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作者簡介:周勇(1990-),男,山東淄博人,曲阜師范大學電氣信息與自動化學院本科生;張強(1990-),男,山東棗莊人,曲阜師范大學電氣信息與自動化學院本科生。(山東 日照 276826)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)36-0107-02
電氣工程及其自動化專業作為一門實踐性很強的課程,學生除了要具備基本的理論水平外,還需要開展大量的課外實踐活動來充實自身理論水平,通過實踐來提升創新能力。因此,全面促進電氣工程及其自動化專業實驗教學體系改革,建立理論與實踐相結合的教學模式就成為當前教學工作的重點。近年來,根據我國高等教育改革的發展規劃,創新教育和創造教育逐漸推進,構建特色專業,發揮高校專業特長,努力推薦實驗教學改革,全面地創新了電氣工程及其自動化專業的實驗教學體系和教學模式,并且取得了很多優秀的教學成果。
一、電氣工程及其自動化實驗教學的現狀
電氣工程及其自動化實驗是一項非常重要的基礎性實驗課程,通過課程的學習,可以加深學生對于一些電氣、電子電路等專業理論知識的理解,也可以開發學生的創新能力,提高學生的動手能力,為其他工科類的課程學習以及科學研究打好堅實的基礎。目前,高校電氣工程及其自動化實驗教學中還存在著很多方面的問題。
1.實驗教學方面
當前,高校電氣工程及其自動化專業的實驗教學手段較為簡單,教學方法和教學效果并不理想,學生的創新能力和獨立思考能力得不到有效的發揮,無法提升學生的學習積極性。另外,實驗教學手段的簡單化也造成了實驗教學成績評估缺乏真實性,實驗設備的落后致使學生動手能力與理論水平能力不足;實驗師資隊伍的建設能力不足等。
2.校外實習方面
高校工科技術應用人才的培養必須要有良好的硬件設備,這是高校專業特色的重點所在。但是當前由于高校經費不足,實習單位接待困難以及其他安全方面的因素,造成了電氣工程及其自動化專業實習效果難以得到有效的保障。更多的是學生自行聯系實習單位或者虛造實習單位,無法實現電氣工程及其自動化專業的基本培養目標。
3.課程設計和畢業設計方面
當前,高校電氣工程及其自動化專業的設計題目較為單一,每屆學生的設計題目都大同小異,缺乏更新和創新。學生實踐性少,極易出現課程設計和畢業設計雷同的現象。加之指導教師缺乏工程設計實踐經驗,因此整體上課程設計和畢業設計缺乏一定的創新,學生的理論和實踐結合能力欠缺。
4.開放性實驗
由于當前高校實驗室更多以科研為主,科研設備的投入資金較大,因此實驗室開放性能力不足,學生對于實驗設備和實驗平臺缺乏應有的了解,一些開發性的實驗就無法開展,在實驗設計的過程中也就缺乏創新性。對此,高校實驗室應該加大對學生的開放力度,同時不斷提升實驗室的軟硬件,以適應課程實驗教學的需要。
二、實驗教學體系改革的方案
1.課堂教學與工程實踐訓練同步進行
電氣工程實踐訓練課程的設置是高校電氣工程及其自動化專業人才培養的重點。一般來說,該課程的設置共分為工程實踐訓練基礎和工程實踐訓練實驗兩個部分。前者以課堂教學理論為主,主要是從課程理論的方法和技術上為后面的工程實踐訓練打好基礎,其目的在于能夠將用于工程實踐訓練實驗的理論學習透徹,引導學生能夠積極思考和討論。按照提出問題、分析問題和解決問題三步走的思路,充分調動學生的學習積極性。后者則以實驗教學為主,注重學生的動手能力,將課堂理論知識搬到實驗中,帶領學生熟悉有關的電氣設備,并且設計實驗方案讓學生能夠自主地對設備進行安裝、調試和測量,使講課和實驗有機結合起來,引導學生邊學邊用,更大程度地激發學生的學校興趣,使學生全身心地投入到電氣工程實踐實驗訓練中。
比如,電氣工程及其自動化實驗實訓基地大都有成套的裝置和設備,都是模擬一個變電工程,一般2~4個學生可以共用一套裝置。而課程設置則可以涵蓋到供電系統的設備安裝、調試、測量、信號、控制等內容,可以對學生進行全過程的工程實踐訓練。每個學生還可以根據老師布置的課程進行獨立的設計實驗方案,繪制相關的圖紙并且根據設備的型號和有關的技術特性,將設備安裝到實驗屏上再親自進行全部接線、核對和通電檢測,并且進行各種參數的測量和一些事故的試驗排查等。教師也可以設置多種多樣的事故,讓學生們反復實踐和探索,逐一進行論證,得出結論。
