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1、基于繼電保護課程設計教學改革基于繼電保護課程設計教學改革程海軍，陳曉英，孫麗穎（遼寧工業(yè)大學電氣工程學院，遼寧錦州121001）摘要：課程設計是培養(yǎng)學生綜合能力和工程思想的重要環(huán)節(jié)和途徑。本文對傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)繼電保護課程設計中存在的問題進行了分析，針對這些問題提出了基于“卓越工程師”目標的改革措施。通過教學實踐，提高了學生的工程應用意識和實踐能力。本文對課程設計環(huán)節(jié)進行改革實踐，希望在“深化教學改革、強化實踐教學環(huán)節(jié)”背景下，探索出一條適合工程技術人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展之路。關鍵詞：繼電保護；課程設計；教學改革基金項目：本文系遼寧工業(yè)大學教改立項項目“電力系統(tǒng)繼電保護課程教學模式改革與實踐”（項

2、目編號：202_032）的研究成果作者簡介：程海軍（1978-），男，遼寧朝陽人，講師，碩士，研究方向為電力系統(tǒng)自動化；陳曉英（1966-），女，遼寧北票人，遼寧工業(yè)大學電氣工程學院，教授，碩士，研究方向為電力系統(tǒng)自動化；孫麗穎（1972-），女，遼寧撫順人，教授，博士，研究方向為控制理論與控制工程。國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（20212021年）中對高等教育提出要“深化教學改革、強化實踐教學環(huán)節(jié)、推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”的要求。教育部為貫徹落實這一要求，實施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”重大改革項目1，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工

3、業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務，促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質量。目前，中國大多數(shù)高校在教育目標、理念和方法上滯后，開設的一些工程類課程不能滿足實際工程需求，教學內容陳舊，已經(jīng)滯后于現(xiàn)代工程技術發(fā)展2。電力系統(tǒng)繼電保護課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的重要專業(yè)課程，在“卓越工程師”培養(yǎng)目標下既要求把大量的理論知識掌握好，又要求有較強的實踐動手操作能力3。繼電保護課程設計是實現(xiàn)把繼電保護的理論知識和工程實際應用結合起來的橋梁，是電氣工程及其自動化專業(yè)非常重要的實踐性教學環(huán)節(jié)4。在此背景下，基于“卓越工程師”培養(yǎng)目標，我校對電力系統(tǒng)繼電保護課程設計的教學進

4、行探索，從課程設計內容、實施過程、考核評價等方面實施改革。幾年的教學實踐表明效果良好，鍛煉了學生的理論設計和實踐動手能力，培養(yǎng)了學生的工程意識和創(chuàng)新意識，提高了學生分析和解決實際工程問題的能力，得到學生及社會的認可和好評。一、傳統(tǒng)課程設計教學分析近幾年，各高校都開始注重對學生實踐能力的培養(yǎng)，加強了電力系統(tǒng)繼電保護課程設計的教學工作，較以往有很大改善，但仍然存在一些問題。在我校主要表現(xiàn)在以下幾個方面。1.學生的積極性不高，投入的精力不足。根據(jù)教學大綱和教學計劃，電力系統(tǒng)繼電保護課程設計安排在大四上學期進行，一般是在學期的后幾周實施。在此階段，好多同學要忙于研究生入學考試、國家電網(wǎng)考試、各公司企業(yè)

5、的招聘以及期末考試。隨著近些年高校的不斷擴招，本科生的就業(yè)壓力越來越大，在考研和就業(yè)多重作用下，好多學生不能把精力全部投入到課程設計中。學生對待課程設計的積極性普遍不高，很多學生沒有認識到課程設計的重要作用，以應付的心態(tài)被動的對待，甚至認為從網(wǎng)絡上或往屆同學那里找些資料拼湊拼湊就能完成。2.只有理論設計，缺乏實驗或仿真驗證。在課程設計開始之前，指導教師根據(jù)電力系統(tǒng)繼電保護課程的主要內容，結合一些工程項目的實際情況，給出各種保護的設計題目和參考資料。在我校，該課程設計時間為兩周，為了確保學生都能夠完成設計，在課程設計指導書中會比較詳細給出設計方案、設計步驟、設計內容、設計要求以及設計報告的格式等

6、。在課程設計實施過程中，給學生分時提供固定設計教室或者與互聯(lián)網(wǎng)連接的機房，學生通過查閱網(wǎng)絡、設計手冊、設備手冊等，參考類似習題、以往學生課程設計報告等進行模仿設計。在此期間，不同的指導教師去設計室指導，解答學生的問題。由于學生對待課程設計的積極性不高，大部分同學都不主動問問題，這樣教師很難全面了解學生都設計得如何，都出現(xiàn)哪些問題和錯誤，最終造成上交的報告存在一些錯誤。在這樣的設計過程中，學生通過上交設計報告，完成理論設計。由于缺少對理論設計結果和結論的實驗或仿真驗證，致使學生既不清楚設計計算結果是不是正確，也不知道設計結論是不是合理。這種只鍛煉理論設計而沒提高動手能力的設計過程，大大降低了課程

