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关键词:电气工程及其自动化;电气装备;课程体系
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0160-02
一、引言
平顶山学院的电气工程及其自动化专业为省级特色专业、河南省普通高等学校本科工程教育人才培养模式改革试点专业,所属的电气工程学科为校级重点学科。该专业多年来服务于平顶山地区的经济发展,培养区域经济发展所需要的电气类专业人才。紧紧围绕平顶山市重点发展装备制造业的战略部署,2013年,平顶山学院下发了《关于学科专业群的建设意见》,明确提出重点建设电气信息类专业群。电气信息类专业群的发展目标定位:建设服务于智能电力设备行业产业发展需要,富有地方特色的、优势突出的应用型专业群;服务面向定位:立足平顶山,面向河南,对接智能电力设备行业产业,为区域经济社会发展服务。2014年,学校将电气信息类专业群中的电气工程及其自动化、软件工程、物联网工程3个专业列入首批转型试点,电气工程及其自动化负责培养智能电力装备的本体及硬件设计开发所需要的应用型人才。为此,电气工程及其自动化专业的电气装备方向面临着前所未有的机遇和挑战。
课程体系的开设是培养人才的基础。目前,我校电气工程及其自动化专业的课程设置都是根据学科知识结构的内在逻辑来展开的,强调学科知识的系统性和完整性,强调全面掌握学科领域知识,忽视知识的实用性,整个课程体系学术性很强,技能性缺乏。课程设置几届甚至更长时间都固定不变,没有结合当今科技与社会经济发展的实际,只满足于课堂教学,给学生提供动手的机会很少,缺乏应有的灵活性,不能根据学生的需求采用不同的技能训练模式。虽然有毕业实习、金工实习、电工实训、电子技术课程设计、专业综合课程设计,但持续学习时间短,学生未能真正深入进去,专业见习更是走马观花,学生纯粹是看热闹,没有任何实质性学习。因此,教学效果不够理想,对于学生的实践动手能力的提高帮助有限。在科学技术日新月异、知识不断更新的时代,这种课程体系无法应对新形势的挑战。
为满足专业群建设的需要,培养应用型人才,平顶山学院电气工程及其自动化专业在整合现有资源的基础上,在实践中开展多维调研与深度探究,积极构建电气装备方向的全新的课程体系。
二、构建电气装备方向课程新体系
通过到国内知名高校和平顶山地区的电力装备制造企业进行调研以及对毕业生的跟踪调查,得到企业对电气工程及其自动化专业的毕业生的知识结构、能力素质的要求,从理论教学环节和实践教学环节构建了电气装备方向的新的课程体系。
1.构建理论课程新体系。根据电气工程及其自动化专业培养目标定位和专业应用型人才的知识结构要求,理论教学环节设置了通识必修课、学科基础课、专业必修课和专业选修课。(1)通识必修课。通识必修课按照素质教育的理念,强调德、智、体、美相互渗透,设置的课程有:思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学英语、大学体育。学生通过通识必修课的学习,获得必要的价值分析、探究方式与能力的训练,形成合理的思维方式和准确的观察判断能力以及清晰的沟通表达能力。(2)学科基础课。学科基础课课程的设置是针对电气信息类专业群所必需的知识和基础,注意培养学生的基本素质,着眼于学生的可持续发展,着眼于为学生继续学习打基础,使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。设置的课程有:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术。(3)专业必修课。我校电气工程及其自动化专业设立了“电气装备”和“电气控制”两个专业方向,专业必修课是这两个方向必修的课程,主要培养学生的基本专业技术和能力,使学生系统掌握电气工程的基础理论、基本知识。设置的课程有:电机学、电力电子技术、电气控制及PLC技术、自动控制原理、电力工程基础、单片机原理及应用、MATLAB在电气工程中的应用、自动检测技术、专业英语。(4)专业选修课。专业选修课是针对专业方向的需要安排的课程,根据应用型人才培养的要求以及课程的前后逻辑关系,按照“有用、可用、管用”的原则,根据“电气装备”方向的特点,精心设置了“电气装备”方向的课程:电气CAD基础、机械设计基础、高电压技术、电器学、高压电器、电气装备的计算机控制技术、智能电器、电气新技术讲座。学生必须完整修完自己专业方向的课程,其他专业方向的课程可作为个性课程选修。另外,为高年级学生开设电气新技术讲座,聘请企业教授级高工、知名大学教授开讲座,介绍学科研究热点、发展趋势,使学生了解学科发展的最新动态。
