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关键词:继电保护;安全;运行;现场安全措施
中图分类号:P624.8 文献标识码:A 文章编号:
随着电网规模的不断扩大,继电保护日常运行管理工作日益繁重复杂。系统运行方式的变化、设备的检修、新设备的投运等都会引起保护配置和定值的相应改变,给安全管理工作带来了极大的挑战。 继电保护是保证电网安全稳定运行的最后一道保护屏障,继电保护工作由于技术较为复杂、牵扯的回路多、小现场作业多等原因,对作业现场的安全要求十分严格。历史经验表明,基础性安全管理和现场工作的疏忽,是造成继电保护事故的主要原因。因此,安全有序地抓好现场继电保护作业工作,并提高工作质量,是保证电网安全稳定运行的前提。继电保护人员应主要从以下3个方面做好安全措施。
1做好作业前的危险因素分析与控制 继电保护工作由于自身的技术复杂性,在工作中需要对一些易出错的关键设备和重要回路采取较强的针对性措施,同时往往还需要多专业、多工种的人员在工序、步骤上进行协调配合。因此,工作过程中需不断地动态辨识危险点及危险源,并加强多专业、多工种间相互协调配合。及采取相应安全技术措施,做好危险因素的事前预控,是确保现场作业安全的关键环节。
(1)开工前核对保证安全的组织措施和技术措施是否正确完善。变电站二次回路的工作状态取决于一次设备的运行方式和系统要求。因此,了解一次设备的运行状态、清楚停电设备和停电范围,是继电保护人员做好安全措施、防止误动运行设备的前提要求。
(2)事前分析好作业过程中的危险源及危险点来确保现场作业安全。接到工作任务后,工作负责人以及工作小组负责人要按照工作任务的特点,召集相关工作人员,依据工作流程顺序进行危险点的辨识和分析。确定具体的预防控制措施及责任人员,明确要求,并将控制措施告知每一位作业员工。
(3)加强多专业间的相互沟通,防止发生不安全事件。继电保护现场作业时,往往涉及到较多专业间的相互配合,如保护装置的通流加量,可能在电压、电流回路与仪表、高压等专业出现交叉保护装置的传动,又与一次设备检修存在交叉。因此,继电保护的作业现场负责人在工作前要必须充分和相关专业的工作负责人或小组负责入进行沟通,明确工作顺序和要求,防止由于自身安全措施不周或与相关专业的配合失当而导致的不安全事件。
2作业过程中实行标准化作业管理,规范作业行为 现场作业时,人员的作业行为除了受自身技术和安全素质的直接影响外,还受到很多其他因素的影响,如情绪、当天的工作状态、经验等。实际情况也表明,即使是一个作业经验很丰富的员工。在执行相同的作业任务时,处理的手段和步骤也不尽相同。因此,为了防止作业人员的工作行为受“情绪性、经验性、随意性”的影响。必须推行标准化作业,通过“作业指导书”及“二次回路工作安全技术措施票”来规范作业行为,确保工作质量和现场作业的安全。
2.1正确编制和动态补充作业指导书 “作业指导书”的内容一般来源于以下3个方面:一是对各类规程、导则和工作规定,去粗取精、整理合并而形成的针对具体工作的依据;二是由各种事故、障碍和工作失误提炼形成的规范和标准;三是根据作业人员自身技术素质和特点,以提高工作效能为目的,融合各方经验并经充分讨论后的结论。当规程、规定、导则、标准等进行修订或改版时,应对“作业指导书”中的相关部分予以修订完善,对近期发生过的需要加强技术跟踪监督的异常现象,以及带有普遍性的缺陷等。应该进行动态补充。以及针对具体工作过程中的危险点及难点的转移进行动态补充和修改。如“作业指导书”中对作业人员发生变化时以及新产品、新原理、新版本的保护装置投入运行等情况,也应针对具体变化情况,审视并重修“作业指导书”的具体内容,并重新明确工作重点。
