基于国网考试背景下高职高专《电力系统分析》教学改革初探

张过有 徐健 丁祥

摘   要：“电力系统分析”课程内容在国网公司的入职考试中占了较大的比重。同时该课程理论性、实践性和综合性都很强，教学团队用原有的教学方法和方式已不能适应教学需求。教学团队从课程内容、教学方法、教学方式、实践教学和考核机制五个方面对课程进行了改革和探索，实践证明改革提高了学生自主学习能力、提升了国网公司入职考试的竞争力。

关键词：教学内容  教学方法  教学方式  实践教学  过程性考核

中图分类号：TM711-4                            文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）02（c）-0188-03

自2012年国网公司首次开展2013届毕业生统一招聘考试以来，一方面高校毕业生招聘工作可以为国家电网的创新发展注入新鲜血液，优化人力资源配置，提升核心竞争力，创建世界一流电网、国际一流企业;另一方面也能为广大毕业生提供一条公开、公正的就业渠道，实现多方共赢的局面。我校电力类毕业生有三个专业符合国网公司的报考条件，而每届毕业生中有一大批优秀学子渴望通过国网公司的考核实现自己的专业梦，这就对上述相关考试课程的老师提出了挑战。

《电力系统分析》课程在国网电工类专业笔试中占据了很大比重，同时该课程具有很强的工程实践性，分析的对象是电力系统运行实际问题，脱离工程实践的教学毫无意义，既不能满足广大学生对于该课程学习的需求，也不能满足部分参加国网考试同学的需求。我院“电力系统分析”课程组从2014年起就针对该现状在教学中进行了探索。

1  优化提炼教学内容

虽然电力系统分析教材版本在不断更新，但教材内容更新较少，无法展现近年来现代电力系统行业的前沿技术和最新动态;最重要的是，教材内容不能很好的体现工程实践性，未能具体的分析电力系统运行的实际问题。为此对课程的内容和结构进行优化、调整。

增加近年来发展迅速的风力发电并网技术、太阳能光伏发电等新能源发电知识的讲解，增加柔性输电技术、特高压直流输电工程、特高压交流输电项目和智能电网技术的介绍，使学生充分了解电力系统的发展动态和学科前沿。紧扣国网公司最新版本考纲内容[1]：电力系统的基本概念、电力系统各元件特性及数学模型、简单电力系统潮流分析、电力系统有功功率和频率调整、电力系统无功功率和电压调整、电力系统故障的基本概念、电力系统简单故障分析与计算、电力系统稳定的基本概念，这不是应试教育、不是为了考试而教学，而是从行业角度来讲授需要掌握的知识点，更贴近与工程实际。为此将课程的基本概念、各元件的参数和模型划为基础知识模块，排在课程的起始阶段;将潮流计算、电压调整、经济运行、频率调整划为稳态运行与控制模块，根据内容的衔接性依次引入。将三相短路和不对称故障划为短路计算模块，专科学生不需要掌握其中的公式推导和不对称故障计算，在课程中只做简要介绍，重点放在短路的实用计算方法部分，加强对计算方法的应用和推广。

课程团队将整个知识体系优化后，按知识模块分析国网公司的考试真题，将真题内容单选、多选和判断题加入到网络课程空间中，让同学们课后完成;同时分析考点分布及重难点做到在课堂教学中有的放矢，经分析有以下发现。模块一中考查了电力线系统运行基本要求、电力系统基本概念、电力系统运行中电能质量、中性点接地方式作为一个常出现的考点、中性点补偿出现的频率也较高、各元件参数中以线路的考查知识点最多、变压器考查了额定电流及特性描述、有名值和标幺值是一个考查的难点内容。稳定运行模块中重点查考了功率因素、电压降落、电压损耗、功率损耗和最简单的潮流分布，故在专科教学中要大大简化公式推导。系统运行控制模块中重点考查了系统频率相关知识、无功功率相关知识、稍微考查了经济运行。短路计算模块中2017年12月份之前的考试还重点在考查非对称性故障分析，从新的考试大纲出来后，短路计算模块的知识明显不再偏重于计算难度，而开始了广度的考查，尤其是放在了对称性计算分析中，这就要求课程教师在课堂中更要让学生掌握短路计算的实用性计算方法和掌握短路的危害以实用于工作。至于电力系统稳定性的基本概念，专科仅仅只考查了静态稳定和暂态稳定的基本概念及相关知识，考查的知识点少且很浅。

2  改进教学方法

传统的教学方式普遍是以教师课堂讲授为主、学生在45min课堂教学过程中被动接受填鸭式的知识灌输，最关键的是电力系统分析这门课公式及公式推导太多、新的知识点和概念层出不穷，该方式下学生的接受度太低、学习效率尤其是掌握知识点的效果太差，还缺乏师生互动，学生的参与度缺乏，造成学生听望天书。为此，课程组尝试采用混合式教学法[2]来突破这个困窘。

2.1 采用行动导向教学

行动导向教学是近年来高职高专尝试采用且行动有效的教学方法[3]。电力系统分析在开篇介绍完电力系统相关概念后，介绍学生熟悉ETAP软件，让学生以小组的形式尝试建立一个简单的重庆安居水电厂至铜梁电网再至铜梁某2个10kV小区这样一个简单的电力系统接线图，让学生思考接线图中的电气元件都有哪些、元件有哪些参数、何为发电机和变压器的中性点等相关知识，让各个小组带着问题去学习。针对供用电技术专业的教学，给予学生《工业与民用配电设计手册（第四版）》和注册电气工程師（供配电）相关设计手册的电子版，让他们尝试学会查资料，尽早接触工程勘察设计相关知识。

