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1.1發展
電氣工程學科的發展重在理論實踐的結合,因此要重視理論基礎的鞏固,同時擴展知識面的寬度。隨著現代社會的發展對新技術的要求,電氣工程科技必須不斷的進步和創新,其專業的人才必須掌握多方面的技術,把自動化專業技術和計算機信息技術綜合在一起。
1.2重要性
在信息技術化的今天,電氣工程影響著整個民族科學技術進步的水平。電氣工程的開始要追溯到十九世紀上半葉“磁效應”和“電磁感應定律”的發現,電磁理論的發明奠定了電氣工程的理論基礎。不久,西方國家開設了電氣工程專業。在我國,電氣工程專業始于1908年的南洋大學堂,在之后的一個多世紀,開設該專業的大學數量不斷增多,這是我國相關人才的匱乏的體現,電氣工程專業在我國大專院校中的地位日益提高。
2專業建設
科學技術發展到今天,廣泛的電氣工程學科下的很多技術都陸續被獨立出來,成為獨專業的學科,但由于它們來自于電氣工程學科,與電氣工程的內容有著扯不斷的聯系,不是其他學科能夠比較的。所以,現在電氣工程具有良好的發展和就業前景。本專業把電氣工程包含的所有專業以及交叉學科的相關知識都做了系統的分析,理論與實踐相結合,注重德育的教育,培養了一大批合格的高技術型人才。電氣工程專業將來會以電機控制、電力與電子技術、電力系統的自動化三個專業為發展方向。
3建議
為了更好的發展電氣工程專業,把培養技術人才作為目標觀念,采取開放性的人才策略,充分利用現有的人才,并不斷培養和引進人才。就必須成立優秀的教師隊伍,完善師資力量,培養和引進兩手都要抓。
3.1人才引進
各學校要根據發展規劃,積極引進擁有高資歷的國內外人才,尤其是具有國家性的專業研究經歷、參與過過國內河國外較大工程項目的人才。根據學校學科建設和教學的需要,制定引進計劃和人員的數量。
3.2師資建設
積極培養現有的教師隊伍,通過學習參觀的方式進行深造。不斷提高教師自身的水平,使各科老師的學歷、年齡等結構分配上更加合理。加強年輕老師的計算機和外語水平,對其進行崗前培訓,并加入到社會實踐中。指定德高望重且教學水平高的老教師指導青年教師,使青年教師盡快了解教學重點,順利進入教師的角色。針對青年教師的教學,學院可組織聽課或座談的形勢,改進青年教師的教學方法,提高他們的教學質量。
3.3提高教學水平
教師教學水平與科學新領域的開拓息息相關,教學水平的高低影響著教師在學生面前的威信。教師是否有威信,也是教師的品質、能力、知識以及教育方式的一種體現,直接表現在學生在內心深處崇拜和敬佩的態度。老師的教學水平是影響著學生的學習興趣和愛好,是影響教學效果的一個關鍵因素,是學生是否愿意接受教育的前提之一。自古以來,我國的教師就有著愛崗敬業、默默奉獻、工作負責、為人師表、以學生做為根本的優良傳統。對教師業務水平的管理,是各個學校對教師教學的能力以及水平進行幫助和提高的一種表現,是學校管理層為使教師具備精湛的專業知識、淵博的文化儲備和教育教學方法,運用多種模式對教師業務水平有計劃有安排進行整體加強的過程。由于教師是知識的傳授者,并對學生的能力進行培養和發展,因此教師的水平直接對學生的智力開發有著影響。教師業務水平的管理,有助于提高專業知識的教學水平,教師只有對教材內容熟練的掌握和適度的拓展,才能更好的進行專業知識的教育,把合適的學習方法傳授給學生,使學生對專業知識輕松的掌握和理解,很好的運用到現實生活中。
4結束語
關鍵詞:電力電子技術;教學模式;教學方法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)40-0102-02
一、電氣工程類應用型人才培養目前存在的問題
電氣工程及其自動化學科作為工科的重要支撐學科,其培養的高素質應用型人才應該能夠承擔轉化應用、工業實際生產的任務。隨著我國經濟的快速發展,傳統電工制造業、新興信息產業等行業都需要大批符合企業要求、動手能力強、專業素質好的電氣工程類應用型人才。高校電氣工程及其自動化學科的培養,應使學生達到“厚基礎、寬口徑、重應用”的培養目標,這是應用型本科電氣工程類人才培養的關鍵。而電力電子技術作為電氣工程類學科的一門重要必修課程,對于培養電氣工程類應用型人才綜合應用知識、實踐動手能力有很重要的作用。近年來,電力電子技術在電力系統、新能源發電、家用電器、交通運輸等領域得到廣泛應用,本課程在電氣工程類應用型人才培養中的重要性也日益凸顯。
但是在國內電氣工程類專業課程教學模式一般都是傳遞―接受模式,教學方法單一,缺乏實物演示教學環節,很大程度上挫傷了學生的學習興趣,導致學生學習效果不佳、動手能力差。這對于像電力電子技術此類實踐性很強的課程來說,已經難以滿足應用型人才的培養需要。同時,在教學過程中過分強調理論知識的重要性,導致理論與實踐脫節,不能對所學的知識靈活運用,難以創新,無法用于實際。教學過程中過多的強調專業知識的傳授,缺少科學思維和方法的引導和訓練,眼界的狹小和思維方式的呆板,也使得學生難以創新。這樣的教學模式難以滿足電氣工程類應用型人才熟練綜合應用知識、實踐能力強的要求。
