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1. 前言
電氣工程學(xué)是工程院校一門(mén)重要的學(xué)科,也是當(dāng)今高新技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵學(xué)科。作為一門(mén)技術(shù)性的學(xué)科,電氣工程不但對(duì)現(xiàn)代科技有著關(guān)鍵性的作用,而且在人們未來(lái)的生活和工作方面起著至關(guān)重要的作用。我國(guó)最早的電氣工程學(xué)起源于1908年的南洋大學(xué)堂,在這之后各個(gè)高校紛紛設(shè)立電氣工程學(xué)這一學(xué)科,以滿足社會(huì)對(duì)電氣工程專業(yè)人才需要。當(dāng)前,社會(huì)對(duì)電氣工程的專業(yè)人才需求量越來(lái)越大,因此,我國(guó)的高校投入了大量的人力和物力來(lái)進(jìn)行電氣工程學(xué)科建設(shè),為了培養(yǎng)更高質(zhì)量的電氣工程學(xué)專業(yè)人才,高校要建立科學(xué)化、系統(tǒng)化、合理化和規(guī)范化的電氣工程學(xué)專業(yè),優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)手段,提高電氣工程學(xué)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。
2. 我國(guó)電氣工程學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)介
2.1電氣工程學(xué)概述
電氣工程學(xué)是研究電磁現(xiàn)象、規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科,在當(dāng)前的社會(huì)中有著非常重要的作用。在我國(guó),習(xí)慣性的用與研究電氣和電子系統(tǒng)有關(guān)內(nèi)容的總和來(lái)描述電氣工程,在大專院校中,電氣工程學(xué)屬于一級(jí)學(xué)科,由電機(jī)與電器、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化、高壓電與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動(dòng)、電工理論與新技術(shù)五個(gè)二級(jí)學(xué)科組成[1]。
2.2電氣工程學(xué)的發(fā)展
電磁理論在十九世紀(jì)前半葉就有了很大的進(jìn)步,為電氣時(shí)代的到來(lái)奠定了理論基礎(chǔ)。近幾年,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步和電氣工程理論研究的不斷深入,全新的科技理念和設(shè)計(jì)技術(shù)在很大程度上影響著電氣工程學(xué)發(fā)展的方向,新時(shí)期給電氣工程學(xué)帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇,也帶來(lái)了相應(yīng)的挑戰(zhàn)。
隨著電氣行業(yè)的發(fā)展和電氣工程理論研究的深入、科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步,使得電氣工程學(xué)在未來(lái)勢(shì)必會(huì)對(duì)人類的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。首先,電氣工程學(xué)通過(guò)與物理學(xué)科的交叉發(fā)展,擴(kuò)展了電氣行業(yè)發(fā)展的空間;其次,新的科學(xué)技術(shù)和理論研究給電氣工程學(xué)帶來(lái)可行的技術(shù);最后,電氣工程學(xué)的發(fā)展深受信息技術(shù)的影響,信息技術(shù)推動(dòng)著電氣工程學(xué)的發(fā)展。
電氣工程學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科,因此,在教學(xué)過(guò)程中要把理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來(lái),以培養(yǎng)合格的電氣工程人材?,F(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展對(duì)電氣工程學(xué)提出了更高的要求,電氣工程學(xué)必須在發(fā)展中不斷創(chuàng)新,把電氣工程學(xué)與信息技術(shù)結(jié)合在一起,培養(yǎng)綜合素質(zhì)較強(qiáng)的電氣工程人材。
2.3電氣工程學(xué)的重要性
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,電氣工程學(xué)在很大程度上影響著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步。在我國(guó),電氣工程學(xué)是一門(mén)有著悠久歷史的學(xué)科,1908年,南洋大學(xué)堂設(shè)置了電機(jī)專修科,這是我國(guó)電氣工程學(xué)的開(kāi)端,至今已有一百多年的歷史。近年來(lái),我國(guó)對(duì)電氣工程人材的需求量越來(lái)越大,各個(gè)高校隨之設(shè)置了電氣工程學(xué)專業(yè),電氣工程學(xué)在人門(mén)心中的地位日益提高。
2.4建筑工程學(xué)的專業(yè)建設(shè)
當(dāng)今的電氣工程學(xué)是綜合應(yīng)用高科技、多個(gè)學(xué)科進(jìn)行交叉,且具有廣闊前景的專業(yè)。電氣工程學(xué)專業(yè)主要培養(yǎng)掌握電力工程基礎(chǔ)、電力系統(tǒng)分析、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識(shí),了解電氣工程與控制工程發(fā)展的新動(dòng)態(tài),具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力,能在電力、冶金等行業(yè)從事安裝、設(shè)計(jì)、管理等工作的高級(jí)技術(shù)人才[2]。電氣工程學(xué)專業(yè)系統(tǒng)的分析了電氣工程包含的專業(yè)及交叉學(xué)科的相關(guān)知識(shí),注重理論與實(shí)踐的結(jié)合,也注重學(xué)生的德育,培養(yǎng)了一批合格的電氣工程技術(shù)人才。
3.電氣工程學(xué)科建設(shè)與發(fā)展現(xiàn)狀與策略
3.1電氣工程學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀
目前,根據(jù)不同的發(fā)展水平和定位,可以用以下三個(gè)層次來(lái)概括我國(guó)各高校對(duì)電氣工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo):一是具有高素質(zhì)創(chuàng)新人才和行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者,二是高級(jí)工程技術(shù)人才和管理人才,三是應(yīng)用型技工人才。與國(guó)外的電氣工程名校相比,我國(guó)大多高校的電氣工程專業(yè)還存在一些問(wèn)題,
首先,教師質(zhì)量需要改進(jìn),很多高校盲目的追求教師數(shù)量,而忽略了教師質(zhì)量,許多教師沒(méi)有經(jīng)過(guò)崗前培訓(xùn)就進(jìn)入課堂,課堂教學(xué)質(zhì)量不高。其次,部分高校電氣工程專業(yè)起步較晚,缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn),學(xué)科建設(shè)不合理,培養(yǎng)目標(biāo)比較空泛,對(duì)專業(yè)人才的培養(yǎng)嚴(yán)重脫離了社會(huì)的真正需求。最后,電氣工程學(xué)的實(shí)踐性較低,教師的課堂教學(xué)一般是灌輸相關(guān)知識(shí),忽略了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)出來(lái)的人才實(shí)踐操作能力不強(qiáng),難以滿足社會(huì)的需求,缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。
3.2電氣工程建設(shè)與發(fā)展措施
3.2.1制定專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃
為了使高校的專業(yè)分配更加科學(xué)合理,高校在建設(shè)和發(fā)展電氣工程學(xué)科時(shí),要充分了解社會(huì)對(duì)人才的實(shí)際需要,以培養(yǎng)出與社會(huì)需求相匹配的電氣工程人才。此外,高校在建設(shè)專業(yè)時(shí)還要注意本校的特色,培養(yǎng)出具有本校特色的人才,高校要根據(jù)本校學(xué)生實(shí)際情況和社會(huì)需求對(duì)辦學(xué)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位,充分發(fā)揮本校優(yōu)勢(shì),把本校的辦學(xué)特色凸顯出來(lái)。在經(jīng)濟(jì)允許的情況下,高校應(yīng)該建立科研基地,并在基地中引入先進(jìn)的設(shè)備、創(chuàng)新技術(shù),以方便學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新,培養(yǎng)一批高素質(zhì)的人才。
3.2.2引進(jìn)先進(jìn)人才
高校應(yīng)該積極引進(jìn)具有高學(xué)歷、高職稱且在電氣工程學(xué)領(lǐng)域有較高知名度的高級(jí)人才,尤其是有電氣工程研究經(jīng)歷、參加過(guò)國(guó)內(nèi)外較大工程項(xiàng)目的人才。此外,高校要結(jié)合本校電氣工程學(xué)科建設(shè)和教學(xué)要求的實(shí)際情況,合理計(jì)劃人才引進(jìn)的數(shù)量,以防止人才嚴(yán)重匱乏或者人才浪費(fèi)的現(xiàn)象發(fā)生。
3.2.3加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
教師是電氣工程學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的重要組成部分,高校在引進(jìn)先進(jìn)教師人才的同時(shí)要對(duì)現(xiàn)有的教師進(jìn)行有效的培養(yǎng),合理組織教師出去交流或深造,擴(kuò)大師資力量,提電氣工程學(xué)相關(guān)教師的教學(xué)水平。
首先,高校應(yīng)該對(duì)年輕教師進(jìn)行合理的崗前培訓(xùn),提高對(duì)青年教師外語(yǔ)水平、計(jì)算機(jī)水平和社會(huì)實(shí)踐能力的要求,并指定資歷高的教師對(duì)青年教師進(jìn)行指導(dǎo),讓青年教師盡快熟悉教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)環(huán)節(jié),以進(jìn)一步提高青年教師的教學(xué)質(zhì)量。其次,提高教師的管理水平,教師是教學(xué)的組織者,教師管理水平的高低直接關(guān)系到教學(xué)過(guò)程是否順利,也直接影響著學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)自主性的提高。因此,各高校要進(jìn)一步提高教師的管理水平和駕馭課堂的能力,以提高學(xué)生對(duì)課堂的參與度,讓學(xué)生自主的接受電氣工程學(xué)教育。最后,教師要提高自身的專業(yè)知識(shí)水平,在熟練掌握教材內(nèi)容和相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況創(chuàng)新教學(xué)方法,幫助學(xué)生輕松的獲得專業(yè)知識(shí)和技能。
3.2.4提高學(xué)生實(shí)踐能力
