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關(guān)鍵詞:項目驅(qū)動;課程設(shè)計;應用型本科;自動化專業(yè)
作者簡介:楊福廣(1974-),男,山東龍口人,山東交通學院信息與電氣工程學院,副教授;肖海榮(1969-),女,山東濰坊人,山東交通學院信息與電氣工程學院院長,教授。(山東 濟南 250037)
基金項目:本文系山東交通學院教改基金項目(項目編號:JG201217)、山東省高等學校教學改革研究項目(項目編號:2012314)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0180-02
應用型本科在培養(yǎng)上要注重學生的工程實踐能力,使學生能夠較快適應用人單位的需求。應用型本科工程實踐能力的提高主要通過實踐教學環(huán)節(jié)實現(xiàn),[1]而課程設(shè)計是實踐教學環(huán)節(jié)的重要組成部分,[2]對增強學生工程實踐能力、促進整體教學水平提高有至關(guān)重要的作用。
作為教育部的“應用科技大學改革試點戰(zhàn)略研究”在山東省的三所試點學校之一,山東交通學院對本科培養(yǎng)方案進行了修訂。本文結(jié)合這次培養(yǎng)方案的修訂對應用型本科自動化專業(yè)電力傳動方向的課程設(shè)計內(nèi)容安排進行探討,借鑒應用于理論教學、實驗教學以及創(chuàng)新教育中的“項目驅(qū)動方法”,[3-5]提出了一種“基于項目驅(qū)動的應用型本科自動化專業(yè)課程設(shè)計內(nèi)容安排方法”。
一、應用型本科自動化專業(yè)電力傳動方向課程設(shè)計概況及存在的問題
新一輪的培養(yǎng)方案修訂工作中,自動化專業(yè)實踐教學與理論教學環(huán)節(jié)的學分比例由原來的約20%:80%變?yōu)榧s40%:60%,其中課程(畢業(yè))設(shè)計環(huán)節(jié)學分占總學分約24%,伴隨學分的增加實際上是課程設(shè)計環(huán)節(jié)學時的增加(如表1所示)。如何合理安排這些課程設(shè)計的內(nèi)容是能否實現(xiàn)應用型本科培養(yǎng)目標的關(guān)鍵。
表1 山東交通學院自動化專業(yè)課程設(shè)計一覽表
傳統(tǒng)的課程設(shè)計內(nèi)容是從本門課的教學內(nèi)容和重點出發(fā),強化學生對本門課程的理解和應用,這種安排存在一些缺陷,主要表現(xiàn)在:
(1)課程設(shè)計內(nèi)容的發(fā)散性,沒有考慮本門課程與其他課程之間的有機聯(lián)系,這樣導致每門課程設(shè)計取得的成果都是獨立的,各門課程之間設(shè)計成果不能夠相互借用。
(2)沒有考慮本門課程內(nèi)容在不同專業(yè)中的具體“工程應用”側(cè)重點,使得不同專業(yè)的學生做相同內(nèi)容的課程設(shè)計。
(3)到了綜合性較強的課程設(shè)計階段,比如自動化專業(yè)電力傳動方向的“運動控制系統(tǒng)”課程設(shè)計,讓學生在沒有任何軟硬件儲備的基礎(chǔ)上在兩個周內(nèi)完成一個實際系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試,難度非常大,最終只能“紙上談兵”,這對于培養(yǎng)學生的工程實踐能力十分不利。
二、項目驅(qū)動的課程(畢業(yè))設(shè)計內(nèi)容設(shè)計
針對傳統(tǒng)課程設(shè)計中設(shè)計內(nèi)容安排上存在的缺陷,本文探討按照“自頂向下的項目驅(qū)動法”設(shè)計各個課程設(shè)計的內(nèi)容。即將綜合性的課程設(shè)計題目作為項目,然后將項目分解成模塊,分解后的模塊作為前期課程設(shè)計的題目。通過這種方式的安排,使學生在四年的學習進程中總體目標明確,階段性目標清晰,每門課的課程設(shè)計環(huán)節(jié)的成果最后會“總結(jié)”成為一個標志性的“項目”成果,鍛煉了學生的實踐能力和工程應用能力,幫助學生完成所學知識的系統(tǒng)性整合,同時也會極大地激發(fā)學生的學習興趣。
下面通過一個實例對此設(shè)計思想進行說明。“運動控制系統(tǒng)”課程是自動化專業(yè)電氣傳動方向的一門主干專業(yè)課程。該課程有2周的課程設(shè)計時間,主要是設(shè)計交直流調(diào)速系統(tǒng)。為此提出“直流電動機的速度閉環(huán)(模擬或數(shù)字)控制系統(tǒng)”這一項目,該項目涉及的課程內(nèi)容有:模擬電子技術(shù)、電機與拖動、計算機控制、自動控制原理、電力電子、單片機原理與應用、PLC、VHDL、嵌入式系統(tǒng)等。針對此項目,將其繁多的內(nèi)容分解成(模擬/數(shù)字)控制器模塊、功率放大器模塊、信號檢測模塊等模塊(結(jié)構(gòu)框圖如圖1),并將模塊分解到前期的模擬電子技術(shù)、單片機原理與應用、電力電子、自動控制原理和計算機控制等課程的課程設(shè)計環(huán)節(jié),形成表2中與項目相關(guān)的每門課程的2~3個設(shè)計題目。
表2 基于項目分解的課程設(shè)計題目及其關(guān)聯(lián)性
表2中所有題目都與“直流電動機的速度閉環(huán)(模擬或數(shù)字)控制系統(tǒng)”這一項目關(guān)聯(lián),將表中的課程設(shè)計題目通過組合就可以形成“直流電動機的速度閉環(huán)(模擬或數(shù)字)控制系統(tǒng)”這一項目的內(nèi)容,比如題目(1.1、1.3、2.1、2.2、2.3、3.2、3.3)等組合可構(gòu)成直流電機的模擬速度調(diào)節(jié)系統(tǒng),而(1.2、1.3、4.1、4.2)、(1.2、1.3、7.2、7.3)、(1.1、1.3、8.1、8.2)等三種組合再結(jié)合5.1、6.1、6.2的知識可構(gòu)成三種直流電機的數(shù)字速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。實際上,上述題目不改動或稍加改動后,即可組合出若干種設(shè)計方案不同的直流電機速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
三、結(jié)語
將后期綜合程度較高的課程設(shè)計內(nèi)容考慮為項目,對項目中用到的前期課程內(nèi)容進行分解,考慮前后課程設(shè)計環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)性,合理安排前期各課程設(shè)計內(nèi)容。通過這種方式,使學生在四年的學習進程中總體培養(yǎng)目標明確,階段性目標清晰,前期課程設(shè)計環(huán)節(jié)的“成果”最后會“組合”成為一個標志性的“項目成果”,既鍛煉學生的實踐能力和工程應用能力,理論聯(lián)系實際,又幫助學生完成所學知識的系統(tǒng)性整合,極大激發(fā)學生的學習興趣。
參考文獻:
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論文關(guān)鍵詞:應用型人才培養(yǎng);水輪機課程;教學改革
