趙少華 張楠楠 陳曦

摘要：通過利用現(xiàn)代信息教育技術(shù)下教學(xué)資源的便利性、高效性等特點，對“電力系統(tǒng)分析”進行混合式教學(xué)的建設(shè)，體現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)的融合，利用現(xiàn)代信息技術(shù)解決教學(xué)中的重難點問題。課下充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺完成預(yù)習(xí)任務(wù)的分配、檢驗和總結(jié)，課上利用雨課堂及虛擬仿真教學(xué)平臺增加教學(xué)的互動性和趣味性，課后通過超星學(xué)習(xí)通平臺完成課后鞏固，反饋和評價，從而有效整合了教學(xué)資源和教學(xué)手段，提高了課堂的有效性，培養(yǎng)了學(xué)生解決分析問題的能力。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代信息教育技術(shù);課程改革;電力系統(tǒng)分析

中圖分類號：G424? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）26-0269-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：.

“電力系統(tǒng)分析”作為我院電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)主干課，課程主要通過電力系統(tǒng)中的等值網(wǎng)絡(luò)、潮流計算、短路計算與分析、有功無功優(yōu)化調(diào)整及暫穩(wěn)態(tài)分析進行學(xué)習(xí)和研究[1]，使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)的運行規(guī)律和特點，能夠分析并解決電力系統(tǒng)中存在的復(fù)雜工程問題[2]，同時培養(yǎng)學(xué)生工科生應(yīng)有的工匠精神和胡楊林精神及一定的工程應(yīng)用能力。其中在手工潮流計算、同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運動微分方程及短路電流計算中存在大量的公式，推導(dǎo)過程復(fù)雜，理論性過強。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)內(nèi)容過于碎片化，不利于學(xué)生形成完整的邏輯思維

電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電及用電是一個有機結(jié)合的整體，但是現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)計并沒有將這四部分內(nèi)容進行統(tǒng)一、區(qū)分和歸類，因此導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時，不能把握各個章節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系，不能形成對電力系統(tǒng)完整的認(rèn)識。

1.2 教學(xué)方式過于傳統(tǒng)化，導(dǎo)致學(xué)生課堂參與度低

電力系統(tǒng)分析具有理論與實踐并重的特點，且理論部分計算繁瑣[3]，而實踐部分具有一定的獨特性和工程性，使得學(xué)生對電力系統(tǒng)的認(rèn)識較低，且目前的課堂講授中，教師多采用單向傳授模式，且教學(xué)方法手段主要采用PPT進行講解，導(dǎo)致部分學(xué)生課堂參與性低，逐漸失去了對該課程的興趣。

1.3 理論與實際脫鉤

我院電氣工程及其自動化專業(yè)于2016年開始招生，目前只培養(yǎng)了一屆畢業(yè)生，因此相關(guān)的實驗配套并不完善，學(xué)生的實驗實踐主要是利用MATLAB平臺中短路、潮流計算及暫態(tài)穩(wěn)定性實驗完成實踐的學(xué)習(xí)，且缺少與實際的電網(wǎng)電力企業(yè)的聯(lián)系，使得學(xué)生對于電力系統(tǒng)的實際設(shè)備、運行都缺乏直觀性的認(rèn)識。

