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1、电气工程及其自动化专业(电力系统方向)实践性教学的改革与实践 【摘 要】本文依据目前工科院校中实践性教学环节的现状，并结合中原工学院电子信息学院基于CDIO工程教化理念的改革思路，将CDIO教化理念融入实践性课程设置和教学过程中，针对电力系统方向的实践环节中课程试验、课程设计和毕业设计的指导思想、教学模式、设计内容和实施过程的改革与实践做出总结，希望对应用型本科学生的工程实践实力和创新思维的培育能起到肯定的指导作用。 【关键词】电力系统 实践性教学 CDIO 改革与实践 【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2022）22-0078-02 一 引言 工科院校
2、的实践性教学一般分为：课程试验、课程设计、实习环节和毕业设计。在这些教学环节中，“重学问、轻实力，重学术、轻应用，重说理、轻实效”是工科教学存在的普遍问题。基于这种现状，我院以体现当今工程教化中先进教化理念CDIO模式为指导思想，对整个学院人才培育模式作了较为深化的改革和探究。本文结合我院人才培育模式的改革背景，将CDIO教化理念融入实践性课程设置和教学过程中，针对电力系统方向的实践环节中课程试验、课程设计和毕业设计的指导思想、教学模式、设计内容和实施过程做出总结，希望对应用型本科学生的工程实践实力和创新思维的培育能起到肯定的指导作用。 二 我院电力系统方向设置的背景与定位 1.电力系统方向设
3、置的背景 我院从2022年起先实行“按电气信息类大类招生，两年后按学生的爱好和须要分专业”的“2+2+x”教学改革。即两年基础课学习，两年专业平台课学习，“x”就是同一专业的学生到专业平台课学习完成后，依据自己的专业爱好和目前的社会需求选报专业方向，选修一组某专业方向的限选课程和该方向的选修课程，并进入该方向为期一年的毕业设计过程，以达到学以致用，学有所长。我院电气工程及其自动化专业在这项大的人才培育模式改革的背景下形成了“电机设计”、“电机限制”、“建筑电气”和“电力系统”几个专业方向。进入专业方向后，实践性教学环节的支配除了课程试验外，主要有：为期3周的方向课程设计，为期2周的毕业实习和为
4、期1年的毕业设计。 2.电力系统方向人才培育目标定位 电气工程及其自动化专业电力系统方向人才培育的目标定位是：培育能从事电力系统运行、设计、试验、限制和计算机应用等领域工作的高级应用型工程技术人才。毕业生可在电力系统、发电厂、供电企业、电力工程设计单位、电力设备及电力自动化设备开发单位及用电单位等较宽范围内就业。 三 基于CDIO工程教化模式的实践性教学环节的改革与实践 1.CDIO工程教化模式概述 CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）四个英文单词的缩写，它是“做中学”和“基于项目教化和学习”的集中概括和抽象表达。CDIO
5、工程教化的理念是充分利用高校学科齐全、学习资源丰富的条件，以尽可能接近工程实际，涉及技术、经济、企业和社会的团队综合设计项目为主要载体，结合专业核心课程的教学，使学生能得到全面的训练和提高。 2.基于CDIO工程教化理念的“板块式”课程试验设置 我院基于CDIO工程教化理念的“做中学”和“基于项目教化和学习”的思想，改革以往课程试验以课程为主题，以学问点为核心，专业内各课程间条块分割，没有整体优化和统一的培育目标的缺点，提出课程试验的“板块化”设置。板块化试验项目的设置以专业核心课程和相应的选修课程之间学问点的相互联系为原则，强调基于项目的试验构思、设计、实现、运作。让课程试验真正起到“亲身经
6、验与感受”的作用。 基于以上原则，我院把教学试验设计成若干个详细的实际工程系统，每个工程系统由3级项目组成：1级项目为工程要求，提出总的培育目标和要培育的工程实训实力；2级项目为进一步划分的工程各子系统的设计与分析；3级项目 才是详细的试验内容和试验科目。如我院设置变电站设计与爱护大板块的试验课程，将电力系统分析、发电厂电气主系统、电力系统继电爱护、计算机仿真、电力系统规划、高电压技术等课程融合成为一个大板块的试验课程，这些课程都具有很强的内在联系，即以发电厂电气主接线方案为平台，依托短路计算和潮流计算来实现电力系统中设备选择与运行、爱护的整定与实施、能量的变换和传递、系统的限制运行及其动态过
