時間:2023-06-01 09:30:38
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電氣工程設計課程,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:虛擬仿真技術;電氣工程類專業;應用
0引言
在電氣工程類專業中運用虛擬仿真技術,不僅可以讓學生全面詳細了解電力工程的運行以及相關的專業知識,同時還能保證師生的安全[1]。筆者結合自身的工作經驗,就虛擬仿真技術在電氣工程類專業中的應用談一談自己的看法。
1虛擬仿真技術在電氣工程類專業中應用的重要意義
1.1實現資源的有效共享
虛擬仿真技術是一項基于互聯網基礎上的信息技術,在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術,可以為學生在任何地點和任何時間進行實驗提供相應的條件。與此同時,在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術,還可以開放優秀的實驗教學資源,給社區、企業以及兄弟院校等提供教學服務,從而實現資源的有效共享。
1.2實現不可逆以及不可及過程
電氣工程類專業的實驗教學面臨著強電的威脅,很多實驗必須要在極端或者高危的環境下才能完成,操作過程也是不可及或者不可逆的,對學生相關技能的訓練需要高消耗和高成本,不僅危險而且能夠被學生掌握和吸收的知識和技能少之又少。但是如果在電氣類專業教學中運用虛擬仿真技術,就可以有效改觀這一局面,虛擬仿真技術可以為電氣工程類專業教學提供經濟、安全、可靠的實驗手段,既能消除強電威脅,又能促進學生把握和吸收相關專業知識。譬如,在高電壓虛擬仿真實驗當中,學生可以近距離觀察高壓放電的情景,還可以反復觀看[2]。
1.3教學環節更加靈活
在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術,學生可以按照自己的學習能力和學習需求靈活選擇實驗內容。同時,學生還可以隨著學習進度的變化回顧以前的學習內容,或者跨越教學層次進行提升。在這種虛擬化的教學情境之中,學生真正掌握了學習的自,不僅得到更多創新實踐和接觸專業實驗的機會,學習興趣和學習積極性也得到有效的提升。教學環節更具有靈活性,學生可以充分展現自己的才華。
2虛擬仿真技術在電氣工程類專業中應用策略
2.1轉變傳統教學思想,建立科學的教學目標
電氣工程類專業教師還要在此基礎上建立科學的教學目標,科學合理的教學目標能夠讓教學取得事半功倍的效果[3]。由于學生在興趣愛好、學習進度以及專業方向上等各個方面存在一定的差異,所以在學習過程中就需要不同的學習和實驗平臺,同時,這些平臺之間必須要有較強的聯系。尤其當教學資源出現學科交叉的時候,老師要按照系統構建、綜合設計、理論應用三個層次構建虛擬實驗教學平臺,將虛擬仿真技術的優勢充分發揮出來。例如,電氣工程類專業老師可以從基礎課程實驗、綜合實驗和生產練習這三個方面制定實驗教學綜合培養計劃。基礎課程實驗主要包括專業的課程實驗和工程設計基礎訓練;綜合實驗主要包括課程設計和工程設計綜合訓練;生產實習主要有畢業設計和創新設計訓練。
2.2構建互通互融教學理念,完善課程教學體系
在電氣工程類專業中運用虛擬仿真技術,可以給老師的教學以及學生的學習提供安全的環境和可靠的保障。其課程教學體系可以細分為專業基礎課程實驗、工程設計基礎以及專業課程實驗。其中,專業基礎課程實驗還可以細分為專業基礎實驗和專業綜合實驗,專業課程實驗可以細分為綜合實驗和課程設計。老師需要根據教學目的和教學要求設計教學平臺的教學資源,在資源當中有效貫穿課程內容。同時,要以培養學生應用能力為目標建立教學層次,利用橫向連接的方式將不同平臺的教學資源有效結合起來。在注重因材施教、專業培養的同時要保證教學平臺之間互通互融,同時還要保證教學層次之間呈現出一個相互補充的狀態。在當前的教育形勢下,電氣工程類專業的老師要敢于打破學科專業的界限,建立一體化的教學理念,在此基礎上實現資源的有效共享和創新型人才的培養。
2.3以教學環節為導向,創建合理的實驗教學平臺
第一,創新與實踐訓練平臺。針對電氣工程類專業的教學特色,利用虛擬仿真技術結合“新型傳感器”、“工業自動化”、“機器人”、“航空航天”、“智能電網”等專業領域的先進技術建立虛擬化的仿真系統,從而加強學生對有關學科先進成果以及專業知識的理解。第二,專業綜合實驗教學平臺。該實驗平臺主要包括工程設計綜合訓練、綜合實驗、課程設計等集中的教學環節。利用虛擬仿真技術構建專業綜合實驗教學平臺,一切的不可能都會變成可能。虛擬仿真技術可以給學生創建一個近似真實的虛擬環境,從而實現對學生實踐技能的訓練,也能有效實現生產現場和實驗室的無縫對接。第三,基礎實驗教學平臺。創建該平臺主要是為了進行基礎知識教學,通過仿真技術對一些技術原理以及基礎科學進行驗證,讓學生能夠全面掌握基礎知識和相關技能。除此之外,虛擬仿真技術能夠打破時間和空間的限制,學生可以隨時隨地開展實驗,從而培養學生解決問題的能力和獨立思考的能力。
3結論
在電氣工程類專業中應用虛擬仿真技術,可以實現資源的有效共享,讓教學環節變得更加靈活,同時還能讓一些不可能的實驗轉化為可能實現的實驗。電氣工程類專業教師要重視虛擬仿真技術,首先要轉變傳統教學思想,建立科學的教學目標,其次要構建互通互融教學理念,完善課程教學體系,最后要以教學環節為導向,創建合理的實驗教學平臺,將虛擬仿真技術的價值和功能最大限度發揮出來。
參考文獻
[1]黃文力,苗滿香.電氣工程及其自動化專業課程體系的改革[J].鄭州航空工業管理學院學報(社會科學版).2011(04):32-33.
根據高職建筑電氣工程技術專業主要就業崗位的職業能力要求,提出基礎能力、調試驗證能力、工程能力、職業頂崗能力的四步“工程能力進階”實踐教學培養模式。通過分析“工程能力進階”的實踐教學模式特點,探討“工程能力進階”實踐教學模式的實施:“工程能力進階”實踐教學目標制定,“工程能力進階”課程體系構建,“工程能力進階”實訓基地建設,“工程能力進階”實踐教學文件制定,“工程能力進階”實踐教學師資隊伍建設,“工程能力進階”的實踐教學組織,以期為高職同類專業創新實踐教學提供參考。
關鍵詞:
建筑電氣工程技術;實踐教學;工程能力進階
高等職業教育的核心工作是培養學生的職業能力,而實踐教學則是職業能力培養的重要手段。科學地設計和開展實踐教學,對培養學生的實踐能力和創新精神具有重要作用。對隸屬于高職高專工程類范疇的建筑電氣工程技術專業的學生而言,培養其實踐技能尤為重要,實踐技能的培養要尊重學習規律,采用循序漸進的方式。基于此,本文提出基于“工程能力進階”的實踐教學模式,以提高學生的工程實踐能力和綜合素質。
一、“工程能力進階”的實踐教學模式特點
目前,在我國高職教育領域,工程類專業較多采用了“分項能力培養+綜合能力培養+頂崗實習”這種傳統的實踐教學模式。通過研究和實踐,傳統實踐教學模式在實際教學中存在三方面問題:第一,對實踐教學的理解存在偏差,仍有許多高職院校把實踐教學視為培養學生技能的手段,忽略了實踐教學在學生知識、素質培養方面的作用,影響了實踐教學功能和作用的發揮;第二,由于教學水平和實踐條件差異化,部分院校往往弱化了綜合能力培養階段的教學,甚至將綜合能力培養階段與頂崗實習培養階段混為一談,并將其移交實習企業代為實施,導致教學質量不高;第三,傳統實踐教學模式適用于各種職業教育類型,無法體現中等職業教育和高等職業教育各自的特點。針對上述傳統實踐教學存在的問題,結合工程類專業的特點,對“分項能力培養+綜合能力培養+頂崗實習”模式的實踐教學進行創新和優化,提出包含“基礎能力+調試驗證能力+工程能力+職業頂崗能力”四步的“工程能力進階”實踐教學模式。這是從工程類專業的實際教學要求出發做出的改變,與傳統實踐教學模式相比,實踐教學內容和模式將以行業企業要求的職業能力標準為依據,做到校企雙方直接接軌,其中,調試驗證能力階段強調專業技術點的知識運用與實踐能力相互融合和相互作用;工程能力階段強調實際工程訓練過程中的團隊合作和角色分配。因此,四步“工程能力進階”有利于實踐教學的分類組織和實施,有利于實踐與知識的相互作用,有利于高職學生的個性發展,更加符合高等職業教育的教育要求。
二、“工程能力進階”的實踐教學模式實施
(一)“工程能力進階”實踐教學目標的制定
實踐教學目標的制定,既應有行業、企業用人單位或部門的專家與教育部門研究人員參與,也要有學校教學管理人員和任課教師的參加,前者提供與專業相應的技術應用能力標準、職業素質結構與職業技能的要求,后者既是制定目標的參與者,又是目標的實施者。高職教育實踐教學目標是圍繞實際崗位職業技能而制定的具體要求,應以產業需求為依據,以學生就業為目的,培養學生從事某一行業的職業素質和能力。因此,實施“工程能力進階”實踐教學首先也應以建筑電氣工程技術專業實踐教學為研究對象,通過對相關行業企業進行調研,對建筑電氣工程技術專業職業領域職業崗位的生產活動進行分析,歸納提煉本崗位職業活動的能力要求,分析和歸類能力構成,同時兼顧職業能力進階培養、技術能力培養及職業素質培養,形成建筑電氣工程技術專業的核心技能體系。通過分析建筑電氣工程技術專業技能體系要求,按照能力培養進程規律將技能體系序化為“基礎能力、調試驗證能力、工程能力、職業頂崗能力”。基礎能力包括電工工具和儀表基本操作能力、計算機基本操作和應用能力、建筑識圖與制圖能力、建筑電氣工程圖的識讀及繪制能力;調試驗證能力包括建筑設備電氣控制系統的調試、電氣消防系統調試、建筑弱電系統調試;工程能力包括智能建筑供配電與照明工程設計與施工能力、電氣消防工程設計與施工能力、建筑弱電工程設計與施工能力、建筑電氣設備安裝工程施工組織與管理能力、建筑電氣工程造價與招投標能力;職業頂崗能力包括綜合職業能力、創業能力。
(二)“工程能力進階”的課程體系構建