水輪機課程是培養(yǎng)熱能與動力工程專業(yè)(水動方向)、水電站動力設(shè)備與管理、機電設(shè)備運行與管理等高素質(zhì)技能人才的一門主要專業(yè)課程。水輪機作為一門核心專業(yè)課,既具有很強的理論性,又有很強的工程性,因此將整個水輪機課程分為水輪機實習、水輪機課堂教學、水輪機實驗和水輪機設(shè)計四個環(huán)節(jié),一環(huán)套一環(huán),理論緊密聯(lián)系實踐,從而保證了課程教學質(zhì)量。由于我國現(xiàn)階段對人才的需求呈現(xiàn)多樣化,需要大批基礎(chǔ)理論較為扎實,實踐動手能力強,具有技術(shù)創(chuàng)新意識和能力,能夠直接參與企業(yè)一線生產(chǎn),解決企業(yè)實際工程問題的高素質(zhì)應用型人才,對水輪機課程提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。怎樣調(diào)動學生的積極性,利用各種教學方法和手段,摸索出適用應用型人才培養(yǎng)模式的要求成為教學中研究的新課題。
一、理論教學的改革
1.教學內(nèi)容選擇
教學內(nèi)容直接反映教學的目的和培養(yǎng)目標,是提高教學質(zhì)量的核心內(nèi)容,它只有適應人才培養(yǎng)的要求,才能培養(yǎng)出合格的人才。水輪機課程具有較強的專業(yè)性、實踐性和系統(tǒng)性,在教學環(huán)節(jié)中注重理論與實踐的結(jié)合。根據(jù)應用型人才的培養(yǎng)要求,教學內(nèi)容的選擇遵循“強基礎(chǔ)理論,突出應用能力”的原則。
水輪機課程的教學內(nèi)容重點在于介紹水輪機的工作參數(shù)、工作原理、相似理論、各種不同類型水輪機的基本結(jié)構(gòu)和水輪機的特性曲線與選型設(shè)計。隨著我國水電事業(yè)進入大電網(wǎng)、高電壓、大機組、高參數(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展時期,水電站新技術(shù)、新設(shè)備不斷應用,原有教材中的水輪機型號和技術(shù)已過時,與企業(yè)實際情況不符,因此需要結(jié)合工程實際對水輪機課程的教學內(nèi)容進行更新。例如:三峽單機容量70萬千瓦的混流式水輪機、廣西橋鞏水電站單機容量5.7萬千瓦的燈泡貫流式水輪機,水輪機單機容量明顯增大;隨著電網(wǎng)要求的轉(zhuǎn)變,抽水蓄能機組和大型的貫流式機組在電網(wǎng)中應用的比例越來越大等。
2.教學方法改革
教學方法改革的根本目的是讓學生從知識的被動接收者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c者和積極探索者,在發(fā)揮教師主導作用的同時,充分重視學生的主體地位。要為學生的積極參與創(chuàng)造條件,引導學生去思考、去探索、去發(fā)現(xiàn);改變過去講細、講透的教學方法,鼓勵學生大膽提出問題、發(fā)表自己的見解。
本課程采用多種教學方法組織教學,如啟發(fā)式、討論式、互動式和研究性教學方法等。
(1)啟發(fā)式教學:在水輪機課程教學過程中多引入水電站現(xiàn)場的影像資料,或者通過建立教學模型或三維動畫演示的方法幫助學生直觀了解水輪機的知識要點;有意識地通過成功和失敗兩方面的工程案例,啟發(fā)學生通過理論分析與文獻閱讀分析出現(xiàn)的原因。還可以在教學的過程中收集國內(nèi)外豐富的水電工程資料、圖片和視頻,增加學生工程概念,有助于更好地理解基本原理,同時又可以為實踐環(huán)節(jié)奠定良好的基礎(chǔ)。
(2)討論式教學:例如講授比轉(zhuǎn)速與水輪機性能關(guān)系時,根據(jù)比轉(zhuǎn)速公式,讓同學們開展討論,探討不同比轉(zhuǎn)速水輪機的特點,學生興趣很高,課堂氣氛活躍。
(3)互動式教學:改變教師“一言堂”的教學模式,采取教師主動提問的各種措施引導學生積極參與。在課堂教學中,鼓勵學生提問和置疑,有問有答,平等討論,對思維活躍積極發(fā)言的同學在學習成績上適當反映,使課堂教學有聲有色,充滿樂趣和吸引力。例如在講授沖擊式水輪機基本方程時,如何運用反擊式水輪機基本方程進行推導,學生開動腦筋,爭先發(fā)言,教學效果很好。
(4)研究性教學:研究性教學方法是近兩年才嘗試應用的,對于基礎(chǔ)好、自覺性強的學生,這種教學方法比較適宜。例如,講授“水輪機空蝕空化”這一內(nèi)容,讓學生采用各種方式查找吸出高度與空蝕空化的資料,并要求提交小論文,激發(fā)了學生研究性學習的興趣。
(5)理論聯(lián)系實際教學:聯(lián)系我國水電事業(yè)進入大電網(wǎng)、高電壓、大機組、高參數(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展時期,講授水輪機發(fā)展趨勢,聯(lián)系我國不同地區(qū)水輪機類型不同,講授水輪機應用特點等。
二、實踐教學的改革
水輪機課程的實踐性和專業(yè)性很強,包括很多的實踐環(huán)節(jié),如水輪機課內(nèi)實驗、水輪機實習(包括認識實習、生產(chǎn)實習)和水輪機設(shè)計(包括課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計)。充分利用這些教學實踐環(huán)節(jié)幫助學生熟悉水電站及水輪機的結(jié)構(gòu)布置。將書本中的結(jié)構(gòu)與實際設(shè)備一一對號,把腦子里的“平面圖”變“立體圖”。
1.轉(zhuǎn)變觀念,突出實驗教學地位
加強實踐教學,突出學生實際動手能力培養(yǎng),是應用型本科教育的顯著特點之一。觀念的轉(zhuǎn)變包含了兩層意思:一方面實現(xiàn)從基本的認知性實驗、驗證性實驗到創(chuàng)新性、綜合性試驗指導思想的轉(zhuǎn)變。另一方面是改變以理論教學為重心、以實踐支撐理論的教學理念和教學安排,采用“以能力培養(yǎng)為核心,以實踐教學為主線,以理論教學為支撐”的教學思想。為了突出實驗教學的地位和作用,可以采取如下措施:
(1)提高實驗課時的比例和增加實驗內(nèi)容。
(2)充分利用實驗室。
(3)重視產(chǎn)學研基地,進一步開發(fā)綜合性設(shè)計性實驗。
2.加強課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計
(1)課程設(shè)計。課程設(shè)計作為工科專業(yè)的一個重要的教學環(huán)節(jié),是在教師指導下,學生獨立完成課題來達到對學生的綜合性訓練。《水輪機課程設(shè)計》是該課程的延續(xù)和補充,是系統(tǒng)地使用該課程學過的基礎(chǔ)及計算方法。通過課程設(shè)計鞏固和加深對“水輪機”課程所學知識的理解,理論聯(lián)系實際,提高學生獨立工作的能力,培養(yǎng)學生運用理論知識解決工程實際技術(shù)問題的能力,為今后從事水電站的選型設(shè)計和初設(shè)奠定必要的技術(shù)基礎(chǔ)。在設(shè)計中,既涉及到許多設(shè)計原理與方法,還涉及到許多實際知識與技能。通過設(shè)計,培養(yǎng)學生運用課程中所學到的理論知識,獨立地分析、解決實際問題的能力。
(2)畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計課題有直接來自合作單位的實用性課題,由于水電項目的規(guī)劃、建設(shè)、設(shè)計、制造的特點,可提供很多實際的課題由學生介入進行子項目的設(shè)計工作,使學生充分利用所學的基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能得到一次解決實際問題的機會,并且可以讓學有所長、學有余力的學生參加科研試驗和科技產(chǎn)品開發(fā)活動,通過實例的示范實施延長訓練,獲得綜合實踐訓練,而在學校和用人單位指導老師指導下,學生也能很快地進入角色,靈活、正確、綜合運用所學的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,培養(yǎng)學生工程能力。
