高校電力系統自動化課程教學改革內容及改革過程研究

胡姚剛 時萍萍 陳新崗

（重慶理工大學 重慶 400054）

引言

能源互聯網是中國今后能源革命的重要戰略支撐，是未來能源產業發展的趨勢[1]，因此，有必要加快對能源互聯網領域的人才快速培養。電氣工程學科是能源互聯網構建的基礎，高校電氣工程學科是電力人才培養基地，要敢于在教學和科研方面進行改革和創新，以強烈的責任感為能源互聯網建設而努力奮斗[2]。為了順應建設能源互聯網的發展和建設，須對現有電氣工程專業課程體系、教學內容和教學方法等方面改進，建立新的培養模式和培養體系，培養新時代具有寬廣基礎知識和較強解決問題能力的復合型電氣工程專業人才。

電力系統自動化課程是高校電氣工程及其自動化專業必修課，是保證電力系統安全、優質、經濟運行的綜合性技術，是以電力系統分析課程為支撐、自動控制理論為基礎、計算機和通信技術為實踐[3-4]、融合理論分析、控制系統設計和軟硬件集合一體多學科交叉課程[4-5]，是具有基礎理論與實際應用緊密結合特點的電氣工程專業課程，是培養電氣工程學科學生理論結合實際、創新思維能力的較好的一門專業課程。然而，目前多數地方高校在教學內容、教學模式和教學評價存在很多不足。例如，隨著電力系統的快速發展，新的知識點不斷出現，然而目前很多地方高校還沿用一些老版教材，新的知識點沒有得到更快的補充；另外，教學方式多以課堂講授為主，偏重于理論知識的講解，學生課堂被動接受知識灌輸，討論和參與度較低，實驗課程安排較少，在動手實踐方面能力較弱。此外，教學成效考核方式多采用期末閉卷考試，難以全面對學生的實踐和創新思維能力進行評價[6-7]。

為了適應能源互聯網建設背景下對電力人才培養的時代要求，基于OBE（Outcome-based Education）教學理念，以某地方高校電氣工程及其自動化專業工程教育認證申請中對“電力系統自動化”的課程目標要求，在現有電力系統自動化課程教學成果基礎上，從教學內容、教學模式、考核方式等方面對傳統電力系統自動化課程的教學進行改革，旨在構建以學生能力培養為核心，以學生學習效果為導向，以課程培養目標達成度為評價依據的合理的電力系統自動化教學體系，以激發大學生專業學習興趣、竭力培養學生的工程素質、實踐動手和創新能力。

一、課程改革內容和設施過程

在教學內容方面，為了克服課程教學中因理論與實踐脫節，人才培養將難以較好適應電力系統運行和發展的需要，以現有課程目標和內容為基礎，研究實際電力系統“發輸變配用”各環節自動化技術現狀及其發展趨勢與課程內容知識點之間的關系，以增加或刪除教學內容知識點；進而結合課程學時要求，研究課程內容知識點的相對重要程度，研究課程知識點所屬“通識模塊、專業模塊、前沿模塊”的劃分依據，最終形成面向能源互聯網建設下的“通識-專業-前沿”多模塊電力系統自動化課程教學內容。教學內容改革過程如圖1所示，采用實地調查和綜合分析的手段，針對現有教學內容，深入重點高校和電力公司，訪談相關領域專家，實現多模塊課程教學內容的構建。

圖1 教學內容改革過程

在教學模式方面，針對上述多模塊電力系統自動化課程教學內容，采用理論分析、實驗配合，科研輔助的手段分別開展對“通識模塊、專業模塊、前沿模塊”知識點的教學模式研究。針對通識模塊中重點和難點，尋求培養學生扎實理論基礎和主動思考解決問題的教學模式；針對專業模塊知識點內容，探尋電力設備實驗和虛擬仿真相結合的教學模式；針對前沿模塊知識點，結合教師在電力系統方向的科研項目，研究教師指導、課堂討論和課外文獻檢索等有效的教學模式；最終形成基于“理論-實驗-科研”互補的電力系統自動化課程教學模式。教學模式改革過程如圖2所示，以探索講授式為主和學生開放探究學習為輔教學模式開展“通識”模塊的教學工作；考慮 “專業”模塊中多與實際電力系統運行相關，故采用講授式和學生“實驗”分析結合教學為宜；由于“前沿”模塊與電力系統發展趨勢相關，因此可采用學生為主體自主學習和教師講授式為輔的教學模式。

圖2 教學模式改革過程

圖3 教學成效評價和實踐改進研究思路

在教學成效評價方面，注重學生理論學習和實踐動手能力的培養，采用平時學習和期末考試結合的考核方式。尋求課堂考勤，課堂討論、作業效果、實驗報告、前沿文獻綜述等多類考核指標；尋求反映學生對理論和實踐結合分析及解決問題能力的考核指標。根據發電、輸電、調度、配網等章節“通識-專業-前沿”模塊中知識點數量、重要程度、平時學習效果、結課后的反饋信息，研究多類考核指標融合的“電力系統自動化”課程教學成效評價和實踐改進方法。教學成效評價改革過程如圖3所示，通過多種手段實現對該課程的最終考核，包括：課堂討論、課后作業、文獻檢索和自學方式以及閉卷考試。通過利用模糊綜合評判方法，實現對對學生全面的成效評價；并通過問詢調研途徑，查找教學過程中存在的問題，進一步更新教學內容、改善教學模式。

二、結論

以工程教育認證申請材料中課程目標為導向，以現有電力系統自動化課程教學內容和教學模式為基礎，設計面向能源互聯網建設的“通識-專業-前沿”多模塊電力系統自動化課程教學內容，構建基于“理論-實驗-科研”互補的電力系統自動化課程教學模式，研究多類評價指標融合的電力系統自動化教學成效評價和實踐改進方法，最終將形成一套基于OBE理念的“電力系統自動化”課程培養體系，以滿足當前與未來電氣工程類專業人才培養的需要。