关键词:自动化;电力工业标准;实践教学体系
;王存旭(1965-),男,辽宁鞍山人,沈阳工程学院自动控制工程系,教授。(辽宁?沈阳?110136)
基金项目:本文系辽宁省高等教育教学改革研究项目(2009-2011年度自筹经费项目)(项目编号:A80)的研究成果。
中图分类号:G2.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)20-0092-01
人才培养模式是学校为学生构建的知识、能力、素质结构以及实现这种结构的方式。它从根本上规定了人才特征,并集中体现了教育思想和教育观念。“五七纵横式”教学体系是基于电力工业标准人才培养模式,它不但包含了理论教学体系,也包含了实践教学体系。实践教学体系是基于电力工业标准教学体系改革的重点。
一、构建“一线三训练”的实践教学体系
。“一线”是以技术应用能力培养为主线,“三训练”为基本技能训练(金工实习、电工实习、工艺实习、计算机实习)、综合应用技能训练(实验、热工综合实习)、工程应用技能训练(课程设计、毕业实习、毕业设计)。
基本技能主要通过金工、电工、电子工艺和计算机实习得到训练。金工和电工实习要求学生达到一级钳工和一级电工的水平;电子工艺实习要求学生掌握电子元件的识别和检测技能、仪器仪表的使用技能、电子线路焊接的技能和整机电路的组装、调试技能。严格把握工艺要求,电子线路焊接质量要好,焊点光滑、饱满,任何焊点不出现虚焊、假焊,各种元器件要排列规整,安装要遵守组装工艺规程,调试要按调试工艺进行;计算机实习要求学生掌握计算机的基本操作与维护,掌握一种文字处理软件的应用能力,掌握其他一些办公自动化软件的基本知识,并达到二级计算机操作员水平。
综合技能主要通过实验和校内综合实习得到训练。在实验中,主要要求学生掌握实验仪器的使用、实验数据的选取与处理、实验基本步骤和各种图表的运用。校内专业综合实习包括四个方面的实习:热工过程控制系统仿真实习,主要培训学生对控制系统的整定、计算、分析和解决系统问题方面的技能;热工过程控制系统调试实习,主要培训学生对控制系统安装、调试和维护方面的技能;热工开关量控制系统实习,主要培训学生安装(如接线、校线等)、设计和调试方面的技能;工程师工作站组态实习,主要培养学生设计、更改控制系统控制策略的组态技能。
应用技能主要通过课程设计、毕业实习和毕业设计得到训练。课程设计是学生消化本门课程基本知识的综合训练,也是工程应用的基础。毕业实习是培养学生应用技能的重要环节,学生下班组、跟师傅、熟悉就业环境,并把学院所学到的知识和技能应用于生产实践中去;。通过毕业设计使学生获得现场工程设计的基本训练。
二、基于电力工业标准,强化实践教学
(1)实验单独设课。实验作为一门课程与理论课程同样对待。对于实验份量较重的课程单设实验课,按能力培养和技能训练的要求,规划实施。一方面可以使实验内容循序渐进,自成体系;另一方面,加大了实践教学力度。
(2)变实验、实习指导书为任务书的试点。可以使学生在明确任务前提下,进行思考、操作,发挥各自的创造性。如自动控制原理的二阶系统响应上机实验就是把任务和要求布置给学生,由学生自己思考、自己调程序、自己设置系统参数,自己写出实验结论。
(3)增加实验组数,减少每组人数。保证基础课一人一组,专业课2人一组。同时实行大循环,即一次实验同时开出几个实验项目,有几组学生同时做不同的实验,做完实验后进行轮换,以增加学生动手操作的机会。如热工过程控制仪表实验室可同时开出电动执行器、智能变送器和模拟变送器的实验,就是采用这种大循环方式增加学生动手操作机会。
(4)实验室对学生开放。学生可以利用课余时间自行实验,为学生提供了自我开发的条件和场所。如计算机房全天开放,使学生上机时间大大加长。按计算机打卡统计,2008级自动化试点班平均上机时数约200学时左右,其中晚间开放上机时数约100学时。
(5)不断更新实验项目。专业教学改革开始以后开出了许多新实验项目,淘汰了许多旧的实验项目。
(6)强化实习教学。近几年又完善了金工实习场、电子实习场和热控实习场,其工艺操作训练项目齐全,设施完善、较先进。热工实习场拥有INFI-90分散控制系统(美国贝利公司产品)、MACS分散控制系统(和利时公司产品)、SIMATIC S7-300(德国西门子公司产品)可编程序控制器、LD301(美国斯玛公司产品)电动基地式仪表和EQN智能变送器(美国贝利公司产品)等先进的控制仪表,根据教改方案和现场要求改革实习项目,其调试维修工艺与现场相同,学生毕业后能很快适应岗位要求。校外实习方面,建立了5个固定的校外实习基地,并从厂内聘请兼职教师,收到了良好效果。
