基于IBP模式的輸電線路巡檢工程實踐教學研究

馬 輝 周沫函 魏業(yè)文 盧 云 王 燦

（三峽大學電氣與新能源學院 湖北·宜昌 443002）

0 前言

傳統(tǒng)教育模式多以理論培養(yǎng)，忽略了學生實踐與創(chuàng)新能力的發(fā)展，因此無法針對行業(yè)的具體需求，為行業(yè)輸送更加專業(yè)的人才。而基于創(chuàng)新成果轉化導向（Inovationbased-on-Practic,IBP）工程教育模式則采用逆向設計原則，規(guī)定高校要結合實際，根據國家政策及行業(yè)的要求確定培養(yǎng)目標、學生專業(yè)素質與評價體系[1]。IBP工程教育模式堅持理論實踐相結合的理念，利用“互聯網+”實驗設備及平臺、實驗室管理理念和示范模式等創(chuàng)新手段，不斷強化學生對基礎理論知識的領悟、反復訓練學生對知識驗證的熟練度、積極引導學生開展工程實踐，從而引導學生提高其綜合能力素質，更好的發(fā)掘學生潛力，適應未來社會的人才需求。

1 輸電線路工程專業(yè)概況與輸電線路巡檢

1.1 輸電線路工程專業(yè)概況

我國土地遼闊，為保證全國用電的可靠性，需要建設較多的輸電線路，而輸電線路因其特殊性與其他電力設備不同，并沒有十足的保護，其周圍的環(huán)境變化極為惡劣、復雜，所以對它的運行維護也是一個難以逾越的難題，因此電力行業(yè)對于高質量，高素質的輸電行業(yè)人才需求量與日俱增。

在1990年之前，中專、技校是培養(yǎng)輸電線路專業(yè)也就是當時的輸配電的人才的主力軍；而在1991年與1996年這六年間，因為社會對輸電線路的人才的要求變化，電力部在三峽大學與東北電力大學設立了輸電線路工程的相關?？疲瑫r通過多所職工大學對當時的在職職工進行了專業(yè)培訓，以達到當時對人才的需求。到了1997年，三峽大學為了向電力行業(yè)輸送更多高素質人才，率先設立了輸電線路工程的本科，隨后幾所高校也相繼設立相關本科專業(yè)，輸電線路專業(yè)從此有了更加完善的教育方式[2]。

1.2 輸電線路巡檢工程

輸電線路巡檢是維持輸電線路正常運行的重要方式，且其作業(yè)強度大，巡檢周期長、過程危險等原因，對于人才的專業(yè)素養(yǎng)、自主性與創(chuàng)新能力都有極高的要求，所以培養(yǎng)與選用高品質的學生是未來電力行業(yè)的發(fā)展重中之重。而培養(yǎng)高品質的學生則需要從創(chuàng)新成果出發(fā)，培養(yǎng)學生獨立自主能力。如圖1所示為本文構建的全感知智能輸電線桿塔在線監(jiān)測系統(tǒng)科研項目實踐體系，其是以我院輸電線路工程國家級實驗教學示范中心、省級重點學科電氣工程及其自動化學科建設、電氣類卓越工程師建設等項目為基礎，結合輸電線路工程專業(yè)線路巡檢項目的實際情況，對線路巡檢項目工程實踐以及科研項目開展情況進行深入分析而得到的。

圖1：全感知智能輸電線路桿塔檢測系統(tǒng)科研項目實踐體系

整個系統(tǒng)的感知系統(tǒng)主要分為應用端的主站層、具備“AI智能芯”的感知層設備、網絡層設備。主站層主要包括面向運檢人員的輸電線路設備狀態(tài)監(jiān)測平臺，和方便運檢人員及時查看線路運行狀態(tài)的移動端設備，實現對采集數據進行處理、分析、查詢、存儲等功能，向運檢人員提供直觀、實時的輸電線路設備運行狀態(tài)信息。網絡層主要功能是建立傳感器與主站層之間的信息交互通道。包括數據傳輸基站等網絡通信設備，用于傳感器數據匯聚轉發(fā)，采用4G/5G加密專網傳輸傳感器數據至主站層的用戶端平臺。感知層主要由安裝于輸電線路設備的狀態(tài)數據采集傳感器設備組成。針對上述輸電線路項目，需要的傳感器設備有：耐張塔接頭測溫傳感器、導線本體測溫傳感器、微氣象監(jiān)測傳感器（溫濕度、風力）、風偏測量傳感器、導線本體測溫傳感器、導線張力傳感器與桿塔傾斜傳感器；而所用的可視化在線監(jiān)控設備則有：通道可視化槍機、帶云臺喊話裝置的球機、帶紅外防外破槍機。該層將采集所用的設備狀態(tài)與周邊環(huán)境等信息，與網絡層實行交互的操作，進而實現對整個系統(tǒng)的監(jiān)測。其中需要數據反饋的信息有：導線、桿塔、線路環(huán)境微氣象、線路經過區(qū)域（濕地公園廣場）的場景信息。全感知智能輸電線桿塔在線監(jiān)測系統(tǒng)科研項目實踐體系作為一個創(chuàng)新性的成果體系，可根據IBP工程教育模式制定計劃后，將其廣泛應用于學生實踐項目中，切換不同場景，鍛煉學生應對不同環(huán)境下的應對能力，加強學生將理論應用于實踐的能力。