由于在電力電子技術課程教學中也存在上述此類共性問題,因此迫切需要對課程的教學模式進行相應的改革和完善。深化工程實踐教學改革,培養學生的工程素養,增強學生的動手實踐能力、理論與實踐相結合的能力及創新能力。
二、針對課程教學模式、方法的改革
近年來,隨著技術的進步發展,本課程教材的內容篇幅都有一定的增加,但是課程的教學課時卻反而有所減少。要使學生在有限的時間內掌握本課程的基礎知識和基本技能,以滿足培養應用型人才的需要,課程教學模式和教學方式方法需要一定的改革。
(一)實用性工程實例教學
電力電子技術的教學內容應該注重工程實際應用,可在闡述相關基礎理論后,通過工程實例的講解,以工程實用背景激發學生的學習興趣,結合工程實踐與探究環節,加深學生對理論知識的深層次理解,使學生將各門專業課知識系統化、結構化,新舊知識融會貫通。與此同時也培養了學生創新能力和自我探究的自主學習能力。
以國家“十一五”規劃教材《電力電子技術》為例,例如在講解緒論時,可以結合學生比較感興趣的電力電子技術在汽車上的應用,具體如汽車各類照明、指示燈、雨刷、電動窗的電力驅動等,結合日常生活中常見電力電子技術應用,如變頻空調、變頻冰箱、護眼臺燈等。對于整流電路,可通過常見的手機充電電源為例討論,拓展到單相半波、橋式整流電路。對于逆變電路,可以用車載逆變器作為工程實例來進行講解。在此教學過程中,利用工程實例提出問題,運用電力電子技術相關基礎理論解決問題,學生學習興趣增加,使抽象理論和工程實際運用相結合,理解更加透徹。
(二)課程教學方法和教學模式的改革
1.在電力電子技術教學實踐中,可以適當根據授課內容的不同,具體結合傳統傳遞―接受式與現代啟發與探究式、翻轉課堂式教學有機結合,同時增加工程實踐與探究環節,加深學生對理論知識的深層次理解。例如在講解基礎理論時,應在學生充分預習的基礎上采用傳統教學方法,同時采用現代啟發和探究式教學模式講解實用性強的工程實例。對于逆變電路等比較復雜的電路,則可以采取翻轉課堂式教學模式,學生討論講解,授課教師發揮指導作用。
2.采用多種教學手段。教學時,對于部分章節可采取板書結合Flas的方式。適當的板書可以使學生加深對內容的理解程度,也可以起到控制課堂節奏的作用。例如講解驅動電路時,僅用PPT難以達到良好效果,學生也不易理解,利用板書逐層遞進地繪制并講解,強調重點以及邏輯推理。利用PPT對知識點進行描述或輔解釋,從而有利于學生接受。
3.引入教學仿真軟件。MATLAB軟件比傳統的高級語言更容易學習和掌握,通過SIMULINK組件和SIMPOWER工具箱,可以很容易地提取元器件,將各種器件連接成完整系統,對電路進行仿真。電力電子電路的分析、設計、調試都能通過MATLAB數字仿真軟件實現,仿真軟件能夠直觀地觀察實驗結果和實驗過程,能夠激發學生的學習興趣。
通過軟件仿真,整個電路的運行過程學生可以清楚地觀察,對各個元件和節點的波形能夠透徹理解,也能很方便地修改器件的仿真參數,觀察電路的不同工作情況,動態顯示分析波形。利用仿真軟件能夠加深學生對電力電子技術基礎知識的理解,調動學生的學習積極性。
(三)建設實訓平臺培養學生實踐動手能力
通過建立一個綜合運用理論教學、仿真實訓以及實驗操作等手段的實訓平臺,提高學生的工程素養,增強學生的實際動手能力、理論與實踐相結合的能力和創新能力。該實訓平臺綜合運用理論教學、仿真實訓、實驗操作等手段全面提升電力電子技術的教學效果,實訓內容主要包括結合實物講解與工程實訓知識、基本軟硬件設備的使用方法、常見元器件的安裝、電路板的焊接等基本技能培訓,給定典型電力電子器件參數,完成原理圖繪制、元件選型、電路設計等創新實踐培訓。通過該實訓平臺的實訓,使學生掌握基本的元器件基礎知識,設備儀器的基本操作技能,而實踐與創新環節培養了學生創新和實踐的動手能力,使其掌握了分析和解決實際問題的方法。
三、充分發揮授課教師的主導作用
教師作為學生專業課學習的指導者和領路人,在授課時應該充分發揮教師的主導作用。首先教師應該注重對學生學習興趣和學習方向的引導,讓學生了解本領域的最新專業動態,讓學生明白本門課程的重要性,認識到本課程和其他專業基礎課程的聯系性和邏輯性,了解學習的重點和要求,以激發學生的學習興趣。其次,電力電子技術授課教師需要掌握相關強弱電領域的專業知識,因此對授課教師的綜合素質與專業知識水平有較高的要求。教師需要關心本領域的最新動態,隨時更新自己的知識,不斷拓展自己的研究領域,提高自己的專業學術水平,通過授課使學生能夠比較全面地了解和掌握本學科的發展。
四、結語
我國已經成為世界制造中心,社會經濟的發展需要大批電氣工程類應用型人才作為人力支撐,培養電氣工程類應用型人才是我國高等教育的重要職責。電力電子技術作為電氣工程類學科的重要基礎性學科,是個強弱電結合的學科,也是理論與實踐結合緊密的學科,通過對課程教學的改革與探索,充分激發學生的學習興趣,提高學生綜合應用學科知識的能力,培養其實踐動手能力,以期更好的培養高素質、動手能力強的應用型本科人才。
