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摘要:“电力系统分析”课程历来被视为电气专业一门难教难学的课程。为全面了解“电力系统分析”精品课程的建设情况,掌握学生的学习动态与需求,课程组采用了问卷调查的方式,针对课程学习的各个环节,如课程教学方法和手段、教学条件、教学效果、学习难点、学习效率,以及相关因素如学生的兴趣、学习动机、个人需求等,反馈学生的意见,分析存在的问题,并提出相应的改革措施,以求进一步提高课程的教学质量。
关键词:精品课程;电力系统分析;调查分析
作者简介:樊艳芳(1971-),女,上海人,新疆大学电气工程学院,副教授,工程硕士,主要研究方向:含风电的电力系统稳定性分析与控制。(新疆 乌鲁木齐 830047)
基金项目:本文系新疆维吾尔自治区2009年精品课程建设项目、新疆大学校级精品课程建设项目、新疆大学21世纪高等教育教学改革工程项目(项目编号:XJU2008JGZ15)的研究成果。
“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业必修课程,在整个电气工程专业课程体系中起到承上启下的桥梁作用,对后续专业课程的进一步学习,对培养学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力起着非常重要的作用。“电力系统分析”课程历来被视为电气专业一门难教难学的课程,虽然学生很重视这门课程的学习,他们也花了较多的时间和精力,但由于课程理论较深、涉及面广、工程性强的特点,往往被视为一道难关。课程组从2003年启动了对该课程的建设与改革,在教学思想、教学体系、教学内容和方法以及师资队伍素质提高等方面进行了积极改革与实践,取得了一定的成效。为了进一步增强与学生的沟通与交流,随时掌握学生的学习动态与需求,课程组采取了问卷调查的方式来分析课程在教与学的过程中存在的问题,以求更大范围地获取第一手资料,为教学改革提供科学依据。
一、问卷调查基本情况
本次调查以新疆大学(以下简称“我校”)电气工程学院2006级电气工程及其自动化专业共3个班的本科学生为调查对象,其中汉族学生共63名,少数民族学生26名。调查时间为2009年6月。为了数据真实有效,问卷采用无记名方式。共发放问卷89份,收回89份,均为有效问卷。
问卷内容主要针对课程教学的各个环节,如课程的难度、学习效率、教学方法和手段、教学条件、教学效果,以及相关因素如学生的兴趣、学习动机、个人需求等,共设计了18道选择题,1道开放式问题。
二、调查结果统计分析
1.课程的总体评价
调查显示,89%的学生对“电力系统分析”这门课程表示了较高的认同,认为“它是很重要的专业课程,对以后的学习研究起着十分重要的作用”。不过,学生普遍反映该课有点偏难,调查中有76%的学生感觉比较有难度,24%的学生认为难易程度一般。其中有61%的学生认为计算公式太多,理论性强是这门课程的难点,还有30%的学生认为涉及面广、综合性强,给学生学习带来较大困难。在学习兴趣方面,有38%学生表示对课程很感兴趣,47%的学生持有一般兴趣,另有15%的学生不感兴趣。调查中有60%的学生认为学习这门课程的最大收获是加深了对本专业的了解,理论联系实际能力增强了。
从统计结果看出,学生已经充分认识到了本课程在专业学习中的重要性,都有学好这门课程的强烈意愿,但同时由于课程涉及的理论基础课程偏多,覆盖面较大,理论性和综合性较强,学生学习有一定难度。这门课公式繁多,工程性强,逻辑性和系统性欠强,讲授和学习时比较容易感到枯燥和困难,学生的兴趣度不够高。
2.教学内容
调查表明,在电力系统稳态分析部分,复杂电力系统潮流计算的计算机算法这部分内容学生掌握起来难度最大;在暂态分析部分,同步发电机突然三相短路分析这一章难度最大,其次是不对称故障的分析计算部分。而这几部分恰恰正是本课程的重点、难点所在,看来学生在这些重点内容学习上有一定的困难。
