张宏 柴兆森 吴延祥 李宏伟 王洪坤 陈世刚

石河子大学机械电气工程学院 新疆石河子 832000

0 引言

电力系统建模与仿真是电气工程及其自动化专业的专业必修实践课，是一门理论与应用相结合且重在实践应用的课程。该课程以高等数学、线性代数、电路、电力系统分析、继电保护原理、新能源发电技术等为基础，通过分析传统电力系统及现代新型电力系统的运行特征，建立对应的数学模型，在此基础上，利用电力系统仿真软件搭建其仿真模型，通过仿真对其进行研究。通过本课程的学习，学生能够熟练掌握电力系统仿真软件的应用、电力系统主要模块的使用、建立电力系统仿真模型的步骤与方法以及使用仿真软件对相关电力系统问题进行简单分析与设计。此外，能够系统地提升学生对电力系统分析的综合能力，培养学生初步的科学研究能力与仿真设计开发能力[1]。

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的讲话为我国高等教育发展和改革指明了方向[2-3]。电力系统建模与仿真作为我国高等院校电气工程专业必修实践课程，受众人数较多。“双碳”目标下，电力系统建模与仿真思政教学更加受到重视。通过积极设计和完善思政内容，将课程专业理论知识和思想政治教育二者有机融合，在讲授专业知识的同时，以“润物细无声”的形式传授课程思政理念[4]。

1 电力系统建模与仿真课程思政育人目标

电力系统建模与仿真课程在实施教学计划达成课程教学目标的同时，将立德树人贯彻课堂教学全过程、全方位、全员之中，力争打破长期以来思想政治教育与专业教育相互隔绝的“孤岛效应”，培养学生的综合设计能力和工程实践能力，提高学生解决复杂工程问题的能力[5-6]；同时强化学生自身成长过程中修身立德，做到德才兼备，实现课程思政育人的总目标。

1）家国情怀和社会责任感：弘扬社会主义核心价值观，传播爱党爱国和积极向上的正能量，培养学生高尚品德和社会责任感。

2）职业精神和职业规范：紧密结合职业道德、劳动素养和课程教学内容，从职业道德和职业伦理方面，加强工匠精神教育。在实践过程中引导学生深刻理解并自觉实践行业的职业精神和职业规范，培养良好合格的职业品格和行为习惯。

3）复合型人才：通过创设线上线下的学习条件，从实现国情教育和主流价值熏陶两个维度，将家国情怀自然渗入课程实践教学中，实现润物无声的效果，将学生培养成具有爱国情怀、品德高尚、专业过硬、职业素养的专业技术人才。

2 电力系统建模与仿真课程思政探索

2.1 课程思政建设

2.1.1 实施思路

总体推行“先理论后仿真、边教边练、课后强化训练”的电力系统建模与仿真的教学方式。“先理论后仿真”，即在教学过程中首先将有关理论知识复习，同时融入思政理念，然后基于理论知识进行建模与仿真。“边教边练”，即任课教师首先通过主控电脑进行案例讲解，然后让学生对相同案例或类似案例进行练习。“课后强化训练”，即在课后融入思政理念的实际案例展开训练。在整个教学全过程，应结合实际案例，并围绕课程思政展开现代电力系统的建模与仿真。

科学设计电力系统建模与仿真教学方案，将其作为一门教、学、练一体化的项目化课程来开发，精心整体设计和单元安排。针对不同学生，开展学情分析，选择安排合适的训练案例，制定“个性化”仿真建模技术训练方案，以融合课程思政的实际案例为训练项目和教学情景，设置明确的知识目标、技能目标和素养目标。将兵团精神与胡杨精神、民族自豪感与专业归属感、职业素养与工匠精神、职业道德与职业理论、科学方法与生态文明融入教学当中，建立课程思政教育教学与专业授课相结合的杂糅式教学思路，采用思政育德与专业授课相结合、课堂讲授与实验教学相结合的授课方式，制定育德育才、行之有效的电力系统建模与仿真教学方案。

2.1.2 重点措施

通过“课程思政”教育教学改革，深化教书育人内涵，探寻电力系统建模与仿真课程思想政治教育的切入点，梳理课程所蕴含的思想政治教育元素，采用灵活多样的形式适时开展行之有效的思想政治教育，将思想政治教育贯穿教育教学全过程。

1）教学大纲建设。课程教学大纲是教师进行课程教学的主要依据，也是检查和评定学生学业成绩和衡量教师教学质量的重要标准。综合电力系统建模与仿真课程特点和课程思政教育内涵，并结合以往授课的实际经验，根据课程思政目标设计相应教学环境，将课程思政元素融入学生的学习任务中，体现在学习评价方案中。

