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1.完善實踐教學條件“電力電子技術”課程具有很強的工程性和實用性,而實驗是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、動手能力、嚴謹?shù)膽B(tài)度和科學研究方法的重要手段。因此,以營造真實的、先進的工程環(huán)境為目標,緊密結(jié)合工程實際應用,投入100多萬元建設和完善了電力電子技術實驗室?,F(xiàn)實驗室擁有實驗設備24臺套,開發(fā)了電力電子技術仿真研究平臺,構建了電力電子技術實踐教學體系(包括課內(nèi)實驗、課外實驗、課程設計、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設計等),編制相關的教學文件。實驗室向?qū)W生全面開放,學生以團隊的形式開展自主性實驗和學科競賽培訓,并為學生提供實際工程技術資料、仿真實訓教學軟件,培養(yǎng)工程實踐應用能力。
2.精心設計實驗內(nèi)容課程組精心設計了實驗教學項目和內(nèi)容,引導學生從問題出發(fā),逐步由基礎實驗走向設計性和綜合性實驗,再過渡到創(chuàng)新性實驗。開設了晶閘管整流、逆變的驗證性實驗,使學生對本課程的應用有初步認識;對直流斬波、交交變換以及PWM控制技術部分的實驗,則由教師給出電路參數(shù)要求,由學生自行設計主電路、驅(qū)動電路等,完成設計性實驗,培養(yǎng)學生分析問題,解決問題的能力;軟開關技術的實現(xiàn)等具有較高實用價值的實驗項目,密切聯(lián)系著當今電力電子技術發(fā)展的最前沿技術,并且在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著重要作用。通過實驗學生了解了電力電子新技術的發(fā)展動態(tài),同時對本課程的應用領域、可以解決的問題有了更直觀感性的認識。實驗項目與科研、工程、社會應用實踐密切聯(lián)系,形成良性互動,實現(xiàn)基礎與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機結(jié)合,有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和自主訓練。
3.增設課程設計與調(diào)試環(huán)節(jié)開設了1周“電力電子技術”課程設計與調(diào)試實踐環(huán)節(jié),以完整的電力電子系統(tǒng)為載體,將電力電子器件選擇以及電力電子主電路、驅(qū)動電路、保護電路、檢測電路、控制電路等內(nèi)容有機地結(jié)合起來,使學生通過設計、組裝、實驗和調(diào)試“四位一體”的訓練,培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。同時,在教學中使用計算機仿真軟件Matlab/Simulink搭建各種常用電力電子電路,且可方便地調(diào)整電路的參數(shù)進行仿真,培養(yǎng)學生應用計算機處理復雜電力電子電路的能力,也為日后從事工程設計和科學研究打下良好的基礎。
二、改進教學方法與手段,調(diào)動學生學習主動性和積極性
在實際教學實踐中,筆者始終堅持以學生為主體、教師為主導、能力為主線的教育理念,根據(jù)課程內(nèi)容合理采用不同的教學方法組織課堂教學,將“理論+實踐+應用能力”的教學模式貫穿在整個教學活動中,由傳統(tǒng)的教師滿堂灌唱獨角戲變成了教師學生共同參與的互動學習,教與學融為一體。教師有所教,學生有所學,極大地調(diào)動了學生的學習積極性,加深了學生的理解,加快了學習步伐。通過啟發(fā)教學法、案例教學法、任務驅(qū)動教學方法等,增強學生主觀能動性,活躍課堂氣氛,挖掘?qū)W生潛力,增強專業(yè)素養(yǎng),逐漸讓學生由“學會”變成“會學”,由被動變主動汲取知識。
為了分析電力電子器件和電路的工作狀態(tài),使學生弄清電路中能量的變換和傳遞,筆者制作了本課程比較完善的多媒體教學課件。利用多媒體技術將實際應用中的電路和電力電子裝置做成影音資料帶到課堂上,結(jié)合典型工程實例,并把電力電子前沿的研究狀況、最新的研究成果以圖表、圖片等方式充實到教學課件中,提高學生的感性認識,激發(fā)學生學習的興趣,不斷提高教學效果及教學質(zhì)量。同時,建設了本課程的教學網(wǎng)站,網(wǎng)站資料豐富,包括教學資料和典型工程實例等,學生可以在網(wǎng)上學習,教師可以在網(wǎng)上進行答疑,激發(fā)了學生學習的興趣,提高了教學效果。
三、改革考核方式,提高學生對知識的綜合運用能力
1.考試過程全程化教師根據(jù)“電力電子技術”課程性質(zhì)和不同階段的教學要求,通過課堂提問、討論、平時作業(yè)、單元測驗、實際操作、撰寫報告或論文等方式加強形成性考試評價,并安排階段性考試以強化學生平時對課程教學內(nèi)容的學習和掌握,弱化期末終結(jié)性考核。
2.考核內(nèi)容能力化考核內(nèi)容圍繞應用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心這個目標設置,結(jié)合新的“電力電子技術”教學內(nèi)容體系,加大電力電子器件特性分析、實際電路分析、應用案例分析、實踐技能的比例,側(cè)重考查學生對知識的綜合運用、解決問題的能力。
3.考核方式多元化根據(jù)不同階段的教學要求,考核采取口試、筆試(開卷、閉卷)、開發(fā)設計相結(jié)合的形式,變單一形式的考核為多種形式的考核。
四、組織課外科技創(chuàng)新活動,探索課內(nèi)與課外培養(yǎng)的有效機制
按照課內(nèi)培養(yǎng)與課外培養(yǎng)相結(jié)合的原則,把培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力固化在教學任務中,成立了課外科技活動小組,注意引導和鼓勵學生積極參加各種科技競賽活動。依托電力電子實驗室的硬件設施,積極組織學生參加全國大學生電子設計大賽和“挑戰(zhàn)杯”競賽,以培養(yǎng)和提高學生的自學能力、實踐能力和創(chuàng)新意識。在運行中,加強課外實踐活動的組織和管理,制訂《大學生課外科技創(chuàng)新實踐活動運行管理辦法》和《實驗室開放運行管理辦法》,對大學生第二課堂教育的條件保障、激勵政策、管理辦法、評價辦法等做了明確規(guī)定,形成了有效的大學生科技創(chuàng)新實踐活動保障體系。
五、加強青年教師培養(yǎng),提高課程組教師整體水平
師資隊伍建設是課程建設的關鍵,課程組教師的理論教學水平、工程實踐能力、科研水平直接關乎“電力電子技術”課程建設水平。按照校內(nèi)培養(yǎng)與校外培養(yǎng)相結(jié)合、教學培養(yǎng)和科研培養(yǎng)相結(jié)合的原則,通過建立青年教師“導師制”、定期開展教學研討和教學觀摩、實行青年教師實驗室坐班制、深入工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實際、選派教師參加新技術培訓等措施,不斷提高青年教師教學水平、學術水平和實踐能力。
六、結(jié)語
職業(yè)教育是以就業(yè)為導向、實際動手操作能力訓練為宗旨的技術培訓教育。機器人是一個綜合的平臺,涉及
到機械、電子、計算機、材料、自動控制、傳感器及測試技術、軟件編程等學科。工業(yè)機器人是先進制造的核心環(huán)節(jié)的關鍵技術。學生掌握機器人的實際應用能力是進入先進制造領域的關鍵環(huán)節(jié)。以機器人為平臺,學生能逐步自主建構廣域的工科知識,激活和強化多方面的能力,了解自己的能力結(jié)構,能激發(fā)學習興趣。因此,教育機器人是培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力和實踐能力的最佳平臺,將有效幫助學校培養(yǎng)更具競爭力的人才。
