时间:2023-03-20 16:26:48
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇自动化电气专业论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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高等职业院校电气自动化技术专业人才的培养
摘要:为了响应《中国制造2025》纲领的号召,及时了解并适应市场和区域经济的发展,合理调整专业人才培养模式,对扬州地区电气类相关企业进行了人才需求情况调研。通过调研,找准了高等职业院校电气自动化技术专业人才的定位,总结了企业对于专业人才培养的意见建议,为后续人才培养方案的指定提供了可靠的依据和保障。
关键词:中国制造2025高职教育 电气自动化技术专业
电气自动化技术专业结合了多个学科和技术,专业口径较宽,适用范围广泛,就业方向灵活。为了明确企业对于电气自动化专业的人才培养需求情况,找准定位,确定目标,真正体现就业导向、能力本位的办学方针,因地制宜与时俱进地进行人才培养模式改革,需要有针对性的对江苏扬州及周边地区企业进行调研,了解企业对本专业人才培养的意见和建议。
1专业人才培养的社会背景
《中国制造2025》为我国制定了走向制造强国的行动纲领,而人才培养是实现建设制造强国的根本前提,《中国制造2025》中明确提出了“人才为本”的基本方针,要求要加快培育制造业发展急需的专业技术技能人才,这就给高等职业教育电气自动化技术专业带来了巨大的机遇和挑战。与此同时,《中国制造2025》也提出要坚持市场的主导地位,因此本专业的人才培养模式的制定也应当坚持以企业、市场、社会乃至国家的需求为标杆。只有以《中国制造2025》为纲领,以岗位、企业和社会的需求为准绳,进一步推动改革,深化落实,全方位进行人才培养模式的调整,才能培养出企业需要、社会认可、国家满意的具有电气自动化技术专业背景的高素质技术技能型人才。
2专业人才培养的区域与行业背景
随着扬州市经济和社会的飞速发展,目前已建成了半导体照明、绿色新能源、智能电网、数控金属板材加工设备、汽车及零部件共5个国家特色产业基地。总投资80亿元产能为30万辆的上海大众汽车第三大生产基地落户扬州仪征,潍柴集团亚星客车有限公司、扬州江淮汽车公司、大洋造船等大型国企民企也纷纷抢滩扬州沿江区域。与此同时,扩大至整个江浙地区,电气机械和器材制造业,通用设备制造业,计算机、电子通信和交通设备制造业等均为该两省的支柱产业。《中国制造2025》提出的电力装备,高档数控机床和机器人,新一代信息技术产业等共十大领域,其中大部分领域均涉及到了各种电气类装备制造。由此可知,扬州地区乃至整个江浙地区的支柱产业与《中国制造2025》提出的重点发展领域是高度统一的。因此,未来几十年内,在扬州乃至整个江浙地区,企业、市场和社会对电气类人才需求量将与日俱增且有增无减。
电气自动化技术专业毕业生可就业于各类工矿企业,如制造、石油、化工、电力、纺织、制药、食品、轻工等行业,从事电气自动化系统及设备的操作监控、安装调试、运行维护、技术升级改造、故障抢修等工作,或从事工厂供配电设备管理、维护、操作等工作,或在技术服务型公司,从事技术合作项目的安装、调试和后期技术服务工作,也可在中央控制室、自动化产品营销等部门工作。
由此可见,具有电气自动化技术专业背景的高素质技术技能型人才具有广阔的就业空间和良好的发展前景。
3企业对专业人才培养改革的意见建议
我们对江苏扬农化工集团、江苏牧羊集团、扬州新大通科技有限公司、江苏纵横苏天网络发展公司、南京擎天科技有限公司等扬州及周边城市的30家企业进行走访调研,调研结果表明,企业对具有电气自动化技术专业背景的高素质技术技能型人才的需求巨大,但同时,企业还对本专业的人才培养提出了几点意见和建议。
3.1人才培养模式有待调整人才培养目标定位必须与行业的实际保持紧密联系,以及时满足市场、企业和社会的需求。培养模式必须形成有机的、统一的整体,让学生抱着浓厚的兴趣,实现学中做、做中学,最大程度提高教学效果与教学质量,让学生可以将所学到的基础理论知识转化为熟练的实践动手技能。人才培养过程中,还应当大力开展各类校企合作项目,推进联合办学,进一步与企业维持一种持久深入且具有系统性的共赢合作,让学生能够灵活运用课堂上所学习到的知识和技能,主动发现,仔细分析,准确解决未来实际工作岗位中遇到的具体问题。只有这样才可以真正做到实现知识技能的融会贯通,将内化的知识应用于实践,造福企业乃至社会。
3.2专业课程设置有待改进电气自动化技术随着科学技术的进一步发展已经进入一个新的阶段,新的概念和体系已经基本形成。自动控制技术、电子信息技术、通信技术、计算机技术与网络技术等多门学科高度融合和交叉,企业对具备以上综合知识技能的复合型的人才需求很大。课程设置要进一步拓宽,要有一定的计算机网络技术、通信技术、设备制造与加工、机械与电力传动及的基础知识,并且尽可能多的介绍各类控制对象和控制方法。与此同时,还应当让学生了解最前沿的电气自动化新技术,以此达到培养学习兴趣,激发创新意识的目的。
3.3非智力因素培养有待加强企业所需要的高素质技术技能型人才除了掌握必备的专业文化知识和技术技能外,还应当具备良好的职业道德修养和敬业精神,拥有服务社会的意识、协作共赢的团队意识和经济安全环保的可持续发展的意识,具备较强创新能力和自学能力,并能够及时快速的适应新环境、接收新知识、掌握新技术,并具有良好的文字表达、沟通协作的能力。因此,在人才培养的过程中,除了传授科学知识和锻炼专业技能,还不能忽略非智力因素的教育。
4人才培养模式改革的策略和实践措施
4.1以行业为标杆,改进人才培养模式人才培养机制应当以企业需求为准绳,以实用为根本,以就业为目标。该专业定期组织教师和专家深入相关企业,进行岗位需求与知识、能力等其他素质方面要求的相关调研,根据企业的具体岗位需求和相关基本素质要求,有针对性地改革人才培养模式,动态地调整人才培养方案,从而保证以此为依据培养出的学生符合行业要求和企业需求。
该专业创新性的提出并实践了“1+1+1专业导师制”人才培养模式,该人才培养模式充分发挥专任教师的导学、导能和导业的作用,积极与企业进行沟通交流与合作,为每一位同学配备一个专业背景的班级导师和企业导师,企业导师定期进课堂、办讲座,既传授了基本的科学理论知识,又锻炼了企业实际需要的动手实践的操作能力,从而为其毕业后的顺利就业提供了强有力的保障和依据。借此人才培养模式,将专业教师的传授和企业导师的指点充分融入到人才培养的全过程,能够及时有效的根据企业的动态需求实时进行调整和改革,充分发挥行业需求在人才培养方面的引领作用。
4.2以实践为宗旨,调整课程体系建设本专业以企业岗位素质要求为标准,以培养专业技能为主要目的,以实际工程项目为中心,以具体教学情境为载体,进一步完善和改进课程体系,加强专业知识与实践技能的相互渗透和彼此融合。因此本专业在课程设置上,重点选择具有较强实践性和实用性的课程。
4.3以项目为导向,大力推进理实一体为了满足国家对于高等职业教育工学结合的要求,有针对性的进行实践教育教学改革,优化教学方法,加大再造力度,该专业教师基于多年的实践教学经验,结合来自相关合作企业的反馈和建议,与企业工程师合作,从高职学生的认知规律和特点出发,以企业实际生产过程案例为载体,以具体实践项目为依托,针对主干课程编写了相应的项目化教材。截至目前为止,该专业教师已主编与参编了《生产过程控制系统的设计与运行维护》、《先进组态控制技术及应用》、《传感器检测与应用》、《PLC应用技术图解项目化教程》等共18部适用于高职高专教学的项目化教材。科学知识的学习与实践操作能力的提高紧密融合贯穿于每个具有实际背景的典型案例之中,逐步突破重点难点,激发学生浓厚的学习兴趣,通过实际动手操作巩固对理论知识的认识理解并锻炼其实践操作的能力。有利于毕业生更快的适应具体岗位的实际工作,锻炼培养了其利用学校所学习到的理论知识去发现、分析并解决实际工作中遇到的具体问题的能力。
4.4以素质为终极,加强非智力因素培养《中国制造2025》提出了以创新为驱动,要提高国家制造业的创新能力,这就为该专业培养学生的非智力因素指明了方向,即要大力培养学生的科技创新能力。本专业成立若干导师工作室,根据学生的兴趣以及专业知识的掌握程度合理搭配并分组,因材施教,充分发挥学生自身的主观能动性与创新积极性,让学生在专任教师的引导和带领下,基于理论知识基础和熟练的实践动手能力,自主设计研发,制作专业创新作品,参加创新创业大赛,申请创新发明专利。通过组建学生科技创新社团和创新创业中心,鼓励学生基于所学习的理论知识和所掌握的专业技能,勇于创新,自主创业,借此加强学生对新技术新产品的敏感度和开发新市场的敏锐度,为其未来的发展开辟科技创新和自主创业的新领域。
5结论
在《中国制造2025》的社会背景下,根据企业与社会的要求,相应对人才培养方案进行改革和完善已成为势不可挡的趋势。总结企业对专业人才的培养建议后,应当采取相应的改革措施,应当以行业为标杆,改进人才培养模式,以实践为宗旨,调整课程体系建设,以项目为导向,大力推进理实一体,以素质为终极,加强非智力因素培养。
电气自动化技术专业只有始终坚持以《中国制造2025》为纲领,以满足企业需求为目标,动态调整人才培养模式,大力推进人才培养改革,积极采取应对的实践措施,才能培养出基本知识功底扎实,实践动手技能高超,同时具有卓越的科技创新思维和突出的职业能力素质,广受企业的好评并深受社会的认可的高素质技术技能型人才。
参考文献
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作者简介:袁铁江(1976-),男,四川成都人,新疆大学电气工程学院博士研究生;晁勤(1959-),女,湖南邵阳人,新疆大学电气工程学院,教授。(新疆乌鲁木齐830047)
基金项目:本文系新疆大学“21世纪教育教学改革工程”二期项目(XJU2008JGZ15)、新疆大学《电力系统继电保护》校级精品课程的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)06-0060-02
