趙永秀

摘要：針對(duì)《礦山供電技術(shù)與安全》課程內(nèi)容龐雜、涉及知識(shí)面較寬、實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，本文從“說(shuō)課”談如何激勵(lì)學(xué)習(xí)興趣，采用多種教學(xué)方法和多種教學(xué)模式提高“教”與“學(xué)”的效果，并結(jié)合礦山電氣學(xué)科優(yōu)勢(shì)，建立礦山供電特色實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)踐教學(xué)中重視綜合性實(shí)驗(yàn)，這有助于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：礦山供電；教學(xué)改革；說(shuō)課；特色實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）26-0104-02

“礦山供電技術(shù)與安全”是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)唯一的一門(mén)強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)課程，也是我校采礦專(zhuān)業(yè)的選修課。該課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題能力、了解掌握供電專(zhuān)業(yè)的學(xué)科前沿的動(dòng)態(tài)以及對(duì)電力相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的進(jìn)一步學(xué)習(xí)起著非常重要的作用。可是由于該課程內(nèi)容龐雜、涉及知識(shí)面較寬、工程實(shí)踐性較強(qiáng)以及礦山供電技術(shù)和新設(shè)備發(fā)展比較快等特點(diǎn)，這使得學(xué)習(xí)比較枯燥，且難于掌握。而且近幾年隨著專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式及教學(xué)計(jì)劃等多方面的改革，各工礦企業(yè)對(duì)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)水平要求也不斷提高，這將對(duì)教學(xué)提出更高要求。

因此根據(jù)近年來(lái)的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文主要從“說(shuō)課”談如何激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在課程講授過(guò)程中采用多種教學(xué)方法和多種教學(xué)模式。還有為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力，除了做常規(guī)實(shí)驗(yàn)之外，還讓學(xué)生自己動(dòng)手做一些綜合性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)。

一、從“說(shuō)課”談如何激勵(lì)學(xué)習(xí)興趣

目前大學(xué)生都比較實(shí)際，認(rèn)為沒(méi)有用、沒(méi)有意思的課不學(xué)，因而對(duì)《礦山供電技術(shù)與安全》這門(mén)綜合性較強(qiáng)的課程來(lái)說(shuō)，要讓學(xué)生喜歡這門(mén)課，不是一件簡(jiǎn)單的事。為此本節(jié)主要從“說(shuō)課”來(lái)談如何激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

1.說(shuō)課程定位?！暗V山供電技術(shù)與安全”是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)唯一的一門(mén)強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)課。學(xué)生剛接觸此課程時(shí)，一般不知學(xué)完該課程后能干什么。因此教師首先讓學(xué)生明白該課程的作用：學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)可為今后從事供電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)度、設(shè)備生產(chǎn)調(diào)試及檢修、變配電所運(yùn)行維護(hù)等提供堅(jiān)實(shí)的理論知識(shí)和實(shí)踐基礎(chǔ)。通過(guò)《礦山供電技術(shù)和安全》課程的講授，使學(xué)生掌握簡(jiǎn)單供電系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)和變配電所運(yùn)行維護(hù)所需要的基本理論和基本知識(shí)，初步掌握供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及方法，為今后從事供電工作奠定良好的基礎(chǔ)。

2.說(shuō)教學(xué)內(nèi)容。如果學(xué)生不了解電氣學(xué)科和《礦山供電技術(shù)與安全》課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，就會(huì)感覺(jué)該課程的教學(xué)內(nèi)容龐雜、無(wú)頭緒，這使學(xué)習(xí)比較枯燥、難于掌握。因此從學(xué)生角度出發(fā)，教師不但要注重教學(xué)要點(diǎn)，還要關(guān)注教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系。該課程以供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主線(xiàn)，將其分成五大模塊，而且根據(jù)我校特色補(bǔ)充了專(zhuān)題部分，該課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系如圖1所示。

一是緒論，理清“礦山供電技術(shù)與安全”課程各章節(jié)的關(guān)系，幫助學(xué)生構(gòu)建該課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。

二是礦山供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論，主要講述供電系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式、負(fù)荷計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償和短路計(jì)算及穩(wěn)定性校驗(yàn)，是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，也是對(duì)課程整體認(rèn)識(shí)及貫穿各章節(jié)重要內(nèi)容的講授。

三是一次系統(tǒng)，依據(jù)電氣主接線(xiàn)圖，講述各變電和開(kāi)關(guān)電器設(shè)備的工作原理、功能及選擇、倒閘操作，是重點(diǎn)內(nèi)容，其中主接線(xiàn)的應(yīng)用是本部分難點(diǎn)。

