基于工作过程系统化的“电力系统分析”本科课程改革
2016-11-04刘超杨蕾
刘超杨蕾
(1、南京理工大学泰州科技学院智能制造学院,江苏泰州225300 2、南京理工大学泰州科技学院商学院,江苏泰州225300)
基于工作过程系统化的“电力系统分析”本科课程改革
刘超1杨蕾2
(1、南京理工大学泰州科技学院智能制造学院,江苏泰州225300 2、南京理工大学泰州科技学院商学院,江苏泰州225300)
应用型本科院校作为现代职业教育体系的重要环节,在新时期的教学改革中变得尤为重要。基于工作过程系统化的“电力系统分析”本科课程改革,目的是打破传统教育师生之间的壁垒,提高学生在教学过程中的主体性地位。将课程与工作过程紧密衔接,知识点通过工作过程授予学生。文章从课程设计,教学实施、考核方案三个部分论述了基于工作过程系统化的本科层次的“电力系统分析”课程改革。
工作过程系统化;电力系统分析;职业教育;应用型本科
《电力系统分析》包括电力系统的稳态分析和暂态分析,是一门理论分析严谨、涉及内容广泛的电气工程及其自动化专业重要专业基础课。本课程既是本学科重要的专业课,又是后续专业课程电力系统继电保护、发电厂电气部分等相关课程的理论基础,更是学生基本专业素质形成的关键课程之一,学好这门课程将为本学科打下坚实基础。本课程的特点是难度大,概念多且复杂,学生学习积极性不高。如何提高学生的学习兴趣,将工程实践与理论教学相结合成为现代职业教育体系面临的巨大挑战。作为应用型本科院校的一员,南京理工大学泰州科技学院提出了向应用型高校转型的发展方针。因此,我校所有课程都面临转型升级的巨大挑战,对于《电力系统分析》课程,提出了基于工作过程系统化的本科课程改革。
工作过程系统化是以工作过程为参照系整合陈述性知识与过程性知识。课程不再片面强调建立在静态学科体系之上的显性理论知识的复制与再现,而是着眼于隐含在动态行动体系之中的、整合了实践知识与理论知识的工作过程知识的生成与构建[1]。工作过程系统化要求教师将课程知识点重构然后融入工作过程之中。这里所谓工作过程的概念,是指个体“为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序”,是一个综合的、时刻处于运动状态但结构相对固定的系统[2]。显见,工作过程系统化课程正是对课程本质-过程的回归。
基于工作过程系统化的“电力系统分析”本科课程的实施,要通过课程设计、教学实施方案、考核方式改革三个方面进行,三个方面相辅相成互相影响,形成一个有机的整体。
一、基于工作过程系统化的“电力系统分析”课程设计
在学科体系下的“电力系统分析”课程主要包括:电力系统基本知识、电力系统等值电路和参数计算、电力系统潮流计算、电力系统有功功率平衡及频率调整、电力系统无功功率平衡及电压调整、电力系统对称故障的计算、电力系统不对称故障的分析计算、电力系统稳定性分析。这些知识点抽象难懂,并且相互独立,在传统教学过程中,学生很难从根本上理解教学内容,教学效果较差。
基于工作过程系统化的“电力系统分析”将传统意义上的“电力系统分析”课程知识点进行重构,删除了复杂的物理推导过程,将知识点直接与工作过程相对应。对应相应的学习领域配以不同的学习情境,相关知识点是通过学习情境带入课堂。在重构知识点的过程中,将工作过程融入到课程教学过程中,使学生能够通过学习情境,完成工作能力的提升。
学习领域中,依据电力系统行业岗位群需求,主要分为三大部分:电力系统运行,电力系统检修,电力系统勘察设计。其中电力工程基础、电力系统潮流计算电力系统频率调整、电力系统电压调整主要针对电力系统运行岗位群,电力工程基础、电力系统短路,电力系统稳定性主要针对电力系统检修岗位群,电力工程基础、电力系统短路计算主要针对电力系统勘察设计岗位群。每一个项目都由三个学习情境作为支撑,学习情境之间重复工作的步骤,由易到难,有简单到复杂,由基础到综合,把知识点通过工作过程融入到教学过程之中。
例如:电力工程基础项目中情境1为单机电力系统,包括了发电机,变压器,输电线路和负荷,该电力系统已经将电力系统的四大部分全部包含,形成了一个完整的、清晰的电力系统网络。情境2为地区电网。地区电网较单机电力系统复杂,多数地区电网包含了多个电源,连接方式也较为复杂。在情境二中,着重介绍地区电网的特点,例如:网络连接多为两端供电网络或者环形网络,电压等级较高,输电距离较长等等。
情境3为区域电网。区域电网的电压等级更高,输电线路更长,通常包含了水电、火电、核电、风电、太阳能发电等多种电源共同作用,接线方式也复杂的多。
通过三个情境的学习,重复分析电网特点的工作步骤,针对电力系统运行值班人员必须掌握的对电网特点的分析能力要求,使学生掌握电网的基本结构和基本特点,对后续知识的学习奠定基础。
表2 “电力系统分析”课程考核方案
二、基于工作过程系统化的“电力系统分析”教学实施