根據建筑電氣工程技術專業職業能力序化結果,構建符合“工程能力進階”要求并進行能力訓練的專業課程體系。基礎能力培養專業課程包括建筑構造與識圖、計算機輔助設計、電工電子技術;調試驗證能力培養專業課程包括建筑電氣控制技術、可編程控制技術及應用、電氣消防技術和建筑弱電系統;工程能力培養專業課程包括建筑供配電與照明、建筑電氣施工技術、建筑電氣施工組織與管理、建筑電氣工程計價和建筑電氣工程設計;頂崗能力主要通過頂崗實習進行培養。同時,在“工程能力進階”的課程中相應序化基礎能力實訓項目、調試驗證實訓項目、工程能力實訓項目和頂崗能力訓練項目。
(三)“工程能力進階”實訓基地建設
根據基礎能力實訓項目、調試驗證實訓項目、工程能力實訓項目、頂崗能力訓練項目規劃專業校內、外實訓基地。校內基礎能力訓練實訓室包括電工電子實驗室、電氣基本技能實訓室;調試驗證能力訓練實訓室包括電氣設備安裝調試實訓室、電氣控制技術實訓室、電氣消防實訓室、建筑弱電系統實訓室;工程能力訓練實訓室包括建筑電氣施工實訓室、建筑電氣設備安裝工程施工管理實訓室、建筑電氣工程計價實訓室。職業頂崗能力主要通過具有生產實踐性、頂崗實習性、技術服務性的校外實訓基地得以培養。
(四)“工程能力進階”實踐教學文件的制定
在“工程能力進階”校內、外實訓基地的基礎上,根據相應階段的能力訓練要求制訂實踐教學文件。實踐教學文件包括實訓項目單、實訓項目報告和實訓項目卡。實訓項目單是指學生完成某一實訓項目的任務單,內容包括實訓目的、方法、步驟,要求達到的標準及所需的儀器、設備、工具、材料等,學生據此可進行單獨的學習和訓練。實訓項目報告是學生實訓項目完成后需交出的規范化報告,這是教師對學生進能力測評(如分析、思考)的基本依據,并最終給出學生完成該項目實訓的考核成績(評價)。實訓項目卡主要用于教學管理、實訓室教學安排和指導教師實訓指南,內容包括實訓對象、地點、條件(場地、儀器設備)、耗材、經費、指導教師數及指導要求和安全方面的要求。
(五)“工程能力進階”實踐教學師資隊伍建設
師資的培養是實踐教學的基礎性工程,只有建設一支實訓指導教師隊伍,才能很好地實施“工程能力進階”實踐教學方案,保證實踐教學質量。因此,高職院校應注重引進具有實踐經驗的企業技術人員,與校內教師形成互助組,提高自身專業知識的同時,向校內教師傳授實踐經驗,從而建設一支“雙師型”實踐教學教師隊伍。
(六)“工程能力進階”的實踐教學組織
“工程能力進階”實踐教學組織,教師角色從“教師”變為“導師”,從“授”轉變成“導”,即進行引導、指導和教導。首先,學生按照任務要求,以小組、分工合作等形式進行工作任務的解讀;然后,查找技術規范和圖紙資料,制定工作方案;最后,領取工具和器材并完成訓練任務。在教學中,要求學生充分利用教材、網絡、實訓設備、專業規范等各種教學資源完成項目任務,掌握任務中的基本知識,訓練相應職業技能;最終的學習成果包括各項技術圖紙、各項施工技術方案文本、施工組織和管理文本、質量目標、成本控制、安全管理措施、項目驗收報告等文本及工程的施工現場和調試成果。學生在“工程能力進階”的實踐學習環境中,個性定制和規劃自己的職業興趣和方向,選擇性地定位自己在任務中的角色,如團隊的組織者、設計師、造價員、施工技術員、施工監理、甲方驗收代表等,實現職業崗位的能力訓練。此外,實踐教學組織適應終身教育的發展趨勢,實踐教學過程更加注重對學生解決實際問題的能力、社交能力、合作能力、創業能力、適應能力的培養,在保證專業適應性的基礎上,兼顧學生未來崗位轉換和終身教育的需要。
三、結語
隨著社會經濟的迅速發展,經濟結構的不斷調整及產業結構的不斷優化升級,社會對技能型人才的需求也在不斷變化,基于“工程能力進階”的實踐教學也必須是動態發展的,跟隨社會對崗位技能的需求,與時俱進地優化課程體系及實訓項目,以培養出滿足社會需要的高素質技能型專門人才。
作者:王玲 單位:廣東建設職業技術學院機電工程系
參考文獻
關鍵詞:卓越電氣工程師;多元化多層次;實踐教學體系
作者簡介:胡曉倩(1977-),女,四川綿陽人,重慶理工大學電子信息與自動化學院,講師;張蓮(1967-),女,重慶人,重慶理工大學電子信息與自動化學院,教授。(重慶 400054)
基金項目:本文系重慶市高等教育教學改革重大項目“電氣信息類工程應用型人才培養模式的研究與實踐”(項目編號:101102)、重慶市2010年人才培養模式與創新實驗區“‘寬口徑、大工程’觀下的電氣信息類應用型人才培養模式創新實驗區”、重慶理工大學高等教育教學改革研究項目(項目編號:2012026)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)20-0010-03
電氣工程專業專業面寬、適應性強,要求學生既具有電氣工程方面的專業知識和技能,又有自動化、信息技術的基礎知識和基本技能,具備解決既有強電又有弱電的寬口徑專業問題的能力。因此,電氣工程專業的畢業生除了需要有扎實的理論基礎外,還必須有很強的工程實踐能力。為提高學生的工程實踐能力,滿足人才培養的多元化需求,重慶理工大學積極響應并實施教育部提出的“卓越工程師教育培養計劃”。電氣工程及其自動化作為首個試點專業,已經從2010年9月開始具體實施。目前,經過幾年的探索與實踐,以面向電力企業為主,已經全面構建了具有本校特色的“2+1+1”的卓越電氣工程師人才培養模式,并針對卓越工程師培養的核心與本質——工程實踐與創新能力建立了創新的多元化多層次的開放的實踐教學體系,取得了良好的人才培養效果。
一、卓越電氣工程師的培養目標
為了適應我國電力及相關工業的快速發展,進一步滿足國家、行業對電氣領域高級工程人才的需求,要求卓越電氣工程師不僅掌握電氣工程、自動化、電子與計算機技術應用等領域堅實的基礎理論、系統的專門知識及基本技能,而且是能在以上領域從事工程設計與技術開發、系統運行維護、科學研究、生產組織和管理等方面工作的高級工程技術人才和管理人才。最終目標是培養其具有良好的人文素養、團隊協作能力、突出的工程創新能力和社會責任感、開闊的國際視野和跨文化交流能力。
二、總體思路與方案
教育部“卓越計劃”強調三個特點:一是行業企業深度參與培養過程;二是學校按通用國際標準和行業標準培養工程人才;三是強化培養學生的工程能力和創新能力。實踐教學體系改革必須以社會需求為導向,以實際工程為背景,以工程技術為主線,以工程能力培養為核心,著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐與創新能力。因此,整個改革必須圍繞以下總體思路進行:
(1)教育和社會是緊密聯系的,人文素質在高校理工科學生的成長成才過程中也具有非常積極的作用,工程實踐應和人文社會實踐相結合,使學生在社會與工程實踐的過程中了解社會、適應社會,學會做人、做事,具備多方面的綜合素質與團隊協作能力。卓越電氣工程師之所以“卓越”,除了其專業知識更豐富、工程實踐能力更強外,關鍵在于其具有更高的綜合素質。
(2)卓越電氣工程師必須具備本專業核心知識和能力,即掌握電力能源的產生、傳輸、變換、調控和使用所需的系統運行的基礎理論和專門知識,熟悉相關的國家、國際技術標準及行業法規,具有優秀的進行電氣工程與自動化領域的研發、設計、制造、運行與管理的能力。
(3)在實踐的內容上一方面要強調綜合性、設計性與實用性,加強學生分析問題、解決問題的能力;另一方面要以就業和市場為導向,人才培養緊密對接社會需求,并要體現當前電力技術發展的最新趨勢。在實踐的形式上,推行全面工程教育,以多層次、多元化為主要特征,并強調與企業工程實踐鍛煉相結合、產學研相結合。[1,2]
(4)建立開放式、自主式的實踐教學模式,以學生為中心,注重學生創新意識、創新能力與自我學習能力的培養。
目前,重慶理工大學卓越電氣工程師的具體實施方案為:已經與重慶市電力公司、重慶市電科院、重慶萬州水利電力集團、重慶水輪機有限公司、長壽獅子灘發電集團等重慶電力行業的龍頭企業和研究院所建立了產學研合作平臺,實行聯合培養。每年從大二學生中公開選拔20名優秀學生參與卓越工程師計劃,每名參與學生都能在合作企業中有具體實踐崗位,時間累計不少于1學年,所獲得的學分數不得少于28個學分。實施手段采用學校導師和企業導師的“雙導師制”,即四位學生組成一個項目組,每組都指派一名學校導師,并聘請一名電力行業有豐富理論與實踐經驗的高級工程技術人員作為企業導師,共同負責學生培養的全過程。
三、開放、創新的實踐教學體系
在培養模式方面,根據重慶理工大學電氣工程專業實際情況,按照工程創新型模式培養,強調基礎扎實、視野寬廣、電氣與自動化、計算機學科交叉,注重工程實踐與創新研究能力,尤其注重設計和動手能力。為此,從品行、知識、能力多個維度將人才培養目標進一步細化,構建了“工程創新型的卓越電氣工程師實踐教學體系”,從整體層次上包含了人文素質實踐、自然科學實踐、工程能力實踐、創新研究實踐四大類(見圖1),每一類都包含多元化的實踐方法與手段,并針對工程能力的培養實行多元化的考核方式。[3]
1.人文素質實踐
人文教育培養高校學生具有正確的人生觀、價值觀、高度的社會責任感,并能激發學生的多維思維能力,提高綜合素質,在整個高等教育中具有重要的基礎地位。因此學校強化了學生在社會科學、文學藝術等方面的實踐,主要由入學教育、軍訓、社團活動(包括學術類、公益類、藝術類、體育類)、社會實踐、公益勞動、就業教育等組成。各種類型的人文素質實踐培養學生具備良好的生活與學習習慣、熱愛祖國和遵守紀律的觀念、堅強的意志與集體意識、多方面的知識和技能、提高人際交往與適應社會的能力、培養勞動觀念、增強社會責任感,并樹立正確的職業觀和擇業觀。
2.自然科學實踐
自然科學實踐由大學物理實驗等課程實驗組成,對提高理工科學生的綜合素質和創新能力的培養具有獨特的基礎性和無可替代性作用。針對工程實踐能力的培養,學校在傳統的大學物理實驗基礎上進行改革。一方面在傳統的基礎性實驗、驗證性實驗基礎上增加了設計型實驗與綜合性實驗。另一方面強調面向各應用型專業,將實驗整合為三個層次,包括:
(1)基礎型物理實驗,要求學生掌握物理實驗的基本方法、儀器與操作。
(2)面向電氣信息類專業的綜合物理實驗,讓傳統的大學物理實驗與電氣工程專業接軌,夯實專業基礎。