在实践教学方面,调查中有56%的学生认为实践教学内容对课程理论的理解帮助较大,41%的学生认为有一定帮助,3%的学生认为帮助不大。在实验设置中,一些设计性、综合性实验获得大家的好评,很多学生建议实验教学应该侧重于以学生自主设计选择,教师辅助辅导的方式来进行。
3.教材方面
在教材使用方面,汉族班学生对于我们推荐选用的“十一五”规划教材很认同,只是部分章节感到有一定难度;民族班学生普遍反映教材难度较大,学习起来比较吃力。为了辅助民族班的教学,课程组自编了《电力系统分析学习指导与习题》,调查中59%的学生认为有较大帮助,35%的学生认为帮助一般,6%的学生认为帮助不大。
4.教学方法
为了促进教学,提高学生学习传统课程的兴趣度,课程组制作了图文并茂、动静结合的多媒体授课课件。由于多媒体教学省去大量的黑板绘图时间和公式书写时间,可以有更多时间用于讲解重点、难点内容,大大增加了课堂信息量,提高了教学效率。但是综合学生的反馈意见可见多媒体授课也存在一些弊端。如学生反映由于多媒体授课信息量增大,数学推导过程较快,学生思维处于高度紧张状态,往往来不及记笔记,顾此失彼。还有学生反映黑板授课更有助于学生集中精力、跟上教师的教学进度。调查的汉族学生中85%的学生认为采用多媒体和黑板讲授相结合,甚至有些章节完全黑板讲授的方法效果更好。在被调查的民族学生中,78%的学生认为应当部分章节采用多媒体授课,22%的学生不建议教师使用多媒体授课。
三、启示与思考
通过此次问卷,我们更多地从学生的角度了解到“电力系统分析”课程在教与学两方面存在的不足。针对学生反映出来的问题,课程组将在以下几个方面进行改进和探索,进一步提升课程教学水平,提高人才培养质量,更好地适应电力工业快速发展对人才的需求。
1.进一步激发学生的学习兴趣
要学好一门课程,感兴趣是前提。如何让学生们喜欢本课程,是课程建设成败的关键之一。教师在教学过程中,应该注意不断将学科的发展和新技术介绍给学生,丰富更新的教学内容。例如,电力系统规模的发展,新设备的提高,新装备的使用等等。使学生开阔眼界,拓展思路,以提高他们的学习兴趣。在课堂教学中,努力营造一个生动活泼的学习氛围,采用启发式教学、问题式教学方式,使学生紧张而积极地思索教师讲授的每一个问题。坚持学生为主体、教师为主导的原则,教学活动中的“教”和“学”合理互动,针对一些教学内容中的难点展开课堂讨论,让每一位学生每时每刻都成为教学活动的积极参与者而不是旁观者,提高学生学习的主动性。
2.优化整合教学内容
“电力系统分析”本身是一门实践性很强的课程。但长期以来由于电力系统现场实习变得困难,实践环节被弱化,学生理论与实践脱节,不利于学生实践能力和创新能力的培养。在课程建设过程中,针对人才培养的定位和我国电力工业发展的需求,修订了培养计划和教学大纲,进行了以“优化理论课程,强化实践环节”为宗旨的教学改革,压缩理论课时,增大实践教学环节。在理论教学中,突出了教学重点,在教学过程中应加强对基本概念的讲解,适当精简数学推导过程,重点讲解分析方法与公式的应用及延伸。借助电力系统综合实验平台和电力系统数字仿真,加大实践环节,做到理论联系实际,有助于培养具有很强的工程实践能力、掌握工程先进技术和具有创新能力的综合性、研究性、设计性专业人才,适应电力产业对人才的发展需求。
3.多媒体教学和黑板教学优势互补
多媒体教学集文字、图形、声音、图片、影像等于一体,能够不断激发学生的兴趣,使思维更为积极活跃。能够针对学生对实际电力系统缺乏感性认识的困难,将实物图片和原理图相结合进行讲解,使电力系统的抽象概念和复杂过程形象化,从而达到预期的教学目的。尽管多媒体有其无法比拟的优越性,但传统黑板教学的许多特色功能也不容忽视,其很多优越性是计算机所不能完全替代的。采用传统的黑板教学,教师通常在黑板上逐步演算、推导,充分揭示数学公式形成的来龙去脉,学生能够积极参与思考问题,可以帮助学生集中注意力,加深对所学知识的理解和掌握。因此,在合理选择和应用多媒体教学的同时,还必须继承传统教学的优势成分,使二者共同参与课堂教学的全过程,强调优势互补,达到教学效果的最优化。
