刘文丽　程杉　刘会家　赵辛欣

摘要：在教育部组织实施的试点学院改革背景下，从人才培养模式转变方法入手，引进国内先进的中国电科院的电力系统综合程序（PSASP），应用于电气工程及其自动化专业促进实践环节的改革，开设面向学生的PSASP综合设计课程，以期达到试点改革目标。文章介绍了试点学院的概念；综合设计实验的特点及重要性；面向学生的PSASP综合设计课程教学的开设方法、模式、内容、考核标准等。并对相应课程教学改革实践做出了总结，提出了对后续改进的启示。

关键词：试点学院；教学模式改革；PSASP；综合设计

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）21-0062-02

引言

教育部组织实施的普通本科高校试点学院教学改革为高等院校顺利培养复合型、适应时代发展的人才提供了重要参考。在次改革计划指导下，结合我国电力工业的发展形势以及我院电类专业的具体情况，我们进行了一系列面向学生的综合设计课教学探索，以便于探索实验教学中综合培养学生积极性、主动性和实践能力的方法。从而全面提高学生的综合素质，帮助高校实现知识、能力和素质并重的人才培养模式，达到整个人才培养模式的进步。

一、试点学院的概念

试点学院改革是通过设立“教育教学改革特别试验区”而展开的（这些实验区一般来至普通本科高校的各专业学院）。然后在实验区内逐步推进以学院为基本实施单位，以人才培养体制改革为核心，以学院与社会创新资源协同发展为路径的综合性改革，是中国教育体制改革的一种试点方法。

被设立为试点学院的机构可在人才培养模式上进行一系列改革探索，以便实行全面发展与个性发展相结合的培养模式。如：可鼓励本科生早进实验室、早进课题、早进科研团队，将科研优势转化为育人优势；加强实践环节教学，优化实践教学内容，增加实践教学比重；另外，鼓励根据产业发展需求，会同合作单位修订完善人才培养方案等。

二、综合设计实验的特点及重要性

实验课是教学过程的重要环节，通过开设实验课，可以帮助学生巩固之前课堂上所学的理论知识，加强理论与实际的联系，同时培养学生动手能力和科研基础能力，使之逐步具备严谨的科学态度。这种授课形式通常由教师在实验室内指导，借助实验仪器，让学生操作，并观察现象、记录数据然后分析讨论实验结果等[1]。这种教学形式相对理论教学更具直观性、综合性和创新性，有利于培养学生良好的实验素养和观察分析客观世界的能力。

高等工科院校技术基础课及专业课所对应的实验一般是理论讲到一定程度后的实验教学，并且多是对应单一学科和章节的单项实验，只验证该章节的理论，从学习和认识规律出发，这些基础性实验对学生加深课程内容理解能起到一定作用，方便学生掌握基本仪器的使用测量方法，但各实验间通常联系不大，内容较单一，只属于验证性的。综合设计性课程是以一门课程教学内容为基础，对学生所学的多门课程内容的综合。改革的指导思想为：充分利用学校教育资源，打破课程间界限，融合学生所学知识，有机结合各实验内容，将不同专业课单独开始的实验改为集中开设，同时降低验证性实验的比重，提高教育资源利用率。

针对综合性课程的开发，必须首先满足课程教学基本要求，尽可能在现有实验课基础上做适当延伸，结合实际现状选题，最好将开设的综合性设计课程与相关企业现状结合，方便经过试点之后全面铺开。通过综合设计性课程的学习，学生能够全面运用所学知识，综合基础实验实验中所学的内容、测量方法和仪器使用等各项能力。这可以很好的检验学生对基础性实验的掌握程度，也可以衡量学生多方面的能力，是其他基础性教学无法替代的[3]。因此，研究综合设计实验教学形式对探索人才培养改革有重要意义。

三、面向学生的PSASP综合设计课程教学

大系统、大互联是当今电力系统发展的一个趋势。电网结构日益复杂，使用传统设计方法和监测模式已经越来越适应不了发展需求。利用计算机及相关软件进行辅助设计和在线监测，可大大缩短计算时间并有助于提高计算精度。我们所开设的电力系统综合设计课是以某一实际工程为对象，在借助相关软件（如：CAD、PSASP）辅助计算和分析基础上，对电网结构方案进行优化。通过该门课程的实践使学生能够依据实际要求，对电网进行一定的规划，并完成其一次、二次部分设计，同时，对主要电气设备设置必要的保护。本设计是“电气工程及其自动化专业”重要的实践环节之一，是学生在学习电力系统专业课程后的一次综合性训练，有利于学生复习巩固多门相关专业课程的知识，增强工程观念，培养电网规划设计能力。

