王洪梅 鄭曉丹 彭學(xué)虎 陳莉麗

摘要：CDIO工程教育模式正成為我國(guó)高校工科教育改革的熱點(diǎn)，是培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型專業(yè)人才的最新方法。本文在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程中引入CDIO工程教育理念，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向，進(jìn)行了以“教師引導(dǎo)、學(xué)生主體、CDIO過(guò)程、專業(yè)綜合能力培養(yǎng)”為基本特征的新型教學(xué)方法完成教學(xué)目標(biāo)的嘗試，將該課程的教學(xué)效果達(dá)到最大化，為工程教學(xué)改革的課堂教學(xué)模式提供參考。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程教育；電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程；課堂教學(xué)

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”是發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)的主干課程，是從事繼電保護(hù)相關(guān)工作所必須具備的基礎(chǔ)知識(shí)，課程理論性強(qiáng)，與實(shí)際工程聯(lián)系密切，對(duì)動(dòng)手能力要求高。由于課程特點(diǎn)和傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的弊端【1】直接影響了教學(xué)效果。因此我們總結(jié)傳承以往教學(xué)改革和實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)成果，引入CDIO工程教育理念，將教學(xué)過(guò)程與工程實(shí)踐相結(jié)合，確定本課程的教學(xué)目標(biāo)與培養(yǎng)方法，構(gòu)建相應(yīng)的知識(shí)能力體系，制定教學(xué)方案，構(gòu)建以工程項(xiàng)目為牽引的課程教學(xué)方法。

一、改革的基礎(chǔ)條件

我校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)為學(xué)校CDIO工程教育模式的試點(diǎn)改革專業(yè)，而電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程是該專業(yè)的核心課程，被立為課堂教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目。本課程是傳統(tǒng)專業(yè)課程，擁有多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具備課堂教改的硬件和軟件基礎(chǔ)條件。如專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，為在教學(xué)項(xiàng)目的構(gòu)建、一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、 運(yùn)用主動(dòng)和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法以及學(xué)生考核等方面，提供有力保障；擁有多個(gè)省重點(diǎn)財(cái)政資助實(shí)驗(yàn)室支持學(xué)生動(dòng)手和直接經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)；與電監(jiān)辦合作開設(shè) “進(jìn)網(wǎng)電工——繼電保護(hù)特種類電工培訓(xùn)考證”為學(xué)生提供進(jìn)入相關(guān)企業(yè)工作的上崗平臺(tái)；自由開放的多媒體教學(xué)和圖書館為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的場(chǎng)所和工具；CDIO工程教育理念的深化促成課程改革行動(dòng)的一致性。本課程在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行了基于CDIO的繼電保護(hù)課程項(xiàng)目制教學(xué)實(shí)踐。

二、CDIO課堂教學(xué)實(shí)踐

基于CDIO的項(xiàng)目制教學(xué)實(shí)踐，我們突出項(xiàng)目的可操作性，主要從如下4個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)探索：

2.1教學(xué)內(nèi)容上實(shí)踐

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的自動(dòng)裝置，其主要任務(wù)是當(dāng)系統(tǒng)（或設(shè)備）發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)、迅速、有選擇的將故障元件從系統(tǒng)中切除，使故障設(shè)備免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無(wú)故障部分繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)發(fā)生不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，發(fā)信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮了如此重要的作用。是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的有力保證，由于國(guó)內(nèi)一次電網(wǎng)薄弱，保護(hù)就相對(duì)發(fā)達(dá)完備，所以國(guó)內(nèi)的繼電保護(hù)專業(yè)水平不比國(guó)外的低，該課程在構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容上首先要滿足這種發(fā)達(dá)的繼電保護(hù)行業(yè)性要求，再加上繼電保護(hù)具有國(guó)際通用性的特點(diǎn)，我們也要借鑒國(guó)外一些如麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等名牌大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容以豐富和彌補(bǔ)不足。形成一套既能與世界接軌又能立足于本國(guó)行業(yè)需求的內(nèi)容體系。所以在教學(xué)內(nèi)容上可以做如下分解實(shí)施：