电气工程及自动化专业的培养目标是培养能够从事与电气工程有关的系统运行、通讯、综合自动化、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径“复合型”高级工程技术人才和管理人才[1]。要培养创新人才,首先要解决的重点和难点问题是实践教学[2],其目的是:通过实践教学各环节的实施培养学生的动手能力,促使学生综合应用专业知识,优化学生的知识智能结构,为培养优秀的、适应市场需求的应用创新型人才创造条件。以新疆大学为例,介绍电气工程及自动化专业教学改革思路、成果、经验,为今后进一步进行更有成效的教学模式改革提供借鉴和帮助。
一、创新人才培养模式改革思路
根据教育部关于实施大学生创新性实验计划的精神,围绕电气工程及其自动化专业人才培养目标,根据电力行业的发展方向和现状,结合人才市场需求,与电力行业的企、事业单位多次交流,总结了往届毕业生走向工作岗位后所遇到的问题、工作中暴露出的知识弱点,结合学生在学习专业知识时所遇到的困难,认真研究分析了电气工程及其自动化专业实践教学各环节中存在的不足之处,以实践教学为试点,突出学生职业素质、实践能力和创新精神培养,积极探索实践教学模式创新,主要从以下几个方面进行了尝试。
(1)将电气行业先进设备应用到实践教学中,完善实践教学内容,提高实践教学的现代化程度。
(2)精心设计实践教学内容,打破课程界限,优化学生的专业知识结构[3]。由于某些课程的实践教学环节与电力系统行业结合不紧密,学生不能很好地了解各课程内容在电力系统的具体应用。通过改革创新,加强各专业课程间的联系,实践教学体现专业培养方案的整体性。以继电保护实践教学为例,通过改革创新研究,微机保护实验室在完成继电保护实践教学内容的同时,将电力系统分析、电力工程、单片机原理、软件编程、电力通信、电力自动化、电力系统故障计算、电力系统仿真等多个课程的知识应用在继电保护的实践教学活动的各个环节,使学生对这些专业课在专业中的作用及课程间的联系有整体的认识。
(3)将实践教学与工业现场所需相结合,既丰富实践教学内容,也锻炼学生解决生产第一线实际问题的能力,充分体现高等教育为当地的经济建设和生产实践服务的宗旨[4]。如在微机保护实践教学环节中,在教师指导下,学生以新疆实际电网结构为研究对象,对继电保护问题进行分析计算。
(4)鼓励学生参与教学实验设备的开发和实践教学改革,学生要顺利完成指定任务,不但要拥有本专业各种知识,还要自学很多其它知识,因此吸收学生参与实践教学改革,有助于提高学生的自学和创新能力[5],既锻炼学生的实践动手能力又激发学生的求知兴趣,促使学生综合应用所学知识,优化学生知识智能结构。同时,参与设备开发的学生分别负责不同内容,而整体功能的实现需要团结协作;实践教学过程的实施,同样要求通盘考虑,整体设计。因此通过实践教学内容及教学模式的改革有助于培养学生的团队精神。
实践教学改革的成果可用于相同设备及类似设备的二次开发,具有一定推广价值;提高了实验设备的功能和现代化程度,拓宽实验设备的应用范围,开发后的实验装置不仅能用于教学任务,还可用于科学研究。可避免设备过早淘汰,具有一定的经济效益。
(5)通过教学改革创新,加强师资队伍建设,丰富教师各自讲授课程的教学内容,体现各个专业课程间的整体性和连贯性,提高师资队伍的教学科研能力,形成一支年龄结构合理,知识体系优良的教学团队。在实践教学模式改革中,项目组成员要充分发挥自身优势,团结协作完成任务,相互学习,取长补短,拓宽各自知识面。
二、创新人才培养模式实现方法和具体措施
1.电气工程及其自动化毕业学生需求分析调研及就业措施
通过对新疆各电力相关的企事业单位的走访调研,对本专业领域技术发展现状及人才需求等情况进行了分析,全疆电力系统预计近几年中每年都有700余人专业技术就业岗位需求,加之大型电力设备制造业和油田等各大型企业自备电厂以及厂矿企业电气部分,预计每年需要电气技术人员1000余人。但是内地学生来疆就业人数少,且部分不能长期在疆工作,目前新疆大学的招生量并未达到饱和程度,有很广阔的就业前景。因此,新疆大学电气工程学院陆续与新疆电力公司等相关单位签署了多项定向培养的协议书,已有部分学生履行了协议并在新疆喀什、伊犁等地就业。
2.专业知识结构和课程设置、培养方案调研及地方特色人才培养模式改革
有关课程设置和培养计划制定,我们向新疆电力公司和金凤科技等多家行业单位发函征求了意见,同时参加了全国电气专业教改年会,收集了大量兄弟院校电气专业教改资料,经过电气全体教师仔细讨论和研究,确定了专业发展定位,制定了包含电力和风电两个方向的全新的专业培养方案,学院又专门组织专家和负责人进行了论证讨论,提出很多修改意见,形成了两套分别针对民汉学生的具有地方特色的培养方案[7]。
3.大学生创新实践、毕业生毕业设计结合现场实际取得良好效果
在各届学生中进行了大学生创新实践活动,获得多项国家大学生实验创新项目和校级科研实训项目。从新疆多个涉电企业外聘导师,联合进行了认识实习、毕业设计和毕业实习,并取得了较好的效果,社会用人单位对各届毕业生思想品德、敬业精神、工作态度、专业知识、工作能力、创新能力等综合评价良好。
4.专业主干课程与专业实验室相结合实践创新
主干课程建设中,在兼顾专业技术知识结构基础上制定了电力系统继电保护、电力系统分析和电力系统自动化等电气专业主干课程7门[3]。并在广泛调研的基础上建成了与主干课程对应的10个专业实验室,如:微机继电保护实验室、电力系统运行与控制实验室、电力系统数字仿真实验室、变电站自动化实验室等。实验室建设与运用的效果与特色非常明显,可进行上述电气专业7门主干课程全部理论验证性实验和设计型实验及创新型实验,也可进行本科毕业设计及研究生硕士论文撰写中的创新部分验证,还可进行教师科研项目研发。大部分实验设备与电力现场一致,缩短理论教学与行业实际差别,还可进行与现场完全一致的电力系统数字物理联合动态模拟试验,也可进行二次设计开发。实验软件采用动画实景三维实现,安全、逼真、可靠、经济、实用。目前这些设备使用率高,实验组数多,实验效率和效果好,可提高学生分析问题的能力。
5.精品课程、课件、题库、教材、教学大纲、网络课堂建设
“电力系统继电保护”获得校级精品课程,“电力系统分析”获自治区级精品课程。编制电气专业教学大纲1套,完成“电力系统继电保护”和“电力系统分析”题库2套,开发“电气特色专业”和“电气紧缺专业”网页2套,开发“电力系统继电保护”、“电力系统分析”、“高电压技术”课程教学网页3套,课件多套。电气专业所有课程选用优秀教材,还由教师主编并出版教材多部。如重庆大学出版社出版国家“十一五”规划教材《自动控制原理》、《发电机组基础》;机械出版社出版《风电场运行与维护》、《风电并网技术》,大连理工大学出版社出版《单片机原理及应用》。
6.外聘现场专家和工程技术人员进行现场教学
与新疆电力公司多个变电站和发电厂以及风电场、八钢自备发电厂、石河子天富热电厂等签订了实习协议,特聘陕西电力公司和新疆电力公司调度中心、新疆红雁池电厂、新疆水电设计院、新疆送变电公司、吐鲁番电业局等电力行业高级工程技术人员进行电气设计指导和现场教学,收到良好效果。
三、主要改革创新成果、实践效果和特色
(1)根据电气工程行业特点和实际情况,改造和更新实践教学平台,通过软、硬件购置和开发,把实验室仿真成工业控制现场,使实验过程接近实际工作环境,缩短学校教育与行业实际的距离,为毕业设计和创新制作提供一个良好的实践场所,节省设备投资。
(2)根据电气工程就业岗位群对实践能力要求,改革了实践教学模式,精心设计教学内容,体现各个专业课程间的整体性和连贯性,在实践教学中综合电力系统分析、电力系统继电保护、高电压技术、电力工程、单片机原理、软件编程、电力通信、电力自动化、电力系统故障计算、电力系统仿真等多门课程知识,打破从单个课程进行实践教学的界限,实现一体化实践教学体系,并增加了风电方向课程,提高了就业率。
(3)选择来自工业现场的具有代表性的生产实践问题作为教学案例,实现实践教学与工业现场相结合,锻炼学生解决生产第一线实际问题的能力,同时为生产企业提供技术支持。
(4)对学生的自学能力、独立思考能力、实践动手能力及对所学知识的综合应用能力等方面进行综合训练,提高学生的科技创新能力。参与开发的学生发表了多篇学术论文,多人考取了研究生,其余多就业于大型企业。调查结果显示,考取研究生的学生在研究生的学习过程中,在科研方面显示出了明显的优势,在研究生学习阶段比同届学生提前发表学术论文,早出科研成果,显示出较好的科研能力;走向工作岗位的毕业生能很快胜任工作,得到了用人单位的好评。可见,通过实践教学激发了学生求知欲,拓宽学生知识面,优化学生知识结构,提高了学生的就业率。
(5)课程实验、毕业设计、短学期教学、科研实训多个环节相结合,充实短学期的教学内容,提高短学期的教学效果及本科生毕业设计质量。
(6)形成一支年龄结构合理,知识体系优良的教学团队。教师发表了多篇教研论文及科研论文,多人获得了本科生毕业设计优秀指导教师,在开发的实践平台上完成了各自科研项目部分内容。获得自治区级电气工程及其自动化专业教学团队,多人获自治区级教学名师。
四、成果水平和实际推广应用价值
通过对实践教学内容和教学模式的改革,使得教学内容更加完善,教学方式多样化,既可以进行常规和理论实验验证,又可以设计和创新,而且由于多项实验采用计算机可视化界面,使实验过程更形象更容易理解。促进了理论教学,从而提高教学质量,培养学生的实践动手和科技创新能力,缩短学校与市场差距,全方位提高电气工程及其自动化专业毕业生水平,具有实际推广应用价值。
五、进一步实施方案和完善措施
采取多种措施严格执行培养方案、课堂教学、课件使用、实验室及设备管理,加强对理论教学、实践实习的执行,进行有效的过程监控。
建立、健全规章制度及完善有效的教学体系文档资料,积累教学经验,进行质量反馈,切实提高教学质量。
完善实验指导书的编制,提高实用性。
完善课件质量,使其更加直观、形象、逼真,具有动态效果。