(3)重視實習環(huán)節(jié)。實習是學生與實際工程接觸的橋梁,把握好各項實習教學,幫助學生熟悉水電站及水輪機的結(jié)構(gòu)布置。在原有實習基礎(chǔ)上,將實習內(nèi)容進行細化,分為認識實習、水輪機發(fā)電機組制造實習、水輪發(fā)電機組檢修實習、水輪發(fā)電機組安裝實習等。
認識實習使學生對水電廠各種設(shè)備獲得感性認識,了解水輪發(fā)電機組成及其輔助設(shè)備、調(diào)速設(shè)備等,為學習水輪機課程作準備。
水輪機發(fā)電機組制造實習使學生了解水輪發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)、制造工藝及過程。
水輪發(fā)電機組檢修實習,不僅使學生了解水輪機主要零、部件檢修工藝和計算,機組部件的裝配工藝;進一步熟悉水輪機組各零、部件結(jié)構(gòu)組成,掌握水輪機組各機構(gòu)的工作原理;理解水輪機泥砂磨損和汽蝕的原因,并且了解修理方法和技術(shù)措施及質(zhì)量要求,掌握機組常見故障分析和處理方法。同時還使學生了解了水電站《檢修操作規(guī)程》和《安全生產(chǎn)規(guī)程》,掌握了水輪機組檢修計劃的制定、工藝操作以及生產(chǎn)組織管理。
水輪發(fā)電機組安裝實習,使學生了解水力機組安裝的基本工藝,掌握水輪機安裝、水輪發(fā)電機安裝的程序、技術(shù)要求及機組軸線的測量、計算和調(diào)整方法。
關(guān)鍵詞:電氣工程及其自動化;電氣裝備;課程體系
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)31-0160-02
一、引言
平頂山學院的電氣工程及其自動化專業(yè)為省級特色專業(yè)、河南省普通高等學校本科工程教育人才培養(yǎng)模式改革試點專業(yè),所屬的電氣工程學科為校級重點學科。該專業(yè)多年來服務(wù)于平頂山地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,培養(yǎng)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展所需要的電氣類專業(yè)人才。緊緊圍繞平頂山市重點發(fā)展裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略部署,2013年,平頂山學院下發(fā)了《關(guān)于學科專業(yè)群的建設(shè)意見》,明確提出重點建設(shè)電氣信息類專業(yè)群。電氣信息類專業(yè)群的發(fā)展目標定位:建設(shè)服務(wù)于智能電力設(shè)備行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,富有地方特色的、優(yōu)勢突出的應用型專業(yè)群;服務(wù)面向定位:立足平頂山,面向河南,對接智能電力設(shè)備行業(yè)產(chǎn)業(yè),為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展服務(wù)。2014年,學校將電氣信息類專業(yè)群中的電氣工程及其自動化、軟件工程、物聯(lián)網(wǎng)工程3個專業(yè)列入首批轉(zhuǎn)型試點,電氣工程及其自動化負責培養(yǎng)智能電力裝備的本體及硬件設(shè)計開發(fā)所需要的應用型人才。為此,電氣工程及其自動化專業(yè)的電氣裝備方向面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。
課程體系的開設(shè)是培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)。目前,我校電氣工程及其自動化專業(yè)的課程設(shè)置都是根據(jù)學科知識結(jié)構(gòu)的內(nèi)在邏輯來展開的,強調(diào)學科知識的系統(tǒng)性和完整性,強調(diào)全面掌握學科領(lǐng)域知識,忽視知識的實用性,整個課程體系學術(shù)性很強,技能性缺乏。課程設(shè)置幾屆甚至更長時間都固定不變,沒有結(jié)合當今科技與社會經(jīng)濟發(fā)展的實際,只滿足于課堂教學,給學生提供動手的機會很少,缺乏應有的靈活性,不能根據(jù)學生的需求采用不同的技能訓練模式。雖然有畢業(yè)實習、金工實習、電工實訓、電子技術(shù)課程設(shè)計、專業(yè)綜合課程設(shè)計,但持續(xù)學習時間短,學生未能真正深入進去,專業(yè)見習更是走馬觀花,學生純粹是看熱鬧,沒有任何實質(zhì)性學習。因此,教學效果不夠理想,對于學生的實踐動手能力的提高幫助有限。在科學技術(shù)日新月異、知識不斷更新的時代,這種課程體系無法應對新形勢的挑戰(zhàn)。
為滿足專業(yè)群建設(shè)的需要,培養(yǎng)應用型人才,平頂山學院電氣工程及其自動化專業(yè)在整合現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上,在實踐中開展多維調(diào)研與深度探究,積極構(gòu)建電氣裝備方向的全新的課程體系。
二、構(gòu)建電氣裝備方向課程新體系
通過到國內(nèi)知名高校和平頂山地區(qū)的電力裝備制造企業(yè)進行調(diào)研以及對畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查,得到企業(yè)對電氣工程及其自動化專業(yè)的畢業(yè)生的知識結(jié)構(gòu)、能力素質(zhì)的要求,從理論教學環(huán)節(jié)和實踐教學環(huán)節(jié)構(gòu)建了電氣裝備方向的新的課程體系。
1.構(gòu)建理論課程新體系。根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標定位和專業(yè)應用型人才的知識結(jié)構(gòu)要求,理論教學環(huán)節(jié)設(shè)置了通識必修課、學科基礎(chǔ)課、專業(yè)必修課和專業(yè)選修課。(1)通識必修課。通識必修課按照素質(zhì)教育的理念,強調(diào)德、智、體、美相互滲透,設(shè)置的課程有:思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、中國近現(xiàn)代史綱要、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、大學英語、大學體育。學生通過通識必修課的學習,獲得必要的價值分析、探究方式與能力的訓練,形成合理的思維方式和準確的觀察判斷能力以及清晰的溝通表達能力。(2)學科基礎(chǔ)課。學科基礎(chǔ)課課程的設(shè)置是針對電氣信息類專業(yè)群所必需的知識和基礎(chǔ),注意培養(yǎng)學生的基本素質(zhì),著眼于學生的可持續(xù)發(fā)展,著眼于為學生繼續(xù)學習打基礎(chǔ),使學生獲得較寬厚的公共基礎(chǔ)學科、專業(yè)基礎(chǔ)學科的知識。