成果总结

基于工程创新人才培养的电力系统分析课程体系研究

成果总结

申报团队基于现代电力系统的发展趋势，围绕培养学生工程实践与创新能力，经过近十几年教学研究、改革和实践，取得了电力系统分析课程的突破，提出了《基于工程创新人才培养的电力系统分析课程体系构建》项目，并于2016年成功申报了山西省教育厅教育改革项目。

该项目是遵循“优化理论、强化实践、突出工程”的原则，统筹配置和建设教学资源，精简优化课程内容，强化整合实践教学，创新构建课外研讨活动，有效针对电气工程相关专业，进行了电力系统课程的改革。通过该项目创建了突出工程、强化了实践的立体化课程体系，全面提升了课程教学水平，提高了人才培养质量。形成教学成果，总结如下：

一、研究背景

随着智能电网与泛在电力物联网的迅速发展，涌现出的新技术使得电力行业对人才的需求不断的变化，如何培养能适应未来电力系统发展且具有竞争力的高素质人才，是电气工程教育需要迫切解决的问题。

电力系统分析课程，主要研究电力系统正常运行和故障运行状态的分析和计算方法，理论性较强，内容丰富、抽象，公式繁多，难于理解。随着国家电网公司建设智能电网步伐的加快，原有的课程体系、结构、教学内容和方法已经不能很好适应现代工程教育发展的潮流。毕业生及其用人单位反馈信息表明，传统的教育不完善，主要表现在：

1、电气类专业人才培养计划课程体系不完整，缺少当下的新理论技术的支撑。随着技术的智能化，有些设备的淘汰，理论也相应的需要做出调整，而传统的电力系统分析课程——电力系统稳态分析、电力系统暂态分析基础课程与专业综合应用缺少衔接，使得毕业生视野窄、欠缺大局观，综合能力弱。

2、电力系统分析课程教学模式以课堂代实践，导致工程实践能力培养不足。传统电力系统分析课程，重理论课程的讲解，涉及到电磁理论比较抽象，现场实物无法理解，理论知识与实践能力脱节，导致学生趋向知识型学习，工程观念淡薄，实践能力每况愈下。

3、电力系统分析课程教学方法重知识轻思考，缺少创新思维能力培养。传统的电力系统分析，在课时不断减少情况下，课堂讲授单元知识，辅以作业/习题和考试单元知识测评，缺少灵活运用知识分析和解决工程实际问题及其思考，导致期末突击应试，教学质量严重滑坡。

山西大学电力工程系以培养电力行业高级应用型人才为目标，为适应现代电力工业的发展，对电气工程专业进行了大胆的改革和创新，特别是近年来通过实施“卓越工程师”计划，有力地提升了人才培养的质量。作为该专业的核心课程，近年来，电力系统分析也进行了积极的探索与实践，希望从这些探索与实践中，总结出一套能够培养学生扎实理论知识、较强动手能力与创新意识的教学方法，建立和完善实践教学环节，引导学生更多地关注专业技能的学习，培养综合素质高、适应能力强、一定的创新能力的高级应用型人才，为我省高校电气工程专业课建设和内涵提升探索出一条崭新的道路。

二、研究内容与成果

鉴于于上述教学改革背景，申报团队依据工程专业人才培养方案，以培养工程能力和创新意识为目标，经过近年的教学研究、课程建设、教学改革与实践，取得了教学研究成果。以下对其研究内容进行阐述：

1、研究方案与措施：

（1）通过优化组合，使理论课程体现“少精宽新”。将电力系统稳态、故障、稳定性等内容压缩到80学时，教学内容体现“少精宽”；同时重点补充近十多年来电气工程及相关专业重大科研成果，增加分布式发电并网比例提高的情况下，配电网由被动到主动转变，彻底改变了原来配电网潮流单向流动的特点，给电力系统分析带来的影响和挑战等，充分体现教学内容“新”的特点。

（2）开发富有特色的创新性教学方法。

1）提出并实践了创新性授课方法。提出并实践一系列富有特色的授课方法，项目驱动法、历史追溯法、故意出错法等。每一新内容都从电力系统设计和运行中遇到的问题导入，强调对物理问题本身工程意义的分析，克服只求答案忽视工程问题的弊端，培养学生研究工程问题的思路和能力。

2）设计和开发了自选研究专题。针对课程的难点和重点问题，设计和开发了学生们感兴趣的专题，供学生课外探讨，为此开放了教师科研课题、组织了电力系统仿真竞赛、组建了相关的兴趣小组等。通过上课学习与下课研讨的有机结合，充分利用了课外学时，有效调动了学生自主学习和探索的主动性，强化了专业教育。