參考文獻:
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1.1有利于促進學生就業和注冊電氣工程師的發展。
注冊電氣工程師考試分兩個專業:發輸變電、供配電。考試由基礎考試和專業考試兩部分組成。基礎考試又包括專業基礎和公共基礎這兩部分。只有通過了基礎考試,并且具有相對應的職業實踐年限之后,才能夠報名參加接下來的專業考試。專業考試包括專業知識礎部分和專業案例兩部分組成。專業考試通過后,就可以取得《中華人民共和國注冊電氣工程師執業資格證書》。通過注冊電氣工程師執業資格考試的科目和內容,我們可以知道考試內容的理論部分和高校電氣工程專業的課程教學內容是一致的,所以高校電氣工程專業畢業生開始考慮把注冊電氣工程師作為自己未來的職業的選擇。所以,對高校電氣工程專業進行滿足注冊電氣工程師指導的教學改革,課程和實踐環節進行有針對性的設置,必將促進高校電氣工程專業畢業生的就業,以及注冊電氣工程師的發展。
1.2有利于構建健全的電氣工程教育體系。
世界上普遍認為,一個合格的電氣工程師需要經過高中畢業后8年左右時間,主要包含“工科相關自然科學知識的學習”、“工程實際的長期練習”及“較長的工程實踐經歷”等三個階段的培養。通過對我國和國外的電氣工程本科教育進行比較,可以看出主要的區別是:國外電氣工程專業本科教育為學生提高注冊電氣工程師的職業基礎,學生畢業后在工作中經過多年的工程實踐完成注冊電氣工程師需要的職業訓練。而我國目前大部分的企業沒有注冊電氣工程師培養訓練的條件,所以就要求高校在學校內完成對注冊電氣工程師培養內容,使得電氣畢業生能夠上崗前就應熟練掌握應有的專業工程技能。因此,對高校電氣工程專業進行滿足注冊電氣工程師指導的教學改革,有利于構建一個由學歷教育、專業訓練,工程實踐等環節組成的健全的電氣工程專業大教育體系。
二、電氣工程專業教學改革的基本思路
2.1優化課程體系,加強課程綜合化。
課程體系是教學的指揮棒。傳統的高校電氣工程專業教育,所使用的課程體系具有課程結構不連貫、課程之間缺少銜接等問題。這些造成學生沒有一個整體的專業知識體系。而要想通過注冊電氣工程師的考試,必須具有較強的專業綜合能力。因此,為適應注冊電氣工程師要求,高校電氣工程專業課程體系應該建立以專業理論為基本,增強專業技能為核心的課程體系,以加強學生綜合專業實踐能力。將不同課程在整個電氣工程學科體系中進行整合,使相關知識能夠相互融合,相互支撐,能夠適應實際工程對電氣工程專業綜合能力的需要。
2.2注重教學內容的動態發展,更新、精簡并活化教學內容。
高校電氣工程專業課程的教學需要及時吸收最新的理論方法,關注最新的實踐成果,補充到教學中來,使教學內容和實際相結合,使基礎理論和社會發展相一致,以免理論和實踐相脫節。電氣工程專業教學改革應該注意對教學內容進行優化,協調好理論與實踐結合,拓寬知識面和增強動手能力的關系,解決好社會更高的專業能力的要求和學校學時壓縮的矛盾。
2.3改善教學方法,更新教學手段,注重學生綜合能力培養。
除了要優化課程體系和教學內容外,注重動手能力的培養日益受到企業和社會的重視。其中要提高利用專業知識解決實際問題的能力,需要對電氣專業教學方法進行改革。不但要使用各種現代化的教學手段,更要用創造性思維訓練為主的教學方式取代灌入式的知識傳授方式,使用“翻轉課堂”等科學的授課方法,精心準備每一次課,注意發揮學生的能動性,著重培養學生的創新能力。比如在《供配電及照明設計》教學過程中,根據課程實踐性和綜合性強的特點,在課堂教學過程采用工程實際場景,利用課程中相關的專業知識,啟發引導學生獨立解決在工程規劃設計中需要解決的專業問題,從而激發學生的主觀能動性,使課堂變得活躍多彩,激發學生主動學習的興趣,提高學生自學能力和綜合能力。
2.4切實加強實踐教學環節,注重理論與實踐的有機結合。
現階段電氣工程專業教學改革的重點,應放在理論與實踐的平衡,學與做比重均衡,知識與技能相輔相成,培養綜合能力的環節。目前我國高校教學計劃中的實踐環節雖然比重加大,但是并沒取得期望的效果。因此,實踐環節應該注重這兩個方面:一方面是在課程體系中把堅實的理論基礎和工程實踐訓練緊密的結合起來,使課堂教學真正的面向工程實際;另一方面,通過加強高校與企業對接,真正建立起高校和企業的產學研一條龍良性體系。
三、電氣工程專業教學改革應注意的問題
關鍵詞:教學改革;鐵路特色專業;電氣工程及其自動化
作者簡介:蘇宏升(1969-),男,甘肅靖遠人,蘭州交通大學自動化與電氣工程學院電氣工程系副主任,教授;董海鷹(1966-),男,陜西臨潼人,蘭州交通大學自動化與電氣工程學院副院長,教授。(甘肅 蘭州 730070)
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)33-0027-03
一、歷史沿革