目前各行各業(yè)高級技術工人的大量短缺要求高等職業(yè)教育培養(yǎng)出更多數(shù)量和更高質(zhì)量的“藍領”、“灰領”人才。作為培養(yǎng)高級技能人才的高職院校應該與時俱進,在學生科技創(chuàng)新活動及教學活動中加大機器人方面的投入和實際操作培訓,并通過開展機器人教學活動并讓優(yōu)秀的學生參加機器人競賽,發(fā)揮他們的主動性和創(chuàng)新能力,更能夠?qū)W以致用,豐富以就業(yè)為導向的辦學內(nèi)涵,同時也使學生在參與學習和比賽的過程中體驗競爭和集體榮譽感。教育主管部門對此有著深刻的認識,2008年全國職業(yè)院校技能大賽中設有機器人項目。江蘇省每兩年舉辦一次大學生機器人大賽,越來越多的高職院?;诔浞终J識也積極參與其中。
為此,本文針對高職高專院校并以揚州職業(yè)大學為例,提出了以機器人訓練和競賽為教學手段,以系統(tǒng)掌握控制理論、微機原理、傳感器技術、電力電子技術、電機拖動等課程為目的,建設自動化專業(yè)大學生機器人創(chuàng)新實訓室的可行方案。本文重點對機器人創(chuàng)新實訓室的場地布置、情景規(guī)劃進行了設計說明,以及在實訓室可開展的各種教學訓練。
二、機器人實訓室環(huán)境設計方案
(一)設計原則
目前的實驗環(huán)境均比較生硬。機器人創(chuàng)新實訓室的環(huán)境設計如圖1所示,并遵循以下原則:以人為本,營造一個有親和力,有創(chuàng)新氛圍的全新學習空間;課桌四周有充分的活動空間和比賽空間;力求體現(xiàn)學校特色,提升學校形象。
(二)環(huán)境設計說明
圖1中:1為投影儀,用于教師講授課程和播放相關視頻;2為課桌,該課桌既可以作用電腦桌,還可以作為學生的機器人訓練臺。每張課桌配備一臺電腦,一套機器人訓練設備,桌子下方配有抽軌用于盛放學生用資料,可供1名-2名學生使用。另外,4張課桌相對而立,形成一個獨立區(qū),便于學生們構成獨立的4人-8人的學習小組,尤其適合課程設計、實踐性教學等環(huán)節(jié)。整個實訓室共有24張桌子構成6個獨立的工作區(qū)域,可一次性滿足24名-48名同學同時開展機器人訓練課程的要求;3為展示窗口,該窗口一方面可以擺放學校參加各種機器人比賽獲得的獎項情況,用于鼓勵歷屆學生奮發(fā)努力,并讓師生們更多地了解本校機器人技術發(fā)展情況;4為機器人比賽模擬場地,可以根據(jù)實際需要擺放多個模擬場地。在學生課余時間,校方可以單獨組織小規(guī)模機器人比賽,既可以提高學生學習機器人技術的熱情,也可以為將來參加全國各種機器人比賽做準備;5為資料柜和工具箱,可以將所有機器人資料以及工具、配件統(tǒng)一擺放,有利于實訓室管理。
三、結(jié)論
本文以揚州職業(yè)大學為例,提出了以機器人訓練和競賽為教學手段,以系統(tǒng)掌握控制理論、微機原理、傳感器技術、電力電子技術、電機拖動等課程為目的,建設高職高專自動化專業(yè)大學生機器人創(chuàng)新實訓室的可行方案。該設計非常具有親和力,對高職高專院校實現(xiàn)項目教學提供了有利場所。
參考文獻:
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2、郭溫,姜維.淺談機器人在高職高專教學中的應用[J].科技信息,2008(35).
一、風能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
由于風電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,高等學校的專業(yè)設置顯得相對滯后,導致風電相關技術人才匱乏,同時這方面的專業(yè)教育資源和專業(yè)的高級人才也相當缺乏。風電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、風電領域核心技術的突破很大程度上依賴我國風電本科人才培養(yǎng)。伴隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴大、風力機組單機容量的進一步增加以及風電科技的快速發(fā)展,人才短缺的問題日益凸顯。風電本科教育始于2006年,教育部相繼批準華北電力大學、河海大學、長沙理工大學、蘭州理工大學、內(nèi)蒙古工業(yè)大學、東北電力大學和沈陽工業(yè)大學等少數(shù)高等院校開辦“風能與動力工程”本科專業(yè)。國內(nèi)設置風能與動力工程專業(yè)的院校,如蘭州理工大學主要依托能源與動力工程學院,華北電力大學主要依托可再生能源學院,沈陽工業(yè)大學主要依托新能源工程學院,培養(yǎng)計劃偏重于動力機械;專業(yè)設置側(cè)重于風力發(fā)電的只有河海大學,由原電氣工程學院與水利水電工程學院部分學科專業(yè)調(diào)整合并組建了能源與電氣學院,并設置了新能源系,但是也成立于2009年,其人才培養(yǎng)和課程體系也屬于摸索階段。目前,設置本專業(yè)的高校因發(fā)展基礎和辦學定位等方面的差別,所制定的培養(yǎng)方案也存在一定差別和側(cè)重,對于風電這個新興產(chǎn)業(yè)對人才的需求及風電人才培養(yǎng)缺乏系統(tǒng)的、深入的研究。
師資短缺是新辦專業(yè)普遍面臨的問題,之前沒有這方面的人才儲備,也缺乏這方面的專業(yè)教育資源,現(xiàn)有的少數(shù)高級人才相對集中在一些科研單位。教師除部分從事過與新專業(yè)相關科研項目的骨干教師外,一般都對新專業(yè)課程體系缺乏總體掌握,在轉(zhuǎn)行教師中常出現(xiàn)的問題是教學內(nèi)容組織缺乏面向新專業(yè)的針對性。對于骨干教師應注意的問題是科研成果向教學中的轉(zhuǎn)化問題,將風能最新技術進展融入到課堂教學中。結(jié)合我國風電行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢,從人才現(xiàn)實需求和高等教育銜接的角度立足于內(nèi)蒙古的資源優(yōu)勢、地域特色及畢業(yè)去向,構建以風能與動力工程專業(yè)為核心,形成創(chuàng)新型、實踐型為主的風電人才培養(yǎng)體系,不求規(guī)模的最大化,但求優(yōu)勢和特色的互補。在橫向?qū)Ρ绕渌盒oL能與動力工程專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎上構建創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,將培養(yǎng)創(chuàng)新能力和工程實踐能力視為風能與動力工程專業(yè)的主要人才培養(yǎng)模式,同時培養(yǎng)學生具備到邊遠艱苦地區(qū)工作的身體素質(zhì)和意志品質(zhì)。
二、風能與動力工程專業(yè)課程體系設置規(guī)劃
風力發(fā)電系統(tǒng)是一個綜合電機制造、空氣動力學、電力電子、電力系統(tǒng)、先進控制理論等多學科知識的高度交叉的新技術系統(tǒng)工程,現(xiàn)有風能與動力工程專業(yè)的教材缺乏系統(tǒng)性、實用性和時效性,同時復合型師資和教育資源有所欠缺,各學科交叉聯(lián)合攻關研究的學術氛圍不濃。在調(diào)研其他院校風能與動力工程專業(yè)課程體系的基礎上,本著學以致用的思想,立足內(nèi)蒙古風電大發(fā)展的現(xiàn)實,面向風電制造企業(yè)和風電場,秉承服務社會的理念,優(yōu)化整合教學資源,既要保證理論知識的掌握又要提升學生實際動手能力,構建科學合理、特色鮮明的以風力發(fā)電為主體專業(yè)課程體系。