設(shè)置的課程有:高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、大學物理、電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)。(3)專業(yè)必修課。我校電氣工程及其自動化專業(yè)設(shè)立了“電氣裝備”和“電氣控制”兩個專業(yè)方向,專業(yè)必修課是這兩個方向必修的課程,主要培養(yǎng)學生的基本專業(yè)技術(shù)和能力,使學生系統(tǒng)掌握電氣工程的基礎(chǔ)理論、基本知識。設(shè)置的課程有:電機學、電力電子技術(shù)、電氣控制及PLC技術(shù)、自動控制原理、電力工程基礎(chǔ)、單片機原理及應用、MATLAB在電氣工程中的應用、自動檢測技術(shù)、專業(yè)英語。(4)專業(yè)選修課。專業(yè)選修課是針對專業(yè)方向的需要安排的課程,根據(jù)應用型人才培養(yǎng)的要求以及課程的前后邏輯關(guān)系,按照“有用、可用、管用”的原則,根據(jù)“電氣裝備”方向的特點,精心設(shè)置了“電氣裝備”方向的課程:電氣CAD基礎(chǔ)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、高電壓技術(shù)、電器學、高壓電器、電氣裝備的計算機控制技術(shù)、智能電器、電氣新技術(shù)講座。學生必須完整修完自己專業(yè)方向的課程,其他專業(yè)方向的課程可作為個性課程選修。另外,為高年級學生開設(shè)電氣新技術(shù)講座,聘請企業(yè)教授級高工、知名大學教授開講座,介紹學科研究熱點、發(fā)展趨勢,使學生了解學科發(fā)展的最新動態(tài)。
2.構(gòu)建實踐課程新體系。據(jù)行業(yè)和企業(yè)專家的要求,結(jié)合專業(yè)群內(nèi)現(xiàn)有人才培養(yǎng)資源,電氣工程及其自動化專業(yè)電氣裝備方向?qū)嵭行F舐?lián)合培養(yǎng)和“3+1”人才培養(yǎng)模式。前3年在學校培養(yǎng),注重人文,強化基礎(chǔ),著重培養(yǎng)“自主學習、主動實踐、實學創(chuàng)新”的意識和能力;第4年進入合作企業(yè),以企業(yè)為主,開展校企聯(lián)動的工程實踐教育,參與項目實訓和畢業(yè)設(shè)計,從而培養(yǎng)學生的工程實踐能力、運用專業(yè)知識解決實際問題的能力,熟悉工程項目的基本流程、過程管理及業(yè)務(wù)規(guī)范等方面的知識,培養(yǎng)團隊合作精神和創(chuàng)新意識。為此,在實踐課程新體系中,設(shè)置了獨立實驗課、集中實踐課、第二課堂。(1)獨立實驗課。減少驗證性實驗,增加研究性、設(shè)計性、綜合性實驗,盡可能模擬電氣工作的現(xiàn)實環(huán)境,在實驗中分配給學生一定的工作任務(wù),學生得以找到寶貴的機會將所學知識提前應用到未來的工作中,達到真正提升學生素質(zhì)和能力的目的。設(shè)置的獨立實驗課程有:大學物理實驗、電路分析實驗、電子技術(shù)實驗、電機學實驗、電器學實驗。其中,電路分析實驗、電機學實驗、電器學實驗等利用項目來進行教學,尋求的是以學生在課題和項目完成的過程中來自主形成電氣專業(yè)知識體系,綜合培養(yǎng)學生的知識、技能和工作的態(tài)度等。(2)集中實踐課。包括校內(nèi)集中實踐和企業(yè)實踐兩部分。校內(nèi)集中實踐強化基于項目的科學研究和工程實踐訓練,設(shè)置的環(huán)節(jié)有:軍訓、金工實習、電子技術(shù)課程設(shè)計、電氣測量實訓、電機控制實訓、電子技術(shù)課程設(shè)計、電力電子課程設(shè)計、電力工程課程設(shè)計、PLC課程設(shè)計。企業(yè)實踐,包括企業(yè)認知實習、企業(yè)專業(yè)實習和畢業(yè)設(shè)計等3個環(huán)節(jié)。①企業(yè)認知實習。這主要鍛煉學生綜合運用所學的科學理論方法和技術(shù)手段分析并解決工程實際問題的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和進行產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計、技術(shù)改造與創(chuàng)新的初步能力。以《電力工程基礎(chǔ)》課程為例,該課程要求學生通過學習掌握供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運行的基本知識,為達到上述要求,首先帶領(lǐng)學生到幾家不同企業(yè)進行參觀,了解供配電系統(tǒng)的線路及設(shè)備,讓學生總結(jié)各企業(yè)供配電網(wǎng)絡(luò)的特點,然后回到學校學習相關(guān)理論知識,在學校進行基本知識的學習后,再到企業(yè)去參觀實習,找出存在的問題并改進。②企業(yè)專業(yè)實習。目的是使學生了解和掌握本專業(yè)基本的生產(chǎn)實際知識及本專業(yè)的科技發(fā)展水平和方向;驗證、鞏固和豐富所學過的專業(yè)知識,培養(yǎng)學生在生產(chǎn)實際中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。這主要采用以下方式:參加企業(yè)技術(shù)培訓、擔任技術(shù)員助理、施工員助理、項目經(jīng)理助理等。在上述多個崗位中,每個學生側(cè)重1個崗位,實際工作不少于2~3個月,以保證學生對相關(guān)崗位有足夠的認識和感受,能夠了解其中的精髓。③畢業(yè)設(shè)計。采用校內(nèi)指導教師作為主導師、企業(yè)副高級以上職稱人員作副導師共同指導的方式,主要解決企業(yè)生產(chǎn)實際中遇到的問題,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和獨立工作的能力,使學生提前熟悉工程環(huán)境,為培養(yǎng)適合企業(yè)實際工程應用能力的人才打下基礎(chǔ)。(3)第二課堂。學生在大二、大三時通過進一步培訓就可以參加AutoCAD繪圖競賽、電機控制競賽、PLC程序設(shè)計競賽、單片機編程競賽、MATLAB程序設(shè)計競賽、電子設(shè)計大賽、大學生科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)活動等實踐;在暑假、寒假期間,安排一些學生到實踐教學基地和相關(guān)企業(yè)實習;鼓勵學生到我校的供配電實訓室和高壓智能開關(guān)工程技術(shù)研究中心進行開放實驗;請大公司的工程師來做講座、工程培訓,縮短畢業(yè)生進入企業(yè)的適應期,節(jié)省企業(yè)培訓成本和時間。第二課堂不但能提高學生的實踐能力、表達交流能力、自主學習能力、自我管理能力等,還可培養(yǎng)學生的工程意識、團隊合作意識。
三、結(jié)束語
課程體系的構(gòu)建只是專業(yè)群建設(shè)的開端,該課程體系的順利實施還要依賴實踐教學平臺的建設(shè)和“雙師型”師資隊伍的建設(shè)等一系列具體舉措。在校、院兩級領(lǐng)導的推動下,實踐教學平臺和“雙師型”師資隊伍的建設(shè)已初具成效,相信在不久的將來,我院電氣裝備方向?qū)ζ巾斏侥酥寥珖碾娏ρb備行業(yè)輸送大量優(yōu)秀人才。
參考文獻:
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一、傳統(tǒng)課程設(shè)計中存在的主要問題
(一)教師給定的設(shè)計題目少,內(nèi)容單一、陳舊
