电气工程专业成果导向、学生为中心教学模式探索与实践
刘柏罕 包兰欣 雷沺华
怀化学院物电与智能制造学院 418000
一、引言
电气工程领域人才需求的增长趋势正由智能电网与新能源技术的快速发展所驱动着,特别是针对实际工程问题解决能力的培养、传统教学模式的局限性日益凸显,与产业需求脱节的现象正普遍存在,还有学生主体性体现不充分以及评价体系单一化等问题亟待解决。成果导向作为教育新兴教学理念被应用于电气工程专业教学改革中,其目的在于培养学生实践能力与创新思维的提升,以适应产业需求的变化趋势。成果导向教育强调系统性及可追溯性,重视学生能力的培养与验证过程,由此获得教学模式创新的理论支撑。
理论重于实践的传统课程体系造成了学生解决复杂工程问题能力的欠缺,成果导向教育模式从课程设计阶段开始被行业需求所重视,学生核心能力需要通过项目实践与实验验证来实现。传统教学的不足能够被成果导向教育有效的弥补,教学内容和评价标准与学生成果的紧密关联性更加推动了教学改革的持续发展进程。
以学生为中心的教学模式与成果导向教育的结合路径,学习主动性与个性化发展的提升成为关注焦点,课程内容重构、教学方法多元化以及评价体系革新构成了教学模式创新的主要内容,混合式学习方式、案例教学法以及虚拟仿真技术的引入促进了知识建构与应用能力的提升效果,本文以电气工程专业课程为依托,探讨成果导向、学生为中心的教学模式探索与实践。
二、成果导向的概念
2.1 成果导向教育的核心理念
成果导向教育遵循反向设计、正向实施、持续改进原则,其核心在于将行业需求转化为可衡量的能力指标,并通过课程体系的系统设计实现能力培养的精准落地[1]。在电气工程领域,成果导向教育实施需对接工程教育认证标准,结合区域产业特点,确定电力系统分析与设计、新能源发电技术应用、智能设备运维等核心能力模块。通过实验报告、项目成果、企业实习评价等多维度证据,验证学生能力达成度[2]。
2.2 电气工程专业成果导向教育的课程体系重构
传统课程体系存在理论与实践脱节,导致学生难以建立完整认知链,成果导向教育模式通过模块化整合 +i 项目化串联重构课程体系[4]。
将电路基础、电机学、电力电子、电力系统等课程构建为电能转换与传输核心知识链,学校配套开设智能变电站跨课程项目,要求学生运用多学科知识设计含光伏、储能、负荷的微电网系统,建立基础验证、仿真设计、工程实践、创新研发,分成大学四年各阶段能力培养体系。
三、以学生为中心的课堂教学模式
3.1 目标设计:从内容导向到成果可视化
摒弃知识点覆盖式教学目标,转向可观测、可量化的能力产出描述。高电压技术课程某单元目标,能运用电场仿真软件分析输电线路绝缘子电场分布,并提出绝缘优化方案,对应工程知识应用能力。电气控制与PLC课程某项目目标,基于工业控制场景如污水处理系统,设计PLC控制程序并完成现场调试,对应问题分析与设计开发能力。教学不仅停留在理论知识层面,而应深入将理论应用于成果。
3.2 方法创新:建构主义理论下的多元教学策略
引入认知学徒制、混合式学习等方法,促进学生主动建构知识。案例教学法:选取典型工程案例,如某变电站继电保护误动作事故,引导学生运用故障现象观察—理论分析—仿真验证—方案优化流程解决问题,培养工程思维。虚拟仿真与实物实验结合:可利用电力系统数字孪生平台,让学生在虚拟环境中进行电网调度操作,再通过实验室微电网装置完成物理验证。同伴教学法:课堂设置概念测试—小组讨论—全班互评环节,学生先独立作答,再通过小组辩论深化理解。
3.3 评价重构:发展性评价导向的全过程跟踪
建立知识、能力、素养三维度评价体系,关注能力发展轨迹。知识维度:通过在线测试如可用学习通实时答题,检验基础概念掌握度。能力维度:依托“工程能力档案袋”记录项目实践过程,包括方案设计稿、仿真报告、调试记录等。素养维度:通过小组互评表、导师评价表,评估团队协作、沟通表达等职业素养。在智能电网技术课程中,采用方案创新性+仿真准确性+现场调试效率 ⋅+ 团队贡献度多维评分,避免单一结果导向。
四、教学理念的有机结合
4.1 能力矩阵与个性化路径的双向建构
成果导向教育与“以学生为中心”的协同创新。构建成果导向教育能力地图,将工程教育认证能力对应到具体课程与教学活动[5],并设置弹性学习模块。核心能力模块覆盖电路分析、设备设计、系统集成等基础能力;方向选修模块开设多个研究方向,学生可根据职业规划选择 2-3 门课程,搭配对应的企业实践项目,如选择储能技术方向的学生,需参与电网公司储能电站、电动汽车储能电池调研。
4.2 教师能力结构的转型与提升
成果导向教育模式要求教师从知识传授者转向能力架构师,利用学习分析技术,如大数据分析学生在线学习行为,为个性化学习提供支持,在新能源发电技术课程中,融合电气工程、自动控制、环境科学等多学科知识,引导学生从技术、经济、环境多角度评估能源方案。
4.3 产教融合的持续改进机制
需求端需联合电力企业成立专业建设委员会,每学年修订人才培养大纲,明确岗位能力要求及企业需求的变化[3]。实施端需将企业真实项目如配电网智能化改造转化为教学案例,邀请工程师参与课程设计与考核,由企业专家与教师共同评审。反馈端需通过毕业生追踪,促使在电气工程项目管理中增加角色扮演实训。
五、结语
本文以成果导向教学模式,结合学生为中心理念的融合,为电气工程专业教学改革提供了需求新的思路和解决方案。运用该教学模式能有效提升学生的主观能动性,促进学生的深层次学习,提高解决实际问题的能力。教学改革是一个持续的过程,未来可进一步加强信息化技术与工程教育融合,推动高水平应用型人才的培养。
参考文献:
[1] 马帅旗,鲍存会.OBE理念下混合式课程教学模式实践探索—以“电力电子技术”课程为例[J].陕西教育(高教),2025,(03):34-36.
[2] 朱青.工程教育改革路径探析—基于中、美、法、德四国工程教育认证标准对比[J].现代商贸工业,2022,43(21):31-33.
[3] 张明君,汪语哲,刘长红.新工科背景下“四维一体”进阶式新型教学体系—电气控制技术方向的工程教育改革探究与实践[J].教育教学论坛,2024,(36):73-77.
[4] 宋凤莲,陈东,黄亚,等.面向工程教育改革的工程训练教学模式研究[J].实验技术与管理,2021,38(03):15-17.
[5] 杨勇,张蓉,贺恒鑫,等.面向新工科的电气专业人才培养体系改革[J].电气电子教学学报,2025,(01):1-6.
作者简介:刘柏罕(1991-3),男,侗族,湖南怀化人,硕士,怀化学院讲师,主要研究方向:电力系统运行与控制。
包兰欣(2005-4),女,汉族,湖南永州人,本科生,怀化学院,专业:机器人工程。
雷沺华(2005-1),女,汉族,湖南株洲人,本科生,怀化学院,专业:电气工程及其自动化。
基金项目:怀化学院教改项目:新工科背景下电气工程专业“OBE 理念+翻转课堂”融合式教学模式研究与实践(2024-44)