2.构建实践课程新体系。据行业和企业专家的要求,结合专业群内现有人才培养资源,电气工程及其自动化专业电气装备方向实行校企联合培养和“3+1”人才培养模式。前3年在学校培养,注重人文,强化基础,着重培养“自主学习、主动实践、实学创新”的意识和能力;第4年进入合作企业,以企业为主,开展校企联动的工程实践教育,参与项目实训和毕业设计,从而培养学生的工程实践能力、运用专业知识解决实际问题的能力,熟悉工程项目的基本流程、过程管理及业务规范等方面的知识,培养团队合作精神和创新意识。为此,在实践课程新体系中,设置了独立实验课、集中实践课、第二课堂。(1)独立实验课。减少验证性实验,增加研究性、设计性、综合性实验,尽可能模拟电气工作的现实环境,在实验中分配给学生一定的工作任务,学生得以找到宝贵的机会将所学知识提前应用到未来的工作中,达到真正提升学生素质和能力的目的。设置的独立实验课程有:大学物理实验、电路分析实验、电子技术实验、电机学实验、电器学实验。其中,电路分析实验、电机学实验、电器学实验等利用项目来进行教学,寻求的是以学生在课题和项目完成的过程中来自主形成电气专业知识体系,综合培养学生的知识、技能和工作的态度等。(2)集中实践课。包括校内集中实践和企业实践两部分。校内集中实践强化基于项目的科学研究和工程实践训练,设置的环节有:军训、金工实习、电子技术课程设计、电气测量实训、电机控制实训、电子技术课程设计、电力电子课程设计、电力工程课程设计、PLC课程设计。企业实践,包括企业认知实习、企业专业实习和毕业设计等3个环节。①企业认知实习。这主要锻炼学生综合运用所学的科学理论方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力,培养学生的创新意识和进行产品开发与设计、技术改造与创新的初步能力。以《电力工程基础》课程为例,该课程要求学生通过学习掌握供配电系统的结构及运行的基本知识,为达到上述要求,首先带领学生到几家不同企业进行参观,了解供配电系统的线路及设备,让学生总结各企业供配电网络的特点,然后回到学校学习相关理论知识,在学校进行基本知识的学习后,再到企业去参观实习,找出存在的问题并改进。②企业专业实习。目的是使学生了解和掌握本专业基本的生产实际知识及本专业的科技发展水平和方向;验证、巩固和丰富所学过的专业知识,培养学生在生产实际中发现问题、分析问题和解决问题的能力。这主要采用以下方式:参加企业技术培训、担任技术员助理、施工员助理、项目经理助理等。在上述多个岗位中,每个学生侧重1个岗位,实际工作不少于2~3个月,以保证学生对相关岗位有足够的认识和感受,能够了解其中的精髓。③毕业设计。采用校内指导教师作为主导师、企业副高级以上职称人员作副导师共同指导的方式,主要解决企业生产实际中遇到的问题,培养学生的创新意识和独立工作的能力,使学生提前熟悉工程环境,为培养适合企业实际工程应用能力的人才打下基础。(3)第二课堂。学生在大二、大三时通过进一步培训就可以参加AutoCAD绘图竞赛、电机控制竞赛、PLC程序设计竞赛、单片机编程竞赛、MATLAB程序设计竞赛、电子设计大赛、大学生科技创新、创业活动等实践;在暑假、寒假期间,安排一些学生到实践教学基地和相关企业实习;鼓励学生到我校的供配电实训室和高压智能开关工程技术研究中心进行开放实验;请大公司的工程师来做讲座、工程培训,缩短毕业生进入企业的适应期,节省企业培训成本和时间。第二课堂不但能提高学生的实践能力、表达交流能力、自主学习能力、自我管理能力等,还可培养学生的工程意识、团队合作意识。
三、结束语
课程体系的构建只是专业群建设的开端,该课程体系的顺利实施还要依赖实践教学平台的建设和“双师型”师资队伍的建设等一系列具体举措。在校、院两级领导的推动下,实践教学平台和“双师型”师资队伍的建设已初具成效,相信在不久的将来,我院电气装备方向将会对平顶山乃至全国的电力装备行业输送大量优秀人才。
参考文献:
[1]刘伯鸿,李国宁,等.构建铁路特色专业课程新体系 提高人才培养质量[J].自动化与仪器仪表,2013,(4):218-219.
[2]刘顺新,黄文力.电气工程及其自动化专业的课程设置与选修[J].中国电力教育,2011,(3):185-186.
一、整合教学内容
专业课教学过程中,大多数存在教学内容多、繁、杂与教学课时数偏少以及学科专业技术发展快与教材更新慢的矛盾,要达到创新型、复合型人才的培养目标,必须首先对所授课程的教学目的和知识点的内涵十分明确。所以,要根据专业特征,结合学科专业发展方向和行业发展最新技术,优化整合教学内容,对现有的教材进行整合。应该以“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”原则来优化教学内容,创新课程教学体系。其教学内容改革理念就是指将原分散在各个章节属同一类或相关的教学内容进行优化重组,删除过时的旧内容,增加学科专业当前的最新技术、发展动态、研究热点等内容;在内容编排上按照“基本原理与方法——应用技能——当前研究动态”的层层诱导递进式顺序来编排,使重组后的课程教学内容与知识结构更加科学合理、先进实用。如增加未来电力系统、新能源的开发与利用、新型电气设备的发展趋势等,以培养学生的专业思维和创新灵感。同时,电气工程学科也要与时俱进,要和信息科学、自动化科学、计算机科学、电子科学、能源科学等其他学科进行交叉和融合,以求自身发展。
二、实施多种教学方法,激发学生的学习热情