4.加强实践教学环节
针对人才培养的定位和我国电力工业发展的需求,理论与实践并重,增大实践环节,实践教学的内容应当紧扣课程内容体系,理论指导实践,实践验证理论。在课程基本实验中,积极开设综合性、创新性实验。学生以实验小组为单位,从实验方案的设计、参数调整计算、电网接线到数据整理﹑实验结果分析和撰写实验报告等一整套工作都由实验小组通过合作来完成,有效加强学生的动手实践能力和综合科研能力。在电力系统数字仿真、课程设计和毕业设计中,充分结合当地电网的特点,完成实际电网的调度运行、故障和稳定性计算和分析,真正达到了面向工程,面向实际的目标。
5.加强教师与学生之间的交流与互动
教学中应当遵循“以人为本,以学生为中心” 的原则,教师对学生高度的责任感、良好的师生关系也是影响教学效果的诸多因素之一。在课程学习过程中,教师应该加强与学生之间的交流和互动,了解他们的需要,关注学生的学习状态,适时地调整教学进度,使教学过程呈现动态过程,促使教师更好地把握教学内容的深度和广度。为了增进教师与学生之间的交流与互动,课程组应该积极完善课程的网络教学平台建设,课程的教学大纲、课程重点难点复习指导、电子教案、多媒体课件、授课录像、实验指导与演示、作业习题、参考资料等教学资料上网开放,供学生平时学习时参考,实现了优质教学资源共享,为学生自主学习、个性化学习提供广阔平台。同时借助网络教学平台,可以针对课程内容中的难点、重点问题展开讨论,进行归纳总结;对于课堂教学,课后辅导和批改作业中学生存在的问题,可以进行解答、纠正。为教师与学生以及学生之间的学习、交流创建良好的环境,使整个教学过程呈现良好的发展态势。
6.进一步深化少数民族教育教学改革
我校少数民族大学生来自于新疆各地州,由于生活和学习环境的不同,民族学生的汉语水平参差不齐,表现出对专业课程内容不同的接受能力。再加上民族学生入学成绩通常低于汉族学生,基础知识比较薄弱,就更加大了他们的学习难度。因此民族班的教学不能照搬汉族班,应当采取与民族学生实际情况相符的教学方法。在课堂教学过程中,教师应尽可能使用通俗、简单、准确的语言讲述课程内容,尽量结合现场实际,使授课内容直观、形象、便于理解。教师要充分调动学生的学习主动性和积极性,积极开展各种形式的讨论、交流活动,及时发现学生的学习困难所在,引导学生使用正确的学习方法。对于学生的表现,教师应适时地予以鼓励和肯定,增强学生的自信心和学习兴趣。
对于民族学生反映较多的教材问题,课题组已着手准备编写适合于民族学生认知特点的教材,新编教材将加强基础、突出应用性,教材内容的重点放在理论、原理的应用思路、应用方法方面;还要突出通俗性,从浅到深、图文并茂,内容精练化、直观化。针对民族学生一般不进行课后看书复习、总结的情况,每章节将增加小结部分,对于重点、难点、典型例题进行概括总结,帮助学生理清思路,加深概念。
四、结束语
通过我校精品课程建设和自治区精品课程建设,“电力系统分析”课程的软硬件教学设施都有了较大的改善,课程的现有师资队伍整体素质和知识水平也在不断提高,总体教学水平和教学效果都有很大的改观。我们深知,精品课程建设是一项长期的、复杂的系统工程,需要与时俱进、不断充实、不断完善和发展,精品课程建设任重而道远。我们必须脚踏实地地将这一综合系统工程长久地坚持下去,为国家培养更多高质量的复合人才,充分体现精品课工程建设的巨大效益和贡献价值。
参考文献:
[1]黄宝玉,项国雄.国家精品课程建设现状分析及思考[J].中国高教研究,2007,(9):72-76.
