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摘 要：本文基于工作过程概念，对“电力系统自动化”的课程内容进行重构。本文首先介绍了岗位群与工作任务调研，确定学习领域，以项目（综合自动化）为参照系，设计了三个平行关系的学习情境，然后介绍了教学过程的实施，最后对学习领域进行课程评价，并对知识点在两种教学体系下进行了对比。本课程设计将学习领域与工作过程相融合，突出了教学过程性，两年的实践证明重构后的课程设计显著提高了教学效果。
关键词：工作过程；电力系统自动化；课程设计
本文引用格式：罗为 . 基于工作过程系统化的“电力系统自动化”课程设计 [J]. 教育现代化 ,2021,8(35):168-171.
Course Design of “Power System Automation” based on Working Process SystematizationLUO Wei（Zijin College, Nanjing University of Science and technology, Nanjing Jiangsu）
Abstract: Based on the concept of working process, the course content of “power system automation” is reconstructed in this paper. Firstly, the research of post group and task is introduced, the learning field is determined, and three parallel learning situations are designed with project (Integrated Automation) as reference frame in this paper. Then the implementation of theteaching process is introduced. Finally, the learning field is evaluated and the knowledge points are compared under the two teaching systems. The curriculum design integrates the learning field with the work process, and highlights the teaching process. Two years of practice proves that the reconstructed curriculum design significantly improves the teaching and learning effect.
Keywords: working process; power system automation; curriculum design
一 引言
工作过程概念是指个体为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序 [1]。工作过程系统化课程开发是将基于学科知识系统化的课程基于工作过程进行重构，目的是将工作过程与教学过程进行连接。
“电力系统自动化”是电气工程及其自动化专业的一门专业课，课程涉及专业知识较多，所需知识面宽 [2]，是学生普遍反应较难的一门学科。但是此门课程应用型强，更符合职业教育的宗旨。本文将对电力系统自动化的课程内容进行重构，以综合自动化项目作为参照系，对知识点进行重新排序。
工作过程系统化课程的开发分为工作任务分析、行动领域归纳、学习领域转换、学习情境设计四个步骤 [3-6]。
二 课程开发
（一） 工作任务的确定
应用型技术人才培养目标下的“电力系统自动化”这门课的教学目标是使学生了解电力系统自动化的概念、基本工作原理，理解综合自动化系统的设计、分析方法，从而使学生将来能更好地从事这方面的工作。通过调研，从事电力系统自动化工作的岗位群氛围采集装置的使用、维护岗，采集装置的开发岗，自动化系统的使用、维护岗，自动化系统主站侧开发岗。其中采集装置的使用、维护岗对应的工作任务为数据通信、阈值设定等，采集装置的开发岗对应的工作任务为数据采集、数据预处理、数据上送、命令收取等， 自动化系统的使用、维护岗对应的工作任务为电力系统建模、人机界面交互、数据通信、异常处理等，自动化系统主站侧开发岗对应的工作任务为数据收取、
数据存储、数据分析、数据显示、命令下发等。岗位群以及对应典型工作任务关系如表 1 所示。
（二） 学习领域的确定
对表 1 中的典型工作任务进行提炼至行动领域与学习领域。数据采集对应的为采集装置、采集装置的原理与结构；数据预处理对应的为数据预处理， 数据预处理功能、相关软件的开发与使用；数据通信对应的为通信，数据通信原理、协议、规约、方式； 数据存储对应的为数据存储、查询、读取，数据库原理与使用；数据分析对应的为分析电力系统运行状况，电压无功综合分析与控制、备用电源自动投入、状态估计、网络拓扑、馈线自动化、地理信息系统等； 数据显示对应的为数据显示，SCADA；电力系统建模对应的为电力系统建模，电力系统设备与元件、电力系统模型、建模工具的开发与使用；人机界面交互对应的为修改阈值、数据查看，计算机操作基础、自动化系统软件操作；异常处理对应的为接收、处理报警，电力系统运行相关知识。典型工作任务与行动领域、学习领域的关系如表 2 所示。