過去我們課程設(shè)計題目均是給定電力系統(tǒng)的局部接線方式和運行方式,通過改變系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定,對系統(tǒng)中某些線路及變壓器進行繼電保護方案設(shè)計、整定計算、靈敏度校驗、繼電器元器件型號參數(shù)選擇等相關(guān)設(shè)計工作。這種設(shè)計方式由于系統(tǒng)接線簡單,許多參數(shù)需要具體給定,運行方式變化很少,這種局限性使得學生發(fā)揮的空間較小,不能使設(shè)計與工程實際相結(jié)合,對電力系統(tǒng)的整體概念建立不起來,對電力系統(tǒng)的接線方式、最大、最小及正常運行方式等不能全面分析,內(nèi)容相對單一。在設(shè)計過程中僅僅參考某些類似的習題及相應的設(shè)計指導書進行設(shè)計計算,難免會有學生互相抄襲。這種傳統(tǒng)課程設(shè)計方式既不能調(diào)動學生的設(shè)計積極性,更談不上創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(二)教學形式單一
在課程設(shè)計中,指導教師根據(jù)《電力系統(tǒng)繼電保護原理》這門課所涉及的主要內(nèi)容,結(jié)合工程項目實際情況給出不同的設(shè)計題目和原始資料,為了使學生在兩周時間內(nèi)完成設(shè)計任務(wù),通常課程設(shè)計指導書會結(jié)合實際題目詳細講解設(shè)計方案、內(nèi)容、步驟、設(shè)計規(guī)范及要求、設(shè)計報告的格式等等內(nèi)容。學生通過查閱相關(guān)設(shè)計手冊和設(shè)備手冊,參考某些類似習題及以往學生課程設(shè)計資料進行模仿設(shè)計。在設(shè)計過程中,指導教師雖然每天去教室指導,但由于多數(shù)學生不能夠主動提出問題,教師無法全面了解學生在設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題和錯誤,造成提交的設(shè)計報告存在許多錯誤,甚至會出現(xiàn)一些原則性錯誤。另外,由于缺乏對設(shè)計計算結(jié)果及結(jié)論進行實踐驗證,學生既不知道計算結(jié)果是否正確,也不知道設(shè)計結(jié)論是否合理,這樣就大大削弱了課程設(shè)計的重要意義。
(三)成績評定缺乏規(guī)范性和合理性
傳統(tǒng)課程設(shè)計成績評定的方法是根據(jù)學生所提交設(shè)計報告的正確性、合理性、完整性、規(guī)范性情況,結(jié)合學生在設(shè)計過程中的出勤率、態(tài)度是否端正以及主動性等,按照不同方面的分值比例,給學生評出優(yōu)、良、中、及格或不及格的成績。往往這種成績評定方法會造成同一小組中不同學生差別不大,甚至會出現(xiàn)小組中主要參與設(shè)計人員的成績由于報告書寫稍差等原因得分較低的現(xiàn)象,造成成績不能準確反映學生的真實能力。另外,由于缺乏對所得結(jié)論進行實際或模擬驗證的手段,無法考核學生的設(shè)計動手能力及實踐技能。
二、教學改革措施
為適應我國“卓越工程師培養(yǎng)目標”和學校應用型本科人才的培養(yǎng)模式要求,針對電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計傳統(tǒng)教學方法存在的弊端,我們結(jié)合近兩年的教學實踐經(jīng)驗,提出了將電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計與綜合性實驗項目相結(jié)合的方法和具體措施,改革繼電保護課程設(shè)計的教學內(nèi)容,創(chuàng)新實踐教學方法。
(一)根據(jù)“卓越工程師”培養(yǎng)目標的要求,結(jié)合專業(yè)課理論和實際工程,確定合理的課程設(shè)計題目
合理的課程設(shè)計題目對于學生加深理解和掌握所學專業(yè)理論知識,熟悉相關(guān)工程設(shè)計規(guī)范,掌握有關(guān)設(shè)計方法和設(shè)計步驟十分重要。設(shè)計題目一方面要緊密結(jié)合理論課程的專業(yè)知識,盡可能涵蓋該專業(yè)課程的主要內(nèi)容,另一方面要與實際工程設(shè)計緊密結(jié)合,盡可能采用已經(jīng)實際運行并具有一定規(guī)模的供配電系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)資料,這樣才能培養(yǎng)學生的工程意識,樹立學以致用的思想,提高學生的專業(yè)興趣,還能指明學生將來從事的專業(yè)方向。此外,設(shè)計題目還可根據(jù)相應的專業(yè)實驗室實驗條件,對學生設(shè)計結(jié)論進行仿真或模擬驗證。這樣就可以使學生在完成理論設(shè)計的基礎(chǔ)上,在實驗室能夠得到驗證。當驗證結(jié)果正確時,可以使學生感到有成就感,從而激發(fā)學生學習的積極性和主動性,提高學生的自信心。考慮以上方面,結(jié)合不同學生的學習情況,教師提供課程設(shè)計題目的難易程度和工作量大小既要有區(qū)別,也要適中,保證所有學生能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成設(shè)計,又不使得一些學習稍差的同學因為題目難度或工作量較大沒能夠按期順利完成設(shè)計任務(wù)而打擊其積極性。例如:根據(jù)一些大型企業(yè)(如鋼鐵廠、煉油廠)或地區(qū)電力系統(tǒng)的實際接線方式,選擇有2~3個發(fā)電廠(每個發(fā)電廠有2~4臺發(fā)電機組)與1個無窮大電源系統(tǒng),選擇3~5個大型用電負荷構(gòu)成的具有雙回路、環(huán)路接線方式的閉式電力網(wǎng)絡(luò),針對該網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)電機、變壓器及線路(架空線及電纜線路)進行保護方式選擇及參數(shù)計算和裝置選擇。這可以使學生對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和接線方式有一個比較全面的了解,而且便于學生理解系統(tǒng)在不同情況下的最大、最小及正常運行方式,從而更進一步理解各段保護以及上、下級之間的選擇性、靈敏性、快速性、可靠性以及近后備、遠后備保護的概念及相互間的關(guān)系,促進學生對電力系統(tǒng)接線方式、運行方式及繼電保護作用的全面理解和掌握。
(二)加強課程設(shè)計的指導和管理,確保設(shè)計過程的嚴密性和正確性
針對部分學生對課程設(shè)計的重視程度不夠,存在得過且過、相互抄襲現(xiàn)象,指導教師應投入足夠的精力和時間指導學生設(shè)計,除了嚴格審核學生設(shè)計方案是否合理、中間設(shè)計步驟及計算結(jié)果是否正確,還要組織學生討論和分析在設(shè)計過程中出現(xiàn)的錯誤。例如,對于給定的電力系統(tǒng)如何分析其最大、最小及正常運行方式是一個比較難的問題,既要考慮線路及設(shè)備的并列及分列運行情況,又要考慮因其他線路或設(shè)備故障引起負荷電流或短路電流的變化等,讓學生通過討論全面了解系統(tǒng)的各種運行方式,確定系統(tǒng)在不同 運行方式下的負荷電流、短路電流及功率流向等,另外,還要查閱相關(guān)的設(shè)計規(guī)范及設(shè)計手冊,才能確定合理的保護方案。另外,在各種保護的整定計算時,部分學生對一些公式的應用存在較多問題,主要是對公式中一些電流量的含義理解不明確。例如:在線路-變壓器組接線方式中的線路電流保護中,瞬時速斷保護動作電流值一般應按照最大運行方式下變壓器二次側(cè)發(fā)生三相短路時流過變壓器一次側(cè)的短路電流整定,很多同學用的是變壓器二次側(cè)短路電流。在被保護范圍內(nèi)有變壓器時,校驗靈敏度既要考慮保護裝置的接線方式,又要考慮變壓器的繞組接線方式,在變壓器差動保護的靈敏度校驗時也存在類似的問題。學生通過討論經(jīng)常出錯的問題,加深了對《電力系統(tǒng)繼電保護原理》課程理論知識的理解,提高學生利用所學知識分析和解決這些實際問題的能力。
