王華昕?李東東

摘要：研究生課程建設(shè)不同于本科生課程建設(shè)，需要突出應(yīng)用特色和使用新型教學(xué)方法。對(duì)“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了梳理，構(gòu)建了知識(shí)模塊。知識(shí)模塊重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以應(yīng)用為特色，抓住實(shí)際工程應(yīng)用為主的案例，配以基礎(chǔ)知識(shí)模塊。在教學(xué)方法上采用團(tuán)隊(duì)研究型教學(xué)模式，精心組織案例教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生從系統(tǒng)到裝置設(shè)計(jì)去整體理解裝置基本原理。教學(xué)實(shí)踐效果表明，課程組織內(nèi)容合理，學(xué)生研究能力有所提高。

關(guān)鍵詞：電力電子應(yīng)用；知識(shí)模塊；團(tuán)隊(duì)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0075-02

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用有較長(zhǎng)的歷史。早期的直流輸電采用大功率晶閘管閥作為換流閥，現(xiàn)在輕型直流則采用IGBT器件。自20世紀(jì)80年代，柔性交流輸電（FACTS）的概念被提出來(lái)后，電力電子技術(shù)深入到電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配各環(huán)節(jié)中，成為新型學(xué)科領(lǐng)域。[1，2]學(xué)科方向涉及電力電子、控制理論、電力系統(tǒng)分析、高電壓等多門(mén)學(xué)科領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的綜合性。

為適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)高校大部分電氣工程專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了該課程。但該課程內(nèi)容的高深讓學(xué)生和教師都感到困惑。筆者曾討論過(guò)本科生課程建設(shè)內(nèi)容，提出了合理的教學(xué)改革方案，[3]但研究生課程建設(shè)不同于本科生課程建設(shè)，研究生課程體系強(qiáng)調(diào)提高應(yīng)用特色和構(gòu)建實(shí)踐創(chuàng)新教育模式。筆者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，做了有益探索。

一、國(guó)內(nèi)高校課程建設(shè)現(xiàn)狀

對(duì)國(guó)內(nèi)高校該課程開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，見(jiàn)表1。

該課程作為電力系統(tǒng)自動(dòng)化或者電力電子及其傳動(dòng)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)選修課程。學(xué)分是2學(xué)分的高校為75%，學(xué)分是1學(xué)分的高校為25%。課程名稱(chēng)不統(tǒng)一，有“復(fù)雜電力電子系統(tǒng)”、“柔性輸電技術(shù)”等。授課教師的專(zhuān)業(yè)背景：電力系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)背景的教師占90%，電力電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)背景的教師占10%。國(guó)內(nèi)設(shè)置有傳統(tǒng)的電氣工程專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)大學(xué)均開(kāi)設(shè)了此課程，一般電力院校也開(kāi)設(shè)了此課程。課程考核方式中，筆試占80%，作業(yè)占20%。教材包括：清華大學(xué)出版社出版的《柔性交流輸電原理與應(yīng)用》；機(jī)械工業(yè)出版社出版的《柔性交流輸電系統(tǒng)》和《電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用》；中國(guó)水利水電出版社出版的《柔性輸電技術(shù)概論》。重點(diǎn)院校在專(zhuān)業(yè)選修課的師資上均配備了從事該方向的教授級(jí)研究人員，一般電力院校則是從事該方向的副教授以上研究人員。選修該課程的研究生依據(jù)導(dǎo)師的研究方向而選修，一般在該方向?qū)嵙^強(qiáng)的高校的課題組的研究生選修較多。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.知識(shí)點(diǎn)較多且雜亂

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的輸、發(fā)、配電各個(gè)環(huán)節(jié)都有應(yīng)用，課程內(nèi)容豐富，知識(shí)面廣。但教師只是在某個(gè)問(wèn)題上有所專(zhuān)研，不可能面面俱到。如：懂電力系統(tǒng)的教師卻不懂裝置；懂裝置的教師卻不懂電力系統(tǒng)。

2.研究生層次不一

研究生依據(jù)選修方向而選課。電力電子傳動(dòng)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生不懂電力系統(tǒng)；電力系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)學(xué)生不懂電力電子技術(shù)。講授某方面知識(shí)點(diǎn)過(guò)深時(shí)，部分學(xué)生就會(huì)跟不上教師進(jìn)度。

3.書(shū)本跟不上技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)極大地推進(jìn)了生產(chǎn)力，新型技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常迅速。如柔性直流輸電技術(shù)在中國(guó)從35kV的示范工程發(fā)展到300kV的示范工程，傳統(tǒng)的直流輸電面臨著被柔性直流取代的局面。但現(xiàn)有教材對(duì)于柔性直流的介紹卻很少。

二、上海電力學(xué)院課程建設(shè)現(xiàn)狀

上海電力學(xué)院于2005年開(kāi)設(shè)了本科課程，本科課程名稱(chēng)為“柔性輸電技術(shù)”，在2009年開(kāi)設(shè)了研究生課程，研究生課程名稱(chēng)為“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用”。本科生課程的學(xué)分為1分，研究生課程的學(xué)分為2分。研究生授課教師均為副教授以上研究人員，在該方向上都有過(guò)研究經(jīng)歷?，F(xiàn)主講教師為2名，一位為電力系統(tǒng)背景，一位為電力電子技術(shù)背景?？己朔绞綖榇笞鳂I(yè)形式，教材采用上海電力學(xué)院教師編寫(xiě)的《柔性輸電技術(shù)概論》。在“電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用”課程的多年專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，存在如下幾個(gè)教學(xué)問(wèn)題：

