時間:2023-08-11 16:56:04
導(dǎo)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(nèi)容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:G643 文獻(xiàn)標(biāo)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(chǔ)和課程的承接性要求高。傳統(tǒng)的教學(xué)模式以“教師為主體,講授為中心”,學(xué)生一味地被動接受,對于專業(yè)知識的學(xué)習(xí),教學(xué)效果收效甚微。改變傳統(tǒng)電氣工程課程,特別是研究生課程的教學(xué)模式,使學(xué)生經(jīng)過短暫學(xué)習(xí)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(xué)生未來工作崗位奠定基礎(chǔ)[1]。為了充分調(diào)動學(xué)生在課堂上的創(chuàng)造性和積極性以及培養(yǎng)學(xué)生具備結(jié)合實際具體分析和解決問題的能力,教師應(yīng)該整體把握和指導(dǎo),將認(rèn)知、形象思維與抽象思維、教與學(xué)巧妙地結(jié)合起來,強調(diào)學(xué)生以主動學(xué)習(xí)為主,把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的、有意義的問題情景中,讓學(xué)生對案例進行詳細(xì)的分析、解剖和總結(jié)[2]。以案例教學(xué)為導(dǎo)向的教學(xué)模式恰能偶體現(xiàn)這種“學(xué)生為主體、以問題為中心”的教學(xué)理念[3]。
一、案例教學(xué)法
案例教學(xué)法是一種以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)法,案例本質(zhì)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(xué)中扮演著設(shè)計者和激勵者的角色,鼓勵學(xué)生積極參與討論,不像傳統(tǒng)的教學(xué)方法,教師是一位很有學(xué)問的人,扮演著傳授知識者角色。案例教學(xué)法有很多優(yōu)點,如鼓勵學(xué)員獨立思考;案例教學(xué)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(xué)法的特點很多。首先,案例教學(xué)法鼓勵學(xué)員獨立思考。案例教學(xué)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(xué)的稍后階段是每位學(xué)生都要就自己和他人的方案發(fā)表見解。在這種經(jīng)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(xué)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(xué)的真實性。而對案例進行分析、解決的過程很是復(fù)雜,這要求學(xué)生不僅要具備基本的理論知識,而且應(yīng)需有審時度勢、決策果斷、權(quán)衡應(yīng)變之能。同時,案例教學(xué)的實施,需要學(xué)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(xué)法重視雙向交流。在案例教學(xué)中,學(xué)員拿到案例后,先要進行消化,再查閱各種他認(rèn)為有關(guān)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(jīng)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(dǎo),促使教師加深對問題的思考,根據(jù)不同學(xué)生的不同理解補充新的教學(xué)內(nèi)容。從而雙向的教學(xué)形式使得教師也需不斷的提高自己的教學(xué)能力。
二、案例導(dǎo)向分析
下面以繼電保護課程為例,分析案例導(dǎo)向教學(xué)的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
1.案例的導(dǎo)讀。所謂的案例導(dǎo)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(guān)教材的內(nèi)容、有關(guān)知識點、存在的疑問、達(dá)到的目的等,讓學(xué)生在上課聽講案例時,能夠更容易的理解知識點,引導(dǎo)學(xué)生判斷、學(xué)習(xí)與思考。
2.課堂的研討。對學(xué)生進行引導(dǎo)和啟發(fā)的基礎(chǔ)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(xué)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(dá)到解答案例的目的。
3.理論的升華。對案例的導(dǎo)讀和課堂的研討,教師對案例中所反映的相關(guān)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(jié)和歸納。由此,可通過實踐說明理論,達(dá)到理論升華。
4.實踐的引申。學(xué)生在通過案例教學(xué)掌握理論的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生根據(jù)理論學(xué)會舉一反三,理解相似知識點。學(xué)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(xué)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(xué)生為主體,教師重在引導(dǎo),第三個環(huán)節(jié),教師是主體。在案例分析中,應(yīng)盡量少給學(xué)生提示,充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的思維能力,適當(dāng)鼓勵學(xué)生深入思考,注重課堂內(nèi)容的開發(fā)性,教師在講解案例時,應(yīng)注意運用不同的分析方法,對不同分析結(jié)果進行充分驗證。
三、案例分析
以中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)下電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障的保護為例,分析案例教學(xué)的實施過程。首先,進行案例導(dǎo)讀。在編寫課件時,先介紹小接地電流系統(tǒng)的分類、小接地電流系統(tǒng)對保護的要求,再通過中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的等效網(wǎng)絡(luò)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(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)單相接地故障。接著,進行課堂研討。通過小組討論,分析其經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)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(xué)生的討論發(fā)現(xiàn),學(xué)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(jié):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(chǎn)生串聯(lián)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(chǎn)生串聯(lián)諧振,線路產(chǎn)生很高的諧振過電壓;欠補償時,當(dāng)系統(tǒng)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(xiàn)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(lián)諧振的過電壓問題。最后,進行實踐的引申。學(xué)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(gòu)成。
案例教學(xué)在電氣工程課程中的應(yīng)用可以增強教學(xué)的趣味性和藝術(shù)性,同時調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,把“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。且案例教學(xué)在電氣工程課程中的應(yīng)用縮短了教學(xué)情境與電網(wǎng)實際情境的差距,有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,豐富學(xué)生的知識面,可進一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。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(xué)實踐中,案例導(dǎo)向法對的應(yīng)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(xué)科的相關(guān)知識,還必須具備豐富的教學(xué)經(jīng)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(diào)動學(xué)生積極性、控制課堂節(jié)奏等技巧。其次,在課堂教學(xué)前學(xué)生需要花費較大精力查閱資料,教師就需要提供更多的網(wǎng)絡(luò)資源、圖書資源等。此外,目前國內(nèi)缺乏一套比較完整的評價考核體系來適應(yīng)教學(xué)的需要,因此,以案例教學(xué)為導(dǎo)向的教學(xué)模式在電氣工程教學(xué)中的應(yīng)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(xué)質(zhì)量。
⒖嘉南祝
中圖分類號:G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1002-7661(2016)17-020-01
電氣工程課程設(shè)置的目的在于使學(xué)生較為系統(tǒng)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(lǐng)域得到系統(tǒng)分析與設(shè)計方面的基本訓(xùn)練,具有本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的較寬廣的知識結(jié)構(gòu),能勝任本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)及經(jīng)營管理等工作,并了解本學(xué)科范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展動向。
