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【摘要】分析了工程教育專業認證背景下“供電工程”課程教學過程中存在的問題,依據以學生為中心、成果導向和質量持續改進重構了課程的性質定位、課程目標、教學內容、教學方法、考核評價方式和內容、教學質量監控體系。教學效果證明,基于工程教育專業認證理念的教學改革達到了預期效果,課程目標達成度逐年提高,具有一定的借鑒和推廣價值。
【關鍵詞】工程教育專業認證;供電工程;教學改革
工程教育專業認證是實現工程教育、工程師資格國際互認的重要基礎,其核心理念是以學生為中心(把全體學生學習成果作為關注的焦點)、成果導向(OBE,教學設計和教學實施的目標是保證學生取得特定的學習成果[1])、質量持續改進(建立“評價—反饋—改進”閉環,形成持續改進機制)。“供電工程”是電氣工程及其自動化等電氣工程類專業的專業必修課,教學過程中,應該注重培養學生的基本工程素質,使其具備解決工程問題時所需的考慮可行性、經濟性、可靠性等能力,使學生掌握供配電系統設計的基本原理、分析方法和技巧,為學生畢業后從事供電設計相關領域工作打下理論及實踐基礎,這與工程教育專業認證要求一致。
1工程教育專業認證背景下“供電工程”課程教學存在的問題
“供電工程”課程與實際緊密聯系、實踐性強,但課程內容較多、涉及面廣,雖難度較淺,但隨著技術的發展和相關規范的不斷更新,內容卻在不斷變化和增加。基于課程的上述特點,有必要研究工程教育專業認證背景下傳統教學過程中存在的問題,以切實培養學生的思維能力和運用知識分析解決實際工程問題的能力[2]。(1)課程性質與定位不清,沒有結合學校辦學目標定位、學生學情分析、區域經濟社會發展需求,缺乏與對應企業進行有效的溝通[3]。(2)課程目標制定沒有體現學生的主體地位,課程在目標制定上以教師為主體;注重的是教學活動、教學措施、教學方法等,而不是學生的學習成果;考核評價不能很好地證明學生所得;對畢業要求的支撐不明確。(3)課程教學內容、教學方法不能針對課程目標來設計,不能支持課程目標的實現。教學內容缺乏真實工作任務的針對性,教學方式陳舊,教學重理論、輕實踐,理論與實踐脫節;教學環境與企業生產實際場景間有相當大的差距,無法達到提升學生研究和解決復雜工程問題能力的目的;校外實習中,學生受益多,企業受益少,企業積極性不高,校企合作無法深入,綜合性的工程實踐訓練欠缺,學生有效解決工程實際問題的能力得不到鍛煉[4-7]。(4)課程考核方式和內容不能針對課程目標進行設計,考核方式和內容不能有效支持課程目標的達成。評價考核以偏概全,考核形式仍以傳統的筆試為主,教師評價學生的標準是學生對于知識點的記憶程度,無法考查學生是否理解了所學習的專業知識,以及學生解決實際專業問題的能力[8]。(5)教學過程質量監控機制不能聚焦畢業要求。監控方式以傳統的聽課為主,質量監控與畢業要求沒有相關性,課程質量評價不能聚焦成果產出,缺乏對課程目標達成及對相應畢業要求的支撐。
2工程教育專業認證背景下“供電工程”課程的教學改革
根據工程教育專業認證工作核心理念中“學生學習成果”對課程的要求,“供電工程”課程改革以專業培養目標及畢業要求為指導,制定課程標準,確定課程性質、課程目標、課程目標與相關畢業要求指標點間的對應關系、課程目標與教學內容和方法間的對應關系、與考核環節對應的課程目標等內容,保證課程教學目標、課程內容、課程考核、畢業要求間的一致性。
2.1課程性質與定位
“供電工程”課程教學可使學生了解電力系統的基本組成和相關知識,掌握供電設計的基本內容和方法、短路電流計算,以及供電系統保護接地和防雷的相關知識和技術,培養學生分析和解決低壓配電網設計、建設及運行過程中綜合全面考慮問題的能力,從而使學生對復雜工程問題能夠進行分解和分析,提出改進方案。
2.2課程目標的制定
