电工基础教学一体化方法的研究

郭涵　金帅军

摘 要：电工基础作为电力部门人员的基础课程，是变电、输电以及营销专业人员的基础课程，掌握电工基础至关重要。电工基础课程的教学一体化从专业延伸及融合专业软件这两方面的改变，不仅让学员扎实理论知识、加深对电力知识的理解，而且更有效的达到学以致用的培训目标。

关键词：电工基础；教学一体化；proteus等；专职教育

中图分类号： G420 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）18-129-2

0 引言

电工基础指研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，以及电力生产和电工制造两大工业生产体系。它是以下专业基础课学习的基石——电路和磁路理论、电磁测量、电机与继电接触控制、安全用电、模拟电子电路、数字电路、自动控制系统等；同时它又是电工进网的知识宝库。对于内蒙古电力的新入职员工首要的基础培训，它的知识地位与储备关系着电力员工今后的学习与工作。电工基础课程的教学一体化改革，不仅让学员扎实理论知识并且加深对电力知识的理解。

1 教学一体化

所谓教学做一体化，就是理论实践相结合，教中学，学中做，教学做一体化的教学模式。就是坚持实用为主、够用为度的原则，以职业技能训练为核心，建立若干教学模块，将理论教学和技能训练有机结合的教学模式。

2 电工基础教学一体化现有模式的优缺点

现有的电工基础教学一体化模式不仅满足教学一体化要求，而且符合电工基础理论特点。

电工基础一体化教学的特点是：①教师一体化，即专业理论课教师与实习指导课教师构成了一体。②教材一体化，即理论教材与实习课教材构成了一体。③教室一体化，即理论教室和实训室构成了一体。

按照试点教学反映的情况，①学员学习兴趣高，自学能力变强，理解电工中的概念深刻而具体；②教员讲课时间变长，但是教学效果好，教学兴趣浓，更快激发学员的思维；③实训室利用率合理，实训耗材更合理化。

虽然试点教学非常成功，但是也突显出一些问题，总结如下：①与其他专业的联系有所欠缺，导致学员虽然学到了但是目标不明确，学历教育中不用考虑这方面，但是对于职业教育来讲，如何应用所学知识才是每一科目的最终目的。②实训围绕理论，但有些项目的实训过于简单，应该考虑用软件模拟试验，节省课程整体用时。

作为一种新的教学模式，下一步研究如何改进。

3 电工基础教学一体化改进

3.1 实训重点内容的确定

电工基础里的内容是很多电相关专业的基础，打好基础，才能建好電力工作人员自身的高楼大厦。学以致用是职业教育的关键，也是电工基础的教学一体化实施的重要目标之一。为了达到这一点，需要明确实训科目，明确重点的方向。经过一番教学试点与考虑，下面列举以下科目：

①电力系统。电工基础教学一体化教学中R-L-C科目模块的试验，是未来学员掌握电力系统中的电力网参数及等值电路方面知识的基础，以及系统振荡等方面的原理。基于此，在教这组实验时，介绍其对后续科目的影响。

②电力营销计量。电工基础教学一体化教学中P-U-I-R科目、单相-三相、三个重要三角形模块实验，是电力营销专业计量方面的重点。基于此，在教这组实验时，应将计量知识提前介绍与讲解。

3.2 相关软件教学融入教学一体化

工欲善其事，必先利其器，电工基础教学一体化教学中，不仅让学员手动实验，更应该紧跟科学发展的步伐，加入相关实验软件的学习，为未来学员在各自岗位中的创新能力加砝码。下面推荐一下实验教学软件。

①Proteus软件介绍。Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。

在电工基础教学一体化中，该款软件能够清晰仿真简单电路的实验，不仅能得到相关定律，而且能模仿一些器件的反应时间、充放电等时间，如图3-1电容器隔直通交实验，图3-2电容器直流时，图3-3电容器交流时所示。

②MATLAB软件介绍。MATLAB中的Simulink提供了动态系统建模、分析和仿真的交互环境，能够实现交互建模、交互仿真，并允许用户扩展仿真环境等功能。Sim PowerSystems是Simulink的一个专用模块集。该模块集包含电气网络中常见的元器件和设备，以直观易用的图形方式对电气系统进行模型描述。模型可与其它Simulink模块相连接，进行一体化的系统级动态分析。在电工基础教学一体化中，一般用SimPowerSystems仿真三相交流电为电源的一些简单对称电路与不对称电路的试验，而且后续研究生阶段的电力系统仿真也多数用Simulink来做仿真，这样既能做出实训室内不能演示的非对称电路的试验而且调动学员探索知识的热情。图3-4 Simulink中有关电力系统的模块集示意图。

另外也可以用MATLAB中的MATPOWER， MATPOWER能用其本身提供的电力系统模型进行电力系统潮流计算，不仅方便简单，而且快速精准。

对电力市场环境下的最优潮流，MATPOWER能计算出满足经济性与安全性的结果。电力市场下的最优潮流（Optimal Power Flow，OPF）是进行现代电力系统经济调度的重要依据之一，OPF以数学优化理论和潮流方程为基础，把电力系统经济调度和潮流计算有机地融合在一起。目前，电力市场环境下最优潮流的模型越来越复杂，任何形式的目标函数，都可以包含表示电压、电流、功率限制的约束条件。在约束众多的情况下，最优潮流都能将它们整合到统一价值标准下进行协调。这样宏观上的教学模式，可以帮助学员深刻了解电力营销概念。

3.3 小结

综上所述，从两方面改进电工基础教学一体化，综合MATLAB、Proteus的一些教学仿真功能与电力系统、电力营销计量专业知识，将能满足仿真教育与科学研究的需求。

比如在电工基础简单的系统振荡、短线、短路等故障，

MATPOWER能计算出相应潮流结果，让学员深刻认识到电力系统的宏观性与重要性

4 总结

电工基础课程实现一体化教学，就是整理融会教学环节，把培养学生的职业能力的理论与实践相结合的教学作为一个整体考虑，单独制定教学计划与大纲，构建职业能力整体培养目标体系。本文重点讨论了电工基础教学一体化需要改进的地方并提出了解决方案，今后的教学过程中，将继续深化教学一体化。

参 考 文 献

[1] 河南省电力公司组编.电工基础[M].北京.中国电力出版社，2010.

[2] 内蒙古电力公司培训中心自编教材《电工基础》，非公开，内部使用.

[3] 内蒙古电力公司培训中心自编教材《电工教学一体化实训指导书》，非公开，内部使用.