一、電氣工程課程的內(nèi)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(chǔ)電能的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換以及基礎(chǔ)電能存儲和實際利用,學(xué)科具有非常廣大的發(fā)展空間。由于專業(yè)的性質(zhì)決定了,電氣工程科目的設(shè)置過程中,教師要充分考量理論與實踐的關(guān)系。在職業(yè)學(xué)校中,電氣工程課程主要包括基礎(chǔ)電氣應(yīng)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(shù)控維修科目以及樓宇智能控制科目。不僅要集中培養(yǎng)學(xué)生對整體電力設(shè)備進行必要的維修和調(diào)試,也要建立相應(yīng)技術(shù)的分析和解構(gòu)。電氣應(yīng)用技能課程主要教學(xué)內(nèi)容圍繞電氣設(shè)備的基礎(chǔ)管理、安裝以及調(diào)試和維修,需要學(xué)生建立設(shè)備改造和技術(shù)創(chuàng)新的學(xué)習(xí)技能。機電一體化課程主要教學(xué)內(nèi)容是培養(yǎng)學(xué)生對于現(xiàn)代化工業(yè)機電設(shè)備進行集中的管控和安裝調(diào)試,并且要建立維修操作,需要學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中建立設(shè)備改造以及新型技術(shù)應(yīng)用的學(xué)習(xí)技能。數(shù)控維修專業(yè)課程的主要教學(xué)內(nèi)容包括一線數(shù)控車床的基礎(chǔ)編程以及操作和維修,并且要運行相應(yīng)的編程操作,需要學(xué)生建立設(shè)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(xué)內(nèi)容是強弱電的基礎(chǔ)安裝、調(diào)試和維修方式,需要學(xué)生建立相應(yīng)的學(xué)習(xí)技能。相應(yīng)的課程設(shè)置不僅要符合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點和規(guī)律,也要符合社會對于相應(yīng)專業(yè)人才的需求。
二、電氣工程課程設(shè)置要求
在實際課程設(shè)置和運行過程中,不僅要關(guān)注整體學(xué)生的生源情況,也要集中關(guān)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(xué)校要綜合分析學(xué)生的基礎(chǔ)生源。基礎(chǔ)生源多數(shù)都沒有參加基本的國家級考試,學(xué)生整體理論知識比較薄弱,整體學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣都不是特別活躍,這就需要教師在基礎(chǔ)課程設(shè)計過程中,集中分析相應(yīng)學(xué)生的基本特點,在課程講解過程中集中關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,要集中實現(xiàn)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(chǔ)企業(yè)的人才需求。對于職業(yè)學(xué)校來說,只有保障基礎(chǔ)專業(yè)培養(yǎng)內(nèi)容符合企業(yè)的基礎(chǔ)需求,才能保證學(xué)生在課程學(xué)習(xí)后能在實際工作項目中優(yōu)化的運行相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。
三、電氣工程課程設(shè)置措施析
1、優(yōu)化設(shè)計電氣應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置。
在電氣應(yīng)用專業(yè)的課程設(shè)置中,相關(guān)學(xué)校要集中升級相應(yīng)的教學(xué)科目,建立優(yōu)化的課程結(jié)構(gòu),切實落實相應(yīng)教學(xué)能力的優(yōu)化性提升措施。在基礎(chǔ)課程設(shè)置過程中,主要的教學(xué)課程包括:電工學(xué)、電機學(xué)、電氣自動控設(shè)備以及基礎(chǔ)系統(tǒng)學(xué)、自動控制技術(shù)、PLC技術(shù)等,教師要在課程講授的過程中,集中關(guān)注學(xué)生的實際學(xué)習(xí)能力,以及學(xué)生的整體內(nèi)化水平,利用相應(yīng)的實際操作促進學(xué)生建立更加優(yōu)化的項目分析和解構(gòu)能力。在學(xué)生學(xué)成之后,主要的工作方向就是企業(yè)內(nèi)部電氣控制項目的系統(tǒng)安裝和調(diào)試維修作業(yè)。
2、優(yōu)化設(shè)計機電一體化應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置。
在基礎(chǔ)課程設(shè)置的過程中,不僅要綜合考量機電一體化課程的基礎(chǔ)知識點,也要針對相應(yīng)課程進行集中的實習(xí)訓(xùn)練,才能保證整體學(xué)習(xí)力和學(xué)習(xí)技能的優(yōu)化。在機電一體化課程設(shè)計過程中主要涉及的相應(yīng)學(xué)科的應(yīng)用以及項目開發(fā),教師要集中培養(yǎng)學(xué)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(xué)目標(biāo)。
3、優(yōu)化設(shè)計數(shù)控維修技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置。
在基礎(chǔ)課程建立過程中,教師要集中考量學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)效果,除了機電一體化專業(yè)課程以外,也要設(shè)計繪圖實習(xí)項目、電氣數(shù)控技術(shù)以及數(shù)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(xué)生的實際應(yīng)用能力。
4、優(yōu)化設(shè)計樓宇智能控制技術(shù)專業(yè)課程設(shè)置。
中圖分類號:TU976+.1 文獻(xiàn)標(biāo)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(biāo)
根據(jù)電氣工程與自動化專業(yè)的特點,要實現(xiàn)以下人才培養(yǎng)目標(biāo):
首先,務(wù)實型人才,這類人才通常是設(shè)置于企業(yè)一線的專業(yè)技術(shù)崗位工程師,由于在基層一線需要更加實用的技術(shù),因此強調(diào)人才的務(wù)實性,并具備良好的職業(yè)道德與團隊合作精神。其次為應(yīng)用型人才,針對這類人才,培養(yǎng)重點放在知識與技術(shù)的應(yīng)用方面,要求其可以利用知識對技術(shù)進行二次開發(fā)與創(chuàng)新,培養(yǎng)目標(biāo)更加側(cè)重于人才綜合素質(zhì)的提升,要求其具備良好的應(yīng)用能力,樹立較強的應(yīng)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(chǔ),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(yīng)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(wù)于基層一線,實務(wù)性更強,因此要求其不能局限于單純的應(yīng)用,還要勇于創(chuàng)新、突破自我,從而實現(xiàn)更進一步的發(fā)展。
二、電氣工程與自動化專業(yè)教學(xué)計劃的制定
要實現(xiàn)上述人才目標(biāo),必須制定一個科學(xué)、有效、實用的專業(yè)教學(xué)計劃,具體而言可以遵循以下幾個原則:
首先培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合素質(zhì),此處所討論的綜合素質(zhì)包括思想道德、業(yè)務(wù)能力、心理素質(zhì)、文化修養(yǎng)甚至身體素質(zhì)等方面。其中針對業(yè)務(wù)能力的提升的教學(xué)計劃,可以從學(xué)科基礎(chǔ)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(shè)置來實現(xiàn)。在兼顧到業(yè)務(wù)能力的同時,也不能忽略學(xué)生其它方面的提升,比如人文社科、管理科學(xué)以及外語綜合能力等。其次,加強實踐訓(xùn)練。因為電氣工程及自動化專業(yè)表現(xiàn)出非常強的實踐性,因此要通過大量的實踐訓(xùn)練提高學(xué)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(xùn)練、課程設(shè)計、工程實踐、課外實踐以及畢業(yè)設(shè)計等。最后,要進一步豐富學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)與能力結(jié)構(gòu)。其中對學(xué)生知識結(jié)構(gòu)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(tǒng)的了解;熟練掌握典型電氣自動化系統(tǒng)的基本原理、系統(tǒng)組成以及常用工具。針對學(xué)生的能力結(jié)構(gòu)要求如下:可以自主進行編程設(shè)計,具備相應(yīng)的計算機應(yīng)用能力;可以設(shè)計開發(fā)一些小型控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng);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(shè)實踐
(一)建設(shè)精品課程,加強教材建設(shè)
在電氣工程與自動化專業(yè)中,電氣工是整個學(xué)習(xí)過程的重點內(nèi)容,具體包括電機、發(fā)電設(shè)備以及輸配電系統(tǒng)等。而學(xué)生通過自動化專業(yè)的學(xué)習(xí),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(shè)置專業(yè)課程時,要根據(jù)上述專業(yè)教學(xué)計劃中對學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)的要求,構(gòu)建專業(yè)精品課程。參照國家級、省級對精品課程的建設(shè)模式及要求,結(jié)合學(xué)校自身的實際情況,探索全新的教學(xué)模式,基于模塊化的角度建立系列課程組,保證課程組內(nèi)各個課程之間互相聯(lián)系、互相支撐,從而形成一個有機的結(jié)構(gòu)體系,提高系列課程的協(xié)調(diào)性。具體而言,組建系列課程組的主要內(nèi)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(shù)與數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、電子設(shè)計基礎(chǔ)以及電磁場基礎(chǔ)等;(2)計算機與微處理器系列課程,主要包括DSP技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、單片機與微的原理及應(yīng)用知識、C語言程序設(shè)計以及軟件技術(shù)基礎(chǔ)等;(3)電機與電氣技術(shù)系列課程,主要包括電機學(xué)、電氣控制技術(shù)、PLC、電子電力技術(shù)以及電氣工程基礎(chǔ)等;(4)控制理論與控制技術(shù)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(shù)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(shè)計與安全以及建筑通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等;(6)電力系統(tǒng)系列課程,主要包括電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)、繼電保護技術(shù)、高壓技術(shù)基礎(chǔ)、電力自動化技術(shù)以及仿真技術(shù)等。
