新型電力系統(tǒng)環(huán)境下“自動裝置”課程教學(xué)改革探究

章廣清　江玉蓉　黃玲玲

［摘 要］ 新型電力系統(tǒng)環(huán)境下明確指出了新型電力系統(tǒng)建設(shè)是我國新時期的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也是發(fā)展綠色低碳環(huán)保模式的基本形態(tài)。隨著社會經(jīng)濟的全面發(fā)展，必須要加強新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，進一步提高我國綜合電力水平。電力系統(tǒng)“自動裝置”課程作為電氣專業(yè)課程中的重要環(huán)節(jié)，在教學(xué)過程中必須保障教學(xué)內(nèi)容的前沿性和針對性，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中獲得良好的知識儲備與專業(yè)技能，以推動我國電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。基于新型電力系統(tǒng)環(huán)境的概念及現(xiàn)狀分析“自動裝置”課程教學(xué)現(xiàn)狀以及教學(xué)原則，提出“自動裝置”課程的教學(xué)改革策略。

［關(guān)鍵詞］ 新型電力系統(tǒng)；自動裝置；課程改革

［基金項目］ 2021年度上海市教育委員會上海高校重點課程建設(shè)“電力系統(tǒng)自動裝置”（2021252）

［作者簡介］ 章廣清（1973—），男，江西余干人，碩士，上海電力大學(xué)電氣工程學(xué)院講師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護與電力系統(tǒng)仿真研究；江玉蓉（1976—），女，湖北天門人，碩士，上海電力大學(xué)電氣工程學(xué)院講師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護和電力設(shè)備故障診斷與分析研究；黃玲玲（1982—），女，浙江湖州人，博士，上海電力大學(xué)電氣工程學(xué)院講師，主要從事海上風(fēng)電并網(wǎng)與運維研究。

［中圖分類號］ TM7-4；G642.0 ［文獻標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）17-0093-04［收稿日期］ 2022-08-08

新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下提出要打造“新能源+儲能”一體化的電力協(xié)同發(fā)展體系，也指出了綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。基于電力系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展現(xiàn)狀，需要培養(yǎng)一批懂技術(shù)、懂創(chuàng)新、有能力的高素質(zhì)人才，但是在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中“自動裝置”課程教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)時長等方面都或多或少存在一些問題?；谛滦碗娏ο到y(tǒng)建設(shè)背景，必須要對“自動裝置”課程進行創(chuàng)新，進一步提高“自動裝置”課程的教學(xué)質(zhì)量，以培養(yǎng)更多能夠使用新型電力系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境的優(yōu)質(zhì)人才。

一、新型電力系統(tǒng)環(huán)境概念及現(xiàn)狀

“十四五”時期是我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵時期，隨著戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)的大幅發(fā)展，我國也進入了綠色低碳發(fā)展階段。綠色低碳發(fā)展模式已經(jīng)基本構(gòu)成，以綠色、清潔、低碳、安全、高效為核心的能源體系初步建立。在此背景下，新型電力系統(tǒng)也成了我國綠色低碳技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的主要渠道，目前新型電力系統(tǒng)環(huán)境特點主要包括以下三點。

（一）加快新型電力系統(tǒng)建設(shè)

當(dāng)前在新型電力系統(tǒng)環(huán)境背景下明確指出要加快新型電力系統(tǒng)建設(shè)，推動能源基礎(chǔ)設(shè)施持續(xù)轉(zhuǎn)型發(fā)展。要積極引進優(yōu)質(zhì)的新型電力系統(tǒng)，增強可再生能源的電量比例，保障新型電力系統(tǒng)環(huán)境下可再生能源電量比例不低于50%，提高我國清潔能源電力的發(fā)展，打造全新的“新能源+儲能”一體化等電力協(xié)同發(fā)展體系［1］。所以新型電力系統(tǒng)環(huán)境背景下，必須要全面提高新能源電站與電網(wǎng)的協(xié)同發(fā)展，加強電力系統(tǒng)儲能、蓄能的設(shè)備建設(shè)，提高我國電力系統(tǒng)的能源消納及儲存能力，緩解電力負荷。

