基于多種教學法的《電力系統規劃與可靠性》課程資源建設探索

張蓮梅 劉振盛

摘要：《電力系統規劃與可靠性》是武漢大學本科生專業的選修課，本文在分析了該課程當前存在的主要問題和該課程資源的特點后，擬定基于案例教學法、項目驅動教學法和情景教學法等多種教學法來建設該課程資源。初期采用某大公司提供的云計算方式建立公開獨立網站，并初步設計了網站的基本框架，以使網站能真正為基于該課程的全景式多層次目的服務。

關鍵詞：電力系統規劃；可靠性；項目驅動教學法；云計算；網站建設

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）23-0155-03

一、引言

自2015年以來，武漢大學進一步加強了本科教育，促使大學回歸人才培養本位，提高人才培養質量，本科教育改革重點在于以學生發展為中心，牢固樹立“人才培養為本、本科教育是根”的辦學理念，促進科研與教學的良性互動，教育與教學的有機融合，激發教師“教”和學生“學”的雙重動力[1]。

《電力系統規劃與可靠性》課程是武漢大學本科生專業的選修課，本課程近5年來常年選修人數超過350人，約占該專業可選課本科生人數的87%以上，是深受本科生歡迎的一門專業選修課。

但自本課程建課30多年以來，授課一直以教材為主，自本教學團隊擔任該課程任務近6年以來，雖多方結合工業和科研實際，在授課中不斷完善教學資源，但仍感到了本課程資源有一定的不足，有必要下功夫收集和整理該課程資源，并將課程資源從本課程學習延展至大學生競賽、本科生畢業設計、研究生課題研究等相關領域，課程資源的使用者從武漢大學本科生延展至武漢大學研究生、相關科研人員。

本課程資源初步擬基于案例教學法、項目驅動教學法和情景教學法等多種教學法來建設，初期采用某大公司提供的云計算方式建立公開獨立網站，以此網站提供本課程資源，為基于本課程的全景式多層次目的服務。

二、本課程當前存在的主要問題

經本課程團隊近6年的授課經驗來看，課程除了在正常的教學活動中采用傳統講授、考核考試方式外，實踐性基本缺失，這是本課程當前存在的主要問題。本課程極需提供相關的課程資源以便對學生進行全景式多層次培養。

本課程實踐性很強，但是實際授課中理論環節占絕大比例，實踐環節基本缺失。授課教師雖然強調本課程實踐環節很重要，并盡力要求學生去進行實踐，但是因為缺少實踐數據和實踐工具，學生既不愿意也沒有能力自己去完成數據的收集和實踐工具的使用工作。如果教師能夠提供相關的數據和實踐工具，降低學生的工作量和難度，有利于學生進行本課程的實踐，因此極有必要專門進行本課程資源的建設。

三、本課程資源的特點

1.數據種類繁多。本課程是多學科綜合課程，相關數據種類繁多，不僅包括電力行業數據，還包括經濟、人口、地理、氣象等其他行業數據；不僅包括基礎結構數據，還包括不斷新增的運行數據；不僅包括計算數據，還包括計算工具；不僅包括用于計算的數據，還包括案例、文件和法規等。

2.數據量巨大。主要包括：（1）計算工具種類繁多，有些計算工具存儲所占空間較大。（2）計算數據量大，有可能保存長達十年以上的高采樣密度數據，有可能保存覆蓋全球的高采樣密度數據。（3）有些在線計算占用計算空間巨大。（4）計劃向國內外相關工作人員提供課程資源服務，被服務人員數量較大。

3.靜態和動態服務并存。靜態服務主要是指用戶可下載本課程資源至用戶端計算機后脫網使用。動態服務主要是指用戶在網站上直接進行計算或規劃得到相關的結果，這是本課程資源擬將為用戶提供的高層次服務。

4.服務于多層次目的。本課程資源能為《電力系統規劃與可靠性》課程、大學生電工數模競賽、本科生畢業設計、學生創新和人才培養、教師培養和科研共5個層次的目的服務，應根據各目的特點提供相應的課程資源。