2.2正确使用作业指导书 “作业指导书”做为该类具体作业的“指导性”文件。在现场执行时,要注意变换成“可执行性”更强的作业指导流程卡或标准化工作表,以提高执行的功效。在执行标准化“作业指导书”或其他现场作业流程标准的过程中,要注意核对微机保护及安全自动装置的软件版本和定值。另外,在执行过程中,应严格按照“作业指导书”规定的步骤进行检修作业,各检修环节的责任人要随时签字。以便进行质量追踪。
2.3加强“二次回路工作安全技术措施票”的使用管理工作 严格按照“二次回路工作安全技术措施票”工作。做好防止重要回路误动作的技术措施。继电保护人员现场作业时。要根据具体的工作任务要求提前熟悉相关的二次回路图,特别要明确与工作任务有关,但属于正在运行的回路。如在运行设备上或与之有关的回路上进行拆断、短接线工作时,要加强对拆断、短接线过程的技术把关。在工作过程中,要严格履行监护和签字制度,加强审核和监护,从而保障现场作业时不会因为误拆、漏拆以及在恢复时的误恢复、漏恢复等差错而发生事故。
3要坚持以人为本,实行人性化安全管理 安全工作真正落实到实处的关键在人,在于人的安全意识、安全责任感、安全操作技能和自我防护。因此,安全管理工作要体现以人为本的精神,努力实现管理的人性化。要注重安全生产中人的心理因素及安全技能培训、人员调配等方面来防微杜渐,并预防事故的发生。
3.1强化培训,掌握技能 继电保护工作的专业性很强,涉及的知识面较宽,尤其是随着近几年大量新技术、新方法的应用,不论是继电保护的硬件还是软件,更新换代频繁。这要求继电保护人员在熟练掌握原有基础知识的同时,又能够熟练掌握相关的通讯、网络和微电子技术。只有在熟练掌握各种实际操作技能和操作方法的基础上,继电保护人员才能有精力去关注更深入、更精细的安全问题。因此,提高继电保护人员的技术素质和操作技能,成为确保继电保护现场作业以人为本的安全管理的前提保障。 要坚持“意识教育”工作的不放松,通过班前、班后会以及其他各种形式的安全活动,如通过学习事故案例、剖析当前存在的问题等内容。不断宣传各种安全要求和理念,烘托气氛,教育继电保护人员树立大电网意识和风险意识,始终绷紧“安全”这根弦。 调整和转变培训思路,把课堂培训向现场培训转变、知识培训向实际操作转变,利用现场考问、技术问答、作业安全分析训练等形式,把现场可能遇到的种种情况穿插到日常的业务学习中去分析、去总结、去规范。使人们在培训过程中提高安全意识和安全技能。
关键词:10KV;配电变压器;运行维护
1 新安装或大修后的配电变压器投运前的检查验收
配电变压器经过检修后或新安装竣工后,在投入运行前,都必须对变压器进行如下检查:
1.1 变压器保护系统的检查
(1)用熔丝保护的小型变压器,运行前应检查选用的熔丝规格是否符合要求,接触是否良好。(2)配备继电保护装置的变压器,应查阅继电保护试验报告,了解继电器的整定值是否相符,名称和标志是否正确,并试验信号装置动作是否正确。(3)配备气体继电器的变压器,要求继电器内部应没有气体,上触点发信号应动作准确,下触点跳闸连接片应断开,安装继电器的连通管应有向上的倾斜度。(4)防雷保护用避雷器,应在投入运行前做试验,保证雷击时能可靠动作,另外应装好放电记录器。(5)检查接地装置是否良好,接地电阻值是否符合规定数值。送电前还要进行一次绝缘电阻的测量检查。
1.2 监视装置的检查
监视装置用的电流表、电压表和温度测量仪表,均应齐全,测量范围应在规定的范围内,在额定值处域上红线,以便监视。小型变压器的顶部装有测量温度的温度计插孔,用酒精温度计插入观察。测温装置的温度计安装位置应正确。
1.3 外表检查