7、程仿真分析等环节。学生通过这一个大板块理论和试验课程的学习，其工程实践实力的培育在机制上就更加敏捷，学生的试验课程支配就不再受到理论课程的教学学时数的局限和理论课程教学前后次序的束缚，学生在学习理论课程的细微环节之前，就能树立电力系统整体学问的要点和宏观概念。在教学时间上也能够得到有效的保障，如学生通过开放性试验室的运行，可以获得远远超过课内试验学时的工程操作的训练时间，通过自主性、综合性、设计性、创新性试验内容的设置，在学习效率和质量上能得到进一步的提高。 3.基于CDIO模式的课程设计的设置 从电力系统方向培育目标和基本要求中，可以看出：（1）课程设计是本方向主要实践环节，传统的课程设计一
8、般是根据各主干课分别设置的，鉴于上述我校的专业设置背景，不行能有这么多的学时。（2）课程设计以发电厂、变电所设计和运行限制为主。基于此，我校在课程设计的模式上作了一些改革，即在完成全部课程后，进行为期3周的电力系统方向课程设计。我校选定电力系统分析、发电厂电气主系统和电力系统继电爱护三门课程作为方向必修课程，选定高电压技术、电力系统综合自动化、电力系统规划和电力系统运行和限制作为方向选修课程。根据人才培育模式的要求、学问体系的要求和时间的限制，把课程设计内容定为以发电厂、变电所设计为主线，贯穿全部课程的内容，完成一个完整的项目设计过程。 基于CDIO工程教化思想，把课程设计分解为一个具有三级项
9、目的工程。项目设计的核心思想是激励学生进行主动学习和综合学习，开展学术研讨活动，推动学生学习系统构建、模型分析、算法比较、仿真开发、科学结论分析等技能。在课程设计项目中，老师只起引导作用，通过专题讲座、技术研讨、方案探讨等形式启发学生的创新思维。通过CDIO模式下的课程设计，学生对于所选探讨对象进行系统模型分析计算，可以培育学生用数学逻辑方法精确描述电力系统拓扑结构、反映系统行为的参数体系、系统行为的实力。项目内容可以完全跳出学生个体实力的差异，不同水平的学生可以选择不同困难程度且适合自己的设计方案，根据要求完成各个环节设计任务，同样能起到实力熬炼和巩固学问的作用。另外，优秀的选题和成果可以用
10、于替代今后教案中陈旧老套的实例，为更新教学素材作充分的积累。 4.基于CDIO模式的“产、学、研”相结合的毕业设计过程改革 CDIO工程教化思想是让学生以主动、实践和课程之间有机联系的方式学习工程技术。教学过程中加强与社会各行各业特殊是专业技术行业的联系，这也是当前高等教化改革与发展的趋势之一。我院基于CDIO工程教化思想，实施按“产、学、研”相结合的模式来组织和管理为期一年的毕业设计（包括毕业实习）的教学过程。 我院根据以下三个环节来管理毕业设计过程：首先，建立严格的设计课题审批制度。指导老师按要求填写毕业设计选题审批表，包括课题来源、设计内容、技术要求、学生人数等。审批表先后通过课程组和学
11、院组织的专家组审核合格后方可作为毕业设计题目；假如学生到生产单位或实践性教学基地去做毕业设计，须事先提出书面申请，还必需按教学要求选题和选派指导老师，将课题内容摘要、主要指标、文献资料和校外指导老师的姓名、学历、职称等以及单位供应的软硬件条件以正规格式报送学院，经过审查后方准前往，并同时指定校内指导老师做教学指导。其次，进行定期的检查汇报。为确保毕业设计的质量和进度，要求学生定期向专业课程组汇报毕业设计状况，我院的毕业设计质量监控体系设计了四个环节，即开题、中期检查、毕业设计课题验收、毕业设计答辩。这也是整个毕业设计质量监控体系的四个视察点。其中开题要检查的重点是检查文献阅读与利用的状况、总体
12、方案的设计内容；中期主要检查总体方案中采纳到的核心技术的试验状况；课题验收主要检查学生所设计的系统运行状况，数据分析与结果如何，是否完成毕业设计任务；答辩主要考查学生的毕业设计论文、学生的语言表达实力。最终把好答辩与综合评分关。学生的毕业设计成果应由综合评分来确定，包括工作表现、实力和素养等方面的平常考查成果、毕业设计成果的验收成果、论文成果及答辩成果。无论是在单位还是在学校答辩，都要求综合考虑上述几项成果，以确保毕业设计的质量。 四 结束语 从2022年起先，我院起先实施基于CDIO的实践性教学环节的改革措施，通过这几年的实施，取得了良好的效果。我院依据社会和企业的急需技术，有针对性地支配实
13、践性教学，培育学生的一技之长与工程实践实力；坚持这个方针，我院培育的学生在激烈的人才市场竞争环境中，具有了自己的独特优势和生存空间，提高了学生的就业竞争力。同时，我院与企业联合加强实践性教学环节，在企业建立了长期稳定的实践性教学基地，也弥补了学校试验设备不足带来的不便。因此，可以认为，这种教学模式的改革无论是对于学生，还是对于老师、学校乃至社会都是有利的。 参考文献 1毕睿华、刘海涛、李军.基于CDIO模式下电力系统分析课程教学的探讨J.南京工程学院学报（社会科学版），2022（9）：6568 2张慧平、戴波、刘娜等.基于CDIO教化理念的自动化课程的改革与实践J.电气电子教学学报，2022（
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