(3)開放式的創新設計物理實驗為選的卓越計劃參與學生提供研究設計與制作型實驗,激發創新意識。通過以上分層次、系統的科學實驗能力培養使學生掌握進行科學實驗的基本知識、方法和技巧,并培養學生敏銳的觀察力和嚴謹的思維能力,使學生的學習理論聯系實際,并為今后在電氣工程及相關領域的理論和實踐學習打下深厚的數學、物理基礎。
3.工程能力實踐
工程能力實踐由機械類、電氣信息類和電氣工程專業課程實驗及電氣控制應用設計、電氣工程綜合設計、生產實習、在崗實習、畢業設計等組成。[4,5]根據工程能力培養的要求,以實際的工程設計、研發能力訓練為核心與主線,重新整合、統一規劃和系統化,構建了多層次的“2+1+1”工程能力實踐體系,如圖2所示。它由“專業基礎訓練一專業綜合訓練—綜合工程能力訓練”三個層面構成,產學研結合,循序漸進地實現對學生由淺入深、系統的、多層次、全方位的工程實踐能力的培養。[4,5]
專業基礎訓練層(“2”:大一、大二學年,校內培養)。通過機械類、電氣信息類基礎課程實驗以及基礎實訓,包括工程制圖、機械制造基礎訓練、電工電子技能訓練、電路電子基礎實驗、微機原理及應用實驗、電子技術應用設計等,使學生完整地掌握本專業基本工程技能與實踐能力,并強化計算機應用部分,在相應的實踐課程中要求學生熟練掌握常見的工程制圖與電子設計軟件,如Autocad、Protel、Protus等。
專業綜合訓練層(“1”:大三學年,學校、企業聯合培養)。第一階段,以電氣測試技術、自動控制原理、電機學及電力電子技術課程實驗為核心,一方面使學生直接接觸實際的測試、控制的、元件與系統,在傳感器、電機、電力電子器件等方面得到具體的感性認識與初步訓練;另一方面,培養學生計算機輔助設計的能力,例如要求學生熟練掌握基于MATLAB、Labview的控制、信號處理的建模與仿真。第二階段,在電氣工程專業課教學階段,單獨開設電氣工程綜合實驗課,并結合電力企業生產實習,使學生掌握電氣工程領域的相關識圖方法、繪圖、接線、調試、檢修和維護等基本知識。并在重要的專業課程,如電力工程、高電壓工程等課程中積極開展各種形式的雙語教學,培養學生外語運用能力,提高學生綜合素質。第三階段,電氣工程專業課程學習結束后,在專業及企業導師的共同指導下,以電氣控制技術應用設計與電氣工程綜合設計環節為主,設計內容面向企業實際工程問題,引導學生把原理分析與工程設計結合,提高綜合應用能力;并要求學生掌握常用的電氣工程分析與設計軟件,如PSASP、Saber、Ansoft等,為畢業設計與企業工程實踐打下堅固的基礎。
綜合工程能力訓練層(“1”:大四學年,企業實踐)。參與學生實際進入合作電力企業進行為期一年的企業員工式實踐,掌握實際電力企業應用項目設計、開發與管理的方法和技能。
(1)第一階段:通過在崗實習深入電力企業進行企業文化與規章制度教育、生產技能培訓等實踐,使學生熟悉企業環境和企業文化,了解電力產業人才需求及產業動向,掌握最新的國家及國際行業標準。
(2)第二階段:參與企業生產實踐,熟悉電力企業實際生產過程、項目開發過程和開發管理規程,能夠獨立閱讀及掌握最新國外設備的英文技術文檔,培養學生靈活運用電氣工程專業知識與實際工程規范、團隊協作、競爭與合作的能力,具備電力企業工作的技術及能力。
(3)第三階段:通過畢業設計對學生進行綜合工程能力訓練。設計內容與工程實際接軌,由電力企業提供設計所需現場數據、技術,使用與工程設計一致的研發設備,使學生接觸電力行業的前沿科技與最新設備。采取項目驅動制設計方式,在企業導師的指導下,以項目組的方式完成一個企業實際產品由構思、分析、設計、實現到交付的完整過程。培養學生不僅從技術的角度去解決問題,還必須從產品和市場的角度,包括成本、性能要求和開發周期等綜合因素考慮實際工程問題,拓寬工程領域基礎和口徑,在較高的層次上培養學生進行產品開發設計、技術改造的能力。
4.創新研究實踐
深化和完善卓越計劃參與學生的專業理論知識技能體系,提高專業知識的深度和廣度,培養其具有獨立的科學研究工作能力及自主學習及創新能力。
(1)積極開展如全國大學生電子設計大賽、全國“挑戰杯”科技競賽、數學建模大賽和學校組織的各類科技競賽、科技興趣小組等課外科技活動與創新實踐,給卓越計劃參與學生提供良好的學習、設計和研究環境,拓寬專業知識面與研究方向。
(2)參與教師科研,培養學生獨立的思維和科學的方法和對未知領域進行科學探索的能力,并引導學生根據自己的興趣與特長,獨立自主地開展科研活動。
(3)借鑒研究生培養模式,幫助學生將自己設計、研究的產品及新方法、新思路轉化為公開發表的科研論文及專利申請,使有進一步深造需求的學生的培養模式從工程創新型轉變為技術科學型,滿足人才培養的多元化需求。
(4)創業實踐,培養學生的創業意識與能力。當學生經過完整的項目開發訓練,并且條件許可時,鼓勵學生針對電力市場需求進行自主創新,開發滿足市場需要的新產品;將實踐成果推向市場,了解國家在微型企業創辦、專利轉讓等方面的相應政策與法規,培養經營管理、市場營銷的能力。
四、強調工程能力的多元化考核方式
考核從注重“考核結果”向注重“實踐過程”與“工程能力”轉變,采取以個性化和制度激勵為特點的管理模式,激發學生的學習主動性與自覺性,提高學生的研究能力和工程實踐能力。改革傳統的實踐環節以提交書面報告為主的考核方式,實施復合式考核,針對不同的實踐項目要求學生提交實習體會、調研報告、工程分析報告、技術革新建議、科研報告或論文,或者提交產品設計、工程規劃設計、工程項目實施方案、實際設計產品以及其他物化成果,此外,考核結果需要參考學生在實踐環節進行過程中的組織與團隊協作能力。在電氣綜合設計與畢業設計論文的評審答辯中,引入校外企業專家評審機制,按一定權重綜合電力企業專家與雙導師評審及答辯的評分結果作為最終成績,以促進畢業設計與工程應用需求的全面對接。
五、結束語
針對卓越電氣工程師的工程能力培養要求,通過構建包括人文素質實踐、自然科學實踐、工程能力實踐、創新研究實踐的立體化實踐教學體系,使每一位卓越計劃參與學生得到了全方位、個性化、多層次、多元化的培訓,其工程能力與創新意識得到了培養,提高了人才培養質量。
目前我校的卓越電氣工程師計劃正在進一步探索中,基于工程實踐與創新能力培養的實踐教學體系改革也是一個循序漸進的過程,今后還將進一步調整和完善整個實踐教學體系,并將該計劃分步驟地、系統地擴展到所有電氣工程專業學生,以實現真正意義上的多元化多層次工程能力培養,培養出更多更好的在電氣工程與自動化領域具備研究、規劃、設計、建設、運營、管理等方面能力的本科工程型專業人才。
參考文獻:
[1]吳鳴,熊光晶.以工程能力培養為導向的工程教育改革研究[J].理工高教研究,2010,29(3):54-58.
[2]羅正祥.工程教育專業認證及其對高校實踐教學的影響[J].實驗室研究與探索,2008,27(6):1-3.
[3]王修巖,喬輝.自動化專業實踐教學體系的構建[J].中國電力教育,2008,(12):133-134.
中國經濟與科學技術的發展勢頭迅猛,使高等學校的規模、數量也得到了迅速的發展,高等學校之間的競爭趨于白熱化,具體的表現為專業之間的競爭日益激烈。因此只有提高專業核心競爭力,突出專業辦學特色,優化人才培養模式,才是專業謀求持續發展的根本道路。電氣工程及其自動化專業是重慶郵電大學移通學院的校級特色專業建設項目。因此應緊密結合社會發展的需要,加強電氣工程及其自動化特色專業建設的探索與實踐,以優化專業結構,辦出專業特色,提高人才培養質量。重慶郵電大學移通學院電氣工程及其自動化專業于2006年開始招生,至今已連續招生9屆,共計2000人左右。經過9年來培養人才的探索,各方面都在不斷地完善,雖然在專業建設、畢業生就業等方面取得了一定的效果,但和其他院校相比起步較晚,且社會發展變化迅速,需要進一步深化培養方案改革。因此從2011年開始每年都在對培養方案進行修訂,以突出專業辦學特色,強化實踐環節,優化教學體系,以培養適應社會發展變化的應用型專業人才。
一、培養方案體系構成及培養目標
為解決傳統培養模式下,單一地灌輸學生專業知識、學生知識面窄、綜合能力差等問題,學院提出“三位一體”的培養模式,即“專業教育+通識教育+完滿教育”的有機融合,圍繞中心,努力培養“完整的人”。專業教育培養學生具有專業領域的理論知識和技術應用能力;通識教育重在開闊學生視野,提升文化品位,培養學生的科學精神和人文素養;完滿教育的目標是努力培養學生具有優良品格、氣質和綜合能力,大力提升學生的情商。在2014級培養方案中進行了大幅度的修訂,增加了完滿教育模塊,以及增加了通知教育學分比重,各個模塊所占學分比重見表1。培養方案的體系重新構建,體現了專業特點和社會需求,培養學生具有電氣工程及其自動化專業的理論知識和實踐動手能力,并突出專業特色,重點培養電力系統、智能建筑行業應用型人才(專業教育);積極拓寬學生的知識面(通識教育);并重視人才綜合能力的培養和個性發展(完滿教育)。努力培養學生具有社會責任感、較強的交流能力、批判思維、勇于質疑、專業創造、知識面廣,即知識、素質、能力協調發展的、具有國際視野和多元化視野的電氣工程及其自動化專業領域綜合性應用人才。
二、專業教育模塊課程設置突出專業特色
