电力系统暂态分析课课程思政教学设计与实践

苏 娟，夏 越，赵 晶，杜松怀，井天军

（中国农业大学 信息与电气工程学院，北京 100083）

2020年5 月，《高等学校课程思政建设指导纲要》[1]明确强调要把思想政治教育贯穿人才培养体系，深度挖掘提炼专业知识体系中蕴含的思想价值和精神内涵，全面推进高校课程思政建设[2-4]。这对新时代课程思政建设改革提出更高的要求[5]。当前，正处于脱贫攻坚、乡村振兴战略部署的关键时期，涉农高校课程教学工作的开展无疑会使推进课程思政建设产生新的时代价值[6-7]。课程思政是以课程为载体，以各学科知识中蕴含的思政元素为切入点，以课堂实施为基本途径，以全面提高人才培养能力为核心点，而开展的育人实践活动。为此，课程思政教学设计和实施尤为关键，事关文化传承和国家人才培养。科学合理的课程思政教学体系，可助力形成教书育人理论逻辑与教育实践相统一的战略选择和现实途径，对于全面推进课程思政建设具有重要的现实意义。

本文针对电力系统暂态分析课课程思政建设，结合中国农业大学电气学科特色发展体系，以社会主义核心价值观和新工科背景下的课程思政理念为指导，探索专业教学和课程思政的紧密契合模式，构建科学合理的电力系统暂态分析课课程思政教学体系，应用于教学育人实践，为工科专业课程思政提供参考与借鉴。

一 课程思政教学体系设计

电力系统暂态分析是电气工程等相关专业领域的核心专业基础课之一，其课程特点是理论性较强，对暂态分析思维能力要求较高[8]。该课程主要是学习电力系统受到扰动后的分析方法，为电力系统规划、建设、运行与维护提供理论知识与基本方法。为落实立德树人根本任务，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和高素质专业人才，电力系统暂态分析课课程思政建设也成为实现该目标的必要条件。因此，本文设计了集课程思政目标、专业教学内容、融合教学模式和课程思政评价考核四位一体的课程思政教学内容体系，其整体框架体系如图1 所示。该课程思政教学体系采用“自上而下”的教学思路，以顶层教学目标设计为核心，积极探索知识、能力、素养及专业四个维度的教学目标，深入挖掘并提炼课程思政元素；通过典型案例的自然切入与有机融合，建立电气教学与典型案例之间的融合互补关系，形成理论与实践相结合的课程思政教学内容；结合课程思政的特点，建立学生与教师之间的双向互动反馈机制，并基于线上、线下同步学习场域[9]，探索出“内容导入—自主学习—引导探究—案例讲解—仿真实践”的创新教学路径；最后从专业课程和思政育人两方面出发，对课程思政进行评价考核，确保课程思政教学目标的达成和落实。

图1 电力系统暂态分析课程思政教学体系设计

（一）课程思政教学目标

电力系统暂态分析课课程思政教学目标是围绕立德树人的根本任务，通过在线教学、虚拟仿真实验、实践案例和团队讨论等教学手段，使学生在掌握电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程基本知识的同时，在教学中树立科学、爱国和唯物主义价值观。积极引导学生自主学习、独立思考、勤于动手、团结协作，培养学生的自主创新能力，使学生成为“知农、爱农”的农村电气化高素质人才，助力脱贫攻坚、乡村振兴战略部署的有序实施。具体包含以下四个子目标。