2）实践教学教材的改革。市面上关于电力系统建模与仿真课程的教材大多理论性太强，缺乏实践指导环节，且只有基于传统电力系统的仿真，缺乏现代电力系统部分，没有思政元素的融入。所以编写一部融入思政元素的教材是非常必要的。原先教材只包含模型建立、简单仿真分析等内容。修改后加入MATLAB 编程基础、Simulink、高比例新能源电力系统建模与仿真实例的内容，对学生创新能力培养，提高人才培养质量以及学生的动手能力具有重要意义。

3）实践教学方法改革。原先的电力系统建模与仿真课程是以教室上课为主要形式，配以几学时的上机仿真实验。上课时，学生只能观摩教师操作，仿真实验时，学生被动地走马观花地看看实验现象，缺乏思考与操作环节，且没有融入任何思政元素。修改后，教学全部在电力系统仿真实验室，边教边练，可以极大地提高学习效率和积极性，并配以多个围绕课程思政的设计性实践教学环节，从系统认识到系统仿真全部自主查找文献、分析、设计，培养学生综合实践能力以及严谨的工作态度和优良的工作作风。

4）实践教学内容改革。原先电力系统建模与仿真教授内容以传统电力系统的教学内容为基础，现需增加现代电力系统的相关理论知识，增加课程思政背景下的电力系统建模与仿真案例，比如新疆定速风电机组的仿真实例、双馈变速风电机组的仿真实例、石河子光伏发电仿真实例等，从而将教学内容与思政理念有效融合，发挥课程中蕴含的文化基因和价值方式，并且将其转化为社会主义核心价值观具体化、生动化的有效教学载体，实现在“润物细无声”的知识学习中有效融入理想信念层面的精神指引。

5）考核方式改革。此课程应以培养学生实践能力和掌握先进理论为教学目的，考核方式不应以传统闭卷考试为考核形式或者实验报告形式。考核方式设定为一人一机的上机考核形式，考查以课程思政理念下现代电力系统的建模和仿真为主。写出建模思路、算法设计等原理思路以及程序和仿真结果分析等内容，培养严谨、规范的工作态度的职业精神，突出学生的主体地位和教学思政理念的体现。

6）教学资源运用。结合课堂教学和网络教学资源，利用现代化教学手段和途径，创建各种教育教学资源，依托校园网，完善网络课程和相关资源的建设，实现立体化教学，为学生创建个性化、自主学习提供广阔空间。采用多媒体课件、开放实验室等教学手段，更好地实施课程思政教育。

基于“引领式学习”教学理念，通过多元化方式搭建相互沟通交流渠道，并结合电力系统建模与仿真课程大纲、课件、教案等多种教学资源，培养学生自主学习、发现问题、思考问题、解决问题的能力，积极营造良好的学习氛围并搭建高水平大学开放平台。开展慕课、微课、雨课堂、课程思政教学案例设计等专题讨论，完善电力系统建模与仿真课程群网络学习教学系统建设。

2.2 教学内容选择与安排

结合教学大纲和目标，将课程内容与思政育人要素的结合具体化。将思政内容、思政元素贯穿并巧妙融入课后作业、课堂教学以及专业理论知识中。在教学内容设置上注重与其他理论课和设计课的结合，由浅入深，使学生逐步掌握电力系统建模的方法和技巧，教学内容与课程思政设计如表1 所示。具体教学过程安排如下。

表1 教学内容与课程思政设计

1）按照育人目标，制定科学合理的教案，通过分析课程目标、教材内容、学生学情，确定教学目标内容，设计教学方法，进行教学难点、重点分析，并融合思政教学理念，进行课程反思。

2）提炼和挖掘专业人才培养目标与课程实践教学环节中思政元素之间的有机契合点，依托电力系统建模与仿真课程特点，以科学和创新精神为导线，将思政教育元素和所承载的教育功能，融入课堂实践教学各环节，实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一。

3）建立课前、课中和课后的教学计划。课前通过线上教学，发布学习任务，学生根据任务巩固建模与仿真所需理论基础知识，通过思政内容的融合，有针对性地提出问题。课中通过课前回顾知识点，采用边教边练的教学模式，帮助学生解决实践过程的问题，巩固建模思路与步骤。课后通过典型习题，整合知识脉络图，及时反馈建模过程中的疑点和难点。

4）依据教学内容，将教、学、做融为一体，实现综合锻炼学生实践能力，达到培养学生职业素养的能力，并设定实际职业岗位角色，以实际岗位任务设计实验教学情境，培养学生严谨的科学精神。

5）建立多元化课程评价体系，细化过程考核，使评价考核突出能力培养，达到激励学生主动学习的目的。

3 结束语

本文以电力系统建模与仿真为例，从兵团精神、生态文明建设以及双碳目标等多方面进行课程思政探索与实践。结合工程教育认证的理念和标准与课程思政教学设计，加强对学生工程能力和实践能力的培养，并将人文教育与专业教育相结合，有效推动科学教育和人文教育的相互融合。同时深入挖掘课程中蕴含的思政教育资源，从教学目标、教学实践环节、教学策略与方法等方面融入课程思政内容，使社会主义核心价值观内化于心、外化于行。