充实网络教学资源,使学生更易于独立实现预习复习和巩固提高专业知识的技能。
参考文献:
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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)43-0029-02
一、电气工程及其自动化教学团队的建设目标
结合高等教育的发展要求和我校教学改革的自身特点,电气工程及其自动化教学团队建设的目标主要是更新高等教育理念,建立高素质的师资队伍,改革专业人才培养模式,构建完善的专业核心课程体系,为学生营造良好的成才氛围,为其成功奠定基础,满足培养高素质复合型应用型人才的需要。
二、电气工程及其自动化教学团队建设的基本思路
(一)以专业核心课程构建为平台,搭建教学团队的框架结构
1.实施电气专业核心课程制度。在原有的培养方案中,电气专业基础课、专业限选课和专业选修课的门数超过25门,目前急切需要构建的专业核心课程是要对原有课程知识体系进行重组。电气专业的核心课程应满足关联性、整体性和独立性原则。在电气专业众多主干课程中,电路原理、自动控制原理、模拟电子技术、数字电子技术、电磁场、电力电子技术、电机学、电力系统分析之间承启关系清晰,内在联系紧密,同时又各自形成相对独立的知识体系,比较适宜作为电气专业核心课程建设。
确定电气专业核心课程门数及课程名称之后,教学团队建设的一个重要内容是挑选具有高级职称或具有博士研究生学历且教学经验丰富、师德高尚的教师担任专业核心课程负责人。同时,加强专业核心课程的网络化建设,提高课程教学的现代化水平。本教学团队的成员承担的电气工程及其自动化专业核心课程均须建设网上教学平台,丰富核心课程的网络教学资源,建立优质的网上试题库和教研成果共享资料库,采用多媒体课件和板书相结合的方式进行课堂讲授。为了能更好地解决学生答疑困难,实践以学生为中心的教学理念,教师不但每周进行定时定点答疑,均会使用E-mail、QQ、博客等网络平台答疑方式,加强对学生学习的指导。
2.电气工程及其自动化专业教学团队的构架。建设好专业核心课程,关键在于建设优秀的教学团队,而优秀的教学团队又必须具备稳定的构架。电气工程及其自动化教学团队建设的总体构架是“所在二级学院主管、团队负责人总管、团队责任教师具体负责”的三级管理体制,三级之间分工明确,有机协调。
二级学院负责从体制与机制上为教学团队建设提供保障,是教学团队的指导者、支持者和服务者,而不是发号令者。
教学团队负责人统管团队的各项事务,在教学模式改革、团队工作计划制订、团队成员组成、内部经费使用、考核与评价成员等方面均应有相当的自。在团队领导上,选择合适的团队负责人对建设好团队十分重要。团队负责人应善于开拓创新,具备丰富的教学经验和较高的学术水平,具有较强的号召力和组织管理能力,以便在沟通、协调与尊重的基础上为团队建设提供组织与服务。
根据电气专业核心课程建设的需要,教学团队对各门核心课程均应设置一个责任教师岗位,下设2~3个中青年主讲教师岗位,责任教师和主讲教师可兼任。教学团队的建设应形成以研究生(硕士、博士)学历为主力、中青年教师为重心、中高级职称教师为主体的团队结构。
在教学团队的建设过程中,应积极引进电气类企业有知名度的高级工程师加入到团队中来,作为团队和企业沟通的桥梁,为践行为地方发展提供支撑的办学理念夯实基础;成立由专兼职教师共同组成的专业建设指导委员会,共同研讨、设计人才培养方案,设计开发教学项目和项目课程,将企业的人才需求引入到培养方案中。
(二)以实行教学实施大纲为契机,提高教学团队的教学水平
以前实行的教学大纲主要是根据教学计划以纲要的形式编写的教学内容指导性文件,被视为一种教学辅助文件。大多数情况下,学生无法看到教师编写的教学大纲,不能充分理解所学课程的概貌,不能充分了解教师讲课的重点和进度,这导致教学大纲与教师教学脱节、与学生学习脱节。
而课程实施大纲详细地描述相关课程的目的、任务、要求、进度安排、评分标准等。在教学团队建设过程中,要求团队教师必须撰写所上课程的教学实施大纲,在撰写过程中对课程整体进行一次再把握,对整个教学流程做到心中有数,对相关重难点能思虑透彻。为了学生在选课时可以用作参考和做上课准备,教师需要将电子课程实施大纲,上传到教学资料共享平台,与学生共享。在教学中严格按照课程实施大纲组织教学,每一轮授课结束以后,教师要进行教学反思,及时发现问题,不断修订更新,从而提高课程的教学水平。在组织教学过程中,团队教师要以学生为中心,充分发挥主观能动性引导学生主动学习,善于发现问题,敢于质疑,善于综合,正确思辨,勤于实践。
(三)大力培养青年教师
在教学方面,团队应大力加强对青年教师的培养,指定经验丰富、治学严谨的老教师作为青年教师的指导教师,对青年教师“传、帮、带”,实行一对一的指导,指导青年教师的课程教学和科研工作,着力夯实青年教师的理论基础,掌握教学艺术,提高教学水平。
教学团队把青年教师培养与管理纳入团队工作的议事日程,围绕学院青年教师培养计划,落实青年教师在教学方面的培养措施。让青年教师进实验室,协助指导课程实验、课程设计和毕业设计等实践工作,要求青年教师与学生一样完成实验和课程设计的全部实践内容,增加实践指导能力,为以后的工作做好准备。
要求青年教师听老教师全程授课,在经过集体备课、逐章试讲、严格评议后才能独立授课。对青年教师的授课情况定期旁听和评议,了解他们的课堂授课情况,对教学过程中存在的问题进行研讨,研究改进教学方法的途径,提出建议和意见。
在科研方面,教学团队要努力为青年教师创造更好的科研环境,在申报、争取各类科研课题时及时提供信息,并给予具体指导和帮助。组织有丰富科研经历的教授、副教授从各方面,如科研选题、项目申报和论文指导等,负责对青年教师的科研指导。
(四)坚持“工学一体化”,为培养复合型的应用型人才做贡献
电气工程及其自动化专业具有强弱电相结合、电工与电子技术相结合、系统工程与控制技术相结合的特点。电气工程及其自动化教学团队的建设,应遵循专业特点,根据地区国民经济和社会发展对电气工程高级人才的需求,坚持工程应用与理论教学一体化的理念,培养复合型的应用型人才。
培养复合型、应用型人才,必须加强与生产实践一线的结合,更加重视实验教学、生产实习等实践性教学环节。为此,在学校多项措施与政策的帮助下,教学团队教师应积极展开与企业的合作,加强实验教学与科研、工程应用相结合,积极联系企业共建校内实践基地。团队教师与企业工程师一起,根据企业生产的最新需求,设计和引进包括供电、测量、微机保护屏、无线温湿度监控系统等一系列实验装置,建设和完善校内电工实习和专业综合实验基地。学生可在这个实验平台上充分动手实践,模拟工业现场运行,选做自己感兴趣的实验。这种模式可以做到教学实验与工业现场的高度逼真,弥补生产现场不能进行运行操作和安装接线的缺陷,使学生达到解决教学实验问题如同处理工程问题一样的效果。
(五)加强教学团队科研和教改能力,促进教改和科研项目与教学的结合
充分利用自身的科研优势,依托硕士点、省重点实验室,积极申报教学、科研课题,撰写教学、科研论文,以科研促教学。围绕课程教学目标、教学内容、教学方法与手段、教学评价、教学环境等内容开展相关教学项目改革研究,促进教学研究成果转化。通过科研项目和成果进课堂、进教材、进实验室等,积极促进科研成果向教学的转化,结合本课程的教学工作,不断丰富教学内容,提高教学、科研水平。
以申报国家级、省级、院级教改项目为契机,围绕专业核心课程建设、课程实施大纲撰写及课改热点、难点问题,引导教师积极申报和承担各级教改科研课题、质量工程等科研项目,让教师边实践、边研究、边改进,以科研形式开展教学工作,促进教学质量及教学效率的提高。
(六)建立团队建设的制度和机制,保障团队建设的可持续发展
1.制订教师培养计划。根据教学和课程建设需要,为各位教师量体裁衣,制订教师培养计划。同时,将教师培养计划和激励措施联系起来,积极努力工作、表现突出的教师有机会获得去国内外培训的学习机会,在课堂教学竞赛中获奖的教师,将获得团队经费奖励等,有效调动团队教师参与专业建设及课程改革、努力提高自身各方面能力的积极性。
2.建立团队定期教学活动制度。为了加强团队教师间的教学经验交流,提高教学质量,教学团队应按照教学活动制度定期积极开展各项教学活动,要求团队教师积极参加。
3.建立团队教师集体备课制度。两位以上教师教授同一课程要求必须进行集体备课,由各备课组长负责。集体备课的形式多样,每门课程都应有集体备课教案,各授课教师根据各班级的实际情况修改成个人备课教案。
4.完善兼职教师管理规定,制度上确保兼职教师参与专业建设及课程改革工作的积极性和有效性。
三、结语
中图分类号:G647.38 文献标识码:A
On Industry-School- Research Combination Mode of
College Electrical Engineering Professional
LI Jie
(College of Automation Engineering, Nanjing University of
Aeronautics and Astronautics, Nanjing, Jiangsu 210016)
Abstract This article studies on college Industry-School-Research mode and applied talents training, take College of Automation Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics as an example, analyzes the importance of using research cooperation in personnel training in the school system, so as to explore the combination meet the social needs of ways.
