“電力系統(tǒng)分析”課程的教學(xué)經(jīng)驗與探索

摘要：“電力系統(tǒng)分析課程”作為農(nóng)電和電氣專業(yè)的核心課程，是基礎(chǔ)理論課和專業(yè)課的連接紐帶，學(xué)好該課程具有重要的意義。通過對課程多年的教學(xué)和探索，針對課程特點，定位了課程內(nèi)容，將多種教學(xué)方法應(yīng)用到教學(xué)實踐中，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合素質(zhì)能力，取得了一定的效果。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；教學(xué)經(jīng)驗；教學(xué)方法

作者簡介：倪晶（1975-），女，黑龍江哈爾濱人，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院，講師；房俊龍（1971-），男，黑龍江哈爾濱人，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院副院長，教授。（黑龍江#8194;哈爾濱#8194;150030）

中圖分類號：G642#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2012）15-0063-02

“電力系統(tǒng)分析”課程是東北農(nóng)業(yè)大學(xué)（以下簡稱“我校”）農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)和電氣工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是兩個專業(yè)的核心課程。它連接了之前學(xué)習(xí)的電工、電子、電機(jī)、自動化、計算機(jī)、高等數(shù)學(xué)等理論基礎(chǔ)課程，又對后續(xù)的主要專業(yè)課程（如繼電保護(hù)、架空線路、發(fā)電廠、變電站電氣設(shè)備等）做了理論的基礎(chǔ)準(zhǔn)備，因此該課程是理論課、基礎(chǔ)理論課向?qū)I(yè)課和工程應(yīng)用研究的過渡紐帶，具有承上啟下的作用。同時學(xué)生的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和專業(yè)綜合實驗、生產(chǎn)實習(xí)等實驗和實踐環(huán)節(jié)也要大量應(yīng)用電力系統(tǒng)分析的課程內(nèi)容，因此，學(xué)好這門課程對電氣化及電氣工程專業(yè)的學(xué)生具有極其重要的作用，可以說電力系統(tǒng)分析課程是開啟電力系統(tǒng)學(xué)科大門的一把珍貴鑰匙。

一、教學(xué)中出現(xiàn)的問題

一直以來，學(xué)生普遍反映“電力系統(tǒng)分析”課程難學(xué)、難懂、難算，教師也感到難教。這門課程之所以會存在這樣的問題，原因是多方面的。教師方面，由于近年來高校對教學(xué)體系的多次改革，授課學(xué)時數(shù)大大減少，但教學(xué)內(nèi)容并沒有削減，使得課堂教學(xué)中課程進(jìn)度較快，習(xí)題做的較少；學(xué)生方面，由于課程中概念多、計算多、公式多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多，且理論性和工程性較強(qiáng)，因此學(xué)生感到課程難度很大；課程方面，本課程涉及相關(guān)學(xué)科和專業(yè)的知識太多，例如電路、電機(jī)、電子、電磁場等。這些因素都直接影響了課程教學(xué)的順利進(jìn)行并增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，使學(xué)生產(chǎn)生了畏難的情緒，進(jìn)而影響了學(xué)習(xí)的熱情和學(xué)習(xí)效果。

二、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，適應(yīng)農(nóng)電人才培養(yǎng)

電力系統(tǒng)分析由電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析構(gòu)成。穩(wěn)態(tài)分析主要針對系統(tǒng)在對稱穩(wěn)態(tài)運(yùn)行下參數(shù)的分析和計算及有功、無功功率對系統(tǒng)運(yùn)行的影響，主要內(nèi)容有線路變壓器的參數(shù)和模型、網(wǎng)絡(luò)潮流計算的手算和計算機(jī)計算以及有功、無功對電壓和頻率的影響。電力系統(tǒng)暫態(tài)分析是對系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)中主要參數(shù)的分析和計算以及系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析，內(nèi)容包括對稱和不對稱短路時參數(shù)的計算以及系統(tǒng)的靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性。穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析這兩大體系構(gòu)成了電力系統(tǒng)分析的全部內(nèi)容，把握了這樣一條主線，對學(xué)習(xí)課程可以起到事半功倍的效果。

教學(xué)中注重電力系統(tǒng)基本概念、基本原理及基本計算方法的講解，而對于較繁瑣的理論推導(dǎo)或者實際應(yīng)用性不多的內(nèi)容可以適當(dāng)精簡。如在推導(dǎo)長輸電線路的等值電路時，用到了許多電磁場和高等數(shù)學(xué)的知識，內(nèi)容復(fù)雜抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)、理解非常困難，學(xué)習(xí)上出現(xiàn)畏難情緒，在授課中可將公式推導(dǎo)適當(dāng)簡化，主要掌握結(jié)論和方法，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。再如電力系統(tǒng)的潮流計算中，隨著計算機(jī)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)模的增大，手算潮流已經(jīng)不能適應(yīng)對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計算，因此教學(xué)中對應(yīng)用性不多的手算潮流部分做了精簡，保留原理公式的推導(dǎo)，而把計算的重點主要放在用計算機(jī)來求潮流，既能突出教學(xué)的重點又減少了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，起到良好的效果。

