基于工程教育专业认证的电力系统自动化课程研究

□危雪

基于工程教育专业认证的电力系统自动化课程研究

□危雪

工程教育专业认证是实现工程教育国际互认的重要基础，高等院校的本科教学应围绕工程教育专业认证的要求进行改革。本文阐述了基于工程教育专业认证所设计的电力系统自动化课程的教学研究理念和教学模式。

工程教育专业认证；电力系统自动化；课程研究

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度。2013年6月19日中国成为国际本科工程教育学会互认协议《华盛顿协议》的成员，即我国的高等教育中凡是取得了工程教育专业认证的学生，就具有了国际互认质量标准的“通行证”。因此，工程教育专业认证是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础，对我国的高等院校本科教育具有极大的意义。

电力系统自动化课程属于目前我国能够进行工程教育专业认证的专业——电气工程及其自动化的专业主干课程。该课程围绕电力系统自动化的基本概念、基本原理和实现技术以及反映电力系统自动化技术的新进展，如电网调度能量管理系统、分布式发电、微网控制、智能电站等内容进行教学，具有理论性和实践性并重的特色。为了适应工程教育专业认证的要求，对该课程进行深入的教学研究是十分必要的。

一、围绕工程教育专业认证进行教学理念改革

1.强调以学生为中心

工程教育专业认证以学生和用人单位对学校或专业所提供服务的满意度来作为认证的重要指标，因此在电力系统自动化课程的教学中，注重以学生为中心应体现在三个方面：

（1)准确性。教学中对各类电力系统自动化设备的工作原理，必须要由浅入深进行清晰地阐述，特别是实现自动化的逻辑判断要进行精准地推理，让学生建立良好的知识储备，为未来从事电力系统运行工作打好基础。

（2)应用性。面向全体学生，将学生作为首要服务对象，协助并鼓励学生独立思考、查阅相关资料，然后在电气专业实验平台上自主设计与电力系统自动化课程理论知识相关的实验操作项目，若发现实验现象与所学理论不符时，需指导学生尝试自行解决，培养学生的创新思维，帮助学生更好地掌握所学专业知识，提高独立研究的能力，有利于在未来工作中具有较强的独立思考和解决问题的能力。

（3)先进性。电气专业的学生未来是面向电力系统工作的，随着电力系统的发展和工程技术的进步，对系统的运行管理主要是依赖各类电力自动化设备、应用各种自动化控制技术来完成的。因此，现场中所应用的电力系统自动化设备是最先进的，而且是通过了安全性和经济性检验的设备类型。让学生进入现场去认知真实的自动化设备，并由教师整理现场中的设备资料，回归课堂上补充讲解其工作原理，比传统的课本教学效果要更好，也有利于学生更好地适应未来的工作，学生和用人单位都能从中受益。

2.强调以学生学习产出为导向

工程教育专业认证要求对照学生的核心能力、素质要求来评价专业教育的有效性。其根本目的是考核“教育产出”，即学生学到了什么，而非“教育输入”，即教师教什么。因此，对电力系统自动化课程而言，学生学习后必须具备的核心能力应包括电力系统自动化基本工程知识的应用、电力系统运行复杂工程问题的分析、设计和开发电力设备自动控制问题的解决方案等，素质要求则应具有电气专业职业规范、个人和团队合作、沟通良好等。采用“能力导向”认证标准的其他方面，如对学生的评价方式、教师应承担的责任、教学资源的合理投入等都要围绕着学生的能力素质培养来设计，最终目的是要保证学生培养质量满足职业的要求。

3.强调合格评价与质量持续改进

工程教育专业认证注重工程教育的基本质量，是一种合格评价，同时还要求专业建立持续有效的质量改进机制。因此，对于电力系统自动化课程首先应建立教学过程质量监控机制，其次建立学生课程结业后的跟踪反馈机制，对培养目标是否达成要进行定期评价，最后能证明评价的结果被用于电气专业的持续改进。

二、围绕工程教育专业认证进行教学模式设计

工程教育专业认证对学生的培养要求应通过各类课程的教学模式设计来体现，所覆盖内容需要在传统教学上进行重新规划，应偏重于学生解决工程问题的能力和专业素质的培养。电力系统自动化作为电气专业的主干课程，应当按照工程教育专业认证要求，完全覆盖以下内容：

