3-5年《供電局教育培訓(xùn)基地建設(shè)規(guī)劃》客觀地分析了實(shí)訓(xùn)基地現(xiàn)狀、存在問題和建設(shè)基地的構(gòu)想,提出了教育培訓(xùn)基地建設(shè)方案、專業(yè)設(shè)置和保障措施。高度重視師資隊(duì)伍建設(shè),建立兼職和外聘教師隊(duì)伍庫(kù),選拔熱愛培訓(xùn)事業(yè),基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)面廣,表達(dá)能力強(qiáng)的優(yōu)秀人才,進(jìn)入兼職教師隊(duì)伍。對(duì)從事培訓(xùn)的骨干教師建立了定期召開座談會(huì),分析和總結(jié)當(dāng)前培訓(xùn)工作的存在系列問題。
三是加強(qiáng)研發(fā)體系建設(shè),搭建網(wǎng)絡(luò)教育培訓(xùn)平臺(tái),
加大步伐是有效提高培訓(xùn)質(zhì)量的關(guān)鍵。充分利用現(xiàn)有資源。今年來。
一是切實(shí)利用好現(xiàn)有培訓(xùn)基地。培訓(xùn)基地共舉辦了4期農(nóng)電工崗前持證培訓(xùn)班及4期計(jì)算機(jī)培訓(xùn)班,
二是采取多種激勵(lì)辦法,促進(jìn)員工提升業(yè)務(wù)技能水平。進(jìn)一步激勵(lì)了員工崗位成才,達(dá)到學(xué)以致用的目的促進(jìn)員工隊(duì)伍知識(shí)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,素質(zhì)不斷提高,逐步實(shí)現(xiàn)人才隊(duì)伍建設(shè)目標(biāo)。
三是抓好各項(xiàng)常規(guī)培訓(xùn)工作,為企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。
強(qiáng)化基層培訓(xùn)是局教育工作的重中之重。勇于創(chuàng)新真抓實(shí)干。以深入推進(jìn)“冬訓(xùn)夏練”崗位練兵和競(jìng)賽比武活動(dòng)做為提高生產(chǎn)一線員工技能水平又一重要手段;
1.將開展“冬訓(xùn)夏練”活動(dòng)列與局重點(diǎn)工作計(jì)劃、與績(jī)效考核及部門業(yè)績(jī)兌現(xiàn)相結(jié)合;將基層培訓(xùn)練兵責(zé)任分解到職能部門、生產(chǎn)部門領(lǐng)導(dǎo)上,抓好新進(jìn)大學(xué)生、轉(zhuǎn)業(yè)軍人崗前培訓(xùn)工作。完善了員工崗前培訓(xùn)管理辦法和流程》系統(tǒng)規(guī)范了員工崗前培訓(xùn)時(shí)間期限、培訓(xùn)內(nèi)容、達(dá)到目標(biāo)及效果。落實(shí)到人員上,大力促進(jìn)了練兵的效果和水平提升。
2.練兵中采取現(xiàn)場(chǎng)觀摩、相互交流促進(jìn)員工相互學(xué)習(xí),先后舉辦了調(diào)度所安全日、變電全過程倒閘操作、配網(wǎng)事故處理等現(xiàn)場(chǎng)觀摩演練活動(dòng)。
Key words: power system;neutral point operation mode;comparative teaching;MATLAB
中圖分類號(hào):G712;TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2015)25-0200-04
0 引言
高職電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)的就業(yè)方向之一是在企業(yè)從事供配電系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)工作,“供配電技術(shù)”課程旨在為這些職業(yè)活動(dòng)提供所必需的基本技能和知識(shí),是一門綜合性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)核心課程[1]。其中“電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式”這部分教學(xué)內(nèi)容是一個(gè)涉及面很廣的綜合性技術(shù)課題,涉及到供電可靠性、過電壓與絕緣配合、繼電保護(hù)、通信干擾、系統(tǒng)穩(wěn)定等方面[2],對(duì)于電氣類專業(yè)學(xué)生來說是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn),教學(xué)要求以理解與掌握基本概念為主。為提高教學(xué)效果,筆者從中性點(diǎn)概念、運(yùn)行方式分類、比較教學(xué)法、MATLAB仿真等四個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)探索與實(shí)踐。
1 中性點(diǎn)概念的理解
