“电力系统分析”课程工学一体化教学法应用分析
时间：2020-12-21 20:02:25 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：为了满足经济社会进步和电力工业快速发展对人才培养的新要求，经过长期的教学探索和试点，以注重学以致用的创新能力建设为目标，提出了一套“兴趣培养-理论教学-工程实践”多层级交叉融合的“电力系统分析”课程工学一体化教学法。教学证明：该方法使得学生不但较好地掌握了电力系统专业的相关基础知识理论，而且显著增强了电力工程应用实践能力，取得了良好的教学效果。
关键词：电力系统；工学一体化；教学设计
作者简介：赵美莲（1976-），女，山西朔州人，南京工程学院电力工程学院，讲师；陈跃（1963-），男，江苏南通人，南京工程学院电力工程学院，副教授。（江苏南京211167）
中图分类号：G642.41 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）06-0076-02
“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业学生掌握电力系统基本概念、基本分析和计算能力的一门重要基础课程，是电类专业学生从基础技术理论课程走向专业技术课程学习的知识桥梁。该课程以电力系统潮流计算、故障计算和稳定分析为核心，紧密结合不断涌现的电力系统新技术，内容涉及面广多，涵盖了电机学、电路、电磁场、自动控制等多学科知识，包含了线性方程、非线性方程、微分方程等大量数学理论推导。学生学习该课程往往感觉难度较大，不易掌握内容的重点和难点。
随着电力工业的快速发展，“电力系统分析”课程教学面临着极大挑战，学生既要掌握扎实的专业理论知识，又要学会理论与应用相结合，具备运用知识的创新能力。传统的以教师为中心的单一教授法已成为制约教学质量提高的瓶颈，需要在方法上创新模式，适应学生个性和职业发展的需要，激发学习潜力，培养学生学以致用的创新能力，以满足技术、经济和社会发展对高级人才的综合素质要求。
一、工学一体化的教学意义
教与学，二者是一对辨证统一体，其行为是一种需要将刻板的理论知识与生动的实际应用有机结合的艺术活动。让学生具备学以致用的创新能力，这就是“工学一体化”教学的目的与意义。
学生要具备学以致用的创新能力，就是要实现其从获取知识到运用知识和创新知识的能力提升。显然，学生上课认真听课、仔细做笔记只能做到有知识，很难做到有能力。在教学中，要不断强化学生的主动参与意识，授之以渔，让学生成为教学活动的主体，学会主动思考和深化运用，提高创新知识能力。
电类学科具有很强工程应用背景，其专业学习的最终目的是要将技术成果转化为生产力，直接推动电力工程建设，因而特别强调对学生创造性思维和能力的培养。学生不仅要具有扎实的基础知识理论，而且要具备发现问题然后运用知识解决实际工程问题的能力。工学一体化教学的本质之一，就是要全面培养学生善于独立思考、勇于开拓创新的综合素质。因此加强理论与实践相结合的工学一体化教学，对于电类专业显得尤为必要和重要。
二、以往的教学困境
“老师在黑板上讲得天花乱坠，学生在下面呼呼大睡。”这是在教学调查中学生对传统课堂的形象描述。在传统教学模式下，教师是传道授业解惑的单一主体，学生完全处于被动接受知识的地位。教师在黑板上讲解教材中规定的纯理论知识，且往往是概念释义和理论算法推导，与实际应用需求脱节现象较为严重。课堂缺乏生动性和吸引力，学生很容易感到枯燥乏味，进而渐渐产生厌学情绪，这无疑不利于提高教育教学质量。更有甚者，不少学生的学习目的相对片面，仅为应付课程考试而学，死记硬背一些概念和原理，浅浮于知识的表面理解，谈不上深入分析所学知识去解决实际问题，很难具备学以致用的创新能力。
教学中也会安排一些实验课作为课程实践环节，但这些传统的实验课常常是“走过场”。学时少且实验内容相对固定，一般都是要求学生按照教师的示范或指导书的步骤去按部就班地操作，简单地验证一些基本原理和现象，学生无法参与过程设计，严重制约了学生创新思维能力的提高。
