王洪梅 鄭曉丹 彭學(xué)虎 陳莉麗

摘要：CDIO工程教育模式正成為我國高校工科教育改革的熱點，是培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型專業(yè)人才的最新方法。本文在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程中引入CDIO工程教育理念，以項目驅(qū)動為導(dǎo)向，進(jìn)行了以“教師引導(dǎo)、學(xué)生主體、CDIO過程、專業(yè)綜合能力培養(yǎng)”為基本特征的新型教學(xué)方法完成教學(xué)目標(biāo)的嘗試，將該課程的教學(xué)效果達(dá)到最大化，為工程教學(xué)改革的課堂教學(xué)模式提供參考。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程教育；電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程；課堂教學(xué)

“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”是發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)的主干課程，是從事繼電保護(hù)相關(guān)工作所必須具備的基礎(chǔ)知識，課程理論性強(qiáng)，與實際工程聯(lián)系密切，對動手能力要求高。由于課程特點和傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的弊端【1】直接影響了教學(xué)效果。因此我們總結(jié)傳承以往教學(xué)改革和實踐的經(jīng)驗成果，引入CDIO工程教育理念，將教學(xué)過程與工程實踐相結(jié)合，確定本課程的教學(xué)目標(biāo)與培養(yǎng)方法，構(gòu)建相應(yīng)的知識能力體系，制定教學(xué)方案，構(gòu)建以工程項目為牽引的課程教學(xué)方法。

一、改革的基礎(chǔ)條件

我校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)為學(xué)校CDIO工程教育模式的試點改革專業(yè)，而電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程是該專業(yè)的核心課程，被立為課堂教學(xué)改革重點項目。本課程是傳統(tǒng)專業(yè)課程，擁有多年教學(xué)實踐經(jīng)驗，具備課堂教改的硬件和軟件基礎(chǔ)條件。如專業(yè)的教學(xué)團(tuán)隊，為在教學(xué)項目的構(gòu)建、一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗、 運(yùn)用主動和經(jīng)驗學(xué)習(xí)方法以及學(xué)生考核等方面，提供有力保障；擁有多個省重點財政資助實驗室支持學(xué)生動手和直接經(jīng)驗的學(xué)習(xí)；與電監(jiān)辦合作開設(shè) “進(jìn)網(wǎng)電工——繼電保護(hù)特種類電工培訓(xùn)考證”為學(xué)生提供進(jìn)入相關(guān)企業(yè)工作的上崗平臺；自由開放的多媒體教學(xué)和圖書館為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的場所和工具；CDIO工程教育理念的深化促成課程改革行動的一致性。本課程在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行了基于CDIO的繼電保護(hù)課程項目制教學(xué)實踐。

二、CDIO課堂教學(xué)實踐

基于CDIO的項目制教學(xué)實踐，我們突出項目的可操作性，主要從如下4個方面進(jìn)行改進(jìn)探索：

2.1教學(xué)內(nèi)容上實踐

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的自動裝置，其主要任務(wù)是當(dāng)系統(tǒng)（或設(shè)備）發(fā)生故障時自動、迅速、有選擇的將故障元件從系統(tǒng)中切除，使故障設(shè)備免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無故障部分繼續(xù)運(yùn)行；當(dāng)發(fā)生不正常運(yùn)行狀態(tài)時，發(fā)信號、減負(fù)荷或跳閘。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮了如此重要的作用。是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的有力保證，由于國內(nèi)一次電網(wǎng)薄弱，保護(hù)就相對發(fā)達(dá)完備，所以國內(nèi)的繼電保護(hù)專業(yè)水平不比國外的低，該課程在構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容上首先要滿足這種發(fā)達(dá)的繼電保護(hù)行業(yè)性要求，再加上繼電保護(hù)具有國際通用性的特點，我們也要借鑒國外一些如麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等名牌大學(xué)的教學(xué)內(nèi)容以豐富和彌補(bǔ)不足。形成一套既能與世界接軌又能立足于本國行業(yè)需求的內(nèi)容體系。所以在教學(xué)內(nèi)容上可以做如下分解實施：

