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摘要：在高职发电厂电气运行实训课程教学中，采用计算机仿真技术1：1模拟生产现场的操作流程，以生产现场的实际任务为教学内容，保证了课堂教学与生产实际的零距离，提高了学生的职业素养，教学效果良好。
关键词：仿真技术；发电厂电气运行实训；实训教学
作者简介：邓国新（1975-），男，河北保定人，冀北电力有限公司技能培训中心，工程师；武文平（1967-），男，河北保定人，冀北电力有限公司技能培训中心，副教授。（河北 保定 071051）
基金项目：本文系中国机械工业教育协会2011年度重点研究课题“仿真技术在高职电力类专业实训中的应用研究”（课题编号：ZJJX11ZZ005）的研究成果之一。
中图分类号：G712?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）36-0063-02
发电厂电气运行实训课程是发电厂及电力系统专业的核心课程，实训项目是火力发电厂和企业自备电厂的日常电气运行倒闸操作。在现代电网规模逐步扩大和单机容量不断提高的情况下，机组运行的自动化水平越来越高，基于盘台的电气硬手操方式逐渐淘汰，新建机组大部分采用ECS（electric control system）电气控制系统，与DCS系统构成了机炉电一体化协同控制系统。加上市场经济条件下的电力企业要求受聘员工上岗快，具有“顶岗”工作能力。因此，对高职高专发电厂及电力系统的毕业生提出了更高的职业能力要求。
保定电力职业技术学院自主开发的发电厂电气运行仿真培训系统以国华定洲发电有限责任公司的600MW火电机组为仿真对象，基于北京四方继保自动化股份有限公司的SCT3000仿真平台开发完成，摒弃了硬件仿真模式和盘台操作模式，全部采用计算机软件仿真，控制方式、操作模式与生产现场一致；提供了大量的实训工位，可以满足几十个学生同时操作练习，保证了实训教学的顺利开展，且后期维护也很方便。
一、仿真系统简介
600MW火力发电厂电气运行仿真系统以国华定洲发电有限责任公司的#1机组为仿真对象，仿真内容包括发电机系统、主变压器系统、励磁系统、厂用电系统、继电保护与自动装置系统、保安系统、直流系统、公用系统、220kV升压变电站系统等部分。具备以下功能：机组正常启停操作、负荷调节、厂用电切换、直流系统控制、自动连锁逻辑实现、发变组故障处理、发电机与系统发生振荡及失去同步、发电机组进相运行、厂用系统故障处理等。
600MW火力发电厂电气运行仿真系统实现了全软件仿真，开发语言为VC++和Fortran。仿真系统可在每一台微机上独立运行。进行教学培训时，学员之间各自操作练习，互不影响，丰富了教学内容，提高了实训效果。
600MW火力发电厂电气运行仿真系统具有完善的培训评估考核系统，能记录用户在仿真机系统上的所有操作，同时采用仿真机系统上各种输入输出数据，运用仿真系统的评分标准，实现计算机自动评分功能。该系统还具有集中培训考核功能，即教练员可以对考核全过程进行集中监督管理，包括试题分发、学员状态监视、操作结果监视等。
600MW火力发电厂电气运行仿真系统具有开放的数据接口，为教师进行教科研活动提供了操作平台。
二、仿真实训教学方案
为了使教学贴近生产实践，将整个发电厂电气运行实训课程分为四大学习情境：发电机的正常运行监视与调整；厂用电系统运行与操作；发变组升压、并列操作；发电机异常运行及事故处理。四个学习情境由浅入深，涵盖了发电厂电气运行专业主要的操作任务。
教学方案安排如下：
学习情景一：发电机的正常运行监视与调整。包括四个子任务：电气运行基本知识认知；电气测量回路及交流绝缘监察装置认知；600MW发电机正常运行监视参数；发电机有功及无功负荷调整。总共18课时。
