電力系統(tǒng)運(yùn)行課程信息化教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐

趙 瑩，李 媛，劉禹良

(重慶電力高等專(zhuān)科學(xué)校，重慶 400014)

《中華人民國(guó)內(nèi)共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》中提出了八項(xiàng)信息化重大工程，均與教育信息化發(fā)展息息相關(guān)。教育部也大力支持發(fā)展專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)、在線開(kāi)放課程建設(shè)等項(xiàng)目。線上資源越來(lái)越豐富多樣。學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)、電腦等在教室甚至宿舍或家中學(xué)習(xí)，教師也可以通過(guò)信息化手段來(lái)充實(shí)教學(xué)過(guò)程。相較傳統(tǒng)教學(xué)模式，信息化教學(xué)的效果更好，對(duì)于理論性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課尤為明顯，因此信息化教學(xué)已然成為現(xiàn)代教育發(fā)展的趨勢(shì)和焦點(diǎn)。

文獻(xiàn)[1-5]中提出，課程結(jié)合信息化資源和平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)效果良好。電力系統(tǒng)運(yùn)行課程是發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)核心課，理論性強(qiáng)，可操作性弱，難于理解，目前還沒(méi)有針對(duì)該課程的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)。該課程信息化教學(xué)資源已較豐富，智慧職教學(xué)習(xí)平臺(tái)和云課堂手機(jī)客戶端等資源載體也愈來(lái)愈成熟。本文基于學(xué)校建成的電力系統(tǒng)運(yùn)行在線開(kāi)放課程及ETAP仿真軟件，合理設(shè)計(jì)信息化教學(xué)模式，并通過(guò)教學(xué)實(shí)踐得到了較好的教學(xué)成效。

1 信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的必要性

電力系統(tǒng)運(yùn)行課程內(nèi)容多為計(jì)算和分析，而這又恰恰是高職院校學(xué)生較為薄弱的地方。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量，學(xué)校結(jié)合電力系統(tǒng)仿真軟件如ETAP進(jìn)行理實(shí)一體化教學(xué)，但由于手段單一及場(chǎng)地限制，效果有限。

電力系統(tǒng)運(yùn)行在線開(kāi)放課程的建設(shè)一直在更新和完善，線上線下教學(xué)資源豐富，團(tuán)隊(duì)教師前期參與制作大量相關(guān)教學(xué)動(dòng)畫(huà)和教學(xué)視頻，校內(nèi)線上信息化資源豐富。智慧職教云課堂客戶端正在教學(xué)中應(yīng)用，有一定的信息化教學(xué)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)信息化的教學(xué)方式也有一定的好感。由于沒(méi)有對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步規(guī)劃和設(shè)計(jì)，這些在提高教學(xué)質(zhì)量方面的效用還未充分發(fā)揮，主要表現(xiàn)在課上仍采用老師講和演示，學(xué)生聽(tīng)和做的模式。教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)還需深入的研究探討，需要從實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)制定計(jì)劃，進(jìn)而更有效地利用高質(zhì)教學(xué)素材，推動(dòng)本課程教學(xué)與信息化技術(shù)的深度融合[6]。

2 信息化教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

利用智慧職教學(xué)習(xí)平臺(tái)和云課堂APP等信息化技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)。有效地將學(xué)生課前、課中和課后的學(xué)習(xí)連貫起來(lái)，過(guò)程如表1所示[7]。

表1 教學(xué)過(guò)程整體設(shè)計(jì)

2.1 課前預(yù)習(xí)

課前布置簡(jiǎn)短的動(dòng)畫(huà)、視頻等線上資源引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，并通過(guò)線上測(cè)驗(yàn)等環(huán)節(jié)檢測(cè)預(yù)習(xí)效果；課中適當(dāng)開(kāi)展如討論、搶答等互動(dòng)環(huán)節(jié)帶動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué)；課后學(xué)生根據(jù)自身掌握情況按需在MOOC上復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，并通過(guò)線上作業(yè)或測(cè)驗(yàn)檢測(cè)復(fù)習(xí)效果。課下學(xué)習(xí)過(guò)程中遇問(wèn)題后，線上咨詢教師解答。課上、課下所有環(huán)節(jié)有相應(yīng)考核機(jī)制，且考核方式多種多樣，不完全依賴(lài)于教師逐位檢查。

