新工科背景下電氣工程《電力新技術(shù)概論》課程教學(xué)研究

蘇盛 王力 肖輝 唐欣

摘? 要：新技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展為工科專業(yè)帶來(lái)了新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)、新要素，對(duì)工科專業(yè)人才能力培養(yǎng)提出了新要求。文章先對(duì)新工科定位下的電氣工程教學(xué)進(jìn)行深度剖析，指出了教學(xué)過(guò)程中在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)課堂形式、課程考核方式方面存在的問(wèn)題;將翻轉(zhuǎn)課堂、項(xiàng)目式教學(xué)思維、多方面考核應(yīng)用于《電力新技術(shù)概論》課程體系建設(shè)，探尋新工科理念下電氣工程新型人才能力培養(yǎng)模式。旨在提高學(xué)生圍繞實(shí)際生產(chǎn)需求提出問(wèn)題的能力，面對(duì)實(shí)際生產(chǎn)狀況分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：電氣工程;新工科;翻轉(zhuǎn)課堂;項(xiàng)目式教學(xué);工程教育

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2021）02-0091-05

Abstract： The innovation of new technologies and the development of new industries have brought new opportunities， new challenges， and new elements to engineering majors， and have put forward new requirements for the cultivation of talents in engineering majors. This paper firstly conducts an in-depth analysis of electrical engineering teaching under the new engineering orientation， and points out the problems in the teaching content setting， teaching form， and curriculum evaluation system during the teaching process; it will apply the flipped classroom， project-based teaching thinking， and open evaluation system. In the course system construction of "Introduction to New Technology of Electric Power"， explore the new talents training model of electrical engineering under the concept of new engineering. It aims to improve students' ability to ask questions around actual production needs， and to analyze and solve problems in the face of actual production conditions.

Keywords： electrical engineering; new engineering; flipped classroom; project-based teaching; engineering education

引言

世界范圍內(nèi)加速進(jìn)行科技革命和產(chǎn)業(yè)變革對(duì)工程教育的改革和發(fā)展提出了新挑戰(zhàn)[1]。為支撐以新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式為特征的新經(jīng)濟(jì)高速穩(wěn)步發(fā)展，提高國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力，在未來(lái)全球生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)，新工科理念下探索人才培養(yǎng)新模式是重中之重。傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式注重學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建，雖一直在強(qiáng)調(diào)理論結(jié)合實(shí)踐，但學(xué)生很少接觸到實(shí)際工程研究。電氣工程是新工科建設(shè)的重點(diǎn)學(xué)科，未來(lái)人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的基礎(chǔ)性能源學(xué)科。為培養(yǎng)工程實(shí)踐強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具有數(shù)字化思維和跨界整合能力的“新工科”電力專業(yè)人才，有必要將學(xué)科前沿研究和產(chǎn)業(yè)需求引入課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)的培養(yǎng)和行業(yè)要求的無(wú)縫銜接，使得人才培養(yǎng)由學(xué)科導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向，強(qiáng)化學(xué)生的問(wèn)題導(dǎo)向思維能力，促使學(xué)生形成緊密圍繞問(wèn)題需求、跨專業(yè)學(xué)習(xí)與融合知識(shí)解決問(wèn)題的習(xí)慣，從而形成新工科的培養(yǎng)模式。

一、新工科定位下電氣工程專業(yè)教學(xué)

電力作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)民進(jìn)行社會(huì)活動(dòng)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)能源，其技術(shù)現(xiàn)狀更是衡量國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。近年來(lái)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、無(wú)人機(jī)等一系列新技術(shù)的不斷涌向，加快推進(jìn)建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)被提上日程，旨在未來(lái)形成全面感知、數(shù)據(jù)共享、自愈型智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的建設(shè)對(duì)現(xiàn)代電氣工程專業(yè)人才的知識(shí)、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、跨界整合能力提出了新要求。

