電力系統(tǒng)自動化實踐教學(xué)模式探討

重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣信息學(xué)院 鄭雪娜 沈國杰 王麗芳 賈渭娟

電力系統(tǒng)自動化實踐教學(xué)模式探討

重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣信息學(xué)院 鄭雪娜 沈國杰 王麗芳 賈渭娟

簡述了電力系統(tǒng)自動化這門課程的重要性，就獨立學(xué)院學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析，借鑒了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，運用到本課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。以小組分工形式調(diào)動學(xué)生主動參與到實踐環(huán)節(jié)中，并通過考核機制的改進(jìn)來保證學(xué)生對于教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生的實踐動手能力和綜合業(yè)務(wù)水平。

翻轉(zhuǎn)課堂；實踐教學(xué)環(huán)節(jié)；考核機制

0.引言

電力系統(tǒng)自動化這門課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)課程，是電力系統(tǒng)分析、電力電子技術(shù)及自動控制原理課程的后續(xù)課程，要求學(xué)生能將以上課程融會貫通，從工程實際問題出發(fā)，熟練運用，能分析問題與解決問題，是培養(yǎng)復(fù)合型人才的重要課程之一。該門課程理論知識覆蓋面較廣，可以結(jié)合Matlab仿真平臺實現(xiàn)理論教學(xué)方法的改進(jìn)，由仿真結(jié)果直觀地給予學(xué)生電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的調(diào)控作用與效果。而對于實踐教學(xué)模式而言，一直沿用的是以教師為主體的形式，并未有相關(guān)的教學(xué)改革舉措。本文則將從實踐教學(xué)環(huán)節(jié)入手，作相應(yīng)地調(diào)整與改進(jìn)。

1.學(xué)情分析

該課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，多為室內(nèi)實驗教學(xué)形式，且實驗設(shè)備由于學(xué)校的實際環(huán)境的限制，需要通過不同的仿真設(shè)備來模擬工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實際過程較為復(fù)雜，講解過程較長，2節(jié)課并不能將一次實驗課程內(nèi)容完成。而由于實驗設(shè)備較為昂貴，購置臺數(shù)有限，也導(dǎo)致了學(xué)生在實驗練習(xí)時，無法每位同學(xué)都能完成實驗內(nèi)容，多數(shù)學(xué)生都在渾水摸魚，并沒有獲得課業(yè)相關(guān)知識。

除上述問題之外，獨立學(xué)院學(xué)生的基礎(chǔ)課程掌握程度較差。對于電氣工程及其自動化專業(yè)的學(xué)生而言，因從最基礎(chǔ)的電路原理和電子技術(shù)課程開始就沒有完全掌握，進(jìn)而帶著不足學(xué)習(xí)后續(xù)的電機與拖動、電力電子技術(shù)及自動控制原理等課程時，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不斷降低，前后課程無法良好地銜接，不能更好地實現(xiàn)對課程的理論及實踐學(xué)習(xí)。

接下來將從上述兩個方面解決課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的不足，并提升學(xué)生對于動手實踐類項目的興趣，由實踐補充理論學(xué)習(xí)中未掌握的相關(guān)知識。

2.改進(jìn)舉措探索

2.1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的借鑒與運用

翻轉(zhuǎn)課程一般為理論教學(xué)中的一種教學(xué)模式，但是由于該門課程實踐環(huán)節(jié)所涉及 的知識面較廣，故此次改革探索從此著手。所謂翻轉(zhuǎn)課堂即為將原來的傳統(tǒng)教學(xué)模式改進(jìn)為課下學(xué)生通過學(xué)習(xí)有趣的教學(xué)微課視頻進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，課上老師通過簡單地講解與提問等方式加深其對知識點的掌握。老師通過不斷地課堂練習(xí)，讓學(xué)生能熟練運用相關(guān)知識來解決工程實際問題，將理論與實踐完美結(jié)合。老師作為“修行”的領(lǐng)路人，只是起到了引導(dǎo)與啟發(fā)作用，將原來的教師主體教學(xué)模式改為了以學(xué)生與教師雙主體模式。此種教學(xué)模式中，老師與學(xué)生的互動尤為重要，學(xué)生能將自身學(xué)習(xí)的情況及時地反饋，讓老師能及時調(diào)整對教學(xué)過程的把握。

同理，對于實踐教學(xué)而言，需現(xiàn)將每次實驗的相關(guān)內(nèi)容提前錄制好導(dǎo)前視頻，無論是從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還是到實驗設(shè)備的原理等，都一一加以詳述，讓學(xué)生提前學(xué)習(xí)，做好實驗前的相關(guān)準(zhǔn)備，這樣就減少了課堂上的原理講解，可以留更多的時間給更多的學(xué)生進(jìn)行實驗操作，以此提高學(xué)生的看圖能力及動手能力（該課程實驗要求學(xué)生掌握電氣工程類圖紙的識圖能力及動手接線的能力）。

教學(xué)設(shè)計上則可以更為靈活，讓學(xué)生以小組形式進(jìn)行實驗，每次由不同的小組最先開始實際操作，其余小組進(jìn)行導(dǎo)前視頻學(xué)習(xí)的理論考核。第一個實驗的小組成員需要在每次實驗前進(jìn)行分工，每個人根據(jù)自己的工作劃分進(jìn)行學(xué)習(xí)，由隊長統(tǒng)一調(diào)配。正式開始實驗時，每組有5分鐘時間可以通過提問，解決學(xué)習(xí)中的困惑，然后每組需在30分鐘內(nèi)完成相應(yīng)實驗內(nèi)容。這種方式讓學(xué)生能主動加入學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，提高了每位同學(xué)的參與度，但是，仍需合理的考核機制保證改進(jìn)效果。

