工程教育認證背景下地方本科院校“電力系統暫態分析”教學探索與總結

孫園

摘 要 探討作為地方性應用型本科院校，在工程教育認證背景下，針對“電力系統暫態分析”課程的改革。包括教學目標與畢業要求的對應關系，以OBE理念優化課程內容，教學內容在實踐項目上的應用等，以及持續改進中的教學成效分析和教學反思。

關鍵詞 工程教育認證 “電力系統暫態分析” 課程研究

0 引言

“電力系統暫態分析”是電氣工程及其自動化專業中“電力系統自動化”方向的核心專業課之一，是“電力系統分析”中“穩態”和“暫態”兩個組成部分之一，系統性、理論性強，涉及電磁暫態過程分析，抽象思維要求高。因此，這門專業課既重要，又具有一定難度，一向考驗教師的授課能力與學生的思維理解能力。所以，在掌握課程內涵的基礎上，探索適當的教學方法是必要的。尤其在電氣專業進行工程教育認證的過程中，需要結合OBE的教學理念，對該課程進行深入的教學研究。

1 圍繞工程教育認證進行教學過程的探索

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保證制度，也是我國高等教育認證的重要組成部分。[1]作為一所具有“親產業”特色的年輕的地方性本科院校，我校一直把工程教育認證作為目前工程教育改革的趨勢及提升我校工程教育質量的重要抓手。電氣工程及其自動化專業作為學院工科的老牌專業，也積極啟動專業認證工作，把專業建設、人才培養重心轉到工程教育認證上。在相應的專業課程改革中，需要明確教學目標與畢業要求的對應關系，以OBE理念優化課程內容，以及如何應用于學生的實踐項目。

1.1 教學目標與畢業要求的對應

我校電氣工程及其自動化專業的培養目標是：本專業培養適應海峽西岸經濟區，尤其是廈門市經濟與社會發展需要，德、智、體全面發展的，掌握電力系統及其自動化、電器及其控制等工程技術領域基礎理論和基本知識的，具備工程師基本素養的，能在電力或電器行業從事設計制造、研制開發、試驗分析、系統運行、自動控制、電力電子技術、生產管理以及電子與計算機技術應用工作，能逐步成長為本領域的技術精英（骨干）或中高層管理專家的高級應用型人才。

在此基礎上，經過論證分析，結合5個培養目標，明確了12個畢業要求，35個指標點，以及各個課程的教學目標與指標點的對應關系。

“電力系統暫態分析”總體的教學目的是使學生了解電力系統的暫態行為，掌握電力系統在暫態過程中的參數計算和分析方法。此課程與畢業要求指標點的對應關系見表1。

1.2 教學內容的調整與優化

“電力系統暫態分析”課程的核心即短路計算，同步電機的數學模型是理論基礎，內部的電磁暫態過程決定故障時的短路計算，從教學經驗看，是本門課程的重點與難點。[2]尤其在部分學生“工程電磁場”、“電機學”課程基礎較弱的情況下，往往難以理解其中抽象的基礎知識部分。而若以OBE的理念來看，教學應當以產出為導向，要以短路分析和計算為最終目標，在此基礎上，理論部分應突出重點，抓住“磁鏈守恒”的分析思路，去繁就簡，抓住解決復雜工程問題的關鍵性理論知識。因此，在一開始涉及此知識點的時候，無需抓住具體方程和公式的分析和推導，而要先從思路著手，搞清楚整體分析框架，再考慮細節上的數學模型，才能避免學生產生“瞎子摸象”的困惑。

1.3 教學內容在實踐項目上的應用

本校電氣工程及其自動化專業的“電力系統暫態分析”課程學分學時設置為2學分，32學時，不含實驗學時。但這并不意味著本門課程是純粹的理論課，因為電力系統的分析本身就具有較強的工程性和實踐性。這些內容可以體現在課程設計、畢業設計等實踐教學環節，希望學生能夠提高文獻研究、工程問題數學建模、報告撰寫以及團隊合作等方面的能力。近年來，每年的畢業設計，都開展了電力系統分析的相關設計任務，如“基于PSAT的某地區電網N-1靜態安全分析”、“基于MATLAB的電力系統短路與接地故障分析”等，利用各類電力系統仿真軟件，結合先進的人工智能算法，對電力系統進行穩態、暫態或穩定性的分析。

2 通過工程教育認證過程進行教學成效的總結

按照工程教育認證的要求，每門課程結束后，要進行達成度的評價和教學反思。其中，課程達成度的計算方式并無統一的要求，可根據各學校各專業的具體情況自行設置。

2.1 課程達成度的評價

我校電氣工程及其自動化專業的指標點計算辦法為：各課程根據自己大綱的要求，制定適當的考核項目。各考核項可以對應不同的指標點，若考核項符合某指標點的分值為A，學生實際得分為B，該指標點的權重為C，則該課程對應的各指標點達成度（評估值）=C譈/A；其中，在同一指標點下，A為各考核項理論滿分之和，B為各考核項實際得分之和，C為所制定《工程教育認證-畢業要求與培養標準能力矩陣》中所確定的權重系數。課程達成度計算即為B/A，計算時只寫出數值即可，精確到小數點后兩位。

“電力系統暫態分析”目前的考核項包括課堂表現、平時作業、大作業及期末考試等。期末總結時，需要對所有學生的所有考核項目得分進行統計，計算出本門課程對應指標點的達成度。近兩年來，“電力系統暫態分析”在三個畢業要求指標點的達成度均在0.7左右，畢業要求1.4和3.1的達成度一般較高，畢業要求2.4的達成度相對偏低，說明學生對綜合運用各種基本原理分析復雜工程問題的能力偏弱。

2.2 課程反思

工程教育認證的另一突出思想是“持續改進”，對教學效果的評價， 要建立教學過程質量監控機制。各個知識點環節都要明確給出培養目標和質量要求， 通過教師現場跟蹤每個學生的學習環節、設計環節、合作環節等過程進行監控和質量評價。[3]

課程反思正是建立在教學效果的評價上，它包括的內容有教學方法的總結、課程考核的情況、課程達成度的計算以及針對達成度情況進行的分析和改進措施。

以往的課程反思，雖然對教學方法和成績進行了分析，但缺乏量化的指標。有了課程達成度的計算，就可以清楚地反映出教學在完成畢業要求上的效果和貢獻程度，才能有的放矢進行反思和改善，形成人才培養的整體閉環。

3 結語

我校的電氣工程及其自動化專業在綜合改革與建設發展過程中，以工程教育認證工作為引領，以“根植廈門、立足海西、面向全國”為服務定位，立足于廈門及海西經濟區域電氣工程（電器及其制造、電力系統自動化）支柱產業需求，有較為明確的專業定位和鮮明的培養特色。“電力系統暫態分析”課程的教學研究，也希望能夠一直以“培養目標為導向，以學生為中心”的教育理念作為驅動，在教學目標、課程內容、實踐教學等方面繼續加強。

參考文獻

[1] 林健.工程教育認證與工程教育改革和發展[J].高等工程教育研究，2015（2）：15-19.

[2] 李光琦.“電力系統暫態分析”（第三版）[M].中國電力出版社，2007.

[3] 危雪.基于工程教育專業認證的電力系統自動化課程研究[J].新課程研究（中旬刊），2016（9）：76-77.