基于應用型本科的“電力系統分析”課程教學改革研究

徐志偉　丁旭東　姜燕

摘 要：文章針對“電力系統分析”這門課程的理論性強、數學計算復雜、知識抽象等問題，對目前課程教學中存在的問題進行深入剖析，從教學內容、教學方法、實驗教學和考核內容方面進行教學改革，注重課程的工程實踐性，提高學生對于課程知識的應用能力，保證課程的教學質量。

關鍵詞：電力系統分析；教學改革；實驗教學；教學方法

“電力系統分析”是電氣專業的重要課程，課程內的相關專業術語、知識結構以及計算內容是電氣從業人員必備的專業知識，較為熟練地運用該課程的內容能為日后從事相關工作打下堅實的理論基礎[1-2]。

目前，南京郵電大學通達學院的教學大綱、教學內容、授課方式、考試模式等均是參考南京郵電大學的做法，但是基于我院學生的知識基礎和學習能力，更應該側重于理論知識的應用，讓學生掌握企業所需的實用技能和知識。結合我院應用型本科的教學目標，在教學過程不斷改進教學方式，提高學生的專業素養，增加學生實用技能教學內容。

1 改革思路

由于本課程涉及的知識點較多，需要學生有較為扎實的專業基礎知識，同時涉及的計算公式和計算步驟較多切較為繁雜，容易讓學生產生厭學情緒，這都給學生充分掌握本課程提出了更高的要求，而三本學生在科學計算能力和綜合分析能力方面普遍不足，對這些知識的理解和接受能力較為薄弱，打擊了學生學習的積極性。根據我校課程教學實際情況，發現學生的學習興趣不高，綜合分析能力薄弱，學生對專業基礎知識的掌握程度參差不齊。通過該項目解決學生理解困難的問題，減少學生學習的壓力與困難，幫助學生將復雜的知識簡單化和容易化。本項目通過增加公式的應用環節，減少數學推導推理的講解，培養學生解決實際問題的能力。通過改進教學內容和教學方式，結合工程項目引導式的教學方式，讓學生找到學習目標，增加學生的學習興趣[3]。

2 改革措施

2.1 改進教學內容

由于課程課時的限制，并且本課程有一定比例的課內實驗部分，根據目前企業對電氣專業人才的實際需求，需要對教學內容進行適當調整，對結構進行優化調整。緒論部分在現有知識的基礎上，介紹目前國內的主要發電企業、電網公司、設計勘察施工企業、電力設備生產企業及科研單位，讓學生對整個電力行業有初步認識，了解各個單位對于電力系統分析課程的知識需求，促進學生形成主動學習的習慣。本課程主要內容如圖1所示，電力系統元件參數計算部分，主要講授線路、變壓器、發電機和負荷的參數計算及等值電路，這部分要讓學生理解這些參數基本概念，形成知識體系，要求學生深刻掌握這些參數的計算方法，并且能聯系實際進行應用，弱化公式的來源和推導過程。潮流計算的計算量大、計算過程復雜，側重于讓學生掌握計算公式和計算步驟，讓學生掌握電力元件參數基礎上繪制等值電路，確定功率損耗及電壓損耗的計算方法。本課程短路電流部分公式的推導內容繁雜，本項目只結合工程案例介紹推導結果的應用過程，強化學生的公式應用能力。短路電流類型較多，需要區別開來進行計算，涉及正序、負序和零序網絡圖的繪制，側重于引導學生根據不同的短路類型掌握短路電流的計算步驟。

2.2 采用多樣化的教學方法

注重課程的實踐性，在教授過程中滲透一些工程項目和科研課題的內容，讓學生認識電力系統課程的重要性。同時結合電氣專業就業形勢和深造方向，讓學生了解電力系統課程的應用價值。電力系統分析涉及很多公式推導和計算，內容比較復雜，僅通過講解和板書，會使學生在理解上有很大難度。本項目在課堂教學中充分利用各種現代化資源，將抽象的問題形象化，例如同步發電機的結構可以用視頻直觀地展示，同時充分利用學校發達的網絡資源和同學們進行互通。在教學的過程中，要注重讓學生掌握基礎理論知識的同時，提高學生分析電力系統基本問題的能力，提高學生分析能力和創新創造能力。在上課過程中，對于一個具體的電力系統問題，可以提出疑問來培養學生科學思考的能力，鍛煉學生靈活采用歸納法、比較法、類比法等進行分析，培養學生科學思考的能力，提高解決具體工程問題的能力。為此在備課的過程中，需要精心設計教學內容、編排授課內容的先后順序和邏輯關系，從而更好地組織教學內容[4-5]。

2.3 加強實踐教學

仿真實驗。隨著計算機技術的發展，仿真實驗在目前工程設計中廣泛運用于各種商業軟件進行電力系統設計和仿真，為此在電力系統分析課程教學中，引入“PowerWorld”設計軟件對電力系統狀態進行模擬，讓學生更為直觀地感受電力潮流、電壓功率損耗等參數的變化，經過課堂的學習，讓學生初步掌握電力設計仿真軟件的應用，為未來從事相關工作打下理論基礎[6]。

實驗教學。實踐教學內容如表1所示，實踐教學充分利用電力系統實驗室資源，開展功率平衡、靜態穩定分析和動態穩定分析等實驗，通過試驗儀器的演示和操作，讓學生切身感受電力設備的運行以及相關參數的調節，進一步思考理論課程的知識，培養學生的實踐應用能力[7]。

2.4 考核內容的多樣性

為了客觀、合理、公平地評價學生的成績，考核分為如下4方面：日常課堂表現、實踐報告、期中考試成績和期末考試成績。日常課堂表現的評價從上課到課率、課堂表現、作業、課堂提問、實驗表現、實驗報告等方面進行評價。評價過程注重學生學習的成果、使考核能夠貫穿整個學習過程，在每個主要知識點和主要階段均有相應的成績，讓學生認真踏實學好每一堂課，激發學生學習的動力，保證教學效果。

3 結語

本文對“電力系統分析”課程進行改革，并在教學過程中，對教學方案不斷進行新的探索和修正，不斷提高課程的教學質量，注重課程理論與工程實踐的有效結合，從而培養和提高學生解決工程實踐問題的能力，提高學生自主學習和綜合分析問題的能力。

[參考文獻]

[1]杜瑞娟，田斐，趙俊峰，等.應用型本科院校電力系統分析實踐教學之探索[J].教育現代化，2017（44）：37-39.

[2]劉偉娜，謝云芳，郭燕霞.電氣類專業“電力系統分析”課程教學改革與實踐[J].河北農業大學學報（農林教育版），2017（4）：65-69.

[3]孫玲玲，王寧，梅林，等.基于CDIO理念的電力系統綜合實驗教學改革[J].教學研究，2017（3）：97-101.

[4]張嵩，丁廣乾.《電力系統繼電保護原理及測試》互動式學習模式研究[J].高教學刊，2019（2）：47-50.

[5]李嘯驄，徐俊華，梁志堅，等.“電力系統自動裝置原理”教學改革與實踐[J].電氣電子教學學報，2018（5）：57-60.

[6]梅林，孫玲玲，張楠.面向工程教育專業認證的電力系統綜合實驗教學改革[J].實驗室研究與探索，2018（7）：160-164.

[7]梅林，楊麗君，孫玲玲，等.基于OBE模式的電力系統綜合實驗教學改革[J].實驗技術與管理，2018（1）：218-220，237.