储油柜上油位计应能清晰方便地观察;储油柜与气体断电器连通管道的阀门应打开,电器内应充满油;外壳和中性点接地装置应牢固,出线套管与导线的连接应牢固,相序色应正确。电压分接开关位置应正确。多台变压器应在箱外壳明显处标注编号。防爆管薄膜应完整,各部件无渗漏油情况。
1.4 查阅变压器的试验报告,均应符合试验规程的要求。
2 配电变压器的正常巡视检查
值班人员对运行中的变压器应作定期检查,以便了解和掌握变压器的运行状况,发现问题及时斛决。运行中变压器的日常巡视检查项目如下:(1)声音是否正常:正常运行的变压器发出均匀的“嗡嗡”声。应无沉重的过载引起的“嗡嗡”声,无内部过电压或局部放电打火的“吱吱”声;无内部零件松动、穿心螺钉不紧、铁心硅钢片胯动的“萤萤”声,无系统短路时的大噪声,无大动力设备起动或存谐波设备运行的“哇哇”声等。(2)检查负载:1)室外安装的变压器,如没有固定安装的电流表时,应使用钳形电流表测量最大负载电流及代表性负载电流。2)室内安装的变压器装有电流表、电压表的,应记录每小时负荷并应画出日负载曲线。3)测量三相电流的平衡情况,其中性线上的电流不应超过低压绕组额定电流的25%。4)变压器的运行电压不应超出额定电压的±5%范围。如果电源电压长期过高或过低,应调整变压器分接头,使低压侧电压趋于正常。(3)温度是否超过允许值,上层油温一般应不超过85℃。(4)套管是否清洁,有无破损裂纹和放电痕迹,一、二次侧引线不应过紧、过松,各连接点是否紧固,应无放电及过热现象,测温用的示温蜡片应无熔化现象。(5)外壳接地及中性点接地的连接及接地电阻值应符合要求。(6)以手试摸散热器温度是否正常,各排散热管温度是否一致。(7)冷却系统是否运行正常,装有风扇的变压器应保持在运行或可用状态(风冷、强油风冷、水冷等)。(8)装备气体继电器和防爆管的变压器,应检查其充油及薄膜完整情况。(9)油位应正常,外壳清洁无渗漏油现象。(10)吸湿器应畅通,硅胶不应吸湿饱和,油封吸湿器的油位应正常。
3 配电变压器的特殊巡视检查项目
(1)高温及重负载时,检查触头、接头有无过热现象,监视负载、油温、油位变化。冷却系统应运行正常。(2)大风来临前检查周围杂物,防止吹到设备上。大风时,观看引线摆动时的相间距离及对地安全距离是否满足要求和有无搭挂杂物。(3)雷电后检查瓷绝缘有无放电痕迹,避雷器、避雷针是否放电,雷电记录器是否动作。(4)下雾天气,瓷套管有无放电打火现象,重点监视瓷质污秽部分。(5)下雪天气,根据积雪融化情况检查接头发热部位,及时处理结冰。(6)夜间熄灯巡视,检查绝缘有无放电闪络现象及接头有无过热发红。(7)短路故障时,检查有关设备、接头有无异状。(8)有异常情况时,查看电压、电流表读数及继电保护动作情况。气体继电器发出警报时,对变压器内外部进行检查。
4 干式配电变压器的运行检查
4.1 投入运行后的检查
(1)有无异常声音、振动。(2)有无局部过热、有害气体腐蚀等使绝缘表面出现爬电痕迹和炭化现象等造成的变色。(3)变压器所在房屋或机内的温度是否特别高,其通风、换气状态是否正常,变压器的风冷装置运转是否正常。
4.2 定期检查
(1)投运后的2~3个月期间进行第一次检查,以后每年进行一次检查。(2)检查浇注型绕组和相间连接线有无积尘,有无龟裂、变色、放电等现象,绝缘电阻是否正常。(3)检查铁心风道有无灰尘、异物堵塞,有无生锈或腐蚀等现象。(4)检查调压分接开关触头有无过热变色、接触不良或锈蚀等现象。(5)检查绕组压紧装置是否松动。(6)检查指针式温度计等仪表和保护装置动作是否正常。(7)检查冷却装置包括电动机、风扇轴承等是否良好。
[参考文献]
