前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇电气工程学科的重要性范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1.1发展
电气工程学科的发展重在理论实践的结合,因此要重视理论基础的巩固,同时扩展知识面的宽度。随着现代社会的发展对新技术的要求,电气工程科技必须不断的进步和创新,其专业的人才必须掌握多方面的技术,把自动化专业技术和计算机信息技术综合在一起。
1.2重要性
在信息技术化的今天,电气工程影响着整个民族科学技术进步的水平。电气工程的开始要追溯到十九世纪上半叶“磁效应”和“电磁感应定律”的发现,电磁理论的发明奠定了电气工程的理论基础。不久,西方国家开设了电气工程专业。在我国,电气工程专业始于1908年的南洋大学堂,在之后的一个多世纪,开设该专业的大学数量不断增多,这是我国相关人才的匮乏的体现,电气工程专业在我国大专院校中的地位日益提高。
2专业建设
科学技术发展到今天,广泛的电气工程学科下的很多技术都陆续被独立出来,成为独专业的学科,但由于它们来自于电气工程学科,与电气工程的内容有着扯不断的联系,不是其他学科能够比较的。所以,现在电气工程具有良好的发展和就业前景。本专业把电气工程包含的所有专业以及交叉学科的相关知识都做了系统的分析,理论与实践相结合,注重德育的教育,培养了一大批合格的高技术型人才。电气工程专业将来会以电机控制、电力与电子技术、电力系统的自动化三个专业为发展方向。
3建议
为了更好的发展电气工程专业,把培养技术人才作为目标观念,采取开放性的人才策略,充分利用现有的人才,并不断培养和引进人才。就必须成立优秀的教师队伍,完善师资力量,培养和引进两手都要抓。
3.1人才引进
各学校要根据发展规划,积极引进拥有高资历的国内外人才,尤其是具有国家性的专业研究经历、参与过过国内河国外较大工程项目的人才。根据学校学科建设和教学的需要,制定引进计划和人员的数量。
3.2师资建设
积极培养现有的教师队伍,通过学习参观的方式进行深造。不断提高教师自身的水平,使各科老师的学历、年龄等结构分配上更加合理。加强年轻老师的计算机和外语水平,对其进行岗前培训,并加入到社会实践中。指定德高望重且教学水平高的老教师指导青年教师,使青年教师尽快了解教学重点,顺利进入教师的角色。针对青年教师的教学,学院可组织听课或座谈的形势,改进青年教师的教学方法,提高他们的教学质量。
3.3提高教学水平
教师教学水平与科学新领域的开拓息息相关,教学水平的高低影响着教师在学生面前的威信。教师是否有威信,也是教师的品质、能力、知识以及教育方式的一种体现,直接表现在学生在内心深处崇拜和敬佩的态度。老师的教学水平是影响着学生的学习兴趣和爱好,是影响教学效果的一个关键因素,是学生是否愿意接受教育的前提之一。自古以来,我国的教师就有着爱岗敬业、默默奉献、工作负责、为人师表、以学生做为根本的优良传统。对教师业务水平的管理,是各个学校对教师教学的能力以及水平进行帮助和提高的一种表现,是学校管理层为使教师具备精湛的专业知识、渊博的文化储备和教育教学方法,运用多种模式对教师业务水平有计划有安排进行整体加强的过程。由于教师是知识的传授者,并对学生的能力进行培养和发展,因此教师的水平直接对学生的智力开发有着影响。教师业务水平的管理,有助于提高专业知识的教学水平,教师只有对教材内容熟练的掌握和适度的拓展,才能更好的进行专业知识的教育,把合适的学习方法传授给学生,使学生对专业知识轻松的掌握和理解,很好的运用到现实生活中。
4结束语
关键词:电力电子技术;教学模式;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)40-0102-02
一、电气工程类应用型人才培养目前存在的问题
电气工程及其自动化学科作为工科的重要支撑学科,其培养的高素质应用型人才应该能够承担转化应用、工业实际生产的任务。随着我国经济的快速发展,传统电工制造业、新兴信息产业等行业都需要大批符合企业要求、动手能力强、专业素质好的电气工程类应用型人才。高校电气工程及其自动化学科的培养,应使学生达到“厚基础、宽口径、重应用”的培养目标,这是应用型本科电气工程类人才培养的关键。而电力电子技术作为电气工程类学科的一门重要必修课程,对于培养电气工程类应用型人才综合应用知识、实践动手能力有很重要的作用。近年来,电力电子技术在电力系统、新能源发电、家用电器、交通运输等领域得到广泛应用,本课程在电气工程类应用型人才培养中的重要性也日益凸显。
但是在国内电气工程类专业课程教学模式一般都是传递―接受模式,教学方法单一,缺乏实物演示教学环节,很大程度上挫伤了学生的学习兴趣,导致学生学习效果不佳、动手能力差。这对于像电力电子技术此类实践性很强的课程来说,已经难以满足应用型人才的培养需要。同时,在教学过程中过分强调理论知识的重要性,导致理论与实践脱节,不能对所学的知识灵活运用,难以创新,无法用于实际。教学过程中过多的强调专业知识的传授,缺少科学思维和方法的引导和训练,眼界的狭小和思维方式的呆板,也使得学生难以创新。这样的教学模式难以满足电气工程类应用型人才熟练综合应用知识、实践能力强的要求。
