供电工程课程教学改革研究

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供电工程课程教学改革研究

【摘要】分析了工程教育专业认证背景下“供电工程课程教学过程中存在的问题,依据以学生为中心、成果导向和质量持续改进重构了课程的性质定位、课程目标、教学内容、教学方法、考核评价方式和内容、教学质量监控体系。教学效果证明,基于工程教育专业认证理念的教学改革达到了预期效果,课程目标达成度逐年提高,具有一定的借鉴和推广价值。

【关键词】工程教育专业认证;供电工程;教学改革

工程教育专业认证是实现工程教育、工程师资格国际互认的重要基础,其核心理念是以学生为中心(把全体学生学习成果作为关注的焦点)、成果导向(OBE,教学设计和教学实施的目标是保证学生取得特定的学习成果[1])、质量持续改进(建立“评价—反馈—改进”闭环,形成持续改进机制)。“供电工程”是电气工程及其自动化等电气工程类专业的专业必修课,教学过程中,应该注重培养学生的基本工程素质,使其具备解决工程问题时所需的考虑可行性、经济性、可靠性等能力,使学生掌握供配电系统设计的基本原理、分析方法和技巧,为学生毕业后从事供电设计相关领域工作打下理论及实践基础,这与工程教育专业认证要求一致。

1工程教育专业认证背景下“供电工程”课程教学存在的问题

“供电工程”课程与实际紧密联系、实践性强,但课程内容较多、涉及面广,虽难度较浅,但随着技术的发展和相关规范的不断更新,内容却在不断变化和增加。基于课程的上述特点,有必要研究工程教育专业认证背景下传统教学过程中存在的问题,以切实培养学生的思维能力和运用知识分析解决实际工程问题的能力[2]。(1)课程性质与定位不清,没有结合学校办学目标定位、学生学情分析、区域经济社会发展需求,缺乏与对应企业进行有效的沟通[3]。(2)课程目标制定没有体现学生的主体地位,课程在目标制定上以教师为主体;注重的是教学活动、教学措施、教学方法等,而不是学生的学习成果;考核评价不能很好地证明学生所得;对毕业要求的支撑不明确。(3)课程教学内容、教学方法不能针对课程目标来设计,不能支持课程目标的实现。教学内容缺乏真实工作任务的针对性,教学方式陈旧,教学重理论、轻实践,理论与实践脱节;教学环境与企业生产实际场景间有相当大的差距,无法达到提升学生研究和解决复杂工程问题能力的目的;校外实习中,学生受益多,企业受益少,企业积极性不高,校企合作无法深入,综合性的工程实践训练欠缺,学生有效解决工程实际问题的能力得不到锻炼[4-7]。(4)课程考核方式和内容不能针对课程目标进行设计,考核方式和内容不能有效支持课程目标的达成。评价考核以偏概全,考核形式仍以传统的笔试为主,教师评价学生的标准是学生对于知识点的记忆程度,无法考查学生是否理解了所学习的专业知识,以及学生解决实际专业问题的能力[8]。(5)教学过程质量监控机制不能聚焦毕业要求。监控方式以传统的听课为主,质量监控与毕业要求没有相关性,课程质量评价不能聚焦成果产出,缺乏对课程目标达成及对相应毕业要求的支撑。

2工程教育专业认证背景下“供电工程”课程的教学改革

根据工程教育专业认证工作核心理念中“学生学习成果”对课程的要求,“供电工程”课程改革以专业培养目标及毕业要求为指导,制定课程标准,确定课程性质、课程目标、课程目标与相关毕业要求指标点间的对应关系、课程目标与教学内容和方法间的对应关系、与考核环节对应的课程目标等内容,保证课程教学目标、课程内容、课程考核、毕业要求间的一致性。

2.1课程性质与定位

“供电工程”课程教学可使学生了解电力系统的基本组成和相关知识,掌握供电设计的基本内容和方法、短路电流计算,以及供电系统保护接地和防雷的相关知识和技术,培养学生分析和解决低压配电网设计、建设及运行过程中综合全面考虑问题的能力,从而使学生对复杂工程问题能够进行分解和分析,提出改进方案。