GB/T2900.1-2008《電工術(shù)語(yǔ) 基本術(shù)語(yǔ)》中對(duì)“中性點(diǎn)(neutral point)”的定義是:多相系統(tǒng)星形聯(lián)結(jié)的公共點(diǎn),或單相系統(tǒng)的接地中間點(diǎn)。GB/T2900.50-2008《電工術(shù)語(yǔ) 發(fā)電、輸電及配電 通用術(shù)語(yǔ)》中對(duì)“多相系統(tǒng)中性點(diǎn)(neutral point in a polyphase system)”的定義是:星形連接的設(shè)備中(例如電力變壓器或接地變壓器)的n繞組公共點(diǎn)。對(duì)于這兩個(gè)定義,學(xué)生并不難理解。對(duì)于星形聯(lián)結(jié)的各類電力設(shè)備,譬如發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、調(diào)相機(jī)、避雷器、電容器組、電抗器組、用電負(fù)載等等,“電力設(shè)備的中性點(diǎn)”是指“電力設(shè)備的星形聯(lián)結(jié)公共點(diǎn)”。
在以往教學(xué)中,一般都籠統(tǒng)認(rèn)為“電力系統(tǒng)中性點(diǎn)”就是星形聯(lián)結(jié)的發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)[3]。然而在工程和科研實(shí)踐中,筆者深刻感受到,將“發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)”與“電力系統(tǒng)中性點(diǎn)”區(qū)分開來,視為兩個(gè)概念是非常有必要的。在教學(xué)實(shí)踐中,筆者通過以下兩個(gè)實(shí)例來引導(dǎo)學(xué)生理解這兩個(gè)基本概念。
實(shí)例1:圖1是某0.4kV電力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖[4],該系統(tǒng)有兩臺(tái)變壓器。圖中A點(diǎn)是變壓器1的中性點(diǎn),B點(diǎn)是變壓器2的中性點(diǎn),那么系統(tǒng)中性點(diǎn)是哪一點(diǎn)呢?
學(xué)生經(jīng)過討論,有幾種意見:①A點(diǎn)、B點(diǎn)都是系統(tǒng)中性點(diǎn)。②C、D、E、F點(diǎn)都是系統(tǒng)中性點(diǎn)。③D點(diǎn)是系統(tǒng)中性點(diǎn)。④E點(diǎn)是系統(tǒng)中性點(diǎn)。
筆者分析如下:從理想電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的角度來看,A、B、C、D、E、F點(diǎn)沒什么區(qū)別;但是從實(shí)際電路與施工運(yùn)行的角度來看,這些點(diǎn)是有區(qū)別的。A、B點(diǎn)是變壓器二次側(cè)星形繞組的公共點(diǎn),位于變壓器室;C、D、E、F點(diǎn)則是配電盤PEN母排上的結(jié)點(diǎn),位于配電室。從D點(diǎn)引出的線作為0.4kV系統(tǒng)的中性線,從E點(diǎn)引出的線作為0.4kV系統(tǒng)的保護(hù)線,因此D點(diǎn)才是0.4kV系統(tǒng)的中性點(diǎn)。從A點(diǎn)至D點(diǎn)、從B點(diǎn)至D點(diǎn)之間的這段導(dǎo)線則是變壓器的保護(hù)中性線,它必須絕緣。
實(shí)例1總結(jié)如下:國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱IEC標(biāo)準(zhǔn))為了區(qū)分“發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)”與“電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)”,將星形聯(lián)結(jié)的發(fā)電機(jī)或變壓器的公共點(diǎn)稱為星形結(jié)點(diǎn)(star point)[4]。筆者認(rèn)為,“發(fā)電機(jī)或變壓器的星形結(jié)點(diǎn)”名稱更為科學(xué),但由于歷史原因,國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱作“發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)”,因此必須明確,“發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)”與“電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)”是既有聯(lián)系又有區(qū)別的兩個(gè)概念。對(duì)于0.4kV系統(tǒng),不妨這樣來理解:從發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)引出一根絕緣導(dǎo)線,根據(jù)具體需要,在這根絕緣導(dǎo)線上選擇某點(diǎn),即可作為系統(tǒng)中性點(diǎn);若發(fā)電機(jī)或變壓器沒有中性點(diǎn),而系統(tǒng)又需要中性點(diǎn),則可利用接地變壓器,得到一個(gè)系統(tǒng)中性點(diǎn)。
實(shí)例2:圖2是某110kV電力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖[5],該系統(tǒng)有三臺(tái)變壓器。圖中A、B、C點(diǎn)分別是三臺(tái)變壓器的中性點(diǎn),三個(gè)點(diǎn)之間沒有聯(lián)結(jié)線。那么系統(tǒng)中性點(diǎn)是哪一點(diǎn)呢?
