電力系統自動化實踐教學模式探討

重慶大學城市科技學院電氣信息學院 鄭雪娜 沈國杰 王麗芳 賈渭娟

電力系統自動化實踐教學模式探討

重慶大學城市科技學院電氣信息學院 鄭雪娜 沈國杰 王麗芳 賈渭娟

簡述了電力系統自動化這門課程的重要性，就獨立學院學生的實際學習情況進行分析，借鑒了翻轉課堂教學模式，運用到本課程的實踐教學環節。以小組分工形式調動學生主動參與到實踐環節中，并通過考核機制的改進來保證學生對于教學視頻的學習，提升了學生的實踐動手能力和綜合業務水平。

翻轉課堂；實踐教學環節；考核機制

0.引言

電力系統自動化這門課程是電氣工程及其自動化專業的專業課程，是電力系統分析、電力電子技術及自動控制原理課程的后續課程，要求學生能將以上課程融會貫通，從工程實際問題出發，熟練運用，能分析問題與解決問題，是培養復合型人才的重要課程之一。該門課程理論知識覆蓋面較廣，可以結合Matlab仿真平臺實現理論教學方法的改進，由仿真結果直觀地給予學生電力系統自動化技術的調控作用與效果。而對于實踐教學模式而言，一直沿用的是以教師為主體的形式，并未有相關的教學改革舉措。本文則將從實踐教學環節入手，作相應地調整與改進。

1.學情分析

該課程的實踐教學環節，多為室內實驗教學形式，且實驗設備由于學校的實際環境的限制，需要通過不同的仿真設備來模擬工程現場數據，實際過程較為復雜，講解過程較長，2節課并不能將一次實驗課程內容完成。而由于實驗設備較為昂貴，購置臺數有限，也導致了學生在實驗練習時，無法每位同學都能完成實驗內容，多數學生都在渾水摸魚，并沒有獲得課業相關知識。

除上述問題之外，獨立學院學生的基礎課程掌握程度較差。對于電氣工程及其自動化專業的學生而言，因從最基礎的電路原理和電子技術課程開始就沒有完全掌握，進而帶著不足學習后續的電機與拖動、電力電子技術及自動控制原理等課程時，學生的學習興趣不斷降低，前后課程無法良好地銜接，不能更好地實現對課程的理論及實踐學習。

接下來將從上述兩個方面解決課程實踐教學環節中存在的不足，并提升學生對于動手實踐類項目的興趣，由實踐補充理論學習中未掌握的相關知識。

2.改進舉措探索

2.1 翻轉課堂教學模式的借鑒與運用

翻轉課程一般為理論教學中的一種教學模式，但是由于該門課程實踐環節所涉及 的知識面較廣，故此次改革探索從此著手。所謂翻轉課堂即為將原來的傳統教學模式改進為課下學生通過學習有趣的教學微課視頻進行課前預習，課上老師通過簡單地講解與提問等方式加深其對知識點的掌握。老師通過不斷地課堂練習，讓學生能熟練運用相關知識來解決工程實際問題，將理論與實踐完美結合。老師作為“修行”的領路人，只是起到了引導與啟發作用，將原來的教師主體教學模式改為了以學生與教師雙主體模式。此種教學模式中，老師與學生的互動尤為重要，學生能將自身學習的情況及時地反饋，讓老師能及時調整對教學過程的把握。

同理，對于實踐教學而言，需現將每次實驗的相關內容提前錄制好導前視頻，無論是從系統的結構還是到實驗設備的原理等，都一一加以詳述，讓學生提前學習，做好實驗前的相關準備，這樣就減少了課堂上的原理講解，可以留更多的時間給更多的學生進行實驗操作，以此提高學生的看圖能力及動手能力（該課程實驗要求學生掌握電氣工程類圖紙的識圖能力及動手接線的能力）。

教學設計上則可以更為靈活，讓學生以小組形式進行實驗，每次由不同的小組最先開始實際操作，其余小組進行導前視頻學習的理論考核。第一個實驗的小組成員需要在每次實驗前進行分工，每個人根據自己的工作劃分進行學習，由隊長統一調配。正式開始實驗時，每組有5分鐘時間可以通過提問，解決學習中的困惑，然后每組需在30分鐘內完成相應實驗內容。這種方式讓學生能主動加入學習環節，提高了每位同學的參與度，但是，仍需合理的考核機制保證改進效果。

2.2 具體改革舉措

根據翻轉課堂模式的運用，從以下幾個方面著手進行實施，如圖1所示。

（1）實踐教學視頻制作。1）實驗驗證原理視頻介紹。以同步發電機準同期并列實驗為例，視頻首先介紹實驗原理，當并列的三個條件滿足時，即通過在整定的超前時刻送出合閘脈沖，使得并列斷路器在合適的時間點閉合，實現與系統的并網。關于原理的介紹一般以實際操作為主要表現形式，更能直觀地展現出操作過程，引起學生的學習興趣。2）實驗驗證所需設備介紹。實驗所需設備也以視頻的形式予以介紹，能讓學生提前了解到整個實驗分成了幾個部分，每個部分的作用等，以便進行小組分工。3）實驗驗證電氣圖紙識讀、實驗內容及步驟介紹。根據原理介紹及設備介紹，串講系統電氣圖紙，讓學生熟悉實驗的具體接線，這部分內容也與小組分工息息相關。完成接線后，介紹實驗內容及具體操作步驟，讓小組成員明確如何通過團隊合作完成實驗。

圖1 實踐環節教學設計

（2）實驗小組分工介紹及協作。實踐環節開始前，由各小組組長介紹每位組員的具體分工、負責的接線內容及完成的操作步驟等。隨后，由小組每位成員就各自負責部分提出困惑的內容，此環節共給予5分鐘時間。解惑后，小組成員共同齊心協力在30分鐘內完成實驗內容，并對實驗結果進行分析。若當前實驗小組操作時，其余小組則進行教學視頻學習成果的考核，以期幫助小組成員更好地理解實驗目的及內容。

（3）實驗結果分析及考核。小組實驗結束后，整體就實驗結果進行分析，總結成功和失敗的關鍵原因，并由小組成員間進行互評，得到互評平均分，再根據其他考核制度得到當次實驗的最終成績。

2.3 考核機制改革

（1）小組內部互評（40%）。傳統的實踐環節考評制度較為單一，主要以教師的主觀意志為準，比較片面。加入小組內部互評后，使得考核機制更為公平，更具靈活性。

（2）教學視頻學習考核（30%）。此環節能督促學生學習教學視頻，并讓學生能主動參與到教學視頻的制作環節，增強了學生的主動能動性，激發其學習熱情。

（3）教師總體考核（30%）。以學生的出勤、精神面貌及實際的動手能力，解決問題的能力為準進行考核，并可以根據學生對于此次改革提出的寶貴意見予以酌情的加分，讓學生能成為課堂中另一個主體，實現學生與教師之間的互動。

3.結束語

通過以教學視頻的學習，來激發學生的學習熱情，并以視頻學習考核作為其學習教學視頻的保證。以小組形式進行分工與協作，讓學生能主動融入到小組中，既解決了設備不夠引起的學生濫竽充數的問題，也鍛煉了學生的實踐動手能力和團隊協作能力。改進后的教學模式更能調動學生的主動性，讓其作為教學的主體，實現與教師的互動，提高了學生的綜合水平。

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2015年重慶市本科高校“三特行動計劃”特色專業建設項目（渝教高[2015]69號）。