2.結合學生就業單位開設專業綜合實驗
電氣工程及其自動化專業屬于一個綜合性和實踐性較強的專業。一般大學四年級會開展有關的實驗課程,而專業指導教師也可以根據自身的研究特長來為學生開設不同的實驗課題。專業指導教師還可以根據學生的簽約單位生產特征來給學生進行獨立的課程設計,使實驗能夠與生產實際工程結合起來,這樣也有助于學生今后的工作開展。
一般來說,電氣工程及其自動化專業開設的實驗主要有小接地電流系統的實驗、鐵磁諧振實驗、電網調度自動化通信綜合實驗、發電機綜合實驗、變壓器綜合實驗等等。要出色地完成這些綜合實驗項目,必須做到以下幾點:第一,做好資料的查找工作。學生可根據課題研究的方向,查閱相關的資料,根據查閱的資料設計相關的實驗方案和實驗步驟,擬定所需的實驗儀器設備和有關的實驗費用。第二,對實驗方案進行解釋和論證。在指導教師的幫助下,要學會對設計的方案進行論證,指導教師要對學生的方案進行復核,指出其方案操作中可能存在的問題。通過這種方式的實訓,可以更好地培養學生的創新能力,使得綜合運用知識的能力得以全面提升。
三、構建實驗課程體系的保障
1.建立創新研究理念,搭建產學研聯合培養模式
創新研究理念是指在電氣工程實驗教學內容中引入能夠反映本學科專業的前沿理論知識和一些先進的現代研究成果,以此來更新和完善教學內容,而不是單純依賴于教科書。在教學手段上,要綜合運用諸如多媒體實驗教學、現代通訊技術等來活躍實驗課程氛圍;教學方式上則可以采用一些諸如回歸啟示法、故意出錯法等研究型的教學方法和雙向的教學模式,改變以往的簡單灌輸式的教學方式,以示范和學生探索為主,積極開發學生的實驗創新能力。另外,還可以根據實驗項目課程的安排,有選擇性地設置一些課外研究課題,教授學生如何獨立地對有關的課堂進行立項、分析、論證和方案設計以及實驗成果總結。必要的時候,可以充分應用現代化的生產技術,使學生的實驗課程與當前的實際生產相結合,以課程群方式建設數字化的工廠實驗室、校內外實踐基地。通過搭建產學研聯合培養模式,來培養學生的實際操作能力。
2.建立科學管理體制,完善管理制度
實驗教學體系改革需要一套完善的管理制度和科學的管理體制作為保障,因此,要深化管理制度的改革,深化教學改革,實現辦學水平的全方位提升。由于我國高等院校管理制度的復雜性和多樣性,各項制度之間常出現互相抵觸的現象。為此,有必要以現代管理理念對現行的高校管理制度進行研究,使其形成一個完整的體系,更好地促進教學管理水平的提升。要積極制訂與電氣工程及其自動化專業實驗教學相配套的教學管理制度,制訂有利于符合培養目標要求和完善的教學計劃,健全實驗教學質量管理責任制,建立科學化系統化的教學質量監控和評估體系,加強科研管理水平,努力提高實驗教師隊伍的整體素質,創新教師隊伍管理,重視高校工科技能型人才的培養意義。
3.開放實驗室,開展科技活動
實驗室建設是實驗教學體系改革的重點,實驗室是學生學習的第二課堂,有利于學生實踐能力的培養,也是學生創新能力和創造能力發揮的重要場所。近幾年,我國高等院校加大了實驗室的建設投資力度,購買和開發了許多的先進儀器設備,并且建立了完善的實驗室管理制度。實驗室建設涵蓋的專業和研究領域眾多,課題研究的能力得到了極大的提升。各實驗室還配備了實踐經驗豐富和責任心強的實驗教師,部分高校還利用業余時間開發專業實驗室,讓更多的學生直接參與到高校的課題研究項目中。另外依托一批實驗系統開發平臺,更多的同學有機會參與到電氣工程實驗課題的聯合實驗中,教師也可以引導學生利用平臺對實驗進行模擬,與學生一起聯合進行課題實踐。因此,實驗室的開放既解決了學生找不到開展科技活動的儀器設備和實踐場地的難題,又有效地避免了高校實驗室資源過度浪費的現象。
參考文獻:
[1]康重慶,董嘉佳,董鴻,等.電氣工程學科本科拔尖創新人才培養的探索[J].高等工程教育研究,2010,(5).
