基于一流专业建设的继电保护实验教学体系改革

[摘 要] 为达到一流专业建设的要求，提出对继电保护实验教学体系进行改革，通过引入继电保护新技术、改变实验模式、优化实验内容和改变考核方式等，构建新的实验教学体系，大大提高了学生做实验的积极性，激发了学生的设计和创新能力，提高了继电保护实验教学质量。

[关键词] 一流专业建设;电力系统继电保护;实验教学;改革

[作者简介] 杨琳霞（1977—），女，硕士，讲师，主要从事电气工程及其自动化的教学与研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）31-0389-02    [收稿日期] 2019-12-31

一、引言

为了加快建设高水平本科教育，全面提高人才培养能力，教育部提出在全国高校中建设1万个国家级一流专业和1万个省级一流专业。我校电气工程专业是省一流建设专业，要想提升专业整体水平，需从教学的各个环节入手。电力系统继电保护课程是电气工程专业一门重要的专业核心课程，该课程的实验教学应随着电力工业继电保护技术的发展而不断改革创新，以符合一流专业建设的要求。

二、目前继电保护实验教学体系存在的问题

一流专业建设要求该专业能面向未来、适应需求、引领发展、理念先进、保障有力，而我校继电保护实验教学体系还存在很多问题，与一流专业的要求还存在很大差距。

1.实验室设备落后。电力系统继电保护课程具有科技含量高、技术更新快等特点，目前在以智能电网及新能源技术为代表的背景下，继电保护技术不断地升级和发展，微机化、智能化已成为继电保护装置的特点。而我校的继电保护实验室设备落后，远不能达到现代电力工业继电保护装置水平。

2.实验模式不能激发学生学习的积极性。目前我校的继电保护实验教学模式是做实验前教师把实验指导书发给学生，做实验时学生只要按照实验指导书的步骤进行操作，这种实验模式不利于培养学生积极思考及创新探索能力[1]。

3.实验考核方式不能体现学生的设计创新及综合应用能力。过去的实验考核方式是学生的实验操作与实验报告各占实验总成绩的50%，这种考核方式重视的是学生的实验操作能力和实验结果，只要学生有较强的动手能力，就会得到较高的实验操作分，只要按照实验指导书进行接线、测试，就会得到合理的实验数据，采用这种考核方式不能体现学生对所学理论知识的应用掌握能力及实验项目的设计创新能力。

三、继电保护实验教学体系改革措施

1.引入微机、智能、网络及动态模拟等新技术。目前我国已进入智能电网时代，即在通信网络的基础上，利用先进的微机技术、测量技术、智能设备以及先进的控制方法等，实现电网的可靠、安全、经济、高效运行。我校继电保护实验室应紧随电网的发展而发展，引入微机、智能、网络等新技术与设备。微机保护具有可靠性高、灵活性大、易于获得扩充功能、改善保护性能、维护调试方便等优点，引入微机保护可大大改善实验室的硬件条件，丰富实验项目。智能电气设备如电子式互感器、智能断路器等，不仅能提高测量精度，更有利于实现继电保护的数字化与网络化。动态模拟实验是利用实际的发电机、变压器、输电线路、负载、测量设备、微机保护等模拟实际电力系统的各种运行工况及故障状态，学生利用网络报文分析仪可快速获取电网的全景信息，及时发现、预见可能发生的故障[2]。引入这些新技术后，不仅使继电保护实验装置功能增多、保护性能得到改善，而且学生在做实验的过程中可以更好地利用和掌握继电保护新技术，以达到先进理念、面向未来的要求。

引入新技术并不代表完全抛弃传统的继电保护实验设备。微机保护虽然有很多优点，能实现传统继电保护不能实现的原理性实验及综合性实验，但微机保护的计算、逻辑判断都是由软件来实现的，整个保护动作的过程在外部是看不到的，不利于学生了解和掌握继电保护的原理。而传统的模拟式保护实验是利用多个继电器连线构成保护装置，学生可通过各个继电器依次动作的现象清晰直观地观察保护装置的动作过程。