[2]江宁强.问题教学法在“电力系统分析”教学实践中的应用[J].电气电子教学学报,2006,(4):42-45.
[3]晁勤,陈江,袁铁江.电气工程实践教学模式的改革[J].实验室研究与探索,2009,(7):141-143.
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:精品课程;电力系统分析;调查分析
作者简介:樊艳芳(1971-),女,上海人,新疆大学电气工程学院,副教授,工程硕士,主要研究方向:含风电的电力系统稳定性分析与控制。(新疆 乌鲁木齐 830047)
基金项目:本文系新疆维吾尔自治区2009年精品课程建设项目、新疆大学校级精品课程建设项目、新疆大学21世纪高等教育教学改革工程项目(项目编号:XJU2008JGZ15)的研究成果。
“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业必修课程,在整个电气工程专业课程体系中起到承上启下的桥梁作用,对后续专业课程的进一步学习,对培养学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力起着非常重要的作用。“电力系统分析”课程历来被视为电气专业一门难教难学的课程,虽然学生很重视这门课程的学习,他们也花了较多的时间和精力,但由于课程理论较深、涉及面广、工程性强的特点,往往被视为一道难关。课程组从2003年启动了对该课程的建设与改革,在教学思想、教学体系、教学内容和方法以及师资队伍素质提高等方面进行了积极改革与实践,取得了一定的成效。为了进一步增强与学生的沟通与交流,随时掌握学生的学习动态与需求,课程组采取了问卷调查的方式来分析课程在教与学的过程中存在的问题,以求更大范围地获取第一手资料,为教学改革提供科学依据。
一、问卷调查基本情况
本次调查以新疆大学(以下简称“我校”)电气工程学院2006级电气工程及其自动化专业共3个班的本科学生为调查对象,其中汉族学生共63名,少数民族学生26名。调查时间为2009年6月。为了数据真实有效,问卷采用无记名方式。共发放问卷89份,收回89份,均为有效问卷。
问卷内容主要针对课程教学的各个环节,如课程的难度、学习效率、教学方法和手段、教学条件、教学效果,以及相关因素如学生的兴趣、学习动机、个人需求等,共设计了18道选择题,1道开放式问题。
二、调查结果统计分析
1.课程的总体评价
调查显示,89%的学生对“电力系统分析”这门课程表示了较高的认同,认为“它是很重要的专业课程,对以后的学习研究起着十分重要的作用”。不过,学生普遍反映该课有点偏难,调查中有76%的学生感觉比较有难度,24%的学生认为难易程度一般。其中有61%的学生认为计算公式太多,理论性强是这门课程的难点,还有30%的学生认为涉及面广、综合性强,给学生学习带来较大困难。在学习兴趣方面,有38%学生表示对课程很感兴趣,47%的学生持有一般兴趣,另有15%的学生不感兴趣。调查中有60%的学生认为学习这门课程的最大收获是加深了对本专业的了解,理论联系实际能力增强了。
从统计结果看出,学生已经充分认识到了本课程在专业学习中的重要性,都有学好这门课程的强烈意愿,但同时由于课程涉及的理论基础课程偏多,覆盖面较大,理论性和综合性较强,学生学习有一定难度。这门课公式繁多,工程性强,逻辑性和系统性欠强,讲授和学习时比较容易感到枯燥和困难,学生的兴趣度不够高。
2.教学内容
调查表明,在电力系统稳态分析部分,复杂电力系统潮流计算的计算机算法这部分内容学生掌握起来难度最大;在暂态分析部分,同步发电机突然三相短路分析这一章难度最大,其次是不对称故障的分析计算部分。而这几部分恰恰正是本课程的重点、难点所在,看来学生在这些重点内容学习上有一定的困难。
