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中圖分類號:G650 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)08-0037-02
隨著廣東省電力工業的快速發展,對電氣工程及其自動化專業的人才需求增加,因此專業的建設與發展具有很好的前景。作為一所獨立院校,我院以服務地方經濟社會發展為出發點,為廣東經濟社會發展培養自動化專業的高素質應用型人才。同時,我們需要看到自我國高校實行擴招以來,大學生數量大幅度增加,畢業生數也隨之增加,因此未來本專業大學畢業生就業形勢也不容樂觀。在這種形式下,如何正確定位本專業的培養目標和培養規格,把本專業建設成為具有自己鮮明特色的專業就需要我們思考與探索。本文在廣東技術師范學院天河學院的基礎上,主要針對獨立院校的電氣工程及其自動化專業的人才培養模式進行探討。
一、專業建設定位
電氣工程及其自動化專業是通用性強的“寬口徑大專業”,是由原電工類的電機電器及其控制、電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術、電氣技術等專業合并而成[1]。各高校根據社會經濟發展對本專業人才的需求,依據各自的實際情況、辦學條件,確定了彼此不同的、體現各校辦學特色的專業方向、人才培養的方案和模式[2]。獨立學院不同于重點高校與職業技術學院,他以培養介于研究型人才和具有某一職業技能人才之間的應用型人才。他們既要有一定的理論做基礎,又要有一定的實際動手能力。因此我院電氣工程及其自動化專業以培養基礎扎實、知識面寬,具備自動控制理論、控制系統、信息處理、PLC和單片機控制技術、供配電及其自動化等方面的基本理論和專業知識,能在工業過程控制和電氣系統等領域從事系統分析、系統運行與維護、開發與設計、管理與決策等工作的應用型工程技術人才
二、課程體系建設
電氣工程及其自動化專業具有多學科交叉、內涵豐富、外延寬廣等鮮明的特點,作為電類本科專業來說培養的人才應是寬口徑、高素質的工程應用型人才[3]。為此在專業的理論教學體系構建中,按照“大平臺+小模塊”構建知識體系。大平臺指公共基礎課平臺、專業基礎課平臺和專業必修課平臺,小模塊指按市場需求而靈活設置的專業方向課程群。
①公共基礎課平臺由公共基礎、相關知識、專業拓展等系列課程構成,意在培養學生的基本素質,為學生后續學習打基礎,全面提高學生綜合素質和多角度的科學思維方法。②專業基礎主要由數學、電路、數電、自動控制理論、電氣控制技術等專業基礎課程構成,教授學生專業相關基本知識,同時考慮將來專業口徑的拓寬,為后續專業學習打下扎實的基礎。③專業必修課平臺主要由電力系統分析、繼電保護原理、發電廠電氣部分、工廠供配電、電力系統調度自動化、電力電子技術等專業課、限選課、任選課等組成。使學生掌握專業系統知識,著重培養學生分析和解決實際問題的能力。④結合我院現有資源及市場需求情況分析,專業方向課程群設置了兩個專業方向,一是電力系統及其自動化專業方向,主要課程有電力設備運行與維護、電力系統程序設計、電力系統規劃設計、變電站設計與運行等,注重培養電力系統、電氣裝備領域的系統設計、系統運行、研制開發、試驗分析、工程建設與管理的高級工程應用型人才。二是電氣控制方向,主要課程有單片機原理及應用、PLC原理及應用、DSP原理及應用、計算機控制技術等,培養掌握電機及電氣控制、自控原理及系統、微機控制、掌握現代控制技術等理論知識,以及具有全面的電氣自動化應用實務能力的應用型人才。
三、實踐環節建設
應用型人才培養模式主要是以能力為中心,以培養技術應用型專門人才為目標[4]。我院的實踐教學體系以工程實踐為主,通過理論聯系際,培養學生獨立分析問題、解決實際問題的能力。在實踐教學中針對應用型人才培養的要求,遵循技能與能力訓練培養的教學規律,按照系統性、層次性和循序漸進的教學原則,將實踐教學體系劃為以下三種層次:
①基本技能層:包含各基礎課程實驗、專業基礎課程實驗,進行基本技能訓練,培養學生的實踐能力。②專業技能與工程實踐層:包含專業課程實驗、工程實訓、課程設計、進行專業相關的技能和工程實踐能力的訓練。③綜合應用能力與創新能力培養層:包含畢業設計、專業實訓,認識實習、畢業實習、科技創新等進行綜合應用能力和創新能力培養。
這種層次漸進的實踐教學體系形成了由單一到綜合,按照先基礎、后綜合、再創新的思路,循序漸進地安排實驗教學計劃。目前我院電氣工程及其自動化專業建立了基礎實驗室、專業實驗室、實訓基地等校內外實習實踐教學基地,專業實踐的教學條件已有較好的基礎,給學生提供了更先進的實踐硬件條件和環境。
四、突出特色
①完善校內實訓中心,發展校外實訓基地。要培養高素質的高級工程應用型人才,除了完善的理論教學外,還必須有較好的實驗和實習環境,以提高學生的實踐能力[1]。通過資源整合、學校投入,已經完成電工電子等基礎實驗室、電力系統綜合自動化等專業實驗室的建設。這些實驗室的設備在質量和數量上都能夠滿足實踐教學的需要,并具有開放性、功能先進性,允許學生在此從事科技實驗、技術革新等創造性活動。學生可以根據自身特長和興趣到實訓中心進行操作和技能訓練,應用型人才的培養是建立在大量實踐的基礎上的,在學校外的職業環境中進行實習是形成優秀職業能力的重要環節[3]。我校鼓勵學生走向社會,培養適應社會的能力。根據課程設置和培養方案,每年都會有學生到校外進行認識實習、畢業實習,讓學生較早地接觸工程實踐環境,培養學生運用所學理論知識分析解決實際工程問題的理念,提高學生的工程意識和工程能力,為學生走上工作崗位打下良好的基礎。同時,我們積極建立自己的校外實習基地,已經與廣東民建實業有限公司等十多個企業進行產學合作,走“產學研”的人才培養模式。②積極開辟第二課堂,開展課外學術科技活動。學生參加學科競賽和科技文化活動有利于學生運用理論知識和實踐能力解決實際問題。我院有計劃地引導、鼓勵、組織學生參加各種課外科技文化活動,成立了專門的專業興趣小組、專業特色作品設計大賽等課外科技活動委員會,積極引導學生參與其中;鼓勵學生參加各種校外學科比賽,以擴大視野、啟發科學思維,他們可以參加數學建模比賽、智能汽車大賽、電子設計大賽等。在理論與實際相結合的各種學術活動中,增長學生的見識,讓學生充分施展自己的才華和興趣,提高實踐能力和綜合素質。開展課外學術科技活動以來,先后有9人次在全國大學生電子設計比賽中獲獎。
五、總結
作為一所獨立院校,我們始終以應用型人才培養為目標,服務于地方經濟。我們將根據學科發展的要求,結合獨立學院的辦學特色,不斷地探索研究,相信通過我們的不懈努力,一定能將我院的電氣工程及其自動化專業辦成獨具特色的專業,培養出更多具有創新能力、受社會歡迎的高素質應用型人才,為地方經濟建設作出更大的貢獻。
參考文獻:
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1.1培養目標與模式趨同,專業特色優勢不明顯
在制定培養目標時,各大高校之間普遍存在著仿照以及抄襲的現象,大多數學校都將人才培養目標定位在高級應用型人才,唯一的差異就是就業的區域以及層次等。各高校的培養模式還是以學分制為主,學年制為輔,與以往并沒有太大的差異,課程設置也存在很多雷同,只是在專業選修課上存在些微差異。
1.2青年教師缺乏工程實踐鍛煉,影響人才培養質量
近些年,高校招生規模在逐步擴大,精英教育正朝著大眾化教育轉變,為了滿足教學需求,很多青年教師都走上了教學第一線。電氣工程及其自動化專業教師中,青年教師占有較大的比重,且大多是高校的應屆碩士畢業生、博士畢業生,這些青年教師缺乏實踐經驗以及充足的鍛煉,缺乏創新能力,這會在一定程度上影響本科生的人才培養。
1.3素質教育尚不到位,切實有效的素質教育體系尚未建立
我國一直大力推行素質,素質教育的理念也為人們所熟知,但是具體的實施效果卻并不理想。在高校中,很多專業的人才培養體系中都加入了一些人文素質選修課程還有第二課堂活動等,用來提高學生的整體素質,但實際上,大學的學習依舊是以考試為中心,素質作用僅僅是點綴,因為,為了做好素質教育,建立切實有效的素質教育體系是十分必要的。
2改革人才培養模式,保障教育品質的有效措施
2.1樹立人才培養質量觀,確定人才培養目標
