慕課教學(xué)在電力系統(tǒng)分析中應(yīng)用的初步探索

郭飛+胡向東+唐賢倫+陳功貴

摘要：在電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)中主動(dòng)引入慕課教學(xué)的先進(jìn)理念具有重要意義，本文綜合考慮電力系統(tǒng)分析課程內(nèi)容特點(diǎn)和慕課具體實(shí)現(xiàn)形式，從慕課課程制作、課堂教學(xué)方式變革、成績(jī)?cè)u(píng)定方式轉(zhuǎn)變等方面探討如何將慕課教學(xué)具體應(yīng)用到電力系統(tǒng)分析課程的教學(xué)中，為電力系統(tǒng)分析課程的教學(xué)提供有益的探索。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)分析；慕課教學(xué)；教學(xué)方式變革；成績(jī)?cè)u(píng)定方式轉(zhuǎn)變

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）01-0191-02

一、緒論

電力系統(tǒng)分析是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課程，主要包括穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析，涉及潮流計(jì)算、短路計(jì)算和穩(wěn)定性計(jì)算這三大模塊。[1]由于涉及大量計(jì)算，該門課程理論性非常強(qiáng)，要求學(xué)生具備一定的高數(shù)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；同時(shí)還要求學(xué)生先修電路原理、電機(jī)學(xué)等電氣專業(yè)課程，必備相應(yīng)的電氣理論知識(shí)。此外，作為一門與實(shí)際電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密的專業(yè)課程，在學(xué)習(xí)本門課程時(shí)也要求學(xué)生具有工程思維，在理論計(jì)算中融入工程實(shí)際，達(dá)到理論與實(shí)踐的相互融合、相得益彰。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，該門課程側(cè)重于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，比如物理概念的闡述、公式的推導(dǎo)、定理的解釋等，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)比較吃力，一方面源于定理公式的晦澀難懂無(wú)趣；另一方面由于無(wú)法接觸實(shí)際電力系統(tǒng)設(shè)備裝置等，無(wú)法將工程思維融入理論的闡述和推導(dǎo)中，最終導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法深刻理解理論知識(shí)，致使該門課程教學(xué)效果大打折扣。隨著教學(xué)模式的不斷發(fā)展，教育工作者深刻認(rèn)識(shí)到實(shí)踐在教學(xué)中的重要地位，并進(jìn)行了大量的實(shí)踐教學(xué)探索，取得了較好的教學(xué)效果。然而，目前的電力系統(tǒng)分析實(shí)踐教學(xué)多通過(guò)參觀實(shí)習(xí)的方式進(jìn)行，這種教學(xué)方式存在諸多問題：如與理論學(xué)習(xí)脫節(jié)，學(xué)生只注重實(shí)踐而難以聯(lián)系理論知識(shí)、淺嘗輒止難以深入等問題。與此同時(shí)，以往電力分析課程的成績(jī)?cè)u(píng)定方式也注重學(xué)生邏輯思維的培養(yǎng)和鍛煉，而作為一門與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密的課程，如果沒有對(duì)電力設(shè)備有直觀的認(rèn)識(shí)，很難以學(xué)習(xí)并理解相應(yīng)的理論知識(shí)。因此，教育工作者不斷探尋能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)分析理論與實(shí)踐更好地結(jié)合起來(lái)從而大大提高其教學(xué)效果的教學(xué)模式和方法。

2008年加拿大人Dave Cormier與Bryan Alexander聯(lián)合提出的慕課（MOOCs）的概念，慕課是大規(guī)模在線開放課程教育平臺(tái)（Massive Open Online Courses）的簡(jiǎn)稱。[2]慕課一經(jīng)提出，便呈井噴式發(fā)展，美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》發(fā)文稱2012年為“慕課元年”。[3]許多著名專家一致認(rèn)為慕課是“印刷術(shù)發(fā)明以來(lái)教育最大的革新”，并呈現(xiàn)“未來(lái)教育”的曙光。[4]作為一種新型的教學(xué)模式，慕課具有許多傳統(tǒng)教學(xué)模式所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：1）不受時(shí)空限制，學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí)；2）授課形式多樣化，充分運(yùn)用多種手段比如動(dòng)畫、視頻、微課程和小測(cè)試等，使得教學(xué)深入淺出，更加可以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性；3）互動(dòng)教學(xué)，形成強(qiáng)大的論壇或?qū)W習(xí)社區(qū)，更好地促進(jìn)教師與學(xué)生間的互動(dòng)教學(xué)和學(xué)生間的協(xié)同學(xué)習(xí)。[5]因此，如果將慕課理念引入電力系統(tǒng)分析課程的教學(xué)中并實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)和工程實(shí)踐的高度融合，將大大促進(jìn)該門課程教學(xué)的發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也為該門課程的教學(xué)變革提供一個(gè)可行的方向。

