电气专业工程实践教学浅析
前言：本站为你精心整理了电气专业工程实践教学浅析范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。
摘要：阐述基于工程教育认证的电气工程及其自动化专业实践教学，从顶层设计、基础性实验教学、综合性课程设计和创新性实践教学四个方面提出了六项改革措施。
关键词：工程能力，实践教学，电气工程。
0引言
工程教育认证标准提出的毕业要求、课程体系均离不开实践教学的建设，完善的实践教学体系可以培养学生的工程能力，确保毕业要求的达成度，支撑工程专业认证中人才培养目标的实现。基于运城学院地方性、应用型人才培养目标，在电气工程及其自动化专业开展实践教学过程中，秉承“依据认证标准，结合专业特色，发挥校企优势”的实践教学理念，全面提高学生的工程应用能力和工程创新能力。
1实践教学的设计
实践教学是工程类人才培养的关键环节，是实现工程能力培养的主要渠道。通过实践教学，加深学生对理论知识的理解和掌握，将理论知识和工程应用知识相融合。基于此，构建基础性、综合性和创新性三层次递进式的实践教学体系如图1。在工程教育认证标准和要求指导下，修订并完善实践类环节的教学大纲[1]。教学大纲修订主要体现在三个方面：（1）制定实践环节的课程目标，明确课程目标与毕业要求和指标点的对应支撑关系。（2）完善实践教学内容，教学内容应充分体现人才培养要求的工程应用知识和工程应用能力。（3）制定实践教学方法，明确实践教学方法与课程目标、教学内容的对应关系。
2基础性实验教学改革
基础性实验教学包括专业基础课程和专业课程的实验教学，主要培养学生基本电路的分析与设计，基本仪器的使用以及简单故障的排除等。目前实验教学存在的主要问题有：实验内容单一，实验在实验箱上连线完成，实验设备少，维修不及时影响教学等现象。
2.1多维度的实验教学模式
在工程教育认证标准指导下，构建多维度的实验教学模式，即计算机仿真设计+实验台模拟实验+硬件实现三位一体的实验教学。计算机仿真设计可利用仿真软件进行电路设计，方便修改元件参数，测试电路性能，培养学生分析和设计能力；实验台模拟实验可利用实验室提供的实验箱验证并巩固理论知识，锻炼学生的动手能力，初步建立工程意识；硬件实现可利用实际元器件完成实物制作，培养学生的工程实践能力。实验教学中，实验台模拟实验利用实验室现有实验箱或实验台进行，计算机仿真设计和硬件实现根据课程需要进行选择。根据运城学院电气工程及其自动化专业课程体系，计算机仿真设计可选择的软件有：MULTISIM（电路、模拟电子技术和数字电子技术实验可选用），MATLAB（信号分析与处理和自动控制原理实验可选用），SABER（电力电子技术实、电机学实验可选用），PROTEUS（微机原理、单片机原理实验），PSPICE（电力系统分析实验可选用），QUARTUS（数字电子技术实验可选用）等。硬件实现可选择面包板电路（电路、模拟电子技术和数字电子技术实验可选用）、实验开发板（单片机、微机原理实验可选用）以及物理实验系统（自动控制原理、电力电子技术和电机学实验可选用）等来完成。
2.2虚实结合的实验教学手段
电气工程及其自动化专业的部分课程的实验环节，存在实验复杂、容易出错、实验器材损耗率高等问题，但在实验教学中又通常需要花费比较多的时间绘制波形或者推导公式，如电力电子技术、自动控制原理、信号分析与处理等课程。因此，在实验教学中，设计并开发虚拟实验平台，将抽象的理论可视化，提高实验课堂教学效果[2]。例如采用MATLAB/GUI设计的电力电子虚拟实验平台如图2所示，该界面可对整流电路进行模拟。首先，选择单相半波、单相桥式或三相桥式整流电路，了解电路原理图和SIMULINK建模图。其次，输入电路参数，点击仿真按钮，观察输入电压、脉冲波形、输出电流、输出电压的仿真波形。
3综合性课程设计改革
3.1工程项目化的设计
综合性课程设计培养学生综合利用专业知识解决较为复杂工程问题的能力，故课程设计内容应来源工程实际，以工程项目为基础，明确需掌握的专业理论知识，分析项目要求的工程应用知识和工程应用能力，力求达到理论知识与工程知识的融会贯通[3]。例如电机是“自动控制原理”课程的一个重要的研究对象，在课程设计过程中，以无刷直流电机转速控制系统项目为例，项目蕴含的理论知识、工程应用知识与工程应用能力对照如图3。
3.2工程师素养训练
工程师除了掌握过硬的专业知识和技术能力，还需要掌握文献检索与阅读以及写作能力，并在考核中具体体现。例如在制定项目设计方案时，引导学生通过图书馆的电子资源查阅并阅读相关文献。在选取和使用元器件时，引导学生阅读数据元件手册，了解功能、电气特性、引脚功能、封装信息以及常用典型电路等。在撰写设计报告时，规范报告内容和格式，内容主要包括项目需求分析、方案设计、工作原理、电路仿真、原理图和PCB图绘制、测试方案、测试结果分析等。格式主要包括目录、字体、段落、图表、参考文献、附录等。
4创新性实践教学改革
创新性实践教学培养学生工程实践能力和创新能力，主要包括大学生创新创业项目、学科竞赛、第二课堂等环节，存在的主要问题有参与学生人数少、缺乏实践平台、项目缺乏复杂性等。（1）进一步夯实校内实践教学，建设创新性实践平台，加大实验室开放力度，配备计算机并安装常用软件，备齐常用元器件，提供电路焊接常用材料以及系统调试常用仪器等。（2）拓宽校外实践教学平台，考虑企业对电气工程及其自动化专业人才的需求，教师和学生参与企业项目研发，聘请企业工程师参与项目凝练和指导，提升学生的创新实践能力。
5结语
本文针对运城学院电气工程及其自动化专业实践教学，依据工程教育认证标准，设计了三层次递进式的实践教学体系，提出了六种改革思路，分别是多维度的实验教学模式，虚实结合的实验教学手段，工程项目化的课程设计内容，文献检索与阅读以及写作能力的工程师素养训练，校内实践教学平台、拓宽校外实践教学平台的创新性实践教学。
参考文献
[1]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究,2015(02):10-19.
[2]邵桂荣,孙慧霞,席晓晶,崔建利.基于工程教育认证的自动控制原理课程教学实践[J].电子技术,2021,50(04):70-71.
[3]宋书中,史敬灼.地方高校电气专业创新实践教学体系建设初探[J].电气电子教学学报,2020,42(06):135-139.
作者:邵桂荣 孙慧霞 席晓晶 崔建利 单位:运城学院物理与电子工程系
