基于國網考試背景下高職高專《電力系統分析》教學改革初探

張過有 徐健 丁祥

摘 ? 要：“電力系統分析”課程內容在國網公司的入職考試中占了較大的比重。同時該課程理論性、實踐性和綜合性都很強，教學團隊用原有的教學方法和方式已不能適應教學需求。教學團隊從課程內容、教學方法、教學方式、實踐教學和考核機制五個方面對課程進行了改革和探索，實踐證明改革提高了學生自主學習能力、提升了國網公司入職考試的競爭力。

關鍵詞：教學內容 ?教學方法 ?教學方式 ?實踐教學 ?過程性考核

中圖分類號：TM711-4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0188-03

自2012年國網公司首次開展2013屆畢業生統一招聘考試以來，一方面高校畢業生招聘工作可以為國家電網的創新發展注入新鮮血液，優化人力資源配置，提升核心競爭力，創建世界一流電網、國際一流企業;另一方面也能為廣大畢業生提供一條公開、公正的就業渠道，實現多方共贏的局面。我校電力類畢業生有三個專業符合國網公司的報考條件，而每屆畢業生中有一大批優秀學子渴望通過國網公司的考核實現自己的專業夢，這就對上述相關考試課程的老師提出了挑戰。

《電力系統分析》課程在國網電工類專業筆試中占據了很大比重，同時該課程具有很強的工程實踐性，分析的對象是電力系統運行實際問題，脫離工程實踐的教學毫無意義，既不能滿足廣大學生對于該課程學習的需求，也不能滿足部分參加國網考試同學的需求。我院“電力系統分析”課程組從2014年起就針對該現狀在教學中進行了探索。

1 ?優化提煉教學內容

雖然電力系統分析教材版本在不斷更新，但教材內容更新較少，無法展現近年來現代電力系統行業的前沿技術和最新動態;最重要的是，教材內容不能很好的體現工程實踐性，未能具體的分析電力系統運行的實際問題。為此對課程的內容和結構進行優化、調整。

增加近年來發展迅速的風力發電并網技術、太陽能光伏發電等新能源發電知識的講解，增加柔性輸電技術、特高壓直流輸電工程、特高壓交流輸電項目和智能電網技術的介紹，使學生充分了解電力系統的發展動態和學科前沿。緊扣國網公司最新版本考綱內容[1]：電力系統的基本概念、電力系統各元件特性及數學模型、簡單電力系統潮流分析、電力系統有功功率和頻率調整、電力系統無功功率和電壓調整、電力系統故障的基本概念、電力系統簡單故障分析與計算、電力系統穩定的基本概念，這不是應試教育、不是為了考試而教學，而是從行業角度來講授需要掌握的知識點，更貼近與工程實際。為此將課程的基本概念、各元件的參數和模型劃為基礎知識模塊，排在課程的起始階段;將潮流計算、電壓調整、經濟運行、頻率調整劃為穩態運行與控制模塊，根據內容的銜接性依次引入。將三相短路和不對稱故障劃為短路計算模塊，?？茖W生不需要掌握其中的公式推導和不對稱故障計算，在課程中只做簡要介紹，重點放在短路的實用計算方法部分，加強對計算方法的應用和推廣。