電氣工程學(xué)是一門(mén)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合在一起的學(xué)科,高校在電氣工程學(xué)專業(yè)的教學(xué)中不但要注重理論知識(shí)的講授,更要注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。高校應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)建實(shí)踐平臺(tái),在教學(xué)過(guò)程中增加相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng),把科研活動(dòng)與實(shí)踐的教學(xué)結(jié)合起來(lái),提高學(xué)生的專業(yè)化水平。此外,當(dāng)前的社會(huì)需要大批實(shí)踐能力強(qiáng)的電氣工程人才,學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程要抓住一切動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì),告別紙上談兵,在實(shí)踐活動(dòng)中積極探究電氣化工程方面的知識(shí)和技能,以提高自身的實(shí)際操作能力和科研水平,在未來(lái)的求職競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地。
目前,大多高校已經(jīng)逐漸建設(shè)或完善實(shí)踐中和實(shí)習(xí)基地,但在實(shí)際教學(xué)中,學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)的積極性還不夠高。這就要求高校配備高科技的設(shè)備和先進(jìn)設(shè)施,并引進(jìn)專業(yè)的實(shí)訓(xùn)老師,提高學(xué)生參與實(shí)踐教學(xué)的積極性。同時(shí),學(xué)校還應(yīng)該加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系與合作,了解企業(yè)的用人需求,從而優(yōu)化人才培養(yǎng)制度,制定合理的人才培養(yǎng)計(jì)劃,使學(xué)生在畢業(yè)后能順利的進(jìn)入企業(yè)工作。
3.2.5建設(shè)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室
為了有效提高電氣工程學(xué)人才培養(yǎng)的質(zhì)量,高校要建立最基本的電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室,并對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行合理的管理,為學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),激發(fā)學(xué)生科研的積極性,提高學(xué)生的科研能力。此外,政府及相關(guān)部門(mén)要加大對(duì)電氣工程學(xué)的投資力度,讓電氣工程學(xué)方面的高校建設(shè)規(guī)模較大、包含各種分布式發(fā)電電源,并集分析、控制、保護(hù)為一體的智能微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生提供多功能的科研實(shí)踐平臺(tái)。
3.2.6合理的對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)估
合理的考核評(píng)估機(jī)制是課程成功與否的關(guān)鍵,通過(guò)合理的考核,學(xué)??梢哉莆諏W(xué)生知識(shí)的掌握程度、實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造能力。在考核評(píng)價(jià)的過(guò)程中,教師要注意引導(dǎo)學(xué)生端正態(tài)度,考核成績(jī)進(jìn)行客觀分析,明確自身的知識(shí)掌握程度和不足??己私Y(jié)束后,教師要對(duì)學(xué)生做出合理的評(píng)價(jià),把賞識(shí)教育與挫折教育有機(jī)的結(jié)合起來(lái),幫助學(xué)生認(rèn)清自己的實(shí)際情況,并激發(fā)學(xué)生的潛能,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。評(píng)估的內(nèi)容應(yīng)該包括學(xué)生的小組合作情況、任務(wù)完成情況、資料搜集情況和實(shí)際操作情況等,在時(shí)間允許的情況下,可以要求學(xué)生以論文答辯的方式完成作業(yè),以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的印象,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,進(jìn)而提高電氣工程學(xué)科的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)合格、高質(zhì)量的電氣工程人才[3]。
4.結(jié)束語(yǔ)
電氣化工程學(xué)在我國(guó)高校的教育中一直占據(jù)著重要的地位,據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)有三百二十多所高校開(kāi)設(shè)了電氣工程學(xué)相關(guān)專業(yè),由此可見(jiàn)電氣工程學(xué)的重要性。為了培養(yǎng)出綜合能力強(qiáng)、滿足社會(huì)需求的高層次專業(yè)人才,各高校要根據(jù)自身的發(fā)展層次、水平和服務(wù)區(qū)域?qū)I(yè)進(jìn)行合理的規(guī)劃,制定適合本校的電氣化工程學(xué)科發(fā)展策略。此外,教育體制改革的不斷深入和社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步對(duì)高校電氣化工程的學(xué)科建設(shè)、教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求。因此,高校在電氣化學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的過(guò)程中,要充分注重社會(huì)對(duì)人才的真正需求,加強(qiáng)電氣化工程的師資隊(duì)伍建設(shè),在教學(xué)過(guò)程中把理論和實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來(lái),并密切關(guān)注電氣行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,以進(jìn)一步提高電氣化工程的人才培養(yǎng)質(zhì)量,提高電氣化工程人才在未來(lái)社會(huì)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
【參考文獻(xiàn)】
【文章摘要】
當(dāng)前電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)中, 實(shí)踐教學(xué)占據(jù)著十分重要的地位,特別是對(duì)于中職學(xué)校中的技術(shù)專業(yè)的學(xué)生們來(lái)說(shuō),優(yōu)秀的動(dòng)手實(shí)踐能力是未來(lái)他們獨(dú)立面對(duì)工作崗位的基礎(chǔ)。因此對(duì)于中職電氣自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),只有提升動(dòng)手操作能力,才能培養(yǎng)出理論與實(shí)踐兼具的全方位、實(shí)用性人才,也是未來(lái)中職學(xué)校必須不斷創(chuàng)新實(shí)踐的課題。本文針對(duì)于當(dāng)前電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀展開(kāi)分析,對(duì)教學(xué)模式和課程體系的改革探索進(jìn)行了詳細(xì)探討。
【關(guān)鍵詞】
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè);教學(xué)模式;改革;實(shí)踐
1 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)實(shí)踐現(xiàn)狀
當(dāng)前電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)還屬于一個(gè)比較年輕的專業(yè),發(fā)展趨勢(shì)有著現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)和氣息。雖然電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)科發(fā)展還處于時(shí)代的前沿,并且國(guó)家教育部門(mén)和教學(xué)機(jī)構(gòu)都給與了較高的關(guān)注度,但是為了促進(jìn)學(xué)科具有更加廣闊的專業(yè)發(fā)展前景,還應(yīng)當(dāng)不斷總結(jié)當(dāng)前的經(jīng)驗(yàn)和不足,不斷促進(jìn)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展??v觀當(dāng)前學(xué)科的發(fā)展情況,我們應(yīng)當(dāng)看到還存在著教學(xué)機(jī)構(gòu)不完善,實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)不足的問(wèn)題,而教學(xué)力量的不足直接導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程中產(chǎn)生更多的問(wèn)題。隨著社會(huì)的發(fā)展,我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)于人才的需求量越來(lái)越大,因此改善理論性的傳統(tǒng)教學(xué),注重實(shí)踐型人才的培養(yǎng)越來(lái)越重要。
當(dāng)前電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)在理論教學(xué)與實(shí)踐上還存在脫節(jié)的問(wèn)題,沒(méi)有充分考慮到實(shí)踐對(duì)于學(xué)科知識(shí)掌握的重要性,因此當(dāng)前電氣工程及其自動(dòng)化教學(xué)中存在的主要問(wèn)題就是沒(méi)有將理論與實(shí)踐充分結(jié)合。實(shí)踐能力的不足,導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)走上工作崗位后遇到重重障礙,動(dòng)手能力不強(qiáng),也常是用人單位反映的問(wèn)題。造成這種現(xiàn)象的原因,還要從學(xué)校課程設(shè)置上說(shuō)起,當(dāng)前中職院校的實(shí)驗(yàn)課程通常都是與實(shí)習(xí)過(guò)程相分離的,而教學(xué)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)部分有非常單一,不僅難以提起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還讓學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中不知道如何解決遇到的一些棘手問(wèn)題,因此這也是當(dāng)前學(xué)生就業(yè)狀況不佳的一個(gè)重要原因。如何提升專業(yè)人才的價(jià)值,將學(xué)校和企業(yè)的矛盾降到最低,對(duì)于中職院校的人才培養(yǎng)計(jì)劃尤為重要,也是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。因此當(dāng)前此專業(yè)的現(xiàn)狀就是企業(yè)不愿意接納實(shí)習(xí)生進(jìn)入企業(yè)工作,讓精英和應(yīng)用型人才的發(fā)展遇到了障礙。
2 教學(xué)模式與課程體系的改革
2.1 教學(xué)模式的改革196
【中圖分類號(hào)】F407.63【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158(2013)07-0367-02
【Abstract】 At present, UESTC(University of Electronic Science and Technology of China) is now moving forward to tha goal of making the university , which is well-known at home .This paper describes the development and overview of foreign electrical engineering ,and introduced the professional mission, educational goals and outcomes of some well-known American School of Electrical Engineering. Then using it as the basis for an analysis of the characteristics of the development of professional disciplines.
