基于OBE教育理念的電力系統(tǒng)專業(yè)教學(xué)改革與實(shí)踐

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。