工程教育認(rèn)證背景下地方本科院?！半娏ο到y(tǒng)暫態(tài)分析”教學(xué)探索與總結(jié)

孫園

摘 要 探討作為地方性應(yīng)用型本科院校，在工程教育認(rèn)證背景下，針對(duì)“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”課程的改革。包括教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以O(shè)BE理念優(yōu)化課程內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容在實(shí)踐項(xiàng)目上的應(yīng)用等，以及持續(xù)改進(jìn)中的教學(xué)成效分析和教學(xué)反思。

關(guān)鍵詞 工程教育認(rèn)證 “電力系統(tǒng)暫態(tài)分析” 課程研究

0 引言

“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)中“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”方向的核心專業(yè)課之一，是“電力系統(tǒng)分析”中“穩(wěn)態(tài)”和“暫態(tài)”兩個(gè)組成部分之一，系統(tǒng)性、理論性強(qiáng)，涉及電磁暫態(tài)過(guò)程分析，抽象思維要求高。因此，這門專業(yè)課既重要，又具有一定難度，一向考驗(yàn)教師的授課能力與學(xué)生的思維理解能力。所以，在掌握課程內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，探索適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法是必要的。尤其在電氣專業(yè)進(jìn)行工程教育認(rèn)證的過(guò)程中，需要結(jié)合OBE的教學(xué)理念，對(duì)該課程進(jìn)行深入的教學(xué)研究。

1 圍繞工程教育認(rèn)證進(jìn)行教學(xué)過(guò)程的探索

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是我國(guó)高等教育認(rèn)證的重要組成部分。[1]作為一所具有“親產(chǎn)業(yè)”特色的年輕的地方性本科院校，我校一直把工程教育認(rèn)證作為目前工程教育改革的趨勢(shì)及提升我校工程教育質(zhì)量的重要抓手。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)作為學(xué)院工科的老牌專業(yè)，也積極啟動(dòng)專業(yè)認(rèn)證工作，把專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)重心轉(zhuǎn)到工程教育認(rèn)證上。在相應(yīng)的專業(yè)課程改革中，需要明確教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以O(shè)BE理念優(yōu)化課程內(nèi)容，以及如何應(yīng)用于學(xué)生的實(shí)踐項(xiàng)目。

1.1 教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)

我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是：本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)，尤其是廈門市經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展需要，德、智、體全面發(fā)展的，掌握電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化、電器及其控制等工程技術(shù)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)的，具備工程師基本素養(yǎng)的，能在電力或電器行業(yè)從事設(shè)計(jì)制造、研制開發(fā)、試驗(yàn)分析、系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、生產(chǎn)管理以及電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用工作，能逐步成長(zhǎng)為本領(lǐng)域的技術(shù)精英（骨干）或中高層管理專家的高級(jí)應(yīng)用型人才。

在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)論證分析，結(jié)合5個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)，明確了12個(gè)畢業(yè)要求，35個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，以及各個(gè)課程的教學(xué)目標(biāo)與指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”總體的教學(xué)目的是使學(xué)生了解電力系統(tǒng)的暫態(tài)行為，掌握電力系統(tǒng)在暫態(tài)過(guò)程中的參數(shù)計(jì)算和分析方法。此課程與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1。

1.2 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整與優(yōu)化

“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”課程的核心即短路計(jì)算，同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是理論基礎(chǔ)，內(nèi)部的電磁暫態(tài)過(guò)程決定故障時(shí)的短路計(jì)算，從教學(xué)經(jīng)驗(yàn)看，是本門課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)。[2]尤其在部分學(xué)生“工程電磁場(chǎng)”、“電機(jī)學(xué)”課程基礎(chǔ)較弱的情況下，往往難以理解其中抽象的基礎(chǔ)知識(shí)部分。而若以O(shè)BE的理念來(lái)看，教學(xué)應(yīng)當(dāng)以產(chǎn)出為導(dǎo)向，要以短路分析和計(jì)算為最終目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，理論部分應(yīng)突出重點(diǎn)，抓住“磁鏈?zhǔn)睾恪钡姆治鏊悸罚シ本秃?jiǎn)，抓住解決復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)鍵性理論知識(shí)。因此，在一開始涉及此知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，無(wú)需抓住具體方程和公式的分析和推導(dǎo)，而要先從思路著手，搞清楚整體分析框架，再考慮細(xì)節(jié)上的數(shù)學(xué)模型，才能避免學(xué)生產(chǎn)生“瞎子摸象”的困惑。

