鐘嘉慶 吳杰 王云靜
摘 要:以O(shè)BE教育理念為基礎(chǔ),以工程認(rèn)證為契機(jī),開展適應(yīng)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)方式改革研究,力求培養(yǎng)電力專業(yè)的學(xué)生在選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具的基礎(chǔ)上,綜合所學(xué)的理論知識(shí)來(lái)解決工程問(wèn)題的能力。
關(guān)鍵詞:OBE教育理念;工程認(rèn)證;解決工程問(wèn)題能力
1 基于OBE教育理念的教學(xué)改革指導(dǎo)思想
以教育思想和教學(xué)觀念轉(zhuǎn)變?yōu)橄葘?dǎo),以O(shè)BE人才培養(yǎng)模式為導(dǎo)向,在教學(xué)學(xué)術(shù)的思想指導(dǎo)下,以教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革為核心,以高水平的學(xué)科群為依托,以國(guó)內(nèi)外名校的同類課程為參照系,樹立教學(xué)層次多元化、培養(yǎng)途徑多樣化的教育理念,將教育創(chuàng)新和高質(zhì)量人才培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合。
工程教育認(rèn)證模式是目前我國(guó)高等學(xué)校培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型專業(yè)人才的新方向。在教學(xué)過(guò)程中,注重訓(xùn)練學(xué)生的思維邏輯性,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。本文通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系的研究,將學(xué)生能力培養(yǎng)的核心理念貫穿到整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法方面進(jìn)行改革,以適應(yīng)不用專業(yè)人才培養(yǎng)需求。
2 電力系統(tǒng)專業(yè)教學(xué)改革內(nèi)容
為適應(yīng)工程教育認(rèn)證中確定的我校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的培養(yǎng)目標(biāo),本次教學(xué)改革與實(shí)踐內(nèi)容全方位涵蓋了電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、用電三大部分,并加入了新能源發(fā)電方式,使學(xué)生能更好地適應(yīng)未來(lái)的畢業(yè)需求。同時(shí),模擬實(shí)際生產(chǎn)招投標(biāo)的項(xiàng)目式管理方式,以投標(biāo)標(biāo)書的形式進(jìn)行項(xiàng)目不同方案的對(duì)比分析,培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目管理、決策和團(tuán)隊(duì)合作能力。
具體實(shí)現(xiàn)方式是,將電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析、發(fā)電廠主系統(tǒng)、工廠供電、繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)等多門課程分散獨(dú)立的三級(jí)項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃整合,形成一個(gè)較為完整的電力系統(tǒng)二級(jí)項(xiàng)目。二級(jí)項(xiàng)目中包含的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下:
2.1 技術(shù)指標(biāo)
(1)依據(jù)“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”所學(xué)知識(shí)進(jìn)行電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),依據(jù)“工廠供電”所學(xué)知識(shí)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算,并依據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的修正。(2)依據(jù)“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”、“工廠供電”所學(xué)知識(shí),在所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及負(fù)荷計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上,進(jìn)行發(fā)電廠、變電站、工廠等組成電力系統(tǒng)的各部分的電氣設(shè)計(jì),選擇滿足技術(shù)指標(biāo)的接線方式及設(shè)備型號(hào),并畫出電氣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖(CAD)。(3)在“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”課程的理論基礎(chǔ)上,運(yùn)用電力系統(tǒng)仿真分析軟件(ETAP),對(duì)所設(shè)計(jì)的整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算及靜態(tài)安全分析,并對(duì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。(4)依據(jù)“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”所學(xué)知識(shí)對(duì)修正后的電力系統(tǒng)進(jìn)行短路計(jì)算和暫態(tài)穩(wěn)定性計(jì)算。(5)在“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”、“工廠供電”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,以上述計(jì)算作為依據(jù),進(jìn)行高/低壓電氣設(shè)備的選擇,并進(jìn)行繼電保護(hù)的二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及整定。
2.2 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
模擬實(shí)際生產(chǎn)招投標(biāo)的項(xiàng)目式管理方式,讓學(xué)生對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析。學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)完成的電力系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)成本的計(jì)算,并以投標(biāo)標(biāo)書的形式進(jìn)行項(xiàng)目不同方案的對(duì)比分析。評(píng)標(biāo)委員會(huì)按照評(píng)標(biāo)原則進(jìn)行評(píng)標(biāo),分別對(duì)商務(wù)報(bào)價(jià)部分和技術(shù)部分進(jìn)行評(píng)分,最終評(píng)出中標(biāo)方案。
以招投標(biāo)的項(xiàng)目式管理方式,使學(xué)生能夠?qū)⒐こ坦芾淼脑砗徒?jīng)濟(jì)決策的方法用于電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行。該教學(xué)改革同時(shí)能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作及終身學(xué)習(xí)的能力。
