基于工程教育專業(yè)認證的電力系統(tǒng)自動化課程研究

□危雪

基于工程教育專業(yè)認證的電力系統(tǒng)自動化課程研究

□危雪

工程教育專業(yè)認證是實現(xiàn)工程教育國際互認的重要基礎，高等院校的本科教學應圍繞工程教育專業(yè)認證的要求進行改革。本文闡述了基于工程教育專業(yè)認證所設計的電力系統(tǒng)自動化課程的教學研究理念和教學模式。

工程教育專業(yè)認證；電力系統(tǒng)自動化；課程研究

工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質量保證制度。2013年6月19日中國成為國際本科工程教育學會互認協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的成員，即我國的高等教育中凡是取得了工程教育專業(yè)認證的學生，就具有了國際互認質量標準的“通行證”。因此，工程教育專業(yè)認證是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎，對我國的高等院校本科教育具有極大的意義。

電力系統(tǒng)自動化課程屬于目前我國能夠進行工程教育專業(yè)認證的專業(yè)——電氣工程及其自動化的專業(yè)主干課程。該課程圍繞電力系統(tǒng)自動化的基本概念、基本原理和實現(xiàn)技術以及反映電力系統(tǒng)自動化技術的新進展，如電網調度能量管理系統(tǒng)、分布式發(fā)電、微網控制、智能電站等內容進行教學，具有理論性和實踐性并重的特色。為了適應工程教育專業(yè)認證的要求，對該課程進行深入的教學研究是十分必要的。

一、圍繞工程教育專業(yè)認證進行教學理念改革

1.強調以學生為中心

工程教育專業(yè)認證以學生和用人單位對學?；驅I(yè)所提供服務的滿意度來作為認證的重要指標，因此在電力系統(tǒng)自動化課程的教學中，注重以學生為中心應體現(xiàn)在三個方面：

（1)準確性。教學中對各類電力系統(tǒng)自動化設備的工作原理，必須要由淺入深進行清晰地闡述，特別是實現(xiàn)自動化的邏輯判斷要進行精準地推理，讓學生建立良好的知識儲備，為未來從事電力系統(tǒng)運行工作打好基礎。

（2)應用性。面向全體學生，將學生作為首要服務對象，協(xié)助并鼓勵學生獨立思考、查閱相關資料，然后在電氣專業(yè)實驗平臺上自主設計與電力系統(tǒng)自動化課程理論知識相關的實驗操作項目，若發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與所學理論不符時，需指導學生嘗試自行解決，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，幫助學生更好地掌握所學專業(yè)知識，提高獨立研究的能力，有利于在未來工作中具有較強的獨立思考和解決問題的能力。

（3)先進性。電氣專業(yè)的學生未來是面向電力系統(tǒng)工作的，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和工程技術的進步，對系統(tǒng)的運行管理主要是依賴各類電力自動化設備、應用各種自動化控制技術來完成的。因此，現(xiàn)場中所應用的電力系統(tǒng)自動化設備是最先進的，而且是通過了安全性和經濟性檢驗的設備類型。讓學生進入現(xiàn)場去認知真實的自動化設備，并由教師整理現(xiàn)場中的設備資料，回歸課堂上補充講解其工作原理，比傳統(tǒng)的課本教學效果要更好，也有利于學生更好地適應未來的工作，學生和用人單位都能從中受益。

2.強調以學生學習產出為導向

工程教育專業(yè)認證要求對照學生的核心能力、素質要求來評價專業(yè)教育的有效性。其根本目的是考核“教育產出”，即學生學到了什么，而非“教育輸入”，即教師教什么。因此，對電力系統(tǒng)自動化課程而言，學生學習后必須具備的核心能力應包括電力系統(tǒng)自動化基本工程知識的應用、電力系統(tǒng)運行復雜工程問題的分析、設計和開發(fā)電力設備自動控制問題的解決方案等，素質要求則應具有電氣專業(yè)職業(yè)規(guī)范、個人和團隊合作、溝通良好等。采用“能力導向”認證標準的其他方面，如對學生的評價方式、教師應承擔的責任、教學資源的合理投入等都要圍繞著學生的能力素質培養(yǎng)來設計，最終目的是要保證學生培養(yǎng)質量滿足職業(yè)的要求。

3.強調合格評價與質量持續(xù)改進

工程教育專業(yè)認證注重工程教育的基本質量，是一種合格評價，同時還要求專業(yè)建立持續(xù)有效的質量改進機制。因此，對于電力系統(tǒng)自動化課程首先應建立教學過程質量監(jiān)控機制，其次建立學生課程結業(yè)后的跟蹤反饋機制，對培養(yǎng)目標是否達成要進行定期評價，最后能證明評價的結果被用于電氣專業(yè)的持續(xù)改進。

二、圍繞工程教育專業(yè)認證進行教學模式設計

工程教育專業(yè)認證對學生的培養(yǎng)要求應通過各類課程的教學模式設計來體現(xiàn)，所覆蓋內容需要在傳統(tǒng)教學上進行重新規(guī)劃，應偏重于學生解決工程問題的能力和專業(yè)素質的培養(yǎng)。電力系統(tǒng)自動化作為電氣專業(yè)的主干課程，應當按照工程教育專業(yè)認證要求，完全覆蓋以下內容：

1.工程知識

電力系統(tǒng)自動化課程涉及三個層次的工程知識：最底層是數(shù)學和物理，可以用于解決基本的工程計算問題；中間層是工程基礎知識，如電機、電力電子、信號與系統(tǒng)、自動控制理論等，可以用于解決對工程邏輯理解的問題；最上層是工程專業(yè)知識，如電力系統(tǒng)分析、繼電保護、電力系統(tǒng)遠動與調度、智能控制等，是系統(tǒng)解決復雜工程問題的關鍵知識。因此，學生要具備良好的專業(yè)基礎，這三個層次的工程知識在課程教學中需全部得以應用，缺一不可。

