高校電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程教學(xué)改革內(nèi)容及改革過(guò)程研究

胡姚剛 時(shí)萍萍 陳新崗

（重慶理工大學(xué) 重慶 400054）

引言

能源互聯(lián)網(wǎng)是中國(guó)今后能源革命的重要戰(zhàn)略支撐，是未來(lái)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)[1]，因此，有必要加快對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的人才快速培養(yǎng)。電氣工程學(xué)科是能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的基礎(chǔ)，高校電氣工程學(xué)科是電力人才培養(yǎng)基地，要敢于在教學(xué)和科研方面進(jìn)行改革和創(chuàng)新，以強(qiáng)烈的責(zé)任感為能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)而努力奮斗[2]。為了順應(yīng)建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)，須對(duì)現(xiàn)有電氣工程專業(yè)課程體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面改進(jìn)，建立新的培養(yǎng)模式和培養(yǎng)體系，培養(yǎng)新時(shí)代具有寬廣基礎(chǔ)知識(shí)和較強(qiáng)解決問(wèn)題能力的復(fù)合型電氣工程專業(yè)人才。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程是高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)必修課，是保證電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的綜合性技術(shù)，是以電力系統(tǒng)分析課程為支撐、自動(dòng)控制理論為基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為實(shí)踐[3-4]、融合理論分析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟硬件集合一體多學(xué)科交叉課程[4-5]，是具有基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合特點(diǎn)的電氣工程專業(yè)課程，是培養(yǎng)電氣工程學(xué)科學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際、創(chuàng)新思維能力的較好的一門(mén)專業(yè)課程。然而，目前多數(shù)地方高校在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)評(píng)價(jià)存在很多不足。例如，隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，新的知識(shí)點(diǎn)不斷出現(xiàn)，然而目前很多地方高校還沿用一些老版教材，新的知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有得到更快的補(bǔ)充；另外，教學(xué)方式多以課堂講授為主，偏重于理論知識(shí)的講解，學(xué)生課堂被動(dòng)接受知識(shí)灌輸，討論和參與度較低，實(shí)驗(yàn)課程安排較少，在動(dòng)手實(shí)踐方面能力較弱。此外，教學(xué)成效考核方式多采用期末閉卷考試，難以全面對(duì)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新思維能力進(jìn)行評(píng)價(jià)[6-7]。

為了適應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)背景下對(duì)電力人才培養(yǎng)的時(shí)代要求，基于OBE（Outcome-based Education）教學(xué)理念，以某地方高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)工程教育認(rèn)證申請(qǐng)中對(duì)“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”的課程目標(biāo)要求，在現(xiàn)有電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程教學(xué)成果基礎(chǔ)上，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、考核方式等方面對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程的教學(xué)進(jìn)行改革，旨在構(gòu)建以學(xué)生能力培養(yǎng)為核心，以學(xué)生學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向，以課程培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成度為評(píng)價(jià)依據(jù)的合理的電力系統(tǒng)自動(dòng)化教學(xué)體系，以激發(fā)大學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣、竭力培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新能力。

一、課程改革內(nèi)容和設(shè)施過(guò)程

在教學(xué)內(nèi)容方面，為了克服課程教學(xué)中因理論與實(shí)踐脫節(jié)，人才培養(yǎng)將難以較好適應(yīng)電力系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)展的需要，以現(xiàn)有課程目標(biāo)和內(nèi)容為基礎(chǔ)，研究實(shí)際電力系統(tǒng)“發(fā)輸變配用”各環(huán)節(jié)自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)與課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，以增加或刪除教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)；進(jìn)而結(jié)合課程學(xué)時(shí)要求，研究課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)的相對(duì)重要程度，研究課程知識(shí)點(diǎn)所屬“通識(shí)模塊、專業(yè)模塊、前沿模塊”的劃分依據(jù)，最終形成面向能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)下的“通識(shí)-專業(yè)-前沿”多模塊電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容改革過(guò)程如圖1所示，采用實(shí)地調(diào)查和綜合分析的手段，針對(duì)現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容，深入重點(diǎn)高校和電力公司，訪談相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?，?shí)現(xiàn)多模塊課程教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建。

