应用型本科教育模式下变压器知识的教学改革

摘 要 本文针对应用型本科自动化专业的现状和特点,结合变压器知识的教学目标,从教学内容、教学形式、教学手段等方面做了探索和实践,构建出行之有效的变压器知识的教学体系,以期达到加强学生实践动手能力,使学生的知识更加贴近生产实际的目标.

关 键 词变压器 教学体系 实践动手能力

中图分类号：G424 文献标识码：A

Teaching Reform of Tranormer 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, bined with the knowledge of the tranormer teaching objectives, we do the exploration and practice at teaching content, teaching form, teaching means and so on, construct effective teaching system of tranormer knowledge, in order to strengthen students'practical ability and make students' knowledge closer to actual production goals.

Key words tranormer； teaching system； practical ability

应用型本科院校自动化专业的培养目标是培养自动化应用技术型、应用复合型人才.在本科院校完整的理论知识体系基础上,侧重培养学生面向工程技术的应用能力,使学生具备自动化行业的专业知识和技能,使学生毕业后去生产第一线具备从事设计、制造、运行、研发和管理工作的能力.本文结合我校自动化专业应用型本科教育教学改革工作,对变压器知识的教学体系改革进行了初步探讨和实践.

1.研究背景

电力变压器是电力系统中主要的电气设备,电力工业的强力需求,极大地推动了变压器行业的发展壮大.到2011年,全国变压器总产量已达到14.3亿KVA.电力变压器产业的发展蒸蒸日上,对精通变压器知识的人才需求量不断加大,这正是我们培养变压器人才的契机.

变压器知识是我校自动化、电气工程及其自动化等专业的课程所涉及的重要内容.从现有课程体系的教学大纲来看,变压器知识的讲授更侧重于理论,过于强调变压器的基本原理和基本特性,缺乏变压器知识的实践应用性.理论与实践应用严重脱节,学生成绩优异,但走上工作岗位后,却无从着手,不能尽快学以致用.这种教学效果不是应用型本科教育模式下人才培养的目标.

因此,加强变压器知识的教学改革研究就成为当前应用型本科教育模式下自动化专业深化教学改革的一个方向.

几年来,我们在变压器知识的教学内容、教学形式、教学手段等方面都做了大量的研究工作；在构建学生基础型实验体系,拓宽综合型实验范围,加强产学结合,拓展实习基地,形成理论教学、实验教学、实践教学三位一体的教学模式,提高学生实践能力等方面进行了积极探索,并取得了一定的成效.

2.改革目标

变压器知识的教学体系包括理论教学、实验教学、实习教学等环节.应用型本科教育模式下,变压器知识的教学改革,应重点培养学生实践能力、创新能力,形成知识、能力、素质三位一体的全新教学体系.理论教学上,穿插介绍变压器知识发展的最新成果,拓展学生的知识面；实践教学上,减少演示性、验证性实验,增加综合性、设计性实验,提高学生分析问题和解决问题的能力.教学手段上,采用Simulink等仿真软件,利用多媒体等教学设施.教学形式上,大力拓展工业见习的实践教学基地,形成专业技术应用能力与专业技能有机结合的实践教学模式.

3.改革内容

3.1 分层次实验教学新模式

分层次教学新模式就是将变压器实验分为基础型实验、设计型实验、综合型实验三个层次.在不同的实验层次,对学生提出不同的要求,以期达到应用型教学的目的.

（1）基础实验层.基础型实验内容简单,容易掌握,所以除了依托传统的实验室教学以外,也结合理论教学中多媒体教学设备,以仿真、图片或者视频方式来帮助学生完成基础型实验.

（2）设计型实验层.保证基础型实验教学效果的前提下,缩短基础型实验学时,增加设计型实验学时.鼓励学生自行设计实验项目,拓展学生自主创新的空间.

（3）综合型实验层.该层次为提高层.学生完成变压器知识的学习以后,所学知识与实践脱节,难以在实践中发挥指导作用.为此,我们增添了该层次实验内容.在课程结束时,可安排学生设计制作变压器,通过变压器的设计过程,绕线过程,绕组联接方法等方面的实践,使学生更好地理解和运用变压器原理和操作运行等知识,增强所学知识的应用性.通过这一新模式的构建,加强了实践性教学环节,强化应用、突出能力、鼓励创新.