1.教學(xué)內(nèi)容過(guò)于深?yuàn)W

該技術(shù)處于學(xué)科前沿領(lǐng)域，科學(xué)專(zhuān)著較多，但教材較少，可選擇的教材《柔性輸電技術(shù)概論》偏重于柔性交流輸電，《電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用》偏重于電力電子。教學(xué)內(nèi)容方面有與電力電子技術(shù)重復(fù)之處，未能與專(zhuān)業(yè)核心課程很好的銜接。

2.教學(xué)方法未與時(shí)俱進(jìn)

研究生專(zhuān)業(yè)教學(xué)與本科教學(xué)有極大的不同，理論的深度和廣度都超于本科教學(xué)。面向本科的教學(xué)方法不適應(yīng)研究生教學(xué)。研究生教育要培養(yǎng)創(chuàng)新人才，教師要引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。

三、教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建

針對(duì)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容分散和銜接度不夠緊密等問(wèn)題，筆者對(duì)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，如表2所示。知識(shí)內(nèi)容體系構(gòu)建為五大模塊：學(xué)科綜述、基礎(chǔ)理論、發(fā)、輸、配應(yīng)用。對(duì)知識(shí)模塊中的教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)做了設(shè)計(jì)。對(duì)電力電子裝置的應(yīng)用有所選取，抓住實(shí)際工程中主要應(yīng)用的類(lèi)型。在教學(xué)內(nèi)容組織上，教學(xué)重點(diǎn)放在發(fā)、輸、配的應(yīng)用上，尤其是輸電網(wǎng)的應(yīng)用。發(fā)電應(yīng)用主要講述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制；輸電網(wǎng)應(yīng)用主要介紹串補(bǔ)、并補(bǔ)裝置和柔性直流輸電；配電網(wǎng)應(yīng)用主要介紹有源濾波器裝置?；A(chǔ)知識(shí)模塊的內(nèi)容設(shè)計(jì)是為了應(yīng)用做準(zhǔn)備，該模塊介紹了電力電子裝置接入電力系統(tǒng)的建模方法和大功率變量器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)。這些屬于電力電子裝置的共性知識(shí)。這種教學(xué)內(nèi)容的安排可以承接電力電子和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)，又能強(qiáng)調(diào)本門(mén)課程的特色。

四、團(tuán)隊(duì)研討型學(xué)習(xí)方式

傳統(tǒng)教學(xué)方法以灌輸為主，選修課的教學(xué)方法采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，教學(xué)效果不好。文獻(xiàn)[4]介紹了團(tuán)隊(duì)教學(xué)方法在控制理論課程中的應(yīng)用?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用”課程也引入了團(tuán)隊(duì)教學(xué)方式。團(tuán)隊(duì)教學(xué)牽涉兩個(gè)方面：教師要設(shè)計(jì)好研究?jī)?nèi)容，學(xué)生要分工明確。團(tuán)隊(duì)教學(xué)組織見(jiàn)表3。在研究?jī)?nèi)容上以應(yīng)用為主進(jìn)行劃分，按照發(fā)輸配環(huán)節(jié)，給學(xué)生若干個(gè)任務(wù)。如可控串補(bǔ)裝置在電力系統(tǒng)應(yīng)用中可以組建一個(gè)3人的團(tuán)隊(duì)：1人研究可控串補(bǔ)提高系統(tǒng)輸送能力，側(cè)重于電力系統(tǒng)；1人研究可控串補(bǔ)的控制算法；1人研究可控串補(bǔ)的裝置設(shè)計(jì)?？煽卮a(bǔ)的理論從機(jī)電暫態(tài)到電磁暫態(tài)各個(gè)層面均有，學(xué)生任務(wù)各有側(cè)重。在考核環(huán)節(jié)，學(xué)生的成績(jī)由團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)質(zhì)量和論文質(zhì)量?jī)刹糠志C合評(píng)分。團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)質(zhì)量和論文質(zhì)量各占50%。

五、教學(xué)反饋

學(xué)期結(jié)束后了解到，教學(xué)效果較好。學(xué)生團(tuán)隊(duì)90%完成任務(wù)，10%的學(xué)生團(tuán)隊(duì)接近完成任務(wù)。各專(zhuān)業(yè)的學(xué)生都能較好地分工融入團(tuán)隊(duì)，對(duì)裝置的原理能深入理解。通過(guò)仿真計(jì)算環(huán)節(jié)，學(xué)生們普遍提高了研究能力和創(chuàng)新能力。通過(guò)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的梳理，教師對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)的理解更加全面，學(xué)科知識(shí)融合度也大幅提高。但由于團(tuán)隊(duì)教學(xué)課堂上不能花費(fèi)大量時(shí)間指導(dǎo)學(xué)生，加上團(tuán)隊(duì)課外交流不夠，也影響了團(tuán)隊(duì)教學(xué)組織質(zhì)量。對(duì)于存在的問(wèn)題，將在以后的教學(xué)中采用流程優(yōu)化、加強(qiáng)監(jiān)督等措施加以改進(jìn)。

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[1]張文亮，湯廣福，查鯤鵬，等.先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010，30（4）：1-6.

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[3]王華昕，張美霞.“柔性交流輸電系統(tǒng)”多元化課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2012，（4）：47-48.

[4]劉廷章，鄭祺.專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生課程教學(xué)的團(tuán)隊(duì)探究方法研究[J].學(xué)位與研究生教育，2011，（1）：48-52.

（責(zé)任編輯：孫晴）