在完善風電人才教育體系的基礎上構建了內(nèi)蒙古工業(yè)大學風能與動力工程專業(yè)選課指導。課程體系設置以綜合素質(zhì)教育為核心,實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)為重點,要求學生具備較寬廣的電氣學科工程技術基礎和風能與動力工程領域?qū)I(yè)知識,接受風能開發(fā)利用技術的基本科研和工程訓練,具有分析和解決風能利用方面問題的基本能力,能把握電機電器、電力系統(tǒng)、電力電子、自動控制與風力機械和風電場的有機結(jié)合,強化多學科交叉融合與實際工程應用能力的緊密聯(lián)系。其專業(yè)主干課程主要包括:工程力學、機械制圖、電路原理、電子技術基礎、電力電子技術、自動控制理論、電機學、電力拖動自動控制系統(tǒng)、風力機空氣動力學、風資源測量與評估、風電機組控制技術、風電場電氣工程、風力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真、風電機組測試與維護、太陽能發(fā)電技術、可再生能源。
風能與動力工程專業(yè)作為一個工科專業(yè),要求很強的實踐性,需要配備良好的實驗環(huán)境和實踐基地。由于開辦時間短、缺少相關的教學實驗設備,加之風電機組的安裝條件等因素,高校雖然擁有良好的育人環(huán)境,但是教學資源和實踐基地的缺失已經(jīng)嚴重制約了風電人才的培養(yǎng)。目前國內(nèi)只有少數(shù)單位開發(fā)了演示性風電實驗裝置。為彌補實驗設備不足的問題,可以采用建立校企產(chǎn)學研合作的方式,充分利用地區(qū)優(yōu)勢,與內(nèi)蒙古范圍內(nèi)的風力發(fā)電企業(yè)建立實習基地。目前我國正式出版的風能技術書籍不少,但其中能直接用于本科教學的書籍較少。主要是由于這些書籍集中于以下三類:第一類為技術培訓類教材,理論性和知識的系統(tǒng)性不足;第二類為理論性專著,偏重理論性,有深度,很多內(nèi)容源自作者的學位論文或技術報告,部分章節(jié)的難度遠超本科生的理解能力;第三類是各國風電行業(yè)標準和操作規(guī)程,可作為教學輔助用書,但同樣不適于課堂教學。由于以上問題,內(nèi)蒙古工業(yè)大學在沒有進行專業(yè)師資培訓的前提下,教師們通過自身科研和刻苦自學克服了很多實際困難,采取自編校內(nèi)講義和其他近似參考教材相結(jié)合的方式開出了風能與動力工程專業(yè)所有大綱要求的專業(yè)課程,如風力發(fā)電系統(tǒng)建模與仿真、風電機組測試與維護、無功補償技術等專業(yè)課程,計劃在經(jīng)過兩到三屆的試用和修改補充后正式出版一些教材。
三、結(jié)語
【關鍵詞】工程教育 專業(yè)認證 電氣工程 培養(yǎng)目標 就業(yè)
為了構建工程教育質(zhì)量監(jiān)控體系和工程教育與工程界的聯(lián)系機制,實現(xiàn)我國工程教育的國際互認,提升我國高等工程教育的國際競爭力,教育部于2006年3月正式啟動了工程教育專業(yè)認證試點工作。作為四個試點認證專業(yè)之一,電氣工程專業(yè)的認證籌備會議于2006年4月5日在北京召開,著手起草相關文件和認證標準等;隨后的會議又進一步修改與完善了相關文件等。
電氣工程專業(yè)認證首要的關鍵問題是判斷培養(yǎng)目標、課程設置及教學內(nèi)容等是否符合專業(yè)認證通用標準和補充標準。我院緊扣學生就業(yè)這一核心,采用倒推思路,制定了吻合學校、學院辦學背景和專業(yè)特色的培養(yǎng)目標,為順利通過專業(yè)認證奠定了基礎。
一、社會競爭優(yōu)勢的分析
電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的社會競爭優(yōu)勢體現(xiàn)在:
(一)適應電力行業(yè)工作的能力強
長沙理工大學電氣工程及其自動化專業(yè)具有電力行業(yè)辦學背景,源自原電力工業(yè)部所屬的長沙電力學院電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè),與電力行業(yè)聯(lián)系密切。在學校管理體制改革后始終保持電力行業(yè)特色和優(yōu)勢,繼承了具有電力行業(yè)特色的專業(yè)結(jié)構和課程體系,強化了電力系統(tǒng)分析、高電壓技術、繼電保護、電力電子技術、電力系統(tǒng)自動化等課程教學。具有優(yōu)秀的電力生產(chǎn)實習基地,校內(nèi)建設了湖南主網(wǎng)負荷中心――長株潭電網(wǎng)的電力系統(tǒng)綜合模擬實驗室,包括發(fā)電、輸電、變電、用電、調(diào)度和控制等整個電力生產(chǎn)、使用和管理過程;校外建設了湖南省電力公司省優(yōu)秀實習基地,培養(yǎng)學生電力生產(chǎn)控制的實際動手能力。擁有一批電力工程經(jīng)驗的專業(yè)優(yōu)秀教師,學校先后聘請了電力行業(yè)的8名專家做兼職教授,來指導本科教學和研究生培養(yǎng);同時大部分專業(yè)教師有電力企業(yè)的工作經(jīng)歷,能將電力生產(chǎn)和運行中的經(jīng)驗和問題納入專業(yè)教學實踐。因此,電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生適應電力行業(yè)工作的能力強,在全國各地電力行業(yè)得到了廣泛好評。
畢業(yè)生適應電力行業(yè)工作的能力強,在全國電力行業(yè)尤其是湖南省電力行業(yè)中具有較強的社會競爭優(yōu)勢,深受社會和用人單位的歡迎。如各省電力公司、各發(fā)電集團公司甚至中南地區(qū)人才招聘見面會都安排在長沙理工大學,每年在長沙理工大學招收一大批電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生。畢業(yè)生整體素質(zhì)高、社會聲譽好,受到電力系統(tǒng)的廣泛好評。
(二)具有強弱電結(jié)合的知識結(jié)構、較高的工程實踐和實驗能力
電氣工程及其自動化專業(yè)就業(yè)面廣泛,覆蓋電氣系統(tǒng)的一次強電和二次弱電領域。隨著智能電網(wǎng)的建設,更強調(diào)強弱電結(jié)合,弱電控制強電。為此,本專業(yè)構建了基于“大電工”概念的以“電路”“電子技術基礎”和“電力系統(tǒng)分析”省精品課程為主體的優(yōu)質(zhì)專業(yè)基礎課程群。針對學生校外實習環(huán)節(jié)面臨“只能看,不能操作”“實習單位不愿接收”“實習經(jīng)費緊張”等難題,電氣工程及其自動化專業(yè)構建了“強電與弱電相結(jié)合、校內(nèi)與校外相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、傳統(tǒng)與創(chuàng)新相結(jié)合”的“四結(jié)合”實踐教學新體系,組建了基于導師制的大學生創(chuàng)新團隊,采用了以科研課題和工程項目為牽引、“干中學”的創(chuàng)新能力培養(yǎng)方式,構建了大學生電氣技術應用與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的長效機制,取得了突出的大學生科技創(chuàng)新成果,增強了學生的就業(yè)競爭力。
(三)傳承“鋪路石精神”,下得去,用得上,干得好
電氣工程及其自動化專業(yè)已有近六十年的辦學歷程,近四十年的本科教育,傳承腳踏實地、艱苦奮斗、樂于奉獻、銳意進取的“鋪路石精神”,為國家電力建設和社會發(fā)展培養(yǎng)了大批“下得去,用得上,干得好”的應用型人才。堅持將“鋪路石精神”的培育融入人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié),從入學教育到就業(yè)指導,全過程育人。新生入校,學校在入學教育中就注重引導學生樹立面向基層建功立業(yè)的人生理想,使他們認識到這是祖國建設的迫切需要,是青年學生的正確選擇。在就業(yè)指導中,學校結(jié)合上級有關鼓勵畢業(yè)生扎根基層的文件精神和我校校友群體扎根基層、樂于奉獻而受到用人單位歡迎且有所成就的特點,引導學生就業(yè)時準確定位,樂意去基層單位,特別是去急需專業(yè)人才的流動性電力建設單位就業(yè)。畢業(yè)生立足基層建功立業(yè),弘揚“鋪路石精神”:服務基層,樂于奉獻,“下得去”;艱苦奮斗,善打硬仗,“用得上”;自強不息,銳意進取,“干得好”。從近五年專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)情況來看,90%以上學生的簽約單位都是在生產(chǎn)第一線。湖南省電力公司評價電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生“愛崗敬業(yè),嚴謹務實,踏實肯干,理論知識扎實,實際動手能力強,在業(yè)務知識方面占有較大優(yōu)勢,綜合素質(zhì)高”。