电力电子技术作为一门新兴的集电子技术、控制技术和电力技术为一体的交叉学科,在生产生活中发挥着越来越重要的作用,已被广泛地应用于高品质交流电源、直流电源、电力系统、变频调速、新能源发生及各种工业与民用电器等领域,成为现代高科技领域的支撑技术,电力电子技术在电气领域占有重要的地位。本课程作为电力工程及其自动化专业的专业必修课,与其他本科课程相比,电力电子知识点更加分散,各种器件特点、符号、物理参数等容易混淆,且电路波形绘制和分析对于学生来说理解和记忆难度较大。课程目标偏重基本原理和方法。因此,为最大程度地实现教与学的有机结合,课程大纲和课堂讲授应紧密结合学生所需,且对于教学内容和教学模式的改革也势在必行。
导讲促学教学改革的基本思路
通过多年的教学研究与实践探索,在专业课程教学中提出导讲促学教学模式与实施方法,即通过引导学生以讲授课程核心知识点为目标,促进其学习的主动性与自主性,从而提高学习兴趣、探索精神与学习效果。导讲是一种形式,促学是核心目的,通过拓展教学内容,丰富教学形式,开展学生上台讲课、研讨或研究性实验,改革教学考核方法,将理论教学与实践环节相结合,促进学生自主学习,全面提高学生分析解决问题能力,实现教学相长。
导讲要求学生能讲述课程的主要知识点,通过这一要求促进学生认真听课,提高课堂教学效果;促进学生课后复习和预习,加深对知识点的理解、掌握和融会贯通;学习教员的讲课方法,提高学生的语言表达能力和综合素质。通过学生讲述,教员可准确把握学生对知识点的学习、理解和掌握情况,有的放矢地进行点评和辅导答疑,改进教学方法,增强教学互动,增进师生友谊,提高教学效果。
导讲促学教学改革实践
本教学方法与模式在电力电子技术系列课程教学中得到了应用并取得了很好的效果。电力电子技术课程的授课对象是电力工程及其自动化专业本科学生,普遍基础知识较为扎实,接受能力较强,有较强的求知欲。由于毕业后面临岗位应聘和工作竞争,都希望通过课程学习,打牢基础,提高实际工作能力,增强自身的发展潜力。本课程要求学生对电路、电机和电子技术较为熟悉。通常在开课之初,需要告知学生复习电路、电机、电子技术等课程知识。
以电力电子技术第二次课课堂教学内容设计为例,在课堂上讲课的大体思路是:首先通过学员讲课回顾上节课电力二极管知识,了解学员掌握程度,针对存在问题进行点评,加深学员理解。从电力二极管存在问题出发引出对器件可控性的要求,进而引出本次课内容。以问题为牵引,启发和引导学员思考解决此问题的方法:由总体思路开始,不断深入和细化问题,使其能用已学习过的理论知识去分析并得到解决此问题的方法。最后从知识掌握、能力提高、素质培养等方面进行小结,布置作业与思考题;并指导学员课后复习和拓展学习,针对本讲内容进行讲课式准备,促进学员课后自主学习、练习,努力培养学员综合素质与能力。
实施成效
【关键词】电网调度;安全风险;预控措施
随着电力技术的发展及电力行业的严格管理,电网运行稳定性越来越高,但是设备跳闸、人员误操作等电网事故时有发生,安全问题仍然是电网运行管理的核心,电网调度安全风险分析及预控更是电网运行管理重中之重。
一、电网调度安全风险
电网调度安全风险主要表现在误下指令、误许可、延误送电、事故处理不正确、调度术语不规范、操作指令不明确等违章行为。在电力系统运行中,电力调度是电网运行管理、倒闸操作和事故处理的指挥机构,任何误调度误操作行为,都可能影响电网安全、稳定运行,甚至造成重大事故,带来不可估量的经济损失和政治影响。
二、电网调度安全风险根源分析
2.1调度操作票制度执行不规范
《电网调度管理条例》、《电力系统调度规程》、《国家电网公司电力安全生产工作规程》等从组织、技术各方面制定了保证人身、电网、设备安全的规定,但是调度员不严格执行各项规章制度,不落实有关安全措施、无票作业、漏项操作、用语不规范、下令不复诵、交接班不详细等违章操作是发生电网事故的根本原因。