高校教育應當注重學生的能力發展,應當在結合行業需求的基礎上制定培養目標,以人才特色彰顯專業特色。因此,電氣工程及其自動化專業的理論教學要注重能力培養,教學內容要進行專業核心化整合,重視對學生進行基礎教育,樹立學生為行業服務的思想。在實踐訓練方面,要注重培養學生的綜合操作能力,引導學生對專業知識融會貫通,注重進行實踐技能的綜合化訓練。在學習評價方面,要注重學生能力的提高以及知識的積累,改變以往將成績作為唯一標準的評價標準。
2.2圍繞人才培養目標,加強課程建設與改革
電氣工程及其自動化專業應當緊緊圍繞人才培養目標,結合行業發展的新要求,不斷加強人才培養模式的改革與建設。在教學體系建設方面,高校要積極吸收用人單位參與課程體系研究,合理確定不同課程以及理論和實踐教學之間的比例關系,構建“專業核心平臺+模塊”,“必修+選修”的課程體系,在滿足基本人才培養要求的基礎上,體現人才培養的多樣性和個性化。教學內容改革要深入調查社會對電氣人才的能力、素質要求以及對學科發展的要求,及時開設一些能夠反映社會需求和學科發展的新課程。電氣工程及其自動化專業要大力推進教材改革,及時吸收電氣領域的新研究和新成果,豐富教學內容,同時積極推進教材、教學參考資料和教學課件三位一體的立體化教材建設,全方位提升學生能力,增加學生的競爭力。電氣工程及其自動化專業要積極改革傳統的教學模式,鼓勵科研與教學互動,教師與學生互動,尊重學生的主體地位,重視學生的需求,采用有助于培養學生個性和創新能力的教育教學方式。
2.3加強校內外實訓基地建設,使實訓教學與生產接軌
很多工科院校都有自己的實踐訓練中心和實習基地,但是實訓與生產實際之間存在不小的差距,因此,學生無法得到充足的訓練和鍛煉,走入社會之后,不能夠很快適應用人單位的環境。因此,高校要不斷重視校內實踐實訓基地的建設,為其配備設備以及高素質的實訓指導教師,使實訓教學與生產實際接軌,還可以走校企聯合的模式,促進產學研相結合,這樣的方式可以使學生走入企業得到鍛煉,提高學生的實踐操作能力,同時也可以借助高校的科研資源等為企業的進一步發展服務,實現校企雙贏。
2.4積極推進素質教育,構建學生素質拓展體系
高校要重視校園文化建設,有意識地建設以人為本,促進學生發展成才為中心的校園文化。高校要鼓勵本科生積極參與科研創新實踐活動,促進學生和老師間的雙向互動,培養學生的自主學習能力和創新意識。高校要將創新創業活動計劃納入人才培養計劃之中,鼓勵教師吸收有科研潛力的本科生參與到科研工作中,并對在創新活動和學術科研中表現良好的教師和學生給予一定獎勵,進一步促進學生實踐能力的提高。高校還要積極舉辦各種學術報告會以及名人講座等,開拓學生的視野,為學生提供借鑒。
2.5加強師資隊伍建設
為了培養符合社會需求的高素質電氣專業人才,高校要圍繞電氣工程及自動化專業的建設需要,建立一支以學科帶頭人為骨干,教學和科研綜合水平高、結構合理的教師隊伍。高校要不斷擴展人才引進手段,重點引進具有博士學位的中青年教授,聘用重點大學剛退休的教授對青年教師進行引導。高校要支持教師學習進修,提高自身素質,并為教師提供到企業或者基層管理機構掛職學習的機會,以增加教師的產品研發能力和管理能力等,建設一支具有相當學術水平,既能從事課堂教學,又具有實際創新創業能力的雙棲型師資隊伍。
3結語
1現階段電氣工程及其自動化專業教學的情況
電氣工程及其自動化專業在學習的過程中涉及的范圍比較廣,因此在對該專業進行教育或是學習的過程中,我們不僅能夠為社會培養更多的專業型人才,同時也能為今后我國的電氣行業的發展起到極大的幫助作用。但是現階段該專業的知識涉及面積比較廣,要求學生掌握豐富的理論知識和實踐能力,因此學生在實際學習的過程中,特別是開展專業基礎課的時候,學生普遍認為理論課的過于枯燥,在加上理論知識比較難,學生難以理解,因此很難達到學以致用。在這個基礎上,學生就會逐漸對電氣工程及其自動化專業的學習喪失興趣,甚至產生恐懼的心理,十分不利于這門學科的學習和發展。在這個基礎下,我們就要適當的減輕學生的實際壓力,并針對以上問題,筆者也在實際授課中研究出以下幾種方式,希望對增強學生的學習興趣可以起到更大的幫助作用[2]。
2趣味教學在專業課教學中的應用
2.1聯系實際,加強理論和實際的聯系
在過去學習的過程中,我們經常把只知道讀書、背課本,掌握的知識和實際生活不相符的人稱作為“書呆子”。聯合國教科文組織曾經在《學無止境》一文中明確的說明:“全球的問題和矛盾千千萬萬,但是最應該使人類頭痛的問題就是應該怎樣更好的開發自身的創造力,充分發揮潛能,全面提升人類對復雜問題解決的能力,以此來減少和消除人類應對全球問題的差距。”這也說明在未來社會的發展過程中,我們不能做一個只知道盲目讀書的書呆子,而是要積極地跟上社會的進步和發展,不斷為社會創造出更多的創新性人才。在對人的創新性和創造力進行開發的過程中,我們要積極地挖掘潛能,將創造性思維能力進行優化和培養,也是現階段對創新性人才培養的一項重點工作[3]。比如:筆者之前在進行教學的過程中,為了更好的使書本上的理論知識和實際生活相聯系,因此特意對這一環節進行了細致的講述。像是開展電力系統正常、不正常狀態的講述時,還特意在網上對相關的資料和圖片進行了下載。比如為了貓為了捉到老鼠躲在配電箱中,導致短路現象的產生;或是刮風后電線倒塌導致單相接地的樹等。在講到繼電保護的配合工作時,我們也可以在開展教學的過程中,適當的應用動畫或是圖片對相繼動作進行解釋和講述。通過這種教學方式的開展,學生的學習興趣將得到明顯的提升和發展,同時課下找老師進行問題探討的學生人數將得到明顯的增加。通過這種教學方式的開展,使筆者感到欣慰的是,在這項教學方式的開展過程中,學生已經初步的認識到了只有將理論知識和實際生活更好的聯系,才能更好的對興趣進行提升,學習的過程中才能更有自信。
2.2注重效果,及時溝通
在教育改革不斷發展和推行的過程中,學生對于課堂教學有了新的問題或是看法,都能夠自由的通過不同的方式進行表達和提出。但是在很多因素的影響下,學生即便是有了意見或是不同的看法,也很少會主動進行發表或是提出,因此我們也將現階段這種現象稱為“學生沉默現象”。這種現象發生的主要原因通常是因為學生還沒有充分地認識到自身在課堂上的主體性,但是想要將這種情況進行有效的解決并不是容易的工作。因而,筆者也在實際教學過程中對趣味教學方法進行了研究和改進,希望有效地對教學質量進行提高[4]。比如:我在對學生進行教學的過程中,也開展了幾次實習工作。在進行專業認識實習之后,有一名學生對某風場進行參觀后,在實習報告中記錄:“工人師傅說,每個風車為1500瓦,因此兩個風車就能對很多地區的供電問題進行解決。那么在今后的風電發展了,就完全能代替電廠,為我們提供有效地電源。”后來我找到這個學生后,和他的交流中發現,雖然在實習的過程中他認真的對筆記進行了記錄,但是有很多錯誤或是不準確的地方,但是由于受到“學生沉默現象”的影響,學生即使認識到問題或是錯誤也不會輕易指出。所以通過這個例子,我們能看出及時和學生進行溝通和交流是一項多么重要的工作。后續課程的開展過程中,筆者也適當的對教學方法進行了調整,加強了和學生的日常交流和溝通,通過這種方式發現對教學的開展還是起到了很大的幫助[5]。
3結語
以上是筆者針對電氣工程及其自動化專業中對趣味教學的研究和分析。由于電氣工程課程在開展的過程中很多的理念都比較抽象,因此在教學的過程中我們也可以適當的利用多媒體或是其他現代化的教學手段開展專業的教學,通過對先進工具的利用,學生在對理論知識進行理解的時候就能更好的將其進行形象化和具體化,對增強學生的注意力和興趣有著十分有效地提升和促進作用。希望通過本文的研究,在今后的教學過程中,更有效的對學生進行相關專業的教育,提升學生的專業技能。
作者:李慶 單位:江蘇安全技術職業學院
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關鍵詞:電氣工程及自動化;人才培養;構建
中圖分類號:F24
文獻標識碼:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.23.055
信息技術的迅速發展,計算機和通信載體的不斷提升,工業4.0、微電子和“互聯網+”信號的釋放,使得人們的生活生產越來越離不開電力行業的支撐。一方面,新技術和新載體在電力行業得到廣泛應用。另一方面,電力工業的發展也面臨著新的挑戰和機遇。作為培養電力行業的電氣工程與自動化專業,一直以來是為電力輸送人才的老牌專業。新形勢下,如何構建教學體系、設計培養模式、保證教學質量,培養具有創新能力、實踐能力和綜合素質的高級應用型人才,這是時代賦予電氣工程及自動化的難題,也是高等學校專業發展的首要任務和重要使命。