(7)开展学生热工技能竞赛。在实践教学方法改革中采用了热工技能竞赛法。热工技能竞赛法与电厂开展的热工技术比武或热工技能大赛有相似之处。在实训室,也像电厂热工技能大赛或比武那样,摆上热电偶、热电阻、压力表、变送器和执行器等热工控制仪表,由学生进行安装接线、校验调试和故障排查,其动手操作技能训练与生产现场相差无几。
三、建设符合电力工业标准的实训室和实验室
2002年,自动化专业的前身——热工检测与控制技术专业被教育部命名为国家示范专业,那时投资了200多万元建设了INFI-90实验室;2008年,火电厂过程控制实验室被评为沈阳市重点实验室。2010年,又投资200多万元建设了热工控制系统组态维修实训室和现场总线实验室。这些一流教学实验设备是实施基于电力行业标准人才培养模式的物质基础和重要保障。
“热工过程控制仪表”是2004年国家精品课(高职)。国家精品课程建设标准除了一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理之外,基于电力行业标准的实验室标准还应增加一流教学的教学实验设备。本科“过程控制仪表技术”与高职“热工过程控制仪表”共用一个实验室。实验室标准是按国家精品课的标准制订的,现根据电力行业标准对所有专业核心课实验室标准进行了修订或制订。为保证“一流的教学实验设备”,这些教学实验设备还要随生产设备的更新而不断更新。
四、基于电力工业标准,提高毕业设计质量
毕业设计是培养学生综合应用专业理论知识的能力、分析和解决工程问题的能力以及查阅技术资料、绘制工程图纸、进行工程计算和编写说明书(论文)的能力。因此,毕业设计是基于电力工业标准专业教改的重要内容。
五、结束语
在基于电力工业标准的自动化专业人才培养模式实施教学的两年时间里,采用基于电力工业标准的教学课件已经先后对12个电厂的生产人员进行了培训。基于电力工业标准的自动化专业人才培养模式及其教学课件受到电厂专业技术人员的好评。同时,基于电力工业标准的自动化专业人才培养模式研究与实践的成果也得到了生产现场人员的肯定。。
参考文献:
[1]洪源渤,衣晓青.构建面向21世纪“热动”专业新课程体系[J].中国电力教育,1999,(2):23-26.
祖国建 娄底职业技术学院
摘要:多种教学形式的结合是能促使学生自主投身学习的有效方法。“项目教学法”等教学方法改革是以研究和挖掘学生的学习
潜能,最大限度地发挥及发展学生的聪明才智为目标,把提高学生素质放到首位,有效培养学生的自学能力、思维能力、实践能力和
创造能力。
关键词:因材施教;改革;项目教学
随着信息技术的迅猛发展,我国工业自动化水平也突飞猛
进,电气自动化技术在我国先进行业领域中变得举足轻重,可以
说肩负着促进我国经济飞速发展的重担,企业转型升级,建立创
新型国家,必须培养出一批批高精尖的技术创新型人才,新的形
势对电气自动化专业人才培养是机遇和挑战并存。高职院校大多
设有电气自动化技术专业,具有良好的办学师资力量和实验实训
硬件条件,也积累了丰富的办学经验。但要适应新形势下对人才
的需求,技能要求也随之发生了变化,电气自动化专业教学必须
深化教学改革,才能使电气自动化专业适应社会的需求,获得更
好的发展。
一、因材施教,改革教学方法
高职院校学生学习基础及素养方面参差不齐,传统的教学方
法很难适应现在高职教学的需要。工科学生对理论性的知识欠兴
趣,而对动手实践感兴趣,我们针对这样的特点对教学大纲进行
重新整合,迎合学生的口味,根据学情灵活运用教学方法,改变
呆板的、“填鸭式”教学,采取了启发、探究、讨论和理实一体
化教学方式,加强课堂讨论,特别是积极开展采用以引导式、学
生反提问式的教学模式,从而激发了学生学习的主动性效果。
利用各种机会积极倡导专业教学团队在教学观念上改“授人
以鱼”为“授人以渔”,在传授知识的同时,开发学生自主学习
的能力和实践动手能力;由“重教轻学”转换为以教师为主导学
生为主体的授课方式,充分调动学生的学习积极性,让他们做学
习的主人;在教学中注重演示教学手段,演示既有利于将抽象理
论知识直观易懂,提高学生操作技能,又有利于培养了学生的思
维能力和分析问题的能力。
二、很适合电气自动化技术专业教学的“项目教学法”
项目教学法是以任务引领、以行动为导向,将整个学习过程
分解为一个个具体的项目,针对每个项目配套出相应的教学方
案,基于工作过程设计教学思路,除传授理论知识和操作技能等
技术应用能力外,十分注重培养学生的职业能力。项目教学法打
破了理论教学与实践教学脱节分离模式,在项目教学过程中,首
先教师布置任务,讲授必备的理论基础,学生在明确项目所需要
完成任务的基础上,查阅资料、提出技术路线和解决方案。小组
讨论在项目教学中必不可少,讨论本身就是项目教学要求的一部
分。这些措施能充分调动和激发学生的学习兴趣,突出学生动手
能力和专业技能的培养。
项目的设计应从简单项目到复杂项目,从单一项目到综合项
