亓玉麗 康建振

摘 要 本文針對(duì)應(yīng)用型本科自動(dòng)化專業(yè)的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，結(jié)合變壓器知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)手段等方面做了探索和實(shí)踐，構(gòu)建出行之有效的變壓器知識(shí)的教學(xué)體系，以期達(dá)到加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，使學(xué)生的知識(shí)更加貼近生產(chǎn)實(shí)際的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 變壓器 教學(xué)體系 實(shí)踐動(dòng)手能力

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Teaching Reform of Transformer Knowledge under

Application-oriented Education Model

QI Yuli[1]， KANG Jianzhen[2]

（[1] Shandong University of Science and Technology， Taian， Shandong 271019；

[2] Shandong Luneng Mount. Tai Electric Equipment Co.， Ltd， Taian， Shandong 271000）

Abstract In this paper， aimed at application-oriented automation professional status and characteristics， combined with the knowledge of the transformer teaching objectives， we do the exploration and practice at teaching content， teaching form， teaching means and so on， construct effective teaching system of transformer knowledge， in order to strengthen students'practical ability and make students' knowledge closer to actual production goals.

Key words transformer； teaching system； practical ability

應(yīng)用型本科院校自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)型、應(yīng)用復(fù)合型人才。在本科院校完整的理論知識(shí)體系基礎(chǔ)上，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生面向工程技術(shù)的應(yīng)用能力，使學(xué)生具備自動(dòng)化行業(yè)的專業(yè)知識(shí)和技能，使學(xué)生畢業(yè)后去生產(chǎn)第一線具備從事設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、研發(fā)和管理工作的能力。本文結(jié)合我校自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用型本科教育教學(xué)改革工作，對(duì)變壓器知識(shí)的教學(xué)體系改革進(jìn)行了初步探討和實(shí)踐。

1 研究背景

電力變壓器是電力系統(tǒng)中主要的電氣設(shè)備，電力工業(yè)的強(qiáng)力需求，極大地推動(dòng)了變壓器行業(yè)的發(fā)展壯大。到2011年，全國變壓器總產(chǎn)量已達(dá)到14.3億KVA。電力變壓器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展蒸蒸日上，對(duì)精通變壓器知識(shí)的人才需求量不斷加大，這正是我們培養(yǎng)變壓器人才的契機(jī)。

變壓器知識(shí)是我校自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等專業(yè)的課程所涉及的重要內(nèi)容。從現(xiàn)有課程體系的教學(xué)大綱來看，變壓器知識(shí)的講授更側(cè)重于理論，過于強(qiáng)調(diào)變壓器的基本原理和基本特性，缺乏變壓器知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用性。理論與實(shí)踐應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生成績(jī)優(yōu)異，但走上工作崗位后，卻無從著手，不能盡快學(xué)以致用。這種教學(xué)效果不是應(yīng)用型本科教育模式下人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

因此，加強(qiáng)變壓器知識(shí)的教學(xué)改革研究就成為當(dāng)前應(yīng)用型本科教育模式下自動(dòng)化專業(yè)深化教學(xué)改革的一個(gè)方向。

幾年來，我們?cè)谧儔浩髦R(shí)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)手段等方面都做了大量的研究工作；在構(gòu)建學(xué)生基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)體系，拓寬綜合型實(shí)驗(yàn)范圍，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)結(jié)合，拓展實(shí)習(xí)基地，形成理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)三位一體的教學(xué)模式，提高學(xué)生實(shí)踐能力等方面進(jìn)行了積極探索，并取得了一定的成效。

2 改革目標(biāo)

變壓器知識(shí)的教學(xué)體系包括理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)習(xí)教學(xué)等環(huán)節(jié)。應(yīng)用型本科教育模式下，變壓器知識(shí)的教學(xué)改革，應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，形成知識(shí)、能力、素質(zhì)三位一體的全新教學(xué)體系。理論教學(xué)上，穿插介紹變壓器知識(shí)發(fā)展的最新成果，拓展學(xué)生的知識(shí)面；實(shí)踐教學(xué)上，減少演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。教學(xué)手段上，采用Simulink等仿真軟件，利用多媒體等教學(xué)設(shè)施。教學(xué)形式上，大力拓展工業(yè)見習(xí)的實(shí)踐教學(xué)基地，形成專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力與專業(yè)技能有機(jī)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)模式。

3 改革內(nèi)容

3.1 分層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式

分層次教學(xué)新模式就是將變壓器實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。在不同的實(shí)驗(yàn)層次，對(duì)學(xué)生提出不同的要求，以期達(dá)到應(yīng)用型教學(xué)的目的。

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)層?；A(chǔ)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單，容易掌握，所以除了依托傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)以外，也結(jié)合理論教學(xué)中多媒體教學(xué)設(shè)備，以仿真、圖片或者視頻方式來幫助學(xué)生完成基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)。

（2）設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)層。保證基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的前提下，縮短基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，拓展學(xué)生自主創(chuàng)新的空間。

（3）綜合型實(shí)驗(yàn)層。該層次為提高層。學(xué)生完成變壓器知識(shí)的學(xué)習(xí)以后，所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐脫節(jié)，難以在實(shí)踐中發(fā)揮指導(dǎo)作用。為此，我們?cè)鎏砹嗽搶哟螌?shí)驗(yàn)內(nèi)容。在課程結(jié)束時(shí)，可安排學(xué)生設(shè)計(jì)制作變壓器，通過變壓器的設(shè)計(jì)過程，繞線過程，繞組聯(lián)接方法等方面的實(shí)踐，使學(xué)生更好地理解和運(yùn)用變壓器原理和操作運(yùn)行等知識(shí)，增強(qiáng)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用性。通過這一新模式的構(gòu)建，加強(qiáng)了實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化應(yīng)用、突出能力、鼓勵(lì)創(chuàng)新。

