摘要:為了適應新的教育理念,滿(mǎn)足“厚基礎、寬口徑、重能力”培養人才的需要,本文提出建立電氣專(zhuān)業(yè)保護與控制課程群,使學(xué)生在掌握電力系統的安全、可靠運行的保護控制技能方面,有更寬的知識面,更強的實(shí)踐技能和更高的綜合素質(zhì)。
關(guān)鍵詞:電氣專(zhuān)業(yè);課程群;保護與控制;優(yōu)化
作者簡(jiǎn)介:楊琳霞(1977-),女,山西運城人,陜西理工學(xué)院電氣工程系,講師,工學(xué)碩士,主要研究方向:電力系統自動(dòng)化的教學(xué)與研究。(陜西 漢中 723003)
基金項目:本文系陜西理工學(xué)院校內教改項目“我校電氣工程專(zhuān)業(yè)認識研究與實(shí)踐”(項目編號:XJG1028)的研究成果。
當前學(xué)科的交叉、學(xué)科間的滲透十分突出,培養科技創(chuàng )新人才的任務(wù)非常迫切,這就要求學(xué)生有更寬的知識面,較強的實(shí)踐技能和更高的綜合素質(zhì),也同時(shí)要求授課教師不僅在各門(mén)課程內部進(jìn)行改革,應該站在培養人才綜合能力和整體素質(zhì)的高度上改革和確立新的課程體系和教學(xué)內容。
本文提出了構建電氣專(zhuān)業(yè)課程群,課程群一般要由3門(mén)以上的課程組成,這些課程屬于同一培養方向范疇的課程,且內容聯(lián)系緊密,技能培養環(huán)節是連貫的、遞進(jìn)的。課程群在形式上與課程模塊相似,但它注重技能培養,弱化課程個(gè)性概念,強化課程內容之間的融合、交叉和關(guān)聯(lián)。
構建課程群,主要目的是使電氣專(zhuān)業(yè)教學(xué)目的性更明確,培養方向性更突出,技能培養的過(guò)程連續性更強、并不斷加深,外延不斷拓寬,課程的開(kāi)放性更友好。
一、保護與控制課程群的建設
本文提出的電氣專(zhuān)業(yè)保護與控制課程群包括“電力系統繼電保護”、“電力系統微機保護”、“電氣測量技術(shù)”、“單片機原理及應用”、“自動(dòng)控制原理”、“數字信號處理”及“電力系統分析”等7門(mén)課程,培養方向是要求學(xué)生掌握電力系統的安全、可靠運行的保護控制技能。
“電力系統繼電保護”是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干專(zhuān)業(yè)課程,電力系統繼電保護的作用是在電力系統發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)時(shí),能夠迅速而有選擇性地切除故障元件,從而保證電力系統其他非故障元件能夠安全可靠運行。學(xué)習本課程可以使學(xué)生了解各種繼電保護的基本概念和基本原理,如線(xiàn)路保護、變壓器保護、發(fā)電機保護、母線(xiàn)保護等。
在計算機技術(shù)發(fā)展相當成熟和應用十分普及的今天,微機繼電保護在電力系統中的應用也相當普遍,“電力系統微機保護”主要介紹微機保護裝置的硬件結構、數字算法和軟件設計,要求學(xué)生掌握微機保護的軟硬件設計及應用。
“自動(dòng)控制原理”是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課,主要講述自動(dòng)控制系統的基本組成和結構、性能指標,自動(dòng)控制系統的分析和設計方法等。通過(guò)本課程的學(xué)習,可以使學(xué)生了解電力系統保護的自動(dòng)控制系統的運行機理、控制器參數對系統性能的影響以及自動(dòng)控制系統的各種分析和設計方法等。
“電氣測量技術(shù)”是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課,主要講授電氣檢測技術(shù)的基本概念、檢測系統的基本構成和特點(diǎn)、常用傳感器的工作原理及動(dòng)靜態(tài)特性。學(xué)習本課程可以使學(xué)生掌握電力系統保護與控制中信息的檢測技術(shù)與方法。
“單片機原理及應用”是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課,主要講述單片機組成原理、指令系統、軟件設計及接口技術(shù)與應用等。學(xué)習該課程可以使學(xué)生掌握微機保護的核心部件單片機的應用。
