基于多種教學(xué)法的《電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性》課程資源建設(shè)探索

張蓮梅 劉振盛

摘要：《電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性》是武漢大學(xué)本科生專業(yè)的選修課，本文在分析了該課程當(dāng)前存在的主要問題和該課程資源的特點(diǎn)后，擬定基于案例教學(xué)法、項目驅(qū)動教學(xué)法和情景教學(xué)法等多種教學(xué)法來建設(shè)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(dú)立網(wǎng)站，并初步設(shè)計了網(wǎng)站的基本框架，以使網(wǎng)站能真正為基于該課程的全景式多層次目的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)規(guī)劃；可靠性；項目驅(qū)動教學(xué)法；云計算；網(wǎng)站建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)進(jìn)一步加強(qiáng)了本科教育，促使大學(xué)回歸人才培養(yǎng)本位，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，本科教育改革重點(diǎn)在于以學(xué)生發(fā)展為中心，牢固樹立“人才培養(yǎng)為本、本科教育是根”的辦學(xué)理念，促進(jìn)科研與教學(xué)的良性互動，教育與教學(xué)的有機(jī)融合，激發(fā)教師“教”和學(xué)生“學(xué)”的雙重動力[1]。

《電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性》課程是武漢大學(xué)本科生專業(yè)的選修課，本課程近5年來常年選修人數(shù)超過350人，約占該專業(yè)可選課本科生人數(shù)的87%以上，是深受本科生歡迎的一門專業(yè)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(xué)團(tuán)隊擔(dān)任該課程任務(wù)近6年以來，雖多方結(jié)合工業(yè)和科研實際，在授課中不斷完善教學(xué)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(xué)習(xí)延展至大學(xué)生競賽、本科生畢業(yè)設(shè)計、研究生課題研究等相關(guān)領(lǐng)域，課程資源的使用者從武漢大學(xué)本科生延展至武漢大學(xué)研究生、相關(guān)科研人員。

本課程資源初步擬基于案例教學(xué)法、項目驅(qū)動教學(xué)法和情景教學(xué)法等多種教學(xué)法來建設(shè)，初期采用某大公司提供的云計算方式建立公開獨(dú)立網(wǎng)站，以此網(wǎng)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(wù)。

二、本課程當(dāng)前存在的主要問題

經(jīng)本課程團(tuán)隊近6年的授課經(jīng)驗來看，課程除了在正常的教學(xué)活動中采用傳統(tǒng)講授、考核考試方式外，實踐性基本缺失，這是本課程當(dāng)前存在的主要問題。本課程極需提供相關(guān)的課程資源以便對學(xué)生進(jìn)行全景式多層次培養(yǎng)。

本課程實踐性很強(qiáng)，但是實際授課中理論環(huán)節(jié)占絕大比例，實踐環(huán)節(jié)基本缺失。授課教師雖然強(qiáng)調(diào)本課程實踐環(huán)節(jié)很重要，并盡力要求學(xué)生去進(jìn)行實踐，但是因為缺少實踐數(shù)據(jù)和實踐工具，學(xué)生既不愿意也沒有能力自己去完成數(shù)據(jù)的收集和實踐工具的使用工作。如果教師能夠提供相關(guān)的數(shù)據(jù)和實踐工具，降低學(xué)生的工作量和難度，有利于學(xué)生進(jìn)行本課程的實踐，因此極有必要專門進(jìn)行本課程資源的建設(shè)。

三、本課程資源的特點(diǎn)

1.數(shù)據(jù)種類繁多。本課程是多學(xué)科綜合課程，相關(guān)數(shù)據(jù)種類繁多，不僅包括電力行業(yè)數(shù)據(jù)，還包括經(jīng)濟(jì)、人口、地理、氣象等其他行業(yè)數(shù)據(jù)；不僅包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，還包括不斷新增的運(yùn)行數(shù)據(jù)；不僅包括計算數(shù)據(jù)，還包括計算工具；不僅包括用于計算的數(shù)據(jù)，還包括案例、文件和法規(guī)等。

2.數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)量大，有可能保存長達(dá)十年以上的高采樣密度數(shù)據(jù)，有可能保存覆蓋全球的高采樣密度數(shù)據(jù)。（3）有些在線計算占用計算空間巨大。（4）計劃向國內(nèi)外相關(guān)工作人員提供課程資源服務(wù)，被服務(wù)人員數(shù)量較大。

