時間:2023-08-11 16:56:04
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇電氣工程的課程,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:G643 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)16-0189-02
電氣工程課程專業(yè)性強,理論基礎和課程的承接性要求高。傳統的教學模式以“教師為主體,講授為中心”,學生一味地被動接受,對于專業(yè)知識的學習,教學效果收效甚微。改變傳統電氣工程課程,特別是研究生課程的教學模式,使學生經過短暫學習后,能掌握專業(yè)的基本知識,使之具備一定的動手能力,為學生未來工作崗位奠定基礎[1]。為了充分調動學生在課堂上的創(chuàng)造性和積極性以及培養(yǎng)學生具備結合實際具體分析和解決問題的能力,教師應該整體把握和指導,將認知、形象思維與抽象思維、教與學巧妙地結合起來,強調學生以主動學習為主,把學習設置到復雜的、有意義的問題情景中,讓學生對案例進行詳細的分析、解剖和總結[2]。以案例教學為導向的教學模式恰能偶體現這種“學生為主體、以問題為中心”的教學理念[3]。
一、案例教學法
案例教學法是一種以案例為基礎的教學法,案例本質上是提出一種教育的兩難情境,沒有特定的解決之道,而教師于教學中扮演著設計者和激勵者的角色,鼓勵學生積極參與討論,不像傳統的教學方法,教師是一位很有學問的人,扮演著傳授知識者角色。案例教學法有很多優(yōu)點,如鼓勵學員獨立思考;案例教學法中的案例是真實存在的,具有很強的綜合性;重視雙向交流。案例教學法的特點很多。首先,案例教學法鼓勵學員獨立思考。案例教學是要自己去思考、去創(chuàng)造,使得枯燥乏味變得生動活潑,而且案例教學的稍后階段是每位學生都要就自己和他人的方案發(fā)表見解。在這種經驗的交流下,既可取長補短、促進人際交流能力的提高,也可以起到一種激勵的效果。其次,案例教學法中的案例是真實存在的,具有很強的綜合性。案例所描述的事件大多是真實的,且沒有編寫者的評論和分析,其案例的真實性決定了案例教學的真實性。而對案例進行分析、解決的過程很是復雜,這要求學生不僅要具備基本的理論知識,而且應需有審時度勢、決策果斷、權衡應變之能。同時,案例教學的實施,需要學生綜合運用各種知識和靈活的技巧來處理。最重要的是,案例教學法重視雙向交流。在案例教學中,學員拿到案例后,先要進行消化,再查閱各種他認為有關的理論知識.這在無形中加深了對知識的掌握。熟練掌握這些理論知識后,他還要經過縝密地思考,提出解決問題的方案,能力可得到進一步的升華。同時他的答案隨時由教師給以指導,促使教師加深對問題的思考,根據不同學生的不同理解補充新的教學內容。從而雙向的教學形式使得教師也需不斷的提高自己的教學能力。
二、案例導向分析
下面以繼電保護課程為例,分析案例導向教學的幾個關鍵環(huán)節(jié)。
1.案例的導讀。所謂的案例導讀,就是編寫好上課所要講授的案例課件,提出一些要求,比如:相關教材的內容、有關知識點、存在的疑問、達到的目的等,讓學生在上課聽講案例時,能夠更容易的理解知識點,引導學生判斷、學習與思考。
2.課堂的研討。對學生進行引導和啟發(fā)的基礎上,進入課堂研討。在具體實施的時候,可以通過分小組討論或全班座談討論案例的方式,讓學生把不同的想法和觀點闡述出來,大家可以在這些觀點的比較和思考中,得到啟發(fā),從而達到解答案例的目的。
3.理論的升華。對案例的導讀和課堂的研討,教師對案例中所反映的相關理論問題和實際問題,進行重點分析和講解,并做出理論總結和歸納。由此,可通過實踐說明理論,達到理論升華。
4.實踐的引申。學生在通過案例教學掌握理論的基礎上,讓學生根據理論學會舉一反三,理解相似知識點。學生把理論運用于實踐,對探討繼電保護研究方案有很大幫助,培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神。
在以上環(huán)節(jié)中,第一、二、四個環(huán)節(jié)是以學生為主體,教師重在引導,第三個環(huán)節(jié),教師是主體。在案例分析中,應盡量少給學生提示,充分調動學生自主學習的思維能力,適當鼓勵學生深入思考,注重課堂內容的開發(fā)性,教師在講解案例時,應注意運用不同的分析方法,對不同分析結果進行充分驗證。
三、案例分析
以中性點經消弧線圈接地系統下電網發(fā)生單相接地故障的保護為例,分析案例教學的實施過程。首先,進行案例導讀。在編寫課件時,先介紹小接地電流系統的分類、小接地電流系統對保護的要求,再通過中性點不接地系統單相接地故障的等效網絡圖和相量圖,分析其發(fā)生故障的特點,并提出疑問,如:為什么非故障相電壓升高■倍,而零序電壓升高為相電壓。然后引出中性點經消弧線圈接地電網單相接地故障。接著,進行課堂研討。通過小組討論,分析其經消弧線圈接地電網單相接地故障的特點,消弧線圈的作用及消弧線圈的三種補償方式的優(yōu)缺點比較,得出最合適的補償方法。然后,進行理論升華。老師通過對學生的討論發(fā)現,學生對選擇消弧線圈的三種補償方式的理解不夠深。因此,需重點講解消弧線圈的補償方式,并做出總結:完全補償從實際運行來看,電感和三相對地電容對50Hz交流產生串聯諧振,正常運行時在電源中性點對地之間有電壓偏移就會產生串聯諧振,線路產生很高的諧振過電壓;欠補償時,當系統運行方式變化時,如某個元件被切除,其電容電流會減小,可能會出現電感電流和電容電流相等而引起的過電壓;過補償時,補償后的殘余電流是電感性的,不會引起串聯諧振的過電壓問題。最后,進行實踐的引申。學生可以用類似的討論方式,理解其他相似知識點,如距離保護的基本原理和構成。
案例教學在電氣工程課程中的應用可以增強教學的趣味性和藝術性,同時調動學生學習的積極性,把“要我學”變?yōu)椤拔乙獙W”。且案例教學在電氣工程課程中的應用縮短了教學情境與電網實際情境的差距,有助于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,豐富學生的知識面,可進一步提高學生的綜合素質。但在具體實施的過程中還存在一些亟待解決的問題。比如,在教學實踐中,案例導向法對的應用給教師提出了新的挑戰(zhàn),教師不僅需具有專業(yè)知識以及豐富的交叉學科的相關知識,還必須具備豐富的教學經驗、提出問題和解決問題的能力和良好的組織管理能力,并能夠在課堂上充分調動學生積極性、控制課堂節(jié)奏等技巧。其次,在課堂教學前學生需要花費較大精力查閱資料,教師就需要提供更多的網絡資源、圖書資源等。此外,目前國內缺乏一套比較完整的評價考核體系來適應教學的需要,因此,以案例教學為導向的教學模式在電氣工程教學中的應用尚需進一步探索。我們將在工作中不斷充實、完善,提高教學質量。
⒖嘉南祝
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2016)17-020-01
電氣工程課程設置的目的在于使學生較為系統地掌握電氣工程專業(yè)的基本理論和基本知識,在電氣工程領域得到系統分析與設計方面的基本訓練,具有本專業(yè)技術領域的較寬廣的知識結構,能勝任本專業(yè)技術領域的應用研究、技術開發(fā)及經營管理等工作,并了解本學科范圍內科學技術的發(fā)展動向。
一、電氣工程課程的內涵
電氣工程課程是實操性非常強的科目,主要研究的是基礎電能的產生、傳輸、轉換以及基礎電能存儲和實際利用,學科具有非常廣大的發(fā)展空間。由于專業(yè)的性質決定了,電氣工程科目的設置過程中,教師要充分考量理論與實踐的關系。在職業(yè)學校中,電氣工程課程主要包括基礎電氣應用技能、機電一體化等,隨著時代的進步和發(fā)展,還逐漸衍生出數控維修科目以及樓宇智能控制科目。不僅要集中培養(yǎng)學生對整體電力設備進行必要的維修和調試,也要建立相應技術的分析和解構。電氣應用技能課程主要教學內容圍繞電氣設備的基礎管理、安裝以及調試和維修,需要學生建立設備改造和技術創(chuàng)新的學習技能。機電一體化課程主要教學內容是培養(yǎng)學生對于現代化工業(yè)機電設備進行集中的管控和安裝調試,并且要建立維修操作,需要學生在課程學習過程中建立設備改造以及新型技術應用的學習技能。數控維修專業(yè)課程的主要教學內容包括一線數控車床的基礎編程以及操作和維修,并且要運行相應的編程操作,需要學生建立設備維修以及智能化管理和控制的技能。而樓宇智能控制課程主要教學內容是強弱電的基礎安裝、調試和維修方式,需要學生建立相應的學習技能。相應的課程設置不僅要符合學生的學習特點和規(guī)律,也要符合社會對于相應專業(yè)人才的需求。
二、電氣工程課程設置要求
在實際課程設置和運行過程中,不僅要關注整體學生的生源情況,也要集中關注企業(yè)的實際需求,真正建立有效的供求培養(yǎng)機制。職業(yè)學校要綜合分析學生的基礎生源?;A生源多數都沒有參加基本的國家級考試,學生整體理論知識比較薄弱,整體學習能力和學習興趣都不是特別活躍,這就需要教師在基礎課程設計過程中,集中分析相應學生的基本特點,在課程講解過程中集中關注學生的學習興趣,要集中實現理論與操作能力的優(yōu)化,并且建立有效的實踐課程。要綜合分析基礎企業(yè)的人才需求。對于職業(yè)學校來說,只有保障基礎專業(yè)培養(yǎng)內容符合企業(yè)的基礎需求,才能保證學生在課程學習后能在實際工作項目中優(yōu)化的運行相應的教學內容。
