國家電力工程專業(yè)應用型碩士培養(yǎng)模式

時間:2022-06-10 09:06:17

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國家電力工程專業(yè)應用型碩士培養(yǎng)模式

隨著時代的發(fā)展,碩士學位是工程師的入職門檻已經(jīng)形成共識。英美國家擁有發(fā)達的電力工程碩士教育,其培養(yǎng)模式與國內(nèi)有很大不同。例如,英國的工程學碩士學制多為1年,美國的工程學碩士培養(yǎng)年限普遍在2年左右,而國內(nèi)工科碩士培養(yǎng)的學制大多為3年。本文就具備典型意義的英國曼徹斯特大學(TheUniversityofManchester,簡稱曼大)和美國伊利諾伊理工學院(IllinoisInstituteofTechnology,簡稱IIT)的兩個全日制電力工程應用型碩士學位項目,進行培養(yǎng)情況的簡要介紹和比較分析。

曼大MScofE-Power培養(yǎng)模式

課程設置英國曼徹斯特大學創(chuàng)建于1824年,是一所聲名卓著的綜合性大學,其在電力工程領域的教學和科研,歷史悠久,實力強勁。曼大的1年制電力系統(tǒng)工程理學碩士MasterofScienceElectricalPowerSystemsEngineering(簡稱MScofE-Power)項目包含8門必修課及1篇畢業(yè)論文,其課程安排如表1。通常,曼大1門課程會在1個學期內(nèi)修完,授課約30學時,課下對應自習時間約為1:4,總共的學習時間約為150小時,對應15個學分。畢業(yè)論文是60個學分,對應的獨立學習時間是600小時,這樣學生總共需要180個必修學分才能獲得學位。MScofE-Power授課時間大致分為兩部分:通常秋季學期從9月中旬開學到圣誕節(jié)止。圣誕假期為3周左右,然后是春季學期,從1月中旬到6月中旬。畢業(yè)論文工作從春季學期開始,通常會持續(xù)至暑假內(nèi),論文交卷截止時間一般是在次年9月上旬。這里用課程號代表具體課程,就表1中的課程內(nèi)容依次做簡要介紹。1.EEEN60302介紹最基本的電力系統(tǒng)架構與電力設備以及相關聯(lián)的電路分析基礎。2.EEEN60312介紹電力系統(tǒng)的建模和大電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)分析與短路故障計算。3.EEEN60372講授如何就發(fā)電廠電氣部分進行設計,也包括在全生命周期成本背景下對電力設備資產(chǎn)管理與狀態(tài)監(jiān)測的介紹,以及高電壓實驗課。4.EEEN60321介紹電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度與電力市場及技術經(jīng)濟學方面的內(nèi)容。5.EEEN60076就電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定和大擾動穩(wěn)定的研究方法進行介紹,以及對供電質(zhì)量和電力系統(tǒng)可靠性方面的問題進行介紹。6.EEEN60342介紹電力系統(tǒng)中各種類型和場景下的繼電器和保護方案,并要求學生結合PSCAD軟件對電流保護和距離保護進行實踐給出課程報告。7.EEEN60352主要就新興智能電網(wǎng)技術和低碳技術與電力系統(tǒng)的融合展開介紹。8.EEEN60357結合工程項目建設背景,為研究生提供研究方法、產(chǎn)品或服務開發(fā)技術和市場研究方面的培訓。9.EEEN60070畢業(yè)論文具體結合課程學習中的某科學主題,在教師指導下由學生獨立展開系統(tǒng)研究,以展示學生在處理實際問題時應用專業(yè)知識的能力,不需要答辯,但將由教師評審給出成績??梢钥闯觯琈ScofE-Power項目緊緊圍繞電力工業(yè)所需,設置了內(nèi)容豐富的專業(yè)課程。由于曼大等多數(shù)英國高校本科是三年制,前期以通識教育為主,涉及到的專業(yè)課程較少,能看出表1中的大多數(shù)課程內(nèi)容對應著我國電力本科高年級常規(guī)課程,如電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)繼電保護、高電壓技術等幾門專業(yè)主干課以及相應的本科畢業(yè)(論文)設計?;诖?,加之每門課程的學時數(shù)相當少,其所能到達的專業(yè)深度也就很有限,1年制MScofE-Power文憑的厚度與國內(nèi)碩士文憑無疑是有差距的。課程教學與考核模式結合EEEN60372對課程的教學及考核模式做介紹。EEEN60372旨在:使學生對發(fā)電廠電氣部分進行設計的基本原則有清晰理解;使學生通過辦公軟件、電子表格以及基于商業(yè)軟件包的計算等來完成對發(fā)電廠項目中主要電氣部分進行的設計;使學生了解電力系統(tǒng)中資產(chǎn)管理的相關技術;使學生了解電力系統(tǒng)設備型式試驗過程和/生產(chǎn)/調(diào)試/檢測過程中使用的電氣測量技術和狀態(tài)診斷方法。課程涉及的教學形式包括:教師課堂教學PowerPoint演示和黑板書寫講解(Lecture)、有助教參與的小組課程學習討論(Tutorial)、高電壓實驗課、基于TurningPoint平臺的課程網(wǎng)絡學習(e-learning)等。具體時間分配為,32學時Lectures、6學時高電壓實驗課、4學時Tutorials以及108學時課下學生自修學習Independentstudy。課程考核為,學生三個小時的筆試成績占比為80%,學生所提交一份關于傳輸線路設計的課程報告占比為20%。