3 電力系統(tǒng)專業(yè)教學(xué)改革特色
在近三年的各門課程的教學(xué)改革中,均體現(xiàn)了OBE的教學(xué)理念。同時(shí),各門課程均完成了三級(jí)項(xiàng)目的教學(xué)改革,使學(xué)生有了很好的項(xiàng)目式教學(xué)體驗(yàn)以及項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方法的改進(jìn)。從學(xué)生反饋來(lái)看,項(xiàng)目式教學(xué)能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)的能力。
但原有的三級(jí)項(xiàng)目都是分散的,按各門課程的教學(xué)內(nèi)容分立形成,本次二級(jí)項(xiàng)目教學(xué)改革是在三級(jí)項(xiàng)目教學(xué)改革的基礎(chǔ)上,進(jìn)行更高層次的綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)。結(jié)合學(xué)生三、四年級(jí)一系列的專業(yè)理論知識(shí),以工程應(yīng)用為背景提出問(wèn)題,學(xué)生通過(guò)自查資料、調(diào)研等,提出解決方案和實(shí)施步驟。目標(biāo)使學(xué)生不僅掌握電力系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)知識(shí),同時(shí)還能解決工程問(wèn)題的實(shí)踐能力,促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)和就業(yè)技能的提升,滿足工程教育認(rèn)證的要求,使畢業(yè)生達(dá)到預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)。
4 項(xiàng)目式教學(xué)法的具體實(shí)施
項(xiàng)目式教學(xué)法,是以學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體,在學(xué)生理解理論知識(shí)的前提下,教師指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主完成項(xiàng)目?jī)?nèi)容,以加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的一種教學(xué)方法,其在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、明確學(xué)習(xí)方向、提高專業(yè)基礎(chǔ)水平和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)方面發(fā)揮出明顯的作用。
4.1 項(xiàng)目式教學(xué)過(guò)程開展。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),老師在網(wǎng)站上下發(fā)各小組的任務(wù)書,需要各組同學(xué)依據(jù)任務(wù)書安排自行查閱資料,進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的預(yù)習(xí);課堂上老師講解本階段項(xiàng)目涉及的基礎(chǔ)理論知識(shí)及項(xiàng)目開展中的注意事項(xiàng),各小組根據(jù)任務(wù)需要,討論工作步驟,進(jìn)行任務(wù)分工及方案實(shí)施。這種方式可使學(xué)生從單純的書本知識(shí)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)移到如何利用基本概念、基本原理和基本方法進(jìn)行工程問(wèn)題的分析和解決。
4.2 過(guò)程管理及評(píng)價(jià)
項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中,老師要結(jié)合教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、項(xiàng)目?jī)?nèi)容等多方面來(lái)考察學(xué)生成果。項(xiàng)目化教學(xué)的考核方式采用學(xué)生互評(píng)和教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的考核方法。在完成項(xiàng)目任務(wù)后,學(xué)生要對(duì)自己分到的工作進(jìn)行自查,然后小組成員之間進(jìn)行互查并完成任務(wù)報(bào)告書。老師組織學(xué)生進(jìn)行作品展示和成果匯報(bào)及答辯,由其他組的同學(xué)和老師共同指出不足之處并提出改進(jìn)意見,最后在評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上對(duì)每個(gè)小組的項(xiàng)目進(jìn)行考核,給出最終成績(jī)。
4.3 現(xiàn)代仿真技術(shù)的應(yīng)用
使學(xué)生掌握電力系統(tǒng)可視化計(jì)算分析軟件ETAP使用方法,將之應(yīng)用于電力系統(tǒng)發(fā)電廠及變電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)、潮流和短路計(jì)算、穩(wěn)定性分析、輸變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中。ETAP以極高的逼真度對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行虛擬仿真,可以適應(yīng)電網(wǎng)規(guī)模的變化,能完整地模擬電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)特性、運(yùn)行方式和運(yùn)行調(diào)度等內(nèi)容,既能滿足實(shí)時(shí)性要求,又具有開放性和可擴(kuò)展性,可培養(yǎng)更符合電力需求的高水平畢業(yè)生。
5 結(jié)論
二級(jí)項(xiàng)目的改革與實(shí)踐是在OBE人才培養(yǎng)模式下,構(gòu)建“課堂教學(xué)+討論互動(dòng)+工程項(xiàng)目研究+專業(yè)綜合訓(xùn)練”的一體化的課程教學(xué)新體系。目標(biāo)是使學(xué)生在掌握必要的理論基礎(chǔ)知識(shí)的前提下,進(jìn)一步挖掘理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用間的區(qū)別與聯(lián)系,通過(guò)多門課程基礎(chǔ)知識(shí)整合、滲透,為學(xué)生進(jìn)行工程項(xiàng)目研究環(huán)節(jié)和專業(yè)綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)提供更多的工程體驗(yàn),進(jìn)一步提高學(xué)生實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。
該二級(jí)項(xiàng)目改革的實(shí)踐成果,將有助于更有針對(duì)性地對(duì)相關(guān)課程的教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃和實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)施內(nèi)容提供修改建議。
參考文獻(xiàn)
[1]張莉莉,陳群.基于CDIO的電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化方向教學(xué)與實(shí)踐改革探索[J].科技資訊,2015(2):191-192.
作者簡(jiǎn)介:鐘嘉慶,男,副教授。