三、電氣工程課程設置措施析
1、優(yōu)化設計電氣應用技術專業(yè)課程設置。
在電氣應用專業(yè)的課程設置中,相關學校要集中升級相應的教學科目,建立優(yōu)化的課程結構,切實落實相應教學能力的優(yōu)化性提升措施。在基礎課程設置過程中,主要的教學課程包括:電工學、電機學、電氣自動控設備以及基礎系統學、自動控制技術、PLC技術等,教師要在課程講授的過程中,集中關注學生的實際學習能力,以及學生的整體內化水平,利用相應的實際操作促進學生建立更加優(yōu)化的項目分析和解構能力。在學生學成之后,主要的工作方向就是企業(yè)內部電氣控制項目的系統安裝和調試維修作業(yè)。
2、優(yōu)化設計機電一體化應用技術專業(yè)課程設置。
在基礎課程設置的過程中,不僅要綜合考量機電一體化課程的基礎知識點,也要針對相應課程進行集中的實習訓練,才能保證整體學習力和學習技能的優(yōu)化。在機電一體化課程設計過程中主要涉及的相應學科的應用以及項目開發(fā),教師要集中培養(yǎng)學生綜合知識和實踐能力的水平,切實落實人才技能培養(yǎng)的教學目標。
3、優(yōu)化設計數控維修技術專業(yè)課程設置。
在基礎課程建立過程中,教師要集中考量學生的綜合學習效果,除了機電一體化專業(yè)課程以外,也要設計繪圖實習項目、電氣數控技術以及數控機床的編程和實際操作等,教師要在實際課堂中逐漸培養(yǎng)學生的實際應用能力。
4、優(yōu)化設計樓宇智能控制技術專業(yè)課程設置。
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(yè)人才培養(yǎng)目標
根據電氣工程與自動化專業(yè)的特點,要實現以下人才培養(yǎng)目標:
首先,務實型人才,這類人才通常是設置于企業(yè)一線的專業(yè)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(yè)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(yǎng)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(fā)與創(chuàng)新,培養(yǎng)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(yè)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(chuàng)新型人才,因為電氣工程與自動化專業(yè)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(chuàng)新、突破自我,從而實現更進一步的發(fā)展。
二、電氣工程與自動化專業(yè)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(yè)教學計劃,具體而言可以遵循以下幾個原則:
首先培養(yǎng)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(yè)務能力、心理素質、文化修養(yǎng)甚至身體素質等方面。其中針對業(yè)務能力的提升的教學計劃,可以從學科基礎課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)方向課程以及專業(yè)任選等課程的設置來實現。在兼顧到業(yè)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(yè)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(yè)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(yè)課程的基本理論與知識;對電氣自動化的前沿發(fā)展動態(tài)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(fā)一些小型控制系統與信息系統;掌握電氣自動化專業(yè)必要的實踐能力與工程技能。
三、電氣工程與自動化專業(yè)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(yè)中,電氣工是整個學習過程的重點內容,具體包括電機、發(fā)電設備以及輸配電系統等。而學生通過自動化專業(yè)的學習,可以把“控制”與“自動化”作為后續(xù)工作中解決各類問題的手段與工具。所以在設置專業(yè)課程時,要根據上述專業(yè)教學計劃中對學生知識結構、能力結構的要求,構建專業(yè)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(yè)課程的脫節(jié)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(yè)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(yè)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(yè)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(yè)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(yè)現狀以及技術發(fā)展趨勢。因此學校要與企業(yè)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(fā)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??梢詾閷W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(chuàng)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(chuàng)新能力的有效載體,不僅可以培養(yǎng)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(yǎng)與拔,針對一些具備參加基礎專業(yè)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(yè)知識,提高其專業(yè)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(yè)課程體系建設過程中,要以培養(yǎng)適用型、務實型、應用型及創(chuàng)新型人才為目標,促進學生專業(yè)能力與專業(yè)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(yǎng)出更多的、與時展相適應的、具有創(chuàng)新能力的應用型人才。
參考文獻
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作者簡介:過希文(1983-),男,浙江嵊州人,安徽大學電氣工程與自動化學院,講師;李國麗(1961-),女,黑龍江林口人,安徽大學電氣工程與自動化學院,教授。(安徽 合肥 230601)
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0087-02
高校實驗教學改革旨在貫徹落實教育部“關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見”(教高[2007]1號)和“關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見”(教高[2007]2號)文件精神。電氣工程基礎課程的實驗教學不僅是對理論教學的深化和補充,而且對于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力具有十分重要的作用,是當前提高學生動手能力、創(chuàng)新精神和綜合素質的主要手段。[1]
一、封閉式實驗教學模式的缺陷
通常,電氣工程基礎課程的實驗教學主要依靠實驗中心的硬件設備,由專門的實驗室工作人員承擔,并采用傳統的“按學時、內容、空間進行實驗”的封閉式實驗教學模式單獨設課,譬如“電路”、“模電”、“數電”等實驗室。通過近幾年的教學實踐發(fā)現該教學模式存在諸多缺陷。一是理論教學與實踐教學分別由不同的教師任教,相互之間銜接較差。同時由于大部分實驗人員長期脫離教學一線,對先進技術的發(fā)展把握不夠,因此在教學效果和新實驗開發(fā)等方面都顯得不足。二是實驗中心的建立,大量實驗設備的投入,使得基礎課程的實驗內容越來越向模塊化方向發(fā)展,學生在實驗過程中鮮有動手搭建實驗電路的過程,在模塊上直接測試參數的實驗使學生失去了大部分動手的機會。三是傳統的封閉式教學模式不但受到實驗課時數、環(huán)境以及實驗室開放程度的限制,而且每門課程開設的僅為理論教學服務的驗證性實驗,使學生在整個實驗過程中被動地適應了實驗指導書的要求,只起到一個“裝配”實驗的作用,根本無法滿足學生個性化的教學要求。同時缺乏對學生綜合實驗能力的培養(yǎng),創(chuàng)新更無從談起。