3.2 理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)三位一體教學(xué)模式

由于綜合型實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性，連貫性難以在1個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)中完成，因此將綜合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容貫穿于理論教學(xué)始終。在理論教學(xué)中，應(yīng)用Simulink等仿真軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，利用多媒體教學(xué)設(shè)施，將課堂理論教學(xué)和變壓器的仿真實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合。在理論課堂完成演示型，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)；將仿真實(shí)驗(yàn)與變壓器的綜合型實(shí)驗(yàn)相配合，軟件仿真與設(shè)計(jì)實(shí)踐相結(jié)合。

理論教學(xué)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時(shí)，也可通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助理論教學(xué)。將理論課堂搬到實(shí)驗(yàn)室中，通過直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生更好地理解抽象枯燥的理論知識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐一體化。比如電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)課程中空載實(shí)驗(yàn)與短路實(shí)驗(yàn)，為了讓學(xué)生更好的理解，將這部分內(nèi)容的講授放到實(shí)驗(yàn)室，通過實(shí)驗(yàn)電路的搭建，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量，給學(xué)生直觀的解釋。

在教學(xué)內(nèi)容上，拓展了教學(xué)寬度，增加變壓器最新技術(shù)及成果，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新技術(shù)，緊跟科技更新的步伐，掌握學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法。

在教學(xué)形式上，充分發(fā)揮校內(nèi)外變壓器實(shí)習(xí)基地的優(yōu)勢(shì)，突出模擬仿真場(chǎng)景，為學(xué)生真實(shí)了解現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程做準(zhǔn)備。

在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)中，增加簡(jiǎn)單故障檢修和綜合故障檢修等方面的知識(shí)。同時(shí)將高級(jí)電工維修技能等級(jí)證的考證與實(shí)習(xí)相結(jié)合。真正建立理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)一體化教學(xué)模式。

3.3 校企聯(lián)合的教學(xué)模式

在校外建立校企聯(lián)合的實(shí)習(xí)基地，增加學(xué)生工業(yè)見習(xí)的機(jī)會(huì)，加強(qiáng)理論知識(shí)的實(shí)踐性教學(xué)。

鑒于學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件有限，變壓器容量有限，有些實(shí)驗(yàn)效果不明顯，產(chǎn)學(xué)結(jié)合的校外實(shí)習(xí)基地，可以幫助學(xué)生完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。比如，電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)課程中空載實(shí)驗(yàn)與短路實(shí)驗(yàn)。為了讓學(xué)生更直觀地了解這部分內(nèi)容，要求學(xué)生先預(yù)習(xí)，記錄疑點(diǎn)、難點(diǎn)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路。然后我們將理論課堂搬到變壓器廠，變成現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，使學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)觀察工人師傅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的全過程，并且根據(jù)教學(xué)需要，給學(xué)生兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，如表1、2。

表1 S11—630KVA/10 （10KV/0.4KV）變壓器空載實(shí)驗(yàn)與短路實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)

表2 S11—500KVA/10（10KV/0.4KV）變壓器空載實(shí)驗(yàn)與短路實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)

學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析，得出變壓器銅耗，鐵耗，激磁阻抗，繞組阻抗等參數(shù)。同時(shí)學(xué)生根據(jù)兩個(gè)不同容量變壓器得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行了額定電壓時(shí)，空載損耗、空載電流的百分?jǐn)?shù)比對(duì)和額定電流時(shí)，短路損耗、短路電壓的百分?jǐn)?shù)比對(duì)，結(jié)果如表3、4所示。

表3 S11—630KVA/10 （10KV/0.4KV）空載實(shí)驗(yàn)與短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的百分?jǐn)?shù)（%）

表4 S11—500KVA/10（10KV/0.4KV）空載實(shí)驗(yàn)與短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的百分?jǐn)?shù)（%）

通過比對(duì)，發(fā)現(xiàn)變壓器的空載損耗、空載電流、短路損耗的百分?jǐn)?shù)隨著變壓器容量的增大而降低；而短路電壓隨著變壓器容量的增大而增大。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)過程的體驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，學(xué)生對(duì)抽象的理論知識(shí)有了直觀認(rèn)識(shí)，消除了疑問。這種教學(xué)方式效果積極明顯，促使學(xué)生對(duì)變壓器的理論學(xué)習(xí)更有興趣。

4 總結(jié)與展望

以上是筆者對(duì)變壓器知識(shí)的教學(xué)改革的一點(diǎn)體會(huì)和看法。增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐能力的同時(shí)，當(dāng)然也存在諸多問題亟待解決。一是加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，耗占了學(xué)生的不少業(yè)余時(shí)間；二是加大了實(shí)驗(yàn)室損耗，增加了不少投入；三是大大增加了教師的工作量。雖然困難存在，但這不影響改革大局，改革是方向，只有改革，才有出路，教學(xué)水平才能提高。變壓器是一門理論和實(shí)踐緊密結(jié)合實(shí)踐性強(qiáng)的課程，所以如何利用好現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，充分利用好有限時(shí)間，做好這門課程的教學(xué)工作，是我們教師的一大課題。

參考文獻(xiàn)

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