電氣工程及其自動化專業發展歷史悠久,學科綜合性強,傳統的電氣工程專業以強電為主,但隨著計算機技術、現代電子技術、信息和控制技術的快速發展,在電氣行業工作人員只掌握傳統“強電”的知識已經無法勝任工作,并依托學院信息技術方面的優勢,結合電氣工程及其自動化專業所在自動化系的“電氣—自動化專業學科群”平臺,電氣工程及其自動化專業教育模塊需培養學生掌握強電基礎知識的同時,還需掌握信息和控制科學的知識,形成強弱電相結合、軟件與硬件相結合、元件與系統相結合的知識結構。從國民經濟各個領域到日常生活都離不開電能,涉及電能行業的電氣工程及其自動化專業,社會需求量大。特別是隨著我國社會經濟的發展,電力行業的發展迅猛,成為國家基礎能源的支柱。近年來,電力行業重點發展特高壓電網、智能電網、新能源發電等,需要高校為其提供大量的技術人才。而近年來,隨著我國城市化進程的建設,我國建筑行業的發展十分迅猛,各種計算機、電子信息、控制技術等融入智能建筑項目中,智能建筑已成為建筑行業發展的大趨勢,也是建筑業中新的“經濟增長點”,建筑電氣領域對人才的需求量也十分巨大。因此確立了“電力系統、智能建筑”為電氣工程及其自動化專業特色,并以此作為培養方案中專業課程的側重點。培養方案的課程設置時,考慮學生需掌握本專業領域必需的基礎知識、技術,如電路基礎、電子技術、控制理論、電力電子技術、計算機軟硬件基礎及應用等,還需掌握體現專業特色的知識、技能,課程設置見表2。培養學生畢業后能在電力、電氣、建筑、制造、軌道交通、安裝工程等行業,從事電力系統與電氣裝備的設計和運行、電氣設計運行與維護、供配電系統、智能建筑設計、電氣工程建設與技術管理工作,也可從事電力電子、電氣傳動、儀表等技術領域的工程設計、運行與維護工作。為更好地培養具有扎實專業知識、創新能力的應用型人才,電氣工程及其自動化專業的所有專業課和專業基礎課均采用小班教學,同時在修訂培養方案時增加了實踐課程學分,并且適當減少了驗證性實驗課,增加了鍛煉學生創新能力和動手能力的設計性、綜合性實踐課,如增加建筑電氣控制與PLC技術課程設計、供配電技術課程設計等。
三、通識教育與完滿教育
通識教育與完滿教育的人才培養目標為培養具有綜合的領導才能——“完整的人”:(1)具有全球化時代公民的義務和權利意識、道德的基本要求,做到誠實守信,并具有為社會服務的公益意識。(2)較強的寫作、表達能力,并具有在社會交往中的基本禮儀以及談判技巧,以提高學生的有效溝通能力。(3)勇于探索、獨立思考、善于質疑、開拓創新,孜孜不倦地尋找答案、追求真理。(4)具有藝術修養,熱愛藝術、享受生活,讓學生了解他們既是藝術、思想、價值等傳統的產品,也是這些傳統的創造者;具有人文藝術的創意理念,形成專業與創意相結合的能力。(5)團隊精神和有效的協調能力,使學生具有應變能力,培養學生的組織和領導能力。通識教育由人文精神與生命關懷版塊、科技進步與科學精神版塊、藝術創作與審美經驗等六個版塊構成,設置的課程有信息技術與社會、從小說到電影等課程。完滿教育搭建了藝術實踐與欣賞、競技體育、精品社團活動、志愿者服務等一體的“完滿教育”平臺,以及開設名家講壇、名師課堂等。
四、結束語
基于“三位一體”的培養模式下,依托學院信息技術優勢,以學院特色專業建設為契機,突出以“電力系統、智能建筑”為電氣工程及其自動化專業的辦學特色,進一步研究、探討人才培養模式的改革與優化,以期培養具有國際視野、創新實踐能力強、電氣工程基礎知識與技能扎實的應用型、工程型、創業型、國際化人才。
作者:李潔 杜李蘋 黨曉圓 單位:重慶郵電大學移通學院
關鍵詞:電氣工程與自動化;人才培養體系
中圖分類號:TU976+.1 文獻標識碼: A 文章編號:
一、電氣工程與自動化專業人才培養目標
根據電氣工程與自動化專業的特點,要實現以下人才培養目標:
首先,務實型人才,這類人才通常是設置于企業一線的專業技術崗位工程師,由于在基層一線需要更加實用的技術,因此強調人才的務實性,并具備良好的職業道德與團隊合作精神。其次為應用型人才,針對這類人才,培養重點放在知識與技術的應用方面,要求其可以利用知識對技術進行二次開發與創新,培養目標更加側重于人才綜合素質的提升,要求其具備良好的應用能力,樹立較強的應用意識。再次,適用型人才,這類人才要求其具備扎實的知識基礎,而且要拓寬知識面,與通識型人才相比,他們在就業過程中,融入崗位角色的時間更短,與技能型人才相比,其潛力更大,具有更強的適應性。最后,創新型人才,因為電氣工程與自動化專業人才多服務于基層一線,實務性更強,因此要求其不能局限于單純的應用,還要勇于創新、突破自我,從而實現更進一步的發展。
二、電氣工程與自動化專業教學計劃的制定
要實現上述人才目標,必須制定一個科學、有效、實用的專業教學計劃,具體而言可以遵循以下幾個原則:
首先培養提高學生的綜合素質,此處所討論的綜合素質包括思想道德、業務能力、心理素質、文化修養甚至身體素質等方面。其中針對業務能力的提升的教學計劃,可以從學科基礎課程、專業核心課程、專業方向課程以及專業任選等課程的設置來實現。在兼顧到業務能力的同時,也不能忽略學生其它方面的提升,比如人文社科、管理科學以及外語綜合能力等。其次,加強實踐訓練。因為電氣工程及自動化專業表現出非常強的實踐性,因此要通過大量的實踐訓練提高學生的實際工作能力。具體而言,實踐類型包括課程實驗、技能訓練、課程設計、工程實踐、課外實踐以及畢業設計等。最后,要進一步豐富學生的知識結構與能力結構。其中對學生知識結構的要求如下:掌握專業課程的基本理論與知識;對電氣自動化的前沿發展動態進行系統的了解;熟練掌握典型電氣自動化系統的基本原理、系統組成以及常用工具。針對學生的能力結構要求如下:可以自主進行編程設計,具備相應的計算機應用能力;可以設計開發一些小型控制系統與信息系統;掌握電氣自動化專業必要的實踐能力與工程技能。
三、電氣工程與自動化專業課程體系建設實踐
(一)建設精品課程,加強教材建設
在電氣工程與自動化專業中,電氣工是整個學習過程的重點內容,具體包括電機、發電設備以及輸配電系統等。而學生通過自動化專業的學習,可以把“控制”與“自動化”作為后續工作中解決各類問題的手段與工具。所以在設置專業課程時,要根據上述專業教學計劃中對學生知識結構、能力結構的要求,構建專業精品課程。參照國家級、省級對精品課程的建設模式及要求,結合學校自身的實際情況,探索全新的教學模式,基于模塊化的角度建立系列課程組,保證課程組內各個課程之間互相聯系、互相支撐,從而形成一個有機的結構體系,提高系列課程的協調性。具體而言,組建系列課程組的主要內容包括以下幾個方面:
(1)電子電路系列課程,包括電路知識、模擬電子技術與數字電子技術、信號與系統、電子設計基礎以及電磁場基礎等;(2)計算機與微處理器系列課程,主要包括DSP技術、嵌入式系統設計、單片機與微的原理及應用知識、C語言程序設計以及軟件技術基礎等;(3)電機與電氣技術系列課程,主要包括電機學、電氣控制技術、PLC、電子電力技術以及電氣工程基礎等;(4)控制理論與控制技術系列課程,主要包括自動控制原理、運動控制以及信息控制技術等;(5)建筑電氣與智能化系列課程,主要包括電氣CAD、建筑電氣工程設計與安全以及建筑通信網絡技術等;(6)電力系統系列課程,主要包括電力系統分析基礎、繼電保護技術、高壓技術基礎、電力自動化技術以及仿真技術等。
由上述系列課程組的設置內容可知,通過系列課程的建設可以改善現有電氣工程與自動化專業課程的脫節現象,在課程組內,各科知識互相支撐、有機結合,形成一個完整的、高效的結構體系,不僅對教材的選擇十分有利,而且有助于編寫教學大綱,防止出現課程重復,及時淘汰陳舊知識,因此保證了學生學習專業課程的有效性,提高學生所學知識的實用性。
(二)建立實踐課程體系
由于電氣工程與自動化專業體現出較強的實踐性,因此僅靠上述精品課程體系的建設還不足以實現專業教學目標,必須建立配套的實踐課程體系。具體而言,包括以下幾個方面:
首先,建立校企合作的長效機制。學生經過幾個學期的理論知識學習后,必須經過實習過程,以實現理論知識與實踐能力的有機結合。學生通過實習可以更加深入的了解社會,將自己的知識應用于實踐操作中,提高其勞動觀念與責任心;此外,還可以對自己所掌握的理論知識做進一步的鞏固。因此要加強校企合作,為學生選擇更加適合的實習基地,建立長效的校企合作機制。在選擇實習基地過程中,要注意兩個方面,一方面要求企業能夠為學生提供實踐操作平臺,全面提升其實際動手能力以及解決問題的能力;另一方面,還要有助于學生了解行業現狀以及技術發展趨勢。因此學校要與企業建立全方位的、多角度的長效合作機制,為其提供更多參與生產實踐的機會。
其次,組織各類實踐比賽。通過各種實踐比賽可以促使學生更深入、更系統的了解知識,并提高學生對知識的實踐應用能力。并且比賽這種方式還可以激發學生的好勝心,提高其學習主動性。通過比賽這種良性競爭的方式,可以反映出學生對知識的理解程度及應用能力。學校可以為學生提供更完善的條件,鼓勵其參加各種級別的比賽,例如全國大學生機器人大賽、全國普通高校信息技術創新與實踐活動、飛思卡爾電子設計大賽等等。實踐比賽是提高學生創新能力的有效載體,不僅可以培養學生的科研興趣,而且對其工程意識與協作意識、科學精神與團隊精神、組織能力與競爭能力等素質的提升,也起到良好的促進作用。
最后,鼓勵學生參與實際的科研項目。老師在學生中進行科學的培養與拔,針對一些具備參加基礎專業科研活動能力的學生,可以推薦其參與到校內老師的科研項目中,以豐富其專業知識,提高其專業能力,幫助老師設計一些基礎性的實驗,操作實驗過程,并進行研究數據整理等。
四、結語
總之,在電氣工程與自動化專業課程體系建設過程中,要以培養適用型、務實型、應用型及創新型人才為目標,促進學生專業能力與專業素質的提升。相應的廣大任課老師也要不斷探索、研究,在日常工作中積累更多的實踐經驗,從而培養出更多的、與時展相適應的、具有創新能力的應用型人才。
參考文獻
[1] 程柳瑩. 電氣工程及其自動化實驗室運行體系研究[J]. 價值工程. 2011(9): 214.
[2] 方如舉,張元敏. 電氣工程及其自動化專業應用型人才培養模式的探索[J]. 許昌學院學報. 2012(2): 133-135.
[3] 黃文力,苗滿香. 電氣工程及其自動化專業課程體系的改革[J]. 鄭州航空工業管理學院學報(社會科學版). 2011(4): 164-167.
[4] 徐利梅,高心,曹紀列. 電氣工程及其自動化專業實踐教學發展方向的研究[J]. 西南民族大學學報(自然科學版). 2011(S1): 134-136.
[5] 楊鵬,莫岳平,史旺旺,等. 電氣工程及其自動化專業學生創新和實踐能力培養的內容與途徑[J]. 高等理科教育. 2011(3): 96-99.
[6] 張彩霞,陳惠卿. 地方高校電氣工程與自動化專業創新實踐教學模式[J]. 實驗室研究與探索. 2012(8): 357-359.