由于在电力电子技术课程教学中也存在上述此类共性问题,因此迫切需要对课程的教学模式进行相应的改革和完善。深化工程实践教学改革,培养学生的工程素养,增强学生的动手实践能力、理论与实践相结合的能力及创新能力。
二、针对课程教学模式、方法的改革
近年来,随着技术的进步发展,本课程教材的内容篇幅都有一定的增加,但是课程的教学课时却反而有所减少。要使学生在有限的时间内掌握本课程的基础知识和基本技能,以满足培养应用型人才的需要,课程教学模式和教学方式方法需要一定的改革。
(一)实用性工程实例教学
电力电子技术的教学内容应该注重工程实际应用,可在阐述相关基础理论后,通过工程实例的讲解,以工程实用背景激发学生的学习兴趣,结合工程实践与探究环节,加深学生对理论知识的深层次理解,使学生将各门专业课知识系统化、结构化,新旧知识融会贯通。与此同时也培养了学生创新能力和自我探究的自主学习能力。
以国家“十一五”规划教材《电力电子技术》为例,例如在讲解绪论时,可以结合学生比较感兴趣的电力电子技术在汽车上的应用,具体如汽车各类照明、指示灯、雨刷、电动窗的电力驱动等,结合日常生活中常见电力电子技术应用,如变频空调、变频冰箱、护眼台灯等。对于整流电路,可通过常见的手机充电电源为例讨论,拓展到单相半波、桥式整流电路。对于逆变电路,可以用车载逆变器作为工程实例来进行讲解。在此教学过程中,利用工程实例提出问题,运用电力电子技术相关基础理论解决问题,学生学习兴趣增加,使抽象理论和工程实际运用相结合,理解更加透彻。
(二)课程教学方法和教学模式的改革
1.在电力电子技术教学实践中,可以适当根据授课内容的不同,具体结合传统传递―接受式与现代启发与探究式、翻转课堂式教学有机结合,同时增加工程实践与探究环节,加深学生对理论知识的深层次理解。例如在讲解基础理论时,应在学生充分预习的基础上采用传统教学方法,同时采用现代启发和探究式教学模式讲解实用性强的工程实例。对于逆变电路等比较复杂的电路,则可以采取翻转课堂式教学模式,学生讨论讲解,授课教师发挥指导作用。
2.采用多种教学手段。教学时,对于部分章节可采取板书结合Flas的方式。适当的板书可以使学生加深对内容的理解程度,也可以起到控制课堂节奏的作用。例如讲解驱动电路时,仅用PPT难以达到良好效果,学生也不易理解,利用板书逐层递进地绘制并讲解,强调重点以及逻辑推理。利用PPT对知识点进行描述或辅解释,从而有利于学生接受。
3.引入教学仿真软件。MATLAB软件比传统的高级语言更容易学习和掌握,通过SIMULINK组件和SIMPOWER工具箱,可以很容易地提取元器件,将各种器件连接成完整系统,对电路进行仿真。电力电子电路的分析、设计、调试都能通过MATLAB数字仿真软件实现,仿真软件能够直观地观察实验结果和实验过程,能够激发学生的学习兴趣。
通过软件仿真,整个电路的运行过程学生可以清楚地观察,对各个元件和节点的波形能够透彻理解,也能很方便地修改器件的仿真参数,观察电路的不同工作情况,动态显示分析波形。利用仿真软件能够加深学生对电力电子技术基础知识的理解,调动学生的学习积极性。
(三)建设实训平台培养学生实践动手能力
通过建立一个综合运用理论教学、仿真实训以及实验操作等手段的实训平台,提高学生的工程素养,增强学生的实际动手能力、理论与实践相结合的能力和创新能力。该实训平台综合运用理论教学、仿真实训、实验操作等手段全面提升电力电子技术的教学效果,实训内容主要包括结合实物讲解与工程实训知识、基本软硬件设备的使用方法、常见元器件的安装、电路板的焊接等基本技能培训,给定典型电力电子器件参数,完成原理图绘制、元件选型、电路设计等创新实践培训。通过该实训平台的实训,使学生掌握基本的元器件基础知识,设备仪器的基本操作技能,而实践与创新环节培养了学生创新和实践的动手能力,使其掌握了分析和解决实际问题的方法。
三、充分发挥授课教师的主导作用
教师作为学生专业课学习的指导者和领路人,在授课时应该充分发挥教师的主导作用。首先教师应该注重对学生学习兴趣和学习方向的引导,让学生了解本领域的最新专业动态,让学生明白本门课程的重要性,认识到本课程和其他专业基础课程的联系性和逻辑性,了解学习的重点和要求,以激发学生的学习兴趣。其次,电力电子技术授课教师需要掌握相关强弱电领域的专业知识,因此对授课教师的综合素质与专业知识水平有较高的要求。教师需要关心本领域的最新动态,随时更新自己的知识,不断拓展自己的研究领域,提高自己的专业学术水平,通过授课使学生能够比较全面地了解和掌握本学科的发展。
四、结语
我国已经成为世界制造中心,社会经济的发展需要大批电气工程类应用型人才作为人力支撑,培养电气工程类应用型人才是我国高等教育的重要职责。电力电子技术作为电气工程类学科的重要基础性学科,是个强弱电结合的学科,也是理论与实践结合紧密的学科,通过对课程教学的改革与探索,充分激发学生的学习兴趣,提高学生综合应用学科知识的能力,培养其实践动手能力,以期更好的培养高素质、动手能力强的应用型本科人才。
参考文献:
[1]吴中江,黄成亮.应用型人才内涵及应用型本科人才培养[J].高等工程教育研究,2014,(2):66-70.