三、多種教學(xué)方法的應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)興趣和效果

1.情感交流法，營造良好的課堂氣氛

“親其師，信其道”是說當(dāng)學(xué)生對老師感興趣時也會對他講授的內(nèi)容感興趣。因此，作為教師要注意與學(xué)生之間的情感交流，多與學(xué)生溝通，多關(guān)心學(xué)生，成為學(xué)生的良師益友。此外，加強(qiáng)自身能力和素質(zhì)的提高，使學(xué)生能信服、甚至崇拜老師，進(jìn)而喜歡上這門課程，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

2.學(xué)習(xí)討論法，激發(fā)學(xué)習(xí)的主動性

在每節(jié)課的最后，給學(xué)生提出下次課程的一個重點問題，作為討論的題目，讓學(xué)生獨(dú)立地查閱教材、收集資料，并進(jìn)行小組討論，課堂上老師和學(xué)生共同針對題目和查閱的資料進(jìn)行討論和分析。這種學(xué)習(xí)方法能使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，每個學(xué)生都可以發(fā)表自己的見解，集思廣益、互相啟發(fā)，使教與學(xué)的過程都得到了提高。

3.多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)黑板教學(xué)模式的優(yōu)勢互補(bǔ)

“電力系統(tǒng)分析”課程是專業(yè)基礎(chǔ)課，在課程體系中起到承上啟下的作用，該課程的特點是理論性、系統(tǒng)性較強(qiáng)。在傳統(tǒng)的黑板教學(xué)中，教師在課堂上用大量的時間進(jìn)行數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)和畫圖，教學(xué)效率較低，且教學(xué)效果不理想。隨著多媒體技術(shù)的不斷推廣，這種集文字、圖形、聲音、圖片、影像于一體的教學(xué)模式被廣泛應(yīng)用。采用多媒體教學(xué)可以省去大量的黑板畫圖和公式的書寫時間，節(jié)省的時間可以用于重點和難點知識的講解，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效率又增大了課堂的信息量，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

但是多媒體教學(xué)也存在著自身的弊端：信息量大，課堂進(jìn)度較快，學(xué)生的注意力不能長時間集中，造成學(xué)生跟不上教師的講課進(jìn)度，進(jìn)而影響了授課的效果。因此合理地選擇和使用多媒體教學(xué)的同時，還要發(fā)揮傳統(tǒng)黑板教學(xué)的優(yōu)勢，使二者共同參與到“電力系統(tǒng)分析”課程的教學(xué)過程中，達(dá)到教學(xué)效果的最優(yōu)化。例如：在講授同步發(fā)電機(jī)的原始方程時，運(yùn)用多媒體教學(xué)的圖像和動畫的效果，通過對發(fā)電機(jī)模型和實物的展示，使學(xué)生對同步發(fā)電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及各繞組間的位置關(guān)系有了直觀而清晰的了解和認(rèn)識，對學(xué)習(xí)同步機(jī)的方程奠定了良好的基礎(chǔ)。

4.加強(qiáng)實踐教學(xué)，提高理論認(rèn)識

“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，可見理論與實踐的結(jié)合是學(xué)好知識的關(guān)鍵點，而良好的實踐是對理論的升華。因此在課堂授課的同時，還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力。設(shè)有專業(yè)的“電力系統(tǒng)分析”實驗室，對電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)分析中各種主要的運(yùn)行特性和狀態(tài)進(jìn)行了模擬實驗，促進(jìn)了學(xué)生對課堂知識的吸收和理解。如單機(jī)—無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的實驗、電力系統(tǒng)功率特性和功率極限的實驗、電力系統(tǒng)不對稱短路及短路波形的測試實驗等。

加強(qiáng)實踐教學(xué)的另一個做法就是使學(xué)生深入到生產(chǎn)工作的現(xiàn)場，為此專業(yè)建立了多個校外實習(xí)基地，并與省內(nèi)多家電業(yè)局結(jié)成友好合作單位，通過在實習(xí)基地的學(xué)習(xí)加深了學(xué)生對理論知識的理解，也使學(xué)生了解并熟悉了專業(yè)工作特點及要求，對今后的學(xué)習(xí)有一定的促進(jìn)作用。

5.考核方式的多樣化

教學(xué)的目的是為了使學(xué)生掌握所學(xué)的專業(yè)知識及技能水平，而單一的考試方式已經(jīng)不能全面地反映學(xué)生學(xué)習(xí)的狀況，因此我們采用了閉卷+開卷+實驗+實習(xí)等多種手段的考核方法，培養(yǎng)學(xué)生從死記書本知識向主動探索知識、提高能力、提高綜合素質(zhì)水平的方向發(fā)展，加大動手和實踐能力在課程考核總成績中的比重，降低筆試成績所占比重，為培養(yǎng)高素質(zhì)的電力人才進(jìn)行探索工作。

四、探索初步成效

“電力系統(tǒng)分析”課程是一門理論性和實用性都較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。為滿足農(nóng)業(yè)電氣化與自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在教學(xué)中注重教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，實行教學(xué)方法和教學(xué)手段的多樣化，注重教學(xué)理論和實踐的結(jié)合。通過多年的教學(xué)實踐和探索，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能系統(tǒng)掌握課程內(nèi)容，理論分析能力和解決實際問題的能力也得到了提高，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）