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一、“電力系統(tǒng)自動化”教學(xué)中存在的問題

1.課程理論性與實踐性并存

不同于“電力系統(tǒng)分析”等純理論課程的學(xué)習(xí)，“電力系統(tǒng)自動化”課程以自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用為學(xué)習(xí)內(nèi)容，是控制系統(tǒng)理論在電力系統(tǒng)中的具體運用，因此是電氣工程學(xué)科一門少有的基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用緊密結(jié)合的課程。學(xué)生們比較習(xí)慣理論課程的學(xué)習(xí)方式，較難理解其中的實際應(yīng)用環(huán)節(jié)，對具體的電力系統(tǒng)設(shè)備很難有直觀印象，對實際物理模型主要靠憑空想象，因此課程教學(xué)中，學(xué)生感覺內(nèi)容空洞，理解困難，而教師在課堂教學(xué)中也無法以實物展示或者帶領(lǐng)學(xué)生進行實地考察，對教學(xué)過程中涉及到的具體電力系統(tǒng)設(shè)備也難以解釋清楚。從課堂教學(xué)的實際效果看，在教學(xué)過程中，一些系統(tǒng)實物照片就能引起學(xué)生很強的好奇心和求知欲，他們很想從課程中獲得更多針對電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的內(nèi)容，但受制于實際情況，很難獲得滿意效果。

2.課程涉及知識面廣，綜合知識的運用能力要求高

該課程學(xué)習(xí)的前提是在對電氣工程學(xué)科各主要主干課程良好掌握，開設(shè)在本科生第七學(xué)期，課程學(xué)習(xí)的特點是對本科階段所學(xué)各課程知識的綜合運用，如電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制環(huán)節(jié)，就涉及到自動控制原理在電力系統(tǒng)控制中的應(yīng)用，還要涉及到PID調(diào)節(jié)器等“模擬和數(shù)字電子技術(shù)”的電路實現(xiàn)，“電機學(xué)”中同步發(fā)電機組轉(zhuǎn)子運動方程，“電力電子技術(shù)”中的整流、功率放大電路等。由于課程時間所限，教師不可能對基礎(chǔ)知識再花大量時間進行復(fù)習(xí)，對有些基礎(chǔ)不夠扎實的學(xué)生來說，這會導(dǎo)致知識點綜合能力偏弱，聽課過程中理解困難。

3.課程教學(xué)內(nèi)容上與多門課程存在一定的重合度，影響學(xué)生聽課興趣

課程內(nèi)容安排上與其它多門課程存在重合的現(xiàn)象，如同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)的章節(jié)內(nèi)容主要介紹各種勵磁系統(tǒng)實現(xiàn)方案，與“電機學(xué)”上相關(guān)章節(jié)內(nèi)容重合度較大，而對可控硅勵磁調(diào)節(jié)器的工作原理介紹中，對可控硅整流電路的原理闡述較多，該部分內(nèi)容在“電力電子學(xué)”課程中已詳細介紹過，而對潮流計算方面的內(nèi)容又與“電力系統(tǒng)分析”課程內(nèi)容相重合，這樣使學(xué)生認為該部分內(nèi)容在以前的課程中已經(jīng)講過了，不認真聽講，影響教學(xué)效果。

二、電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺功能

2011年在南京航空航天大學(xué)投入運行的WDJS-8000電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺包含三個發(fā)電系統(tǒng)實驗臺、一個變電系統(tǒng)實驗臺、一個輸電線路實驗臺、一個廠用電實驗臺、一個廠用快切實驗臺、一個綜合監(jiān)控實驗臺，共八個實驗臺，整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。該實驗平臺適用于電氣工程專業(yè)“電力系統(tǒng)自動裝置原理”、“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)故障分析”、“電力系統(tǒng)自動化”、“變電站綜合自動化技術(shù)”、“配電網(wǎng)自動化技術(shù)”、“電力系統(tǒng)調(diào)度自動化”、“電力系統(tǒng)遠動技術(shù)”、“電力工程”、“工廠供電”、“電力系統(tǒng)微機保護”等電力系統(tǒng)方向課程的實驗、生產(chǎn)實習(xí)及課題研究。能夠?qū)崿F(xiàn)的主要功能有：同步發(fā)電機及其自動裝置系列實驗、微機保護系列實驗、電力系統(tǒng)分析系列實驗、電力監(jiān)控自動化系統(tǒng)實驗等。其中，與“電力系統(tǒng)自動化”課程相關(guān)的實驗內(nèi)容有：同步發(fā)電機準(zhǔn)同期并列實驗、同步發(fā)電機微機勵磁實驗、低頻減負荷保護實驗等。

1.同步發(fā)電機準(zhǔn)同期并列實驗

該實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生熟悉同步發(fā)電機準(zhǔn)同期并列過程，加深理解同步發(fā)電機準(zhǔn)同期并列原理，同時掌握同期并列的條件以及微機準(zhǔn)同期裝置和組合式整步表的使用方法。實驗裝置采用直流電動機調(diào)速控制器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，用微機勵磁自動裝置調(diào)節(jié)勵磁，采用微機自動準(zhǔn)同期的全自動并網(wǎng)、半自動并網(wǎng)和手動準(zhǔn)同期方式并網(wǎng)三種方式。