蘭州交通大學電氣工程及其自動化專業的前身是1958年由姜嘉猷教授等一批電機工程專家組建的電力機車專業和1959年組建的電力機車供電專業。1999年,學校根據國家新的本科專業目錄,設立了電氣工程及其自動化本科專業,并于同年開始招生。2000年,該專業被教育部列入國家管理的專業點名單,并于2004年獲得了財政部的中央與地方共建高校專項資金資助。[1]
電氣工程及其自動化專業自成立以來,沿襲蘭州交通大學(蘭州鐵道學院)多年優良的辦學傳統,本著服務鐵路和面向地方電力系統領域進行人才培養的原則,已為國家培養了1000多名鐵道電氣化工程領域的專業技術人才,為國家建設,特別是西部鐵路建設作出了重要貢獻。
二、專業定位
隨著高等教育教學改革的發展,我國高校高等教育已從精英教育時期轉變為大眾化教育時期,而大眾化教育所面臨的最大問題是畢業生的就業分配問題。嚴峻的就業形勢已經演變成一個備受關注的社會問題,而這僅僅通過提升教學質量,狠抓教學水平的努力是難以辦到的。因此必須從社會分析做起,正確定位,找好高校人才培養和社會需求的結合點,做好高等教育的專業教學改革,完成高校肩負的三項主要職能:人才培養、科研轉化和服務社會。
電氣工程及其自動化專業是我國工科院校普遍設立的一個專業,專業規模相對龐大,就業競爭異常激烈。如前所述,蘭州交通大學如何能夠培養出適應時代需求的學生,在當前諸多高校中占有一席之地,是關系到該專業生存發展的重要問題。為此,蘭州交通大學電氣工程系在對當前該專業深入分析的基礎上,結合原鐵路院校類特色,進行了大膽的嘗試和改革,即將蘭州交通大學電氣工程及其自動化專業定位于鐵路特色專業,在原電氣工程及其自動化專業原有方向的基礎上設立了電氣化鐵道牽引供電和接觸網工程兩個特色專業方向,一方面拓展了學生的就業渠道,進一步明確了教學目標,另一方面兼顧了學生的學習興趣。經過兩年的專業嘗試,證明電氣工程系將電氣工程及其自動化專業定位于鐵路特色專業的實踐是完全正確的,出現了畢業生供不應求的局面,不少人已在本職崗位上取得了良好成績,深受用人單位歡迎。
三、特色專業方向的設立
教育部《普通高等學校專業設置的規定》明確規定:“普通高等學校根據社會特殊需要及自身優勢和特點,可在完成基礎課教學后,在現設專業范圍內自主審定專業方向”。在此規則指導下,蘭州交通大學電氣工程系開展了在電氣工程及其自動化專業下設立特色專業方向的探討和研究工作。
1.電氣專業寬口徑下的問題分析
縱觀當前電氣工程及其自動化專業的狀況,所存在的問題主要表現在:一是人才培養目標不夠明確。部分高校沿襲著我國高等教育中重理論、輕知識傳授的教育理念,忽略了人自身的教育,又缺乏明確的專業定位,導致培養目標過大而無法適應時代需求,也不能適應社會對人才的多層次需求。二是人才培養模式落后,缺乏創新。教學以具體專業為導向,將相應的專業知識灌輸給學生,較少考慮學生是否能將所學知識完全消化,是否形成了合理的知識結構,是否能夠運用這些專業知識解決實際問題。隨著信息技術的高速發展,技術專業化日益突出,培養更加專業的電氣方面人才是社會發展的必然。
2.鐵路特色專業方向建立的可行性和必然性
我國能源資源分布的不均衡以及越來越多的外出務工人員,決定了我國鐵路交通運輸在未來國民經濟發展中仍將占據十分重要的地位,而鐵路電力牽引相比其他牽引方式在高速、重載、環保等方面具有很大的優越性,因而是未來鐵路交通運輸行業主要發展的牽引模式。“九五”后期,隨著一批時速超過200km的客貨共線鐵路和200~350km的客運專線鐵路的建成,我國鐵路進入高速發展期,加上這些鐵路多采用信息技術控制和管理,客觀上決定了對鐵路牽引供電專業的更高要求:要求電氣專業對鐵道知識有深入的理解和掌握;要求作為鐵路自動化、現代化和科技化代表的牽引供電系統要從可靠性到先進性滿足高速鐵路建設的要求;要求現代的電力牽引供電要向專業化、科技化和信息化的方向發展。
目前我國鐵路建設掀起了新一輪,且正在向新疆、等邊遠地區滲透,而這些鐵路建設的特點是高起點和高標準,急需大量掌握現代科學知識的鐵路供電和接觸網方面的人才,從事與牽引變電所與接觸網有關的運營維護工作,確保大動脈的安全暢通。另外,由于蘭州交通大學電氣專業培養目標不夠明朗或培養計劃滿足不了高速鐵路發展的要求,致使人才培養與社會需求脫節,畢業生就業困難。
根據我們在烏魯木齊、呼和浩特、哈爾濱、武漢、鄭州、蘭州等鐵路局和青藏鐵路公司,以及南車、北車等鐵路機車車輛制造企業的調查而得出的結論來看,這些企業每年對牽引供電專業畢業生的人才需求是學校能夠提供的三分之一,缺口達一半以上,而且這些鐵路企業對牽引供電的人才需求還將繼續增長。
一方面是寬口徑下電氣專業學生由于技能欠缺和諸多高校學生人數日益增多帶來的就業壓力;另一方面是鐵路牽引供電專業的人才匱乏,出現了多家用人單位提前到學校爭搶人才而無法滿足人才需求的局面。鑒于此,根據蘭州交通大學原鐵路類院校特色,蘭州交通大學電氣工程系決定在電氣工程及其自動化專業下開辟牽引供電專業方向。同時,考慮到接觸網是電力牽引必不可少的載體,與運營維護工作往往糾結在一起,密不可分,因此又設立了接觸網工程方向。這樣和原來的電力系統自動化專業方向一起,蘭州交通大學電氣工程及其自動化專業共有三個專業方向,即兩個鐵路特色專業方向和一個傳統專業方向,較好地滿足了用人單位的需求,也給學生提供了更多的選擇空間。
