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山东大学电气工程学院:其前身可追溯到山东大学1946年 设立的电机工程系和山东工学院1949年成立的电机工程系。曾有邵洪泮、候博渊、胡颂尧等知名学者和教授在此执教。培养出了史大桢、刘振亚、薛禹胜等一大批高级专门人才,为国家电力及相关事业的发展做出了重大贡献。
学院现有教职工127人,其中专任教师89人, 教辅人员22人,管理人员16人,教授26人,副高级职称58人,博士生导师15人,硕士生导师44人, "长江学者"特聘教授1人,"长江学者"讲座教授1人,"泰山学者"1人,进入国家"百、千
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中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)36-0107-02
电气工程及其自动化专业作为一门实践性很强的课程,学生除了要具备基本的理论水平外,还需要开展大量的课外实践活动来充实自身理论水平,通过实践来提升创新能力。因此,全面促进电气工程及其自动化专业实验教学体系改革,建立理论与实践相结合的教学模式就成为当前教学工作的重点。近年来,根据我国高等教育改革的发展规划,创新教育和创造教育逐渐推进,构建特色专业,发挥高校专业特长,努力推荐实验教学改革,全面地创新了电气工程及其自动化专业的实验教学体系和教学模式,并且取得了很多优秀的教学成果。
一、电气工程及其自动化实验教学的现状
电气工程及其自动化实验是一项非常重要的基础性实验课程,通过课程的学习,可以加深学生对于一些电气、电子电路等专业理论知识的理解,也可以开发学生的创新能力,提高学生的动手能力,为其他工科类的课程学习以及科学研究打好坚实的基础。目前,高校电气工程及其自动化实验教学中还存在着很多方面的问题。
1.实验教学方面
当前,高校电气工程及其自动化专业的实验教学手段较为简单,教学方法和教学效果并不理想,学生的创新能力和独立思考能力得不到有效的发挥,无法提升学生的学习积极性。另外,实验教学手段的简单化也造成了实验教学成绩评估缺乏真实性,实验设备的落后致使学生动手能力与理论水平能力不足;实验师资队伍的建设能力不足等。
2.校外实习方面
高校工科技术应用人才的培养必须要有良好的硬件设备,这是高校专业特色的重点所在。但是当前由于高校经费不足,实习单位接待困难以及其他安全方面的因素,造成了电气工程及其自动化专业实习效果难以得到有效的保障。更多的是学生自行联系实习单位或者虚造实习单位,无法实现电气工程及其自动化专业的基本培养目标。
3.课程设计和毕业设计方面
当前,高校电气工程及其自动化专业的设计题目较为单一,每届学生的设计题目都大同小异,缺乏更新和创新。学生实践性少,极易出现课程设计和毕业设计雷同的现象。加之指导教师缺乏工程设计实践经验,因此整体上课程设计和毕业设计缺乏一定的创新,学生的理论和实践结合能力欠缺。
4.开放性实验
由于当前高校实验室更多以科研为主,科研设备的投入资金较大,因此实验室开放性能力不足,学生对于实验设备和实验平台缺乏应有的了解,一些开发性的实验就无法开展,在实验设计的过程中也就缺乏创新性。对此,高校实验室应该加大对学生的开放力度,同时不断提升实验室的软硬件,以适应课程实验教学的需要。
二、实验教学体系改革的方案
1.课堂教学与工程实践训练同步进行
电气工程实践训练课程的设置是高校电气工程及其自动化专业人才培养的重点。一般来说,该课程的设置共分为工程实践训练基础和工程实践训练实验两个部分。前者以课堂教学理论为主,主要是从课程理论的方法和技术上为后面的工程实践训练打好基础,其目的在于能够将用于工程实践训练实验的理论学习透彻,引导学生能够积极思考和讨论。按照提出问题、分析问题和解决问题三步走的思路,充分调动学生的学习积极性。后者则以实验教学为主,注重学生的动手能力,将课堂理论知识搬到实验中,带领学生熟悉有关的电气设备,并且设计实验方案让学生能够自主地对设备进行安装、调试和测量,使讲课和实验有机结合起来,引导学生边学边用,更大程度地激发学生的学校兴趣,使学生全身心地投入到电气工程实践实验训练中。
比如,电气工程及其自动化实验实训基地大都有成套的装置和设备,都是模拟一个变电工程,一般2~4个学生可以共用一套装置。而课程设置则可以涵盖到供电系统的设备安装、调试、测量、信号、控制等内容,可以对学生进行全过程的工程实践训练。每个学生还可以根据老师布置的课程进行独立的设计实验方案,绘制相关的图纸并且根据设备的型号和有关的技术特性,将设备安装到实验屏上再亲自进行全部接线、核对和通电检测,并且进行各种参数的测量和一些事故的试验排查等。教师也可以设置多种多样的事故,让学生们反复实践和探索,逐一进行论证,得出结论。
2.结合学生就业单位开设专业综合实验
电气工程及其自动化专业属于一个综合性和实践性较强的专业。一般大学四年级会开展有关的实验课程,而专业指导教师也可以根据自身的研究特长来为学生开设不同的实验课题。专业指导教师还可以根据学生的签约单位生产特征来给学生进行独立的课程设计,使实验能够与生产实际工程结合起来,这样也有助于学生今后的工作开展。
一般来说,电气工程及其自动化专业开设的实验主要有小接地电流系统的实验、铁磁谐振实验、电网调度自动化通信综合实验、发电机综合实验、变压器综合实验等等。要出色地完成这些综合实验项目,必须做到以下几点:第一,做好资料的查找工作。学生可根据课题研究的方向,查阅相关的资料,根据查阅的资料设计相关的实验方案和实验步骤,拟定所需的实验仪器设备和有关的实验费用。第二,对实验方案进行解释和论证。在指导教师的帮助下,要学会对设计的方案进行论证,指导教师要对学生的方案进行复核,指出其方案操作中可能存在的问题。通过这种方式的实训,可以更好地培养学生的创新能力,使得综合运用知识的能力得以全面提升。
三、构建实验课程体系的保障
1.建立创新研究理念,搭建产学研联合培养模式
创新研究理念是指在电气工程实验教学内容中引入能够反映本学科专业的前沿理论知识和一些先进的现代研究成果,以此来更新和完善教学内容,而不是单纯依赖于教科书。在教学手段上,要综合运用诸如多媒体实验教学、现代通讯技术等来活跃实验课程氛围;教学方式上则可以采用一些诸如回归启示法、故意出错法等研究型的教学方法和双向的教学模式,改变以往的简单灌输式的教学方式,以示范和学生探索为主,积极开发学生的实验创新能力。另外,还可以根据实验项目课程的安排,有选择性地设置一些课外研究课题,教授学生如何独立地对有关的课堂进行立项、分析、论证和方案设计以及实验成果总结。必要的时候,可以充分应用现代化的生产技术,使学生的实验课程与当前的实际生产相结合,以课程群方式建设数字化的工厂实验室、校内外实践基地。通过搭建产学研联合培养模式,来培养学生的实际操作能力。
2.建立科学管理体制,完善管理制度
实验教学体系改革需要一套完善的管理制度和科学的管理体制作为保障,因此,要深化管理制度的改革,深化教学改革,实现办学水平的全方位提升。由于我国高等院校管理制度的复杂性和多样性,各项制度之间常出现互相抵触的现象。为此,有必要以现代管理理念对现行的高校管理制度进行研究,使其形成一个完整的体系,更好地促进教学管理水平的提升。要积极制订与电气工程及其自动化专业实验教学相配套的教学管理制度,制订有利于符合培养目标要求和完善的教学计划,健全实验教学质量管理责任制,建立科学化系统化的教学质量监控和评估体系,加强科研管理水平,努力提高实验教师队伍的整体素质,创新教师队伍管理,重视高校工科技能型人才的培养意义。
3.开放实验室,开展科技活动
实验室建设是实验教学体系改革的重点,实验室是学生学习的第二课堂,有利于学生实践能力的培养,也是学生创新能力和创造能力发挥的重要场所。近几年,我国高等院校加大了实验室的建设投资力度,购买和开发了许多的先进仪器设备,并且建立了完善的实验室管理制度。实验室建设涵盖的专业和研究领域众多,课题研究的能力得到了极大的提升。各实验室还配备了实践经验丰富和责任心强的实验教师,部分高校还利用业余时间开发专业实验室,让更多的学生直接参与到高校的课题研究项目中。另外依托一批实验系统开发平台,更多的同学有机会参与到电气工程实验课题的联合实验中,教师也可以引导学生利用平台对实验进行模拟,与学生一起联合进行课题实践。因此,实验室的开放既解决了学生找不到开展科技活动的仪器设备和实践场地的难题,又有效地避免了高校实验室资源过度浪费的现象。
参考文献:
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为了适应现代社会需求变化,高等院校需不断推进应用型人才培养模式改革创新工作,而创新人才培养的关键环节是实践教学环节。通过改革和创新实践教学环节,将实践能力与创业创新精神的培养贯穿于整个人才培养过程,培养出具备创新创业能力、综合实践能力的优秀大学生。北京信息科技大学电气及其自动化专业根据此培养目标进行了一系列的实践教学改革,取得了一定的效果。
一、电气工程及其自动化专业人才培养模式
电气工程及其自动化专业分属于自动化学院,是电气信息领域中的一门新兴的热门学科,从一个开关的简单设计到宇航飞机的复杂整合都与其相关紧密,是高新技术产业的重要组成部分。专业预测表明该领域对高水平人才的需求很大。随着国外企业的大量涌入,这一领域会有很大缺口,专业人才将供不应求。此专业培养有如下几个特征:
第一,专业的特点是强弱电结合、学科交叉特点明显。学习过程中电工电子技术相结合、软件与硬件相结合,电力、电子、控制、计算机等多学科综合,具有多学科交叉性质。学生受到本领域的基本方法及解决实际工程问题等方面的训练,具有较强的适应能力。
第二,专业工程性强。强调用大工程观教育学生。重视工程教育的完整系统性以及实践性。让学生接触到系统的分析与管理,而不仅仅指对技术学科知识的整合。培养具有扎实理论基础、较宽的专业知识、创新能力实践能力强、综合素质高的应用型人才。毕业生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析及计算机应用等工程技术研究工作。
第三,专业向着符合专业认证标准发展。人事部、建设部(人发[2003]25号)颁布了《注册电气工程师执业资格制度暂行规定》《注册电气工程师执业资格考试实施办法》,并于2005年首次实施了注册电气工程师认证考试以适应需求。教育部于2006年制定了相应的电气工程专业规范用以指导高校电气专业发展。专业培养目标明确为宽口径、厚基础、复合型的工程科技人才。
二、开放实践教学体系
当今社会人才培养模式突出的时代特点是“开放性”。所谓“开放性”是指随着现代教育科学的不断发展,教育的内容和手段要求不断更新。
开放实践教学体系主要研究各种实践教学环节在培养大学生创新能力方面的作用、探索新的教学理念与方法,积极倡导开放实验室、开放实训基地,鼓励并引导学生主动实践,提高学生的实践能力,为激发学生创新思维和最大限度利用资源开辟新的途径。目前,高校实践体系主要有实验、课程设计、毕业设计、实训等等。北京信息科技大学(以下简称“我校”)在常规的实践教学外,又采取了许多切实可行的方法:开设开放式实验、举办大学生竞赛活动、支持大学生创新项目、建立并开放多个创新基地。努力建成以学生自主学习、以网络平台助学、以创新机制为保障,因材施教的开放式、多层次、立体化的创新实践教学体系。注重实践教学环节的质量和效益,形成理论与实践并重、系统相对完整的课内外一体的开放式创新性实践教学体系。[1,2]
三、电气工程及其自动化专业实践教学环节存在的问题
实践教学是培养实践技能、创新能力、科技素质的一个非常重要部分,是教学中一项必不可少的关键环节,其他任何教学手段都无法替代。从目前来看,我校的电气工程专业的实践教学环节还存在许多问题有待于进一步解决。
1.实践教学内容更新不足
目前实验课主要以基础验证性实验为主,设计性、综合性和研究性实验比例相对偏低。验证性实验转变为设计性和综合性实验项目还很不足,许多实验还有更新空间,另一方面,实验的转化过程中,实验教学设备的必要改动和教学文件的建立、课程考核评级体系还没有完全系统跟上进行解决。[3]
2.开放性实验项目需要整合
电气系教师和其他专业的老师为电气专业学生开设开放性实验项目30余项,这些开放性实验受到同学们的普遍欢迎,但是也存在内容、难易程度分布不均等方面问题。另外很多低年级同学对开放实验内容及类型了解不够,开放性实验对低年级同学的受益面还是较窄。需要按照实验涉及的课程内容及难易程度进行分类整合,再根据专业特点进行适当的补充。
3.大学生创新项目利用不足
大学生创新项目是大学生科研训练体系的重要组成部分,我校设有国家级、市级、校级、院级四个级别。以学生自主研究项目为主体,校级、院级项目是基础平台,国家级、市级项目是进一步发展创新能力的延展平台。开设大学生创新项目的目的是以项目为载体,进一步加强本科生科研创新精神和工程实践能力的培养。目前的问题是开发的新项目居多,各学科之间交叉融合,跨院系、跨专业,以团队形式联合申报较少。另外对已经完成并通过验收的大学生创新项目进行总结归纳还很不够,没有使其成为有益的补充,作为一种教学资源应用到实验、毕业设计等实践教学环节中。
4.大学生节能减排社会实践与科技竞赛平台利用较少
大学生竞赛有利于培养学生的创新创业能力、综合实践能力,这些都有助于学生对实际研发工作有一个了解,培养职业素质,为今后学生进入职场打下了良好的基础。大学生节能减排社会实践与科技竞赛是由电气工程及其自动化专业承办并取得了一系列成绩。但目前竞赛主要集中于本专业、本学院范围内,宣传力度、宣传手段还不够完善,受众面不足。其他院系教师和学生了解参与的较少,多学科交叉项目较少,不利于学生的综合实践能力的培养和训练。[4]
四、结合专业培养目标、专业发展方向和专业特色,改革实践教学,建立具有专业特色的开放实践教学体系
1.将有条件的传统验证性实验改造为设计性和综合性实验
增加研究性、课题性实验课程,建立由基础实验、综合性实验、设计性实验组成的多层次递进式模块化开放教学模式。及时完成对改革的实验项目的设备改造和实验指导书的改写。建立学科带头人领衔制度,确保高水平的引领实践教学改革方向。
研究电气工程及其自动化专业所有专业基础课和专业课的实验,从中确定哪些验证性实验项目可以改变为设计性实验或综合性实验。然后根据实施的难易程度,有步骤、按计划逐步完成,争取每年完成2~3项实验的转变。开发研究性以及课题性实验,进一步提高课内实验教学效果。研究创新性实验要与综合性实验有所区别,结论要在研究中探索,每个人有可能得到不同的结果。这些项目可以是教师给定的,也可以是学生自主开展的项目。另外要注重提高综合性、设计性、研究创新型实验项目的利用率,扩大实验室的开放度,全方位开放实验室,并实行开放式教学方式。
2.整合并充分利用开放性实验项目
建立一套完整的开放实验网络选课体系;对开放实验室资源进行合理的分配及管理;对开放实验单独进行严格考核,而不应像传统实验那样加入理论教学进行考核,从理论考核为主转向以实践能力、创新意识、综合素质考核为主的完整评价体系和多渠道的激励机制。
对现有面向电气工程及其自动化专业的开放实验进行统计,按照涉及相关课程知识和难易程度进行分类,再会同电气系教师进行相关开放实验的补充,形成一个较完整的电气专业开放实验体系,使学生从第一学期到第七学期都有合适的开放实验项目可以选择。另外,由专业教师和班主任辅导学生根据学生实际情况报名参加合适的开放实验,学生可以自主选择,但不能盲目与随意,避免学生盲目报名和扎堆报名,以充分利用开放实验资源。每学年对开放实验进行一次总结,将合适的效果良好的开放实验开发的新项目用到课内实验教学中,提高课内实验教学的效果,让更多同学受益;对一些有缺陷的开放实验进行改进,同时对新开发的实验进行严格分析研究,将效果不好的开放实验直接从开放实验体系中删除。
3.积极合理引导学生申报“大学生创新项目”
充分利用这一资源,为更多优秀学生提供机会。对已经完成并通过验收的大学生创新项目进行总结,使其成为一种教学资源用到开放实验、毕业设计等实践教学环节中。通过“大学生创新项目”,为学生搭建科研开发、创新能力培养的平台。进一步完善实验室管理工作,使实验室的时间、空间最大化。大学生创新题目既可以由教师指定,也可以由学生自行拟题,在教师指导下完成;可以在实验室进行,也可以在校外实践基地完成;既可以在规定的课内时间进行,也可以在课余时间开展,充分做到时间、地点和题目全方位开放。
4.积极办好大学生节能减排社会实践与科技竞赛
太阳能和风能的利用近年来日趋受到各国的普遍重视,已经成为新能源领域中开发利用水平最高,技术最成熟,应用最广泛,最具商业化发展条件的新型能源。电气专业几年来承办北京信息科技大学的大学生节能减排社会实践与科技竞赛取得了良好效果,推荐优秀作品参加全国竞赛,连续三年取得了全国高校电子信息实践创新作品评选活动一等奖、二等奖;教学成果一等奖、二等奖等奖项。几位同学免试获得电子设计工程师认证的相应等级证书。今后要更好地利用节能减排科技竞赛为学生提供展示自己科技水平的平台。通过学科竞赛,发现人才,更有效地因材施教培养优秀学生的科研能力。
5.推进工程教育企业化
1994年,麻省工学院(MIT)院长乔尔・莫西斯提出了大工程观,不同于以往以研究为导向的工程科学观,是对工程教育的根本目的――为工程实际服务的回归。这就要求课程设置与教学改革要更加重视工程实践能力的培养,让工程教育回归工程本身。电气专业非常重视校外实习,在认知实习环节参观电力科学研究院特高压研究基地、北京现代汽车有限公司、中国节能减排展览、自动化装备展等等,让学生了解本专业涉及到的知识、项目完成流程、在实际项目中专业知识的应用方法;在专业实习阶段,在北京四方继保自动化股份有限公司、北京威英智通技术发展有限公司、北京大华电子集团等公司和企业设有基地。毕业实习阶段,学生可以把毕业设计题目与项目结合,选题靠近工程实际,参与实施单位的课题研究,把毕业设计,生产实习有机的结合在一起。[5]
五、结束语
创新源于实践,实践能促进以学生为主体构建科学的知识体系。电气工程及其自动化专业在专业培养过程中重视基础,更重视实践能力的培养,注重与工程实际相结合,专业子实验室为学生全面开放;专业实践教学四年连续不断线;专业基础课和专业课安排了上百学时的实验;独立安排多门课程设计、专业综合实践、毕业设计、开放实验、生产实习等实践教学环节,充分利用各种资源,为学生提供更多更好的进行实践的机会。今后将进一步结合专业方向和专业特色对开放实验、大学生创新项目、学科竞赛进行整合归类和改革,着力建设完整的电气工程及其自动化专业开放的实践教学体系。
参考文献:
[1]徐金荣,杨玲,徐嘉祥,等.开放式实验教学的管理工作方法探索[J].实验室研究与探索,2011,(6):172-174.