1.3 教學(xué)內(nèi)容在實(shí)踐項(xiàng)目上的應(yīng)用

本校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”課程學(xué)分學(xué)時(shí)設(shè)置為2學(xué)分，32學(xué)時(shí)，不含實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。但這并不意味著本門課程是純粹的理論課，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的分析本身就具有較強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性。這些內(nèi)容可以體現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，希望學(xué)生能夠提高文獻(xiàn)研究、工程問(wèn)題數(shù)學(xué)建模、報(bào)告撰寫以及團(tuán)隊(duì)合作等方面的能力。近年來(lái)，每年的畢業(yè)設(shè)計(jì)，都開展了電力系統(tǒng)分析的相關(guān)設(shè)計(jì)任務(wù)，如“基于PSAT的某地區(qū)電網(wǎng)N-1靜態(tài)安全分析”、“基于MATLAB的電力系統(tǒng)短路與接地故障分析”等，利用各類電力系統(tǒng)仿真軟件，結(jié)合先進(jìn)的人工智能算法，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)或穩(wěn)定性的分析。

2 通過(guò)工程教育認(rèn)證過(guò)程進(jìn)行教學(xué)成效的總結(jié)

按照工程教育認(rèn)證的要求，每門課程結(jié)束后，要進(jìn)行達(dá)成度的評(píng)價(jià)和教學(xué)反思。其中，課程達(dá)成度的計(jì)算方式并無(wú)統(tǒng)一的要求，可根據(jù)各學(xué)校各專業(yè)的具體情況自行設(shè)置。

2.1 課程達(dá)成度的評(píng)價(jià)

我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的指標(biāo)點(diǎn)計(jì)算辦法為：各課程根據(jù)自己大綱的要求，制定適當(dāng)?shù)目己隧?xiàng)目。各考核項(xiàng)可以對(duì)應(yīng)不同的指標(biāo)點(diǎn)，若考核項(xiàng)符合某指標(biāo)點(diǎn)的分值為A，學(xué)生實(shí)際得分為B，該指標(biāo)點(diǎn)的權(quán)重為C，則該課程對(duì)應(yīng)的各指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度（評(píng)估值）=C譈/A；其中，在同一指標(biāo)點(diǎn)下，A為各考核項(xiàng)理論滿分之和，B為各考核項(xiàng)實(shí)際得分之和，C為所制定《工程教育認(rèn)證-畢業(yè)要求與培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)能力矩陣》中所確定的權(quán)重系數(shù)。課程達(dá)成度計(jì)算即為B/A，計(jì)算時(shí)只寫出數(shù)值即可，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”目前的考核項(xiàng)包括課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、大作業(yè)及期末考試等。期末總結(jié)時(shí)，需要對(duì)所有學(xué)生的所有考核項(xiàng)目得分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出本門課程對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成度。近兩年來(lái)，“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”在三個(gè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成度均在0.7左右，畢業(yè)要求1.4和3.1的達(dá)成度一般較高，畢業(yè)要求2.4的達(dá)成度相對(duì)偏低，說(shuō)明學(xué)生對(duì)綜合運(yùn)用各種基本原理分析復(fù)雜工程問(wèn)題的能力偏弱。

2.2 課程反思

工程教育認(rèn)證的另一突出思想是“持續(xù)改進(jìn)”，對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)， 要建立教學(xué)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制。各個(gè)知識(shí)點(diǎn)環(huán)節(jié)都要明確給出培養(yǎng)目標(biāo)和質(zhì)量要求， 通過(guò)教師現(xiàn)場(chǎng)跟蹤每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、合作環(huán)節(jié)等過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和質(zhì)量評(píng)價(jià)。[3]

課程反思正是建立在教學(xué)效果的評(píng)價(jià)上，它包括的內(nèi)容有教學(xué)方法的總結(jié)、課程考核的情況、課程達(dá)成度的計(jì)算以及針對(duì)達(dá)成度情況進(jìn)行的分析和改進(jìn)措施。

以往的課程反思，雖然對(duì)教學(xué)方法和成績(jī)進(jìn)行了分析，但缺乏量化的指標(biāo)。有了課程達(dá)成度的計(jì)算，就可以清楚地反映出教學(xué)在完成畢業(yè)要求上的效果和貢獻(xiàn)程度，才能有的放矢進(jìn)行反思和改善，形成人才培養(yǎng)的整體閉環(huán)。

3 結(jié)語(yǔ)

我校的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)在綜合改革與建設(shè)發(fā)展過(guò)程中，以工程教育認(rèn)證工作為引領(lǐng)，以“根植廈門、立足海西、面向全國(guó)”為服務(wù)定位，立足于廈門及海西經(jīng)濟(jì)區(qū)域電氣工程（電器及其制造、電力系統(tǒng)自動(dòng)化）支柱產(chǎn)業(yè)需求，有較為明確的專業(yè)定位和鮮明的培養(yǎng)特色。“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”課程的教學(xué)研究，也希望能夠一直以“培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心”的教育理念作為驅(qū)動(dòng)，在教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)等方面繼續(xù)加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 林健.工程教育認(rèn)證與工程教育改革和發(fā)展[J].高等工程教育研究，2015（2）：15-19.

[2] 李光琦.“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”（第三版）[M].中國(guó)電力出版社，2007.

[3] 危雪.基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程研究[J].新課程研究（中旬刊），2016（9）：76-77.