1 構建電氣工程及自動化專業人才培養模式
電氣工程及自動化專業要培養的是“知識、能力、素質”,集三位于一體的人才培養體系。該專業的人才首先要具備電力系統強電知識和技能,在關于電機、發電廠、電壓及電力系統方面,培養出來的人才能夠對其進行深入了解,靈活運用繼電保護、電力電子等方面的知識,解決實際工作過程中遇到的問題。要具備電力系統控制和通信兩方面的弱電知識技能,無論是計算機控制、微機保護、嵌入式系統、電氣控制與PLC,還是信號與系統、通信網絡、無線通信和光纖通信都能夠駕輕就熟,靈活運用與把握。除此之外,該專業還要實現校企合作,讓企業技術人員融入師資隊伍,將行業前沿融入課堂教學,將研究過程中的科研成果納入教學管理,實現課堂教學同步化、實踐項目層次化、課程設計綜合化與畢業設計實戰化。好的人才培養模式,強調的是層層深入、理論與實踐相結合,將課堂教學與實踐項目有機融合起來,通過專業課程的設計,使得學生能夠通過自身經驗,設計一些題目,培養學生的創新意識和團隊合作精神,根據時展的現實需要,選定畢業設計題目,在相關導師的指導下,實現自身專業運用知識的鞏固與提高。
1.1 專業定位與專業特色
從專業定位和專業特色來說,電氣工程及自動化專業培養的是滿足社會主義現代化需要,掌握電氣工程基本理論和知識,具備專業研究開發能力的,集設計、規劃、運行、管理為一體的寬口徑高級工程技術人才。改該專業對人才要求的重點是需要學生具備一定的綜合素質,能夠在短時間內適應復雜的工作環境。與此同時,要具備一定的創新精神和創業意識,有較強的計算機操作能力和學習能力,能夠在面對電力工程相關技術問題時,獨當一面,反思成才,成為行業中技術能手。
1.2 人才培養體系結構
現階段的人才培養體系結構,往往是結合自身學校的特點,并沒有真正適合專業學生的發展需要。因此,探討電氣工程及自動化專業人才培養模式,首先就是要建立需求導向,以專業人才培養為需求,而不僅僅是考慮學校的人才培養方便。建立人才培養模式專業課程體系,實現以電力行業需求為導向的知識、能力、素質分析為一體的課程內容體系,通過通識基礎教育模塊,專業基礎教育模塊和專業英語教育模塊,完成好課程間知識的銜接與聯系,形成富有專業特色的電氣方向和輸電線路方向兩個“戰略體系”。
1.3 課程設置“厚基礎,寬口徑”
電氣工程及其自動化專業需要在課程設置上,體現學科基礎課和專業基礎課的有機融合,體現“厚基礎,寬口徑”的課程設置原則,在課程設置上,努力權衡學科基礎課和專業基礎課的比重,將兩者與必修課程和選修課程統一起來。專業應用課程更多的體現學生的興趣愛好,滿足學生的特長和培育學生的興趣,按照學生自身所需,選擇適合自己的課程,在興趣的引導下,提升自己的專業水平,實現“有專才”的核心競爭能力。在學科基礎課上,滿足社會主義現代化建設需求,將認知學習、金工學習、電子工藝學習、課程設計與綜合實訓結合起來,保證培養出來的人才具備最為基礎的綜合素質能力。
2 完善專業人才培養的保障措施
電氣工程及其自動化專業需要促進人才培養,保證人才培養具備相應的措施。除了具備專業人才培養相關渠道外,還有完善相關的管理制度,在保證教師師資隊伍的人才培養模式下,實現人才培養教學過程的監督管理。因此,好的專業人才培養,需要建立一整套的人才培養保障措施。
2.1 完善教學管理制度
人才培養模式需要有相應的教學管理制度進行保障和維護,學校實施人才培養計劃,需要建立一套嚴格、科學、規范的教學管理制度。電氣工程及其自動化專業培養的是應用型人才,各專業需要根據學校情況及電氣工程相關情況,量身訂制教學大綱,選用和實踐結合緊密相關的教材,允許學生自主選課。好的教學管理制度要有彈性學制、改革考試制度、學分互補制度和實習加分制度,能夠保證相關的學生進行綜合素質評價。新的教學管理制度,不僅僅要滿足行業需求,還需要考慮學生的自身特點,體現人才培養特色,從源頭上和制度上為人才培養提供強有力的制度保障。沒有規矩不成方圓,沒有相應的教學管理制度,就不能夠保證人才培養的規范化和規矩化,也不能保證專業人才培養的常態化。
2.2 加強師資隊伍建設
人才培養的重要因素在于師資力量的保障。優質的師資力量能夠提高人才培養質量和靈活教學的重要因素。高水平的能夠掌握行業信息的師資隊伍,充分利用學校的管理制度和機制,采用不同的聘任辦法,以較為優秀的政策和辦學條件吸引優秀人才的加盟。建立合理有效的激勵機制,提高電氣化工程及自動化專業的人才資源庫,在學歷層次和進修學習方面,予以傾斜和支持,不同地域不同專業的高學歷人才,能夠使得教師隊伍的學緣結構開放化和多元化,也能夠使得師資隊伍兼具教學、實踐、科研多方面的能力,在創新精神和能力培養方面,塑造新的優秀的教師團隊。
2.3 培育教學監督機制
從人才培養的角度看,高校所培育出來的人才需要與社會要求相吻合,與經濟和科學技術的發展相適應。人才培養從來就不僅僅是高校自身的內部事情,其更多的需要得到家長和社會的監督與認可。人才培養方案在經過教學單位的審核及研討后,需要聽取社會各界的相關建議,學校各級部門要逐步建立監督核查機制,保證人才培養方案的權威性和科學性,相關的教學參與部門要以人才培養方案為基礎,合理安排課程中教師與教學環節,規范教學管理,設置教學安排,分配課程學時。人才培養方案具有一定的嚴肅性,教學監督機制具有一定的反饋性,要通過加強對人才培養方案的監督管理,確保新的人才培養方案的有效實施。
電氣工程及自動化專業是我國現階段培育行業人才,適應多元化、分層次發展,促進理論技術革新,使專業知識與社會發展聯系更為緊密,促進學校、學生和企業三方的共同發展,實現電力行業特色的應用型人才發展。由于主客觀因素的限制,電氣工程及其自動化專業人才的培養,還需要更多的研究者參與進來,根據實際發展需求,反思人才培養過程中存在的問題,進一步探索、實踐、完善,搭建電氣工程及其自動化專業特色人才培養新平臺。
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關鍵詞:電氣工程及其自動化;創新人才培養模式;特色
作者簡介:袁鐵江(1976-),男,四川成都人,新疆大學電氣工程學院博士研究生;晁勤(1959-),女,湖南邵陽人,新疆大學電氣工程學院,教授。(新疆烏魯木齊830047)
基金項目:本文系新疆大學“21世紀教育教學改革工程”二期項目(XJU2008JGZ15)、新疆大學《電力系統繼電保護》校級精品課程的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)06-0060-02
電氣工程及自動化專業的培養目標是培養能夠從事與電氣工程有關的系統運行、通訊、綜合自動化、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等領域工作的寬口徑“復合型”高級工程技術人才和管理人才[1]。要培養創新人才,首先要解決的重點和難點問題是實踐教學[2],其目的是:通過實踐教學各環節的實施培養學生的動手能力,促使學生綜合應用專業知識,優化學生的知識智能結構,為培養優秀的、適應市場需求的應用創新型人才創造條件。以新疆大學為例,介紹電氣工程及自動化專業教學改革思路、成果、經驗,為今后進一步進行更有成效的教學模式改革提供借鑒和幫助。
一、創新人才培養模式改革思路
根據教育部關于實施大學生創新性實驗計劃的精神,圍繞電氣工程及其自動化專業人才培養目標,根據電力行業的發展方向和現狀,結合人才市場需求,與電力行業的企、事業單位多次交流,總結了往屆畢業生走向工作崗位后所遇到的問題、工作中暴露出的知識弱點,結合學生在學習專業知識時所遇到的困難,認真研究分析了電氣工程及其自動化專業實踐教學各環節中存在的不足之處,以實踐教學為試點,突出學生職業素質、實踐能力和創新精神培養,積極探索實踐教學模式創新,主要從以下幾個方面進行了嘗試。
(1)將電氣行業先進設備應用到實踐教學中,完善實踐教學內容,提高實踐教學的現代化程度。
(2)精心設計實踐教學內容,打破課程界限,優化學生的專業知識結構[3]。由于某些課程的實踐教學環節與電力系統行業結合不緊密,學生不能很好地了解各課程內容在電力系統的具體應用。通過改革創新,加強各專業課程間的聯系,實踐教學體現專業培養方案的整體性。以繼電保護實踐教學為例,通過改革創新研究,微機保護實驗室在完成繼電保護實踐教學內容的同時,將電力系統分析、電力工程、單片機原理、軟件編程、電力通信、電力自動化、電力系統故障計算、電力系統仿真等多個課程的知識應用在繼電保護的實踐教學活動的各個環節,使學生對這些專業課在專業中的作用及課程間的聯系有整體的認識。