[2]章国英,施称,张燕.基于提高学生学习能力的开放式实验教学研究[J].中国医学教育技术,2011,25(3):286-288.
[3]黄道凤,李怀健,朱玉华.提高实验教学质量的措施[J].实验室研究与探索,2010,29(2):120-122.
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[3] 2015全电气工程及其自动化专业大学排名.
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一、大胆改革课程体系结构
由于科技进步和自动化程度的不断提高,强电专业人才的需求量将会有所减少,而对其知识结构的要求也会变化。电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术和自动化技术等,电气工程的学科结构、研究方向都发生了较大的变化。因此,电气工程与自动化专业在一定程度上要进一步拓宽专业口径,新的强电专业的人才必须掌握更多的信息技术、自动化技术和计算机技术。针对电气自动化技术的不断发展变化,课堂理论教学内容也应进行适当调整,对专业的课程设置进行调整,删除一些陈旧落后的技术课程,加入一些最新技术和当前应用比较广泛的技术作为课堂教学内容。
独立学院应结合自身特点,按照本三层次“应用型创新人才培养目标”,大胆改革、勇于创新,把电气工程及自动化专业建设成经济建设和社会发展需要的特色专业。专业建设应主要包括两个专业方向:电力电子与电力传动;电气自动化。专业特点:强弱电结合、软件与硬件结合、电气技术与信息技术结合、理论知识与应用能力结合。培养基础理论扎实、知识面宽、具有较强的实际动手能力和综合应用能力、人文精神、科技素养与创新精神相结合的高素质复合应用型人才。
本专业学科基础课主要课程有电路原理、模电、数电、电机学、电力电子技术、计算机技术(语言、软件硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论。专业课及专业选修课主要课程有:电力拖动与控制、电力系统分析、电力系统自动化、电力系统继电保护、电气检测技术、高低压电器等。总学分数为176.5。其中通识教育基础课和学科基础课106.5学分,专业选修课13学分,学科选修课12学分、集中实践教学环节35学分、文化素质和公告选修课10学分。
上述的课程体系适用于研究型重点院校,对我们本三教学应用型院校来讲需要作以下修改和调整:
(1)学科基础课主要课程设置基本类同,删去理论较深、适用于研究型院校的“工程电磁场”课程。
(2)“电机学”理论较深,课时过多(5学分,含1学分实验),适用于“电机与电器”专业方向。教材修改为“电机与拖动”,学分降为3.5学分,含0.5学分实验。
(3)原课程体系的专业选修课适用于“电力系统及其自动化”专业方向,不适用我们拟订的专业方向,须作较大的修改。拟设置市场经济热门的、应用性较强的课程:电器控制技术、PLC原理与应用、单片机技术与应用、传感器原理与应用、微机测控技术、运动控制系统、电气工程基础(学位课)、变频器原理与应用、开关电源、计算机网络等。
二、对实践教学环节进行改革
本三层次应用型人才的培养应从知识结构、应用能力和综合素质等多方面着手。不仅在理论教学中致力于理论的应用,注重课程体系的系统性、综合性、先进性及实用性,更重要的是加强实践环节,突出系统性、工程性、实践性教育。本专业人才培养定位:为适应我国社会经济和科技发展对高等教育人才培养的要求,遵照教育要“面向现代化,面向世界,面向未来”的精神,贯彻德智体全面发展,培养基础理论扎实,知识面宽,重视理论联系实际,强化实践动手能力,重视知识、能力、素质协调发展,实施因材施教,重视自学能力、创新能力和“复合型”“应用型”人才的培养。
实践教学环节改革必须用创新的思路抓好以下五个实践环节:
(一)实验环节。
1.大胆淘汰技术陈旧的项目,采用新技术、新器件、新方法、拟定实验项目。项目的内容要具有应用广泛、实用性强,能培养学生实验技能,提高思考问题、分析问题、解决问题能力的特点。
2.改革实验方法,强化实验管理,量化实验评分标准,将实验成绩定量纳入期末成绩综合记分。
(二)校内创新创业实践环节。
1.组织高年级学生积极开展课外科技活动:学校提供实验场地和实验设备,学生自拟题目、课外设计,搭制线路,到实验基地调试。教师给予答疑指导,没有实验指导书,只有实验工具书。学生通过自我探索、充分发挥创新思维,不断提高独立工作、分析问题、解决问题的能力和互帮互学的团队精神。
2.引导学生自我创业:独立学院可能目前不能培养出院士、科学家,但可以培养出企业家、社会活动家。本三学校很多学生有良好的家庭背景和社会人脉资源,学生的智商、情商也较高,有较强的活动能力。学校提供有关创业方面的课程、锻炼平台,来拓展他们的创业素质,挖掘创业潜能,可大大提高学生的竞争力。
(三)生产实习环节。
目前,由于众所周知的各种原因,学校组织的集中式生产实习均以参观、授课为主,学生不能亲自动手,参加实习,使实习流于形式,既花钱费劲,又收效不大。
改革设想:利用一周时间进行生产实习,参观3―4个企业。参观了解产品的生产制造、企业管理、质量保证、加工设备等环节,使学生进一步了解社会、了解企业,更好地与市场接轨。其余二周时间与毕业设计时间合并,这样可以更有效地利用时间,节省生产实习的经费开支,从而可以进一步提高毕业设计的质量。
(四)校内职业技能实训环节。
目前是市场经济时代,企业成为了社会经济活动的主体,具有选任和用人的决定权。专业技术人员必需接受企业化和社会化的双重管理,其中职业准入制度是专业技术人员社会化管理的有效方式。职业注册资格制度是现代化专业人员准入管理的国际通行做法,是人类社会文明步入质量认证时代的一个标志。
为使我们培养的人才能顺利进入人才竞争市场,高等学校的毕业证书是毕业生获得从事相应专业工作的第一张准入证。专业人员职业资格证书(高级维修电工)是毕业生获得从事相应专业工作的第二张准入证。在此基础上学生走向社会,经一段时间的工作锻炼,可向注册工程师等有关的专业技术人员职业岗位的资格认证努力。
三、抓好毕业设计
毕业设计是学生在大学期间的最后学习阶段,运用所学知识和能力独立进行的一次综合训练。毕业设计环节的教学质量与学校对毕业设计的规定和组织、学生素质和态度、教师水平与指导情况以及毕业设计环境等多种因素相关。
毕业设计是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和实践技能,提高分析、解决工程实际问题的能力和初步科学研究的能力,是实践教学最主要的环节。
(一)抓好毕业设计选题、审题关。
毕业设计课题应结合生产、科研和实验室建设的实际任务。有较强的工程背景,能促进教学、科研、生产的有机结合;课题要符合专业培养目标,要有一定的深度和广度,工作量要饱满,使学生在规定的毕业设计时间内,经努力能按时完成任务。
(二)产、学、研紧密结合,共同抓好毕业设计。
为充分调动学生积极性,提高学生的就业率,鼓励学生在即将就业的单位(校外),紧密结合生产实际,由学校、校外单位共同指导,抓好毕业设计。
(三)鼓励学生创新创业。
对于有创业意向和愿望的学生,鼓励他们立题,在教师的指导下,在毕业设计期间,利用学校仪器、设备,尽快研制出产品的原理样机。
毕业设计是学生在大学中的最后的一个重要教学环节。为了提高毕业设计的教学质量和充分发挥毕业设计的作用,要在学校组织实施、教师指导、提高学生本身的学习动力,尽快为学生解决上机机时、提供现场毕业设计机会和解决与毕业设计、找工作的冲突以及在考研等问题上及时作出应有的努力。
四、结论
在电气工程领域,需要具有坚实理论基础和创新能力,能较系统地掌握电工技术、电子技术、控制理论和计算机应用技术与宽广专业知识,并具备一定的科技开发和科学研究能力的高级工程技术人才。在人才培养过程中,我们注重强电与弱电结合、软件与硬件结合、元件与系统结合、运行与制造结合,使学生毕业后的就业有很强的适应性,既可以从事电力系统及其相关领域的工作,也可以在自动化及信息技术领域从事工程设计、研究开发、系统运行等其他方面的工作。随着实践经验的增加,我们将结合教育管理的客观规律,根据电气工程及其自动化专业与学科发展的要求,不断修改完善教学改革方案,并不断进行探索和研究。
参考文献:
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关键词:电气工程及其自动化 实践教学 实习基地 毕业设计
中图分类号: G64文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(a)-0000-00
Exploration of teaching practice of the Independent College of electrical engineering and automation
Liao Ganzhou Ceng Xia Liu Yan
Guangzhou University sontan College Electrical and Automotive Engineering Department Guangdong Guangzhou 511300
Abstract: Practice teaching is the key to train students' practical ability, innovation ability and comprehensive ability, have an important role in enhancing students' comprehensive ability and social resilience. Independent colleges as applied talents training base, the role of practice teaching is particularly important . This article summarizes the main issues of Guangzhou University Sontan College teaching in current practice, and gradually formed the analysis of the problem, on the basis of combined electrical engineering and automation itself paper proposes a new experimental teaching reform in many areas, thesis, etc. way, and then carry out multi-level, multi-channel practice teaching reform has important significance to promoting independent college teaching.
