電力工程基礎教學改革探討
時間:2022-10-08 15:12:43
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《電力工程基礎》是應用型大學電氣工程及其自動化專業必修的基礎課程之一,主要講述110千伏及以下電壓等級的發電、輸變電和供用電工程的基礎理論知識和基本計算方法,課程以《電路理論》為基礎,為《電力系統分析》《電力系統繼電保護》《新能源發電與控制》等課程做好鋪墊。
教學改革背景
能源互聯網興起在全球新一輪科技革命和產業變革中,互聯網理念、先進信息技術正在與電力產業深度融合,推動新技術、新模式和新業態不斷興起。2016年,國家發改委、國家能源局、工信部聯合《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》發布后,以國家電網有限公司與南方電網公司為代表的電網企業將能源互聯網建設作為重要的戰略目標,各發電企業也在大力推進能源互聯網與綜合能源服務戰略。能源互聯網是以電力為中心,通過多種能源形式的相互轉化與互補,在先進信息技術的支撐下,實現清潔能源的智慧互聯與優化配置,是新一代能源系統和互聯網技術深度融合的產物。建設能源互聯網,實現能源系統與互聯網的深度融合,已經成為我國未來能源革命的重要戰略支撐和能源產業發展的必然趨勢,將帶來對相關人才的持續旺盛需求,高校必須盡快培養能源互聯網所需的高素質人才。在能源互聯網背景下,電力行業正在經歷前所未有的轉型改革,對人才知識結構與能力素質的需求也在發生著重大的變化。電力是能源互聯網的核心,高水平應用型大學的《電力工程基礎》課程也亟需適應產業與社會的變革與發展,對課程教學目標、內容、方法及考核方式進行調整與改革。
教學改革思路:聚焦新工科人才培養
新工科是我國工程教育的改革方向,其內涵是以立德樹人為引領,以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑,培養未來多元化、創新型卓越工程人才。電力工程課程的教學也需要為培養跨界融合并具有集成創新能力的新工科復合型精英人才服務。基于此,《電力工程基礎》課程組通過“互聯網+”背景下的教學研究,在調研分析現狀與需求基礎上,對課程教學目標、教學內容、教學方法及考核方式進行了改革研究。在教學目標方面,圍繞電力行業轉型對人才需求的變化,對《電力工程基礎》課程的知識目標、能力目標以及素質培養目標進行重構。在教學內容方面,充分考慮教學目標及前續和后續課程的相互關聯,設置課程教學內容的體系結構,根據“互聯網+”的背景需求,適當增加智能電網、能源互聯網、電力物聯網等相關知識模塊。在教學方法方面,實施“以學生為中心”的教學模式,結合行業案例開展教學,并應用先進的教育手段。在考核方式方面,綜合課堂表現、實踐環節、期末考試等環節的成績對學生的學習情況進行綜合考評。
教學改革措施:融入信息技術元素
能源互聯網、泛在電力物聯網、數字電網、綜合能源服務等都強調了新一代信息通信技術與傳統電力產業的深度融合,目標是打造具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活等特征的智慧電力系統,提高電力網安全、穩定、高效的運行能力。能源互聯網也突出了電能與氣、熱等其他能源的相互轉化與協同。這就需要在電力工程課程中融入更多的信息技術元素、增加多能協同內容。以下從教學目標、教學內容、教學方法、考核方式等方面提出《電力工程基礎》課程改革的具體措施。教學目標方面《電力工程基礎》課程知識點零散、涉及面廣、與實際聯系密切,除掌握傳統電力系統一次二次基礎知識外,還需要掌握智能電網、能源互聯網、泛在電力物聯網等行業變革亟需的知識點。通過課程教學,使學生不僅積累扎實的專業素養,具有解決電力行業一次、二次、智能化等領域技術問題的能力,培養學生敢于創新、積極探索的精神以及可持續學習與發展的能力。教學內容方面《電力工程基礎》課程作為電氣專業學生在電力系統專業方向的入門課程,教學內容涵蓋面廣,根據知識的特點和相互聯系,對教學內容進行模塊化設計,通過模塊化劃分,使知識點不再零散,更有系統性,更有利于教學與學習。首先選擇應用性更強,更符合人才培養方案的教材,并根據最新修訂的培養方案,在充分考慮課程內容與前續和后續課程相互聯系的基礎上,設置課堂教學和自主學習的內容,刪減前續課程中已經講授過的內容,簡單介紹后續課程中繼續學習的內容,并增加智能電網、能源互聯網、電力物聯網模塊的教學與實踐。其次,將思政教育滲透到全課程,在知識傳播過程中引導學生形成正確的價值觀。教學方法方面實施“翻轉課堂”教學模式,發揮學生主體作用,提高教學質量。首先,學習內容的分層設計,即對模塊化設計的教學內容進行分層;其次,由先學后教代替傳統的先教后學,充分發揮學生自主學習的主體作用;再次,充分運用學生課前自主學習和課上進行知識深化、內化的教學形式;最后,根據工科學生的特點,教學中強化與實際問題的結合和實踐能力的培養,適當弱化相應理論的推導分析。運用講授、討論和啟發相結合的課堂教學形式,充分激發學生學習的主動性。重視學生自主學習能力和問題意識的培養,改變學生以教師和書本為中心,而不善于自我思考的惰性,通過問題的設置和引導,啟發學生進行思考。要適時安排一些討論環節,分組對一些問題展開討論,每名同學都可以表達自己的觀點,學生之間互相交流、互相啟發,教師在這個過程中要進行思路和方法引導,重視知識內容的啟發。發揮現代教育技術的優勢,豐富教學的手段。對于一些涉及動態過程的內容,如常用的電器設備及其內部構造、電力設備的現場工作狀態、一些器件的工作原理等內容,采用多媒體教學模式,通過直觀、形象的視覺沖擊,激發學生的學習興趣,深化對知識的理解和掌握,有效提高課堂的教學質量。將課程知識模塊與思想政治教育交融到一起,在教學過程中幫助學生樹立遠大抱負與腳踏實地的作風,了解世界與中國發展大勢,弘揚中華民族的傳統文化以及社會主義核心價值觀。考核方式方面課程的考核采取多樣化的方式,包括課堂提問、“小組項目+匯報”、論文作業以及期末考試等。考核中注重平時的過程考核,改變“一考定終身”的傳統做法,使考核方式更為全面、科學、合理,從而推進素質教育和以學生為本的教學改革。在期末考試中,按照課程的考試大綱進行內容考核,突出綜合能力應用,題型要全面,根據專業特點和改革要求,減少客觀和死記硬背類題型,重視學生分析問題和解決問題能力的考核。
作者:楊軍 單位:北京石油化工學院電氣工程系
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