1）知识目标：掌握电力系统电磁暂态过程和机电暂态过程的基本知识与分析方法，培养学生的科学精神和创新精神，使其具备终身学习的能力。

2）能力目标：通过科研和工程案例，积极引导学生自主学习、独立思考、勤于动手和团结协作，培养学生应用本课程基础知识解决电力系统故障中的复杂工程问题的能力。

3）素养目标：通过采用丰富灵活的教学模式，对学生进行电气安全、职业规范与工程伦理教育，培养学生的职业素养、安全责任意识、使命担当和成为电力工程师的职业情怀。

4）专业目标：掌握专业基础理论在电气工程实践[10]中的应用方法，结合中国农业大学学科特色优势和学科专业育人大纲，培养“知农、爱农”的农村电气化高素质人才。

（二）融合案例重构教学内容

课程思政内容的重构要以课程思政教学目标为基本方向，同时需要在深入分析课程特点和课程知识体系的基础上，利用知识图谱挖掘专业教学内容与思政育人内容的契合点，并以此作为课程内容的思政融入点，通过巧妙灵活地融入多元化思政案例素材，实现思政育人案例与专业教学内容的深度融合，其具体设计思路如图2 所示。另外，课程在线平台的选择、课程思政活动的开展及课程思政资源的开发也为重构课程思政内容奠定了坚实的基础。其中，课程思政活动的开展是实现课程思政目标的重要途径，要以课程思政目标为指导，以课程思政内容为依托，开展多形式、多种类的综合性课程思政活动；丰富多样的课程教学平台为创新课堂教学模式和创建思政育人环境提供有力支撑；课程思政资源的开发是实施课程思政教育的必要条件，深入挖掘课程思政资源是开展课程思政教学的重要保障。

图2 重构课程内容设计思路

（三）基于多平台的线上线下混合式教学

依托中国农业大学综合教学平台、在线课程平台以及虚拟仿真教学平台，形成了创新性课程混合式教学环节与教学方案，见表1。首先，按照教学过程开展时间的先后顺序及策略性深度教学的需要，将完整的教学过程划分为课前、课中和课后三个环节；其次，根据学科教学内容与方案的制订及课程思政育人的功能导向，梳理划分教学内容，使其符合各教学环节育人目标的设置条件，并满足不同教学环节下的教学要求；最后，基于线上平台、线下课堂的多学习场域设置，结合课前、课中和课后划分的教学环节，设计了全方位、多平台的混合式教学过程，在保证学生专业知识掌握程度的基础上，进一步提升学生专业素养能力和人文精神，立志强农兴农。

表1 中*标注的部分为主要引入课程思政教育的教学过程。在课前教学环节中，课程思政教育的表现形式分为基于虚拟仿真平台的实验内容介绍及安规学习与测试；在课中教学环节中，采用案例教学与热点讨论的教学形式融入课程思政教育理念；在课后教学环节中，分别为课程答疑、实验报告两个教学过程设计思政内容教学方案，课程答疑环节通过学生与教师之间的双向反馈机制，不仅可以解决答疑专业技术问题，也可针对学生思想动态等进行教育，帮助学生树立正确的价值观。此外，也可通过实验报告进行思政内容的考核。

表1 电力系统暂态分析课程教学过程设计

（四）课程思政评价考核机制

课程思政评价考核机制作为一种正向反馈机制，是检验思政育人目标完成程度的有效手段。本课程不但将课程思政融入到专业教学，同时也将思政考核融入到专业考核中。专业课程的考核主要以掌握知识的情况为主，课程思政育人效果考核主要评价内容包括专业素养、创新精神和规则意识等。考核方式主要包括安规测试、实验报告和专业思考题。在虚拟仿真实验环节，第一个单元设置了安规测试，通过本测试后才可进入后面的实验环节。在实验报告中，除了要求学生总结实验现象蕴含的知识结论，还新增一道开放性思考题，让学生讨论一下通过本实验思考到的本专业的责任与使命。

二 课程思政教学的具体实施举措

为了响应全面推进高校课程思政建设的号召，实现专业课程与思政育人同向同行的协同发展，中国农业大学在电力系统暂态分析课课程思政教学中也展开了相关探索实践，总结出若干适合于该课程思政建设的具体实施举措以供参考。

（一）夯实基础知识，融合丰富思政案例，重构专业教学

课程思政案例的构建是课程思政教学得以开展的基石。将丰富的思政案例融入本学科教学中，使思政教育内容自然渗透并融入课堂，不仅增强了学生对专业知识的理解，有效提升了学生的专业基础，还合理对标了思政教育内容，对学生的核心价值养成和理想信念教育起到了积极引导的作用。电力系统暂态分析课通过课程思政建设，典型案例分为以下五大类。

