學研雙驅模式的輸電線路工程專業實踐教學體系研究

楊文剛, 王璋奇

(華北電力大學 機械工程系, 河北 保定 071003)

學研雙驅模式的輸電線路工程專業實踐教學體系研究

楊文剛, 王璋奇

(華北電力大學 機械工程系, 河北 保定 071003)

為建立完善的輸電線路工程專業本科生研究創新能力培養新模式,結合專業特色和培養目標,專業實踐教學體系進行研究,提出了“學研雙驅”的新型輸電線路工程專業實踐教學體系,并從實踐教學的各個環節入手,研究了新模式下實踐教學活動的具體實施方案,尤其是提出了“類現場”的專業課程設計模式與“長線導師制”的畢業設計模式,對提高學生的研究創新能力、專業基本能力與個人綜合素質有著良好的促進作用。

學研雙驅模式； 輸電工程； 實踐教學體系； 類現場； 長線導師制

2008年春節前后,我國華中、華南等地的輸電線路遭遇了嚴重的覆冰災害[1-6],凸現了輸電線路工程專業人才隊伍的缺乏。我校適時圍繞“大電力”學科體系建設,在機械工程及自動化專業設置了輸電線路工程方向。經過了5年的積極探索、發展,于2013年進行專業調整,獨立設置輸電線路工程專業,隸屬機械工程一級學科。目前已經完成了理論教學體系建設、實驗室建設的初期工作,完善修訂了機械工程(輸電線路工程)專業培養方案,培養了4屆本科畢業生。為建立完善的輸電線路工程專業本科生研究創新能力培養新模式,結合專業特色和培養目標,進行了學研雙驅的輸電線路工程專業實踐教學體系的理論研究,并針對實踐教學體系的各個環節提出了具體實施方案。

1 專業培養目標、實踐教學建設理念及作用

1.1 輸電線路工程專業的專業特色及培養目標

我校輸電線路工程專業主要從機械、土木工程(力學)角度來研究輸電線路工程的問題,較寬地涉及機械工程、土木工程、電力工程、管理科學的基礎理論知識，專業培養目標為:培養具有扎實自然科學基礎、較好的人文科學基礎以及管理科學基礎和外語以及計算機應用能力,掌握電力工程領域基本理論、系統掌握機械工程領域的技術理論、扎實掌握土木工程領域的理論基礎,有良好的科學素養、較強的工作適應性、德智體美全面發展,能夠從事輸電線路工程領域的設計制造、施工及運行管理等方面工作的高級工程技術人才。

1.2 專業實踐環節建設理念

為實現輸電線路工程專業人才培養目標,應以社會發展對人才的要求為背景、以基本能力訓練為基礎、以綜合素質為核心、以創新教育為主線,積極建設、完善基于能力培養的實踐教學體系[7-9]。

輸電線路工程專業實踐環節是實踐教學體系各個要素構成的有機聯系的總體,體現了科學性、前瞻性和可操作性。應遵循“注重基礎、強化訓練、加強綜合、培養能力”的基本原則,以學生的認知規律、教學內容前后銜接關系確定層次,以能力培養目標和實踐教學環節確定模塊、以項目驅動創新實踐教學內容[10-11],構建分層次、模塊化的輸電線路工程專業實踐環節。

分析輸電線路工程專業新版培養方案中的專業特色、培養目標、專業培養基本要求以及主干課程,輸電專業實踐教學環節建設應實現如下的培養層次:

(1) 使學生能夠驗證、鞏固、豐富基本專業理論知識；

(2) 使學生具有輸電線路的測量、施工、運行維護等動手實踐能力；

(3) 使學生具有輸電線路實際工程設計、分析計算能力；

(4) 使學生具有一定的輸電線路相關的科學研究創新能力。

1.3 專業實踐環節的作用分析

在實踐教學中,動手實踐、工程設計能力培養是重要載體和目標,理論知識學習是精髓,研究創新能力培養是升華,如圖1所示。

圖1 實踐教學環節的培養層次

為達到創辦一流專業的目標,在重視知識學習、實踐能力培養的同時,應適時進行研究創新能力的培養。專業實踐環節應充分挖掘實踐教學的功能,結合學生的實際因材施教,實現學生知識學習、研究創新能力培養并重的更高目標。概況來說就是實踐教學應實現學研雙驅的模式。

2 學研雙驅模式的輸電專業實踐教學體系

2.1 專業實踐教學體系研究方法

為建立完善的輸電線路工程專業本科生研究創新能力培養新模式,提高輸電專業學生的研究創新能力,應建立基于學研雙驅模式的輸電專業實踐教學培養體系。本課題采用理論與實踐相結合的研究方法,具體研究思路為:

(1) 基于學研雙驅的理念,對輸電工程專業實踐教學體系進行理論研究；

(2) 針對各個實踐教學環節進行改革；

(3) 通過學生培養效果對理論進行評價,進一步進行實踐教學環節的改革。

2.2 專業實踐教學體系研究成果

本課題對專業實踐教學體系的各個環節進行了深入研究,取得了以下研究成果。

2.2.1 學研雙驅模式輸電專業實踐教學體系理論

研究了學研雙驅模式的內涵、分析了輸電專業實踐教學的特點,明確了學研雙驅模式的輸電專業實踐教學的整體思路,為各個實踐環節的改革、具體實施方案確定奠定基礎。

學研雙驅模式的內涵為:建設一流大學,教學與科研并重、相輔相成。同樣,培養一流的學生,也要知識學習、研究創新能力培養并重。與現有的接受式學科教學不同,“學研雙驅”模式不再局限于對學生進行純粹的書本知識的傳授,而是讓學生參加實踐活動,在實踐中學會學習和獲得各種能力,引導學生自主獲得知識或信息,對于學生學會學習、終身學習和可持續發展具有重要意義。

輸電線路工程專業具有“跨學科重實踐”的學科特點,專業實踐教學與培養目標與和要求緊緊相關,體現輸電專業各個方面的培養層次。明確輸電專業實踐教學特點對明確專業實踐教學的目的、定位與路徑具有重要的導向意義。

學研雙驅模式的輸電專業實踐教學的整體思路為:分析研究專業實踐教學環節各個組成部分的定位和相互關系,具體明確各個環節中“學”“研”的作用,采用理論與實踐相結合的研究方法,對各個實踐教學環節進行改革,不斷根據學生培養效果對實踐教學方式進行評價,進一步完善專業實踐教學體系。

2.2.2 提升“研”培養為目標的實驗/實踐課程升級

基于學研雙驅模式的要求,輸電專業綜合實驗/實踐課程應在能使學生進行驗證、鞏固、豐富基本專業理論知識及培養學生動手實踐能力的基礎上,滿足科學研究創新能力培養的更高要求。因此,對專業綜合實驗、實踐的內容體系進行了整合、優化。具體研究成果包括:重新審視了各實驗、實踐項目,明確了其在學生能力培養中的定位；對實驗、實踐的具體內容、步驟進行了優化；開發并豐富了實驗、實踐項目；整理并編寫了專業綜合實驗指導書。重點進行了科學研究創新能力培養實驗、實踐項目的研究、優化整合和開發。

2.2.3 “類現場”的專業課程設計綜合改革

專業課程設計以課程中的成熟理論知識進行工程分析、計算、設計。專業課程設計重點進行“學”的培養,需要強化學生利用所學知識解決實際問題的能力。

傳統課程設計存在諸多弊端，例如學生缺乏對專業的了解、多門課程的課程設計較為孤立、缺乏知識的穿插與交涉、理論與實際脫節、課程設計時間較短、效果不理想等。為解決這些問題,增強課程設計的新穎性、靈活性、實際性、綜合性,提出了“類現場”的專業課程設計綜合改革。

基于學研雙驅模式,以具體工程項目為選題,以實際工程設計軟硬件為工具,參照工程設計現場組織分工形式,綜合架空輸電線路設計、輸電桿塔設計、輸電桿塔基礎設計等各專業課知識,以輸電線路的完整綜合設計為目標的專業課程設計綜合改革,以使學生在學校得到“類現場”的工程設計訓練。同時加強課程設計的教學指導、完善課程設計的考核標準、考核實際工程的表達能力,使學生在培養“學”的能力的同時提升“研”的能力。經實踐檢驗,采用“類現場”的專業課程設計綜合改革取得了良好效果。

2.2.4 “長線導師制”畢業設計改革及實踐

畢業設計對學生的培養至關重要,但傳統畢業設計對學生“學”“研”能力的培養有所欠缺。主要表現為:學研能力培養深度不夠,畢業設計總時間為12周,難以在如此短的時間內總結4年所學,檢驗提高自己的綜合能力；學研能力培養的個性化需求難以滿足,選題缺少教師與學生之間的充分交流,無法針對學生以后的工作學習情況安排合適的題目；學研能力培養的環境氛圍不足,學生在畢業設計過程中“單打獨斗”,無法在繼承的基礎上創新、在協作的團隊中進步。

