基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的“智能電器”課程教學(xué)改革探索與實踐

摘 要：專業(yè)碩士研究生課程“智能電器”教學(xué)中，存在理論內(nèi)容偏多，面向?qū)嶋H應(yīng)用的少，實踐能力培養(yǎng)不足等問題。文章從培養(yǎng)工程碩士應(yīng)用能力的基本點出發(fā)，整合理論教學(xué)內(nèi)容，重新設(shè)計實踐教學(xué)項目，對“智能電器”課程進行了改革探討。

關(guān)鍵詞：智能電器 應(yīng)用能力 實踐教學(xué) 研究生教育

中圖分類號：F240；G642 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2017）09-201-02

一、引言

智能電器是指智能化了的開關(guān)電器元件或成套開關(guān)設(shè)備，是一種具體的有形的產(chǎn)品，包含三個層次，即智能電器元件、智能化成套開關(guān)設(shè)備、智能化供配電系統(tǒng)?！爸悄茈娖鳌闭n程是電氣工程領(lǐng)域碩士研究生的一門重要的能力課程，也是一門兼具理論性和實踐性、多學(xué)科交叉特性明顯的專業(yè)課程，目前在多所高校開設(shè){1}。

通過對上海電機學(xué)院電氣工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位碩士研究生課程“智能電器”課程的理論及實踐內(nèi)容進行的探索設(shè)計，重新構(gòu)建了智能電器課程體系，并已在三屆研究生教學(xué)過程中實踐。

二、整合優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容，完善課程教學(xué)體系

智能電器是傳統(tǒng)電器與現(xiàn)代傳感器技術(shù)、微機與數(shù)字控制技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)及計算機通信技術(shù)等各門類學(xué)科結(jié)合的產(chǎn)物，課程涉及的知識點量大、面廣。電氣工程類專業(yè)的研究生普遍缺乏電器理論和成套開關(guān)設(shè)備的基本知識，因此，在進行智能電器課程教學(xué)過程中還需要適當(dāng)增加電器學(xué)、成套電器技術(shù)的內(nèi)容。

經(jīng)過深入企業(yè)調(diào)研及多年課堂實踐，合理取舍和科學(xué)處理相關(guān)內(nèi)容，按科學(xué)規(guī)律、產(chǎn)業(yè)需求優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)，梳理了建立模塊化的課程體系，如圖1所示。

各模塊間既具有支撐相關(guān)能力的完整性，又具有模塊組合的靈活性，模塊的內(nèi)容也可隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展較自由地加以調(diào)整，較好地體現(xiàn)了應(yīng)用為本的理念。而且框架、模塊、單元化的特點，有利于采用鑲嵌式和翻轉(zhuǎn)式教學(xué)法來整合課內(nèi)外教學(xué)時間和教學(xué)資源。

三、應(yīng)用探究型實驗教材的編寫，構(gòu)建逐層遞進式實踐教學(xué)平臺

良好的實踐教學(xué)體系是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)工作，也是當(dāng)前高等工程教育改革與發(fā)展的關(guān)鍵，實踐與實驗教學(xué)在創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)中的更具有重要的地位和作用{2}；專業(yè)碩士培養(yǎng)更是強調(diào)以實踐能力為核心目標(biāo){3}。

為體現(xiàn)應(yīng)用和自主探究，根據(jù)上海電機學(xué)院電氣工程領(lǐng)域電機與智能電器方向?qū)I(yè)學(xué)位碩士研究生的培養(yǎng)計劃要求，設(shè)計智能電器相關(guān)課程要求的實驗實踐項目。充分分析教學(xué)大綱要求，設(shè)計合理的實踐環(huán)節(jié)，幫助研究生深入了解所學(xué)理論知識，提升創(chuàng)新能力。

針對理論教學(xué)環(huán)節(jié)的三個模塊，本課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計了電器理論基礎(chǔ)實驗、智能斷路器整定實驗、配電系統(tǒng)電流保護實驗、電器試驗參數(shù)高速采集與處理綜合實驗等。按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，構(gòu)建了從單科能力到專業(yè)能力，從素質(zhì)培養(yǎng)到創(chuàng)新意識培養(yǎng)的“遞進”式實踐教學(xué)體系。

其逐層遞進的實踐教學(xué)體系設(shè)計如圖2所示。

其中綜合實驗“電器試驗參數(shù)高速采集與處理研究” 能夠檢測試驗回路中試品上及回路中的電壓信號和電流信號，并根據(jù)這些電信號的數(shù)值利用計算機進行在線計算，并給出用戶需要的各種電參數(shù)值和用戶需要的波形圖，通過計算得到的電器參數(shù)有功率因數(shù)、焦耳積分、有效值、最大最小值、時間常數(shù)等，將智能電器課程涉及的內(nèi)容進行了系統(tǒng)的梳理，可解決理論教學(xué)過程中存在的短板與學(xué)習(xí)難點。該模塊可促進研究生進行研究性學(xué)習(xí)，強化思維教學(xué)和可遷移能力的培養(yǎng){4}。

四、案例教學(xué)引入，提升學(xué)生的應(yīng)用能力

智能電器是一門理論應(yīng)用型課程，教學(xué)過程中既包括理論教學(xué)課程，也包括實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。課程中通過設(shè)置低壓塑殼式斷路器的智能脫扣器設(shè)計、電能質(zhì)量在線監(jiān)測器、智能化變電站等案例，幫助學(xué)生對所授的理論知識進行理解，并將抽象的理論與應(yīng)用聯(lián)系起來，強化智能電器技術(shù)的綜合應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此，“理論講解——案例分析——認(rèn)知實踐”的教學(xué)形式非常適合本課程的教學(xué)。

五、課程改革的成效

本文對“智能電器”課程的理論體系及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容進行了深入研究，課程改革成效顯著。提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提升了研究生對智能電器行業(yè)前沿技術(shù)的掌握與理解能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊合作精神和合作能力，應(yīng)用型實驗教材的編寫，促進了我校智能電器實驗室建設(shè)。有助于研究生深入了解所學(xué)理論知識，提升創(chuàng)新能力，促進學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新。

[本文為上海電機學(xué)院2016年度研究生教育教學(xué)改革研究項目——智能電器課程實驗實踐項目方案研究（項目編號：B1-0225-16-003-010）。]

注釋：

{1}王永華，萬頻，邢延.基于4C/ID的智能電器課程教學(xué)設(shè)計 [J].高教學(xué)刊，2016（16）：107-108.

{2}趙興羅，苗慧凱.論“五位一體”創(chuàng)新型研究生科研能力的培養(yǎng)模式[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報（高教研究版），2011.3.第32卷第1期：77-79，110.

{3}黃銳.以實踐能力為核心的專業(yè)碩士培養(yǎng)模式探究[J].教育研究，2014年第11期：88-94.

{4}汪霞，卞清，孫俊華.論學(xué)術(shù)學(xué)位研究生課程體系建設(shè)[J].學(xué)位與研究生教育，2015.10：30-34.

參考文獻：

[1] 楊幽紅.能力導(dǎo)向的工科院校模塊化課程體系設(shè)計與實施[J].高等工程教育研究，2011（3）：100-103，123.

[2] 薛桂香，林濤，魏立.面向研究生的軟件體系結(jié)構(gòu)課程教學(xué)探索[J].教育教學(xué)論壇，2012（14）：187-188.

（作者單位：上海電機學(xué)院電氣學(xué)院 上海 201306）

[作者簡介：遲長春（1966—），女，博士，教授，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向：電機與智能電器。]

（責(zé)編：若佳）endprint