上述問題與安徽大學培養(yǎng)工程應用型高級人才的教學理念相悖,同時也不利于學生綜合素質的協調發(fā)展。因此,對現有電氣工程專業(yè)基礎課程的實驗教學模式進行探索和改革迫在眉睫。
二、“虛實結合”的開放式遞進型實驗教學模式
國家教委指導委員會提議:“EDA技術是電氣類教學改革的重要方向”。針對上述問題,在教學中引入EDA技術是必然趨勢。[2]為此,提出建立和應用基于EDA技術的“虛擬實驗室”互動平臺,把“虛擬實驗室”作為傳統實驗的一個有益的補充和完善。
“虛擬實驗室”的概念最早是由美國維吉尼亞大學的William Wulf教授提出的,即利用互聯網技術將所提供的虛擬儀器、實驗題目以及內容放入網站上,遠程用戶只需利用網絡瀏覽器,而不需要其他的特殊軟件,就可以登錄到遠程實驗室的網絡教學服務器上。[3]相對于傳統的實物實驗,“虛擬實驗室”主要具有以下三大特點:一是開放性。真正實現實驗室的全方位開放,即實驗內容開放(學生可選擇)、時間開放、空間開放。另外,學生也并不需要來實驗室做實驗,自己可以隨時在宿舍電腦上進行,可預約時間向教師咨詢。二是資源共享和輻射示范性?!疤摂M實驗室”對全社會的開放可以加強電氣工程基礎課程實驗中心的輻射示范作用,推動學校遠程教育的發(fā)展。三是高效性。在實驗形式、內容上融入先進的EDA技術,建立一個有生機的、有活力的、可持續(xù)發(fā)展的、新的實驗教學模式。既注重學生的基礎訓練,又注重電子系統的設計與實踐,可以有效提高電氣工程專業(yè)基礎課程的實驗教學效果。
但是由于“虛擬實驗室”本質上不可能替代實物實驗,只能作為一種補充和完善。[4]因此,在實驗教學中應充分利用“虛擬實驗室”和真實實驗的優(yōu)勢研究“以虛為輔、以實為主、虛實結合、優(yōu)勢互補”的開放式遞進型實驗教學模式。具體包括以下三個方面的內容:
1.建立開放式的“虛擬實驗室”互動平臺,提升教學效率
面對目前在校學生人數多、資源少、掌握新技術的成本高、經費少的矛盾,利用基于互聯網的強大的通信功能建立一個網上“虛擬實驗室”,實現電氣工程基礎課程實驗中心在時間和空間上的拓展,提高實驗教學效果。
首先,教師在講授模電、數電等專業(yè)基礎課時向學生介紹EDA等相關仿真軟件,并且通過較多實例的仿真講解,調動學生的學習興趣,使學生對該課有更深入地理解和應用。然后,要求學生課后通過該“虛擬實驗室”平臺下載相關軟件及實驗教程等內容,這樣學生就可以在自己的計算機上完成相關的虛擬實驗內容,并可通過實驗報告在線提交、師生互動等環(huán)節(jié)實現與教師的網上交流,解決在虛擬實驗中可能碰到的棘手問題。同時,也能間接培養(yǎng)學生利用充裕的課后時間獨立思考的習慣。
2.探索遞進型的實驗教學模式,“虛實結合”培養(yǎng)學生的工程實踐能力
根據電氣工程專業(yè)的培養(yǎng)目標和要求,通過整合教學內容、優(yōu)化資源配置、改進教學方法、加強教學管理、提高隊伍素質等方法,探索遞進型的實驗教學模式,即將實驗內容分成“驗證實驗—綜合設計實驗—創(chuàng)新實驗”三個層次。[5]其中,驗證實驗作為必做的基礎性實驗,以滿足各門課程實驗教學的需要。綜合設計實驗為選做實驗,為后續(xù)的課程設計和畢業(yè)設計提供一個平臺。創(chuàng)新實驗采用項目形式,由學生獨立設計實驗目的和方案,實驗研究某一專題問題。
在教學方法上改變以往“教師猛灌”的思路,采取啟發(fā)式教學培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識。其中,驗證實驗以教師為技術指導,綜合設計以及創(chuàng)新實驗采取以學生為主、教師為輔的教學方法,要求學生每周都要與指導教師會談。在保證安全和正確性的前提下,實驗方案、操作、實驗結果分析等都由學生全權負責,獨立做出決斷。另外,為了增強和培養(yǎng)學生的學習興趣及動力,考核上采用更加靈活的方式,比如獨立計算學分等措施。同時,確立虛擬實驗在基礎教學中的輔助地位,充分發(fā)揮其長處,多開綜合設計實驗,精選實物實驗內容,引導學生從虛擬走向現實,理順虛實關系,提高工程實踐能力。
3.引入團隊理念和科研項目,廣泛開展電子設計競賽,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力
隊伍建設是確?;A實驗教學的前提和條件,包括指導教師團隊和學生團隊兩大部分。
針對前者,主要是創(chuàng)建一支相對穩(wěn)定、結構合理、具有豐富教學經驗和實踐經驗的教師梯隊。目前,安徽大學電氣工程基礎課程實驗中心成員均具有相關課程的豐富教學經驗,熟悉課程及實驗內容,能夠保證實驗的順利進行。同時具有比較前沿的科研經歷,可以更好的在試驗中指導學生去探討這門學科的應用前景,引發(fā)學生的科研興趣。由于成員所承擔的實驗課程涵蓋了電氣學院各本科專業(yè)的全部專業(yè)基礎課程,一方面方便指導學生根據所學專業(yè)知識的課程設置,在實驗內容上進行不同課程之間的知識串聯,另一方面能夠引導學生進行跨學科、跨專業(yè)的實驗嘗試。另外,從2013年起安徽大學所有青年教師必須到工廠企業(yè)掛職鍛煉學習,這無疑也強化了隊伍建設。
對于后者,考慮選擇一批對相關實驗課題感興趣的學生,充分發(fā)揮各自的長處,如動手能力、編程能力、論文撰寫等,彼此協作。同時,由淺入深地將教師的科研內容和科研成果、工程實際問題等引入到基礎課程的實驗教學中,增強學生的實際應用能力,提高教學效果。適時引入創(chuàng)新性實驗項目,讓學生及時了解實驗新技術的發(fā)展,注重培養(yǎng)學生掌握新實驗技術的能力。充分利用“虛擬實驗室”進行仿真設計與方案論證,然后在教師的指導下在傳統實驗室進行電路實現,真正做到“做中學”、“按需教”、“做工程”、“學得會”。在此基礎上,積極組織學生參加全國電子技術大賽、“挑戰(zhàn)杯”大賽以及“飛思卡爾”杯智能汽車等比賽,進一步鍛煉學生的創(chuàng)新能力。另外,安徽大學每年都會給予一定的資金支持,以“大學生科研訓練計劃項目”為載體,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
三、實驗教學實踐
安徽大學電氣工程基礎課程實驗中心按照80臺套的實驗規(guī)模建設,于2011年初建成。中心的實驗箱均采用模塊化、通用性結構,只需通過模塊的插拔即可進行“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“單片機”、“微機原理”、“FPGA”等基礎課程的實驗和課程設計?;谏鲜鲈O備資源,安徽大學電氣工程與自動化學院突破傳統實驗教學內容的約束,積極推行實驗中心的全面開放,融入電工電子最新發(fā)展成果,探索“虛實結合”開放式遞進型實驗教學模式,并在2009級、2010級學生中進行教學實踐,取得了較好的效果。筆者指導的安徽大學電氣一隊在安徽省2012年“煒煌杯”大學生單片機應用技能比賽中獲得了二等獎。
教研組精心組織了直流穩(wěn)壓電源、函數信號發(fā)生器、水溫控制系統、微小信號測量系統、搶答器、頻率計、電子密碼鎖、數字鐘、交通燈控制器、電梯控制器、步進電機控制器等實驗內容。同時對指導教師進行分工,實行題目負責制。要求指導教師根據實驗內容進行模塊化細分,并要求用分立元件(模電、數電基本內容)、FPGA、單片機、專用芯片等不同方案進行內容組織,實踐“基于項目”的遞進型實驗教學。[6]
在整個實驗教學過程中,學生可以任意選擇一個項目進行實驗。例如,學生選擇步進電機項目。在模電、數電基礎實驗階段用分立元件分別進行正轉、反轉、調速、速度計數等基礎性實驗;在課程設計階段,采用分立元件進行步進電機的閉環(huán)控制實驗;在單片機實驗階段,可以選用單片機進行以上內容的實驗;在FPGA階段,則選用可編程邏輯器件再次實驗。上述內容自由發(fā)揮,不拘形式。這樣經過以上幾個綜合性設計實驗,學生會對步進電機的性能、控制手段等有相當的理解。到畢業(yè)設計階段,指導教師再給出一個關于步進電機伺服驅動的畢業(yè)設計題目,將使學生具備步進電機相關的豐富知識。另外,在基礎實驗和綜合設計實驗完成后開展一次中期考核。考核達到一定水準的學生,還可以組隊參加科研創(chuàng)新項目及其他形式的電子設計競賽。這樣一個循序漸進、螺旋上升的遞進型積累過程,將有利于調動學生的實驗積極性,而不是傳統的為實驗成績而實驗的模式,如圖1所示。
同時,在實驗項目的實踐教學中,分層次地讓學生掌握不同類型的EDA工具軟件,比如Multisim、Proteus、QuartusⅡ等,充分利用網絡優(yōu)勢在“虛擬實驗室”中設置上述實驗內容,讓學生逐漸掌握軟、硬件相結合的分析問題與解決問題的方法,實現遞進型實驗教學真正意義上的“虛實結合”模式,如圖2所示。
四、結束語
實踐證明,在安徽大學現有教育資源狀況下,采取基于“虛實結合”的開放式遞進型實驗教學模式的改革思路,不僅可以彌補實驗室硬件更新慢等問題,而且可以實現理論教學和實踐教學的有機融合,從而保證安徽大學“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”目標得以順利實現。同時,對于其他專業(yè)實驗室的建設,也具有一定的借鑒價值和示范作用。
參考文獻:
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[3]劉勝兵,王鑫泉,等.虛擬實驗室與組織胚胎學實驗教學[J].實驗室研究與探索,2013,32(2):157-159.
