趙少華 張楠楠 陳曦

摘要：通過(guò)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(diǎn)，對(duì)“電力系統(tǒng)分析”進(jìn)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(diǎn)問(wèn)題。課下充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)完成預(yù)習(xí)任務(wù)的分配、檢驗(yàn)和總結(jié)，課上利用雨課堂及虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)增加教學(xué)的互動(dòng)性和趣味性，課后通過(guò)超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)完成課后鞏固，反饋和評(píng)價(jià)，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(wèn)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(hào)：G424? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）26-0269-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：.

“電力系統(tǒng)分析”作為我院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)主干課，課程主要通過(guò)電力系統(tǒng)中的等值網(wǎng)絡(luò)、潮流計(jì)算、短路計(jì)算與分析、有功無(wú)功優(yōu)化調(diào)整及暫穩(wěn)態(tài)分析進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究[1]，使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律和特點(diǎn)，能夠分析并解決電力系統(tǒng)中存在的復(fù)雜工程問(wèn)題[2]，同時(shí)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(jì)算、同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)微分方程及短路電流計(jì)算中存在大量的公式，推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜，理論性過(guò)強(qiáng)。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)內(nèi)容過(guò)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(gè)有機(jī)結(jié)合的整體，但是現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)計(jì)并沒(méi)有將這四部分內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一、區(qū)分和歸類，因此導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，不能把握各個(gè)章節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系，不能形成對(duì)電力系統(tǒng)完整的認(rèn)識(shí)。

1.2 教學(xué)方式過(guò)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(shí)踐并重的特點(diǎn)，且理論部分計(jì)算繁瑣[3]，而實(shí)踐部分具有一定的獨(dú)特性和工程性，使得學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)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(jìn)行講解，導(dǎo)致部分學(xué)生課堂參與性低，逐漸失去了對(duì)該課程的興趣。

1.3 理論與實(shí)際脫鉤

我院電氣工程及其自動(dòng)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(shí)驗(yàn)配套并不完善，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐主要是利用MATLAB平臺(tái)中短路、潮流計(jì)算及暫態(tài)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)完成實(shí)踐的學(xué)習(xí)，且缺少與實(shí)際的電網(wǎng)電力企業(yè)的聯(lián)系，使得學(xué)生對(duì)于電力系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)備、運(yùn)行都缺乏直觀性的認(rèn)識(shí)。

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(jī)學(xué)、電磁學(xué)等基礎(chǔ)課程，要求教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行做到有的放矢，注意課程之間的銜接點(diǎn)，避免重復(fù)學(xué)習(xí)，從而占用大量時(shí)間。如在同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)行方程的講解中，電機(jī)學(xué)中已有所涉及，因此在進(jìn)行講解時(shí)，應(yīng)主要講解短路對(duì)于同步發(fā)電機(jī)的影響即可;在進(jìn)行潮流計(jì)算的計(jì)算機(jī)算法時(shí)，對(duì)于節(jié)點(diǎn)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(shí)應(yīng)重點(diǎn)講解節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的形成和特點(diǎn)。多數(shù)同學(xué)在學(xué)習(xí)過(guò)程中，容易把之前所學(xué)的知識(shí)遺忘，因此在進(jìn)行課程內(nèi)容正式講解之前，可以通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)對(duì)需要本節(jié)掌握的知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)容進(jìn)行推送，并督促學(xué)生完成預(yù)習(xí)，通過(guò)測(cè)試檢測(cè)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。通過(guò)課程之間的有效銜接，既為新知識(shí)新內(nèi)容提供了時(shí)間，又突出了重點(diǎn)，使得教學(xué)設(shè)計(jì)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(jī)的整體，在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重各個(gè)章節(jié)及知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，在進(jìn)行課程內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意各個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)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(jìn)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(jì)算及有功無(wú)功平衡的調(diào)整，而暫態(tài)分析主要包括短路電流計(jì)算，復(fù)合序網(wǎng)的形成及暫穩(wěn)和靜穩(wěn)分析。同時(shí)可將每個(gè)模塊中的內(nèi)容進(jìn)一步模塊化，如在進(jìn)行不對(duì)稱短路的分析計(jì)算時(shí)，首先利用對(duì)稱分量法將不對(duì)稱短路看作對(duì)稱短路，進(jìn)而等效出發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路及電動(dòng)機(jī)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(duì)稱短路的計(jì)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(lái)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(guò)搭建多維、動(dòng)態(tài)、活躍、自主的學(xué)習(xí)領(lǐng)域訓(xùn)練平臺(tái)，使學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性得以充分調(diào)動(dòng)。搭建產(chǎn)學(xué)合作平臺(tái)，充分利用本行業(yè)的企業(yè)資源，滿足學(xué)生觀摩、實(shí)訓(xùn)和半年以上頂崗實(shí)習(xí)的需要，并在合作中實(shí)時(shí)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(shí)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(guò)職業(yè)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)或輔導(dǎo)，使學(xué)生知識(shí)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(tái)，及圖片、FLASH動(dòng)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(diǎn)，錄制微課視頻，并采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，為學(xué)生布置2～3個(gè)任務(wù)，發(fā)布在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，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(duì)學(xué)生完成預(yù)設(shè)任務(wù)的測(cè)試，教師根據(jù)反饋結(jié)果，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)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(shí)點(diǎn)分為電力線路結(jié)構(gòu)與電壓、等值電路和潮流計(jì)算、系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與調(diào)整、電能損耗計(jì)算及降低的措施及電力運(yùn)行穩(wěn)定性分析五個(gè)情景進(jìn)行，學(xué)生在教師的啟發(fā)下完成情景化學(xué)習(xí)，同時(shí)利用雨課堂實(shí)現(xiàn)課上的提問(wèn)討論等交流功能。課下答疑，課下探索及統(tǒng)計(jì)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(tái)的應(yīng)用