电力系统自动化课程多向融合探究式教学(4)

(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。

图1 优势科研与课程教学的多向融合机制表2 开发的基于微网实验平台的创新实验项目

序号实验项目1太阳能发电特性及其运行控制2风能发电特性及其运行控制3微网的监控与调度自动化4微网的能量管理系统5新能源发电系统中储能系统监控与管理6新能源发电预测7电动汽车接入对微网影响8微网电能质量监控

2.3 基于探究式课题的第一和第二课堂融合

以教师“教”为主的课堂教学一方面课时非常有限，另一方面也不适合开展深入、有效的实践能力培养。因此，为实现改革目标，必须将课程教学的教学空间由单一的“课堂教学”拓展为“课堂教学--个人和团队自主创新实践”这一由“第一课堂”和学生课外“第二课堂”共同组成的协调机制。

采用2.1节所述的探究式和认识性教学方式的融合，充分调动学生学习的主观能动性，协调利用课内教学时间和课外“第二课堂”。图2显示了学生开展第二课堂学习可采用的多种形式以及和第一课堂融合关系。

图2 第一和第二课堂融合关系

2.4 课程知识与多学科关联知识应用的融合

在设置各章节的开放探究型课题任务、引进团队教师科研项目案例、以及参与第二课堂的各种科技实践活动中，均可将本课程包含的专业知识，与“电机学”、“电气工程基础”、“电力系统分析”、“电力电子技术”、“自动控制理论”、“程序设计”、“微机系统”、“单片机技术”和“计算机网络与通信”等相关课程知识有机融合，实现专业课题的分析、解决，系统设计、软硬件开发等，真正学会多学科交叉知识融会贯通应用。

以表1中的开放探究课题案例2——“同步发电机并列控制程序设计”为例分析，其涉及的交叉学科知识及相关课程如图3所示。其中，“电力系统自动化”、“电机学”和“自动控制原理”课程提供该探究主题案例的理论分析和建模依据；“C语言及编程”、“单片机技术”及“电气控制及PLC技术”课程知识用于学生进行不同类型的装置及程序开发设计。

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