基于應用能力培養的“智能電器”課程教學改革探索與實踐

摘 要：專業碩士研究生課程“智能電器”教學中，存在理論內容偏多，面向實際應用的少，實踐能力培養不足等問題。文章從培養工程碩士應用能力的基本點出發，整合理論教學內容，重新設計實踐教學項目，對“智能電器”課程進行了改革探討。

關鍵詞：智能電器 應用能力 實踐教學 研究生教育

中圖分類號：F240；G642 文獻標識碼：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電器元件或成套開關設備，是一種具體的有形的產品，包含三個層次，即智能電器元件、智能化成套開關設備、智能化供配電系統。“智能電器”課程是電氣工程領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、多學科交叉特性明顯的專業課程，目前在多所高校開設{1}。

通過對上海電機學院電氣工程領域專業學位碩士研究生課程“智能電器”課程的理論及實踐內容進行的探索設計，重新構建了智能電器課程體系，并已在三屆研究生教學過程中實踐。

二、整合優化理論教學內容，完善課程教學體系

智能電器是傳統電器與現代傳感器技術、微機與數字控制技術、微電子技術、電力電子技術及計算機通信技術等各門類學科結合的產物，課程涉及的知識點量大、面廣。電氣工程類專業的研究生普遍缺乏電器理論和成套開關設備的基本知識，因此，在進行智能電器課程教學過程中還需要適當增加電器學、成套電器技術的內容。

經過深入企業調研及多年課堂實踐，合理取舍和科學處理相關內容，按科學規律、產業需求優化知識結構，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能力的完整性，又具有模塊組合的靈活性，模塊的內容也可隨著產業發展較自由地加以調整，較好地體現了應用為本的理念。而且框架、模塊、單元化的特點，有利于采用鑲嵌式和翻轉式教學法來整合課內外教學時間和教學資源。

三、應用探究型實驗教材的編寫，構建逐層遞進式實踐教學平臺

良好的實踐教學體系是人才培養的重要環節工作，也是當前高等工程教育改革與發展的關鍵，實踐與實驗教學在創新型研究生培養中的更具有重要的地位和作用{2}；專業碩士培養更是強調以實踐能力為核心目標{3}。

為體現應用和自主探究，根據上海電機學院電氣工程領域電機與智能電器方向專業學位碩士研究生的培養計劃要求，設計智能電器相關課程要求的實驗實踐項目。充分分析教學大綱要求，設計合理的實踐環節，幫助研究生深入了解所學理論知識，提升創新能力。

針對理論教學環節的三個模塊，本課程的實踐教學環節設計了電器理論基礎實驗、智能斷路器整定實驗、配電系統電流保護實驗、電器試驗參數高速采集與處理綜合實驗等。按照學生的認知規律，構建了從單科能力到專業能力，從素質培養到創新意識培養的“遞進”式實踐教學體系。

其逐層遞進的實踐教學體系設計如圖2所示。

其中綜合實驗“電器試驗參數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，并根據這些電信號的數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值和用戶需要的波形圖，通過計算得到的電器參數有功率因數、焦耳積分、有效值、最大最小值、時間常數等，將智能電器課程涉及的內容進行了系統的梳理，可解決理論教學過程中存在的短板與學習難點。該模塊可促進研究生進行研究性學習，強化思維教學和可遷移能力的培養{4}。

四、案例教學引入，提升學生的應用能力

智能電器是一門理論應用型課程，教學過程中既包括理論教學課程，也包括實踐教學環節。課程中通過設置低壓塑殼式斷路器的智能脫扣器設計、電能質量在線監測器、智能化變電站等案例，幫助學生對所授的理論知識進行理解，并將抽象的理論與應用聯系起來，強化智能電器技術的綜合應用，激發學生的學習熱情。因此，“理論講解——案例分析——認知實踐”的教學形式非常適合本課程的教學。

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環節內容進行了深入研究，課程改革成效顯著。提高了學生的自主學習能力，提升了研究生對智能電器行業前沿技術的掌握與理解能力，培養了學生的團隊合作精神和合作能力，應用型實驗教材的編寫，促進了我校智能電器實驗室建設。有助于研究生深入了解所學理論知識，提升創新能力，促進學生的應用創新。

[本文為上海電機學院2016年度研究生教育教學改革研究項目——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設計 [J].高教學刊，2016（16）：107-108.

{2}趙興羅，苗慧凱.論“五位一體”創新型研究生科研能力的培養模式[J].長春工業大學學報（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碩士培養模式探究[J].教育研究，2014年第11期：88-94.

{4}汪霞，卞清，孫俊華.論學術學位研究生課程體系建設[J].學位與研究生教育，2015.10：30-34.

參考文獻：

[1] 楊幽紅.能力導向的工科院校模塊化課程體系設計與實施[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構課程教學探索[J].教育教學論壇，2012（14）：187-188.

（作者單位：上海電機學院電氣學院 上海 201306）

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

（責編：若佳）endprint