二、就業(yè)方向的定位
電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)立足電力、面向社會、適應市場,可在電力工程領域及其相關行業(yè)工作。就業(yè)性質(zhì)主要包括:在企業(yè)、設計院、研究院(所)等從事研究開發(fā)、技術支持、工程設計、技術咨詢等;從事行政事業(yè)單位和企業(yè)的技術管理、生產(chǎn)管理、營銷策劃等;在大專院校和職業(yè)培訓、技術培訓機構等從事教育工作。部分畢業(yè)生進一步深造,在國內(nèi)外攻讀碩士、博士學位。電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生80%左右直接在電力行業(yè)就業(yè),10%左右在國內(nèi)攻讀碩士研究生或出國深造。電氣工程及其自動化專業(yè)多年來一次性就業(yè)率高居97%,名列所有專業(yè)前茅。許多畢業(yè)生經(jīng)過三五年鍛煉后成為行業(yè)各部門的骨干力量和負責人,例如湖南省電力公司中層干部和技術骨干大部分畢業(yè)于長沙理工大學電氣工程及其自動化專業(yè)。
三、培養(yǎng)目標的確定
根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)的特點,結(jié)合長沙理工大學的電力行業(yè)背景,設置本專業(yè)的培養(yǎng)目標:培養(yǎng)適應社會、經(jīng)濟、科技發(fā)展需要,德、智、體、美全面發(fā)展,具備扎實系統(tǒng)的基礎理論知識、電氣工程領域?qū)I(yè)知識、強弱電結(jié)合知識結(jié)構、工程實踐能力和自我學習能力,具有社會責任感、良好職業(yè)道德和綜合素質(zhì)、較強的適應能力和創(chuàng)新意識,能夠在電力系統(tǒng)、電氣裝備制造業(yè)和科研院所從事系統(tǒng)運行、工程設計、生產(chǎn)制造、研究開發(fā)和工程管理等方面工作的應用型高級工程技術人才。
四、結(jié)束語
本文主要介紹了以電氣工程及其自動化專業(yè)工程教育認證為導向的培養(yǎng)計劃與就業(yè),相關認識和體會希望能為兄弟高校順利通過電氣工程及其自動化專業(yè)工程教育認證 起到拋磚引玉的作用。
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【關鍵詞】:建筑工程 ; 電氣 ;
中圖分類號:TH183.3 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2013)05-(頁碼)-頁數(shù)
目前,隨著社會的不斷進步,人們對于建筑物的使用功能、外觀造型、工程質(zhì)量等要求越來越高?!敖ㄖこ淘谑┕るA段可以劃分成許多不同的小項目完成, 這樣可以減輕施工隊伍的作業(yè)壓力。電氣工程是建筑項目的小分支,也是建筑施工技術改革的重點內(nèi)容。在建筑行業(yè)施工技術不斷更新變化的同時,我們對于電氣施工技術的改革管理也給予了更多的關注。對電氣施工項目開展技術管理,既是建筑施工質(zhì)量的保證,也是提高作業(yè)效率及維護人員安全的要求。
一、建筑中電氣工程的重要作用
工業(yè)與民用建筑中的電氣工程,包括建筑中的強電和弱電,是整個建設工程的重要組成部分。所有建筑工程中砼結(jié)構是骨架和肉體,而血液和經(jīng)脈則是建筑中的電氣。傳統(tǒng)的電氣僅僅只是為建筑物的照明、簡單的動力設備及控制配電以及進行防雷接地等。建筑電氣在整個建筑工程中處從屬地位。但進入20世紀90年代電氣工程得到了飛速發(fā)展,電力電子技術,控制理論與控制工程尤其是計算機科學的發(fā)展,更是超出了人們的想象,人們對生活和工作環(huán)境的要求隨著經(jīng)濟文化的發(fā)展越來越高。電氣技術人員面對以消防自動報警與聯(lián)動控制系統(tǒng),共用天線電視系統(tǒng)及建筑電話系統(tǒng)為主的考驗,不僅是要面對傳統(tǒng)的電氣技術和經(jīng)典自動化控制技術,還要面對計算機網(wǎng)絡技術,數(shù)字通訊技術以及現(xiàn)代智能技術等在建筑工程中的具體應用問題。這使得電氣工程的地位和作用越顯得重要,直接影響到整個建筑工程的工期質(zhì)量和投資效果;工程質(zhì)量直接影響到整個建筑工程的設備安全運行,節(jié)能效果及建筑物在運行過程中設計功能的實現(xiàn),包括工作、生活人員的舒適性、安全性及效率。特別是電氣使用中的安全涉及到設備安全運行,電氣線路是否存在漏電或火災隱患,火災報警及聯(lián)動控制系統(tǒng)功能是否完善,運行正常,消防設備及應急照明供電是否可靠, 安保監(jiān)控系統(tǒng)是否完備調(diào)控正常等。
二、影響工程質(zhì)量的因素
從當前的建筑行業(yè)發(fā)展狀況看,多個方面的因素都會給電氣工程質(zhì)量帶來不利作用。電氣施工質(zhì)量降低后,建筑物自身的性能也被減弱,且工程項目承包商的利益也會減少。積極分析影響電氣工程質(zhì)量的因素可以為建筑單位改善施工方案提供依據(jù)。結(jié)合自身的具體工作狀況,筆者總結(jié)的幾點影響因素如下:
1.材料因素。 建筑承包商為了降低成本消耗,在材料的購買上限制了資金的使用,導致最后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的材料質(zhì)量不合格。電氣工程材料的種類、型號多樣,如:空調(diào)、熱風器、開關等等,如果這些建筑結(jié)構材料不達標,則會給電氣工程質(zhì)量產(chǎn)生負面作用,影響了整體施工質(zhì)量水平的提高。
2. 設備因素。 工程設備是施工操作的主要工具,能夠大大減輕施工人員的工作難度 ,加快建筑項目的施工進度。 電氣工程屬于電學方面的工程,在建筑項目里占據(jù)了重要的位置, 若施工單位不能保證供應合適的施工設備, 則會給施工人員的持續(xù)作業(yè)帶來阻礙, 也限制了施工技術的引進運用。
3.人為因素。施工人員是整個電氣工程項目的直接操作者, 也是決定電氣工程質(zhì)量能否符合標準的關鍵因素。 工程單位為了滿足施工進度需要,常常臨時聘用人員參與到建筑項目施工中, 這些人員大多未參加專業(yè)培訓, 在缺少專業(yè)技能證書的情況下參與施工, 這就很難保證電氣工程的施工質(zhì)量。
4.安全因素。 安全生產(chǎn)是建筑項目施工的重要理念,在施工過程中倡導作業(yè)人員融合這一理念是很有必要的。 但部分建筑單位在管理項目時,僅將重點放在工程項目本身,對于安全意識的重要性沒
有關注,這就給電氣工程施工質(zhì)量埋下隱患,阻礙了施工項目的有效性及新技術的推廣運用。
三、技術管理解決的問題
對施工項目開展技術管理過程中,施工人員需要學會運用先進的技術處理好常見的問題,這樣才能顯現(xiàn)出在建筑工程中引進技術的價值。電氣工程安裝施工過程中會遇到各種結(jié)構的安裝,技術人員應該給予正確的引導,做好各方面的技術管理。 因電氣工程的施工技術較多,以下僅以四項常見的技術為例,具體情況如下:
1.穿線技術。 目前建筑房屋內(nèi)部的線路都是布置在管道以內(nèi),這就需要電氣施工人員掌握科學的穿線技術,保證各個線路布置在準確的位置。穿線技術需要考慮的方面包括:導線選擇,保證使用的線材能滿足建筑工程需要,然后根據(jù)技術需要采取穿線后配管、邊敷設邊穿線等方法。
2.敷設技術。 由于建筑內(nèi)部的管路都是布置在墻壁或地面內(nèi)部,若管路敷設位置不科學將會給建筑造成各種問題,如:折皺、裂縫等。 技術管理人員應按照施工者的技術水平并綜合判斷建筑情況后選擇敷設技術(見圖1),如:管子彎曲半徑、排管長短等參考指標,然后再通過敷設技術來準確安裝操作。
3.安裝技術。 建筑物內(nèi)部的電氣部分是由多個結(jié)構組成,涉及到了不同種類的大小元器件,在安裝過程中應該把握好每個元器件的安裝。其中最為多見的是燈具的安裝, 技術人員應該根據(jù)安裝位置、樓板預埋燈具位置、燈具離地距離等加以控制,及時調(diào)整安裝技術以保證施工質(zhì)量。
4.接地技術。 城市現(xiàn)代化建設的發(fā)展使得高等建筑數(shù)量不斷增多,這就需要建筑工程單位掌握加強防雷接地技術的管理,以防止建筑物在雷雨天氣遭到雷擊。技術管理時需要求安裝人員對室外接地埋設深度、接閃器與支架固定、避雷線支點材質(zhì)等嚴格檢查,避免這些因素造成的技術問題。
5.檢測技術。 電氣工程施工里常會遇到各種線路故障,因而影響到了電力設備的正常運行。為了防止電氣故障造成的不利影響,工程單位在技術管理時要加強檢測技術的運用,通過不同的檢測方式及時發(fā)現(xiàn)異常以降低故障率。如:在線診斷技術、故障排查技術等,這些都是可以積極運用的。
四、綜合模式運用于管理
從電氣工程實施的情況看,其必須要具備足夠的施工技術,這是保證施工效率的基礎條件。而在建筑工程項目技術管理的同時,工程單位還需要采取綜合模式來優(yōu)化技術管理水平,滿足現(xiàn)代建筑施工質(zhì)量標準的需要。綜合管理是一項整體性的管理模式,需要工程單位協(xié)調(diào)好各個方面的工作。綜合模式的運用需要顧及到工程項目的各個方面:
1.技術監(jiān)督。在技術管理策略實施的同時,也需要做好監(jiān)督策略的設計安排,根據(jù)建筑施工的具體需要調(diào)整施工計劃。通過監(jiān)督的方式可以降低技術管理的難度,引導電氣工程的安裝結(jié)合施工標準
進行。在技術監(jiān)督過程中,我們可以及時更換落后的技術,優(yōu)化當前的施工項目管理,提高工程的技術水平。
2.技術協(xié)調(diào)。施工項目的技術管理具有聯(lián)系性,這是由于一個項目的完成是要靠各類不同技術才能達到要求的。在技術管理環(huán)節(jié),管理者要協(xié)調(diào)好不同技術的運用,讓這些不同的技術類別融合到一起才能實現(xiàn)技術創(chuàng)新改革。技術協(xié)調(diào)是技術管理的重點,能夠協(xié)調(diào)好各個項目的施工作業(yè)。
3.技術推廣。經(jīng)濟全球化的發(fā)展使得國內(nèi)建筑行業(yè)規(guī)模擴大的空間拓寬,國內(nèi)的建筑施工技術將會走向國外。因此,對施工技術進行推廣也是管理過程的一項內(nèi)容。工程領導者需要不斷更新專業(yè)技術,積極采用新的工藝、設備、材料,優(yōu)化建筑項目施工的效率,本國建筑單位還可以積極引進國外技術。
4.技術培訓。除了正常的技術管理外,對施工人員加強技術培訓也是建筑行業(yè)改革的需要。定期對施工人員實施專業(yè)技術培訓,提高他們在電氣方面的技術認識,可以為工程技術管理帶來很大的方便。 特別是對于電氣工程實施的管理,搞好對施工人員的技術培訓工作顯得格外重要。
結(jié)論
綜上所述,電氣工程是建筑工程中的一項重要分部工程,安裝質(zhì)量的好壞與廣大人民的工作、學習及生活息息相關。
參考文獻
關鍵詞:電機與拖動;實踐教學;課程設計
作者簡介:漆海霞(1969-),女,湖南醴陵人,華南農(nóng)業(yè)大學工程學院,高級工程師;鄒恩(1956-),女,湖南株洲人,華南農(nóng)業(yè)大學工程學院,教授。(廣東廣州510641)
基金項目:本文系華南農(nóng)業(yè)大學教改項目(項目編號:JG10065)、華南農(nóng)業(yè)大學教學成果獎培育項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)12-0105-02
“電機與拖動”課程是自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)核心必修課程,該課程具有很強的理論性與工程實踐性,是后續(xù)學習“自動控制原理”、“電力拖動控制系統(tǒng)”、“交直流調(diào)速系統(tǒng)”等課程的基礎。因此,在專業(yè)學習中,該課程具有很重要的地位。
由于本課程具有學時多、學分高、內(nèi)容和公式多、概念抽象等特點,使得大部分學生在課程學習中,感覺很枯燥很難學,提不起興趣。開展與課程配套的實踐教學,可以幫助學生理解和記憶課程基本內(nèi)容,掌握和熟練電機拖動特性,促進和提高課程學習效果,是課程教學的重要組成部分,是教學活動過程的關鍵性環(huán)節(jié)。
一、傳統(tǒng)“電機與拖動”實踐教學中存在的問題
華南農(nóng)業(yè)大學(以下簡稱“我?!保┳?001年農(nóng)電專業(yè)招生開始,新增的電氣專業(yè)、自動化專業(yè)、機制專業(yè)均開設了“電機與拖動”課程,在課程教學和實踐教學中,存在以下問題。
1.課程內(nèi)容多,但授課學時一直在壓縮
“電機與拖動”課程包括“電機學”及“電力拖動”兩大部分的內(nèi)容,電機學部分主要介紹各種電機的結(jié)構、運行原理、電磁關系、數(shù)學模型的建立、運行特性分析,該部分內(nèi)容偏向于電磁關系的分析和理論推導;電力拖動部分主要介紹各種電機應用中起動、制動、調(diào)速的方法和過程,偏向于分析各種運行情況下,機械特性的變化和特征。此外,課程還包括電力拖動系統(tǒng)動力學基礎知識,電機調(diào)速方式與負載特性的匹配,電動機的選擇。隨著近年來高校教學改革,以及專業(yè)培養(yǎng)計劃的調(diào)整,[1]課程學時一再壓縮,從118學時,減到80學時,從分上下冊兩個學期講授到只用一個學期講授,增加了學生學習的難度,由于周學時為5學時,如不及時復習和完成作業(yè),學習容易跟不上進度,往往導致失去課程學習的興趣和信心。
由于教學內(nèi)容多而授課學時少,導致存在教學內(nèi)容與實踐項目是否協(xié)調(diào)一致,實踐教學能否圍繞教學大綱開展,能否確保實踐教學效果的問題。
2.實踐方法單一,流于形式
本課程實踐環(huán)節(jié)長期以來沿襲傳統(tǒng)的基礎實驗和課程設計兩個環(huán)節(jié),但實踐的方法和手段上都比較單一、陳舊,實踐內(nèi)容不能與課程內(nèi)容緊密結(jié)合,使得實踐環(huán)節(jié)的設置流于形式,不能很好地促進教學效果。
基礎實驗以天煌DDSZ-1型電機與拖動實驗臺為基礎,完成各類型電機相關的特性實驗,通常學生是根據(jù)實驗指導書,依葫蘆畫瓢接線和調(diào)節(jié)特性,在2學時的實驗課上,對電機的負載力矩的產(chǎn)生原理和調(diào)節(jié)各參數(shù)的目的不求甚解,缺乏對實驗原理、實驗過程、實驗結(jié)果的思考和分析,不利于培養(yǎng)學生的積極性和創(chuàng)造性。[2]
課程設計是課程學習結(jié)束后進行的為期兩周的實踐活動,目的在于加深和鞏固課程主要知識,訓練學生解決工程實際問題的能力,培養(yǎng)學生具有獨立思考和動手的能力,提高其分析和解決問題能力。由于“電機與拖動”課程是在電路、電子課程之后開設的專業(yè)基礎課程,一般是在第四學期開設。此時很多專業(yè)課程還沒有開設,要實現(xiàn)電機的控制和特性調(diào)節(jié)還有一定的難度。因此,一段時間以來,課程設計內(nèi)容根據(jù)課程的難點展開,由于變壓器繞組、三相交流電機繞組部分的內(nèi)容非常抽象,通常在課程教學時對此部分內(nèi)容作簡單介紹,在課程設計實踐教學時,讓學生動手設計和繞制一個作品,以提高對課程難點的認識。但是變壓器繞制和交流電機的拆裝工作沒有很大的技術難度,工作量也不夠,重復單調(diào)的工作易使學生失去興趣,而且往往兩周的實踐實際上一周就得以完成。
