電力系統(tǒng)自動化技術(shù)是保證電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的綜合性技術(shù)。它是一種自動控制技術(shù)，是將信息技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，是電氣工程類專業(yè)學(xué)生必備的專業(yè)知識之一。隨著科技的不斷發(fā)展和教學(xué)模式的不斷轉(zhuǎn)變，電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學(xué)模式也在不斷創(chuàng)新。對電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學(xué)模式進(jìn)行優(yōu)化，可以使更多的學(xué)生對電力系統(tǒng)分析的學(xué)習(xí)更加感興趣，提高電力系統(tǒng)分析的教學(xué)質(zhì)量，有利于電氣專業(yè)人才的培養(yǎng)。

一、應(yīng)用型電氣專業(yè)電力系統(tǒng)分析教學(xué)中

面臨的主要問題

1.課程理論較多

電力系統(tǒng)分析中的理論內(nèi)容過多，雖然涉及面較廣，但系統(tǒng)性不強(qiáng)，內(nèi)容較為抽象，學(xué)生在課堂中難以與實(shí)際相結(jié)合進(jìn)行理解，且難點(diǎn)較多，學(xué)時較多，學(xué)生負(fù)擔(dān)較重。由于內(nèi)容枯燥，學(xué)生在課堂上難以提高學(xué)習(xí)興趣，難點(diǎn)不能理解，致使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的耐心和信心；而且公式較多，數(shù)據(jù)參數(shù)較多，且其中大多源于工程實(shí)踐，邏輯性和系統(tǒng)性不強(qiáng)，在教學(xué)的過程中老師不進(jìn)行教學(xué)方式的改變，學(xué)生在學(xué)習(xí)時往往容易感到枯燥、乏味。

2.教材內(nèi)容陳舊

摘要：應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)下，《電力系統(tǒng)分析》作為應(yīng)用型電氣工程及自動化專業(yè)的一門核心主干課程，對提高學(xué)生的理論知識和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力，具有很重要的作用。本文圍繞應(yīng)用型本科電氣工程及自動化專業(yè)《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)中存在的問題，闡述了教學(xué)內(nèi)容改革思路和方法，體現(xiàn)了應(yīng)用型本科“理論與實(shí)踐相結(jié)合”的特色。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型；電力系統(tǒng)分析；教學(xué)改革；實(shí)踐

一、引言

應(yīng)用型本科是以本科教育辦學(xué)定位為標(biāo)準(zhǔn)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為核心的高校新型教育模式，既強(qiáng)調(diào)“實(shí)踐能力”，又強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新能力”。電力系統(tǒng)分析作為電氣類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，如何來體現(xiàn)應(yīng)用型本科特色，培養(yǎng)技能型和崗位型人才，主要體現(xiàn)兩個方面：一是“知識素質(zhì)”；二是“能力素質(zhì)”。知識素質(zhì)主要表現(xiàn)為：專業(yè)知識面要寬泛，專業(yè)知識深度不宜過高，公式和定理的推導(dǎo)、證明適當(dāng)省略，注重結(jié)論的應(yīng)用性；能力素質(zhì)主要表現(xiàn)為：強(qiáng)化操作技能和規(guī)范，提高實(shí)踐動手能力和綜合素質(zhì)能力。因此應(yīng)用型本科《電力系統(tǒng)分析》課程“突出應(yīng)用特色，注重實(shí)踐能力，提高教學(xué)質(zhì)量”的教學(xué)改革目標(biāo)，并圍繞地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展為基礎(chǔ)，以突出應(yīng)用型特色作為教學(xué)改革的前提，以提高教育教學(xué)質(zhì)量作為改革的目標(biāo)?！峨娏ο到y(tǒng)分析》課程作為電氣工程專業(yè)的主干課程之一，它不但有大量的理論概念和基本計(jì)算，而且工程應(yīng)用實(shí)踐性較強(qiáng)，對該專業(yè)的課程體系起到承上啟下的作用，它既是線性代數(shù)、電路基礎(chǔ)、電機(jī)與電氣控制、電力電子等課程的總結(jié)，也是工廠供配電技術(shù)、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)自動裝置等專業(yè)課程的基礎(chǔ)，在電氣工程專業(yè)教學(xué)和應(yīng)用型本科培養(yǎng)高質(zhì)量、高素質(zhì)學(xué)生有十分重要的地位。近些年，隨著電力系統(tǒng)行業(yè)的智能化程度的快速發(fā)展，對電氣工程專業(yè)應(yīng)用型學(xué)生培養(yǎng)的能力要求越來越高，也就對《電力系統(tǒng)分析》課程提出了更高的定位，原有的教育教學(xué)模式已不能滿足電力行業(yè)建設(shè)的需要，不能體現(xiàn)應(yīng)用型教育的發(fā)展特色。