1.工程知识

电力系统自动化课程涉及三个层次的工程知识：最底层是数学和物理，可以用于解决基本的工程计算问题；中间层是工程基础知识，如电机、电力电子、信号与系统、自动控制理论等，可以用于解决对工程逻辑理解的问题；最上层是工程专业知识，如电力系统分析、继电保护、电力系统远动与调度、智能控制等，是系统解决复杂工程问题的关键知识。因此，学生要具备良好的专业基础，这三个层次的工程知识在课程教学中需全部得以应用，缺一不可。

2.问题分析

电力系统自动化是电力系统运行的实现手段，因此电力系统自动化课程中涉及的工程问题众多，如发电机并网运行、励磁调压、频率调节等，这些工程问题是现场中最重要的安全运行问题，对电力系统是否能正常工作起着决定性作用。对这些工程问题经过提炼和设计，可综合成为一系列复杂工程问题，让学生应用数学、物理和电气专业知识中的基本原理，识别、表达、并通过文献资料等来研究分析这些复杂工程问题，以获得有效结论，提高学生分析问题的能力。

3.设计、开发解决方案

在电力系统自动化课程教学中，传统教学资源在解决问题时有既定模式的解决方案，但是现场中复杂工程问题的解决方案往往很少只有唯一的一种方案，总是在众多方案中取其最佳来作为最终的解决方案。因此，在教学中，应当允许和鼓励学生针对复杂的电力系统运行问题，应用其掌握的工程知识，对问题进行独立分析，并能够自主设计解决方案。以系统电压降低为例，此类问题的解决方案可以通过分析和计算发电机组的无功备用容量以及运行成本，来决定是采用发电机利用自身调差系数自动调节励磁升高电压，或减少负荷中较大容量的无功负荷，或利用全厂AVC进行无功自动分配来稳定电压，或在配置点自动增加全系统无功电容补偿装置等方案来恢复电压到正常值。同时，所采用解决方案的效果还取决于特定需求的系统的运行条件，只要条件发生了变化，原来最优的方案就有可能不再适用，而必须选用新的解决方案。指导学生在设计、开发解决方案的环节中，也能根据所发现的问题培养学生的创新意识，做到综合考虑各类影响电力系统运行的因素，充分应用自动化设备和自动化控制技术的知识来培养学生全面分析解决复杂工程问题的能力。

4.使用现代工具

在电力系统自动化课程教学中，有些知识点是可以进行模拟的。例如电力设备的信号采样，可以在教学环节中利用现代工具进行学习的扩展，如利用MATLAB平台让学生自主开发信号采样模型，通过建立不同的初始信号，模拟出各类采样信号输出结果，让学生摆脱传统的公式记忆，而从更形象直接地理解电力设备自动采样的原理。

5.职业规范

电力系统的运行是依据各类运行规程得以顺利开展的，运行规程是所有电力系统工作者的操作守则和安全保障。在电力系统自动化课程教学中，必须引入并结合自动控制操作，讲授与现场完全一致的电力系统运行规程，在课堂上设计相关操作项目，让学生以运行规程严格模拟各项操作，理解并遵守工程道德和规范，履行责任，培养其安全工作意识。

6.个人和团队

电力系统自动化课程教学中，应设计某些大作业项目，以若干学生划分为一个项目组，并由其自主推选出组长，在组长的安排下，其余组员在项目中承担计划制定、执行、监督、管理等不同的角色，培养学生在未来工作中能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

7.持续改进

对教学效果的评价，要建立教学过程质量监控机制。在电力系统自动化教学中，各个知识点环节都要明确给出培养目标和质量要求，通过教师现场跟踪每个学生的学习环节、设计环节、合作环节等过程进行监控和质量评价，并以此计入课程考核成绩的50%；同时还应定期进行课程教学模式改进和教学质量评价，并建立学生后续课程跟踪反馈机制，对课程培养目标是否达成进行定期评价，将所有评价的结果用于电力系统自动化课程及电气工程专业的持续改进。

三、总结

工程教育专业认证使得我国的高等教育与国际教育成为一体化的趋势越来越强。未来的高校本科教学应当遵循认证的要求，定期进行课程教学模式改进和教学质量评价，在条件允许下，还可建立用人单位对学生的社会评价机制，将所有评价的结果用于专业的持续改进。

[1]陆勇.浅谈工程教育专业认证与地方本科高校工程教育改革[J].高等工程教育研究,2015,(6):157-161.

[2]谢迎娟.翻转课堂模式下提升学生创新能力的应用与实践[J].新课程研究（中旬刊),2016,(5):35-37.

（编辑：郝 婵）

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1671-0568（2016)26-0076-02

危雪，三峡大学电气与新能源学院副教授。研究方向：电力系统运行研究。