提高解决实际问题能力的电力系分析课程及实训改革设计

蔡晔

[摘 要] 该文在论证中认为，工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，是针对高等教育本科工程类专业开展的一种合格评价。在工程教育专业认证的背景下，通过电气系统稳态分析及课程设计改革进一步加强对学生解决复杂工程问题的训练，强化学生的工程意识，响应专业认证一级指标点“研究并解决复杂工程问题”，有效拓宽毕业生的就业渠道，对电力系统稳态分析教师队伍建设、学科建设和发展起到很好的促进作用。

[关键词] 工程教育认证;专业认证;电力系统稳态分析

[作者简介] 蔡 晔（1988—），女，湖南益阳人，博士，长沙理工大学电气与信息工程学院讲师，主要从事电力系统稳态分析与控制研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）17-0212-02    [收稿日期] 2019-12-24

電力系统稳态分析及课程设计作为电气工程及其自动化专业一个综合性、专业性很强的独立学分且含必修实验的课程，是电气工程专业的特色教学环节，也是电气工程专业工程教育认证重点考察的对象。通过该门课程可以培养学生运用专业理论知识独立分析、处理和解决复杂工程问题的能力，也是获得电力系统工程师的实际工程基本训练;是实现电气工程专业人才培养目标的重要手段;是提高学生的实际动手能力、专业试验能力、创新思维能力和综合分析能力，提高学生综合业务素质的重要手段。

在互联网技术与数字经济的强力冲击下，能源电力行业拥抱互联网的呼声日益高涨。2019年初，国家电网有限公司审时度势，创新性提出全面推进“三型两网”世界一流能源互联网企业的战略部署，泛在电力物联网建设将成为国网公司当前和今后一个时期的重要工作。随着《泛在电力物联网建设大纲》的发布，如何根据实际电力系统建设及未来发展需求，遵循工程教育认证的“持续改进”理念，对电力系统稳态分析及课程设计教学目标、教学内容、教学方法和教学手段的持续完善和改革势在必行。

一、国外可借鉴的经验

加强工程人才培养创新是提升国家竞争力的关键。为了提高工程教育质量，各国的高等教育都在积极进行工程教育认证。在此背景下，各国高等教育纷纷对工程教育进行改革，其中比较有代表性的是美国为代表的“北美体系”和德国为代表的“欧洲体系”。

美国工程教育从“技术范式”走向“科学范式”再到如今的“回归工程”阶段。回归工程理念最先由麻省理工学院提出，之后美国工程教育界开始关注回归工程的理念，强调回归工程理念对改革当前工程教育所具有的重要指导意义，要求高校亦要树立工程实践教育理念，加强工程实践能力的培养。美国斯坦福大学工学院则明确要求学生要积极参与能够获取工程经验的项目，这正是重视工程实践能力培养的体现。美国工程与技术认证委员会的执行主任Michael K.J.Milligan在2016年工程教育认证国际研讨会上发表报告，指出为了应对全球化背景下的各种挑战，美国工程教育在《华盛顿协议》的引领下，致力于培养能够解决复杂工程问题、具备实践动手能力的工程师。由此可见美国工程教育对解决复杂工程问题能力培养的重视程度。

德国工程教育模式实行的是以培养实用型工程师为主要目的，面向世界，以行业发展和市场需求为导向调整课程结构、教学内容以及教学方法的工程教育模式。德国工程教育阶段的前三年在学校进行工程理论的学习，最后一年进行工程实习，也是最重要的一个阶段。虽然北美和欧洲的工程教育改革具体措施略有所不同，但是工程教育新思潮的走向基本保持一致，都是强调重视工程实践，让工程教育回归工程。