二、《電力系統(tǒng)分析》課程教學(xué)中存在的問題

1.學(xué)習(xí)興趣不濃：《電力系統(tǒng)分析》課程部分內(nèi)容抽象、公式多、計(jì)算多、系統(tǒng)性和邏輯性較強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏興趣，“教師教”和“學(xué)生學(xué)”都很困難。

摘要：“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門較為重要的專業(yè)課，是學(xué)生基本專業(yè)素質(zhì)形成與發(fā)展的關(guān)鍵課程。為了適應(yīng)應(yīng)用型本科院校的發(fā)展方向，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，針對傳統(tǒng)“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)存在的問題，對課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容、實(shí)施方式和指導(dǎo)方式進(jìn)行了改革探索。新的設(shè)計(jì)不僅可以減少學(xué)生的工作量，而且能夠幫助學(xué)生更加直觀地理解網(wǎng)絡(luò)的潮流和影響潮流分布的因素，有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析；課程設(shè)計(jì)；改革探索；實(shí)踐能力

0引言

“電力系統(tǒng)分析”是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)主干課，分為電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和電力系統(tǒng)暫態(tài)分析。涉及的主要內(nèi)容有潮流計(jì)算、頻率調(diào)整、電壓調(diào)整、短路計(jì)算和穩(wěn)定性分析，具有很強(qiáng)的理論性和綜合性，同時又具有一定的工程實(shí)踐性，對學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)起著重要作用［1－2］。基于“電力系統(tǒng)分析”的重要作用和課程特點(diǎn)，在人才培養(yǎng)方案中為其設(shè)置了課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，一方面有助于鞏固學(xué)生的理論知識，另一方面有利于提高學(xué)生的實(shí)踐能力。在“電力系統(tǒng)分析”的主要教學(xué)內(nèi)容里，潮流計(jì)算屬于電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的內(nèi)容，主要研究電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況，是電力系統(tǒng)故障分析和穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)，因此潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛、最基本和最重要的一種計(jì)算［3－4］。為了突顯潮流計(jì)算的重要作用，“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容就是要求學(xué)生通過Matlab編程完成給定網(wǎng)絡(luò)的潮流分布，但教學(xué)效果不是很理想，并沒有加深學(xué)生對潮流計(jì)算的理解。故本文對“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了改革和探索。

1傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

（1）課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與實(shí)際脫離我校電氣工程及其自動化專業(yè)起步較晚，大部分教師都是青年教師，缺少行業(yè)背景和工程實(shí)踐能力。而電氣工程及其自動化專業(yè)的課程設(shè)計(jì)大部分是由本系老師承擔(dān)，這就導(dǎo)致了課程設(shè)計(jì)的選題內(nèi)容相對單一，理論性較強(qiáng)，但與工程實(shí)際相差較遠(yuǎn)。為了克服這方面的缺點(diǎn)，適應(yīng)我校應(yīng)用型本科院校的定位，新版的人才培養(yǎng)方案中將一部分的課程設(shè)計(jì)替換為實(shí)驗(yàn)操作，但考慮到“電力系統(tǒng)分析”課程的特點(diǎn)以及沒有與之配套的實(shí)驗(yàn)室，故仍采用課程設(shè)計(jì)的形式完成實(shí)踐教學(xué)。（2）學(xué)生重視度不夠目前，“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)是由指導(dǎo)教師給出設(shè)計(jì)題目，學(xué)生根據(jù)給定的網(wǎng)絡(luò)和各元件的原始參數(shù)，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡并得到其等值電路，為了減少人工手算的工作量，選擇的網(wǎng)絡(luò)一般比較簡單，然后根據(jù)化簡的等值電路求出網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，最后通過Matlab編程求出網(wǎng)絡(luò)的潮流分布，得到各母線電壓和各線路的功率。一方面由于設(shè)計(jì)過程比較枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高；另一方面學(xué)生人數(shù)較多，教師指導(dǎo)不到位，導(dǎo)致學(xué)生重視度不夠，抄襲現(xiàn)象比較嚴(yán)重。（3）課程設(shè)計(jì)時間安排緊湊“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程設(shè)計(jì)一般安排在理論課程結(jié)束之后的1－2周這段時間內(nèi)，但此時大部分課程都已結(jié)課，馬上面臨四六級考試和期末考試，學(xué)生大都將精力放在學(xué)習(xí)上。為了讓學(xué)生有更多的時間復(fù)習(xí)，一般都是每個班集中連續(xù)做幾天課程設(shè)計(jì)，由于時間安排比較緊湊，學(xué)生容易疲乏，大部分學(xué)生都是草草了事、簡單應(yīng)付，導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果較差，無法達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