三、工学一体化的教学设计
“电力系统分析”课程包括电力系统稳态分析和电力系统暂态分析两部分，教学内容多，任务量重，教学时间安排也相对较长，如何获得良好的教学效果是我们一直在深入思考的问题。经过长期的教学实践探索，我们设计了一套“兴趣培养—理论教学—工程实践”多层级交叉融合的“电力系统分析”课程工学一体化教学法。在教学过程中，注重运用现场教学、案例教学、讨论式教学等多种手段，将理论知识融于实际应用，让学生在教与学的互动过程中，发挥主观能动性，灵活运用所学知识，创新性地完成各类应用操作，达到学以致用的教学效果。
1.兴趣培养
虽然学生在学习“电力系统分析”之前，一般都已经学习过“电路”、“电机学”等基础课程，初步掌握了同步发电机、异步发电机、变压器等电工电器设备的基本知识，但是大多数学生对电力系统的体系结构和生产运行缺乏整体性概念。课程伊始，如果就直接讲授教材中的各种算法和理论推导，学生往往会很难理解和接受。
伟大的科学家爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”这就是说一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣，就会主动去求知、去探索、去实践，并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。因此，在开始该门课程教学时，十分注重培养学生的课程兴趣。良好的开端是成功的一半，引导学生建立起学习电力系统的专业兴趣，激发其专业求知欲。感性认识是引导学生逐步建立学习兴趣的一种好方法。在教学过程中，主要采用了以下两种方法：
（1）声像教学。电力系统的生产、运行过程以及电力设备结构都十分复杂，很难用黑板或语言来讲授清楚，学生抽象地听讲，很吃力，无法直观理解。教学中，充分利用现代多媒体技术手段，通过声像结合、图文并茂的方式，形象地展现教学内容，特别是对一些电网运行控制环节和设备运行状况，让学生便于理解和感悟，起到了事半功倍的效果。通过声像教学，让学生一方面能够初步了解到电力系统的整体概况与生产过程，建立起对电网运行的系统感知；另一方面也能够了解到该专业的一些最新技术成果和示范工程建设，比如当今社会各界高度关注的特高压和智能电网知识，建立起“我是电力人”的兴趣感和自豪感。
（2）认识实习。大多数高校在该课程教学设计上都设置了认识实习环节，并计入学分，但时间安排上不是很科学，往往都在毕业实习前。为了及时增强学生对电力系统生产及其运行设备的直接感性认识，结合课程教学需要，与当地的电力生产运行部门（生产教学基地）联系，适时组织一些现场参观的认识实习，让学生现场参观发电厂、变电站和电力调度中心，亲身感受电力系统的实际生产运行过程。
2.课堂教学
在传统的教学模式下，学生在课堂中往往只顾及做好笔记，抄录基本概念、理论和算法推导，难以形成独立思考行为，更谈不上活学活用。因此，如何引导学生成为教学活动中的主人翁，勤于思考，善于发现问题解决问题，逐步培养其学以致用的创新能力，是提高课堂教学效果的关键。我们主要采用了以下2种手段来提升课堂教学质量：
（1）开放式课堂教学。开放式课堂教学是针对传统教育中以“课堂为主、教材为主、教师为主”的封闭性教学弊端而提出的。通过改革单一教学方法和教学手段，构建开放式的课堂教学，让学生成为教学中的活跃主体。一方面，增强教与学的互动性，即教师在讲解过程中允许学生提问，开展现场讨论。通过讨论，深化学生对知识点的理解和掌握。另一方面，柔性延拓“40分钟”课堂时间。一般高校专业课程的课时安排往往都会相隔2-3天，时间较长，为此，在每一次课堂结束时，首先将下一次课堂主要内容提炼为若干思考问题，引导学生课后独立思考，发现问题。然后在下一次上课之前，安排学生谈谈学习和思考的认知，发表自己的言论，教师做好引导工作，针对学生的发言，肯定他们说得正确的地方，也指出他们理解上的偏颇，并在接下来的课堂讲授中及时地进行有针对性的解惑。