根據上述本課程資源的特點，應選擇合適的教學法來使用資源，采用合適的方式來提供資源。

四、課程資源教學法的選擇

1.案例教學法。20世紀初，哈佛大學創造了案例教學法，即圍繞一定培訓目的把實際中真實的情景加以典型化處理，形成供學員思考分析和決斷的案例（通常為書面形式），通過獨立研究和相互討論的方式來提高學生分析和解決問題的能力的一種方法。這種教學方法依照法律工作中的立案辦法把教學內容編成案例形式來進行教學很受歡迎，在當今世界的教育和培訓中受到重視和廣泛的應用[2]。本課程可以通過各種實際或典型案例，促進學生學習。因此，本課程需要提供廣泛的相關案例資源，供教學中采用案例教學法。

2.項目驅動教學法。項目驅動教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法，它是解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念，使每一位學生都能根據自己對當前問題的理解，運用共有的知識和自己特有的經驗提出方案、解決問題。該法中的項目，一般是以產生具體的、具有實際需求和應用的產品為目的的任務[3]。本課程可以通過要求學生完成具有實際需求和應用的項目來促進學生學習。因此，本課程需要提供廣泛的相關項目資源，供教學中采用項目驅動教學法。

3.情景式教學法。情景式教學法是充分利用形象，創設典型場景，激起學生的學習情緒，把認知活動和情感活動結合起來的一種教學模式。從學生的學習效率來說，能夠引起學生情景共鳴的效果是優于無情景共鳴的學習效果。本課程可以通過激起學生的情景共鳴來促進學生學習。因此，本課程需要提供廣泛的相關項目資源，供教學中采用情景式教學法。

本課程除了在正常的教學活動中采用的傳統講授、考核考試方式外，課程資源還要能滿足案例教學法、項目驅動教學法和情景式教學法等多種教學法的使用。

五、課程資源提供方式的選擇

本課程的資源主要有三種方式可供選擇：線下方式、線上方式和混合方式。

1.線下方式。線下方式是指不采用互聯網方式、由學生找教師拷貝課程資源。鑒于本課程資源量巨大的現狀，此方式有一定的優點，但是不能為更廣大的使用者服務，故不予考慮。

2.線上方式。線上方式是指采用互聯網的方式提供課程資源。近年來，大規模的在線開放課程（“慕課”）和學習平臺在世界范圍內迅速興起，拓展了教學時空，增強了教學的吸引力，激發了學習者的學習積極性和自主性，擴大了優質教育資源的受益面，正在促進教學內容、方法、模式和教學管理體制機制發生變革[4]。此方式能服務更廣大的資源使用者，但是建設和維護網站的工作量較大。因為本課程資源量巨大，若資源使用者同時上傳本課程資源，則本課程資源和使用人數存在日漸增長的可能性，則網站費用也會比線下多，且有日漸增長的可能性。本課程資源建設采用此方式。

3.混合方式。混合方式是線上和線下相混合的方式，這種方式可以在資源使用者和資源維護的經濟性方面取得適當的平衡，但必會減少一部分的資源使用者。經反復考慮，不采用此方式。