一是可以将课程的整个教学内容划分为重要内容、一般内容和自学内容三个模块。重要内容(主要是指基本原理、基本方法和应用技能)在课堂上精心讲解,并通过课外作业、专题研究、实验等其他环节的训练得到巩固和提高;一般内容(主要是指新技术、新产品的应用介绍等)则充分利用现代化教育技术进行展示、介绍;自学内容(主要培养学生的专业综合素质和创新能力,进行个性化教育)则通过设问、质疑、写读书笔记、小论文的形式得到训练。
二是采用“全程案例贯穿式”教学方法引起学生兴趣。是指根据课程特点与专业特征精心选择或设计一个规模大、有代表性、有实用价值的案例,通过案例引导学生进入课程,随着课程教学的展开,让学生一步步深入到案例中,学到案例中相关的知识,随着课程教学的结束,学生在不知不觉中已把案例中的相关问题一一得到了解决。
三是采用技能训练资格认定和校企互动方式,使学生学习知识与社会需求直接挂钩,大大地调动学生的学习积极性,增加就业机会;同时,教师、学生深入企业,发现问题,找到研究问题的切入点,让学生多角度、多方位地思考,培养学生进行科学研究的能力,培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力,并将研究成果应用于企业,帮助企业解决生产过程中所遇到的难题和关键技术问题,产生经济效益,形成教学、科研、实践良性循环。
三、加强实践教学
电气工程及其自动化专业是一门实践性很强的学科,学生需进行大量的实践活动,才能培养其动手、创新等专业综合能力,必须十分强调实践能力的培养和训练。因此,实践教学体系至关重要,必须高度重视。
一是加强专业实验教学设施建设,满足专业实验教学的需要。根据专业建设的需要,结合学科发展前沿,将实验室建设成集实验、实习、新产品开发与设计及科学研究于一体的多功能实践教学平台,实现工程素质训练、科学研究试验与专业技术进步的有机结合。
二是针对原来实验教学的状况和存在的问题,科学整合实验教学内容,并不断探讨和改进实验教学方法。对教学内容要进行“递进式”的整合,采取引导和启发的方式培养学生的操作能力和创新思维;同时进行因材施教,加强过程监控,通过学生自查、教师中期检查、递交结题报告并进行结题答辩等形式,加强全部实验过程的管理。这样,较好地实现了“递进式”实验的预期效果,也适应了不同层次人才培养的需要。
三是在实习基地方面,在与已有的担任实践教学任务的校外实习基地保持良好联系的基础上,积极寻找与电气工程及其自动化专业实践教学环节相符合的校外实习基地,保证完成实践教学任务,使学生的工程实践能力真正得到培养。
四、加强师资队伍建设
关键词:电气工程专业;教学团队;团队建设;教学质量
一、概述
当今社会是一个团队至上的时代,几乎所有事业都依赖于团队的努力,依靠个人力量很难取得什么成就。拥有具备向心力、凝聚力、战斗力的团队,拥有了一批彼此互相鼓励、支持、学习和合作的教学团队成员,才能使专业和学科不断发展壮大。教学团队是“以教书育人为共同的远景目标,为完成某个教学目标而明确分工协作,相互承担责任的少数知识技能互补的个体所组成的团队”[1],教学团队建设目标定位是与提高教学质量和效果、推进教学改革的任务功能相吻合,与教学模式改革和创新人才培养的要求相适应的,团队成员间相互合作、责任共担、利益共享,自身特质鲜明[2]。
二、电气工程专业教学团队存在的主要问题
2002年电气工程及其自动化专业首次招生,我校该专业建设时间相对较短,青年教师教学经验相对薄弱。为了提高本专业的教学质量和人才培养质量,我们以电气工程系为主体成员,以专业建设为平台,启动了“电气工程教学团队”的建设,在建设过程中发现存在如下问题:
(一)电气工程教学团队年轻教师多、绝大部分本科毕业后就从事教学工作。团队中教师学历偏低、职称偏低,团队的职称结构亦不合理,尤其青年教师缺乏工程实践经验、教学经验和科研经验;(二)电气工程及其自动化开办之初,存在实验室不健全、实验仪器、设备不足和实验室管理不科学等问题;(三)电气工程及其自动化专业教学涉及电力系统、自动控制和计算机等方面的相关知识,学生在学习过程中感觉所学各门课程知识较为分散,不成体系,难于理解和掌握。
以上问题严重的制约了电气工程专业和学科发展,制约了教师教学和科研能力的提高,也制约学生综合能力进一步提高,通过电气工程教学团队的建设,可以较快、较好的解决上述问题。
三、电气工程专业教学团队建设的内容
电气工程专业教学团队建设着眼于学校和学院的实际情况,实事求是地提出教学团队建设内容:(一)研究如何通过教学团队建设来增强电气工程专业的办学实力,加强教学管理和课程建设;加强教研活动,达到教学方法和教学手段的提高、探讨教学内容的改革与课程之间的内容有机衔接;(二)是提高学科专业教师的职称,改进团队职称结构。激励教师在上好课的同时,多从事科研活动,撰写学术论文,提高专业学术水平;(三)是提高教师的专业实践能力和科研能力,鼓励教师进实验室带学生的实验课,同时加强与供电系统的联系与合作,探索合作点,将毕业设计与工程实践有机结合,制定校内、校外双导师制,既能提高教师的实践能力,又可解决由于扩招学生人数剧增给毕业设计造成的巨大压力的实际问题;(四)以电气工程专业教学为主线,整合电气工程综合实验室设备与资源,加强学生实践能力的培养。第五是加强教学研究,通过加强教研活动这一行之有效的方法,加强教学管理和课程建设,改进教学方法和教学手段、研究教学内容的改革与课程之间相关内容的分工与衔接。最后也希望通过教学团队建设来增强教学团队中教师和学生联系,来激发学生的学习积极性及创造性。