【Keywords】 Educational Objectives;American University;University of Electronic Science and Technology of China(chengdu);Electrical Engineering
1 國(guó)外電氣工程類專業(yè)發(fā)展概述
電氣工程(Electrical Engineering簡(jiǎn)稱EE)是現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科之一。就目前國(guó)際水平而言,電力的需求將不斷增長(zhǎng),社會(huì)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化科技工作者的需求量呈上升態(tài)勢(shì)。因此, 電氣工程的教育和科研在發(fā)達(dá)國(guó)家高校中一直占據(jù)著十分重要的地位。
國(guó)外該學(xué)科(系)在科研、教學(xué)及學(xué)術(shù)組織形式上與國(guó)內(nèi)電氣工程學(xué)科有較大不同。了解國(guó)外學(xué)科狀態(tài)及教學(xué)、科研方向,對(duì)調(diào)整我們的學(xué)科方向、提高教學(xué)、科研水平具有十分重要的作用。下面分析美國(guó)著名大學(xué)電氣專業(yè)教育培養(yǎng)特點(diǎn),并與電子科技大學(xué)(成都)的電氣工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置等多方面進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)我校課程設(shè)置提出一些建議。
2 電子信息與電氣工程專業(yè)的使命、教育目標(biāo)及結(jié)果
2.1 電子科技大學(xué)(成都)(University of Electronic Science and Technology of China)
使命
使學(xué)生具備本學(xué)科和跨學(xué)科的基礎(chǔ)與綜合素質(zhì),專業(yè)能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高,具有國(guó)際視野的寬厚型、復(fù)合型優(yōu)秀人才。
本科生培養(yǎng)目標(biāo)
1.具備扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)與較好的人文科學(xué)基礎(chǔ)。
2.掌握強(qiáng)電與弱電、電力電子、硬件與軟件、多學(xué)科的基礎(chǔ)理論。
3.掌握電力電子設(shè)備與系統(tǒng)的基本分析與設(shè)計(jì)方法;具有設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、調(diào)試、應(yīng)用電氣系統(tǒng)的基本能能力。
4. 了解電氣系統(tǒng)的基本方針、政策和法規(guī);了解該領(lǐng)域最新進(jìn)展與發(fā)展動(dòng)態(tài);具有良好的外語(yǔ)基礎(chǔ)與國(guó)際交流能力,具有一定的科學(xué)研究和實(shí)際工作能力。
主干課程:
電路分析基礎(chǔ)、信號(hào)與系統(tǒng)、模擬電路基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及接口技術(shù)、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、嵌入式控制系統(tǒng)等。
主要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
1.實(shí)驗(yàn):電機(jī)與電拖自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)、電機(jī)的微機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)。
2.上機(jī):軟件技術(shù)基礎(chǔ)上機(jī)、單片機(jī)原理及應(yīng)用上機(jī)。
3.課程設(shè)計(jì):電路分析基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、電機(jī)拖動(dòng)與PLC控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、供配電課程設(shè)計(jì)、二維精密伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)。
4.實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn):基礎(chǔ)工程訓(xùn)練、電工電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn)、電裝實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、綜合課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。
2.2 麻省理工學(xué)院工程學(xué)院電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系( Department of Electrical Engineering and Computer Science,School of Engineering,MIT)
使命: 電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系的首要使命在于培養(yǎng)學(xué)生。發(fā)展創(chuàng)新技術(shù)、思維及實(shí)踐并培養(yǎng)能夠處理世界復(fù)雜問(wèn)題的創(chuàng)新型領(lǐng)導(dǎo)。
本科生教育目標(biāo)
1.提高學(xué)生電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)必要的數(shù)學(xué)工具、基礎(chǔ)科學(xué)和基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力。
2.發(fā)展學(xué)生對(duì)電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)的專業(yè)理解以便為未來(lái)就業(yè)做好準(zhǔn)備。
3.發(fā)展學(xué)生對(duì)社會(huì)、工商業(yè)、技術(shù)以及人類生存環(huán)境的重要性的理解,以便產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程序符合實(shí)際需要。
本科生學(xué)習(xí)結(jié)果
1.基礎(chǔ):了解科學(xué)與工程的基礎(chǔ), 并能夠加以應(yīng)用。
2.廣度:熟悉包括電氣工程(EE)和計(jì)算機(jī)科學(xué)(CS)基本要素在內(nèi)的多種重要的技術(shù)領(lǐng)域。
3.深度:運(yùn)用電氣工程領(lǐng)域的V1- 1課程計(jì)劃、計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的V1- 3課程計(jì)劃、以及這兩個(gè)領(lǐng)域的V1- 2課程計(jì)劃的一種或多種專業(yè)方向全面的知識(shí)。
4領(lǐng)導(dǎo)能力:在EE 和CS 設(shè)計(jì)和發(fā)展所面臨的更大的挑戰(zhàn)背景下的鑒別能力。
電氣工程學(xué)士學(xué)位( BSEE) 課程計(jì)劃的教育目標(biāo)
必修課與選修課的結(jié)合確保學(xué)生在電路、數(shù)字系統(tǒng)、電子設(shè)備、電磁以及線性系統(tǒng)等專業(yè)領(lǐng)域獲得一個(gè)寬廣的知識(shí)基礎(chǔ)。
BSEE課程計(jì)劃的目標(biāo)
BSEE 課程計(jì)劃使學(xué)生在畢業(yè)后為取得以下職業(yè)和專業(yè)成就做好準(zhǔn)備:
1.通過(guò)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、研究、生產(chǎn)、咨詢測(cè)試、銷(xiāo)售以及管理等技術(shù)性作業(yè)來(lái)練習(xí)電氣工程。
2.熟練使用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)工具。
3.參與和提供由多種專業(yè)和文化背景的個(gè)體組成的團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)。
4.掌握有效的書(shū)面和口頭溝通技能以傳遞信息、表達(dá)觀點(diǎn)。
2.3 斯坦福大學(xué)工程學(xué)院電氣工程系( Department of Electrical Engineering,School of Engineering,Stanford University)
使命
本科課程計(jì)劃的畢業(yè)生被要求掌握電氣工程的基礎(chǔ)知識(shí)和至少一門(mén)專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)。畢業(yè)生被要求具有基本的實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和溝通能力以便為研究生階段的繼續(xù)學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備, 或者為要求掌握電氣工程、科學(xué)與技術(shù)的一門(mén)基礎(chǔ)知識(shí)的初級(jí)崗位做好準(zhǔn)備。
教育目標(biāo)
1.技術(shù)知識(shí): 提供電電氣工程原理的基礎(chǔ)知識(shí)、必要的計(jì)算支撐知識(shí)、工程基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)和科學(xué)。培養(yǎng)計(jì)劃必須至少包括一個(gè)有深度的專門(mén)領(lǐng)域, 當(dāng)前包括計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件、控制、電子、場(chǎng)與波、通信與信號(hào)處理。