2.2调度员意识松懈,责任心不强
在日常调度工作中,调度员松懈怠慢、马虎大意、心存侥幸,对电网的运行方式模糊不清、对电网运行中危险发生的可能性与严重程度评估不准,对各项安全规章制度概念不准确、对操作目的不清楚、对应急措施准备不充分、责任心不强、主动性和积极性不够、行动上迟缓、习惯性违章等意识行为埋下误调度的种子。
2.3调度员专业素质技能水平不高
调度员缺乏相关专业知识和现场经验,对设备一知半解,对操作中遇到的问题不能透彻解析 对操作步骤、方式调整的合理性考虑不周等问题影响调度操作的正确性,对安全风险辨识能力不足、对突发事故的处理茫然无措,顾此失彼,延误送电时间,扩大事故影响范围。
2.4调度自动化支撑系统不完善
现有调度自动化系统繁多,IES600系统,OMS调度运行管理系统、GPMS等,每个系统都有各自功能运用,却也都未完善统一,对调度员的正确判断和操作造成不良影响。例如:运行中的一二次设备命名编号标识与IES600系统模拟图版不对应、设备间隔异动后未及时更新模拟图版、OMS系统中拟写指令票缺乏自动防误功能等,这些后台调度支撑的缺陷对日常调度安全构成隐患。
2.5电网结构的日新月异
目前电网建设仍处于高峰期,电力需求大,新的设备新的变电站不断建成投运,风能、太阳能等新能源发电的大量接入;城市现代化建设引起的电网改造、线路迁改异动;电网自动化的发展带来的设备更新换代等等工程施工的剧增造成电网操作频繁、单变单线或单母线运行薄弱点频现;设备检修、负荷平衡、迎峰度夏等原因产生的电网运行方式调整等变动使电网运行控制难度增大,给电网安全稳定运行带来了巨大压力和考验。
三、电网调度安全风险预控措施
3.1加强安全管理
公司系统从上到下把安全工作摆在第一位,加强专业安全管理、严格执行安全规章制度,制定完善规范化的作业流程、深入一线、切入安全生产重点、做好安全工作部署、勤检查细监督、严肃安全事故调查、将安全责任落实到位。
3.2反事故演习,提高事故处理能力
反事故演习是根据事故发生的可能性,对事故进行模拟、处理的过程,具有“事故”处理的针对性、指导性、真实性等特点。可以采用各部门联合演习、地县联合演习、跨地区联合演习等不同方式针对当前电网薄弱环节定制电网事故定时演习、并进行演习后分析总结,纠正演习过程中存在的不足,优化事故处理过程。调度员掌握了必备的电网事故处理能力,电网故障时方能尽快限制事故的发展,消除事故的根源,解除对人身和设备安全的威胁,迅速恢复系统的正常运行。
3.3深入开展安全隐患排查
安全隐患排查是有效扼杀可能发生的电网事故的手段之一,建立安全隐患排查治理工作责任制,谁排查谁负责。采取自查、互查、由上而下检查等方式统一部署深化隐患大排查,严格围绕安全管理、电网运行、两票操作、设备运维记录、应急保障、交接班等方面,查思想认识、查制度执行、查隐患整改、查监督考核,对暴露出的风险和隐患,立即整改,坚决制止,绝不手软,防患于未然。
3.4细化电网风险预警及事故处理预案
设备检修、天气等外部运行环境及特殊日期保供电等因素使电网的运行方式变动,薄弱环节此起彼伏,因此制定相应的风险预警和事故处理预案尤为重要,可以采用日管控、周预警、月平衡、特殊方式下事故处理预案,保供电应急预案等方式,细化管控措施,具体化应对方案,全方位应对可能出现的电网风险,并落实预控措施、确保调度员熟练掌握预警预案、做到心中有数临危不乱,避免事故发生、扩大。
3.5强化调度员技能素质