3.靜態(tài)和動態(tài)服務(wù)并存。靜態(tài)服務(wù)主要是指用戶可下載本課程資源至用戶端計算機(jī)后脫網(wǎng)使用。動態(tài)服務(wù)主要是指用戶在網(wǎng)站上直接進(jìn)行計算或規(guī)劃得到相關(guān)的結(jié)果，這是本課程資源擬將為用戶提供的高層次服務(wù)。

4.服務(wù)于多層次目的。本課程資源能為《電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性》課程、大學(xué)生電工數(shù)模競賽、本科生畢業(yè)設(shè)計、學(xué)生創(chuàng)新和人才培養(yǎng)、教師培養(yǎng)和科研共5個層次的目的服務(wù)，應(yīng)根據(jù)各目的特點(diǎn)提供相應(yīng)的課程資源。

根據(jù)上述本課程資源的特點(diǎn)，應(yīng)選擇合適的教學(xué)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(xué)法的選擇

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

2.項目驅(qū)動教學(xué)法。項目驅(qū)動教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，它是解決問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學(xué)理念，使每一位學(xué)生都能根據(jù)自己對當(dāng)前問題的理解，運(yùn)用共有的知識和自己特有的經(jīng)驗提出方案、解決問題。該法中的項目，一般是以產(chǎn)生具體的、具有實際需求和應(yīng)用的產(chǎn)品為目的的任務(wù)[3]。本課程可以通過要求學(xué)生完成具有實際需求和應(yīng)用的項目來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。因此，本課程需要提供廣泛的相關(guān)項目資源，供教學(xué)中采用項目驅(qū)動教學(xué)法。

3.情景式教學(xué)法。情景式教學(xué)法是充分利用形象，創(chuàng)設(shè)典型場景，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，把認(rèn)知活動和情感活動結(jié)合起來的一種教學(xué)模式。從學(xué)生的學(xué)習(xí)效率來說，能夠引起學(xué)生情景共鳴的效果是優(yōu)于無情景共鳴的學(xué)習(xí)效果。本課程可以通過激起學(xué)生的情景共鳴來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。因此，本課程需要提供廣泛的相關(guān)項目資源，供教學(xué)中采用情景式教學(xué)法。

本課程除了在正常的教學(xué)活動中采用的傳統(tǒng)講授、考核考試方式外，課程資源還要能滿足案例教學(xué)法、項目驅(qū)動教學(xué)法和情景式教學(xué)法等多種教學(xué)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(lián)網(wǎng)方式、由學(xué)生找教師拷貝課程資源。鑒于本課程資源量巨大的現(xiàn)狀，此方式有一定的優(yōu)點(diǎn)，但是不能為更廣大的使用者服務(wù)，故不予考慮。

2.線上方式。線上方式是指采用互聯(lián)網(wǎng)的方式提供課程資源。近年來，大規(guī)模的在線開放課程（“慕課”）和學(xué)習(xí)平臺在世界范圍內(nèi)迅速興起，拓展了教學(xué)時空，增強(qiáng)了教學(xué)的吸引力，激發(fā)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性和自主性，擴(kuò)大了優(yōu)質(zhì)教育資源的受益面，正在促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、方法、模式和教學(xué)管理體制機(jī)制發(fā)生變革[4]。此方式能服務(wù)更廣大的資源使用者，但是建設(shè)和維護(hù)網(wǎng)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(shù)存在日漸增長的可能性，則網(wǎng)站費(fèi)用也會比線下多，且有日漸增長的可能性。本課程資源建設(shè)采用此方式。

3.混合方式?；旌戏绞绞蔷€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(hù)的經(jīng)濟(jì)性方面取得適當(dāng)?shù)钠胶?，但必會減少一部分的資源使用者。經(jīng)反復(fù)考慮，不采用此方式。