學(xué)生經(jīng)過討論,大部分認(rèn)為A、B、C三點(diǎn)都是系統(tǒng)中性點(diǎn)。
筆者分析如下:若此110kV系統(tǒng)只有一臺(tái)變壓器,則系統(tǒng)中性點(diǎn)當(dāng)然就是這臺(tái)變壓器的中性點(diǎn);若此110kV系統(tǒng)的三臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)聯(lián)結(jié)在一起,則可根據(jù)具體需要,在這根聯(lián)結(jié)導(dǎo)線上選擇某點(diǎn),作為系統(tǒng)中性點(diǎn)。但是現(xiàn)在三臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)沒有聯(lián)結(jié)在一起,因此系統(tǒng)中性點(diǎn)在物理上不會(huì)特指哪一臺(tái)或哪幾臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)。
實(shí)例2總結(jié)如下:對(duì)于110kV及以上系統(tǒng),在分析單相接地故障等實(shí)際問題時(shí),可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒕W(wǎng)絡(luò)元件參數(shù)得到一個(gè)等值電力系統(tǒng)。該等值電力系統(tǒng)就有一個(gè)中性點(diǎn)[6]。
2 運(yùn)行方式的分類
中性點(diǎn)運(yùn)行方式的分類方法有很多種,由此帶來較多的名詞術(shù)語(yǔ),學(xué)生在看技術(shù)文檔時(shí),對(duì)這些術(shù)語(yǔ)常常覺得模糊不清。筆者在教學(xué)中抓住兩點(diǎn)原則:一是將“電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式”與“電力設(shè)備的中性點(diǎn)運(yùn)行方式”區(qū)分開來,二是弄清術(shù)語(yǔ)的物理意義。
若討論對(duì)象是某臺(tái)具體的電力設(shè)備,則設(shè)備中性點(diǎn)運(yùn)行方式的物理意義很直觀、清晰。譬如變壓器,有以下幾種:
中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)經(jīng)中阻抗接地中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地
若討論對(duì)象是某個(gè)指定范圍與等級(jí)的電力系統(tǒng),譬如某鋼鐵廠110kV系統(tǒng),則該系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的物理意義有時(shí)不是很直觀。目前最常用的是按照接地短路時(shí)接地電流的大小分為大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)[7]。為了突出物理意義,系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的分類如下:
中性點(diǎn)有效接地中性點(diǎn)非常有效接地中性點(diǎn)普通有效接地中性點(diǎn)非有效接地中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)諧振接地中性點(diǎn)高阻抗接地中性點(diǎn)低阻抗接地
“中性點(diǎn)非常有效接地系統(tǒng)”在物理上是指系統(tǒng)的所有變壓器都直接接地,也叫“中性點(diǎn)全接地系統(tǒng)”;“中性點(diǎn)普通有效接地系統(tǒng)”在物理上則是指系統(tǒng)的部分變壓器直接接地,至少要有一臺(tái)變壓器直接接地。
對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)電氣技術(shù)人員來說,判別某個(gè)系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式具有實(shí)際意義。以圖2為例,該系統(tǒng)有三臺(tái)變壓器。若三臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)運(yùn)行方式都一樣,則系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式當(dāng)然也就與之一樣。若三臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)運(yùn)行方式不一樣,則系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式是怎樣的呢?
