基于OBE教育理念的电力系统专业教学改革与实践

钟嘉庆　吴杰　王云静

摘 要：以OBE教育理念为基础，以工程认证为契机，开展适应电力系统及其自动化专业毕业培养目标的教学方式改革研究，力求培养电力专业的学生在选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具的基础上，综合所学的理论知识来解决工程问题的能力。

关键词：OBE教育理念；工程认证；解决工程问题能力

1 基于OBE教育理念的教学改革指导思想

以教育思想和教学观念转变为先导，以OBE人才培养模式为导向，在教学学术的思想指导下，以教学内容和课程体系改革为核心，以高水平的学科群为依托，以国内外名校的同类课程为参照系，树立教学层次多元化、培养途径多样化的教育理念，将教育创新和高质量人才培养有机结合。

工程教育认证模式是目前我国高等学校培养高质量应用型专业人才的新方向。在教学过程中，注重训练学生的思维逻辑性，加强对学生解决工程实际问题能力的培养。本文通过对电力系统及其自动化专业课程体系的研究，将学生能力培养的核心理念贯穿到整个教学过程中，從教学内容、教学方法方面进行改革，以适应不用专业人才培养需求。

2 电力系统专业教学改革内容

为适应工程教育认证中确定的我校电力系统及其自动化专业毕业生的培养目标，本次教学改革与实践内容全方位涵盖了电力系统发电、输电、用电三大部分，并加入了新能源发电方式，使学生能更好地适应未来的毕业需求。同时，模拟实际生产招投标的项目式管理方式，以投标标书的形式进行项目不同方案的对比分析，培养学生项目管理、决策和团队合作能力。

具体实现方式是，将电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、发电厂主系统、工厂供电、继电保护课程设计等多门课程分散独立的三级项目内容进行统一规划整合，形成一个较为完整的电力系统二级项目。二级项目中包含的技术指标和经济指标如下：

2.1 技术指标

（1）依据“电力系统稳态分析”所学知识进行电力系统的网络结构设计，依据“工厂供电”所学知识进行负荷计算，并依据计算结果进行网络结构的修正。（2）依据“发电厂电气主系统”、“工厂供电”所学知识，在所设计的网络结构及负荷计算结果基础上，进行发电厂、变电站、工厂等组成电力系统的各部分的电气设计，选择满足技术指标的接线方式及设备型号，并画出电气设计结构图（CAD）。（3）在“电力系统稳态分析”课程的理论基础上，运用电力系统仿真分析软件（ETAP），对所设计的整个电力系统进行潮流计算及静态安全分析，并对设计系统结构进行修正。（4）依据“电力系统暂态分析”所学知识对修正后的电力系统进行短路计算和暂态稳定性计算。（5）在“发电厂电气主系统”、“工厂供电”、“电力系统继电保护”课程学习的基础上，以上述计算作为依据，进行高/低压电气设备的选择，并进行继电保护的二次系统的设计及整定。

2.2 经济指标

模拟实际生产招投标的项目式管理方式，让学生对所设计系统进行经济指标的分析。学生对设计完成的电力系统进行经济成本的计算，并以投标标书的形式进行项目不同方案的对比分析。评标委员会按照评标原则进行评标，分别对商务报价部分和技术部分进行评分，最终评出中标方案。

以招投标的项目式管理方式，使学生能够将工程管理的原理和经济决策的方法用于电气系统的设计、运行。该教学改革同时能够培养学生的团队协作及终身学习的能力。

3 电力系统专业教学改革特色

在近三年的各门课程的教学改革中，均体现了OBE的教学理念。同时，各门课程均完成了三级项目的教学改革，使学生有了很好的项目式教学体验以及项目式学习方法的改进。从学生反馈来看，项目式教学能充分调动学生学习的积极性，培养学生综合运用理论知识的能力。

但原有的三级项目都是分散的，按各门课程的教学内容分立形成，本次二级项目教学改革是在三级项目教学改革的基础上，进行更高层次的综合运用能力的培养。结合学生三、四年级一系列的专业理论知识，以工程应用为背景提出问题，学生通过自查资料、调研等，提出解决方案和实施步骤。目标使学生不仅掌握电力系统相关专业知识，同时还能解决工程问题的实践能力，促进学生综合素质和就业技能的提升，满足工程教育认证的要求，使毕业生达到预期的培养目标。

4 项目式教学法的具体实施

项目式教学法，是以学生作为学习主体，在学生理解理论知识的前提下，教师指导学生独立自主完成项目内容，以加强学生实践能力的一种教学方法，其在激发学生学习兴趣、明确学习方向、提高专业基础水平和团队合作意识方面发挥出明显的作用。

4.1 项目式教学过程开展。通过网络教学平台，老师在网站上下发各小组的任务书，需要各组同学依据任务书安排自行查阅资料，进行教学内容的预习；课堂上老师讲解本阶段项目涉及的基础理论知识及项目开展中的注意事项，各小组根据任务需要，讨论工作步骤，进行任务分工及方案实施。这种方式可使学生从单纯的书本知识的学习转移到如何利用基本概念、基本原理和基本方法进行工程问题的分析和解决。

4.2 过程管理及评价

项目教学内容的评价环节中，老师要结合教学目标、教学内容、项目内容等多方面来考察学生成果。项目化教学的考核方式采用学生互评和教师评价相结合的考核方法。在完成项目任务后，学生要对自己分到的工作进行自查，然后小组成员之间进行互查并完成任务报告书。老师组织学生进行作品展示和成果汇报及答辩，由其他组的同学和老师共同指出不足之处并提出改进意见，最后在评价的基础上对每个小组的项目进行考核，给出最终成绩。

4.3 现代仿真技术的应用

使学生掌握电力系统可视化计算分析软件ETAP使用方法，将之应用于电力系统发电厂及变电站的规划设计、潮流和短路计算、稳定性分析、输变配电系统设计和电力系统优化调度中。ETAP以极高的逼真度对电力系统运行情况进行虚拟仿真，可以适应电网规模的变化，能完整地模拟电力系统实时特性、运行方式和运行调度等内容，既能满足实时性要求，又具有开放性和可扩展性，可培养更符合电力需求的高水平毕业生。

5 结论

二级项目的改革与实践是在OBE人才培养模式下，构建“课堂教学+讨论互动+工程项目研究+专业综合训练”的一体化的课程教学新体系。目标是使学生在掌握必要的理论基础知识的前提下，进一步挖掘理论知识和实际应用间的区别与联系，通过多门课程基础知识整合、渗透，为学生进行工程项目研究环节和专业综合训练环节提供更多的工程体验，进一步提高学生实践能力和综合素质。

该二级项目改革的实践成果，将有助于更有针对性地对相关课程的教学大纲、教学计划和实践环节的实施内容提供修改建议。

参考文献

[1]张莉莉，陈群.基于CDIO的电力系统及其自动化方向教学与实践改革探索[J].科技资讯，2015（2）：191-192.

作者简介：钟嘉庆，男，副教授。