目,从局部项目到整体项目的原则,项目可以是生产性的,也可
以是设计性的;项目内部结构设计应以工作任务为中心,以重要
理论知识为背景,以典型实践能力培养为重点,以拓展专业知识
为延伸。相关实践知识解决“怎么做”的问题,相关理论知识解
决“为什么这样做”的问题,拓展解决知识覆盖面的问题;项目
教学法要求教师团队校企融合,具备“双师”素养。校内教师要
深入生产实践第一线,参加生产实践、技术应用研究、开发等活
动,企业技术骨干最好全程参与教学活动;项目教学法要求 “教
学做评”一体的教学环境,专业教室集理论教学、小组工作、实
验操作、实习技能、技术开发研究于一体,建立“单项、综合、
创新”的三层实验实训立体架构,营造良好的职业氛围。
在“教、学、做合一”专业教室,课程全程采用教学做相结
合的教学方式,课堂上讲解与演示相结合,“我教”与“你做”
相结合,实现仿真生产环境下的“教、学、做”三合一教学,在
指定的校内和企业教师的共同指导下,“以学生为和项目为中
心”。在实施项目教学时,选择中小规模的实际工程项目案例如
“水塔供水的控制”作为设计任务(本课程共选了 4 个项目),
教师作为一个组,全班学生(以 30 人为例)分成若干组(每组 6
人),将自主策划、任务分解、“教、学、做”和总结有机结合。
实施过程中,融入情景教学、 “讲练结合,层层递进”教学、 “启
发式+互动式”教学等方法,模拟企业真实工作环境和氛围,使
学生在校就感受到企业的真实情况,体验到企业的氛围,更好地
学以致用。将传统的“学生”和“教师”的角色转换为制造水塔
供水控制设备企业的“员工”与“技术主管”,层层负责制,让
学生有企业工作的真实情景感。通过多种方法的合理使用,大大
提高了学生的操作技能,也培养了学生的沟通能力、学习能力、
创新能力和协作能力等综合素质。
结束语
项目教学法是传统教学模式的新创举,将理论教学与实
践教学有机的结合起来,课程的考核方式也更注重过程的考查与
评价。在电气自动化技术专业教学中采用项目教学法大大提高了
教学的有效性。但项目教学也不是万能的,哪些课程、哪个阶段、
哪些环节适合采用项目教学,还有待于在教学实践中不断探索总
结。
参考文献:
[1]韦瑞路.电气自动化专业“四方联动、三级递进”人才培养
模式的构建[J].教育与职业,2009,(21).
[2]教育部.关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见,
2006(16号).
祖国建,男,1971年出生,湖南长沙市人,副教授,工程硕
【关键词】电力系统 实践性教学 CDIO 改革与实践
【中图分类号】G2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)22-0078-02
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。。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。。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,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
。。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。
。。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
[3]霍俊仪、万东梅、靳会超.基于CEC-CDIO模式电气自动化技术专业课程体系构建与实施[J].职业与教育,2009(26):20~22
关键词:电气工程及其自动化;教学体系改革;教学实验
;张强(1990-),男,山东枣庄人,曲阜师范大学电气信息与自动化学院本科生。(山东 日照 276826)
中图分类号:G2.0 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。。
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。。
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。。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,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:
[1]康重庆,董嘉佳,董鸿,等.电气工程学科本科拔尖创新人才培养的探索[J].高等工程教育研究,2010,(5).
