创新视阈下专业导向型研究生教学模式构建与实践*——以现代电力系统分析为例

何柏娜 黄桂春 安韵竹 孟繁玉 胡元潮

山东理工大学电气与电子工程学院 山东淄博 255049

0 引言

研究生作为我国高层次人才培养和创新创造能力提升的重要储备资源，在当今大数据时代背景下的地位和作用进一步彰显[1-2]。近年来，随着“碳中和、碳达峰”目标的提出[3-4]，我国电力产业结构日新月异，电力工业的发展不仅需要更多的高精尖科技人才，同样对一专多能的应用型、专业型人才的需求与日俱增。电气专业研究生课程内容、授课方式的改革成为推动社会电力工业发展的有力跳板。课程教学是研究生创新能力培养和“三观”价值引领的切入点和关键环节[3]。专业素质能力培养，创新思维引导，开拓国际视野，是提高研究生人才培养质量的有效途径。

现代电力系统分析是进行电力系统领域研究与从事电力行业相关职业所必备的专业基础课程。从教学目标看，该课程有助于学生掌握电力系统基本分析方法，从而对电力系统暂态故障作出准确分析并提供解决方案[6]。从能力培养目标看，现代电力系统分析课程所培养的专业实践能力、创新思维能力、团队协作能力均是电气工程专业人才必备的基本能力。

此外，本课程注重对学生实践能力与应用能力的培养，采取理论与实践相结合的教学方式，对形成电气工程专业的特色培养模式至关重要。

1 课程体系建设

1.1 知识结构

为了适应“宽口径、重实践、研究型”的现代教育发展趋势，本课程以“优化理论课程，强化实践环节”为核心思路，将原电力系统稳态、故障、稳定和保护四门课优化重组，使教学内容“少精宽新”，适应现代高等教育的要求。

知识构成由课堂讲授与自主学习两部分构成，分别占比40%、20%，总占比为60%。设置32 学时，重点讲述电力系统最优潮流、高压直流输电与柔性输电、电力系统暂态稳定分析等内容；能力构成可分为仿真设计、综合设计、创新性研究三部分，分别占比10%、10%、20%，总占比为40%，是当代硕士研究生结合学科发展最新进展、动态深入领会现代电力系统分析方法能力的体现，有助于提高学生在实际科研工作中应用相关原理和分析方法的水平，与学校、学院发展规划及应用型研究人才培养策略高度契合。

1.2 建设途径

1.2.1 采用多种教学方法，培养学生的知识结构和创新能力

在多年的教学实践中，课题组十分重视教学方法与教学手段的改进，注意启发学生思维，在课堂教学上采用启发式、探究式、比较式、互动式等教学法[7]，根据电力工业最新发展要求，更新与优化了课程教学内容，提出了以电力工程应用为主体的“理论教学、实践教学、专题研究”三位一体的有机融合型课程体系，突出对研究生自主学习及科学研究能力的培养。

1.2.2 实施分模块团队教学，促进学生个性化培养，提高教学质量

课题组通过实施分模块团队教学，从教师科研方面看，促进了教师学术科研的开展，以教学促科研。实践证明，以科研作为教学支撑，教师能够增强学问，为学生提供启发性知识，培养创新人才。从教学效果来看，分模块教学改变了长期以来教学过程中存在的内容不够深刻、不够精确、缺乏实效与针对性等弊端，教师向学生充分展示自身所具有的讲授风格、教学品质、教学与科研经验等优势，一定程度上提高了学生的学习兴趣，使教学改革有突破性进展。

1.2.3 过程性评价和终结性评价相结合的考核方式

采用过程性评价和终结性评价相结合的考核方式以准确反映学生日常学习状态以及学习成效，将在线作业、在线测试成绩、考勤等计入考核，设计了“双考一写一研”的课程考核标准，维度与权重如下。

1）双考：分为期末考核测试与翻转课堂考核，权重分别为40%和10%。利用计算机从题库中抽题，学生上机考试或者书面闭卷考试，采取期末考试的形式考查理论掌握程度；将学生随机分组，根据课程重点前沿内容进行团队考核，下设选题、课件制作、现场汇报、组内互评等子项，设计每项权重，根据小组及个人表现综合评分，提高研究生团队协作与语言表述能力。

2）一写：课程论文撰写，权重为30%。学生参考翻转课堂展示的研究内容，结合自身课题，撰写一篇课程论文。论文格式应符合学术写作规范，教师根据课程论文选题、内容结构、格式、逻辑性等方面综合评分。

3）一研：专题报告调研，权重为20%。学生通过充分调研，每组选择一个与课程内容相关的最新科研进展与热门且有前景的研究领域，提交一份专题报告。专题报告应充分体现该研究方向的研究背景、研究现状、发展趋势等内容。

2 基于双语双线混合式的教学模式设计与实践

课题组将现代电力系统分析课程特点与研究生教育特点相结合，吸收国际慕课先进教学理念，借助精品课程网站和雨课堂教学平台，采取线上线下混合的翻转课堂教学模式，面向硕士研究生进行中英双语授课，提供网络教学中英双语多边交互环境，为硕士研究生今后从事电力系统相关课题研究打下基础。

2.1 优化整合教学内容，创新课程教学体系

根据电力工业的发展的要求，课题组成员经过反复研究与实践，提出了以电力工程应用为主体的“理论教学、实践教学、专题研究”三位一体的有机融合型课程体系，分为理论教学体系和实践教学体系两大部分。