Key words industry-school-research combination; college; electrical professional
产学研即产业、学校、科研机构等相互配合,发挥各自优势,形成强大的研究、开发、生产一体化的先进系统并在运行过程中体现出综合优势。产学研合作是指企业、科研院所和高等学校之间的合作,通常指以企业为技术需求方,与以科研院所或高等学校为技术供给方之间的合作,其实质是促进技术创新所需各种生产要素的有效组合。随着技术发展和创新形态演变,政府在创新平台搭建中的作用,用户在创新进程中的特殊地位进一步凸显,知识社会环境下的创新2.0形态正推动科技创新从“产学研”向“政产学研用”,再向“政用产学研”协同发展的转变。①高校既是创新人才的集聚地,也是科技创新成果的发源地。如何以高水平的创新成果和高素质的创新人才服务经济社会的发展?最重要的是坚持科学发展,促进产学研合作。高校的产学研合作可以有两种,一种是国家经济层面,为科技创新服务,促进科研成果,促进经济社会发展;另一种是为教育服务,通过产学研与学术的培养、教师的科研相结合,将学生培养成才。
1 南京航空航天大学电气工程专业产学研结合现状
南京航空航天大学电气工程专业为国家级特色本科专业、国防特色重点专业、江苏省品牌特色专业、江苏省“十二五”重点专业以电气工程领域为对象,注重计算机科学、控制理论和信息科学在电气工程各领域中的应用,具有广阔的发展前景,相关研究领域在国内具有重要影响力。该专业设有电力电子与电力传动、电机与电器、电力系统及其自动化三个方向。培养具有电气工程领域较宽广的专业基础知识和工程技术基础,具有较好的电气分析、电气设计、电气系统设计、电气系统运行、科学研究、技术开发和管理工作能力的适应国民经济建设特别是航空航天、国防工业和新能源产业发展的高素质的电气领域的高级工程技术人才。
作为南京航空航天大学这样一所重点大学,重点是培养研究型人才,进行知识创新活动,最终目标是为社会服务,高校通过产学研合作,不仅能够解决学校教育与社会脱节问题,缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距,增强学生在社会的竞争力,而且也能够促进科技发展。近年来,南京航空航天大学开展了较多广泛且有效的产学研合作与实践,尤其在电类领域的合作,效果较为显著。通过合作,实现了将技术攻关、成果转化、平台共建、人才培养、干部交流等全方位的合作,实现了互利共赢,助推了经济发展。以南京航空航天大学与无锡市开展风电领域政产学研合作为例,自合作以来,无锡市委书记杨卫泽率领无锡市党政代表团先后两次访问学校,并就政产学研合作事宜与学校的领导深入交流。而且,学校党委书记崔锐捷、校长朱荻等校领导也多次带领学校相关部门负责同志及部分专家走访无锡市惠山区,实地考察区域经济发展,探索合作模式,推动政产学研合作。②
2 电气专业产学研结合的思考及具体做法
电气专业是电气信息领域的一门学科,由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,成为高新技术产业的重要组成部分,触角伸向各行各业,小到一个开关的设计,大到宇航飞机的研究,都有它的身影。这个专业的学生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作,是“宽口径”、“复合型”高级工程技术人才。该领域对高水平人才的需求很大,正是由于社会大量的需求,不言而喻,电气专业培养学生的素质与质量,对该个专业领域,乃至我国国民经济领域的发展影响也是极其重要的。那么,培养出来的学生是否被社会所接纳,被企事业单位所需求,需要我们高校在培养学生时要制定合理的培养目标、培养模式,因此,产学研的结合,为高校的学生培养、学科发展提供了良好的契机。
2.1 产和研的结合
企业有较好的生产能力,但科技含量低,科学研究创新不够,如果要想在激烈的市场竞争中脱颖而出,甚至立于不败之地,需要把高校的知识资源和科技研究成果可以很好地转化,技术上进行创新。而作为高校,是服务发展的主体,是科学知识的生产者和提供者,对科学知识的传播、整合和流通起着重要的推动作用。高校在搞科研的目的也是为生产服务、为社会服务。产学研结合就是充分利用学校与企业、科研单位等多种不同教学环境和教学资源以及在人才培养方面的各自优势,建立良好的互动,把以课堂传授知识为主的学校教育模式与直接获取工程经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合,才能适时调整学生的培养模式,使学生获得良好的实习机会和实习场所,让高校培养出来的学生更容易走上社会,被企业所需求。电气工程专业就是一个实践性很强的专业,能够解决电气工程技术分析与控制等实际生产问题。
但是,在产学研合作中,高校在科研管理机制上存在一些问题,主要表现在:(1)科技成果转移渠道不畅。很多企业拿着大量资金寻找科技创新成果,而高校的科研成果又转移不出去,导致了高校、企业、科研院所等各方科技资源分散,浪费精力、物力和人力。(2)科研人员考核制度不利于成果转化。当前,高校普遍采用职称和职务等级发放科研津贴的,而职称职务的获得,主要是看权威性期刊的数量、申请的项目获得的奖励,专利情况等,对于科技成果能否实现产业化问题很少重视,致使高校老师很多科技项目申请后,过多地偏重于技术与理论,与社会需求脱节,大部分科研成果很多是只申请了专利,或者发表了论文的水平上,实际应用产出的效果不高。另一方面,当前部分教授评职称前,发论文,申报项目,有较多的研究成果,但职称评定后,科研动力不足,研究成果停滞不前,更多的是享受这个教授待遇,从而导致研究资源流失。(3)科技成果推广机制不完善,重视不够。高校由于学科建设发展需求、整体实力提升等众多因素影响,学校科技部和老师的关注点在于国家或省部级重大项目的申报上面,比如国家自然科学基金、国家级973、863等重大项目课题、各项科研成果奖励申报,而对真正获得的科技成果,如何将其转化投入不够,重视不足。
因此,在高度重视产学研合作的同时,更应该要结合学科、科研特色和优势,充分发挥科研管理制度对科技创新的激励、支持和引导作用,要进一步搭建平台,发挥政府的作用,与政府、企业、科研院所及高校,产业四力强强联合,不断推动产学研协同创新的形成和发展,为科学技术的研究和创新做出贡献。
2.2 学和研的结合
随着电子、计算机、通信和信息等技术在电力行业的广泛应用和发展,给电气专业的学生带来了很好的发展机遇,这就需要高校培养出的电气专业学生,需要具备一定的科研能力,能够独立承担相应研究方向的科研课题。首先,让学生参与到老师的科研当中。从我校电气专业学生培养来看,学生实行“导师制”,对于优秀的学生,从大学开始就跟随导师做相应的课程设计,等到了研究生阶段,不仅能够很早,而且将课题研究有延续性,能更好地做出科研成果,培养科研能力。第二,让学生参与到各种科技创新比赛,老师进行指导,培养了学生的独立科研能力和科技创新能力。
产学研合作教育是培养具有创新精神和实践能力的高素质学生的重要途径。近年来,我校电气工程专业毕业设计课题,以及研究生课题,有80%的题目与产学研基地的实际和教师科研课题紧密结合,有部分学生直接参加教师承担的课题。通过多种渠道,不仅可以使学生更深入接触工程实际,增强实际工程意识,提高综合实践能力,在完成自己学业任务的同时,培养了科研创新能力和实践能力,
2.3 产和学的结合
人才培养是高校教育的发展之路。经济社会的发展对人才的需求是多种多样的,精英教育、大众化教育是高等教育的两个方向。精英教育培养拔尖人才,大众化高等教育培养各级各类专门人才,各具功能,不可替代。学校应根据不同的社会需求进行科学、准确的定位,确立自己的发展方向,形成有特色的人才培养模式、培养目标、培养方法和质量标准。③
电气专业的学生培养,需要保持和加强原有专业特色和优势,培养学生较强的工程实践能力,提高学生的就业竞争力。在实际操作中,学校应因材施教,引入各类培养机制,如结合产学研的合作平台,一是和企业联系,为学生提供相应的实习基地;另一种则是根据企业的需求,企业的科研方向,制定我们培养学生的目标、模式及课程体系。如开设专门的“卓越工程师”班,单独组织学生完成一门企业课程授课,一次企业参观实习,一次“工程技术讲座”。除此之外,每年暑假,我校的电气专业与陕西航空电气有限公司、陕西西航动力股份有限公司、河南许继集团、南京机电液压工程研究中心等多个校外产学研合作教育基地开展合作,这些企业每年为电气专业学生提供实习条件,提供合作科研项目。
3 总结
电气工程专业行业属于高精尖端行业领域,尖端人才的培养十分重要,它的社会需求较广,而培养这样的优秀人才,就需要高校制定适合社会需求的人才培养模式,通过产学研合作的模式,让学生、教师有良性发展,才能促进电气学科的发展,而外部则需要社会与企业的需求,产学研的结合便是达到这一目标的良好途径。