IIT的MEngofPower培養(yǎng)模式

課程設置創(chuàng)建于1890年的伊利諾伊理工學院是一所傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)教育和科研強校,其電力工程碩士MasterofPowerEngineering(簡稱IITMEngofPower)的培養(yǎng)在美國高校中具備一定的代表意義。美國的工程學碩士分為理學碩士(MasterofScience)和工程碩士(MasterofEngineering)兩大類型,前者側重于學術研究,后者側重于職業(yè)發(fā)展。IITMEngofPower定位于為電力系統(tǒng)、電力電子和電氣驅(qū)動以及電機等專業(yè)方向培養(yǎng)高端應用型技術人才,項目要求至少完成30個課程學分,通常學生1學期會選3門課。美國高校的學分制度與英國不同,其一門課程的學分數(shù)通常定義為一學期內(nèi),該門課程在每一教學周內(nèi)授課的小時數(shù),這和我國高校的學分制度類似。這里就IIT課程號含義做簡單說明,舉例如ECE418PowerSystemAnalysis。其中ECE為DepartmentofElectricalandComputerEngineering的簡寫,意味著是ECE系開設的課程。ECE418數(shù)字中的第一位4代表400級別,適用的年級為本科四年級;如果該數(shù)字是5就代表500級別,是適用于碩士和博士研究生的常規(guī)課程,通常3個學分;如果該數(shù)字是7,代表是側重于博士生前沿知識專題的短期課程,一般2個學分,該數(shù)字是6的情況,通常指的是小組研討或博士學位論文。ECE418中數(shù)字的第二位和第三位通常表示子類,指代具體學科范疇內(nèi)的具體課程,這樣ECE418就和具體的一門電力系統(tǒng)分析課程對應了。MEngofPower專業(yè)課程學分的選取主要被限定在三個課程組中,即構成專業(yè)基礎的核心課程組CoreCourses、構成專業(yè)方向的電力系統(tǒng)課程組PowerSystems和電力電子與電氣驅(qū)動課程組PowerElectronicsandMotorDrives,任選課程的專業(yè)學分很有限,其各范圍的可選取學分數(shù)如圖1所示。這里結合選課規(guī)則及圖1,對三個課程組所提供的課程進行介紹。CoreCourses課程組包括8門課,如表2所示。其中ECE418和ECE419理論課程內(nèi)容相同,ECE419多包含1個學分的實驗,要求從其中必選其一。同理ECE412和ECE512課程內(nèi)容相同,ECE412多包含1個學分的實驗,其作為可選課程之一。在ECE411、ECE420、ECE412(或ECE512)、ECE537和ECE551等5門課程中,要求至少選取3門。PowerSystems課程組主要包括:ECE417配電工程、ECE554電力系統(tǒng)繼電保護、ECE555電力市場運行、ECE560電力系統(tǒng)動力學與穩(wěn)定性、ECE563人工智能在智能電網(wǎng)中的應用、ECE582微電網(wǎng)的設計與運行等18門課程。PowerElectronicsandMotorDrives課程組主要包括:ECE438控制系統(tǒng)、ECE539電機的計算機輔助設計、ECE548新能源發(fā)電技術、ECE550電力電子動態(tài)控制、ECE764車載電力系統(tǒng)等12門課程。要求從每個專業(yè)課程組中至少選修兩門課程,限于篇幅,各課程不再逐一列表。任選課GeneralElectives被限定在其所在電氣系所提供的選修課目錄中,不超過4-6個學分。在課程層次中,MEngofPower要求申請學位的30個學分,至少有18個學分是500級別課程,400級別課程不能超過12個學分,短期課程的學分最多可申請6個。英美兩國在師資聘用、教材內(nèi)容選取、教學模式等方面有相似,由前所述看出MEngofPower課程內(nèi)容與MScofE-Power表1中課程有交集,相比較MEngofPower選課的自由度更高以及授課更扎實。具體表現(xiàn)在如MEngofPower可選課程的范圍很寬,且層次豐富,從本科生課程到博士生課程,可選課程的范圍超過40門;同一門“電力系統(tǒng)分析”,MEngofPower的課時數(shù)比MScofE-Power要多一倍;培養(yǎng)學制也更長,自然其文憑的含金量也更足。課程教學與考核模式介紹舉例如ECE550,主要介紹新能源接入智能電網(wǎng)的逆變器控制技術,排課16周,3個學分。開學初,教師將公布本期課程的教學大綱和時間安排,并介紹負責作業(yè)答疑和上機指導的助教與學生見面。授課過程中,教師在講解智能電網(wǎng)新興技術的同時也會介紹本領域的前沿學術動態(tài),師生常常會就教學內(nèi)容展開提問和討論,課堂氛圍活躍。教師布置3個project課題作為考核,成績占比分別為20%、40%和40%,project需要學生們自行組建團隊基于專業(yè)軟件協(xié)作完成,并需要團隊成員們在現(xiàn)場通過幻燈片或視頻等形式展示其共同的研究成果,教師據(jù)此進行成績評定。為激發(fā)學生的學習潛力和熱情,教師還布置了課程相關的研究論文寫作納入成績評定,作為附加分40%。