美國(guó)電機(jī)工程師學(xué)會(huì)(AIEE)第32號(hào)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此作出了明確的規(guī)定,該標(biāo)準(zhǔn)沿用至今,在國(guó)際上得到廣泛的認(rèn)同[6]。GB/T50064-2014《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范》中引用了這一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可知,無論這三臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)運(yùn)行方式怎樣,只要各種條件下系統(tǒng)的零序與正序電抗之比為正值且不大于3,而且零序電阻對(duì)正序電抗之比不大于1,則該系統(tǒng)可被認(rèn)為是中性點(diǎn)有效接地的,否則就是中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)。
筆者在教學(xué)中,一開始就將“發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)”與“電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)”區(qū)分開來,讓學(xué)生在腦海里建立起兩個(gè)概念。相應(yīng)地,將“發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)運(yùn)行方式”與“電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式”也區(qū)分開來。實(shí)踐表明,這樣做是有效果的,因?yàn)楦拍钋逦?,在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)等實(shí)訓(xùn)時(shí),可做到“知其然,知其所以然”,避免很多操作失誤。
另外在教學(xué)過程中,還有兩個(gè)問題要讓學(xué)生弄清楚:
①若某個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接接地,是否意味著該系統(tǒng)是中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)?
發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不能直接接地,這已成定論。至于原因,文獻(xiàn)[6]有詳細(xì)分析,教學(xué)中可簡(jiǎn)要介紹其中的原因。因此判斷系統(tǒng)是不是中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng),不能看發(fā)電機(jī)中性點(diǎn),而應(yīng)該看變壓器中性點(diǎn),當(dāng)然僅看變壓器中性點(diǎn)是不夠的。
②在中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)中,變壓器中性點(diǎn)能否就地直接接地?
須具體情況具體分析。筆者根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐總結(jié)后認(rèn)為:
1)在中性點(diǎn)有效接地的低壓系統(tǒng)中,不允許“變壓器中性點(diǎn)就地直接接地”,須從變壓器中性點(diǎn)引出一根導(dǎo)線,根據(jù)具體需要,在這根導(dǎo)線上選擇某點(diǎn)直接接地。GB50065-2011《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)此有明文規(guī)定。至于原因,文獻(xiàn)[4]和[8]均有詳細(xì)分析,教學(xué)中可簡(jiǎn)要介紹其中的原因。
2)在中性點(diǎn)有效接地的高壓系統(tǒng)中,迄今尚有爭(zhēng)議,沒有定論。施工實(shí)踐中,有將變壓器中性點(diǎn)就地直接接地的,也有從變壓器中性點(diǎn)引出導(dǎo)線后再選擇某點(diǎn)接地的。
3 比較教學(xué)法的運(yùn)用
俄國(guó)教育家烏申斯基認(rèn)為“比較是一切理解和思維的基礎(chǔ),我們正是通過比較來了解世界上的一切”。在眾多的教學(xué)法中,筆者對(duì)比較教學(xué)法情有獨(dú)鐘[9]?!半娏ο到y(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式”這部分內(nèi)容非常適合采用比較教學(xué)法,將每種運(yùn)行方式從接線、特點(diǎn)、應(yīng)用范圍等方面進(jìn)行比較,可以使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)與特征,獲得的知識(shí)與技能更加鮮明、牢固。為此,筆者精心設(shè)計(jì)了三張表格:接線比較、特點(diǎn)比較、應(yīng)用范圍比較,在理實(shí)一體化課堂用多媒體展示。
對(duì)于電氣類專業(yè),該教學(xué)模塊約占4~6個(gè)課時(shí),主要為供配電系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)等教學(xué)內(nèi)容打基礎(chǔ),因此表格里的內(nèi)容需要精心選擇、組織,以定性分析、實(shí)用結(jié)論為主[10]。譬如特點(diǎn)比較,筆者從供電可靠性、過電壓、絕緣、防雷、繼電保護(hù)、系統(tǒng)穩(wěn)定、斷路器工作條件、對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的要求、故障點(diǎn)附近的生命危險(xiǎn)等九個(gè)方面進(jìn)行比較[11],見表1。
4 MATLAB/SIMULINK仿真教學(xué)