二、存在的問題

目前，將慕課教學(xué)理念引入電力系統(tǒng)分析這門課程主要存在三個(gè)問題：[6]

（一）缺乏生動(dòng)的慕課素材

目前網(wǎng)上有關(guān)電力系統(tǒng)分析的慕課只不過(guò)是課堂教學(xué)的錄像視頻。然而，作為一種新型的、顛覆性的教學(xué)新模式，慕課不僅是傳統(tǒng)課題教學(xué)的錄像，而是涉及將知識(shí)以更加生動(dòng)、豐富、互動(dòng)性強(qiáng)的方式傳授給學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生發(fā)散思維，激發(fā)起內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，更好地培養(yǎng)學(xué)生的自主性、主動(dòng)性。因此，電力系統(tǒng)分析課程的慕課制作需要專業(yè)教師、課件設(shè)計(jì)師、攝影師以及IT專家等專業(yè)人士的團(tuán)隊(duì)工作和共同努力。如何適應(yīng)大學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和心理成長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，制作出適應(yīng)大學(xué)生在線學(xué)習(xí)的慕課課件是其中一項(xiàng)極為關(guān)鍵的工作。

（二）缺乏高效的課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)課堂教學(xué)屬于單向“填鴨式”模式，師生之間缺乏互動(dòng)和交流，致使學(xué)生被動(dòng)接受死知識(shí)，信息流通不對(duì)稱，最終造成大學(xué)生“思考力”喪失。而單獨(dú)慕課教學(xué)則會(huì)造成同學(xué)之間、師生交流不足，容易導(dǎo)致個(gè)體固步自封，思想僵化。大學(xué)不僅僅是一個(gè)傳遞知識(shí)的地方，更重要的是培養(yǎng)能量和傳遞情感的地方。大學(xué)同學(xué)之間共同生活以及教師的言傳身教，都將對(duì)學(xué)生的人格塑造和綜合素質(zhì)提高產(chǎn)生不可估量的影響。[7]因此，尋找一種能夠正確結(jié)合傳統(tǒng)課堂教學(xué)和現(xiàn)代慕課的新型課堂教學(xué)模式，充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)和慕課教學(xué)各自的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于電力系統(tǒng)分析課程課堂教學(xué)發(fā)展具有重要的意義。

（三）缺乏科學(xué)的學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定方式

傳統(tǒng)教學(xué)多采用考試或者考核等方式對(duì)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行評(píng)定，由于缺乏對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的跟蹤評(píng)價(jià)，導(dǎo)致大部分同學(xué)以結(jié)果導(dǎo)向性方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，多表現(xiàn)為考前突擊、重點(diǎn)突擊等方式，缺乏對(duì)電力系統(tǒng)分析課程的系統(tǒng)性全面把握，使得教學(xué)效果大大折扣。而慕課多采用計(jì)算機(jī)評(píng)估、學(xué)生互評(píng)、網(wǎng)絡(luò)考試等方式評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，但這種方式缺乏思維能力、思考力的培養(yǎng)，無(wú)法全面評(píng)價(jià)學(xué)生的成績(jī)。因此，如何統(tǒng)籌考慮傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代慕課的各自優(yōu)勢(shì)，并將之應(yīng)用于電力系統(tǒng)分析課程的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系中，是慕課成功應(yīng)用于電力系統(tǒng)分析教學(xué)改革的關(guān)鍵所在。

