基于IBP模式的輸電線路巡檢工程實(shí)踐教學(xué)研究

馬 輝 周沫函 魏業(yè)文 盧 云 王 燦

（三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)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(xué)生實(shí)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(zhuǎn)化導(dǎo)向（Inovationbased-on-Practic,IBP）工程教育模式則采用逆向設(shè)計(jì)原則，規(guī)定高校要結(jié)合實(shí)際，根據(jù)國家政策及行業(yè)的要求確定培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)生專業(yè)素質(zhì)與評價(jià)體系[1]。IBP工程教育模式堅(jiān)持理論實(shí)踐相結(jié)合的理念，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)驗(yàn)設(shè)備及平臺、實(shí)驗(yàn)室管理理念和示范模式等創(chuàng)新手段，不斷強(qiáng)化學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的領(lǐng)悟、反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生對知識驗(yàn)證的熟練度、積極引導(dǎo)學(xué)生開展工程實(shí)踐，從而引導(dǎo)學(xué)生提高其綜合能力素質(zhì)，更好的發(fā)掘?qū)W生潛力，適應(yīng)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(shè)較多的輸電線路，而輸電線路因其特殊性與其他電力設(shè)備不同，并沒有十足的保護(hù)，其周圍的環(huán)境變化極為惡劣、復(fù)雜，所以對它的運(yùn)行維護(hù)也是一個(gè)難以逾越的難題，因此電力行業(yè)對于高質(zhì)量，高素質(zhì)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(dāng)時(shí)的輸配電的人才的主力軍；而在1991年與1996年這六年間，因?yàn)樯鐣旊娋€路的人才的要求變化，電力部在三峽大學(xué)與東北電力大學(xué)設(shè)立了輸電線路工程的相關(guān)專科，同時(shí)通過多所職工大學(xué)對當(dāng)時(shí)的在職職工進(jìn)行了專業(yè)培訓(xùn)，以達(dá)到當(dāng)時(shí)對人才的需求。到了1997年，三峽大學(xué)為了向電力行業(yè)輸送更多高素質(zhì)人才，率先設(shè)立了輸電線路工程的本科，隨后幾所高校也相繼設(shè)立相關(guān)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(yùn)行的重要方式，且其作業(yè)強(qiáng)度大，巡檢周期長、過程危險(xiǎn)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(zhì)的學(xué)生是未來電力行業(yè)的發(fā)展重中之重。而培養(yǎng)高品質(zhì)的學(xué)生則需要從創(chuàng)新成果出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主能力。如圖1所示為本文構(gòu)建的全感知智能輸電線桿塔在線監(jiān)測系統(tǒng)科研項(xiàng)目實(shí)踐體系，其是以我院輸電線路工程國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、省級重點(diǎn)學(xué)科電氣工程及其自動化學(xué)科建設(shè)、電氣類卓越工程師建設(shè)等項(xiàng)目為基礎(chǔ)，結(jié)合輸電線路工程專業(yè)線路巡檢項(xiàng)目的實(shí)際情況，對線路巡檢項(xiàng)目工程實(shí)踐以及科研項(xiàng)目開展情況進(jìn)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(xiàng)目實(shí)踐體系

整個(gè)系統(tǒng)的感知系統(tǒng)主要分為應(yīng)用端的主站層、具備“AI智能芯”的感知層設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備。主站層主要包括面向運(yùn)檢人員的輸電線路設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測平臺，和方便運(yùn)檢人員及時(shí)查看線路運(yùn)行狀態(tài)的移動端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、查詢、存儲等功能，向運(yùn)檢人員提供直觀、實(shí)時(shí)的輸電線路設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息。網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)傳輸基站等網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，用于傳感器數(shù)據(jù)匯聚轉(zhuǎn)發(fā)，采用4G/5G加密專網(wǎng)傳輸傳感器數(shù)據(jù)至主站層的用戶端平臺。感知層主要由安裝于輸電線路設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集傳感器設(shè)備組成。針對上述輸電線路項(xiàng)目，需要的傳感器設(shè)備有：耐張塔接頭測溫傳感器、導(dǎo)線本體測溫傳感器、微氣象監(jiān)測傳感器（溫濕度、風(fēng)力）、風(fēng)偏測量傳感器、導(dǎo)線本體測溫傳感器、導(dǎo)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(shè)備則有：通道可視化槍機(jī)、帶云臺喊話裝置的球機(jī)、帶紅外防外破槍機(jī)。該層將采集所用的設(shè)備狀態(tài)與周邊環(huán)境等信息，與網(wǎng)絡(luò)層實(shí)行交互的操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測。其中需要數(shù)據(jù)反饋的信息有：導(dǎo)線、桿塔、線路環(huán)境微氣象、線路經(jīng)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(xiàng)目實(shí)踐體系作為一個(gè)創(chuàng)新性的成果體系，可根據(jù)IBP工程教育模式制定計(jì)劃后，將其廣泛應(yīng)用于學(xué)生實(shí)踐項(xiàng)目中，切換不同場景，鍛煉學(xué)生應(yīng)對不同環(huán)境下的應(yīng)對能力，加強(qiáng)學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