首先，繼電保護(hù)是保護(hù)一次系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，抓住系統(tǒng)運(yùn)行和故障的特性，設(shè)定保護(hù)方案。所以對一次系統(tǒng)正常運(yùn)行與故障特性的全面分析與掌握至關(guān)重要，是學(xué)生理解繼電保護(hù)的根本。也就是如何讓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題主動構(gòu)思（conceive）。其次， “繼電保護(hù)方法”是思考和解決保護(hù)問題的知識儲備，學(xué)生只有在懂得基本方法的基礎(chǔ)上，才能在出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)的分析問題，組織出相應(yīng)的對策來解決問題，完成設(shè)計（design）和實現(xiàn)（implement）過程。再次，“典型完備的保護(hù)方案”來自企業(yè)中配置成熟的保護(hù)為學(xué)生提供不同方法的系統(tǒng)應(yīng)用實例，啟發(fā)學(xué)生在配置保護(hù)時形成系統(tǒng)的概念，完成運(yùn)作（operate）過程。上述教學(xué)內(nèi)容圍繞CDIO四個過程進(jìn)行設(shè)置，打破了常規(guī)的繼電保護(hù)課程偏重于基本原理的介紹，不注重應(yīng)用的特點。

2.2教學(xué)方法上的變換

從以教師為主體逐步轉(zhuǎn)向以學(xué)生為主體，以課堂教學(xué)轉(zhuǎn)向以具體項目的構(gòu)思-設(shè)計-實現(xiàn)-運(yùn)作過程為引導(dǎo)，從以學(xué)會專業(yè)知識為目標(biāo)轉(zhuǎn)向以培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)工程能力為目標(biāo)。 打破傳統(tǒng)的學(xué)期制集中教學(xué)的教學(xué)形式，采用階段式教學(xué)模式，即圍繞教學(xué)項目分階段進(jìn)行教學(xué)，逐個完成項目的CDIO過程。 由教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容要求構(gòu)建項目后，以學(xué)生為主體來組織討論分解項目，提出問題（包括系統(tǒng)方面的問題和保護(hù)方法問題），再由教師根據(jù)學(xué)生的需求提供一些系統(tǒng)的專業(yè)知識的幫助（基礎(chǔ)知識傳授）。學(xué)生完成項目的設(shè)計和實現(xiàn)過程。最后教師提供完備典型企業(yè)配置方案（系統(tǒng)知識的傳授），學(xué)生完成運(yùn)作過程。也就是以項目為載體將教師和學(xué)生穿插到CDIO過程中，讓學(xué)生由傳統(tǒng)的課堂被動接受知識（客體），變成主動追求知識（主體）。

2.3教學(xué)手段上的探索

圍繞項目的CDIO過程，綜合運(yùn)用多媒體、實驗、現(xiàn)場、網(wǎng)絡(luò)等多種渠道，采用“教學(xué)做”一體化過程，引導(dǎo)學(xué)生自主獲得間接經(jīng)驗和直接經(jīng)驗。徹底改變以往以多媒體教學(xué)為主，學(xué)生被動接受知識灌輸?shù)那闆r。多媒體主要用來圍繞學(xué)生提出的問題進(jìn)行分析引導(dǎo)，同時將本項目所需的基本專業(yè)知識融入其中，給學(xué)生提供一個接收知識的媒介。同時利用省財政資助實驗室的配套資源，進(jìn)行模擬實現(xiàn)，以使學(xué)生獲得感性的直接經(jīng)驗，用在項目的實現(xiàn)和運(yùn)作過程中，檢驗成果。與企業(yè)合作的現(xiàn)場教學(xué)方式，讓學(xué)生把所做的項目與企業(yè)的具體運(yùn)行環(huán)境聯(lián)系起來，這個過程主要是用于運(yùn)作階段，讓學(xué)生能把所學(xué)知識與實際應(yīng)用接軌用，從而更加激發(fā)其學(xué)習(xí)的動力。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生在完成項目的過程中能主動借助因特網(wǎng)這個全球信息資源總匯，來獲得解決問題的方法。