2.改革实验模式。传统的实验模式是学生对照着实验指导书进行操作，这种实验模式主要是对所学理论知识进行验证，以及锻炼提高学生的实验操作能力，不利于学生课前积极准备及思考，导致学生对整个实验过程理解不够透彻，实验效果不佳。而且这种实验模式不利于调动每个学生的积极性，一个小组主要由动手能力强的学生来完成实验，其他学生参与程度不高。

本次实验改革提出将传统的实验模式改为任务性实验模式[3]。这种实验模式是每一次实验前教师把实验任务与要求发给学生，学生要在实验前根据实验任务，策划实验方案，积极准备实验，根据方案写出实验内容、绘制实验接线图，最后学生在老师指导下进行实验操作，学生可以通过实验过程中的实验现象和实验结果不断修正自己的实验方案，直到方案合理。实验结束后学生要在实验报告中写出实验的具体情况，分析实验过程中出现问题的原因以及最后的实验结果。这种实验模式促使每个学生都能积极参与到整个实验任务中，对每一次实验内容以及与实验任务有关的课程内容都能有更深入的理解和思考，有利于提高学生的独立思考能力与工程应用能力。

3.优化实验内容。实验内容应由简到难，由浅入深，循序渐进，因此把实验内容分为基础实验性实验、单一保护设计性实验和综合保护设计性实验。基础性实驗如各种常规继电器特性实验，单一保护设计性实验如输电线路三段式电流保护实验、三段式距离保护实验等，综合保护设计性实验如线路过电流保护与自动重合闸装置配合实验、电力变压器保护实验等。实验项目从基本实验到加强实验，再到提升实验依次递进，逐步培养学生的实践能力和综合能力，

4.改革考核方式。改革后的继电保护实验考核方式将按照考勤10%，实验方案40%（包括创新10%），实验过程40%，实验总结10%的方式进行考核[4]。考勤部分主要考核学生的出勤、团队协作等方面;实验方案部分主要考核学生在做实验前对实验任务的思考、设计以及创新能力等，包括实验方案的确立、实验原理图、实验接线图的绘制等;实验过程部分主要考核学生接线、检测、调试的操作能力以及解决问题的工程应用能力;实验总结部分主要考核学生在实验中的收获，而不是只检查实验的结果是否正确。采用这样的考核方式，学生不再拘泥于实验结果的正确性，而更加重视实验方案的确立及创新，有利于锻炼及提高学生的思考及创新能力。

四、实验教学改革效果

电力系统继电保护实验教学改革经过两年的教学实践与探索，教学质量有了明显的提高。通过引入微机、智能、网络、动态模拟等新技术、新设备，不仅大大增加了实验项目，也大大提高了学生对实验的兴趣，有利于学生更好地了解电力系统继电保护的新技术以及先进理念。新的实验模式使得每个学生都必须积极主动地参与到实验项目中，激发了学生做实验的兴趣。学生在做实验前先做实验项目方案的设计工作，有利于提高学生的设计和创新能力;在实验过程中会出现各种问题，学生必须学会分析问题以及解决问题，这就使得学生具有了工程实践能力和分析解决问题的能力。新的考核方式增加了方案设计、创新及团队协作等方面的考核，而减少了实验结果的考核分数，大大提高了学生的创新设计能力以及团队协作能力。

五、结论

本次实验教学改革构建了新的电力系统继电保护实验教学体系，经过教学实践，证明新的实验教学体系大大提高了继电保护课程的教学效果，激发了学生的参与积极性，提高了学生独立思考、创新、工程应用能力以及团队协作能力等，对我校电气工程一流专业的建设起到了促进的作用。

参考文献

[1]刘燕，秦维勇等.基于工程化与创新性的继电保护实验室建设[J].实验室研究与探索，2015（09）.

[2]杨军，龚庆武等.智能电网背景下继电保护实验课程体系[J].电气电子教学学报，2014（01）.

[3]赵辛欣，姜璇.专业认证背景下“继电保护”课程的教学改革[J].新课程研究，2017（10）.

[4]张江林，梅许文等.基于“卓越工程师”目标下的继电保护课程教学改革[J].中国电力教育，2014（09）.