課程團隊將整個知識體系優化后，按知識模塊分析國網公司的考試真題，將真題內容單選、多選和判斷題加入到網絡課程空間中，讓同學們課后完成;同時分析考點分布及重難點做到在課堂教學中有的放矢，經分析有以下發現。模塊一中考查了電力線系統運行基本要求、電力系統基本概念、電力系統運行中電能質量、中性點接地方式作為一個常出現的考點、中性點補償出現的頻率也較高、各元件參數中以線路的考查知識點最多、變壓器考查了額定電流及特性描述、有名值和標幺值是一個考查的難點內容。穩定運行模塊中重點查考了功率因素、電壓降落、電壓損耗、功率損耗和最簡單的潮流分布，故在?？平虒W中要大大簡化公式推導。系統運行控制模塊中重點考查了系統頻率相關知識、無功功率相關知識、稍微考查了經濟運行。短路計算模塊中2017年12月份之前的考試還重點在考查非對稱性故障分析，從新的考試大綱出來后，短路計算模塊的知識明顯不再偏重于計算難度，而開始了廣度的考查，尤其是放在了對稱性計算分析中，這就要求課程教師在課堂中更要讓學生掌握短路計算的實用性計算方法和掌握短路的危害以實用于工作。至于電力系統穩定性的基本概念，?？苾H僅只考查了靜態穩定和暫態穩定的基本概念及相關知識，考查的知識點少且很淺。

2 ?改進教學方法

傳統的教學方式普遍是以教師課堂講授為主、學生在45min課堂教學過程中被動接受填鴨式的知識灌輸，最關鍵的是電力系統分析這門課公式及公式推導太多、新的知識點和概念層出不窮，該方式下學生的接受度太低、學習效率尤其是掌握知識點的效果太差，還缺乏師生互動，學生的參與度缺乏，造成學生聽望天書。為此，課程組嘗試采用混合式教學法[2]來突破這個困窘。

2.1 采用行動導向教學

行動導向教學是近年來高職高專嘗試采用且行動有效的教學方法[3]。電力系統分析在開篇介紹完電力系統相關概念后，介紹學生熟悉ETAP軟件，讓學生以小組的形式嘗試建立一個簡單的重慶安居水電廠至銅梁電網再至銅梁某2個10kV小區這樣一個簡單的電力系統接線圖，讓學生思考接線圖中的電氣元件都有哪些、元件有哪些參數、何為發電機和變壓器的中性點等相關知識，讓各個小組帶著問題去學習。針對供用電技術專業的教學，給予學生《工業與民用配電設計手冊（第四版）》和注冊電氣工程師（供配電）相關設計手冊的電子版，讓他們嘗試學會查資料，盡早接觸工程勘察設計相關知識。

2.2 啟發式和討論式教學

將原有的填鴨式教學變為討論式教學，在講解過程中允許學生提問并開展討論，例如在講解電力系統電壓、頻率調整、經濟運行模式時，讓學生以小組形式提前預習電能質量的三個要素電壓、頻率、波形，并討論如何保障電能質量的三個指標滿足要求。將原有的填鴨式教學變為啟發式教學，引導學生思考，并給學生的思考空間，比如在講不對稱短路電流分析時，由于已經學過了對稱短路電流分析，引導學生想辦法把不對稱短路化為對稱分量，進而推導出對稱分量法。

2.3 采用翻轉課堂教學法

將班上學生分成若干小組（3人一組為宜），在課下通過分工合作完成ETAP軟件項目式作業和課后作業，課堂上由組員展示、闡述完成情況，解答其他小組的提問，然后老師進行指點和評價，課后各小組將項目作業進行修改和完善。翻轉課堂提高了學生的自主學習能力、團隊合作能力、溝通能力和語言表達能力。

3 ?改革教學方式

隨著信息技術的飛速發展，學生獲取知識的途徑更加便捷，思維活躍且接受新事物迅速的00后已經出現在課堂上，這就必須讓我們改革原有的教學方式以適應新時代大學生的需求，將他們的時間從互聯網吸引回課堂。課程團隊嘗試采用以下幾個方式。

3.1 網絡教學

隨著學院網絡學習平臺（慕課、智慧職教以及學院智慧校園平臺）的建設，網絡課程教學開辟了電力系統分析的第二課堂。教師將課程的教學大綱、進度計劃、課件、微課、相應的國家標準、工具書、以國網公司試題庫為基礎的任務練習、以ETAP為基礎的工程項目等教學資源上傳課程網絡空間。學生根據自己的安排來進行學習、提交平臺作業，算入平時成績;期間有疑問的可以通過微信或者在線答疑等形式進行交流。