“供電工程”課程目標包括以下4個方面。課程目標1:了解電力系統的基本組成和相關知識;充分認識供電系統對環境及社會可持續發展的影響;掌握負荷計算、三相短路電流計算,為后續課程的學習打下基礎。課程目標2:掌握高低壓電器設備選擇方法、導線材料及截面選擇、變電站設計、變壓器容量及數量選擇、配電網結構設計,掌握供電設計的基本內容和方法。掌握供電系統的保護和自動化裝置、供電系統保護接地和防雷的相關知識、技術,以及電能節約等,使學生能夠運用所學知識并根據實際要求來確定供電系統的設計目標與方案。課程目標3:能夠利用實驗裝置驗證供配電設計過程中的短路、倒閘操作、繼電保護等基本原理,能夠根據具體的設計要求設計相關實驗;能夠采集相關數據并進行對比分析,得出有效結論。課程目標4:能夠正確利用網絡資源查找文獻,獲取知識,追蹤研究熱點。“供電工程”課程目標對畢業要求的支撐如表1所示。
2.3課程教學內容、教學方法及對課程目標的支撐
(1)教學內容。“供電工程”課程教學內容主要分為4個模塊:基礎知識模塊、一次系統模塊、二次系統模塊、電氣安全與電能節約模塊。具體內容如表2所示。實踐環節主要包括電氣一次系統圖的認知、模擬供電現場的倒閘操作、線路保護、變壓器保護、備用電源自動投入、SCADA監控、無功自動補償等實驗實訓。(2)教學方法。為保證教學的規范性及計劃性,授課教師在保證學生掌握基本理論及基礎知識的基礎上,將學科發展的新思想、新概念、新成果融入教學中,強調啟發式教學,注重學生創新能力的培養,加強學生的工程意識,采用以多媒體課件為主、板書輔助的方式教學。實驗實訓項目的選取盡可能結合現場實際,采取CDIO的模式開展,設計型實驗采用工程教育理念開展,從項目的構思、設計、實施、運行4個方面培養學生的工程實踐能力,同時把工程實踐所必需的工程意識、安全意識、質量意識及環保意識貫穿在教學過程中。綜上,課程教學內容、教學方法對課程目標的支撐如表3所示。
2.4考核方法及內容
考試試卷緊緊圍繞課程標準,有側重地對學生課程學習能力進行考核。教師在閱卷后進行課程試卷分析,參照課程標準對學生考試成績進行總體評價,對課程目標達成情況進行分析。期末考試采用閉卷考試方式(A、B卷),考試成績占總成績的60%;平時成績占總成績的40%。總成績評定=平時成績+期末考試成績。具體考核評價方法如表4所示。
2.5教學質量監控
學校、學院教學督導組專家在期初、期中、期末分別開展教學檢查,對教學過程進行跟蹤與評估;對于課程試卷命題、印刷、監考及考試成績的評定給予明確規定,對上學期的考試試卷、標準答案進行抽查:檢查試卷命題是否緊扣課程標準、是否達到教學要求、是否滿足畢業要求指標;試題及參考答案是否準確,評分標準是否合理;學生成績分布的合理性,以及卷面批改及成績計算的規范性與準確性等。同時建立教學質量監控和保障機制,教學過程中充分聽取學生、一線教師、學院教學督導專家、用人單位的意見和建議,并以此調整課程目標、教學內容、教學過程,持續改進“供電工程”課程的教學工作。
3結語
開展工程教育專業認證可以提高我國工程教育質量,為工程教育改革和發展服務,滿足政府、行業和社會對人才質量的要求,提升我國工程教育的國際競爭力。開展工程教育專業認證的核心理念之一是持續改進,課程改革也應該注重持續改進,持續改進需要廣泛搜集整理學生學習成果數據、畢業生就業及工作情況數據、用人單位的反饋和建議等,并以此為依據不斷調整課程目標、課程內容和教學方法。“供電工程”課程教學改革于2017年在濱州學院電氣工程學院啟動。學生的問卷調查結果顯示,因模塊化教學、CDIO模式的引入,提升了學生的學習興趣,學生的參與感變強,自主學習、解決復雜工程問題的能力和團隊合作能力等都有了較大提高,同時課程目標達成度由2017年的0.75提升到2021年的0.9。可見,基于工程教育專業認證的課程改革對地方本科院校課程教學效果提升有一定的借鑒和促進意義。
作者:張公永 周宣征 單位:濱州學院電氣工程學院