[2]刘景艳,李玉东,郭顺京.电气专业实践教学模式研究与实践[J].中国电力教育,2013,(26):94-96.
[3]鲁明丽,刘燕.基于卓越计划的“电力电子技术”课程教学改革探索[J].中国电力教育,2014,(2):103-105.
[4]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2002:88-89.
1.1有利于促进学生就业和注册电气工程师的发展。
注册电气工程师考试分两个专业:发输变电、供配电。考试由基础考试和专业考试两部分组成。基础考试又包括专业基础和公共基础这两部分。只有通过了基础考试,并且具有相对应的职业实践年限之后,才能够报名参加接下来的专业考试。专业考试包括专业知识础部分和专业案例两部分组成。专业考试通过后,就可以取得《中华人民共和国注册电气工程师执业资格证书》。通过注册电气工程师执业资格考试的科目和内容,我们可以知道考试内容的理论部分和高校电气工程专业的课程教学内容是一致的,所以高校电气工程专业毕业生开始考虑把注册电气工程师作为自己未来的职业的选择。所以,对高校电气工程专业进行满足注册电气工程师指导的教学改革,课程和实践环节进行有针对性的设置,必将促进高校电气工程专业毕业生的就业,以及注册电气工程师的发展。
1.2有利于构建健全的电气工程教育体系。
世界上普遍认为,一个合格的电气工程师需要经过高中毕业后8年左右时间,主要包含“工科相关自然科学知识的学习”、“工程实际的长期练习”及“较长的工程实践经历”等三个阶段的培养。通过对我国和国外的电气工程本科教育进行比较,可以看出主要的区别是:国外电气工程专业本科教育为学生提高注册电气工程师的职业基础,学生毕业后在工作中经过多年的工程实践完成注册电气工程师需要的职业训练。而我国目前大部分的企业没有注册电气工程师培养训练的条件,所以就要求高校在学校内完成对注册电气工程师培养内容,使得电气毕业生能够上岗前就应熟练掌握应有的专业工程技能。因此,对高校电气工程专业进行满足注册电气工程师指导的教学改革,有利于构建一个由学历教育、专业训练,工程实践等环节组成的健全的电气工程专业大教育体系。
二、电气工程专业教学改革的基本思路
2.1优化课程体系,加强课程综合化。
课程体系是教学的指挥棒。传统的高校电气工程专业教育,所使用的课程体系具有课程结构不连贯、课程之间缺少衔接等问题。这些造成学生没有一个整体的专业知识体系。而要想通过注册电气工程师的考试,必须具有较强的专业综合能力。因此,为适应注册电气工程师要求,高校电气工程专业课程体系应该建立以专业理论为基本,增强专业技能为核心的课程体系,以加强学生综合专业实践能力。将不同课程在整个电气工程学科体系中进行整合,使相关知识能够相互融合,相互支撑,能够适应实际工程对电气工程专业综合能力的需要。
2.2注重教学内容的动态发展,更新、精简并活化教学内容。
高校电气工程专业课程的教学需要及时吸收最新的理论方法,关注最新的实践成果,补充到教学中来,使教学内容和实际相结合,使基础理论和社会发展相一致,以免理论和实践相脱节。电气工程专业教学改革应该注意对教学内容进行优化,协调好理论与实践结合,拓宽知识面和增强动手能力的关系,解决好社会更高的专业能力的要求和学校学时压缩的矛盾。
2.3改善教学方法,更新教学手段,注重学生综合能力培养。
除了要优化课程体系和教学内容外,注重动手能力的培养日益受到企业和社会的重视。其中要提高利用专业知识解决实际问题的能力,需要对电气专业教学方法进行改革。不但要使用各种现代化的教学手段,更要用创造性思维训练为主的教学方式取代灌入式的知识传授方式,使用“翻转课堂”等科学的授课方法,精心准备每一次课,注意发挥学生的能动性,着重培养学生的创新能力。比如在《供配电及照明设计》教学过程中,根据课程实践性和综合性强的特点,在课堂教学过程采用工程实际场景,利用课程中相关的专业知识,启发引导学生独立解决在工程规划设计中需要解决的专业问题,从而激发学生的主观能动性,使课堂变得活跃多彩,激发学生主动学习的兴趣,提高学生自学能力和综合能力。
2.4切实加强实践教学环节,注重理论与实践的有机结合。
现阶段电气工程专业教学改革的重点,应放在理论与实践的平衡,学与做比重均衡,知识与技能相辅相成,培养综合能力的环节。目前我国高校教学计划中的实践环节虽然比重加大,但是并没取得期望的效果。因此,实践环节应该注重这两个方面:一方面是在课程体系中把坚实的理论基础和工程实践训练紧密的结合起来,使课堂教学真正的面向工程实际;另一方面,通过加强高校与企业对接,真正建立起高校和企业的产学研一条龙良性体系。
三、电气工程专业教学改革应注意的问题
关键词:教学改革;铁路特色专业;电气工程及其自动化
作者简介:苏宏升(1969-),男,甘肃靖远人,兰州交通大学自动化与电气工程学院电气工程系副主任,教授;董海鹰(1966-),男,陕西临潼人,兰州交通大学自动化与电气工程学院副院长,教授。(甘肃 兰州 730070)