因此,針對我校在“電機與拖動”課程實踐教學中存在的弊端,進行探索和改革嘗試,勢在必行。
二、“電機與拖動”課程改革
自動化專業(yè)是技術應用型專業(yè),因此,在課程內(nèi)容的安排上,應以理論知識應用為目標,突出理論知識的實踐性,實踐環(huán)節(jié)應突出課程的工程應用特點。本課題從以下幾個方面進行改革。
1.整合實踐教學內(nèi)容
(1)優(yōu)選基礎實驗內(nèi)容?;A實驗環(huán)節(jié)主要是驗證性實驗,整個教學中,需要驗證的理論和特性很多,可開出的實驗也很多。在基礎實驗的設置中,應該選擇與課程大綱要求聯(lián)系緊密、符合專業(yè)大綱對專業(yè)課程學習要求的教學內(nèi)容。
通過對課程內(nèi)容的分析,結(jié)合專業(yè)應用特點,筆者認為電機的結(jié)構、繞組展開、三相交流的電勢和磁勢等知識,理論性和推導過程太復雜,占用大量的學時,而對于非電機制造專業(yè)的自動化專業(yè)來說,今后這部分知識用得較少。在課程講授時,應對這些理論性太強的知識用比較少的學時作簡單介紹,通過繞線和嵌線工藝的學習,電機廠參觀實習,[3]增強學生對這部分內(nèi)容理解,將重點放在講授電機的數(shù)學模型和運行特性、機械特性,及電力拖動部分的應用性知識。基礎實驗項目的開展應以教學重點為中心。
(2)落實基礎實驗環(huán)節(jié)中綜合性、設計性實驗的開出。在該環(huán)節(jié)教師只提出實驗的目的、要求、注意事項等,實驗的方法和步驟由學生自己擬定,[4]但這部分實驗通常還是在實驗臺上完成。
(3)重構課程設計實踐項目,使課程設計緊扣課程核心內(nèi)容。經(jīng)過多年的教學實踐和不斷總結(jié),筆者認為本課程應以工程實踐應用為主,著重展開以電機運行特性和機械特性的調(diào)節(jié)和分析為重點的工程應用實例的課程設計。
因此,在原來的變壓器繞制、三相異步電動機的拆裝項目基礎上,增加了直流電動機的四象限運行,三相異步電動機的變頻調(diào)速,交流電動機起動、制動、調(diào)速電路設計等項目。
2.實踐項目選題措施
教學實踐項目實施中,驗證性、設計性基礎實驗是由教師統(tǒng)一組織完成;通常課程設計也是統(tǒng)一指定一個項目,整個專業(yè)同時進行一個項目,內(nèi)容非常單調(diào),學生不能自主選擇課題。將教師單一指定題目方法變成由學生自己選擇題目。學生可以根據(jù)自己理論學習的水平,結(jié)合自己的興趣和想法,選擇設計題目來實施。這體現(xiàn)了學生的學習主動性和可選擇性。
3.實踐項目實施方法
驗證性實驗課開出的實驗,要求學生遵循預習提交預習報告進行實驗和數(shù)據(jù)記錄整理數(shù)據(jù)和撰寫實驗報告的實驗步驟,進行有準備的實驗,提高實驗質(zhì)量。
課程設計項目實施步驟分設計和制作兩步走。學生根據(jù)自己的選題,按題目要求查閱技術資料,進行方案設計,繪制電路圖,進行相關的元器件的選擇。由于元器件型號零散、分類多,需要學生負責人組織將所有的元器件歸總、分類,再在可以器件通用的基礎上,盡量將器件型號統(tǒng)一并進行采購。這要比事先統(tǒng)一購置元器件然后分發(fā)給學生照電路圖制作,更能鍛煉學生的獨立思考問題、分析問題、解決問題等工程能力。
4.發(fā)揮指導老師作用
按照項目實施辦法,將更多的自交給了學生,相當一部分學生在設計環(huán)節(jié)會出現(xiàn)難以著手設計,制訂方案不合理的現(xiàn)象。為此在課程設計開始的第一周,要集中動員,詳細地向?qū)W生說明本課程設計的目的和要求,各小組方案確定后提交給指導老師由其進行點評、提出意見。
在整個課程設計環(huán)節(jié),教師應全程指導,充分發(fā)揮指導教師的作用,既要避免所有學生方案一致,學生缺乏主動性、能動性,又要在已有專業(yè)課的基礎上盡量啟發(fā)學生創(chuàng)新思考。
同時,注重教師技術能力提高,教師不但要有較全面的理論知識,還要有較豐富的實踐經(jīng)驗;教師要通過不斷地學習,了解本學科的前沿技術與發(fā)展動態(tài),[5]同時要參與科研,拓寬視野,并且組織專業(yè)老師進行一些相關技術培訓,如定期到有關工廠去鍛煉,與企業(yè)開展產(chǎn)學研合作。通過提高教師的工程實踐能力和科研能力,更好地指導學生實踐活動。
5.合理細分考核標準
實行多元化綜合考評制度,合理細分考核標準,科學、準確、客觀地評價學生的實踐成績。成績評定由課程設計期間表現(xiàn)、方案及作品制作、作品演示、課程設計報告四部分構成,分別占總成績的20%、30%、20%、30%。學生在實踐課程中,參與程度、出勤率、方案的合理性、作品制作的質(zhì)量、調(diào)試演示的結(jié)果、答辯時對問題的解答情況、設計報告的撰寫質(zhì)量,都將全面準確地反映學生在實踐環(huán)節(jié)的努力和成績。由于考核標準細化,學生在每一環(huán)節(jié)都認真對待,積極參與,充分調(diào)動了學生的參與實踐活動的積極性。
6.整理歸檔實踐資料
制訂統(tǒng)一的課程設計報告撰寫標準,分為:封面、目錄、題目、方案、電路圖、方案說明、元器件列表、調(diào)試及演示、運行特性分析、收獲與心得、小組分工、參考文獻。對于已完成的實踐環(huán)節(jié),建立統(tǒng)一的檔案管理,除了按班收取紙質(zhì)的報告外,還按班將所有電子報告收齊歸檔。評出1~2個好的作品予以保存。
7.增設綜合設計環(huán)節(jié)
經(jīng)過驗證實驗和課程設計兩個教學實踐環(huán)節(jié)的學習,學生對“電機與拖動”課程的核心內(nèi)容應有較深地理解,但對電機的控制技術和應用,還需要學習“電力拖動控制系統(tǒng)”、“電力電子技術”課程之后才能開展,因此,有必要在整個專業(yè)教學培養(yǎng)計劃中,增設“自動控制(運動控制)系統(tǒng)綜合設計”實踐課程,進一步加深學生對專業(yè)課程知識的融會貫通、理解和應用的能力。由于受設備、場地等諸多客觀因素的限制,[6]電力拖動綜合設計開展是很困難的。經(jīng)過教學研討,在綜合設計環(huán)節(jié),以直流電機為對象,以自動控制理論分析和設計為基礎,以MATLAB軟件為基礎平臺,構建直流電機雙閉環(huán)控制仿真系統(tǒng),實現(xiàn)對電機的仿真控制與性能調(diào)節(jié)。
三、結(jié)論
經(jīng)過一系列改革措施后,課程以工程應用為主,實踐教學以促進教學效果為目的,通過劃分教學重點和難點,整合教學和實驗內(nèi)容,教學實踐緊密結(jié)合教學大綱,實踐教學突出課程的技術特點;實踐性教學各環(huán)節(jié)的內(nèi)容設置上具有連貫性、階遞漸近性;實踐教學中,以學生為主體,發(fā)揮學生的主動性、積極性;實踐教學注重科學、合理的多元化管理方法,形成完善的課程實踐教學規(guī)范體系。
通過實踐證明,改革后的“電機與拖動”課程實踐教學,增強了實踐課程的學習效果,提高了學生的實際動手能力,并將理論與實際結(jié)合起來,提高學生的分析問題與解決問題的能力,進一步培養(yǎng)學生科學研究能力及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,為今后更好地服務社會打下堅實的基礎。
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關鍵詞:精品課程 特色 科研 建設
精品課程建設是教育部“質(zhì)量工程”的重要組成部分,是提高教學質(zhì)量的重大舉措[1]。課程是大學最活躍的元素,它對高等學校的發(fā)展具有舉足輕重的作用,是實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標的基本途徑,也是現(xiàn)代大學建設的核心要素與精華。因此,各高校都將精品課程建設作為工作的著力點。