基金项目:南京航空航天大学基本科研业务费青年科技创新基金-高校科研管理中产学研协同创新机制研究(资助编号:NR2013029;项目负责人:李洁)成果之一
注释
作者简介:卢均治(1980-),男,广东高州人,广东石油化工学院计算机与电子信息学院,讲师;刘美(1967-),女,广东廉江人,广东石油化工学院计算机与电子信息学院,教授。(广东茂名525000)
基金项目:本文系广东省高等教育教学改革工程项目(项目编号:BKZZ2011041)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)11-0095-02
改革开放以来,我国高等工程教育取得了很大发展,为工业化的发展培养了大量的工程技术人才。但随着近年我国高等教育招生规模不断扩大,相应的教学质量却不尽如人意。同时,国家作出了走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人才强国等一系列重大战略部署,这些都对高等工程教育改革发展提出了迫切要求。
为此,教育部在2010年启动了“卓越工程师教育培养计划”。“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是在总结我国工程教育历史成就和借鉴先进国家成功经验的基础上,以走中国特色新型工业化道路为契机,以行业企业需求为导向,以工程实际为背景,以工程技术为主线,通过密切高校和行业企业的合作、制订人才培养标准、改革人才培养模式、建设高水平工程教育师资队伍、扩大对外开放,着力提升学生的工程素养,重点培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。[1]
广东石油化工学院是以工为主、石油化工特色鲜明的省属高校。电气工程及其自动化专业(简称“电气专业”)作为广东石油化工学院特色专业已经加入“卓越计划”试点行列。
在新形势、新要求下如何深化作为“卓越计划”中一个重要内容的实践教学环节的改革是面临的重要课题。
本文根据实践教学存在的一些问题和不足以及电气专业加入“卓越计划”后的发展要求,对广东石油化工学院实践教学的改革进行了有益的探索。
一、实践教学的现状
这里把实践教学从总体上分为三个方面进行讨论。第一是实验教学,包括理论课程的实验和独立开设的实验等;第二是实习教学,包括认识实习、生产实习和毕业实习;第三是毕业论文(设计)。
在实验教学方面,平时教学中普遍存在重理论、轻实验的问题,在实践教学过程中存在着验证性实验和演示性实验多、自主设计实验少和单科性实验多、综合性实验少的情况。轻实验的观念也使学生存在不爱动手做实验、抄袭实验报告等现象,使得实验效果大打折扣。
在实习教学方面,无论是认识、生产实习还是毕业实习,其实习时间都较短,企业普遍认为接收学生来实习会干扰企业的正常生产和管理;另外,在高等学校与企业之间没有国家层面相应的学生实习制度的规范与保障,也没有相关的鼓励政策,造成很多企业都不愿接纳太多的学生实习,就算接纳了也没有安排足够的技术指导。因此学生实习如走马观花,流于形式;再加上有些学生思想上的不重视,整个实习结束后学生收获不大。
对于毕业论文(设计)环节,由于指导教师缺少工程背景与项目经验以及学校实验场地和设备的不足,选题缺少挑战性和创新性,并且大多与生产现场、工程实际的问题脱节。在大环境下,很多学生对毕业论文(设计)不够重视,认为毕业论文(设计)没有多少实际意义,把时间精力用在复习考研、找工作等方面。
二、卓越工程师计划下的实践教学探索
“卓越计划”采用“3+1”培养模式,其中一年为企业学习阶段,校内学习时间相应减少。为实现卓越工程师培养目标,除了对理论教学做出相应的调整与改革外,对实践教学同样也要进行改革。本文根据实践教学的现状,对广东石油化工学院电气专业在“卓越计划”计划下的实践教学进行了一些探索。
1.实验课
要改变重理论、轻实践的观念,使教育回归到工程教育的理念上来。同时,通过整合有限的实验教学资源,优化实验课程教学内容,提高综合性、设计性、创新性、开放性实验的比例。延长实验室的开放时间,设置开放实验室,让学生不受时间和空间的限制充分使用实验室,从而达到提高学生动手操作能力、设计能力及发现问题、分析问题和解决问题的实践能力的目标。
2.实习教学
“卓越计划”采用“3+1”培养模式,相应的教学计划要进行较大调整,以满足一年企业学习要求。广东石油化工学院电气专业实习教学在原计划里就是在企业中进行,较容易整合到“卓越计划”中去。但这个整合是要满足“卓越计划”具体要求为前提,因此,新的实习教学有很多问题值得探讨。
首先,教育部已经联合多个有关部门研究制订实习安全与保险政策、联合培养企业的财税政策等,提高企业参与“卓越计划”的积极性。在这些不断完善的政策与措施下,学校要建立校企联动、多层次协调的组织体系,[2]精简办事程序,满足企业高效率要求,保障试点专业与企业合作的顺畅。学校要重视企业培养方案的制订与实施。选好合作企业,要求企业有实施保障措施,包括建立专门的组织机构,制订相应的规章制度,配备经验丰富的工程师作为指导教师,提供教学、实践、科研场所和设备以及可能的参与实践的机会,安排好学生在企业学习的生活,并提供充足的安全和劳动保护等等。[3]
其次,学生到企业实习前要求先完成实习计划。学生在实习之前,根据企业的生产内容,通过查找、查阅相关的资料和教材,自主完成实习计划。在这一过程中使学生对实习内容所要涉及的知识有大概的了解;对专业课程所学过的相关知识进行较为全面、有针对性的复习。这样就可以使学生重视实习,认真严肃对待实习安排,也避免学生进到企业后对实习内容与专业课程产生脱节感,对整个实习产生游离感,影响实习效果。根据已经完成实习教学学生的反馈,可以知道在实习前做了相关准备的学生要比毫无准备的学生收获大得多。这也进一步说明了实习计划的重要性。
再者,实行集中学习、分散跟岗的模式。“卓越计划”要求参与学生在企业累计学习一年,在这一年中学生通过参与企业运行的各项活动达到“卓越计划”的培养要求。目前,广东石油化工学院的实习企业主要有中石化茂名分公司、茂名自来水公司、茂名热电厂、供电局变电站等企业。其中,中石化茂名分公司是最主要的实习基地。然而,由于石化企业的特殊性,其运行要求的安全性非常高,顶岗实习和参与故障维修的机会很少。为了满足“卓越计划”的培养要求,可以实行集中学习、分散跟岗的模式。
(1)集中学习。“卓越计划”中的实习内容包括在企业接受培训。因此,面对人数不算少的实习学生,可以让企业安排相应的技术人员讲解企业制度、生产流程、技术规范等内容。此外,还可以加入到新入职员工的集体培训,使学生接受最真实的企业培训。
(2)分散跟岗。目前,广东石油化工学院电气专业的学生实习时是以7~8个人为一个小组,分配到一个生产班组中,再由班组指定一位技术人员进行带队实习。为了遵循企业的生产、安全要求和满足“卓越计划”的培养要求,可以进一步把小组细分为1~2个人一组,每组配备一个技术人员,然后以跟岗的形式进行实习。这里的跟岗是指每个小组的指导工程师上班在岗时全程带着所指导的学生。当工程师进行班组例会、查看技术图纸及手册、在岗巡查等一系列生产活动时,跟岗的学生都能深度参与其中。而且,当涉及到现场动手操作时,工程师也可以在评估安全性是否满足的前提下指导学生进行操作。
这样,一方面学生能深入参与到企业活动中去,同时能保证一定的动手操作量。这些情况在多个学生为一小组时,相应的安排就不易实现。另一方面,可以保障企业运行高安全性的要求。对工程师来说,学生跟岗并没有额外增加太多工作量,而且,由于学生人数较少,也可以对学生进行较多一对一的交流与指导。
3.毕业论文(设计)
首先,毕业论文(设计)是学生在校学习期间一个重要的实践性教学环节,要让学生认识到这个环节的重要性,意识到这是对其大学四年学过知识的一次全面总结和深化。认真做好毕业论文(设计),对继续深造和走上工作岗位都有很大的益处。[4]
其次,利用电气专业加入“卓越计划”试点的契机,选派相关教师到合作企业中锻炼,加强教师的工程素养。建立一支“双师型”指导队伍,联合指导学生的毕业论文(设计)。在选题方面,根据学校应用型人才培养的目标,选取学生在企业中实习所遇到的工程问题或者所参与完成的工程项目作为选题内容,让学生能够“真刀真枪”完成毕业论文(设计)。
三、结束语
“卓越计划”的实施是一项系统工程。加入“卓越计划”试点行列对广东石油化工学院电气专业的发展来说既是机遇也是挑战。深化实践教学改革有利于全面完成“卓越计划”的培养要求,有利于进一步提高工程教育质量,应该不断进行探索和思考。
参考文献:
[1]刘文清.基于“卓越工程师教育培养计划”的我校工程教学改革构想[J].内蒙古财经学院学报(综合版),2010,(5):2.