关键词:实践教学体系;电气工程及其自动化;应用型;综合能力
;范秋凤(1978-),女,河南安阳人,安阳工学院电子信息与电气工程学院,讲师。(河南?安阳?455000)
基金项目:本文系2012年安阳工学院校级教学研究基金资助项目(项目编号:AGJ-2012010)的研究成果。
中图分类号:G2.423?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)27-0083-02
。根据本科培养方案指导思想的要求,该专业以培养应用型高级工程技术人才为主,加强学生创新意识、竞争意识和适应能力的教育,注重学生综合能力的协调发展。因此在实践教学活动中,培养学生分析问题和解决问题的能力成为实践教学体系的基础与核心。实践教学是培养学生实践能力、创新能力的关键环节,相对于理论教学,实践教学更具直观性、综合性和创新性。电气工程及其自动化专业是一门实践性、应用性很强的学科,因此在培养“宽口径”、“复合型”高级应用型人才中,实践教学体系的建设和实施显得尤为重要。建设一个适合本院实际情况的实践教学体系,提升电气自动化、电力系统的实验/实践水平迫在眉睫。
一、实践教学体系建设中的问题
第一,建设电力相关实验室要求条件十分苛刻,所需实验设备造价昂贵,而与之矛盾的是建设资金相对不足。第二,从以往的教学经验来看,部分验证性实验中实验方法、实验设备固定,学生只完成“连线”、“装配”,缺乏能力培养,创新无从谈起。第三,学生到企业实习,由于理论知识不够、实践经验缺乏,同时多数情况下“能看不能动”,学生所学有限,效果欠佳。第四,由于地区经济较为落后,适合作为实习实训基地的企业较少。同时高校连年扩招,原有实践教学合作单位容纳能力有限。第五,所处地区不够发达,投入高效经费有限,实习费用较低。
二、实践教学体系建设
1.实验室建设
(1)建设课程群试验平台,满足课程需求。单一的课程实验室存在投资大、综合型实验开出能力有限的弊端。为解决此问题,我院依托省级实验示范中心先后建设“检测技术课程群综合实验室”与“电力系统综合实验室”。其中“检测技术课程群试验平台”是对“单片机技术”、“传感器与检测技术”、“嵌入式技术”等主要专业课程的整合与关联,不仅满足了课程实验教学,也能完成相关毕业设计和课程设计。而“电力系统综合实验室”是对“电力系统分析”、“供电技术”、“电力系统继电保护原理”、“电力系统自动装置”及“电力系统微机保护”等主要专业课程实践实验环节的系统整合。。
(2)校企联合,共建实验实训平台。学生到企业实习,多数情况下“能看不能动”的原因主要是:理论知识不够、实践经验缺乏。针对以上情况,我院与许昌中意公司共同开发建设“工业控制实训中心”,该中心模拟中意公司实际现场环境,配置高端西门子PLC、触摸屏、伺服控制器、步进控制器、变频器、以太网模块以及继电控制等设备,并组成系统。学生可在该中心得到基本知识的学习和基本能力的训练,然后在中意公司完成生产实习与毕业实习/设计等环节。
(3)依托仿真技术,软硬兼施,建设仿真实验室。在二年级开设“现代计算机技术”课程,向学生介绍ANSYS、PSPICE、MATLAB以及组态王软件的使用方法。可在高年级时利用上述软件在仿真实验室开设部分关于“集散控制技术”、“自动控制技术”、“电力电子技术”、“电子技术”的综合型、设计性仿真实验,提高其创新能力。
(4)建立合作关系,拓宽实验领域。电力系统实验设备造价昂贵,而我院建设资金相对不足。。我院聘请中心内部人员作为“高低压电器”、“工厂供电”、“变电站综合自动化”等课程的实验指导教师,并安排部分实验在此集中完成。这样既解决了有关实验难题,又提高了学生的实际动手能力,同时生产实习等部分集中实践教学活动也可在此完成。
2.实习基地建设
本专业现有三个实习基地,分别是校内“工业控制实训中心”、安阳电业局职工培训中心和河南许继集团。
“工业控制实训中心”基地分为两个部分:第一部分为电机继电控制的设计、装配实训,主要面向经过专业课程学习,具有一定理论基础的大三学生进行(生产实习);第二部分为电机PLC控制、伺服电机控制、步进电机控制,主要让大四学生进行专业训练,部分学生的毕业实习、毕业设计也在此进行。实习项目部分按照国家职业技能培训大纲(中级维修电工)进行,重视实践环节的锻炼,对于提高学生的实践动手能力、解决实际问题的能力,具有很大帮助。经过该实习项目的实操训练,每年有近半数学生通过国家维修电工中/高级考试,学生反映实习效果非常好。
