电力系统自动化实践教学模式探讨

重庆大学城市科技学院电气信息学院 郑雪娜 沈国杰 王丽芳 贾渭娟

电力系统自动化实践教学模式探讨

重庆大学城市科技学院电气信息学院 郑雪娜 沈国杰 王丽芳 贾渭娟

简述了电力系统自动化这门课程的重要性，就独立学院学生的实际学习情况进行分析，借鉴了翻转课堂教学模式，运用到本课程的实践教学环节。以小组分工形式调动学生主动参与到实践环节中，并通过考核机制的改进来保证学生对于教学视频的学习，提升了学生的实践动手能力和综合业务水平。

翻转课堂；实践教学环节；考核机制

0.引言

电力系统自动化这门课程是电气工程及其自动化专业的专业课程，是电力系统分析、电力电子技术及自动控制原理课程的后续课程，要求学生能将以上课程融会贯通，从工程实际问题出发，熟练运用，能分析问题与解决问题，是培养复合型人才的重要课程之一。该门课程理论知识覆盖面较广，可以结合Matlab仿真平台实现理论教学方法的改进，由仿真结果直观地给予学生电力系统自动化技术的调控作用与效果。而对于实践教学模式而言，一直沿用的是以教师为主体的形式，并未有相关的教学改革举措。本文则将从实践教学环节入手，作相应地调整与改进。

1.学情分析

该课程的实践教学环节，多为室内实验教学形式，且实验设备由于学校的实际环境的限制，需要通过不同的仿真设备来模拟工程现场数据，实际过程较为复杂，讲解过程较长，2节课并不能将一次实验课程内容完成。而由于实验设备较为昂贵，购置台数有限，也导致了学生在实验练习时，无法每位同学都能完成实验内容，多数学生都在浑水摸鱼，并没有获得课业相关知识。

除上述问题之外，独立学院学生的基础课程掌握程度较差。对于电气工程及其自动化专业的学生而言，因从最基础的电路原理和电子技术课程开始就没有完全掌握，进而带着不足学习后续的电机与拖动、电力电子技术及自动控制原理等课程时，学生的学习兴趣不断降低，前后课程无法良好地衔接，不能更好地实现对课程的理论及实践学习。

接下来将从上述两个方面解决课程实践教学环节中存在的不足，并提升学生对于动手实践类项目的兴趣，由实践补充理论学习中未掌握的相关知识。

2.改进举措探索

2.1 翻转课堂教学模式的借鉴与运用

翻转课程一般为理论教学中的一种教学模式，但是由于该门课程实践环节所涉及 的知识面较广，故此次改革探索从此着手。所谓翻转课堂即为将原来的传统教学模式改进为课下学生通过学习有趣的教学微课视频进行课前预习，课上老师通过简单地讲解与提问等方式加深其对知识点的掌握。老师通过不断地课堂练习，让学生能熟练运用相关知识来解决工程实际问题，将理论与实践完美结合。老师作为“修行”的领路人，只是起到了引导与启发作用，将原来的教师主体教学模式改为了以学生与教师双主体模式。此种教学模式中，老师与学生的互动尤为重要，学生能将自身学习的情况及时地反馈，让老师能及时调整对教学过程的把握。

同理，对于实践教学而言，需现将每次实验的相关内容提前录制好导前视频，无论是从系统的结构还是到实验设备的原理等，都一一加以详述，让学生提前学习，做好实验前的相关准备，这样就减少了课堂上的原理讲解，可以留更多的时间给更多的学生进行实验操作，以此提高学生的看图能力及动手能力（该课程实验要求学生掌握电气工程类图纸的识图能力及动手接线的能力）。

教学设计上则可以更为灵活，让学生以小组形式进行实验，每次由不同的小组最先开始实际操作，其余小组进行导前视频学习的理论考核。第一个实验的小组成员需要在每次实验前进行分工，每个人根据自己的工作划分进行学习，由队长统一调配。正式开始实验时，每组有5分钟时间可以通过提问，解决学习中的困惑，然后每组需在30分钟内完成相应实验内容。这种方式让学生能主动加入学习环节，提高了每位同学的参与度，但是，仍需合理的考核机制保证改进效果。

2.2 具体改革举措

根据翻转课堂模式的运用，从以下几个方面着手进行实施，如图1所示。

（1）实践教学视频制作。1）实验验证原理视频介绍。以同步发电机准同期并列实验为例，视频首先介绍实验原理，当并列的三个条件满足时，即通过在整定的超前时刻送出合闸脉冲，使得并列断路器在合适的时间点闭合，实现与系统的并网。关于原理的介绍一般以实际操作为主要表现形式，更能直观地展现出操作过程，引起学生的学习兴趣。2）实验验证所需设备介绍。实验所需设备也以视频的形式予以介绍，能让学生提前了解到整个实验分成了几个部分，每个部分的作用等，以便进行小组分工。3）实验验证电气图纸识读、实验内容及步骤介绍。根据原理介绍及设备介绍，串讲系统电气图纸，让学生熟悉实验的具体接线，这部分内容也与小组分工息息相关。完成接线后，介绍实验内容及具体操作步骤，让小组成员明确如何通过团队合作完成实验。

图1 实践环节教学设计

（2）实验小组分工介绍及协作。实践环节开始前，由各小组组长介绍每位组员的具体分工、负责的接线内容及完成的操作步骤等。随后，由小组每位成员就各自负责部分提出困惑的内容，此环节共给予5分钟时间。解惑后，小组成员共同齐心协力在30分钟内完成实验内容，并对实验结果进行分析。若当前实验小组操作时，其余小组则进行教学视频学习成果的考核，以期帮助小组成员更好地理解实验目的及内容。

（3）实验结果分析及考核。小组实验结束后，整体就实验结果进行分析，总结成功和失败的关键原因，并由小组成员间进行互评，得到互评平均分，再根据其他考核制度得到当次实验的最终成绩。

2.3 考核机制改革

（1）小组内部互评（40%）。传统的实践环节考评制度较为单一，主要以教师的主观意志为准，比较片面。加入小组内部互评后，使得考核机制更为公平，更具灵活性。

（2）教学视频学习考核（30%）。此环节能督促学生学习教学视频，并让学生能主动参与到教学视频的制作环节，增强了学生的主动能动性，激发其学习热情。

（3）教师总体考核（30%）。以学生的出勤、精神面貌及实际的动手能力，解决问题的能力为准进行考核，并可以根据学生对于此次改革提出的宝贵意见予以酌情的加分，让学生能成为课堂中另一个主体，实现学生与教师之间的互动。

3.结束语

通过以教学视频的学习，来激发学生的学习热情，并以视频学习考核作为其学习教学视频的保证。以小组形式进行分工与协作，让学生能主动融入到小组中，既解决了设备不够引起的学生滥竽充数的问题，也锻炼了学生的实践动手能力和团队协作能力。改进后的教学模式更能调动学生的主动性，让其作为教学的主体，实现与教师的互动，提高了学生的综合水平。

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2015年重庆市本科高校“三特行动计划”特色专业建设项目（渝教高[2015]69号）。