学习情境二：厂用电系统运行与操作。包括八个子任务：发电厂电气主接线认知；断路器与隔离开关控制及闭锁回路认知；倒闸操作基本知识认知；发电厂厂用电基本知识认知；6kV厂用电送电操作；厂用电切换操作；发电厂直流电源的运行与操作；交流事故保安电源的运行与操作。总共32学时。
学习情境三：发变组升压、并列操作。包括三个子任务：发电机励磁系统认知；同期系统认知；发电机升压并列操作。总共16学时。
学习情境四：发电机异常运行及事故处理。包括三个子任务：事故信号和预告信号回路接线与运行操作；发电机异常运行及事故处理；厂用电异常运行及事故处理。总共12学时。
三、教学组织方式
采用基于工作过程、任务驱动的教学模式共构建四个学习情境，在每一个学习情景中都设计有若干任务。学生在任务工单的引导下，在完成任务目标的驱动下学习需要的知识和技能，实现“所学即所用”。
以学生为主体、教师为主导。教师设计多种教学活动，包括问答、讨论、案例、工作情境等，使学生积极主动地参与教学。学生借助任务工单的引导去完成项目任务，在带着问题找答案的学习过程中学会自己学习。
采用“教、学、做”一体化教学模式，教师边讲解、边演示、边指导，学生边学习、边动手、边提问，实现了理论与实践的高度融合。学生与教师始终处于“做中教、教中学、学中做”的良性循环，实现课堂教学现场化。
四、教材建设
针对软件仿真的特性，编写了600MW火力发电机组电气运行的校本教材。这套教材以培养发电厂电气值班员的运行和操作技能为目标，基于电厂的实际工作过程，学习情景涵盖了电气值班员中级工应知、电气运行规程及发电厂电气实际操作规范流程等内容，并且对发电厂锅炉和汽机的有关操作及行业最新发展、动态进行了概述，以开阔学生的眼界，能够全面指导学生进行发电厂电气运行实训课程的学习。
五、教学资源建设
为了保证发电厂电气运行实训课程的教学效果，任课教师进行了大量的教学资源建设工作。除了课程教材，还包括现场规程、任务工单、网络教学资源库。 1.现场规程
为了在整个教学过程中将安全和企业规范贯穿其中，给学生提供纸质和电子版的《电业安全工作规程》（发电厂、变电站部分）、《600MW机组集控运行规程》（国华定洲发电有限责任公司），便于学生在学习情境的实施过程中随时参考。
2.任务工单
以项目为导向的课程开发，教材、教参仅仅是学生学习的一个辅助材料，学生可以从中找到本课程所要求了解和掌握的“知识点”内容。但要贯彻以行动导向为原则的学习方法，还需要一套能引导学生按照学习情境所设计的方向进行学习并完成项目任务的“任务工单”。课程组教师通过企业调研收集企业最常见、最典型的工作任务，与企业专家探讨确立了学习情境，并且编写了一整套任务工单。在每个学习情境的实施过程中都给学生配以相应的任务工单，引导学生自主学习理论，训练实践技能。
3.网络教学资源库
本课程教学网站的网络教学资源库中包括基础资源（课程标准、校本教材等）、过程资源（电子教案、任务工单等）、拓展资源（岗位职责、技术文件等），内容不断充实丰富，为保证课程教学质量提供了较为充足的资源保障。如图1所示。
六、师资队伍建设
教师的培养工作是保证发电厂电气运行实训教学效果的重要手段。近几年进行师资队伍建设的措施如下：
1.高职教育理念的培养和树立
（1）高职教育理念的提升。积极组织教师参加姜大源等著名学者的先进职业教育理念讲座和报告会，提高学院教师的课程开发理念和教学设计能力；积极聘请陈东等职教领域专家来我院举办高职教育理念及精品课程建设讲座。通过以上“走出去、请进来”的方式使课程组教师的高职教育理念得到了熏陶和提升。
（2）基于工作过程课程开发理论的学习。课程组教师在课程建设过程中，还不断深入学习《当代德国职业教育主流教育思想》、《职业教育学新论》等著名专著，使教师对本专业定位、课程改革方向、教学方法等有了更为深刻的认识，同时把这些理念运用到课程建设当中，进一步加深了对高职教育理念的理解。
