交通供配电系统课程教学和实践改革

吕先洋

摘要：交通供配电系统是交通设备与控制工程专业的一门核心专业课程，根据教学和实践过程中存在的主要问题，以提高学生交通供配电系统的规划设计、建设管理、运营维护等能力为最终目标，从教学内容、教学方法、考核方式等方面对存在的问题进行改进。形成融知识传授、创新能力培养、工程素质教育于一体的教学模式。

关键词：教学改革；实践改革；多元化教学；交通供配电系统

中图分类号：G42？文献标识码：A？？文章编号：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

目前，拥有交通背景的掌握计算机、自动化或电气知识的人才极其稀少，这制约着我国交通信息化、智能化产业的研发能力、标准体系建设、产业配套和国际化能力等。针对该产业人才培养和需求错失错位问题，教育部于2010年特设交通设备与控制工程专业。为适应社会经济的发展，在对人才社会需求进行广泛调研的基础上，结合师资条件及办学实力，南通大学于2010年申报建立交通设备与控制工程本科专业，2011年成为全国首批招收交通设备与控制工程专业本科生的学校。

交通供配电系统是交通设备与控制工程专业的核心专业课程。课程围绕我国道路交通供配电技术的发展与应用实际，结合相关规范与技术标准，以高速公路、城市道路、公路桥梁、公路隧道、城市轨道交通等公共领域的供配电为对象，对交通供配电技术的基本概念、基本原理、应用特点、设计方法和工程应用进行了系统介绍。该课程以交通工程学、电工学为基础，是一门集知识与技能于一体、实践性很强的课程。交通供配电系统所涉及的规范与技术标准更新快，这就要求在教授学生理论知识，培养学生操作能力的同时，还要培养学生的自主学习能力和终身学习思想。因此如何提高这门课程的教学效果，为学生的后续学习和实际应用打好基础，就成了这门课程教学中的重要问题。

1 课程教学目前存在的主要问题

（1）课程讲授、学习难度大。交通供配电是交通机电系统的主要组成部分，是交通工程、电气工程、信息工程等多学科知识的综合与交叉。该课程内容丰富，包含了大量公式、标准规范，涉及物理、电力系统分析、继电保护、电机学等方面的知识。内容繁多且分散，概念抽象，不易掌握，加上交通设备与控制工程专业学生本身电气知识较为薄弱，没有完整的课程体系支撑，容易使学生学习产生“畏惧感”，给课程的教与学都带来一定的难度，存在学生学习起来吃力、积极性不高、听课效率差的问题。比如课程中用到的各种设计规范，在教学过程中既不能避而不谈又不能泛泛而谈，学生对各种规范不感兴趣。

（2）教学手段单一。在教学过程中仍采用传统的板书结合PPT的方式，教学手段过于单一，不利于提高学生的学习兴趣。学生多处于被动地位，积极提出思考和问题的学生很少，从相关院校的教学过程中调研得出，在充分发挥学生学习主体作用方面还很不够，尤其是在培养学生的观察能力、动手能力、协作和互助能力等方面还有待突破。

（3）理论与实践教学的课时安排。传统的教学是在理论知识学习的过程中，穿插安排几次实验，待理论课程结束后安排为期一周的课程设计实践环节，这种理论课和实践课分开教学造成理论和实践的脱节，学生不能在理论知识学习后及时接触实物，抽象的概念和原理不能及时与具体的直观实物对接与验证，使教学的成效大大降低，动手能力难以训练，更谈不上对学生工程素质和创新能力的培养。对该课程而言，理论和实践二者应该是并重的，应该是理论学习中有实践，实践过程中学理论，一定条件下可以在实验室进行理论授课。

（4）实验教学条件受限。实验教学对理论知识的巩固有着非常重要的作用。交通供配电系统课程与工程实际联系紧密，许多的知识需要在实际工程环境过程中才能准确理解。因此，课程实验对于该课程意义重大。但是目前所开设的实验课程在电气专业的实验室中完成，其中多为电力工程基础性实验，没有体现交通供配电系统的自身的特点，很难提升学生工程实践方面的能力。例如课程中涉及的交通供配电高低压电气设备，对实验设备要求较高，由于实验教学存在投入资金不足等原因，实验室发展规模跟不上教学需求，一些操作性、设计性的实验难以完成。

（5）课程设计作为理论教学的补充和延伸，也存在诸多问题：设计任务陈旧，没有结合交通供配电系统现实的需求。课程设计时间短，不足以完成一套完整的供电设计，若只选取部分，就欠缺了完整性的理解。对于专业绘图软件AutoCAD，学生基础较差，涉及的绘图等环节大都采用手工绘图，不能很好地利用计算机工具。

因此，为了进一步提高交通供配电系统课程的整体教学水平，增强我校交通设备与控制工程专业学生的综合能力，亟需推进教学模式的改革。

2教学内容的改革

（1）科学设计理论教学内容

遵循理论知识“实用、适度”的原则，培养学生实践能力，简化一些与实际应用关系不大的理论知识和计算，教学内容侧重基础知识和基本技能，突出实际应用。在课程教学内容设定时突出教学目标，例如负荷计算、设备选择与校验方法、无功功率补偿等基本内容要作为授课重点，教材中，对交通供配电系统中应用的新设备、新技术介绍较少。因此可以选择淘汰一些落后的或者实际已经很少应用的内容，增加新的内容，紧跟市场发展，关注国家政策，遵循国家规范，做到与时俱进。结合教学内容，将一些绿色环保、节能减排的新技术介绍给学生，扩宽学生的专业视野，适应未来工作的需要。例如，对于设计规范，可以通过设计实例更形象具体的介绍给学生。