電氣領(lǐng)域從業(yè)人員的重要工作內(nèi)容之一是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行電氣故障診斷。各種電力系統(tǒng)在發(fā)生各種故障時(shí),三相對(duì)地電壓和線電壓、線路零序電流、故障點(diǎn)接地電流的暫態(tài)波形和穩(wěn)態(tài)波形是怎樣的呢?目前在供配電實(shí)訓(xùn)裝置或電力系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置中無法通過實(shí)驗(yàn)觀察得到,學(xué)生得不到直觀、深刻的感性認(rèn)識(shí)。
考慮到這種情況,筆者在教學(xué)中采用MATLAB/SIMULINK仿真,讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上完成,既有趣又增加了感性認(rèn)識(shí)。圖3是10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)仿真模型[12],電源采用“Three-phase source”模塊,輸出電壓為10.5kV,內(nèi)部接線方式為星形聯(lián)結(jié)。四條輸電線路Line1~Line4均采用“Three-phase PI Section Line”模塊,線路長(zhǎng)度分別為130km、175km、1km、150km。
在圖3的基礎(chǔ)上,在電源中性點(diǎn)接入一個(gè)電感線圈,其他參數(shù)不變,可得到中性點(diǎn)諧振接地系統(tǒng)仿真模型。兩種系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的波形結(jié)果如圖4、圖5所示。對(duì)比分析波形可知,當(dāng)單相接地故障的暫態(tài)過程結(jié)束后,中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的故障點(diǎn)接地電流幅值在29A左右,中性點(diǎn)諧振接地系統(tǒng)則在4A左右,學(xué)生由此可以非常直觀地感受到,消弧線圈的補(bǔ)償效果十分明顯。
另外在圖3模型的基礎(chǔ)上,稍加改進(jìn)還可以模擬同相兩點(diǎn)接地故障、間歇性單相接地故障等,不贅述。
5 結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過幾輪的教學(xué)實(shí)踐,取得良好的教學(xué)效果。有學(xué)生畢業(yè)后在企業(yè)從事值班電工工作,反映“電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式”的基本知識(shí)與技能,給供配電系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)等工作打下了扎實(shí)基礎(chǔ)。教學(xué)中的幾點(diǎn)心得體會(huì)是:
①基本概念很重要。對(duì)于學(xué)生來說,概念清晰了,在從事安裝、調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)等實(shí)際工作時(shí),可做到“知其然,知其所以然”,避免很多操作失誤。對(duì)于教師來說,要努力讓學(xué)生建構(gòu)起正確的、清晰的概念,避免讓模糊的,甚至錯(cuò)誤的概念占據(jù)學(xué)生的大腦。逆向教學(xué)法創(chuàng)始人鐘道隆將軍認(rèn)為“基本概念管用一輩子”,筆者深以為然。
關(guān)鍵詞:電力類專業(yè);校企合作;教學(xué)改革
1學(xué)院電力類專業(yè)校企合作現(xiàn)狀
為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)技能型人才的需求,貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,深化“產(chǎn)教融合、校企合作”,先后與一些校外企業(yè)建立了校企合作關(guān)系。學(xué)校充分利用豐富的產(chǎn)業(yè)、教學(xué)和研發(fā)資源,面向?qū)W院相關(guān)專業(yè)的學(xué)生組建“學(xué)歷+職業(yè)、技能+就業(yè)、職業(yè)素養(yǎng)+職業(yè)技術(shù)”并重的“訂單式”和“現(xiàn)代學(xué)徒制式”的班級(jí)。進(jìn)入這類班級(jí)學(xué)習(xí)的學(xué)生在享受學(xué)校雙證教育、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的基礎(chǔ)上,安排到校外合作企業(yè)進(jìn)行專業(yè)崗位群頂崗實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn),重點(diǎn)突出對(duì)學(xué)生專業(yè)能力、職業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)及就業(yè)能力的培養(yǎng)。貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力工程系,是2015年10月學(xué)院專業(yè)優(yōu)化和調(diào)整后新建的教學(xué)單位,主要有:供用電技術(shù)、發(fā)電廠及電力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、水利水電工程管理、電源變換技術(shù)與應(yīng)用等專業(yè)。電力技術(shù)類的相關(guān)專業(yè)課程都具有實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn),而目前學(xué)院電力工程系的校企合作教學(xué)現(xiàn)狀并不理想,校企合作基礎(chǔ)薄弱,資源匱乏,其中的一些問題還需要學(xué)院和該學(xué)系的教職工共同努力,探索出一條有利于該院該系人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的校企合作之路。
