電力系統(tǒng)課程體系教研一體化教學模型探討

余強　夏雙

摘要：針對本科電氣工程專業(yè)電力系統(tǒng)方向的課程教學現(xiàn)狀，結(jié)合國際工程專業(yè)認證電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)方案，重構(gòu)電力系統(tǒng)教學體系。重新劃分專業(yè)課程，調(diào)整知識結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)差異化、研究型、探究式、分層次教學。構(gòu)建創(chuàng)新研究型多媒體授課平臺，采用研討式教學，課堂與實踐實訓結(jié)合。教學實踐表明該課程體系及教學方式具有較好效果。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；教研一體化；課程體系重構(gòu)

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）50-0146-02

國際電氣工程本科專業(yè)要求學生具備電氣、自動化、電子與計算機技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論及技能[1]。為此學院采用分層次、分類別的培養(yǎng)模式，將專業(yè)課程劃分為不同的類別模塊，形成多個專業(yè)方向。即學生在學習相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論知識及基本技能之后，接受1—2個專業(yè)方向的基本訓練，形成電氣與電子相結(jié)合、控制與信息相結(jié)合、軟件與硬件相結(jié)合、裝置與系統(tǒng)相結(jié)合的知識結(jié)構(gòu)特色。其中電力系統(tǒng)自動化模塊主要學習電力系統(tǒng)及其相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計制造、施工運行、測試分析、控制和管理等專業(yè)知識，培養(yǎng)面向電力工業(yè)和大型企業(yè)自備電廠的從事電力領(lǐng)域設(shè)計與制造、技術(shù)開發(fā)、工程施工、試驗分析、運營維護、技術(shù)管理、教學科研等方面工作的高級工程技術(shù)人才。

一、教研一體化模型

電力系統(tǒng)自動化課程體系是在專業(yè)主干公共課程“電力系統(tǒng)基礎(chǔ)”之后進行的，分為“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護”、“高電壓技術(shù)”三門課。根據(jù)國際工程專業(yè)培養(yǎng)目標及我校電氣專業(yè)特點，提出教研一體化教學模型（圖1）。首先將三門課程重新劃分為基礎(chǔ)理論、知識要點及進階探索三個知識層次?；A(chǔ)理論是指課程涉及的基本原理及概念，由任課教師講授，強調(diào)與低年級基礎(chǔ)課程的銜接關(guān)系。知識要點是課程學習的主體部分，包括電力系統(tǒng)基本原理、概念、分析方法及特征。課題組建立了講授與研討結(jié)合的創(chuàng)新研究型多媒體教學平臺，采用教研一體化教學模式，即課堂講授與探討式教學相結(jié)合，強調(diào)學生主動參與。進階探索是指在此基礎(chǔ)上拓寬知識面，探討科技前沿。

講授與研討結(jié)合的創(chuàng)新研究型教學模式是教研一體化的基礎(chǔ)[2]。該模式體現(xiàn)在課堂上教師采用研討的教學方式引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)、探索、應(yīng)用電力系統(tǒng)知識，強調(diào)學生主動參與。相應(yīng)的考核與評價多樣化，采用平時作業(yè)+課堂提問+課后小結(jié)+期末考試的方式，客觀綜合評價學習效果。為豐富課堂教學，結(jié)合大綱要求建立多媒體授課平臺，包括試題庫建設(shè)、實驗平臺擴展、實踐基地建設(shè)。試題庫增加操作性試題，強調(diào)解決實際問題。擴展實驗平臺，由驗證性實驗到綜合探索性實驗轉(zhuǎn)變；開展實踐基地建設(shè)，理論與生產(chǎn)實際相互補充。

二、要點實施

（一）課堂教學

將知識要點分成不同主題，例如電力系統(tǒng)分析中的潮流計算、短路計算和穩(wěn)定性計算；繼電保護中的微機保護裝置、繼電保護裝置等。學生事先以作業(yè)形式預(yù)習，教師引導(dǎo)與小組討論完成學習任務(wù)。課堂上講授與研討結(jié)合：講授采用黑板+多媒體課件+課堂討論的方式。黑板+多媒體課件既便于闡述原理及結(jié)構(gòu)，又便于深入闡述方法原理。課堂研討強調(diào)學生參與，培養(yǎng)分析解決問題的思路。進階探索知識加入最新科技進展，如傳輸控制策略、直流電傳輸、超導(dǎo)輸電等主題，探討科技發(fā)展最新動向。教師引導(dǎo)學生課堂參與，包括提問及演示，調(diào)動學生積極性，使課堂教學從授予知識變成綜合能力訓練。課堂教學不僅要求掌握電力系統(tǒng)知識要點，而且強調(diào)利用基礎(chǔ)理論解決新問題的思路和方法。