(三)將《電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計》與設(shè)計性實驗相結(jié)合,確保設(shè)計結(jié)論的準確性和完整性
在電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)方案中,通常安排《電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計》課時為兩周時間,我們教研室近三年來,把《電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計》與設(shè)計性實驗相結(jié)合,讓學生利用一周時間基本完成設(shè)計課題的理論分析、方案確定、整定計算、設(shè)備選型等設(shè)計工作,第二周在實驗室中,利用實驗室現(xiàn)有條件,根據(jù)自己的設(shè)計結(jié)論,設(shè)計一個與課題相近的模擬供電系統(tǒng),再將課程設(shè)計中確定的各種保護裝置應用到該供電系統(tǒng)中,并進行相應的安裝調(diào)試與整定。通過改變系統(tǒng)的運行方式,設(shè)置多個不同地點、不同類型(短路、接地等)的模擬故障,來驗證上、下級各段保護動作的選擇性、快速性、靈敏性及可靠性,從而確保理論設(shè)計的準確性和完整性。由于系統(tǒng)及保護裝置均比較復雜,在實際的安裝、調(diào)試及操作過程中,可能會遇到很多實際問題,比如計算數(shù)據(jù)錯誤、接線錯誤、繼電器動作值不準確等等,在指導教師的幫助下,在同學的相互討論中,利用所學知識進行分析并解決問題,這樣不僅能培養(yǎng)學生的動手能力和專業(yè)興趣,還能使學生學到一些課本上講不到的知識,在該過程中,由于指導教師必須與學生一起安裝、調(diào)試,對學生的各方面能力有較全面的了解,對評定課程設(shè)計的成績亦會更加合理,且能較公正地反映學生的能力。
【關(guān)鍵詞】工程教育 專業(yè)認證 培養(yǎng)模式 電氣工程
【基金項目】基于黑龍江工程學院教育教學改革工程項目
Studying of the electrical professional training objectives and courses system
under the international mutual recognition of engineering education
WANG Xi-feng1 , CHU Hong-xia1,SONG Qi-chao1,GE Hong-jun,LI Huan-xin2
(1.College of electrical and information engineering, Heilongjiang institute of technology,150050 Harbin
2.Harbin Institute of physical education, Office of General Affairs ,150000 Harbin)
【Abstract】To promote international mutual recognition of engineering education in our university and setup engineering education quality monitoring system, our college went into studying the electrical professional training objectives 、graduation requirements and courses system. It facilitates the implementation of the professional certification of "outstanding engineers training plan", but improves the teaching quality of education. This paper analyses the current situation of the electrical engineering and its automation professional talent training, but summarizes the aspect of the disharmony between professional certification standard. And then it puts forward the revision to talents training target and graduation requirements. In addition, on the basis of talent training target and graduation requirements, it optimizes the curriculum system by establishing the matrix of the relation between talents training target and graduation requirements, as well as graduation requirements and course system. Through the research of the electrical professional training objectives, graduation requirements and course system, this paper expounds the potential impact of the engineering education professional certification about the electrical and its automation engineering education. It thinks that the implementation of professional certification would promote the combination of engineering education and industry, but also the contact and the cooperation in enterprise and itself. Thus these measures will improve the theoretical study and practical application ability.
【Keywords】Engineering education; International mutual recognition; Cultivation mode; Electrical Engineering.