關鍵詞: 電氣工程及自動化 教學改革 課程體系結構 實踐教學 畢業設計
電氣工程是一門實踐性很強的學科,專業主要特點是強弱電結合、軟件與硬件結合、理論知識學習與應用能力培養相結合。學生除了接受課堂教學外,還需進行大量的實踐活動,通過實踐鍛煉,使學生畢業后具有解決各種電能變換技術與電力傳動控制技術的實際應用能力。對于學生實踐動手能力的提高,可通過強化綜合應用能力的培養和進行高級技能職業資格的培訓與考核來實現,通過課堂教學和實踐環節的鍛煉,使學生將所學理論知識轉換為實際工作能力,在重視課堂理論知識教學的前提下,還應強調對學生實踐能力的培養和鍛煉,因此,要大膽調整課程體系結構,加強實踐環節鍛煉,抓好畢業設計。
一、大膽改革課程體系結構
由于科技進步和自動化程度的不斷提高,強電專業人才的需求量將會有所減少,而對其知識結構的要求也會變化。電氣工程愈來愈多地應用信息技術、計算機技術和自動化技術等,電氣工程的學科結構、研究方向都發生了較大的變化。因此,電氣工程與自動化專業在一定程度上要進一步拓寬專業口徑,新的強電專業的人才必須掌握更多的信息技術、自動化技術和計算機技術。針對電氣自動化技術的不斷發展變化,課堂理論教學內容也應進行適當調整,對專業的課程設置進行調整,刪除一些陳舊落后的技術課程,加入一些最新技術和當前應用比較廣泛的技術作為課堂教學內容。
獨立學院應結合自身特點,按照本三層次“應用型創新人才培養目標”,大膽改革、勇于創新,把電氣工程及自動化專業建設成經濟建設和社會發展需要的特色專業。專業建設應主要包括兩個專業方向:電力電子與電力傳動;電氣自動化。專業特點:強弱電結合、軟件與硬件結合、電氣技術與信息技術結合、理論知識與應用能力結合。培養基礎理論扎實、知識面寬、具有較強的實際動手能力和綜合應用能力、人文精神、科技素養與創新精神相結合的高素質復合應用型人才。
本專業學科基礎課主要課程有電路原理、模電、數電、電機學、電力電子技術、計算機技術(語言、軟件硬件基礎、單片機等)、信號與系統、控制理論。專業課及專業選修課主要課程有:電力拖動與控制、電力系統分析、電力系統自動化、電力系統繼電保護、電氣檢測技術、高低壓電器等。總學分數為176.5。其中通識教育基礎課和學科基礎課106.5學分,專業選修課13學分,學科選修課12學分、集中實踐教學環節35學分、文化素質和公告選修課10學分。
上述的課程體系適用于研究型重點院校,對我們本三教學應用型院校來講需要作以下修改和調整:
(1)學科基礎課主要課程設置基本類同,刪去理論較深、適用于研究型院校的“工程電磁場”課程。
(2)“電機學”理論較深,課時過多(5學分,含1學分實驗),適用于“電機與電器”專業方向。教材修改為“電機與拖動”,學分降為3.5學分,含0.5學分實驗。
(3)原課程體系的專業選修課適用于“電力系統及其自動化”專業方向,不適用我們擬訂的專業方向,須作較大的修改。擬設置市場經濟熱門的、應用性較強的課程:電器控制技術、PLC原理與應用、單片機技術與應用、傳感器原理與應用、微機測控技術、運動控制系統、電氣工程基礎(學位課)、變頻器原理與應用、開關電源、計算機網絡等。
二、對實踐教學環節進行改革
本三層次應用型人才的培養應從知識結構、應用能力和綜合素質等多方面著手。不僅在理論教學中致力于理論的應用,注重課程體系的系統性、綜合性、先進性及實用性,更重要的是加強實踐環節,突出系統性、工程性、實踐性教育。本專業人才培養定位:為適應我國社會經濟和科技發展對高等教育人才培養的要求,遵照教育要“面向現代化,面向世界,面向未來”的精神,貫徹德智體全面發展,培養基礎理論扎實,知識面寬,重視理論聯系實際,強化實踐動手能力,重視知識、能力、素質協調發展,實施因材施教,重視自學能力、創新能力和“復合型”“應用型”人才的培養。
實踐教學環節改革必須用創新的思路抓好以下五個實踐環節:
(一)實驗環節。
1.大膽淘汰技術陳舊的項目,采用新技術、新器件、新方法、擬定實驗項目。項目的內容要具有應用廣泛、實用性強,能培養學生實驗技能,提高思考問題、分析問題、解決問題能力的特點。
2.改革實驗方法,強化實驗管理,量化實驗評分標準,將實驗成績定量納入期末成績綜合記分。