四、电气工程专业教学团队建设的措施和途径
(一)组建合理的教师团队
电气工程教学团队是以电气工程系为主体成员,以电气工程专业建设为平台,教师规模(13人左右)适当而相对稳定。团队成员既要有擅长做科研的教师,也要有擅长教学的教师;既要有教学、科研经验丰富的老教师,也要有年富力强、发展潜力大的青年教师;既要有科研整体实力强的学术带头人、教学整体实力强的教学“领军人物”,还要有教学、科研骨干成员,筛选团队成员既要看是否具有教学、科研才能,更要看思想品德好坏和是否具有团队合作精神;既要看目前的教学、科研能力,又有看今后的发展潜力和发展后劲,这样才能取长补短,相互提高。
(二) 教学团队的文化构建
教学团队的建设需要集体的力量与智慧,没有良好的团队合作文化,没有团队成员对团队的归属感,团队运作就很难成功。首先,共同建立工程服务农业生产的目标,依托学校优势学科,由小到大逐步作强电气工程学科。教师有了共同的奋斗目标,老中青教师的密切结合,使个人价值与团队目标实现紧密融合。其次,共同营造互信、合作、和谐的团队文化。老教师能够积极地引导中青年教师,中青年教师积极配合,青年教师虚心学习,通过互动合作,教师之间能够在知识和信息上充分交流,在思想、信念、态度等方面相互影响和促进;通过互动合作,团队成员之间既尊重、包容彼此之间的差异性和多样性,又能相互信任和依赖,在团队总目标的指引下,将个人力量凝聚成团队的力量,从而建立起和谐的人际关系和融洽的发展氛围,在合作中实现个人的成长和发展。
(三) 团队通过形式多样的教研活动,提高教师的教学水平
1、每学期都进行集体备课,并认真检查新学期教师必备的教学资料。通过团队集体讨论帮助年轻执教者备课和修改教案,设计科学、新颖的课堂教学思路、多媒体课件等,探索学术难题,做好技术支持,使团队教师提高了教学责任感和教学能力。
2、针对团队年轻教师多、上课经验少的特点,为青年教师配备一名有经验的指导教师及安排青年教师听课等活动,通过有经验的老教师传、帮、带,丰富了青年教师的专业知识,理清了青年教师的教学思路,在师德方面及教学各环节为青年教师成长打下坚实的基础,使他们的教育教学方法和手段有很大的提高。
3、围绕学生的课堂教学,积极组织教师参与学校和学院组织的各种教学竞赛活动。如结合学校“如何上好一堂课” 活动,组织青年教师进行50分钟的课堂教学比赛、中青年教师上好示范课等系列竞赛活动,团队2名教师在学校讲课比赛中获得一等奖,1名教师获得二等奖,获奖率100%。参加学校的课件制作比赛的团对成员也获的了一等奖。这些成绩极大地促进了全系教师理论教学能力的提升,提高了教师教学的积极性。
4、每学期在学期初、期中和期末都会组织有关教学质量、培养方案等方面的教学活动,团队教师都参与讨论,从而掌握整个专业的教学情况,提高了教师的教学主动性和参与性。
5、课程建设是保证和提高教学质量最重要的基础性工作,是专业建设的基础,是深化教学改革的关键,对于建构学生合理的知识结构、能力结构和创新精神具有十分重要的意义。老中青教师共同参与学校的一类课程和精品课程的建设,形成较好的教学梯队,共同加深对课程内容的理解、提高教学水平。
(四) 团队共同整合专业实践教学平台,提高学生实践能力
1、共同建设电气工程综合实验室,以任课老师牵头做实验室建设规划,实验老师具体实施建设。在建设的过程中积极听取各方面意见,共同探讨,经过几年的发展,建成了电气工程综合实验室(下设7个专业实验室),满足了电气工程及自动化专业的课程和毕业设计的需要,同时对学院其它专业和科研形成了有力的支撑。形成强弱电结合、满足教学和科研需要的专业实践教学平台。专业课程实验逐步形成了“基础验证性实验综合性实验设计性实验课程设计和参观实习”的实践教学主线,各门主干课程之间的联系得到进一步加强。
2、要求每一位青年教师除担任理论课程外,必须参与该课程实验课的教学指导工作,以增强青年教师的实践经验和能力,同时完成课后答疑、作业批阅、以便不断加深对课程内容的理解、提高教学水平。
3、每次电气专业学生的参观实习都要求教师参加,以提高教师对实践知识的认识,对电气工程及其自动化专业所涉及的专业知识有一个整体的把握,也提高了青年教师的专业实践能力。
4、充分利用社会教学资源,将各教学环节落到实处,开拓学生的视野。
(五)教学团队建设促进教师科研能力的提高
1、把相关教师组织起来,建立教师团队,可以提高教学、科研工作效率,有效解决教学、科研经常面临的时间矛盾。按照以人为本的思想,不能要求每位老师同时把教学与科研搞得一样好,而要提倡互相合作、取长补短、相互促进、共同发展。擅长“讲”的多上课,把团队中好的研究成果、好的教学内容等及时传播给广大学生;擅长“研究”的多搞科研,多为讲课者提供丰富、高质量的教学素材和教学内容。只有把两者有机结合起来,互相合作,才能取长补短,共同提高教学与科研质量。承认能力差异,不作硬性和统一要求,有利于教师各尽所长,各得其所,共同提高。