建立健全调度员培训机制,强化安全技术和技能培训、拓展业务知识、从电工基础知识,发电机、变压器、继电保护、电力潮流负荷计算、电力系统稳定分析及电气设备的运行等各方面入手,掌握现场设备的工作原理、性能、保护配置情况及作用,对电网全面了解、融会贯通以正确全面处理调度任务。组织对本单位历史事故、其他单位典型事故分析讨论,以史为鉴,吸取经验教训,掌握技巧,提高技能。
3.6优化电网结构布局及检修计划
科学的电网结构布局、合理的检修计划能明显减少施工作业,保证电网稳定运行。线路走廊、设备、变电站等在规划阶段就要充分考虑选址、市政建设、用电发展需求、发输变配用电环节与其他基础设施的协调发展,制定全面合理的方案,反复校验修正,得出最优方案。对于运行中的设备,要加强检修的计划性平衡性,对设备检修实行动态管理,各部门协调安排,尽量结合工作,缩短工期,减少停电范围,并严格控制非计划检修、杜绝重复性停电。
3.7新技术新装置的运用
目前实际调度工作中智能电网调度技术支撑系统还不够完善,仍需进一步开发运用,如调度指令票智能成票系统,调度防误操作系统、web技术、电力系统状态估计与安全分析、电网风险预警系统。健全技术领先运用可靠的自动化系统,利于电网安全控制,减少误操作,提高电网的安全可靠性。
四、结束语
安全责任重于泰山,必须坚持安全生产高标准、严要求、把好电网调度重要关口,防患于未然,方能确保电网安全稳定运行,服务社会发展。
参考文献
[1]夏文,王鹏浩,张瑞卓.浅谈电力调度运行的安全管理[J].能源与节能,2013(6):21-22,115.
[2]纪炜.电网调度防误操作及运行管理系统[D].华北电力大学(北京).华北电力大学,2008.
[3]《福建省电力系统调度规程》[Z].2008
关键词:电路原理;课程教学;多元化
作者简介:李欣(1986-),男,山西吕梁人,三峡大学电气与新能源学院,助教;郭攀锋(1984-),女,河南禹州人,三峡大学电气与新能源学院,助教。(湖北 宜昌 443000)
基金项目:本文系三峡大学人才科研启动基金项目(项目编号:KJ2012B048)的研究成果。
中图分类号:642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)26-0043-02
“电路原理”作为电气工程类专业的主干课程,在为后续课程提供基础知识的同时,也着力培养低年级学生对电气学科的专业兴趣、正确的思维模式和解决实际问题的能力。在越来越多的高校采用“宽口径”专业培养模式的大背景下,“电路原理”课程的地位也进一步提升。与之相对应,对“电路原理”课程教学的思考与探索也成为当前的教改热点之一。
一、“电路原理”教改现状及成因分析
1.“电路原理”课程的特点
电路原理有很多区别于其他课程的特点,了解这些特点有助于深入探讨问题的本质,利用好这些特点往往能够事半功倍。结合实际教学,“电路原理”课程主要的特点有:
首先,电路原理的概念多、原理杂、知识性强。区别于工科类的其他基础课程,电路原理更像一门理学的专业课,工程领域的逻辑思维与近似简化基本没有涉及,取而代之的是严谨的概念原理、定理定义和严格的数学推导。这是“电路原理”区别于其他专业基础课的一个显著的特点。
其次,电路原理的应用面广泛。作为一门电学基础课,教学生如何正确合理地应用是教学的根本目的。对于电气工程专业的学生而言,电路课程之后的很多课程都要用到电路的基本结论,电路的每一个知识点都会在后续的课程中有所体现和应用,电路中所应用的思维方法也会在其他专业课中多次使用,例如电力系统的纵联保护就是基尔霍夫电流定律KCL在实际继电保护应用中的具体体现。因此,让学生学会经典的电路思维模式是“电路原理”课程教学的重要意义之一。