2.實(shí)驗(yàn)室與設(shè)計(jì)技能: 培養(yǎng)進(jìn)行和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案需要的基本技能,培養(yǎng)簡(jiǎn)述問(wèn)題與描述方案的能力, 培養(yǎng)采用先進(jìn)技術(shù)知識(shí)和技巧, 規(guī)劃求解方案的過(guò)程的能力。
3.交流技能: 培養(yǎng)組織編撰報(bào)告的能力, 用英文進(jìn)行寫(xiě)作和演講的能力。
4.為深造打基礎(chǔ): 為后續(xù)研究生、或終身成功學(xué)習(xí)準(zhǔn)備足夠?qū)捝畹闹R(shí)。
5.為就業(yè)作儲(chǔ)備: 培養(yǎng)適應(yīng)很多不同職業(yè)崗位的技能和品質(zhì), 包括經(jīng)濟(jì)頭腦、道德規(guī)范、領(lǐng)導(dǎo)能力、專業(yè)組織能力、安全意識(shí)、服務(wù)態(tài)度、協(xié)作精神等。
電氣工程本科課程改革趨勢(shì)
本科新課程主要變化: 在2- 3 年級(jí)采用一組由6 門(mén)課程組成的核心課程, 為學(xué)生在7 個(gè)EE 分支學(xué)科從事高級(jí)學(xué)習(xí)提供一個(gè)基礎(chǔ)。通過(guò)將必要的鏈條扁平化, 作為高年級(jí)學(xué)生, 學(xué)生能夠從一個(gè)更廣泛的高級(jí)課程中進(jìn)行選擇。
3 電子信息與電氣學(xué)科專業(yè)教育基本特點(diǎn)比較及分析
從以上學(xué)校介紹及分析可以看出:
總體來(lái)說(shuō),國(guó)外的電氣課程具有如下特點(diǎn):
(1)教學(xué)體系呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢(shì),教學(xué)內(nèi)容涵蓋面廣。
(2)在所分析的幾所美國(guó)大學(xué)里, 在同一學(xué)院, 不同學(xué)科的低年級(jí)學(xué)生在同一基礎(chǔ)平臺(tái)上接受相同的教育, 淡化專業(yè)方向, 這有利于培養(yǎng)學(xué)生寬廣的知識(shí)面并使其就業(yè)途徑更加多樣化。
(3)各校該學(xué)科專業(yè)的使命和教育計(jì)劃都強(qiáng)調(diào)厚基礎(chǔ), 重視學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力、理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力、創(chuàng)新能力、終身學(xué)習(xí)的能力、有效溝通和交際的能力以及人文和社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和提高, 重視學(xué)生個(gè)性的和諧發(fā)展年, 重視專業(yè)教育與道德教育的結(jié)合。
在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式上,國(guó)外大學(xué)有很多值得我們借鑒的地方。在教學(xué)內(nèi)容上,必須強(qiáng)調(diào)抽象方法的應(yīng)用,這對(duì)于學(xué)生理解分析方法和建立實(shí)際器件和電路的概念都會(huì)有幫助。我國(guó)的教學(xué)內(nèi)容遵循比較完整的經(jīng)典理論體系,近年來(lái)在更新知識(shí)體系與內(nèi)容方面做了一些工作,但是在反映新技術(shù)新方法、緊密聯(lián)系快速發(fā)展的電子技術(shù)方面仍顯得不足。
國(guó)外的教學(xué)組織和管理運(yùn)行機(jī)制與國(guó)內(nèi)最根本的區(qū)別在于:國(guó)外的教學(xué)是以學(xué)生為主導(dǎo)的,在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中,學(xué)生的主動(dòng)性、自覺(jué)性和自律性更強(qiáng),國(guó)外高校的學(xué)分制體系和學(xué)生的高淘汰率,保證了較高標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)水平。
故我??梢詤⒖家韵陆ㄗh進(jìn)行改進(jìn)
1.關(guān)于課程教學(xué)方法
實(shí)現(xiàn)從單一傳授知識(shí)向綜合能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變;實(shí)現(xiàn)從重教輕學(xué)向以教師為主導(dǎo)以學(xué)生為主體轉(zhuǎn)變;充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為教學(xué)服務(wù);使課程網(wǎng)站和課程教學(xué)緊密結(jié)合,加強(qiáng)好課件的使用交流。
2.關(guān)于課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
目前,各個(gè)學(xué)校都十分注重對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng),在課程中加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。應(yīng)加強(qiáng)工程實(shí)踐內(nèi)容,增加綜合設(shè)計(jì)性和研究性實(shí)驗(yàn)。
3.關(guān)于教材建設(shè)
在廣泛吸取國(guó)外教材成功經(jīng)驗(yàn)以及總結(jié)我國(guó)教材建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建議各高校根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位和實(shí)際需要,編寫(xiě)一些更具特色的教材。
由此,只要我們深入學(xué)習(xí)并結(jié)合本校實(shí)際情況,認(rèn)真分析并學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外名牌高校的優(yōu)勢(shì)所在,加強(qiáng)師資建設(shè)、對(duì)課程設(shè)置進(jìn)一步優(yōu)化、提高學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)時(shí)間,就一定能夠培養(yǎng)出知識(shí)面寬、基礎(chǔ)扎實(shí)、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的大學(xué)本科畢業(yè)生。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國(guó)電子工業(yè)高等教育簡(jiǎn)史.編委會(huì). 中國(guó)電子工業(yè)高等教育簡(jiǎn)史[M].成都: 電子科技大學(xué)出版社.1995:3-250
[2] 韓九強(qiáng), 鄭南寧. 國(guó)外自動(dòng)化相關(guān)學(xué)科專業(yè)教育教學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào). 2003.6:1-5
[3] http:///port al/s it e
[4] http://ps u.edu/
[5] http://web.mi t.edu/
[6] http://cs.st anford. edu/
[7] http://yale.edu/
作者簡(jiǎn)介:高春俠(1977-),女,山東魚(yú)臺(tái)人,中國(guó)石油大學(xué)(華東)信息與控制工程學(xué)院,副教授;張磊(1977-),男,河北任丘人,中國(guó)石油大學(xué)(華東)信息與控制工程學(xué)院,講師。(山東 青島 266580)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)29-0043-02
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)屬于通用性本科專業(yè),國(guó)內(nèi)的理工科高校幾乎都有設(shè)置,中國(guó)石油大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“本?!保┑碾姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化專業(yè)就具有本校的辦學(xué)特色,下設(shè)的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制和電力系統(tǒng)自動(dòng)化兩個(gè)專業(yè)方向在石油石化領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用中越來(lái)越廣泛。本專業(yè)無(wú)論是在教學(xué)、實(shí)踐還是科研等方面都突出體現(xiàn)了其“油味”特色,已經(jīng)于2010年被列為山東省特色專業(yè)。通過(guò)近兩年的特色專業(yè)建設(shè),深切感到要想將這一省級(jí)特色專業(yè)建好,并且要沖擊國(guó)家級(jí)特色專業(yè),一個(gè)首要的關(guān)鍵性問(wèn)題就是要將“電力電子技術(shù)”在特色專業(yè)建設(shè)與教學(xué)體系間的橋梁作用發(fā)揮好,實(shí)施好。因?yàn)椤半娏﹄娮蛹夹g(shù)”對(duì)本專業(yè)的兩個(gè)專業(yè)方向及絕大多數(shù)專業(yè)課程及實(shí)踐類課程都具有技術(shù)支撐作用。要想真正將特色專業(yè)建設(shè)好,一方面需要將“電力電子技術(shù)”本身作為精品課程建設(shè)好,另一方面,要將“電力電子技術(shù)”與本專業(yè)各專業(yè)課程,尤其在體現(xiàn)專業(yè)課程與石油石化領(lǐng)域中應(yīng)用的聯(lián)系與橋梁作用發(fā)揮好。否則,特色專業(yè)建設(shè)就只能停留在做表面文章上,不能落到實(shí)處?!半娏﹄娮蛹夹g(shù)”是將本專業(yè)的技術(shù)理論在石油石化和電力節(jié)能等領(lǐng)域付諸實(shí)施的接口和橋梁。