Keywords: Electrical Engineering and Automation, practice teaching, practice base, graduation design
相对于理论教学,实践教学更具直观性、综合性和创新性,具有不可替代的作用。电气工程及其自动化专业主要是面向工程培养出基础扎实、知识面宽、实践能力强、具有创新能力的电气工程,自动化工程、电子与计算机应用工程等领域的“宽口径、复合型”高级技术人才。广州大学松田学院无论在学生的培养目标或课程设置上,都非常重视学生的实践能力。
1 现行实践教学存在的主要问题
实践教学主要包括各类实验课程、课程设计、专业实习和毕业论文等。目前的实践具有教学难以脱离课堂,与知识经济时代对创新人才的需求不相称等特点,且存在以下主要问题。
1.1 对实验课程重视不够
实验课程是在掌握理论知识和老师帮助的基础上,学生将所学理论知识应用于实践,以提高分析问题和解决问题能力的训练过程。目前,由于实验设备不足、教师在备课时没能将课程的实践教有机地融入课程体系中等原因,在实验环节只能简单的完成验证性实验,难以培养学生创新创造能力;此外,由于实验环节缺乏有效管理机制,甚至存在学生不参加实验课程、伪造实验数据,抄袭实验报告敷衍了事等情况,以致实验课程效果有限。
1.2 专业实习缺乏有效管理
由于本校采用“3+1”教学模式,学生大四在外进行专业实习、完成毕业论文,而缺乏学校的管理、老师的监督。久而久之学生容易产生倦怠心理,而在实习期间缺乏学校的帮助,接触本专业先进技术机会较少。
1.3毕业论文选题过于形式
由于独立学院工科的科研项目较少,在毕业论文选题上,教师只能自拟题目,导致有些选题过于陈旧,难以有突破;学生缺乏实验条件,导致难以完成本专业毕业设计,选题往往只能停留在电子电路设计、计算机程序设计等对实验条件要求较低的选题,不能和专业相结合,严重制约了学生的对毕业论文的积极性。
2 针对独立学院存在的问题进行的探索研究
2.1 实验教学方面
加大实验室投入,在原有实验室的基础上,新建“电力控制实验室”、“综合控制实验室”、“智能仿真实验室”,满足学生的实验课程学习需求,提高学生学习积极性。完善实验室管理制度,在原有制度的基础上,进一步完善各种规章制度,建立实验课程反馈机制,加强实验课程考核制度,提高学生对实验课程的重视程度。
2.2 加强校外实习基地的建设
增加实习基地的数量和质量,有助于学生更好地进行专业实习,使学生将所学理论知识与生产实践有机地结合起来,增强学生感性认识。我系采用集中实习、自主实习结合的方式,学生的和实习基地可以通过双向选择的方式进行合作。加强实习管理,本系建立学生校外实习工作的监督机制,每年有5-6次的实习检查安排,通过实习检查,可以了解到学生的实习状态、单位对学生的反馈意见,以便规范校外实习的相关管理制度、与实习基地建立起更紧密的合作关系。
2.3 强化毕业设计管理
毕业设计选题分为三类:与学生实习单位的相关的选题、指导教师科研题目和学生自拟题目,无论是何种选题,都必须具有一点的代表性,并且严格执行一人一题政策,一旦发现雷同或者抄袭,指导教师应及早制止并督促其独立完成。学生分别进行15分钟左右答辩,根据毕业论文以及答辩情况综合评定成绩。
3 结语
实践教学对于电气工程及其自动化专业有着极其重要的作用,在校内通过实验课加强学生的动手能力,为校外实习提供基础;在校外通过校外实习基地增强学生的实际工作能力,反之可以巩固学生在校所学的知识;最后通过毕业设计(论文)检验学生的学习成果。通过本学期的实验教学改革,学生的总体实验能力明显提高,对于校外实践教学以及毕业论文具有一定的引导作用。
参考文件:
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二、实施多种教学方法,激发学生的学习热情
一是可以将课程的整个教学内容划分为重要内容、一般内容和自学内容三个模块。重要内容(主要是指基本原理、基本方法和应用技能)在课堂上精心讲解,并通过课外作业、专题研究、实验等其他环节的训练得到巩固和提高;一般内容(主要是指新技术、新产品的应用介绍等)则充分利用现代化教育技术进行展示、介绍;自学内容(主要培养学生的专业综合素质和创新能力,进行个性化教育)则通过设问、质疑、写读书笔记、小论文的形式得到训练。
二是采用“全程案例贯穿式”教学方法引起学生兴趣。是指根据课程特点与专业特征精心选择或设计一个规模大、有代表性、有实用价值的案例,通过案例引导学生进入课程,随着课程教学的展开,让学生一步步深入到案例中,学到案例中相关的知识,随着课程教学的结束,学生在不知不觉中已把案例中的相关问题一一得到了解决。
三是采用技能训练资格认定和校企互动方式,使学生学习知识与社会需求直接挂钩,大大地调动学生的学习积极性,增加就业机会;同时,教师、学生深入企业,发现问题,找到研究问题的切入点,让学生多角度、多方位地思考,培养学生进行科学研究的能力,培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力,并将研究成果应用于企业,帮助企业解决生产过程中所遇到的难题和关键技术问题,产生经济效益,形成教学、科研、实践良性循环。
三、加强实践教学
电气工程及其自动化专业是一门实践性很强的学科,学生需进行大量的实践活动,才能培养其动手、创新等专业综合能力,必须十分强调实践能力的培养和训练。因此,实践教学体系至关重要,必须高度重视。
一是加强专业实验教学设施建设,满足专业实验教学的需要。根据专业建设的需要,结合学科发展前沿,将实验室建设成集实验、实习、新产品开发与设计及科学研究于一体的多功能实践教学平台,实现工程素质训练、科学研究试验与专业技术进步的有机结合。
二是针对原来实验教学的状况和存在的问题,科学整合实验教学内容,并不断探讨和改进实验教学方法。对教学内容要进行“递进式”的整合,采取引导和启发的方式培养学生的操作能力和创新思维;同时进行因材施教,加强过程监控,通过学生自查、教师中期检查、递交结题报告并进行结题答辩等形式,加强全部实验过程的管理。这样,较好地实现了“递进式”实验的预期效果,也适应了不同层次人才培养的需要。
三是在实习基地方面,在与已有的担任实践教学任务的校外实习基地保持良好联系的基础上,积极寻找与电气工程及其自动化专业实践教学环节相符合的校外实习基地,保证完成实践教学任务,使学生的工程实践能力真正得到培养。
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一、现行电气工程及其自动化专业实践教学存在的主要问题
1.对课程实践教学重视不够
实践教学内容课时一般安排在理论教学课时之后,学生将在理论课上学到的知识运用于实践中,理论与实践相结合,以提高自身的分析能力和自学能力。但是工程类本科院校对课程实践教学认识不够,认为理论课已经教给学生如何进行实践操作,没有意识到实践教学激发学生创造性、提高学生分析问题和解决问题能力的重要性。从当前的教学计划和教学内容上来看,实践内容未能与理论教学内容相结合,也没有建立相应的实践教学管理机制。学生在实践过程中经常会伪造数据和实验报告,机械复制教师的操作^程,对操作过程中出现的问题视而不见,以至于高校实践教学的质量不高。
2.集中实践教学环节流于形式
集中实践教学环节是电气工程及其自动化专业中的重要组成部分,主要包含教学实习、课程设计和毕业设计等内容。由于电气工程专业涉及的机械设备价格昂贵,难以使每个学生都有动手操作的机会;课程设计的范围较窄,可供学生选择的设计题目少,并且现有的设备陈旧,无法满足教学要求。有些设备强调计算机应用能力,与电气工程实践内容相背离;有的题目涉及的实践内容量大,学生无法独立完成。
3.实践模式比较被动
被动实践教学是一种强迫性教学方式,无法有效提高学生的创新能力,培养学生的创新思维。对电气工程及其自动化专业来说,过多的被动实践教学不利于培养高质量的创新型人才,因为该专业实践教学中复杂的知识点较多,如果学生不能够独立思考每个实践环节,学生就只能学到浅层知识,实践教学内容难以在学生的头脑中留下深刻的印象,很容易出现实践课上巩固理论课知识的现象。
4.实践环节中没有建立起科学的教学体系
由于我国高校开设实践教学的课程时间较短,校领导对实践教学的重视度不够,以至于缺乏完整而又相对独立的实践教学计划。实践教学培养目标大同小异,教学体系不完善,并且实践教学教材少且旧,理论知识更新与实践教材更新不同步,专业课整体结构不完整,最直接的表现是学生动手能力和创新能力差。