教育是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在推動(dòng)力，電氣工程人才培養(yǎng)重在電氣工程專業(yè)教學(xué)。隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的到來(lái)，知識(shí)更新和知識(shí)轉(zhuǎn)化速度不斷加快，傳統(tǒng)單一教學(xué)方式局限性逐漸凸顯。為支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)等一系列戰(zhàn)略，培養(yǎng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型需要的高素質(zhì)復(fù)合型人才，教育部于2017年正式推出“新工科”人才培養(yǎng)計(jì)劃。實(shí)踐創(chuàng)新能力是培養(yǎng)新工科人才的首要要求，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該緊貼實(shí)際生產(chǎn)，知識(shí)來(lái)源于書本但不限于書本，給學(xué)生留下獨(dú)立思考的空間，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐驗(yàn)證書本知識(shí)的欲望;電力系統(tǒng)是一個(gè)多學(xué)科融合的復(fù)雜系統(tǒng)，單一學(xué)科無(wú)法有效解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題，對(duì)新工科人才的學(xué)科跨界整合運(yùn)用能力要求極高，課堂教學(xué)就書本知識(shí)點(diǎn)結(jié)合學(xué)科前沿穿插不同學(xué)科知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生跨學(xué)科解決問(wèn)題思維;交流合作是新工科人才的必備素質(zhì)，智能電網(wǎng)建設(shè)是一個(gè)大工程，靠一己之力不可為，教學(xué)過(guò)程以學(xué)生為主體，依托項(xiàng)目化教學(xué)設(shè)計(jì)，有利于增加師生互動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

二、當(dāng)下電氣工程專業(yè)教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）教學(xué)內(nèi)容重理論輕實(shí)踐

工程教育強(qiáng)調(diào)實(shí)踐與理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。而本科教育教學(xué)階段涉及到的都是書本知識(shí)，很少和實(shí)際生產(chǎn)生活需求掛鉤，導(dǎo)致絕大部分學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)的把握局限于書本知識(shí)。而且這些知識(shí)大多來(lái)源于一些老師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)整理成冊(cè)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中難免出現(xiàn)部分知識(shí)點(diǎn)與先進(jìn)技術(shù)脫節(jié)的情況，使得學(xué)生畢業(yè)后運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題突顯出滯后性。國(guó)內(nèi)部分高校由于經(jīng)費(fèi)原因而不愿意將教育資源投入到電氣工程專業(yè)建設(shè)，電氣工程學(xué)生往往和其他專業(yè)學(xué)生共用一個(gè)實(shí)訓(xùn)基地，加之缺乏專業(yè)的實(shí)踐課程教師，使得學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中學(xué)到的知識(shí)很少，對(duì)學(xué)生的綜合能力提升有限，學(xué)生動(dòng)手能力得不到有效改善。

雖有部分卓越班學(xué)生自主選擇導(dǎo)師，跟隨導(dǎo)師課題組做部分的項(xiàng)目或參加學(xué)科競(jìng)賽，但大多主導(dǎo)權(quán)在課題組研究生身上，本科生屬于附屬部分，真正在項(xiàng)目或比賽中占主導(dǎo)作用的比例非常小。從本科畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)看，大多數(shù)學(xué)生依然停留在被動(dòng)學(xué)習(xí)階段，在查閱資料、提交論文大綱、創(chuàng)新點(diǎn)意識(shí)等方面存在明顯的不足，在自主解決遇到的實(shí)際工程問(wèn)題的能力尚缺，較為依賴教師提供方案后被動(dòng)式解決問(wèn)題。

