电力系统运行课程信息化教学设计实践

赵 莹，李 媛，刘禹良

(重庆电力高等专科学校，重庆 400014)

《中华人民国内共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中提出了八项信息化重大工程，均与教育信息化发展息息相关。教育部也大力支持发展专业教学资源库建设、在线开放课程建设等项目。线上资源越来越丰富多样。学生可以通过手机、电脑等在教室甚至宿舍或家中学习，教师也可以通过信息化手段来充实教学过程。相较传统教学模式，信息化教学的效果更好，对于理论性较强的专业课尤为明显，因此信息化教学已然成为现代教育发展的趋势和焦点。

文献[1-5]中提出，课程结合信息化资源和平台进行教学设计，教学效果良好。电力系统运行课程是发电厂及电力系统专业的专业核心课，理论性强，可操作性弱，难于理解，目前还没有针对该课程的信息化教学设计的文献。该课程信息化教学资源已较丰富，智慧职教学习平台和云课堂手机客户端等资源载体也愈来愈成熟。本文基于学校建成的电力系统运行在线开放课程及ETAP仿真软件，合理设计信息化教学模式，并通过教学实践得到了较好的教学成效。

1 信息化教学设计的必要性

电力系统运行课程内容多为计算和分析，而这又恰恰是高职院校学生较为薄弱的地方。为了提高学生的学习兴趣和教学质量，学校结合电力系统仿真软件如ETAP进行理实一体化教学，但由于手段单一及场地限制，效果有限。

电力系统运行在线开放课程的建设一直在更新和完善，线上线下教学资源丰富，团队教师前期参与制作大量相关教学动画和教学视频，校内线上信息化资源丰富。智慧职教云课堂客户端正在教学中应用，有一定的信息化教学基础和经验，学生对信息化的教学方式也有一定的好感。由于没有对教学环节进行进一步规划和设计，这些在提高教学质量方面的效用还未充分发挥，主要表现在课上仍采用老师讲和演示，学生听和做的模式。教学过程的设计还需深入的研究探讨，需要从实践中总结经验制定计划，进而更有效地利用高质教学素材，推动本课程教学与信息化技术的深度融合[6]。

2 信息化教学过程设计

利用智慧职教学习平台和云课堂APP等信息化技术，培养学生自主学习意识。有效地将学生课前、课中和课后的学习连贯起来，过程如表1所示[7]。

表1 教学过程整体设计

2.1 课前预习

课前布置简短的动画、视频等线上资源引导学生进行课前预习，并通过线上测验等环节检测预习效果；课中适当开展如讨论、抢答等互动环节带动学生主动参与课堂教学；课后学生根据自身掌握情况按需在MOOC上复习所学知识点，并通过线上作业或测验检测复习效果。课下学习过程中遇问题后，线上咨询教师解答。课上、课下所有环节有相应考核机制，且考核方式多种多样，不完全依赖于教师逐位检查。

1)唤醒前期课程知识点

无论是教学过程中遇到的一些前期课程知识点，还是表1中提到的前置知识点，学生往往会因为时间久而忘记。同样，学习后续课程时需要用到的该门课程知识点也可能会被学生忘记。这些是目前教学中的常见现象。课上老师带领学生复习会浪费宝贵的上课时间，降低课堂教学效率。若让学生课前自己预习，效果会较差。

2)线上督促学习软件

学生自觉课前预习存在两个问题：一是前置知识点遗忘问题，当遇到遗忘的前置知识点时，要自行去复习，通常会经历如表2所示的3个过程；二是自觉性问题，若教师不干预，多数学生不会主动预习，自行预习的实际情况会如表2所示。

表2 课程前置知识点学习

针对这一问题，编写一个简明的自学指导书，将每节新课需要用到的前期知识点归纳整理，基于云课堂APP选取优质线上资源供学生线上学习参考，配有相应的练习题及测验考核。教师线上监测，确保学生真正自学并掌握，培养学生逐步养成良好自学习惯。