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)33-0027-03
一、历史沿革
兰州交通大学电气工程及其自动化专业的前身是1958年由姜嘉猷教授等一批电机工程专家组建的电力机车专业和1959年组建的电力机车供电专业。1999年,学校根据国家新的本科专业目录,设立了电气工程及其自动化本科专业,并于同年开始招生。2000年,该专业被教育部列入国家管理的专业点名单,并于2004年获得了财政部的中央与地方共建高校专项资金资助。[1]
电气工程及其自动化专业自成立以来,沿袭兰州交通大学(兰州铁道学院)多年优良的办学传统,本着服务铁路和面向地方电力系统领域进行人才培养的原则,已为国家培养了1000多名铁道电气化工程领域的专业技术人才,为国家建设,特别是西部铁路建设作出了重要贡献。
二、专业定位
随着高等教育教学改革的发展,我国高校高等教育已从精英教育时期转变为大众化教育时期,而大众化教育所面临的最大问题是毕业生的就业分配问题。严峻的就业形势已经演变成一个备受关注的社会问题,而这仅仅通过提升教学质量,狠抓教学水平的努力是难以办到的。因此必须从社会分析做起,正确定位,找好高校人才培养和社会需求的结合点,做好高等教育的专业教学改革,完成高校肩负的三项主要职能:人才培养、科研转化和服务社会。
电气工程及其自动化专业是我国工科院校普遍设立的一个专业,专业规模相对庞大,就业竞争异常激烈。如前所述,兰州交通大学如何能够培养出适应时代需求的学生,在当前诸多高校中占有一席之地,是关系到该专业生存发展的重要问题。为此,兰州交通大学电气工程系在对当前该专业深入分析的基础上,结合原铁路院校类特色,进行了大胆的尝试和改革,即将兰州交通大学电气工程及其自动化专业定位于铁路特色专业,在原电气工程及其自动化专业原有方向的基础上设立了电气化铁道牵引供电和接触网工程两个特色专业方向,一方面拓展了学生的就业渠道,进一步明确了教学目标,另一方面兼顾了学生的学习兴趣。经过两年的专业尝试,证明电气工程系将电气工程及其自动化专业定位于铁路特色专业的实践是完全正确的,出现了毕业生供不应求的局面,不少人已在本职岗位上取得了良好成绩,深受用人单位欢迎。
三、特色专业方向的设立
教育部《普通高等学校专业设置的规定》明确规定:“普通高等学校根据社会特殊需要及自身优势和特点,可在完成基础课教学后,在现设专业范围内自主审定专业方向”。在此规则指导下,兰州交通大学电气工程系开展了在电气工程及其自动化专业下设立特色专业方向的探讨和研究工作。
1.电气专业宽口径下的问题分析
纵观当前电气工程及其自动化专业的状况,所存在的问题主要表现在:一是人才培养目标不够明确。部分高校沿袭着我国高等教育中重理论、轻知识传授的教育理念,忽略了人自身的教育,又缺乏明确的专业定位,导致培养目标过大而无法适应时代需求,也不能适应社会对人才的多层次需求。二是人才培养模式落后,缺乏创新。教学以具体专业为导向,将相应的专业知识灌输给学生,较少考虑学生是否能将所学知识完全消化,是否形成了合理的知识结构,是否能够运用这些专业知识解决实际问题。随着信息技术的高速发展,技术专业化日益突出,培养更加专业的电气方面人才是社会发展的必然。
2.铁路特色专业方向建立的可行性和必然性
我国能源资源分布的不均衡以及越来越多的外出务工人员,决定了我国铁路交通运输在未来国民经济发展中仍将占据十分重要的地位,而铁路电力牵引相比其他牵引方式在高速、重载、环保等方面具有很大的优越性,因而是未来铁路交通运输行业主要发展的牵引模式。“九五”后期,随着一批时速超过200km的客货共线铁路和200~350km的客运专线铁路的建成,我国铁路进入高速发展期,加上这些铁路多采用信息技术控制和管理,客观上决定了对铁路牵引供电专业的更高要求:要求电气专业对铁道知识有深入的理解和掌握;要求作为铁路自动化、现代化和科技化代表的牵引供电系统要从可靠性到先进性满足高速铁路建设的要求;要求现代的电力牵引供电要向专业化、科技化和信息化的方向发展。
目前我国铁路建设掀起了新一轮,且正在向新疆、等边远地区渗透,而这些铁路建设的特点是高起点和高标准,急需大量掌握现代科学知识的铁路供电和接触网方面的人才,从事与牵引变电所与接触网有关的运营维护工作,确保大动脉的安全畅通。另外,由于兰州交通大学电气专业培养目标不够明朗或培养计划满足不了高速铁路发展的要求,致使人才培养与社会需求脱节,毕业生就业困难。
根据我们在乌鲁木齐、呼和浩特、哈尔滨、武汉、郑州、兰州等铁路局和青藏铁路公司,以及南车、北车等铁路机车车辆制造企业的调查而得出的结论来看,这些企业每年对牵引供电专业毕业生的人才需求是学校能够提供的三分之一,缺口达一半以上,而且这些铁路企业对牵引供电的人才需求还将继续增长。
