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摘要:應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)下,《電力系統(tǒng)分析》作為應(yīng)用型電氣工程及自動化專業(yè)的一門核心主干課程,對提高學(xué)生的理論知識和培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力,具有很重要的作用。本文圍繞應(yīng)用型本科電氣工程及自動化專業(yè)《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)中存在的問題,闡述了教學(xué)內(nèi)容改革思路和方法,體現(xiàn)了應(yīng)用型本科“理論與實踐相結(jié)合”的特色。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用型;電力系統(tǒng)分析;教學(xué)改革;實踐
一、引言
應(yīng)用型本科是以本科教育辦學(xué)定位為標(biāo)準(zhǔn),以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為核心的高校新型教育模式,既強(qiáng)調(diào)“實踐能力”,又強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新能力”。電力系統(tǒng)分析作為電氣類專業(yè)的基礎(chǔ)課程,如何來體現(xiàn)應(yīng)用型本科特色,培養(yǎng)技能型和崗位型人才,主要體現(xiàn)兩個方面:一是“知識素質(zhì)”;二是“能力素質(zhì)”。知識素質(zhì)主要表現(xiàn)為:專業(yè)知識面要寬泛,專業(yè)知識深度不宜過高,公式和定理的推導(dǎo)、證明適當(dāng)省略,注重結(jié)論的應(yīng)用性;能力素質(zhì)主要表現(xiàn)為:強(qiáng)化操作技能和規(guī)范,提高實踐動手能力和綜合素質(zhì)能力。因此應(yīng)用型本科《電力系統(tǒng)分析》課程“突出應(yīng)用特色,注重實踐能力,提高教學(xué)質(zhì)量”的教學(xué)改革目標(biāo),并圍繞地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展為基礎(chǔ),以突出應(yīng)用型特色作為教學(xué)改革的前提,以提高教育教學(xué)質(zhì)量作為改革的目標(biāo)。《電力系統(tǒng)分析》課程作為電氣工程專業(yè)的主干課程之一,它不但有大量的理論概念和基本計算,而且工程應(yīng)用實踐性較強(qiáng),對該專業(yè)的課程體系起到承上啟下的作用,它既是線性代數(shù)、電路基礎(chǔ)、電機(jī)與電氣控制、電力電子等課程的總結(jié),也是工廠供配電技術(shù)、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動裝置等專業(yè)課程的基礎(chǔ),在電氣工程專業(yè)教學(xué)和應(yīng)用型本科培養(yǎng)高質(zhì)量、高素質(zhì)學(xué)生有十分重要的地位。近些年,隨著電力系統(tǒng)行業(yè)的智能化程度的快速發(fā)展,對電氣工程專業(yè)應(yīng)用型學(xué)生培養(yǎng)的能力要求越來越高,也就對《電力系統(tǒng)分析》課程提出了更高的定位,原有的教育教學(xué)模式已不能滿足電力行業(yè)建設(shè)的需要,不能體現(xiàn)應(yīng)用型教育的發(fā)展特色。
二、《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)中存在的問題
1.學(xué)習(xí)興趣不濃:《電力系統(tǒng)分析》課程部分內(nèi)容抽象、公式多、計算多、系統(tǒng)性和邏輯性較強(qiáng),學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏興趣,“教師教”和“學(xué)生學(xué)”都很困難。
2.教學(xué)內(nèi)容沒有與時俱進(jìn)。電力系統(tǒng)行業(yè)更新速度較快,教材中的內(nèi)容雖然也在不斷有新版本出現(xiàn),但無法充分體現(xiàn)近十多年來本學(xué)科的最新進(jìn)展和前沿動態(tài)。
3.教學(xué)方法、手段和形式單一。多媒體教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)手段沒有普及。首先,現(xiàn)有《電力系統(tǒng)分析》課程在教學(xué)上理論性強(qiáng),內(nèi)容上有大量的矩陣計算和矢量電路圖形,所以用傳統(tǒng)的板書教學(xué),形式比較單一,教師也必須在課堂上占用大量時間進(jìn)行公式推導(dǎo)和畫圖,教學(xué)效率較低,教學(xué)效果偏差;其次,《電力系統(tǒng)分析》課程工程實踐較強(qiáng),實際的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行方式僅靠講授來體現(xiàn),無法更直觀、更形象地將教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)在學(xué)生面前,不符合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要。
