1.3“教—學—研”融合的載體

我們在CDIO工程教育理念的引領下，以教師和學生為雙重出發點，對電力工程基礎課程的講授、學生對知識的學習與師生科研進行有效融合的載體——“項目—競賽—軟件平臺”，如圖1所示。

1.4“項目-競賽-軟件平臺”的作用

實驗室開放性項目的開展，能夠建立起教師課堂講授內容與學生學習知識之間的聯系，該項目是對課題知識的驗證與鞏固。大學生科技競賽與創新項目的進行，能夠建立起教師科研與學生學習知識之間的聯系。將教師的科研內容形成創新項目或參與科技競賽，既是對學生學習知識的良好運用，也是學生參與科研的有力途徑。借助仿真軟件構筑軟件平臺教學，能夠建立起教師科研與課堂講授內容之間的聯系[10]。將教師科研中使用的工程軟件對學生進行講授，如Origin數據處理軟件、AutoCAD繪圖軟件、MATLAB/Simulink仿真軟件等，既是對理論課程實踐化的強化環節，又是科研反哺教學的體現。

2“教—學—研”融合載體的運行

2.1實驗室開放性項目

在CDIO工程教育模式的引導下，學生對電力工程領域研究分析產生了濃厚興趣。借此，針對教學輔導答疑環節中的問題進行總結并凝聚幾個典型問題模塊，結合教師的科研方向及處理方法，借助仿真實驗分室、電力電子技術實驗分室和供配電技術模擬平臺，在2016-2017學年度兩個學期內開展了9個實驗室開放性項目：電力工程網絡模塊化建設、基于Simulink的電力網潮流分布建模與仿真、基于Origin8.0的電容器介質性能數據分析處理、SPWM逆變電路的建模與仿真、架空線路的三相自動重合閘系統仿真研究、基于MATLAB電力系統短路故障仿真實驗、基于C51的電力風光互補發電系統的設計、基于C51的智能插排設計、MPU6050在四軸飛行器中的應用。每個項目參與學生人數均在15人以上，教師共講授36學時，學生利用業余時間共學習108學時。這些項目涵蓋電力工程基礎教學各個章節，難度由淺入深，均借助工程分析處理方法加以解決。

2.2大學生科技競賽與創新項目

在電力工程基礎課程多章節的講授、討論中融入了CDIO工程教育理念，使學生頭腦中形成了從工程角度出發的CDIO思維模式，但缺少實際運用的機會。因此，本課程以課外大學生科技競賽與創新項目為外延，提供給學生鍛煉的機會，在競賽和項目中培養CDIO工程教育理念下的掌握知識能力、個人能力和人際團隊能力。各類競賽或科技創新項目多數來源于工程實際中急需攻關的難題，學生以競技團隊或科研團隊形式展開研究，設計出一套解決問題的方法，具體路線如圖2所示。

2.3軟件平臺

我們在本課程改革中，基于“教—學—研”深度融合的具體實施構建了軟件平臺，包括MATLAB/Simulink仿真軟件、Origin8.0數據分析處理軟件以及AutoCAD電氣繪圖軟件等，用以輔助實驗室開放性項目和競賽的開展。在“基于Simulink的電力網潮流分布建模與仿真”項目中，利用MATLAB/Simulink軟件對典型電力網進行建模仿真，并利用Origin8.0科學處理軟件對仿真后的數據進行分析處理，從而指導電力網的設計改造，對改造結構可利用AutoCAD軟件進行繪制出圖。教師在項目與競賽中對軟件進行教學指導，軟件平臺的運行更好地輔助了項目與競賽，使得“教—學—研”更好地融合。

3改革成效

3.1學生學習成績得到提高

對電力工程基礎課程教學改革前后學生成績分布進行對比分析，其結果如圖3所示。從圖3(a)與(c)的對比可見，改革后學生總成績明顯提高，優秀率增加，由改革前的2.16%增加到6.29%，不及格率降低，由改革前的16.55%降低到12.58%。根據圖3(b)與(d)對比可知，改革后學生卷面成績明顯提高，及格率和優秀率均有所增加。

3.2學生比賽競技能力得到增強

理論課程實踐化改革中，CDIO工程教育理論引入及輔助教學環節中實驗室開放性項目的鍛煉，使得學生理論與實踐結合能力得到提升，對工程實際問題解決的思維得到開發，也促進了學生在后續各類比賽中取得更好的佳績。如學生在2016年獲全國大學生TI杯電子設計競賽黑龍江賽區二等獎;2017年獲第八屆“藍橋杯”全國軟件和信息技術專業人才大賽黑龍江賽區一等獎和全國總決賽優秀獎，第十三屆“博創杯”全國大學生設計大賽東北賽區一等獎。

3.3教師教學能力得到提升

在電力工程基礎課程教學改革的進行中，教師的教學能力也得到了進一步的提升。在CDIO的教育理念下，教師對現有教材進行了改編，教材更具有實用性，教學水平得到提高。教學經驗豐富了，教學方法多樣了，兩名教師分別在青年教師教學技能競賽中獲得一等獎和二等獎，并在一輪教學實踐后，獲得教學新秀獎。3.4教改的雙重催化作用教學改革推動了教師科研項目的進行，加大了教師科研成果產出，自2015至2017年該課程教師團隊共申報并授權實用新型專利5件。同時，開放性項目的開展為學生參加競技類比賽提供了鍛煉機會，學生工程分析能力得以提高。

4結語

電力工程基礎課的改革探索，促進了教師和學生的雙重發展。在CDIO工程教育理念指導下，教師從多角度綜合運用教學方法、手段和資源，建立了“教—學—研”融合載體，即“項目—比賽—軟件平臺”;學生學會了運用CDIO工程思維模式來解題。該課程改革的實施，激發了學生對課程學習的興趣，學習成績顯著提高，比賽競技能力得以增強。

作者：高亮 劉彥輝 薛玉翠               單位：綏化學院 電氣工程學院