继电保护课程教学模式之探索

摘 要：继电保护课程的教学应将电力系统继电保护原理与微机式继电保护装置相结合， 利用现代化多媒体技术、网络教学、实验分析、课程设计等手段和方法来提高学生的实践与创新能力，以适应智能电网时代对继电保护人才素质的新要求。本文针对目前继电保护课程教学存在的问题，进行了该课程教学模式的探索与实践。

关键词：继电保护；课程；教学模式

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）01-0033-02

电力系统、计算机技术、电子技术与通信技术的飞速发展给电力系统继电保护不断注入了新的活力，提出新的要求。现代电力系统是高度数字化、信息化和自动化的超大区域网络结构，电力系统继电保护是对其安全稳定运行至关重要的一门技术[1]。21世纪继电保护的未来发展趋势是计算机化；网络化；保护、控制、测量、数据通信一体化；智能化[2]。以新疆农业大学（以下简称“我校”）为例，在现有教学模式基础上，本文探讨继电保护课程教学中提高学生实践与创新能力的方法，为将学生培养成具有实践能力、创新精神的人才而努力，为该课程的教学改革提供理论支持和智力保证。

一、电力系统继电保护课程的特点

我校“电力系统继电保护原理”课程理论教学36

学时，网络教学6学时，总计42学时，作为电气工程及自动化及农业电气化与自动化的专业必修课，设置在大四上学期初；“微机继电保护”课程共26学时，均为课堂理论教学学时，作为专业选修课安排在“电力系统继电保护原理”结束后的大四上学期末开设，目的是顺应现代电力系统高度数字化的趋势，让学生了解现代数字式继电保护硬软件的知识，内容涉及到原理、保护算法、硬软件设计方法等；“继电保护课程设计”为期一周，与“微机继电保护”同时安排在大四上学期期末，目的是培养学生综合运用所学的基础理论知识分析与解决电力系统中的实际问题的能力[3]。

二、继电保护课程教学存在的问题

为适应现代数字电力系统继电保护技术的新发展，目前我校继电保护的教学内容已加入“微机继电保护”，作为少学时内容与“电力系统继电保护”共同设置在大四上学期，同时开设的其它几门专业课使得学生大四上学期课程较为集中，学习任务量较大。此时学生即将面临毕业设计开题、复习考研或找工作，第一学期过高的学习任务和课程的相对集中对其学习效果有一定影响；在课程教学上，基本停留在传统模式：即利用板书或者多媒体课件形式，将继电保护原理及其实现方法按照教材的章节和顺序进行课堂讲授，这主要存在以下几个问题。

（一）重理论，轻实践，无法提高学生的实践能力与创新精神

对教师而言，继电保护原理单纯靠板书或多媒体课件较难讲透；对学生而言，继电保护内容比较抽象且实践性强，知识描述更需要形象化演示去理解，配合学生自主实践学习才会有好的效果。比如，“零序过电流保护原则上是按照躲开在下级线路出口处相间短路时出现的最大不平衡电流来整定”，若单纯由教师口头讲授原理，学生难以理解； “微机继电保护”课程主要分析现代数字式继电保护软硬件相关知识，内容涉及原理、保护算法、硬软件设计方法等。若单纯讲解微机继电保护算法，使学生难以消化，从而会削弱其学习的积极性。

（二）教学理念不够强，教学内容需要优化

继电保护课程组与“单片机技术”、“数字信号处

理”、“电力系统自动化”、“高低压电气设备”等课程有很多联系，但教学上往往孤立、脱节，缺乏全局梳理，使学生对继电保护完整系统缺乏全面认识。课堂上，教师若能将继电保护教学作为一个整体，以实例联系相关课程内容，紧跟行业发展前沿并且结合实践，教学效果会更好；此外，目前继电保护教科书内容繁多，与其他专业课程也有所重复，需要对课程内容进行整合优化。

（三） 学生自主选择力不强

学生对继电保护内容的兴趣点各有不同，部分学生未来并不从事继电保护工作，或考研方向与此关系不大。目前情况是，继电保护课程组教学课时相对较多，内容较为宽泛，对于上述内容部分学生显得索然无味，学生根据自己情况自主选择的能力不够强。为此，以学生为本，可以在课程形式上稍做一些调整。

三、教学模式的探索及实践

针对继电保护课程教学存在的问题，本文探讨了几种改进模式和方法，且部分已开始具体实施，取得了一定的教学效果。

（一）优化专业培养计划

将原本设置在大四上学期分开教学的“电力系统继电保护原理”和“微机继电保护”两门课整合为一门，设置在大三下学期。“继电保护课程设计”可设置在大四上半学期。这样设置有两方面考虑：内容上，减少学生学习任务量，突出重点，使教学有针对性。比如，可缩减“电力系统继电保护原理”教材中电磁型继电器、断路器等与“高低压电气设备”教材有所重复的内容，减少或者删除“微机继电保护”教材中与“微机原理与应用”、“单片机技术”“数字信号处理”等相关课程的重复内容；时间上，我校电气专业学生于大三至大四暑假期间设置了为期5周的发电厂生产实习，实习前对继电保护内容的理论学习，为生产实习期间学生对继电保护装置、电力系统设备等内容建立感性认识打下基础，从而提高学生的实践与创新能力。