2.2 具體改革舉措

根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂模式的運用，從以下幾個方面著手進(jìn)行實施，如圖1所示。

（1）實踐教學(xué)視頻制作。1）實驗驗證原理視頻介紹。以同步發(fā)電機準(zhǔn)同期并列實驗為例，視頻首先介紹實驗原理，當(dāng)并列的三個條件滿足時，即通過在整定的超前時刻送出合閘脈沖，使得并列斷路器在合適的時間點閉合，實現(xiàn)與系統(tǒng)的并網(wǎng)。關(guān)于原理的介紹一般以實際操作為主要表現(xiàn)形式，更能直觀地展現(xiàn)出操作過程，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2）實驗驗證所需設(shè)備介紹。實驗所需設(shè)備也以視頻的形式予以介紹，能讓學(xué)生提前了解到整個實驗分成了幾個部分，每個部分的作用等，以便進(jìn)行小組分工。3）實驗驗證電氣圖紙識讀、實驗內(nèi)容及步驟介紹。根據(jù)原理介紹及設(shè)備介紹，串講系統(tǒng)電氣圖紙，讓學(xué)生熟悉實驗的具體接線，這部分內(nèi)容也與小組分工息息相關(guān)。完成接線后，介紹實驗內(nèi)容及具體操作步驟，讓小組成員明確如何通過團(tuán)隊合作完成實驗。

圖1 實踐環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計

（2）實驗小組分工介紹及協(xié)作。實踐環(huán)節(jié)開始前，由各小組組長介紹每位組員的具體分工、負(fù)責(zé)的接線內(nèi)容及完成的操作步驟等。隨后，由小組每位成員就各自負(fù)責(zé)部分提出困惑的內(nèi)容，此環(huán)節(jié)共給予5分鐘時間。解惑后，小組成員共同齊心協(xié)力在30分鐘內(nèi)完成實驗內(nèi)容，并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。若當(dāng)前實驗小組操作時，其余小組則進(jìn)行教學(xué)視頻學(xué)習(xí)成果的考核，以期幫助小組成員更好地理解實驗?zāi)康募皟?nèi)容。

（3）實驗結(jié)果分析及考核。小組實驗結(jié)束后，整體就實驗結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)成功和失敗的關(guān)鍵原因，并由小組成員間進(jìn)行互評，得到互評平均分，再根據(jù)其他考核制度得到當(dāng)次實驗的最終成績。

2.3 考核機制改革

（1）小組內(nèi)部互評（40%）。傳統(tǒng)的實踐環(huán)節(jié)考評制度較為單一，主要以教師的主觀意志為準(zhǔn)，比較片面。加入小組內(nèi)部互評后，使得考核機制更為公平，更具靈活性。

（2）教學(xué)視頻學(xué)習(xí)考核（30%）。此環(huán)節(jié)能督促學(xué)生學(xué)習(xí)教學(xué)視頻，并讓學(xué)生能主動參與到教學(xué)視頻的制作環(huán)節(jié)，增強了學(xué)生的主動能動性，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。

（3）教師總體考核（30%）。以學(xué)生的出勤、精神面貌及實際的動手能力，解決問題的能力為準(zhǔn)進(jìn)行考核，并可以根據(jù)學(xué)生對于此次改革提出的寶貴意見予以酌情的加分，讓學(xué)生能成為課堂中另一個主體，實現(xiàn)學(xué)生與教師之間的互動。

3.結(jié)束語

通過以教學(xué)視頻的學(xué)習(xí)，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并以視頻學(xué)習(xí)考核作為其學(xué)習(xí)教學(xué)視頻的保證。以小組形式進(jìn)行分工與協(xié)作，讓學(xué)生能主動融入到小組中，既解決了設(shè)備不夠引起的學(xué)生濫竽充數(shù)的問題，也鍛煉了學(xué)生的實踐動手能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。改進(jìn)后的教學(xué)模式更能調(diào)動學(xué)生的主動性，讓其作為教學(xué)的主體，實現(xiàn)與教師的互動，提高了學(xué)生的綜合水平。

[1]沈國杰,鄭雪娜．關(guān)于電氣控制技術(shù)課程的教學(xué)改革和探索——以重慶大學(xué)城市科技學(xué)院為例[J]．中國培訓(xùn),2017(2)．

[2]喬琳．民辦高職院校電力系統(tǒng)自動化專業(yè)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建[J]．教育,2017(1):00187-00187．

[3]張麗曉,楊平．面向應(yīng)用型本科的操作系統(tǒng)教學(xué)實踐與探索[J]．計算機教育,2017(1):99-101．

[4]鄭雪娜,王麗芳,沈國杰等．電路原理課程探索[J]．電子世界,2016(23):21-21．

[5]鄭雪娜,沈國杰,劉勝芬,等．自動化儀表與過程控制課程探索[J]．企業(yè)導(dǎo)報,2015(18):139-139．

[6]沈國杰,鄭雪娜．關(guān)于應(yīng)用型本科院校教師培養(yǎng)模式的探討[J]．求知導(dǎo)刊,2015(12):157-157．

[7]羅平,王麗芳,劉勝芬,等．電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學(xué)體系研究[J]．中小企業(yè)管理與科技旬刊,2015(27):185-18．

[8]楊培宏,張繼紅．電力系統(tǒng)自動化綜合實驗室建設(shè)與實踐教學(xué)改革[J]．中國電力教育,2011(30):152-154．

2015年重慶市本科高?！叭匦袆佑媱潯碧厣珜I(yè)建設(shè)項目（渝教高[2015]69號）。