(二)校內創新創業實踐環節。
1.組織高年級學生積極開展課外科技活動:學校提供實驗場地和實驗設備,學生自擬題目、課外設計,搭制線路,到實驗基地調試。教師給予答疑指導,沒有實驗指導書,只有實驗工具書。學生通過自我探索、充分發揮創新思維,不斷提高獨立工作、分析問題、解決問題的能力和互幫互學的團隊精神。
2.引導學生自我創業:獨立學院可能目前不能培養出院士、科學家,但可以培養出企業家、社會活動家。本三學校很多學生有良好的家庭背景和社會人脈資源,學生的智商、情商也較高,有較強的活動能力。學校提供有關創業方面的課程、鍛煉平臺,來拓展他們的創業素質,挖掘創業潛能,可大大提高學生的競爭力。
(三)生產實習環節。
目前,由于眾所周知的各種原因,學校組織的集中式生產實習均以參觀、授課為主,學生不能親自動手,參加實習,使實習流于形式,既花錢費勁,又收效不大。
改革設想:利用一周時間進行生產實習,參觀3―4個企業。參觀了解產品的生產制造、企業管理、質量保證、加工設備等環節,使學生進一步了解社會、了解企業,更好地與市場接軌。其余二周時間與畢業設計時間合并,這樣可以更有效地利用時間,節省生產實習的經費開支,從而可以進一步提高畢業設計的質量。
(四)校內職業技能實訓環節。
目前是市場經濟時代,企業成為了社會經濟活動的主體,具有選任和用人的決定權。專業技術人員必需接受企業化和社會化的雙重管理,其中職業準入制度是專業技術人員社會化管理的有效方式。職業注冊資格制度是現代化專業人員準入管理的國際通行做法,是人類社會文明步入質量認證時代的一個標志。
為使我們培養的人才能順利進入人才競爭市場,高等學校的畢業證書是畢業生獲得從事相應專業工作的第一張準入證。專業人員職業資格證書(高級維修電工)是畢業生獲得從事相應專業工作的第二張準入證。在此基礎上學生走向社會,經一段時間的工作鍛煉,可向注冊工程師等有關的專業技術人員職業崗位的資格認證努力。
三、抓好畢業設計
畢業設計是學生在大學期間的最后學習階段,運用所學知識和能力獨立進行的一次綜合訓練。畢業設計環節的教學質量與學校對畢業設計的規定和組織、學生素質和態度、教師水平與指導情況以及畢業設計環境等多種因素相關。
畢業設計是培養學生綜合運用所學的基礎理論、專業知識和實踐技能,提高分析、解決工程實際問題的能力和初步科學研究的能力,是實踐教學最主要的環節。
(一)抓好畢業設計選題、審題關。
畢業設計課題應結合生產、科研和實驗室建設的實際任務。有較強的工程背景,能促進教學、科研、生產的有機結合;課題要符合專業培養目標,要有一定的深度和廣度,工作量要飽滿,使學生在規定的畢業設計時間內,經努力能按時完成任務。
(二)產、學、研緊密結合,共同抓好畢業設計。
為充分調動學生積極性,提高學生的就業率,鼓勵學生在即將就業的單位(校外),緊密結合生產實際,由學校、校外單位共同指導,抓好畢業設計。
(三)鼓勵學生創新創業。
對于有創業意向和愿望的學生,鼓勵他們立題,在教師的指導下,在畢業設計期間,利用學校儀器、設備,盡快研制出產品的原理樣機。
畢業設計是學生在大學中的最后的一個重要教學環節。為了提高畢業設計的教學質量和充分發揮畢業設計的作用,要在學校組織實施、教師指導、提高學生本身的學習動力,盡快為學生解決上機機時、提供現場畢業設計機會和解決與畢業設計、找工作的沖突以及在考研等問題上及時作出應有的努力。
四、結論
在電氣工程領域,需要具有堅實理論基礎和創新能力,能較系統地掌握電工技術、電子技術、控制理論和計算機應用技術與寬廣專業知識,并具備一定的科技開發和科學研究能力的高級工程技術人才。在人才培養過程中,我們注重強電與弱電結合、軟件與硬件結合、元件與系統結合、運行與制造結合,使學生畢業后的就業有很強的適應性,既可以從事電力系統及其相關領域的工作,也可以在自動化及信息技術領域從事工程設計、研究開發、系統運行等其他方面的工作。隨著實踐經驗的增加,我們將結合教育管理的客觀規律,根據電氣工程及其自動化專業與學科發展的要求,不斷修改完善教學改革方案,并不斷進行探索和研究。
參考文獻:
[1]華紅艷,楚隨英.“電氣工程及其自動化”專業實踐教學改革探索[J].鄭州航空工業管理學院學報,2005,24,(1):97-98.