四是二次系統(tǒng)，主要講述斷路器的二次回路、線(xiàn)路的過(guò)流保護(hù)和單相接地保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)、自動(dòng)重合閘原理和備用電源自投裝置。此部分表面上是相對(duì)獨(dú)立的，但保護(hù)類(lèi)型和整定值又取決于系統(tǒng)接線(xiàn)形式、供電容量和短路電流等，它們之間存在內(nèi)在聯(lián)系。本部分的難點(diǎn)是保護(hù)整定計(jì)算。

五是防雷設(shè)備及接地，講述避雷設(shè)備的原理和保護(hù)范圍和接地類(lèi)型。

六是專(zhuān)題部分，礦山供電安全、電能質(zhì)量和無(wú)功補(bǔ)償，講解傳統(tǒng)的供電安全、礦山井下供電系統(tǒng)和礦用供電設(shè)備的原理、煤礦的三大保護(hù)和電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是重點(diǎn)內(nèi)容，其中漏電保護(hù)原理是難點(diǎn)。

二、有效地采用多種教學(xué)方法和教學(xué)模式

1.教學(xué)方法。近幾年隨著專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式及教學(xué)計(jì)劃等多方面的改革，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)顯得落伍，不能滿(mǎn)足工礦企業(yè)供電專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)需求，因此迫切需要調(diào)整教學(xué)方法，以便提高教學(xué)效果。

（1）采取形式多樣的教學(xué)方法，講深講透課程的基本概念、基本原理和基本計(jì)算方法，教學(xué)內(nèi)容要有主次，重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題要突出以及要講清出各知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系。對(duì)于比較抽象的知識(shí)，可借助參觀學(xué)習(xí)，可加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)與理解。

（2）適當(dāng)增添新內(nèi)容。由于現(xiàn)代化電氣設(shè)備、新知識(shí)和新技術(shù)的迅速發(fā)展，以前陳舊的知識(shí)已經(jīng)不適合社會(huì)的發(fā)展，因此教師必須適當(dāng)?shù)貕嚎s常規(guī)知識(shí)，而增添較新內(nèi)容：選用較新教材；適當(dāng)補(bǔ)充教科書(shū)之外的和學(xué)科發(fā)展前沿的新知識(shí)及新技術(shù)，如智能設(shè)備、高壓柔性直流輸電、變電所綜合自動(dòng)化和諧波與抑制等，并結(jié)合實(shí)例講解，可激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛，同時(shí)也可擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，為將來(lái)工作打下基礎(chǔ)。

（3）善于提問(wèn)可提高課堂互動(dòng)性。教師可在上課開(kāi)始時(shí)提出問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題聽(tīng)課，這可激發(fā)學(xué)生思維，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)積極性。有效地組織課堂討論，通過(guò)老師和學(xué)生共同分析問(wèn)題，鼓勵(lì)同學(xué)積極發(fā)表意見(jiàn)，這可加深同學(xué)們對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解。建立課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可在網(wǎng)絡(luò)空間上進(jìn)行討論、答疑，提交作業(yè)，發(fā)布通告和研究專(zhuān)題等，為學(xué)生創(chuàng)造網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的條件。這使老師和同學(xué)之間的互動(dòng)形式多樣化，可有效縮短他們之間的距離，很好地激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（4）在教學(xué)中引用一些成功與失敗的案例。大多數(shù)學(xué)生對(duì)失敗案例特別感興趣。為什么是這樣？帶著想法學(xué)習(xí)，更有利于理解掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)。例如講授斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的倒閘操作時(shí)，先讓學(xué)生看一組有關(guān)斷路器和隔離開(kāi)關(guān)不同操作順序的視頻。同學(xué)們會(huì)反問(wèn)：為什么停電時(shí)先拉開(kāi)斷路器，再拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)；送電時(shí)，先合隔離開(kāi)關(guān)再合斷路器呢？這時(shí)教師再講授倒閘操作知識(shí)，學(xué)生很容易理解。

（5）注重歸納總結(jié)所學(xué)知識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，并主動(dòng)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用。實(shí)際上《礦山供電技術(shù)與安全》課程各章節(jié)知識(shí)的連貫性很強(qiáng)，若把各部分獨(dú)立講解，這樣將顯得各知識(shí)點(diǎn)更加零亂，更難掌握。如針對(duì)電氣設(shè)備選擇，不僅要掌握設(shè)備的工作原理和結(jié)構(gòu)，還要用到額定電壓和計(jì)算負(fù)荷按照正常條件選擇，利用短路電流進(jìn)行設(shè)備的穩(wěn)定性校驗(yàn)，并且合理的電氣設(shè)備將提高電氣主系統(tǒng)的可靠性、靈活性等優(yōu)點(diǎn)?？傊裟馨匆欢樞虬阉鶎W(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納，那么所學(xué)內(nèi)容將構(gòu)成一個(gè)樹(shù)狀的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，就能合理地利用短暫的教學(xué)時(shí)間，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和積極性。