（二）課堂教學(xué)缺乏互動(dòng)性

人才培養(yǎng)是高校最根本的職能，而人才培養(yǎng)主要靠教學(xué)，教學(xué)方式的好壞直接影響到人才培養(yǎng)質(zhì)量的高低[2-3]。當(dāng)前大部分高校都采用傳統(tǒng)“一言堂”教學(xué)方式，學(xué)生長(zhǎng)期處于被動(dòng)接受狀態(tài)，一門課“滿堂灌、堂堂灌”現(xiàn)象普遍[4]。老師作為教學(xué)主體過(guò)于注重傳授理論知識(shí)，缺乏師生之間有效的互動(dòng)交流，缺乏對(duì)學(xué)生靈感的啟發(fā)和學(xué)習(xí)積極性的激勵(lì)，缺乏提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的有效手段，無(wú)法有效發(fā)揮課堂教學(xué)的作用。老師給的結(jié)論很多，但是為學(xué)生拋出的問(wèn)題卻很少，導(dǎo)致學(xué)生更多的是繼承知識(shí)，認(rèn)為只要自己的理解和老師的講解一致就是讀懂了教材，掌握了某個(gè)點(diǎn)，考核時(shí)也只是一種知識(shí)的搬運(yùn)，學(xué)生對(duì)課堂依賴性強(qiáng)，自我獨(dú)立思考創(chuàng)新不足，興趣性鉆研驅(qū)動(dòng)力不足。無(wú)論是在實(shí)踐教學(xué)還是課堂教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，難免會(huì)遇到一些新問(wèn)題，教師作為傳道解惑的主體可以通過(guò)有效互動(dòng)幫助學(xué)生解決問(wèn)題，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，然而老套的教學(xué)方式成為老師與學(xué)生之間有效互動(dòng)的“絆腳石”。

（三）單一化考核

課程考核作為人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生所學(xué)起著檢驗(yàn)性作用，考核方式往往注重形式和結(jié)果。部分學(xué)生平時(shí)不努力，期末復(fù)習(xí)好就能考出好成績(jī);一些學(xué)生依靠瞬時(shí)記憶，在末考前臨陣磨槍記下知識(shí)點(diǎn)，并未真正掌握所學(xué)內(nèi)容[5]。學(xué)生通過(guò)參加考試或提交結(jié)課論文來(lái)獲得相應(yīng)學(xué)分和成績(jī)的傳統(tǒng)單一的教學(xué)考核方式，學(xué)生往往是為了分?jǐn)?shù)而去行動(dòng)，本質(zhì)上還是被動(dòng)學(xué)習(xí)，還是“唯分?jǐn)?shù)”論學(xué)習(xí)，缺乏開放性、創(chuàng)新性和和綜合性。原有教師作為評(píng)成績(jī)的唯一主體，學(xué)生不參與評(píng)定的傳統(tǒng)考核形式，往往學(xué)生得到的成績(jī)或多或少參雜一定的個(gè)人情感，不能反應(yīng)學(xué)生的真實(shí)水平，不利于構(gòu)建老師與學(xué)生之間進(jìn)行有效互動(dòng)的大環(huán)境，不利于學(xué)生之間進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享學(xué)習(xí)，互相幫助學(xué)習(xí)，互相總結(jié)監(jiān)督學(xué)習(xí)。這種方式培養(yǎng)出來(lái)的人才，難以體現(xiàn)現(xiàn)代教育的精髓，難以適應(yīng)新工科建設(shè)的發(fā)展和素質(zhì)教育的要求[6]。