由上述系列課程組的設(shè)置內(nèi)容可知,通過系列課程的建設(shè)可以改善現(xiàn)有電氣工程與自動化專業(yè)課程的脫節(jié)現(xiàn)象,在課程組內(nèi),各科知識互相支撐、有機結(jié)合,形成一個完整的、高效的結(jié)構(gòu)體系,不僅對教材的選擇十分有利,而且有助于編寫教學(xué)大綱,防止出現(xiàn)課程重復(fù),及時淘汰陳舊知識,因此保證了學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的有效性,提高學(xué)生所學(xué)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(xiàn)出較強的實踐性,因此僅靠上述精品課程體系的建設(shè)還不足以實現(xiàn)專業(yè)教學(xué)目標(biāo),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(xué)生經(jīng)過幾個學(xué)期的理論知識學(xué)習(xí)后,必須經(jīng)過實習(xí)過程,以實現(xiàn)理論知識與實踐能力的有機結(jié)合。學(xué)生通過實習(xí)可以更加深入的了解社會,將自己的知識應(yīng)用于實踐操作中,提高其勞動觀念與責(zé)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(xué)生選擇更加適合的實習(xí)基地,建立長效的校企合作機制。在選擇實習(xí)基地過程中,要注意兩個方面,一方面要求企業(yè)能夠為學(xué)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(xué)生了解行業(yè)現(xiàn)狀以及技術(shù)發(fā)展趨勢。因此學(xué)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(chǎn)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(xué)生更深入、更系統(tǒng)的了解知識,并提高學(xué)生對知識的實踐應(yīng)用能力。并且比賽這種方式還可以激發(fā)學(xué)生的好勝心,提高其學(xué)習(xí)主動性。通過比賽這種良性競爭的方式,可以反映出學(xué)生對知識的理解程度及應(yīng)用能力。學(xué)??梢詾閷W(xué)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(xué)生機器人大賽、全國普通高校信息技術(shù)創(chuàng)新與實踐活動、飛思卡爾電子設(shè)計大賽等等。實踐比賽是提高學(xué)生創(chuàng)新能力的有效載體,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣,而且對其工程意識與協(xié)作意識、科學(xué)精神與團隊精神、組織能力與競爭能力等素質(zhì)的提升,也起到良好的促進作用。
最后,鼓勵學(xué)生參與實際的科研項目。老師在學(xué)生中進行科學(xué)的培養(yǎng)與拔,針對一些具備參加基礎(chǔ)專業(yè)科研活動能力的學(xué)生,可以推薦其參與到校內(nèi)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(shè)計一些基礎(chǔ)性的實驗,操作實驗過程,并進行研究數(shù)據(jù)整理等。
四、結(jié)語
總之,在電氣工程與自動化專業(yè)課程體系建設(shè)過程中,要以培養(yǎng)適用型、務(wù)實型、應(yīng)用型及創(chuàng)新型人才為目標(biāo),促進學(xué)生專業(yè)能力與專業(yè)素質(zhì)的提升。相應(yīng)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(jīng)驗,從而培養(yǎng)出更多的、與時展相適應(yīng)的、具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介:過希文(1983-),男,浙江嵊州人,安徽大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院,講師;李國麗(1961-),女,黑龍江林口人,安徽大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院,教授。(安徽 合肥 230601)
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0087-02
高校實驗教學(xué)改革旨在貫徹落實教育部“關(guān)于實施高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的意見”(教高[2007]1號)和“關(guān)于進一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見”(教高[2007]2號)文件精神。電氣工程基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)不僅是對理論教學(xué)的深化和補充,而且對于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力具有十分重要的作用,是當(dāng)前提高學(xué)生動手能力、創(chuàng)新精神和綜合素質(zhì)的主要手段。[1]
一、封閉式實驗教學(xué)模式的缺陷
通常,電氣工程基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)主要依靠實驗中心的硬件設(shè)備,由專門的實驗室工作人員承擔(dān),并采用傳統(tǒng)的“按學(xué)時、內(nèi)容、空間進行實驗”的封閉式實驗教學(xué)模式單獨設(shè)課,譬如“電路”、“模電”、“數(shù)電”等實驗室。通過近幾年的教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)該教學(xué)模式存在諸多缺陷。一是理論教學(xué)與實踐教學(xué)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(xué)一線,對先進技術(shù)的發(fā)展把握不夠,因此在教學(xué)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(shè)備的投入,使得基礎(chǔ)課程的實驗內(nèi)容越來越向模塊化方向發(fā)展,學(xué)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(shù)的實驗使學(xué)生失去了大部分動手的機會。三是傳統(tǒng)的封閉式教學(xué)模式不但受到實驗課時數(shù)、環(huán)境以及實驗室開放程度的限制,而且每門課程開設(shè)的僅為理論教學(xué)服務(wù)的驗證性實驗,使學(xué)生在整個實驗過程中被動地適應(yīng)了實驗指導(dǎo)書的要求,只起到一個“裝配”實驗的作用,根本無法滿足學(xué)生個性化的教學(xué)要求。同時缺乏對學(xué)生綜合實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),創(chuàng)新更無從談起。
上述問題與安徽大學(xué)培養(yǎng)工程應(yīng)用型高級人才的教學(xué)理念相悖,同時也不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此,對現(xiàn)有電氣工程專業(yè)基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)模式進行探索和改革迫在眉睫。
二、“虛實結(jié)合”的開放式遞進型實驗教學(xué)模式
國家教委指導(dǎo)委員會提議:“EDA技術(shù)是電氣類教學(xué)改革的重要方向”。針對上述問題,在教學(xué)中引入EDA技術(shù)是必然趨勢。[2]為此,提出建立和應(yīng)用基于EDA技術(shù)的“虛擬實驗室”互動平臺,把“虛擬實驗室”作為傳統(tǒng)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(xué)的William Wulf教授提出的,即利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將所提供的虛擬儀器、實驗題目以及內(nèi)容放入網(wǎng)站上,遠(yuǎn)程用戶只需利用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器,而不需要其他的特殊軟件,就可以登錄到遠(yuǎn)程實驗室的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)服務(wù)器上。[3]相對于傳統(tǒng)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(xiàn)實驗室的全方位開放,即實驗內(nèi)容開放(學(xué)生可選擇)、時間開放、空間開放。另外,學(xué)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(yù)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(chǔ)課程實驗中心的輻射示范作用,推動學(xué)校遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。三是高效性。在實驗形式、內(nèi)容上融入先進的EDA技術(shù),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(xué)模式。既注重學(xué)生的基礎(chǔ)訓(xùn)練,又注重電子系統(tǒng)的設(shè)計與實踐,可以有效提高電氣工程專業(yè)基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)效果。
但是由于“虛擬實驗室”本質(zhì)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(xué)中應(yīng)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(jié)合、優(yōu)勢互補”的開放式遞進型實驗教學(xué)模式。具體包括以下三個方面的內(nèi)容:
1.建立開放式的“虛擬實驗室”互動平臺,提升教學(xué)效率
面對目前在校學(xué)生人數(shù)多、資源少、掌握新技術(shù)的成本高、經(jīng)費少的矛盾,利用基于互聯(lián)網(wǎng)的強大的通信功能建立一個網(wǎng)上“虛擬實驗室”,實現(xiàn)電氣工程基礎(chǔ)課程實驗中心在時間和空間上的拓展,提高實驗教學(xué)效果。
首先,教師在講授模電、數(shù)電等專業(yè)基礎(chǔ)課時向?qū)W生介紹EDA等相關(guān)仿真軟件,并且通過較多實例的仿真講解,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生對該課有更深入地理解和應(yīng)用。然后,要求學(xué)生課后通過該“虛擬實驗室”平臺下載相關(guān)軟件及實驗教程等內(nèi)容,這樣學(xué)生就可以在自己的計算機上完成相關(guān)的虛擬實驗內(nèi)容,并可通過實驗報告在線提交、師生互動等環(huán)節(jié)實現(xiàn)與教師的網(wǎng)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(xué)生利用充裕的課后時間獨立思考的習(xí)慣。
2.探索遞進型的實驗教學(xué)模式,“虛實結(jié)合”培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力
根據(jù)電氣工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和要求,通過整合教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化資源配置、改進教學(xué)方法、加強教學(xué)管理、提高隊伍素質(zhì)等方法,探索遞進型的實驗教學(xué)模式,即將實驗內(nèi)容分成“驗證實驗—綜合設(shè)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(chǔ)性實驗,以滿足各門課程實驗教學(xué)的需要。綜合設(shè)計實驗為選做實驗,為后續(xù)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計提供一個平臺。創(chuàng)新實驗采用項目形式,由學(xué)生獨立設(shè)計實驗?zāi)康暮头桨?,實驗研究某一專題問題。
