新型电力系统环境下“自动装置”课程教学改革探究

章广清　江玉蓉　黄玲玲

［摘 要］ 新型电力系统环境下明确指出了新型电力系统建设是我国新时期的战略性新兴产业，也是发展绿色低碳环保模式的基本形态。随着社会经济的全面发展，必须要加强新型电力系统的建设，进一步提高我国综合电力水平。电力系统“自动装置”课程作为电气专业课程中的重要环节，在教学过程中必须保障教学内容的前沿性和针对性，帮助学生在学习过程中获得良好的知识储备与专业技能，以推动我国电力系统产业的发展。基于新型电力系统环境的概念及现状分析“自动装置”课程教学现状以及教学原则，提出“自动装置”课程的教学改革策略。

［关键词］ 新型电力系统；自动装置；课程改革

［基金项目］ 2021年度上海市教育委员会上海高校重点课程建设“电力系统自动装置”（2021252）

［作者简介］ 章广清（1973—），男，江西余干人，硕士，上海电力大学电气工程学院讲师，主要从事电力系统继电保护与电力系统仿真研究；江玉蓉（1976—），女，湖北天门人，硕士，上海电力大学电气工程学院讲师，主要从事电力系统继电保护和电力设备故障诊断与分析研究；黄玲玲（1982—），女，浙江湖州人，博士，上海电力大学电气工程学院讲师，主要从事海上风电并网与运维研究。

［中图分类号］ TM7-4；G642.0 ［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）17-0093-04［收稿日期］ 2022-08-08

新型电力系统建设背景下提出要打造“新能源+储能”一体化的电力协同发展体系，也指出了绿色能源产业发展的重要性。基于电力系统建设的发展现状，需要培养一批懂技术、懂创新、有能力的高素质人才，但是在傳统的教学模式中“自动装置”课程教学方法、教学内容以及教学时长等方面都或多或少存在一些问题。基于新型电力系统建设背景，必须要对“自动装置”课程进行创新，进一步提高“自动装置”课程的教学质量，以培养更多能够使用新型电力系统建设环境的优质人才。

一、新型电力系统环境概念及现状

“十四五”时期是我国产业结构调整的关键时期，随着战略新兴产业和高新技术的大幅发展，我国也进入了绿色低碳发展阶段。绿色低碳发展模式已经基本构成，以绿色、清洁、低碳、安全、高效为核心的能源体系初步建立。在此背景下，新型电力系统也成了我国绿色低碳技术发展应用的主要渠道，目前新型电力系统环境特点主要包括以下三点。

（一）加快新型电力系统建设

当前在新型电力系统环境背景下明确指出要加快新型电力系统建设，推动能源基础设施持续转型发展。要积极引进优质的新型电力系统，增强可再生能源的电量比例，保障新型电力系统环境下可再生能源电量比例不低于50%，提高我国清洁能源电力的发展，打造全新的“新能源+储能”一体化等电力协同发展体系［1］。所以新型电力系统环境背景下，必须要全面提高新能源电站与电网的协同发展，加强电力系统储能、蓄能的设备建设，提高我国电力系统的能源消纳及储存能力，缓解电力负荷。

（二）遏制高耗能、高排放、低水平的电力系统设施

在新型电力系统环境下明确指出了节能低碳的重要性。电力作为国家发展和民生生活必不可少的能源，必须要加强对高耗能、高排放、低水平的常态化监管。提高耗能项目的水平，对已经饱和的电力系统设施行业必须要置换政策，提高门槛，推动绿色技术在电力系统项目建设中的运用。所以在未来的电力系统设施发展及人才需求方面更加倾向于具备绿色节能技术的优秀人才。而传统的教学方法、教学内容已经不再适用于现代发展的大环境。

（三）重点推进节能降碳工程发展

在新型电力系统环境下全面开展了城市节能降碳工程，在城市建筑、交通、照明、供热等多个基础设施中，开展了以节能降碳为核心的升级改造，推动了绿色建筑、绿色供电系统发展。因此在未来的电力系统环境下会更加倾向于提高城市及国家的综合效能，落实碳达峰、碳中和要求，加快新能源系统的优化与利用。提高能源资源的利用效率，大力开展节能降碳示范工程，推动节能技术以及绿色低碳关键技术的发展与应用。

二、“自动装置”课程教学现状

“自动装置”课程是电力系统中一门十分注重理论和实践的应用性课程，课程主要包括电力系统的并网方法、励磁控制装置、其他安全自动控制装置等内容。由于课程内容较为抽象，在教学过程中对学生的专业基础要求较高，并要求学生在课程学习中能够对电力系统自动装置有初步的感性认知和理解能力。虽然随着教学改革的不断推进，教学方法得到了很大的创新，但是在教学过程中仍旧存在许多问题限制了“自动装置”课程的教学质量，其问题主要体现于以下几个方面。