7、設計教學環(huán)節(jié)的重要意義。3.設計題目數(shù)量少且變化小，抄襲現(xiàn)象存在。以往的課程設計題目一般是給定一些電力系統(tǒng)的局部接線及運行方式，通過不同系統(tǒng)參數(shù)的設定值，完成某些線路或者變壓器的繼電保護方案、整定值計算、靈敏度分析、繼電器選擇等設計工作。這些設計題目由于許多參數(shù)需要具體給定，同時系統(tǒng)的接線比較簡單，運行方式很少變化，使得學生發(fā)揮的空間比較小，不能很好實現(xiàn)設計與工程實踐相結合的目的，更像是做作業(yè)。這樣學生就不能對電力系統(tǒng)的正常、最大、最小運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。學生在設計時僅僅參考一些相仿的習題、教師給定的設計指導書來完成設計計算，不可避免的會出現(xiàn)互相抄襲的現(xiàn)象。以

8、往的這種課程設計方式對學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)作用有限，沒有達到培養(yǎng)目標。4.考核評價不科學，缺乏動手能力的考核。以往的課程設計成績評定方法是考慮學生在平時的出勤率、對待課程設計的態(tài)度以及主動性等，根據(jù)學生最后提交的設計報告的質量，包括方案的合理性、整定計算的正確性、設計的完整性、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、及格或不及格的評定。在這種考核評價方式下，會出現(xiàn)同組同學中差別不大的情況，甚至有可能會出現(xiàn)主要設計人員由于報告書寫較差而成績低、設計較少的同學由于報告書寫規(guī)范而成績較高的不合理現(xiàn)象，課設成績沒能很好體現(xiàn)學生的真實能力。同時，由于這種只有理論設計而沒有實驗或仿真驗證

9、的課設形式，沒有考核到學生的實際動手能力和操作技能。二、“卓越工程師”目標下的教學改革為達到國家“卓越工程師”培養(yǎng)目標的要求，結合我校應用型本科人才培養(yǎng)模式的定位，針對以往電力系統(tǒng)繼電保護課程設計在教學過程中存在的問題，我們實施了基于“卓越工程師”培養(yǎng)目標下的電力系統(tǒng)繼電保護課程設計教學改革，修改教學大綱及教學計劃，完善教學內容，創(chuàng)新教學方法，改革考核評價方式。具體改革內容包括：1.修改大綱及教學計劃，規(guī)避考研就業(yè)等對專業(yè)課程學習的影響。按照“卓越工程師”的培養(yǎng)目標，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”目標下的培養(yǎng)方案突出對學生工程能力的培養(yǎng)，我們對電氣工程及其

10、自動化專業(yè)的專業(yè)培養(yǎng)方案和課程大綱進行了修訂，強調對學生創(chuàng)新能力、動手能力的培養(yǎng)。關于培養(yǎng)方案中實踐環(huán)節(jié)的教學目標，就是突出工程思想和能力培養(yǎng)，達到學生都具備自主設計實驗的能力，具有接受新技術和新知識的能力，以及一定的技術開發(fā)能力。根據(jù)新的培養(yǎng)方案，我們對電力系統(tǒng)繼電保護課程的教學大綱和教學計劃進行了相應的調整，將該課程從大四上學期調整到大三下學期，盡可能規(guī)避學生由于考研及就業(yè)等對專業(yè)課程學習的影響。2.更新課程設計題目，滿足“卓越工程師”培養(yǎng)目標的要求。在“卓越工程師”目標下，課程設計與實驗項目設計的核心思想就是鼓勵學生自主學習，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)實踐動手能力及工程

11、素養(yǎng)。課程設計題目的設置是否合理，對于學生的鍛煉價值至關重要。好的課設題目對于學生掌握專業(yè)理論知識的理解、對工程設計規(guī)范的熟悉、對設計步驟和設計方法的掌握都非常重要。在設置課設題目時，既要考慮專業(yè)理論知識的涵蓋程度，又要考慮與工程實際緊密結合的密切程度，盡可能給出實際運行的電力系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)資料，這對于提高學生對專業(yè)的認知程度、明確專業(yè)發(fā)展方向大有裨益，有利于培養(yǎng)工程意識，提高理論聯(lián)系實際的應用能力?；凇白吭焦こ處煛蹦繕说乃伎?，我們對課設題目進行完善和更新，做了如下工作：利用教師下企業(yè)實踐、帶學生去企業(yè)生產(chǎn)實習、建立實習基地、到電力行業(yè)調研等機會，搜集整理實際運行電力系統(tǒng)的真實資料，然后加工