0 引言
高等職業(yè)教育培養(yǎng)的是高等技術應用型專門人才,其技術專業(yè)的知識構成不像普通高校的學科專業(yè)那樣強調專業(yè)知識的完整性 系統性和邏輯性專業(yè)技術知識強調職業(yè)崗位工作的針對性、適應性和應用性。
在國家級和市級示范院校中,各重點建設專業(yè)都按照就業(yè)導向、能力本位,重構了專業(yè)課程體系。制定了符合企業(yè)要求的人才培養(yǎng)方案和專業(yè)課程標準,這為我們進行專業(yè)課程體系改革的研究和建設奠定了良好的基礎。
1 目標與思路
按照“準確定位、夯實基礎、提高能力、培訓到位”的理念構建專業(yè)課程體系。通過企業(yè)調研和職業(yè)崗位分析,對學生的就業(yè)崗位和應具備的職業(yè)能力進行準確定位;通過崗位分析,構建基于工作過程的一體化的專業(yè)核心課程和基礎平臺課程的實訓課題;在專業(yè)基礎知識適度、夠用的前提下,保證課程體系的系統性,拓寬和增強專業(yè)發(fā)展后勁。
1.1 職業(yè)崗位分析 以《中華人民共和國職業(yè)分類大典》為依據,通過分析,專業(yè)所面對的工種有4大類,崗位11種,通過分析,專業(yè)所面對的工種有4大類,崗位11種,其中船舶電氣設備安裝調試、船舶電氣設備維護檢修、船舶電氣設備技術管理、船舶電氣施工管理、船舶機電設備質量管理是船舶電氣工程技術專業(yè)面向的主要工作崗位。
通過對船舶電氣工程技術專業(yè)面向的職業(yè)崗位群的分析研究,參考了勞動部《船舶電氣職業(yè)標準》、《維修電工職業(yè)標準》以及中國船級社《鋼質海船入級與建造規(guī)范》等,歸納出船舶電氣專業(yè)的典型工作任務,由典型工作任務構建出學習領域。
以教師頂崗及調查問卷的方式進行企業(yè)調研,通過企業(yè)調研,明確了船舶電氣工程技術專業(yè)畢業(yè)生的主要就業(yè)崗位:船舶電氣設備安裝調試、船舶電氣設備維護檢修、船舶電氣施工管理、船舶機電設備質量管理等,及畢業(yè)生應該掌握的核心關鍵能力,確定了船舶電氣工程技術專業(yè)的人才培養(yǎng)目標。
1.2 課程體系重構 通過對船舶電氣專業(yè)所需要的核心專業(yè)能力和典型工作任務的分析,并按照高等職業(yè)技術教育自身的特點和要求對其進行歸納整合,進行學習領域概括,學習情境設計,重構課程體系。
2 課程體系的特點與創(chuàng)新
用基于工作過程的課程體系取代了沿用多年的以專業(yè)學科為基礎的課程體系,在指導思想上有別于學習內容分割的模塊化而追求學習與工作的一體化。該體系中的學習領域課程的實施過程中強調以行動為導向,在具體教學實施中,以學生為主體,以基于職業(yè)情境中的行動過程為途徑,以師生及學生之間互動的合作行動為方式,培養(yǎng)學生具有專業(yè)能力、方法能力和社會能力構成的行為能力,即綜合能力。
體現“以人為本”的教育理念 高職學生往往形象思維較好,模仿能力較強,而抽象思維和記憶力不是很突出。基于工作過程的課程體系,按照工作過程來序化知識,即以工作過程為參照系,將陳述性知識與過程性知識整合,理論知識與實踐知識整合,使其更適合高職學生的認知特點。
3 結束語
根據人才培養(yǎng)目標的要求,緊密聯系社會實際和行業(yè)形勢,注重傳授知識、培養(yǎng)能力和提高素質的協調發(fā)展,合理構建船舶電氣工程技術專業(yè)的課程體系,從而適應船舶建造行業(yè)新形勢的發(fā)展要求,符合學生畢業(yè)的實際應用和就業(yè)需要。隨著教學改革的深化和在教學實踐中不斷總結經驗,課程體系將不斷完善,達到優(yōu)化學生知識結構和促進專業(yè)人才培養(yǎng)的目的,從而為船舶建造行業(yè)的發(fā)展和地區(qū)經濟的建設與繁榮做出積極貢獻。
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)06-0046-02
昆明理工大學電力學院電氣工程自動化專業(yè)創(chuàng)辦三十多年來為云南及國家電力行業(yè)培養(yǎng)了數以千計的電力人才。近年來,隨著高校擴招和一些教改措施的實施,本專業(yè)學生教育中存在的一些問題也凸顯出來,導致相當數量的畢業(yè)生對電力系統相關知識的理論脈絡把握不清,知識掌握的牢固程度不足,應用能力偏弱。
本專業(yè)從2012年起進入教育部“卓越工程師”培養(yǎng)計劃項目。該計劃強調通過教育和行業(yè),高校和企業(yè)之間的協作,以實際工程為背景,加強學生工程意識、工程素質和工程實踐能力的培養(yǎng),為企業(yè)培養(yǎng)一批上手快,能用,好用的人才。我們以“卓越工程師”項目的開展為契機,結合本校生源及學習情況,以學生為本,開展了教學改革,取得了一些成績。
一、專業(yè)課教學現狀及存在的問題
本專業(yè)課程體系源自于國內相近專業(yè)傳統,幾十年間變化不大。該課程分支體系目前存在的問題主要有:
1.課程體系不適應行業(yè)發(fā)展需要。由于在推行教學改革措施時不能充分顧及學生在學習基礎、學習習慣上存在的差別,效果并非理想。比如為鼓勵培養(yǎng)自學能力而采取的壓縮課時等措施,由于缺乏相應的學習激勵及嚴格的管理措施,反而削弱了學生知識掌握水平。這個問題的改善是一個涉及多個層面的學校及教育系統的全局性問題,這里僅從課程體系角度分析。
以異步電機知識掌握為例,《電機學》課時從100多壓縮到64節(jié),鑒于該課程的教學難度及本專業(yè)學生就業(yè)情況,一段時間以來教師講授時基本將異步電機等內容全部削減以重點講述發(fā)電機、變壓器等和發(fā)輸變電關系更緊密的部分。但實際上異步電機無論作為負荷還是電源,在當代電力系統分析中都占據重要地位。作為補償,我們開設了選修課《電機拖動及控制》,就內容來看,該門課程并不滿足本專業(yè)知識發(fā)展的要求。近年來,風力發(fā)電作為分布式綠色能源的主要形式在電網中的應用得到飛速發(fā)展,風電企業(yè)吸納的畢業(yè)生逐漸增多,大部分風力發(fā)電機都采用異步機,學生對異步機知識掌握程度不理想凸顯我們現有的課程體系及內容存在不適應企業(yè)及學生職業(yè)發(fā)展需要的地方。
2.強調對電網運行相關物理理論知識的掌握,忽視了學生工程能力的整體培養(yǎng)。表現在對電網運行的經濟特性及運行管理知識的教育內容不夠,因此學生難以將所學理論和電網實際運行體系、模式、規(guī)章制度相結合,不能深刻理解所學內容和自己未來職業(yè)的相關性,學習積極性不高。反過來,企業(yè)也認為畢業(yè)生素質和他們的要求存在差距。
二、課程體系及教學活動改進的思路