（二）遏制高耗能、高排放、低水平的電力系統(tǒng)設(shè)施

在新型電力系統(tǒng)環(huán)境下明確指出了節(jié)能低碳的重要性。電力作為國家發(fā)展和民生生活必不可少的能源，必須要加強對高耗能、高排放、低水平的常態(tài)化監(jiān)管。提高耗能項目的水平，對已經(jīng)飽和的電力系統(tǒng)設(shè)施行業(yè)必須要置換政策，提高門檻，推動綠色技術(shù)在電力系統(tǒng)項目建設(shè)中的運用。所以在未來的電力系統(tǒng)設(shè)施發(fā)展及人才需求方面更加傾向于具備綠色節(jié)能技術(shù)的優(yōu)秀人才。而傳統(tǒng)的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不再適用于現(xiàn)代發(fā)展的大環(huán)境。

（三）重點推進節(jié)能降碳工程發(fā)展

在新型電力系統(tǒng)環(huán)境下全面開展了城市節(jié)能降碳工程，在城市建筑、交通、照明、供熱等多個基礎(chǔ)設(shè)施中，開展了以節(jié)能降碳為核心的升級改造，推動了綠色建筑、綠色供電系統(tǒng)發(fā)展。因此在未來的電力系統(tǒng)環(huán)境下會更加傾向于提高城市及國家的綜合效能，落實碳達峰、碳中和要求，加快新能源系統(tǒng)的優(yōu)化與利用。提高能源資源的利用效率，大力開展節(jié)能降碳示范工程，推動節(jié)能技術(shù)以及綠色低碳關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

二、“自動裝置”課程教學(xué)現(xiàn)狀

“自動裝置”課程是電力系統(tǒng)中一門十分注重理論和實踐的應(yīng)用性課程，課程主要包括電力系統(tǒng)的并網(wǎng)方法、勵磁控制裝置、其他安全自動控制裝置等內(nèi)容。由于課程內(nèi)容較為抽象，在教學(xué)過程中對學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)要求較高，并要求學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)自動裝置有初步的感性認知和理解能力。雖然隨著教學(xué)改革的不斷推進，教學(xué)方法得到了很大的創(chuàng)新，但是在教學(xué)過程中仍舊存在許多問題限制了“自動裝置”課程的教學(xué)質(zhì)量，其問題主要體現(xiàn)于以下幾個方面。

（一）教學(xué)方法中存在的問題

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中“自動裝置”課程教學(xué)主要以課堂講授為主，因為課堂講授是能夠快速為學(xué)生提供大量知識的有效方法，能夠讓學(xué)生在良好的集體學(xué)習(xí)氛圍中集中記憶知識，這種教學(xué)方法對于理論知識的學(xué)習(xí)比較有效，在教學(xué)過程中能夠幫助學(xué)生快速記憶和學(xué)習(xí)理論知識。但是在新技術(shù)、新方法和新環(huán)境的教學(xué)影響下，這種集中式的教學(xué)方式難以讓學(xué)生對各種現(xiàn)代化理論、現(xiàn)代化設(shè)備以及現(xiàn)代化裝置有明確的認識和理解。

（二）教學(xué)內(nèi)容中存在的問題

《自動裝置》教材是不斷累積傳統(tǒng)的優(yōu)秀題材，并吸收現(xiàn)代知識、經(jīng)驗組成的“精華”。這種“精華”具有傳承性和明顯的時代性特征，主要反映的是大時代環(huán)境背景，但是很多教材更新不夠及時，沒有辦法根據(jù)新技術(shù)的發(fā)展及時更新教材，這也就導(dǎo)致部分教材內(nèi)容陳舊，缺乏實踐性和指導(dǎo)性。尤其是部分基礎(chǔ)知識未進行刪減，教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實際學(xué)習(xí)現(xiàn)狀存在矛盾，無法讓教材中的基礎(chǔ)知識對學(xué)生起到良好的指導(dǎo)性作用。如果教師只是一味地按照教材進行教學(xué)，必然會導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)習(xí)的知識落后，無法適應(yīng)新電力系統(tǒng)環(huán)境下的發(fā)展。