（三） 学习情境设计
以项目（综合自动化）为参照系，设计三个学习情境即变电站综合自动化、调度自动化、配电网自动化。三个学习情境成平行关系，如图 1 所示。每个学习情境都会重复概念、数据采集、数据处理与监视、数据收取、数据分析与命令发送几个步骤，但是在每个学习情境中的内容又不尽相同，比如同样是数据采集，调度自动化采集的输电网和相关电厂的数据，而配电网综合自动化采集的是配电网和相关电厂的数据；在数据分析模块中，变电站综合自动化包含电压 - 无功控制、备自投、故障录波（离线）等功能，调度自动化包含数据采集与监视（SCADA）、网络拓扑、状态估计安全分析等功能，配电网自动化包含馈线自动化、地理信息系统、用户管理等功能。即使同样是 SCADA 功能，在调度自动化与配电网自动化中也有区别。因此三个学习情境重复的是步骤 , 变化的是内容，完全符合工作过程系统化。
每个学习情境都包含概念、数据采集、数据处理与监视、数据收取、数据分析与命令发送这几个步骤（知识点），重构后学习情境与知识点关系如表 3 所示。在变电站综合自动化学习情境中包括变电站综合自动化概念、系统数据采集（子站侧）、数据处理与监视（子站侧）、数据收取（数据上行，即针对主站侧的收取），数据分析（主站侧的高级应用），命令发送（下行数据，即针对主站侧的发送）。
三 教学过程的实施
课程设计完成之后，本教学过程的实施遵循资讯、计划、决策、实施、检查、评价六个步骤，下面以“变电站综合自动化”学习情境的组织实施过程为例进行说明。首先明确任务要求为“要求学生了解子站、主站概念，掌握子站与主站通信数据、子站与主站功能”。
在“资讯”步骤，教师的工作任务为下发引导文、下发学习资料（变电站综合自动化的功能、历史与现状、综合症自动化内涵）、确定学习内容（整理表 3 中相关知识点）、确定任务（成组梳理每个与变电站综合自动化相关学习领域内容）、确定任务目标（要求图文并茂，有见解，有特色），学生工作任务为接受任务、根据任务书收集相关信息、查阅相关资料， 教学方法为讲授、课件与少量讨论，计划时长为 2 学时。同理在计划、决策、实施、检查、评价步骤中， 设计教师工作任务，学生工作任务，教学方法与学时数如表 4 所示。
四 学习领域课程评价
工作过程系统化后的课程与原有教材（《电力系统自动化》王清亮 中国电力出版社）知识点之间的关系如表 5 所示。在学科课程体系下，按照本教材除了电力系统自动化概念之外，应该按照第二章至第五章的顺序进行讲解（学习），而课程重构后，在第一个学习情境（变电站综合自动化）下，首先讲解（学习） 概念，即第三章第一节，然后涉及到“数据采集”知识点就会跳到教材的第二章第二节进行讲解（学习）、第二章第五节开始学习，涉及到“数据处理与监视” 知识点跳到教材的第二章第三节、第二章第四节进行讲解（学习），涉及到“收取数据（上行）”知识点跳到教材的第三章第九节进行讲解（学习）相关部分， 涉及到“数据分析（高级应用）”知识点跳到教材的第三章第六节、第三章第七节、第三章第八节进行讲解（学习），涉及到“发送命令（下行）”知识点再回到教材的第三章第九节讲解（学习）相关部分。
在第二个学习情境（调度自动化）与第三个学习情境（配电网自动化）中的“数据采集”“数据处理与监视”“收取数据”知识点与第一个学习情境（变电站综合自动化）中相似，在讲授（学习）的过程中可以一带而过，但是知识点的地位一目了然。
由此可以看出，在基于学科的课程体系下（参考教材），知识比较散乱，且没有整体概念；而在不同的学习情境下，各知识点在系统中的地位与作用非常明显，并且电力系统自动化的各个组成部分也非常清晰。
课程开发前，教师按照学科知识点进行传授，知识点之间连接松散跳跃，学生学习被动且困难；课程开发后，学生按照学习情境主动学习，并且各知识点的地位与作用一目了然，教师在需要的时候介绍相关概念，协助解决问题，整个教学过程变得相对容易。期末考核中，在相同难度的考核下， 2018、2019 年学生的期末考试通过率相较以往分别提高了 5%、8%。
五 结论
基于工作过程的《电力系统自动化》的课程设计打破了原有的学科模块化的顺序，按照三个教学情境进行设计，按照数据采集、数据预处理、数据上行、数据分析、数据下行的步骤进行重新排序， 将学习领域与工作过程相融合，突出了教学过程性。基于工作过程的课程体系有利于教学过程的实施，有利于提高学生的职业能力，但是因为课程内容进行了重新设计与排序，使得教学缺乏与之对应的教材，因此在实施过程中，要求专业教师具有较强的职业技能与较强的教学组织管理能力并做好充分的准备。
参考文献
[1]赵志群 . 职业教育与培训新概念 [M]. 北京 : 科学出版社 ,2003.
[2]王清亮 . 电力系统自动化 [M]. 北京 : 中国电力出版社 ,2014.
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[4]王新荣 . 基于工作过程的“机械图样识读与绘制”学习领域课程开发与设计 [J]. 图学学报 , 2013 ,34(2):141-147.
[5]刘爱松 . 工作过程系统化的高职“审计学”课程设计 [J]. 北京工业职业技术学院学报 ,2018, 17(3)：61-64.
[6]何东 , 宁文慧 . 基于工作过程系统化的《物联网工程设计与施工》课程教学改革研究 [J]. 物联网技术 ,2018,8(06):118-120.
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