4.理論與實踐教學(xué)相脫節(jié)。應(yīng)用型本科注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力,《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)模式偏重于基本概念和計算方法,缺少實踐環(huán)節(jié)。
三、《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)內(nèi)容改革思路和方法
(一)教學(xué)思想的更新
在教學(xué)思想上,必須牢固樹立“突出應(yīng)用特色,注重實踐能力,提高教學(xué)質(zhì)量”的目標(biāo)。以應(yīng)用型本科教學(xué)為培養(yǎng)模式。在教學(xué)形式上,擺脫單一化的形式,讓學(xué)生運用基本理論知識參與實際系統(tǒng)開發(fā),提取系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。培養(yǎng)學(xué)生面對工程實踐的應(yīng)用能力。促進(jìn)教學(xué)研究互相結(jié)合,使學(xué)生更了解本學(xué)科的前沿知識。
(二)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
為了適應(yīng)應(yīng)用型本科教學(xué),針對《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)改革所應(yīng)體現(xiàn)的知識和能力素質(zhì),我們對課程的教學(xué)內(nèi)容作了調(diào)整和優(yōu)化,并提出了新的教學(xué)要求,具體從以下三方面進(jìn)行:
1.修訂人才培養(yǎng)設(shè)置,壓縮理論學(xué)時,增加實踐內(nèi)容,形成新的教學(xué)模式。
應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)人才的最終目標(biāo)是以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點,所以在講授基本理論的同時,讓學(xué)生實際參與整個電力系統(tǒng)的構(gòu)想、設(shè)計、運行和優(yōu)化,使學(xué)生的實際工程訓(xùn)練能力得到提高。
2.增加輔助教材,充分了解學(xué)科前沿。
在選用課程的教材時,采用規(guī)劃教材為主,增加輔助教材編寫。通過輔助教材可以全面了解本行業(yè)國內(nèi)外的科研成果。重點是將理論內(nèi)容穿插在實踐課中講授,讓學(xué)生從實踐中去深入了解目前本行業(yè)發(fā)展的前沿和熱點問題。這樣能有效的鞏固專業(yè)知識,提高學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣;同時考慮到電氣工程及自動化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后大部分將為本地區(qū)的電力行業(yè)服務(wù),在電力網(wǎng)介紹和潮流(包括簡單潮流和復(fù)雜潮流)計算講解的時候,多以實際電網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)為例,實現(xiàn)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)定位。
3.增加課程設(shè)計。
課程設(shè)計是對《電力系統(tǒng)分析》課程的一個綜合性實踐教學(xué),把知識點進(jìn)行整體性回顧。《電力系統(tǒng)分析》課程包含兩個課程設(shè)計:一是潮流計算方面,它是電力系統(tǒng)很重要的計算,根據(jù)給定的電力系統(tǒng)的運行條件,確定穩(wěn)態(tài)運行時各參數(shù)的一種計算,可以分析研究電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行時的各種問題進(jìn)行檢驗和預(yù)知。通過這個課程設(shè)計,學(xué)生對穩(wěn)態(tài)分析過程有一個全面性的了解,提高分析問題的能力;一是短路計算方面,為了避免發(fā)生短路而正確選擇和設(shè)計系統(tǒng)上的電氣設(shè)備和繼電保護(hù)裝置,通過進(jìn)行短路計算可以降低發(fā)生短路的后果,讓學(xué)生對發(fā)生短路時遇到的各種問題提前進(jìn)行分析總結(jié),提高解決問題的能力。
(三)采用現(xiàn)代化教學(xué)方法與手段
隨著教育信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,《電力系統(tǒng)分析》課程中傳統(tǒng)的板書式教學(xué)很難滿足現(xiàn)代教育教學(xué)的需要,用講授法根本無法描述清楚實際電力系統(tǒng)具體運行情況,學(xué)生理解上也存在困難。為了提高理論課的教學(xué)效果,吸引學(xué)生興趣,必須采用多元化的教學(xué)方法和手段。
1.課堂教學(xué)采用多媒體配合板書教。