2 課程改革

2.1 銜接化、模塊化教學(xué)的應(yīng)用

鑒于電力系統(tǒng)分析的先修課程有電路、電機學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)課程，要求教師在進行教學(xué)設(shè)計時，要進行做到有的放矢，注意課程之間的銜接點，避免重復(fù)學(xué)習(xí)，從而占用大量時間。如在同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子運行方程的講解中，電機學(xué)中已有所涉及，因此在進行講解時，應(yīng)主要講解短路對于同步發(fā)電機的影響即可;在進行潮流計算的計算機算法時，對于節(jié)點導(dǎo)納方程內(nèi)容在電路中已經(jīng)有所涉及，因此在講解時應(yīng)重點講解節(jié)點導(dǎo)納矩陣在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的形成和特點。多數(shù)同學(xué)在學(xué)習(xí)過程中，容易把之前所學(xué)的知識遺忘，因此在進行課程內(nèi)容正式講解之前，可以通過學(xué)習(xí)通平臺對需要本節(jié)掌握的知識點和內(nèi)容進行推送，并督促學(xué)生完成預(yù)習(xí)，通過測試檢測學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。通過課程之間的有效銜接，既為新知識新內(nèi)容提供了時間，又突出了重點，使得教學(xué)設(shè)計更加科學(xué)化和合理化。電力系統(tǒng)分析各章節(jié)之間組成了相互關(guān)聯(lián)有機的整體，在進行教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)注重各個章節(jié)及知識點的內(nèi)在聯(lián)系，在進行課程內(nèi)容設(shè)計時，應(yīng)注意各個章節(jié)知識點之間的融合，培養(yǎng)學(xué)生的高階性和結(jié)構(gòu)性思維能力和完成進階式的任務(wù)的能力。如可將電力系統(tǒng)分析分為穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析，穩(wěn)態(tài)分析主要包括元件各參數(shù)的形成、潮流計算及有功無功平衡的調(diào)整，而暫態(tài)分析主要包括短路電流計算，復(fù)合序網(wǎng)的形成及暫穩(wěn)和靜穩(wěn)分析。同時可將每個模塊中的內(nèi)容進一步模塊化，如在進行不對稱短路的分析計算時，首先利用對稱分量法將不對稱短路看作對稱短路，進而等效出發(fā)電機、變壓器、輸電線路及電動機的等效電抗和等值電路，最后將四部分組成復(fù)合序網(wǎng)，完成不對稱短路的計算。

2.2 現(xiàn)代教育信息技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代教育信息技術(shù)的發(fā)展為教學(xué)方法和模式帶來了新的活力和希望[4]，利用現(xiàn)代信息技術(shù)開發(fā)錄像、光盤等多媒體課件，通過搭建多維、動態(tài)、活躍、自主的學(xué)習(xí)領(lǐng)域訓(xùn)練平臺，使學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)造性得以充分調(diào)動。搭建產(chǎn)學(xué)合作平臺，充分利用本行業(yè)的企業(yè)資源，滿足學(xué)生觀摩、實訓(xùn)和半年以上頂崗實習(xí)的需要，并在合作中實時關(guān)注學(xué)生職業(yè)能力的發(fā)展和教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整。同時積極利用電子書籍、電子期刊、數(shù)字圖書館、校園網(wǎng)、各大網(wǎng)站等網(wǎng)絡(luò)資源，使教學(xué)內(nèi)容從單一化向多元化轉(zhuǎn)變，通過職業(yè)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)或輔導(dǎo)，使學(xué)生知識和能力的拓展成為可能。

基于大學(xué)生MOOC課網(wǎng)，騰訊課堂，超星學(xué)習(xí)通，雨課堂等教學(xué)平臺，及圖片、FLASH動畫、視頻豐富教學(xué)形式和手段，打造線上線下混合式課堂，提高課堂的趣味性和學(xué)習(xí)的有效性。圖1為教學(xué)模式構(gòu)成圖。課前，由教師根據(jù)章節(jié)的重難點，錄制微課視頻，并采用任務(wù)驅(qū)動法，為學(xué)生布置2～3個任務(wù)，發(fā)布在超星學(xué)習(xí)通平臺，督促學(xué)生分組完成任務(wù)，完成任務(wù)和資料的推送，利用QQ群、微信群對學(xué)生完成預(yù)設(shè)任務(wù)的測試，教師根據(jù)反饋結(jié)果，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計進行進一步的調(diào)整和完善。課上以線下講授為主，雨課堂輔助為輔，線下講授的教學(xué)方法主要采用情景教學(xué)法，將知識點分為電力線路結(jié)構(gòu)與電壓、等值電路和潮流計算、系統(tǒng)優(yōu)化運行與調(diào)整、電能損耗計算及降低的措施及電力運行穩(wěn)定性分析五個情景進行，學(xué)生在教師的啟發(fā)下完成情景化學(xué)習(xí)，同時利用雨課堂實現(xiàn)課上的提問討論等交流功能。課下答疑，課下探索及統(tǒng)計反饋則可以借助超星學(xué)習(xí)通、雨課堂、微信群、QQ群等完成。

2.3 虛擬仿真教學(xué)平臺的應(yīng)用