2.职业能力培养
课程组在课程建设过程中，通过以老带新、以老促新、“师傅+徒弟”1+1帮带、观摩教学、课程研讨、教学比赛、教学考核等方式提高青年教师的职业素养和教学能力。
（1）以老带新、以老促新。学院建立了完善的新教师帮带制度。参加本课程教学的每一位新老师通过和资深教师跟班辅导、跟班助教、课前、课后说课、讲课评议等方式提高教学能力。
（2）比赛、比武。通过教案设计、讲课说课比赛、课件制作、多媒体教学比武等方式激发了青年教师备好课、上好课的积极性，达到主动学习现代教育技术的目的，进一步提高了青年教师的教学能力。
（3）教学考核。通过学院、系部、教研室三级教学质量监控体系对每位教师的教学质量进行考核，进一步促进了教师教学能力的不断提高。
3.通过多种方式提高课程组教师的专业技术水平
提供机会让青年教师与有经验的教师切磋技艺、交流经验，提高青年教师的技能水平；鼓励教师参加更高一级的技能培训和考核，鼓励教师通过自学、进修、学术交流、考察等形式提高业务素质；选派骨干教师进行国家职业技能鉴定考评员的培训与认证，选派教师参加下厂锻炼，深入企业一线，横向、纵向提高教师的实践工作能力。考虑到实训教学的特殊性，除了专任教师外还配有企业兼职教师。企业兼职教师承担一定的教学任务，平均每学期90课时。
七、教学效果
采用软件仿真在发电厂电气运行实训课程中进行授课，教学效果良好，获得了学生、校内教学督导组以及校外行业专家的一致好评。课程的设计和教学符合学生认知规律，课堂教学更贴近生产实践，可以让学生在较短的时间内对生产现场和生产过程有进一步的了解，获得更多的操作机会，提高其工作素养。
电气值班员资格证书获得情况：2008年电气值班员中级证获取率86%；2009年电气值班员中级证获取率85.9%；2010年电气值班员中级证获取率89.9%；2011年电气值班员中级证获取率90.5%。
学生就业：2008年发电专业学生就业率90%；2009年发电专业学生就业率91.3%；2010年发电专业学生就业率96%；2011年发电专业学生就业率96.8%。
（责任编辑：王祝萍）
关键词：仿真技术；发电厂电气运行实训；实训教学
作者简介：邓国新（1975-），男，河北保定人，冀北电力有限公司技能培训中心，工程师；武文平（1967-），男，河北保定人，冀北电力有限公司技能培训中心，副教授。（河北 保定 071051）
基金项目：本文系中国机械工业教育协会2011年度重点研究课题“仿真技术在高职电力类专业实训中的应用研究”（课题编号：ZJJX11ZZ005）的研究成果之一。
中图分类号：G712?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）36-0063-02
发电厂电气运行实训课程是发电厂及电力系统专业的核心课程，实训项目是火力发电厂和企业自备电厂的日常电气运行倒闸操作。在现代电网规模逐步扩大和单机容量不断提高的情况下，机组运行的自动化水平越来越高，基于盘台的电气硬手操方式逐渐淘汰，新建机组大部分采用ECS（electric control system）电气控制系统，与DCS系统构成了机炉电一体化协同控制系统。加上市场经济条件下的电力企业要求受聘员工上岗快，具有“顶岗”工作能力。因此，对高职高专发电厂及电力系统的毕业生提出了更高的职业能力要求。
保定电力职业技术学院自主开发的发电厂电气运行仿真培训系统以国华定洲发电有限责任公司的600MW火电机组为仿真对象，基于北京四方继保自动化股份有限公司的SCT3000仿真平台开发完成，摒弃了硬件仿真模式和盘台操作模式，全部采用计算机软件仿真，控制方式、操作模式与生产现场一致；提供了大量的实训工位，可以满足几十个学生同时操作练习，保证了实训教学的顺利开展，且后期维护也很方便。
一、仿真系统简介