(3)將實踐教學與工業現場所需相結合,既豐富實踐教學內容,也鍛煉學生解決生產第一線實際問題的能力,充分體現高等教育為當地的經濟建設和生產實踐服務的宗旨[4]。如在微機保護實踐教學環節中,在教師指導下,學生以新疆實際電網結構為研究對象,對繼電保護問題進行分析計算。
(4)鼓勵學生參與教學實驗設備的開發和實踐教學改革,學生要順利完成指定任務,不但要擁有本專業各種知識,還要自學很多其它知識,因此吸收學生參與實踐教學改革,有助于提高學生的自學和創新能力[5],既鍛煉學生的實踐動手能力又激發學生的求知興趣,促使學生綜合應用所學知識,優化學生知識智能結構。同時,參與設備開發的學生分別負責不同內容,而整體功能的實現需要團結協作;實踐教學過程的實施,同樣要求通盤考慮,整體設計。因此通過實踐教學內容及教學模式的改革有助于培養學生的團隊精神。
實踐教學改革的成果可用于相同設備及類似設備的二次開發,具有一定推廣價值;提高了實驗設備的功能和現代化程度,拓寬實驗設備的應用范圍,開發后的實驗裝置不僅能用于教學任務,還可用于科學研究。可避免設備過早淘汰,具有一定的經濟效益。
(5)通過教學改革創新,加強師資隊伍建設,豐富教師各自講授課程的教學內容,體現各個專業課程間的整體性和連貫性,提高師資隊伍的教學科研能力,形成一支年齡結構合理,知識體系優良的教學團隊。在實踐教學模式改革中,項目組成員要充分發揮自身優勢,團結協作完成任務,相互學習,取長補短,拓寬各自知識面。
二、創新人才培養模式實現方法和具體措施
1.電氣工程及其自動化畢業學生需求分析調研及就業措施
通過對新疆各電力相關的企事業單位的走訪調研,對本專業領域技術發展現狀及人才需求等情況進行了分析,全疆電力系統預計近幾年中每年都有700余人專業技術就業崗位需求,加之大型電力設備制造業和油田等各大型企業自備電廠以及廠礦企業電氣部分,預計每年需要電氣技術人員1000余人。但是內地學生來疆就業人數少,且部分不能長期在疆工作,目前新疆大學的招生量并未達到飽和程度,有很廣闊的就業前景。因此,新疆大學電氣工程學院陸續與新疆電力公司等相關單位簽署了多項定向培養的協議書,已有部分學生履行了協議并在新疆喀什、伊犁等地就業。
2.專業知識結構和課程設置、培養方案調研及地方特色人才培養模式改革
有關課程設置和培養計劃制定,我們向新疆電力公司和金鳳科技等多家行業單位發函征求了意見,同時參加了全國電氣專業教改年會,收集了大量兄弟院校電氣專業教改資料,經過電氣全體教師仔細討論和研究,確定了專業發展定位,制定了包含電力和風電兩個方向的全新的專業培養方案,學院又專門組織專家和負責人進行了論證討論,提出很多修改意見,形成了兩套分別針對民漢學生的具有地方特色的培養方案[7]。
3.大學生創新實踐、畢業生畢業設計結合現場實際取得良好效果
在各屆學生中進行了大學生創新實踐活動,獲得多項國家大學生實驗創新項目和校級科研實訓項目。從新疆多個涉電企業外聘導師,聯合進行了認識實習、畢業設計和畢業實習,并取得了較好的效果,社會用人單位對各屆畢業生思想品德、敬業精神、工作態度、專業知識、工作能力、創新能力等綜合評價良好。
4.專業主干課程與專業實驗室相結合實踐創新
主干課程建設中,在兼顧專業技術知識結構基礎上制定了電力系統繼電保護、電力系統分析和電力系統自動化等電氣專業主干課程7門[3]。并在廣泛調研的基礎上建成了與主干課程對應的10個專業實驗室,如:微機繼電保護實驗室、電力系統運行與控制實驗室、電力系統數字仿真實驗室、變電站自動化實驗室等。實驗室建設與運用的效果與特色非常明顯,可進行上述電氣專業7門主干課程全部理論驗證性實驗和設計型實驗及創新型實驗,也可進行本科畢業設計及研究生碩士論文撰寫中的創新部分驗證,還可進行教師科研項目研發。大部分實驗設備與電力現場一致,縮短理論教學與行業實際差別,還可進行與現場完全一致的電力系統數字物理聯合動態模擬試驗,也可進行二次設計開發。實驗軟件采用動畫實景三維實現,安全、逼真、可靠、經濟、實用。目前這些設備使用率高,實驗組數多,實驗效率和效果好,可提高學生分析問題的能力。
5.精品課程、課件、題庫、教材、教學大綱、網絡課堂建設
“電力系統繼電保護”獲得校級精品課程,“電力系統分析”獲自治區級精品課程。編制電氣專業教學大綱1套,完成“電力系統繼電保護”和“電力系統分析”題庫2套,開發“電氣特色專業”和“電氣緊缺專業”網頁2套,開發“電力系統繼電保護”、“電力系統分析”、“高電壓技術”課程教學網頁3套,課件多套。電氣專業所有課程選用優秀教材,還由教師主編并出版教材多部。如重慶大學出版社出版國家“十一五”規劃教材《自動控制原理》、《發電機組基礎》;機械出版社出版《風電場運行與維護》、《風電并網技術》,大連理工大學出版社出版《單片機原理及應用》。
6.外聘現場專家和工程技術人員進行現場教學
與新疆電力公司多個變電站和發電廠以及風電場、八鋼自備發電廠、石河子天富熱電廠等簽訂了實習協議,特聘陜西電力公司和新疆電力公司調度中心、新疆紅雁池電廠、新疆水電設計院、新疆送變電公司、吐魯番電業局等電力行業高級工程技術人員進行電氣設計指導和現場教學,收到良好效果。
三、主要改革創新成果、實踐效果和特色
(1)根據電氣工程行業特點和實際情況,改造和更新實踐教學平臺,通過軟、硬件購置和開發,把實驗室仿真成工業控制現場,使實驗過程接近實際工作環境,縮短學校教育與行業實際的距離,為畢業設計和創新制作提供一個良好的實踐場所,節省設備投資。
(2)根據電氣工程就業崗位群對實踐能力要求,改革了實踐教學模式,精心設計教學內容,體現各個專業課程間的整體性和連貫性,在實踐教學中綜合電力系統分析、電力系統繼電保護、高電壓技術、電力工程、單片機原理、軟件編程、電力通信、電力自動化、電力系統故障計算、電力系統仿真等多門課程知識,打破從單個課程進行實踐教學的界限,實現一體化實踐教學體系,并增加了風電方向課程,提高了就業率。
(3)選擇來自工業現場的具有代表性的生產實踐問題作為教學案例,實現實踐教學與工業現場相結合,鍛煉學生解決生產第一線實際問題的能力,同時為生產企業提供技術支持。
(4)對學生的自學能力、獨立思考能力、實踐動手能力及對所學知識的綜合應用能力等方面進行綜合訓練,提高學生的科技創新能力。參與開發的學生發表了多篇學術論文,多人考取了研究生,其余多就業于大型企業。調查結果顯示,考取研究生的學生在研究生的學習過程中,在科研方面顯示出了明顯的優勢,在研究生學習階段比同屆學生提前發表學術論文,早出科研成果,顯示出較好的科研能力;走向工作崗位的畢業生能很快勝任工作,得到了用人單位的好評。可見,通過實踐教學激發了學生求知欲,拓寬學生知識面,優化學生知識結構,提高了學生的就業率。
(5)課程實驗、畢業設計、短學期教學、科研實訓多個環節相結合,充實短學期的教學內容,提高短學期的教學效果及本科生畢業設計質量。
(6)形成一支年齡結構合理,知識體系優良的教學團隊。教師發表了多篇教研論文及科研論文,多人獲得了本科生畢業設計優秀指導教師,在開發的實踐平臺上完成了各自科研項目部分內容。獲得自治區級電氣工程及其自動化專業教學團隊,多人獲自治區級教學名師。
四、成果水平和實際推廣應用價值
通過對實踐教學內容和教學模式的改革,使得教學內容更加完善,教學方式多樣化,既可以進行常規和理論實驗驗證,又可以設計和創新,而且由于多項實驗采用計算機可視化界面,使實驗過程更形象更容易理解。促進了理論教學,從而提高教學質量,培養學生的實踐動手和科技創新能力,縮短學校與市場差距,全方位提高電氣工程及其自動化專業畢業生水平,具有實際推廣應用價值。
五、進一步實施方案和完善措施
采取多種措施嚴格執行培養方案、課堂教學、課件使用、實驗室及設備管理,加強對理論教學、實踐實習的執行,進行有效的過程監控。
建立、健全規章制度及完善有效的教學體系文檔資料,積累教學經驗,進行質量反饋,切實提高教學質量。
完善實驗指導書的編制,提高實用性。
完善課件質量,使其更加直觀、形象、逼真,具有動態效果。
充實網絡教學資源,使學生更易于獨立實現預習復習和鞏固提高專業知識的技能。
參考文獻:
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[4]張成華,廖志凌.提高畢業設計實踐教學環節質量的方法[J].農機化研究,2005,(6):273-274.