2、团队促进教学内容和科研内容交融互补、教学科研同步交流、科研和教改项目互促。建立工程技术服务农业生产的目标,依托学校优势学科,从中寻找科研课题,由小到大逐步作强电气工程学科。促进强弱电的结合,积极寻找交叉点,扩充教师的知识面,提高互补性。由有科研和实践经验的教师带队,积极申请科研项目,联系横向课题,激发青年教师的科研积极性,培养其科研能力,最终提高其教学联系科研和实践的能力。
五、教学团队建设多方面提升了电气工程专业的教学质量
电气工程教学团队能够提供一种民主、平等、沟通、协作、共同进步的和谐发展环境,这种环境能提供心理支持和技术支持,使教师觉得可以表达他们积极或消极的情感,即使是在教学中遇到了挫折,也能坦陈失败与弱点,通过寻求团队其他成员的支持与协助,进而获得能力与经验上的提升。教师,特别是年轻教师都能够自觉努力的提高自身的学历和职称。硕士以上学历由12%升至30%以上,在职称方面有3人晋升为副教授,6名青年教师晋升讲师,以较快速度提升了团队教师的学历和职称,极大改善了职称结构,也提升了教师的业务能力。
团队建设有利于实现教师群体专业发展,团队成员在团队带头人的领导和辐射作用下,取长补短,分工协作,从整体上提高教学效果,提升教学综合实力。而当每个教师个体不断提升时,整个团队就会汇聚出共同的方向,形成合力,实现教师群体的发展,从而带动了整个专业的发展。专业发展了,专业的教学质量也得到了明显的提高,学生有了较好的专业基础、专业素质及实践能力,在2006年、2007年和2008年学生的就业一年一个台阶,就业形势喜人,其中2006届学生初次就业率达到70%、2007届初次就业率达到80%,特别是2008年学生只要拿到毕业证,都有几个单位待签。2008年、2009年和2010年的初次就业率见表1。毕业生初次就业率是最能反映专业适应社会经济需求的指标,其可信度也最高。而且毕业生的工作单位大部分都是各地区、县的电力公司和供电局,学生分配后工作稳定、收入和工作待遇都很好,学生对工作单位也较满意,工作积极性高,在工作中能尽职尽责。多年的高就业率说明电气工程及其自动化专业符合社会经济的需要。
实践证明,通过教学团队建设与改革,加强教学管理工作和教学各环节建设,把教学管理工作与教学各环节建设作为教学团队建设内容,促进课程建设、教学方法的改进、教学研究和实践能力的提高等。将有效克服不足、加速提升电气工程教学团队(本系)、本专业的师资水平和教学质量,促进学院学科建设。
参考文献:
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[3]傅运春,唐红梅.以科学发展观为指导建设高水平教学团队[j].广东白云学院学报, 2010,(1):50-55.
一、建筑电气与智能化专业实践教学的现状
实践教学环节在建筑电气与智能化专业的教学计划中是必不可少的。然而,各高等学校普遍存在着重视理论教学环节、轻视实践教学环节,对实践教学的重要性、目的性和系统性研宄不够,在实践教学环节的设置上缺乏连续性、科学性。在对学生实践教学环节的考核上照搬照抄理论教学的考核方法,无法有效地评价学生的工程实践能力。甚至存在一些实践教学环节仅仅流于形式,没有实际效果或者实践教学的效果不明显,这不仅影响后续实践教学环节的实施,也影响理论教学的效果,影响学生分析问题和解决问题能力的提高。
部分实验课程教学理念陈旧,基本上针对理论教学的知识性验证,缺少相关课程和相近学科知识间的联系与验证,学生所学知识不连贯,缺乏系统概念;理论教学与实践教学脱节,理论课教师和实践课教师各司其职,缺少沟通;实验教学时间短,没有真正培养学生动手能力,没有调动学生主动性和创造性;实验课程质量监督体系和学生成绩考核机制不健全,导致学生对实验课程不重视;从事实验教学人员大多年轻,实践经验缺乏,实验教学不深入,效果欠佳;缺少学术交流氛围,学生不能及时了解和参与具有明显专业背景的科研项目和工程技术等。针对这些现实问题,建筑电气与智能化专业教育必须转变人才培养观念,创新实践教学管理与操作模式,切实培养学生对知识的系统综合和实际工程能力,以适应社会发展需求。
另外,我国建筑电气与智能化本科教育对实践教学特征的理解存在误区,主要表现在:一是因为强调建筑电气工程学科具有很强的实践性,就片面地理解为,在建筑智能化专业课程教学中,必须把工程实际操作作为主要教学内容和考核内容;二是因为强调建筑智能化教育必须深入实际工程环境,就简单地理解为让学生去某些企业熟悉建筑智能化工作的过程和具体的工程技术处理措施;三是因为强调必需提高学生适应社会需要的能力,而片面认为应把提高学生的实际操作能力作为直接教学目标。对此,我们必须从理论与实践的辩证关系出发,通过对建筑电气实践教学改革的研宄与探索,改变当前建筑智能化实践教学的实施方案,以适应应用型本科学生的教学要求。
二、建筑电气与智能化专业实践教学改革的基本思路和设想
结合多年从事建筑电气专业教学的体会,笔者认为建筑电气与智能化专业在实施实践教学过程中需要从以下几个方面考虑:
(一)构建完善、合理的实践教学体系
我校建筑电气与智能化专业本科以培养“应用型人才”为主要目标,在具备坚实的建筑智能化基本理论教育基础上,必须加强实践教学环节改革,以培养出具有较强动手能力的建筑智能化应用型人才。由于建筑智能化技术是随着现代化建筑的发展而形成的新技术,它集现代通讯技术、现代计算机技术、现代控制技术于一体,是一门综合的行业,学科知识更新快。建筑电气与智能化专业是建筑智能化技术与电气工程技术的融合,毕业生需要既具备建筑智能化专业的实践技能,又具备扎实的专业基础理论知识,才能适应知识的快速更新和现场条件、需求的变化,充分发挥学生自身的潜在能力,更好地适应社会对建筑电气人员的需要。因此,在建筑智能化专业实践教学改革中,一方面要加强专业实践性教学环节,同时不能忽视专业基本理论教学;逐步提高实践性教学环节在整个教学计划中的比重,加强培养实践动手能力,制定出符合建筑智能化‘‘应用型人才”教育要求的教学计划、专业发展规划、相关课程建设计划和专业实践教学计划。
为了实施实践教学,需要建立完整配套的电气智能化专业实践教学体系,实践教学内容应包括实习(包括认识实习、电子工艺实习与毕业实习)、课程实验、课程设计和毕业设计等环节。在实习教学的设置方面,与理论教学一样,各种实践教学环节均要精心编制教学大纲。各种实习都要求学生认真完成规定的实习任务、认真撰写实习报告、完整记录实习内容、仔细分析实习情况、归纳实习心得。
课程设计要强调专业课程的实用性、综合性,注重提高学生分析问题和解决问题的能力,制定相应的指导书和任务书。通过合适选题,锻炼学生全面分析、综合、解决实际问题的能力。开放实验室为学生提供实训条件,为愿意和有能力的同学提供试验平台,从而可以让他们体验成就感,提高学习兴趣与学习积极性。
毕业设计是学生毕业前对四年所学专业知识的概括与总结,要认真抓好毕业设计的选题与审题、设计指导和毕业答辩三个环节,目的是通过毕业设计这个教学环节,培养学生热爱建筑电气智能化专业的思想、严谨求实的工作作风和认真负责的工作态度,进一步培养学生综合运用所学知识进行分析问题与解决问题的能力,使学生受到良好的实际工程训练和一定的科研工作训练。毕业设计要制定相应的指导书和任务书,要抓好全过程监控与考核,强化毕业设计的全过程管理是保证毕业设计教学质量、提高学生实践能力的基础,而毕业设计的考核(答辩)是提高毕业设计的质量、衡量毕业设计水平的重要手段。
(二)加强基本理论课程设置和实践教学课程的结合
建筑电气与智能化专业教学计划所规定的课程中,各课程之间是既相对独立而又紧密结合,基础课的实践教学环节与专业课教学相互呼应。在教学计划的安排上,理论课和实践课的时间应合理分配,让有些课程的教学可在实践中完成。例如:《电子技术》《建筑消防控制系统》等课程,以解决学生对电子元件不认识和对电子设备概貌知识贫乏等问题,以便加深学生对建筑智能化专业相关知识的理解和提高学生的实际动手能力。毕业设计安排在最后,是对前面所学各门课程教学内容的提炼与升华,以体现建筑智能化技术综合能力的培养效果。
建筑智能化学科是一门实践性很强的专业学科,每门专业课程的学习,都要根据该课程的主要内容开设验证性(设计性)实验;为达到良好的实验效果,建立直观的工程印象,应尽量采用相对真实的,或者模拟真实环境的实验装备进行实验,使学生在完成课程实验的过程中,如同置身建筑电气工程实际生产的真实环境,从而达到实验目的,锻炼实践动手能力。同时,进一步完善电气工程综合实验室,扩大综合实验设备规模和涉及面,提升实验水平。建筑智能化专业的所有专业、综合实验室要对学生开放,让学生随时都可以来实验室进行课程实验,实现兴趣制作,以提高实验设备的使用效率。实验教师利用多媒体课件、仿真软件辅助教学,可以直观、形象地介绍建筑电气工程智能化设计、安装、调试、测试与运行的全过程。
(三)加强产学研合作,努力培植完善的校外实习场所
由于建筑电气与智能化专业是一个实践性很强的工程专业,所以利用各种条件与企事业或科研院所共建实验室,签定实习基地、产学研合作协议,联合指导毕业设计可全面提高学生的专业素质和人文素质。加大力度加强产学研合作,努力培植完善的校外实习场所,本着互惠互利原则,实行学校与企业共建,实现实践教学资源合理配置与使用,并努力使实习基地尽可能涵盖有代表性的相关企业。有些实习可以安排参观、考察,也可以是上岗参与专业相关的工作,实习时间一般不长,每学年将安排一次。
另外,可以安排学生到相关企业的技术及施工部门实习,请企业电气工程技术人员讲解有关产品的电气控制原理、设计、安装、调试、运行等相关问题。通过这种组织方式的实习,给学生们制造了身临其境的机会,接触实际工程,可以使学生更好地理解和掌握所学基础理论知识。而且,通过校外实习基地的现场实习,学生有机会到实际工作中演练,使学生在实习过程中增强对建筑电气工程工作的感性认识,提高学生的实践动手能力,提高学生对电气智能化专业技能进行综合运用的能力。同时,通过建立校外实习基地可以建立与企业的合作关系,争取现场生产与技术改造等方面的课题,使学校在社会上得以延伸发展,为企业技术人员、现场操作人员进行培训,提高企业人员的技术素质,从而使学校和企业获得双赢。