二、电气工程及其自动化专业实践教学模式的创新
1.实践教学方面的创新
实践教学创新主要是创新实践教学模式,开设仿真教学课堂。创新教学模式的重点是加强理论教学课堂与实践教学课堂之间的联系,使学生课堂将理论知识运用于实践操作,以实践操作论证理论知识,具体表现是根据学生实际学习情况,创新实践教学方式,通过课题讨论和实际操作,引导学生提高独立思考能力和解决问题能力。对于开设仿真教学课堂,最主要的目的是让学生通过仿真操作,感受理论知识中的奇妙现象,从而建立起理论知识构架,形成实践操作过程流程图,因此,高校应当建立实训基地,让教师组织学生在实训基地上模拟真实场景,增强学生对理论知识的理解程度。
2.教学手法方面的创新
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一、电气工程及其自动化教学团队的建设目标
结合高等教育的发展要求和我校教学改革的自身特点,电气工程及其自动化教学团队建设的目标主要是更新高等教育理念,建立高素质的师资队伍,改革专业人才培养模式,构建完善的专业核心课程体系,为学生营造良好的成才氛围,为其成功奠定基础,满足培养高素质复合型应用型人才的需要。
二、电气工程及其自动化教学团队建设的基本思路
(一)以专业核心课程构建为平台,搭建教学团队的框架结构
1.实施电气专业核心课程制度。在原有的培养方案中,电气专业基础课、专业限选课和专业选修课的门数超过25门,目前急切需要构建的专业核心课程是要对原有课程知识体系进行重组。电气专业的核心课程应满足关联性、整体性和独立性原则。在电气专业众多主干课程中,电路原理、自动控制原理、模拟电子技术、数字电子技术、电磁场、电力电子技术、电机学、电力系统分析之间承启关系清晰,内在联系紧密,同时又各自形成相对独立的知识体系,比较适宜作为电气专业核心课程建设。
确定电气专业核心课程门数及课程名称之后,教学团队建设的一个重要内容是挑选具有高级职称或具有博士研究生学历且教学经验丰富、师德高尚的教师担任专业核心课程负责人。同时,加强专业核心课程的网络化建设,提高课程教学的现代化水平。本教学团队的成员承担的电气工程及其自动化专业核心课程均须建设网上教学平台,丰富核心课程的网络教学资源,建立优质的网上试题库和教研成果共享资料库,采用多媒体课件和板书相结合的方式进行课堂讲授。为了能更好地解决学生答疑困难,实践以学生为中心的教学理念,教师不但每周进行定时定点答疑,均会使用E-mail、QQ、博客等网络平台答疑方式,加强对学生学习的指导。
2.电气工程及其自动化专业教学团队的构架。建设好专业核心课程,关键在于建设优秀的教学团队,而优秀的教学团队又必须具备稳定的构架。电气工程及其自动化教学团队建设的总体构架是“所在二级学院主管、团队负责人总管、团队责任教师具体负责”的三级管理体制,三级之间分工明确,有机协调。
二级学院负责从体制与机制上为教学团队建设提供保障,是教学团队的指导者、支持者和服务者,而不是发号令者。
教学团队负责人统管团队的各项事务,在教学模式改革、团队工作计划制订、团队成员组成、内部经费使用、考核与评价成员等方面均应有相当的自。在团队领导上,选择合适的团队负责人对建设好团队十分重要。团队负责人应善于开拓创新,具备丰富的教学经验和较高的学术水平,具有较强的号召力和组织管理能力,以便在沟通、协调与尊重的基础上为团队建设提供组织与服务。
根据电气专业核心课程建设的需要,教学团队对各门核心课程均应设置一个责任教师岗位,下设2~3个中青年主讲教师岗位,责任教师和主讲教师可兼任。教学团队的建设应形成以研究生(硕士、博士)学历为主力、中青年教师为重心、中高级职称教师为主体的团队结构。
在教学团队的建设过程中,应积极引进电气类企业有知名度的高级工程师加入到团队中来,作为团队和企业沟通的桥梁,为践行为地方发展提供支撑的办学理念夯实基础;成立由专兼职教师共同组成的专业建设指导委员会,共同研讨、设计人才培养方案,设计开发教学项目和项目课程,将企业的人才需求引入到培养方案中。
(二)以实行教学实施大纲为契机,提高教学团队的教学水平
以前实行的教学大纲主要是根据教学计划以纲要的形式编写的教学内容指导性文件,被视为一种教学辅助文件。大多数情况下,学生无法看到教师编写的教学大纲,不能充分理解所学课程的概貌,不能充分了解教师讲课的重点和进度,这导致教学大纲与教师教学脱节、与学生学习脱节。
而课程实施大纲详细地描述相关课程的目的、任务、要求、进度安排、评分标准等。在教学团队建设过程中,要求团队教师必须撰写所上课程的教学实施大纲,在撰写过程中对课程整体进行一次再把握,对整个教学流程做到心中有数,对相关重难点能思虑透彻。为了学生在选课时可以用作参考和做上课准备,教师需要将电子课程实施大纲,上传到教学资料共享平台,与学生共享。在教学中严格按照课程实施大纲组织教学,每一轮授课结束以后,教师要进行教学反思,及时发现问题,不断修订更新,从而提高课程的教学水平。在组织教学过程中,团队教师要以学生为中心,充分发挥主观能动性引导学生主动学习,善于发现问题,敢于质疑,善于综合,正确思辨,勤于实践。
(三)大力培养青年教师
在教学方面,团队应大力加强对青年教师的培养,指定经验丰富、治学严谨的老教师作为青年教师的指导教师,对青年教师“传、帮、带”,实行一对一的指导,指导青年教师的课程教学和科研工作,着力夯实青年教师的理论基础,掌握教学艺术,提高教学水平。
教学团队把青年教师培养与管理纳入团队工作的议事日程,围绕学院青年教师培养计划,落实青年教师在教学方面的培养措施。让青年教师进实验室,协助指导课程实验、课程设计和毕业设计等实践工作,要求青年教师与学生一样完成实验和课程设计的全部实践内容,增加实践指导能力,为以后的工作做好准备。
要求青年教师听老教师全程授课,在经过集体备课、逐章试讲、严格评议后才能独立授课。对青年教师的授课情况定期旁听和评议,了解他们的课堂授课情况,对教学过程中存在的问题进行研讨,研究改进教学方法的途径,提出建议和意见。
在科研方面,教学团队要努力为青年教师创造更好的科研环境,在申报、争取各类科研课题时及时提供信息,并给予具体指导和帮助。组织有丰富科研经历的教授、副教授从各方面,如科研选题、项目申报和论文指导等,负责对青年教师的科研指导。
(四)坚持“工学一体化”,为培养复合型的应用型人才做贡献
电气工程及其自动化专业具有强弱电相结合、电工与电子技术相结合、系统工程与控制技术相结合的特点。电气工程及其自动化教学团队的建设,应遵循专业特点,根据地区国民经济和社会发展对电气工程高级人才的需求,坚持工程应用与理论教学一体化的理念,培养复合型的应用型人才。
培养复合型、应用型人才,必须加强与生产实践一线的结合,更加重视实验教学、生产实习等实践性教学环节。为此,在学校多项措施与政策的帮助下,教学团队教师应积极展开与企业的合作,加强实验教学与科研、工程应用相结合,积极联系企业共建校内实践基地。团队教师与企业工程师一起,根据企业生产的最新需求,设计和引进包括供电、测量、微机保护屏、无线温湿度监控系统等一系列实验装置,建设和完善校内电工实习和专业综合实验基地。学生可在这个实验平台上充分动手实践,模拟工业现场运行,选做自己感兴趣的实验。这种模式可以做到教学实验与工业现场的高度逼真,弥补生产现场不能进行运行操作和安装接线的缺陷,使学生达到解决教学实验问题如同处理工程问题一样的效果。
(五)加强教学团队科研和教改能力,促进教改和科研项目与教学的结合
充分利用自身的科研优势,依托硕士点、省重点实验室,积极申报教学、科研课题,撰写教学、科研论文,以科研促教学。围绕课程教学目标、教学内容、教学方法与手段、教学评价、教学环境等内容开展相关教学项目改革研究,促进教学研究成果转化。通过科研项目和成果进课堂、进教材、进实验室等,积极促进科研成果向教学的转化,结合本课程的教学工作,不断丰富教学内容,提高教学、科研水平。
以申报国家级、省级、院级教改项目为契机,围绕专业核心课程建设、课程实施大纲撰写及课改热点、难点问题,引导教师积极申报和承担各级教改科研课题、质量工程等科研项目,让教师边实践、边研究、边改进,以科研形式开展教学工作,促进教学质量及教学效率的提高。
(六)建立团队建设的制度和机制,保障团队建设的可持续发展