與我國電力工程專業(yè)碩士培養(yǎng)的比較

我國電力工程專業(yè)碩士定位為培養(yǎng)電力行業(yè)需要的應用型高層次人才,與英美國家的培養(yǎng)模式差異明顯。首先在對學業(yè)的定位上,英美國家的電力工程碩士教育幾乎不體現(xiàn)對學生研究能力的培養(yǎng),碩士學位以專業(yè)課程學習為主,因此也就沒有碩士生導師的概念,美國的大學通常會安排一定的教師作為學生選課的咨詢顧問,但也僅限于對學生在選課時提供一些建議。國內(nèi)的專業(yè)碩士教育仍強調(diào)導師的學術指導,通常也會有期刊論文等研究成果的畢業(yè)要求。其次,英美國家的碩士課程教育嚴謹規(guī)范,無論是授課或考核以及校方的管理模式,都如同其本科教育的順延貫通,很少開設專業(yè)性過強或過深的課程,培養(yǎng)質(zhì)量通過其教育部門推行的工程碩士教育認證制度得到保證。在學習方式和考核模式上,英美國家的形式更富啟發(fā)性和多元化,比如學校會在機房提供豐富的專業(yè)軟件,如PowerWorld、EMTP和PSCAD等供學生們完成作業(yè)或練習以及實驗,考核成績由平時作業(yè)、課程課堂測驗、研究報告、科研項目等多種形式構成。

結語

在近年來國內(nèi)應用型碩士持續(xù)大幅擴招以及海外電力人才歸國就業(yè)數(shù)量日趨增長的大背景下,如何科學評估海歸碩士的職業(yè)能力以及如何改進國內(nèi)應用型碩士的培養(yǎng),是值得深入思考的內(nèi)容,希望本文能對我國高校電力工程專業(yè)應用型碩士的教育教學和電力企業(yè)的人才選用管理有所啟發(fā)。

作者:黨曉強 劉洪濤 謝果 徐永 單位:四川大學水利水電學院