1.圍繞工程能力的培養(yǎng),對原課程體系的教學內容進行深入的分析和整理。以增強學生知識學習的連貫性為目的,對不利于知識掌握的部分進行重點調整及補全。
2.迎合電力工程技術及電網技術發(fā)展的要求,改革教學內容,新增反應現代電網技術及應用的課程。
3.以卓越工程師培養(yǎng)為契機,逐步改革教學方法,加大教學活動中工程實踐能力的培養(yǎng)力度。對傳統的實驗、實習、設計教學模式進行補強,讓學生能在學習過程中接觸電網運行及管理的工程知識,使得學生真切感受到學習內容和未來職業(yè)之間的聯系,提高學習積極性。
4.因材施教,結合學生實際情況,改革考核方式,改善學生的學習體驗,鼓勵學生發(fā)展適合職業(yè)生涯的各種能力。
三、課程建設的具體措施
1.消除課程體系中存中的脫節(jié)問題。以本專業(yè)電力系統運行與控制學科分支為例,同步電機理論在整個分支體系中貫穿始終,為了從教學效果上保證理論學習的連貫性,我們緊接著《電機學》,在《電力系統穩(wěn)態(tài)》、《電力系統暫態(tài)》之前開設了《電力系統穩(wěn)定與控制(初步)》,在該課程中承接《電機學》中學到的同步電機理論,大量介紹電力系統運行及控制理論在電力企業(yè)中的應用情況并分析電力生產實際案例,使得學生在深入學習后續(xù)課程相關內容之前就了解所學內容將應用在電力企業(yè)生產中的哪一個環(huán)節(jié),對未來將要從事的工作產生聯想,鼓勵學生從應付考試的學習狀態(tài)轉化為“我要學”的狀態(tài)。
2.緊跟電力技術及能源技術進步的要求,彌補課程內容上的不足。新開設了《新能源發(fā)電技術》課程,重點介紹以風力發(fā)電為代表的綠色可再生發(fā)電技術原理及應用問題。隨后,還將開設《智能電網技術》,從電網運行及管理角度介紹國內外關于智能電網的不同定義及應用背景,促進學生了解現代電力技術的發(fā)展現狀及前景,激發(fā)思考,提升學習興趣。另外,還通過講座、導師專題等教學型式向學生介紹企業(yè)法規(guī),企業(yè)文化等與電力企業(yè)從業(yè)相關內容。
3.結合工程實踐能力的培養(yǎng),改革實驗及實習體系。 “卓越工程師”項目特別要求提高學生的創(chuàng)新能力,為了培養(yǎng)學生分析及解決問題的能力,具備一定的開展科研活動的能力,我們在《電機學》結束后,利用短學期開設了《電機電氣綜合實驗》課程,在《電力系統分析》結束后開設了《電力系統綜合實驗》課程,通過軟硬件實驗平臺結合,加深學生對所學專業(yè)知識的理解,提高應用分析能力。
4.借鑒同行經驗,豐富教學手段,改革考試方法。通過各種課程建設項目,豐富教學手段和教學內容,方便學生課上及課后自主學習,提升教學質量。對一些普遍反映難教難學的課程,如《電機學》進行考核方法改革,因材施教,避免挫傷學生的學習積極性。在《電機學》考核中,我們根據學生的不同特點制定不同考核模式,允許并鼓勵學生自主鉆研,用科研成果部分代替考試成績,引導學生通過實證性科研活動進行學習。
5.改革教師培養(yǎng)及遴選模式。一方面我們重視教師培養(yǎng),要求青年教師到企業(yè)實習,提升教師的工程體驗和實踐能力。另一方面,對一些和實際聯系緊密的課程,引入企業(yè)專家為學生授課,調查表明,這些舉措深受學生歡迎。
6.改革實習和設計教學環(huán)節(jié)的教學模式。以卓越班為試點,積極為學生創(chuàng)造企業(yè)實習條件,如將畢業(yè)設計這樣的重要、延續(xù)時間較長的教學環(huán)節(jié)放到企業(yè)中進行,直接讓學生以實做方式在畢業(yè)設計階段參與電力企業(yè)生產活動,為其即將開始的職業(yè)生涯開一個好頭。
四、課程體系改革的初步效果
上述措施均以卓越班為試點,普通班教學以卓越班推行的效果為經驗逐步展開。由于卓越班開始于2012級,現只就部分重要課程的成績及班級學習情況用卓越班及普通班的情況進行對比說明。
“卓越班”是從普通班自愿報名參與的學生中選擇,遴選學生并不要求成績“卓越”,因此學習成績的對比有說服力。
由表中可見,無論是學習積極性還是學習成績,卓越班同學均較普通班同學領先。
五、總結
隨著大學招生人數的增加,畢業(yè)生素質離社會期望值存在差距成為共識,可以認為,這和我們沒有及時調整教育思路,改變教學考核方法,主動依據用人單位需要調整學生培養(yǎng)模式有關。從我們的課程建設經驗來看,只要堅持改革,找到適合的教學方法,還是能夠在現有基礎上激發(fā)學生的學習積極性,提高教學質量?!白吭焦こ處煛庇媱澋耐瞥鍪沁m時的,合符社會發(fā)展對高等教育的要求,也為高校教師實施教學改革,提升學生職業(yè)素質創(chuàng)造了機會。
參考文獻:
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在應用型本科院校中,《工業(yè)企業(yè)供電》作為電氣類專業(yè)專業(yè)核心課程,對其掌握的程度將直接影響到學生服務企業(yè)生產一線的能力。作者通過多年該課程的教學,歸納出《工業(yè)企業(yè)供電》課程在應用型本科教學中存在的主要問題,然后按照工程任務課程化的教改思路,結合企業(yè)供配電設計生產的實際需要,總結了以模塊化劃分的《工業(yè)企業(yè)供電》課程教學方案,用于教學實際中,以提高學生對工程實際問題的綜合處理能力。
1《工業(yè)企業(yè)供電》課程教學現狀
電氣工程及其自動化專業(yè)《工業(yè)企業(yè)供電》課程開設至今,其教學現狀以及存在的問題可歸納為兩點:一是采用單一工廠供電組件原理分析的方式進行知識講解,學生形成系統的知識體系較弱;二是對這門課程在企業(yè)生產實際的需要了解不足,課程講解與工作實際對接點把握不好。首先,近年來我國工廠供電的自動化、程序化控制技術使用越來越廣泛,新技術、新設備的使用,使原有的工廠供電技術已不能滿足工業(yè)企業(yè)的發(fā)展需要;其次,當前應用型本科院校開設《工業(yè)企業(yè)供電》課程還局限于工廠供電設備的工作原理、結構組成介紹,由于教學方法、能力培養(yǎng)方式的采用不當,導致《工業(yè)企業(yè)供電》與專業(yè)應用脫節(jié),使學生無法將所學到的知識很好地應用到專業(yè)領域中。
“工程任務課程化”教學法它是將企業(yè)實際的工程任務貫穿于教學的始終,用企業(yè)中的實際工程任務進行新知識的引入,由學生親自進行工程任務的設計、管理、開發(fā)和制作,做到學以致用;讓學生通過工程任務相關內容的開發(fā)、設計和制作,在實踐中鞏固所學理論知識,并做到融會貫通;最終通過工程任務的設計、管理、開發(fā)和制作,讓學生在學中做,在做中學,培養(yǎng)理論與實踐的綜合應用能力和分析問題、解決問題能力,全面提高學生綜合素質,實現畢業(yè)與就業(yè)的無縫連接,為企業(yè)提供優(yōu)秀應用型人才。