一方面是宽口径下电气专业学生由于技能欠缺和诸多高校学生人数日益增多带来的就业压力;另一方面是铁路牵引供电专业的人才匮乏,出现了多家用人单位提前到学校争抢人才而无法满足人才需求的局面。鉴于此,根据兰州交通大学原铁路类院校特色,兰州交通大学电气工程系决定在电气工程及其自动化专业下开辟牵引供电专业方向。同时,考虑到接触网是电力牵引必不可少的载体,与运营维护工作往往纠结在一起,密不可分,因此又设立了接触网工程方向。这样和原来的电力系统自动化专业方向一起,兰州交通大学电气工程及其自动化专业共有三个专业方向,即两个铁路特色专业方向和一个传统专业方向,较好地满足了用人单位的需求,也给学生提供了更多的选择空间。
四、铁路特色专业方向改革的具体措施
电气工程系铁路特色专业方向一经确定就成为兰州交通大学的一个重要专业方向,这也是甘肃省乃至西北地区唯一的一个有该方向的本科院校。为了满足铁路特色专业方向(即铁道供电和接触网方向)的教学要求,院系两级在人才培养模式、课程设置、教材选取和平台建设等方面成立了专门的课题研究小组,并得到了学校的大力资助。
1.教学计划的修订和课程设置的完善
电气工程系原有的教学计划和大纲是针对电气工程及其自动化本科专业而设置的,具有课程门类比较齐全,覆盖面广的特点。缺点是缺乏特色,定向模糊,培养目标不清晰,导致毕业生就业困难。为了能和铁路特色专业培养目标相匹配,必须对现有的教学计划进行调整,使之既能符合电气工程及其自动化专业的培养计划,又能体现铁路特色供电专业的培养目标。为此,研究小组认为:新教学计划的制定应该体现知识的完整性和连贯性;充分反映本课程方向的新技术和发展前景;删减就繁,除旧布新,突出重点;理论联系实际,注重实践能力的培养。正是基于这样的原则,结合大纲对原教学计划从公共基础课程教学平台、专业基础课程教学平台、专业课程教学平台以及工程实践能力教学平台四个方面进行了修订。[2]
(1)公共基础课程教学平台的修订。除执行全校公共基础课程体系外,学院还构建了由14门课程组成的计算机应用能力平台:“程序设计基础”、“数据结构”、“离散数学”、“微机原理”、“单片机原理及系统设计”、“数值计算与MATLAB方法”、“嵌入式系统设计”、“计算机导论”、“DSP技术及应用”、“数字信号处理”、“软件开发技术基础”、“数据库技术及应用”、“Web技术及应用”、“计算机网络”,为学生今后的发展奠定了基础。
鉴于铁路特色专业方向对数学有较高的要求,因此在修订计划时增加了工程数学教学方面的内容,包括“数学物理方程”、“矢量分析与场论”、“概率与数理统计”、“复变函数与积分变换”课程,为学生专业方向课程的学习中打下厚实的基础。
这样学生既能在大电类基础课程教学平台的宽口径下学习,又能掌握特色专业方向课的基础课教学内容,为以后分专业方向学习奠定了坚实的基础。
(2)专业基础课程教学平台的修订。电气工程及其自动化专业基础课程教学平台包括“电路分析”、“电路实验”、“电子技术”、“电子技术实验”、“工程电磁场”、“自动控制原理”、“电机学”、“电气工程导论”、“电力系统分析”、“电力系统通信与网络技术”10门课程,与公共基础课程共同构成大电类基础课程教学大平台。
由于接触网专业对机械和力学知识有较严格的要求,因此在专业基础平台中增加了“机械设计基础”和“工程力学”课程,丰富了学生的专业知识面,也为以后学好接触网专业方向奠定了基础。
(3)专业课程教学平台的修订。电气工程及其自动化专业课程教学平台主要涉及“高电压技术”、“电力电子技术”、“电力系统继电保护原理”、“电气测试技术”、“电器控制与可编程控制器”、“电力系统自动化”、“专业英语阅读与写作”、“电气设备状态监测与故障诊断”、“配电网络自动化”等课程,与毕业设计、课程设计一起构建专业技能获取平台。
专业课程教学平台的修订对确保铁路特色专业方向成功至关重要,因此做了较大的调整。针对电气化铁道牵引供电专业方向,增加了“电气化铁道供电系统与设计”、“电气化铁道供电系统及装备”、“城市轨道交通供电系统”、“牵引供电所设计与施工”课程以及这些课的课程设计。针对接触网工程专业方向,增加了“接触网工程与设计”、“接触网规程与规则”、“接触网施工”、“接触网检测”以及“接触网工程与设计课程设计”。上述两个特色方向除必修课外,均有9个学分的选修课。表1是调整后电气工程及其自动化铁路特色专业方向课程教学计划。
(4)工程实践能力教学平台的修订。工程实践能力教学平台的调整主要基于两方面:一是调整工程实践平台本身的实训内容,如认识实习由参观刘家峡水电站改为参观兰州铁路局供电段兰东牵引变电所,生产实习由原来的兰州电机厂实习改为兰州铁路局职工培训站陇西分站接触网实训基地实习。二是开辟新的实训内容或实训基地,如增加了有关牵引供电系统和接触网专业方向的零部件拆装实习,以及开辟了兰州铁路局供电段电调中心实习基地。此外,学院还定期聘请各大铁路局、设计院、中铁电气化公司、青藏铁路公司等现场专业人员来学院任课或作报告,使得学生们不出校门就能学习到现场的知识。
2.师资队伍建设的研究