课程中较为复杂的计算分析环节，包括潮流计算、经济性分析、短路计算、稳定性分析3个方面，结合ETAP电力系统仿真软件来辅助学生学习，能在一定程度上提高学生的学习兴趣，同时锻炼学生的实际动手操作能力，用看得见、可调整、有对比的数据帮助学生进行理论分析[8]。

2.2 注重过程化考核

对于课程考核，仅靠期末考试评价学习效果较为片面。针对单纯的期末考试决定课程成绩的方式，学生大多靠集中复习来应付考试，学过的知识很容易被忘记。考虑人体记忆曲线，设置多次阶段考核，强制督促学生进行有效的复习记忆，从而加强对知识的掌握。课程基本知识点掌握牢固，有利于后续课程学习，有助于学生后续发展，并养成良好的学习习惯。

此外，根据教学过程设计，课程考核既考虑学生课上表现，也考虑课下学习表现及效果，全面体现学生综合水平。具体考核项目及权重如表3所示。

表3 课程量化考核表

3 信息化教学过程实施与成效

2次完整的教学实践体现出教学设计具有一定成效，教学效果良好。

3.1 教学实施案例

课前云课堂APP上设置知识预习要求和预习效果检测题目，也可同时设置课后复习效果检测题目。教师线上观测学生预习效果，有针对性地改进教学设计。

课上根据学生复习效果测验情况，精准安排复习要点和时间，高效省时。对于较难的知识点，设置相应的ETAP仿真软件试验，让学生看得到现象和结果，帮助学生理解。根据学生学习状态设置提问、小组讨论、抢答等互动环节，适度调动学生注意力，活跃课堂气氛，同时达到学生互评、自评的目的，如图1所示。

课后结合MOOC学生自主按需选择复习点，教师云课堂APP上设置复习效果检测项目。教师线上观测复习情况，进而调整下节课教学设计，同时改进、补充上节课教学设计。图2所示为云课堂及MOOC学习安排及教学过程。

教学团队开发了电力系统分析课程数字化教材并编写了配套教案，师生教与学的资源更加完整多样，手段更加丰富，信息化技术深入地应用于教学过程。

图1 课堂互动

图2 云课堂及MOOC学习安排

3.2 教学成果

按照本文设计教学过程，课堂氛围活跃，学生学习兴趣高，积极性高，学习效率高、效果好。以课堂提问和测验为例，以往教学环节中，学生大多随意附和教师的提问、互动，真正思考的人很少。但结合信息化手段设计教学过程后，学生的参与度大大提高，参与学习质量也大大提升，“随意附和、滥竽充数”的人数大大减少。

经完整教学实践周期验证，课程的信息化教学设计得到的教学效果良好。以本校电气2017、2018级的1、2班学生为例，2次完整的教学周期对比如图4所示，相较于2017级，2018级学生的成绩分布更合理，成绩有明显提高。改变了以往电力系统分析课程成绩大面积不及格的不合理状态。

图3 学生课堂答题

(a)电气2017级1、2班成绩分布

(b)电气2018级1、2班成绩分布

(c)成绩分布对比图4 成绩分析

此外，在信息化教学设计过程中，教学团队教师能力得到一定锻炼，成果丰富。其中结合信息化手段的教学设计作品“电力系统的几种主要调压措施”获得了重庆市教委举办的教学设计比赛二等奖、供用电专委会举办的教师教学能力比赛三等奖；制作的教学资源中优质微课视频获得重庆市微课竞赛二等奖1项、三等奖1项。

4 结语

利用信息化手段对电力系统运行课程进行教学设计，并赋予教学实践。实践证明课程信息化教学设计是合理和有效的。

此外，课程线上学习资源还可供学生在后续专业课学习中使用。部分使用过的学生表示这些资源对其专业课程的学习有很大的帮助。后续专业课程在教学设计时可考虑将新课知识点需要用到的本课程知识点进行归纳整理，教学设计中调用本课程线上资源供学生线上学习参考，可大大提高课上授课效率及效果，帮助学生进一步稳固良好的学习习惯。总体而言，本课程的信息化教学设计效果较好，具有一定的推广价值。