四、鐵路特色專業方向改革的具體措施
電氣工程系鐵路特色專業方向一經確定就成為蘭州交通大學的一個重要專業方向,這也是甘肅省乃至西北地區唯一的一個有該方向的本科院校。為了滿足鐵路特色專業方向(即鐵道供電和接觸網方向)的教學要求,院系兩級在人才培養模式、課程設置、教材選取和平臺建設等方面成立了專門的課題研究小組,并得到了學校的大力資助。
1.教學計劃的修訂和課程設置的完善
電氣工程系原有的教學計劃和大綱是針對電氣工程及其自動化本科專業而設置的,具有課程門類比較齊全,覆蓋面廣的特點。缺點是缺乏特色,定向模糊,培養目標不清晰,導致畢業生就業困難。為了能和鐵路特色專業培養目標相匹配,必須對現有的教學計劃進行調整,使之既能符合電氣工程及其自動化專業的培養計劃,又能體現鐵路特色供電專業的培養目標。為此,研究小組認為:新教學計劃的制定應該體現知識的完整性和連貫性;充分反映本課程方向的新技術和發展前景;刪減就繁,除舊布新,突出重點;理論聯系實際,注重實踐能力的培養。正是基于這樣的原則,結合大綱對原教學計劃從公共基礎課程教學平臺、專業基礎課程教學平臺、專業課程教學平臺以及工程實踐能力教學平臺四個方面進行了修訂。[2]
(1)公共基礎課程教學平臺的修訂。除執行全校公共基礎課程體系外,學院還構建了由14門課程組成的計算機應用能力平臺:“程序設計基礎”、“數據結構”、“離散數學”、“微機原理”、“單片機原理及系統設計”、“數值計算與MATLAB方法”、“嵌入式系統設計”、“計算機導論”、“DSP技術及應用”、“數字信號處理”、“軟件開發技術基礎”、“數據庫技術及應用”、“Web技術及應用”、“計算機網絡”,為學生今后的發展奠定了基礎。
鑒于鐵路特色專業方向對數學有較高的要求,因此在修訂計劃時增加了工程數學教學方面的內容,包括“數學物理方程”、“矢量分析與場論”、“概率與數理統計”、“復變函數與積分變換”課程,為學生專業方向課程的學習中打下厚實的基礎。
這樣學生既能在大電類基礎課程教學平臺的寬口徑下學習,又能掌握特色專業方向課的基礎課教學內容,為以后分專業方向學習奠定了堅實的基礎。
(2)專業基礎課程教學平臺的修訂。電氣工程及其自動化專業基礎課程教學平臺包括“電路分析”、“電路實驗”、“電子技術”、“電子技術實驗”、“工程電磁場”、“自動控制原理”、“電機學”、“電氣工程導論”、“電力系統分析”、“電力系統通信與網絡技術”10門課程,與公共基礎課程共同構成大電類基礎課程教學大平臺。
由于接觸網專業對機械和力學知識有較嚴格的要求,因此在專業基礎平臺中增加了“機械設計基礎”和“工程力學”課程,豐富了學生的專業知識面,也為以后學好接觸網專業方向奠定了基礎。
(3)專業課程教學平臺的修訂。電氣工程及其自動化專業課程教學平臺主要涉及“高電壓技術”、“電力電子技術”、“電力系統繼電保護原理”、“電氣測試技術”、“電器控制與可編程控制器”、“電力系統自動化”、“專業英語閱讀與寫作”、“電氣設備狀態監測與故障診斷”、“配電網絡自動化”等課程,與畢業設計、課程設計一起構建專業技能獲取平臺。
專業課程教學平臺的修訂對確保鐵路特色專業方向成功至關重要,因此做了較大的調整。針對電氣化鐵道牽引供電專業方向,增加了“電氣化鐵道供電系統與設計”、“電氣化鐵道供電系統及裝備”、“城市軌道交通供電系統”、“牽引供電所設計與施工”課程以及這些課的課程設計。針對接觸網工程專業方向,增加了“接觸網工程與設計”、“接觸網規程與規則”、“接觸網施工”、“接觸網檢測”以及“接觸網工程與設計課程設計”。上述兩個特色方向除必修課外,均有9個學分的選修課。表1是調整后電氣工程及其自動化鐵路特色專業方向課程教學計劃。
(4)工程實踐能力教學平臺的修訂。工程實踐能力教學平臺的調整主要基于兩方面:一是調整工程實踐平臺本身的實訓內容,如認識實習由參觀劉家峽水電站改為參觀蘭州鐵路局供電段蘭東牽引變電所,生產實習由原來的蘭州電機廠實習改為蘭州鐵路局職工培訓站隴西分站接觸網實訓基地實習。二是開辟新的實訓內容或實訓基地,如增加了有關牽引供電系統和接觸網專業方向的零部件拆裝實習,以及開辟了蘭州鐵路局供電段電調中心實習基地。此外,學院還定期聘請各大鐵路局、設計院、中鐵電氣化公司、青藏鐵路公司等現場專業人員來學院任課或作報告,使得學生們不出校門就能學習到現場的知識。
2.師資隊伍建設的研究
