面向电力行业的“电气CAD”课程教学改革与实践

孙文瑶　赵毅　李广

摘 要：CAD软件是计算机辅助设计的重要工具之一，已广泛应用于各行各业，例如电力、建筑，电子、机械等领域。目前，以技术型和应用型人才为培养目标的高等院校电气专业都开设了电气 CAD课程。传统的电气CAD课程在应对多元化就业需求，特别是面向电力行业岗位需求时，显现了明显的不适应性。电气CAD教学需要探索改革措施。本文从优化课程内容、实行项目教学及其应用过程和评价与效果等几方面进行了有益的探讨。

关键词：电气CAD 课程改革 实践

一、电气CAD课程现状分析

CAD软件是计算机辅助设计的重要工具之一，已广泛应用于各行各业，例如电力、建筑、电子、机械等领域。目前，以技术型和应用型人才为培养目标的高等院校电气专业都开设了电气 CAD课程。该课程是一门应用性较强的课程，主要任务是：通过课堂讲解及上机训练，使学生掌握计算机绘图技术，培养学生使用CAXA应用软件，绘制工程图样的能力。在教学组织和实施的过程中，主要存在下面几点问题。

1.“电气”与“CAD”结合不紧密

目前电气 CAD课程教学中，主要是以讲授计算机绘图技术和CAXA软件绘图方法为主，所选用的教材也都是基于绘图软件的通用性工具书。学生通过课堂教学和上机训练，可以熟练掌握绘图软件的使用方法和绘图技巧，但是缺乏针对性。整体的绘图过程没有针对于电气领域的具体问题展开。学生在学习的过程中，无法用学到的绘图知识解决本身的专业问题，导致学习兴趣下降。

2.忽略了电气工程及其自动化专业面向电力行业就业的特殊性

由于很多高校存在电力行业背景和“工程教育、职业取向”的办学目标，使电气工程及其自动化专业与其他同类高校相比，在培养目标与课程设置等方面，存在一定的差异性。因此该专业的电气CAD课程应体现出自身的特色。面向电力系统行业的就业，是很多高校该专业的主要就业方向。目前的课程教学中，针对电气领域，特别是电力系

统行业的工程案例教学比较少。教学内容无法满足“职业取向”的办学目标。

3.缺少针对于电力系统行业的电气CAD教材

目前的CAD教材，大多是讲解软件使用方法的工具类教材，即使有对于电气领域的相关介绍，也缺乏对电力行业的针对性。电气CAD课程内容涉及电气技术国家标准、电气专业知识体系和 CAXA软件技术，是多门知识的融合，现有教材无法满足教学需求，特别是针对电力行业的内容，仍是一项空白。

二、电气CAD课程教学改革方法

针对上述问题，本文提出了面向电力行业的电气工程及其自动化专业电气CAD课程的教学改革方法。

1.优化整合教学内容

电气CAD课程内容涉及电气技术的国际标准、国家标准、行业标准、电气专业知识体系和绘图软件技术，将项目教学法引入课堂教学，通过广泛的分析和精心的组织，将教学内容依据项目和电力系统实际应用进行梳理归纳。电气CAD课程具体的教学内容结构由如下几部分构成。

（1）行业标准整合。《电气CAD基础》以国家标准局颁布的有关标准为基础，介绍电气工程制图规则，涉及电气制图的一般规则、电气图形符号和电气技术中的文字符号和项目代号等。

（2）元件标志整合。电气图的基本表示方法，介绍电气线路、电气元件、电气元件触点、元件接线端子和连接线等的一般表示方法。此外，还有连接的连续表示法和中断表示法以及导线的识别标记及其标注方法等。

（3）图样规范整合。《基本电气图》介绍几种基本电气图的绘制要求，包括功能性简图、接线图和接线表、控制系统功能表图的绘制以及电气位置图等。

（4）工程案例整合。电气CAD课程强调的是工程实践，基于项目教学法的实践是该课程的重点。通过电气CAD应用中的实际典型实例详细介绍弱电图、控制回路图和发电厂变电所设计的一次部分的平面图、断面图和主接线图以及二次部分的继电保护图的绘制过程和操作技巧。

在图形绘制的过程中要紧密结合各类标准，每一个图形符号要符合当今通用的行业约定，使学生身临其境地完成典型的工程案例。

2.引入项目教学法

项目教学，是指针对具体的工程案例，如发电厂或者变电所的一次部分和二次部分图样，开展识图、读图和绘图等工作，全方位模拟现场技术人员工作环境，使学生有身临其境之感。通过划分不同的工作小组，每组中又有不同的任务分工，形成针对于具体工程项目的分工合作项目组，培养学生的团队合作意识。

在电气CAD课程的实践环节的设计上，紧密结合电气工程及其自动化专业培养目标和项目引导法教学的具体要求，把实际工程应用中具有典型意义的案例作为项目在实践环节上实施。

三、电气CAD课程教学改革措施

电气 CAD课程教学改革措施，分为两条主线同时进行，第一条主线是改革教学内容，第二条主线是编写教材。

第一条主线：在原有教学内容的基础上，压缩学时，增加能够体现该专业特色的教学内容，改革后的教学内容如下表所示。

第二条主线：编写适合该专业特色的实用型教材。教材的选择关系到课堂教学的组织与实施，也直接影响学生的学习效果。该项目在不断汲取课堂教学效果和学生课后反馈情况的基础上，不断补充和完善教材内容，计划编制一本适合于该专业的电气CAD教材。下面是新增设的主要章节及内容。

第××章 发电厂及变电所电气主接线图和二次回路图的绘制：（1）电气设备的图形绘制；（2）电气主接线图的识图与绘制；（3）配电装置平面图的识图与绘制；（4）配电装置断面图的识图与绘制；（5）防雷保护图的识图与绘制；（6）电气工程图绘制实例；（7）断路器的典型控制与信号回路；（8）厂用系统控制回路；（9）隔离开关的典型控制回路。

四、小结

电气CAD课程是一门电气类专业通用型工具类课程，其涉及的行业较为宽泛。设计提出一套适合于电力行业的，面向电网从业人员培养的课程教学模式，是涉及人才培养成败的重要环节。本文从电气CAD课程现状分析入手，探讨了课程改革的方法，提出了面向电力行业的课程改革措施，在课堂教学过程中收到了良好的效果，极大地提高了学生的学习兴趣和软件应用能力。

参考文献：

[1]GB/T18135-2008电气工程CAD图规则[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2]GB/T4728（所有部分）-2005电气简图用图形符号[S].北京：中国标准出版社，2005.

[3]GB7159电气技术中的文字符号制订通则[S].北京：中国标准出版社，2005.

[4]金建源.新标准二次电路图识读[M].北京：中国水利电力出版社，2004.

[5]何永华，闫晓霞.新标准电气工程图[M].北京：中国水利电力出版社，2006.

[6]张屯国，岳媛媛.精通CAXA2005工程制图[M].北京：清华大学出版社，2006.

[7]金建源.新标准二次电路图识读[M].北京：中国水利电力出版社，2004.

[8]朱光苗.CAXA2009中文版基础教程（第2版）[M].北京：人民邮电出版社，2012.

[9]水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册-电气一次部分[M].北京：水利电力出版社，1989.

（作者单位：孙文瑶、赵毅，沈阳工程学院；

李广，国网吉林省电力有限公司检修公司）