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摘要：随着电力系统的不断发展，社会对应用型专业人才的培养提出了更高的要求。北京林业大学电气工程教研组通过长期的研究与尝试，积极探索“电力系统分析”课程教学改革的新模式，并取得了一定的成果。主要从改善教学方式、优化教学内容、强化实践环节以及教与学相结合等几个方面进行介绍与总结。
关键词：电力系统分析；教学改革；电力仿真研究
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）12-0043-02
“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业的一门重要专业课程，在专业教学和培养应用型专业人才计划中占有十分重要的地位。[1]随着电力系统行业的数字化、自动化和综合化程度的提高，社会对电气工程专业学生的要求也越来越高，这同时也就对“电力系统分析”课程的教学提出了更高的要求，[2]“电力系统分析”教学改革亟待进行。
只有全方位的教学改革才能达到不断完善高等教育的目的。为了积极响应社会对电气人才的高要求，北京林业大学专门成立了“电力系统分析教学改革课题组”，由电气工程教研室的一线教师组成。课题组通过长期的研究和尝试，包括理论教学与实际实践相结合、加大实验室建设和电力仿真软件的引进工作等，取得了一定的成绩。下面从以下几个方面，针对北京林业大学（以下简称“我校”）“电力系统分析”课程的教学改革研究与成果进行总结。
一、改善教学方式，传统授课与网络辅助相结合
由于传统的板书教学需要在课堂上花费大量的时间用于画图和列写复杂庞大的计算公式，而单纯的采用多媒体课件又难以调动学生听课的主动思维，导致课堂的教学效果大打折扣。因此，如何让学生对本课程感兴趣、提高学习效率成为课程改革成败的关键之一。
1.授课内容多样化
在授课的过程中，教师利用多方面资源，努力保证授课多样化。采用启发式教学，进行重点和难点分析，研究每堂课的切入点，深入浅出地进行讲授；在理论教学中，课程的教学内容可以适当精简，繁琐的公式推导少讲，注重公式的分析方法和应用推广；将学科前言知识和新技术发展动态介绍给学生，例如：全国联网、微电网发电与并网、电动汽车的发展等，在加强课堂教学内容与时俱进的同时，也可以启发和培养学生的创新性；增加教学互动环节，授课的过程中与学生多交流、穿插问答题目等，在提高学生上课注意力的同时，也使其学习效率大大提高。
2.网络辅助教学
为了提高学生的学习兴趣、改善教学时效，笔者采用网络辅助教学的方式来提高学生的预习、学习和复习效果。课题组为该课程开通专门的邮箱，教师可以提前将每节课的课件、课前预习题、课程相关案例等上传到邮箱，这样学生就可以利用课余时间提前了解下节课的课程主要内容；同时，学生也可以在自学的过程中，将自己的问题上传，教师汇总后予以针对性解答；此外，学生还可以通过邮件的形式，对教师的教学提出意见或建议，以便教师掌握学生的学习动态，及时进行教学调整及改善。
通过丰富教学内容和增加网络辅助的教学方式，既增加了课堂的信息量，又开阔了学生的视野，提高了学生的学习兴趣，使教学形式更加生动形象，提升了课程的教学效果。
二、优化教学内容，课程与仿真实验相结合
根据现有教学体系，笔者在分析前后教学环节的教学内容安排，并对国内外大学同类专业选用的同类教材研究之后，提出了教学内容和随课实验相结合的整合方案。实验教学在培养学生创新能力和动手能力上具有独特的条件，与课堂教学相比它更接近学生，更容易进行启发式教学。
1.建设电力系统仿真实验室
现代电力系统是人类所建立的最复杂的工业系统之一，电网规模达几万个节点和几十万个支路，电力系统规模、设计、运行、控制和理论研究等都离不开数字仿真。“电力系统分析”课程与实际电力系统联系非常紧密，根据电气工程及其自动化专业的发展，建立电力系统综合实验室和电力系统分析仿真实验室是十分必要的。