電氣工程及其自動化專業鐵路特色專業方向是一個嶄新的方向,師資力量的配備直接影響到專業建設的成敗。在優化師資配置資源的基礎上,必須加大師資培訓,提高教師的專業水平。具體措施:一是安排教師到相關院校進行實習培訓,加強學習交流。如2008年安排張廷榮、李紅兩位青年教師去華東交通大學學習,安排李亞寧教師去鐵道部第一設計院學習,2009年安排張廷榮、李紅去鐵道部第一設計院蘭州分院學習,2010年安排閔永智教師去西南交通大學學習,提高了教師的理論水平。除了每年安排相關教師進修實習外,學院還著力出臺了“1+2”研修計劃和“1+1”幫帶計劃。二是鼓勵教師利用暑、寒期到工廠或鐵路建設現場實地考察,與現場工人、技師交流學習,做到真正實踐學習。三是在院內積極開展鐵路特色專業方向方面的科研工作,加大對科研方面的投入。通過承擔和參與科研項目,提高教師發現和解決工程實際問題的能力,豐富教師的工程實踐經驗。四是強化教師專業隊伍,引進高水平人才,要特別加強從企業引進具有較高學術水平和豐富工程實踐經驗的高級專業技術人才,提高師資隊伍的整體工程實踐能力和水平。
3.實驗室建設和實習基地的建立
實驗是教學的重要環節,相應的實驗室建設對于專業發展尤為重要。鐵道電力牽引供電系統和接觸網專業方向建立之前,我們就對實驗室建設進行了大量的考察和論證工作,一經專業方向確立就開始了實驗室建設工作。由于鐵路特色專業方向的特殊性和龐大性,所需建設資金缺口較大,研究如何利用有限的資金完成有代表性的實驗設備從而完成實驗室建設,滿足日常教學需求,幫助學生理解和接受所學專業知識提高學生學習主動性異常重要。學校采取了以自我建設為主的方式,同時加強外來資金的引入。一方面,學校利用日元貸款大力建設鐵路特色專業方向實驗室,先期建成電氣化鐵道供電系統模型實驗室,包括一個電力系統沙盤及一個牽引供電系統沙盤;全部償、半補償及接觸網簡單懸掛模型;斷路器、隔開關、互感器、避雷器等牽引變電所電力設備模型;AT、BT及接觸網直供方式下的掛板模型;牽引所二次回路、直流操作電源的掛板模型,滿足鐵路特色專業方向學生學習的基本需求。另一方面,利用財政部與地方共建實驗室和特色辦學機會,爭取國家財政支持。通過各方積極努力,獲得財政部數百萬元建設基金,建立了遠動及綜合自動化實驗室。最后利用現有的實驗設備,學校投入配套資金進行二次開發,展開對遙測、遙信和遙控系統的深入研究,完善實驗室設備和技術。[3]
關于實習基地的建設問題,接觸網專業方向要求學生必須通過相應的安全規程測試,合格后方能上崗,其特殊性決定了實習的重要性。利用現有條件和依托相關企業單位建設新的實習基地是我們必須思考的問題。學校利用蘭州鐵路局職工培訓站接觸網實習基地的優勢,在實習階段將學生送到接觸網實習基地進行接觸網零部件拆裝練習,并設法考取上崗證。另外,和企業積極聯合,建立新的實習基地。如與蘭州鐵路局蘭東供電段達成就業實習協議,給學生一個熟悉和實習的機會,做到理論和實踐相結合。
4.教學方式多樣化,注重學生能力培養
為了增加學生的學習興趣,電氣工程及其自動化專業鐵路特色專業方向的課程從內容到形式上都進行了不斷地嘗試,目的是尋求利于學生學習和能力提高的最佳結合點。
教學內容上不再采取單純的灌輸式教學,而是豐富教學內容。首先在教材的選取上采用“三位一體”的教材,再經過大量的比對,選取最好、最先進的教材。對不恰當的教材經過教師和專業技術人員的共同努力進行修正;課堂采取不同的教學方法,利用多媒體課件教學,一方面從交流單位引進錄像,另一方面根據需要去現場實地制作教學錄像,提高了學生的學習興趣。
課堂教學注重能力培養。為了提高學生能力,充分發揮學生的學習主動性,一些課程采取了教師講授、學生參與的方式。例如,對于軌道交通概論,任課教師講完部分課件后,布置學生課后通過資料查取完成一定任務,并讓學生們課堂講解。由于學生查閱的知識多種多樣,不僅豐富了學生的視野,而且教師在其中也可以學到不少知識,共同受益。提高了學生的學習主動性、自學能力。
五、鐵路特色專業方向取得的實效
蘭州交通大學電氣工程及其自動化專業鐵路特色專業方向一經開始就顯示了極其強大的生命力和發展潛力。在校內受到領導和廣大教師的支持,為學生提供了一個新的就業機會和選擇。經過兩年的建設和發展,得到了鐵路局、設計院、中鐵電氣化局、中鐵建和機車車輛制造企業的認可和好評。目前除部分畢業生考取研究生外,大部分學生已走上工作崗位,總體呈現出供不應求的局面。在最近連續三屆的畢業生就業分配中,無1人待業。在最近連續兩年的高考中,報考該專業學習的學生數量大大增加。該專業與鐵路信號、機車控制兩個專業配套,構造了“三位一體”的學科優勢,填補了學科專業建設的空白。
六、結束語
自1999年電氣工程及其自動化專業恢復招生以來,歷經10年有余。在校、院兩級領導的支持下,電氣工程系教師孜孜不倦、嘔心瀝血,建立了國家特色專業和省級實驗示范中心兩個平臺,設立了電氣工程一級碩士學位授權點和一個工程碩士學位授權點,并吸引了大連交通大學、西南交通大學、華東交通大學、寧夏大學、蘭州理工大學、蘭州工業專科學校、河西學院、隴東學院、甘肅工業職業技術學院、酒泉工業職業技術學院、烏克蘭克列門丘格國立大學和斯洛伐克馬捷貝爾大學等院校教師來中心參觀、學習,取得了令人矚目的成績。
參考文獻:
[1]蘇宏升.電氣工程及其自動化鐵路特色專業建設的研究與實踐[J].中國科教創新導刊,2011,(5):193-195.