關鍵詞:電氣工程及其自動化;實踐教學;實踐能力;創新能力;綜合能力
高校的傳統教學模式以理論教學為主,忽視了實踐教學內容。在教學改革之后,我國高校開始開設實踐教學課堂,增加實踐教學在教學計劃中的比重,以此提高學生的創新能力和動手能力。實踐教學改革需要構建實踐教學體系、改革實踐教學方法,理順實踐教學管理機制,建立科學合理的實踐教學評估體系和質量保障體系。
一、現行電氣工程及其自動化專業實踐教學存在的主要問題
1.對課程實踐教學重視不夠
實踐教學內容課時一般安排在理論教學課時之后,學生將在理論課上學到的知識運用于實踐中,理論與實踐相結合,以提高自身的分析能力和自學能力。但是工程類本科院校對課程實踐教學認識不夠,認為理論課已經教給學生如何進行實踐操作,沒有意識到實踐教學激發學生創造性、提高學生分析問題和解決問題能力的重要性。從當前的教學計劃和教學內容上來看,實踐內容未能與理論教學內容相結合,也沒有建立相應的實踐教學管理機制。學生在實踐過程中經常會偽造數據和實驗報告,機械復制教師的操作^程,對操作過程中出現的問題視而不見,以至于高校實踐教學的質量不高。
2.集中實踐教學環節流于形式
集中實踐教學環節是電氣工程及其自動化專業中的重要組成部分,主要包含教學實習、課程設計和畢業設計等內容。由于電氣工程專業涉及的機械設備價格昂貴,難以使每個學生都有動手操作的機會;課程設計的范圍較窄,可供學生選擇的設計題目少,并且現有的設備陳舊,無法滿足教學要求。有些設備強調計算機應用能力,與電氣工程實踐內容相背離;有的題目涉及的實踐內容量大,學生無法獨立完成。
3.實踐模式比較被動
被動實踐教學是一種強迫性教學方式,無法有效提高學生的創新能力,培養學生的創新思維。對電氣工程及其自動化專業來說,過多的被動實踐教學不利于培養高質量的創新型人才,因為該專業實踐教學中復雜的知識點較多,如果學生不能夠獨立思考每個實踐環節,學生就只能學到淺層知識,實踐教學內容難以在學生的頭腦中留下深刻的印象,很容易出現實踐課上鞏固理論課知識的現象。
4.實踐環節中沒有建立起科學的教學體系
由于我國高校開設實踐教學的課程時間較短,校領導對實踐教學的重視度不夠,以至于缺乏完整而又相對獨立的實踐教學計劃。實踐教學培養目標大同小異,教學體系不完善,并且實踐教學教材少且舊,理論知識更新與實踐教材更新不同步,專業課整體結構不完整,最直接的表現是學生動手能力和創新能力差。
二、電氣工程及其自動化專業實踐教學模式的創新
1.實踐教學方面的創新
實踐教學創新主要是創新實踐教學模式,開設仿真教學課堂。創新教學模式的重點是加強理論教學課堂與實踐教學課堂之間的聯系,使學生課堂將理論知識運用于實踐操作,以實踐操作論證理論知識,具體表現是根據學生實際學習情況,創新實踐教學方式,通過課題討論和實際操作,引導學生提高獨立思考能力和解決問題能力。對于開設仿真教學課堂,最主要的目的是讓學生通過仿真操作,感受理論知識中的奇妙現象,從而建立起理論知識構架,形成實踐操作過程流程圖,因此,高校應當建立實訓基地,讓教師組織學生在實訓基地上模擬真實場景,增強學生對理論知識的理解程度。
2.教學手法方面的創新
提高創新能力最關鍵的部分是合理運用各種教學方法或手段。在電氣工程及其自動化專業的實踐教學課堂中,可以增加實踐教學驗證實驗、創新實驗和綜合實驗,舉辦實踐操作方案討論活動,引導學生思考問題,尋找辦法解決問題。在仿真實踐教學中,應恰當運用情境教學法,將學生帶入設定的情境中思考問題和解決問題,加強實訓效果,讓學生體會到將理論知識應用于實踐的樂趣,提高學生的積極性。
電力工業的快速發展對電氣工程專業人才培養提出了更高要求;全國高校擴招帶來整體生源質量下滑,對非教育部直屬高校生源質量影響尤甚。東北電力大學電氣工程及其自動化專業是原電力工業部重點專業,主要面向電力工業培養從事電力工程領域工作的高素質應用型人才。原有人才培養模式難以適應現代電力工業發展新形勢,片面強調理論體系的系統性,忽視與工程的結合,增加了學生學習的難度。2007年該課題組開展了項目研究與實踐,認真分析原有人才培養方案的不適應性,結合學校人才培養定位,總結已有的辦學傳統和辦學特色,提出了“知識規格滿足專業外延需求、能力素質勝任專業內涵發展”的人才培養理念。在此理念指導下,構建了適應現代電力工業發展新形勢的課程體系和突出“工程認知-工程探究-工程實踐-工程優化”能力培養的課內外相結合的實踐教學體系,形成了遵循“系統-元件-系統”認知規律的做學結合教學模式,建立了系列“工程場景式”的特色實踐教學平臺,實現了知識傳授與能力培養協調共進,促進學生實踐能力的提高和全面發展,形成了“面向工程、強化實踐”的人才培養模式。