2.問題分析

電力系統(tǒng)自動化是電力系統(tǒng)運行的實現(xiàn)手段，因此電力系統(tǒng)自動化課程中涉及的工程問題眾多，如發(fā)電機并網運行、勵磁調壓、頻率調節(jié)等，這些工程問題是現(xiàn)場中最重要的安全運行問題，對電力系統(tǒng)是否能正常工作起著決定性作用。對這些工程問題經過提煉和設計，可綜合成為一系列復雜工程問題，讓學生應用數(shù)學、物理和電氣專業(yè)知識中的基本原理，識別、表達、并通過文獻資料等來研究分析這些復雜工程問題，以獲得有效結論，提高學生分析問題的能力。

3.設計、開發(fā)解決方案

在電力系統(tǒng)自動化課程教學中，傳統(tǒng)教學資源在解決問題時有既定模式的解決方案，但是現(xiàn)場中復雜工程問題的解決方案往往很少只有唯一的一種方案，總是在眾多方案中取其最佳來作為最終的解決方案。因此，在教學中，應當允許和鼓勵學生針對復雜的電力系統(tǒng)運行問題，應用其掌握的工程知識，對問題進行獨立分析，并能夠自主設計解決方案。以系統(tǒng)電壓降低為例，此類問題的解決方案可以通過分析和計算發(fā)電機組的無功備用容量以及運行成本，來決定是采用發(fā)電機利用自身調差系數(shù)自動調節(jié)勵磁升高電壓，或減少負荷中較大容量的無功負荷，或利用全廠AVC進行無功自動分配來穩(wěn)定電壓，或在配置點自動增加全系統(tǒng)無功電容補償裝置等方案來恢復電壓到正常值。同時，所采用解決方案的效果還取決于特定需求的系統(tǒng)的運行條件，只要條件發(fā)生了變化，原來最優(yōu)的方案就有可能不再適用，而必須選用新的解決方案。指導學生在設計、開發(fā)解決方案的環(huán)節(jié)中，也能根據所發(fā)現(xiàn)的問題培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，做到綜合考慮各類影響電力系統(tǒng)運行的因素，充分應用自動化設備和自動化控制技術的知識來培養(yǎng)學生全面分析解決復雜工程問題的能力。

4.使用現(xiàn)代工具

在電力系統(tǒng)自動化課程教學中，有些知識點是可以進行模擬的。例如電力設備的信號采樣，可以在教學環(huán)節(jié)中利用現(xiàn)代工具進行學習的擴展，如利用MATLAB平臺讓學生自主開發(fā)信號采樣模型，通過建立不同的初始信號，模擬出各類采樣信號輸出結果，讓學生擺脫傳統(tǒng)的公式記憶，而從更形象直接地理解電力設備自動采樣的原理。

5.職業(yè)規(guī)范

電力系統(tǒng)的運行是依據各類運行規(guī)程得以順利開展的，運行規(guī)程是所有電力系統(tǒng)工作者的操作守則和安全保障。在電力系統(tǒng)自動化課程教學中，必須引入并結合自動控制操作，講授與現(xiàn)場完全一致的電力系統(tǒng)運行規(guī)程，在課堂上設計相關操作項目，讓學生以運行規(guī)程嚴格模擬各項操作，理解并遵守工程道德和規(guī)范，履行責任，培養(yǎng)其安全工作意識。

6.個人和團隊

電力系統(tǒng)自動化課程教學中，應設計某些大作業(yè)項目，以若干學生劃分為一個項目組，并由其自主推選出組長，在組長的安排下，其余組員在項目中承擔計劃制定、執(zhí)行、監(jiān)督、管理等不同的角色，培養(yǎng)學生在未來工作中能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色。

7.持續(xù)改進

對教學效果的評價，要建立教學過程質量監(jiān)控機制。在電力系統(tǒng)自動化教學中，各個知識點環(huán)節(jié)都要明確給出培養(yǎng)目標和質量要求，通過教師現(xiàn)場跟蹤每個學生的學習環(huán)節(jié)、設計環(huán)節(jié)、合作環(huán)節(jié)等過程進行監(jiān)控和質量評價，并以此計入課程考核成績的50%；同時還應定期進行課程教學模式改進和教學質量評價，并建立學生后續(xù)課程跟蹤反饋機制，對課程培養(yǎng)目標是否達成進行定期評價，將所有評價的結果用于電力系統(tǒng)自動化課程及電氣工程專業(yè)的持續(xù)改進。

三、總結

工程教育專業(yè)認證使得我國的高等教育與國際教育成為一體化的趨勢越來越強。未來的高校本科教學應當遵循認證的要求，定期進行課程教學模式改進和教學質量評價，在條件允許下，還可建立用人單位對學生的社會評價機制，將所有評價的結果用于專業(yè)的持續(xù)改進。

[1]陸勇.淺談工程教育專業(yè)認證與地方本科高校工程教育改革[J].高等工程教育研究,2015,(6):157-161.

[2]謝迎娟.翻轉課堂模式下提升學生創(chuàng)新能力的應用與實踐[J].新課程研究（中旬刊),2016,(5):35-37.

（編輯：郝 嬋）

G642.4

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1671-0568（2016)26-0076-02

危雪，三峽大學電氣與新能源學院副教授。研究方向：電力系統(tǒng)運行研究。