电气工程及其自动化专业铁路特色专业方向是一个崭新的方向,师资力量的配备直接影响到专业建设的成败。在优化师资配置资源的基础上,必须加大师资培训,提高教师的专业水平。具体措施:一是安排教师到相关院校进行实习培训,加强学习交流。如2008年安排张廷荣、李红两位青年教师去华东交通大学学习,安排李亚宁教师去铁道部第一设计院学习,2009年安排张廷荣、李红去铁道部第一设计院兰州分院学习,2010年安排闵永智教师去西南交通大学学习,提高了教师的理论水平。除了每年安排相关教师进修实习外,学院还着力出台了“1+2”研修计划和“1+1”帮带计划。二是鼓励教师利用暑、寒期到工厂或铁路建设现场实地考察,与现场工人、技师交流学习,做到真正实践学习。三是在院内积极开展铁路特色专业方向方面的科研工作,加大对科研方面的投入。通过承担和参与科研项目,提高教师发现和解决工程实际问题的能力,丰富教师的工程实践经验。四是强化教师专业队伍,引进高水平人才,要特别加强从企业引进具有较高学术水平和丰富工程实践经验的高级专业技术人才,提高师资队伍的整体工程实践能力和水平。
3.实验室建设和实习基地的建立
实验是教学的重要环节,相应的实验室建设对于专业发展尤为重要。铁道电力牵引供电系统和接触网专业方向建立之前,我们就对实验室建设进行了大量的考察和论证工作,一经专业方向确立就开始了实验室建设工作。由于铁路特色专业方向的特殊性和庞大性,所需建设资金缺口较大,研究如何利用有限的资金完成有代表性的实验设备从而完成实验室建设,满足日常教学需求,帮助学生理解和接受所学专业知识提高学生学习主动性异常重要。学校采取了以自我建设为主的方式,同时加强外来资金的引入。一方面,学校利用日元贷款大力建设铁路特色专业方向实验室,先期建成电气化铁道供电系统模型实验室,包括一个电力系统沙盘及一个牵引供电系统沙盘;全部偿、半补偿及接触网简单悬挂模型;断路器、隔开关、互感器、避雷器等牵引变电所电力设备模型;AT、BT及接触网直供方式下的挂板模型;牵引所二次回路、直流操作电源的挂板模型,满足铁路特色专业方向学生学习的基本需求。另一方面,利用财政部与地方共建实验室和特色办学机会,争取国家财政支持。通过各方积极努力,获得财政部数百万元建设基金,建立了远动及综合自动化实验室。最后利用现有的实验设备,学校投入配套资金进行二次开发,展开对遥测、遥信和遥控系统的深入研究,完善实验室设备和技术。[3]
关于实习基地的建设问题,接触网专业方向要求学生必须通过相应的安全规程测试,合格后方能上岗,其特殊性决定了实习的重要性。利用现有条件和依托相关企业单位建设新的实习基地是我们必须思考的问题。学校利用兰州铁路局职工培训站接触网实习基地的优势,在实习阶段将学生送到接触网实习基地进行接触网零部件拆装练习,并设法考取上岗证。另外,和企业积极联合,建立新的实习基地。如与兰州铁路局兰东供电段达成就业实习协议,给学生一个熟悉和实习的机会,做到理论和实践相结合。
4.教学方式多样化,注重学生能力培养
为了增加学生的学习兴趣,电气工程及其自动化专业铁路特色专业方向的课程从内容到形式上都进行了不断地尝试,目的是寻求利于学生学习和能力提高的最佳结合点。
教学内容上不再采取单纯的灌输式教学,而是丰富教学内容。首先在教材的选取上采用“三位一体”的教材,再经过大量的比对,选取最好、最先进的教材。对不恰当的教材经过教师和专业技术人员的共同努力进行修正;课堂采取不同的教学方法,利用多媒体课件教学,一方面从交流单位引进录像,另一方面根据需要去现场实地制作教学录像,提高了学生的学习兴趣。
课堂教学注重能力培养。为了提高学生能力,充分发挥学生的学习主动性,一些课程采取了教师讲授、学生参与的方式。例如,对于轨道交通概论,任课教师讲完部分课件后,布置学生课后通过资料查取完成一定任务,并让学生们课堂讲解。由于学生查阅的知识多种多样,不仅丰富了学生的视野,而且教师在其中也可以学到不少知识,共同受益。提高了学生的学习主动性、自学能力。
五、铁路特色专业方向取得的实效
兰州交通大学电气工程及其自动化专业铁路特色专业方向一经开始就显示了极其强大的生命力和发展潜力。在校内受到领导和广大教师的支持,为学生提供了一个新的就业机会和选择。经过两年的建设和发展,得到了铁路局、设计院、中铁电气化局、中铁建和机车车辆制造企业的认可和好评。目前除部分毕业生考取研究生外,大部分学生已走上工作岗位,总体呈现出供不应求的局面。在最近连续三届的毕业生就业分配中,无1人待业。在最近连续两年的高考中,报考该专业学习的学生数量大大增加。该专业与铁路信号、机车控制两个专业配套,构造了“三位一体”的学科优势,填补了学科专业建设的空白。
六、结束语
自1999年电气工程及其自动化专业恢复招生以来,历经10年有余。在校、院两级领导的支持下,电气工程系教师孜孜不倦、呕心沥血,建立了国家特色专业和省级实验示范中心两个平台,设立了电气工程一级硕士学位授权点和一个工程硕士学位授权点,并吸引了大连交通大学、西南交通大学、华东交通大学、宁夏大学、兰州理工大学、兰州工业专科学校、河西学院、陇东学院、甘肃工业职业技术学院、酒泉工业职业技术学院、乌克兰克列门丘格国立大学和斯洛伐克马捷贝尔大学等院校教师来中心参观、学习,取得了令人瞩目的成绩。
参考文献:
[1]苏宏升.电气工程及其自动化铁路特色专业建设的研究与实践[J].中国科教创新导刊,2011,(5):193-195.