在实践教学方面,调查中有56%的学生认为实践教学内容对课程理论的理解帮助较大,41%的学生认为有一定帮助,3%的学生认为帮助不大。在实验设置中,一些设计性、综合性实验获得大家的好评,很多学生建议实验教学应该侧重于以学生自主设计选择,教师辅助辅导的方式来进行。
3.教材方面
在教材使用方面,汉族班学生对于我们推荐选用的“十一五”规划教材很认同,只是部分章节感到有一定难度;民族班学生普遍反映教材难度较大,学习起来比较吃力。为了辅助民族班的教学,课程组自编了《电力系统分析学习指导与习题》,调查中59%的学生认为有较大帮助,35%的学生认为帮助一般,6%的学生认为帮助不大。
4.教学方法
为了促进教学,提高学生学习传统课程的兴趣度,课程组制作了图文并茂、动静结合的多媒体授课课件。由于多媒体教学省去大量的黑板绘图时间和公式书写时间,可以有更多时间用于讲解重点、难点内容,大大增加了课堂信息量,提高了教学效率。但是综合学生的反馈意见可见多媒体授课也存在一些弊端。如学生反映由于多媒体授课信息量增大,数学推导过程较快,学生思维处于高度紧张状态,往往来不及记笔记,顾此失彼。还有学生反映黑板授课更有助于学生集中精力、跟上教师的教学进度。调查的汉族学生中85%的学生认为采用多媒体和黑板讲授相结合,甚至有些章节完全黑板讲授的方法效果更好。在被调查的民族学生中,78%的学生认为应当部分章节采用多媒体授课,22%的学生不建议教师使用多媒体授课。
三、启示与思考
通过此次问卷,我们更多地从学生的角度了解到“电力系统分析”课程在教与学两方面存在的不足。针对学生反映出来的问题,课程组将在以下几个方面进行改进和探索,进一步提升课程教学水平,提高人才培养质量,更好地适应电力工业快速发展对人才的需求。
1.进一步激发学生的学习兴趣
要学好一门课程,感兴趣是前提。如何让学生们喜欢本课程,是课程建设成败的关键之一。教师在教学过程中,应该注意不断将学科的发展和新技术介绍给学生,丰富更新的教学内容。例如,电力系统规模的发展,新设备的提高,新装备的使用等等。使学生开阔眼界,拓展思路,以提高他们的学习兴趣。在课堂教学中,努力营造一个生动活泼的学习氛围,采用启发式教学、问题式教学方式,使学生紧张而积极地思索教师讲授的每一个问题。坚持学生为主体、教师为主导的原则,教学活动中的“教”和“学”合理互动,针对一些教学内容中的难点展开课堂讨论,让每一位学生每时每刻都成为教学活动的积极参与者而不是旁观者,提高学生学习的主动性。
2.优化整合教学内容
“电力系统分析”本身是一门实践性很强的课程。但长期以来由于电力系统现场实习变得困难,实践环节被弱化,学生理论与实践脱节,不利于学生实践能力和创新能力的培养。在课程建设过程中,针对人才培养的定位和我国电力工业发展的需求,修订了培养计划和教学大纲,进行了以“优化理论课程,强化实践环节”为宗旨的教学改革,压缩理论课时,增大实践教学环节。在理论教学中,突出了教学重点,在教学过程中应加强对基本概念的讲解,适当精简数学推导过程,重点讲解分析方法与公式的应用及延伸。借助电力系统综合实验平台和电力系统数字仿真,加大实践环节,做到理论联系实际,有助于培养具有很强的工程实践能力、掌握工程先进技术和具有创新能力的综合性、研究性、设计性专业人才,适应电力产业对人才的发展需求。
3.多媒体教学和黑板教学优势互补
多媒体教学集文字、图形、声音、图片、影像等于一体,能够不断激发学生的兴趣,使思维更为积极活跃。能够针对学生对实际电力系统缺乏感性认识的困难,将实物图片和原理图相结合进行讲解,使电力系统的抽象概念和复杂过程形象化,从而达到预期的教学目的。尽管多媒体有其无法比拟的优越性,但传统黑板教学的许多特色功能也不容忽视,其很多优越性是计算机所不能完全替代的。采用传统的黑板教学,教师通常在黑板上逐步演算、推导,充分揭示数学公式形成的来龙去脉,学生能够积极参与思考问题,可以帮助学生集中注意力,加深对所学知识的理解和掌握。因此,在合理选择和应用多媒体教学的同时,还必须继承传统教学的优势成分,使二者共同参与课堂教学的全过程,强调优势互补,达到教学效果的最优化。