實踐教學環境建設是工程技術專業實踐教學體系建設中的重要環節,不僅是提高專業技術人才培養質量的基本保證,同時也是學科建設、專業發展、技術創新、知識創新的必要基礎。
如何有效整合技術要素、落實建設任務、達成建設目標,使之在專業建設、教學改革的過程中充分發揮作用,既要從技術實現的角度合理規劃項目建設方案,更要在教學組織、功能拓展方面有所突破、有所創新。
1項目建設方案———技術集成
在電氣工程與自動化專業人才培養方案中,與理論教學相輔相成的實踐教學除理論課程內含的試驗、實驗之外,一般還要獨立設置電子工藝實習、實用電工實訓、電子技術課程設計、計算機原理及應用課程設計、PLC應用課程設計、電力拖動控制系統設計等集中實踐教學環節。
對應不同學習階段的能力培養要求,不同實踐教學環節的教學內容各有所重,所需軟硬件條件不盡相同,而且隨著教學進程的逐步深入,不同類型技術要素的關聯程度與綜合程度亦隨之提高。相應的,實踐教學項目建設或以訓練基本專業技能、熟悉技術工藝為主,或以學習技術綜合應用、掌握工程方法為重,又或以培養技術創新意識、提高工程應用能力為核心。
北京聯合大學自動化學院于2009年完成了“電氣工程技術集成實踐教學系統”項目建設。該項目以培養學生電氣工程專業核心技術應用能力、掌握實際工程設計方法為目標,在裝備通用型電氣控制實驗裝置之外,特別定制開發了自動化立體庫、回轉庫、發動機曲軸涂鉬生產線、變頻恒壓供水等工業設備模型,為整合實踐教學資源、形成可持續發展的專業實踐教學體系奠定了一定基礎,并為拓展實踐教學技術覆蓋領域、落實技術創新能力培養創造了必要條件。
采用直角坐標機器人技術的自動化立體倉庫系統在加工制造、倉儲物流等工程現場應用非常廣泛,可實現貨物自動入庫和出庫操作。立式回轉型倉庫占地面積少,適合在緊湊空間內存取零部件。
該項目建設方案中以工業現場實際應用的自動化倉儲設備為對象,將工程實用技術移植、裝備到實踐教學過程中,不僅實現了機器人控制、PLC控制、伺服電機控制技術的有效集成,還可擴展到圖像識別、貨物分類、無線通信等相關技術的實踐教學,同時該項目建設為實驗室設備自動化管理奠定了理想基礎,實可謂一舉多得。
2項目教學活動———任務集成
電氣工程技術集成實踐教學系統項目以承擔運動控制技術實踐教學任務為中心,主要用于完成培養方案中的工程訓練、課程設計、畢業設計等教學環節,既可對應相關專業技術課程開設單項實驗,亦可在任務集成基礎上完成綜合性專業實踐教學。該項目可支持的實踐教學項目主要有:
1)繼電器-接觸器邏輯控制實驗
2)觸摸屏-人機交互實驗
3)交流伺服控制系統實驗
4)回轉庫控制系統設計
5)回轉庫控制系統路徑優化設計
6)立體倉庫自動化控制系統設計
7)立體倉庫倉儲管理軟件開發
8)發動機曲軸涂鉬控制系統設計
9)變頻恒壓供水控制系統設計
10)PLC無線通訊技術應用
11)條形碼識別技術應用與軟件開發
其中1~3項是運動控制系列專業技術課程中比較常規的實踐教學科目,以學習電氣控制技術的一般原理及典型實現方案為主,教學任務相對獨立。
4~9項是綜合性的實踐教學項目,是針對特定的被控對象系統設計的實踐教學任務,不僅包括了電氣控制、數字控制技術應用,機械傳動、機器人控制、數據管理等多項技術也被涵蓋其中。這些教學項目可在學生學習PLC與電氣控制、電力拖動控制系統、程序設計方法等專業課程之后,在掌握了一定的控制系統設計、數據庫應用及人機交互技術方法基礎上開設。
10~11項屬于拓展性實踐教學任務,主要以技術研發、技術創新為目標。項目定制的工業設備模型通過標準接口擴展可將工業現場成熟應用的通信技術、檢測技術、圖像識別技術與運動控制技術融于一體,可使實踐教學的技術覆蓋領域得到較多延展。
目前該項目已經開始承擔PLC與電氣控制課程實驗、PLC原理與應用課程設計,及多項畢業設計課題,不僅豐富了原有實踐教學內容,且使學生的技術應用能力培養水平得到很大提高。
3項目發展方向———效能集成
在專業建設的系統工程中,實踐教學項目建設是最基礎、最前端的工作,與課程建設、教材建設、教學方法改革等工作相比較,最突出的特征是人力物力投入大、建設任務周期長。實踐教學項目建設,既要與正在運行的教學進程緊密配合,又要保持足夠的彈性和拓展空間,這是由實踐教學過程本身的技術屬性所決定的,而且也是科技發展現實所要求的。
當社會逐步進入信息時代,電氣工程技術與電子技術、計算機技術、通信技術、自動控制技術及其它學科技術的交融越來越密切、越來越復雜,電氣工程與自動化專業自身的建設與人才培養需要面對更多樣的要求。重要的是要在意識、能力、作風培養層次上加強引導、積極培育,努力營造適合工程應用、技術創新人才培養的氛圍。
2009年,在電氣工程技術集成實踐教學系統項目建設的基礎上,電氣工程與自動化專業學生完成了本科生科學研究計劃項目———立體倉儲調度控制系統設計。在這項活動中我們采取校企合作的運作模式,聘請企業工程技術人員對承擔設計任務的學生現場指導,以工程實際應用案例為參照,對雙貨叉立體庫模型的調度控制軟件進行了系統設計。
2010年,我院組織學生參加了第四屆全國大學生機械創新設計大賽,學生的設計作品得到專家的肯定,獲得大賽三等獎。
從已經開展的課內外實踐教學活動可以看出,實踐教學項目集成化建設不僅在激發學生主動學習、自覺鉆研、發揮主觀能動性、靈活運用專業技術知識方面創造了比較有利的條件,而且在豐富專業教學內涵與拓寬技術外延兩個方向正在開始發揮非常積極的作用。
4結語
關鍵詞:風電電氣工程;工程自動化;問題;解決對策;電氣工程及其自動化
1電氣工程及其自動化技術的發展現狀概述
為了進一步地提高電氣工程及其自動化水平,不斷完善電氣工程自動化系統的功能,必須認識到電氣工程及其自動化應用的重要性。風電電氣工程自動化中的問題及解決對策,要結合企業的實際情況開展電氣工程設計,其使用時間尤其是安全運行息息相關。為了進一步保證電氣工程及其自動化技術數據的安全,有效提高電氣工程的運行及控制效率,實現自動化系統網絡架構的統一,必要的是提高員工管理的效率。
2電氣工程及其自動化技術對現代社會發展的重要性
電氣工程及其自動化技術對現代社會發展起著非常重要性。一般的研究都是從自動化發展的概念以及重要性出發,本文致力于風電電氣工程自動化中的問題及解決對策,從這個角度出發,為電氣工程及其自動化技術的發展與應用提供一定參考。就電氣工程及其自動化技術面臨的問題展開了分析,現階段能做的事情就是積極解決現階段存在的問題,使用功能過硬的智能化儀表對設備進行監測,可確保電氣工程及其自動化水平更上一層樓。另一方面,本文進一步地對自動化的發展現狀進行了闡述,并對面臨的高能耗問題進行了詳細的解讀。
3電氣工程及其自動化中存在的問題
3.1電氣工程及其自動化中應用存在局限性能源耗損較大
電氣工程及其自動化中存在的第一個問題就是電氣工程及其自動化中應用存在局限性能源耗損較大。電氣自動化系統的設計比較復雜,進而嚴重限制了電氣自動化進一步地向前發展,同時也限制了電氣自動化技術在我國的發展。甚至還導致各個企業的自動化系統網絡架構缺乏靈活性。風電電氣工程自動化中的自動化系統網絡架構各不相同,使得實現自動化系統網絡架構的統一成為現實的問題。電氣工程及其自動化中應用存在局限性能源耗損較大使得其無法充分發揮其原有的效用,以往采用的是采取傳統的技術手段來實現,但在目前采用的主要是數據交換和信息共享,否則無法充分發揮其原有的效用。
3.2數據信息與施工質量不符合相關標準
數據信息與施工質量不符合相關標準仍舊是電氣工程及其自動化中存在的問題。雖然目前的安全問題得到社會廣大人士的高度重視,但是電氣設備的安裝和調試問題、施工質量阻礙了電氣工程的發展,嚴重的情況下還會增多施工成本。提升了施工過程中安全事故的發生率。另外,各企業在發展電氣工程自動化忽視了同一行業之間的數據信息交流,為了克服數據傳輸是十分重要這一問題,數據傳輸的安全性、準確程度和速度的問題,風電電氣工程自動化中的解決對策需要根據自身需要進行程序化的建設。
3.3電氣工程網絡系統架構不統一,增加了能源消耗
大量的能源消耗會對社會環境造成嚴重的污染,電氣工程網絡系統架構不統一,增加了能源消耗。隨著我國經濟以及社會快速的發展,自動化系統的構建和電氣設備的配置實現信息的有效共享,可以以最快實現企業經濟利益的最大化。風電電氣工程自動化中的問題,電氣工程網絡系統架構不統一,限制了電氣工程自動化在很多企業中的集成化程度不高的問題。電氣自動化技術在我國的起步相對較晚,電氣工程網絡系統架構不統一一直以來得不到很好的發展,鑒于這個問題,企業可以引入高質量的管理人才,使得管理水平越來越完善,實現整個工程的信息的共享以及互通,如圖1所示:
4電氣工程及其自動化中問題的解決對策
4.1風電電氣工程自動化中開發節能設計,進行技術革新
風電電氣工程自動化中開發節能設計,進行技術革新是電氣工程及其自動化中問題的解決對策。隨著電氣工程及其自動化技術的應用范圍日趨廣泛,電氣設備的安裝和調試需要將先進技術與電氣工程及其自動化技術相結合,還需要熟練掌握好各項標準,建立合適的網絡布局格式。電氣工程及其自動化技術在應用過程中存在的問題,適當的需要將電氣工程的運行過程中引入計算機技術,進一步地提升電氣系統的運行效率與運行安全性,進而實現自動化技術的有效應用。隨著電氣工程及其自動化技術的應用范圍日趨廣泛,電氣工程及其自動化技術精準度的把握提出了更高的要求。
4.2風電電氣工程自動化中大力培養專業型人才
風電電氣工程自動化中大力培養專業型人才要求將專業中的人才鍛煉成為專業、綜合的高素質人才。我國在電氣工程及其自動化領域的研究較晚,電氣自動化技術不夠成熟,而且面臨的資金、人才問題也存在巨大的缺口。風電電氣工程自動化中大力培養專業性人才,需要進一步地增加課程設置、課程要求上進一步提高,提高專業素養和能力。面對應用過程中面臨著監管方面的問題,要制定專業化的管理制度對設備,自己鍛煉成為專業、綜合的高素質人才,確保各項指標控制在正常誤差范圍,使得專業的人才能為技術型人才提供良好的待遇,從而留住人才。
4.3風電電氣工程自動化中提高集成效率
風電電氣工程自動化中提高集成效率,加強網絡布局與節能設計,可以有效避免能耗浪費。建立合適的網絡布局格式,應該加強節能措施的設計,減少照明設備的能耗。風電電氣工程自動化中的風電電氣工程自動化中提高集成效率對策,可以實現自動化技術的有效應用。正常生產的基礎上選擇低能耗的變壓器,使得整個電氣系統的運行效率與運行安全性進一步得到提升,減少過程中存在的高能耗問題。
5提升電氣工程及其自動化質量的主要措施
提升電氣工程及其自動化質量的主要措施多種多樣,第一、風電電氣工程自動化中提升電氣工程節能的理念,目前大生產的過程中存在的問題是質量有待提升,質量控制不足、不能充分利用能源等關鍵性問題。重視電氣工程及其自動化所導致的能源損耗,需要設計存在專業的理論支持,保證就會影響技術作用的發揮,就會避免其質量存在的安全隱患。第二、風電電氣工程自動化中建立健全電氣工程自動化的體系,健全電氣工程自動化體系,建設和進步提供強有力的支持,建立一套完整的管理體系,更好地提升自動化系統建設的網絡構建,實現電信工程網絡結構互通。電氣工程及其自動化的發展過程,不斷地對結構體系進行完善,從而真正提高工程的可靠度。第三、風電電氣工程自動化中提高電氣工程的質量,電氣工程自動化的集成化程度,提高系統各個模塊之間的兼容性,能有效促進能源節約的新型電氣設備。盡量選用統一的開發軟件或平臺,同時提升電氣企業應積極鼓勵相關的技術人員的能力,選用統一的開發軟件或平臺。
關鍵詞:課程設計;開放性;綜合性;工程實踐
作者簡介:孫亮(1973-),男,吉林省吉林市人,東北電力大學電氣工程學院,副教授;李娟(1972-),女,山東榮成人,東北電力大學電氣工程學院,教授。(吉林 吉林 132012)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)17-0085-01
隨著電力工業的迅速發展,我國電網已形成含有超高壓交、直流網絡的大電網互聯形式,因而電力系統運行的的安全穩定性愈加重要。對于各院校電氣工程及其自動化專業,要培養出適合現代電力工業發展、滿足運行實踐要求的從業人員,必須通過系統的實驗實踐教學體系,培養學生的工程意識、創新意識、經濟意識和科技意識,提高學生提出問題、發現問題、分析問題、解決問題的能力。