3.2 理论教学、实验教学、实践教学三位一体教学模式 由于综合型实验的系统性,连贯性难以在1个实验学时中完成,因此将综合型实验教学内容贯穿于理论教学始终.在理论教学中,应用Simulink等仿真软件进行动态仿真,利用多媒体教学设施,将课堂理论教学和变压器的仿真实验紧密结合.在理论课堂完成演示型,验证型实验；将仿真实验与变压器的综合型实验相配合,软件仿真与设计实践相结合.

理论教学辅助实验教学的同时,也可通过实验教学辅助理论教学.将理论课堂搬到实验室中,通过直观的实验现象,让学生更好地理解抽象枯燥的理论知识,真正实现理论实践一体化.比如电机与拖动基础课程中空载实验与短路实验,为了让学生更好的理解,将这部分内容的讲授放到实验室,通过实验电路的搭建,实验数据的测量,给学生直观的解释.

在教学内容上,拓展了教学宽度,增加变压器最新技术及成果,拓宽学生的知识面,引导学生关注新技术,紧跟科技更新的步伐,掌握学习新知识的方法.

在教学形式上,充分发挥校内外变压器实习基地的优势,突出模拟仿真场景,为学生真实了解现代工业生产过程做准备.

在实习环节中,增加简单故障检修和综合故障检修等方面的知识.同时将高级电工维修技能等级证的考证与实习相结合.真正建立理论教学、实验教学、实践教学一体化教学模式.

3.3 校企联合的教学模式

在校外建立校企联合的实习基地,增加学生工业见习的机会,加强理论知识的实践性教学.

鉴于学校的实验条件有限,变压器容量有限,有些实验效果不明显,产学结合的校外实习基地,可以帮助学生完成相关实验.比如,电机与拖动基础课程中空载实验与短路实验.为了让学生更直观地了解这部分内容,要求学生先预习,记录疑点、难点,并设计实验电路.然后我们将理论课堂搬到变压器厂,变成现场教学,使学生现场观察工人师傅进行实验的全过程,并且根据教学需要,给学生两组实验数据进行比较分析,如表1、2.

表1 S11—630KVA/10 （10KV/0.4KV）变压器空载实验与短路实验的数据

表2 S11—500KVA/10（10KV/0.4KV）变压器空载实验与短路实验的数据

学生通过数据分析,得出变压器铜耗,铁耗,激磁阻抗,绕组阻抗等参数.同时学生根据两个不同容量变压器得出的数据进行了额定电压时,空载损耗、空载电流的百分数比对和额定电流时,短路损耗、短路电压的百分数比对,结果如表3、4所示.

表3 S11—630KVA/10 （10KV/0.4KV）空载实验与短路实验数据的百分数（%）

表4 S11—500KVA/10（10KV/0.4KV）空载实验与短路实验数据的百分数（%）

通过比对,发现变压器的空载损耗、空载电流、短路损耗的百分数随着变压器容量的增大而降低；而短路电压随着变压器容量的增大而增大.通过现场实验过程的体验,实验数据的分析,学生对抽象的理论知识有了直观认识,消除了疑问.这种教学方式效果积极明显,促使学生对变压器的理论学习更有兴趣.

4.总结与展望

以上是笔者对变压器知识的教学改革的一点体会和看法.增加综合性、设计性实验,提高学生理论联系实践能力的同时,当然也存在诸多问题亟待解决.一是加大了学生的学习负担,耗占了学生的不少业余时间；二是加大了实验室损耗,增加了不少投入；三是大大增加了教师的工作量.虽然困难存在,但这不影响改革大局,改革是方向,只有改革,才有出路,教学水平才能提高.变压器是一门理论和实践紧密结合实践性强的课程,所以如何利用好现有实验条件,充分利用好有限时间,做好这门课程的教学工作,是我们教师的一大课题.