關鍵詞:電氣信息類;拔尖創新型人才;大學生電子設計競賽
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)36-0057-02
開始于1994年的全國大學生電子設計競賽在促進高校電氣、電子、信息等專業發展方面起到了舉足輕重的作用。以該項賽事為契機發展起來的高校應用型人才培養模式得到了實踐檢驗。此后,各類賽事如雨后春筍般發展,對高校相關學科的發展起到很好的促進作用,具體表現為:培養了學生的實踐能力和創新精神,促進了師資隊伍的建設,促進了課程體系改革,促進了實驗室建設。
電氣信息類應用型人才培養模式的研究已經非常全面,并且取得了顯著成效。[1-5]下面主要從課程和教學內容、師資隊伍建設以及產學研合作等方面進行闡述,重點是加強學生的實踐動手能力,在“應用”上下功夫。
筆者在長期的學生指導和項目合作過程中發現,學生在電路設計、產品開發等能力到了一定程度后非常容易進入學習瓶頸,理論知識不夠深入帶來的弊病就顯現出來。此時,有針對性的教學和培養顯得非常重要和必要。而大部分高校都沒有相應的培養模式和對策,任由學生自由發揮和各種自學。如何在保證大部分學生實現“應用型人才”的前提下完成少數有創新精神和科研能力學生的“拔尖創新人才”教育,是當前高校應該重點研究的方向和領域。
浙江大學電氣工程學院為了解決這個問題,設立了“愛迪生班”,吸收一些學有余力、創新意識強烈的學生進行因材施教式個性化教育。其他一些985院校設立了不同名稱的“創新班”,部分地解決了高校“個性化”教育的需求。但是,“創新班”的設立打亂了校院“班級”編制,給管理和教學等帶來了一些困擾,同時創新班的學生的愛好和優點不盡相同,很難做到課程設置的有的放矢。受制于辦學條件、實驗環境等各種客觀原因,創新班機制在很多高校沒有推廣開來。
本文在電氣應用型人才培養模式的基礎上,提出了拔尖創新型人才培養模式,增加了“準創新班”和參與縱向課題兩個環節,完成了大眾人才到小眾人才的過渡。本文共分3部分,第一部分綜述和分析了電氣信息類人才培養模式的現狀和拔尖創新型人才培養模式的必要性;第二部分提出了基于“準創新班”概念的拔尖創新型人才培養模式;第四部分重點闡述了“準創新班”的特點和優點,以及在學生培養過程中的具體實施舉例。
一、基于“準創新班”的拔尖創新型人才培養模式
基于“準創新班”的拔尖創新型人才培養模式如圖1所示,整個方案圍繞1條主線(實踐)、7個階段、2個節點。如果把拔尖創新型人才培養比作一個優質產品的生產過程的話,培養過程總共分為7個工序,分別是:低年級基礎課探索性實驗的“選才”階段,低年級電子大賽培訓的“原材料粗加工”階段,低年級輔助高年級學生參加電子大賽的“原材料加工”階段,準創新班培養的“精料選型”階段,高年級電子大賽培訓的“精料加工”階段,高年級學生參加電子大賽的產品成型階段,輔助教師參加科研項目的“產品打磨”階段。傳統應用型人才培養模式主要包括5個階段,大部分高校都是4個階段,分別少了“準創新班”培訓和輔助教師完成科研項目兩個主要環節。
本方案最突出的兩個環節就是作為精品選型的“準創新班”培養機制和作為產品打磨階段的輔助教師完成科研項目。這兩個階段分別承擔著電氣信息類拔尖創新型人才的“選才”和“打磨”關鍵環節,也是本培養模式的創新點。如何有條不紊地選出“拔尖人才”,并培養成具有科學素養和創新精神的人才是一個系統工程,也是本培養模式的重中之重。
二、“準創新班”概念的提出
1.電氣信息類“準創新班”
有感于不同高校電氣工程學院“創新班”培養模式對拔尖創新型人才培養的探索,考慮到“創新班”存在的問題和大部分本科院校師資力量、科研環境以及實驗條件的限制,提出“準創新班”的概念。“準創新班”培養模式是對拔尖創新型人才培養的一種有益嘗試和探索,具有一定的理論和實踐價值。
“準創新班”是一種沒有實際編制的“虛擬”班級,以專業和項目為導向組織起來的具有班級功能的小型團體。該類“班級”的主要優點是:學生愛好和興趣一致,專業方向可以縮小到二級學科,保證了學業基礎的廣(原班級時的一級學科,譬如電氣工程及其自動化)和精(“準創新班”時的二級學科專業,譬如電力電子與電力傳動);以項目為導向。“準創新班”學生可以申請學校各種創新項目,在項目實踐中學習,同時理論反過來指導了實踐;學生培養采用導師負責制原則,采用本科教學和研究生培養想結合的方式進行,本科教學夯實學生的專業基礎,研究生培養方式能夠鍛煉學生發現問題、分析問題和解決問題的能力;橫向課題和縱向課題想結合,用橫向課題鍛煉學生的應用性人才技能,用縱向課題培養學生的創新思想和科學素養。