首先，繼電保護(hù)是保護(hù)一次系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，抓住系統(tǒng)運(yùn)行和故障的特性，設(shè)定保護(hù)方案。所以對(duì)一次系統(tǒng)正常運(yùn)行與故障特性的全面分析與掌握至關(guān)重要，是學(xué)生理解繼電保護(hù)的根本。也就是如何讓系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題主動(dòng)構(gòu)思（conceive）。其次， “繼電保護(hù)方法”是思考和解決保護(hù)問(wèn)題的知識(shí)儲(chǔ)備，學(xué)生只有在懂得基本方法的基礎(chǔ)上，才能在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)的分析問(wèn)題，組織出相應(yīng)的對(duì)策來(lái)解決問(wèn)題，完成設(shè)計(jì)（design）和實(shí)現(xiàn)（implement）過(guò)程。再次，“典型完備的保護(hù)方案”來(lái)自企業(yè)中配置成熟的保護(hù)為學(xué)生提供不同方法的系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例，啟發(fā)學(xué)生在配置保護(hù)時(shí)形成系統(tǒng)的概念，完成運(yùn)作（operate）過(guò)程。上述教學(xué)內(nèi)容圍繞CDIO四個(gè)過(guò)程進(jìn)行設(shè)置，打破了常規(guī)的繼電保護(hù)課程偏重于基本原理的介紹，不注重應(yīng)用的特點(diǎn)。

2.2教學(xué)方法上的變換

從以教師為主體逐步轉(zhuǎn)向以學(xué)生為主體，以課堂教學(xué)轉(zhuǎn)向以具體項(xiàng)目的構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)作過(guò)程為引導(dǎo)，從以學(xué)會(huì)專業(yè)知識(shí)為目標(biāo)轉(zhuǎn)向以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)工程能力為目標(biāo)。 打破傳統(tǒng)的學(xué)期制集中教學(xué)的教學(xué)形式，采用階段式教學(xué)模式，即圍繞教學(xué)項(xiàng)目分階段進(jìn)行教學(xué)，逐個(gè)完成項(xiàng)目的CDIO過(guò)程。 由教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容要求構(gòu)建項(xiàng)目后，以學(xué)生為主體來(lái)組織討論分解項(xiàng)目，提出問(wèn)題（包括系統(tǒng)方面的問(wèn)題和保護(hù)方法問(wèn)題），再由教師根據(jù)學(xué)生的需求提供一些系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)的幫助（基礎(chǔ)知識(shí)傳授）。學(xué)生完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。最后教師提供完備典型企業(yè)配置方案（系統(tǒng)知識(shí)的傳授），學(xué)生完成運(yùn)作過(guò)程。也就是以項(xiàng)目為載體將教師和學(xué)生穿插到CDIO過(guò)程中，讓學(xué)生由傳統(tǒng)的課堂被動(dòng)接受知識(shí)（客體），變成主動(dòng)追求知識(shí)（主體）。

2.3教學(xué)手段上的探索

圍繞項(xiàng)目的CDIO過(guò)程，綜合運(yùn)用多媒體、實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)、網(wǎng)絡(luò)等多種渠道，采用“教學(xué)做”一體化過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生自主獲得間接經(jīng)驗(yàn)和直接經(jīng)驗(yàn)。徹底改變以往以多媒體教學(xué)為主，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)灌輸?shù)那闆r。多媒體主要用來(lái)圍繞學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行分析引導(dǎo)，同時(shí)將本項(xiàng)目所需的基本專業(yè)知識(shí)融入其中，給學(xué)生提供一個(gè)接收知識(shí)的媒介。同時(shí)利用省財(cái)政資助實(shí)驗(yàn)室的配套資源，進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)，以使學(xué)生獲得感性的直接經(jīng)驗(yàn)，用在項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作過(guò)程中，檢驗(yàn)成果。與企業(yè)合作的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方式，讓學(xué)生把所做的項(xiàng)目與企業(yè)的具體運(yùn)行環(huán)境聯(lián)系起來(lái)，這個(gè)過(guò)程主要是用于運(yùn)作階段，讓學(xué)生能把所學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用接軌用，從而更加激發(fā)其學(xué)習(xí)的動(dòng)力。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生在完成項(xiàng)目的過(guò)程中能主動(dòng)借助因特網(wǎng)這個(gè)全球信息資源總匯，來(lái)獲得解決問(wèn)題的方法。