（三）教學(xué)時長中存在的問題

隨著新電力系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，“自動裝置”課程中的知識體系在不斷增加，教師也會根據(jù)電力系統(tǒng)的發(fā)展以及規(guī)劃給學(xué)生增加相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，這也就會導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)加重。但是“自動裝置”的課時并沒有根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的增多而增多，導(dǎo)致單節(jié)課內(nèi)容增加使得學(xué)生在學(xué)習(xí)中面臨巨大的壓力，為了保障學(xué)習(xí)質(zhì)量學(xué)生必須要在有限的學(xué)習(xí)時間內(nèi)消化吸收大量知識，并基于所學(xué)知識進行實踐，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與學(xué)習(xí)質(zhì)量，也不利于學(xué)生實踐。

三、新型電力系統(tǒng)環(huán)境下“自動裝置”課程教學(xué)原則

“自動裝置”課程主要在電力系統(tǒng)教學(xué)過程中承擔(dān)培養(yǎng)從事與電力系統(tǒng)建設(shè)、設(shè)計相關(guān)的技能型、實用型人才的任務(wù)，學(xué)生必須要具備良好的實踐能力、創(chuàng)新能力、發(fā)展能力、學(xué)習(xí)能力。因此在新型電力系統(tǒng)環(huán)境下“自動裝置”課程也必須遵循以學(xué)生為主體、以職業(yè)為導(dǎo)向、以行業(yè)發(fā)展為核心、理論與實踐并行的教學(xué)原則，加強課程設(shè)計創(chuàng)新，使課堂教學(xué)更好地服務(wù)于學(xué)生，在幫助學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，促進學(xué)生獲得健全發(fā)展。因此在“自動裝置”課程教學(xué)改革時必須要遵循以下幾個原則。

（一）堅持以學(xué)生為主體

當(dāng)前我國主要以培養(yǎng)高質(zhì)量、創(chuàng)新型、實用型人才為主，而人才自身所具備的專業(yè)意識、專業(yè)素養(yǎng)是決定人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，隨著教學(xué)改革以及我國高等教育的持續(xù)發(fā)展，明確指出在各專業(yè)教學(xué)過程中必須要堅持以學(xué)生為主體，強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗與學(xué)習(xí)成果，幫助學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中既能獲得健全的知識與技能，又能夠獲得職業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)以及良好的適應(yīng)能力，促進學(xué)生綜合素質(zhì)更好地發(fā)展，以適應(yīng)社會人才需求。尤其是在新型電力系統(tǒng)的環(huán)境下，學(xué)生的主觀意識決定了學(xué)生探索新型電力系統(tǒng)環(huán)境的能力與興趣，所以在教學(xué)過程中應(yīng)盡可能地為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的環(huán)境與渠道，讓學(xué)生能夠基于自身興趣探索新型電力系統(tǒng)環(huán)境下的各種新技術(shù)新支持，為促進學(xué)生高質(zhì)量發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

（二）堅持以職業(yè)為導(dǎo)向

當(dāng)前在社會發(fā)展中更加傾向于擁有就業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)的高質(zhì)量人才，所以專業(yè)教學(xué)能否使學(xué)生擁有職業(yè)能力，也決定了學(xué)生日后的發(fā)展和職業(yè)規(guī)劃。在此背景下，“自動裝置”課程教學(xué)也必須與學(xué)生未來的職業(yè)發(fā)展相吻合，加強理論教學(xué)技能教學(xué)，增加與新型電力系統(tǒng)環(huán)境相關(guān)的內(nèi)容，強調(diào)課程教學(xué)的時代性和先進性，提高學(xué)生的就業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)，使學(xué)生在畢業(yè)之后可以更好地適應(yīng)工作環(huán)境。

（三）以行業(yè)發(fā)展為核心

隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，我國電力系統(tǒng)也會更加傾向于綠色節(jié)能，這也就為電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了全新的方向。在“自動裝置”課程教學(xué)過程中必須加強新型電力系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)、背景、應(yīng)用的教學(xué)，讓學(xué)生了解新型電力系統(tǒng)的要求特色以及發(fā)展趨勢，讓學(xué)生能夠在基本理論知識以及技能知識的學(xué)習(xí)過程中掌握新型電力系統(tǒng)的發(fā)展契機和技術(shù)特色，主動將其融入學(xué)習(xí)計劃當(dāng)中。同時提高學(xué)生的行業(yè)適應(yīng)能力，使其在畢業(yè)之后能夠更好地運用自身所學(xué)知識服務(wù)于行業(yè)，保障自己的發(fā)展前景。