2.2 启发式和讨论式教学

将原有的填鸭式教学变为讨论式教学，在讲解过程中允许学生提问并开展讨论，例如在讲解电力系统电压、频率调整、经济运行模式时，让学生以小组形式提前预习电能质量的三个要素电压、频率、波形，并讨论如何保障电能质量的三个指标满足要求。将原有的填鸭式教学变为启发式教学，引导学生思考，并给学生的思考空间，比如在讲不对称短路电流分析时，由于已经学过了对称短路电流分析，引导学生想办法把不对称短路化为对称分量，进而推导出对称分量法。

2.3 采用翻转课堂教学法

将班上学生分成若干小组（3人一组为宜），在课下通过分工合作完成ETAP软件项目式作业和课后作业，课堂上由组员展示、阐述完成情况，解答其他小组的提问，然后老师进行指点和评价，课后各小组将项目作业进行修改和完善。翻转课堂提高了学生的自主学习能力、团队合作能力、沟通能力和语言表达能力。

3  改革教学方式

随着信息技术的飞速发展，学生获取知识的途径更加便捷，思维活跃且接受新事物迅速的00后已经出现在课堂上，这就必须让我们改革原有的教学方式以适应新时代大学生的需求，将他们的时间从互联网吸引回课堂。课程团队尝试采用以下几个方式。

3.1 网络教学

随着学院网络学习平台（慕课、智慧职教以及学院智慧校园平台）的建设，网络课程教学开辟了电力系统分析的第二课堂。教师将课程的教学大纲、进度计划、课件、微课、相应的国家标准、工具书、以国网公司试题库为基础的任务练习、以ETAP为基础的工程项目等教学资源上传课程网络空间。学生根据自己的安排来进行学习、提交平台作业，算入平时成绩;期间有疑问的可以通过微信或者在线答疑等形式进行交流。

3.2 采用ETAP软件教学

課程中的有名值、标幺值换算、潮流分析、短路计算模块历年来学生普遍反映学习难度大、工程应用不明显、不好理解，为此课程组对比了PWS软件、PSASP软件、MATLAB/SIMULINK软件和ETAP软件各自的优缺点[4]，再结合高职高专学生的英语水平提出采用ETAP软件教学[5]。在ETAP软件教学应用过程中，学完模块一后，引导学生完成电力系统建模;学完潮流分析后，引导各小组完成电力系统的潮流计算及结果分析;学习完电力系统分析调整与优化模块后，引导各小组完成电力系统分析的电压调整及经济性分析;学习电力系统故障分析后，引导各小组完成电力系统对称性短路计算及结果分析。ETAP仿真软件教学使抽象的电力系统变得可视化，使学生对电力系统的计算分析更易于理解、掌握。

4  强化实践教学

我校建立了6～8个相对稳定的电力类校外实习基地保障开展实践教学，组织学生到水利发电厂、变电站、设备制造企业和10kV配电端参观学习，在前两个实习单位由经验丰富的教师或企业专家带领学生参观了调度中心，介绍他们的工作内容，指导学生通过潮流分布图监测电网运行状态，通过变电所电力电容器的设置掌握无功补偿的意义和电压调整的原理，通过故障录波记录观察短路发生的过程，使学生体会到电力系统分析在调度、运行方式等方面的应用。

5  建立过程性考核机制

我校之前的课程考核由平时成绩和考试成绩两部分组成，期末考试的卷面成绩占总成绩的60%，平时成绩（包含课堂考勤和课后作业两部分）占总成绩的40%。这样的考核方式比较单一，没有进行过程性考核，导致学生平时上课积极性不够、作业抄袭、考试过程中作弊，不利于教学质量的提高。为此我校提出全面过程性考核的方针，加之针对本门课的特点进行3人1小组的过程性考核贯穿整个学习过程。学生学习过程痕迹记录及成绩登记册如图1所示。

过程性考核的方针提出后，平时成绩占60%（随着课程改革的成熟还可以申请提高平时成绩的占比），学生的课堂出勤率达100%，上课摸机率低于5%，ETAP课程教学推动得到提高，翻转课堂教学效果不错，网络作业完成率也极大提升。从近两年毕业生国网公司入职率来看，电力系统分析教学还是贡献了一定的价值。

6  结语

“电力系统分析”课程理论性、实践性和综合性都很强，同时在国网公司的入职考试中也占了很大的比重，这就需要我们不断实践探索其实用、有效的教学方法。近年来课程组尝试采用全面过程性考核机制为基础，从优化教学内容、改进教学方法、改革教学方式、强化实践教学四个方面为支撑，谋求提高课程的教学质量。近3年来，重庆水利电力职业技术学院电气类专业以较高分数通过国网公司的入职考试，进入国家电网公司就业的毕业生比例大大提高，专业技术能力也得到用人单位的普遍认可。

参考文献

[1] 2018年国网公司高校毕业生招聘考试大纲[S].

[2] 王红艳.基于应用型人才培养的“电力系统分析”课程教学改革[J].许昌学报，2018（37）：90-93.

[3] 郑惠虹.基于“行动导向”的项目化教学在高职专业课程教学中的应用[J].教育与职业，2009（23）：132-134.

[4] 仿真软件在“电力系统分析”课程教学中的应用[J].中国林业教育，2018（36）：26-28.

[5] 刘禹良，伍家洁.ETAP在高职高专“电力系统分析”教学改革中应用[J].实验室研究与探索，2016（35）：212-216.