（二）課件建設(shè)

為豐富課堂教學、提升教學效果，完善多媒體及試題課件。為更好地建立“系統(tǒng)”和“工程”的概念，采用Matlab、Flash等軟件增加仿真分析及動畫演示，幫助學生理解。重點完善仿真分析，增加工程實際中存在的典型問題及分析辦法，強調(diào)理論分析與實際應(yīng)用的異同。構(gòu)建課程的虛擬仿真實例平臺，便于學生直觀理解各種綜合實例的使用效果，進而加深理解。

試題課件建設(shè)方面，原有試題庫僅面向出版教材的部分課后題，容量較小，覆蓋面較少，偏重考察課程內(nèi)容具體知識點，對于綜合考察課程關(guān)聯(lián)內(nèi)容的設(shè)計題目偏少。因此構(gòu)建和豐富試題庫，訓練學生綜合利用課程知識點來解決實際問題的能力。另外增加操作性習題，如利用Matlab m-file探索潮流計算、分析給定的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析程序，培養(yǎng)應(yīng)用能力。

（三）創(chuàng)新型實驗平臺及工程實訓體系

建立創(chuàng)新型實驗平臺：增加實驗課程設(shè)計環(huán)節(jié)，實踐內(nèi)容的設(shè)置上更加突出實用性、綜合性和創(chuàng)新性。增加了階段式電流保護整定計算、保護配合能力及對應(yīng)圖紙的繪制。采用數(shù)字動態(tài)實時仿真系統(tǒng)DDRTS仿真與手算并行的方式，驗證手算，進行線路故障下保護動作的仿真分析。實驗教學中把理論教學中的抽象概念、原理通過實驗過程形象生動地表現(xiàn)出來，進一步將抽象的理論知識與具體應(yīng)用對應(yīng)起來，優(yōu)化教學效果。

構(gòu)建工程實訓體系：與江蘇省電力公司職業(yè)技能訓練基地達成協(xié)議，電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)的學生須進行為期2周的工程實訓。通過現(xiàn)場模擬及技術(shù)指導(dǎo)，培養(yǎng)工程實踐與應(yīng)用能力。實訓包含電力安全工作規(guī)程、觸電急救、10kV配電設(shè)備、電能計量裝置配置、經(jīng)緯儀操作、常用電工儀表、接地裝置與剩余電流動作保護裝置、低壓故障排查、低壓用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用。培訓師負責實訓內(nèi)容，教師引導(dǎo)學生采用學過的知識分析實際問題，結(jié)合在學校所學對電力系統(tǒng)專業(yè)知識進行討論和研究。該模式幫助學生認識生產(chǎn)實際，靈活運用課堂知識，為未來工作或研究生生涯奠定基礎(chǔ)。

三、小結(jié)

根據(jù)電氣工程專業(yè)本科培養(yǎng)方案進行教研一體化平臺建設(shè)，包括課堂教學、課件及實驗實訓。通過整合理論課程內(nèi)容、改進講授方式、優(yōu)化實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建高效教學體系，形成電氣與電子結(jié)合、控制與信息結(jié)合、軟件與硬件結(jié)合、裝置與系統(tǒng)相結(jié)合的教學特色。

參考文獻：

[1]中國礦業(yè)大學電氣工程及自動化專業(yè)培養(yǎng)方案2016. http：//siee.cumt.edu.cn/2f/40/c212a339776/page.htm.

[2]劉德華.精品課程建設(shè)的內(nèi)涵與問題思考[J].教育教學論壇，2013，（11）：6-9.

Abstract：Under the bachelor course "electric power system"，class knowledge is reconstructed according to undergraduate program of electrical engineering and automation specialty by the international engineering accreditation. To realize the teaching of differential，hierarchical，research and exploration oriented characteristics，professional courses are adjusted by regrouping class knowledge，with emphasis of connection to the fundamentals as well as to the state-of-the-art research trends. An innovative multimedia teaching platform is constructed，with investigation of knowledge transfer，and combination of experiments and training. It is shown that the developed course system and teaching mode have achieved good results.

Key words：electric power system；teaching research integration；class regroupendprint