河南许继集团主要承担部分生产实习和毕业实习的参观学习、在岗实习教学内容,安阳电业局职工培训中心承担部分专业训练的供电设备参观、电气设备操作内容,以及部分毕业实习的实践教学内容。
除了校内实习基地的进一步建设与完善,还要继续加强与安阳钢铁集团、安彩集团、安阳化工集团等合作单位在科研、人才培养、校外实习基地等方面的合作,特别是在卓越工程师培养计划的协议商谈中已取得巨大进展。
3.集中实践教学环节建设
专业课程设计建设的重点是如何提高学生的综合能力,而实现这一目标的前提是选择合理的课程设计题目。但是传统的课程设计题目大多较为单一,与具体的生产实际要求脱节较为严重,究其原因主要有两点:没有合适的实验硬件条件;缺乏实践经验的现场指导教师。我院在具体的课程设计中,十分注重实践性和可操作性,课程设计要求在校内实训中心完成或由具有工业现场实践经验的教师现场指导完成,使学生从中汲取更多的经验,既锻炼了思考的能力,也增强了实际操作能力。
毕业设计/实习作为重要的实践教学环节,关键是要实现课题的真实性、知识的综合性和设计的创新性。近年来,随着电气工程及其自动化专业学生人数的不断增多,教师数量和毕业设计课题数量相对不足的问题日益突出。为此,我们在毕业设计课题的选择上,要求每位毕业生的毕业设计,或结合教师的科研项目,或由实践教学合作单位指定,或组织学生到外地公司和工厂开展毕业设计,使学生的综合素质、创新能力得到进一步提高。电气工程及其自动化专业集中实践环节设置如表1所示。
三、实践教学教材建设
通过综合了解各兄弟院校电气工程及其自动化专业教学、实验方面等情况,发现近年来在综合型/设计型实验和集中实践教学方面教材编写不尽如人意。因此,我院根据不断改进和完善的实验设备和实习场所的情况,组织一批教学、实验经验丰富的教师和现场工程师编写了相关的实验(实习)大纲和指导书,课程设计大纲和指导书等教材,并顺利投入使用。该实验教材既能满足实验设备和教学实践的要求,又能增强学生的实训能力,使得学生的综合设计能力和创新意识不断得到提高。
四、结束语
经过不断探索与锤炼,通过软硬兼施、校企联合等方法,建设并实践了新增本科专业电气工程及其自动化实践教学体系,同时对课程建设、实践教学基地建设等问题也进行了研究与实践。该方法有效解决了资金有限、学生实践创新能力培养不足等问题。该专业学生的理论知识和动手能力不断提高,也越来越受到用人单位的一致好评。
参考文献:
[1]高燕,等.强化能力培养的电气工程及其自动化专业实践教学体系的研究与实践[J].中国电力教育,2009,(10).
PBL模式,即基于问题的学习(Problem-basedLearningorProject-basedLearning),最早是1960年由加拿大学者提出,并于90年代进入中国。其教学过程,简单来说,就是改变了传统课堂讲授的方式,而是由教师提供与专业知识相关的、有一定难度的问题,并将学生分组,团队合作来解决问题。该方式增加了教师与学生的互动,引导学生进行自主学习,使学生由知识的被动接受者变为主动探索者,可增加学生学习的主动性,在教学方法上具有一定的先进性。对生物医学工程专业的学生来说,由于学习的知识领域多而杂,如何将在学习生物化学知识的同时把已经学和要学的知识融会贯通、承上启下,就可以使用PBL模式来进行。但是,在实践中开展并不顺利。这是因为首先该教学方法是基于问题的教学方法,授课教师提出的问题是否合理直接决定了授课效果。而我们教师大多已经习惯了传统的教学方法,甚至本身就是受传统教育的熏陶,所以在思维模式上会受到局限。通常给出的问题并不全面,或不具有引导性。其次,中国学生已经习惯了被动接受知识,特别是低年级的学生,性格腼腆,大多不愿开口讨论,积极性很难调动。根据存在的问题,我们将PBL教学的理念与传统教学相结合。首先,在传统授课的同时,穿插一些小问题,逐渐引导学生进行思考、讨论。