在教學(xué)方法上改變以往“教師猛灌”的思路,采取啟發(fā)式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識。其中,驗證實驗以教師為技術(shù)指導(dǎo),綜合設(shè)計以及創(chuàng)新實驗采取以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)方法,要求學(xué)生每周都要與指導(dǎo)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(jié)果分析等都由學(xué)生全權(quán)負(fù)責(zé),獨立做出決斷。另外,為了增強和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及動力,考核上采用更加靈活的方式,比如獨立計算學(xué)分等措施。同時,確立虛擬實驗在基礎(chǔ)教學(xué)中的輔助地位,充分發(fā)揮其長處,多開綜合設(shè)計實驗,精選實物實驗內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生從虛擬走向現(xiàn)實,理順虛實關(guān)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(shè)計競賽,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
隊伍建設(shè)是確?;A(chǔ)實驗教學(xué)的前提和條件,包括指導(dǎo)教師團隊和學(xué)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(jié)構(gòu)合理、具有豐富教學(xué)經(jīng)驗和實踐經(jīng)驗的教師梯隊。目前,安徽大學(xué)電氣工程基礎(chǔ)課程實驗中心成員均具有相關(guān)課程的豐富教學(xué)經(jīng)驗,熟悉課程及實驗內(nèi)容,能夠保證實驗的順利進行。同時具有比較前沿的科研經(jīng)歷,可以更好的在試驗中指導(dǎo)學(xué)生去探討這門學(xué)科的應(yīng)用前景,引發(fā)學(xué)生的科研興趣。由于成員所承擔(dān)的實驗課程涵蓋了電氣學(xué)院各本科專業(yè)的全部專業(yè)基礎(chǔ)課程,一方面方便指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識的課程設(shè)置,在實驗內(nèi)容上進行不同課程之間的知識串聯(lián),另一方面能夠引導(dǎo)學(xué)生進行跨學(xué)科、跨專業(yè)的實驗嘗試。另外,從2013年起安徽大學(xué)所有青年教師必須到工廠企業(yè)掛職鍛煉學(xué)習(xí),這無疑也強化了隊伍建設(shè)。
對于后者,考慮選擇一批對相關(guān)實驗課題感興趣的學(xué)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(xié)作。同時,由淺入深地將教師的科研內(nèi)容和科研成果、工程實際問題等引入到基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué)中,增強學(xué)生的實際應(yīng)用能力,提高教學(xué)效果。適時引入創(chuàng)新性實驗項目,讓學(xué)生及時了解實驗新技術(shù)的發(fā)展,注重培養(yǎng)學(xué)生掌握新實驗技術(shù)的能力。充分利用“虛擬實驗室”進行仿真設(shè)計與方案論證,然后在教師的指導(dǎo)下在傳統(tǒng)實驗室進行電路實現(xiàn),真正做到“做中學(xué)”、“按需教”、“做工程”、“學(xué)得會”。在此基礎(chǔ)上,積極組織學(xué)生參加全國電子技術(shù)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(xué)生的創(chuàng)新能力。另外,安徽大學(xué)每年都會給予一定的資金支持,以“大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃項目”為載體,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
三、實驗教學(xué)實踐
安徽大學(xué)電氣工程基礎(chǔ)課程實驗中心按照80臺套的實驗規(guī)模建設(shè),于2011年初建成。中心的實驗箱均采用模塊化、通用性結(jié)構(gòu),只需通過模塊的插拔即可進行“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“單片機”、“微機原理”、“FPGA”等基礎(chǔ)課程的實驗和課程設(shè)計?;谏鲜鲈O(shè)備資源,安徽大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院突破傳統(tǒng)實驗教學(xué)內(nèi)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(jié)合”開放式遞進型實驗教學(xué)模式,并在2009級、2010級學(xué)生中進行教學(xué)實踐,取得了較好的效果。筆者指導(dǎo)的安徽大學(xué)電氣一隊在安徽省2012年“煒煌杯”大學(xué)生單片機應(yīng)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(shù)信號發(fā)生器、水溫控制系統(tǒng)、微小信號測量系統(tǒng)、搶答器、頻率計、電子密碼鎖、數(shù)字鐘、交通燈控制器、電梯控制器、步進電機控制器等實驗內(nèi)容。同時對指導(dǎo)教師進行分工,實行題目負(fù)責(zé)制。要求指導(dǎo)教師根據(jù)實驗內(nèi)容進行模塊化細(xì)分,并要求用分立元件(模電、數(shù)電基本內(nèi)容)、FPGA、單片機、專用芯片等不同方案進行內(nèi)容組織,實踐“基于項目”的遞進型實驗教學(xué)。[6]
在整個實驗教學(xué)過程中,學(xué)生可以任意選擇一個項目進行實驗。例如,學(xué)生選擇步進電機項目。在模電、數(shù)電基礎(chǔ)實驗階段用分立元件分別進行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、速度計數(shù)等基礎(chǔ)性實驗;在課程設(shè)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(nèi)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(nèi)容自由發(fā)揮,不拘形式。這樣經(jīng)過以上幾個綜合性設(shè)計實驗,學(xué)生會對步進電機的性能、控制手段等有相當(dāng)?shù)睦斫?。到畢業(yè)設(shè)計階段,指導(dǎo)教師再給出一個關(guān)于步進電機伺服驅(qū)動的畢業(yè)設(shè)計題目,將使學(xué)生具備步進電機相關(guān)的豐富知識。另外,在基礎(chǔ)實驗和綜合設(shè)計實驗完成后開展一次中期考核。考核達(dá)到一定水準(zhǔn)的學(xué)生,還可以組隊參加科研創(chuàng)新項目及其他形式的電子設(shè)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(diào)動學(xué)生的實驗積極性,而不是傳統(tǒng)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(xué)中,分層次地讓學(xué)生掌握不同類型的EDA工具軟件,比如Multisim、Proteus、QuartusⅡ等,充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢在“虛擬實驗室”中設(shè)置上述實驗內(nèi)容,讓學(xué)生逐漸掌握軟、硬件相結(jié)合的分析問題與解決問題的方法,實現(xiàn)遞進型實驗教學(xué)真正意義上的“虛實結(jié)合”模式,如圖2所示。
四、結(jié)束語
實踐證明,在安徽大學(xué)現(xiàn)有教育資源狀況下,采取基于“虛實結(jié)合”的開放式遞進型實驗教學(xué)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(xiàn)理論教學(xué)和實踐教學(xué)的有機融合,從而保證安徽大學(xué)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”目標(biāo)得以順利實現(xiàn)。同時,對于其他專業(yè)實驗室的建設(shè),也具有一定的借鑒價值和示范作用。
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0 引言
高等職業(yè)教育培養(yǎng)的是高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才,其技術(shù)專業(yè)的知識構(gòu)成不像普通高校的學(xué)科專業(yè)那樣強調(diào)專業(yè)知識的完整性 系統(tǒng)性和邏輯性專業(yè)技術(shù)知識強調(diào)職業(yè)崗位工作的針對性、適應(yīng)性和應(yīng)用性。
在國家級和市級示范院校中,各重點建設(shè)專業(yè)都按照就業(yè)導(dǎo)向、能力本位,重構(gòu)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(biāo)準(zhǔn),這為我們進行專業(yè)課程體系改革的研究和建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。
1 目標(biāo)與思路
按照“準(zhǔn)確定位、夯實基礎(chǔ)、提高能力、培訓(xùn)到位”的理念構(gòu)建專業(yè)課程體系。通過企業(yè)調(diào)研和職業(yè)崗位分析,對學(xué)生的就業(yè)崗位和應(yīng)具備的職業(yè)能力進行準(zhǔn)確定位;通過崗位分析,構(gòu)建基于工作過程的一體化的專業(yè)核心課程和基礎(chǔ)平臺課程的實訓(xùn)課題;在專業(yè)基礎(chǔ)知識適度、夠用的前提下,保證課程體系的系統(tǒng)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(jù),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(shè)備安裝調(diào)試、船舶電氣設(shè)備維護檢修、船舶電氣設(shè)備技術(shù)管理、船舶電氣施工管理、船舶機電設(shè)備質(zhì)量管理是船舶電氣工程技術(shù)專業(yè)面向的主要工作崗位。
通過對船舶電氣工程技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)》、《維修電工職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》以及中國船級社《鋼質(zhì)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(wù),由典型工作任務(wù)構(gòu)建出學(xué)習(xí)領(lǐng)域。
以教師頂崗及調(diào)查問卷的方式進行企業(yè)調(diào)研,通過企業(yè)調(diào)研,明確了船舶電氣工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生的主要就業(yè)崗位:船舶電氣設(shè)備安裝調(diào)試、船舶電氣設(shè)備維護檢修、船舶電氣施工管理、船舶機電設(shè)備質(zhì)量管理等,及畢業(yè)生應(yīng)該掌握的核心關(guān)鍵能力,確定了船舶電氣工程技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。
1.2 課程體系重構(gòu) 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(wù)的分析,并按照高等職業(yè)技術(shù)教育自身的特點和要求對其進行歸納整合,進行學(xué)習(xí)領(lǐng)域概括,學(xué)習(xí)情境設(shè)計,重構(gòu)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(xué)科為基礎(chǔ)的課程體系,在指導(dǎo)思想上有別于學(xué)習(xí)內(nèi)容分割的模塊化而追求學(xué)習(xí)與工作的一體化。該體系中的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的實施過程中強調(diào)以行動為導(dǎo)向,在具體教學(xué)實施中,以學(xué)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(xué)生之間互動的合作行動為方式,培養(yǎng)學(xué)生具有專業(yè)能力、方法能力和社會能力構(gòu)成的行為能力,即綜合能力。