1 结合教师科研项目典型案例，展现专业使命与情怀

本学科主要服务于农村电网供电保障方面的科学研究，多年来教学团队在国家重点研发项目、国家自然科学基金、国家电网公司和国家能源局的支持下，开展了一系列的科学研究，解决了农村电力供给与消费中的卡脖子问题。将其中与课程相关的“农村低压电网剩余电流保护装置研究”“首都重大活动供电保障模式研究”“贫困地区电力建设与生产安全质量提升”等项目的部分研究成果作为案例及在科研领域研究中上下求索的人生感悟，共同搬进课堂教学中，让工程创新人才的家国情怀与工匠精神展现得更加鲜活立体。使学生了解实际工作中有很多需要解决的问题，理解如何利用本课程的理论知识解决实际复杂工程问题。更进一步认识到本学科在农村电网安全、全面增强农村供电保障能力、持续提升农村供电服务水平、服务脱贫攻坚和支持国家乡村建设行动落地等方面起到的不可替代的作用，增强学生服务“三农”的信心与决心，使其立志强农兴农。另外，也通过国内外对比分析，突出我国在解决贫困地区问题、安全问题等方面的优越性，增强四个自信。

2 结合农电学科发展史案例，增强学生学科自信，树立远大理想

中国农业大学电气工程专业肇始于1955 年筹建的农村电气化专业，有60 多年的历史。60 多年来，师生服务于我国农电发展事业，本学科的建设与发展反映着中国农村电网建设的发展史。期间，涌现出一批可圈可点的人物与先进事迹，如本学科经历的几次更名与农电发展中处于的历史地位、本学科承担完成的重要科研成果、“十四五发展规划”、杰出校友和踏踏实实奉献基层的优秀校友等。通过这些介绍使学生们了解本学科的发展史，有针对性地运用学科发展历史与行业励志素材对学生进行思想教育引导，引发学生情感共鸣，激发学生学习动力，增强学生对本专业的热爱与自信，树立奉献基层、服务乡村振兴的理想与使命，促使学生在思想上更加笃定，立志强农兴农。

3 开发虚拟仿真实验，进行行业安全与规范教育

本课程涉及到的电力系统设备规模庞大、成本极高，涉及到的场景是电力系统受到扰动后的暂态过程。电力系统是保证人民生活和生产的基本设施，破坏性实验及相应设备实操难以在实际生产单位实现。因此，本课程结合教师科研成果，开发了课程配套虚拟仿真实验。包括八个实验单元，通过安规教学与测试、风电场漫游、风机组装、风塔操作和故障影响测试等环节，使学生将理论与实验结合，进一步理解知识点，解决了电力系统故障实验实操困难的问题。在整个实验设计中严格按照实际生产要求，进行安全与规范操作教学，只有通过相关考核才能进入正式实验操作。另外，实验前展示实际实验场景视频，突出教育遵守安全规范与相关规程的重要性。目前该实验已在学校虚拟仿真实验平台上使用。

4 行业专家参与思政育人，开拓视野，培养能力

课堂中案例教学与讨论环节，创新性地邀请电力生产及科研机构等实践基地的行业导师进入课堂，讲解实际生产中本课程内容涉及到的问题，与同学进行讨论，提出相应的解决方案。行业导师将课本中学到的知识生动地代入到了实际生产问题中，打开了学生的视野，进一步将理论知识与生产实际结合，提升学生解决复杂工程问题的能力，并将思政育人教育融入课堂，培养学生的职业素养、家国情怀和工匠精神。解决了一直以来理论与实践脱节的问题。

5 以专业理论讨论分析时事热点问题，挖掘背后的思政元素

时事热点为课程思政教学提供了最生动的元素。可通过紧跟时事热点，在分析电力系统暂态分析课课程思政教学和案例中注入一些更“接地气”的思政元素，引导学生在学习专业知识的同时，感悟“新鲜”的思政元素，并将其内化为价值追求，潜移默化中提升学生的思想意识和道德修养。及时收集整理与课程内容相关的时事热点问题，以专业理论讨论该问题发生的原因、解决办法等，在讲解热点问题背后的科学技术问题的同时，挖掘其中蕴含的思政元素，进行育人教育。例如，2021 年2月14 日—16 日，美国得克萨斯州极寒天气引发的大面积停电事故便可以应用电力系统暂态稳定的分析方法，分析其大面积停电的原因，介绍事故后可采取的提高系统稳定性的措施和我国应对相应问题的一些先进技术等。