（一）教学方法中存在的问题

在传统的教学模式中“自动装置”课程教学主要以课堂讲授为主，因为课堂讲授是能够快速为学生提供大量知识的有效方法，能够让学生在良好的集体学习氛围中集中记忆知识，这种教学方法对于理论知识的学习比较有效，在教学过程中能够帮助学生快速记忆和学习理论知识。但是在新技术、新方法和新环境的教学影响下，这种集中式的教学方式难以让学生对各种现代化理论、现代化设备以及现代化装置有明确的认识和理解。

（二）教学内容中存在的问题

《自动装置》教材是不断累积传统的优秀题材，并吸收现代知识、经验组成的“精华”。这种“精华”具有传承性和明显的时代性特征，主要反映的是大时代环境背景，但是很多教材更新不够及时，没有办法根据新技术的发展及时更新教材，这也就导致部分教材内容陈旧，缺乏实践性和指导性。尤其是部分基础知识未进行删减，教学内容与学生的实际学习现状存在矛盾，无法让教材中的基础知识对学生起到良好的指导性作用。如果教师只是一味地按照教材进行教学，必然会导致学生所学习的知识落后，无法适应新电力系统环境下的发展。

（三）教学时长中存在的问题

随着新电力系统的迅猛发展，“自动装置”课程中的知识体系在不断增加，教师也会根据电力系统的发展以及规划给学生增加相应的学习内容，这也就会导致学生的学习任务加重。但是“自动装置”的课时并没有根据教学内容的增多而增多，导致单节课内容增加使得学生在学习中面临巨大的压力，为了保障学习质量学生必须要在有限的学习时间内消化吸收大量知识，并基于所学知识进行实践，影响了学生的学习积极性与学习质量，也不利于学生实践。

三、新型电力系统环境下“自动装置”课程教学原则

“自动装置”课程主要在电力系统教学过程中承担培养从事与电力系统建设、设计相关的技能型、实用型人才的任务，学生必须要具备良好的实践能力、创新能力、发展能力、学习能力。因此在新型电力系统环境下“自動装置”课程也必须遵循以学生为主体、以职业为导向、以行业发展为核心、理论与实践并行的教学原则，加强课程设计创新，使课堂教学更好地服务于学生，在帮助学生学习专业知识的同时，促进学生获得健全发展。因此在“自动装置”课程教学改革时必须要遵循以下几个原则。

（一）坚持以学生为主体

当前我国主要以培养高质量、创新型、实用型人才为主，而人才自身所具备的专业意识、专业素养是决定人才培养质量的关键。因此，随着教学改革以及我国高等教育的持续发展，明确指出在各专业教学过程中必须要坚持以学生为主体，强调学生的学习体验与学习成果，帮助学生在课堂学习中既能获得健全的知识与技能，又能够获得职业能力、职业素养以及良好的适应能力，促进学生综合素质更好地发展，以适应社会人才需求。尤其是在新型电力系统的环境下，学生的主观意识决定了学生探索新型电力系统环境的能力与兴趣，所以在教学过程中应尽可能地为学生提供自主学习的环境与渠道，让学生能够基于自身兴趣探索新型电力系统环境下的各种新技术新支持，为促进学生高质量发展打下良好基础。

（二）坚持以职业为导向

当前在社会发展中更加倾向于拥有就业能力、职业素养的高质量人才，所以专业教学能否使学生拥有职业能力，也决定了学生日后的发展和职业规划。在此背景下，“自动装置”课程教学也必须与学生未来的职业发展相吻合，加强理论教学技能教学，增加与新型电力系统环境相关的内容，强调课程教学的时代性和先进性，提高学生的就业能力与职业素养，使学生在毕业之后可以更好地适应工作环境。

（三）以行业发展为核心

随着新型电力系统的建设，我国电力系统也会更加倾向于绿色节能，这也就为电力产业发展带来了全新的方向。在“自动装置”课程教学过程中必须加强新型电力系统建设的技术、背景、应用的教学，让学生了解新型电力系统的要求特色以及发展趋势，让学生能够在基本理论知识以及技能知识的学习过程中掌握新型电力系统的发展契机和技术特色，主动将其融入学习计划当中。同时提高学生的行业适应能力，使其在毕业之后能够更好地运用自身所学知识服务于行业，保障自己的发展前景。

（四）坚持理论与实践并行

“自动装置”课程中既包含大量抽象的理论知识，也有十分考验学生知识应用能力的实践环节，在此过程中学生的实践能力以及理论学习水平都直接影响了学生的学习质量。在新型电力系统环境下必须采用多种教学方法相互渗透，以期提高教学质量［2］。要避免学生在枯燥的课堂理论教学中无法理解相关设备运行知识以及基本原理，所以应尽可能地为学生提供视听型理论知识教学，强调知识教学的直观性。