線上方式中，經(jīng)調(diào)研和實際試用，一般有如下五種方式可供選擇：武漢大學(xué)課程中心、精品課程中心、MOOC、通用或?qū)Ｓ谜搲?、專門網(wǎng)站。（1）武漢大學(xué)課程中心。武漢大學(xué)建有課程中心，可供本校教師在該網(wǎng)站上免費(fèi)建設(shè)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(jié)構(gòu)固定，主要以PPT文件等靜態(tài)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(xué)生中并不常用該課程中心的課程，甚至許多教師和學(xué)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(fèi)大量的人力、物力建設(shè)各級精品課程中心。例如“精品課”網(wǎng)站是全民終身學(xué)習(xí)的平臺，發(fā)布的國家級精品課程運(yùn)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(dá)課件、作業(yè)、試題庫等課程所需，但是所有資源仍基本是觀看或靜態(tài)下載方式，不滿足本課程資源動態(tài)使用方式所需。②該網(wǎng)站上基本只發(fā)布國家級精品課程，專業(yè)選修課幾乎不可能被發(fā)布。③該網(wǎng)站課程只能用于課程學(xué)習(xí)，資源不利于延展至科研使用，故此方式不予考慮。（3）MOOC。大規(guī)模在線開放課程（Massive Open Online Course，MOOC）是一種任何人都能免費(fèi)注冊使用的在線教育模式。隨著MOOC的興起，武漢大學(xué)也在推廣MOOC[6]。MOOC有一套類似于線下課程的作業(yè)評估體系和考核方式，例如：中國大學(xué)MOOC承接教育部國家精品開放課程任務(wù)，向大眾提供中國知名高校的MOOC課程[7]。許多MOOC網(wǎng)站運(yùn)行良好[8-10]，覆蓋國內(nèi)國際課程，使用起來很方便，師生互動性強(qiáng)，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(tài)下載方式，不滿足本課程資源動態(tài)使用方式所需。②該網(wǎng)站課程只能用于課程學(xué)習(xí)，資源不利于延展至科研使用。③每門課維護(hù)工作量巨大。故此方式不予考慮。（4）通用或?qū)I(yè)論壇等。采用電力研學(xué)網(wǎng)[11]等通用或?qū)I(yè)論壇等方式，雖脫離了上述3類課程網(wǎng)站的局限，只要是可以制成文件的資源都可以上傳下載，擴(kuò)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(jīng)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(wǎng)站。經(jīng)過排除上述4種線上方式后，為本課程資源建立專用網(wǎng)站是可行之道。建立專用網(wǎng)站有如下兩種方式：①獨(dú)立建網(wǎng)站。具有自主靈活的優(yōu)點(diǎn)，但是當(dāng)資源量巨大時，運(yùn)行費(fèi)用較多。②采用某大公司提供的云計算方式建網(wǎng)站。例如，新浪云提供云計算服務(wù)[12]。此方式雖受限于該大公司提供的云計算服務(wù)的限制，但是初期運(yùn)行費(fèi)用較少。

經(jīng)比較上述兩種專用網(wǎng)站的優(yōu)缺點(diǎn)，本課程資源專用網(wǎng)站擬初期采用某大公司提供的云計算方式建網(wǎng)站，后期根據(jù)網(wǎng)站的使用情況再進(jìn)行調(diào)整。

六、本課程資源的基本框架

根據(jù)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(tài)服務(wù)和動態(tài)服務(wù)兩大類，其中動態(tài)服務(wù)中包含論壇。

1.靜態(tài)服務(wù)，主要是指提供文件類型、數(shù)據(jù)包和程序包之類的靜態(tài)文檔的下載。

2.動態(tài)服務(wù)，主要是指根據(jù)本課程資源提供的相關(guān)數(shù)據(jù)和相關(guān)計算工具或規(guī)劃工具，在線進(jìn)行計算或規(guī)劃，得到相應(yīng)的計算結(jié)果或規(guī)劃結(jié)果，供用戶使用，這是本課程資源網(wǎng)站的特點(diǎn)。如何提高計算或規(guī)劃速度、如何提供盡可能多的方數(shù)據(jù)或工具供用戶在線使用、如何把封裝的計算或規(guī)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(xué)習(xí)或教學(xué)服務(wù)，本網(wǎng)站提供交互論壇服務(wù)。

在實際開發(fā)和運(yùn)行時，上述基本框架需要進(jìn)一步細(xì)分和優(yōu)化，以使網(wǎng)站能真正達(dá)到基于《電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性》課程的全景式多層次的服務(wù)。

七、總結(jié)與展望

本文在分析了《電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性》課程當(dāng)前存的主要問題和本課程資源的特點(diǎn)后，初步擬基于案例教學(xué)法、項目驅(qū)動教學(xué)法和情景教學(xué)法等多種教學(xué)法來建設(shè)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(dú)立網(wǎng)站，并初步設(shè)計了該網(wǎng)站的基本框架，以使該網(wǎng)站能真正為基于本課程的全景式多層次目的服務(wù)。

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