比如,在讲授蛋白质这章时,可引导学生思考自己生病时血液化验单中有哪些蛋白,都代表什么,再让学生自己在课后查找资料,课堂讨论。这样的教学效果明显要好于传统授课,又解决了单一PBL授课存在的问题。其次,针对教学难点和重点进行定期和不定期的课堂讨论,对部分难点重点问题请学生上讲台发表见解,加深了学生对所学知识的理解,得到了很好的效果。例如,在物质代谢这部分的教学中,该部分涵盖多个章节,知识点前后贯通,是生物化学这门课程的重点和难点章节。因此,可设计一些问题,让每个学生都有机会上讲台发表自己对关键知识的见解,进行讨论。将课堂讨论形式设计得具有多样性,且定期的课堂讨论采用预先将题目分给每个学生,请他们做好准备,用多媒体形式进行讨论和提问;不定期的课堂讨论安排在部分难点重点教学以后,组织学生发表见解,进行讨论。课题讨论的成绩计入学生的平时成绩,使课堂不再局限于传授与接受,而是引导学生主动探索知识,老师从旁指导、解惑。
二、鼓励学生自主学习
自主学习是学生在大学阶段需要掌握的一个重要学习能力,对他们在将来的学习和工作都具有重要意义。这也是大学教师教育的真正意义所在,即“授予鱼不如授予渔”。而我们学校设立的生物医学工程专业是以生物医学电子为主要方向,强化学生的动手能力、设计能力和创新意识,培养具备生命科学、电子、信息、计算机技术的基础知识,能在生物工程、生物医学工程、医学仪器、医用电子设备、医疗信息技术及电子、仪器、信息领域等从事研究、设计、制造、应用和管理的复合型高级工程技术人才。因此,本专业所设立的专业课具有知识面广、交叉性强的特点,尤其需要学生能够具有很强的自主学习能力,将老师在课堂上传授的各种知识相互贯通,并理解。在生物化学课程讲授中,根据专业的特点,我们制定了如下方法来指导学生学会自主学习。首先,帮助学生制定学习计划。要求学生自己制定或在老师的帮助下制定一份合理的学习计划,需要详细列出学习内容和时间安排,该安排应该与教师上课内容一致,且学习计划应具有针对性。在给生物医学工程专业学生授课时,有一部分学生对生物化学非常感兴趣,也表示出希望在研究阶段从事生物专业的学习。而生物化学作为生物专业的必修课,也是生物方向考研的必考专业课之一。这样,我们专业所教授的生物化学知识是无法满足学生学习需要的。这就要求这部分学生需要制定更为全面的学习计划,除涵盖本专业的学习要求外,还应将生物专业的知识要求加入。而对于希望从事医学电子方向的学生来说,只需完成本专业学习计划即可。。最后,给出精品课程及网络课程的网上资源地址、主要参考书目及主要文献资料和主要实践资料,使学生能够更好地自主学习。。
三、在生物化学教学中引入创新实践型教学
生物医学工程专业是由其复杂的、庞大的知识体系交叉形成的学科,在教学中如何将各个课程融会贯通也是其教学的一个难点。而生物化学作为生物和医学共同的基础课,其授课的效果对后续课程的教授具有重要的意义。而创新实践型教学对该门学科的授课质量具有重要作用。这是因为生物化学就是建立在前人不断实验,并将实验结果分析总结形成理论的学科。所以,实验教学对教好、学好这门课具有至关重要的作用。同时,想要提高学生的综合素质和创新能力,就需要在基础教学的基础上进行实践的锻炼和积累。我们针对实践型教学做了如下的工作。首先,设置了课内实验和专题实验。课内实验是在授课同时进行开设的,可对课堂学习的知识进行巩固和加深了解。而专题实验,我们一般开设在高年级,此时学生已经学习了大多的专业课程,而专题实验可将生物化学和这些专业知识融会贯通,进而增加对生化进一步认识,也锻炼学生动手能力和思考能力。其次,让学生加入到课题研究中。如大学生创新项目,鼓励学生积极申报,并锻炼学生通过查找资料提出与生物化学有关的题目,并在老师的指导下写项目书、项目计划、实验方案,进行实验,最终写结题报告,发表文章。在这过程中,提高学生能力,对学生的综合素质和创新能力进行了培养。将创新实践型教学与生物化学传统教学相结合,通过实践教学将学生从传统的课堂教学中拉了出来,走入实验室,运用所学知识来解决问题,让学生对学习的理论知识有了进一步认识,提高学习积极性。
四、结论
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