（四）堅持理論與實踐并行

“自動裝置”課程中既包含大量抽象的理論知識，也有十分考驗學(xué)生知識應(yīng)用能力的實踐環(huán)節(jié)，在此過程中學(xué)生的實踐能力以及理論學(xué)習(xí)水平都直接影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。在新型電力系統(tǒng)環(huán)境下必須采用多種教學(xué)方法相互滲透，以期提高教學(xué)質(zhì)量［2］。要避免學(xué)生在枯燥的課堂理論教學(xué)中無法理解相關(guān)設(shè)備運行知識以及基本原理，所以應(yīng)盡可能地為學(xué)生提供視聽型理論知識教學(xué)，強調(diào)知識教學(xué)的直觀性。

四、新型電力系統(tǒng)環(huán)境下“自動裝置”課程教學(xué)改革的實踐策略

“自動裝置”課程是電氣專業(yè)核心課程之一，具有交叉性、系統(tǒng)性、實踐性和綜合性特點，針對本專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀以及人才培養(yǎng)目標(biāo)，必須充分認識到新型電力環(huán)境系統(tǒng)背景的特點，站在促進學(xué)生全面發(fā)展、提高學(xué)生綜合能力的角度加強課程改革創(chuàng)新，提高自動裝置課程的影響力和教學(xué)質(zhì)量?；谛滦碗娏ο到y(tǒng)環(huán)境的建設(shè)特點，“自動裝置”課程教學(xué)應(yīng)在重塑教學(xué)目標(biāo)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、轉(zhuǎn)變教學(xué)方法、加強實踐教學(xué)、實施全面考核等幾個方面進行創(chuàng)新。

（一）重塑教學(xué)目標(biāo)，強調(diào)綜合素質(zhì)教育

在新型電力系統(tǒng)環(huán)境背景下，“自動裝置”課程必須圍繞學(xué)生的知識應(yīng)用展開課程教學(xué)，并以此為重點制定明確的教學(xué)目標(biāo)?！白詣友b置”本身作為一門應(yīng)用性較強的專業(yè)課程，其教學(xué)目標(biāo)也不應(yīng)一味地遵循傳統(tǒng)的教學(xué)要求和教學(xué)規(guī)律，除了需要加強學(xué)生對電力工程專業(yè)知識的理解與認識之外，還需要塑造學(xué)生在電力生產(chǎn)、傳輸、調(diào)度等各個環(huán)節(jié)的基本能力，重視學(xué)生的知識應(yīng)用能力，真正做到學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力與綜合素養(yǎng)［3］。在此指導(dǎo)思想下，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)集中于四個方面：（1）堅持以學(xué)生的產(chǎn)出價值為導(dǎo)向，強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量與學(xué)習(xí)表現(xiàn)，培養(yǎng)更多德才兼?zhèn)涞膬?yōu)秀人才。（2）提高學(xué)生的基本學(xué)習(xí)能力，將“教”與“學(xué)”完美結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)動能?；趯W(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度，參與理論學(xué)習(xí)與實踐學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能。（3）重點培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，加強實踐教學(xué)，讓學(xué)生在實踐中能夠獲得良好的職業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)以及知識應(yīng)用能力，進一步提高學(xué)生的綜合能力與綜合素養(yǎng)。