總之,“電力電子技術(shù)”教學(xué)必須要打破傳統(tǒng)的直接將知識(shí)、結(jié)論灌輸給學(xué)生的“填鴨式”教學(xué)模式,消除各課程之間的壁壘,突出石油特色,將電氣工程學(xué)科專業(yè)與工程實(shí)際緊密結(jié)合,對(duì)本門(mén)課程進(jìn)行改革和創(chuàng)新。
一、目前存在的問(wèn)題
隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及石油石化行業(yè)電氣自動(dòng)化水平的不斷提高,教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越豐富,教學(xué)要求也越來(lái)越高。但是受到教學(xué)學(xué)時(shí)的限制,課程無(wú)法對(duì)一些具有石油特色的重要研究熱點(diǎn)進(jìn)行深入介紹,限制了課程在特色專業(yè)建設(shè)中的作用,迫切需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題:
1.體現(xiàn)精品課程示范作用,解決“電力電子技術(shù)”在特色專業(yè)建設(shè)中促進(jìn)各課程之間協(xié)調(diào)發(fā)展的問(wèn)題
目前,電氣工程專業(yè)各課程的內(nèi)容較為松散,缺乏一個(gè)系統(tǒng)性的提綱,這與“建設(shè)國(guó)內(nèi)著名、石油學(xué)科國(guó)際一流的高水平研究型大學(xué)”的目標(biāo)還存在較大的差距。在山東省電氣專業(yè)特色建設(shè)的大背景下,如何解決專業(yè)課程之間銜接難題、整合各方向的研究領(lǐng)域、切實(shí)落實(shí)具有“油味”特色的專業(yè)建設(shè)是當(dāng)前的一個(gè)重要研究課題。而“電力電子技術(shù)”由于其自身跨學(xué)科、寬領(lǐng)域的特點(diǎn),恰恰可以作為這樣一個(gè)接口和橋梁。因此,作為一門(mén)立項(xiàng)建設(shè)的校級(jí)精品課程如何發(fā)揮模范示范作用,在促進(jìn)各專業(yè)課程協(xié)調(diào)健康發(fā)展的同時(shí),如何突出作為石油院校的課程特色,是本教學(xué)改革項(xiàng)目的一個(gè)挑戰(zhàn),但更是一個(gè)機(jī)遇,也是一個(gè)創(chuàng)新性的研究?jī)?nèi)容。
2.改革現(xiàn)有教學(xué)手段和內(nèi)容,解決有限學(xué)時(shí)與傳統(tǒng)教學(xué)方法不匹配的問(wèn)題
“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容以各種變流電路為主線,對(duì)電路的波形分析與相位分析的方法貫穿始終。必須更新教學(xué)觀念、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生在有限的課時(shí)盡可能多地掌握和了解本學(xué)科的知識(shí),提高課程的教學(xué)質(zhì)量。
3.改革“電力電子技術(shù)”的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),解決學(xué)生主觀能動(dòng)性不足問(wèn)題
在“電力電子技術(shù)”的實(shí)踐教學(xué)方面,該課程的教學(xué)均采用課堂教學(xué)結(jié)合課后驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式。目前,學(xué)校僅采用掛件結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)或?qū)嶒?yàn)箱來(lái)完成實(shí)驗(yàn),學(xué)生始終處于被動(dòng)狀態(tài),不會(huì)積極去思考和創(chuàng)新,也找不到探索的目標(biāo)和方向。這樣一來(lái),如果設(shè)備在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析不符甚至出現(xiàn)異常現(xiàn)象,學(xué)生就會(huì)第一時(shí)間找老師要答案,不會(huì)獨(dú)立分析和解決問(wèn)題。
總之,為切實(shí)落實(shí)省級(jí)特色專業(yè)的建設(shè)目標(biāo),“電力電子技術(shù)”課程必須提升自身的學(xué)科定位,利用課程優(yōu)勢(shì)強(qiáng)化作為特色專業(yè)課程之間的橋梁作用,因此對(duì)本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等進(jìn)行全面的改革勢(shì)在必行。
二、課程改革的具體研究方案
1.打破課程壁壘,強(qiáng)化作為特色專業(yè)的橋梁作用
電氣工程專業(yè)各學(xué)科的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入知識(shí)相互交叉、共同發(fā)展的時(shí)期,傳統(tǒng)孤立授課的方法已經(jīng)不能適應(yīng)新時(shí)期的要求。而“電力電子技術(shù)”是一門(mén)理論性、綜合性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的重要專業(yè)課程,涉及到多個(gè)電氣工程學(xué)科課程的知識(shí)。利用這個(gè)優(yōu)勢(shì),將其建設(shè)成為一個(gè)承上啟下、溝通各課程的橋梁是非常合適的。以“電力電子技術(shù)”變流技術(shù)作為切合點(diǎn),將“電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)”、“交流調(diào)速系統(tǒng)”的調(diào)速理論、“電力工程”的柔性輸電、智能電網(wǎng)等學(xué)科理論緊密結(jié)合,消除課程之間的壁壘,實(shí)現(xiàn)“弱電控制強(qiáng)電”思想的共通,從而將電氣工程特色專業(yè)建設(shè)形成一個(gè)有機(jī)的整體。
2.更新教學(xué)內(nèi)容,突出“油味”特色
石油院校所培養(yǎng)出來(lái)的人才不僅是電氣工程領(lǐng)域的專業(yè)人才,還必須了解石油工業(yè)生產(chǎn)對(duì)電氣技術(shù)的需求,能夠?qū)㈦姎饧夹g(shù)與石油技術(shù)很好地結(jié)合,為石油工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。目前,“電力電子技術(shù)”中與石油石化科研實(shí)踐的結(jié)合程度還不夠深入,如何更好地為行業(yè)服務(wù),培養(yǎng)合格的電氣化人才,需要在課程內(nèi)容安排上下功夫。例如,可以增加電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、潛油電泵變流電流拓?fù)涞姆治龊秃?jiǎn)單故障診斷,使課程更貼近現(xiàn)場(chǎng),突出“油味”特色。
3.改革現(xiàn)有的教學(xué)模式,突出設(shè)計(jì)與創(chuàng)新
采用“感知、學(xué)習(xí)、應(yīng)用、總結(jié)、提高”五層次教學(xué)模式,在“感知”模塊中,通過(guò)多媒體課件演示與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的案例;在“學(xué)習(xí)”模塊中,通過(guò)啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法,結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段,使學(xué)生掌握“電力電子技術(shù)”的理論知識(shí);在“應(yīng)用”模塊中,通過(guò)實(shí)際電路的搭建和實(shí)驗(yàn)調(diào)試,使學(xué)生將所學(xué)的課堂理論知識(shí),有效地應(yīng)用于實(shí)踐;在“總結(jié)”模塊中,將零碎的知識(shí)進(jìn)行歸納,把對(duì)理論的片面認(rèn)識(shí)變成全面掌握,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力;在“提高”模塊中,將任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論完全融合,使學(xué)生明確崗位對(duì)電力電子技術(shù)能力的要求,并具備對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安裝調(diào)試能力。
4.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,鼓勵(lì)學(xué)生撰寫(xiě)科研報(bào)告或者調(diào)研報(bào)告
在本課程教學(xué)的前期,向?qū)W生介紹科技論文的寫(xiě)作格式及方法,指導(dǎo)學(xué)生撰寫(xiě)有關(guān)電力電子技術(shù)方面的調(diào)研報(bào)告,要求學(xué)生按照科技論文的規(guī)范進(jìn)行撰寫(xiě)。同時(shí)介紹一些相關(guān)的優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)資源給學(xué)生,指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)這些網(wǎng)絡(luò)資源去查閱相關(guān)的中英文資料,使學(xué)生更主動(dòng)地去了解電力電子發(fā)展的動(dòng)態(tài)前沿,因而充分認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)本課程的重要性,借此提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。
5.充分利用當(dāng)前流行的現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段,做到互動(dòng)教學(xué)
“電力電子技術(shù)”課程涉及到很多電路圖和波形圖,可以采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的黑板授課方式相結(jié)合來(lái)進(jìn)行授課。各種電路圖和波形圖可用多媒體制作,利用多媒體可以把全部波形展現(xiàn)到學(xué)生面前,增強(qiáng)課堂學(xué)習(xí)效果。如果教師講課的方式生動(dòng)活潑,那么學(xué)生就更容易接受,從而實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生在課堂上的良好互動(dòng),大大提高學(xué)生的聽(tīng)課效率。
