电力系统自动化课程多向融合探究式教学

0 引言

随着电力信息化以及智能电网的兴起，电力系统自动化技术得以迅速发展，其控制要求不断提高、涉及知识领域和技术不断拓展，新技术和新设备日新月异[1]。

“电力系统自动化”属于多学科交叉课程，它以电力系统相关理论为理论支撑、自动控制理论为系统实现指导思想，计算机和通信技术为实践平台，集理论分析、系统设计、软、硬件开发为一体，是一门适合培养学生理论结合实际、创新实践的思维和能力的课程[2]。

但在该课程现有的教学实践中，存在着不少问题，这些问题制约着其教学效果以及学生创新实践能力的提升[3]。这些问题归结起来，主要有：①经典与前沿专业知识难以有效结合；②专业知识灌输与学生能力、素质培养不协调；③学生创新实践平台缺乏；④多学科交叉学习不适应；⑤优势科研难以高效反哺教学；⑥课内和课外学习协调性差；⑦考核机制激励性、合理性欠缺。

通常单一的改革措施已无力实现期望的教学目标。本文提出多向融合探究式的课程教学方法改革思路，其目的在于通过教学方式、教学资源、课堂组织、关联知识、评价考核等各方面的多向融合，实践探究式教学模式，改革教学组织形式，融合科研和教学资源，激发学生自主学习热情，培养学生专业知识、交叉学科知识的综合应用能力，大力提升学生创新实践和问题解决能力。

1 多向融合探究式教学及改革目标

多向融合探究式教学法是多向融合的教学改革思想和探究式教学模式的有机结合[4]。多向融合意为“内容、模式、手段、途径、评价”的多方向综合改革。探究式教学模式源于杜威提出的“思维起源于直接经验的情境”教学理念，意在教学环节中创设探究式教学情境，营造学生自主探究空间，激发其探究兴趣，引导分步探索，提高学生发现、分析和解决问题的能力[5]。

多向融合探究式教学法在“电力系统自动化”课程教学中的内涵为

(1)探究式和认识式教学方式的融合；

(2)优势科研资源与教学资源的融合；

(3)基于探究式课题的第一课堂和第二课堂融合；

(4)课程知识与多学科关联知识应用的融合；

(5)过程性和终结性评价的融合。

这五个方面融合的详细内容将在下节介绍。

2 多向融合探究式教学

2.1 探究式和认识式教学方式的融合

“电力系统自动化”课程的多向融合探究式教学首先要革新课堂组织形式：基本理论和以认知为导向的实践教学内容仍采用传统式教学模式，而主要体现领域内众多技术主题的创新实践教学内容则需要我们采用以学生为主体的开放探究型教学模式。为此，针对课程各章节教学内容，结合相关交叉学科知识，合理设置一系列以培养学生自主学习能力、提升其创新实践能力的开放探究型技术主题课题。这些开放探究型技术主题列示于表1。学生需根据自己兴趣和能力评估，分组选择若干个课题，按要求进行课外文献查阅、主题讨论、方案论证、设计实践，并分批进行开放性答辩。整个过程中，教师将一直鼓励学生发扬探索、创新和合作的精神。

表1 各章节开放探究式技术主题课题章节主题探究主题课题电力系统数据采集处理B1)FFT算法及编程实现;2)数字滤波器算法及编程实现同步发电机的自动并列A同步发电机并列控制程序设计同步发电机励磁控制C励磁自控系统稳定性仿真、改进频率、有功功率自动调节B经济调度控制算法的设计自动低频减载A自动低频减载装置设计与开发变电站自动化B电压无功综合控制策略研究及编程实现能量管理系统B1)状态估计算法及编程实现;2)负荷预测算法及编程实现前沿新技术C“智能电网”关键技术探索

2.2 科研资源与教学资源的融合

我校电气工程及自动化专业为浙江省“十二五”高校首批省级新兴特色建设专业，新能源发电及应用是其重要新兴特色方向之一。同时，专业依托的学科是浙江省重点学科，课程组教师均为“智能电网”创新团队核心成员，具有较高的科研水平(主持智能电网领域国家级、省部级各类科研项目20余项)，并投资100多万新建了功能完备的新能源发电与智能微网实验平台。这些科研资源和平台与本课程教学密切相关[6]。

为使科研资源能更好反哺专业教学，可以综合多方面考虑，建立将科研资源高效转化为本课程教学资源的多向融合机制，如图1所示。以建成的新能源发电与智能微网实验平台为例，除用于教师、研究生从事相关科研目的外，可以基于该实验平台开发设置部分与本课程密切相关的、面向本科学生教学和创新实践能力培养的创新型实验项目，如表2所示。

文章来源：《电力系统自动化》 网址: http://www.dlxtzdhzz.cn/qikandaodu/2021/0720/1048.html