針對原有課程體系不能適應現代電力工業發展新形勢;傳統重知識傳授教學模式不利于理論與實際相結合;原有實踐教學內容雜散且與工程實際結合不緊密以及原有實踐平臺難以支撐工程實踐能力培養的問題,東北電力大學提出“知識規格滿足專業外延需求、能力素質勝任專業內涵發展”的人才培養理念。通過構建適應現代電力工業發展新形勢的課程體系和突出工程實踐能力培養的課內外相結合的實踐教學體系,形成了遵循“系統-元件-系統”認知規律的做學結合教學模式,實現了知識傳授與能力培養協調共進,促進了學生實踐能力的提高和全面發展。
成果解決教學問題的方法
提出“知識規格滿足專業外延需求、能力素質勝任專業內涵發展”的人才培養理念
針對生源質量下滑問題,面向行業發展對人才培養的新要求,認真分析原有人才培養方案的不適性,結合人才培養定位,總結已有辦學傳統和特色,提出了“知識規格滿足專業外延需求、能力素質勝任專業內涵發展”的人才培養理念,面向工程,強化實踐,統籌開展課程建設、實踐環節建設、教學方法改革等方面的工作。
構建適應電力工業發展新形勢的課程體系
構建了“(基礎-技術-專業)課程群+技術前沿課”型的專業課程體系,將新能源發電技術、新型輸電技術等前沿技術引入課堂,及時反映專業發展動態,既激發了學生的專業興趣,又增強了人才培養對行業需求的適應性,為拓寬學生就業面奠定了必要的知識儲備,實現了“知識規格滿足專業外延需求”。
構建遵循“系統-元件-系統”認知規律的做學結合教學模式
根據系統構成及運行特點,構建了相應的元件特性認知實踐項目,通過對元件特性的認知實驗,加強對元件工作原理的認識;在此基礎上,分析系統整體行為特性及元件個體行為特性的關聯性,掌握基于元件運行狀態調整的系統整體行為調節方法,明確實際系統實現過程中需要注意的問題,進而了解實際系統的運行約束和注意問題。此模式應用于“電力系統分析”“發電廠電氣部分”等5門核心課程教學。
構建突出工程實踐能力培養的課內外相結合的實踐教學體系
構建了“實驗-實訓-實習-設計”和“電工數學競賽-工程師認證考試”結合的課內外實踐教學體系,以突出“工程認知-工程探究-工程實踐-工程優化”能力的實踐培養,即能力形成于實踐,表現于實踐,又升華于實踐。
建設系列“工程場景式”的電力特色實踐教學平臺
新建全國高校唯一的教學用66kV/220kV真實變電站、全國規模最大的電力生產過程動態模型演示中心、國內領先水平的輸變電運行仿真中心(獲得中國電力企業聯合會頒發認證資質)、電力系統安全運行與節能技術國家地方聯合工程實驗室(省部共建教育部重點實驗室)等特色實踐平臺;另外,校企共建12個工程實踐教育基地。
采用“引培結合、專兼相濟、科研帶動”等措施,加強師資隊伍建設
引進和自主培養具有博士學位的教師28人,聘請電力企業專家17人作為兼職教師,師資隊伍結構明顯改善。教學之余,積極開展科研實踐,提升教師的學術水平和科研能力,為“面向工程、強化實踐”的人才培養提供了重要的師資保障。
成果的創新點
形成了以“知識規格滿足專業外延需求、能力素質勝任專業內涵發展”的人才培養理念
優化課程體系,引入前沿技術課程,增強人才培養對行業快速發展的適應性,為拓寬學生就業面向奠定必要的知識儲備,實現“知識規格滿足專業外延需求”。理論教學注重教對學的促進作用,實現知識傳授與能力培養協調共進;實踐教學突出實踐項目的工程導向性以激發學生的學習興趣,貫穿于整個教學過程,即強化實踐提升能力,增強人才素質對行業發展的適應性,實現“能力素質勝任專業內涵發展”。
形成了遵循“系統-元件-系統”認知規律的做學結合教學模式
通過對元件特性的認知,探究系統整體行為特性及元件個體行為特性的關聯性,掌握基于元件運行狀態調整的系統整體行為調節方法,明確實際系統實現過程中需要注意的問題,進而了解實際系統的運行約束和注意問題。既強化了知識運用,又培養了學生的認知能力,知識傳授與能力培養協調共進。
構建了系列“工程場景式”電力特色實踐平臺支撐的突出“工程認知-工程探究-工程實踐-工程優化”能力培養的實踐教學體系
