高压开关柜实训的立体化教材建设

    董爽+郑德库+杨宏伟+赵妍

    摘要：立体化教材是高校教材建设的一种新理念和新思想。文章针对电气类专业的特点及其实践教学环节中存在的问题，对高压开关柜专业实训的立体化教材建设进行了研究，整体教材突出了实用性和工程应用性，实现了参与式学习、个性化学习、自主式学习的有机结合。

    关键词：立体化教材；实践教学；高压开关柜

    实践（实验）教学是高等学校人才培养的一个重要环节，是教学过程中不可或缺的重要组成部分，是培养学生工程实践能力、工程应用能力和创新精神的重要桥梁，而实践教材是实现这一人才培养目标的重要载体之一。因此，建设与培养适应社会需求的工程应用型人才相符合的实践类教材，对于高等工程院校的人才培养至关重要[1]。

    1立体化教材

    立体化教材是指依托现代教育技术，以能力培养为目标，以纸质教材为基础，以多媒介、多形态、多用途、多层次的教学资源和多种教学服务为内容、配套教学出版物的集合[2立体化教材能够更好地满足教与学的需要，适应社会市场对人才培养的需求，同时亦可以适应并促进现代教学理念、教学方式和手段的改革。教材的立体化建设己成为目前教材建设的一个新趋势[4]。

    立体化教材主要包括：纸质主教材、助学和助教电子课件、网络等其他教与学支撑平台等。通过教材的立体化建设可以推进对现有的教材内容、传统的教学方式和手段、以单一书本为主的教学模式等的改革[5]。

    2依托高压开关柜实训设备的电气类专业实践

    电气类专业专科毕业生主要从事电力生产一线的技术性工作，要求学生具有较强的工程意识及实践动手能力，而实践教学是高校培养高质量的应用型工程技术人才的重要途径[6]。

    “发电厂电气设备”课程是一门理论与工程应用紧密结合的专业课，其工程性、实践性较强[7]。高压开关设备是该门课程的重要部分，也是电力系统中的重要电气设备[8]。

    开关柜（又称成套开关或成套配电装置），是以断路器为主的电气设备，作为电力系统中接受和分配电能的装置。组成高压开关柜的元件一般有：隔离开关、断路器、接地开关、熔断器、互感器、套管、绝缘子、母线、避雷器等，均是电力系统中重要的电气设备。高压开关柜实训设备分为母线隔室、断路器隔室、电缆隔室及低压隔室等，避雷器、电流互感器、接地闸刀、真空断路器、继电保护系统等。因此，依托高压开关柜实训设备，开展高压电气设备的实践教学，辅助于理论教学，能够有效地提高学生的工程意识和实践动手能力、岗位就业能力，缩短学生工作后的上岗时间。

    3高压开关柜实训教材的立体化建设

    3.1现存在的问题

    目前，高压开关柜实训教材的形式单一（纸质教材）、内容与形式较陈旧、乏味，无法激起学生的学习兴趣；无法给学生提供有效的课前预习和课后复习的学習载体。在实训过程中，学生仅仅是照着教材中的实验步骤按部就班地进行实验、记录实验数据。由于高压开关设备结构复杂，生活中很难接触到，其操作与调试更是繁杂难懂。所以，在有限的实践教学时间内，学生无法充分认知电气设备的结构、掌握电气设备的相关操作与调试等。

    因此，针对存在的问题，依托现代教育理念和网络技术平台，对高压开关柜实训课程进行立体化教材建设。教材形式主要包括纸质教材、多媒体教材和网络教学平台。

    3.2立体化实践教材的建设

    3.2.1编写实验、实训指导书（纸质教材）

    纸质教材是整体教材建设的主体。按照“发电厂电气设备”课程和专业实训的教学目的和要求，结合电力行业生产一线的实际，认真研究开发实训项目，编写指导教材。教材以工程技术和实践动手能力培养为主线，紧密结合理论教学，主要包括实训须知、高压开关柜的认知、高压开关柜的安装与操作3个模块。

    （1）实训须知。该模块主要包括高压开关柜设计安装规范和要求、实训室安全操作规范要求和实训报告的撰写规范及要求。主要涵盖以下内容。

    ①关于高压开关柜技术性的部分国家标准与规范，供学生课外查阅。

    ②高压开关柜的安装要点：设备要求、作业条件、配电柜（盘）安装、柜（盘）实验调整、送电运行的条件及送电等。

    ③高压开关柜的防护要求和试验要求等。

    ④在实训室安全操作规范中引入电力生产一线的安全操作规程，培养学生的安全意识和工程意识。

    ⑤实训报告中设计“课后思考”部分，形式包括：实验后反思，新型设备资料查阅，实验中可能出现的小事故的处理与分析等。

    （2）高压开关柜设备认知。该模块重点介绍高压开关柜设备及其技术参数和结构特点、新系列高压开关柜的型号及其与老系列型号之间的差异等。使学生了解高压开关柜的组成、功能及接线方式；了解高压开关柜的一、二次设备的结构、工作原理；掌握高压开关柜及其电气设备的选型。