如图1所示，电力系统综合实验室将配备一些电力系统及工厂配电用的试验台，用于实训；电力系统仿真实验室应专门装有电力系统分析综合程序如PSASP、PSCAD等，为培养电气工程及其自动化专业学生从事电力系统运行、工程、设计和理论研究建立必要的基础。
2.课堂教学增加电力系统仿真实验
“电力系统分析”教学的目的是使学生掌握电力系统运行状况的分析、电力系统的数学描述方法、复杂电力系统的数学建模及复杂电力系统的稳态、故障、稳定分析方法和工程应用。因此，针对“电”概念的抽象，在教学内容的组织中，采用理论分析与电力系统仿真验相结合的方式，学校引进了PSCAD/EMTDC软件。
PSCAD/EMTDC软件的主要功能是进行电力系统时域和频域仿真，还可以进行交流系统的谐波研究、直流系统的启动、直流系统换相方法研究等。它允许用户在一个完备的图形环境下灵活地建立电路模型，进行仿真分析。学生在仿真的同时，可以改变控制参数，从而直观地看到各种测量结果和参数曲线，极大地提高了他们对于使用仿真软件的乐趣和效率。
对于授课与仿真实验相结合的教学方法，笔者根据课程学习的内容逐步安排实验，加强实践性辅助教学环节，开设电力系统建模、稳态和故障分析实验。通过实验环节，提高学生的电力系统工程分析能力，以及应用软件解决复杂电力系统计算、控制、规划和经济分析的能力。
三、强化实践环节，课程设计与专业实习相结合
教学实践环节，不但能够提高学生的学习兴趣，同时在培养学生的实际操作能力、分析问题和解决问题的能力等方面也起着重要的作用。
1.课程设计
课程设计是高等工程教育最重要的实践教学环节，它是由学生独立完成的一项综合性、创造性、设计性的大型作业。“电力系统分析”课程设计是一门实践性、应用性较强的课程，课程结束后，根据课程要求，与实际运用相结合，拟定一些设计题目，让学生自己完成。课程设计时间为1周，安排在学期末，每个学生采取20分钟时间进行答辩，综合评定学生的成绩。 2.专业实习
为了帮助学生完成从理论学习到教学实践，从教学实践再到生产实践这一任务，笔者计划在学期中安排一次以了解电力系统生产过程、认识专业和未来工作意义为目的的课程实习，由具有丰富的指导教学实习经验的教师带队，到电厂、变电站、电力调度中心参观学习。同学们在生产现场，从潮流分布图看电网运行，从故障录波记录看短路发生，从不同的电压等级看现代化的电力生产设备，加深了对电力系统理论的理解，增强了工程意识。整个实习过程有实习大纲、实习计划、实习思考题和实习报告。
四、提高学生创造能力，教与学相结合
所谓“授之以鱼，不如授之以渔”，教学的重点不仅在于教给学生基础的专业知识，更重要的是培养学生自主学习、探究学习的能力。为了巩固学生对知识的掌握及提高其自身的学习能力，笔者在教学探索中设置了课堂作业、课后习题以及课后小论文等环节。
1.课堂作业与课后习题
适当的课堂作业和课后习题作为一种教学的辅助手段，对于教师的批改和点评提出了更高的要求，认真的批改是及时掌握学生学习情况和学习态度的重要途径之一。此外，笔者要求专业教师根据作业批改情况，有针对性地对每章内容的重点习题给出思路和知识点的分析，以便提高学生在电力系统的理论分析与计算方法研究方面的能力。
2.课后小论文
设置课后小论文，主要是通过引导学生阅读与电力系统自动化有关的学术期刊，来了解电力系统自动化研究前沿，从而扩大学生的知识面，提高中、英文专业文献的阅读能力。学生通过将课堂的教学内容和最新的学科发展相结合，加强了自身对专业课程学习兴趣和对电力工业发展的关注，提高了理论分析和论文写作的能力，对于今后的进一步深造学习或工作实践都具有非常重要的意义。
五、总结
对于电气工程及其自动化专业的学生来说，通过理论学习、仿真实验、课程设计和专业实习等相结合的教学方式，既避免了传统的课堂上教师单一授课的不足，同时也增加了教与学的互动；使学生真正掌握运用理论进行电力系统分析和计算的能力，充分了解电力系统的最新发展趋势和研究成果。同时，理论知识与课程实践紧密结合，为专业课程教学创造了新的教学模式，学生专业实践能力和综合素质也得到了进一步的锻炼与提高。
参考文献：
[1]黄肇，黄满花，罗庆跃.“电力系统分析”课程教学模式的研究与实践[J].中国电力教育，2010，（28）.