根據學生能力形成的不同階段和認識發展的基本規律,將實踐環節視為有機整體加以籌劃,將突出“工程認知-工程探究-工程實踐-工程優化”能力的培養貫穿于“實驗-實訓-實習-設計”和“電工數學競賽-電氣工程師認證考試”相結合的課內外實踐教學環節中;“工程場景式”電力特色實踐支撐平臺增強了實踐培養的工程導向性,激發了學生的學習興趣;全國電工數學建模競賽提供了能力展示平臺。實現了能力形成于實踐,表現于實踐,又升華于實踐。
成果的推廣應用效果
近四年,“面向工程、強化實踐”的電氣工程及其自動化專業人才培養取得了豐碩成果,在校內外產生積極反響。
人才培養效果
該成果自2009年應用以來,受益學生3000多人;學生實踐能力和創新能力明顯提高,發表研究論文108篇,參加教研項目54項、科研課題24項,獲獎273項(國家級23項、省級53項)。吸引國家(南方)電網公司、各發電集團等央企來校招聘,年均簽約率79%,考入清華大學、西安交通大學、華中科技大學等著名高校讀研學生占比11%,就業率94%。學校獲推薦優秀應屆本科畢業生攻讀碩士學位的資格,并入選“2012-2013年度全國畢業生就業典型經驗高校50強”。
輻射作用效果
自2009年以來,已有20多所高校前來學習、考察與交流。承辦一次全國性教材教學研討會議,400余人參會;8次在全國性教學研討會上作經驗交流。發表教研論文19篇,出版《電機學》《300MW(直吹)火電機組集控運行與仿真》《電網及變電站運行分析與仿真》等教材6部,應用于10多個省份高校。為國內外20多家電力企業開展業務培訓1566人。承辦的“全國大學生電工數學建模競賽”已吸引198所高校、7506人參賽,成為全國電氣工程學科的品牌特色競賽活動,被譽為國內最具有影響的大學生學科競賽之一。
專家評價
清華大學電機系教授、中國工程院院士韓英鐸評價“東北電力大學學生基礎扎實、物理概念清晰、實踐能力強”。國家電網公司總工程師張啟平教授級高工評價“東北電力大學畢業生概念清晰、理論扎實、崗位適應快、不怕吃苦”。
師資隊伍建設成效
引進和自主培養具有博士學位教師28人,外聘兼職教師17人,具有博士學位教師占比由24%提升到41%。“電氣工程及其自動化”教學團隊入選國家級教學團隊,“復雜電力系統安全運行分析與控制”創新團隊入選“教育部長江學者與創新發展計劃”創新團隊。國家級教學名師1人,入選“國家高層次人才特殊支持計劃”2人,全國杰出專業技術人才1人,全國優秀科技工作者2人,新增新世紀百千萬人才工程國家級人選1人,享有國務院政府特殊津貼1人。
關鍵詞:電氣工程及其自動化;實踐教學體系;教學改革
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2008)05-0256-01
電氣工程及其自動化專業在我國已經有100余年的辦學歷史,是一門實踐性很強的學科,學生需進行大量的實踐活動,才能培養其動手、創新等專業綜合能力。要使學生在四年短暫的時間內,將所學理論知識轉換為實際工作能力,必須十分強調實踐能力的培養和訓練。因此,實踐教學體系至關重要,必須高度重視。
1 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系現狀
1.1 第一課堂實踐教學體系現狀
第一課堂實踐教學內容是整個實踐教學體系的基礎。在電氣工程及其自動化專業本科人才培養計劃中,課程設置注重實驗課程的比例,專業實驗有驗證性、設計性、綜合性實驗。
目前開設的課程實驗教學學分數占總學分的12%,現有兩個專業實驗室,分別是電氣控制與繼電保護實驗室、電力電子與電機拖動實驗室。所配實驗裝置配備完善、設備先進,能滿足本科課程所開設的實驗,實驗開出率達到85%。
專業實驗(實踐)教學由長期穩定的校外實習基地擔任,目前與四川省電力公司下屬的2個實訓基地簽署了校企合作協議。校外實習基地設施齊全,基本能滿足學生參觀、檢修、生產運行實習的需要。
畢業論文(設計)是培養學生應用所學的專業知識解決實際工程應用的綜合能力的一門實踐教學課程,其學分數占總學分的9%。大多數任課教師能夠根據實際工程選擇多個論文(設計)題目,基本能滿足學生的需要。
這一課堂通過理論、實踐兩種教學方式的相輔相成,培養了學生的專業基本技能。
1.2 第二課堂實踐教學體系現狀