為此,提出了“長線導師制”的畢業設計指導工作模式，將學生畢業設計的開始時間提前至大四上學期,解決畢業設計時間倉促的問題,用時間換空間。此外,研究時間跨度可使教師指導學生的有效時間得以保證,通過充分交流,學生可以根據自己的興趣愛好選擇題目,教師也可根據自己特長為學生選定題目,增強學生對畢業設計的主觀能動性。指導時間的延長,也可為學生提供科學合理的工作計劃,以求高效地完成畢業設計。畢業設計時間的延長,可以讓學生與課題組團隊接觸融合,在良好的環境氛圍內開展工作,提升“學”“研”綜合能力。在此過程中,著重培養學生的獲取信息能力、專業外語翻譯寫作能力、專業軟件運用能力、設計與工程實踐能力與研究問題能力。

從2015年起,輸電線路工程專業的畢業設計采用了長線導師制,提高了畢業設計的水平,在保證學生學習能力培養的基礎上,加強了研究能力的培養。2015屆畢業生在機械工程系5個本科專業統一安排的畢業答辯中,取得“優秀”成績學生比例最高,培養效果得到了專業教師和學生的認可。

2.2.5 基于“課內外統合”的課外實踐教學建設

“課內外統合”是“學研雙驅”培養模式實現的一個重要渠道和方式。由于實踐教學的時間、空間、方式的開放性,更適合課外展開相應工作。因此,應對課外實踐教學進行整合、優化,充分發揮課外實踐教學對“學”“研”能力的培養[12]。目前完成的創新實踐基地建設成果為:

(1) 校內創新實踐基地建設以挑戰杯、創新實驗項目、機械創新設計大賽等競賽帶動校內課外實踐教學建設,以開放實驗室、研究室等促進形成課外實踐活動的良好氛圍,提出了本科實踐研究項目的常態化機制滿足學生課外實踐研究的需求,推進輸電專業校內創新實踐基地建設。

(2) 校外創新實踐基地目前有專業生產實習基地：山東電力培訓基地、保定供電公司。以后將爭取在省級電力設計院、國網電力建設研究院和供電公司的輸電線路工區建立實訓和實習基地,為學生提供理論結合實踐的訓練機會。

2.2.6 學研雙驅模式的實踐教學硬件環境建設

輸電專業綜合實驗/實踐課程建設、校內創新實踐基地建設、畢業設計改革等為實踐教學的硬件環境提出了新的要求。因此對實驗室的相關儀器、設備進行了改造、升級和完善。

我校輸電線路實驗室占地面積430 m2,主要由輸電線路鐵塔結構實驗系統、輸電線路導線實驗系統、力學性能及疲勞特性實驗系統組成,可進行包括鐵塔結構強度、穩定性、疲勞方面的研究,導線力學、防舞技術、在線監測技術、覆冰脫冰特性研究與鐵塔構節點力學性能等多方面的研究。

3 結語

緊緊圍繞著培養輸電線路工程專業人才的培養目標,以社會發展對人才的要求為背景,以基本能力訓練為基礎,以綜合素質培養為核心,以創新教育為主線,積極建設、完善現有實踐教學體系,建立了學研雙驅的新型輸電線路專業實踐教學體系。基于輸電線路專業的課程特點與專業特色,從實踐教學的各個環節入手,探索具體實施方案。提出了“類現場”的專業課程設計模式、“長線導師制”的畢業設計模式等多項舉措,對于培養學生的“學”“研”綜合能力起到了良好的導向與促進作用。

References)

[1] 廖玉芳,吳賢云,杜東升,等.2008年湖南低溫雨雪冰凍天氣分析與數值模擬[J].自然災害學報,2011(2):169-176.

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Research on for practical teaching system for transmission line engineering specialty based on studying-researching double driven mode

Yang Wengang, Wang Zhangqi

(Department Mechanical Engineering,North China Electric Power University, Baoding 071003,China)

Combined with the specialty characteristics and training objective,the research on the practical teaching system for transmission line engineering specialty is conducted,which could help to construct the new training system for cultivating the research and innovation ability of transmission line engineering professional undergraduates. The new practical teaching system of transmission line engineering specialty based on the studing-researching double driven mode is proposed.From the each segment of practice and teaching,the concrete implemention plan under new mode is studied, the “Similar-spot” professional course design mode is especially proposed and the “Long-term supervisor system”graduation design mode has better promotion to improve students’ research and innovation ability,professional basic ability and personal comprehensive quality.

studying-researching double driven mode; transmission line engineering; practical teaching system; silimar-spot; long-term supervisor system

10.16791/j.cnki.sjg.2017.05.049

2016-10-28

河北省高等教育教學改革研究與實踐項目(2015GJJG236)；華北電力大學教育教學改革立項目

楊文剛(1982—),男,河北保定,博士,講師,主要研究方向為輸電線路結構設計及安全運行技術.

E-mail：hdywg@126.com

G642.0

B

1002-4956(2017)5-0198-03