[2]周姗，高嬿.“电力系统分析”课程教学改革方法的研究[J].中国电力教育，2009，（8）.
（责任编辑：王意琴）
关键词：电力系统分析；教学改革；电力仿真研究
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）12-0043-02
“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业的一门重要专业课程，在专业教学和培养应用型专业人才计划中占有十分重要的地位。[1]随着电力系统行业的数字化、自动化和综合化程度的提高，社会对电气工程专业学生的要求也越来越高，这同时也就对“电力系统分析”课程的教学提出了更高的要求，[2]“电力系统分析”教学改革亟待进行。
只有全方位的教学改革才能达到不断完善高等教育的目的。为了积极响应社会对电气人才的高要求，北京林业大学专门成立了“电力系统分析教学改革课题组”，由电气工程教研室的一线教师组成。课题组通过长期的研究和尝试，包括理论教学与实际实践相结合、加大实验室建设和电力仿真软件的引进工作等，取得了一定的成绩。下面从以下几个方面，针对北京林业大学（以下简称“我校”）“电力系统分析”课程的教学改革研究与成果进行总结。
一、改善教学方式，传统授课与网络辅助相结合
由于传统的板书教学需要在课堂上花费大量的时间用于画图和列写复杂庞大的计算公式，而单纯的采用多媒体课件又难以调动学生听课的主动思维，导致课堂的教学效果大打折扣。因此，如何让学生对本课程感兴趣、提高学习效率成为课程改革成败的关键之一。
1.授课内容多样化
在授课的过程中，教师利用多方面资源，努力保证授课多样化。采用启发式教学，进行重点和难点分析，研究每堂课的切入点，深入浅出地进行讲授；在理论教学中，课程的教学内容可以适当精简，繁琐的公式推导少讲，注重公式的分析方法和应用推广；将学科前言知识和新技术发展动态介绍给学生，例如：全国联网、微电网发电与并网、电动汽车的发展等，在加强课堂教学内容与时俱进的同时，也可以启发和培养学生的创新性；增加教学互动环节，授课的过程中与学生多交流、穿插问答题目等，在提高学生上课注意力的同时，也使其学习效率大大提高。
2.网络辅助教学
为了提高学生的学习兴趣、改善教学时效，笔者采用网络辅助教学的方式来提高学生的预习、学习和复习效果。课题组为该课程开通专门的邮箱，教师可以提前将每节课的课件、课前预习题、课程相关案例等上传到邮箱，这样学生就可以利用课余时间提前了解下节课的课程主要内容；同时，学生也可以在自学的过程中，将自己的问题上传，教师汇总后予以针对性解答；此外，学生还可以通过邮件的形式，对教师的教学提出意见或建议，以便教师掌握学生的学习动态，及时进行教学调整及改善。
通过丰富教学内容和增加网络辅助的教学方式，既增加了课堂的信息量，又开阔了学生的视野，提高了学生的学习兴趣，使教学形式更加生动形象，提升了课程的教学效果。
二、优化教学内容，课程与仿真实验相结合
根据现有教学体系，笔者在分析前后教学环节的教学内容安排，并对国内外大学同类专业选用的同类教材研究之后，提出了教学内容和随课实验相结合的整合方案。实验教学在培养学生创新能力和动手能力上具有独特的条件，与课堂教学相比它更接近学生，更容易进行启发式教学。
1.建设电力系统仿真实验室
现代电力系统是人类所建立的最复杂的工业系统之一，电网规模达几万个节点和几十万个支路，电力系统规模、设计、运行、控制和理论研究等都离不开数字仿真。“电力系统分析”课程与实际电力系统联系非常紧密，根据电气工程及其自动化专业的发展，建立电力系统综合实验室和电力系统分析仿真实验室是十分必要的。
如图1所示，电力系统综合实验室将配备一些电力系统及工厂配电用的试验台，用于实训；电力系统仿真实验室应专门装有电力系统分析综合程序如PSASP、PSCAD等，为培养电气工程及其自动化专业学生从事电力系统运行、工程、设计和理论研究建立必要的基础。
2.课堂教学增加电力系统仿真实验