2學(xué)院電力類專業(yè)校企合作教學(xué)改革中存在的主要問題
2.1合作企業(yè)規(guī)模有限,缺乏互補(bǔ)學(xué)習(xí)精神
由學(xué)院電力類專業(yè)在校企合作中合作對(duì)象的選擇上可以看出,與該學(xué)院建立校企合作關(guān)系的企業(yè)自身規(guī)模有限,知名度也不高,多為中小型企業(yè),而且其在電力工程專業(yè)技術(shù)上也未達(dá)到高水準(zhǔn)要求。這就在一定程度上限制了學(xué)院電力類專業(yè)學(xué)生在校企合作中獲得優(yōu)勢(shì)資源和良好的實(shí)踐環(huán)境。此外,學(xué)院開展校企合作,主要是借助企業(yè)向外輸送學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐鍛煉,僅僅是對(duì)學(xué)生進(jìn)行輸出,而缺乏輸入內(nèi)容,學(xué)院在校企合作的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和教材完善的工作上還有待提升。
2.2電力實(shí)訓(xùn)課程單一,內(nèi)容狹隘
從學(xué)院電力類專業(yè)校企合作教學(xué)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程來看,其在校企合作中設(shè)計(jì)的電力實(shí)訓(xùn)課程比較普遍和單一,很難涵蓋電力工程專業(yè)的所有方向,實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和形式都有一定的局限性,不利于電力類專業(yè)學(xué)生將校內(nèi)所學(xué)電力工程相關(guān)專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工作中。
2.3理論教學(xué)依然是重點(diǎn),實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足
當(dāng)前學(xué)院電力類專業(yè)教學(xué)依然以理論知識(shí)教學(xué)為主體,學(xué)生真正能夠進(jìn)入電力企業(yè)或行業(yè)單位進(jìn)行實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的機(jī)會(huì)很少,導(dǎo)致電力類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)常常是紙上談兵,缺乏實(shí)踐教學(xué)的電力工程專業(yè)教學(xué)自然無法培養(yǎng)出電力行業(yè)需要的技能應(yīng)用型人才。
2.4缺乏專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì),教學(xué)水平難以提升利用
校企合作教學(xué)形式來實(shí)現(xiàn)學(xué)院電力類專業(yè)學(xué)生的高效教學(xué)目標(biāo),前提是要有一支專業(yè)的、優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì),能夠在校企合作教學(xué)模式中為學(xué)生設(shè)計(jì)出合理的教學(xué)方案,把握課程的重點(diǎn)難點(diǎn),科學(xué)的將課程理論與實(shí)踐結(jié)合起來,達(dá)到電力類專業(yè)學(xué)生知識(shí)體系與實(shí)踐教學(xué)的融合統(tǒng)一。但是,貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力類專業(yè)的教師隊(duì)伍總體教學(xué)水平還有待提升,培養(yǎng)出一批在校企合作教學(xué)中,理論知識(shí)過硬又具備豐富實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教師人才仍任重而道遠(yuǎn)。
3學(xué)院電力專業(yè)校企合作教學(xué)的有效途徑
3.1與知名企業(yè)建立合作關(guān)系,將實(shí)踐內(nèi)容融入教材
學(xué)院電力工程系應(yīng)盡可能的與國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)開展深度合作,在合作教學(xué)中,不僅注重學(xué)生的輸出,還要通過學(xué)生的實(shí)踐總結(jié)和反饋情況,不斷完善職業(yè)崗位標(biāo)準(zhǔn)、理論和實(shí)踐課程標(biāo)準(zhǔn)以及專業(yè)課教材的編制,實(shí)現(xiàn)知識(shí)輸入。在這一方面,南京工程學(xué)院的校企合作教學(xué)經(jīng)驗(yàn)值得借鑒學(xué)習(xí)。通過校企合作,不僅可使仿真系統(tǒng)種類更加豐富、功能更加完善,而且教學(xué)內(nèi)容設(shè)置也更加科學(xué)。此外,校企合作還體現(xiàn)在仿真系統(tǒng)的應(yīng)用、實(shí)訓(xùn)大綱的制定、教材的編寫等各個(gè)方面,充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐技能的要求,設(shè)計(jì)、組織和安排實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。通過在校企合作教學(xué)中不斷完善學(xué)院自身專業(yè)發(fā)展的不足,能夠較好實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程的教學(xué)目標(biāo)。
3.2完善實(shí)訓(xùn)課程設(shè)置,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式
