基于OBE教育理念的電力系統專業教學改革與實踐

鐘嘉慶　吳杰　王云靜

摘 要：以OBE教育理念為基礎，以工程認證為契機，開展適應電力系統及其自動化專業畢業培養目標的教學方式改革研究，力求培養電力專業的學生在選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具的基礎上，綜合所學的理論知識來解決工程問題的能力。

關鍵詞：OBE教育理念；工程認證；解決工程問題能力

1 基于OBE教育理念的教學改革指導思想

以教育思想和教學觀念轉變為先導，以OBE人才培養模式為導向，在教學學術的思想指導下，以教學內容和課程體系改革為核心，以高水平的學科群為依托，以國內外名校的同類課程為參照系，樹立教學層次多元化、培養途徑多樣化的教育理念，將教育創新和高質量人才培養有機結合。

工程教育認證模式是目前我國高等學校培養高質量應用型專業人才的新方向。在教學過程中，注重訓練學生的思維邏輯性，加強對學生解決工程實際問題能力的培養。本文通過對電力系統及其自動化專業課程體系的研究，將學生能力培養的核心理念貫穿到整個教學過程中，從教學內容、教學方法方面進行改革，以適應不用專業人才培養需求。

2 電力系統專業教學改革內容

為適應工程教育認證中確定的我校電力系統及其自動化專業畢業生的培養目標，本次教學改革與實踐內容全方位涵蓋了電力系統發電、輸電、用電三大部分，并加入了新能源發電方式，使學生能更好地適應未來的畢業需求。同時，模擬實際生產招投標的項目式管理方式，以投標標書的形式進行項目不同方案的對比分析，培養學生項目管理、決策和團隊合作能力。

具體實現方式是，將電力系統穩態分析、電力系統暫態分析、發電廠主系統、工廠供電、繼電保護課程設計等多門課程分散獨立的三級項目內容進行統一規劃整合，形成一個較為完整的電力系統二級項目。二級項目中包含的技術指標和經濟指標如下：

2.1 技術指標

（1）依據“電力系統穩態分析”所學知識進行電力系統的網絡結構設計，依據“工廠供電”所學知識進行負荷計算，并依據計算結果進行網絡結構的修正。（2）依據“發電廠電氣主系統”、“工廠供電”所學知識，在所設計的網絡結構及負荷計算結果基礎上，進行發電廠、變電站、工廠等組成電力系統的各部分的電氣設計，選擇滿足技術指標的接線方式及設備型號，并畫出電氣設計結構圖（CAD）。（3）在“電力系統穩態分析”課程的理論基礎上，運用電力系統仿真分析軟件（ETAP），對所設計的整個電力系統進行潮流計算及靜態安全分析，并對設計系統結構進行修正。（4）依據“電力系統暫態分析”所學知識對修正后的電力系統進行短路計算和暫態穩定性計算。（5）在“發電廠電氣主系統”、“工廠供電”、“電力系統繼電保護”課程學習的基礎上，以上述計算作為依據，進行高/低壓電氣設備的選擇，并進行繼電保護的二次系統的設計及整定。

2.2 經濟指標

模擬實際生產招投標的項目式管理方式，讓學生對所設計系統進行經濟指標的分析。學生對設計完成的電力系統進行經濟成本的計算，并以投標標書的形式進行項目不同方案的對比分析。評標委員會按照評標原則進行評標，分別對商務報價部分和技術部分進行評分，最終評出中標方案。

以招投標的項目式管理方式，使學生能夠將工程管理的原理和經濟決策的方法用于電氣系統的設計、運行。該教學改革同時能夠培養學生的團隊協作及終身學習的能力。

3 電力系統專業教學改革特色

在近三年的各門課程的教學改革中，均體現了OBE的教學理念。同時，各門課程均完成了三級項目的教學改革，使學生有了很好的項目式教學體驗以及項目式學習方法的改進。從學生反饋來看，項目式教學能充分調動學生學習的積極性，培養學生綜合運用理論知識的能力。

但原有的三級項目都是分散的，按各門課程的教學內容分立形成，本次二級項目教學改革是在三級項目教學改革的基礎上，進行更高層次的綜合運用能力的培養。結合學生三、四年級一系列的專業理論知識，以工程應用為背景提出問題，學生通過自查資料、調研等，提出解決方案和實施步驟。目標使學生不僅掌握電力系統相關專業知識，同時還能解決工程問題的實踐能力，促進學生綜合素質和就業技能的提升，滿足工程教育認證的要求，使畢業生達到預期的培養目標。

4 項目式教學法的具體實施

項目式教學法，是以學生作為學習主體，在學生理解理論知識的前提下，教師指導學生獨立自主完成項目內容，以加強學生實踐能力的一種教學方法，其在激發學生學習興趣、明確學習方向、提高專業基礎水平和團隊合作意識方面發揮出明顯的作用。

4.1 項目式教學過程開展。通過網絡教學平臺，老師在網站上下發各小組的任務書，需要各組同學依據任務書安排自行查閱資料，進行教學內容的預習；課堂上老師講解本階段項目涉及的基礎理論知識及項目開展中的注意事項，各小組根據任務需要，討論工作步驟，進行任務分工及方案實施。這種方式可使學生從單純的書本知識的學習轉移到如何利用基本概念、基本原理和基本方法進行工程問題的分析和解決。

4.2 過程管理及評價

項目教學內容的評價環節中，老師要結合教學目標、教學內容、項目內容等多方面來考察學生成果。項目化教學的考核方式采用學生互評和教師評價相結合的考核方法。在完成項目任務后，學生要對自己分到的工作進行自查，然后小組成員之間進行互查并完成任務報告書。老師組織學生進行作品展示和成果匯報及答辯，由其他組的同學和老師共同指出不足之處并提出改進意見，最后在評價的基礎上對每個小組的項目進行考核，給出最終成績。

4.3 現代仿真技術的應用

使學生掌握電力系統可視化計算分析軟件ETAP使用方法，將之應用于電力系統發電廠及變電站的規劃設計、潮流和短路計算、穩定性分析、輸變配電系統設計和電力系統優化調度中。ETAP以極高的逼真度對電力系統運行情況進行虛擬仿真，可以適應電網規模的變化，能完整地模擬電力系統實時特性、運行方式和運行調度等內容，既能滿足實時性要求，又具有開放性和可擴展性，可培養更符合電力需求的高水平畢業生。

5 結論

二級項目的改革與實踐是在OBE人才培養模式下，構建“課堂教學+討論互動+工程項目研究+專業綜合訓練”的一體化的課程教學新體系。目標是使學生在掌握必要的理論基礎知識的前提下，進一步挖掘理論知識和實際應用間的區別與聯系，通過多門課程基礎知識整合、滲透，為學生進行工程項目研究環節和專業綜合訓練環節提供更多的工程體驗，進一步提高學生實踐能力和綜合素質。

該二級項目改革的實踐成果，將有助于更有針對性地對相關課程的教學大綱、教學計劃和實踐環節的實施內容提供修改建議。

參考文獻

[1]張莉莉，陳群.基于CDIO的電力系統及其自動化方向教學與實踐改革探索[J].科技資訊，2015（2）：191-192.

作者簡介：鐘嘉慶，男，副教授。