線上方式中，經調研和實際試用，一般有如下五種方式可供選擇：武漢大學課程中心、精品課程中心、MOOC、通用或專用論壇等、專門網站。（1）武漢大學課程中心。武漢大學建有課程中心，可供本校教師在該網站上免費建設課程。該課程中心所建本校課程較多，可以正常使用，但是每門課程所傳資源的結構固定，主要以PPT文件等靜態文件為主。因為需要用戶名和密碼才能使用，訪問量極小，教師和學生中并不常用該課程中心的課程，甚至許多教師和學生從未用過此課程中心的課程，故此方式不予考慮。（2）精品課程中心。國家花費大量的人力、物力建設各級精品課程中心。例如“精品課”網站是全民終身學習的平臺，發布的國家級精品課程運行良好，使用起來很方便[5]，但仍有如下不足：①雖然每門課程的資源可以PPT、視頻、doc等近10種方式表達課件、作業、試題庫等課程所需，但是所有資源仍基本是觀看或靜態下載方式，不滿足本課程資源動態使用方式所需。②該網站上基本只發布國家級精品課程，專業選修課幾乎不可能被發布。③該網站課程只能用于課程學習，資源不利于延展至科研使用，故此方式不予考慮。（3）MOOC。大規模在線開放課程（Massive Open Online Course，MOOC）是一種任何人都能免費注冊使用的在線教育模式。隨著MOOC的興起，武漢大學也在推廣MOOC[6]。MOOC有一套類似于線下課程的作業評估體系和考核方式，例如：中國大學MOOC承接教育部國家精品開放課程任務，向大眾提供中國知名高校的MOOC課程[7]。許多MOOC網站運行良好[8-10]，覆蓋國內國際課程，使用起來很方便，師生互動性強，訪問量大，但仍存在如下不足：①所有資源仍基本是觀看或靜態下載方式，不滿足本課程資源動態使用方式所需。②該網站課程只能用于課程學習，資源不利于延展至科研使用。③每門課維護工作量巨大。故此方式不予考慮。（4）通用或專業論壇等。采用電力研學網[11]等通用或專業論壇等方式，雖脫離了上述3類課程網站的局限，只要是可以制成文件的資源都可以上傳下載，擴展了可用資源的種類，提供使用者各種交流方式，但是論壇有如下不足：①論壇使用者混雜，使得本課程資源使用者要在混雜信息中尋找特定信息，尋找工作量大，干擾因素多。②論壇資源未經可使用性審核，使得可使用性大為降低。故此方式不予考慮。（5）專用網站。經過排除上述4種線上方式后，為本課程資源建立專用網站是可行之道。建立專用網站有如下兩種方式：①獨立建網站。具有自主靈活的優點，但是當資源量巨大時，運行費用較多。②采用某大公司提供的云計算方式建網站。例如，新浪云提供云計算服務[12]。此方式雖受限于該大公司提供的云計算服務的限制，但是初期運行費用較少。

經比較上述兩種專用網站的優缺點，本課程資源專用網站擬初期采用某大公司提供的云計算方式建網站，后期根據網站的使用情況再進行調整。

六、本課程資源的基本框架

根據上述分析，本課程資源的基本框架如圖1所示。

本課程資源主要提供靜態服務和動態服務兩大類，其中動態服務中包含論壇。

1.靜態服務，主要是指提供文件類型、數據包和程序包之類的靜態文檔的下載。

2.動態服務，主要是指根據本課程資源提供的相關數據和相關計算工具或規劃工具，在線進行計算或規劃，得到相應的計算結果或規劃結果，供用戶使用，這是本課程資源網站的特點。如何提高計算或規劃速度、如何提供盡可能多的方數據或工具供用戶在線使用、如何把封裝的計算或規劃過程剖析并透明給用戶理解都是需要解決的問題。論壇是為了更好地交互，更好地為課程學習或教學服務，本網站提供交互論壇服務。

在實際開發和運行時，上述基本框架需要進一步細分和優化，以使網站能真正達到基于《電力系統規劃與可靠性》課程的全景式多層次的服務。

七、總結與展望

本文在分析了《電力系統規劃與可靠性》課程當前存的主要問題和本課程資源的特點后，初步擬基于案例教學法、項目驅動教學法和情景教學法等多種教學法來建設本課程資源，初期采用某大公司提供的云計算方式建公開獨立網站，并初步設計了該網站的基本框架，以使該網站能真正為基于本課程的全景式多層次目的服務。

參考文獻：

[1]武漢大學.武漢大學關于深化本科教育改革的若干意見（武大字[2016]2號）[Z].2016.

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[3]邱澤敏，王高亮.基于項目驅動教學法的計算機網絡實踐教學研究[J].軟件導刊，2011，（3）：190-191.

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[6]武漢大學.武漢大學關于開展2016年度MOOC課程立項建設的通知（武大本函（2016）61號）[Z].2016.

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[12]Corporation SINA.新浪云[J].2017-03-28.

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