課程設計是本專業各門專業課程重要實踐教學環節之一。通過各專業課程的課程設計教學環節,使學生能夠將各專業課程知識有機聯系起來,認識到各門專業課程在本專業知識體系中的地位及各門課程之間的關系,培養學生查閱資料、發現問題和解決問題的能力,啟發學生的創新思維、獨立思維方式,培養學生進行初步工程設計的能力以及對工程技術問題認真負責的態度。為此,在本專業的實驗實踐教學體系中構建創新性、開放性、設計性、綜合性的課程設計模式具有重要的意義。[1,2]
一、課程設計現狀
本專業的主干專業課程“電力系統分析”、“發電廠電氣部分”和“電力系統繼電保護”都有隸屬于本課程的課程設計,例如“電力系統分析”課程的“潮流計算”、“短路計算”課程設計,“發電廠電氣部分”課程的“變電站電氣一次部分設計”以及“電力系統繼電保護”課程的“環形網絡繼電保護整定”。目前這些課程設計多為課程性課程設計,相互之間銜接性較差,學生難以對知識體系有一個完整的認識,而且普遍采用“參照設計指導書,查閱設計手冊,進行模仿設計”的模式,不利于調動學生的積極性,使得學生的主動性、獨立性和創造性較差,這樣的課程設計形式往往收不到很好的效果。[3]
二、課程設計模式建立
針對電氣工程及其自動化專業的工程性和實踐性的特點,建立了“以專業知識為主線,以開放式管理為前提,以開放的實驗平臺為基地,以激發學生主動性為動力”的開放性、設計性、綜合性和創新性課程設計模式。將“電力系統分析”、“發電廠電氣部分”、“電力系統繼電保護”和“高電壓技術”等多門專業主干課程聯系起來,開設多個與電力工業工程實踐相關聯的選題,要求學生隨著各門專業課程的授課進程,針對某一選題,在學院提供的開放式實驗平臺進行自主設計和獨立實踐。其基本思想是通過進行開放式的綜合性課程設計,使學生得到一次綜合應用所學各門專業知識的系統化實踐鍛煉機會。[4]
三、課程設計模式實現
1.實踐性題目開設
針對電力工程實踐開設多個與工程實踐關系緊密的選題,其中一個選題是電力系統規劃及發電廠電氣部分設計。其針對某個電網的規劃、設計及運行分析的設計伴隨專業課程教學全過程逐次展開,替代以往課程教學中的分散習題和課后集中進行的課程設計,以提高學生對工程問題整體性的認識。
該設計在專業課程教學之初,即在“電力系統分析”課程中,進行設計題目的布置,給出對某一電力系統進行規劃設計所需要的初始條件,隨著課程教學內容的逐步推進,要求學生完成對該電力系統的潮流計算及分析、電壓調整、故障計算和穩定性分析。在后續的各門專業課程中,針對該系統中的火力發電廠進行各個專項設計。在“發電廠電氣部分”課程學習中,要求學生對該火力發電廠的電氣一次部分進行設計,即完成電氣主接線的選擇、電氣設備的選擇、廠用電部分設計和配電裝置規劃設計等。在“電力系統繼電保護”課程學習中,對火力發電廠發電機、變壓器組的主保護進行配置和整定。在“高電壓技術”課程學習中,完成火力發電廠的防雷保護設計。在每門課程結束之后,專門安排一定時間完成課程設計的說明書、計算書整理撰寫和繪圖等工作,并進行該課程設計的考核。
以往的題目中電力系統結構都是使用教師自己構建的網絡結構,主要是為了保證每個學生有不同的設計任務書,可能不完全符合電力系統的實際網絡結構。在保證一人一題的基礎上,本課程設計采用目前電力系統一些典型的算例分析計算,例如IEEE30、IEEE18節點網絡等的潮流計算分析。
通過這種綜合性課程設計形式,將以往零散的多個課程設計聯系起來,使學生對電力系統的設計、運行有了從全局到局部逐漸過渡的了解,對工程問題局部與整體的關系有了更全面的把握,對電力系統一次、二次各部分之間關系有了更深刻的認識。另外,由于課程設計貫穿于課程教學過程中,學生學到的知識立即就會運用到設計中,促進了學生對知識的掌握和理解。
2.開放實驗平臺
充分利用校內實驗中心和校內、外仿真基地。各實驗中心采取全天開放的形式,設計中需要進行實驗時,學生可以到實驗室進行預約,在指定時間內進行實驗。東北電力大學現有兩個物理仿真中心——“電力系統動態模擬仿真實驗室”和“輸變電運行仿真中心”,一個數字仿真中心——“電力運行仿真中心”。 其中動態模擬實驗是大型電力系統的一個縮影,可以搭建所設計的電力系統,通過它可以對電力系統的某些運行特性包括潮流、穩定等進行實踐性的實驗,從而加深對知識的認識和拔高。變電運行仿真可以使學生獲得對運行現場的直觀認識,獲得實踐運行的基本知識,并對電氣主接線的設計及配電裝置的規劃設計有很大的幫助。通過數字化計算機仿真系統了解、熟悉發電廠和變電站的運行操作過程。經過課程設計中的各種實踐,學生增加了獨立實踐機會,提高了實踐能力,對多門專業主干課程的知識進行系統的整合并加以融會貫通,增強了對電力系統運行實踐基本原理的理解。
3.輔助措施
根據當前電力工業的發展趨勢、電氣工程及其自動化專業的培養目標以及學校的具體情況,組織指導教師到供電公司、發電廠、電力設計院等單位進行調研,學習、熟悉現今實際工程的設計過程,避免課程設計與工程實際的脫節。重新編寫了各個課程設計的教學大綱、設計任務書和設計指導書,使之更貼近電力系統工程實踐。
由于在設計過程中學生遇到了利用計算機制圖和計算能力不足等實際困難,在制訂培養方案時,開設“電力CAD”、“電力系統仿真軟件應用”及“matlab在電力系統計算中應用”等多門選修課,保證了學生設計的順利進行。另外購置大量設計手冊,參考資料,解決了以往設計過程中參考資料嚴重不足的情況。
由于改革后的題目涉及面較廣,工作量較大,單獨一名學生完成有些困難,將每班學生分成若干小組,由3-4名學生組成一個小組,共同完成其中一個課題。小組成員在自主設計的基礎上,一起對課題進行研究、討論,共同完成課題,提高了協同合作能力,充分調動積極性。
4.嚴格考核
雖然新的課程設計模式是以開放式管理為前提,但實行嚴格考核的制度。由于本專業班級較多,做課程設計的總人數很多,必須形成完善的過程評價和結果考核機制。所以加強了過程管理,課程設計成績中含有一部分指導過程成績,并引入畢業設計答辯制度對學生逐一考核,考核不合格者補考和重修,避免了一部分學生不參加課程設計,只抄襲其他同學成品的情況。
四、總結
具有綜合性、實踐性、開放性的課程設計,有利于學生對知識的掌握、鞏固以及綜合應用。經過此種課程設計模式的鍛煉,學生對電力系統工程實踐的分析方法及其應用有了更深刻的理解,掌握了電氣工程初步設計基本步驟和方法,為以后從事電氣設計、運行管理和科研工作打下良好的基礎,能更好地適應電力行業實際工作。初步的教學實踐證明了專業課程設計改革的必要性和有效性,也為今后的工作積累了經驗。
參考文獻:
[1]王冀生.面向21世紀的中國高等教育[M].西安:陜西人民教育出版社,1998.
[2]袁慧,于兆勤,秦哲.新形勢下培養提高工科學生工程實踐能力的認識與實踐[J].高教探索,2007,(2).
【關鍵詞】《電力系統分析》;實踐教學;改革與創新
1 課題的提出
據調查資料數據顯示,長期以來,《電力系統分析》始終是我國各高校電氣工程專業和電氣自動化專業的必修課程,課程設置上包括《電力系統穩態分析》、《電力系統暫態分析》、《電力系統穩定性》、《電力系統繼電保護》及《電力系統實驗》共五門課程。其中,前四門課程均為理論基礎課,在《電力系統分析》教學中占據大量課時,電力專業學生實踐操作能力匱乏,導致進入企業后如“茶壺里煮餃子――有貨倒不出”,引起學校及社會多方面高度關注。隨著電力行業的飛速發展,傳統的課程內容、教學方式已經無法適應現代電力工程教育教學發展潮流。過去的《電力系統分析》教學存在諸多問題,具體表現在:①理論基礎課程教學過于繁重,課時所占比例過大;②教學方式和教學手段單一,學生缺乏學習興趣,教學效率低下;③教學內容陳舊,還停留在20世紀八九十年代水平,無法適應現代化電力行業發展。
為了緊跟時代步伐,適應當前時代背景下社會和企業發展對高校電力專業人才培養的客觀需求,《電力系統分析》實踐環節教學亟待改革創新。
2 淺析實踐環節教學改革與創新
2.1 更新教學內容,優化理論基礎教學
前面我們已經提到,傳統的《電力系統分析》課程內容過于陳舊,從理論課教材中根本無法看到近年來電氣工程專業和電氣自動化專業學科的最新進展,與當前電力行業生存發展現實嚴重脫節,無法滿足現代化電力企業運行操作的市場需求。因此,在對實踐教學環節進行大刀闊斧的改革之前,首先就應更新教學內容,優化理論基礎教學。一方面,在充分理解《電力系統分析》課程內容特點的基礎上,對過去的四大理論基礎課進行歸納重組。具體來講,就是將傳統的《電力系統穩態分析》、《電力系統暫態分析》、《電力系統穩定性》、《電力系統繼電保護》課程進行精簡壓縮、重組優化,由過去的120課時融合縮減至48課時。理論基礎教學更加注重實用性和專業性,減輕學生學習壓力的同時也減少了教師的教學負擔。另一方面,將近年來國內外本專業的科學研究成果作為新內容加入到教材中,在體現當前電力行情的同時體現出教材的時代性。
通過充分理解《電力系統分析》課程內容特點,對過去的四大理論基礎課進行歸納重組,并加入電氣工程專業和電氣自動化專業學科最新理論成果及行業實踐動態,構建新的《電力系統分析》教學體系。
2.2 轉變教學方法,創新教學手段
在傳統的《電力系統分析》課堂教學中,教師過度注重理論基礎知識的傳授與講解,忽視了專業實踐與行業現實的結合。多采取“教師講、學生記”的教學方式;教學手段也比較單一,學生缺乏學習興趣,課堂氣氛沉悶,教學實效低下。未來的《電力系統分析》實踐教學教師更加善于通過轉變教學方法,運用多種教學手段提高教學實效。在具體實踐教學環節中,教師在課堂上不斷為學生提供本學科的最新研究成果及行業新聞動態,教學內容更加豐富。學生在課堂上總能聽到新知識、新消息,學習積極性顯著提高。隨著科學技術的進步,教育教學設備也發生了翻天覆地的變化,教師應充分利用各種新興教學設施(如多媒體課件、閉路電視、紀錄片、專題片、互聯網等),創新教學手段,使課堂教學更加形象直觀、生動活潑,吸引學生注意力,幫助學生知識理解,加深學生學習印象,教學效果顯著。
2.3 充分信任學生,注重實驗教學
《電力系統分析》本身是一門專業性和實踐性極強的學科,實驗是《電力系統分析》的基礎,《電力系統分析》教學的最終目的就是實踐。高校每年都會為社會培養大量的專業人才,輸送到電力行業中去。離開了實驗,《電力系統分析》課程的學習就是“紙上談兵”,沒有任何現實意義。新形勢下的《電力系統分析》教育教學更加注重實驗教學,教師在課程設計上增加實驗教學課時安排,充分信任學生,“放手”讓學生走進實驗室,通過親身實踐操作加深理論知識和本學科本行業的理解,為進入電力企業工作實踐打下堅實的基礎。在具體實驗教學設計時,應注意充分發揮學生的自主性、能動性和創造性,從實驗方案設計到實驗操作、數據整理、結果分析,每一步都采用小組合作的方式進行。在實踐教學環節中為學生提供充足的實驗空間,充分信任學生,增強學生動手、動腦能力。
2.4 強化企業意識,增強學科實用性
我們一切的校園課程學習,最終都將為就業服務;每一項專業技能的獲得,都是為將來踏入社會走上工作崗位現實實踐打基礎。面臨日益激烈的市場競爭,高校在《電力系統分析》課程教學中應增強對學生的“企業培養”,強化企業意識,從而增強學科實用性。高校的教育教學應緊跟時代步伐,不僅在教學內容上積極引進本學科最新科研成果,在教學觀念上還應主動對接電力行業,積極為學生創造實地實習機會,高度重視學科的實用性和專業性。注重學生工程意識和實踐能力的培養,立足電力生產和應用,強化電力行業職業道德、法制法規教育,注重培養工程設計研發、設備檢測操作能力,提高學生自主解決實際問題的能力,為未來職業生涯做好準備。
3 結束語
每年,我國高校都為電氣工程專業和電氣自動化專業相關行業輸送大批高素質人才,這些學生在校園學習效果的好壞直接關系著實踐工作效率的高低。優秀的畢業生能夠為社會和企業發展注入活力,相反,則會成為行業發展的負擔和阻礙。《電力系統分析》作為電氣工程專業和電氣自動化專業的主要課程,奠定了電力相關專業學科學習的基礎,在學科學習中占據著舉足輕重的地位。過去的教學存在諸多問題,為適應社會和行業的最新發展,教師通過實踐教學環節上的多方面改革創新取得較好效果。
【參考文獻】
[1]朱蘭,韋鋼,符楊,曹煒,金義雄,段建民,涂軼昀,顧丹珍,趙曉莉.“電力系統分析”課程教學及實踐環節教學方法[J].電氣電子教學學報,2011,S1:128-129, 133.