[5]劉海燕.培養電力行業高科技創新型人才的思考[J].中國電力教育,2006,(S2):398-399.
積極實施教學方法改革
人才培養要通過課程落實到教學中去,教學方法決定了人才培養的方向,適當的教學方法是實現人才培養模式改革目標的必要條件。[4]教學方法是教師和學生為了實現共同的教學目標,完成共同的教學任務,在教學過程中運用的方式與手段的總稱。獨立學院的教學應充分考慮學生的實際情況因材施教,探索出一種適應獨立學院的教學模式。獨立學院學生的基礎與一本等重點高校相比,基礎知識較為薄弱,其使用教材與一本院校必然要有所差異,需因“才”施教,選用適合獨立學院學生的教材。獨立學院建校較短,目前還沒有非常多的成熟的適合獨立學院學生的電類教材。專業教師根據近幾年的教學實踐,適應課程體系改革的要求,重新編寫了電類《電路理論》教材,由機械工業出版社出版,已經在教學中正式使用。新教材內容注重基礎、突出實用適用,具有針對性,在學生中反映良好。[5]其他的電類改革教材正在建設之中。
電類主干課程教學中普遍存在工作原理推導繁瑣、涉及電路圖、波形圖繁多及基本公式羅列復雜等特點。傳統的課堂講授及實驗檢驗的教學模式給老師的教與學生的學都帶來很大困難。此外,由于學時及實驗室儀器的限制,學生也不可能一一通過實驗來驗證所有理論,而運用計算機仿真可以彌補這一不足。因此在有限的課堂和實驗學時內,如何把計算機仿真技術系統地融于電氣類主干課程教學中,讓學生既能牢固掌握基礎理論,又能掌握電氣工程及其自動化專業研究問題的方法,盡快地掌握電氣工程及其自動化專業學科研究的前沿,同時還具有較強的動手能力,是教學方法改革中值得研究的重要問題。計算機仿真技術引入到電氣類主干課程教學中,必然會改變以教師為中心的傳統授課模式,取而代之的是以學生為中心的自主探究模式學習,從而極大激發學生的學習興趣,促進學生的個性化發展,這也是個性化教育實施的一個有益探索。目前已經在電類部分課程科目中引入了計算機仿真教學,取得了較好的效果。
加強實訓體系的建立
實驗、實訓基地建設是學科專業建設的基礎。要想培養實用型技術人才、加強學生實踐動手能力,必須加強實驗和實訓基地的建設。2005年在學院統籌規劃下,一批基礎實驗室和技術基礎實驗室相繼建成,承建了“電路實驗室”和“電工實習中心”。2009年學院投入近2億元建設“工程實訓大樓”和“圖書館”,與電氣工程及其自動化專業學科建設配套的專業實驗室“電力拖動與電力電子實驗室”、“電力系統繼電保護實驗室”、“電力系統綜合實驗室”等也將逐步建成。此外,學校與葛洲壩水力發電廠、上海電機廠、國家電力科學研究院高電壓研究所等單位合作,建立了多個穩定的校外專業實踐教學基地,能完全滿足本專業學生的實踐教學需求,為培養應用型人才奠定了堅實基礎。
師資隊伍建設
師資隊伍建設是學科專業建設的關鍵,在學院的大力支持下,我們一直在努力引進人才。對于青年教師的培養采用了導師制,從教案的修改、組織試講到跟班聽課,六位具有碩士學位的中青年教師在多位老教師的指導下科研能力和教學效果逐步提高,在學院的青年教師教學大賽和教學質量優秀獎評選中獲獎。目前,六位專任中青年教師基本形成了自己的科研方向,開展了一些實際課題的科學研究工作,并力爭近兩年內在一些縱向或橫向科研課題上取得進展。
總結
1.建立“3+1”人才培養模式下的實踐教學體系為了加強電氣工程及其自動化專業的實踐性環節,增強學生適應能力,構建“3+1”的人才培養模式,實現“基礎+實踐+專長”相結合的人才培養目標。即通識教育為基礎,能力培養(實踐能力、創新能力)為重點,特長培養為特色的“三位一體”人才培養模式。所謂“3+1”人才培養模式就是指學生在學校的四年學習中,前三年讓學生在學習教學大綱所規定的各門課程,其主要目的是讓學生掌握理論基礎知識和技術基礎知識,掌握一定的實踐技能,同時,為學生的后續發展奠定基礎,這一時期培養過程中,適時安排在企業進行短期見習,鞏固所學的理論知識,找出理論與實際工程的差距,使學生具有初步實際工程意識。在第四年,根據專業方向培養,結合工程實際在企業完成實習、實踐以及畢業設計。“3+1”人才培養模式實施的關鍵是實踐教學體系的構建,即圍繞專業人才培養目標,設置具有層次性、漸進性、可操作性的實踐教學內容和四年一貫的實踐教學體系。具體來說分為四級:第一級為認知性實踐教學,目的是專業入門和培養學習興趣;第二級為專業課程實踐教學,目的是理論知識和專項技能結合的學習;第三級為課程設計教學,目的是綜合技能形成和素質培養;第四級為校外實踐,目的是適應專業、社會和企業。另外,根據實踐教學需要編寫實驗大綱、實驗教材、實訓指導書。在實踐教學的過程中,注重按照社會對電氣工程及其自動化專業人才的就業素質要求、區域經濟發展水平及時調整和拓展實踐教學內容。
2.建立一支由學校專職教師、企業工程技術與管理人員共同組成的專兼結合的“雙師型”教師隊伍(1)“雙師型”教師的概念所謂“雙師型”教師指的是集普通教師素質與工程師等專業人員素質于一體的、既能從事專業理論教學,又能指導專業技能訓練的新型教師,即理論與實踐并重的、高素質的復合型教師。“雙師型”教師應該具備良好的行業職業態度、知識、技能和實際操作能力,同時具有良好的師德修養、教育教學能力。(2)加強“雙師型”師資隊伍建設的有效途徑定期選派中青年教師到企業參與生產技術改造,支持教師參與企業的技術開發、技術服務。通過承接企業的項目,讓部分師生參與項目,使學生在學習期間就能接觸到本行業的新技術、新技能,鍛煉其處理生產現場實際問題的能力。對教師而言,通過項目的開發,實踐技能得到了極大的提高,對理論教學和實踐教學有很好的促進作用。學生參與水電廠的冬修冬試,對其構造、運行及控制等方面就有更深刻的認識。聘請以企業工程師、高級技師、退休技術人員為主的“專家型”兼職教師,教授學生學習專業技術、管理知識,培養學生的創新意識和分析問題、解決問題的能力,并以自身的職業經驗、工廠實例和個人的成長經歷,言傳身教,培養學生良好的職業道德。
3.建立面向工程應用實際的課程和教材體系(1)課程體系的構建在大學一、二年級開設學科基礎課,然后進行專業核心課和專業選修課的教學。根據電氣工程及其自動化專業特點及地區經濟發展的需要,積極推進教學內容和課程體系的改革。對《電路》、《電機學》、《電力系統分析》、《電力電子技術》等專業基礎課程和主干課程實行課程負責人制度,結合筆者所在院系“新能源發電”、“電力傳動與控制”兩個專業方向課程群設置專門的課程建設組,鼓勵由課程、課程組負責人牽頭申報各級各類教學研究、教學改革課題,以課題為依托,結合電氣工程及其自動化專業的特點,對課程體系、教學內容進行有益的改革探索,課程組中課程的設置、課程內容的安排、課程之間內容銜接等方面的問題,課題組成員進行定期討論研究,并在教學中加以實踐,一旦取得成效,就以完善和修訂教學計劃與教學大綱的方式,形成成果。依據“重基礎、寬口徑、強應用”原則,建立新的實驗課程體系,構筑先進的融理論教學與實踐教學于一體、知識傳授與能力培養相協調的專業實驗平臺。將過去分屬于不同課程的分散的實驗課和實驗內容整合,重新修編實驗大綱和實驗指導書并充實、更新相關實驗內容,調整基礎性實驗和綜合性、設計性實驗的要求;改革實驗教學方式,實行必做實驗與選做實驗相結合、課程實驗與獨立綜合實驗相結合、開放式實驗教學與課外科技活動相結合,開拓了學生的視野,增長了學生的見識,促進了實驗教學質量的提高。(2)教材建設與選用教材是體現教學內容和教學方法的知識載體,是進行教學的基本工具,是人才培養工作的一項基礎性措施。教材建設是專業教學基礎建設的重要組成部分,是深化教學改革、提高教學質量、提升師資水平、反映教學改革成果、培養創新人才的重要保證。注重教材建設、教材選用工作。專業基礎課程和主干課程選用的教材均為國家精品教材與規劃教材,且爭取50%以上為近三年出版的新教材。另一方面,根據專業發展和生產實際需要,針對本專業學生的培養目標,與企業工程技術聯合開發一批適合實用性高級技術人才培養的專業課程教材,教材體現實用性、先進性,反映生產過程中的實際技術水平,為今后學生從事實際工作位打下了良好基礎。
