工程教育认证背景下高电压技术课程教学改革探索

作者:未知

  摘要:基于电气工程类专业必修课高电压技术的教学现状和存在的问题,结合工程教育认证的目标和要求,重新提炼高电压技术课程的教学目标,拟定新的教学大纲,将复杂工程问题的分析和解决能力融入其中,改变陈旧的考核方式,力图多维度、全面地衡量学生的学习效果,满足电气工程及其自动化专业的毕业要求。
  关键词:工程教育认证;高电压技术;教学改革
  中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2020)22-0212-02
  一、引言
  工程教育在我国高等教育中占据举足轻重的地位,工程教育专业认证是实现我国工程技术人才与世界接轨和参与国际就业时获得公平待遇的桥梁[1]。同时,工程教育专业认证对我国高等教育发展具有现实的指导意义,可以更加客观而准确地评判工程教育的质量,也能够更直观地反映毕业生五年后在相应专业领域的预期成绩等[2]。电气工程及其自动化专业工程教育认证的目标是确认本专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求,进而评估高等院校培养电类专业人才的合格度。我国特高压输电工程建设如火如荼,需要大量具有高电压技术背景的人才参与其中。
  二、高电压技术课程教学现状
  高电压技术是研究电气设备过电压与绝缘问题的学科,是伴随着输电电压等级的提高而发展起来的一门技术性课程,也是电气工程及其自动化专业的一门专业必修课。该课程论述了电气设备在高电压作用下的绝缘性能和绝缘试验技术、过电压产生的物理过程及其防护措施、电力系统绝缘配合的基本理论等问题。课程在电气工程及其自动化的知识体系中具有十分重要的地位,是为三年级电气工程及其自动化专业学生开设的理论与应用相结合、实践性较强的课程。厦门理工学院电气工程及其自动化专业自2005年开始招生以来,一直将该课程作为专业必修课程,经过多年的教学探索与实践,虽然取得了一定的成绩,但是对照工程认证要求,课程教学仍然存在一些问题。
  1.课程目标设置与工程认证的毕业要求不匹配。工程教育专业认证通用标准有12项毕业要求,从专业知识与专业能力、社会责任与价值取向、综合素质与发展能力三个方面全面考查学生的学习成效。改革之前,高电压技术的课程教学大纲虽然明确了课程性质和教学目标,但没有体现具体的毕业要求,教学内容和学时分配部分也没有体现毕业要求,学生通过该课程的学习后应具备的能力不明确。
  2.教学模式、教学方法单一。目前,教师在教学过程中仍然采用传统的教師主导型授课方式,教学方法比较单一。我校高电压技术课程总共48学时,其中包括40个理论学时和8个操作实验学时。理论教学偏向于知识传授,忽视了该课程的工程属性,在课堂教学中较少引入工程案例。另外,理论课涉及大量的物理知识,诸如气体放电理论等内容比较抽象,学生学习兴趣不高。
  3.考核方式难以体现工程认证的评价要求。高电压技术作为专业必修课,仍然采用平时考核和期末闭卷考试相结合的考查模式,最终成绩为二者的加权平均值。由于该课程的术语和专业名词较多,需要推理和演绎的内容较少,因此部分学生不注重平时的学习积累与理解,只在考前突击背诵相关概念和术语,尽管没有真正理解相关内容,仍然可以获得不错的卷面成绩。综合上述分析,传统的考核方式很难对学生的学习效果和工程实践能力做出客观的评价。
  三、工程教育认证背景下高电压技术的课程改革探索
  工程教育专业认证的核心理念是以学生为中心,基于产出的教育,构建符合学生学习需求的培养目标和课程体系,聚焦能力培养,达成学习效果,实现人才培养目标,并强调持续改进[3]。基于工程教育专业认证理念,本课程的改革思路是以学生为主体,应用各种教学方法和手段,培养学生解决复杂工程问题的能力。针对现阶段该课程存在的问题,拟从课程内容及目标、教学大纲、教学方法和考核方式等方面进行改革探讨。
  1.课程内容及目标。高电压技术的主要内容包括电介质(气体、液体和固体)的放电特性、电气设备的绝缘预防性试验、电力系统的过电压及防雷保护三部分。在有限的学时数量下,保证教学质量和学习成效尤为重要,为此,在分析和调研当前国内外电力工业发展状况尤其是高压输电工程的基础上,要通过精心遴选授课内容、合理优化授课方式和时序,将教学内容的重心聚焦于学生工程应用能力的培养上。改革后,本课程重点讲授基本的物理现象及其形成过程、绝缘预防性试验的原理和方法,并适当简化复杂的公式推导、试验步骤和注意事项等内容。
  2.教学大纲。教学大纲规定了课程性质、目的、内容和教学要求等,是课程地位、作用和体系的重要体现,也是教学质量评估的重要依据。作为电气工程及其自动化专业的必修课程,高电压技术的教学大纲应体现工程实践能力培养的要求,因此,修订后的教学大纲中增加了具体工程问题分析,旨在将晦涩抽象的理论知识与具体的工程案例相结合,以帮助学生的理解和吸收。同时,充分利用厦门理工学院电力电器检测试验平台,优化实验项目和内容,将常用的绝缘预防性试验全部纳入实验项目中,安排学生分批分组完成实验。实验环节不仅加深了学生对相关内容的理解,而且提高了他们的动手实践能力,从而为完成复杂的工程问题设计打下基础。