按照對精品課程內(nèi)涵的描述,精品課程是指具有一流教師隊伍、一流教學內(nèi)容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理的示范性課程。但是在精品課程具體實施過程中如何實現(xiàn)上述要求則需要認真研究和探討。名校或重點大學建設一門精品課程,憑借其師資與資源優(yōu)勢達到以上幾個方面的一流要求并不難,有時甚至是水到渠成,而對于一般高校要達到這幾個方面的一流并非易事,尤其是對地方院校來說難度更大。因此,多數(shù)院校的精品課程建設,需要根據(jù)自身現(xiàn)狀統(tǒng)籌規(guī)劃,在某個方面創(chuàng)建一流或局部一流,若一味求全則勢必顧此失彼,收效甚微。依托本校與行業(yè)優(yōu)勢、地理環(huán)境、科研及學科現(xiàn)狀等凝練特色,以特色求生存、求發(fā)展,從師資、教學等方面進行提煉,提高教學質(zhì)量,提升同質(zhì)競爭力,即在突出“特色”與“質(zhì)量”上下工夫。
我校是一所快速發(fā)展中的、隸屬于國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的多科性的行業(yè)院校,學校以安全生產(chǎn)為第一服務方向,以安全科技為特色。自動化專業(yè)是我校重點建設專業(yè),該專業(yè)于2009年被批準為教育部特色專業(yè),自動控制原理課程建設由于特色專業(yè)優(yōu)勢而獲得了長足的發(fā)展。
該課程于2009年被批準為河北省精品課程。在課程建設中與行業(yè)以及學校的特點緊密結(jié)合,分析課程實際具備的條件,根據(jù)專業(yè)和學科背景、科研實力、行業(yè)特點,發(fā)現(xiàn)和培育可持續(xù)發(fā)展的生長點及課程特色。
自動控制原理是自動化專業(yè)的核心課程,有很強的工程應用背景,也是信息科學的重要組成部分,其發(fā)展涉及眾多的學科領域,對后續(xù)專業(yè)課程的學習起到橋梁與紐帶的作用,因此,該課程對專業(yè)的發(fā)展至關重要。我校自動控制原理課程建設體現(xiàn)學校和專業(yè)方向,以安全科技作為課程特色。課程依托學校的三個平臺:①自動化專業(yè)教學團隊和科研團隊,②省級實驗教學示范中心,③信息與控制技術研究所,在師資隊伍、科教研、教學模式、課程網(wǎng)站建設等方面進行了一些有益的探索與實踐。
1 課程建設的指導思想
根據(jù)時展、專業(yè)人才培養(yǎng)目標定位,優(yōu)化自動控制原理課程體系,構建一個科學、合理的知識架構。體現(xiàn)當代教育思想和新的教學理念,力圖融知識傳授與能力培養(yǎng)于一體,融教學與科研為一體,從課程內(nèi)容、師資隊伍、教學條件和教學方法等方面進行改革。根據(jù)課程現(xiàn)狀,確立具有自身特色的教學模式,以科研和學科建設引領課程建設,并樹立以人為本的教育教學觀。鑒于精品課程的最終用戶是學生,因此,以學生受益為課程建設的根本原則[2]。教師的科研工作以促進和服務于教學為目的,通過科研獲得教學改革的原動力,提高學術水平和為社會服務的能力??蒲惺墙虒W質(zhì)量的推進器,以科研促進教學,形成科研、教學的良性互動,是提高教學質(zhì)量的重要途徑。
2 師資隊伍建設與特色
建設一支特色鮮明、結(jié)構優(yōu)化、勤于教學的師資隊伍,是搞好精品課程建設的關鍵[3]。近年來,我校通過各種途徑引進高層次、高學歷的學科帶頭人,以教授、博士為核心形成了較強的專業(yè)學歷和科研優(yōu)勢。自動控制原理課程負責人由校級教學名師擔任,課程組教師是自動化專業(yè)教學團隊和科研團隊的主體,目前擁有多項前沿核心技術,具有為企業(yè)進行技術培訓和研制產(chǎn)品的實力。課程組現(xiàn)有教師16人,其中教授3人,副教授4人,博士后1人,博士3人,碩士10人。校級教學團隊和科研團隊為本課程的教學注入了活力,提供了資源支持,借助科教研成果促進課程建設,增強可持續(xù)發(fā)展的后勁。自動化專業(yè)以控制理論與控制工程、電力電子技術為學科建設方向,突出安全科技特色,以學科建設作為課程建設的重要支撐。課程組教師在電力電子學科方向積累了多年的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗,與多家企業(yè)建立了長期穩(wěn)定的合作關系,對凸顯和凝練專業(yè)和課程特色起到了積極的作用。
3 網(wǎng)站特色建設
由于精品課程建設及評估主要依托網(wǎng)站形式進行,進行因此本課程建設重點放在突出網(wǎng)站特色上。網(wǎng)站建設的宗旨是體現(xiàn)以人為本的教學理念,以實現(xiàn)網(wǎng)絡化教學為目標,將多種課程資源集成在網(wǎng)站的教學資源中,使學生可以從網(wǎng)上獲取課程學習的相關信息,方便學生的自主學習。本課程網(wǎng)站特色主要有如下7點:
(1)網(wǎng)站均由任課教師自行創(chuàng)作與設計,可以隨時根據(jù)教學需要更新網(wǎng)站內(nèi)容,使其與教學過程融為一體。
(2)網(wǎng)站界面友好、圖文并茂。采用了大量的優(yōu)質(zhì)圖片,構建清新自然,融藝術與人文思想于一體的獨特風格,使網(wǎng)頁內(nèi)容、形式活潑。
(3)知識涵蓋面廣,內(nèi)容與資源豐富,信息量大,反映創(chuàng)新型教學體系。網(wǎng)站突出實踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng),加強研究性學習環(huán)節(jié)。如設置網(wǎng)絡課堂教學、考研指導、提供學習方法、指導重點難點、習題與解答、課件教學視頻等。
(4)以考研為杠桿提升理論教學的深度與廣度,提煉考研試題精華并滲透到網(wǎng)站和面授課程教學之中,既提高學生的興趣,又使課程教學起到畫龍點睛的功效。
(5)共享名校精品課程資源,開闊視野,博學多聞。以海納百川之態(tài),使課程網(wǎng)站成為窗口,為學生提供一個廣闊的天空。網(wǎng)站鏈接了清華大學、北京航空航天大學、上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學等高校的自控原理精品課程,使學生領略到國家級精品課程的風采,并根據(jù)自己的需求廣泛獲取所需內(nèi)容,而不局限于本門課程之中。網(wǎng)站同時經(jīng)授權引進武漢理工大學高質(zhì)量的自動化專業(yè)概論多媒體課件,擴大網(wǎng)站陣容。
(6)在線答疑功能。在線答疑可以間接“傳道、授業(yè)、解惑”,解決學生學習過程中遇到的問題,因材施教,培養(yǎng)個性,增強效果。
(7)網(wǎng)絡課堂教學:提供各章節(jié)全方位教學指導,明確課程的重點、難點、知識點及相互聯(lián)系,同時通過典型例題指導課程學習。
4 教學改革、教材建設與教學方法
本課程的教學改革以科研和學科建設為切入點,以科研促進教學[4]。提出了理論教學―系統(tǒng)建模與仿真―實際系統(tǒng)開發(fā)的新型教學發(fā)展模式。構建立體化的教學環(huán)境,利用現(xiàn)代教學手段,整合網(wǎng)絡資源,提供直觀、生動、形象的教學內(nèi)容呈現(xiàn)方式。教師通過科研將科學新技術融入教學過程。
培育產(chǎn)學研一體化機制。編寫了《電子設計自動化技術實用教程》規(guī)劃教材,使學生掌握從計算機仿真、電子電路板制作到控制系統(tǒng)設計的全過程,切實提高學生的實踐動手能力。在理論教學與實際系統(tǒng)開發(fā)之間,以仿真技術作為橋梁,實現(xiàn)無縫過渡。由于能夠?qū)嶋H制作或參與教師科研的學生只能是少數(shù),利用仿真技術可以面向大眾,經(jīng)濟實用,更易于揭示課程的物理本質(zhì),是課堂教學的有效補充形式。