1)喚醒前期課程知識(shí)點(diǎn)

無(wú)論是教學(xué)過(guò)程中遇到的一些前期課程知識(shí)點(diǎn)，還是表1中提到的前置知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生往往會(huì)因?yàn)闀r(shí)間久而忘記。同樣，學(xué)習(xí)后續(xù)課程時(shí)需要用到的該門(mén)課程知識(shí)點(diǎn)也可能會(huì)被學(xué)生忘記。這些是目前教學(xué)中的常見(jiàn)現(xiàn)象。課上老師帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)會(huì)浪費(fèi)寶貴的上課時(shí)間，降低課堂教學(xué)效率。若讓學(xué)生課前自己預(yù)習(xí)，效果會(huì)較差。

2)線上督促學(xué)習(xí)軟件

學(xué)生自覺(jué)課前預(yù)習(xí)存在兩個(gè)問(wèn)題：一是前置知識(shí)點(diǎn)遺忘問(wèn)題，當(dāng)遇到遺忘的前置知識(shí)點(diǎn)時(shí)，要自行去復(fù)習(xí)，通常會(huì)經(jīng)歷如表2所示的3個(gè)過(guò)程；二是自覺(jué)性問(wèn)題，若教師不干預(yù)，多數(shù)學(xué)生不會(huì)主動(dòng)預(yù)習(xí)，自行預(yù)習(xí)的實(shí)際情況會(huì)如表2所示。

表2 課程前置知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)

針對(duì)這一問(wèn)題，編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)明的自學(xué)指導(dǎo)書(shū)，將每節(jié)新課需要用到的前期知識(shí)點(diǎn)歸納整理，基于云課堂APP選取優(yōu)質(zhì)線上資源供學(xué)生線上學(xué)習(xí)參考，配有相應(yīng)的練習(xí)題及測(cè)驗(yàn)考核。教師線上監(jiān)測(cè)，確保學(xué)生真正自學(xué)并掌握，培養(yǎng)學(xué)生逐步養(yǎng)成良好自學(xué)習(xí)慣。

課程中較為復(fù)雜的計(jì)算分析環(huán)節(jié)，包括潮流計(jì)算、經(jīng)濟(jì)性分析、短路計(jì)算、穩(wěn)定性分析3個(gè)方面，結(jié)合ETAP電力系統(tǒng)仿真軟件來(lái)輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，能在一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力，用看得見(jiàn)、可調(diào)整、有對(duì)比的數(shù)據(jù)幫助學(xué)生進(jìn)行理論分析[8]。

2.2 注重過(guò)程化考核

對(duì)于課程考核，僅靠期末考試評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果較為片面。針對(duì)單純的期末考試決定課程成績(jī)的方式，學(xué)生大多靠集中復(fù)習(xí)來(lái)應(yīng)付考試，學(xué)過(guò)的知識(shí)很容易被忘記?？紤]人體記憶曲線，設(shè)置多次階段考核，強(qiáng)制督促學(xué)生進(jìn)行有效的復(fù)習(xí)記憶，從而加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的掌握。課程基本知識(shí)點(diǎn)掌握牢固，有利于后續(xù)課程學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生后續(xù)發(fā)展，并養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

此外，根據(jù)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)，課程考核既考慮學(xué)生課上表現(xiàn)，也考慮課下學(xué)習(xí)表現(xiàn)及效果，全面體現(xiàn)學(xué)生綜合水平。具體考核項(xiàng)目及權(quán)重如表3所示。

表3 課程量化考核表

3 信息化教學(xué)過(guò)程實(shí)施與成效

2次完整的教學(xué)實(shí)踐體現(xiàn)出教學(xué)設(shè)計(jì)具有一定成效，教學(xué)效果良好。

3.1 教學(xué)實(shí)施案例

課前云課堂APP上設(shè)置知識(shí)預(yù)習(xí)要求和預(yù)習(xí)效果檢測(cè)題目，也可同時(shí)設(shè)置課后復(fù)習(xí)效果檢測(cè)題目。教師線上觀測(cè)學(xué)生預(yù)習(xí)效果，有針對(duì)性地改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)。