首先,在公式推導(dǎo)時沿用板書教學(xué)的優(yōu)點,吸引學(xué)生主動思考,整個推導(dǎo)過程全程參與,有助于對知識點的理解;其次,在講授比較抽象的內(nèi)容時結(jié)合多媒體演示,使教學(xué)內(nèi)容更加具體化、形象化和生動化,加深學(xué)生對內(nèi)容的理解,用多媒體結(jié)合板書教學(xué)在《電力系統(tǒng)分析》課程中起到事半功倍的效果。
2.仿真模擬教。
為了使電力系統(tǒng)潮流變化等進(jìn)一步形象化,呈現(xiàn)動態(tài)的變化過程。用計算機(jī)仿真動態(tài)模擬教學(xué)可以更生動直觀的表達(dá),還可以將仿真軟件直接貫穿到學(xué)生的課程設(shè)計中,在對知識易于理解和掌握的同時,增加學(xué)生熟練話的程度,全程參與工程實踐,這是其他教學(xué)方法無法比擬的效果。
3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。
為充分利用學(xué)生的課余時間,運用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法,將《電力系統(tǒng)分析》課程包括教學(xué)大綱、教案課件、電子教材、參考資料、實踐指導(dǎo)、習(xí)題集及答案、授課視頻等,通過公共賬號上傳到網(wǎng)絡(luò),讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)、熟悉和了解,帶著問題進(jìn)入課堂,課后還可以有效的復(fù)習(xí)回顧。另外,為方便學(xué)生學(xué)習(xí),還設(shè)置了在線輔導(dǎo)、答疑和網(wǎng)上自測等網(wǎng)絡(luò)交流平臺。教學(xué)資源上網(wǎng)后能較好地解決學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)中遇到的相關(guān)問題,并有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,也是對課堂教學(xué)方法的多樣化提供了一個有力支持。
(四)培養(yǎng)學(xué)生的工程創(chuàng)新能力
為讓學(xué)生的理論和實踐有機(jī)結(jié)合,根據(jù)內(nèi)容不同,讓學(xué)生通過自愿組織成立學(xué)習(xí)小組,每小組全程參與教師的科研內(nèi)容,利用查閱資料、提出方案、實驗數(shù)據(jù)分析處理、論文撰寫等環(huán)節(jié),使學(xué)生不但能鍛煉實際操作能力,又培養(yǎng)了團(tuán)隊合作精神,拓寬了工程實踐視野,提高了工程創(chuàng)新能力。從現(xiàn)在開始,培養(yǎng)他們獨立動手的工作能力,提高學(xué)生對電力系統(tǒng)分析課程的學(xué)習(xí)積極性。
(五)加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
應(yīng)用型本科注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng),本課程的教學(xué)內(nèi)容十分抽象,且電力系統(tǒng)的控制,十分復(fù)雜、宏觀,學(xué)生無法憑想象來建立起知識體系。
1.組織學(xué)生參觀周邊發(fā)電廠、變電站以及一些工礦企業(yè)的電力設(shè)施,并邀請電力行業(yè)一線工程師講課,定期安排學(xué)生實習(xí),讓學(xué)生對電力網(wǎng)、控制系統(tǒng)、變電站的結(jié)構(gòu)和工作原理有較深入的認(rèn)識,有助于對理論教學(xué)的展開;
2.其次,通過加大《電力系統(tǒng)分析》課程的實驗,尤其是與實踐密切聯(lián)系的等值電路、潮流計算和對稱電路以及不對稱電路計算的實驗,進(jìn)一步加深學(xué)生對基本計算方法的應(yīng)用;
3.另外,建立電力系統(tǒng)仿真實驗室和實驗臺,通過對電力系統(tǒng)的動態(tài)模擬仿真,靈活的設(shè)置故障條件,分析穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)行為,吸引學(xué)生的興趣,提高他們的動手實踐能力,將實踐教學(xué)結(jié)合軟件仿真進(jìn)行實驗,搭建實踐教學(xué)平臺,可以更直觀、生動地闡述電力系統(tǒng)運行過程,使電力系統(tǒng)分析不再是抽象的理論,能夠提高學(xué)生的實踐動手能力,讓其做到理論與實踐相結(jié)合,提高實踐教學(xué)水平。
四、總結(jié)
《電力系統(tǒng)分析》課程作為應(yīng)用型電氣工程及自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程,對提高學(xué)生的理論知識和培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力,具有很重要的作用。因此,只有把理論與實踐有機(jī)結(jié)合,形成有應(yīng)用型特色的課程體系,切實提高高校的人才培養(yǎng)質(zhì)量,才能取得良好的教學(xué)效果,實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
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作者:張曉菊 王海霞 王維娜 單位:河套學(xué)院機(jī)電工程系