基于優(yōu)秀工程師培育的電力電氣主系統(tǒng)課程建設

　　一、“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”課程現(xiàn)狀

　　“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”課程是我校特色專業(yè)基礎課，我校根據(jù)辦學定位的要求，在保證這些專業(yè)基礎課的教學要求的基礎上，在實踐性教學、現(xiàn)代化教學手段等方面有所加強。在實踐性教學方面，引入企業(yè)專家、技術人員參與本課程教學，通過講座、座談討論等形式為學生舉辦了許多形式多樣的創(chuàng)新教學活動，并且安排學生進行大量的現(xiàn)場實踐活動。本專業(yè)已經(jīng)與30多家電力企業(yè)共建有實踐基地，每年利用課余時間安排學生深入電廠、變電站以及電力設備制造、試驗等企業(yè)單位進行現(xiàn)場參觀，并由企業(yè)人員進行現(xiàn)場培訓，從而大大提高了學生對本門課程的興趣，開拓了視野，取得了良好的效果。在現(xiàn)代化教學手段上，將傳統(tǒng)的課堂教學與現(xiàn)代化多媒體教學、實際工程設計等相結合，整個教學過程以課堂板書、多媒體與錄像演示為基礎，通過實際工程設計來提高學生的整體規(guī)劃設計水平，并輔之以計算機仿真培訓及現(xiàn)場技能培訓來提升學生的現(xiàn)場工程實踐能力。此外，將與本課程相關的科研項目及科研成果引入教學，安排部分學生參與項目研究，使本課程教學質量得到全面提高。

　　近年來本專業(yè)相關的一些新技術發(fā)展很快，特別是美國提出進行新能源革命從而帶動美國經(jīng)濟復蘇的發(fā)展戰(zhàn)略后，全球掀起了新能源開發(fā)及應用和智能電網(wǎng)的研究與建設的熱潮。本課程從2004年開始進行教學改革和課程建設工作，2008年通過校級精品課程驗收，2010年通過上海市級精品課程驗收，但一些建設內容以及教學理念、內容和方法仍需要緊跟新技術發(fā)展與時俱進，有所創(chuàng)新。

　　二、針對“卓越工程師”培養(yǎng)計劃提出的教學要求

　　電氣工程及其自動化專業(yè)卓越計劃試點的人才培養(yǎng)目標是：以校企產學研戰(zhàn)略聯(lián)盟為平臺，對接電力行業(yè)，重視知識、能力、素質的協(xié)同發(fā)展，培養(yǎng)“專業(yè)理論+工程實踐+創(chuàng)新能力”的電力技術人才。

　　卓越計劃的三個特點：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程;二是學校按通用標準和行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才;三是強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”課程的具體建設，按照教育部、上海市教委及學校要求，將充分發(fā)揮我校“立足電力、立足應用、立足一線”的辦學理念，基于卓越工程師培養(yǎng)的平臺下，本門課程通過多方(現(xiàn)場工程人員，歷屆學生，任課教師等)調研對本課程的教學大綱、課程設計、認識實習及仿真實習進行了研討，另外對目前實施卓越工程師計劃比較好的學校進行調研，決定在理論教學環(huán)節(jié)和實踐教學環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新，在本門課程的教學中引入項目教學法。

　　項目教學法是以工程實踐為導向、充分體現(xiàn)現(xiàn)代育理念的教學方法，在西方國家特別是德國被廣泛應用并且成效顯著。項目教學法是通過完成一個完整的項目工作進行的實踐教學活動，將多門課程所涉及的知識和技術通過一個明確的“項目任務”布置給學生，學生根據(jù)任務要求，運用所學的知識和技能，通過“確定項目任務—制訂工作計劃—組織項目實施—檢查考核評估—總結評比歸檔”等5個階段，采用團隊學習的方法，動腦、動手、交流和合作，最終完成項目任務并以成果的形式予以展現(xiàn)。本次基于卓越工程師教學平臺的“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”課程建設將在理論教學環(huán)節(jié)和實踐教學環(huán)節(jié)融入項目教學法的理念。

　　1.理論教學環(huán)節(jié)的改革

　　理論教學的改革涉及到每一個模塊，其中很多教學需要現(xiàn)場的支持。我校是一所電力院校，長期和系統(tǒng)保持緊密聯(lián)系和良好關系，尤其上海電力公司給予我校大力幫助。另外我院在近五年的發(fā)展中大力發(fā)展實驗室，緊跟電力行業(yè)新技術，在硬件建設方面國內名列前茅。理論教學環(huán)節(jié)的改革將細化到教學的每一個知識點，將電力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的新動向、新趨勢、新技術及時傳遞給學生，激發(fā)學生的學習興趣，鼓勵他們的創(chuàng)新。

　　課程主要內容包括：能源和發(fā)電，電氣主接線及設計，廠用電接線及設計，常用計算的基本理論和方法，導體與電氣設備的原理與選擇，配電裝置，發(fā)電廠和變電站的控制和信號，共七個模塊。下面將針對七個知識模塊進行介紹。

　　第一個知識模塊——能源與發(fā)電模塊：在原有介紹傳統(tǒng)能源與發(fā)電廠的基礎上，將引入新的綠色能源，對光伏發(fā)電和風力發(fā)電進行介紹，通過現(xiàn)場的工程示范進行說明;另外還將課程設計環(huán)節(jié)的任務進行布置，讓學生在第一次上課時了解到實踐環(huán)節(jié)的要求，使得學生在理論教學過程中可以同步完成大型作業(yè)的相應部分的任務。