（二）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)內(nèi)容的實效性

基于傳統(tǒng)教學(xué)模式中教學(xué)內(nèi)容落后陳舊的問題，當(dāng)前應(yīng)全面優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)內(nèi)容的時效性，保證學(xué)生在理論知識的學(xué)習(xí)過程中能夠獲得與時代發(fā)展同步的新知識、新理論。在本課程教學(xué)過程中，所有知識都具有較強的應(yīng)用性，隨著電力產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，前沿技術(shù)成果不斷應(yīng)用于電力系統(tǒng)的自動裝置當(dāng)中，傳統(tǒng)的自動裝置技術(shù)理論會被逐漸淘汰。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保障學(xué)習(xí)內(nèi)容與時俱進，一方面需要淡化已經(jīng)被淘汰的自動裝置內(nèi)容，另一方面需要加強新型電力系統(tǒng)的教學(xué)和講解，以便學(xué)生掌握最新的知識技能。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容可主要通過三個方向進行：（1）構(gòu)建校本教材。根據(jù)本校當(dāng)前使用的教材教學(xué)現(xiàn)狀以及電力行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對教學(xué)內(nèi)容進行整合，打造符合本校教學(xué)現(xiàn)狀的校本教材，使教材更加具有先進性和針對性。（2）加強教學(xué)資源整合。在備課過程中教師需要根據(jù)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容整合具有時代性的相關(guān)教材。（3）加強資源共享。在“自動裝置”教學(xué)過程中教師需要與本專業(yè)其他課程教師建立良好的合作關(guān)系，并創(chuàng)設(shè)資源共享平臺，用于教學(xué)資源的共享與使用，以提高教學(xué)內(nèi)容的綜合性、實踐性和時代性特點。

（三）轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生自主興趣

教師需要積極轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，以提高學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)動能，幫助學(xué)生在相關(guān)知識的學(xué)習(xí)過程中始終保持良好的學(xué)習(xí)態(tài)度，主動參與學(xué)習(xí)活動并探索相關(guān)知識?？赏ㄟ^以下三個方式轉(zhuǎn)變教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生的自主興趣：（1）加強情境教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗感。（2）加強課外教學(xué)，提高教學(xué)方法的靈活性。（3）加強合作式學(xué)習(xí)，促進學(xué)生相互成長。

（四）加強實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力

本課程主要體現(xiàn)了電力系統(tǒng)中自動裝置的應(yīng)用、控制以及調(diào)試工作，由于部分知識較為抽象，學(xué)生難以進行深入理解，因此很多學(xué)生雖然對理論知識倒背如流，但是卻無法將理論知識應(yīng)用到實踐當(dāng)中。因此教師必須全面加強實踐教學(xué)，給學(xué)生提供應(yīng)用知識的渠道，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)知識應(yīng)用知識的過程中獲得良好的學(xué)習(xí)體驗，提高學(xué)生的專業(yè)能力與綜合素養(yǎng)［4］。加強實踐教學(xué)的方法主要包括以下三個：（1）打造虛擬現(xiàn)實實踐場景。（2）搭建校企實踐平臺。（3）積極開展入企實習(xí)。

“自動裝置”課程是電力系統(tǒng)課程中的重要組成部分，對學(xué)生的專業(yè)技能以及知識儲備都有十分關(guān)鍵的影響。當(dāng)前應(yīng)基于教學(xué)模式中存在的問題加強教學(xué)創(chuàng)新，培養(yǎng)更多能夠適應(yīng)新型電力系統(tǒng)環(huán)境的優(yōu)質(zhì)人才，進一步推動我國電力產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。除了可采用以上幾種方式加強課程創(chuàng)新改革之外，教師也需要不斷學(xué)習(xí)新的知識經(jīng)驗，完善自己的教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻

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Research on Teaching Reform of Automatic Device Course in New Power System Environment

ZHANG Guang-qing， JIANG Yu-rong， HUANG Ling-ling

（School of Electrical Engineering， Shanghai University of Electric Power， Shanghai 200090， China）

Abstract： Under the new power system environment， it has been pointed out that the construction of new power system is a strategic emerging industry in the new period of China， but also a basic form of developing green and low carbon environmental protection mode. Along with the comprehensive development of society and? economy， the construction of new electric power system must be strengthened， and the level of comprehensive? electric power in China should be further improved. As an important link in the course of electrical specialty， the course of “automatic device” of power system must ensure the orientation and pertinence of the teaching content in the teaching process， so as to help students obtain good knowledge reserve and professional skills in the learning process，and better promote the development of our electric power system industry. Based on the concept and current situation of the new power system environment， this paper analyzes the teaching status and teaching principles of the automatic device course， and puts forward the teaching reform strategy of the automatic device course.

Key words：? new power system; automatic device; the curriculum reform