2 基于IBP模式的輸電巡檢工程實(shí)踐教學(xué)體系

2.1 IBP工程教育模式

現(xiàn)有的綜合素質(zhì)評價(jià)體系大致分為兩種設(shè)計(jì)思路：順向設(shè)計(jì)與逆向設(shè)計(jì)。順向設(shè)計(jì)是根據(jù)現(xiàn)有的教育方式確定學(xué)生可以達(dá)到怎樣的畢業(yè)要求，再確定其培養(yǎng)目標(biāo)，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(shè)計(jì)原則，要求先根據(jù)輸電行業(yè)內(nèi)與社會各界對人才需求的方向，確定經(jīng)過培養(yǎng)后需要擁有的專業(yè)素養(yǎng)、再根據(jù)生源情況與指定的培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定畢業(yè)生應(yīng)達(dá)到的要求，之后再決定如何開展教育環(huán)節(jié)使學(xué)生能更好的完成所定的畢業(yè)生標(biāo)準(zhǔn)，最后確定評價(jià)體系，從而引導(dǎo)學(xué)生提高其綜合能力素質(zhì)，更好的發(fā)掘?qū)W生潛力，適應(yīng)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(shí)，國家電網(wǎng)，南方電網(wǎng)和電力行業(yè)等企業(yè)對輸電線路專業(yè)大學(xué)生能力素質(zhì)的要求就格外的重要，對于這些積極的社會因素應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)挠枰躁P(guān)注，但在構(gòu)建評估體系時(shí)，輸電線路專業(yè)大學(xué)生的發(fā)展仍然是主要因素，學(xué)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(zhì)評價(jià)體系時(shí)，各項(xiàng)因素都應(yīng)進(jìn)行實(shí)際測定且要有具體的量化標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而得到明確的結(jié)論，或是實(shí)際的分值。要確保評價(jià)結(jié)果的全面與準(zhǔn)確，還應(yīng)從多層面進(jìn)行測評，并根據(jù)各個(gè)因素在綜合素質(zhì)測評中的地位與作用，通過科學(xué)的應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，合理確定權(quán)值，全面的反映出學(xué)生的綜合品質(zhì)。

在完善輸電線路巡檢實(shí)踐教學(xué)多種評價(jià)機(jī)制、支持實(shí)踐項(xiàng)目持續(xù)改進(jìn)和發(fā)揮IBP模式導(dǎo)向作用時(shí)，IBP理論要求從“言”“行”“據(jù)”三項(xiàng)出發(fā)，確保評估過程公正、完整、準(zhǔn)確。“行”即實(shí)行，以創(chuàng)新成果為導(dǎo)向，對輸電線路巡檢項(xiàng)目的實(shí)踐過程進(jìn)行跟蹤與評估。“據(jù)”即要能提供相關(guān)材料，證明學(xué)習(xí)成果的有效性；對于競賽類或可明顯量化的活動可采用結(jié)果評價(jià)，但必須保留相關(guān)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(qiáng)調(diào)不斷優(yōu)化改進(jìn)：即為培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行定期評價(jià)，與畢業(yè)生建立有效的反饋通道通過畢業(yè)生反饋及時(shí)調(diào)整評估機(jī)制中的不足，并加入除高等教育系統(tǒng)以外的社會評價(jià)機(jī)制對所有畢業(yè)和未畢業(yè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)評價(jià)，也就是評估產(chǎn)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(jī)制應(yīng)該考慮的東西，即針對不同年級學(xué)生不同個(gè)性特點(diǎn)、發(fā)展目標(biāo)和差異化專業(yè)素養(yǎng)，制定相對應(yīng)的評估機(jī)制，即應(yīng)分階段、分類別、分層次的進(jìn)行指導(dǎo)與建議，引導(dǎo)大學(xué)生再豐富自我的同時(shí)達(dá)到制定的目標(biāo)。

2.2 基于IBP模式的輸電巡檢工程實(shí)踐教學(xué)體系

若要充分發(fā)揮IBP評價(jià)體系的創(chuàng)新導(dǎo)向作用，則需在評價(jià)目標(biāo)、評價(jià)內(nèi)容、評價(jià)方式等方面進(jìn)行細(xì)致且完備的規(guī)劃，引導(dǎo)學(xué)生通過參與各項(xiàng)實(shí)踐活動，增強(qiáng)自己的專業(yè)素養(yǎng)以提高其評價(jià)目標(biāo)，達(dá)到預(yù)期的評價(jià)效果。IBP工程教育模式將提高學(xué)生各項(xiàng)能力素質(zhì)與綜合能力協(xié)調(diào)發(fā)展作為長久目標(biāo)，開放輸電線路巡檢實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新性與全面性，在教學(xué)內(nèi)容時(shí)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(nèi)外緊密結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)人才素質(zhì)的全面發(fā)展。

3 結(jié)束語

具有高度自主與創(chuàng)新能力的人才是現(xiàn)如今所有企業(yè)甚至整個(gè)社會都迫切需要的，所以對高校培養(yǎng)的學(xué)生就需要有更加嚴(yán)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(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，且評價(jià)體系根據(jù)電力行業(yè)企業(yè)的需求不斷發(fā)展和更新，使得學(xué)校更加適應(yīng)電力行業(yè)需求高素質(zhì)的全面發(fā)展，并培養(yǎng)出適應(yīng)電力行業(yè)高素質(zhì)與高標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生。如若持續(xù)堅(jiān)持基于IBP模式的教學(xué)方法改革，學(xué)校將會在專業(yè)課程、實(shí)踐內(nèi)容及實(shí)踐平臺基地等方面得到全面的發(fā)展，進(jìn)而形成專業(yè)規(guī)范發(fā)展和持續(xù)改進(jìn)的良性循環(huán)，為我國輸電線路行業(yè)乃至整個(gè)電網(wǎng)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。