(四)加强师资队伍建设
教师是高校教育事业发展的基础和源泉,实践教学的效果与实践教学教师的经验和能力密切相关。普通高校,尤其是应用型本科院校现有教师大多是从学校到学校,没有在企业工作的经历,实践经验不足,理论脱离实际,为此,各高校应与电气工程相关的企业建立联系和交流机制。在不影响教学的前提下,鼓励并组织部分教师到企业、相关研究所等进修,让他们接触、熟悉电气工程实践,积累实践工程经验,提高实践能力,拓宽知识面。同时组织教师到兄弟院校参观学习,交流教学经验,邀请现场专业技术人员来学校讲学;组织有关企业与学校参加学术交流、研讨活动,提供相互学习的平台。在教学实施过程中,教师应有意识地将自己所获得的实践经验与技能传授给学生,以提高学生分析、解决实际问题的能力。
教师的科研工作是教师建立工程实践经验、提高工程设计能力的重要渠道,因此鼓励教师积极争取并完成纵横向科研项目,撰写专业学术论文。通过做项目、写论文,既可以提高教师实践工作能力,又可以提高教师的理论水平和授课水平。同时,鼓励学生积极参加教师的科研项目,在研究工作过程中,拓展知识面,培养兴趣,增长才干。
(五)完善实践教学评价体系,合理设置实践性教学考核方法
实践性教学体系的规范与完善,必然需要运用科学的考评方法,这是实践性教学改革的重点。电气智能化专业实践性教学的环节多,内容丰富,因此,对实践性教学的考核,最好通过答辩与实际现场考核相结合的方法。通过提问、实际操作的检查,可以综合考核学生理论与实践相结合的能力。
三、结语
南京工业大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业创建于2002年,目前每届招收三个班,毕业生就业形势良好,并得到了相关企事业单位的广泛认可。2011年8月,我校电气工程及其自动化本科专业正式获得教育部卓越工程师首批试点专业批准。为了更有效地开展卓越培养工作,南京工业大学自动化与电气工程学院邀请江苏省电力公司、江苏省电力设计院、国电南京自动化研究院等电气专业对口企业的专家进行交流,了解用人单位对电气工程师的实际需求和学生在企业实习中可能出现的问题,探讨可行的解决方案。另外,对首批参加卓越培养的试点院校进行调研,借鉴兄弟院校的先进经验,结合我校本专业的具体情况,有效加以吸收和改进,探索并建立适应南京工业大学电气专业自身特色的卓越工程师培养方案和实施措施。
一、卓越工程师培养的实施思路
本专业在卓越工程师教育培养计划的指导思想、主要目标和基本原则的指导下,树立了〃面向工业界、面向未来、面向世界“的工程教育理念,以社会需求为导向,以培养优秀后备工程师为追求,以实际工程为背景,以工程技术为主线,以世界两大工程教育体系(《华盛顿协议》和欧洲大陆工程教育体系)为参照,以校企合作培养为手段,以回归工程实践为重点,以培育〃高工级教授”师资为突破口,着力构建有利于大学生成人、成才、成长的人才培养体系;提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力;积极探索培养"有创意、能创新、善创业〃的未来优秀工程师。
根据国家发展的战略需求,学校结合电气工程学科发展的实际需要,确定了培养基础扎实、创新能力突出的电气工程专业人才的总体目标。在坚持人才培养总体方向的前提下,面向国民经济和学科发展前沿的重大需求制定了近期的人才培养战略:将“通才教育与英才教育相结合、理论教学与实践教学相结合、教学与科研相结合”,给“通才〃拓宽通道,为”天才〃开辟空间。学生按本科需求完成专业课程学习,学生本科阶段校内外实践环节累计不少于1年。达到本科毕业标准,取得工学学士学位。同时在本科生中进行遴选,对一部分具有科研能力、创新素质的学生进行重点培养。
二、卓越工程师培养校内外实习基地的建设
“卓越工程师培养计划”强调学生实践创新能力的培养,将原4年大学培养过程转变为"3+1〃的校企联合培养模式,学生本科阶段校内外实践环节学习累计远超过1年。如此长时间的实习要求建设校内外固定的实习基地,并确定实习导师,以确保实习的顺利有序进行。
1.校外实习基地建设
挑选和电气专业相关、规模大、影响力强的公司,建立多个校外卓越工程师培养实习基地,与企业开展联合培养。实习基地的建设包括实习场地安排、住宿环境的建设、校外导师的培训、校外实习管理条例的制定等多项工作。进一步提高学校对合作企业的开放度,进一步加大对合作企业员工的培训支持力度,建立校企共建工程实践教育中心专项基金用于完善企业培养的运行和保障,达到校企双赢,最终使学生终身受益。
2.校内实习基地建设
建立校内卓越工程师培养实习基地,使学生在企业实习前即开始相应的实践活动,并安排本专业研究生共同参与,逐步建设并完善本专业学生科研团队的建设体系,最终形成校内导师带队,高年级带低年级,研究生带本科生,逐步使低年级学生由协作变为主动创新,顺利迅速地成长起来,使每个学生都经历团队中的各个角色,增强学生的团队合作能力和责任感。
三、课程体系的建设
依据本校卓越计划培养标准,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,对已有课程进行整合,重构课程体系及教学内容。