體現(xiàn)“以人為本”的教育理念 高職學(xué)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(xué)生的認(rèn)知特點。
3 結(jié)束語
根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,緊密聯(lián)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(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,合理構(gòu)建船舶電氣工程技術(shù)專業(yè)的課程體系,從而適應(yīng)船舶建造行業(yè)新形勢的發(fā)展要求,符合學(xué)生畢業(yè)的實際應(yīng)用和就業(yè)需要。隨著教學(xué)改革的深化和在教學(xué)實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗,課程體系將不斷完善,達(dá)到優(yōu)化學(xué)生知識結(jié)構(gòu)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(jīng)濟的建設(shè)與繁榮做出積極貢獻(xiàn)。
【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)06-0046-02
昆明理工大學(xué)電力學(xué)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(shù)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(xué)生教育中存在的一些問題也凸顯出來,導(dǎo)致相當(dāng)數(shù)量的畢業(yè)生對電力系統(tǒng)相關(guān)知識的理論脈絡(luò)把握不清,知識掌握的牢固程度不足,應(yīng)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(diào)通過教育和行業(yè),高校和企業(yè)之間的協(xié)作,以實際工程為背景,加強學(xué)生工程意識、工程素質(zhì)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(jié)合本校生源及學(xué)習(xí)情況,以學(xué)生為本,開展了教學(xué)改革,取得了一些成績。
一、專業(yè)課教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題
本專業(yè)課程體系源自于國內(nèi)相近專業(yè)傳統(tǒng),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(yīng)行業(yè)發(fā)展需要。由于在推行教學(xué)改革措施時不能充分顧及學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)習(xí)慣上存在的差別,效果并非理想。比如為鼓勵培養(yǎng)自學(xué)能力而采取的壓縮課時等措施,由于缺乏相應(yīng)的學(xué)習(xí)激勵及嚴(yán)格的管理措施,反而削弱了學(xué)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(xué)校及教育系統(tǒng)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(xué)》課時從100多壓縮到64節(jié),鑒于該課程的教學(xué)難度及本專業(yè)學(xué)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(nèi)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(guān)系更緊密的部分。但實際上異步電機無論作為負(fù)荷還是電源,在當(dāng)代電力系統(tǒng)分析中都占據(jù)重要地位。作為補償,我們開設(shè)了選修課《電機拖動及控制》,就內(nèi)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(fēng)力發(fā)電作為分布式綠色能源的主要形式在電網(wǎng)中的應(yīng)用得到飛速發(fā)展,風(fēng)電企業(yè)吸納的畢業(yè)生逐漸增多,大部分風(fēng)力發(fā)電機都采用異步機,學(xué)生對異步機知識掌握程度不理想凸顯我們現(xiàn)有的課程體系及內(nèi)容存在不適應(yīng)企業(yè)及學(xué)生職業(yè)發(fā)展需要的地方。
2.強調(diào)對電網(wǎng)運行相關(guān)物理理論知識的掌握,忽視了學(xué)生工程能力的整體培養(yǎng)。表現(xiàn)在對電網(wǎng)運行的經(jīng)濟特性及運行管理知識的教育內(nèi)容不夠,因此學(xué)生難以將所學(xué)理論和電網(wǎng)實際運行體系、模式、規(guī)章制度相結(jié)合,不能深刻理解所學(xué)內(nèi)容和自己未來職業(yè)的相關(guān)性,學(xué)習(xí)積極性不高。反過來,企業(yè)也認(rèn)為畢業(yè)生素質(zhì)和他們的要求存在差距。
二、課程體系及教學(xué)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(xué)內(nèi)容進行深入的分析和整理。以增強學(xué)生知識學(xué)習(xí)的連貫性為目的,對不利于知識掌握的部分進行重點調(diào)整及補全。
2.迎合電力工程技術(shù)及電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的要求,改革教學(xué)內(nèi)容,新增反應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用的課程。
3.以卓越工程師培養(yǎng)為契機,逐步改革教學(xué)方法,加大教學(xué)活動中工程實踐能力的培養(yǎng)力度。對傳統(tǒng)的實驗、實習(xí)、設(shè)計教學(xué)模式進行補強,讓學(xué)生能在學(xué)習(xí)過程中接觸電網(wǎng)運行及管理的工程知識,使得學(xué)生真切感受到學(xué)習(xí)內(nèi)容和未來職業(yè)之間的聯(lián)系,提高學(xué)習(xí)積極性。
4.因材施教,結(jié)合學(xué)生實際情況,改革考核方式,改善學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗,鼓勵學(xué)生發(fā)展適合職業(yè)生涯的各種能力。
三、課程建設(shè)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(tǒng)運行與控制學(xué)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(xué)效果上保證理論學(xué)習(xí)的連貫性,我們緊接著《電機學(xué)》,在《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)》之前開設(shè)了《電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制(初步)》,在該課程中承接《電機學(xué)》中學(xué)到的同步電機理論,大量介紹電力系統(tǒng)運行及控制理論在電力企業(yè)中的應(yīng)用情況并分析電力生產(chǎn)實際案例,使得學(xué)生在深入學(xué)習(xí)后續(xù)課程相關(guān)內(nèi)容之前就了解所學(xué)內(nèi)容將應(yīng)用在電力企業(yè)生產(chǎn)中的哪一個環(huán)節(jié),對未來將要從事的工作產(chǎn)生聯(lián)想,鼓勵學(xué)生從應(yīng)付考試的學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為“我要學(xué)”的狀態(tài)。
2.緊跟電力技術(shù)及能源技術(shù)進步的要求,彌補課程內(nèi)容上的不足。新開設(shè)了《新能源發(fā)電技術(shù)》課程,重點介紹以風(fēng)力發(fā)電為代表的綠色可再生發(fā)電技術(shù)原理及應(yīng)用問題。隨后,還將開設(shè)《智能電網(wǎng)技術(shù)》,從電網(wǎng)運行及管理角度介紹國內(nèi)外關(guān)于智能電網(wǎng)的不同定義及應(yīng)用背景,促進學(xué)生了解現(xiàn)代電力技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景,激發(fā)思考,提升學(xué)習(xí)興趣。另外,還通過講座、導(dǎo)師專題等教學(xué)型式向?qū)W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(guān)內(nèi)容。
3.結(jié)合工程實踐能力的培養(yǎng),改革實驗及實習(xí)體系。 “卓越工程師”項目特別要求提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,為了培養(yǎng)學(xué)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(xué)》結(jié)束后,利用短學(xué)期開設(shè)了《電機電氣綜合實驗》課程,在《電力系統(tǒng)分析》結(jié)束后開設(shè)了《電力系統(tǒng)綜合實驗》課程,通過軟硬件實驗平臺結(jié)合,加深學(xué)生對所學(xué)專業(yè)知識的理解,提高應(yīng)用分析能力。
4.借鑒同行經(jīng)驗,豐富教學(xué)手段,改革考試方法。通過各種課程建設(shè)項目,豐富教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容,方便學(xué)生課上及課后自主學(xué)習(xí),提升教學(xué)質(zhì)量。對一些普遍反映難教難學(xué)的課程,如《電機學(xué)》進行考核方法改革,因材施教,避免挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在《電機學(xué)》考核中,我們根據(jù)學(xué)生的不同特點制定不同考核模式,允許并鼓勵學(xué)生自主鉆研,用科研成果部分代替考試成績,引導(dǎo)學(xué)生通過實證性科研活動進行學(xué)習(xí)。
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(xí),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(lián)系緊密的課程,引入企業(yè)專家為學(xué)生授課,調(diào)查表明,這些舉措深受學(xué)生歡迎。
6.改革實習(xí)和設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)模式。以卓越班為試點,積極為學(xué)生創(chuàng)造企業(yè)實習(xí)條件,如將畢業(yè)設(shè)計這樣的重要、延續(xù)時間較長的教學(xué)環(huán)節(jié)放到企業(yè)中進行,直接讓學(xué)生以實做方式在畢業(yè)設(shè)計階段參與電力企業(yè)生產(chǎn)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(xué)以卓越班推行的效果為經(jīng)驗逐步展開。由于卓越班開始于2012級,現(xiàn)只就部分重要課程的成績及班級學(xué)習(xí)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(xué)生中選擇,遴選學(xué)生并不要求成績“卓越”,因此學(xué)習(xí)成績的對比有說服力。
由表中可見,無論是學(xué)習(xí)積極性還是學(xué)習(xí)成績,卓越班同學(xué)均較普通班同學(xué)領(lǐng)先。