（2）实验教学内容改进

交通供配电课程不仅要安排好理论教学内容，还要重视实验教学的开设效果。通过理论与实践的结合可以强化学习内容，锻炼学生的动手能力，引导学生提出问题并解决问题。之前课程实验项目的开设一般是认识性实验，如电磁型电流继电器和电压继电器特性实验、

模拟电力系统并联与短路实验，还应适当开设综合性实验、设计性实验，培养学生的工程意识和创新意识，提高综合设计能力。

（3）课程设计内容改进

为了理论与实际更好的结合，本课程安排了课程设计环节，设计题目与工程应用密切相关。根据以往的经验，电气专业学生进行供配电课程设计时，设计内容一般是工厂的供配电，建筑电气专业的学生设计内容一般是一个建筑物的供配电。交通供配电系统作为交通设备专业学生知识体系中的重要一环，应该以交通实际应用作为首选的设计题目，体现交通这一背景特点。

一个交通供配电项目需要从系统、整体的角度去分析，涉及各个子系统的衔接与配套问题。所以，最佳的课程设计内容应该是设计一个完整的交通供配电系统，比如高速公路上收费站、服务区等。一个完整的交通供配电计算案例可以作为一条主线贯穿所学的理论知识，使各章节有机的联系在一起，帮助学生建立供配电工程的概念。设计任务包括供配电负荷计算，变配电所主接线方案拟定、设备选型，变配电设备选型，平面布置，绘制平面布置图短路计算，动、热稳定校验计算等内容。

3教学方法的改革

（1）采用传统课堂、多媒体教学、实习基地三位一体开展教学

根据不同的教学内容，采取不同的教学方式。对负荷计算、导线截面选择、短路电流计算及电气设备校验、无功补偿等内容，仍采用传统教学方法，对供配电系统、高低压供电线路与敷设、变电所结构与布置等内容，则先在课堂上讲授基本理论、重点、难点，然后辅以校外实习基地的现场教学和多媒体光盘教学，对变压器、高低压电气设备的结构、原理等内容，则在校内实习基地以实物教学为主。教师根据校内实习基地陈列的电气设备，介绍各常用电气设备的结构、工作原理、接线方式；学生在现场理解、消化，若有疑问，随时在现场及时解决学生存在的问题。

（2）实践教学采用任务驱动法展开

首先教师根据教学要求和学生实际情况设定任务的题目，明确需要达到的目的，提出要求。学生根据任务和要求设计实验的电路或是方案，并能够根据实验条件完成实验方案，明确实验任务的重难点，解决实验过程中存在的问题，做到动脑、动手，对实验结果能够解释清楚，达到实验的预期目的，更为重要的是培养解决实际问题的能力和信心。比如电磁型电流继电器和电压继电器的特性实验，任务就是了解交通供配电系统中继电保护用继电器的结构和基本原理，要求学生能够利用实验平台设计实验电路，利用自己设计的电路来调整、测量电磁型电压继电器和电流继电器的动作值、返回值和返回系数，最终利用实验结果来研究电磁型继电器的特性。

（3）利用启发式教学转变学生学习方式，提高课堂效率

大学课堂必须由传统的灌输式教学向引导学生自主学习方式转变，交通机电设备课程侧重于实际应用，所以教师可以在上课前给学生预先设置两三个问题，这些问题通过一到两节课解决，使学生带着问题听课，这样有利于学生集中注意力，思路上也能够跟上，每次课都有所收获，提高了学习的成就感。在解决问题时，应该注重启发和诱导而不是直接的灌输，另外，多采用生活中的事例来引导学生学习，比如同学们熟悉的城市交通中各种电力设施，比如2008年南方的冰雪灾害对电力系统的影响，2011年的温州动车事故等，这些事例都可以激发学生的兴趣，加深学生对学习内容的印象。

4考试方式和方法改革

交通机电设备课程的考核方式，以前只针对理论教学内容进行闭卷考试，导致了学生重理论，轻实践的现象。通过改革，将课程考核分为两部分，理论课考核和实践环节考核，将实践环节单独考核，考核方式是实验课的成绩作为课程成绩的重要组成部分，学生对课程设计成果进行汇报和演示，课程设计成绩单独列出。

5 结束语

本文根据交通供配电课程以及交通设备与控制工程专业学生自身的特点，对课程理论与实践教学进行了多方位改革实践，取得了良好效果。今后需要寻求更加贴近工程实际的案例来促进教学，还需要进一步完善实训实验场地与设备。

参考文献：

[1] 钱素琴， 叶芃， 高笠源 .“供配电技术”课程教学和实践改革[J]. 电力教育， 2009（11）.

[2] 伍超. 建筑供配电课程教学改革的研究与实践[J].中国教育技术装备 2010（6）.

[3] 羊梅，任凤娟.“教学做一体化”在“建筑供配电与照明”课程建设中的应用[J].成都航空职业技术学院学报， 2014（6）.

[4] 史兵，蒋建明.“供配电技术”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2011（18）.