最后,电路课程针对的都是理想化的器件,很多结论性的知识点不符合实际电路器件的情况。例如课本中对电压源的描述是内阻为零,而在现实中任何一个电源的内阻均不可能为零,且内阻是电源的一个极其重要的参数,它决定了电源的诸多性质。对于这样的概念教师难讲解,学生也不容易理解。它正是“电路原理”课程教学双方共同的难点,也是“电路原理”教学改革的深水区。[1]
2.古板的教学思维
在传统的“电路原理”教学环节,教师的教学重点是基本概念和基本原理,在课堂上力求将每一个基本元件、定理讲清楚讲完整。在这样的教学思维下就产生了传统的教学模式:教师整堂课都在直白地讲解枯燥而繁琐易错的概念、定理、公式,学生上课昏昏欲睡,下课看答案做习题。很多学生学习电路的最终收获就是如何列方程、解方程,而对于为何要列方程,学习电路原理的本质是要解决哪些问题等等这些问题一无所知,更别期望其能够解决现实中的电路问题。
出现上述现象的根本原因在于教师的教学思维古板。电路的基本理论及对应的分析方法其实是在由理想元件所构建的经典电路上展开的,而对于许多理想元件(如电流源、电容、电感)学生很难对其有直接而感性的认识,这使得讲授内容与学生原有的认知领域完全脱节。这种脱节使学生对“电路原理”课程疑问多,感觉难学;而这种脱节由于不是教学重点而被教师忽略,这正是造成教学两端都劳而无获的根本原因。
显而易见,传统教学思维的上课满堂板书理论,下课作业习题答案的教学模式早已不适合当前的“电路原理”教学。如何能让学生更好地掌握基本理想元件,培养学生解决实际电路问题的能力要从改变教师的教学思维入手,这也是电路教学改革的核心和基本问题。
3.一成不变的教学内容
经笔者发现,上世纪“电路原理”这门课程已经成为电气专业的基础课程,然而近半个世纪过去了,电子、计算机、电气、通信等领域迅猛发展,并且在理论创新以及技术方面不断革新,与之相适应的各类电子元器件和功能电路也随之改变,而经典理论体系为教学主体内容的“电路”课程在近二十年中的变化却很小。比如现在市面上用的很多电子器件都是场效应管,但是课程在这部分的重点仍然是三极管和二极管的讲解。这种一直没有更新的教学内容既不利于激发学生的学习积极性,也不利于培养学生的工程意识,更不利于服务社会。
4.教学方式单一化
在传统教学过程中,通常采用“填鸭式”课堂教学,老师讲学生听,老师问学生答,学生的思维只跟着老师走,思路根本没有打开。尤其是现在计算机的普及,也为了应对学时压缩教学内容反而扩张的窘况,电路课程的课堂教学已经全部使用多媒体教学。多媒体课件的使用,一方面有效地提高了教学效率,而另一方面,单位学时内学生需要接受的信息量更大了。加上“电路原理”课程本身知识较多、内容抽象、理论枯燥,这必然导致课堂氛围沉闷,学生在课堂学习上容易疲倦,不利于学生主动参与。
另外,现在的教师除了有教学任务外,科研工作量的压力也随之增加,并且这些科研任务在经济和荣誉上都有利可图,这样一来,教师花在上课的精力势必将大大减少,而是把上课当成一种任务,完成教学工作量。这些因素都会导致教师对教学方式方法不重视,师生关系也不和谐。
二、创新型电路课程的几点建议
通过笔者对“电路原理”教学过程的实践经验,加上和相关资深教师的探讨,笔者从教学思维方式、电路课程内容以及实践过程中的仿真软件的运用等方面对“电路原理”课程教改提出几点建议,便于与同行间的交流。
1.去糟粕,留精华,转变教学思维模式
其一,笔者认为可以从“电路原理”课程特点出发,一开始就给学生建立电路理论知识体系的框架,将其作为一个体系去学习,以一条主线、几种定律为基础贯穿整个课堂教学当中。“电路原理”中的基本理论、基本概念和基本方法等都是作为“电路原理”教学的知识体系框架。主线还包括电路分析的基本量,电压、电流以及功能等,这是任何电路分析的本质。了解了“电路原理”课程的框架,对这门学科的学习就是“有准备之仗”。