4.加强实践教学环节
针对人才培养的定位和我国电力工业发展的需求,理论与实践并重,增大实践环节,实践教学的内容应当紧扣课程内容体系,理论指导实践,实践验证理论。在课程基本实验中,积极开设综合性、创新性实验。学生以实验小组为单位,从实验方案的设计、参数调整计算、电网接线到数据整理﹑实验结果分析和撰写实验报告等一整套工作都由实验小组通过合作来完成,有效加强学生的动手实践能力和综合科研能力。在电力系统数字仿真、课程设计和毕业设计中,充分结合当地电网的特点,完成实际电网的调度运行、故障和稳定性计算和分析,真正达到了面向工程,面向实际的目标。
5.加强教师与学生之间的交流与互动
教学中应当遵循“以人为本,以学生为中心” 的原则,教师对学生高度的责任感、良好的师生关系也是影响教学效果的诸多因素之一。在课程学习过程中,教师应该加强与学生之间的交流和互动,了解他们的需要,关注学生的学习状态,适时地调整教学进度,使教学过程呈现动态过程,促使教师更好地把握教学内容的深度和广度。为了增进教师与学生之间的交流与互动,课程组应该积极完善课程的网络教学平台建设,课程的教学大纲、课程重点难点复习指导、电子教案、多媒体课件、授课录像、实验指导与演示、作业习题、参考资料等教学资料上网开放,供学生平时学习时参考,实现了优质教学资源共享,为学生自主学习、个性化学习提供广阔平台。同时借助网络教学平台,可以针对课程内容中的难点、重点问题展开讨论,进行归纳总结;对于课堂教学,课后辅导和批改作业中学生存在的问题,可以进行解答、纠正。为教师与学生以及学生之间的学习、交流创建良好的环境,使整个教学过程呈现良好的发展态势。
6.进一步深化少数民族教育教学改革
我校少数民族大学生来自于新疆各地州,由于生活和学习环境的不同,民族学生的汉语水平参差不齐,表现出对专业课程内容不同的接受能力。再加上民族学生入学成绩通常低于汉族学生,基础知识比较薄弱,就更加大了他们的学习难度。因此民族班的教学不能照搬汉族班,应当采取与民族学生实际情况相符的教学方法。在课堂教学过程中,教师应尽可能使用通俗、简单、准确的语言讲述课程内容,尽量结合现场实际,使授课内容直观、形象、便于理解。教师要充分调动学生的学习主动性和积极性,积极开展各种形式的讨论、交流活动,及时发现学生的学习困难所在,引导学生使用正确的学习方法。对于学生的表现,教师应适时地予以鼓励和肯定,增强学生的自信心和学习兴趣。
对于民族学生反映较多的教材问题,课题组已着手准备编写适合于民族学生认知特点的教材,新编教材将加强基础、突出应用性,教材内容的重点放在理论、原理的应用思路、应用方法方面;还要突出通俗性,从浅到深、图文并茂,内容精练化、直观化。针对民族学生一般不进行课后看书复习、总结的情况,每章节将增加小结部分,对于重点、难点、典型例题进行概括总结,帮助学生理清思路,加深概念。
四、结束语
通过我校精品课程建设和自治区精品课程建设,“电力系统分析”课程的软硬件教学设施都有了较大的改善,课程的现有师资队伍整体素质和知识水平也在不断提高,总体教学水平和教学效果都有很大的改观。我们深知,精品课程建设是一项长期的、复杂的系统工程,需要与时俱进、不断充实、不断完善和发展,精品课程建设任重而道远。我们必须脚踏实地地将这一综合系统工程长久地坚持下去,为国家培养更多高质量的复合人才,充分体现精品课工程建设的巨大效益和贡献价值。
参考文献:
[1]黄宝玉,项国雄.国家精品课程建设现状分析及思考[J].中国高教研究,2007,(9):72-76.
[2]江宁强.问题教学法在“电力系统分析”教学实践中的应用[J].电气电子教学学报,2006,(4):42-45.
[3]晁勤,陈江,袁铁江.电气工程实践教学模式的改革[J].实验室研究与探索,2009,(7):141-143.
(责任编辑:麻剑飞)