國家電力工程專業(yè)應(yīng)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(yīng)用型碩士培養(yǎng)模式

隨著時代的發(fā)展,碩士學(xué)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(xué)碩士學(xué)制多為1年,美國的工程學(xué)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(xué)制大多為3年。本文就具備典型意義的英國曼徹斯特大學(xué)(TheUniversityofManchester,簡稱曼大)和美國伊利諾伊理工學(xué)院(IllinoisInstituteofTechnology,簡稱IIT)的兩個全日制電力工程應(yīng)用型碩士學(xué)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(shè)置英國曼徹斯特大學(xué)創(chuàng)建于1824年,是一所聲名卓著的綜合性大學(xué),其在電力工程領(lǐng)域的教學(xué)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(xué)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(xué)期內(nèi)修完,授課約30學(xué)時,課下對應(yīng)自習(xí)時間約為1:4,總共的學(xué)習(xí)時間約為150小時,對應(yīng)15個學(xué)分。畢業(yè)論文是60個學(xué)分,對應(yīng)的獨立學(xué)習(xí)時間是600小時,這樣學(xué)生總共需要180個必修學(xué)分才能獲得學(xué)位。MScofE-Power授課時間大致分為兩部分:通常秋季學(xué)期從9月中旬開學(xué)到圣誕節(jié)止。圣誕假期為3周左右,然后是春季學(xué)期,從1月中旬到6月中旬。畢業(yè)論文工作從春季學(xué)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(gòu)與電力設(shè)備以及相關(guān)聯(lián)的電路分析基礎(chǔ)。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(shè)計,也包括在全生命周期成本背景下對電力設(shè)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(shù)經(jīng)濟學(xué)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(xué)生結(jié)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(shù)和低碳技術(shù)與電力系統(tǒng)的融合展開介紹。8.EEEN60357結(jié)合工程項目建設(shè)背景,為研究生提供研究方法、產(chǎn)品或服務(wù)開發(fā)技術(shù)和市場研究方面的培訓(xùn)。9.EEEN60070畢業(yè)論文具體結(jié)合課程學(xué)習(xí)中的某科學(xué)主題,在教師指導(dǎo)下由學(xué)生獨立展開系統(tǒng)研究,以展示學(xué)生在處理實際問題時應(yīng)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。可以看出,MScofE-Power項目緊緊圍繞電力工業(yè)所需,設(shè)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(yīng)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(shù)等幾門專業(yè)主干課以及相應(yīng)的本科畢業(yè)(論文)設(shè)計?;诖?,加之每門課程的學(xué)時數(shù)相當(dāng)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(xué)與考核模式結(jié)合EEEN60372對課程的教學(xué)及考核模式做介紹。EEEN60372旨在:使學(xué)生對發(fā)電廠電氣部分進行設(shè)計的基本原則有清晰理解;使學(xué)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(shè)計;使學(xué)生了解電力系統(tǒng)中資產(chǎn)管理的相關(guān)技術(shù);使學(xué)生了解電力系統(tǒng)設(shè)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(shù)和狀態(tài)診斷方法。課程涉及的教學(xué)形式包括:教師課堂教學(xué)PowerPoint演示和黑板書寫講解(Lecture)、有助教參與的小組課程學(xué)習(xí)討論(Tutorial)、高電壓實驗課、基于TurningPoint平臺的課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)(e-learning)等。具體時間分配為,32學(xué)時Lectures、6學(xué)時高電壓實驗課、4學(xué)時Tutorials以及108學(xué)時課下學(xué)生自修學(xué)習(xí)Independentstudy。課程考核為,學(xué)生三個小時的筆試成績占比為80%,學(xué)生所提交一份關(guān)于傳輸線路設(shè)計的課程報告占比為20%。

IIT的MEngofPower培養(yǎng)模式

課程設(shè)置創(chuàng)建于1890年的伊利諾伊理工學(xué)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(xué)碩士分為理學(xué)碩士(MasterofScience)和工程碩士(MasterofEngineering)兩大類型,前者側(cè)重于學(xué)術(shù)研究,后者側(cè)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(yīng)用型技術(shù)人才,項目要求至少完成30個課程學(xué)分,通常學(xué)生1學(xué)期會選3門課。美國高校的學(xué)分制度與英國不同,其一門課程的學(xué)分數(shù)通常定義為一學(xué)期內(nèi),該門課程在每一教學(xué)周內(nèi)授課的小時數(shù),這和我國高校的學(xué)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(shè)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(xué)分;如果該數(shù)字是7,代表是側(cè)重于博士生前沿知識專題的短期課程,一般2個學(xué)分,該數(shù)字是6的情況,通常指的是小組研討或博士學(xué)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(xué)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(yīng)了。MEngofPower專業(yè)課程學(xué)分的選取主要被限定在三個課程組中,即構(gòu)成專業(yè)基礎(chǔ)的核心課程組CoreCourses、構(gòu)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(xué)分很有限,其各范圍的可選取學(xué)分數(shù)如圖1所示。這里結(jié)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(xué)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(xué)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(xué)與穩(wěn)定性、ECE563人工智能在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用、ECE582微電網(wǎng)的設(shè)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(shè)計、ECE548新能源發(fā)電技術(shù)、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(xué)分。在課程層次中,MEngofPower要求申請學(xué)位的30個學(xué)分,至少有18個學(xué)分是500級別課程,400級別課程不能超過12個學(xué)分,短期課程的學(xué)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(xué)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(xué)制也更長,自然其文憑的含金量也更足。課程教學(xué)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(shù),排課16周,3個學(xué)分。開學(xué)初,教師將公布本期課程的教學(xué)大綱和時間安排,并介紹負責(zé)作業(yè)答疑和上機指導(dǎo)的助教與學(xué)生見面。授課過程中,教師在講解智能電網(wǎng)新興技術(shù)的同時也會介紹本領(lǐng)域的前沿學(xué)術(shù)動態(tài),師生常常會就教學(xué)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(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)潛力和熱情,教師還布置了課程相關(guān)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(yīng)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(xué)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(xué)生研究能力的培養(yǎng),碩士學(xué)位以專業(yè)課程學(xué)習(xí)為主,因此也就沒有碩士生導(dǎo)師的概念,美國的大學(xué)通常會安排一定的教師作為學(xué)生選課的咨詢顧問,但也僅限于對學(xué)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(dǎo)師的學(xué)術(shù)指導(dǎo),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(shè)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(xué)習(xí)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(xué)校會在機房提供豐富的專業(yè)軟件,如PowerWorld、EMTP和PSCAD等供學(xué)生們完成作業(yè)或練習(xí)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(gòu)成。

結(jié)語

在近年來國內(nèi)應(yīng)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(xué)評估海歸碩士的職業(yè)能力以及如何改進國內(nèi)應(yīng)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(yīng)用型碩士的教育教學(xué)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(xué)水利水電學(xué)院