电力系统课程体系教研一体化教学模型探讨

余强　夏双

摘要：針对本科电气工程专业电力系统方向的课程教学现状，结合国际工程专业认证电气工程及其自动化专业培养方案，重构电力系统教学体系。重新划分专业课程，调整知识结构，实现差异化、研究型、探究式、分层次教学。构建创新研究型多媒体授课平台，采用研讨式教学，课堂与实践实训结合。教学实践表明该课程体系及教学方式具有较好效果。

关键词：电力系统；教研一体化；课程体系重构

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）50-0146-02

国际电气工程本科专业要求学生具备电气、自动化、电子与计算机技术领域的基础理论及技能[1]。为此学院采用分层次、分类别的培养模式，将专业课程划分为不同的类别模块，形成多个专业方向。即学生在学习相关领域的基础理论知识及基本技能之后，接受1—2个专业方向的基本训练，形成电气与电子相结合、控制与信息相结合、软件与硬件相结合、装置与系统相结合的知识结构特色。其中电力系统自动化模块主要学习电力系统及其相关领域的设计制造、施工运行、测试分析、控制和管理等专业知识，培养面向电力工业和大型企业自备电厂的从事电力领域设计与制造、技术开发、工程施工、试验分析、运营维护、技术管理、教学科研等方面工作的高级工程技术人才。

一、教研一体化模型

电力系统自动化课程体系是在专业主干公共课程“电力系统基础”之后进行的，分为“电力系统分析”、“电力系统继电保护”、“高电压技术”三门课。根据国际工程专业培养目标及我校电气专业特点，提出教研一体化教学模型（图1）。首先将三门课程重新划分为基础理论、知识要点及进阶探索三个知识层次。基础理论是指课程涉及的基本原理及概念，由任课教师讲授，强调与低年级基础课程的衔接关系。知识要点是课程学习的主体部分，包括电力系统基本原理、概念、分析方法及特征。课题组建立了讲授与研讨结合的创新研究型多媒体教学平台，采用教研一体化教学模式，即课堂讲授与探讨式教学相结合，强调学生主动参与。进阶探索是指在此基础上拓宽知识面，探讨科技前沿。

讲授与研讨结合的创新研究型教学模式是教研一体化的基础[2]。该模式体现在课堂上教师采用研讨的教学方式引导学生发现、探索、应用电力系统知识，强调学生主动参与。相应的考核与评价多样化，采用平时作业+课堂提问+课后小结+期末考试的方式，客观综合评价学习效果。为丰富课堂教学，结合大纲要求建立多媒体授课平台，包括试题库建设、实验平台扩展、实践基地建设。试题库增加操作性试题，强调解决实际问题。扩展实验平台，由验证性实验到综合探索性实验转变；开展实践基地建设，理论与生产实际相互补充。

二、要点实施

（一）课堂教学

将知识要点分成不同主题，例如电力系统分析中的潮流计算、短路计算和稳定性计算；继电保护中的微机保护装置、继电保护装置等。学生事先以作业形式预习，教师引导与小组讨论完成学习任务。课堂上讲授与研讨结合：讲授采用黑板+多媒体课件+课堂讨论的方式。黑板+多媒体课件既便于阐述原理及结构，又便于深入阐述方法原理。课堂研讨强调学生参与，培养分析解决问题的思路。进阶探索知识加入最新科技进展，如传输控制策略、直流电传输、超导输电等主题，探讨科技发展最新动向。教师引导学生课堂参与，包括提问及演示，调动学生积极性，使课堂教学从授予知识变成综合能力训练。课堂教学不仅要求掌握电力系统知识要点，而且强调利用基础理论解决新问题的思路和方法。

（二）课件建设

为丰富课堂教学、提升教学效果，完善多媒体及试题课件。为更好地建立“系统”和“工程”的概念，采用Matlab、Flash等软件增加仿真分析及动画演示，帮助学生理解。重点完善仿真分析，增加工程实际中存在的典型问题及分析办法，强调理论分析与实际应用的异同。构建课程的虚拟仿真实例平台，便于学生直观理解各种综合实例的使用效果，进而加深理解。

试题课件建设方面，原有试题库仅面向出版教材的部分课后题，容量较小，覆盖面较少，偏重考察课程内容具体知识点，对于综合考察课程关联内容的设计题目偏少。因此构建和丰富试题库，训练学生综合利用课程知识点来解决实际问题的能力。另外增加操作性习题，如利用Matlab m-file探索潮流计算、分析给定的系统稳定性分析程序，培养应用能力。

（三）创新型实验平台及工程实训体系

建立创新型实验平台：增加实验课程设计环节，实践内容的设置上更加突出实用性、综合性和创新性。增加了阶段式电流保护整定计算、保护配合能力及对应图纸的绘制。采用数字动态实时仿真系统DDRTS仿真与手算并行的方式，验证手算，进行线路故障下保护动作的仿真分析。实验教学中把理论教学中的抽象概念、原理通过实验过程形象生动地表现出来，进一步将抽象的理论知识与具体应用对应起来，优化教学效果。

构建工程实训体系：与江苏省电力公司职业技能训练基地达成协议，电力系统及自动化专业的学生须进行为期2周的工程实训。通过现场模拟及技术指导，培养工程实践与应用能力。实训包含电力安全工作规程、触电急救、10kV配电设备、电能计量装置配置、经纬仪操作、常用电工仪表、接地装置与剩余电流动作保护装置、低压故障排查、低压用电信息采集系统应用。培训师负责实训内容，教师引导学生采用学过的知识分析实际问题，结合在学校所学对电力系统专业知识进行讨论和研究。该模式帮助学生认识生产实际，灵活运用课堂知识，为未来工作或研究生生涯奠定基础。

三、小结

根据电气工程专业本科培养方案进行教研一体化平台建设，包括课堂教学、课件及实验实训。通过整合理论课程内容、改进讲授方式、优化实践环节，构建高效教学体系，形成电气与电子结合、控制与信息结合、软件与硬件结合、装置与系统相结合的教学特色。

参考文献：

[1]中国矿业大学电气工程及自动化专业培养方案2016. http：//siee.cumt.edu.cn/2f/40/c212a339776/page.htm.

[2]刘德华.精品课程建设的内涵与问题思考[J].教育教学论坛，2013，（11）：6-9.

Abstract：Under the bachelor course "electric power system"，class knowledge is reconstructed according to undergraduate program of electrical engineering and automation specialty by the international engineering accreditation. To realize the teaching of differential，hierarchical，research and exploration oriented characteristics，professional courses are adjusted by regrouping class knowledge，with emphasis of connection to the fundamentals as well as to the state-of-the-art research trends. An innovative multimedia teaching platform is constructed，with investigation of knowledge transfer，and combination of experiments and training. It is shown that the developed course system and teaching mode have achieved good results.

Key words：electric power system；teaching research integration；class regroupendprint