三、《電力新技術(shù)概論》課程教學(xué)改革探索

世界范圍內(nèi)愈演愈烈的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)變革對(duì)工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高要求和挑戰(zhàn)，加快工程教育改革創(chuàng)新已成為“政產(chǎn)學(xué)研”各界的共識(shí)[7]。專業(yè)選修課作為大學(xué)課程體系中幫助學(xué)生開闊視野，提高學(xué)生綜合能力和增強(qiáng)思維導(dǎo)向能力重要課程，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)造能力的重要途經(jīng)。然而往往面對(duì)專業(yè)選修課時(shí)，學(xué)生和任課老師都出現(xiàn)重視度嚴(yán)重偏移現(xiàn)象?！峨娏π录夹g(shù)概論》課程旨在幫助學(xué)生了解行業(yè)新動(dòng)向、新技術(shù)、新發(fā)展，鼓勵(lì)學(xué)生打破常規(guī)思維，多角度、多思維、多學(xué)科去思考電力系統(tǒng)難題。目前教材的關(guān)注點(diǎn)主要集中于分布式能源并網(wǎng)、超高壓交直流輸電等新型發(fā)輸電技術(shù)，在知識(shí)層面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電氣工程?？普n程設(shè)置的空白。電氣工程專業(yè)是新工科建設(shè)的重點(diǎn)學(xué)科，有必要將當(dāng)下大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、云計(jì)算、云服務(wù)、無(wú)人機(jī)等新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)要求引入課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教深度融合，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題乃至提出問(wèn)題的能力。為培養(yǎng)新工科要求的跨學(xué)科復(fù)合型、創(chuàng)新創(chuàng)造型、綜合型卓越電氣工程師人才，對(duì)《電力新技術(shù)概論》課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方式、課程評(píng)價(jià)體系做出如下探索性調(diào)整。

（一）課程內(nèi)容設(shè)置項(xiàng)目專題化

面對(duì)產(chǎn)業(yè)革命和技術(shù)更新的浪潮，著眼于知識(shí)學(xué)習(xí)和簡(jiǎn)單應(yīng)用的傳統(tǒng)課程內(nèi)容設(shè)置方式不適合新工科人才的培養(yǎng)[3，6]。以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)理論結(jié)合實(shí)踐，立足于學(xué)生能力培養(yǎng)的項(xiàng)目式教學(xué)對(duì)新工科專業(yè)教學(xué)方法的探索具有重要指導(dǎo)作用。為響應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略需求，培養(yǎng)新工科要求應(yīng)用型、創(chuàng)新型、交叉學(xué)科整合的復(fù)合型人才，有必要圍繞電氣工程專業(yè)的新方向、新動(dòng)態(tài)、新領(lǐng)域結(jié)合電力系統(tǒng)的實(shí)際需求與前沿研究，將《電力新技術(shù)概論》課程內(nèi)容總結(jié)為如下六個(gè)項(xiàng)目專題。

1. 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電自動(dòng)化終端設(shè)備狀態(tài)檢修

配電自動(dòng)化系統(tǒng)為供電企業(yè)把握設(shè)備狀態(tài)，電網(wǎng)故障的快速抓取和恢復(fù)提供了高效可靠途徑[8]。數(shù)量龐大的配電終端廣泛分布于惡劣的環(huán)境，人工巡查難度大且效率低下，企業(yè)不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的掌握設(shè)備狀態(tài)。國(guó)內(nèi)企業(yè)制定“到期必修”制度由于應(yīng)修設(shè)備漏修率高，影響供電可靠性，不適合當(dāng)下電力系統(tǒng)復(fù)雜的工況。近年來(lái)出現(xiàn)的基于大數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可以實(shí)時(shí)抓取終端設(shè)備狀態(tài)信息匯集于變電站并反饋給供電企業(yè)，而海量狀態(tài)信息傳遞必定會(huì)導(dǎo)致相關(guān)節(jié)點(diǎn)的效率低下，可靠性降低。如何基于大數(shù)據(jù)技術(shù)深度挖掘設(shè)備狀態(tài)信息是企業(yè)掌握設(shè)備狀態(tài)，降低事故率，提高設(shè)備可靠性的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

2. 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的配電網(wǎng)節(jié)能降耗運(yùn)行分析