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)09-0043-03
自2007年以來,關(guān)于高等工程教育專業(yè)認證的研究工作得到了國家相關(guān)政府部門和非政府組織的高度重視,隨著我國高等工程教育改革的進行,我校也積極探索工程教育改革模式。就電氣工程及其自動化專業(yè)而言,如何針對我校目前實際情況,將先進的工程教育理念應用到“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”之中,培養(yǎng)和造就新一代的符合專業(yè)認證標準的電氣工程人才是專業(yè)教育工作者應該關(guān)注和積極探索的問題,也是亟待解決的問題。
一.電氣專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
目前電氣工程及其自動化專業(yè)是按照2011級培養(yǎng)計劃進行的,該計劃已經(jīng)執(zhí)行4年,是從2010級的學生開始的,該計劃是以應用型人才為培養(yǎng)目標,總學分大幅度減少,必修課程減少,選修課程增加,考試課程減少,考查課程增加,課內(nèi)實驗和集中實驗比例增加,集中實踐教學環(huán)節(jié)增加。在學習通識必修課程和專業(yè)基礎(chǔ)課后,學生可以選擇電機及其控制技術(shù)方向和電力電子技術(shù)及其裝置兩個專業(yè)方向進行學習。理論授課采用講授和討論相結(jié)合的方式,實踐課采用軟件仿真和實際操作結(jié)合的方式,注重實際技能的培養(yǎng)。課程考核方式,分考試和考查,考試課主要是期末考試(60%)和平時成績(40%)的綜合,其中平時成績包括知識應用能力(50%)、課堂筆記(20%)、人個修養(yǎng)(30%);考查課考核包括知識掌握(30%)、應用能力(40%)、學習態(tài)度(20%)、道德修養(yǎng)(10%)。
經(jīng)過一個周期(4年)的運行,實踐證明,學生的實際動手能力增強了,團隊協(xié)助精神提高了,相對來說,創(chuàng)新意識較弱。2010級學生的就業(yè)率達到到94.84%,從用人單位反饋的意見來看,學生前期上手比較快,比較踏實,動手能力強,團隊精神好,但可持續(xù)發(fā)展能力欠缺。通過上面的分析,現(xiàn)在的教育模式還有許多不符合專業(yè)認證的地方:
(1)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)任選課內(nèi)容過于陳舊,學生學習無的放矢;
(2)實踐課較分散,學生的綜合能力得難以加強;
(3)各學期課程安排不是很合理,尤其是大一課程較少,大二課程較多,學生難以調(diào)整和適應,影響學風建設(shè);
(4)專業(yè)方向課程不明確,學生就業(yè)選擇比較盲目 [1,2]。
二.專業(yè)認證下人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的設(shè)定
針對我校電氣專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀,積極引進新型的工程教育模式和專業(yè)認證思路,結(jié)合我校特點,形成自身的特色,制定切實可行且可支撐的培養(yǎng)目標是學生培養(yǎng)的導航。專業(yè)應有公開的、符合學校定位的、適應社會經(jīng)濟發(fā)展需要的培養(yǎng)目標,而且既要包括學生畢業(yè)時的要求,也能反映學生畢業(yè)后5年左右在社會與專業(yè)領(lǐng)域預期能取得的成就。
1.電氣專業(yè)人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的確立依據(jù)
(1)遵循我國高等教育發(fā)展規(guī)律
我國在制定高等院校人才培養(yǎng)目標時,要遵循本國高等教育的發(fā)展規(guī)律,這些規(guī)律濃縮了我國高等教育百余年的歷史積淀、特別是近 30年改革發(fā)展的寶貴經(jīng)驗。
(2)把握高等院校自身發(fā)展特征
每所高等院校既身處當今世界,又隸屬自己祖國。 因此,當定位各自的人才培養(yǎng)目標時,應在順應世界高等教育發(fā)展趨勢、遵循本國高等教育發(fā)展規(guī)律的前提下,主要依據(jù)學校自身發(fā)展的歷史傳統(tǒng)、專業(yè)優(yōu)勢、學科特色等一系列內(nèi)外 現(xiàn)實條件[3]。
(3)符合應用型本科院校定位
我校是應用型本科院校,在培養(yǎng)規(guī)格上,是培養(yǎng)適應生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的應用型高級專門人才;在培養(yǎng)模式上,以適應社會需要為目標,以培養(yǎng)技術(shù)應用能力為主線設(shè)計學生的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案,以“應用”為主旨和特征構(gòu)建課程和教學內(nèi)容體系,重視學生的技術(shù)應用能力的培養(yǎng)。
2.電氣專業(yè)確立人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的研究方法
(1)以就業(yè)為導向,調(diào)研用人單位對畢業(yè)生的反饋意見;
(2)以學生為載體,回訪就業(yè)學生對培養(yǎng)計劃的意見;
(3)以行業(yè)為背景,調(diào)研行業(yè)專家對學生培養(yǎng)的建議。
3.專業(yè)認證下的人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求
培養(yǎng)目標:本專業(yè)培養(yǎng)適應社會經(jīng)濟發(fā)展需要,具備在電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、專業(yè)技術(shù)和工程實踐能力,面向裝備制造業(yè)和工程技術(shù)企業(yè),能夠從事電機及其控制技術(shù)和電力電子裝置及控制領(lǐng)域的相關(guān)工作,具有較強的自主學習能力、團隊協(xié)作和創(chuàng)新精神的應用型高級專門人才。畢業(yè)后經(jīng)過5年的社會和職業(yè)領(lǐng)域?qū)嵺`,能達到以下要求:
(1)能夠在電氣工程領(lǐng)域的裝配制造、系統(tǒng)運行等部門從事工程設(shè)計、測試、安裝、施工、管理及服務(wù)等技術(shù)工作;
(2)有較強的工程技術(shù)素養(yǎng)和企業(yè)文化底蘊,有能力進入研究生階段的學習;
(3)具有一定的電氣工程及相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)能力;
(4)能夠通過繼續(xù)教育或其它的終身學習途徑拓展自己的知識和能力;
(5)有服務(wù)社會的能力和意識,能承擔社會責任。
畢業(yè)要求:通過大學3-6年學習,應達到以下要求:
(1)具有人文科學素養(yǎng),能應用數(shù)學、物理等自然科學基礎(chǔ)知識,解決電氣工程領(lǐng)域問題;
(2)具有電路分析、電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、電磁場等學科基礎(chǔ)知識;
(3)具有電機學、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)分析等專業(yè)基礎(chǔ)知識和電氣工程專業(yè)知識;
(4)具有應用現(xiàn)代電氣儀器、技能及工具進行分析、設(shè)計、繪圖、計算等工程實踐及應用能力;
(5)具有設(shè)計、完成各類電氣工程及工業(yè)自動化領(lǐng)域?qū)嵙曧椖考皩嵙暯Y(jié)果進行分析、解釋的能力;
(6)在解決電氣工程及工業(yè)自動化領(lǐng)域問題中具有相互協(xié)作精神和良好的心里素質(zhì);
(7)具有創(chuàng)新精神、繼續(xù)學習和不斷更新知識的能力;
(8)具備良好的語言、文字表達溝通能力和較強的人際交往能力;
(9)了解與本專業(yè)相關(guān)的經(jīng)濟、管理、法律法規(guī)和環(huán)境保護等基礎(chǔ)知識;