通過采用啟發式和討論式的教學模式,使學生產生較高的學習熱情,進而提高課堂教學效率和教學質量,使培養的學生覺得學有所用,學有所長。師生在討論式互動教學過程中坦陳已見,做到良好溝通,促進教學良性循環,從而達到教學相長的目的。
教師既要在課堂上講好本課程的基本概念、基本原理和基本計算、分析方法,又要指明本課程的重點和難點,使學生對所學知識有整體把握。這就要求教師講課時能夠做到突出重點,牢固基礎,透析各知識點的內在聯系,連接好知識網絡。對于本課程和相關領域內的新知識點、新技術應用及時適當補充、說明,拓展學生視野,以適應其工作需求。對于本課程教學中的一些相對次要內容,可以采用多媒體課件的形式,或引導、幫助有興趣的學生課后學習。這種針對不同教學內容采用不同教學手段的教學模式,可以充分發揮現代化教學設備的功效。所采用多媒體課件和仿真實驗、配電柜裝配、試驗臺操作等的先進教學手段,可以較好地改變過去的教師講、學生記的弊端,對于一些比較抽象的物理概念,通過直觀化圖形、動畫教學課件使學生理解相對容易,并可吸引學生注意力,培養其學習興趣。并不是要求所有課程內容都采用多媒體教學模式,要根據不同章節的不同知識內容采用不同的教學方法。對于電力負荷計算、導線截面選擇、短路電流計算及電氣設備校驗等內容,仍采用傳統的板書教學方法,在課堂上講授好重點知識,學生通過課后習題、作業等對知識點進行加深理解和拓展。對電氣工程基礎等基本概念,繼電保護裝置整定計算,工廠供配電裝置防雷與保護接地,高低壓供電線路選擇、設計與敷設,變電所地址選擇與供電系統設計、布置,以及系統無功補償與高/低壓放電實驗等內容,可以采用計算機仿真教學、觀看現場錄象和校外供電廠實習基地教學等手段,進一步增強學生對該知識點和領域的掌握與理解程度。對變壓器和高低壓供、配電設備,如各種配電柜等的結構、原理、設計方案和設計標準等內容,則充分利用校外配電柜實習基地的便利條件,以下廠培訓為主,實物教學為輔,使學生充分理解和消化相關內容。
二、增加課程設計環節
電氣工程基礎課程設計是對學生進行工程概念滲透和培養的重要教學環節,也是電氣工程基礎課程教學與實踐的有機結合。通過課程設計訓練,可以讓學生集中精力進行課程復習與設計,包括工廠供配電系統設計方案經濟、技術比較,方案選擇,具體設計步驟及設計內容等,保證了課程設計質量。通過課程答辯,強化學生對知識點的掌握,到企業后經比較短的見習就能較快適應本專業技術工作。
(一)選擇設計題目
通常選擇10/35kV變電所作為設計藍本。在設計中,提供給學生較新的參考資料,如設計規范、設備手冊等,供學生設計時參閱。這樣,可以使學生課程設計內容與當前電氣工程基礎技術相適應,不至于落后甚至流于形式。同時,采用AutoCAD等工程設計軟件,使學生能夠跟上社會發展,滿足社會對畢業生工作技能的要求。
(二)加強過程管理
加強并做好課程設計過程管理工作,充分利用并發揮班級學生干部和學習骨干的帶頭作用。將學生分成幾個小組,每小組中選出一到兩名學習成績較好、責任心較強的學生為小組長,全面管理本小組設計工作,如制定設計方案,合理安排設計進程,對設計任務和小組成員進行任務分配與協調,定時進行考勤和組織討論等,向教師提供本小組的設計成果,并進行總結與報告。指導教師主動、及時與小組長聯系,既不包辦,也不放任。指導教師可以提出指導性建議和意見,培養團隊精神和協作能力,使學生課程設計能夠圓滿完成[7]。
(三)注重總結和考核,及時點評
關鍵詞:工程教育;認證理念;成果導向;培養方案
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)16-0163-03
2016年6月,中國以正式成員加入《華盛頓協議》,這標志著我國工程教育及其認證已經走向正軌并逐漸成熟。目前,工程教育認證工作在國內正如火如荼的開展,重點高校包括筆者所在的地方高校均在積極準備[1]。認證工作應是各部門包括行政、教學、實驗、學生工作乃至工業界密切配合的結果。然而在實踐中發現,由于對工程認證的內涵、理念并沒有深刻把握,往往存在部門分工不明確,基礎工作不扎實,政策可操作性、可持續性差等問題,導致實施過程中往往事倍功半。第二屆世界高等教育大會公報也明確指出:在當代高等教育中,質量的實現既要求建立各種質量保障體系,形成多種評價模式,同時更需要在機構內部形成一種質量文化。可見,在組織專業認證的過程中,首要問題還是理念不能適應認證要求。與我國現行的工程教育體制相比,專業認證體現了新的理念和做法。只有深入理解工程教育的內涵和理念,進一步在各部門形成工程教育文化,并以此指導工程教育教學改革,才能事半功倍,真正形成經得起檢驗的工程教育體系。本文首先分析工程教育認證的內涵和理念,在此基A上,結合地方高校電氣工程專業實際情況,探討滿足工程教育要求的專業培養方案的制定。
一、對工程教育認證內涵的理解
工程教育認證是對高等學校工科專業實施的專門性認證。它由工業界行業協會、專業學會和工程教育界聯合實施,為工程專業人才進入行業的工程教育提供外部質量保證。這種質量保證不是面向少數優秀學生,也不是面向多數學生,而是面向全體學生,認證通過即意味著專業全體學生達到畢業要求,即所謂的“看差不看優”。認證的主要目的在于提高我國工程教育質量、促進中國工程教育的國際互認,為建立完善的職業工程師制度、提升我國工程技術人才的國際競爭力打下基礎。工程教育認證以“工程教育認證標準”為依據組織開展,該標準以《華盛頓協議》提出的畢業生素質要求(Graduate Attribute Profiles)為基礎,符合國際實質等效要求[2]。標準由通用標準和專業補充標準兩部分構成。通用標準規定了專業在學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍和支持條件7個方面的要求。補充標準是通用標準的補充,規定了具體專業的部分特定要求。認證標準各項指標的邏輯關系為:以“學生”為中心,以“培養目標”和“畢業要求”為導向。“師資隊伍”、“課程體系”和“支持條件”都是基于有效促進學生達到“畢業要求”、進而達成“培養目標”而制定的[3]。而指標“持續改進”,是為了確保“學生”達成“培養目標”而設置的,是一種完善的內、外部質量控制機制,如圖1所示。
二、對工程教育認證理念的理解
工程教育認證基于三大核心理念:以學生為中心(Student-Centered)、成果導向(Outcome-Based Education,OBE)和持續改進(Continuous Quality Improvement)。以學生為中心,是指評價的核心針對學生表現和是否獲取相應的素質能力進行評價,而且必須考慮全體學生。目前我國工程教育雖然都在宣傳以學生為中心,但鮮見以學生為中心的可操作方案。在實際操作中還是以教師為中心,并有許多具體的做法,如:嚴格的教學督導制度、學生評教系統、定期的教師授課競賽、教學進度管理等。而工程教育認證則首次詳細給出了以學生為中心的可操作方案:教學設計以學生知識、能力、素質達到既定標準而設計(實質是一種反向設計過程);師資、課程等教學資源配置以保證學生學習目標達成為導向;質量保障與評價以學生學習結果為唯一標準。成果導向是一種以學生的學習成果為導向的教育理念,認為教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果。成果導向的教育理念完整的說明了學校定位、培養目標、畢業要求、課程體系、教學活動、師資及教學資源之間的關系:利益相關各方(學生發展、家長期望、學校定位、企業需求、國家需要)的需求決定專業培養目標;專業培養目標決定學生畢業要求;畢業要求決定課程體系;課程體系決定教學活動設計、師資及教學資源配置[4]。這是一個由上向下設計,由下向上支撐的過程,其邏輯關系如圖2所示。
持續改進體現了工程教育認證的質量文化理念,即不要求專業目前必須達到一種較高的水平,但要求專業必須對自身在標準要求的各個方面存在的問題有明確的認識和信息獲取的途徑,有明確可行的改進機制和措施,并能跟蹤改進之后的效果并收集信息用于下一步的繼續改進。具體要求包括:建立常態性評價機制和評價周期;培養目標、畢業要求、教學環節都要進行評價;每個教師在持續改進中均承擔責任;持續改進的效果通過學生的表現來體現。評價機制包括傳統的校內評價機制和高等教育系統以外的外部評價機制。其中的畢業生跟蹤反饋與社會評價反映的已受教育對象、是用戶和社會對工程教育質量的評價結果,是開展持續改進工作的重要依據。而這部分內客,也是我國高校在建立校內質量保障制度方面的弱項和短板,意義重大。
三、地方高校電氣工程專業的培養方案制定探討
培養方案是工程教育過程中教學組織和教學管理的基本依據,必須嚴格遵循工程教育的內涵和理念精心制定。培養目標、畢業要求和課程體系是其三大核心要素,分別進行說明。
1.培養目標制定。培養目標是對畢業生在畢業5年后左右能夠達到的職業和專業成就的總體描述,回答了學生在畢業一定時期后能做什么的問題,可看作是工程教育的愿景,它與畢業要求的含義不同。培養目標的制定依據主要包括兩個方面,分別是國家、社會的需要,行業、產業及職場需求,學生、家長的期望等外部需求和學校辦學定位、人才培養定位等內部需求。筆者所在學校前身是我國歷史上第一所礦業高等學府和河南省建立最早的高等學校,堅持服務煤炭工業的辦學方向,同時積極為地方經濟發展服務。電氣工程專業依托學校在地礦行業的優勢地位,秉承服務地方經濟的辦學理念,堅持“基礎扎實、知識面寬、實踐與創新能力強”的復合型高級工程應用技術人才培養目標。通過多年持續建設,已經在礦山電氣與電力系統兩個專業方向形成了特色鮮明的專業人才培養體系。基于學校辦學和社會需求等實際情況,確定我校電氣工程及其自動化專業的培養目標為:培養基礎扎實、知識面寬,具有電氣工程領域相關的基礎理論、專業技術和實踐能力,具有較強的工程意識和一定的創新精神,具有高度的社會責任感和良好的職業道德,具備從事發電、供配電、工礦等行業電氣工程領域相關的工程設計、技術開發、生產制造、系統運行、教育科研、經濟管理等方面工作能力的復合型高級工程應用技術人才。詳細的,培養目標還需要用4~6條具體表述,不再詳述。