配電網(wǎng)與用戶直接關(guān)聯(lián)，覆蓋面積大，負(fù)荷種類和接線方式繁多復(fù)雜，其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性不僅直接關(guān)系到廣大用戶和電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也是社會(huì)效益和能耗狀況的重要體現(xiàn)[8]。配電網(wǎng)的節(jié)能降耗運(yùn)行分析對(duì)平衡負(fù)荷快速增長(zhǎng)與配電網(wǎng)投資建設(shè)滯后之間的矛盾有著重要意義。大數(shù)據(jù)技術(shù)提高了配電網(wǎng)全面感知能力，但如何對(duì)各類信息系統(tǒng)和智能表計(jì)采集的巨量數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘?yàn)橛脩籼峁﹤€(gè)性化的服務(wù);針對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的非技術(shù)性網(wǎng)損，如何利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提高電力企業(yè)竊電檢測(cè)能力，都是大數(shù)據(jù)應(yīng)用于配電網(wǎng)需要解決的技術(shù)點(diǎn)。

3. 基于用電負(fù)荷大數(shù)據(jù)的用電客戶增值價(jià)值創(chuàng)造

智能表計(jì)和先進(jìn)計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)的投入使用為供電企業(yè)獲得不同時(shí)間間隔準(zhǔn)確而詳細(xì)的負(fù)荷消費(fèi)數(shù)據(jù)提供了途徑。供電企業(yè)對(duì)消費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘分析，尋求同行業(yè)、同類別用戶用電特征，再運(yùn)用分類和聚類算法即可完成用戶負(fù)荷模式提取，對(duì)改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、節(jié)約電力資源、提高企業(yè)效益有重要意義[10]。隨電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大而來(lái)的電力用戶數(shù)據(jù)量激增使得傳統(tǒng)聚類分類算法效率低下的固有缺陷愈發(fā)明顯，迫切需要優(yōu)化傳統(tǒng)算法或者引入開發(fā)新手段來(lái)滿足未來(lái)電力系統(tǒng)的擴(kuò)張。

4. 基于雷電氣象大數(shù)據(jù)的組合分析

雷電是引起線路跳閘事故發(fā)生的主要原因，雷電數(shù)據(jù)對(duì)于線路防雷設(shè)計(jì)起著決定性作用。由于雷電高密度、高精度數(shù)據(jù)匱乏，傳統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)靠經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于雷電的預(yù)測(cè)具有隨機(jī)性。隨著學(xué)者對(duì)線路雷擊事件的不斷深入分析研究和雷電定位系統(tǒng)的應(yīng)用，積累了海量多維度雷電數(shù)據(jù)，使得線路防雷設(shè)計(jì)和耐雷水平上了一個(gè)臺(tái)階。但當(dāng)前的防雷設(shè)計(jì)只是專注于對(duì)雷電數(shù)據(jù)本身的深度挖掘，較少考慮氣象條件因素組合對(duì)電網(wǎng)雷害的影響[11]。

5. 基于氣象大數(shù)據(jù)的氣候變化對(duì)電力系統(tǒng)的影響風(fēng)險(xiǎn)分析

隨著“西電東送”等能源戰(zhàn)略的實(shí)施與深化，我國(guó)電網(wǎng)呈現(xiàn)出區(qū)域互聯(lián)、跨度大、覆蓋范圍廣的更高一級(jí)的骨干結(jié)構(gòu)。雖然這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)電能快速區(qū)域支援，提高電能利用的靈活性，但如氣象條件對(duì)電網(wǎng)安全的威脅也得到放大。電網(wǎng)規(guī)劃初期會(huì)考慮海拔、濕度、溫度等氣象因素，對(duì)氣象變化有一定的冗余度，但是隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，需要采集和處理的氣象數(shù)據(jù)指數(shù)型增加，如何將海量多源異構(gòu)的氣象數(shù)據(jù)和電網(wǎng)自身特點(diǎn)和需求深度融合挖掘分析，成為當(dāng)前利用氣象數(shù)據(jù)分析氣候變化對(duì)電力系統(tǒng)影響風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵技術(shù)難題[12]。