(10)了解電氣工程領(lǐng)域科學技術(shù)的前沿知識,具備收集、分析、判斷、選擇國內(nèi)外相關(guān)信息的能力,具有國際視野和競爭力。
三.專業(yè)認證下課程體系構(gòu)建的研究
1.構(gòu)建重點
理論環(huán)節(jié),在教學目的和要求方面, 清楚明了本門課程各部分教學內(nèi)容的教學目的、要求、內(nèi)容、重點難點、教學方式方法、資料模型教具、要達到的學習效果等。另外,聘請企業(yè)教師進行理論課和實踐課的講授,同時對畢業(yè)設(shè)計也實行企業(yè)教師和校內(nèi)教師共同指導,重點是培養(yǎng)工程素質(zhì)、實踐能力和創(chuàng)新能力。
實踐項目,實踐項目分為三類: 第一類為單門課程的項目,如電力電子實習、電子技術(shù)課程設(shè)計等; 第二類為包含一組相關(guān)核心課程及能力要求的項目, 如電機工程實訓實習;第三類為包含本專業(yè)主要核心課程和能力要求的項目, 如工業(yè)自動化實訓、專業(yè)方向課程設(shè)計等。三類項目涵括基本實驗、綜合應用、技能培訓、科技創(chuàng)新等所要求的內(nèi)容。最后進行畢業(yè)設(shè)計實際工程項目, 利用所學專業(yè)知識, 對一個項目完整地展開構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作, 系統(tǒng)地完成一個工程實踐經(jīng)歷, 培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、定義問題、分析問題、獲取知識、解決問題、總結(jié)新知識、傳播知識、與人溝通和團隊合作的能力[4]。
2.課程體系
(1)專業(yè)知識結(jié)構(gòu)及相關(guān)技能課程關(guān)系。電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)以工程能力為核心,以項目為牽引構(gòu)建核心課程群和實踐教學體系,通過課堂教學、實習實訓、課程設(shè)計、企業(yè)實踐、畢業(yè)設(shè)計等各種教學方式和環(huán)節(jié),綜合實現(xiàn)學生知識、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。
圖1 專業(yè)知識結(jié)構(gòu)及相關(guān)技能課程關(guān)系
(2)優(yōu)化課程安排。按照學院關(guān)于構(gòu)建教育內(nèi)容與知識體系整體框架的要求,統(tǒng)籌考慮通識教育、專業(yè)教育和綜合教育內(nèi)容,以強化工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力為核心,對課程體系進行整合。確定了18余門專業(yè)主干課程和10余門專業(yè)核心課程,學分按照通識教育75.5學分,專業(yè)教育105.5學分,綜合教育10學分比例分配。課程整合如下:
① 借鑒卓越師教育理念對專業(yè)教育進行一體化設(shè)計,開設(shè)了專業(yè)導論課,16學時,安排在大一上學期進行,并配專業(yè)認識實習。
②將《數(shù)字電子技術(shù)》與《EDA技術(shù)》兩門課程有機地融合為一門課程《數(shù)字電子與EDA技術(shù)》,同時將《數(shù)字電子技術(shù)實驗》和《EDA技術(shù)實驗》融合為《數(shù)字電子與EDA技術(shù)實驗》。
③將《模擬電子技術(shù)課程設(shè)計》和《數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計》有機地整合為《電子技術(shù)課程設(shè)計》。
④將《電工電子工藝實習》和《PROTEL實習》有機地融合為《電工電子工藝實習》。
⑤專業(yè)基礎(chǔ)課中增加了電力系統(tǒng)課程,并配以相應工企供配電實習。
⑥在專業(yè)任選課中,適當增加多學科交叉綜合性課程,并建立模塊化的方向性選修課,如建筑電氣設(shè)計、機器人等課程。
⑦將PLC控制工程實踐、電氣控制與電器裝配工程實踐、工業(yè)自動化項目設(shè)計整合為工業(yè)自動化實訓。
⑧成立了理論課課程組。電機學與電力拖動技術(shù)、電力電子技術(shù)、自動控制原理、電氣控制與PLC技術(shù)。
3.教學方式與方法的改革
(1)注重學生智能的開發(fā),培養(yǎng)學生的觀察力、分析綜合力和創(chuàng)造力,教師進行了“推動探究式學習、基于問題的學習、基于項目的學習、案例教學法”等多種教學方式的嘗試。
(2)在教學手段上注重現(xiàn)代科技設(shè)備,不僅使教學內(nèi)容更加生動、形象、系統(tǒng),更富有吸引力、直觀必和科學性,而且使學生的多種分析器協(xié)調(diào)活動,智力得到充分開發(fā),還可以使多和睦科學社會主義機地結(jié)合起來,教師選擇最優(yōu)的教法進行教、學生選擇最優(yōu)的學法進行學、師生的積極性得到充分調(diào)動,從而獲得最優(yōu)的教學效果。
(3)聘用企業(yè)工程師做講座和從事教學工作,以就業(yè)為導向的技能教育注重對學生實踐動手能力的培養(yǎng),對教師的實踐教學能力提出了較高要求,企業(yè)工程師的聘請有利于打造高水平的師資隊伍。
(4)鼓勵學生到企業(yè)做畢業(yè)設(shè)計和實習,促進學生就業(yè),以期更早適應社會發(fā)展[5,6]。
四.培養(yǎng)目標和課程體系矩陣實現(xiàn)
專業(yè)必須通過評價證明所培養(yǎng)的學生是否達到培養(yǎng)目標要求,尤其是提供支撐的材料。各類課程中所設(shè)置的課程能夠支撐目標中的各項要求,課程的內(nèi)容及其考核方式可有效地支撐各項畢業(yè)要求的達成。培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求和各類課程與培養(yǎng)目標的對應關(guān)系矩陣見表1和表2。
表1培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求的關(guān)系矩陣
培養(yǎng)目標
表1和表2所示的關(guān)系矩陣涉及到學科教學體系轉(zhuǎn)換、教學計劃的修訂、教學資源的調(diào)配,是一項需要不斷嘗試、磨合、調(diào)整、完善的工程。在此過程中,必須采取相關(guān)的配套措施,如調(diào)整、優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)、布局;采用現(xiàn)代化的教學方法和手段;創(chuàng)新課程教材和教學模式;創(chuàng)建合理教學梯隊;實行彈性學制、學分制、導師制等教學管理機制;加大實驗室建設(shè)和投人力度等多方面舉措,才能真正使課程體系實現(xiàn)轉(zhuǎn)變,符合人才培養(yǎng)目標定位。
五.結(jié)論
實現(xiàn)專業(yè)的培養(yǎng)目標,不是僅僅靠一門或幾門課程所能奏效的,而是靠全部開設(shè)課程的協(xié)調(diào)和補充。課程體系是人才培養(yǎng)計劃的主要構(gòu)成部分,是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標、塑造人才培養(yǎng)規(guī)格、體現(xiàn)人才培養(yǎng)特色的主要教育教學“載體”。所以說,卓越工程師培養(yǎng)教育和專業(yè)認證所確立人才的培養(yǎng)目標,要依靠課程體系優(yōu)化得以實現(xiàn),培養(yǎng)目標變化與課程體系改革是連鎖反映,兩者最終目的是一致的,即培養(yǎng)的人才符合社會需要。
參考文獻:
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[2]區(qū)嘉潔.機械工程CDIO特色專業(yè)培養(yǎng)模式研究與探索[J]西南師范大學學報,2012(9):152-156.
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[5]王天寶.基于CDIO的創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)模式研究與實踐[J].中國高等教育,2010(1):25-31.