关键词:电气信息类;拔尖创新型人才;大学生电子设计竞赛
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)36-0057-02
开始于1994年的全国大学生电子设计竞赛在促进高校电气、电子、信息等专业发展方面起到了举足轻重的作用。以该项赛事为契机发展起来的高校应用型人才培养模式得到了实践检验。此后,各类赛事如雨后春笋般发展,对高校相关学科的发展起到很好的促进作用,具体表现为:培养了学生的实践能力和创新精神,促进了师资队伍的建设,促进了课程体系改革,促进了实验室建设。
电气信息类应用型人才培养模式的研究已经非常全面,并且取得了显著成效。[1-5]下面主要从课程和教学内容、师资队伍建设以及产学研合作等方面进行阐述,重点是加强学生的实践动手能力,在“应用”上下功夫。
笔者在长期的学生指导和项目合作过程中发现,学生在电路设计、产品开发等能力到了一定程度后非常容易进入学习瓶颈,理论知识不够深入带来的弊病就显现出来。此时,有针对性的教学和培养显得非常重要和必要。而大部分高校都没有相应的培养模式和对策,任由学生自由发挥和各种自学。如何在保证大部分学生实现“应用型人才”的前提下完成少数有创新精神和科研能力学生的“拔尖创新人才”教育,是当前高校应该重点研究的方向和领域。
浙江大学电气工程学院为了解决这个问题,设立了“爱迪生班”,吸收一些学有余力、创新意识强烈的学生进行因材施教式个性化教育。其他一些985院校设立了不同名称的“创新班”,部分地解决了高校“个性化”教育的需求。但是,“创新班”的设立打乱了校院“班级”编制,给管理和教学等带来了一些困扰,同时创新班的学生的爱好和优点不尽相同,很难做到课程设置的有的放矢。受制于办学条件、实验环境等各种客观原因,创新班机制在很多高校没有推广开来。
本文在电气应用型人才培养模式的基础上,提出了拔尖创新型人才培养模式,增加了“准创新班”和参与纵向课题两个环节,完成了大众人才到小众人才的过渡。本文共分3部分,第一部分综述和分析了电气信息类人才培养模式的现状和拔尖创新型人才培养模式的必要性;第二部分提出了基于“准创新班”概念的拔尖创新型人才培养模式;第四部分重点阐述了“准创新班”的特点和优点,以及在学生培养过程中的具体实施举例。
一、基于“准创新班”的拔尖创新型人才培养模式
基于“准创新班”的拔尖创新型人才培养模式如图1所示,整个方案围绕1条主线(实践)、7个阶段、2个节点。如果把拔尖创新型人才培养比作一个优质产品的生产过程的话,培养过程总共分为7个工序,分别是:低年级基础课探索性实验的“选才”阶段,低年级电子大赛培训的“原材料粗加工”阶段,低年级辅助高年级学生参加电子大赛的“原材料加工”阶段,准创新班培养的“精料选型”阶段,高年级电子大赛培训的“精料加工”阶段,高年级学生参加电子大赛的产品成型阶段,辅助教师参加科研项目的“产品打磨”阶段。传统应用型人才培养模式主要包括5个阶段,大部分高校都是4个阶段,分别少了“准创新班”培训和辅助教师完成科研项目两个主要环节。
本方案最突出的两个环节就是作为精品选型的“准创新班”培养机制和作为产品打磨阶段的辅助教师完成科研项目。这两个阶段分别承担着电气信息类拔尖创新型人才的“选才”和“打磨”关键环节,也是本培养模式的创新点。如何有条不紊地选出“拔尖人才”,并培养成具有科学素养和创新精神的人才是一个系统工程,也是本培养模式的重中之重。
二、“准创新班”概念的提出
1.电气信息类“准创新班”
有感于不同高校电气工程学院“创新班”培养模式对拔尖创新型人才培养的探索,考虑到“创新班”存在的问题和大部分本科院校师资力量、科研环境以及实验条件的限制,提出“准创新班”的概念。“准创新班”培养模式是对拔尖创新型人才培养的一种有益尝试和探索,具有一定的理论和实践价值。
“准创新班”是一种没有实际编制的“虚拟”班级,以专业和项目为导向组织起来的具有班级功能的小型团体。该类“班级”的主要优点是:学生爱好和兴趣一致,专业方向可以缩小到二级学科,保证了学业基础的广(原班级时的一级学科,譬如电气工程及其自动化)和精(“准创新班”时的二级学科专业,譬如电力电子与电力传动);以项目为导向。“准创新班”学生可以申请学校各种创新项目,在项目实践中学习,同时理论反过来指导了实践;学生培养采用导师负责制原则,采用本科教学和研究生培养想结合的方式进行,本科教学夯实学生的专业基础,研究生培养方式能够锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的能力;横向课题和纵向课题想结合,用横向课题锻炼学生的应用性人才技能,用纵向课题培养学生的创新思想和科学素养。