（二）结合专业特点，开展灵活多样全覆盖的思政教学

电力系统暂态分析课课程思政建设是一项长期的系统性工作，其包含课堂教学显性教育和课程思政内容隐性教育两部分。课堂教学显性教育对课程思政建设育人目标的实现是掷地有声的，而课程思政内容隐性教育则是润物无声的。通过深度挖掘思政元素，自然融入丰富典型案例，建立显性教育与隐性教育之间多元契合的关联关系，形成分课时、全方位和全员参与的系统性课程思政教学体系。

在课堂教学中融入课程思政，结合音频、案例等课程思政资源，借助综合教学平台和虚拟仿真实训平台，采用案例教学、课堂讨论、热点分析和教学评价等形式多样的教学手段，对活跃课堂氛围和强化记忆效果起到双重作用。巧妙地将专业课程内容与课程思政内容进行深度有机融合，可较好地实现润物无声式思政育人。电力系统暂态分析课课程思政的多形式教学模式具体可表现为3 种形式。一是在教学案例、课程实验中设计思政育人内容，在课程中有针对性地进行职业情怀、使命担当、解决复杂工程问题能力及职业伦理等方面的思政教育。二是，根据当前社会热点结合课程内容开展讨论，增强学生对知识的理解，教育引导学生增强“四个自信”及进行爱国教育。三是邀请行业专家或优秀校友走进课堂，以本课程知识解决工作中的实际问题为主线，与同学们讨论电气工程师在学习、工作中应具备的素质和解决问题的能力等。

三 课程思政特色与成效

本课程思政建设连续3 年开展探索与实践，培养学生230 余名。课程思政特色，可分为理念创新和实践创新两大类。

理念创新方面可具体表现为三方面，一是将教师科研成果作为育人教育案例，引导学生思考本专业承担着保障电力供给安全的重大社会责任，肩负着实现乡村振兴发展战略的历史使命；二是将学科发展史融入育人教育，增强学生对本专业的热爱与自信，树立奉献基层、服务乡村振兴的理想与使命；三是将中国农业大学学科特色优势深入到课程教育中，以社会主义核心价值观和新工科背景下的课程思政理念为指导，培养“知农、爱农”的农村电气化高素质人才。

在实践创新方面，主要是采用灵活多样的教学手段开展育人教育，通过在线教学视频、虚拟仿真实验、实践案例、团队讨论和优秀校友讲座等教学手段，使学生了解电气安全相关领域的标准与规范，掌握专业基础理论在电气工程实践中的应用方法；以身作责，通过言传身教实现立德树人，精心准备筹划每节课程，以饱满的精神状态上好每一堂课，并在课堂中以对课程和本职工作的热情和认真的态度向学生们传递正能量；灵活巧妙地将能力培养融入知识传授，通过企业导师进课堂、案例思考和合作任务等形式，在课程中培养学生团结协作、自主学习、实践创新和解决问题等能力。

四 结束语

课程思政建设既是落实立德树人根本任务的战略举措，也是提高人才培养质量的重要任务，是未来高校发展的大势所趋。在电力系统暂态分析课课程思政教学工作的开展过程中，设计了“四位一体”的课程思政教学内容体系，深入挖掘课程思政元素并巧妙地将其融入专业课程教学中，使课程教学更具感染力、吸引力和实效性，更大程度地实现由单一课程学习向以学生为主体的价值追求和理念构建的大幅转变。另外，本课程思政建设实现显性教育与隐性教育的紧密契合，探索出一条实用化的具体实施路径，为电气化高素质人才的培养提供坚实的基础支撑，并为其他学科的课程思政建设提供有益的借鉴和参考。