【Abstract】According to the demand of wuling mountain area power talent, the personnel cultivating mode and course system of electrical engineering and automation were researched. The personnel cultivating mode of “college construction and education together with the enterprise, four modernizations and five stages” was presented, Combined with the personnel cultivating mode, the practical teaching system was built.
【Key words】Electrical engineering and automation; Personnel cultivating mode; Course system; Practical teaching system
区域经济协同发展已成为世界经济发展的主流趋势,随着武陵山片区各区经济建设和社会的发展,城乡电力需求越来越大,同时伴随智能电网的迅速发展以及城网、农网智能化改造升级陆续开展。电力及其相关企业对电力系统运行与维护、电气传动与节能以及新能源开发与利用等方面的技术人员需求日趋旺盛。
吉首大学作为武陵山片区唯一一所综合性大学,为当地培养电气方面人才责无旁贷。我院充分结合我校实际及武陵山片区经济发展的社会背景,构划了“电气工程及其自动化专业”发展之路;对服务于武陵山片区经济建设的电气工程及其自动化专业人才培养模式与课程体系进行研究。结合电力及企业的人才需求,根据行业的动态发展,提出了“校企共建、校企共育、四化五阶段”的人才培养模式;根据我院的专业基础、实际情况,以及新形势、新技术下与其他专业之间的相互衔接,推进“一强二弱,强弱结合”的课程体系建设;为大力加强实践教学,切实提高实践能力,以培养复合型科技人才为目标,构建“五层次”的实践教学体系。
1 人才培养模式建设
立足武陵山片区各区经济建设,面向城乡电网改造升级以及智能电网的发展。培养适应武陵山片区基础扎实、知识面宽、创造能力强、素质高的电气工程人才。结合电力及企业的人才需求,根据电气工程及其自动化领域的新发展、新要求,提出了“校企共建、校企共育、四化五阶段”的人才培养模式。
1.1 发挥地方资源优势,实现校企共建
以《武陵山片区区域发展与扶贫攻坚规划》战略实施为契机,全面贯彻落实湖南教育强省发展战略方针。大力推动电气专业建设与电力行业发展的深度融合。构建“校企一体,教培共融”的办学模式。利用多种平台实现资源共享,校企共建研究所、实验室、实践基地;从专业建设规划、实践教学、人员培训、项目合作等方面开展合作。实现基地共建共享、师资队伍互通互利,教学培训相融相促。培育适应武陵山片区区域发展需要的专业特色。
1.2 利用校企共建资源,实现校企共育
紧跟新型工业化和电力行业人才市场需求变化,适应武陵山片区区域发展战略需要,依托产业建专业,校企合作强专业,形成以武陵山片区区域电力技术类和能源动力类两大专业群为主的专业发展格局。企业专家人员、技术人员融入师资队伍,参与专业建设、开展专题讲座、指导实习及毕业设计;聘请具有丰富工程经验的工程技术人员和管理人员将产业发展的新知识、新成果、新技术引入课堂教学。
1.3 实习“四化五阶段”的全过程培养模式(图1)
通过调研了解武陵山片区对电气专业人才的需求和要求,广泛听取各兄弟院校及专家的的意见及建议,构建了“四化五阶段”的全过程培养模式。“五阶段”培养模式结构框架如图一所示。在“五阶段”培养模式过程中同时实现“四化”,即课堂教学与实践教学同步化、专业知识与实践项目层次化、课程设计及创新能力综合化、毕业设计及顶岗实习实战化。
①武陵山片区人才需求刻析;
②课程体系优化,实现课堂教学与实践教学同步化;将应用性较强的专业课程与实践教学相结合,理论与实际相结合,同时实现教师与学生、学生与学习之间的相互互动;
③专业知识、实践能力培养,实现专业知识与实践项目层次化;主要面向“基础知识、专业知识、实践训练”三个阶段的教学全过程,课程应由验证性加深过渡到综合性,再由综合性发展到创造性;分阶段分层次进行,遵循循序渐进;
④课程设计及创新能力培养,实现课程设计及创新能力综合化;对重要的专业基础课程,应以3~4学生为单位设计一个课题,培养学生的创新意识;
⑤毕业设计及顶岗实习跟踪,实现毕业设计及顶岗实习实战化;毕业设计应紧密联系科研或者实习中的生产实际,实习理论与科研、实际生产紧密结合。
2 课程体系建设
随着电机、通信以及电力电子技术的发展,计算机控制等高新技术的推广,控制与通信技术在电气工程及其自动化专业中起着举足轻重的作用。而我院在控制和信息类专业发展已趋成熟,且经过多年的发展弱电方面已经有许多科研成果作为支撑,为开展电气专业课程体系建设打下了良好的基础。因此,根据我院的专业基础、实际情况以及新形势、新技术下与其他专业之间的相互衔接,创建“一强二弱,强弱结合”的课程体系建设。
“一强”主要是对电气工程及其自动化专业中有关强电知识和技能的学习;“二弱”主要是针对控制和通信专业中有关弱电知识和技能的学习;“强弱结合”主要强调了相关学科的渗透与融合,即强电与弱电相结合、软件与硬件相结合、设备与系统相结合。
3 实践教学体系建设
电气工程及其自动化专业针对复合型科技人才素质和能力要求,将实践教学体系构建成“基本技能、初步设计能力、综合应用能力、工程实践能力、创新能力”的“五层次”实践教学体系。实践教学体系框图如图2所示。
①基本技能层:主要包括公共基础、专业基础、基础实验以及人文素质等方面进行基本技能训练;
②初步设计能力层:具备计算机控制、电力系统微机保护、电气控制与PLC等方面的知识和技能,培养具有一定的课程设计能力;
③综合应用能力层:能熟练掌握与电气专业密切相关的电力系统控制与通信两方面弱电知识和技能,培养具有较强的专业知识综合应用能力;
④工程实践能力层:主要在专业实验、专业实习、毕业沦为设计以及工程项目等工程实践方面进行培训;
⑤创新能力培养层:培养较强的科技创新、产品研发制作能力,主要进行创新能力和团队精神的训练。
4 结束语
我院电气工程及其自动化专业主要围绕武陵山片区各区经济建设和信息时代的发展趋势,服务于武陵山片区能电网的迅速发展、城网与农网智能化改造升级以及相关企业对电力系统运行与维护、电气传动与节能以及新能源开发与利用。推进专业建设改革与创新,提出了“校企共建、校企共育、四化五阶段”的人才培养模式;并结合“一强二弱,强弱结合”的课程体系建设,构建“五层次”的实践教学体系。充分激发学生的主观能动性,促进了良好的学风和教风建设,使培养的学生更加适合社会需求。
【参考文献】
[1]谭博学,张存山,等.电气工程及其自动化专业人才培养模式与课程体系研究[J].中国电力教育,2014,(33):38-39.
[2]张永炬,杨善晓,等.新建地方本科院校“电气工程及其自动化”专业建设探讨[C]//第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上册),2007:178-180.