三、應(yīng)對(duì)措施

針對(duì)慕課在電力系統(tǒng)分析課程中存在的問題，我們主要從如下三個(gè)方面進(jìn)行針對(duì)性探索：

（一）慕課制作

以“復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的牛頓-拉夫遜算法”這一章節(jié)為例進(jìn)行慕課制作。基于模塊化、層次化等思維，采用圖表、動(dòng)畫等多種方法精心制作PPT課件；優(yōu)選教學(xué)名師，開展多種形式課堂授課；優(yōu)選專業(yè)優(yōu)質(zhì)慕課制作團(tuán)隊(duì)，制作高質(zhì)量在線慕課課程。

慕課主體部分是課堂視頻，通常視頻的時(shí)間限定為8-10分鐘，視頻分成多個(gè)段落，段落之間設(shè)置問題等形式以測(cè)試學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，然后在下一段落系統(tǒng)自動(dòng)給出反饋。

（二）課堂教學(xué)模式變革

采用先觀看慕課視頻，學(xué)生自主思考、分組討論深化理解知識(shí)點(diǎn)；然后針對(duì)課程難點(diǎn)和重點(diǎn)，教師采用傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式講解并進(jìn)行師生互動(dòng)的方式。課堂教學(xué)的核心以問題為導(dǎo)向，啟發(fā)學(xué)生自主性思考；遵循科學(xué)探索規(guī)律，循序漸進(jìn)引入課堂理論知識(shí)；結(jié)合工程思維，理論聯(lián)系實(shí)際，拓寬和加深學(xué)生思考方式；引入互動(dòng)-對(duì)辯模式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂學(xué)習(xí)，使學(xué)生成為課堂教學(xué)的主人而不是被動(dòng)接受者。

（三）學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定方式改革

采用傳統(tǒng)考試與過(guò)程評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定，在過(guò)程評(píng)價(jià)中重點(diǎn)考察能力鍛煉、課堂互動(dòng)、實(shí)踐應(yīng)用等多個(gè)因素，合理選擇權(quán)重系數(shù)，如30%+30%+40%的比例系數(shù)計(jì)算學(xué)生最終過(guò)程成績(jī)；然后通過(guò)傳統(tǒng)考試方式考察學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)、定理、物理內(nèi)涵的理解和掌握。此外，可以科學(xué)引入自評(píng)和互評(píng)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生積極準(zhǔn)確評(píng)價(jià)自己及他人，在自我認(rèn)識(shí)和與比他人的比對(duì)中不斷提升自我。在未來(lái)的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)中將合理納入多種評(píng)價(jià)機(jī)制，綜合評(píng)估學(xué)生表現(xiàn)。

四、結(jié)語(yǔ)

本文綜合考慮電力系統(tǒng)分析課程的內(nèi)容屬性以及慕課教學(xué)的先進(jìn)理念，將慕課教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng)，主要從慕課課程制作、課堂教學(xué)模式變革、學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定方式改革等三個(gè)方面闡述了慕課教學(xué)在電力系統(tǒng)分析課程中遇到的困境和難題，并給出了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)于促進(jìn)電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)模式的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，也為其他課程的教學(xué)改革提供了一個(gè)可能的探索方向。當(dāng)然，慕課教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式大的深刻融合還有大量工作需要繼續(xù)深入開展，我們也將不斷、積極主動(dòng)地開展這方面的教學(xué)和研究工作。

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Preliminary Study of the Application of MOOCs in Power System Analysis

GUO Fei，HU Xiang-dong，TANG Xian-lun，CHEN Gong-gui

（College of Automation，Chongqing University of Posts and Communications，Chongqing，400065，China）

Abstract：Active introduction of advanced concept of massive open online courses（MOOCs）in teaching of power system analysis is of great importance.With the overall consideration of characteristics of course content in power system analysis and concrete realization forms of MOOCs，how to application of MOOCs in teaching of power system analysis was studied from course production，reform of subject teaching mode and change of performance evaluation method，which can provide beneficial exploration for teaching in power system analysis.

Key words：power system analysis；MOOCs teaching；reform of subject teaching mode；change of performance evaluation method