　　第二、三兩個知識模塊作為一個整體——電氣主接線及設計、廠用電接線及設計這一部分，在介紹典型有匯流母線和無匯流母線的主接線的基礎上，結合上海發(fā)電廠外高橋電廠，閘電燃氣廠和變電站(奉賢換流站、南橋換流站、500千伏楊高變電站、220千伏森林變電站等)進行講解。其中對于目前系統(tǒng)的大機組主接線的講解，例如單機容量100萬千瓦的發(fā)電機，采用單元接線時發(fā)電機出口處是否裝設斷路器的優(yōu)缺點這一例子進行分析，可結合山東鄒縣發(fā)電廠和新建的舟山發(fā)電廠進行說明，讓學生緊跟電力系統(tǒng)的發(fā)展。

　　第四個知識模塊——常用計算的基本理論與方法，對發(fā)熱和電動力的理論推導可以簡化，但對于提高導體載流量的措施需要詳細介紹。除了介紹傳統(tǒng)導體的發(fā)熱情況，還將對一些新型導體比如特種導線進行介紹，會以中天科技的導體為例，擴大學生的知識面。

　　第五～七這三個知識模塊(導體和電氣設備的原理與選擇、配電裝置及發(fā)電廠和變電站的控制與信號)的講解結合課程設計進行，另外采取企業(yè)教學和實驗室仿真教學。

　　在上述七個模塊理論環(huán)節(jié)的教學中也會同時穿插進行實踐環(huán)節(jié)的教學，上課除了采用傳統(tǒng)板書教學外，還會采用多媒體手段，多媒體資料除了靜態(tài)的，還會有一些動畫、三維以及動態(tài)資料，充分利用各種教學手段實現(xiàn)項目教學法的理念。

　　2.實踐教學環(huán)節(jié)的創(chuàng)新

　　實踐教學環(huán)節(jié)主要包括實驗室仿真教學、企業(yè)教學和課程設計環(huán)節(jié)。

　　(1)實驗室仿真教學。在這門課上課之前將借助我院的實驗室電力系統(tǒng)仿真平臺，通過教師的操作，讓學生對發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)知識有些了解。比如一些典型發(fā)電廠和變電站的主接線情況、主要設備介紹，以及開關狀態(tài)轉換信號等，讓學生在上課之前對系統(tǒng)的感性認識加深。

　　對于理論環(huán)節(jié)的第七個知識模塊——發(fā)電廠和變電站的控制和信號教學，在理論知識的講解的基礎上，充分利用本學院的實驗室仿真平臺，進行操作，對于斷路器的正常情況下的分合閘、故障下的自動分閘及自動重合閘，在計算機上通過一次接線圖的變化和三維圖形變化模擬現(xiàn)場的實際變化，通過燈光、音響等信號讓學生體會到現(xiàn)場的操作。

　　(2)企業(yè)教學。本次課程建設將在電氣主接線及設計、導體與電氣設備的原理與選擇以及配電裝置三個知識模塊引入企業(yè)教學。邀請上海電力公司經(jīng)驗比較豐富的工程師、上海大型電廠的總工對現(xiàn)場的主接線以及一些新型設備比如特種導線、新型開關、互感器等進行教學，教學場地可以選擇現(xiàn)場或校內教學。對于配電裝置模塊的學習，組織學生到現(xiàn)場的發(fā)電廠或變電站進行小班教學，學完之后立即看，加深學生的印象，改變之前的看完現(xiàn)場再學習，沒辦法把書本知識和現(xiàn)場結合在一起的情況。在理論課程結束時，會就學生所學知識在課外實習基地進行技能培訓。

　　(3)課程設計環(huán)節(jié)。在教學計劃中改變傳統(tǒng)的學期末課程設計的方式，根據(jù)教師教學進度分階段在日常教學中進行。在第一次上課時就把實踐教學環(huán)節(jié)的要求和學生進行說明，本次采取小班教學，可以將30人的班級分成6小組，每組布置一個關于發(fā)電廠或變電站設計的課題，本次的課題來源于華東電力設計院和上海電力設計院的一些實際工程。采取小班完成項目的形式，每一小組設定一組長，答辯時以小組形式進行答辯，以培養(yǎng)學生的責任心及團隊合作精神。在教學的過程每完成相關部分的講解時，要求課程設計同時跟進，比如講完電氣主接線及設計這一模塊時要求學生完成主接線方案及主變容量的選擇;講解完電氣設備原理與選擇這一部分時，學生應該進行課程設計的第二個重點。講完所有理論部分時，學生的課程設計應進入制圖階段，以往的制圖選擇的是手工畫圖，對于卓越班的學生要求其實行CAD制圖，這也是考慮到現(xiàn)場對工程師計算機能力的要求。

　　三、小結

　　本文首先對卓越工程師的要求進行了介紹，然后在“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”現(xiàn)狀的基礎上，貫穿項目教學法的理念，對該課程的理論教學環(huán)節(jié)和實踐教學環(huán)節(jié)進行了深度改革，充分體現(xiàn)了卓越計劃的三個特點。由于卓越計劃實施還不到一年，在今后的實施過程中還需探索、總結、完善、實施，不斷進行調整、不斷進步。

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