  3.教学方法。采用启发式教学方式,引导学生逐步提高学习主动性。理论授课一般以回顾上一次课主要内容、提问、点评作业中存在的问题、回答学生提问开始,并对知识要点进行梳理。以学生学习成果产出、专业知识培养、学习能力培养为重点,通过大量的图片和视频等来演示高电压技术的应用场合,并通过雷击事故、电击事故等真实案例引导学生思考如何驾驭高电压并利用它为经济建设服务。此外,教学过程中还采用多媒体和板书相结合的教学方法,对于比较抽象的理论内容和复杂的公式,一般先给予学生3~5分钟的随堂自学时间,然后再根据学生的自学效果进行针对性讲解,鼓励学生主动参与课堂而不是被动接收知识。对于一些复杂的图片或电路原理图等,则采用幻灯片、动画等辅助手段使学生能知其所以然。   4.考核方式。传统的考核方式侧重于期末笔试,每个学生的平时得分区分度不高。为促进学生工程实践能力的提升,以工程认证为契机,适当对该课程的考核方式进行调整和优化,使考核目的更明确、考核方法更科学,更能全面地衡量学生的学习效果。课程总评成绩为出勤、小作业、课堂讨论、实验、大作业和期末卷面分数五个方面的成绩之和,为其中每个指标都赋予不同的考核分值和权重系数。其中大作业的主题比较宽泛,如MATLAB仿真分析、高电压相关的文献阅读心得、文献翻译或者关于高电压技术的研究综述等。大作业能够使学生跳出课本,主动接触本课程最前沿的研究进展。
  四、结束语
  本文针对厦门理工学院电气工程及其自动化专业必修课程高电压技术,以工程教育专业认证为契机,以培养学生的工程实践能力为目标,对该课程的内容及目标、教学大纲、教学方法和考核方式进行改革探索,通过工程案例研讨强化知识应用,培养学生的工程实践能力,使其达到解决复杂工程问题能力的目标。
  参考文献:
  [1]刘炎,张若青,徐宏海.工程教育专业认证视角下我国工科高等教育质量提升研究[J].教育教学论坛,2018,(34):16-17.
  [2]徐祥征.基于工程教育认证的《高电压技术》课程教学改革探索[J].开封教育学院学报,2018,38(12):102-104.
  [3]孟倩.工程认证标准下的应用型课程改革研究[J].课程教育研究,2019,(02):53.
  On the Teaching Reform of High Voltage Technology from the Perspective of Engineering
  Education Professional Accreditation
  ZHANG Da-min1, LIN Yan-chun2, ZHANG Qiang1, ZENG Han-chao1
  (1. School of Electrical Engineering & Automation, Xiamen University of Technology, Xiamen, Fujian 361024, China;
  2. School of Electronics & Electrical Engineering, Xiamen Institute of Technology, Xiamen, Fujian 361021, China)
  Abstract: In view of current situation and existing problems encountered during the teaching process of the compulsory course of Electrical Engineering, the present study refines the teaching aims and demands of the High Voltage Technology course, and discusses the new syllabus based on the requirements of the Engineering Education Accreditation(EEA), integrates students' analyzing and problem-solving abilities of "complex engineering problems" into the curriculum, changes the old assessment methods, and strives to measure the learning effects of students in multiple dimensions and in a comprehensive manner to meet the graduation requirements of electrical engineering and automation majors.
  Key words: engineering education accreditation; High Voltage Technology; teaching innovation
  收稿日期:2019-09-09
  基金項目:2016年厦门理工学院电气学院《高电压技术》工程教育教学改革项目(编号:DQJG201609)
  作者简介:张达敏(1983-),男,江西上饶人,博士,副教授,研究方向:新能源发电技术。
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