1.制订教师培养计划。根据教学和课程建设需要,为各位教师量体裁衣,制订教师培养计划。同时,将教师培养计划和激励措施联系起来,积极努力工作、表现突出的教师有机会获得去国内外培训的学习机会,在课堂教学竞赛中获奖的教师,将获得团队经费奖励等,有效调动团队教师参与专业建设及课程改革、努力提高自身各方面能力的积极性。
2.建立团队定期教学活动制度。为了加强团队教师间的教学经验交流,提高教学质量,教学团队应按照教学活动制度定期积极开展各项教学活动,要求团队教师积极参加。
3.建立团队教师集体备课制度。两位以上教师教授同一课程要求必须进行集体备课,由各备课组长负责。集体备课的形式多样,每门课程都应有集体备课教案,各授课教师根据各班级的实际情况修改成个人备课教案。
4.完善兼职教师管理规定,制度上确保兼职教师参与专业建设及课程改革工作的积极性和有效性。
三、结语
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一、完善电气工程及其自动化专业教育的现代教育设施
要以现代化教学方法带动电气工程及其自动化专业教育的发展,首先要完善各类现代教育设施,要使教师和学生有一个用于专业教学相关信息存贮、处理和传递的信息环境。在完善现代教育设施方面,要加强多媒体课室、CAI教室、网络教室、校园网、教育城域网、各级资源中心等的硬件建设。要以现代化教学方法带动电气工程及其自动化专业教育的发展,一方面要在电气工程及其自动化专业教育的现代化教育设施上加大投入,完善电气工程及其自动化专业教育的现代教育设施,另一方面也需要全体专业师生加强电气工程及其自动化专业教育的现代化教育设施的应用,使电气工程及其自动化专业教育的现代化教育设施得到充分的利用,从而实现电气工程及其自动化专业教育的现代化发展。
二、电气工程及其自动化专业教育的现代教育技术应用模式多样化
要以现代化教学方法带动电气工程及其自动化专业教育的发展,需要促进电气工程及其自动化专业教育的现代教育技术应用模式多样化。在电气工程及其自动化专业教育的现代教育技术应用模式中,主要有基于计算机媒体技术的多媒体教学形式、基于卫星通信技术的远距离教学形式、基于Internet及其他网络技术的网络教学形式、基于计算机仿真技术的“虚拟现实”教学形式。基于计算机媒体技术的多媒体教学形式,主要采用的技术手段有幻灯片、投影仪、录像、CAI课件、软件开发实验室等,例如,在教授电力系统结构时,利用多媒体教学形式,将电力系统的结构、系统运行、系统变化以及理论模型等通过图象影片、动画、影片等形式展现出来,可以使学生对电气工程及其自动化专业的电力系统结构有深刻的理解和认识。基于Internet及其他网络技术的网络教学形式,主要是用互联网、局域网等网络技术,使师生实现资源共享以及相互互动,从而提高知识获取速度能力的整体提升。如,在教授模拟电子技术基础时,可以利用网络技术对模拟电子技术的文献资料进行收集整理,然后通过专题讨论、个别辅导等方式,使学生加强对模拟电子技术基础的深入了解,同时也增进了师生之间以及生生之间的情感交流,使电气工程及其自动化专业的模拟电子技术基础教学达到快速、优质、高效的目的。基于卫星通信技术的远距离教学形式,能实现远程教育,使师生、生生之间随时随地地开展电气工程及其自动化专业教育。基于计算机仿真技术的“虚拟现实”教学形式,可以使抽象的理论知识具体化,提高学生对专业课的积极性。
三、加强电气工程及其自动化专业教师现代教育技术培训
要以现代化教学方法带动电气工程及其自动化专业教育的发展,关键在于要有一批掌握电气工程及其自动化专业现代化教学方法的教师队伍。作为电气工程及其自动化专业教师,一方面要积极转变教育教学的传统观念,使传统教育教学观念向现代化教育教学观念转变;另一方面要提高电气工程及其自动化专业教师对现代化教学方法的应用水平。教师可以通过高电气工程及其自动化的相关企业进行实地参观考察,了解电气工程及其自动化时下流行技术手段,了解行业发展动向,以便及时对教育教学进行调整,同时教师要积极参加电气工程及其自动化专业现代化教学的科学研讨会以及相关教学技术的培训,提高职业素养,推动现代化教学方法对电气工程及其自动化专业教育发展的带动作用。
以现代化教学方法带动电气工程及其自动化专业教育的发展,是电气工程及其自动化专业教育发展的重要内容,也是电气工程及其自动化专业教育的重要发展趋势。作为一线教师,要主动提高自身专业素养和教育教学水平,充分利用现代化教学方法,推动电气工程及其自动化专业教育的发展。
参考文献:
[1]徐道荣.材料成型及控制工程专业教学内容与课程体系的改革与实践[J].大学教育科学:社会科学版,2003(03):47-49.
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成果解决教学问题的方法
提出“知识规格满足专业外延需求、能力素质胜任专业内涵发展”的人才培养理念
针对生源质量下滑问题,面向行业发展对人才培养的新要求,认真分析原有人才培养方案的不适性,结合人才培养定位,总结已有办学传统和特色,提出了“知识规格满足专业外延需求、能力素质胜任专业内涵发展”的人才培养理念,面向工程,强化实践,统筹开展课程建设、实践环节建设、教学方法改革等方面的工作。
构建适应电力工业发展新形势的课程体系
构建了“(基础-技术-专业)课程群+技术前沿课”型的专业课程体系,将新能源发电技术、新型输电技术等前沿技术引入课堂,及时反映专业发展动态,既激发了学生的专业兴趣,又增强了人才培养对行业需求的适应性,为拓宽学生就业面奠定了必要的知识储备,实现了“知识规格满足专业外延需求”。
构建遵循“系统-元件-系统”认知规律的做学结合教学模式
根据系统构成及运行特点,构建了相应的元件特性认知实践项目,通过对元件特性的认知实验,加强对元件工作原理的认识;在此基础上,分析系统整体行为特性及元件个体行为特性的关联性,掌握基于元件运行状态调整的系统整体行为调节方法,明确实际系统实现过程中需要注意的问题,进而了解实际系统的运行约束和注意问题。此模式应用于“电力系统分析”“发电厂电气部分”等5门核心课程教学。
构建突出工程实践能力培养的课内外相结合的实践教学体系
构建了“实验-实训-实习-设计”和“电工数学竞赛-工程师认证考试”结合的课内外实践教学体系,以突出“工程认知-工程探究-工程实践-工程优化”能力的实践培养,即能力形成于实践,表现于实践,又升华于实践。
建设系列“工程场景式”的电力特色实践教学平台
新建全国高校唯一的教学用66kV/220kV真实变电站、全国规模最大的电力生产过程动态模型演示中心、国内领先水平的输变电运行仿真中心(获得中国电力企业联合会颁发认证资质)、电力系统安全运行与节能技术国家地方联合工程实验室(省部共建教育部重点实验室)等特色实践平台;另外,校企共建12个工程实践教育基地。
采用“引培结合、专兼相济、科研带动”等措施,加强师资队伍建设
引进和自主培养具有博士学位的教师28人,聘请电力企业专家17人作为兼职教师,师资队伍结构明显改善。教学之余,积极开展科研实践,提升教师的学术水平和科研能力,为“面向工程、强化实践”的人才培养提供了重要的师资保障。
成果的创新点
形成了以“知识规格满足专业外延需求、能力素质胜任专业内涵发展”的人才培养理念
优化课程体系,引入前沿技术课程,增强人才培养对行业快速发展的适应性,为拓宽学生就业面向奠定必要的知识储备,实现“知识规格满足专业外延需求”。理论教学注重教对学的促进作用,实现知识传授与能力培养协调共进;实践教学突出实践项目的工程导向性以激发学生的学习兴趣,贯穿于整个教学过程,即强化实践提升能力,增强人才素质对行业发展的适应性,实现“能力素质胜任专业内涵发展”。
形成了遵循“系统-元件-系统”认知规律的做学结合教学模式
通过对元件特性的认知,探究系统整体行为特性及元件个体行为特性的关联性,掌握基于元件运行状态调整的系统整体行为调节方法,明确实际系统实现过程中需要注意的问题,进而了解实际系统的运行约束和注意问题。既强化了知识运用,又培养了学生的认知能力,知识传授与能力培养协调共进。
构建了系列“工程场景式”电力特色实践平台支撑的突出“工程认知-工程探究-工程实践-工程优化”能力培养的实践教学体系
根据学生能力形成的不同阶段和认识发展的基本规律,将实践环节视为有机整体加以筹划,将突出“工程认知-工程探究-工程实践-工程优化”能力的培养贯穿于“实验-实训-实习-设计”和“电工数学竞赛-电气工程师认证考试”相结合的课内外实践教学环节中;“工程场景式”电力特色实践支撑平台增强了实践培养的工程导向性,激发了学生的学习兴趣;全国电工数学建模竞赛提供了能力展示平台。实现了能力形成于实践,表现于实践,又升华于实践。