2.采用多種教學(xué)模式。供電技術(shù)的傳統(tǒng)教學(xué)方法使課堂氣氛過(guò)于沉悶，教學(xué)手段過(guò)于單調(diào)，不利于提高學(xué)習(xí)積極性。為此，針對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)采用合適的教學(xué)模式或者多種教學(xué)模式有效地結(jié)合，將有助于提高“教”與“學(xué)”的效果。

（1）對(duì)工廠的電力負(fù)荷、短路電流及電氣設(shè)備穩(wěn)定性校驗(yàn)、無(wú)功補(bǔ)償、避雷設(shè)備的保護(hù)范圍和繼電保護(hù)整定計(jì)算等內(nèi)容，采用傳統(tǒng)的課堂講授模式。

（2）對(duì)礦山供電系統(tǒng)的電氣主接線(xiàn)、防雷接地、供電線(xiàn)路的鋪設(shè)、變電所的結(jié)構(gòu)及布置和斷路器的二次回路等內(nèi)容，以實(shí)物圖為輔進(jìn)行教學(xué)；對(duì)變壓器、開(kāi)關(guān)電器等電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理等內(nèi)容，以實(shí)物教學(xué)為主。

（3）在傳統(tǒng)和數(shù)字化變電站的比較、設(shè)備短路故障的發(fā)生過(guò)程及造成后果等，可精心制作并適時(shí)插入動(dòng)、靜的實(shí)物圖，也可增設(shè)和插播現(xiàn)場(chǎng)錄像等，這樣可提高本課程的“教”與“學(xué)”的趣味性，并能增強(qiáng)學(xué)習(xí)積極性。對(duì)于不易理解的開(kāi)關(guān)電弧等微觀問(wèn)題，可將其宏觀化，有助于理解。

三、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程的改革

1.注重常規(guī)實(shí)驗(yàn)和加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)。為了提高學(xué)生的動(dòng)手和解決問(wèn)題的能力，我校開(kāi)設(shè)了該課程的常規(guī)實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。常規(guī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容包括繼電器原理及性能測(cè)試、單一的繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)、礦用設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理實(shí)驗(yàn)、線(xiàn)路繼電保護(hù)平臺(tái)演示和土壤電阻率測(cè)試等，主要是強(qiáng)調(diào)基本知識(shí)的掌握，強(qiáng)化理論教學(xué)效果。綜合性實(shí)驗(yàn)包括基于PLC的繼電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)、供電系統(tǒng)的仿真等，目的是綜合利用所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題和協(xié)作能力。

2.構(gòu)建特色實(shí)驗(yàn)室、加大實(shí)驗(yàn)投入。我校大力投入《礦山供電技術(shù)與安全》課程的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，已建供電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室、繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室、高電壓技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，為了體現(xiàn)我校在礦山電氣學(xué)科領(lǐng)域的研究特色和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，還建設(shè)了礦山電力自動(dòng)化及供電安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，集礦山電力綜合自動(dòng)化、礦井供電網(wǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)、本質(zhì)安全電路實(shí)驗(yàn)裝置平臺(tái)、電力設(shè)備等為一體的實(shí)驗(yàn)室，并可對(duì)電網(wǎng)絕緣檢測(cè)與漏電保護(hù)進(jìn)行研發(fā)。此實(shí)驗(yàn)室是開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室，主要以綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

3.提倡學(xué)生自主設(shè)計(jì)。對(duì)于那些學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生來(lái)說(shuō)，可按照自己的興趣，老師指導(dǎo)他們進(jìn)行供電方面的設(shè)計(jì)和編程，這對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新思維均有益處。

4.靈活運(yùn)用仿真工具。為了加深學(xué)生對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，要求學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件CAD進(jìn)行變配電一、二次接線(xiàn)的電氣制圖，利用組態(tài)軟件搭建供電系統(tǒng)的監(jiān)控仿真平臺(tái)。

近年來(lái)，在《礦山供電技術(shù)與安全》課程教學(xué)改革中做了一些研究和探索，并運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)中，得到了同行和學(xué)生的好評(píng)。本文結(jié)合礦山電氣科學(xué)領(lǐng)域的研究特色和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，以及近年來(lái)的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從“說(shuō)課”談如何激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并采用多種教學(xué)方法和多種教學(xué)模式去適應(yīng)目前的教學(xué)環(huán)境以及提高“教”與“學(xué)”的效果。為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力，在實(shí)踐教學(xué)中特寫(xiě)重視綜合性實(shí)驗(yàn)，這有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

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