一、“電力系統(tǒng)自動化”教學(xué)中存在的問題

1.課程理論性與實(shí)踐性并存

不同于“電力系統(tǒng)分析”等純理論課程的學(xué)習(xí)，“電力系統(tǒng)自動化”課程以自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用為學(xué)習(xí)內(nèi)容，是控制系統(tǒng)理論在電力系統(tǒng)中的具體運(yùn)用，因此是電氣工程學(xué)科一門少有的基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合的課程。學(xué)生們比較習(xí)慣理論課程的學(xué)習(xí)方式，較難理解其中的實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，對具體的電力系統(tǒng)設(shè)備很難有直觀印象，對實(shí)際物理模型主要靠憑空想象，因此課程教學(xué)中，學(xué)生感覺內(nèi)容空洞，理解困難，而教師在課堂教學(xué)中也無法以實(shí)物展示或者帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)地考察，對教學(xué)過程中涉及到的具體電力系統(tǒng)設(shè)備也難以解釋清楚。從課堂教學(xué)的實(shí)際效果看，在教學(xué)過程中，一些系統(tǒng)實(shí)物照片就能引起學(xué)生很強(qiáng)的好奇心和求知欲，他們很想從課程中獲得更多針對電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的內(nèi)容，但受制于實(shí)際情況，很難獲得滿意效果。

2.課程涉及知識面廣，綜合知識的運(yùn)用能力要求高

該課程學(xué)習(xí)的前提是在對電氣工程學(xué)科各主要主干課程良好掌握，開設(shè)在本科生第七學(xué)期，課程學(xué)習(xí)的特點(diǎn)是對本科階段所學(xué)各課程知識的綜合運(yùn)用，如電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制環(huán)節(jié)，就涉及到自動控制原理在電力系統(tǒng)控制中的應(yīng)用，還要涉及到PID調(diào)節(jié)器等“模擬和數(shù)字電子技術(shù)”的電路實(shí)現(xiàn)，“電機(jī)學(xué)”中同步發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程，“電力電子技術(shù)”中的整流、功率放大電路等。由于課程時間所限，教師不可能對基礎(chǔ)知識再花大量時間進(jìn)行復(fù)習(xí)，對有些基礎(chǔ)不夠扎實(shí)的學(xué)生來說，這會導(dǎo)致知識點(diǎn)綜合能力偏弱，聽課過程中理解困難。

3.課程教學(xué)內(nèi)容上與多門課程存在一定的重合度，影響學(xué)生聽課興趣

摘要：本文介紹了沈陽工程學(xué)院電力學(xué)院在電氣專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)基地的研究建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)及做法。隨著教育的深刻變革，單一課程實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不再適用于現(xiàn)代高校，急需探索和構(gòu)建一種新型的仿真實(shí)驗(yàn)平臺，使之能夠完成多門課程實(shí)驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的資源整合。在這個大背景下，筆者學(xué)院研究建設(shè)了基于校園網(wǎng)的電氣專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)基地。該基地實(shí)現(xiàn)硬件儀器資源共享，能夠完成了多門課程實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了三維虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)具有動畫效果的三維動態(tài)仿真，可以完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)平臺，亦可以通過網(wǎng)絡(luò)讓學(xué)生遠(yuǎn)程操作實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)師生互動。沈陽工程學(xué)院電力學(xué)院建設(shè)的電氣專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)基地投入運(yùn)行后，效果極好。

關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)驗(yàn)室電氣仿真實(shí)驗(yàn)電力系統(tǒng)分析三維動態(tài)仿真、

筆者學(xué)院的電氣工程及其自動化專業(yè)特點(diǎn)以電力系統(tǒng)為主，所學(xué)專業(yè)面對的是高電壓、大電流的環(huán)境。采用虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬仿真電力系統(tǒng)的實(shí)際環(huán)境，可以在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中讓學(xué)生有效地完成專業(yè)實(shí)踐的同時，很好地保障學(xué)生的人身安全。因此筆者學(xué)院建立了以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)、以分析、遠(yuǎn)程操作為目的電氣專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)基地。該基地可實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心、以實(shí)驗(yàn)教師為主導(dǎo)的開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是一個集實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、教務(wù)管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)為一體的實(shí)驗(yàn)管理和實(shí)驗(yàn)設(shè)備同享系統(tǒng)。

一、虛擬實(shí)驗(yàn)平臺的功能介紹

該虛擬實(shí)驗(yàn)基地的實(shí)驗(yàn)室儀器是可以通過校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)共享和遠(yuǎn)程操作實(shí)驗(yàn)，主要由5部分組成：數(shù)據(jù)采集通信、信號處理模塊、實(shí)驗(yàn)選擇及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)模塊、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

1.數(shù)據(jù)采集通信部分