成果的推广应用效果
近四年,“面向工程、强化实践”的电气工程及其自动化专业人才培养取得了丰硕成果,在校内外产生积极反响。
人才培养效果
该成果自2009年应用以来,受益学生3000多人;学生实践能力和创新能力明显提高,发表研究论文108篇,参加教研项目54项、科研课题24项,获奖273项(国家级23项、省级53项)。吸引国家(南方)电网公司、各发电集团等央企来校招聘,年均签约率79%,考入清华大学、西安交通大学、华中科技大学等著名高校读研学生占比11%,就业率94%。学校获推荐优秀应届本科毕业生攻读硕士学位的资格,并入选“2012-2013年度全国毕业生就业典型经验高校50强”。
辐射作用效果
自2009年以来,已有20多所高校前来学习、考察与交流。承办一次全国性教材教学研讨会议,400余人参会;8次在全国性教学研讨会上作经验交流。发表教研论文19篇,出版《电机学》《300MW(直吹)火电机组集控运行与仿真》《电网及变电站运行分析与仿真》等教材6部,应用于10多个省份高校。为国内外20多家电力企业开展业务培训1566人。承办的“全国大学生电工数学建模竞赛”已吸引198所高校、7506人参赛,成为全国电气工程学科的品牌特色竞赛活动,被誉为国内最具有影响的大学生学科竞赛之一。
专家评价
清华大学电机系教授、中国工程院院士韩英铎评价“东北电力大学学生基础扎实、物理概念清晰、实践能力强”。国家电网公司总工程师张启平教授级高工评价“东北电力大学毕业生概念清晰、理论扎实、岗位适应快、不怕吃苦”。
师资队伍建设成效
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一 引言
工科院校的实践性教学一般分为:课程实验、课程设计、实习环节和毕业设计。在这些教学环节中,“重知识、轻能力,重学术、轻应用,重说理、轻实效”是工科教学存在的普遍问题。基于这种现状,我院以体现当今工程教育中先进教育理念CDIO模式为指导思想,对整个学院人才培养模式作了较为深入的改革和探索。本文结合我院人才培养模式的改革背景,将CDIO教育理念融入实践性课程设置和教学过程中,针对电力系统方向的实践环节中课程实验、课程设计和毕业设计的指导思想、教学模式、设计内容和实施过程做出总结,希望对应用型本科学生的工程实践能力和创新思维的培养能起到一定的指导作用。
二 我院电力系统方向设置的背景与定位
1.电力系统方向设置的背景
我院从2005年开始实行“按电气信息类大类招生,两年后按学生的兴趣和需要分专业”的“2+2+x”教学改革。即两年基础课学习,两年专业平台课学习,“x”就是同一专业的学生到专业平台课学习完成后,根据自己的专业兴趣和目前的社会需求选报专业方向,选修一组某专业方向的限选课程和该方向的选修课程,并进入该方向为期一年的毕业设计过程,以达到学以致用,学有所长。我院电气工程及其自动化专业在这项大的人才培养模式改革的背景下形成了“电机设计”、“电机控制”、“建筑电气”和“电力系统”几个专业方向。进入专业方向后,实践性教学环节的安排除了课程实验外,主要有:为期3周的方向课程设计,为期2周的毕业实习和为期1年的毕业设计。
2.电力系统方向人才培养目标定位
电气工程及其自动化专业电力系统方向人才培养的目标定位是:培养能从事电力系统运行、设计、试验、控制和计算机应用等领域工作的高级应用型工程技术人才。毕业生可在电力系统、发电厂、供电企业、电力工程设计单位、电力设备及电力自动化设备开发单位及用电单位等较宽范围内就业。
三 基于CDIO工程教育模式的实践性教学环节的改革与实践
1.CDIO工程教育模式概述
CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)四个英文单词的缩写,它是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。CDIO工程教育的理念是充分利用大学学科齐全、学习资源丰富的条件,以尽可能接近工程实际,涉及技术、经济、企业和社会的团队综合设计项目为主要载体,结合专业核心课程的教学,使学生能得到全面的训练和提高。
2.基于CDIO工程教育理念的“板块式”课程实验设置
我院基于CDIO工程教育理念的“做中学”和“基于项目教育和学习”的思想,改革以往课程实验以课程为主题,以知识点为核心,专业内各课程间条块分割,没有整体优化和统一的培养目标的缺点,提出课程实验的“板块化”设置。板块化实验项目的设置以专业核心课程和相应的选修课程之间知识点的相互联系为原则,强调基于项目的实验构思、设计、实现、运作。让课程实验真正起到“亲身经历与感受”的作用。
基于以上原则,我院把教学实验设计成若干个具体的实际工程系统,每个工程系统由3级项目组成:1级项目为工程要求,提出总的培养目标和要培养的工程实训能力;2级项目为进一步划分的工程各子系统的设计与分析;3级项目
才是具体的实验内容和试验科目。如我院设置变电站设计与保护大板块的实验课程,将电力系统分析、发电厂电气主系统、电力系统继电保护、计算机仿真、电力系统规划、高电压技术等课程融合成为一个大板块的实验课程,这些课程都具有很强的内在联系,即以发电厂电气主接线方案为平台,依托短路计算和潮流计算来实现电力系统中设备选择与运行、保护的整定与实施、能量的变换和传递、系统的控制运行及其动态过程仿真分析等环节。学生通过这一个大板块理论和实验课程的学习,其工程实践能力的培养在机制上就更加灵活,学生的实验课程安排就不再受到理论课程的教学学时数的局限和理论课程教学前后次序的束缚,学生在学习理论课程的细节之前,就能树立电力系统整体知识的要点和宏观概念。在教学时间上也能够得到有效的保障,如学生通过开放性实验室的运行,可以获得远远超过课内实验学时的工程操作的训练时间,通过自主性、综合性、设计性、创新性实验内容的设置,在学习效率和质量上能得到进一步的提高。
3.基于CDIO模式的课程设计的设置
从电力系统方向培养目标和基本要求中,可以看出:(1)课程设计是本方向主要实践环节,传统的课程设计一般是按照各主干课分别设置的,鉴于上述我校的专业设置背景,不可能有这么多的学时。(2)课程设计以发电厂、变电所设计和运行控制为主。基于此,我校在课程设计的模式上作了一些改革,即在完成全部课程后,进行为期3周的电力系统方向课程设计。我校选定电力系统分析、发电厂电气主系统和电力系统继电保护三门课程作为方向必修课程,选定高电压技术、电力系统综合自动化、电力系统规划和电力系统运行和控制作为方向选修课程。按照人才培养模式的要求、知识体系的要求和时间的限制,把课程设计内容定为以发电厂、变电所设计为主线,贯穿所有课程的内容,完成一个完整的项目设计过程。
基于CDIO工程教育思想,把课程设计分解为一个具有三级项目的工程。项目设计的核心思想是鼓励学生进行主动学习和综合学习,开展学术研讨活动,推动学生学习系统构建、模型分析、算法比较、仿真开发、科学结论分析等技能。在课程设计项目中,教师只起引导作用,通过专题讲座、技术研讨、方案研究等形式启发学生的创新思维。通过CDIO模式下的课程设计,学生对于所选研究对象进行系统模型分析计算,可以培养学生用数学逻辑方法准确描述电力系统拓扑结构、反映系统行为的参数体系、系统行为的能力。项目内容可以完全跳出学生个体能力的差异,不同水平的学生可以选择不同复杂程度且适合自己的设计方案,按照要求完成各个环节设计任务,同样能起到能力锻炼和巩固知识的作用。另外,优秀的选题和成果可以用于替代今后教案中陈旧老套的实例,为更新教学素材作充分的积累。
4.基于CDIO模式的“产、学、研”相结合的毕业设计过程改革
CDIO工程教育思想是让学生以主动、实践和课程之间有机联系的方式学习工程技术。教学过程中加强与社会各行各业特别是专业技术行业的联系,这也是当前高等教育改革与发展的趋势之一。我院基于CDIO工程教育思想,实施按“产、学、研”相结合的模式来组织和管理为期一年的毕业设计(包括毕业实习)的教学过程。