600MW火力发电厂电气运行仿真系统以国华定洲发电有限责任公司的#1机组为仿真对象，仿真内容包括发电机系统、主变压器系统、励磁系统、厂用电系统、继电保护与自动装置系统、保安系统、直流系统、公用系统、220kV升压变电站系统等部分。具备以下功能：机组正常启停操作、负荷调节、厂用电切换、直流系统控制、自动连锁逻辑实现、发变组故障处理、发电机与系统发生振荡及失去同步、发电机组进相运行、厂用系统故障处理等。
600MW火力发电厂电气运行仿真系统实现了全软件仿真，开发语言为VC++和Fortran。仿真系统可在每一台微机上独立运行。进行教学培训时，学员之间各自操作练习，互不影响，丰富了教学内容，提高了实训效果。
600MW火力发电厂电气运行仿真系统具有完善的培训评估考核系统，能记录用户在仿真机系统上的所有操作，同时采用仿真机系统上各种输入输出数据，运用仿真系统的评分标准，实现计算机自动评分功能。该系统还具有集中培训考核功能，即教练员可以对考核全过程进行集中监督管理，包括试题分发、学员状态监视、操作结果监视等。
600MW火力发电厂电气运行仿真系统具有开放的数据接口，为教师进行教科研活动提供了操作平台。
二、仿真实训教学方案
为了使教学贴近生产实践，将整个发电厂电气运行实训课程分为四大学习情境：发电机的正常运行监视与调整；厂用电系统运行与操作；发变组升压、并列操作；发电机异常运行及事故处理。四个学习情境由浅入深，涵盖了发电厂电气运行专业主要的操作任务。
教学方案安排如下：
学习情景一：发电机的正常运行监视与调整。包括四个子任务：电气运行基本知识认知；电气测量回路及交流绝缘监察装置认知；600MW发电机正常运行监视参数；发电机有功及无功负荷调整。总共18课时。
学习情境二：厂用电系统运行与操作。包括八个子任务：发电厂电气主接线认知；断路器与隔离开关控制及闭锁回路认知；倒闸操作基本知识认知；发电厂厂用电基本知识认知；6kV厂用电送电操作；厂用电切换操作；发电厂直流电源的运行与操作；交流事故保安电源的运行与操作。总共32学时。
学习情境三：发变组升压、并列操作。包括三个子任务：发电机励磁系统认知；同期系统认知；发电机升压并列操作。总共16学时。
学习情境四：发电机异常运行及事故处理。包括三个子任务：事故信号和预告信号回路接线与运行操作；发电机异常运行及事故处理；厂用电异常运行及事故处理。总共12学时。
三、教学组织方式
采用基于工作过程、任务驱动的教学模式共构建四个学习情境，在每一个学习情景中都设计有若干任务。学生在任务工单的引导下，在完成任务目标的驱动下学习需要的知识和技能，实现“所学即所用”。
以学生为主体、教师为主导。教师设计多种教学活动，包括问答、讨论、案例、工作情境等，使学生积极主动地参与教学。学生借助任务工单的引导去完成项目任务，在带着问题找答案的学习过程中学会自己学习。
采用“教、学、做”一体化教学模式，教师边讲解、边演示、边指导，学生边学习、边动手、边提问，实现了理论与实践的高度融合。学生与教师始终处于“做中教、教中学、学中做”的良性循环，实现课堂教学现场化。
四、教材建设
针对软件仿真的特性，编写了600MW火力发电机组电气运行的校本教材。这套教材以培养发电厂电气值班员的运行和操作技能为目标，基于电厂的实际工作过程，学习情景涵盖了电气值班员中级工应知、电气运行规程及发电厂电气实际操作规范流程等内容，并且对发电厂锅炉和汽机的有关操作及行业最新发展、动态进行了概述，以开阔学生的眼界，能够全面指导学生进行发电厂电气运行实训课程的学习。
五、教学资源建设
为了保证发电厂电气运行实训课程的教学效果，任课教师进行了大量的教学资源建设工作。除了课程教材，还包括现场规程、任务工单、网络教学资源库。 1.现场规程
为了在整个教学过程中将安全和企业规范贯穿其中，给学生提供纸质和电子版的《电业安全工作规程》（发电厂、变电站部分）、《600MW机组集控运行规程》（国华定洲发电有限责任公司），便于学生在学习情境的实施过程中随时参考。