在教學過程中將科教研成果轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容,將先進的控制技術向課堂滲透,使教學內(nèi)容具有前沿性和時代感。由課程組教師承擔的河北省教研重點課題“應用型本科強化工程訓練提高學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐”,該項目通過建立新的課程體系以及新的實踐平臺,突出應用型本科學生的工程訓練。整合現(xiàn)有的實驗內(nèi)容,獨立開設為專業(yè)方向服務的工程訓練項目。該項目以模塊化的設計制作為主要方式,配有專門指導教師,從而保證工程訓練的效果。通過該項目的訓練,學生扎實掌握本專業(yè)控制系統(tǒng)設計方法,加強實踐動手能力,培養(yǎng)工程意識和創(chuàng)新能力。
自動化技術的發(fā)展表明傳統(tǒng)課程設置已經(jīng)不能適應時代要求,需要網(wǎng)絡、通信技術、信息技術多學科并舉。作為信息技術的代表―自動控制理論應被賦予時代內(nèi)容。近年來,課程教學組在控制理論課程教學體系和教學內(nèi)容的安排上,進行了多次改革與實踐,使學生通過課程教學真正掌握自動控制系統(tǒng)的基本概念、系統(tǒng)分析、設計的基本方法;掌握系統(tǒng)實驗技能;了解控制理論的發(fā)展前沿。如開設現(xiàn)場總線控制技術、控制系統(tǒng)Matlab仿真等課程,使學生掌握運用Matlab軟件進行控制系統(tǒng)輔助分析設計的方法,為專業(yè)課的學習和深造打下必要的理論基礎和基本技能。
本課程采用國家級優(yōu)質(zhì)精品教材:《自動控制原理》(胡壽松主編,第五版)。教學參考書:《現(xiàn)代控制工程》(緒方勝彥著);《現(xiàn)代控制系統(tǒng)》([美]Richard C.Dorf等著,謝紅衛(wèi)譯);《自動控制理論》(李友善主編)等。組織編寫了配套輔助教材《自動控制系統(tǒng)實驗實踐教程》(煤炭工業(yè)出版社)。2010年組織課程組教師編寫了《煤礦安全檢測技術與監(jiān)控系統(tǒng)》,并在我校電子、通信、自動化、安全專業(yè)作為教材使用。
教學方法的改革:積極采用多媒體教學手段,并與傳統(tǒng)的教學方式有機結(jié)合,優(yōu)勢互補,相得益彰。改革多媒體教學方式,把信息技術融入學科課程,從教學內(nèi)容到教學手段實現(xiàn)與學科課程的廣義“整合”;使信息技術與具體的課程內(nèi)容相融合。如自動控制原理、過程控制系統(tǒng)等課程的教學,充分利用Matlab或工業(yè)組態(tài)軟件的友好界面,使控制原理的根軌跡、頻率特性、過程控制系統(tǒng)的狀態(tài)可以具體測試,采集波形及參數(shù),有助于透過現(xiàn)象把握事物的本質(zhì),提高學科課程內(nèi)容的傳授力度。在課程教學中,構建一個開放的以學生為中心、以探索知識和發(fā)現(xiàn)知識為主要目標的教學環(huán)境,以利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。采用探究式教學法,形成適合自身特色的動態(tài)教學法。
信息時代的大學教育,教師和學生的地位已經(jīng)發(fā)生了本質(zhì)變化。教師不再被認為是知識的唯一擁有者和傳授者。網(wǎng)絡通信和多媒體技術形成海量信息資源的全球環(huán)境,使學生獲取新知識的渠道更加廣泛、迅速,可以與教師同步接受新知識,這就從客觀上要求教師轉(zhuǎn)變教育觀念,更新教育思想,掌握各種信息技術,與時俱進,方能在新時期的教學中游刃有余。因材施教,采用討論的形式,開展研究性學習。在授課過程中傳授思維方法、課程及學科研究問題的方法,注重問題的提出以及解決的主要途徑,即“授之以漁”。理論聯(lián)系實際、融知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體,營造和諧的教學氛圍和文化環(huán)境。
5 以科研促進課程建設
教師從事科研的最終目的是進行教學改革和服務社會,將科研實踐反作用于教學過程,再把新的控制理論和新思想運用于實踐,如此螺旋式地向前發(fā)展,獲得課程教學改革的動力源泉,使教師真正擁有“一桶活水”,在自動化學科課程教學中左右逢源。
本課程利用信息與控制技術研究所為科研實踐平臺,該研究所是由自動化專業(yè)教師組成的校級科研單位。目前致力于開展具有行業(yè)特色的科研項目和產(chǎn)品研發(fā)工作,如工礦軌道機車牽引傳動及其控制、礦井高壓電機提升變流器及其控制、井下防爆蓄電池智能充電設備、礦用高壓電機參數(shù)辨識及無速度傳感器矢量控制、礦井瓦斯涌出量檢測與智能預警系統(tǒng)等項研究,以彰顯專業(yè)和精品課程的安全科技特色。
信息與控制技術研究所的不斷發(fā)展將積極促進學科建設,為本科生畢業(yè)設計提供支撐平臺,提高教師和本科學生的科研水平,促進產(chǎn)、學、研一體化的進程。
本課程組教師擁有多項前沿核心技術,具有為企業(yè)研發(fā)項目和產(chǎn)品的實力。2007年,與華北電網(wǎng)北京新鴻信科技有限公司聯(lián)合開發(fā)項目:MW級風力發(fā)電機組DC/AC變流器主電路的研制。2008年,與同煤集團聯(lián)合開發(fā)研制采煤機牽引變頻器及電控系統(tǒng)維護檢修平臺。2009年,為中國海洋油田服務股份公司研制海洋油田FET-1機械節(jié)功能模擬測試儀。2010年,為中海油田服務股份有限公司研制海洋油田FET-1型井下交流電機控制系統(tǒng),該產(chǎn)品已走出國門,銷往利比里亞、緬甸等國家。2010年,為中海油田服務股份有限公司研制測井馬達電機供電電源,該產(chǎn)品已出口到東南亞、中東、非洲等地區(qū)。
2010年,與外企(日本)松下電工有限公司合作,研發(fā)NCT8000功能測試系統(tǒng)。
科研項目的開展為申報“卓越工程師”培養(yǎng)奠定了基礎和后盾,并通過雙贏策略實現(xiàn)校企合作的可持續(xù)發(fā)展。研究所以科研課題為依托,與行業(yè)內(nèi)多家知名企業(yè)建立了密切合作關系,將科研成果服務于企業(yè),取得了一系列擁有自主知識產(chǎn)權的科研成果。建立學校在企業(yè)的實踐基地,為學生面向企業(yè)實現(xiàn)就業(yè)創(chuàng)造條件。通過科研促進學科建設,提高教師和本科學生的科研水平。
在研究所項目研發(fā)過程中,每個項目都吸收本科生積極參與,并以小課題形式制作了各種裝置,如:小功率交流電機變頻調(diào)速器的研制、多路開關電源的研制、異步電機輸出變量觀測器的研制、礦用鉛酸蓄電池組狀態(tài)檢測及管理系統(tǒng)的研制等。本科生對科研興趣濃厚,通過參與科研開闊視野,實踐動手能力大幅度提高,強化了工程創(chuàng)新能力,激發(fā)了學生的求知欲和興趣,加深了對課堂理論知識的理解。既支持了科研工作,又使學生獲得了理論聯(lián)系實際的機會。實踐證明,學生在參與科研項目的過程中,科研能力、適應市場、熟悉企業(yè)、團隊協(xié)作等綜合素質(zhì)得到全面提高,并在各類創(chuàng)新競賽中取得良好的成績。通過與企業(yè)的技術合作,一些企業(yè)通過研究所招聘畢業(yè)生,為學生就業(yè)開辟了新的途徑。
6 結(jié)束語
精品課程建設是一個復雜的系統(tǒng)工程,涉及師資、學科建設、科研、教學內(nèi)容、教學改革、課程網(wǎng)站建設等多方面,而特色建設是搞活精品課程建設的關鍵。特色賦予精品課程生機與活力,使課程具有可持續(xù)發(fā)展的生命力,而學科和科研優(yōu)勢是特色形成的后盾。因此,凸顯特色可以大大縮短精品課程建設周期,提高建設效率。
參考文獻
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