第二課堂實踐教學內容是整個實踐教學體系的提高和有益補充部分。電氣工程及其自動化專業本科人才培養計劃中,注重開放性實驗、學生參與教師科研、學術講座、科技競賽、社會實踐活動等實踐教學活動。
電力系統繼電保護、電力電子技術等課程是電氣工程及其自動化專業學生的必修課程,為了配合課堂教學,使所學理論知識與實際緊密結合,培養學生的實際運用知識的能力,本專業對實驗室進行了合理的時間和項目上的開放式管理。將科研和專業實驗教學有機結合,提供一定的開放實驗選題,培養學生的研究興趣、科研素質和創新能力,并鼓勵學生參與教師的科研項目研究和工程實踐。
近年來,學校一直非常重視學生的實踐能力和創新能力的培養。組織學生積極參加各項科技活動,積極有效地推動學生各具特色的科技文化活動的開展;并且開展力度大,種類多,學生參與面廣;取得了顯著的效果和優異的成績,培養了學生創新精神和實踐能力。
豐富多彩的學術講座有利于培養學生的專業興趣,拓寬學生的知識面。一方面聘請校外專家和學者來校開展學術交流活動,另一方面積極在校內開展專業教師的學術研討,帶動了學生的學習興趣,獲得了學生一致好評。
顯然,第二課堂的實踐教學在第一課堂的實踐教學的基礎上培養了學生的專業綜合能力。
2 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系中存在的問題
近年來學校發展迅速,招生規模和專業數量都有了快速增長。電氣工程及其自動化專業作為新辦專業,在實踐教學體系構建上仍然處于摸索階段,存在著諸多方面的不足:
(1)實驗教學體系。
實驗是實踐教學體系的重要部分。傳統的實驗教學手段簡單,實驗教學效果不理想,達不到培養學生獨立思考和創新能力的目的;實驗項目與實際工程存在部分脫節;實驗師資隊伍建設力度不足等問題。
(2)校內外實習及實踐基地建設。
培養高級專門工程應用人才必須有良好的硬件設施和條件,也是形成應用型特色的物質基礎。
3 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系改革思路
3.1 第一課堂實踐教學體系改革思路
為了更科學的設置實踐教學體系,在原有第一課堂實踐教學環節的基礎上進行深入研究,并結合“電氣工程及其自動化專業應用型人才培養方案改革與實踐”教改研究項目的進行,擬從實驗師資隊伍、課程體系改革、實驗體系改革等方面完善第一課堂實踐教學體系的建設。
繼續實施學校高層次人才引進辦法,在中青年實驗師資骨干、高學歷青年人才引進上有較大進展,創造條件在現有師資隊伍中培養“雙師型”骨干教師。
學校擬對課程體系進行深入研究與改革,現已啟動“電力電子課程體系的改革與實踐”教改研究項目。
實驗教學體系擬從兩個層次進行改革。第一層次為基礎理論與操作技能,培養學生的基本實驗技能和理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力。基礎課、專業基礎課和專業課實驗要改變以驗證性實驗為主的局面,逐步減少這類實驗的比例,增加設計性、綜合性實驗。第二層次為科學技術研究與創新實踐,為高年級學有余力的優秀學生提供一個綜合設計、開發研究的環境,鼓勵學生自主選題,從而培養學生的創新意識與創新能力。
3.2 第二課堂實踐教學體系改革思路
電氣工程及其自動化專業實踐教學體系在學校運行取得了一定的成績,今后除繼續鞏固已取得的成績外,擬在金工實習基地建設、校外實訓實習基地建設等方面完善第二課堂實踐教學體系的建設。
金工實習是工科類專業學生必不可少的實踐性教學環節。為了適應學科發展和社會需求,將籌建適用范圍廣的金工實習基地,滿足電氣工程及其自動化專業人才培養的需要,提高學生的實際動手能力。
在專業實習方面,與已有的擔任實踐教學任務的校外實習基地保持良好聯系的基礎上,積極尋找與電氣工程及其自動化專業實踐教學環節相符合的校外實習基地,保證完成實踐教學任務,使學生的工程實踐能力真正得到培養。
總之,在鞏固現有實踐教學體系取得的成績基礎上,按以上第一、第二課堂實踐教學體系改革思路進行改革,將會逐步建立起科學合理的實踐教學體系,提高電氣工程及其自動化專業的教學質量和在社會上的聲譽。
參考文獻
[1]有關電氣工程及其自動化專業實踐教學體系的匯報[J].成都信息工程學院控制工程系,2007.
[2]華紅艷,楚隨英.“電氣工程及其自動化”專業實踐教學改革探索[J].鄭州航空工業管理學院學報(社會科學版),2005,1.