“电力系统分析”教学的目的是使学生掌握电力系统运行状况的分析、电力系统的数学描述方法、复杂电力系统的数学建模及复杂电力系统的稳态、故障、稳定分析方法和工程应用。因此，针对“电”概念的抽象，在教学内容的组织中，采用理论分析与电力系统仿真验相结合的方式，学校引进了PSCAD/EMTDC软件。
PSCAD/EMTDC软件的主要功能是进行电力系统时域和频域仿真，还可以进行交流系统的谐波研究、直流系统的启动、直流系统换相方法研究等。它允许用户在一个完备的图形环境下灵活地建立电路模型，进行仿真分析。学生在仿真的同时，可以改变控制参数，从而直观地看到各种测量结果和参数曲线，极大地提高了他们对于使用仿真软件的乐趣和效率。
对于授课与仿真实验相结合的教学方法，笔者根据课程学习的内容逐步安排实验，加强实践性辅助教学环节，开设电力系统建模、稳态和故障分析实验。通过实验环节，提高学生的电力系统工程分析能力，以及应用软件解决复杂电力系统计算、控制、规划和经济分析的能力。
三、强化实践环节，课程设计与专业实习相结合
教学实践环节，不但能够提高学生的学习兴趣，同时在培养学生的实际操作能力、分析问题和解决问题的能力等方面也起着重要的作用。
1.课程设计
课程设计是高等工程教育最重要的实践教学环节，它是由学生独立完成的一项综合性、创造性、设计性的大型作业。“电力系统分析”课程设计是一门实践性、应用性较强的课程，课程结束后，根据课程要求，与实际运用相结合，拟定一些设计题目，让学生自己完成。课程设计时间为1周，安排在学期末，每个学生采取20分钟时间进行答辩，综合评定学生的成绩。 2.专业实习
为了帮助学生完成从理论学习到教学实践，从教学实践再到生产实践这一任务，笔者计划在学期中安排一次以了解电力系统生产过程、认识专业和未来工作意义为目的的课程实习，由具有丰富的指导教学实习经验的教师带队，到电厂、变电站、电力调度中心参观学习。同学们在生产现场，从潮流分布图看电网运行，从故障录波记录看短路发生，从不同的电压等级看现代化的电力生产设备，加深了对电力系统理论的理解，增强了工程意识。整个实习过程有实习大纲、实习计划、实习思考题和实习报告。
四、提高学生创造能力，教与学相结合
所谓“授之以鱼，不如授之以渔”，教学的重点不仅在于教给学生基础的专业知识，更重要的是培养学生自主学习、探究学习的能力。为了巩固学生对知识的掌握及提高其自身的学习能力，笔者在教学探索中设置了课堂作业、课后习题以及课后小论文等环节。
1.课堂作业与课后习题
适当的课堂作业和课后习题作为一种教学的辅助手段，对于教师的批改和点评提出了更高的要求，认真的批改是及时掌握学生学习情况和学习态度的重要途径之一。此外，笔者要求专业教师根据作业批改情况，有针对性地对每章内容的重点习题给出思路和知识点的分析，以便提高学生在电力系统的理论分析与计算方法研究方面的能力。
2.课后小论文
设置课后小论文，主要是通过引导学生阅读与电力系统自动化有关的学术期刊，来了解电力系统自动化研究前沿，从而扩大学生的知识面，提高中、英文专业文献的阅读能力。学生通过将课堂的教学内容和最新的学科发展相结合，加强了自身对专业课程学习兴趣和对电力工业发展的关注，提高了理论分析和论文写作的能力，对于今后的进一步深造学习或工作实践都具有非常重要的意义。
五、总结
对于电气工程及其自动化专业的学生来说，通过理论学习、仿真实验、课程设计和专业实习等相结合的教学方式，既避免了传统的课堂上教师单一授课的不足，同时也增加了教与学的互动；使学生真正掌握运用理论进行电力系统分析和计算的能力，充分了解电力系统的最新发展趋势和研究成果。同时，理论知识与课程实践紧密结合，为专业课程教学创造了新的教学模式，学生专业实践能力和综合素质也得到了进一步的锻炼与提高。
参考文献：
[1]黄肇，黄满花，罗庆跃.“电力系统分析”课程教学模式的研究与实践[J].中国电力教育，2010，（28）.
[2]周姗，高嬿.“电力系统分析”课程教学改革方法的研究[J].中国电力教育，2009，（8）.
（责任编辑：王意琴）