2.具体实施举例
以我校电气信息专业“准创新班”电力电子与电力传动方向为例。在经历了60天电子大赛培训和比赛后,有一小部分学生在实践能力和专业技能方面脱颖而出,此时,按照爱好和二级专业方向分出“准创新班”。在学生培养中,集中培训起到了一些增强实践动手能力的功效,但是知识面的扩展和专业知识的掌握不能离开潜移默化的日常学习,此时,需要有长效机制的培养方案做后盾。电力电子与电力传动“准创新班”主要吸收对电源设计、节能减排以及各种仪表感兴趣的学生。具体的操作为:
(1)班长的产生。虽然是以爱好和项目导向为基础的虚拟班级,但是为了管理和教学效果,班长起到上传下达和凝聚班级的作用。以自愿和学生投票产生的班长,必须在专业和组织能力等方面拥有较高的威望。
(2)课程设置。“准创新班”不用专门进行课程设置,在大学培养计划修订和教学方案生成时考虑到学生爱好和兴趣而设立的选修课,完全能够满足“准创新班”学生上课的需求。在我校电气工程专业开设的电力电子学、电源变换技术等专业选修课,满足电力电子与电力传动方向“准创新班”的课程要求。
(3)项目驱动。为了避免课堂教学容易纸上谈兵,增强学习效果。实践动手能力“嵌入”到学习的各个阶段。用实践来验证理论学习,同时理论起到指导实践的作用。学生在项目实施过程中非常容易遇到问题,此时发现问题、分析问题和解决问题的能力得到了锻炼,带着问题去上课,学习中把学到的知识用来解决问题。带有探知想法的主动学习代替了为了考试而进行的被动学习;把深奥的理论分析和推导应用到实际项目中,实现理论学习和实践学习的相辅相成、互相促进功效。
“准创新班”学生可以自主选题,在高效直流变换电路设计(升压型、降压型、升降压型)、高效逆变器并网研究(逆变器控制策略研究、逆变器电路拓扑性能研究)等项目中选择自己感兴趣的项目进行研究。
(4)导师负责。为了保证“班级”的效果和项目的顺利进行,选配相关专业的老师作为项目导师,为项目负责。项目进行过程中学生可以随时请教问题,并且保证每过一段时间必须进行项目例行研讨会,总结经验、解决问题,为创新班里面的每个同学提供技术和学术支持。
“准创新班”是拔尖创新型人才培养模式的一个主要环节。在整个培养过程中起到承上启下的作用。所谓承上,是指该环节是继应用型人才培养基础后的再一次选才;所谓启下,指该环节为拔尖创新型人才的培养打下基础,在项目和实践进行中实现创新能力的培养和专业技能的加强。
经过3-4届“准创新班”的实践,取得了一定的效果。电子设计大赛连年取得好成绩:参赛队全部获奖(2011年3个国家二等奖,9个山东省一等奖,1个二等奖。2012年6个山东省一等奖,4个山东省二等奖。2013年3个国家二等奖,10个山东省一等奖,1个山东省二等奖。2014年8个山东省一等奖,2个山东省二等奖)。学生得到用人单位的青睐,供不应求,大部分学生进入了用人单位的研发部门,并起到中坚作用。去985、211高校深造的学生数量和质量有了质的变化,得到导师的肯定和欢迎。本科生专利申请和科研论文实现了零的突破。在应用性人才培养的基础上,增添了创新型人才培养模式,实现高校人才培养的多元化和个性化,是人才培养模式的补充和有益尝试。
三、结论
本文提出了基于“准创新班”的拔尖创新型人才培养模式,研究了“准创新班”的构成和具体实施方案。较之很多高校提出的创新班建设,“准创新班”具有操作和管理简单、专业爱好一致、班级成员进入机制灵活等优点。在不打乱原先教学班级的情况下,实现创新班级的功能,在爱好和兴趣一致的前提下,项目进行和学术交流能够起到事半功倍的作用。同时原先班级所授课程保证了学生不太偏科,能够保证本科生的厚基础、宽口径的专业教育,实现原先班级的“广”和“准创新班”的“精”的有机结合。通过实施验证,该模式可操作性强、效果明显,具有很强的推广应用价值。
参考文献:
[1]张珂,肖文华.大学生电子设计竞赛教学培训的探讨[J].教育教学论坛,2014,(11):217-218.
[2]王金庭.大学生电子设计竞赛与电子信息类专业教学改革[J].湖北经济学院学报(人文社会科学版),2012,(1):312-316.
[3]何家梅,周成虎,查蔓莉.浅谈电子类专业学生的技能培养[J].实验室研究与探索,2014,33(5):217-219.