五、總結(jié)
隨著大學(xué)招生人數(shù)的增加,畢業(yè)生素質(zhì)離社會期望值存在差距成為共識,可以認(rèn)為,這和我們沒有及時調(diào)整教育思路,改變教學(xué)考核方法,主動依據(jù)用人單位需要調(diào)整學(xué)生培養(yǎng)模式有關(guān)。從我們的課程建設(shè)經(jīng)驗來看,只要堅持改革,找到適合的教學(xué)方法,還是能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高教學(xué)質(zhì)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(xué)改革,提升學(xué)生職業(yè)素質(zhì)創(chuàng)造了機會。
參考文獻(xiàn):
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在應(yīng)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(xué)生服務(wù)企業(yè)生產(chǎn)一線的能力。作者通過多年該課程的教學(xué),歸納出《工業(yè)企業(yè)供電》課程在應(yīng)用型本科教學(xué)中存在的主要問題,然后按照工程任務(wù)課程化的教改思路,結(jié)合企業(yè)供配電設(shè)計生產(chǎn)的實際需要,總結(jié)了以模塊化劃分的《工業(yè)企業(yè)供電》課程教學(xué)方案,用于教學(xué)實際中,以提高學(xué)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(xué)現(xiàn)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(shè)至今,其教學(xué)現(xiàn)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(xué)生形成系統(tǒng)的知識體系較弱;二是對這門課程在企業(yè)生產(chǎn)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(shù)使用越來越廣泛,新技術(shù)、新設(shè)備的使用,使原有的工廠供電技術(shù)已不能滿足工業(yè)企業(yè)的發(fā)展需要;其次,當(dāng)前應(yīng)用型本科院校開設(shè)《工業(yè)企業(yè)供電》課程還局限于工廠供電設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)組成介紹,由于教學(xué)方法、能力培養(yǎng)方式的采用不當(dāng),導(dǎo)致《工業(yè)企業(yè)供電》與專業(yè)應(yīng)用脫節(jié),使學(xué)生無法將所學(xué)到的知識很好地應(yīng)用到專業(yè)領(lǐng)域中。
“工程任務(wù)課程化”教學(xué)法它是將企業(yè)實際的工程任務(wù)貫穿于教學(xué)的始終,用企業(yè)中的實際工程任務(wù)進行新知識的引入,由學(xué)生親自進行工程任務(wù)的設(shè)計、管理、開發(fā)和制作,做到學(xué)以致用;讓學(xué)生通過工程任務(wù)相關(guān)內(nèi)容的開發(fā)、設(shè)計和制作,在實踐中鞏固所學(xué)理論知識,并做到融會貫通;最終通過工程任務(wù)的設(shè)計、管理、開發(fā)和制作,讓學(xué)生在學(xué)中做,在做中學(xué),培養(yǎng)理論與實踐的綜合應(yīng)用能力和分析問題、解決問題能力,全面提高學(xué)生綜合素質(zhì),實現(xiàn)畢業(yè)與就業(yè)的無縫連接,為企業(yè)提供優(yōu)秀應(yīng)用型人才。
本文就是將“工程任務(wù)課程化”借鑒到《工業(yè)企業(yè)供電》的課程教學(xué)中,并結(jié)合教學(xué)實際做了相應(yīng)的改進,教學(xué)中取得了一定的效果。
2科學(xué)設(shè)定課程教學(xué)方案
基于以上對《工業(yè)企業(yè)供電》課程教學(xué)現(xiàn)狀和問題的分析,充分考慮企業(yè)生產(chǎn)實際和專業(yè)教學(xué)實際的差異性,結(jié)合應(yīng)用型本科院校的培養(yǎng)目標(biāo),確定《工業(yè)企業(yè)供電》的課程目標(biāo),即以專業(yè)就業(yè)方向為依據(jù),培養(yǎng)工廠供配電技術(shù)的綜合應(yīng)用基礎(chǔ)能力。為此,提出工程任務(wù)課程化的模塊式的《工業(yè)企業(yè)供電》課程教學(xué)方案,即以課程教學(xué)目標(biāo)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(wù)模塊,并設(shè)計針對性較強的技能模塊,開展理論實踐教學(xué)工作。
2.1制定實施方案
2.1.1工程任務(wù)模塊。經(jīng)過分析,確定《工業(yè)企業(yè)供電》課程四個主要工程任務(wù)的教學(xué)模塊,一個拓展模塊。四個主要工程任務(wù)模塊分別為:模塊一變壓器的選擇應(yīng)用、模塊二主結(jié)線方案的設(shè)計、模塊三導(dǎo)線與電纜的選擇應(yīng)用、模塊四控制系統(tǒng)方案設(shè)計,拓展模塊為新能源發(fā)電模塊。按照相應(yīng)的工程任務(wù)模塊來開展課程教學(xué)與實踐技能訓(xùn)練,并在基礎(chǔ)工程任務(wù)模塊完成后,開展實際工程訓(xùn)練與企業(yè)工廠供電系統(tǒng)實地參觀分析,讓學(xué)生形成綜合應(yīng)用能力。
2.1.2課程優(yōu)化設(shè)置。一般高等院校《工業(yè)企業(yè)供電》課程基本上安排在一個學(xué)期內(nèi)完成,總課時為64學(xué)時,后期開設(shè)該課程的課程設(shè)計40學(xué)時,通過模塊進行講練結(jié)合共同推進,最終實現(xiàn)課程設(shè)計與有效教學(xué)的融合。(見框圖1)。由于該課程的實踐性比較強,如果學(xué)生沒有充分的時間進行實踐操作和消化知識,就會導(dǎo)致教學(xué)效果并不是十分理想。考慮上述情況,在總學(xué)時數(shù)不變的情況下將同一個學(xué)期教學(xué)分為兩個階段進行。第一階段學(xué)習(xí)課程必備的專業(yè)基礎(chǔ)知識,掌握必備的基礎(chǔ)理論。此階在教學(xué)過程部分內(nèi)容安排學(xué)生自學(xué),并結(jié)合生產(chǎn)生活中的電氣設(shè)備小視頻、照片等,以PPT形式,每人上臺講解,教師當(dāng)場點評(此階段對教師專業(yè)知識面要求較高,學(xué)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(xué)生關(guān)注身邊用電設(shè)備應(yīng)用情況,又培養(yǎng)了對專業(yè)知識自學(xué)能力。第二階段進行課程工程任務(wù)模塊訓(xùn)練,鞏固課程知識,提升實踐操作能力(包含課程設(shè)計)。為了達(dá)到實際的生產(chǎn)設(shè)計效果,教學(xué)團隊利用收集的大量實際生產(chǎn)設(shè)計資料,某些企業(yè)的實際電氣生產(chǎn)系統(tǒng)資料,為保密和知識產(chǎn)權(quán)保護,教學(xué)中修改了資料中相關(guān)的技術(shù)參數(shù),讓學(xué)生進行實際的企業(yè)電力生產(chǎn)設(shè)計;同時,還可利用課余時間,將學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生作為學(xué)徒工人,安排到專業(yè)公司參與供配電設(shè)計施工工作,以提升學(xué)生對工廠供配電技術(shù)的綜合應(yīng)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(xiàn)課程的教學(xué)目標(biāo),我們制定了具體任務(wù),包括科學(xué)制定工程任務(wù)課程化模塊,將安全生產(chǎn)的理念貫穿各教學(xué)模塊、教師專業(yè)素質(zhì)提升、課程教學(xué)團隊建設(shè)、專業(yè)企業(yè)建設(shè)、信息資源建設(shè)等,使《工業(yè)企業(yè)供電》課程真正為專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)。
2.2.1安全教育貫穿工程任務(wù)課程化模塊。為了更好的使課程的教學(xué)內(nèi)容結(jié)合生產(chǎn)實際,課程組組織教師到企業(yè)調(diào)研,科學(xué)合理的劃分工程任務(wù)課程化模塊,始終將企業(yè)安全生產(chǎn)要求“安全第一,預(yù)防為主”的基本原則,江安全生產(chǎn)“滲透”在各模塊教學(xué)過程中,給學(xué)生樹立安全生產(chǎn)的思想意識,此環(huán)節(jié)的實施以學(xué)校具有安全教育資質(zhì)的教師和聘請企業(yè)安全員進行講授指導(dǎo)。各模塊中計算、設(shè)計、選型中,強調(diào)對比校驗內(nèi)容的重要性,達(dá)到各電氣設(shè)備安全、科學(xué)、合理。
2.2.2教師專業(yè)素質(zhì)提升。為提高學(xué)生工廠供配電技術(shù)綜合應(yīng)用能力,提升教師自身專業(yè)素質(zhì)和實踐能力是關(guān)鍵。隨著工廠供配電技術(shù)的發(fā)展,教師除了要熟悉各個模塊的教學(xué)內(nèi)容外,還需到企業(yè)進行實踐鍛煉,考取電氣類崗位認(rèn)證,不斷擴充相關(guān)工廠供電技術(shù)綜合應(yīng)用的實踐能力。此外,教師還應(yīng)該通過相應(yīng)的科研項目、教研活動來帶動知識水平和技術(shù)能力的提升,在全面掌握授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上,逐步形成自己的教學(xué)風(fēng)格,提升教學(xué)水平。
2.2.3團隊建設(shè)實施。教學(xué)團隊的建設(shè)在整個課程改革建設(shè)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(xué)經(jīng)驗豐富、實踐經(jīng)驗強的教師擔(dān)任課程團隊負(fù)責(zé)人,圍繞課程建設(shè),以有企業(yè)實際工作經(jīng)驗的教師為核心,組建教學(xué)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(zhì)的教師帶領(lǐng)開展課程建設(shè)。其次,教學(xué)團隊開展企業(yè)實踐學(xué)習(xí),提高教師的實踐技能水平。最后,為了適應(yīng)工程任務(wù)模塊教學(xué)的需要,以工程任務(wù)模塊作為劃分依據(jù),將在該領(lǐng)域水平突出的教師組織起來,形成課程團隊內(nèi)的多個模塊小組,進行小組專項研究。在教學(xué)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(nèi)容的生產(chǎn)案例分析教學(xué),有效的提高了學(xué)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(xué)團隊在各領(lǐng)域的整體教學(xué)水平。
2.2.4校企合作建設(shè)。將教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實際有效的組合,關(guān)鍵點在校企合作建設(shè)上。在我?!凹訌娦F蠛献鳌a(chǎn)教融合”方向引導(dǎo)下,依托于地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)和新能源及發(fā)電工程的建設(shè),利用企業(yè)的參觀和實習(xí),加強學(xué)生的現(xiàn)行先進電力企業(yè)的認(rèn)識和了解。目前,結(jié)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(fēng)電建設(shè)項目建立良好的合作關(guān)系,為學(xué)生的專業(yè)模塊實習(xí)奠定基礎(chǔ)。同時與標(biāo)準(zhǔn)化安全生產(chǎn)企業(yè)??咸妓亟踩珜嵙?xí)基地,為學(xué)生樹立安全生產(chǎn)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(diào)整參數(shù),讓學(xué)生通過課程設(shè)計進行設(shè)計改造,加強專業(yè)設(shè)計的真實性。
