原创《专业认证背景下继电保护课程的教学改革》
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【摘
要】工程教育专业认证是针对高等教育机构工程类专业教育的专业认证,能够通过工程教育专业认证也就意味着该教育机构具有为工业界提供合格的工程类专业技术人才的能力.本文将工程教育专业认证基本理念中的“以学生为中心”和“成果导向”两方面与“继电保护”课程教学实际相结合,介绍了工程教育专业认证背景下“继电保护”课程的教学改革与实践.
【关键词】工程教育专业认证；继电保护；教学改革
【基金项目】本文系三峡大学2016年高等教育研究所研究项目“新工业革命背景下重视学生学习成果的继电保护教学改革探索”（编号：1622）的研究成果.
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2017）29-0055-02
一、工程教育专业认证
2016年6月,我国正式成为《华盛顿协议》的会员,该协议明确了我国与其他会员国之间互相认可彼此的本科工程学历和学位,这为我国培养的工程技术人才参与国际交流和竞争提供更多的机遇.在国内,教育部从2006年开始的工程教育专业认证则是对国内教育机构工程类专业教育质量的评估和认证,通过该认证,意味着高等教育机构能够为培养良好的工程技术人才提供合格的基础教育.所以,国内各高等教育机构都非常重视工程教育专业认证,三峡大学（下文简称“我校”）是一所具有明确水电特色的高等院校,我校电气与新能源学院的电气工程及其自动化专业不仅是湖北省品牌专业,也是国家级的特色专业,于2012年被列入教育部“卓越计划”专业.近年来,电气工程及其自动化专业正在积极准备工程教育专业认证,提升人才培养质量.若能通过工程教育专业认证,将为专业的发展提供更广阔的发展空间.工程专业认证的理念有“以学生为中心”“成果导向”等.本文从上述两方面入手,结合电气工程及其自动化专业核心课程“继电保护”的教学实际出发,阐述了工程教育专业认证背景下该课程教学改革的思路.
二、以学生为中心
传统的工程教育中,对同一个专业的每一个学生按照同一个人才培养方案、在同样的课程设置下进行专业学习,即使有少量的选修课程,学生自主决定学习内容的机会少之又少,不利于学生个性化的发展；课堂上,教师讲授,学生听课,最后以闭卷考试的方式作为课程考核的主要依据,课堂上学生获取知识的程度不高,考核的方式不利于公正地考核所有学生的学习过程.而以学生为中心的理念再次强调教育以育人为本,工程教育不仅应能使学生获取知识,更要注重学生个人能力和素质的提升.而教学目标的实现,是建立在学生的学习兴趣基础上的.
在具体课程的教学实践中,教师作为课程学习的重要参与者,应从自身工作入手,关注学生的学习特点,在教学过程中注重引导、激发学生的学习兴趣.A.Kolmos,J.E.Holgaard针对丹麦奥尔堡大学工程与科学学院493名一年级的工科生进行了“菲尔德-所罗门学习风格量表”的测试,测试结果表明,大多数工科学生都是视觉型、感觉型和活跃型的学习者.而大多数富有创造性的学生具有整体型的学习风格.以“继电保护”课程教学为例,该课程主要讲授的是针对不同的电气元件,人为设置的不同类型的保护原理.课程内容决定了该课程的特点是逻辑性不太强,琐碎的内容比较多.学生在学习过程中往往也难以形成整体的认识,导致学生觉得学习难度大,学习积极性低.考虑到培养工科学生创造性时所需要的整体学习氛围,在该课程的授课过程中可以先将知识点进行归纳总结,让学生有个整体的认识,再分细节进行讲解.以距离保护中的测量元件阻抗继电器为例,在“继电保护”课程中要讲解不同类型阻抗继电器的动作方程和动作特性,就可以先从距离保护对阻抗继电器的要求入手,先介绍衡量阻抗继电器的标准,这样学生就会对在实际中不同场合应该如何选取阻抗继电器有个感性的认识.另外,由于阻抗继电器的动作区域都是用阻抗复平面上的不同形状表示的,在授课过程中也可以将“如何用数学方法表示不同类型阻抗继电器的动作方程”的问题以“头脑风暴”的形式激发学生通过自己的思考得出结论.这样就可以将课本上烦琐的内容以整体化的形式呈现给学生,也可以根据工科学生视觉型、感觉型和活跃型的学习风格,最大限度地提高学生的学习效果.
