慕课教学在电力系统分析中应用的初步探索

郭飞+胡向东+唐贤伦+陈功贵

摘要：在电力系统分析课程教学中主动引入慕课教学的先进理念具有重要意义，本文综合考虑电力系统分析课程内容特点和慕课具体实现形式，从慕课课程制作、课堂教学方式变革、成绩评定方式转变等方面探讨如何将慕课教学具体应用到电力系统分析课程的教学中，为电力系统分析课程的教学提供有益的探索。

关键词：电力系统分析；慕课教学；教学方式变革；成绩评定方式转变

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）01-0191-02

一、绪论

电力系统分析是电气工程及其自动化专业一门重要的专业必修课程，主要包括稳态分析和暂态分析，涉及潮流计算、短路计算和稳定性计算这三大模块。[1]由于涉及大量计算，该门课程理论性非常强，要求学生具备一定的高数、线性代数、复变函数等数学基础；同时还要求学生先修电路原理、电机学等电气专业课程，必备相应的电气理论知识。此外，作为一门与实际电力系统联系紧密的专业课程，在学习本门课程时也要求学生具有工程思维，在理论计算中融入工程实际，达到理论与实践的相互融合、相得益彰。在传统的教学模式中，该门课程侧重于理论知识的学习，比如物理概念的阐述、公式的推导、定理的解释等，使得学生在学习时比较吃力，一方面源于定理公式的晦涩难懂无趣；另一方面由于无法接触实际电力系统设备装置等，无法将工程思维融入理论的阐述和推导中，最终导致学生无法深刻理解理论知识，致使该门课程教学效果大打折扣。随着教学模式的不断发展，教育工作者深刻认识到实践在教学中的重要地位，并进行了大量的实践教学探索，取得了较好的教学效果。然而，目前的电力系统分析实践教学多通过参观实习的方式进行，这种教学方式存在诸多问题：如与理论学习脱节，学生只注重实践而难以联系理论知识、浅尝辄止难以深入等问题。与此同时，以往电力分析课程的成绩评定方式也注重学生逻辑思维的培养和锻炼，而作为一门与工程实践联系紧密的课程，如果没有对电力设备有直观的认识，很难以学习并理解相应的理论知识。因此，教育工作者不断探寻能够实现电力系统分析理论与实践更好地结合起来从而大大提高其教学效果的教学模式和方法。

2008年加拿大人Dave Cormier与Bryan Alexander联合提出的慕课（MOOCs）的概念，慕课是大规模在线开放课程教育平台（Massive Open Online Courses）的简称。[2]慕课一经提出，便呈井喷式发展，美国《纽约时报》发文称2012年为“慕课元年”。[3]许多著名专家一致认为慕课是“印刷术发明以来教育最大的革新”，并呈现“未来教育”的曙光。[4]作为一种新型的教学模式，慕课具有许多传统教学模式所无法比拟的优点：1）不受时空限制，学生可以随时随地进行相关课程的学习；2）授课形式多样化，充分运用多种手段比如动画、视频、微课程和小测试等，使得教学深入浅出，更加可以发挥学生的主观能动性；3）互动教学，形成强大的论坛或学习社区，更好地促进教师与学生间的互动教学和学生间的协同学习。[5]因此，如果将慕课理念引入电力系统分析课程的教学中并实现理论知识和工程实践的高度融合，将大大促进该门课程教学的发展，增强学生的学习效果，也为该门课程的教学变革提供一个可行的方向。

二、存在的问题

目前，将慕课教学理念引入电力系统分析这门课程主要存在三个问题：[6]

（一）缺乏生动的慕课素材

目前网上有关电力系统分析的慕课只不过是课堂教学的录像视频。然而，作为一种新型的、颠覆性的教学新模式，慕课不仅是传统课题教学的录像，而是涉及将知识以更加生动、丰富、互动性强的方式传授给学生，启发学生发散思维，激发起内在学习动机，更好地培养学生的自主性、主动性。因此，电力系统分析课程的慕课制作需要专业教师、课件设计师、摄影师以及IT专家等专业人士的团队工作和共同努力。如何适应大学生知识结构和心理成长结构，制作出适应大学生在线学习的慕课课件是其中一项极为关键的工作。

（二）缺乏高效的课堂教学模式

传统课堂教学属于单向“填鸭式”模式，师生之间缺乏互动和交流，致使学生被动接受死知识，信息流通不对称，最终造成大学生“思考力”丧失。而单独慕课教学则会造成同学之间、师生交流不足，容易导致个体固步自封，思想僵化。大学不仅仅是一个传递知识的地方，更重要的是培养能量和传递情感的地方。大学同学之间共同生活以及教师的言传身教，都将对学生的人格塑造和综合素质提高产生不可估量的影响。[7]因此，寻找一种能够正确结合传统课堂教学和现代慕课的新型课堂教学模式，充分发挥传统教学和慕课教学各自的优势，对于电力系统分析课程课堂教学发展具有重要的意义。