2 基于IBP模式的輸電巡檢工程實踐教學體系

2.1 IBP工程教育模式

現有的綜合素質評價體系大致分為兩種設計思路：順向設計與逆向設計。順向設計是根據現有的教育方式確定學生可以達到怎樣的畢業(yè)要求，再確定其培養(yǎng)目標，最后才會考慮行業(yè)對于人才的需求情況。而IBP工程教育模式則完全相反，它采用逆向設計原則，要求先根據輸電行業(yè)內與社會各界對人才需求的方向，確定經過培養(yǎng)后需要擁有的專業(yè)素養(yǎng)、再根據生源情況與指定的培養(yǎng)目標規(guī)定畢業(yè)生應達到的要求，之后再決定如何開展教育環(huán)節(jié)使學生能更好的完成所定的畢業(yè)生標準，最后確定評價體系，從而引導學生提高其綜合能力素質，更好的發(fā)掘學生潛力，適應社會需求。

IBP工程教育模式需要考慮社會對行業(yè)的人才需求，所以在制定評估系統(tǒng)時，國家電網，南方電網和電力行業(yè)等企業(yè)對輸電線路專業(yè)大學生能力素質的要求就格外的重要，對于這些積極的社會因素應當適當的予以關注，但在構建評估體系時，輸電線路專業(yè)大學生的發(fā)展仍然是主要因素，學生的主體性及潛能能否得到最大程度的發(fā)掘也是評估體系需要考慮的因素。優(yōu)化輸電線路專業(yè)綜合素質評價體系時，各項因素都應進行實際測定且要有具體的量化標準，進而得到明確的結論，或是實際的分值。要確保評價結果的全面與準確，還應從多層面進行測評，并根據各個因素在綜合素質測評中的地位與作用，通過科學的應用統(tǒng)計學原理，合理確定權值，全面的反映出學生的綜合品質。

在完善輸電線路巡檢實踐教學多種評價機制、支持實踐項目持續(xù)改進和發(fā)揮IBP模式導向作用時，IBP理論要求從“言”“行”“據”三項出發(fā)，確保評估過程公正、完整、準確?！靶小奔磳嵭校詣?chuàng)新成果為導向，對輸電線路巡檢項目的實踐過程進行跟蹤與評估?！皳奔匆芴峁┫嚓P材料，證明學習成果的有效性；對于競賽類或可明顯量化的活動可采用結果評價，但必須保留相關證明材料，確保其行動的有效性。在“行”方面基于IBP工程教育還強調不斷優(yōu)化改進：即為培養(yǎng)目標進行定期評價，與畢業(yè)生建立有效的反饋通道通過畢業(yè)生反饋及時調整評估機制中的不足，并加入除高等教育系統(tǒng)以外的社會評價機制對所有畢業(yè)和未畢業(yè)學生進行實時評價，也就是評估產出[3]，也是IBP工程模式中形成教育閉環(huán)的重要環(huán)節(jié)。而不同群體的差異性也是評估機制應該考慮的東西，即針對不同年級學生不同個性特點、發(fā)展目標和差異化專業(yè)素養(yǎng)，制定相對應的評估機制，即應分階段、分類別、分層次的進行指導與建議，引導大學生再豐富自我的同時達到制定的目標。

2.2 基于IBP模式的輸電巡檢工程實踐教學體系

若要充分發(fā)揮IBP評價體系的創(chuàng)新導向作用，則需在評價目標、評價內容、評價方式等方面進行細致且完備的規(guī)劃，引導學生通過參與各項實踐活動，增強自己的專業(yè)素養(yǎng)以提高其評價目標，達到預期的評價效果。IBP工程教育模式將提高學生各項能力素質與綜合能力協調發(fā)展作為長久目標，開放輸電線路巡檢實踐教學的創(chuàng)新性與全面性，在教學內容時間和空間上需要有可拓展性，換句話說就是需要將課程與課堂內外緊密結合起來，實現人才素質的全面發(fā)展。

3 結束語

具有高度自主與創(chuàng)新能力的人才是現如今所有企業(yè)甚至整個社會都迫切需要的，所以對高校培養(yǎng)的學生就需要有更加嚴苛和明確的要求。而IBP工程教育模式更加重視輸電線路專業(yè)大學生的創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)，且評價體系根據電力行業(yè)企業(yè)的需求不斷發(fā)展和更新，使得學校更加適應電力行業(yè)需求高素質的全面發(fā)展，并培養(yǎng)出適應電力行業(yè)高素質與高標準的學生。如若持續(xù)堅持基于IBP模式的教學方法改革，學校將會在專業(yè)課程、實踐內容及實踐平臺基地等方面得到全面的發(fā)展，進而形成專業(yè)規(guī)范發(fā)展和持續(xù)改進的良性循環(huán)，為我國輸電線路行業(yè)乃至整個電網建設做出貢獻。