随着科学技术和社会经济的发展,现代工程需要一大批能综合应用现代科学理论和技术手段,懂经济、会管理,兼备人文精神和科学精神的高素质工程技术人才。然而长期以来高等教育人才培养与社会需求脱节现象比较严重。首当其冲的问题是:许多本科生毕业时仍很缺乏必备、扎实的专业知识,不能较快适应企业的上岗要求,有的甚至长期没法适应企业岗位要求而另寻出路。而持续的问题就是科技工程领域缺乏高素质工程技术人才。针对这种现象,国家教育部在2010年度启动了工科专业“卓越工程师”教育培养计划。浙江科技学院电气学院(以下简称“我院”)电气工程及其自动化本科专业成为教育部首批试点专业。根据教育部的人才培养改革思路和企业界对人才的要求,围绕“卓越工程师”的要素构成,工科专业人才的培养目标发生很大变化。同时相应的培养模式和对学生知识能力的要求也必然随之而变。目前各校“卓越工程师”试点专业基本上都是借鉴“CDIO”教学理念,结合本校教学目标定位来制定相应的“卓越工程师”知识、能力和素质教学培养大纲。其目的都是希望让学生通过高校的培养阶段,初步具备一名工程师所应有的知识、能力和素质,较快地适应工程师岗位要求,为将来成为“卓越工程师”打下良好基础。CDIO培养大纲将工程毕业生能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力及工程系统能力四个方面。那么作为培养工程师的摇篮——大学,为了培养学生能成为将来的“卓越工程师”,在工程基础知识即专业知识教育方面应考虑哪些因素是值得思考的问题。本文就这个问题,探讨了“电气现场工程师”专业知识要素及其培养方式,其对应的教学环节也已在我院电气工程及其自动化教学培养计划中得以体现。
一、“卓越电气工程师”的专业知识需适应地方相关产业对人才的需求
目前我国存在着两类地方高校,一类是脱胎于中央部委的部属院校,这些学校往往有着较强的行业背景(教育部直属院校除外),比如湖南工程学院原隶属机械工业部,其中电气专业培养的学生面向机电行业,但主要服务于电机制造产业。这些学校由于办学的历史经历,一些专业培养的学生为某一特定产业服务的痕迹仍然很深。而另一些是新兴的地方高校,这些学校一般不具有行业背景,即使一个专业培养的学生也会在多类产业领域工作。我校就属于这类地方院校,电气专业培养的学生主要是为浙江和华东地区经济发展服务。但是本地区电气行业的特点是中小企业和民营企业多、电气产品和产业类别多。例如有电机与控制产品制造产业、电源及电力电子产品制造产业、电器制造产业、电力系统设备制造产业等。这种很具特色的电气产业结构,决定了地方对技术人才知识需求多样化的特点。作为地方高校来说,培养的人才主要是为本地区经济建设服务,因此应把握地方工业发展的脉搏。根据浙江省的电气行业的特点,在制定教学培养计划中,专业知识教学体系的构建就不能仅偏重于某个特定制造行业。否则,学生毕业后就业适应面就窄,也就有可能学而无用。但是电气学科是一个大学科,制造产业涉及的知识,即使是工程基础的知识,其范围也很广,学生在高校学习期间根本不可能覆盖。因此,按多个方向设置专业知识模块来构建知识培养体系是比较好的方法。具体做法是:在高年级阶段让学生选择其中某一方向的知识模块学习,并引导学生分流选择,使几个模块都有学生选择。可以说这是一种多方向的定向培养模式。这样可以使培养的毕业生能基本覆盖本地区电气行业的各种产业,满足电气行业不同制造业对未来“工程师”的需求。以本校电气专业制定的“卓越工程师”教学计划为例,专业课程体系是由三个专业方向模块和一个辅助跨学科模块构成:电机与控制技术类、可再生能源与电能变换技术类、供配电与高低压电器技术类及电子与计算机网络通讯类。前三个模块属于强电模块,后一个模块属弱电模块。这些模块包含的知识基本覆盖了本地区电气行业所需的工程基础知识。当然对学有余力的学生也允许其多选一个模块或相应的模块课程学习。需要说明的是,是否要按方向构建知识培养体系,应根据地方高校所在地区行业特点而定。如果本地区的电气行业没有多类别的产业,这样做反而可能使学生失去了学以致用的机会。
二、“卓越电气工程师”应掌握比较完整的工程基础知识体系
专业知识是指从事某一专业工作所必须具备的知识,一般具有较为系统的内容体系和知识范围,掌握专业知识是培养专业技能的基础。但许多高校学者长期以来都强调人才培养要宽口径,厚基础。所谓宽口径一般指学生在大学学习期间要学习掌握多学科的知识,包括其他跨学科的工程技术知识,并认为这样培养的大学生适应性更强。因此,大学里往往给学生开设了许多跨学科的课程,学生学习的知识杂而多,但恰恰本专业的直接面向工程实际的课程却不开设。例如本校电气专业以前实施的教学计划中,就没有“电工材料”、“电磁兼容技术”、“电力保护及电力设备”等工程技术性课程,学生毕业后根本没有这类知识概念。有些人认为,培养应用型专一人才好像是专科学校的任务,本科院校就是培养宽口径,厚基础的万金油人才。然而,这种思想和做法已不符合当今社会对本科毕业生人才要求。首先,拿本地区而言,电气行业中多是中小企业和民营企业,在这样的企业中许多没有岗前培训机构和培训计划,也没有师傅带徒弟的见习制度。这些企业希望毕业生一进企业就能很快上手,这就要求毕业生首先要具有比较完整的专业基础知识。但按照培养宽口径,厚基础人才的做法多年实践下来,发现企业并不十分看好所谓的“宽口径,厚基础”的人才,因为这些“人才”到了一个企业后需要花较多时间熟悉企业产品的知识,这往往会使企业感到“等不及”。如果“人才”的自我学习能力也欠缺,较长时间不能适应,那更不会受企业青睐。因而这种情况迫使企业更倾向于吸收工作多年的、有经验的人才。显然,按多方向定向培养的思路,建立比较完整的、方向性的工程技术知识教学体系,才能使学生掌握某个产品行业比较完整的工程基础知识,以适应企业和社会的现实需求。例如为电源和新能源技术制造业培养人才,就需要进行电工材料及电工工艺学、新能源和电能变换技术、电磁兼容技术等配套知识的教学,让今后从事该行业工作的学生具备有该行业产品的知识背景,从而能达到企业“上手快”要求。目前我校电气专业新的“卓越工程师”教学计划就设置了方向模块内知识联系密切的课程。
当然笔者并不是否认跨学科“通识”课程设置的必要性,而是强调大学课程的设置应注意面向工程实际。就企业对工程技术人才需求而言,一位通晓该领域工程技术知识的毕业生远比什么都知道点,但都是只知点皮毛的所谓“通才”毕业生要强得多。实际上,深知某方向专业知识的专才也完全可以成为“通才”,这只要他具备有较强的再学习意识和能力就可。
三、“卓越电气工程师”应具有扎实专业理论基础和一定的工程应用知识
工程是人类应用科学理论和技本手段,改造世界、创造财富的实践过程。工程师自然是从事这个实践过程的人。为培养未来的卓越工程师,自然要求学生在高校学习和掌握一定的科学理论和技术手段,这应该没有异议。在精英教育年代,本科院校的教育确实也比较偏重于理论教学。在现在高等教育大众化背景下,尤其在社会上普遍认为大学生缺乏动手实践能力的观念刺激下,使许多学校都意识到需要强加学生实践能力的培养。于是纷纷增加实践教学学时,削减理论教学课时。整体来说,高校的教学改革是必要的,但笔者认为理论与实践教学的改革应该重视两者兼顾,并注意以下两个问题。
1.应保证学生有必要的、相对完整的基础理论学习经历,知识点的增删要结合工程应用知识来考虑
比如“电力电子技术”课程,可以删去一些过时的、已不再有应用价值的电路知识内容。但有些理论知识,即使相对比较深奥,但因为广泛运用,就不能轻易削减。比如,本校电气专业“电路原理”课程中的“傅立叶变换”知识曾不做要求。但“傅立叶变换”知识在现代信号分析、电力系统谐波消除等信息与电气技术中广泛运用,可是学生毕业后居然对该理论一无所知。有些事例也说明不能太忽视理论知识的培养:许多毕业生在用人单位面试中竟被简单的理论知识问题问倒,从而失去从事工程技术工作的机会;有些学生在工作后需要用到有关专业理论知识时,因为基础不扎实无法运用而后悔当初没学好理论。大学是专业知识的启蒙和学习阶段,是系统学习专业理论知识的最佳环境。大学应夯实学生的专业理论基础,为之将来成为“卓越工程师”增强理论知识方面的后劲。因此学校在重视学生能力、人文素质的培养同时,也不能弱化专业理论知识的培养。实际上理论知识掌握得好,就可能运用得好,这也是一种能力体现。
2.重视专业理论知识的培养并不是一定要靠增加理论课时,通过课堂满堂灌的教学模式来实现
随着全球信息化的发展,现在电类专业技术资料和大量电子元器件的产品数据手册往往是英文版本的,国内很多企业也运用到了国外先进的工业自动化设备,需要阅读英文说明书和外籍工程师进行交流,为适应这一趋势,学习电气专业英语显得尤为重要。
1.专业英语的特点
科技英语一般都涉及各专业领域的新技术、新发展。针对不同的对象,格式也稍有不同,科普读物专业词汇用到比较少,用到时也尽可能做详细解释;专业论文,则会用到很多专业词汇,叙述客观、正确;专业资料,则比较精炼,总体来看,专业英语有以下的特点。
(1)一般现在时多
科技英语较多地叙述普遍真理、描述某工作过程、某物质特性和功能,在科技文献中使用一般现在时较多。英语代词使用频率高。英语的每个句子、子句都有主语,为了避免重复,主语往往使用代词,表明所属关系,物主代词也用得较多。
(2)专业词汇多
首先,专业英语词汇专业化,其借用英语中原有的普通词,赋予新义,同时专业英语中的单词有不少是多性词,即使是名词,也可作动词、形容词、介词或副词,字形一样,功能各异,阅读时很容易造成曲解的现象。如light,用作名词:safety light(安全灯);用作形容词:light coating(薄涂层);用作动词:light up the lamp(电灯);用作副词:travel light(轻装旅行)。其次,有些英语单词在不同的专业用时有特定的含义,有时翻译时要根据上下文的意思选取词意。如power在数学中为乘方、冥;在物理、电路中为功率;在电力系统中为电力。最后,专业英语大量使用复合词与缩略词,如alternating current(AC)。
(3)被动语态多
科技英语在描述客观事物时,常采用被动语态,通过把所论述的过程或事实放在句子的首位,可突出其重要性。如:The values of the resistor are calculated from the color of the bands.(可以根据色码条的颜色求出电阻的值。)那么,在翻译中可以根据中文的习惯,不一定要译出被动语态。
(4)非谓语动词多
在英语语法中,当一个句子有几个动作时,就必须选出主要的动作当谓语,将其余的动作用非谓语动词形式。如:Electrical engineers are usually concerned with using electricity to transmit energy.(电气工程师通常关心电能的传输问题。)这里主要动词是are concerned,using,to transmit都是以非谓语动词形式来描述动作的。
(5)复杂长句多
科技文章要求叙述准确、用词严谨,因此一句话里常常包含多个分句,这种句子成分复杂且很长的句子是阅读科技英语的第一个难点,阅读翻译时要按照汉语习惯加以分析,把句子断开,以短代长,化难为易。在断句时要注意标点符号和一些连接词,可以帮助断句,注意it,that,which等词的指代,联系上下文和结合专业知识理解。在语法上,专业英语倾向于多用名词,采用静态叙述。另外,电气自动化专业英语包括内容广泛,有电工电子技术、电力技术、控制理论、计算机控制技术、电力传动、过程控制等,学习难度加大。
2.专业英语的现状
对于基础英语因为需要过级,学生还能积极学习,对于专业英语,学生还未进入工作岗位,看不到专业英语的用途,觉得可由可无,学习没有动力,没有兴趣,当然就觉得枯燥;一方面,一部分同学的基础英语、专业课也学得很差,专业英语学习起来更是难上加难,另一方面,专业英语的传统教学,往往就是记专业词汇,翻译课文,方法单一,也使得学生学习不积极,觉得枯燥。
对于专业英语的教与学,教师和学生都处于尴尬的境地,一方面教师不知如何教好这门课,找不到有效的教学方法,另一方面学生对这门课不重视,学习没动力。再加上现在某些高校实施双语教学,使得专业英语的教学犹如鸡肋。为改变这种不健康的现状,需要我们对专业英语的各个方面进行革新,从选取教材、引导学生学习到教学方法的运用及考核方式都应有所改变。