（二）改进教学手段与教学方法

教师可采用多样化的教学手段和方法进行教学。以传统教学手段为辅，以现代化网络媒体、实验教学等方式为主。以提高学生学习的积极性及其实践创新能力为目的，建立学生对电力系统继电保护的整体概念，使学科前沿知识与教材内容相结合，课堂教学与实践教学相结合。

1.网络课程建设。利用学校现有网络平台，上传电子教案、视频，演示动画等资源，并建立一套自测系统，使学生可以主动借助网络课程平台观看和使用这些资源。教案、课件既可以作为学生的预习资源以及弥补疏漏的课后复习资料，也可以作为教师选择的教学资源库；视频资源以声、像集合的形式使学生直观了解继电保护的动作过程及原理；具有交互性的演示动画可以提高学生学习的趣味性，比如，利用FLASH将继电保护动作过程制作成SWF动画，或用Visual C++开发保护动作演示模块[4]；自测系统可以使学生在正式考试前自我检测，弥补疏漏的知识点。利用网络交互平台有助于增强课后教师与学生之间的互动性，使教师及时了解学生遇到的问题并展开网上讨论，以提高学生对课程学习的主动性。因此，网络资源的建设需要教师有针对性地选择教学内容，或利用专业软件开发演示模块，并及时更新资源。目前，我校网络课程建设已取得初步成果。

2.实验平台建设。微机保护已成为当前继电保护的主要形式。华北电力大学、湖南大学等高校先后自主开发了微机型线路保护教学仿真实验装置。实验平台建设思路为面向实践平台的建设，使学生能够对本专业内容形成完整的知识链[5]。我校可采用引进设备或者利用现有教师队伍和资源对微机继电保护实验设备进行开发。目前，我校基于TMS320F28335+PC机的继电保护教学实验平台的研制正在进行。

实验平台可作为本专业教学科研平台，不仅方便用于学生实验、课程设计和毕业设计，也可以作为教师的科研平台。该平台能够使学生直观了解微机继电保护硬件结构，并且通过配置不同的软件模块实现不同原理、不同对象的继电保护功能；开设综合性实验和设计性选做实验，有利于提高学生的积极性及实验、设计能力，有助于开阔学生的视野、发挥创新能力。

3.课程设计内容优化，加强毕业论文设计。课程设计是培养学生的实践能力、创新能力和综合能力的重要环节[6]，在传统设计内容基础上可以充分利用实验平台，先进行整定计算，后在平台上模拟故障时继电保护动作；建立以任务驱动，由教师引导、学生进行自主探究学习的框架。根据继电保护原理建立主题，比如，电流保护、距离保护、纵差保护等；也可以根据继电保护对象形成“主题”，比如，电力变压器保护、输电线路保护等。

课程设计可以在大三下学期上课期间布置下去，使学生带着问题学习，并结合大三暑假为期五周的“发电厂生产实习”，使课程设计更具针对性、实践性，从而激发学生的创新意识。此外，通过毕业论文的设计强化为工作打下基础。

4.完善评价体系。适应新的教学方法与手段，改进传统课程考核评价方式。继电保护理论课成绩应综合考勤、课堂表现、小组讨论、平时作业、网络自测、综合实验等教学环节进行考评。将平时成绩比例增大，有利于激发学生平时学习的积极性；课程设计可以对每个学生进行公开答辩及严格书面考核；毕业论文（设计）成绩评定标准应以提高学生的实践与创新能力为目的，综合文献综述、论文质量、创新能力、实验态度等因素进行考评。

本文以新疆农业大学电气工程专业、农业电气化专业为例，对继电保护课程的教学模式进行探索与实践，重点激发学生平时学习的主动性，使其能够掌握必要的工程技术、测试方法以及先进设备的研究方法。若能将每个环节都做好做实，师生就能在一整套良好有序的教学体系中受益，从而培养出适应智能电网时代、具有实践能力、创新精神的人才。

参考文献：

[1]何瑞文，陈少华.现代电力系统的继电保护课程教学改革与建设[J].电气电子教学学报，2004，（3）.

[2]付乔.继电保护发展现状综述[J].攀枝花学院学报，2006，（2）.

[3]李文武，袁兆强.继电保护课程组教学改革的探索[J].中国电力教育，2010，（12）.

[4]曾煜晓.继电保护教学培训辅助软件系统的开发与设计[D].济南：山东大学，2008.

[5]李秀琴，李华.微机继电保护实验教学的改革[J].实验室研究与探索，2008，（4）.

[6]何瑞文，陈少华.电力系统继电保护课程设计模式的探索与实践[J].电力系统及其自动化学报，2009，（3）.