2.2课程目标的制定

“供电工程”课程目标包括以下4个方面。课程目标1:了解电力系统的基本组成和相关知识;充分认识供电系统对环境及社会可持续发展的影响;掌握负荷计算、三相短路电流计算,为后续课程的学习打下基础。课程目标2:掌握高低压电器设备选择方法、导线材料及截面选择、变电站设计、变压器容量及数量选择、配电网结构设计,掌握供电设计的基本内容和方法。掌握供电系统的保护和自动化装置、供电系统保护接地和防雷的相关知识、技术,以及电能节约等,使学生能够运用所学知识并根据实际要求来确定供电系统的设计目标与方案。课程目标3:能够利用实验装置验证供配电设计过程中的短路、倒闸操作、继电保护等基本原理,能够根据具体的设计要求设计相关实验;能够采集相关数据并进行对比分析,得出有效结论。课程目标4:能够正确利用网络资源查找文献,获取知识,追踪研究热点。“供电工程”课程目标对毕业要求的支撑如表1所示。

2.3课程教学内容、教学方法及对课程目标的支撑

(1)教学内容。“供电工程”课程教学内容主要分为4个模块:基础知识模块、一次系统模块、二次系统模块、电气安全与电能节约模块。具体内容如表2所示。实践环节主要包括电气一次系统图的认知、模拟供电现场的倒闸操作、线路保护、变压器保护、备用电源自动投入、SCADA监控、无功自动补偿等实验实训。(2)教学方法。为保证教学的规范性及计划性,授课教师在保证学生掌握基本理论及基础知识的基础上,将学科发展的新思想、新概念、新成果融入教学中,强调启发式教学,注重学生创新能力的培养,加强学生的工程意识,采用以多媒体课件为主、板书辅助的方式教学。实验实训项目的选取尽可能结合现场实际,采取CDIO的模式开展,设计型实验采用工程教育理念开展,从项目的构思、设计、实施、运行4个方面培养学生的工程实践能力,同时把工程实践所必需的工程意识、安全意识、质量意识及环保意识贯穿在教学过程中。综上,课程教学内容、教学方法对课程目标的支撑如表3所示。

2.4考核方法及内容

考试试卷紧紧围绕课程标准,有侧重地对学生课程学习能力进行考核。教师在阅卷后进行课程试卷分析,参照课程标准对学生考试成绩进行总体评价,对课程目标达成情况进行分析。期末考试采用闭卷考试方式(A、B卷),考试成绩占总成绩的60%;平时成绩占总成绩的40%。总成绩评定=平时成绩+期末考试成绩。具体考核评价方法如表4所示。

2.5教学质量监控

学校、学院教学督导组专家在期初、期中、期末分别开展教学检查,对教学过程进行跟踪与评估;对于课程试卷命题、印刷、监考及考试成绩的评定给予明确规定,对上学期的考试试卷、标准答案进行抽查:检查试卷命题是否紧扣课程标准、是否达到教学要求、是否满足毕业要求指标;试题及参考答案是否准确,评分标准是否合理;学生成绩分布的合理性,以及卷面批改及成绩计算的规范性与准确性等。同时建立教学质量监控和保障机制,教学过程中充分听取学生、一线教师、学院教学督导专家、用人单位的意见和建议,并以此调整课程目标、教学内容、教学过程,持续改进“供电工程”课程的教学工作。

3结语

开展工程教育专业认证可以提高我国工程教育质量,为工程教育改革和发展服务,满足政府、行业和社会对人才质量的要求,提升我国工程教育的国际竞争力。开展工程教育专业认证的核心理念之一是持续改进,课程改革也应该注重持续改进,持续改进需要广泛搜集整理学生学习成果数据、毕业生就业及工作情况数据、用人单位的反馈和建议等,并以此为依据不断调整课程目标、课程内容和教学方法。“供电工程”课程教学改革于2017年在滨州学院电气工程学院启动。学生的问卷调查结果显示,因模块化教学、CDIO模式的引入,提升了学生的学习兴趣,学生的参与感变强,自主学习、解决复杂工程问题的能力和团队合作能力等都有了较大提高,同时课程目标达成度由2017年的0.75提升到2021年的0.9。可见,基于工程教育专业认证的课程改革对地方本科院校课程教学效果提升有一定的借鉴和促进意义。

作者:张公永 周宣征 单位:滨州学院电气工程学院