“數字信號處理”是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主要專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎課。數字信號處理是利用計算機或專(zhuān)用處理設備,以數值計算的方法對信號進(jìn)行采集、變換、綜合、估值與識別等加工處理,借以達到提取信息和便于應用的目的。學(xué)習本課程可以使學(xué)生了解保護與控制中的數字信號的分析方法和處理技術(shù)。目前陜西理工學(xué)院電氣工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)還沒(méi)有開(kāi)設這門(mén)課。
“電力系統分析”是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)必修專(zhuān)業(yè)課,主要講授電力系統正常運行的基本計算,發(fā)生故障時(shí)的分析計算,電力系統運行中的穩定性問(wèn)題。通過(guò)本課程的學(xué)習,使學(xué)生掌握保護與控制中電力系統正常與故障時(shí)的分析計算及穩定性分析。
通過(guò)以上分析,建立的電氣專(zhuān)業(yè)保護與控制課程群的課程體系結構如圖1所示,將“電氣測量技術(shù)”、“單片機原理及應用”及“數字信號處理”作為課程群的基礎課程,“電力系統繼電保護”、“自動(dòng)控制原理”及“電力系統分析”作為理論分析課程,“電力系統微機保護”作為應用課程。
通過(guò)對該課程群的學(xué)習,學(xué)生能全面掌握電力系統安全、可靠運行的保護控制技能,為畢業(yè)設計和今后工作奠定了良好的基礎。
二、教學(xué)內容的優(yōu)化
保護與控制課程群建設強調課程內容的緊密關(guān)系,通過(guò)對課程群各課程的內容進(jìn)行了有機的融合,避免了重復內容的出現,例如“微機保護”裝置的硬件構成的內容與“單片機原理及應用”內容有重復,為避免造成學(xué)時(shí)數的浪費對微機保護硬件組成的課時(shí)進(jìn)行了相應的刪減。
其次還需增加新的課程,使課程群的內容更充實(shí)。例如“微機保護”中數字濾波器與算法的內容需要用到數字信號處理的知識,而本專(zhuān)業(yè)的學(xué)生沒(méi)有數字信號處理的預備知識,且在“微機保護”中只作了簡(jiǎn)短的講解,學(xué)生在短時(shí)間內無(wú)法理解,因此應該在上“微機保護”的課程前加上“數字信號處理”這門(mén)課。
另外隨著(zhù)現代控制理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、信息網(wǎng)絡(luò )等現代技術(shù)的發(fā)展和成熟,一些新的保護實(shí)現原理得以出現和應用,授課教師應定期開(kāi)展新技術(shù)新知識講座,使本課程群的教學(xué)內容能夠跟蹤本專(zhuān)業(yè)的最新發(fā)展方向和最新應用技術(shù)。
三、實(shí)驗內容的優(yōu)化
對于實(shí)驗環(huán)節,過(guò)去沒(méi)有用一個(gè)系統的觀(guān)念來(lái)安排相關(guān)課程的實(shí)驗內容,而且設計性、綜合性實(shí)驗較少,學(xué)生的創(chuàng )造性不能得到有效發(fā)揮,動(dòng)手能力不能得到很好的鍛煉。本次課程群的建設也優(yōu)化了課程群中各課程的實(shí)驗內容,使上述情況得以緩解。
圍繞“電力系統保護與控制”這個(gè)核心,還建立了與理論課程緊密銜接的實(shí)驗教學(xué)內容,包括基礎性實(shí)驗、設計性實(shí)驗及綜合性和創(chuàng )新性實(shí)驗三類(lèi)。該教學(xué)內容由簡(jiǎn)到難,由淺入深,循序漸進(jìn),逐步培養學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和創(chuàng )新能力。
四、結束語(yǔ)
保護與控制課程群以計算機技術(shù)的應用為基礎,將繼電保護原理、電力系統分析、監測技術(shù)、信號處理技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)等內容統籌規劃、合理安排及有機的融合,有效地提高了群內課程的總體教學(xué)質(zhì)量,使學(xué)生在循序漸進(jìn)的過(guò)程中提高了電力系統保護與控制的理論水平和應用能力,為學(xué)生們今后工作打好了基礎,也為他們快速適應社會(huì )創(chuàng )造了條件。
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(責任編輯:郝魁府)