本文就是將“工程任務課程化”借鑒到《工業(yè)企業(yè)供電》的課程教學中,并結合教學實際做了相應的改進,教學中取得了一定的效果。
2科學設定課程教學方案
基于以上對《工業(yè)企業(yè)供電》課程教學現狀和問題的分析,充分考慮企業(yè)生產實際和專業(yè)教學實際的差異性,結合應用型本科院校的培養(yǎng)目標,確定《工業(yè)企業(yè)供電》的課程目標,即以專業(yè)就業(yè)方向為依據,培養(yǎng)工廠供配電技術的綜合應用基礎能力。為此,提出工程任務課程化的模塊式的《工業(yè)企業(yè)供電》課程教學方案,即以課程教學目標與工廠實際需要作為分析對象,將課程劃分為五個工程任務模塊,并設計針對性較強的技能模塊,開展理論實踐教學工作。
2.1制定實施方案
2.1.1工程任務模塊。經過分析,確定《工業(yè)企業(yè)供電》課程四個主要工程任務的教學模塊,一個拓展模塊。四個主要工程任務模塊分別為:模塊一變壓器的選擇應用、模塊二主結線方案的設計、模塊三導線與電纜的選擇應用、模塊四控制系統方案設計,拓展模塊為新能源發(fā)電模塊。按照相應的工程任務模塊來開展課程教學與實踐技能訓練,并在基礎工程任務模塊完成后,開展實際工程訓練與企業(yè)工廠供電系統實地參觀分析,讓學生形成綜合應用能力。
2.1.2課程優(yōu)化設置。一般高等院?!豆I(yè)企業(yè)供電》課程基本上安排在一個學期內完成,總課時為64學時,后期開設該課程的課程設計40學時,通過模塊進行講練結合共同推進,最終實現課程設計與有效教學的融合。(見框圖1)。由于該課程的實踐性比較強,如果學生沒有充分的時間進行實踐操作和消化知識,就會導致教學效果并不是十分理想??紤]上述情況,在總學時數不變的情況下將同一個學期教學分為兩個階段進行。第一階段學習課程必備的專業(yè)基礎知識,掌握必備的基礎理論。此階在教學過程部分內容安排學生自學,并結合生產生活中的電氣設備小視頻、照片等,以PPT形式,每人上臺講解,教師當場點評(此階段對教師專業(yè)知識面要求較高,學生搜集的信息非常豐富,教師也不盡了解)。通過此種方式即加強了學生關注身邊用電設備應用情況,又培養(yǎng)了對專業(yè)知識自學能力。第二階段進行課程工程任務模塊訓練,鞏固課程知識,提升實踐操作能力(包含課程設計)。為了達到實際的生產設計效果,教學團隊利用收集的大量實際生產設計資料,某些企業(yè)的實際電氣生產系統資料,為保密和知識產權保護,教學中修改了資料中相關的技術參數,讓學生進行實際的企業(yè)電力生產設計;同時,還可利用課余時間,將學習該課程的學生作為學徒工人,安排到專業(yè)公司參與供配電設計施工工作,以提升學生對工廠供配電技術的綜合應用能力。
2.2方案實施過程。為了更好地落實新的課程改革方案,實現課程的教學目標,我們制定了具體任務,包括科學制定工程任務課程化模塊,將安全生產的理念貫穿各教學模塊、教師專業(yè)素質提升、課程教學團隊建設、專業(yè)企業(yè)建設、信息資源建設等,使《工業(yè)企業(yè)供電》課程真正為專業(yè)的培養(yǎng)目標服務。
2.2.1安全教育貫穿工程任務課程化模塊。為了更好的使課程的教學內容結合生產實際,課程組組織教師到企業(yè)調研,科學合理的劃分工程任務課程化模塊,始終將企業(yè)安全生產要求“安全第一,預防為主”的基本原則,江安全生產“滲透”在各模塊教學過程中,給學生樹立安全生產的思想意識,此環(huán)節(jié)的實施以學校具有安全教育資質的教師和聘請企業(yè)安全員進行講授指導。各模塊中計算、設計、選型中,強調對比校驗內容的重要性,達到各電氣設備安全、科學、合理。
2.2.2教師專業(yè)素質提升。為提高學生工廠供配電技術綜合應用能力,提升教師自身專業(yè)素質和實踐能力是關鍵。隨著工廠供配電技術的發(fā)展,教師除了要熟悉各個模塊的教學內容外,還需到企業(yè)進行實踐鍛煉,考取電氣類崗位認證,不斷擴充相關工廠供電技術綜合應用的實踐能力。此外,教師還應該通過相應的科研項目、教研活動來帶動知識水平和技術能力的提升,在全面掌握授課內容的基礎上,逐步形成自己的教學風格,提升教學水平。
2.2.3團隊建設實施。教學團隊的建設在整個課程改革建設中也起到了十分重要的作用。首先,優(yōu)化課程團隊的組織,選派教學經驗豐富、實踐經驗強的教師擔任課程團隊負責人,圍繞課程建設,以有企業(yè)實際工作經驗的教師為核心,組建教學團隊,本過程有執(zhí)教《工業(yè)企業(yè)供電》課程多年的教師,且具有維修電工高級技師資質的教師帶領開展課程建設。其次,教學團隊開展企業(yè)實踐學習,提高教師的實踐技能水平。最后,為了適應工程任務模塊教學的需要,以工程任務模塊作為劃分依據,將在該領域水平突出的教師組織起來,形成課程團隊內的多個模塊小組,進行小組專項研究。在教學過程中的模塊實施,采用聘請了供電公司的高工進行變配電站的運行、繼電保護等內容的生產案例分析教學,有效的提高了學生對工業(yè)企業(yè)供電知識的掌握和理解。通過以上措施的實施,有力的提升教學團隊在各領域的整體教學水平。
2.2.4校企合作建設。將教學內容與生產實際有效的組合,關鍵點在校企合作建設上。在我?!凹訌娦F蠛献?、產教融合”方向引導下,依托于地區(qū)工業(yè)生產和新能源及發(fā)電工程的建設,利用企業(yè)的參觀和實習,加強學生的現行先進電力企業(yè)的認識和了解。目前,結合地區(qū)優(yōu)勢,已于石嘴山大武口熱電廠、平羅光伏電站、石嘴山供電公司、吳忠太陽山風電建設項目建立良好的合作關系,為學生的專業(yè)模塊實習奠定基礎。同時與標準化安全生產企業(yè)??咸妓亟踩珜嵙暬兀瑸閷W生樹立安全生產的理念。此外,將企業(yè)電氣擴建或已建成的項目資料拿來,調整參數,讓學生通過課程設計進行設計改造,加強專業(yè)設計的真實性。
2.2.5信息資源建設。為了使學生在課程學習過程中有更多的學習交流資源,本課程以電氣工程及其自動化專業(yè)為依托,建立強大的專業(yè)討論群,該群主要以我校電氣類專業(yè)在校學生、歷屆畢業(yè)生、合作企業(yè)電氣工程師、學校專業(yè)教師組成,畢業(yè)生可上傳大量的專業(yè)生產案例,企業(yè)工程師可提供實際生產規(guī)范、專業(yè)教師可提供正確嚴謹的專業(yè)體系指導,共同上傳專業(yè)資料和生產案例。目前該群已有學生達到400余人,上傳資料達到1T,為在校學生《工業(yè)企業(yè)供電》課程的學習和工程任務的實施提供了良好的學習交流平臺,有力的促進學生課下對課程專業(yè)內容的進一步學習和鞏固。