課上根據(jù)學(xué)生復(fù)習(xí)效果測(cè)驗(yàn)情況，精準(zhǔn)安排復(fù)習(xí)要點(diǎn)和時(shí)間，高效省時(shí)。對(duì)于較難的知識(shí)點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的ETAP仿真軟件試驗(yàn)，讓學(xué)生看得到現(xiàn)象和結(jié)果，幫助學(xué)生理解。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)設(shè)置提問(wèn)、小組討論、搶答等互動(dòng)環(huán)節(jié)，適度調(diào)動(dòng)學(xué)生注意力，活躍課堂氣氛，同時(shí)達(dá)到學(xué)生互評(píng)、自評(píng)的目的，如圖1所示。

課后結(jié)合MOOC學(xué)生自主按需選擇復(fù)習(xí)點(diǎn)，教師云課堂APP上設(shè)置復(fù)習(xí)效果檢測(cè)項(xiàng)目。教師線上觀測(cè)復(fù)習(xí)情況，進(jìn)而調(diào)整下節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)，同時(shí)改進(jìn)、補(bǔ)充上節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)。圖2所示為云課堂及MOOC學(xué)習(xí)安排及教學(xué)過(guò)程。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了電力系統(tǒng)分析課程數(shù)字化教材并編寫(xiě)了配套教案，師生教與學(xué)的資源更加完整多樣，手段更加豐富，信息化技術(shù)深入地應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程。

圖1 課堂互動(dòng)

圖2 云課堂及MOOC學(xué)習(xí)安排

3.2 教學(xué)成果

按照本文設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，課堂氛圍活躍，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高，積極性高，學(xué)習(xí)效率高、效果好。以課堂提問(wèn)和測(cè)驗(yàn)為例，以往教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生大多隨意附和教師的提問(wèn)、互動(dòng)，真正思考的人很少。但結(jié)合信息化手段設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程后，學(xué)生的參與度大大提高，參與學(xué)習(xí)質(zhì)量也大大提升，“隨意附和、濫竽充數(shù)”的人數(shù)大大減少。

經(jīng)完整教學(xué)實(shí)踐周期驗(yàn)證，課程的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)得到的教學(xué)效果良好。以本校電氣2017、2018級(jí)的1、2班學(xué)生為例，2次完整的教學(xué)周期對(duì)比如圖4所示，相較于2017級(jí)，2018級(jí)學(xué)生的成績(jī)分布更合理，成績(jī)有明顯提高。改變了以往電力系統(tǒng)分析課程成績(jī)大面積不及格的不合理狀態(tài)。

圖3 學(xué)生課堂答題

(a)電氣2017級(jí)1、2班成績(jī)分布

(b)電氣2018級(jí)1、2班成績(jī)分布

(c)成績(jī)分布對(duì)比圖4 成績(jī)分析

此外，在信息化教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師能力得到一定鍛煉，成果豐富。其中結(jié)合信息化手段的教學(xué)設(shè)計(jì)作品“電力系統(tǒng)的幾種主要調(diào)壓措施”獲得了重慶市教委舉辦的教學(xué)設(shè)計(jì)比賽二等獎(jiǎng)、供用電專(zhuān)委會(huì)舉辦的教師教學(xué)能力比賽三等獎(jiǎng)；制作的教學(xué)資源中優(yōu)質(zhì)微課視頻獲得重慶市微課競(jìng)賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

4 結(jié)語(yǔ)

利用信息化手段對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并賦予教學(xué)實(shí)踐。實(shí)踐證明課程信息化教學(xué)設(shè)計(jì)是合理和有效的。

此外，課程線上學(xué)習(xí)資源還可供學(xué)生在后續(xù)專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)中使用。部分使用過(guò)的學(xué)生表示這些資源對(duì)其專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)有很大的幫助。后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)可考慮將新課知識(shí)點(diǎn)需要用到的本課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納整理，教學(xué)設(shè)計(jì)中調(diào)用本課程線上資源供學(xué)生線上學(xué)習(xí)參考，可大大提高課上授課效率及效果，幫助學(xué)生進(jìn)一步穩(wěn)固良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣?？傮w而言，本課程的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)效果較好，具有一定的推廣價(jià)值。