4.在整合校內實踐教學資源的基礎上,積極構建校外實習基地,實現實踐教學與崗位技能培訓相結合電氣工程及自動化專業具有很強的實踐性。對電氣工程專業理論、方法的理解與研究,都必須建立在實際工程基礎之上,建立在掌握實際現場電氣工程技術的需求與發展的基礎上。在原有的金工實習、電工實習、電子線路實習的基礎上建設校內工程實踐中心,將構思、設計、實現和運行經驗融于學習環境中,設立支撐活動的實踐場所,使得校內實踐教學更加符合工程實際。使得校內實習教學不僅促使學生在理論聯系實際的同時學會基本工具的使用方法,熟悉一些基本的操作規范和操作技能,更重要的是增強工程經驗,完善知識結構,使知識運用能力得到培養,從而提高分析問題和解決問題的能力。湖北民族學院所處的武陵地區水電資源、風電資源豐富、電力企業眾多,具有得天獨厚的實踐環境和行業支持。積極拓展校外實踐教學基地,在鞏固已有的電網公司、水電站、風力發電廠等實踐教學基地基礎上,努力與電氣裝備制造和研發企業合作建立實踐教學基地,更好的適應社會需求。從而實現“三個相結合”,即課堂、實驗實訓場所、企業環境相結合;學生、教師、工程技術人員相結合;教學、科研、工程項目相結合。
5.完善實踐教學環節的考核標準,建立有效的質量保障體系加強對校內實踐教學和校外實踐教學的指導和管理,每次實訓都有報告或成果,由專業指導教師評定成績并作好記載,按實踐教學學時占總學時數的比例記入課程成績。對學生實踐教學環節的學習進行質和量評定。改變傳統的結題檢查考核為實踐教學活動過程的多樣化滾動考核。即采用記錄、報告、自評、互評等等形式,建立學生實踐活動滾動支持的指導考核模式,以逐步引導學生自主學習和自主研究為目標,教師指導學生制訂工作方案和工作進度,學生分階段確立研究目標,分階段推進實施,教師分階段檢查督促。更重要的是,通過有規律地檢查、評估整個培養計劃的實施過程和學習效果,能夠達到持續改進的目的。
6.構建校企聯合辦學的新型管理體制學院以培養學生的全面素質、綜合能力和就業競爭力為目標,加強校企合作,構建企業實質性參與電氣工程及其自動化專業學生實踐環節培養、使學生在實踐中創新、在創新中成才的培養模式,探索出多贏的實現途徑,培養大批高素質人才,為企業創新注入原動力,從而建立能使學校滿意、企業樂意、學生得益的新型管理體制。完善專業的日常教育教學體系,研究教學及其管理規律,改進日常教學管理工作,搞好教學全過程質量管理,提高教學管理水平;建立穩定的教學秩序,保證教學工作正常運行。還要改革學生成績的考核辦法與評分標準,在成績評定中充分體現實踐環節的價值,引導學生積極認真地主動地參與實踐環節。總之,積極探索校企合作辦學的管理體制,構建靈活多樣的人才培養模式,為企業培養大批專業性、高素質、懂經營管理的專門人才。
7.加強對學生的指導,調動學生培養實踐能力的積極主動性學習的主動性能極大地提高學習效率,它促使學生把對任務目標的認識從外部誘因轉化成內部需要。沒有相應的學習、實踐動機,學生根本不可能從事實踐活動。由于實踐能力是學生在實踐過程中產生和發展起來的,所以缺乏實踐動機的學生其實踐水平注定是有限的。首先,要善于給予學生適度的實踐壓力,使學生開始能在教師的要求下實際參與相應的實踐活動。其次,要善于保護學生參與實踐的興趣。再次,要善于提升學生的實踐成就動機。成就動機源于主體獲得認可、稱贊的內在需要。對學生來說,從一個成功實踐走向另一個成功的實踐,更容易培育起他們不斷實踐和探索的欲望。在當前人們普遍關注學生學習成績的情況下,教師應把保護并促進學生實踐興趣和實踐成就動機的成長,循序漸進提升工程能力,作為培養學生實踐能力首先關注和落實的重要對策。
二、特色與創新點
1.特色(1)吸引企業實質性參與人才培養,將企業創新與高校人才培養緊密結合,互相促進,實現互動雙贏。學校在為企業培養高素質應用型人才的過程中,同時提供智力資源,為企業提供技術服務、技術培訓、技術咨詢,解決企業生產中的技術問題。企業作為人才的需求者和使用者,為學校提供資金援助,提供良好的實習基地與實踐崗位,提供有實踐經驗的工程技術人員擔任相關專業的指導教師。校企合作實現了人員、教學場所、生產設備等的資源共享,彌補了相互間的不足。(2)充分體現“低重心”辦學定位和辦學指導思想。我校電氣工程及其自動化專業本科人才培養目標是面向基層、面向工程、面向社會,培養“肯干、實干、能干”的具有創新精神的應用型人才。本研究以強化基礎、拓展知識面、增強學生實踐能力和創新能力為主要目標,充分體現學校的低重心辦學定位,形成有別于其他學校、其他專業大類的辦學特色,提高人才培養質量。
2.創新點(1)依托資源優勢,面向工程應用,深入推進產學研合作。通過建立教學實驗實訓基地、參加人才培養方案制訂、共建研發平臺、參與企業工程項目及技術服務工作等方式,為專業建設和發展提供了廣闊的平臺,為應用型人才培養提供了良好的實踐教學基地,形成了產學研究緊密結合的應用型創新人才培養模式,實現了學校與企業雙贏的格局。(2)建立學生廣泛參與科研的活動。鼓勵學生課余獨立或聯合開展各類科研活動,并通過實驗室開放項目、畢業設計等形式,吸引學生積極參與教師橫向科研項目。學院通過多種途徑幫助學生了解課題的申報程序,配備專門教師對學生課題的申報及實施加以指導,實行導師制。
三、結語
【關鍵詞】電氣控制 PLC技術 教學改革 實踐
前言
電氣控制與PLC技術已廣泛應用于工業、農業及其它產業實現自動化、信息化、遠程化及智能化領域中。《電氣控制與PLC》是現代控制設備中應用最廣泛、實用性最強、企業最急需的專業課程之一。它是一門集理論性、實踐性很強的課程。《電氣控制與PLC技術》要求學生掌握電氣設備運行、維護、安裝及調試等方面的理論知識和應用能力。對于電氣工程與自動化專業、機電一體化專業、農業電氣及其自動化和農業機械制造專業的畢業生來說,就業前景廣闊。但是以前缺少對實踐技能和職業能力的培養,表明《電氣控制與PLC技術》系列課程的教學設計不完善,授課內容不能滿足各專業學生的需要。同時,為了確保教學效果,各學校建設了PLC實訓室,但是因沒有設施較為齊全的實驗室,在實際的教學中很難收到應有的教學效果。為此,筆者根據幾年來對該課程教學的實踐與探索,在逐一分析這些教學問題的基礎上,總結出在《電氣控制與PLC技術》系列課程方面積累的經驗,以供大家參考。
一、整合課程教學內容,注重技術能力培養
通過市場調研分析得知,《電氣控制與PLC》課程在實踐中所需要的能力是:電氣控制操作能力、PLC基本原理及應用能力、編程能力、功能指令應用能力與維護能力。按照這些能力培養的需要,重新構建實踐教學內容體系,即將實踐教學比重提高到70%,為以后從事現代設備的使用與維修等方面工作奠定良好基礎。因此,在課程內容教學安排上,要注重相關課程(如電工技術、電機控制、單片機控制技術等)在該課程中的應用,采用循序漸進的方式,在內容上從電氣控制主回路到控制回路、從局部電路到整體電路、從原理應用到工藝安裝,使學生由易到難學習,逐步掌握現代設備電氣控制原理分析和故障診斷方法。