3結 語
將《工業(yè)企業(yè)供電》課程主要分為五個工程任務模塊,結合工程訓練和企業(yè)實踐,將實際的工程任務和安全生產貫穿于教學的始終,用實際工程任務、生產設計進行新知識的引入,激發(fā)學生學習動力;學習知識時密切結合實際生產,讓學生學有所用,培養(yǎng)和鍛煉學生的應用能力。使學生在教學和工程完成的過程中循序漸進的掌握專業(yè)知識、綜合能力培養(yǎng)、形成良好職業(yè)素養(yǎng),為就業(yè)打下基礎。
參考文獻:
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教法,2011,67-68
【基金項目】科研人才啟動基金(KJ2013B025)。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)09-0228-01
電力系統分析課程是電力系統自動化專業(yè)的重要專業(yè)課程,涉及一系列電力系統的核心技術:潮流計算、調頻調壓、經濟運行、同步發(fā)電機電磁暫態(tài)過程、短路計算及機電暫態(tài)穩(wěn)定性分析等。學好電力系統分析對于電力系統專業(yè)的學生來講至關重要。
1.電力系統分析課程教學現狀
電力系統分析課程雖然重要,但從每年的教學效果來看并不是很理想。由于前修課程電機學沒學好,以及電力系統分析課程知識點較多,理解起來有難度,部分同學沒有養(yǎng)成良好的學習習慣,課下沒有及時鞏固復習,課堂內容掌握不好時容易產生畏難情緒。此外,即使部分同學理論知識掌握較好,但感覺較抽象,對某些知識持懷疑態(tài)度,如:調頻時,增大氣門開度,實際生產中發(fā)電機轉速的變化,輸出功率的變化,頻率的變化等是否如課本上所寫;調壓時,負荷的波動對系統中各節(jié)點電壓的影響究竟如何,那些調壓措施能不能真正起到調壓的效果。學生無法看到相關的現象,所以很難產生濃厚的學習興趣和熱情,即使當時掌握了,遺忘也會比較快,印象不深刻。為了解決以上問題必須借助與相關實驗課程,讓學生在實驗操作中將理論和實際很好的聯系起來,既能及時鞏固相關知識,又能提前接受實際生產操作培訓,為以后踏上工作崗位打下堅實的基礎。
2.電氣工程虛擬仿真實驗的主要功能
2.1.電力系統仿真實驗
電氣工程虛擬仿真實驗包括電力系統仿真實驗和水電站仿真實驗,電力系統仿真實驗主要針對電力系統的相關設計,包括電網的主接線設計、設備選型及校驗、故障計算、保護配置等;潮流、短路、穩(wěn)定性等分析計算;運行過程、控制方法及原理的學習研究。提供了相關軟件平臺,實驗室的軟件平臺包含兩大類,一類是機電暫態(tài)過程仿真軟件,一類是電磁暫態(tài)過程仿真軟件,除了PSASP軟件外,還有PSCAD、PSS/E、BPA、ATP/EMTP及EMTP-RV、CDEGS等軟件,可以供學生進行課程實驗、綜合設計、畢業(yè)設計以及相關科學研究。開發(fā)了系列的課程實驗、綜合設計及研究項目,對于提高學生課程的學習效果、綜合運用所學專業(yè)知識進行發(fā)電廠、變電站以及電網的設計、分析計算以及運行與控制的能力起到了很好的輔助作用。
2.2水電站虛擬仿真
水電站虛擬仿真實驗教學平臺以龍灘水電站為原型,提供了與現場效果一致的大型水電站仿真培訓系統的實踐教學環(huán)境,在水電站監(jiān)控系統中涵蓋了水電站的所有主要機電設備,包括:水電站水輪機、發(fā)電機、發(fā)動機出口短路器、主變、500kVGIS系統、廠用電系統、調速系統、勵磁系統、監(jiān)控系統、繼電保護系統、安全自動裝置系統、氣系統、排水系統、機組及變壓器技術供水系統、油系統、消防系統、閘門系統、流量水位曲線、(含黑啟動系統)、AGC/AVC等系統及廠房場景、設備系統運行、維護、檢修、拆裝過程的多維立體展現。并研發(fā)了豐富的實驗教學內容和典型教學案例,學生可以親自動手操作實驗,可進行水電站正常工況運行操作過程培訓;異常工況運行操作過程培訓;緊急事故工況處理操作培訓;計算機監(jiān)控系統培訓;綜合反事故培訓;生產過程運行知識與專業(yè)理論培訓。解決了傳統課堂學習中學生“只能動口,不能動手”的難題,通過“操作、觀察、分析、記錄、總結”,激發(fā)了學生的學習興趣和主動參與的學習熱情,提高了理論和實踐教學效果。
3.電氣工程虛擬仿真實驗的主要特點
3.1虛實結合,互為補充
“虛”是指采用虛擬的仿真實驗平臺為學生提供親自動手操作實驗或培訓的機會,由于電力生產的特殊性,考慮到生產的安全性和學生自身的安全性,實驗操作不可能在實際系統中進行,必須借助于軟件平臺?!皩崱眲t是通過校外企業(yè)作為實習基地提供學生參觀實習的機會,建立學生對現場的感性認識,我校與三峽電廠、葛洲壩電廠、清江隔河巖電廠、清江高壩洲電廠等簽訂了協議,作為本專業(yè)學生的校外實習基地,學生先到校外實習基地參觀實習,建立電力系統運行的感性認識,然后進入“虛擬仿真實驗室”進行電力系統運行仿真培訓綜合實驗。虛實結合的教學模式可以有效提高學生對電力系統運行特點及控制過程等知識的掌握。
3.2運維合一,多媒體一體化教學
多維多媒體仿真能極大增強仿真臨場感和沉浸感。借助多維多媒體手段,創(chuàng)造一個虛擬現實培訓環(huán)境,讓學生在虛擬場景中上完成對調速、調壓、AGC\AVC等相關電力系統方面的操作??蓪υO備進行拆卸和裝配,讓學生看到平時不易見到的設備構造、工藝及內部運行情況,做到對設備的組成、結構、拆卸順序及操作過程等了然于胸。還可實現事故場景真實再現,便于學生對暫態(tài)過程進行分析,可大大提高學生學習的積極性和學習效率。
3.3開放性實驗平臺
建有電氣工程虛擬仿真實驗教學示范中心平臺網站,學生不僅可以實驗課上運用實驗室的仿真軟件進行相關內容的操作學習,課后未完成的內容,或者學生所設想的創(chuàng)新性問題還可以通過互聯網訪問仿真軟件平臺,還可在線討論,或者給老師留言。安排有值班老師對課余時間在實驗室的學生進行指導答疑。
4.結束語
為了提高電力系統分析課程的教學效果,學院專門成立了課程組,一方面加強理論教學網站的建設,整理出相關課件、教案、習題等資料共學生下載學習,另一方面加強電力系統分析課程實踐教學平臺的建設,對學生在虛擬仿真平臺的應用過程中所碰到的及時給予指導,此外課程組通過教研教改項目研究,改進教學方法、教學手段等來提高教學效果。
參考文獻:
[1]孟祥萍.電力系統分析[M].高等教育出版社,2010.
[2]鄧建高.高校本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的校企合作模式研究[J].中國電力教育.2009,(2).