PSASP（Power System Analysis Software Package）是电力系统分析综合程序的简称。其由中国电力科学院研制，功能强大、使用方便，并且是高度集成的，开放性的。PSASP包括电网基础数据库、固定模型库和用户自定义模型库三个主要部分，可以实现电力系统各种分析计算，主要用于电力系统设计、运行及相关研究，是确定电力系统经济上合理、技术上可行的规划设计方案的重要工具。可用于进行电力系统潮流、稳定等各种计算，涉及了稳态、暂态和各种线性、非线性分析。PSASP计算功能还在不断完善和扩充，其人机界面比较方便友好（如基于图形的数据输入和图上操作，自定义模型图以及图形、曲线、报表等各种形式输出），另外，PSASP与一些通用软件（如Excel、AutoCAD、Matlab等）接口易实现，从而可充分利用这些软件的资源[2]。

面向学生的PSASP综合设计课程教学内容主要如下：学生根据所给定的原始资料（包括地理位置接线图、拟建电厂机组容量、拟建变电站要承担的负荷量、气象条件等），完成以下设计——（1）依据所原始资料提供的数据，确定电网接线方式（包括电气接线方式和电压等级的确定等），选定发电机、变压器及线路型号参数；（2）根据所选定的型号及物理参数，进行基于psasp的潮流、短路、暂态稳定计算，并将计算结果（报表和图示化结果）记录；（3）制定无功平衡方案，给出各节点补偿容量；（4）通过对电网的短路、保护、整定计算，设计电网的继电保护方案；（5）依据计算结果，对所选设备进行校验，画出二次配置图；（6）确定并绘制电厂的主接线方案，通过短路计算，选择和校验电气设备（进行保护整定计算，设计继电保护配置方案）；（7）通过潮流计算网损和电压降落；（8）熟悉相关标准、对电气图进行规划化的绘制。

在开设本课程前学生需要学过的课程包括《电力系统分析》、《发电厂电气部分》、《电力系统继电保护原理》，需要查阅的文献包括《电力系统继电保护与自动化设备手册》《水电站电气主接线图册》等。实验室提供应用软件，由专门的指导教师进行指导，学生可以分成几个小组根据兴趣分别完成设计内容的不同部分，比如：（1）（2）（3）（7）（8）；或（1）（6）（7）（8）等。为期一周的设计时间内，我们建议详细时间安排及步骤为：首先，布置设计内容，了解设计基本方法，熟悉相关软件，完成发电机、变压器、线路参数型号选型；然后，选定各节点补偿容量，制定无功平衡方案，输入潮流计算参数数据，借助psasp软件进行潮流、短路、暂态稳定计算；第三天，计算短路电流，进行保护整定计算，设计保护配置方案，设备选型，制定说明书和计算书；最后两天，绘制主接线和二次图纸并整理报告成果。最终经过一星期的设计，提交一份设计成果（包括电气设备选型及PSASP运行结果说明书；设计方案说明书等各一份）。

四、结论

近两年综合设计课程的教学实践证明，学生通过该门课程的学习及操作对电力系统整体设计有了深刻的体会，免除了凭空想象造成的理解上的困难，增加了学习兴趣，对专业课知识点的理解和运用有很大的帮助，并且加强了学生应用工具和加强团队协作解决实际问题的能力。另外，我们也得出以下启示：综合设计性课程的内容编排可以参考西方国家，加强启发性和讨论性内容，鼓励学生独立思考，激发其个性发展，力争具备综合性、典型性和探险性特点；综合设计性课程的设置方面，可以给出一个或多个课题，因材施教，让学生根据自身兴趣及水平自由选择；综合设计性课程的形式方面，建议做到多种多样，根据教学计划，采用多层次逐渐深入的教学安排，由简到难，由小到大；提倡学生结合各种科研产品和社会需求进行兴趣型综合实验，促进个性发展；另外，在具体教学过程中，若学生设计方案不合适，教师不能直接把正确方案提供给学生，要认真指导其更改提高，以免降低学生学习兴趣，达不到综合课程的目的。

总之，综合设计性课程有利于培养学生的创新能力，高等教育必须从思想上重视针对该类课程的教学改革，加强人力、财力和物力的支持及投入，力争培养出符合社会发展需要的高素质综合型人才，达到试点学院改革预期目标。

参考文献：

[1]舒奎，唐树森，王立.电类综合实验教学的创新与实践[A].电子高等教育学会2004年学术年会会议论文集，2004.

[2]陈少华，李惜玉.面向学生的PSASP教改实践[A].第三届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集[C].2007.

[3]莫琳.在综合设计实验中培养大学生的创新能力[J].经济与社会发展，2004，（8）：157-159.