2.任务工单
以项目为导向的课程开发，教材、教参仅仅是学生学习的一个辅助材料，学生可以从中找到本课程所要求了解和掌握的“知识点”内容。但要贯彻以行动导向为原则的学习方法，还需要一套能引导学生按照学习情境所设计的方向进行学习并完成项目任务的“任务工单”。课程组教师通过企业调研收集企业最常见、最典型的工作任务，与企业专家探讨确立了学习情境，并且编写了一整套任务工单。在每个学习情境的实施过程中都给学生配以相应的任务工单，引导学生自主学习理论，训练实践技能。
3.网络教学资源库
本课程教学网站的网络教学资源库中包括基础资源（课程标准、校本教材等）、过程资源（电子教案、任务工单等）、拓展资源（岗位职责、技术文件等），内容不断充实丰富，为保证课程教学质量提供了较为充足的资源保障。如图1所示。
六、师资队伍建设
教师的培养工作是保证发电厂电气运行实训教学效果的重要手段。近几年进行师资队伍建设的措施如下：
1.高职教育理念的培养和树立
（1）高职教育理念的提升。积极组织教师参加姜大源等著名学者的先进职业教育理念讲座和报告会，提高学院教师的课程开发理念和教学设计能力；积极聘请陈东等职教领域专家来我院举办高职教育理念及精品课程建设讲座。通过以上“走出去、请进来”的方式使课程组教师的高职教育理念得到了熏陶和提升。
（2）基于工作过程课程开发理论的学习。课程组教师在课程建设过程中，还不断深入学习《当代德国职业教育主流教育思想》、《职业教育学新论》等著名专著，使教师对本专业定位、课程改革方向、教学方法等有了更为深刻的认识，同时把这些理念运用到课程建设当中，进一步加深了对高职教育理念的理解。
2.职业能力培养
课程组在课程建设过程中，通过以老带新、以老促新、“师傅+徒弟”1+1帮带、观摩教学、课程研讨、教学比赛、教学考核等方式提高青年教师的职业素养和教学能力。
（1）以老带新、以老促新。学院建立了完善的新教师帮带制度。参加本课程教学的每一位新老师通过和资深教师跟班辅导、跟班助教、课前、课后说课、讲课评议等方式提高教学能力。
（2）比赛、比武。通过教案设计、讲课说课比赛、课件制作、多媒体教学比武等方式激发了青年教师备好课、上好课的积极性，达到主动学习现代教育技术的目的，进一步提高了青年教师的教学能力。
（3）教学考核。通过学院、系部、教研室三级教学质量监控体系对每位教师的教学质量进行考核，进一步促进了教师教学能力的不断提高。
3.通过多种方式提高课程组教师的专业技术水平
提供机会让青年教师与有经验的教师切磋技艺、交流经验，提高青年教师的技能水平；鼓励教师参加更高一级的技能培训和考核，鼓励教师通过自学、进修、学术交流、考察等形式提高业务素质；选派骨干教师进行国家职业技能鉴定考评员的培训与认证，选派教师参加下厂锻炼，深入企业一线，横向、纵向提高教师的实践工作能力。考虑到实训教学的特殊性，除了专任教师外还配有企业兼职教师。企业兼职教师承担一定的教学任务，平均每学期90课时。
七、教学效果
采用软件仿真在发电厂电气运行实训课程中进行授课，教学效果良好，获得了学生、校内教学督导组以及校外行业专家的一致好评。课程的设计和教学符合学生认知规律，课堂教学更贴近生产实践，可以让学生在较短的时间内对生产现场和生产过程有进一步的了解，获得更多的操作机会，提高其工作素养。
电气值班员资格证书获得情况：2008年电气值班员中级证获取率86%；2009年电气值班员中级证获取率85.9%；2010年电气值班员中级证获取率89.9%；2011年电气值班员中级证获取率90.5%。
学生就业：2008年发电专业学生就业率90%；2009年发电专业学生就业率91.3%；2010年发电专业学生就业率96%；2011年发电专业学生就业率96.8%。
（责任编辑：王祝萍）