6. 電力系統(tǒng)輸配電線路無(wú)人機(jī)巡線創(chuàng)新應(yīng)用方法

隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，輸電線路巡檢工作量爆炸式增加，傳統(tǒng)人工通過(guò)肉眼或手持設(shè)備的低效率、高誤報(bào)率的巡檢方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)高效運(yùn)維的需求。無(wú)人機(jī)易攜帶、易操作、載荷豐富、不受地形及巡線環(huán)境限制的特點(diǎn)成為提高電力系統(tǒng)巡線質(zhì)量和效率的契機(jī)，南方電網(wǎng)公司和國(guó)家電網(wǎng)公司都制定了機(jī)巡為主、人巡為輔的協(xié)同巡線機(jī)制。然而目前巡線無(wú)人機(jī)都為民用消費(fèi)級(jí)，沒(méi)有結(jié)合電力領(lǐng)域的特殊需求進(jìn)行無(wú)人機(jī)信息安全防護(hù)，這也是未來(lái)無(wú)人機(jī)大規(guī)模多元化應(yīng)用于輸電線巡檢亟待解決的問(wèn)題。

上述六個(gè)專題均屬于新工科范疇，所有專題既是電力行業(yè)普遍存在而又亟待解決的實(shí)際需求，又是國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界正在開展研究的重點(diǎn)課題。學(xué)生可以自主選擇六個(gè)專題中的任意一個(gè)專題，老師只進(jìn)行項(xiàng)目分解示范，然后由學(xué)生組成討論組對(duì)各自的項(xiàng)目進(jìn)行分工協(xié)作、探究討論，最后通過(guò)各個(gè)小組匯報(bào)項(xiàng)目完成情況來(lái)進(jìn)行評(píng)定成績(jī)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容只涉及一般性統(tǒng)計(jì)學(xué)分析計(jì)算方法和編程應(yīng)用，不存在高深的技術(shù)壁壘。以專題任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，學(xué)生為主體的項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐和行業(yè)前沿研究緊密貼合，利于學(xué)生開闊眼界，了解行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，提高學(xué)生思辨能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、自我構(gòu)建知識(shí)體系的能力。

（二）課堂教學(xué)翻轉(zhuǎn)化

以往的本科教學(xué)方式，學(xué)生被灌輸性的接受知識(shí)，主要是老師講學(xué)生聽的方式，往往會(huì)出現(xiàn)“教”大于“學(xué)”和有“教”無(wú)“學(xué)”的現(xiàn)象，即老師傳授的知識(shí)無(wú)法完全被學(xué)生吸收。片面強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)講解和教學(xué)任務(wù)進(jìn)度，忽略學(xué)生的主動(dòng)性、能動(dòng)性、主體性，造成師生負(fù)荷過(guò)重，課堂教學(xué)效率得不到提高。在面對(duì)實(shí)際生產(chǎn)工程應(yīng)用問(wèn)題時(shí)，存在實(shí)踐能力不足、創(chuàng)新能力欠缺、理論知識(shí)薄弱、前沿意識(shí)匱乏、人文素養(yǎng)缺乏以及創(chuàng)業(yè)比例較低等問(wèn)題，難以適應(yīng)“新工科”建設(shè)對(duì)工科畢業(yè)生的要求[13]。針對(duì)此類問(wèn)題，為了使學(xué)生能夠適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)生活的需要，自主查閱資料、總結(jié)相關(guān)領(lǐng)域的研究成果、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，借鑒國(guó)內(nèi)外已有的翻轉(zhuǎn)課堂經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)變師生角色，讓學(xué)生成為課堂教學(xué)的主體。