2. 4評(píng)價(jià)機(jī)制上變革

為了對(duì)每位學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果和工程能力進(jìn)行綜合性客觀合理的評(píng)估，我們采用過(guò)程與成果相結(jié)合，突出過(guò)程性評(píng)價(jià)所占比例，弱化成果性評(píng)價(jià)，關(guān)注利益相關(guān)者的社會(huì)性評(píng)價(jià)。根據(jù)利益相關(guān)者的社會(huì)性評(píng)價(jià)反饋給教學(xué)，做到以社會(huì)需求為導(dǎo)向進(jìn)行評(píng)價(jià)。

學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)估由四個(gè)部分組成，分別是理論考試部分（30%）、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程（40%）、社會(huì)評(píng)價(jià)（20%）和平時(shí)表現(xiàn)（10%）。通過(guò)這四個(gè)部分的打分，項(xiàng)目實(shí)施為主、理論考核為輔、兼顧社會(huì)需求與平時(shí)成績(jī)，主觀成績(jī)與客觀成績(jī)相結(jié)合，可以較為全面地評(píng)估學(xué)生的能力。

3. 教學(xué)效果

目前本課程在我校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)、供用電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電等專業(yè)開設(shè)，一個(gè)課程周期下來(lái)，學(xué)生、教師和社會(huì)三方面均反映良好，實(shí)踐證明可以進(jìn)行推廣普及。將CDIO理念應(yīng)用于工程教學(xué)過(guò)程中取得如下成效：

一是將CDIO工程教育模式落實(shí)到《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》教學(xué)實(shí)踐中，探索出一條項(xiàng)目化教學(xué)方法。

二是學(xué)生的個(gè)人能力包括硬能力和軟能力都有所提高；教師在構(gòu)建項(xiàng)目過(guò)程中不斷加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系，提升了教師的基本個(gè)人能力和人際能力以及產(chǎn)品、 過(guò)程和系統(tǒng)構(gòu)建能力；企業(yè)對(duì)我們畢業(yè)生滿意度有所增加。

三是項(xiàng)目制教學(xué)模式加強(qiáng)了專業(yè)課學(xué)生與工企業(yè)界的聯(lián)系，在學(xué)生畢業(yè)前，參與這些項(xiàng)目就為他們?cè)诰蜆I(yè)市場(chǎng)上建立了良好的聯(lián)系，從而提高畢業(yè)生選擇專業(yè)相關(guān)崗位概率。

4. 實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題

在筆者進(jìn)行CDIO課堂教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)主要存在如下一些問(wèn)題：

一是在將教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化的項(xiàng)目構(gòu)建上與實(shí)際工程應(yīng)用不可避免的存在一定的差異性，因?yàn)轫?xiàng)目構(gòu)建要兼顧知識(shí)傳授與項(xiàng)目實(shí)踐兩方面，而不是單純的做一個(gè)具體的工程。所以在一個(gè)項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中往往要經(jīng)過(guò)幾次反反復(fù)復(fù)的教、學(xué)、做過(guò)程才能完成，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

二是不同學(xué)生個(gè)體之間的參與程度有很大的不同，基礎(chǔ)好、興趣濃的部分學(xué)生會(huì)特別積極參與整個(gè)CDIO過(guò)程中，獲得很好的培養(yǎng)。相反總有部分基礎(chǔ)比較差的學(xué)生有思想松懈、渾水摸魚的現(xiàn)象，所以受益也會(huì)較少一些。

三是評(píng)價(jià)體系上難以獲得短期的、直接的、廣泛的社會(huì)性評(píng)價(jià)等。

三、總結(jié)

本文介紹了筆者引入基于CDIO的項(xiàng)目制教學(xué)方法到《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程課堂教學(xué)中的實(shí)踐，將教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化，注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力，以及自學(xué)創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和社會(huì)責(zé)任感。讓學(xué)生以主動(dòng)的、 實(shí)踐的、 課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。從而使該課程由偏重理論性逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槔韺?shí)并重、突出工程應(yīng)用，切實(shí)滿足電力相關(guān)行業(yè)對(duì)該領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的迫切需求。

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（作者單位：浙江水利水電?？茖W(xué)校）