1.课程整合原则
课程整合涉及到课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等各个方面,从而促进课程体系的变革。针对卓越工程师培养计划的课程整合应遵循以下原则:课程内容前后衔接的合理性和课程授课学时分布的合理性;结合学校、学院和本专业已有的教学、科研基础,对现有课程、教学资源、师资条件的充分利用及整合;注意授课知识结构满足社会、行业与企业的要求,加强行业标准、行业规范等方面的知识培养;课程体系设置应能发挥学生的主观能动性;强化学生实践能力的培养。
2.课程体系设置
在第一学期新增了“电气工程概论”课程,从整体上将本专业知识予以纲要性的介绍,使学生对所学专业有全面、清晰的宏观认识,在进入专业课程学习之前有充分的时间对本学科进行深入了解,从而可以在后续专业方向的选择中做好充足的准备,自主进行方向选择。为了充分利用有限的学时,将主要专业课程的相同或相近部分整合为一门课程,即在第5学期增设〃电气工程基础”该新增课程安排为80学时,作为所有专业课程的先导课。后续再开设若千少量学时的专业必修、限选课程。另外,结合当前专业发展趋势新增相关任选课程,使新的课程体系能够在现有的学时条件下满足内容的先进性和种类的多样性。
3.实践体系设置
在课程整合过程中充分考虑了卓越工程师计划对学生实践能力培养的着重要求,一方面安排了"工程法规”〃电气工程预算"等课程对学生进行行业规范等方面的知识培养;另一方面,整合后的课程体系中保留了大量的校内实践环节,如认识实习、生产实习,结合学生在校内实习基地的锻炼,力争使学生的校内学习与第四学年的企业实习无缝接轨其中毕业设计采取校企联合方式在企业完成,部分实践性强的课程设计也可在企业内完成。电气工程及其自动化专业工程实践与创新能力培养体系见图1。
四、教学方法的改革
在教学上,鼓励教师进行教学改革,强化学生的工程教育。大力鼓励创新型教学改革与实践活动,积极尝试和推广CDIO、PBL、探究式学习、基于项目的学习、案例教学、发现式学习、适时教学等归纳式创新教育模式。
课程建设方面,鼓励教师设置能力培养型课程如自学课、讨论课、设计课、研究课、训练课、竞赛课等,通过必修课、选修课和实践课以及理论教学、课堂分组讨论、课后团队设计与开发鼓励教师以课程设计替代部分作业或考试,进行基于问题、基于项目、基于设计的教学,增强学生的工程设计能力和课程知识的应用能力,改革课程的考核方法。以综合评价课程的学习成果、创新项目和系统方案等环节来保证卓越工程师培养计划的贯彻落实。
“卓越工程师培养计划”强调学生工程实践能力的培养,鼓励教师改革传统的课程考核方式,本专业部分课程采用阶段性工程作业的成绩或多人协同完成实际工程任务的表现评价等更灵活的方式代替以往的一次性试卷考核方式。
五、师资队伍的建设
卓越工程师的培养需要有卓越的师资队伍。授课教师可以灵活安排,既可以是本校教师,也可以是企业专家,这样可以充分发挥各自所长,使学生获得最全面的知识。针对卓越工程师培养要求,开展“高工级教授”高水平双师型师资队伍建设。145]鼓励教师参加企业的工程实践活动,鼓励教师参加注册电气工程师考试。选派一批青年教师走出校门,到相关企业进行实地工作1〜2年,增强解决实际问题的能九制订和规范教师的兼职办法,引导和规范教师到企业兼职。不断强化电气工程及其自动化专业教师的工程经历和实践能力,并设置准入门槛。同时,加强与外界的交流,鼓励教师参加教学研讨会,与其他兄弟院校交流,相互取长补短。选聘实践经验丰富的行业或企业专家到学校任敫并指导学生实践、毕业设计、学位论文。
六、卓越工程师培养中存在的问题
1.学生综合素质的培养
目前我国高校人才培养方案中必修课相对过多,选修课相对较少,人文社科知识缺失,一些非工程能力如团队合作、环保理念、领导力等等素养缺乏,这些都是与卓越工程师培养目标背道而驰的现象亟需加以改进。
2.企业对学生实习的重视程度
与电气工程及自动化专业对口的企业包括发输配供用电的各个环节、某些环节的电力企业,如供电企业,由于其生产工作责任重大,不愿意接收学生进行长时间实习,即使接收了也只是流于形式的应付差事。这会大大挫伤学生的实习积极性,也违背了卓越工程师培养的初衷。因此,一方面要合理选取实习企业,同时也需要国家从政府层面出台相应的实习规范与制度提高企业对学生实习的重视程度,调动企业的积极性,保障学生的实习质量。
3.学生长期实习的安全问题
以往安排学生到企事业单位进行的认识实习、课程实习等,由于时间比较短,一般由学校教师带队,组织学生集体行动,期间的安全问题一般由带队教师负责。卓越工程师培养过程中有长达一年的企业实习,学生在企业的生产、生活过程中的安全责任由谁负责、如何负责亟需政府和相关部门出台相关措施,使企业单位打消顾虑,接受实习学生,也让高校在安排学生实习时不用畏手畏脚。
4.企业与高校的衔接问题
各个企业工程侧重点不同,对学生应掌握知识点的具体要求亦有所不同,而企业一般也很难有较多的时间和精力对学生进行知识传授,如何充分发挥企业与高校的各自优势、使二者交互衔接需要探讨。
七、结束语