三、結(jié)束語(yǔ)
“電力電子技術(shù)”課程已經(jīng)在石油大學(xué)信息與控制學(xué)院電氣工程專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)以及機(jī)電工程學(xué)院的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)中開(kāi)設(shè),取得了良好的教學(xué)效果。本課程也已于2008年成為校級(jí)精品課程,這也大大促進(jìn)了課程在教學(xué)、科研等領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。由于本課程的電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制和電力系統(tǒng)自動(dòng)化兩個(gè)專業(yè)在方向上都形成了自己的“油味”特色,且“電力電子技術(shù)”課程是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,傳統(tǒng)的教材和教學(xué)方法已不能適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)的要求,因此這門(mén)課程的教學(xué)改革勢(shì)在必行。教師應(yīng)不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)思想,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,豐富教學(xué)方法,改進(jìn)評(píng)價(jià)手段,以適應(yīng)時(shí)展的需要,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn):
[1]韓唏春.《電力電子技術(shù)》課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].南京工程學(xué)院學(xué)報(bào),2004,(4):55-58.
[2]高春俠,張磊.PSPICE軟件在電力電子教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2007,19(3):125-128.
但是隨著科技的發(fā)展,電氣工程已經(jīng)涵蓋了所有包括電子光子有關(guān)的說(shuō)有工程學(xué)科。住宅的電氣工程,和實(shí)際施工緊密聯(lián)系,其應(yīng)用的新工藝新設(shè)備新技術(shù)都可以提升住宅的設(shè)計(jì)方面,施工的檔次,還能提高居住生活質(zhì)量,達(dá)到健康居住的效果。住宅的電氣工程,也就包括了所有我們?nèi)粘I钪兴玫降母娪嘘P(guān)的設(shè)施。比如有照明用電的設(shè)計(jì),也就是我們所說(shuō)的點(diǎn)光源的選擇,我們的客廳,臥室,廚房,衛(wèi)生間等都要保證光源的顯色性適度,亮度分布合理,眩光少,還有視覺(jué)要舒適等要求,而且還要盡可能的節(jié)能。
1 我國(guó)住宅電氣工程的發(fā)展
電氣工程在我國(guó)的發(fā)展可謂是突飛猛進(jìn)的。它不僅作為一門(mén)學(xué)科在我國(guó)多個(gè)高等學(xué)府設(shè)為專業(yè),而且在在所有住宅的興建起到至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的住宅電氣工程設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)陋。不夠精致精準(zhǔn)。設(shè)計(jì)理念單一,不夠創(chuàng)新大膽,而且既耗時(shí)又耗能,以無(wú)法跟上社會(huì)發(fā)展的步伐。但是隨著人們對(duì)住宅實(shí)用性和環(huán)境的要求,現(xiàn)今的住宅電氣工程已經(jīng)不同于傳統(tǒng)的電氣工程。不僅設(shè)計(jì)理念創(chuàng)新,而且趨向智能化,科技含量增加。由于全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的呼聲漸高,住宅的電氣設(shè)計(jì)也要求在給大家提供更好的條件和享受的同時(shí),越節(jié)能越好。
我們首先關(guān)注的就是智能化的住宅電氣工程設(shè)計(jì)了。什么是智能化呢?智能化住宅是指在外部條件的支持下,利用戶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和設(shè)施,實(shí)現(xiàn)生活設(shè)施的自動(dòng)控制,且具有現(xiàn)代化信息等多種服務(wù)功能的住宅。智能化住宅電氣工程的設(shè)計(jì)為我們的生活帶來(lái)了數(shù)字化的生活環(huán)境。首先我們了解一下住宅的智能化電氣工程都包括哪些方面:
1.1 配電系統(tǒng)
我們所說(shuō)的配電系統(tǒng)的配電電壓采用220/380V。且每個(gè)住宅單元設(shè)計(jì)宅配電總箱樓層電表箱和住戶配電箱,樓層電表箱與住戶配電箱應(yīng)非開(kāi)設(shè)置。實(shí)行一戶一表,分層安裝,也可以根據(jù)實(shí)際情況,適當(dāng)集中安裝。公用走廊,樓梯間的照明符合應(yīng)單獨(dú)設(shè)公用電表計(jì)量。
1.2 智能化住宅的照明設(shè)計(jì)
智能住宅是信息時(shí)代的必然產(chǎn)物,是隨著智能化技術(shù)的發(fā)展,社會(huì)的進(jìn)步,人們需要不斷增長(zhǎng),完善,發(fā)展形成的,它包含了設(shè)備物理建筑環(huán)境又包含了管理和服務(wù)等方面的軟環(huán)境。根據(jù)不同功能的要求發(fā)展形成了智能住宅小區(qū)管理網(wǎng)絡(luò)。首先考慮的是智能化住宅的照明度標(biāo)準(zhǔn)、光源和燈具。盡量采用節(jié)能交過(guò)顯著的光源,比如緊湊型熒光燈,喚醒熒光燈和直管熒光燈等。照明燈具也應(yīng)根據(jù)各房間功能及特殊視覺(jué)作業(yè)的要求,選用空光性能合理,光效高,配光特性穩(wěn)定,反射及投射系數(shù)高的節(jié)能燈具。其次我們考慮各功能房間對(duì)照度的基本要求比如客廳起居室,是按照一般的照度基礎(chǔ)上設(shè)置輔助照明或重點(diǎn)照明。再比如餐廳,我們可以在餐桌上的正上方安裝吸頂燈,或者采用吊燈或升降式燈具。照度二檔就好,根據(jù)自家人和有客人時(shí)不同的亮度采用高顯色性能的白熾燈。除了客廳和餐廳,我們還有廚房和衛(wèi)生間,浴室不同的照明需要。
最后還有我們的公共走廊,樓梯間對(duì)照明的需求。如多層住宅共用走廊樓梯間可選用吸頂燈或者壁燈,控制式可采用帶指示燈兩地延時(shí)控制開(kāi)關(guān),紅外探測(cè)控制開(kāi)關(guān),聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)及其他節(jié)能自熄開(kāi)關(guān)等等。若是高層住宅樓梯間,防煙樓梯前室,消防電梯間及其前室等,都要設(shè)置應(yīng)急照明。應(yīng)急照明正常供電可接照明配電箱的專用回路,還有高層住宅的疏散通道和安全出口都要設(shè)置疏散指示標(biāo)志等。
1.3 接地面與電氣安全
首先就是接地與總等電位聯(lián)結(jié)。等位聯(lián)結(jié)對(duì)用電安全防雷以及電子設(shè)備的正常工作和安全使用都是十分重要的,接地時(shí)大范圍的等電位聯(lián)結(jié),安全接地也是等電位聯(lián)結(jié),它不過(guò)以大地單位為參考電位的大范圍的等電位聯(lián)結(jié)。在一般概念中接地只是接大地,不接大地就是違反了電氣安全的基本要求,這一概念是局限的。其次建筑內(nèi)部的低壓配電系統(tǒng)應(yīng)該采用TN-C-S接地系統(tǒng),此外還有漏電保護(hù)裝置和過(guò)電壓保護(hù)裝置的設(shè)置。住戶配電箱分支回路除壁掛式分體空離電源插座外,其他電源插座通路均應(yīng)設(shè)置30mA瞬時(shí)動(dòng)作的漏電保護(hù)裝置。重要弱點(diǎn)設(shè)施接口處應(yīng)設(shè)置過(guò)電保護(hù)裝置。
漏電保護(hù)裝置的選用。漏電斷路器:漏電斷路器就是具有斷路及漏電過(guò)載保護(hù)功能的裝置。還有漏電繼電器,漏電保護(hù)插座的應(yīng)用。智能化的電氣工程設(shè)計(jì)。在我們的生活中也起著至關(guān)重要的作用。例如我們的安全防范系統(tǒng),門(mén)禁系統(tǒng),保護(hù)我們的私人空間不用擔(dān)心入室搶劫盜竊的威脅,再如紅外線報(bào)警系統(tǒng),用于窗口和陽(yáng)臺(tái)的防范。又有防盜對(duì)講系統(tǒng),這一體系的安全措施。保護(hù)我們?nèi)松戆踩倪€有可燃性氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng),緊急呼救系統(tǒng),水電氣遠(yuǎn)程自抄系統(tǒng)等。而且,家電設(shè)備的自動(dòng)化控制,通信系統(tǒng)的發(fā)達(dá),也為我們的生活提供了便利。
在中國(guó)住宅的電氣工程的智能化發(fā)展過(guò)程中,也同其它一些發(fā)展同樣,都會(huì)存在一些不足。如開(kāi)關(guān)插座選擇及布置有些地方不合理,燈具的選擇和布置的不合理,有些照明質(zhì)量不高,防雷,接地的設(shè)施不合理等等,這些問(wèn)題都影響了智能化電氣工程設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性,也可能為住宅安全帶來(lái)隱患。但隨著科技的發(fā)展,這些住宅電氣工程存在的問(wèn)題一定會(huì)被解決并且完善的。
2 結(jié)論