工作过程系统化课程开发的授课内容侧重于典型工作任务的完整工作过程,重在培养学生的综合职业能力,其教学组织应体现“学生主体、能力目标、任务训练”三原则[3]。学生主体体现在强调学生在学习过程中的主体性。与传统教育不同,教师不再是主要知识的传授者,而成为教学的组织者、引导者、咨询者和评价者,教师应将主要精力放在教学准备阶段、选择好项目载体,设计好教学过程。能力目标的确定是以职业岗位需求为依据,最终目标就是具有解决实际问题的综合职业能力,这需要由每一个学习情境来训练实现。任务训练是指将传统的知识体系重组,不在以知识作为最终的教学目标,而是以完成工作任务为教学目标。将知识融入到工作任务当中,学生在任务训练中掌握知识,提高能力。
“电力系统分析”课程在教学过程中主要采用以下几种方法:
1.思想风暴教学法。例如:首先,学生分组,发给一张不完整电气一次系统图纸;其次,组员根据以往学过的知识,国家标准,负荷特点和接线需求丰富完善图纸;最后,成果展示与讲解。在成果展示与讲解过程中,必须陈述清楚丰富完善图纸的依据,将小组讨论的过程和内容汇报清楚。在此过程中,学生可以掌握电气一次系统的主要元素,组成原理。
2.沉默-对话-交流教学法。例如:在电力系统电压调整教学任务中,通过学习情境1、学习情境2的学习,学生已经具备了独立完成电力系统调压方案的能力,此时在学习情境3教学实施过程中,首先,将学生分组,布置电力系统恒调压任务;其次,组员不允许说话,独自设计完成恒调压的任务;然后,展开讨论,沟通交流,形成结果;最后,成果展示。在成果展示中,要求学生必须陈述清楚电力系统恒调压的设计思路,调压方式。该工作过程是开放性的,可以使用变压器分接头调压、并联电容器调压、串联电容器调压等等。学生陈述时还应将自己选择的方法与其他方法进行类比,区分优劣。
3.三步问答教学法。例如:在电力系统频率调整的教学任务中,学习情境3的教学实施程中,要求学生分组后各自书写自己对于互联系统频率调整不理解的问题;提出问题以后相互解答,各小组将问题汇总,将各组的问题以及讨论结果汇报,教师对讨论结果点评和更正。这样不仅提高了学生在教学中的主体性,更提高了学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。在工作过程中完成对知识、能力、素质的提升。
三、基于工作过程系统化的“电力系统分析”考核方案
考核方法是课程改革的重要部分,大多数学生重点关注的还是最终的成绩。这就要求教师在教学过程中形成一个完整、有效、公平的考核方案。根据独立院校学生和本课程的特点,本文制订了下述考核方案如表2所示。
四、结束语
工作过程系统化教学方法在本科层次应用较少,对于理论性较强的课程,难度很大。基于工作过程系统化的本科课程改革,基础是课程设计,核心是教学实施,重点是考核方案。只有不断完善上述三个部分,才能使学生在教学过程中真正掌握职业能力。
[1]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计——关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究,2009(4).
[2]赵志群.职业教育与培训新概念[M].北京:科学出版社,2003.
[3]张献奇,田云阁.关于工作过程系统化课程开发和实施的思考[J].教育与职业,2010(27).
As an important part of modern vocational education system,application oriented university has become very important in the new period of the reform of teaching.The purpose of teaching reform which is based on working process systematization"power system analysis"is to break the barriers between traditional education and teachers and to improve students'subjectivity in the teaching process.In terms of the curriculum design,teaching implementation and evaluation scheme,this article discusses the curriculum reform of undergraduate level"power system analysis"course which based on the systematic working process.
systematic work process;power system analysis;vocational education;Application-oriented university
G642
A
2096-000X(2016)21-0168-02
刘超(1985-),男,吉林人,南京理工大学泰州科技学院智能制造学院,院长助理,讲师,注册电气工程师(发输变电),研究方向为电力系统分析设计。杨蕾(1986-),女,徐州人,南京理工大学泰州科技学院商学院,讲师,心理咨询师,研究方向为高校学生心理健康教育。