理论教学体系按照“加强基础性、突出应用性”的教学内容改革思路，采用“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”的原则，将教学内容优化重组为“电力系统数学模型计算”和“电力系统前沿技术”，并编写了配套的习题集。此外，课程课时随专业设置的改革减少，因此，教师在课堂教学中应聚焦内容的重点和难点，同时必须保证内容的系统性和连续性。所以，教师在制订授课计划时应有所侧重，对于内容相对简单的章节，可作为学习任务让学生独立去完成。

实践教学体系按照“面向工程、突出能力培养”的教学改革思路，在课程实践中，采用校企联合培养的模式，聘请企业的专业技术人员为客座教授，参与课程教学和实践，从而实现对学生的工程应用能力、创新能力的培养。

两大体系相互渗透、相辅相成，重组后的课程教学内容与知识结构更加科学合理、先进实用。

2.2 创新双语教学，夯实学生专业基础

课题组抛弃传统的灌输式中文教学，以引导学生思考为核心，采用启发式和讨论式的“中英文双语教学”，给学生留出充分的思考空间。在课程资源库建设中，收集大量课程所需要的国内外电子课件、PPT 讲稿、案例、工程设计标准等文本类资源，名师讲座、专家报告等视频类资源。

同时，广泛吸收借鉴国内优秀教学资源，选取国内权威教材，推荐国外优秀教材，兼收并蓄，开阔学生视野；使用中英文双语教学，突出对研究生外文阅读能力及科学研究能力的培养。

学生可以更好地了解学科发展方向及国内外研究前沿，进一步培养学生广阔的学术视野和学术原创精神。在教学过程中，鼓励学生大胆提出新颖的问题，对学生知识性、结论性的错误判断，不要马上给予否定，要以点拨为主，用暗示提醒的方法让学生继续思考。

此外，课题组以现代电力系统分析数学模型分析为主线，将教学内容分成若干模块，每位教师根据自己的专业背景和特点承担一两个模块的双语教学任务，使授课内容更加精细化、专业化。

2.3 立足移动教学平台，拓宽课程教学途径

依据电气工程及自动化专业的人才培养目标，从课程、单元、知识点和基本素材四个层次对课程进行结构化、系统化设计与建设，开发了课程标准、课程设计、考核标准、教学课件、案例库、习题库、微视频、动画、图片等各类教学资源600 多个。

根据课程目标和教学大纲，分析课程教学内容组成、关联和层次，分块分层细化课程内容，分解出16 个子模块，60 个关键知识点，并设计60 余个微课程和小测试；针对课程的难点和重点，开发多套自选研究专题，供学生进行创新性研究；借助雨课堂移动教学平台，创新“一主线二并重三结合”混合式教学模式改革实践，创建“兴趣培养—理论教学—工程实践”多层级交叉融合的工学一体化教学新方法，有效地激发了学生的学习兴趣，开辟研究生科研素养培养的新途径和新方法，解决了当前研究生课程教学中内容陈旧，理论、实验和工程研究相对独立，学生工程应用能力、创新能力差、学习主动性不高等教学中存在的突出问题，取得良好效果。

2.4 与工程相结合，增强实践能力

在实践环节中，课题组成员带领学生参观研究生实践基地，使学生体会到电力系统分析在调度、运行方式等方面的应用；在培训基地学生可以实际动手操作隔离开关、接地开关等设备，进行停电、送电的操作，使学生与电力系统零距离接触，切身体会电力系统的每一个设备的作用，大大提高学生的实际动手能力。

此外，邀请中国电科院新能源所的工程师以视频、网络直播和面授的形式向学生分享其丰富的工程实践经验。校外指导教师具有多年工程经历，可为教学提供全新的切入点，为学生提供崭新视角，对教师授课、学生听课具有积极的推动作用。

3 案例分析与改革效果

课题组根据教学大纲，从三方面建立课程目标，作为现代电力系统分析课程教学达成度的考核标准。课程目标1 从学习能力的角度出发，使学生掌握现代电力系统分析原理与计算机算法；课程目标2 结合电力系统行业发展动态，训练和培养学生计算、分析和解决工程实际问题的能力；课程目标3 旨在培养学生团队合作、沟通交流、职业道德素养等综合能力。

课题组将现代电力系统分析课程新型教学模式的构建方案应用于2020 级电气工程专业硕士研究生课程教学实践，对方案成效进行验证。课程达成度如图1 所示。

图1 现代电力系统分析课程达成度分析

从图1 可知，整体课程目标达成度均达80%以上，其中，全部学生的课程目标1 和课程目标3 的达成度均位于基准线上，仅个别学生的课程目标2未达到培养目标。

结果表明，新教学模式提高了研究生综合能力的教学效果，可以适应新时代下数字化自主性学习的时代要求，促进现代电力系统分析课程改革工作不断向纵深发展。

4 结束语

本文充分考虑研究生现代电力系统分析课程体系的客观要求，不断优化重组整合课程与体系结构，采用“线上线下、中英双语”双通道并行的教学模式，彻底改变传统教学手段、教学方法和考核方式，实现课程一体化教学。通过对2020 级电气工程专业研究生的教学实践，进一步验证了方案的效果及可行性，为新时代下具有专业导向性的研究生教学模式的构建提供了参考。