（三）缺乏科学的学生成绩评定方式

传统教学多采用考试或者考核等方式对学生成绩进行评定，由于缺乏对学习过程的跟踪评价，导致大部分同学以结果导向性方式进行学习，多表现为考前突击、重点突击等方式，缺乏对电力系统分析课程的系统性全面把握，使得教学效果大大折扣。而慕课多采用计算机评估、学生互评、网络考试等方式评估学生的学习情况，但这种方式缺乏思维能力、思考力的培养，无法全面评价学生的成绩。因此，如何统筹考虑传统教学和现代慕课的各自优势，并将之应用于电力系统分析课程的成绩评价体系中，是慕课成功应用于电力系统分析教学改革的关键所在。

三、应对措施

针对慕课在电力系统分析课程中存在的问题，我们主要从如下三个方面进行针对性探索：

（一）慕课制作

以“复杂电力系统潮流计算的牛顿-拉夫逊算法”这一章节为例进行慕课制作。基于模块化、层次化等思维，采用图表、动画等多种方法精心制作PPT课件；优选教学名师，开展多种形式课堂授课；优选专业优质慕课制作团队，制作高质量在线慕课课程。

慕课主体部分是课堂视频，通常视频的时间限定为8-10分钟，视频分成多个段落，段落之间设置问题等形式以测试学生对知识的掌握，然后在下一段落系统自动给出反馈。

（二）课堂教学模式变革

采用先观看慕课视频，学生自主思考、分组讨论深化理解知识点；然后针对课程难点和重点，教师采用传统课堂教学方式讲解并进行师生互动的方式。课堂教学的核心以问题为导向，启发学生自主性思考；遵循科学探索规律，循序渐进引入课堂理论知识；结合工程思维，理论联系实际，拓宽和加深学生思考方式；引入互动-对辩模式，引导学生积极参与课堂学习，使学生成为课堂教学的主人而不是被动接受者。

（三）学生成绩评定方式改革

采用传统考试与过程评价相结合的方式进行学生成绩评定，在过程评价中重点考察能力锻炼、课堂互动、实践应用等多个因素，合理选择权重系数，如30%+30%+40%的比例系数计算学生最终过程成绩；然后通过传统考试方式考察学生对重点知识点、定理、物理内涵的理解和掌握。此外，可以科学引入自评和互评环节，引导学生积极准确评价自己及他人，在自我认识和与比他人的比对中不断提升自我。在未来的成绩评价中将合理纳入多种评价机制，综合评估学生表现。

四、结语

本文综合考虑电力系统分析课程的内容属性以及慕课教学的先进理念，将慕课教学与传统教学模式相结合，发挥各自的优势和特长，主要从慕课课程制作、课堂教学模式变革、学生成绩评定方式改革等三个方面阐述了慕课教学在电力系统分析课程中遇到的困境和难题，并给出了相应的应对措施，对于促进电力系统分析课程教学模式的发展具有重要的促进作用，也为其他课程的教学改革提供了一个可能的探索方向。当然，慕课教学与传统教学模式大的深刻融合还有大量工作需要继续深入开展，我们也将不断、积极主动地开展这方面的教学和研究工作。

参考文献：

[1]张靠社，张欣伟，宁联辉，等.《电力系统分析》课程的教学改革和实践[J].电力系统及其自动化学报，2008，20（2）：126-128.

[2]李兴武，曹领棋，李向仓.“慕课”对军队现代远程教育的启示[J].继续教育，2013，（11）：78-80.

[3]黄喆.英国推出大规模在线课程平台以应对美国的竞争[J].比较教育研究，2013，（2）：108.

[4]李晓东.“慕课”对高校教师教学能力的挑战与对策[J].南京理工大学学报（社会科学版），2014，27（2）：89-92.

[5]李曼丽，张羽，黄振中.慕课正酝酿一场新教育革命[N].中国青年报，2013-05-23.

[6]郭英剑.“慕课”与中国高等教育的未来[J].高等教育管理，2014，8（5）：29-33.

[7]张男星，饶嬿婷.“慕课”（MOOCs）带给中国大学的挑战与机遇——访上海交通大学校长张杰[J].大学：学术版，2014，（1）.

Preliminary Study of the Application of MOOCs in Power System Analysis

GUO Fei，HU Xiang-dong，TANG Xian-lun，CHEN Gong-gui

（College of Automation，Chongqing University of Posts and Communications，Chongqing，400065，China）

Abstract：Active introduction of advanced concept of massive open online courses（MOOCs）in teaching of power system analysis is of great importance.With the overall consideration of characteristics of course content in power system analysis and concrete realization forms of MOOCs，how to application of MOOCs in teaching of power system analysis was studied from course production，reform of subject teaching mode and change of performance evaluation method，which can provide beneficial exploration for teaching in power system analysis.

Key words：power system analysis；MOOCs teaching；reform of subject teaching mode；change of performance evaluation method