我們?cè)谶@里分析的住宅電氣工程的發(fā)展,是對(duì)我國(guó)住宅電氣工程的一個(gè)簡(jiǎn)要探討。電氣工程作為日漸凸顯其重要性的一門(mén)學(xué)科,還需要更多更完善的技術(shù)和創(chuàng)意。人們的生活離不開(kāi)衣、食、住、行四個(gè)方面,又以住為根本生活。有住的地方就有家的感覺(jué)。所以對(duì)于住房的要求也不僅是傳統(tǒng)的交通便利,面積合適,還要求體現(xiàn)人們的生活態(tài)度和個(gè)性,并兼具經(jīng)濟(jì)合理,功能齊全和安全可靠等特點(diǎn)。所以,電氣工程的發(fā)展會(huì)帶領(lǐng)人們走入一個(gè)日異月新的住房新時(shí)代。
作者簡(jiǎn)介:劉團(tuán)結(jié)(1982-),男,河南駐馬店人,淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院,助教;楊國(guó)詩(shī)(1954-),男,上海人,淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院,教授。(安徽?淮南?232038)
基金項(xiàng)目:本文系淮南師范學(xué)院質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):HSJY201024)的研究成果。
中圖分類號(hào):G647?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)22-0008-02
為適應(yīng)社會(huì)主義建設(shè)需要,培養(yǎng)能夠從事設(shè)計(jì)制造、研制開(kāi)發(fā)、試驗(yàn)分析、系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)以及電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才,為實(shí)現(xiàn)由單一師范教育向多科性、綜合型本科院校的轉(zhuǎn)型,淮南師范學(xué)院在2010年開(kāi)辦了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)。由于是新建專業(yè),大部分教師是新聘的老師,沒(méi)有足夠的經(jīng)驗(yàn),導(dǎo)致學(xué)生的質(zhì)量存在問(wèn)題。為此,淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)2011級(jí)學(xué)生中試行導(dǎo)師制。該專業(yè)有110名學(xué)生,由學(xué)院指派兩名專業(yè)導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的專業(yè)、學(xué)習(xí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)等各方面進(jìn)行指導(dǎo)。
一、新建工科專業(yè)實(shí)行專業(yè)導(dǎo)師制的意義
目前,很多院校大學(xué)生的思想政治教育由輔導(dǎo)員教師承擔(dān),每個(gè)輔導(dǎo)員要帶好多班級(jí),工作壓力大,學(xué)生的思想素質(zhì)明顯下降。學(xué)生的專業(yè)教育由專業(yè)課教師通過(guò)課堂傳授,下課后學(xué)生和老師的交流少之甚少,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性差,專業(yè)課基礎(chǔ)薄弱,對(duì)未來(lái)的前途沒(méi)有很好的規(guī)劃?;茨蠋煼秾W(xué)院從2009年實(shí)行學(xué)分制,這使對(duì)專業(yè)認(rèn)識(shí)不清的本科生更加迷茫,他們迫切需要教師的指導(dǎo)。針對(duì)以上情況,為發(fā)揮教師在學(xué)生培養(yǎng)中的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)推行專業(yè)導(dǎo)師制具有更加現(xiàn)實(shí)的意義。
1.充分發(fā)揮教師教書(shū)育人的作用,增進(jìn)師生友誼
高校教師只負(fù)責(zé)教學(xué)科研、輔導(dǎo)員專門(mén)負(fù)責(zé)學(xué)生管理是高校普遍存在的一個(gè)現(xiàn)象,造成學(xué)生的專業(yè)教育和思想教育分離,不利于教師教書(shū)育人作用的發(fā)揮,更不利于學(xué)生的成長(zhǎng)。再者,由于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是新建專業(yè),學(xué)生進(jìn)校之后沒(méi)有師兄師姐的指導(dǎo),往往對(duì)學(xué)習(xí)和生活感到迷茫。實(shí)施專業(yè)導(dǎo)師制,導(dǎo)師以自己良好的品德指導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)自我,認(rèn)識(shí)社會(huì)。在師生頻繁的交往過(guò)程中,導(dǎo)師的道德修養(yǎng)、人格魅力會(huì)給學(xué)生以深刻的影響,提高學(xué)生的思想道德素質(zhì)。同時(shí),導(dǎo)師也可以在業(yè)務(wù)知識(shí)上指導(dǎo)學(xué)生形成正確的四年規(guī)劃。通過(guò)在思想和專業(yè)課方面對(duì)學(xué)生的指導(dǎo),學(xué)生感受到老師的關(guān)愛(ài)和引導(dǎo),也對(duì)自己的任課教師有了更好的認(rèn)識(shí),從而對(duì)于教師威信和良好的師生關(guān)系的建立提供了重要的保證,有利于充分發(fā)揮教師教書(shū)育人作用、提高教學(xué)質(zhì)量和增進(jìn)師生友誼。
2.有利于使學(xué)分制得到進(jìn)一步完善
學(xué)分制是教育模式的一種,學(xué)生選課,教師輔導(dǎo),是以學(xué)分積累為核心的高等教育教學(xué)管理制度,在提高學(xué)生的自主性和獨(dú)立性方面有重要作用,但也存在著一些弊端。學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué),學(xué)分制的管理模式與高中教育的管理模式差異很大,學(xué)生往往感到無(wú)所適從,覺(jué)得選課是一件相當(dāng)迷茫和復(fù)雜的事情。一部分學(xué)生貪圖輕松,在選課時(shí)專門(mén)選一些好拿學(xué)分的課程;一部分學(xué)生為了就業(yè),選一些熱門(mén)專業(yè)的課程,忽視全面發(fā)展,表現(xiàn)出過(guò)分的職業(yè)化傾向。為了避免學(xué)生盲目選擇,在高校實(shí)施專業(yè)導(dǎo)師制有利于學(xué)生更好地適應(yīng)學(xué)分制的管理。通過(guò)導(dǎo)師對(duì)學(xué)生的專業(yè)指導(dǎo)和言傳身教,學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性,使學(xué)生能夠理智選課,促進(jìn)全面發(fā)展。
3.有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力
目前,很多高校存在科學(xué)研究和教學(xué)與本科生培養(yǎng)分離的現(xiàn)象。一些教師專職從事科研工作,不介入本科生培養(yǎng);一些教師主要從事教學(xué)工作,幾乎不參與科研工作;還有一些教師雖然既從事教學(xué)工作又參加科研工作,但科研內(nèi)容與本科生教學(xué)的聯(lián)系并不緊密??蒲泄ぷ髟诒究粕呐囵B(yǎng)中沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。實(shí)行本科生導(dǎo)師制既可以讓學(xué)生參加到教師的科研活動(dòng)中,又可以在教學(xué)中增加科研的內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)。這有利于高??蒲泄ぷ髋c本科生培養(yǎng)之間加強(qiáng)結(jié)合,從而強(qiáng)化本科生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。
二、導(dǎo)師制建設(shè)的具體措施
1.合理選聘專業(yè)導(dǎo)師
電氣信息工程學(xué)院在2011級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化本科新生中實(shí)行專業(yè)導(dǎo)師制,共配備2名專業(yè)導(dǎo)師,由一名教授和一名具有碩士學(xué)歷的青年老師擔(dān)任。這樣組成的“導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)”兼顧職務(wù)職稱的高低搭配,既可以減輕教授導(dǎo)師的指導(dǎo)壓力,也可以提升職務(wù)職稱較低的教師專業(yè)能力和綜合素質(zhì)。專業(yè)導(dǎo)師是學(xué)生直接接觸的對(duì)象,因此導(dǎo)師良好的自身素質(zhì)是實(shí)行專業(yè)導(dǎo)師制的重要保障。
(1)專業(yè)導(dǎo)師應(yīng)為人師表,言傳身教,熱愛(ài)學(xué)生,具有良好的溝通能力。這樣能夠在實(shí)際工作中耐心地幫助學(xué)生,付出實(shí)踐和精力開(kāi)展學(xué)生工作,拉近師生之間的心理距離,增進(jìn)師生友誼。
(2)專業(yè)導(dǎo)師應(yīng)具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),還要熟悉學(xué)校的教學(xué)管理文件和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。這樣能夠在學(xué)業(yè)上給予學(xué)生進(jìn)行學(xué)分制的指導(dǎo)和專業(yè)指導(dǎo)。
作者簡(jiǎn)介:吳杰(1980-),女,湖北云夢(mèng)人,湖北師范學(xué)院機(jī)電與控制工程學(xué)院,講師;詹習(xí)生(1979-),男,湖北蘄春人,湖北師范學(xué)院機(jī)電與控制工程學(xué)院,講師。(湖北 黃石 435002)
基金項(xiàng)目:本文系湖北師范學(xué)院教學(xué)研究基金項(xiàng)目的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)04-0134-02