2.畢業要求確定。畢業要求是培養目標的前提,是對學生畢業時所應掌握的知識和能力的具體描述,包括技能、知識和能力,是學生完成學業時應該取得的學習成果,回答了學生在走出校門時能有什么的問題。畢業要求的制定必須體現質量標準意識,畢業要求即工程專業人才標準;畢業要求要對培養目標形成支撐;畢業要求公開,清晰、具體、可衡量、可比較,有支撐并全面覆蓋認證標準要求。2015版通用標準中指定畢業要求必須覆蓋工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、職業規范、個人和團隊、項目管理、終身學習等12項內容。基于工程教育理念及認證標準,并全面綜合教師、在校學生、校友、學校管理人員的意見,制定了本專業12項畢業要求。例如(1)工程知識:具有從事電氣工程相關的工程技術工作所需的數學與自然科學知識,具有基本的工程數學基礎知識,具有電工理論、電子技術、信息處理技術、工程電磁場、電機學、電力系統分析等專業基礎知識,能夠將這些知識用于解決電氣工程相關的復雜工程問題。限于篇幅,在此不一一列出。為了能使畢業要求更加具體、可操作,每項畢業要求進一步分解為3~4個指標點,也不再詳細列出。
3.課程體系構建。課程體系需要有效支撐畢業要求,同時又要科學合理。本專業課程體系由數學與自然科學類、工程基礎及專業類(工程基礎類、專業基礎類、專業類)、工程實踐與畢業設計及人文社會科學類等四大模塊構成,共185學分。四類課程占總學分比例分別為15.2%、35.7%、25.9%、23.2%,各類課程比例合理,特別是工程實踐類課程比例相比以往有了較大程度的提高,完全滿足認證通用標準的指標要求。專業主干課程設置以滿足工程教育認證畢業要求為原則進行,所有課程對畢業要求的支撐度可采用支撐矩陣圖詳細展示,H、M、L分別代表高、中、低支撐程度。
四、結論
在工程教育實施和認證過程中,只有深入理解其內涵和理念,進一步形成工程教育文化,并以此指導工程教育教學工作,才能起到事半功倍的效果。本文在詳細分析和理解工程教育認證內涵和理念的基礎上,結合本校電氣工程專業實際情況,探討滿足工程教育要求的專業培養方案的制定問題。后續需要進一步完善教學設計、改革課程教學、形成持續改進的質量進化機制,為順利通過專業認證打下堅實基礎。
參考文獻:
[1]洪曉波.地方工科院校工程教育專業認證的對策研究[J].教育評論,2014,(10):12-14.
[2]唐愛紅,周新民等.通過ABET認證的美國PSERC高校電氣工程R檔慕ㄉ杓捌羰[J].高等工程教育研究,2015,(2):139-142.
【關鍵詞】 AutoCAD 電氣制圖 融合式教學 電氣制圖
AutoCAD(AutoComputer Aided Design)是美國Autodesk公司首次于1982年生產的自動計算機輔助設計軟件,用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計。現已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。在工作和學習中,我們常常需要用AutoCAD來繪制電氣圖。不知大家認為使用CAD畫圖最重要的是什么?對這個問題,每個人都有可能理解不同,但在我看來,最重要的是時刻記住自己使用CAD畫圖的目的是什么。我們進行工程設計,不管是什么專業、什么階段,實際上都是要將某些設計思想或者是設計內容,表達、反映到設計文件上。而圖紙,就是一種直觀、準確、醒目、易于交流的表達形式。所以我們完成的東西一定需要能夠很好的幫助我們表達自己的設計思想、設計內容。有了這個前提,我們就應該明白,好的計算機繪制的圖紙應該具有以下兩個特征:清晰、準確。 清晰:我們要表達的東西必須清晰,好的圖紙,看上去一目了然。一眼看上去,就能分得清用什么元件,什么導線;尺寸標注、文字說明等清清楚楚,互不重疊。除了圖紙打印出來很清晰以外,在顯示器上顯示時也必須清晰。圖面清晰除了能清楚的表達設計思路和設計內容外,也是提高繪圖速度的基石。準確:特別是對于電氣位置圖而言,這點尤為重要。元件長寬高是多少就是多少,不能自己想當然來標注。制圖準確不僅是為了好看,更重要的是可以直觀的反映一些圖面問題,對于提高繪圖速度也有重要的影響,特別是在圖紙修改時。 我們在使用CAD繪圖時,無時無刻都應該把以上兩點銘刻在心。只有做到這兩點,才能夠說繪圖方面基本過關了。圖面要“清晰”、“準確”,在繪圖過程中,同樣重要的一點就是“高效”了。能夠高效繪圖,好處不用多說。在電氣自動化工程的設計領域中,AutoCAD是其中常用的一個軟件,它能夠完成電氣自動化工程繪圖的絕大多數任務,而且能夠將常用的電氣元件定義成塊,并建立相應的圖庫,避免了重復繪圖的繁瑣,提高繪圖速度。而電氣制圖則是一門以教會學員繪制各種電氣工程圖為目的的課程,以往的傳統教學中,這門課程都是以手工繪圖為主的。為適應現代社會生產發展的需要,把學員培養成為技能型專門人才,提高課程的應用性,我培訓中心將傳統手工繪圖與CAD技術有機結合,開設了《電氣制圖與AutoCAD》這一門新課程,構建了基于AutoCAD軟件的電氣制圖教學平臺的融合式教學模式。那么,如何將這兩門課程更好地融合在一起,培養出受現代企業歡迎的人才,則是一個值得研究的問題。
1 與傳統教學模式的比較
首先,傳統的教學模式中,《電氣制圖》和《AutoCAD》通常是兩門完全獨立的課程,學員都是先學完了手工繪圖后才學習計算機繪圖,這就導致了學員在學習的過程中出現了斷層,造成知識的不連貫性,在學習計算機繪圖時,需要重新記憶關于電氣制圖的知識,對老師上課也造成了困難。并且,電氣制圖教學內容相對比較枯燥、抽象,傳統的教學方式容易使學員產生畏難情緒,繼而出現厭學的現象,容易導致惡性循環。在電氣制圖課堂上引入AutoCAD可改變這種現象。在電氣制圖課堂上引入AutoCAD并與其融合在一起,那么制圖課的某些內容就可以利用AutoCAD軟件來講授,例如,學員在學維圖形的同時就能直觀、動態地觀察其三維實體模型,有助于提高學員學習興趣并培養空間思維能力,從而提高學習效率。其次,還有些培訓中心將這兩門課程放在一起上,在電氣制圖課程內劃分出若干學時,用來講授計算機繪圖的內容,這種方法雖然保證了學員學習的連貫性,但不利于提高學員學習的效率。學習電氣制圖時,學員需要用大量的尺規進行手工繪圖,進行大量的練習以鞏固他們對電氣元件圖的識讀,而學習AutoCAD軟件時又需要用計算機來對他們已經學會的這些電氣元件進行繪制,這就導致了繪圖訓練的大量重復,教學效果不盡理想。AutoCAD融入電氣制圖后,便可以適當地降低尺規作圖的要求,學員不必在圖形繪制上花費大量的時間,能把更多的精力放到學習制圖的基本原理、AutoCAD繪圖的方法和技巧上。
2 融合式教學模式的應用
融合式教學將AutoCAD軟件作為工具以促進學員對電氣制圖的學習,同時要求學員能夠熟練操作AutoCAD軟件,這就要求教學過程中要完成兩個目標,即電氣制圖理論知識的學習和AutoCAD軟件的使用。這兩者相輔相成,在教學中可通過軟件繪圖來幫助學員攻克制圖的難點,同時又可以將制圖知識作為案例,引導和激發學員的學習興趣,提高學員綜合應用AutoCAD軟件的能力。
2.1 應用AutoCAD作為學習工具,提高學習效率
在電氣制圖中,電氣符號、系統圖與框圖的識讀與繪制等內容既是教學的重點,也是難點。如果單靠老師用粉筆在黑板上給學員演示如何畫電氣圖,耗時耗力,還得不到理想的教學效果,但利用AutoCAD軟件,通過機房網絡管理軟件的“屏幕廣播”將繪制過程演示給學員看,就可以省時省力,達到事半功倍的效果,提高了授課效率,還能留出更多的時間給學員親自動手練習。
2.2 利用電氣制圖中難點知識作為AutoCAD軟件學習的案例
AutoCAD軟件中命令的調用和使用多種多樣,例如圓的畫法就有十個之多,如何讓學員在較短的課時內掌握這么多命令,是講授這門軟件的要點。在融合式教學模式中,我們利用電氣制圖中的實例對AutoCAD軟件的命令進行講解,先拿出一個電氣圖,這個圖要求包含有本次課需要講授的命令,然后教師在教師機上進行繪制的過程中通過“屏幕廣播”將使用的命令一個個地給學員詳細講解,然后讓學員跟著一步步地練習。等到了學員對AutoCAD軟件掌握到一定程度后,我們可以先讓學員獨立繪制圖形,等到他們碰到某一些用已經掌握的方法也不能解決的某些問題時,通過激發學員積極思考和討論之后,再適時地提出靈活、有效和快捷的解決問題的方法。通過這種方法,讓學員參與到課堂中來,教與學進行了很好的互動,并使學員在完成制圖的基礎上體會到學習的樂趣,因而更好地掌握AutoCAD繪圖的方法和技巧。
3 結語
電氣制圖與AutoCAD的有機融合能夠互相取長補短,使學員以AutoCAD軟件為繪圖工具來學習電氣制圖,掌握扎實的制圖理論和熟練的計算機繪圖技巧。一方面,AutoCAD極大地豐富了電氣制圖的教學內容,改進了電氣制圖傳統的教學方法,另一方面,電氣制圖也為AutoCAD軟件的學習提供了大量的繪圖案例,提高了學員的學習效率。隨著技術的進步,Autodesk公司每年都會在原有版本的基礎上增加新的功能,來方便我們繪圖。使用AutoCAD來繪制電氣圖,無論在學校還是企業都很常用,是作為電氣人員必須掌握的最基本的一項技能。電氣專業中多門專業課程都涉及到了工程圖的繪制。因此學好AutoCAD軟件對電氣安全技術人員來說十分重要。隨著社會的發展,學科的交叉和互相滲透,社會和用人單位對高級人才的知識結構要求向著更加全面、更加專業化的方向發展,這同時也是對安全技術培訓教育提出了更高的要求,我們通過課程整合、優化教學結構、融合式教學等方法,讓我們的學員成為適應現代化發展需要的人才。
參考文獻:
[1]楊箏等.AutoCAD 2008電氣工程設計[M].天津大學出版社,2009.