經過大量的調查研究,結合電氣工程與自動化專業、機電一體化專業、農業電氣及其自動化和農業機械制造專業的特點,將《電氣控制技術》與《PLC技術》整合為《電氣控制與PLC技術》課程。在課程教學中,通過一體化教學、案例教學等教學形式,修訂了各專業的教學大綱,調整并優化了適合各專業需要的教學內容和教材,并且對教學內容安排、教學方法等進行了精心組織和安排。根據課程特點和教學大綱要求,明確了各章節的重點和難點知識,選出學生應重點,并且在教學過程中,合理使用多媒體教學,這樣既調動了學生學習的積極性,又便于更好的理解知識。
二、為提高教學效果開發出配套的多媒體課件
對于各種類型的電器元件的工作原理和功能、常用的繼電器電路、PLC的組成、PLC的工作原理以及種類繁多的各種功能指令的應用等重、難點,以往用板書的形式教學,效果往往不是很理想。對于這種情況,本人結合實際案例,以訓練學生的實踐技能能力為目標,并結合當前電氣控制與PLC的發展現狀,充實該課程的設置內容,使學生能更好的得到的訓練。并親自制作了與教材配套的多媒體課件,利用現代信息技術,如:Flas、影像和聲音等,使課程內容形象生動。
三、采取多種教學方法
在《電氣控制與PLC》課程教學過程中可以采用項目教學法或任務驅動教學法。這種學習方法是使學生的學習圍繞完成一個具體任務進行,這個具體任務將教學內容融合在一起,把理論與實踐有機地結合。這一教學方法始終把學生作為學習的主體,以任務作為驅動,讓學生通過自己的操作,把書上死的理論變成活的應用,教師的引導、點撥更多的是把知識加以引申,使學生能夠觸類旁通,點面結合、以點帶面、以舊帶新。教師引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“任務”,從而使學生獲得清晰的思路,能夠把握知識的脈絡。
四、加強實踐教學環節
《電氣控制與PLC技術》是一門實踐性很強的專業技術課。該課程的設置包括理論教學、實驗環節和課程設計環節教學。為了更好的體現課程內容,開設高質量的實驗課,達到實踐的目的和效果,在評價方法中,將實驗過程中的進行情況、解決問題的能力及實驗成績納入整個實驗的最終成績中,這樣可以不斷提高學生的學習主動性和自我解決實際問題的能力。同時,利用現有的設備開發新型的實驗。另外,鼓勵學生走進創新實驗室,培養學生的創新能力。在這方面可以開展以下活動:
(一)自主開發多種PLC控制對象的控制裝置。
其一,通過各種方法收集了一些廢棄不用的挖掘機、遙控車等玩具做為學生實訓的控制對象。另一方面,開發了面向工程應用的多種PLC控制對象(交通燈、電梯和液體混合)的控制裝置。通過一段時間的實踐,這些控制裝置可以適用于4個層次(課程實驗、課程設計、設計創新和畢業設計)不同專業(電氣工程及其自動化、農業電氣化與自動化、機械制造及其自動化、農業機械制造及信息控制)的實踐教學體系,這些裝置發揮了重要作用,繼續完善并用于PLC的實踐教學。
(二)利用現成的教學模型進行二次開發。
先期建立的PLC實驗室,購置了一些先進的教學模型,如機械手控制模型、立體倉儲模型、四層電梯模型、八層變頻調速電梯模型、挖掘機控制模型、吊車模型等,這些模型都是單機PLC控制,從最近幾年的應用來看,利用情況不是很好,并且年年用,最后學生都失去了興趣。鑒于這種現狀,為了充分利用這些價值不菲的教學模型,研發了現代化物流倉儲控制系統、基于現場總線的PLC實訓實驗室。這些二次開發的新的教學裝置與企業現場的實際控制接近,成本低,學生興趣高,課堂教學效果好,。
(三)基于組態技術的PLC實訓仿真系統開發。
PLC的控制對象可以是實物模型,但它成本高、種類少,也可以是模擬演示的PLC實驗箱,相對成本較低,不過,觀察不直觀。利用組態軟件在計算機屏幕上模擬PLC的控制對象可以彌補上述不足,并且成本低、免維護、靈活多樣、形象直觀、豐富學生的實訓課內容,增強PLC實訓課的教學效果。到目前為止,利用“組態王”已經開發了自動售貨機、八層電梯、交通燈、霓虹燈等仿真對象,并且這些組態實訓仿真對象已經用于PLC各個實訓環節,在實訓過程中,學生的參與性增強了,提高了教學質量。
(四)建立開放式實驗室。
在老師的指導下讓感興趣的學生選擇實驗項目,進行實驗,能夠使學生的創新能力得到提高。在實驗教學資源的利用,實驗教學質量的提高,學生實踐能力的培養,以及學生實驗時間和空間的調節等方面不同程度地起到了積極的作用。在實驗室的開放過程中發現,通過開放實驗項目的實施,使學生的動手能量和創新能力得到了明顯的提高,并讓學生在實驗項目的進行中體會了科研的樂趣。
(五)通過補充新知識滿足學生技能需求。
現在就業形式很嚴峻,學生為了更具有競爭力,把考證當作必需,為此,擴充知識,使得他們能順利拿到技能證書,為就業提供更強的自信心和競爭力。PLC實驗室建成以來,學生反映普遍良好,對提高不同專業的教學質量有重要的意義。當然,實驗室還存在著不足,有待于進一步的改善與發展。準備在擴展實驗項目實驗器材上增加PLC的品牌和型號這兩個方面,使PLC實驗室更上一層樓。
我校是一所由重慶大學舉辦的獨立學院,本著“厚德、博學、求是、創新”的辦學理念,以國家和區域經濟社會發展需求為導向,以“基礎實、能力強、素質高”應用型本科技術技能型人才培養為目標,堅持理論與實踐并重的原則,強化實踐教學環節,重點突出學生創新實踐能力、就業創業能力的培養和提高。我校電氣工程及其自動化專業一直秉承學校的宗旨,遵循“適應需求、服務行業、類群集聚、協調發展”的原則,逐步形成了“強弱結合,以強為主,以弱助強;高低兼備,側重高壓;重專業基礎,強學以致用”的專業建設理念。目前,我們專業緊跟學校的應用技術大學轉型發展步伐,為了培養出應用型技術技能型人才而不斷努力研究與探索具有應用技術大學特色規格的人才培養方案。電氣工程及其自動化專業是一個工程實踐性、應用性強的應用型本科專業,其大多數課程都需要大量實踐來培養學生的工程實踐能力和自學創新能力。實踐教學是人才培養方案中的重要組成部分,較理論教學更具直觀性、綜合性和創新性,對培養學生的綜合素質和創新實踐能力有著重要意義。所以,在構建理論教學體系和實踐教學體系相互并行、融合交叉的人才培養方案的過程中,實踐教學體系的建設發揮著重要的地位和作用。
1樹立“以學生為中心、教師為主導”的實踐教學理念,明確實踐教學地位
為了構建良好的電氣工程及其自動化專業新型實踐教學體系,我們確定以培養學生分析和解決問題能力作為其基礎和核心,樹立“以學生為中心、教師為主導”的實踐教學理念,堅持以“培養學生的實際應用能力和創新實踐能力”為目標,采取多層次多環節的實踐活動,努力提高學生的創新實踐能力,最終達到應用型技術技能型人才培養目標。在新型實踐教學體系中,融知識、能力、素質為一體,把實踐教學提升到與理論教學并重的地位,促進高素質應用型技術技能型人才的培養。
2構建以實際應用能力和創新實踐能力為目標的新型實踐教學體系
我校電氣工程及其自動化專業實現人才培養目標的根本保證是構建一個完整的、科學合理的、適應社會需求的新型實踐教學體系。在最近幾年的教學實踐中,我們通過多次對相關企業和部分兄弟院校的調研,了解到本專業應用型人才培養存在的問題以及國內相關企業生產和技術應用對該專業應用型人才需求的現狀,遵循由淺入深、循序漸進、嵌套遞進、自學創新的原則,在人才培養方案的修訂中構建出了與理論教學體系有機結合又相對獨立的以實際應用能力和創新實踐能力為目標的新型實踐教學體系。我們形成了由單一到綜合、由獨立到融合、實際應用能力和創新實踐能力培養貫穿始終的三層次新型實踐教學體系。