12、完善成訓練課題；考慮到電力系統(tǒng)繼電保護技術的應用實際，微機型保護裝置已完全取代電磁型保護裝置，再針對電磁型繼電保護技術進行設計就嚴重與工程實際相脫節(jié)。為此，我們給定一些電力系統(tǒng)的局部接線及運行方式，通過不同系統(tǒng)參數(shù)的設定值，除了完成某些線路或者變壓器的繼電保護方案、整定值計算、靈敏度分析之外，增加了微機型保護裝置的硬件設計和軟件設計；根據(jù)不同的設計題目和現(xiàn)有實驗室的條件，增加實驗驗證或仿真驗證環(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、供配電、實踐創(chuàng)新實驗室，與北京電科院和清大高科合作建立了電力系統(tǒng)仿真實驗室，實驗室的軟硬件條件為學生搭建了很好的動手操作平臺。第一周學生完成課設的理論設

13、計，第二周進入實驗室進行相應的安裝調試及驗證。通過動手操作，激發(fā)了學生的興趣，提高了積極性，如果驗證結論正確時，極大的滿足學生的成就感，從而增強創(chuàng)新的自信心。另外，在設計的驗證過程中，可能會出現(xiàn)許多實際的問題，通過指導老師的點撥，同學們相互討論探究，最終找到問題的原因并解決，這對于學生的鍛煉和培養(yǎng)具有極大的幫助。3.加強對課程設計的指導和管理，提高課程設計質量。教師的態(tài)度和付出對于課設質量的好壞是最直接的，因此，要想提高課程設計的質量，需要指導教師更多的投入。針對有的學生消極應付、得過且過，甚至出現(xiàn)相互抄襲的情況，就要求指導教師投入更多的時間和精力用在平時的指導中，避免學生上交東拼西湊、粗制濫

14、造的設計報告。在設計過程中，確保做到對設計方案的合理性進行嚴格審核，對設計步驟和計算結果進行及時監(jiān)控，對學生的困難和問題進行耐心的答疑解惑，對典型共性的錯誤進行詳細的討論分析。對于指導教師而言，個人的精力和時間也是有限的，在這個時段要同時面對理論教學、課設實習指導、監(jiān)考判卷考核、科研任務完成等一系列工作，常常感到分身乏術。為此，我們采取了團隊指導措施，打破一個老師對固定學生的指導模式。根據(jù)指導教師的值班安排，每時每刻都有老師在設計室指導，隨時隨地解決學生的問題，提高指導效率，從而提高課程設計的質量。4.完善考核評價體系，適應“卓越工程師”培養(yǎng)目標。以往的課程設計成績評定方法只注重對學生的理論設

15、計進行考評，而沒有考核到學生的實際動手能力和操作技能。這樣，在考核成績這個“指揮棒”的引導下，學生根本不關注動手操作，學生成績的高低并不能全面、準確、客觀地反映其綜合能力。這種評價方式與“卓越工程師”培養(yǎng)目標明顯存在差距?？己朔椒ㄅc設計內容相輔相成，課程設計內容的多樣性必然要求考核方法的全面性，需要建立科學的考核評價體系。拓展評價方式不是玩花樣，不是巧立名目，而是要根據(jù)社會對人才的需求和學生的特點，對考核評價方法進行調整，使之能夠激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的綜合能力?；谶@種考慮，我們完善了課程設計的考核評價方式，既注重對理論設計的考核，也注重對動手能力的評判，同時兼顧對平時表現(xiàn)及綜合素質的

16、評價，具體考核項目情況如表1所示。三、結束語本文在“深化教學改革、強化實踐教學環(huán)節(jié)、推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”背景下，基于“卓越工程師”培養(yǎng)目標，結合我校教學實際，對電力系統(tǒng)繼電保護課程設計進行改革探索與實踐。針對傳統(tǒng)課程設計環(huán)節(jié)存在的問題和不足，修改教學大綱及教學計劃，完善教學內容，創(chuàng)新教學方法，改革考核評價方式。通過課程設計的教學改革與實踐，強化了學生的工程意識，提高分析和解決工程問題的能力，在激發(fā)學生的主動性和積極性的同時，也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。我校該專業(yè)近兩年的畢業(yè)生大部分都進入電力部門和工礦企業(yè)等對口單位就業(yè)，獲得社會各界的好評。本文對電力系統(tǒng)繼電保護課程設計進行改革，希望探索出一條適合工程技術人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展之路，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務。參考文獻：1教育部。教育部關于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見EB/OL.2 王文福。 基于卓越工程師培養(yǎng)訴求的教學改革的理性思考面向CDIO理念的地圖學教改構想J. 測繪科學，2021，（3 ）：247-249.3張江林，梅許文，巨輝，鄧昌建?；凇白吭焦こ處煛蹦繕讼碌睦^電保護課程教學改革J. 中國電力教育，202_，（36）：99-100.4杜兆文，姚福強。電力系統(tǒng)繼電保護課程設計教學改革與實踐J.大學教育，202_，（3 ）：108-109.第 10 頁 共 10 頁