中圖分類號:TP29 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)07-0213-01
在高校開設電氣工程及自動化專業(yè),其目的是為培養(yǎng)適應當代經濟社會發(fā)展,具備基本理論知識和技能的專業(yè)工程師。讓學生通過學習掌握電氣及控制、電力控制、電力系統及自動化等知識。培養(yǎng)能夠從事電氣系統的設計、制造、研發(fā)、測試和分析工作,進行系統運行、自動控制、電力電子技術管理及生產管理的應用型高級技術人才。電氣工程及自動化專業(yè)于上世紀80年代中期在高校開設,在90年代中后期課程的設置有了較大的發(fā)展,形成了電氣工程及自動化專業(yè)的特色,具備了完備的專業(yè)課程體系,在課程安排、實驗教學、教材體系設計、教學手段及方法上有了較大的改進和完善。
1 IT技術融合到電氣工程及自動化專業(yè)課程中的改革
在制訂電氣工程及自動化專業(yè)教學計劃時,由于部分類別的課程所設置的口徑過于狹窄,于是在課程設計時將課程內容陳舊的部分進行了合并和更新,增加了許多新的基于信息技術的課程,如電子信息技術基礎、計算機網絡等課程,特別是加入了“現場總線技術”、“網絡化測量技術”、“智能測控技術”等課程,作為信息技術的基礎課程,在基于計算機技術、自動控制技術、網絡通訊技術的基礎上,建立起了與信息技術相融合的課程。對于電氣工程及自動化專業(yè)的畢業(yè)生而言,可有效的拓寬就業(yè)領域。由于電氣工程及自動化專業(yè)學生課程與社會用人單位的實際需求結合較好,很多建筑設計單位特別是承接了智能化住宅建筑項目的單位非常歡迎此專業(yè)的畢業(yè)生。這些改革后的課程已放到在校大學生“教學計劃”的課程教學體系中。建立了計算機技術、自動化控制技術、網絡通信技術基礎上的全新的專業(yè)課程體系。電氣工程及自動化專業(yè)的課程在融入IT技術后,與計算機技術和網絡通信技術的核心課程屬于同一范疇內。
2 IT技術融合到電氣工程及自動化專業(yè)課教學中的實踐環(huán)節(jié)配套建設
隨著科學技術的發(fā)展,電氣工程及自動化專業(yè)所研究的內容發(fā)生了較大的變化,在技術研究的學科結構中已經包涵了電氣工程領域、信息技術、計算機技術、通信技術、電力電子技術和自動化技術等領域,電力電子技術和自動化技術、電氣工程及其自動化專業(yè)的內涵也越來越廣泛,強電和弱電及硬件和軟件相結合的系統,要求學生在電氣工程、電子信息控制、計算機技術等方面有較高的能力。電氣工程教學中的主要任務是要提高電力系統和電氣設備的技術掌握的能力,以提高實際工作中的運行質量,提高操作的合理性和可靠性,提高經營效率。在教學中強、弱電教學的融合是電氣工程專業(yè)教育的必然趨勢。大學電氣工程及自動化專業(yè)的實驗室建設較早,在缺少成熟案例、經驗欠缺的情況下,根據目前國內外樓宇智能化工程技術的標準,規(guī)劃設計了實驗室,并進行了建設,由學校外部的專家組對學校實驗室的建設進行了分析,在基于瀏覽器/服務器模式下組建了學校的計算機網絡系統,構建了系統的硬件和軟件框架,基于信息技術建立和更新了相關的實驗課程,因此實驗設備的利用率極高,學生在實驗室實驗學習的效果良好。
3 精品課程建設及應用
3.1 精品課程建設
電氣工程及自動化專業(yè)要加大精品課程的建設,促進教學工作的開展。如開設樓宇智能化技術課程,在信息傳輸網絡技術的教學過程中,加入智能大廈智能化技術、建筑設備自動控制技術、PDS布線技術、信息傳輸網絡技術、樓宇自動化技術、互聯網建設技術等,加大建筑中的安全技術的應用、智能建筑消防技術的應用等。在基于計算機技術、自動控制技術、網絡通信技術基礎上,展開教學課程的教學與學習。在課程教學的實踐中,以自主創(chuàng)新為指導思想,鼓勵學生思考,自主學習,加深對知識的理解。比如對于智能化技術、門禁系統、可視對講系統的學習探索與實驗,加強網絡監(jiān)控系統、智能消防控制系統等安全系統的學習,研究智能抄表系統的應用,并通過實驗的方式多加理解,進行各種軟件應用的實驗。通過多方位的實習讓學生能夠掌握更多的專業(yè)知識進行更多的實踐操作。目前已進行了開放型、自主型的實驗,通過這些實驗可加強實踐教學。在電氣工程及自動化專業(yè)的教學中,采用傳統的課堂教學與多媒體教室相結合的方式,通過教師制作的優(yōu)秀課件的方式加深學生對于專業(yè)課程的理解,通過IT技術可實現網上學習、網上提問答疑等工作。
3.2 精品課程應用
電氣工程及自動化專業(yè)的許多實驗課采用了開放型、自主型的教學方式。在課程設計時方便與實驗室系統平臺結合在一起,學生在實驗時進行實踐操作,有著特別濃厚的興趣。在電氣工程及自動化專業(yè)的教學中充分利用多媒體教室,采用優(yōu)秀的課件來開展課堂教學活動,增強學生學習課程的興趣,激發(fā)學生學習交互式的課程,豐富課堂教學內容,讓學生課程學習難度降低,增大了學習的信息量,提高了教學的效率。
4 結語
采用IT技術與電氣工程及自動化專業(yè)課融合的教學體系,在高校的教學研究和實踐中取得了非常顯著的成績。在當前信息技術飛速發(fā)展,經濟建設日新月異的時代,要讓電氣工程及自動化專業(yè)的教學跟上時代的發(fā)展,還需要進一步健全和完善課程設置,在基于組件技術的專業(yè)課程的基礎上展開一系列的教學改革。順應當代社會的發(fā)展要求,提高對電氣工程及自動化專業(yè)的學生的要求,學生除應具備較強的基本理論外,還要具備非常完備的專業(yè)知識,并需要密切聯系實際,有較強的動手能力。這樣的人才能滿足社會的需求,更好地服務于社會。
1 任務驅動教學法
“任務驅動”教學就是在整個教學過程中,將所要學習的知識隱含在一個或幾個具體的任務中,在教師的幫助下,學生緊緊圍繞著學習任務,在強烈的問題動機的驅動下,對任務進行分析和討論,通過對學習資源的積極主動的占有和應用,進行自主探索和互動協作,最后通過任務的完成實現對所學知識的意義建構。任務驅動教學法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學方法,它把學生的學習活動與任務相結合,以探索問題來激發(fā)和維持學習者的學習興趣和動機,讓學生帶著任務去學習,這有利于培養(yǎng)學生發(fā)現問題、分析問題、解決問題的能力以及知識的自我建構。[3]
任務驅動教學模式的教學流程如圖1所示。
2 教學模式設計
創(chuàng)新改革教學模式,注重任務驅動,推行基于“任務驅動”教學模式。“以系統化專業(yè)知識為主線,以開放的教學實驗室為基地,以激發(fā)學生興趣、主動求知為動力,以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目的”的教學模式。在發(fā)電廠電氣部分課程教學中廣泛開展“任務驅動”教學模式,改變傳統的課堂講授模式,以創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,強化教學環(huán)節(jié),培養(yǎng)應用型人才。
針對電氣工程及其自動化專業(yè)的特點,在“發(fā)電廠電氣部分”等課程的教學過程中積極推行任務驅動式教學,可從工程實例方面選擇適合的綜合項目,通過布置任務提出工程實例項目講解相關知識分析解決方案討論總結經驗等環(huán)節(jié),以項目為導向,以任務驅動、組織教學。通過基于實踐基地的模擬設備模擬實操環(huán)境,拉近理論與應用的距離,使學生得到綜合應用所學專業(yè)知識解決實踐問題的鍛煉,為學生就業(yè)后盡快適應工作崗位的要求打下堅實的基礎。
3 教學任務設計
在講授變壓器的絕緣老化定律內容時,采用任務驅動教學模式。首先提出面向工程實踐的教學任務,假設某變電站的主變壓器容量已經不能滿足負荷需求,但由于某種原因不能立即擴建,在這種情況下如何盡量保證負荷的供電?