我院按照以下三个环节来管理毕业设计过程:首先,建立严格的设计课题审批制度。指导老师按要求填写毕业设计选题审批表,包括课题来源、设计内容、技术要求、学生人数等。审批表先后通过课程组和学院组织的专家组审核合格后方可作为毕业设计题目;如果学生到生产单位或实践性教学基地去做毕业设计,须事先提出书面申请,还必须按教学要求选题和选派指导教师,将课题内容摘要、主要指标、文献资料和校外指导老师的姓名、学历、职称等以及单位提供的软硬件条件以正规格式报送学院,经过审查后方准前往,并同时指定校内指导教师做教学指导。其次,进行定期的检查汇报。为确保毕业设计的质量和进度,要求学生定期向专业课程组汇报毕业设计情况,我院的毕业设计质量监控体系设计了四个环节,即开题、中期检查、毕业设计课题验收、毕业设计答辩。这也是整个毕业设计质量监控体系的四个观察点。其中开题要检查的重点是检查文献阅读与利用的情况、总体方案的设计内容;中期主要检查总体方案中采用到的核心技术的试验情况;课题验收主要检查学生所设计的系统运行情况,数据分析与结果如何,是否完成毕业设计任务;答辩主要考查学生的毕业设计论文、学生的语言表达能力。最后把好答辩与综合评分关。学生的毕业设计成绩应由综合评分来确定,包括工作表现、能力和素质等方面的平时考查成绩、毕业设计成果的验收成绩、论文成绩及答辩成绩。无论是在单位还是在学校答辩,都要求综合考虑上述几项成绩,以确保毕业设计的质量。
四 结束语
从2005年开始,我院开始实施基于CDIO的实践性教学环节的改革措施,通过这几年的实施,取得了良好的效果。我院根据社会和企业的急需技术,有针对性地安排实践性教学,培养学生的一技之长与工程实践能力;坚持这个方针,我院培养的学生在激烈的人才市场竞争环境中,具有了自己的独特优势和生存空间,提高了学生的就业竞争力。同时,我院与企业联合加强实践性教学环节,在企业建立了长期稳定的实践性教学基地,也弥补了学校实验设备不足带来的不便。因此,可以认为,这种教学模式的改革无论是对于学生,还是对于教师、学校乃至社会都是有利的。
参考文献
[1]毕睿华、刘海涛、李军.基于CDIO模式下电力系统分析课程教学的探讨[J].南京工程学院学报(社会科学版),2009(9):65~68
[2]张慧平、戴波、刘娜等.基于CDIO教育理念的自动化课程的改革与实践[J].电气电子教学学报,2009(Z31):138~141
篇13
本科院校作为我国高等教育的生力军,是培养应用型高级专门人才的主要阵地,它们以培养应用型、复合型人才为出发点,按照“基础扎实、知识面宽、应用能力强、素质高、有较强的创新精神”的要求,以人为本,使其培养的学生“会学习”、“会创新”、“会做人”。针对在人才培养上的应用型特色,在学生的知识构建上应把握好通识教育与专业教育的关系,强调知识体系的完整、系统和科学性,要有较强的动手能力、技术创新和技术的二次开发能力[1]。电气工程及其自动化专业目标是培养德智体全面发展的,能适应社会主义现代化建设需要,具有电力系统及其自动化、继电保护及自动化、电气技术、计算机应用等方面的基本理论素质、专业基本知识和较高综合素质的复合型高级工程技术人才。毕业生能在电力部门、科研院所、国民经济管理部门、工矿企业等单位从事与电气工程有关的系统运行与维护、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析以及电子与计算机应用等工作一线的应用型高级技术人才。
2电气工程及其自动化专业教学改革的必要性
1科学技术的发展
随着新的科学技术成就不断涌现,现代电子学和计算机技术飞速发展,并迅速渗透到传统电工学科的各个领域,使电工学科理论和技术发生了巨大的变化。在电工行业中工作的科技人员,只具备传统电工理论及其应用的知识结构已经无法胜任工作。[2]在新形势下如何培养和造就新一代电气工程人才是世界各国电气工程教育界关注和积极探索的问题。电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化,电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合,要求培养的学生应受到电气工程、电工电子、信息控制、计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程与自动控制技术问题的基本能力。电气工程学科的主要任务是提高电力系统和用电设备的技术含量和运行质量,提高运行的合理性和可靠性,提高运行效率。弱电知识需要越来越多,强弱电融合是电气工程专业教育的必然趋势。
2注册电气工程师制度的确立
注册电气工程师制度的实施将对高校电气工程及其自动化专业的教学产生重大影响,它要求专业定位要贯彻“厚基础、宽专业”的方针,基础课程与专业课程的覆盖面要满足注册电气工程师的基本要求;专业课程内容要及时反映学科的新发展,包括新领域、新技术、新规范;要切实加强工程训练,加强实践环节的教学,努力提高学生的工程设计能力。然而,目前电气工程及其自动化专业教育还存在着与注册电气工程师制度不适应的问题,如轻实践、面向工程不够;课程结构设置不够、不合理;教师工程经验缺乏等。为此需要建立起与注册电气工程师制度相适应的电气工程及其自动化专业教育。
3 电气工程及其自动化专业教学改革的措施
1根据现代高等教育的发展趋势以及社会对专业人才的培养要求,结合我校的实际情况,现在学院有我省首批批准建立的示范性教学中心“电工电子实验示范教学中心”,国家级创新实验区“农业电气化与自动化专业人才培养模式创新实验区”。在理论教学工作中,学院加强校内外实习基地建设,目前已在大庆龙凤热电厂、大庆油田供电公司、同创集团、农垦通信公司、哈尔滨新中新集团等企事业单位建立了19个相对稳定、质量较高的校外教学实习基地。学院与北京科瑞尔斯公司和达内公司进行校企合作办学,培养理论和实践相结合的人才。
我校电气工程及其自动化专业坚持“强弱电相结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件相结合、元件与系统相结合、运行与研制相结合”的专业办学特点,坚持“传授知识与探索研究结合、教学与科研结合、教师与学生结合、课内与课外结合、校内校外结合”的人才培养模式,按照“加强基础、拓宽面向、增强素质、提高能力”的建设思路,以知识、能力和素质协调发展为原则,改革课程教学内容和优化课程体系、实施研究型教学、重构实践创新教学体系、推进产学研合作等途径,培养具有创新精神和较强工程能力的宽口径高级工程技术人才。
2课程设计应着重学生测试、调试、设计和初步的开发能力的培养,电气工程及其自动化专业主干课程都铺排课程设计环节,课程设计环节对学生的工程概念、系统概念和系统设计能力以及进步工程基本素质,培养较强工程实践能力至关重要。课程设计时间一般只有一二周,故课题难度不宜太大,但要有一定的广度。课题必需有一定的代表性,能够笼盖课程的主要部门,要夸大工程基本素质的培养。学生可以结合个人偏好自行选题,也可以选择教师布置的课题,并对课题进行分析、设计、编程、安装、焊接与调试,终极提交产品和设计讲演。学生们在做课程设计之初,任务对于他们来说有些难度,但通过整个环节,他们得到了很好的锻炼,主要的收成并不是学会了多少详细的设计计算方法,而是学会了如何着手做事。在这里,教师的作用是给同学们引导方向,借助课程设计的载体帮他们把以前学过的知识有机地串起来,只有他们碰到自己解决不了的题目时才协助他们解决,充分体现了“授之以渔”而不是“授之以鱼”。毕业实习应着重培养学生综合运用专业知识,独立分析和判定出产中的技术题目的能力。通过2~3周的毕业实习,使学生把握发电厂电气运行、维护的基本知识,了解电厂出产的各项轨制,增强事业心和责任感;认识电能出产的主要环节,分析电厂电气设备的布置及二次设备(继电保护、自动装置等)的配置;学习电厂的事故处理、事故设想和防范措施;了解继电保护屏、中心信号及控制屏的设计、安装、接线、调试;了解电力企业的出产治理和各职能部分的地位和作用;搜集毕业设计有关资料。
3.实际学习中,做好创新性学习,有意义的学习,探究学习,投入式学习,浸润式学习,协作式学习,自主学习等,处理好“学会”与“会学”的关系。根据社会需要和学校自身办学条件,强调理论与实践相结合的高阶能力培养(问题求解,决策判断,批判性思维和创新性思维)。课程体系的反馈与调整课程体系建立的中心任务是培养社会需要的人才,最终要在社会上检验,同时社会的进步与发展对人才需求的内涵也在逐步变化。因此,在完成内部反馈调控同时要注意外部资源的吸收整合,以提高产学研相结合的培养效率,因外资非常丰富,我们要像生物体细胞一样消化吸收和扬弃,从而达到有效利用的效果,在综合需求资源的前提下,进行下一轮课程体系的调整,使之成为真正的、有效的、持续健康发展的完善的课程体系。