圖1 教學(xué)內(nèi)容改革過(guò)程

在教學(xué)模式方面，針對(duì)上述多模塊電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程教學(xué)內(nèi)容，采用理論分析、實(shí)驗(yàn)配合，科研輔助的手段分別開(kāi)展對(duì)“通識(shí)模塊、專業(yè)模塊、前沿模塊”知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)模式研究。針對(duì)通識(shí)模塊中重點(diǎn)和難點(diǎn)，尋求培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)理論基礎(chǔ)和主動(dòng)思考解決問(wèn)題的教學(xué)模式；針對(duì)專業(yè)模塊知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，探尋電力設(shè)備實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真相結(jié)合的教學(xué)模式；針對(duì)前沿模塊知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合教師在電力系統(tǒng)方向的科研項(xiàng)目，研究教師指導(dǎo)、課堂討論和課外文獻(xiàn)檢索等有效的教學(xué)模式；最終形成基于“理論-實(shí)驗(yàn)-科研”互補(bǔ)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程教學(xué)模式。教學(xué)模式改革過(guò)程如圖2所示，以探索講授式為主和學(xué)生開(kāi)放探究學(xué)習(xí)為輔教學(xué)模式開(kāi)展“通識(shí)”模塊的教學(xué)工作；考慮 “專業(yè)”模塊中多與實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)，故采用講授式和學(xué)生“實(shí)驗(yàn)”分析結(jié)合教學(xué)為宜；由于“前沿”模塊與電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)相關(guān)，因此可采用學(xué)生為主體自主學(xué)習(xí)和教師講授式為輔的教學(xué)模式。

圖2 教學(xué)模式改革過(guò)程

圖3 教學(xué)成效評(píng)價(jià)和實(shí)踐改進(jìn)研究思路

在教學(xué)成效評(píng)價(jià)方面，注重學(xué)生理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，采用平時(shí)學(xué)習(xí)和期末考試結(jié)合的考核方式。尋求課堂考勤，課堂討論、作業(yè)效果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、前沿文獻(xiàn)綜述等多類考核指標(biāo)；尋求反映學(xué)生對(duì)理論和實(shí)踐結(jié)合分析及解決問(wèn)題能力的考核指標(biāo)。根據(jù)發(fā)電、輸電、調(diào)度、配網(wǎng)等章節(jié)“通識(shí)-專業(yè)-前沿”模塊中知識(shí)點(diǎn)數(shù)量、重要程度、平時(shí)學(xué)習(xí)效果、結(jié)課后的反饋信息，研究多類考核指標(biāo)融合的“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”課程教學(xué)成效評(píng)價(jià)和實(shí)踐改進(jìn)方法。教學(xué)成效評(píng)價(jià)改革過(guò)程如圖3所示，通過(guò)多種手段實(shí)現(xiàn)對(duì)該課程的最終考核，包括：課堂討論、課后作業(yè)、文獻(xiàn)檢索和自學(xué)方式以及閉卷考試。通過(guò)利用模糊綜合評(píng)判方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)學(xué)生全面的成效評(píng)價(jià)；并通過(guò)問(wèn)詢調(diào)研途徑，查找教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，進(jìn)一步更新教學(xué)內(nèi)容、改善教學(xué)模式。

二、結(jié)論

以工程教育認(rèn)證申請(qǐng)材料中課程目標(biāo)為導(dǎo)向，以現(xiàn)有電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)面向能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的“通識(shí)-專業(yè)-前沿”多模塊電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建基于“理論-實(shí)驗(yàn)-科研”互補(bǔ)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程教學(xué)模式，研究多類評(píng)價(jià)指標(biāo)融合的電力系統(tǒng)自動(dòng)化教學(xué)成效評(píng)價(jià)和實(shí)踐改進(jìn)方法，最終將形成一套基于OBE理念的“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”課程培養(yǎng)體系，以滿足當(dāng)前與未來(lái)電氣工程類專業(yè)人才培養(yǎng)的需要。