二、教学内容与实训改革内容

电气系统稳态分析及课程设计是电气工程及其自动化专业课程体系中对专业认证一级指标点“研究并解决复杂工程问题”支撑度和占权重最高的一个教学环节，也是在校内进行工程训练的综合创新实践环节。在工程教育专业认证的背景下，通过电气系统稳态分析及课程设计改革进一步加强对学生解决复杂工程问题的训练，强化学生的工程意识，提升学生的工程实践能力和创新能力具有重要的现实意义。

（一）以提高“复杂工程问题解决”能力为目标、立足于“回归工程”实践的电力系统稳态分析教学内容优化

1.在教学课件中增加真实电气设备和工程项目建设的照片和视频，强化工程实践中的实物认知，并利用动模实验室以物理模拟形式呈现完整电力系统的综合平台，建立电力系统运行中涉及到的发电、输电、配电和用电及监测控制等电力工程相关认知。

2.建立课程微信公众平台，课前将相关教学资料和科普知识以专题的形式直接推送到学生的手机终端，学生可以随时随地浏览信息自主学习，充分利用碎片化时间。课后还可快速便捷地搜集学生的反馈，如课程感想、课后问题等，便于师生之间进一步交流和互动。

3.结合最新的《泛在电力物联网建设大纲》引导学生较全面了解一定的工程设计方法，实现电气新技术介绍的双语教学，鼓励学生通过查阅中英文资料，深入理解自己感兴趣的新技术，提高解决复杂工程问题的能力。

（二）“工程项目式”电力系统稳态分析课程设计方法改革

传统的课程设计指导方法通常为教师讲解，学生按设计指导书步骤进行操作。依据工程教育模式“产出导向”的思路，参照实际电网规划工程项目实施的流程，进行“工程项目式”课程设计方法改革，学生从被动操作的角色转化为主动设计参与的角色。考虑将课程设计的实施分解为“工程问题需求分析—方案讨论与设计—设计方案校验与完善—总结与验收”四个步骤。这样在整个实验环节中，学生完全处于主导地位，自己发现问题、提出问题和解决问题，可以充分调动学生的积极性，培养和提高学生综合运用学科知识独立解决工程问题的能力和自主创新能力。

三、教学内容改革实施方案

首先，基于工程資料的搜集，提炼可用于理论教学和课程设计的复杂电力系统稳定运行的相关问题，引导学生通过发掘自身感兴趣的新理论或新技术，查阅相关中英文文献，并针对新理论或新技术的内容进行详细研究与设计。然后，针对建立问题情境，针对性地设计相应的课堂教学活动和学习活动来促进学生进行知识的迁移应用和创新。教师任务包括问题情境设计、案例分析、问题研讨、成果展示与汇报、分组讨论、问题交流与指导等。最后，充分利用信息技术，采取多种信息化教学手段有效支持教学的开展，在图片视频化多媒体课件制作、课程微信公众平台建设方面进行积极的探索。

四、结语

以提高“复杂工程问题解决”能力为目标，立足于“回归工程”实践，并结合最新的《泛在电力物联网建设大纲》，优化电力系统稳态分析教学内容，引导学生较全面了解一定的工程设计新方法或新技术，鼓励学生通过查阅中英文资料，深入理解自己感兴趣的新技术，提高解决复杂工程问题的能力。基于实际工程项目，抽象课程设计需求与实施流程，探索建立“工程问题需求分析—方案讨论与设计—设计方案校验与完善—总结与验收”的电力系统稳态分析课程设计实施新方法。

Abstract：Engineering education certification is an international quality assurance system for engineering education，and it is a kind of qualification evaluation for higher education undergraduate engineering majors.Under the background of engineering education professional certification，through the steady state analysis of electric system and the reform of the curriculum design is further strengthen the training of students to solve complex engineering problems，strengthen the students' engineering consciousness，professional certification level response index point "to study and solve the problem of complicated engineering"，effectively broadening the channels for the employment of graduates，the power system steady state analysis，the construction of the contingent of teachers，have very good role in promoting discipline construction and development

Key words：engineering education certification;Professional certification;Steady state analysis of power system