3新型實踐教學體系建設
3.1實驗環節
實驗環節是實踐教學體系中的最基本、最主要的組成部分。改革實驗教學內容和模式,創造新型開放實驗環境,給學生提供工程實踐和自學創新的環境。增加實驗環節比例,專業基礎課和專業課有實驗環節的課程所占比例增加到70%左右,并且將實驗環節的課程學分設在0.5~1.5學分之間。實驗教學體系按基礎性、專業性、綜合性三個層次構建,以實驗技能和目標整合為實驗模塊,每個模塊的實驗項目又按基礎、設計、應用三個層面構建。為了保證學生必要的實驗條件和提高學生的動手和學以致用的能力,學校加大了對實驗室的經費投入。最近幾年,本專業實驗室建設本著綜合性、開放性、先進性和可擴展的原則,陸續改建了電工電路實驗室、電子技術實驗室、微機/單片機實驗室等;新建了電力拖動自動控制系統實驗室、電力系統仿真實驗室、電力自動化及繼電保護實驗室、創新實驗室等。為了充分利用有限的實驗室資源,增加師生到實驗室的機動性、提高學生積極性,我們逐步改建或新建3~4個具備智能管理功能的高標準開放型實驗室。
3.2實習環節
實習是理論和實踐相結合的重要方式,是提高政治思想覺悟與業務水平的重要環節,可促使學校教育與社會教育更好地結合起來。學生通過實習了解社會、接觸實際,增強勞動觀念和事業心、責任感,獲得本專業相關的實際知識,鞏固理論知識,具備應有的專業技能和實際工作能力。本專業的實習主要有專業認知實習和畢業實習兩大模塊。專業認知實習(一)安排在第一學期,由專業負責人帶領學生參觀專業實驗室、校內實習基地(如電子工藝實訓中心、工程訓練培訓中心等);專業認知實習(二)安排在第三學期,在校外實習基地(如華能珞璜電廠、重慶新世紀電氣有限公司等)進行參觀學習。畢業實習培養學生綜合運用知識,分析和判斷技術問題的能力。本專業的畢業實習安排在第六學期的最后兩周,其形式采用集中組織和分散自找相結合的模式。目前,集中畢業實習的校外實習基地主要是湖北宜昌葛洲壩電廠培訓部和重慶銅梁威斯特電梯有限公司。
3.3課程設計環節
課程設計是最重要的實踐教學環節,是讓學生完成的一項綜合性、創造性、設計性的大作業,對學生的工程概念、系統概念和系統設計能力以及提高工程基本素質,培養較強工程實踐能力至關重要。目前我校本專業安排了8門主干課程設計,如電力電子技術課程設計、發電廠/變電站電氣設備課程設計、電力系統分析課程設計等。課程設計均要求學生針對某一選題,1~3人為一個小組,2周內完成。為了保證課程設計的教學質量,要求學生充分利用各仿真和硬件實驗室,做到軟、硬件有機結合。努力開設綜合性、系統性的課程設計,有機結合理論與實踐,讓學生自主完成選題、方案論證、系統設計、器件選擇、組裝調試、編寫報告等一系列工作,充分發揮他們的主觀能動性,培養其綜合實踐能力。
3.4畢業設計環節
整個教學中最后一個綜合性的,至關重要的實踐教學環節是畢業設計。它是學習知識深化和提高的重要過程;是學生運用所學知識的一次全面總結和綜合訓練;是學生綜合素質與工程實踐能力效果的檢驗,有利于培養學生良好的工作作風、科學的工作方法和較高的職業能力。在整個畢業設計中,我校本專業要求指導教師引導學生進行自我主動學習的模式,只為學生提供基本的設計資料,采用小組討論的方式,由指導教師進行適當提示,增強學生獨立分析和解決問題的能力;以就業為導向來選題,對于已確定工作單位的同學,允許學生到就業單位進行畢業設計,縮短其適應工作的周期;為了保證對每個學生的指導時間和質量,限制了每個教師所帶學生人數,并聘請了部分有工程背景的外校老師,規定了每周與學生見面指導的次數,同時采取電話、微信、QQ、E-mail等輔助方式進行隨時指導。
3.5第二課堂環節
第二課堂是第一課堂活動的重要補充,是大學素質教育的重要載體,能夠鍛煉和提高學生的創新創業能力和綜合素質。第二課堂活動主要包括社會實踐、學術社團、學科競賽、科技創新等等。通過組建學生科技創新實踐社團的引導,學生積極主動參加科技創新實踐社團在本專業已蔚然成風,并在各級比賽中多次獲獎,成績斐然。科技社團成立教師指導團隊指導學生、高年級學生帶動低年級學生、以自擬項目或參加競賽等方式鍛煉學生的綜合能力,從而打造了全方位的創新實踐平臺。社團的學生們既能在學生中有條不紊地自主組織和推進各項創新活動,提高自身的組織管理能力,又能與實體的企事業單位聯系,爭取活動贊助經費,承接小型科研項目,提高自身的溝通能力和科研能力。以項目引導、競賽驅動的創新實踐平臺建設極大地鼓勵了學生參與各種項目和競賽的積極性和主觀能動性,促進了他們動手、創新、協作,積極進取,學以致用,提升了他們的實踐技能。學生從立項到收集資料,從確立方案到動手制作、組裝、調試,從一次次失敗到最后成功,帶給學生的是堅持和自信,為他們今后面對社會積累了寶貴的經驗。
3.6“雙師型”教師隊伍建設
要培養應用型技術技能型人才和提高實踐教學質量,還需要一支理論水平扎實、實踐能力強的師資隊伍。通過多層次、多形式的培訓和教科研活動,以及“老帶新”方式來不斷加強專業帶頭人和骨干教師的培養。每年制定并落實專業教師輪流下企業工程實踐,要求青年教師每年至少有15~30天時間到校外參與實踐,獲取與本專業相關的生產技術與科研、工程技能與經驗,提高他們的專業技能和業務水平,增強教學、實踐科研能力。同時,鼓勵專業帶頭人或骨干教師在合作企業中積極參與或獨立承擔企業技術指導和產學研項目開發,使他們脫穎而出,成為具有較高“雙師”素質的骨干教師。
3.7實踐教學教材與教學大綱建設
實踐教學教材與教學大綱建設也是保證和提高實踐教學質量的一個重要環節。由于構建的新型實踐教學體系賦予了新內容以及實驗室引進了新設備等情況,我校本專業組織專業教師編寫了具有一定特色和較高水平的實驗、課程設計教材和教學大綱。對實踐教學大綱的編寫學校提出嚴格的要求,由學校安排校內專家進行審核,保證了實踐教學大綱的科學合理性和適用性。我校目前電氣工程及其自動化專業的實踐教學教材基本上是教師的自編教材。教材直接針對我校的具體設備和實踐要求,并且隨著它們的改進而不斷修訂實踐教材的教學內容。
3.8實踐教學監控和評價體系建設
為了加強學生的實踐能力和培養學生工程素質,需要加強監控和嚴格考評,建立一套多層次、多階段的立體實踐教學監控和評價體系。多層次包括學校、學院、教師、學生以及相關單位等多個監控和評價主體,各層次主體各司其職。學生如何體現作為監控和評價主體之一呢?例如改革對課程設計、實習的成績評定方法,制定多元化的綜合考核方法。即采取平時考核(占40%)、設計/實習報告(占40%)和綜合答辯(占20%)來評定學生成績。答辯整個過程要體現出“以學生為中心、教師為主導”的教學理念,由學生組成答辯委員會,由學生自主完成答辯過程中的組織、提問和評價等工作。這樣既考核了掌握知識情況,又考核了綜合能力,更注重培養了創新精神,極大地鼓勵學生大膽思考和運用所學知識去分析問題和解決問題,并對不合理的方面提出見解。而對實驗環節則采用“學生簽名—學生做實驗—老師檢查實驗—老師點名”的管理方法,杜絕了學生偷懶、不動手、抄寫實驗報告等現象的發生,極大地提高了實驗效果,也相應地增加了教師的工作強度。
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