隨著世界教育改革不斷深化，翻轉(zhuǎn)課堂教育理念已成為教育改革的新思潮，越來(lái)越多的教育工作者對(duì)其進(jìn)行了研究[14，15]。翻轉(zhuǎn)課堂通過(guò)對(duì)知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化的顛倒安排，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中的師生角色并對(duì)課堂時(shí)間的使用進(jìn)行了重新規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的革新[16，17]。將教師與學(xué)生之間的關(guān)系進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，由學(xué)生提出問(wèn)題、探索解決辦法、討論演繹、解決問(wèn)題，著重開發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新精神，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在這種教學(xué)模式下，教師為引導(dǎo)作用，學(xué)生是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的主體，能夠隨時(shí)與教師進(jìn)行線上討論;學(xué)生是講的主體，講課題的了解程度、工程中的問(wèn)題探索、現(xiàn)狀分析、解決問(wèn)題的思路和方案;教師是聽的主體，聽學(xué)生的匯報(bào)和思路，進(jìn)行答疑解惑。教師只在啟發(fā)和支持學(xué)生自主學(xué)習(xí)方面發(fā)揮重要導(dǎo)向作用。通過(guò)這種方式，教師能夠更加深入了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、思想狀況、分析問(wèn)題的特點(diǎn)，在教育過(guò)程中更加具有針對(duì)性。在這個(gè)過(guò)程中，不僅學(xué)生的參與度、和老師之間的互動(dòng)性能夠得到保障，而且又可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析思考問(wèn)題和創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。

（三）多方面考核

人才培養(yǎng)是應(yīng)用型本科高校發(fā)展的核心，而課程考核形式又是影響高水平應(yīng)用型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵因素[18]。在傳統(tǒng)教學(xué)理念中，大多數(shù)高校都是繼承傳統(tǒng)的學(xué)生寫試卷和提交結(jié)課論文來(lái)獲得學(xué)分的考核方式，存在學(xué)生要求老師考前勾重點(diǎn)和“考前突擊，考完就忘”現(xiàn)象，學(xué)生對(duì)知識(shí)的貯備轉(zhuǎn)化率低，更不必談運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際難題。鑒于應(yīng)試考核的消極影響，鍛煉學(xué)生的真本領(lǐng)，開放化考核將所有權(quán)完全交予學(xué)生，由學(xué)生定期主動(dòng)向教師匯報(bào)總結(jié)，對(duì)于六個(gè)專題的解決思路并不存在限定性的答案，由學(xué)生提供可行方案，再由學(xué)生進(jìn)行推演計(jì)算證明，最后由學(xué)生得出最優(yōu)化的解決方案，這四個(gè)過(guò)程均由學(xué)生進(jìn)行匯報(bào)總結(jié)，教師聽取報(bào)告，并提出建設(shè)性的意見和思路?？己擞稍締我恍缘目荚嚪绞礁淖?yōu)椤皡R報(bào)答辯部分、操作證明部分、材料收集整理能力、提取關(guān)鍵信息能力、小組合作溝通能力和創(chuàng)新思維能力”六個(gè)方面進(jìn)行考核，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主分析解決問(wèn)題的能力。通過(guò)開放化的考核方式，學(xué)生將自己所學(xué)展現(xiàn)出來(lái)，使得學(xué)生的參與教學(xué)的參與度更高，學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步發(fā)現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)策略，反思和調(diào)試自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，監(jiān)視學(xué)習(xí)進(jìn)展情況，自我評(píng)估，為自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)正在實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，新工科、翻轉(zhuǎn)課堂、項(xiàng)目式教學(xué)思維的結(jié)合，為當(dāng)前教學(xué)工作提供新的思路。項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容設(shè)置實(shí)現(xiàn)從書本傳統(tǒng)理論知識(shí)到新技術(shù)新知識(shí)的跨越，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維能力、實(shí)際項(xiàng)目問(wèn)題的解決能力和對(duì)新生事物/技術(shù)的敏感能力;在項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容設(shè)置基礎(chǔ)上實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，反轉(zhuǎn)師生角色，增強(qiáng)師生之間的交流互動(dòng)，使得學(xué)生對(duì)教學(xué)有了參與度，有利于開發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)智能，提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力、獨(dú)立思考分析解決實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題的能力;多方面的課程考核方式杜絕以往重形式、重結(jié)果的不良影響，消除應(yīng)試教育的影響，有效保障了教學(xué)質(zhì)量，符合現(xiàn)代化教育的要求。

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