（3）综合应用了多种现代化教学手段，进一步提高了教学的趣味性和效率。

1）制作了可视化教学资源库。包括课程教学方案、学习指导、电子教案、教学素材资料库及试题库等，以适应不同专业的电力系统分析课程教学要求，提高了电力系统分析课教学质量和教学效果，推动了高等教育电力系统分析课的改革，适应了创新性工科教学改革的需要。

2）充分利用了网络教学手段，建立开发了电力系统精品资源课网站，为学生提供了方便、有效的学习交流平台。师生在虚拟空间上可以进行讨论、学习辅导与答疑，发布公告和电子教案，提交作业等。在时间和空间上，拓展了学生的自主性，提高了他们的兴趣。网站管理方便，并且具有很强的实用价值。

（4）建立了全数字化仿真平台，增强了工程实景性。利用已有的发电厂、变电站仿真系统及ADPSS系统。设计开发与智能电网技术发展相适应的实验项目。建立符合IEEE标准系统和我省全网及地市电力系统数字化系统，逼真地模拟电力系统的稳态、暂态及由此引起的自动装置、继电保护动作等生产实际情况。

（5）制定立体化教材规范和开发标准。建立电力系统分析立体化教材建设、使用、更新、管理的运行机制和开发规范。编写出版电力系统分析教材。

2、研究成果

通过以上的方法对电力系统分析课程进行改革与实践，取得了研究成果如下：

（1）开发了能够开放、共享的电力系统分析教学资源库、精品课程网站及虚拟仿真实验平台。

（2）发表了教学研究论文。

（3）编写出版电力系统分析教材，列为国家级规划教材；并编写了与之配套的辅导资料。

（4）提出了具有推广价值的高校工科专业课教改研究报告；完整的课程建设资料，包括：教学大纲，实验、虚拟仿真大纲，实施方案等。

三、成果实施效果及受益群

1、成果实施以来直接体现了显著的效果

（1）“兴趣驱动”效果显著，在本成果的应用下激发了学生对科学研究乃至创造发明的浓厚兴趣，切身感受探索知识带来的乐趣；

（2）本成果有效地引导学生平时认真学习的风气，培养分析问题解决问题的能力，提高教学质量，同时也有效减少应试教育氛围。

（3）本成果在学生课程设计报告中有显著成效。对比本成果的应用前后，学生课程设计报告中在灵活和综合课程知识运用与方法、创新意识与创新方案等方面有显著提高，学生收获很多，体会很深。

（4）在其他专业有辐射作用，指导电气工程、动力工程、自动控制等相关专业课程的教学活动，推动综合课程的教育改革。

2、在以上的成果推动下，受益群体如下：

（1） 为电力工程系人才培养奠定坚实基础

在本成果实践应用下，本校的电力工程及其自动化专业及建筑电气智能化专业学生受益。每年通过电力系统稳态分析，电力系统暂态分析，电力系统基础及课程设计、电力系统仿真实训，电力系统毕业设计等课程的学习与训练为电力工程相关专业的学生奠定了扎实有效的基础知识，为电力系后续面向全国的电力行业培养行业精英，输送大量的青年骨干做出了重要的贡献。毕业生遍布全国各地、用人单位有极高的满意度回馈：招聘会上，山西省电力公司、中国大唐集团公司山西分公司、山西地方电力公司等单位的人力资源部对我们培养的电力专业人才给予很高的评价。通过对用人单位多年的追踪回访表明，应聘学生专业基础扎实、解决工程实际问题能力强，勤奋刻苦，深受广大用人单位的欢迎。

（2）毕业生就业升学直接受益

电力系统分析是一门专业基础课，许多高校考研和行业内招聘必考此科目。通过本成果的有效实施，使得在校学生电力系统课程具有扎实的基础功底，进而提升了研究生录取率，保研的同学也因此得到诸多重点大学的着实肯定，选择就业的本科毕业生均能找到较好的就业去向，国家电网资格考试通过率极高。

（3）提高专业教师的业务水平和能力

该成果促进了相关的专业课程建设和教学改革，提高了专业教师的业务能力与科研能力，为其他专业培养高素质工程技术人才提供经验借鉴。通过电力系统分析精品资源课程网站和电力系统分析教材，使教学成果有较大范围的普及应用，使相关专业更多的教师和学生受益。

综上所述，本成果经过近几年的应用和推广，取得了显著成效，对电气工程行业高级应用型创新人才的培养具有一定的示范指导作用。