三、基于成果导向理论的课程教学改革
成果导向理论主张根据学生完成学习后需要取得的成果逆向设计课程和教学的各个环节,以确保学生经过学习过程后获得相应的成果,这个成果包括知识、能力和素质等.在我国,工程教育专业认证的通用标准也为工科课程教学各方面的改革和建设提供了一定的依据.
1. 学习成果设计
学生学习成果的设计是成果导向理论的核心内容,也是课程教学改革中需要重点把握的内容.2015版的工程教育专业认证的通用标准中给出了工科专业的毕业要求,在课程教学过程中就应该通过学习成果的设计,让学生在学习过程中达成相应的毕业要求.根据通用标准中的毕业要求,结合“继电保护”课程中输电线路的距离保护这部分具体内容,设计的学习成果如表1所示：
在上述课程学习成果的制定中,需要结合工业界的要求,不断更新课程的学习成果.也就是说,课程学习成果的设计应紧跟工业界的需要,这样学习完该课程后学生也就能掌握与实际工作最贴近的专业技能.例如,若电气工程专业学生毕业后就职于电力建设公司从事继电保护相关工作,日常工作中可能会涉及电气回路检查、保护装置校验等.若希望学生以后能够迅速适应工作,更具竞争力,相关的内容也需要在“继电保护”课程教学中加以强化.表2就上述两项工作涉及的“继电保护”课程的知识点进行了举例.
2. 建立合理的课程体系
为了使学生的学习更好地达到毕业标准,课程学习不应只拘泥于理论学习的形式,而应建立合理的课程体系,增加实践环节,让学生有更多和更广的学习资源和学习机会.如增加需要多名学生（包括留学生）合作的“继电保护”课程设计或者是需要运用“继电保护”和多门专业课程知识的综合实验环节,让学生尝试解决与实际相关的复杂工程问题.学生不仅要运用专业知识,而且要与他人合作交流.在这个过程中,学生要注重个人和团体的关系,与他人进行高效沟通.最后通过分组撰写报告、设计演示文稿、答辩等方式进行实践环节的考核,通过解决一些复杂的工程问题,也能促进相关毕业要求的达成.
3. 教学模式的改革
为了提升课程的教学效果,可以尝试不同的教学模式,学生的学习可以不限于在教室里进行,课程教学也不能仅由任课教师来掌控.首先,利用认识实习、毕业实习等实践环节,让学生走出校园学习继电保护相关的实际设备和知识.其次,聘请企业教师,他们大多是电力专业的技术能手,能为学生讲授更贴近工业界实际的知识.我校也为教师提供了到企业学习和锻炼的机会,可以帮助教师在以后的授课中更好地向学生传授知识.除此之外,在“继电保护”课程教学中,可以设计一些课程相关任务让学生完成,并在课堂上进行交流.如让学生利用课外时间搭建一种原理的纵联保护的仿真模型,并进行课堂交流.学生需要通过查阅文献、学习软件来完成该任务,这样能促进他们更好地掌握专业知识.而课堂交流环节可以让学生成为课堂的主人,让学生了解彼此之间对于同一任务的不同解决方案,这样就开阔了学生的思路,为学生提供了一个展示自我、体验成功的机会.最后,还应鼓励学生积极参加校内外与专业相关的竞赛,如“互联网+”等,在竞赛中学生可以将“继电保护”相关知识和创新创业结合起来,升华自己的学习成果.
4. 课程评价方法的优化
原有的课程闭卷考试的考核方式仅仅注重学生对理论知识的掌握情况,忽略了对能力和素质的考核.优化学生课程学习效果的评价方法应注重对学生学习过程的考核.可以适当降低课程成绩中结业考试所占的比重,而增加学生在课程学习过程中表现的比重,如将完成课外任务、课堂交流的成绩加入课程的考核中,这样更能真实地反映学生在学习过程中知识、能力和素质的提升情况.
工程教育专业认证背景下的教学以学生为中心,关注学生知识、能力和素质的提升,从毕业标准逆向制定课程设置和各课程的教学内容与方法.本文以“继电保护”课程为例,针对工程教育专业认证理念中的“以学生为中心”和“成果导向”,就课程教学改革进行了探索和实践,而工程教育专业认证背景下的专业建设和课程建设需要长期的持续改进,在今后的教学过程中还应不断探索和总结,以更好地提升课程教学和学生学习的效果.
参考文献：
[1] 李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].北京:中国高等教育,2014,17(7):7-10.
[2] 胡文龙.西方工科生学习风格研究及其启示[J].武汉:高等工程教育研究,2016,(4):172-176.
（编辑：秦俊嫄）
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