其二,突出重点,转变“眉毛胡子一把抓”的思维模式。比如,在学习暂态电路分析的时候,当学习完RC暂态电路、三要素法之后,对于RL暂态电路可以让学生自学,一方面可以加强学生对所学知识的掌握,另一方面更能锻炼学生的学习力。笔者认为的学习力就是学生接受新知识的能力。
其三,课程教学要以学生原有的知识体系为基础,以实际电路的建模和解决实际问题为重点。工科的学生所学的专业基础知识都是为了后续的学习打基础,更是为了以后实践中的应用。所以教师在教学中要转变思维,不能仅仅是针对课程定理、定义等内容进行教学,还可以结合学生所学或者所能接受的方式进行授课。
另外,从原有“电路原理”内容出发,对于一些重要的电子元件,例如后续所学的模拟电路和数字电路等课程中涉及电子领域常用的场效应管(MOSFET),以及电力电子技术所用的IGBT等,教师除了书本上的基本知识以外,在教学中还可结合基本元件或者与之相关的常见基本电路,如整流电路、集成电路等层层深入讲解。
2.使用仿真软件,实现多元化课堂
“电路原理”课程作为电气基础专业课,关键目的是让学生在后续的课程中的应用,所以,电路课程教学当中,可以安排几个相关基本实验操作,学生可以直观了解电路元件、电路原理以及电路定律等等内容,了解课程理论与实践的相关性和区别。但是,几个实验往往达不到目的。这样就可以在电路教学当中使用仿真软件,比如可以充分利用EWB器件和仿真功能,仿真出动态的实验图来代表实际的电路实验,既可以增加课程的气氛,又能激发学生的兴趣。
另外,“电路原理”课程教学除了采用多媒体和板书相结合的方式,还可以使用仿真软件来制成CAI、FLASH等课件。这样不但可以在教学过程中结合讲授的理论内容进行实时的仿真演示,使得教学更加深刻生动,也增加课程的趣味性,这样一来就可以改变“一言堂”的教学旧貌,缩短老师和学生的距离,吸引学生的注意力,提高课堂效率。
3.情感教育在“电路原理”教学中的应用
在课堂上引入情感教育,其实就是一种和学生沟通的新形式。由于许多高校实行大班或者合班上大课的形式,一个学期结束后,教师很难叫出班内大部分学生的名字。以笔者带的班级为例,“电路原理”选课人数将近200人,通常无暇投入过多时间与学生进行交流。其实和学生沟通不仅仅只在课堂,还可以利用QQ、飞信、MSN等网络方式和学生进行交流和沟通。通过笔者的教学发现,如果一个教师能认得班上所有学生,他们上课的积极性和主动性会明显不一样,而这正是情感教育的一种表现形式。笔者认为在课程教学中引入情感教育不只有这一种形式,[2]还有如下方法:
把批评教育变为充分表扬,多一些鼓励,增加正能量。对理论性强,比较抽象的知识点讲解时,如果学生不太理解应鼓励他们不用担心,因为知识本身比较抽象,尤其是对于基础差的学生更应该多鼓励。也许老师的一句话,学生就会豁然开朗,会更有自信去学习。对于课堂上回答问题错误的同学,更是要鼓励为主,充分肯定学生的回答。[3]
另外,教师在授课过程中应该穿插幽默生动的语言,尽可能地拉近与学生之间的距离。因为电路理论课程教学内容比较抽象,理论性强,平铺直叙的语言势必会让学生昏昏欲睡,所以适当穿插点幽默的话语,或者搞笑的小故事,或者让学生有感触的话语,都会让学生精神万分,提高学习效率。
三、结束语
本文通过对目前“电路原理”课程内容特点以及教学现状的研究和分析,分析了当前“电路原理”课程教学存在的问题,针对这些现状笔者提出了几点建议,例如课程教学思维方式的转变、教学方式的灵活化、仿真软件引入课堂以及情感教育在“电路原理”课程当中的应用等等。
参考文献:
[1]王敬时,周晶,黄勋,等.浅谈“电路”教学改革[J].中国电力教育,2012,(35).