2.2.5信息資源建設(shè)。為了使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中有更多的學(xué)習(xí)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(xué)生、歷屆畢業(yè)生、合作企業(yè)電氣工程師、學(xué)校專業(yè)教師組成,畢業(yè)生可上傳大量的專業(yè)生產(chǎn)案例,企業(yè)工程師可提供實際生產(chǎn)規(guī)范、專業(yè)教師可提供正確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)體系指導(dǎo),共同上傳專業(yè)資料和生產(chǎn)案例。目前該群已有學(xué)生達(dá)到400余人,上傳資料達(dá)到1T,為在校學(xué)生《工業(yè)企業(yè)供電》課程的學(xué)習(xí)和工程任務(wù)的實施提供了良好的學(xué)習(xí)交流平臺,有力的促進學(xué)生課下對課程專業(yè)內(nèi)容的進一步學(xué)習(xí)和鞏固。
3結(jié) 語
將《工業(yè)企業(yè)供電》課程主要分為五個工程任務(wù)模塊,結(jié)合工程訓(xùn)練和企業(yè)實踐,將實際的工程任務(wù)和安全生產(chǎn)貫穿于教學(xué)的始終,用實際工程任務(wù)、生產(chǎn)設(shè)計進行新知識的引入,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力;學(xué)習(xí)知識時密切結(jié)合實際生產(chǎn),讓學(xué)生學(xué)有所用,培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的應(yīng)用能力。使學(xué)生在教學(xué)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(chǔ)。
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【基金項目】科研人才啟動基金(KJ2013B025)。
【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)09-0228-01
電力系統(tǒng)分析課程是電力系統(tǒng)自動化專業(yè)的重要專業(yè)課程,涉及一系列電力系統(tǒng)的核心技術(shù):潮流計算、調(diào)頻調(diào)壓、經(jīng)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(xué)好電力系統(tǒng)分析對于電力系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生來講至關(guān)重要。
1.電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)現(xiàn)狀
電力系統(tǒng)分析課程雖然重要,但從每年的教學(xué)效果來看并不是很理想。由于前修課程電機學(xué)沒學(xué)好,以及電力系統(tǒng)分析課程知識點較多,理解起來有難度,部分同學(xué)沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,課下沒有及時鞏固復(fù)習(xí),課堂內(nèi)容掌握不好時容易產(chǎn)生畏難情緒。此外,即使部分同學(xué)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(diào)頻時,增大氣門開度,實際生產(chǎn)中發(fā)電機轉(zhuǎn)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(diào)壓時,負(fù)荷的波動對系統(tǒng)中各節(jié)點電壓的影響究竟如何,那些調(diào)壓措施能不能真正起到調(diào)壓的效果。學(xué)生無法看到相關(guān)的現(xiàn)象,所以很難產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和熱情,即使當(dāng)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(guān)實驗課程,讓學(xué)生在實驗操作中將理論和實際很好的聯(lián)系起來,既能及時鞏固相關(guān)知識,又能提前接受實際生產(chǎn)操作培訓(xùn),為以后踏上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。
2.電氣工程虛擬仿真實驗的主要功能
2.1.電力系統(tǒng)仿真實驗
電氣工程虛擬仿真實驗包括電力系統(tǒng)仿真實驗和水電站仿真實驗,電力系統(tǒng)仿真實驗主要針對電力系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計,包括電網(wǎng)的主接線設(shè)計、設(shè)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(xué)習(xí)研究。提供了相關(guān)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(xué)生進行課程實驗、綜合設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及相關(guān)科學(xué)研究。開發(fā)了系列的課程實驗、綜合設(shè)計及研究項目,對于提高學(xué)生課程的學(xué)習(xí)效果、綜合運用所學(xué)專業(yè)知識進行發(fā)電廠、變電站以及電網(wǎng)的設(shè)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(xué)平臺以龍灘水電站為原型,提供了與現(xiàn)場效果一致的大型水電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的實踐教學(xué)環(huán)境,在水電站監(jiān)控系統(tǒng)中涵蓋了水電站的所有主要機電設(shè)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(tǒng)、廠用電系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護系統(tǒng)、安全自動裝置系統(tǒng)、氣系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、機組及變壓器技術(shù)供水系統(tǒng)、油系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、閘門系統(tǒng)、流量水位曲線、(含黑啟動系統(tǒng))、AGC/AVC等系統(tǒng)及廠房場景、設(shè)備系統(tǒng)運行、維護、檢修、拆裝過程的多維立體展現(xiàn)。并研發(fā)了豐富的實驗教學(xué)內(nèi)容和典型教學(xué)案例,學(xué)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(xùn);異常工況運行操作過程培訓(xùn);緊急事故工況處理操作培訓(xùn);計算機監(jiān)控系統(tǒng)培訓(xùn);綜合反事故培訓(xùn);生產(chǎn)過程運行知識與專業(yè)理論培訓(xùn)。解決了傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)中學(xué)生“只能動口,不能動手”的難題,通過“操作、觀察、分析、記錄、總結(jié)”,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動參與的學(xué)習(xí)熱情,提高了理論和實踐教學(xué)效果。
3.電氣工程虛擬仿真實驗的主要特點
3.1虛實結(jié)合,互為補充
“虛”是指采用虛擬的仿真實驗平臺為學(xué)生提供親自動手操作實驗或培訓(xùn)的機會,由于電力生產(chǎn)的特殊性,考慮到生產(chǎn)的安全性和學(xué)生自身的安全性,實驗操作不可能在實際系統(tǒng)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(xí)基地提供學(xué)生參觀實習(xí)的機會,建立學(xué)生對現(xiàn)場的感性認(rèn)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(xié)議,作為本專業(yè)學(xué)生的校外實習(xí)基地,學(xué)生先到校外實習(xí)基地參觀實習(xí),建立電力系統(tǒng)運行的感性認(rèn)識,然后進入“虛擬仿真實驗室”進行電力系統(tǒng)運行仿真培訓(xùn)綜合實驗。虛實結(jié)合的教學(xué)模式可以有效提高學(xué)生對電力系統(tǒng)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(xué)
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(xiàn)實培訓(xùn)環(huán)境,讓學(xué)生在虛擬場景中上完成對調(diào)速、調(diào)壓、AGC\AVC等相關(guān)電力系統(tǒng)方面的操作??蓪υO(shè)備進行拆卸和裝配,讓學(xué)生看到平時不易見到的設(shè)備構(gòu)造、工藝及內(nèi)部運行情況,做到對設(shè)備的組成、結(jié)構(gòu)、拆卸順序及操作過程等了然于胸。還可實現(xiàn)事故場景真實再現(xiàn),便于學(xué)生對暫態(tài)過程進行分析,可大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)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(xué)示范中心平臺網(wǎng)站,學(xué)生不僅可以實驗課上運用實驗室的仿真軟件進行相關(guān)內(nèi)容的操作學(xué)習(xí),課后未完成的內(nèi)容,或者學(xué)生所設(shè)想的創(chuàng)新性問題還可以通過互聯(lián)網(wǎng)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(xué)生進行指導(dǎo)答疑。
4.結(jié)束語
為了提高電力系統(tǒng)分析課程的教學(xué)效果,學(xué)院專門成立了課程組,一方面加強理論教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè),整理出相關(guān)課件、教案、習(xí)題等資料共學(xué)生下載學(xué)習(xí),另一方面加強電力系統(tǒng)分析課程實踐教學(xué)平臺的建設(shè),對學(xué)生在虛擬仿真平臺的應(yīng)用過程中所碰到的及時給予指導(dǎo),此外課程組通過教研教改項目研究,改進教學(xué)方法、教學(xué)手段等來提高教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類號:TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)07-0213-01
在高校開設(shè)電氣工程及自動化專業(yè),其目的是為培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)代經(jīng)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(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握電氣及控制、電力控制、電力系統(tǒng)及自動化等知識。培養(yǎng)能夠從事電氣系統(tǒng)的設(shè)計、制造、研發(fā)、測試和分析工作,進行系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術(shù)管理及生產(chǎn)管理的應(yīng)用型高級技術(shù)人才。電氣工程及自動化專業(yè)于上世紀(jì)80年代中期在高校開設(shè),在90年代中后期課程的設(shè)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(xué)、教材體系設(shè)計、教學(xué)手段及方法上有了較大的改進和完善。