四、新型电力系统环境下“自动装置”课程教学改革的实践策略

“自动装置”课程是电气专业核心课程之一，具有交叉性、系统性、实践性和综合性特点，针对本专业教学现状以及人才培养目标，必须充分认识到新型电力环境系统背景的特点，站在促进学生全面发展、提高学生综合能力的角度加强课程改革创新，提高自动装置课程的影响力和教学质量。基于新型电力系统环境的建设特点，“自动装置”课程教学应在重塑教学目标、优化教学内容、转变教学方法、加强实践教学、实施全面考核等几个方面进行创新。

（一）重塑教学目标，强调综合素质教育

在新型电力系统环境背景下，“自动装置”课程必须围绕学生的知识应用展开课程教学，并以此为重点制定明确的教学目标。“自动装置”本身作为一门应用性较强的专业课程，其教学目标也不应一味地遵循传统的教学要求和教学规律，除了需要加强学生对电力工程专业知识的理解与认识之外，还需要塑造学生在电力生产、传输、调度等各个环节的基本能力，重视学生的知识应用能力，真正做到学以致用，培养学生的专业能力与综合素养［3］。在此指导思想下，教学目标应集中于四个方面：（1）坚持以学生的产出价值为导向，强调学生的学习质量与学习表现，培养更多德才兼备的优秀人才。（2）提高学生的基本学习能力，将“教”与“学”完美结合，培养学生的主观学习动能。基于学生良好的学习态度，参与理论学习与实践学习，培养学生的专业技能。（3）重点培养学生的实践能力，加强实践教学，让学生在实践中能够获得良好的职业能力、职业素养以及知识应用能力，进一步提高学生的综合能力与综合素养。

（二）优化教学内容，提高教学内容的实效性

基于传统教学模式中教学内容落后陈旧的问题，当前应全面优化教学内容，提高教学内容的时效性，保证学生在理论知识的学习过程中能够获得与时代发展同步的新知识、新理论。在本课程教学过程中，所有知识都具有较强的应用性，随着电力产业的不断发展，前沿技术成果不断应用于电力系统的自动装置当中，传统的自动装置技术理论会被逐渐淘汰。为了提高学生的学习兴趣，保障学习内容与时俱进，一方面需要淡化已经被淘汰的自动装置内容，另一方面需要加强新型电力系统的教学和讲解，以便学生掌握最新的知识技能。优化教学内容可主要通过三个方向进行：（1）构建校本教材。根据本校当前使用的教材教学现状以及电力行业发展现状，对教学内容进行整合，打造符合本校教学现状的校本教材，使教材更加具有先进性和针对性。（2）加强教学资源整合。在备课过程中教师需要根据相关教学内容整合具有时代性的相关教材。（3）加强资源共享。在“自动装置”教学过程中教师需要与本专业其他课程教师建立良好的合作关系，并创设资源共享平台，用于教学资源的共享与使用，以提高教学内容的综合性、实践性和时代性特点。

（三）轉变教学方法，激发学生自主兴趣

教师需要积极转变教学方法，以提高学生的主观学习动能，帮助学生在相关知识的学习过程中始终保持良好的学习态度，主动参与学习活动并探索相关知识。可通过以下三个方式转变教学方法激发学生的自主兴趣：（1）加强情境教学，提高学生的学习体验感。（2）加强课外教学，提高教学方法的灵活性。（3）加强合作式学习，促进学生相互成长。

（四）加强实践教学，培养学生专业能力

本课程主要体现了电力系统中自动装置的应用、控制以及调试工作，由于部分知识较为抽象，学生难以进行深入理解，因此很多学生虽然对理论知识倒背如流，但是却无法将理论知识应用到实践当中。因此教师必须全面加强实践教学，给学生提供应用知识的渠道，帮助学生在学习知识应用知识的过程中获得良好的学习体验，提高学生的专业能力与综合素养［4］。加强实践教学的方法主要包括以下三个：（1）打造虚拟现实实践场景。（2）搭建校企实践平台。（3）积极开展入企实习。

“自动装置”课程是电力系统课程中的重要组成部分，对学生的专业技能以及知识储备都有十分关键的影响。当前应基于教学模式中存在的问题加强教学创新，培养更多能够适应新型电力系统环境的优质人才，进一步推动我国电力产业健康持续发展。除了可采用以上几种方式加强课程创新改革之外，教师也需要不断学习新的知识经验，完善自己的教学方法提高教学质量。

参考文献

［1］田江南，安源，常德生，等.碳中和背景下我国新型电力系统构建过程中的问题与建议［J］.电力勘测设计，2022（7）：67-70.

［2］张晋华，周晓明，朱雪凌.信息时代《电力系统自动装置》课程教学改革探索［J］.创新创业理论研究与实践，2019，2（5）：12-13.

［3］周建平，杜效鹄，周兴波.面向新型电力系统的水电发展战略研究［J］.水力发电学报，2022，41（7）：106-115.

［4］方胜利，侯贸军，马春艳.《电力系统自动装置》课程教学改革及探索［J］.数字通信世界，2020（4）：215.

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