在校企合作教學(xué)中,學(xué)院應(yīng)不斷完善實(shí)訓(xùn)課程設(shè)置單一的問題,盡可能在企業(yè)實(shí)訓(xùn)課程中為學(xué)生設(shè)置好主要的電力專業(yè)課程,讓學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)性的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。長(zhǎng)沙理工大學(xué)的模式也值得借鑒。為促進(jìn)大學(xué)生工程實(shí)踐能力和“卓越工程師”培養(yǎng),國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司與長(zhǎng)沙理工大學(xué)合作,在星沙培訓(xùn)基地共建“湖南省電氣工程專業(yè)校企合作人才培養(yǎng)基地”,于2016年3月1日正式掛牌啟動(dòng)。長(zhǎng)沙理工大學(xué)2016年“電氣工程及其自動(dòng)化”專業(yè)應(yīng)屆畢業(yè)生,在這里接受了為期兩周的專業(yè)實(shí)習(xí)培訓(xùn)。本次培訓(xùn)結(jié)合目前電力系統(tǒng)專業(yè)分布情況,開設(shè)了變電檢修、電氣試驗(yàn)、變電運(yùn)行、繼電保護(hù)、調(diào)度自動(dòng)化及通信6個(gè)技能專業(yè)培訓(xùn)課程,培訓(xùn)形式采用理論與實(shí)際相結(jié)合,讓學(xué)生了解電力生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作特點(diǎn)與工作性質(zhì),了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,熟悉現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)際問題相結(jié)合,為更快融入生產(chǎn)一線工作奠定了基礎(chǔ)。
3.3知行合一,注重實(shí)踐教學(xué)建立
校企合作教學(xué)模式,就是要實(shí)現(xiàn)學(xué)生理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一,學(xué)院電力類專業(yè)教學(xué)要在與企業(yè)建立長(zhǎng)期合作關(guān)系的基礎(chǔ)上,注重學(xué)生在企業(yè)實(shí)踐學(xué)習(xí)的教學(xué)過程,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。以往電力工程系學(xué)生都是在校內(nèi)完成實(shí)訓(xùn)鍛煉和畢業(yè)設(shè)計(jì),未能較好地與企業(yè)工程實(shí)際相結(jié)合。電力工程系在校企合作工作基礎(chǔ)上,以頂崗實(shí)習(xí)或工學(xué)交替的形式,每學(xué)期逐批選拔部分學(xué)生,保證每位學(xué)生在校3年期間,不少于半年時(shí)間到校企合作單位進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐學(xué)習(xí),增強(qiáng)學(xué)生們的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,在創(chuàng)新實(shí)踐中發(fā)展理論的教學(xué)思想,讓學(xué)生們做到知行合一,進(jìn)一步提高其自身素質(zhì)。目前,電力工程系對(duì)接的企業(yè)主要有:南網(wǎng)貴州電力公司及其下屬供電局、國(guó)家五大發(fā)電集團(tuán)和四小豪門在黔分公司、全國(guó)地方發(fā)電集團(tuán)公司在黔發(fā)電廠、貴州本地電力工程民營(yíng)企業(yè)以及國(guó)內(nèi)外相關(guān)的電力知名企業(yè),等等。
3.4加強(qiáng)優(yōu)秀教師團(tuán)隊(duì)建設(shè),提升教學(xué)質(zhì)量
結(jié)合貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院的質(zhì)量提升工程計(jì)劃、信息化教學(xué)改革計(jì)劃,電力工程系提出了“建立優(yōu)質(zhì)核心課程與優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)認(rèn)定制度”。針對(duì)電力工程系課程建設(shè)實(shí)際情況,首先,支持以國(guó)家級(jí)、省部級(jí)和校級(jí)在線精品資源共享課為基礎(chǔ)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)并加強(qiáng)管理,將其打造成為優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。其次,完成打造一批以核心課程為基礎(chǔ)的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì),在教學(xué)方面起到引領(lǐng)和示范作用。
4結(jié)語(yǔ)
高職院校電力類專業(yè)在深度校企合作中仍存在一些問題,必須引起重視,通過采取積極有效的措施解決問題,實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程對(duì)于電力類高素質(zhì)技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]石賽美,王曉芳,黃肇.校企合作人才培養(yǎng)模式下課程實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新———以《電力系統(tǒng)分析課程》為例[J].教育教學(xué)論壇,2016,(48):27-28.
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