2. 4評價機(jī)制上變革

為了對每位學(xué)生的實際學(xué)習(xí)效果和工程能力進(jìn)行綜合性客觀合理的評估，我們采用過程與成果相結(jié)合，突出過程性評價所占比例，弱化成果性評價，關(guān)注利益相關(guān)者的社會性評價。根據(jù)利益相關(guān)者的社會性評價反饋給教學(xué)，做到以社會需求為導(dǎo)向進(jìn)行評價。

學(xué)生成績評估由四個部分組成，分別是理論考試部分（30%）、項目實施過程（40%）、社會評價（20%）和平時表現(xiàn)（10%）。通過這四個部分的打分，項目實施為主、理論考核為輔、兼顧社會需求與平時成績，主觀成績與客觀成績相結(jié)合，可以較為全面地評估學(xué)生的能力。

3. 教學(xué)效果

目前本課程在我校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)、供用電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電等專業(yè)開設(shè)，一個課程周期下來，學(xué)生、教師和社會三方面均反映良好，實踐證明可以進(jìn)行推廣普及。將CDIO理念應(yīng)用于工程教學(xué)過程中取得如下成效：

一是將CDIO工程教育模式落實到《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》教學(xué)實踐中，探索出一條項目化教學(xué)方法。

二是學(xué)生的個人能力包括硬能力和軟能力都有所提高；教師在構(gòu)建項目過程中不斷加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系，提升了教師的基本個人能力和人際能力以及產(chǎn)品、 過程和系統(tǒng)構(gòu)建能力；企業(yè)對我們畢業(yè)生滿意度有所增加。

三是項目制教學(xué)模式加強(qiáng)了專業(yè)課學(xué)生與工企業(yè)界的聯(lián)系，在學(xué)生畢業(yè)前，參與這些項目就為他們在就業(yè)市場上建立了良好的聯(lián)系，從而提高畢業(yè)生選擇專業(yè)相關(guān)崗位概率。

4. 實踐過程中發(fā)現(xiàn)的主要問題

在筆者進(jìn)行CDIO課堂教學(xué)實踐過程中發(fā)現(xiàn)主要存在如下一些問題：

一是在將教學(xué)內(nèi)容項目化的項目構(gòu)建上與實際工程應(yīng)用不可避免的存在一定的差異性，因為項目構(gòu)建要兼顧知識傳授與項目實踐兩方面，而不是單純的做一個具體的工程。所以在一個項目實踐過程中往往要經(jīng)過幾次反反復(fù)復(fù)的教、學(xué)、做過程才能完成，比較費(fèi)時費(fèi)力。

二是不同學(xué)生個體之間的參與程度有很大的不同，基礎(chǔ)好、興趣濃的部分學(xué)生會特別積極參與整個CDIO過程中，獲得很好的培養(yǎng)。相反總有部分基礎(chǔ)比較差的學(xué)生有思想松懈、渾水摸魚的現(xiàn)象，所以受益也會較少一些。

三是評價體系上難以獲得短期的、直接的、廣泛的社會性評價等。

三、總結(jié)

本文介紹了筆者引入基于CDIO的項目制教學(xué)方法到《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程課堂教學(xué)中的實踐，將教學(xué)內(nèi)容項目化，注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力，以及自學(xué)創(chuàng)新能力、團(tuán)隊協(xié)作精神和社會責(zé)任感。讓學(xué)生以主動的、 實踐的、 課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。從而使該課程由偏重理論性逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槔韺嵅⒅?、突出工程?yīng)用，切實滿足電力相關(guān)行業(yè)對該領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的迫切需求。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：浙江水利水電?？茖W(xué)校）