1 IT技術(shù)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(xué)計劃時,由于部分類別的課程所設(shè)置的口徑過于狹窄,于是在課程設(shè)計時將課程內(nèi)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(shù)的課程,如電子信息技術(shù)基礎(chǔ)、計算機網(wǎng)絡(luò)等課程,特別是加入了“現(xiàn)場總線技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)化測量技術(shù)”、“智能測控技術(shù)”等課程,作為信息技術(shù)的基礎(chǔ)課程,在基于計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上,建立起了與信息技術(shù)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(lǐng)域。由于電氣工程及自動化專業(yè)學(xué)生課程與社會用人單位的實際需求結(jié)合較好,很多建筑設(shè)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(xué)生“教學(xué)計劃”的課程教學(xué)體系中。建立了計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)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(shù)后,與計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的核心課程屬于同一范疇內(nèi)。
2 IT技術(shù)融合到電氣工程及自動化專業(yè)課教學(xué)中的實踐環(huán)節(jié)配套建設(shè)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電氣工程及自動化專業(yè)所研究的內(nèi)容發(fā)生了較大的變化,在技術(shù)研究的學(xué)科結(jié)構(gòu)中已經(jīng)包涵了電氣工程領(lǐng)域、信息技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電力電子技術(shù)和自動化技術(shù)等領(lǐng)域,電力電子技術(shù)和自動化技術(shù)、電氣工程及其自動化專業(yè)的內(nèi)涵也越來越廣泛,強電和弱電及硬件和軟件相結(jié)合的系統(tǒng),要求學(xué)生在電氣工程、電子信息控制、計算機技術(shù)等方面有較高的能力。電氣工程教學(xué)中的主要任務(wù)是要提高電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的技術(shù)掌握的能力,以提高實際工作中的運行質(zhì)量,提高操作的合理性和可靠性,提高經(jīng)營效率。在教學(xué)中強、弱電教學(xué)的融合是電氣工程專業(yè)教育的必然趨勢。大學(xué)電氣工程及自動化專業(yè)的實驗室建設(shè)較早,在缺少成熟案例、經(jīng)驗欠缺的情況下,根據(jù)目前國內(nèi)外樓宇智能化工程技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn),規(guī)劃設(shè)計了實驗室,并進行了建設(shè),由學(xué)校外部的專家組對學(xué)校實驗室的建設(shè)進行了分析,在基于瀏覽器/服務(wù)器模式下組建了學(xué)校的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),構(gòu)建了系統(tǒng)的硬件和軟件框架,基于信息技術(shù)建立和更新了相關(guān)的實驗課程,因此實驗設(shè)備的利用率極高,學(xué)生在實驗室實驗學(xué)習(xí)的效果良好。
3 精品課程建設(shè)及應(yīng)用
3.1 精品課程建設(shè)
電氣工程及自動化專業(yè)要加大精品課程的建設(shè),促進教學(xué)工作的開展。如開設(shè)樓宇智能化技術(shù)課程,在信息傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)過程中,加入智能大廈智能化技術(shù)、建筑設(shè)備自動控制技術(shù)、PDS布線技術(shù)、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、樓宇自動化技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)技術(shù)等,加大建筑中的安全技術(shù)的應(yīng)用、智能建筑消防技術(shù)的應(yīng)用等。在基于計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)上,展開教學(xué)課程的教學(xué)與學(xué)習(xí)。在課程教學(xué)的實踐中,以自主創(chuàng)新為指導(dǎo)思想,鼓勵學(xué)生思考,自主學(xué)習(xí),加深對知識的理解。比如對于智能化技術(shù)、門禁系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)的學(xué)習(xí)探索與實驗,加強網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、智能消防控制系統(tǒng)等安全系統(tǒng)的學(xué)習(xí),研究智能抄表系統(tǒng)的應(yīng)用,并通過實驗的方式多加理解,進行各種軟件應(yīng)用的實驗。通過多方位的實習(xí)讓學(xué)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(xué)。在電氣工程及自動化專業(yè)的教學(xué)中,采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與多媒體教室相結(jié)合的方式,通過教師制作的優(yōu)秀課件的方式加深學(xué)生對于專業(yè)課程的理解,通過IT技術(shù)可實現(xiàn)網(wǎng)上學(xué)習(xí)、網(wǎng)上提問答疑等工作。
3.2 精品課程應(yīng)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(xué)方式。在課程設(shè)計時方便與實驗室系統(tǒng)平臺結(jié)合在一起,學(xué)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(xué)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(xué)活動,增強學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)交互式的課程,豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生課程學(xué)習(xí)難度降低,增大了學(xué)習(xí)的信息量,提高了教學(xué)的效率。
4 結(jié)語
采用IT技術(shù)與電氣工程及自動化專業(yè)課融合的教學(xué)體系,在高校的教學(xué)研究和實踐中取得了非常顯著的成績。在當(dāng)前信息技術(shù)飛速發(fā)展,經(jīng)濟建設(shè)日新月異的時代,要讓電氣工程及自動化專業(yè)的教學(xué)跟上時代的發(fā)展,還需要進一步健全和完善課程設(shè)置,在基于組件技術(shù)的專業(yè)課程的基礎(chǔ)上展開一系列的教學(xué)改革。順應(yīng)當(dāng)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(xué)生的要求,學(xué)生除應(yīng)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(lián)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(wù)于社會。
1 任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法
“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)就是在整個教學(xué)過程中,將所要學(xué)習(xí)的知識隱含在一個或幾個具體的任務(wù)中,在教師的幫助下,學(xué)生緊緊圍繞著學(xué)習(xí)任務(wù),在強烈的問題動機的驅(qū)動下,對任務(wù)進行分析和討論,通過對學(xué)習(xí)資源的積極主動的占有和應(yīng)用,進行自主探索和互動協(xié)作,最后通過任務(wù)的完成實現(xiàn)對所學(xué)知識的意義建構(gòu)。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法,它把學(xué)生的學(xué)習(xí)活動與任務(wù)相結(jié)合,以探索問題來激發(fā)和維持學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和動機,讓學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí),這有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力以及知識的自我建構(gòu)。[3]
任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式的教學(xué)流程如圖1所示。
2 教學(xué)模式設(shè)計
創(chuàng)新改革教學(xué)模式,注重任務(wù)驅(qū)動,推行基于“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)模式?!耙韵到y(tǒng)化專業(yè)知識為主線,以開放的教學(xué)實驗室為基地,以激發(fā)學(xué)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(xué)模式。在發(fā)電廠電氣部分課程教學(xué)中廣泛開展“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)模式,改變傳統(tǒng)的課堂講授模式,以創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,強化教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)應(yīng)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(xué)過程中積極推行任務(wù)驅(qū)動式教學(xué),可從工程實例方面選擇適合的綜合項目,通過布置任務(wù)提出工程實例項目講解相關(guān)知識分析解決方案討論總結(jié)經(jīng)驗等環(huán)節(jié),以項目為導(dǎo)向,以任務(wù)驅(qū)動、組織教學(xué)。通過基于實踐基地的模擬設(shè)備模擬實操環(huán)境,拉近理論與應(yīng)用的距離,使學(xué)生得到綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識解決實踐問題的鍛煉,為學(xué)生就業(yè)后盡快適應(yīng)工作崗位的要求打下堅實的基礎(chǔ)。
3 教學(xué)任務(wù)設(shè)計
在講授變壓器的絕緣老化定律內(nèi)容時,采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式。首先提出面向工程實踐的教學(xué)任務(wù),假設(shè)某變電站的主變壓器容量已經(jīng)不能滿足負(fù)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(fù)荷的供電?