3.2 采用ETAP軟件教學

課程中的有名值、標幺值換算、潮流分析、短路計算模塊歷年來學生普遍反映學習難度大、工程應用不明顯、不好理解，為此課程組對比了PWS軟件、PSASP軟件、MATLAB/SIMULINK軟件和ETAP軟件各自的優缺點[4]，再結合高職高專學生的英語水平提出采用ETAP軟件教學[5]。在ETAP軟件教學應用過程中，學完模塊一后，引導學生完成電力系統建模;學完潮流分析后，引導各小組完成電力系統的潮流計算及結果分析;學習完電力系統分析調整與優化模塊后，引導各小組完成電力系統分析的電壓調整及經濟性分析;學習電力系統故障分析后，引導各小組完成電力系統對稱性短路計算及結果分析。ETAP仿真軟件教學使抽象的電力系統變得可視化，使學生對電力系統的計算分析更易于理解、掌握。

4 ?強化實踐教學

我校建立了6～8個相對穩定的電力類校外實習基地保障開展實踐教學，組織學生到水利發電廠、變電站、設備制造企業和10kV配電端參觀學習，在前兩個實習單位由經驗豐富的教師或企業專家帶領學生參觀了調度中心，介紹他們的工作內容，指導學生通過潮流分布圖監測電網運行狀態，通過變電所電力電容器的設置掌握無功補償的意義和電壓調整的原理，通過故障錄波記錄觀察短路發生的過程，使學生體會到電力系統分析在調度、運行方式等方面的應用。

5 ?建立過程性考核機制

我校之前的課程考核由平時成績和考試成績兩部分組成，期末考試的卷面成績占總成績的60%，平時成績（包含課堂考勤和課后作業兩部分）占總成績的40%。這樣的考核方式比較單一，沒有進行過程性考核，導致學生平時上課積極性不夠、作業抄襲、考試過程中作弊，不利于教學質量的提高。為此我校提出全面過程性考核的方針，加之針對本門課的特點進行3人1小組的過程性考核貫穿整個學習過程。學生學習過程痕跡記錄及成績登記冊如圖1所示。

過程性考核的方針提出后，平時成績占60%（隨著課程改革的成熟還可以申請提高平時成績的占比），學生的課堂出勤率達100%，上課摸機率低于5%，ETAP課程教學推動得到提高，翻轉課堂教學效果不錯，網絡作業完成率也極大提升。從近兩年畢業生國網公司入職率來看，電力系統分析教學還是貢獻了一定的價值。

6 ?結語

“電力系統分析”課程理論性、實踐性和綜合性都很強，同時在國網公司的入職考試中也占了很大的比重，這就需要我們不斷實踐探索其實用、有效的教學方法。近年來課程組嘗試采用全面過程性考核機制為基礎，從優化教學內容、改進教學方法、改革教學方式、強化實踐教學四個方面為支撐，謀求提高課程的教學質量。近3年來，重慶水利電力職業技術學院電氣類專業以較高分數通過國網公司的入職考試，進入國家電網公司就業的畢業生比例大大提高，專業技術能力也得到用人單位的普遍認可。

參考文獻

[1] 2018年國網公司高校畢業生招聘考試大綱[S].

[2] 王紅艷.基于應用型人才培養的“電力系統分析”課程教學改革[J].許昌學報，2018（37）：90-93.

[3] 鄭惠虹.基于“行動導向”的項目化教學在高職專業課程教學中的應用[J].教育與職業，2009（23）：132-134.

[4] 仿真軟件在“電力系統分析”課程教學中的應用[J].中國林業教育，2018（36）：26-28.

[5] 劉禹良，伍家潔.ETAP在高職高?！半娏ο到y分析”教學改革中應用[J].實驗室研究與探索，2016（35）：212-216.