2.同步發(fā)電機微機勵磁實驗

該實驗有助于加深學(xué)生理解同步發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)原理和勵磁控制系統(tǒng)的基本任務(wù)，了解微機勵磁調(diào)節(jié)器的基本控制方式，了解電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的作用并觀察強勵作用及其對穩(wěn)定的影響，同時掌握微機勵磁調(diào)節(jié)器的基本使用方法。

3.低頻減負荷保護實驗

該實驗有助于學(xué)生了解低頻減載保護的原理，熟悉低頻減載保護的邏輯組態(tài)方法，了解自動低頻減載裝置的工作過程和目的，加深對電力系統(tǒng)動態(tài)過程的認識和理解。

三、課程教學(xué)改革方向

1.課程理論與實踐一體化教學(xué)

以往受條件所限，課程教學(xué)中不能提供直觀的實驗環(huán)節(jié)。但現(xiàn)在教師依托本校新建的電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺，可以將“電力系統(tǒng)自動化”課程中理論部分內(nèi)容與實踐環(huán)節(jié)有效地結(jié)合起來，在課程教學(xué)過程中可以穿插實驗驗證環(huán)節(jié)，力求在理論學(xué)習(xí)之后趁熱打鐵，讓學(xué)生進一步接觸到實物，從而加深對理論環(huán)節(jié)的理解，通過對知識點的實驗再認識，擺脫以往只見理論，沒有實物環(huán)節(jié)的缺陷。實驗中教師主要介紹課程相關(guān)內(nèi)容和實驗要求，用該實驗平臺來驗證教學(xué)內(nèi)容即可，切勿貪多求全而無重點，這樣可使學(xué)生學(xué)得輕松有趣，進一步加深他們對知識點地理解。理論環(huán)節(jié)和試驗驗證是相輔相成的，這樣能夠進一步調(diào)動學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的興趣。該綜合實驗平臺還可承擔(dān)本科生創(chuàng)新實驗的功能，該實驗系統(tǒng)功能完善，保護完整，具有綜合利用率高、可靠性高的優(yōu)點，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力。并借此可以開設(shè)專門的電力系統(tǒng)課程群綜合實驗課程，從而更有效的利用該實驗平臺為課程建設(shè)服務(wù)。

2.課程內(nèi)容突出重點

教師應(yīng)從課程重點內(nèi)容出發(fā)，做好對以往知識點的聯(lián)系與回顧，從建立物理概念出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考能力，引起學(xué)生對學(xué)過知識點的回憶，從而水到渠成的介紹以往知識點在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。對于學(xué)生已經(jīng)遺忘的內(nèi)容，可以在課程中安排少量時間進行集中復(fù)習(xí)，同時鼓勵學(xué)生課后對相關(guān)課程內(nèi)容進行復(fù)習(xí)，在課堂中進行提問，從而節(jié)約時間。另外，對于有些較難較偏的內(nèi)容，不要求學(xué)生全面掌握，而從基本原理出發(fā)，重點掌握原理、概念和方法。

3.教學(xué)內(nèi)容整合

由于課程時間所限，而課程實踐環(huán)節(jié)也要占用時間，所以教師要對教學(xué)內(nèi)容中一些不重要的、過時陳舊、偏雜偏難的內(nèi)容進行適當(dāng)刪減。針對教學(xué)內(nèi)容與多門課程存在一定的重合的狀況，可以開展電力系統(tǒng)課程組教學(xué)研討，對部分重合內(nèi)容進行整合和調(diào)整，如電力系統(tǒng)靜態(tài)安全分析的直流潮流法計算部分可以調(diào)整到“電力系統(tǒng)分析”課程中去，而重點保留直流潮流法的概念和等效原理，從而讓這兩門課程緊密聯(lián)系而又各有重點。除開展教學(xué)研討之外，電力系統(tǒng)課程組的教學(xué)老師可以相互之間組織聽課活動，這樣對各門相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容有所了解，才能知道哪些內(nèi)容可以簡化，哪些內(nèi)容應(yīng)該重點突出。

四、小結(jié)

現(xiàn)代研究型大學(xué)不僅要求培養(yǎng)的學(xué)生具有扎實基礎(chǔ)理論，同時還要具有綜合實踐能力和創(chuàng)新思想。許繼WDJS-8000電力系統(tǒng)綜合自動化實驗平臺自2011年在南京航空航天大學(xué)投入運行以來，在電力系統(tǒng)課程群建設(shè)中發(fā)揮出了重要作用，通過增加實踐環(huán)節(jié)以及對教學(xué)內(nèi)容的有效整合，一方面有力地調(diào)動了學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)的積極性，另外也培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力，增強對知識點的理解，在“電力系統(tǒng)自動化”課程教學(xué)中會產(chǎn)生了有益的效果和積極影響。

作者：湯雨單位：南京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院