    （3）高压开关柜的安装与操作。基于高压开关柜的实训操作项目的设计是实践教材的重中之重，对整个实践教学效果起到关键性作用。本模块设计从内容和要求上尽可能做到对生产一线工程实际操作的完美模拟。

    ①高压开关柜的设计安装。阐述高压开关柜的安装要求、安装程序等。包括开关柜的安装、母线的安装、电缆的安装、开关柜接地装置及开关设备安装后的检查等。

    ②高压开关柜送电操作。阐述高压开关柜的“五防”联锁操作要求和开关的4种运行状态：运行、热备用、冷备用、检修；详细介绍高压开关柜送电操作程序和注意要求。

    ③高压开关柜停电操作。包括停电操作、手车拉出柜外操作、高压电缆室停电检修操作、高压母线室停电检修操作，并给出实训操作时的注意事项。

    ④VS1真空断路器检查与试验。包括：合闸、分闸操作的工作原理，有接地开关的断路器柜操作，无接地开关的断路器柜操作，一般隔离柜的操作，VS1型断路器操动机构二次回路及其试验等。

    ⑤高压开关柜倒闸操作。在该模块中系统介绍倒闸操作的基本技术安全要求、执行倒闸操作的步骤、倒闸操作票的填写等相关知识。具体倒闸操作训练有：

    a.10kV开关由运行状态转为检修状态；

    b.10kV开关由检修状态转为运行状态；

    c.10kV线路由运行状态转为检修状态；

    d.10kV线路由检修状态转为运行状态；

    e.10kV开关由运行状态转为冷备用状态（手动储能方式）；

    f.10kV开关由冷备用状态转为运行状态（手动储能方式）。

    该部分实训项目在设置上给学生留有发挥空间，注重工程实践能力和团队合作精神的培养。

    3.2.2多媒体教材开发

    开发并制作相应的实践教学课件，与纸质教材相配套，从而提高实践类教学效果。多媒体课件可以直观地为学生展示高压开关设备的机构，动画演示高压开关的送电、停电操作等。多媒体课件可以大大提高学生的学习兴趣，可作为学生课前预习的“指导教师”，减少实训中熟悉设备的时间，改变以往仅以板书讲解、所有学生围着设备听讲的教学模式，从而优化了实践教学环境。

    3.2.3网络教学平台建设

    利用网络教学平台的优势，以微信和东北电力大学“544核心课程”数字化教学平台为载体，建设网络教学环境，开发网络教材。网络教材以图片、影像为主体，引入各类电气设备的图片、现场事故图片、现场操作录像及培训录像等，同时配以相关的习题与思考。通过网络教材，学生可以自主学习，有效地进行课前预习和课后复习，可以提前接触工程实际，明确实践教学环节的意义，正视学习态度，从而提升课上教学效果，完善整个教学体系。

    4结语

    以纸质教材（指导书）为基础，制作与教材相配套的多媒体教学课件，直观地展示高压开关柜的结构及操作等；借助于网络技术平台，开发网络教材，实现了单一纸质教材支持的参与式学习、多媒体课件支持的个性化学习、网络教材支持的自主式学习的有机结合。

    [参考文献]

    [1]申继伟，张晨，曾志鹏.加强立体化教材建设提升应用型教育效果[J].中国现代教育装备，2016（13）：74-76.

    [2]黄荣，怀郭芳.立体化教材的设计与开发[J].现代教育技术，2008（10）：105-109.

    [3]魏江江.立体化教材建设的思考与实践[J].科技与出版，2011（9）：30-32.

    [4]李彬.新建本科院校立体化教材建设探析[J].教育与职业，2007（11）：33-34.

    [5]曹海平.实验课程群的立体化教材建设[J].實验室研究与探索，2011（5）：104-106，145.

    [6]王艳松，张加胜.电气工程及其自动化专业实践教学改革与探索[J].电气电子教学学报，2007（2）：86-87，101.

    [7]李颖峰，马永翔.《发电厂电气部分》课程教学改革实践[J].中国电力教育，2008（15）：80-81.

    [8]程桂林，宋维，宁陈跃高压开关检修”教学中的实践与体会[J].中国电力教育，2012（33）：49-50.