2.具體實施舉例
以我校電氣信息專業“準創新班”電力電子與電力傳動方向為例。在經歷了60天電子大賽培訓和比賽后,有一小部分學生在實踐能力和專業技能方面脫穎而出,此時,按照愛好和二級專業方向分出“準創新班”。在學生培養中,集中培訓起到了一些增強實踐動手能力的功效,但是知識面的擴展和專業知識的掌握不能離開潛移默化的日常學習,此時,需要有長效機制的培養方案做后盾。電力電子與電力傳動“準創新班”主要吸收對電源設計、節能減排以及各種儀表感興趣的學生。具體的操作為:
(1)班長的產生。雖然是以愛好和項目導向為基礎的虛擬班級,但是為了管理和教學效果,班長起到上傳下達和凝聚班級的作用。以自愿和學生投票產生的班長,必須在專業和組織能力等方面擁有較高的威望。
(2)課程設置。“準創新班”不用專門進行課程設置,在大學培養計劃修訂和教學方案生成時考慮到學生愛好和興趣而設立的選修課,完全能夠滿足“準創新班”學生上課的需求。在我校電氣工程專業開設的電力電子學、電源變換技術等專業選修課,滿足電力電子與電力傳動方向“準創新班”的課程要求。
(3)項目驅動。為了避免課堂教學容易紙上談兵,增強學習效果。實踐動手能力“嵌入”到學習的各個階段。用實踐來驗證理論學習,同時理論起到指導實踐的作用。學生在項目實施過程中非常容易遇到問題,此時發現問題、分析問題和解決問題的能力得到了鍛煉,帶著問題去上課,學習中把學到的知識用來解決問題。帶有探知想法的主動學習代替了為了考試而進行的被動學習;把深奧的理論分析和推導應用到實際項目中,實現理論學習和實踐學習的相輔相成、互相促進功效。
“準創新班”學生可以自主選題,在高效直流變換電路設計(升壓型、降壓型、升降壓型)、高效逆變器并網研究(逆變器控制策略研究、逆變器電路拓撲性能研究)等項目中選擇自己感興趣的項目進行研究。
(4)導師負責。為了保證“班級”的效果和項目的順利進行,選配相關專業的老師作為項目導師,為項目負責。項目進行過程中學生可以隨時請教問題,并且保證每過一段時間必須進行項目例行研討會,總結經驗、解決問題,為創新班里面的每個同學提供技術和學術支持。
“準創新班”是拔尖創新型人才培養模式的一個主要環節。在整個培養過程中起到承上啟下的作用。所謂承上,是指該環節是繼應用型人才培養基礎后的再一次選才;所謂啟下,指該環節為拔尖創新型人才的培養打下基礎,在項目和實踐進行中實現創新能力的培養和專業技能的加強。
經過3-4屆“準創新班”的實踐,取得了一定的效果。電子設計大賽連年取得好成績:參賽隊全部獲獎(2011年3個國家二等獎,9個山東省一等獎,1個二等獎。2012年6個山東省一等獎,4個山東省二等獎。2013年3個國家二等獎,10個山東省一等獎,1個山東省二等獎。2014年8個山東省一等獎,2個山東省二等獎)。學生得到用人單位的青睞,供不應求,大部分學生進入了用人單位的研發部門,并起到中堅作用。去985、211高校深造的學生數量和質量有了質的變化,得到導師的肯定和歡迎。本科生專利申請和科研論文實現了零的突破。在應用性人才培養的基礎上,增添了創新型人才培養模式,實現高校人才培養的多元化和個性化,是人才培養模式的補充和有益嘗試。
三、結論
本文提出了基于“準創新班”的拔尖創新型人才培養模式,研究了“準創新班”的構成和具體實施方案。較之很多高校提出的創新班建設,“準創新班”具有操作和管理簡單、專業愛好一致、班級成員進入機制靈活等優點。在不打亂原先教學班級的情況下,實現創新班級的功能,在愛好和興趣一致的前提下,項目進行和學術交流能夠起到事半功倍的作用。同時原先班級所授課程保證了學生不太偏科,能夠保證本科生的厚基礎、寬口徑的專業教育,實現原先班級的“廣”和“準創新班”的“精”的有機結合。通過實施驗證,該模式可操作性強、效果明顯,具有很強的推廣應用價值。
參考文獻:
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[3]何家梅,周成虎,查蔓莉.淺談電子類專業學生的技能培養[J].實驗室研究與探索,2014,33(5):217-219.