3.专业英语教学目标与方向
首先,学习专业英语必须有个明确的目标,使学生明白学习专业英语的目的、重要性及专业英语在工作中的实用性,对专业英语的学习有足够的重视。其次,学习要有规划,明确学完后能达到的学习效果。对于教师来说,教授专业英语最重要的是培养学生逐渐增强学习专业英语的兴趣与积极性;再次,采用多元化的教学模式,使教学过程不显得枯燥。最后,在学完专业英语后,使学生掌握常用的词汇,典型的句型,阅读专业英文书籍、资料,撰写专业相关的科技文献等;提高专业英语的应用水平和进入社会后继续学习的能力。
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
随着人们生活水平的提高,电气工程及自动化的要求也越来越高,它不仅要满足照明、家电用电量、安全用电等需求,更注重其美观、实用、方便的使用效果。
1 供配电系统
现代工农业及整个社会生活中电力应用非常广泛,一般建筑采用低压供电,高层建筑通常10kV电压供电。
1.1 电力系统及电力负荷
(1)电力系统概念。在电力系统中,如果每个发电厂孤立地向用户供电,其可靠性不高。如当某个电厂发生故障或停机检修时,该地区将被迫停电,因此为了提高供电的安全性、可靠性、连续性、运行的经济性,并提高设备的利用率,减少整个地区的总备用容量,常将许多发电厂、电力网和电力用户连成一个整体。这里由发电厂、电力网和用户组成的统一整体称为电力系统。
(2)我国电网电压等级。电力网的电压等级比较多,从输电的角度来讲,电压越高则输送的距离就越近,传输的容量越大,但电压越高,要求绝缘水平也相应提高,因而造价也越高。目前,我国根据国民经济发展的需要,技术经济上的合理性及电机电器制造工业的水平等因素,由国家颁布制定了我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10级。其中电网电压在1kV及以上的称为高压,1kV以下的电压称为低压。
1.2 10KV 变(配)电所及高压设备
(1)变(配)电所位置的选择原则。①接近负荷中心,这样可降低电能损耗,节约输电线用量;②进出线方便;③接近电源侧;④设备吊装、运输方便;⑤不应设在有剧烈振动的场所;⑥不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所,如无法远离时,不应设在污染源的下风侧;⑦不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻;⑧变(配)电所为独立建筑物时,不宜设在地势低洼和可能积水的场所;⑨高层建筑地下层变(配)电所的位置,宜选择在通风、散热条件较好的场所。
(2)主结线的方式及特点。变(配)电所的主结线(一次接线)是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据,也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。
主结线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。
(3)变电所的形式和布置。①变电所的形式有独立式、附设式、杆上式或高台式、成套式变电所。附设式又分为内附式和外附式。②10kV变电所一般由高压配电室、变压器室和低压配电室三部分组成。
(4)常用高压设备。常用的高压一次电气设备有:高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜、高压避雷器和互感器等。
1.3 低电压配电系统及低压设备
(1)低电压配电方式。低电压配电系统是由配电装置和配电线路组成。低电压配电方式是指低电压干线的配电方式。低电压配电方式有放射性、树干式、链式三种形式。
(2)常用低压设备特点及用途。低压电气设备通常是指电压在1000V以下的电气设备,在建筑工程常见的低压电气设备有刀开关、熔断器、自动空气开关、接触器、低压配电柜等。
2 楼宇自动化
楼宇自动化控制采用的是计算机集散控制,所谓计算机集散控制就是分散控制集中管理。它的分散控制器通常采用直接数字控制器(DDC),利用上位计算机进行画面的监控和管理。主要手段是动画、曲线、文本、数据库、脚本、和各种专用控件等。楼宇自动化包括:空调与通风监控系统、给排水监控系统、照明监控系统、电力供应监控系统、电梯运行监控系统、综合保安系统、消防监控系统和结构化综合布线系统。
设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断,采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理,使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行,在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中,降低各系统造价,尽量节省能耗和日常管理的各项费用,保证系统充分运行,从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务,使投资能得到一个良好的回报。
3 电气安全
随着人类对电力能源的重视与不断应用,电力设施与设备已与现代人类的工作与生活密不可分,电力甚至成为现代各行各业发展的基础前提。但不可否认的是由于种种原因,电力能源在带给人们工作与生活的便利的同时,由电气设备产生的问题也带给人类的生产与生活不少烦恼与损失,有时甚至表现为灾难。因此,电气安全不仅已成为各国电气操作与维护人员消除安全生产隐患、防止伤亡事故、保障职工健康及顺利完成各项任务的重要工作内容,同时也是电气专业工作者首要面临并着力解决的课题。
3.1 电气绝缘
保持配电线路和电气设备的绝缘良好,是保证人身安全和电气设备正常运行的最基本要素。电气绝缘的性能是否良好,可通过测量其绝缘电阻、耐压强度、泄漏电流和介质损耗等参数来衡量。
3.2 安全距离
电气安全距离,是指人体、物体等接近带电体而不发生危险的安全可靠距离。如带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与人体之间、带电体与其他设施和设备之间,均应保持一定距离。通常,在配电线路和变、配电装置附近工作时,应考虑线路安全距离,变、配电装置安全距离,检修安全距离和操作安全距离等。
3.3 安全载流量
导体的安全载流量,是指允许持续通过导体内部的电流量。持续通过导体的电流如果超过安全载流量,导体的发热将超过允许值,导致绝缘损坏,甚至引起漏电和发生火灾。因此,根据导体的安全载流量确定导体截面和选择设备是十分重要的。
4 建筑设备自动化系统
建筑设备自动化系统实际上是一套中央监控系统。它通过对建筑物(或建筑群)内的各种电力设备、空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备等进行集中监控,达到在确保建筑内环境舒适、充分考虑能源节约和环境保护的条件下,使建筑内的各种设备状态及利用率均达到最佳的目的。
参考文献
[1] 武金山.基于CAN总线的楼宇自动化系统设计[D].合肥工业大学硕士论文,2008(11).
随着现代科学技术的飞速发展,知识更新越来越快,要求学生的知识面越来越宽,工程实践能力越来越强,所学的课程门数不断增加,必然导致各门课程的学时数不断压缩。如前所述,电力电子技术已经应用到各个领域,不断涌现出各种新型电力电子产品及电力电子装置,电力电子技术课程所包含的内容越来越多,所含的知识越来越丰富,原有的教学方式已不能满足二本院校电气工程及其自动化专业应用型本科人才培养目标的要求。“电力电子技术”课程教学改革的目的就是:怎样在有限的教学时间内,最大程度地提高学生的理论知识水平,拓宽学生的知识面,增强学生分析问题、解决问题的能力,培养学生的科技创新意识,将理论知识与工程实践相结合,培养出符合现代社会需求的人才。
“电力电子技术”课程教学改革具体内容
根据笔者所在辽宁工业大学电气工程学院电气专业的招生与就业、师资力量、学生素质、实验设施及目前的实际教学情况,对“电力电子技术”课程教学的各个环节进行了适当的修改和调整,更加注重对学生电力电子技术理论知识的掌握和工程实践能力的培养。
修改人才培养方案
人才培养方案制定得是否合理,关系到本专业的生存和发展。随着现代科学技术的迅猛发展,电类的各专业的界线越来越模糊,各学科相互交叉、相互渗透,电气专业传统的“发电、输电、用电”知识结构已经不能满足当今人才培养要求。因此,对人才培养方案和教学计划要进行适当的修改和调整。由于电气工程及其自动化专业是一个强电和弱电相结合的宽口径专业,而电力电子技术是诸多学科相互交集的学科,是由基础课到专业课过渡的桥梁和纽带,是强电和弱电的有机结合。因此,在修改和调整人才培养方案和教学计划时,要体现出电气专业的“以强电为主、弱电为辅、强弱协调”的主导思想,加大教学力度,要意识到“电力电子技术”课程在电气工程及其自动化专业教学中重要性和必要性,以拓宽学生的知识面,提高学生的工程实践能力和创新能力以及扩大学生毕业后的就业面。
教材内容的合理取舍
任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材,再参考其他的辅助教材,取长补短,主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验,注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识,还要注重工程实际的应用,要体现电力电子技术发展的新技术,也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁,使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。
主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外,还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况,注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用,注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择,还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UPS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况,以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。
课堂教学方式改革
教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。
由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flas的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。
总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。
改革实验教学环节
为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。
我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。
将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学
Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。
课程设计环节的改革
“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为核心,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。
毕业设计环节的改革