近年來(lái),為了把師范院校建設(shè)成具有教師教育特色、多科性的綜合性師范大學(xué),全國(guó)各類師范院校都在不同程度上開(kāi)設(shè)了理工科專業(yè),而且開(kāi)辦的工科專業(yè)也非常注重實(shí)踐能力的訓(xùn)練。以湖北師范學(xué)院為例,該校作為地方性師范院校,在電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程、化學(xué)工程與工藝和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等工科專業(yè)人才培養(yǎng)方案中就明確提出:“要培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、動(dòng)手能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、具有市場(chǎng)意識(shí)和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才”。而培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)和綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才的最重要的途徑就是實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐。同時(shí)隨著社會(huì)的發(fā)展,高等教育也受到了很大的刺激,要求教育主動(dòng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)市場(chǎng)的需求,要求應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才不僅要掌握必要的科技、文化等知識(shí),更重要的是要具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力和探索解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是師范院校教學(xué)中的一個(gè)十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié),在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度方面,具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)無(wú)法替代的作用。要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高等教育中的特殊功能,就必須清楚地認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的與作用。因此,對(duì)師范院校工科實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革研究,從而提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才勢(shì)在必行。
一、師范院校工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問(wèn)題
目前大多數(shù)師范院校的工科學(xué)生總是被動(dòng)地“照方抓藥”,在指定的時(shí)間、地點(diǎn),按規(guī)定的實(shí)驗(yàn)方法和步驟完成教師指定的實(shí)驗(yàn);基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)一般都以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,即使有少量的綜合性實(shí)驗(yàn),也是在規(guī)定的范圍內(nèi)學(xué)生按照教師的要求來(lái)完成,缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
通過(guò)文獻(xiàn)檢索及調(diào)查,發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)的工科院校非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革建設(shè)工作,他們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了深入探索,并發(fā)表了研究論文,例如:燕山大學(xué)的楊國(guó)良教授發(fā)表了“談工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與創(chuàng)新的幾個(gè)方面”,重慶工商大學(xué)的梁云副教授發(fā)表了“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平”,湛江師范學(xué)院的梁?jiǎn)⑽膶?shí)驗(yàn)師發(fā)表了“電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討”等。然而,地方師范院校應(yīng)用型工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)雖經(jīng)多年的改革實(shí)踐,但仍然存在諸多問(wèn)題:第一,各門(mén)基礎(chǔ)/專業(yè)實(shí)驗(yàn)課條塊分割嚴(yán)重,缺少相互配合,不能使基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形成一個(gè)有機(jī)整體。由于學(xué)時(shí)數(shù)限制以及學(xué)科之間的界限,使某些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被人為分割,不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間相互滲透較少,甚至相互不銜接,導(dǎo)致出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容低水平重復(fù)、缺乏整體性、必要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開(kāi)設(shè)不足或缺乏等問(wèn)題。第二,教學(xué)內(nèi)容比較陳舊,難以符合時(shí)代的需要。第三,立足于地方、為地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的人才培養(yǎng)定位沒(méi)有得到體現(xiàn)。主要是因?yàn)槟壳暗慕滩碾y以結(jié)合各地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際開(kāi)設(shè)出具有地方特色的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。第四,學(xué)生缺乏自主創(chuàng)新的意識(shí),大多數(shù)學(xué)生更為注重自己的分?jǐn)?shù)(成績(jī)),而不是自己的創(chuàng)新能力,因此建立科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核機(jī)制相當(dāng)重要。第五,教學(xué)方法和教學(xué)手段較落后。第六,缺乏雙師型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍,嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
以上問(wèn)題已嚴(yán)重制約了地方師范院校學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),培養(yǎng)模式以及培養(yǎng)的人才也難以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要,從而嚴(yán)重影響了地方師范院校工科專業(yè)的教育質(zhì)量,難以造就實(shí)用型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革
實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為地方師范院校教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在教學(xué)中要以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),在教學(xué)過(guò)程中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新性。
1.根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),合理劃分實(shí)驗(yàn)課程
以電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)為例,電氣工程學(xué)科是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的大多數(shù)課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性,學(xué)生需進(jìn)行大量的實(shí)踐活動(dòng),以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新能力。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是強(qiáng)弱電結(jié)合、電工技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合、軟件與硬件相結(jié)合、元件與系統(tǒng)相結(jié)合的專業(yè),具有寬口徑和相關(guān)學(xué)科相互滲透融合的特點(diǎn)。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是:學(xué)生要受到電工電子、信息控制及計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的基本訓(xùn)練,具有解決電氣工程技術(shù)分析與控制技術(shù)問(wèn)題的基本能力;學(xué)生必須具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力,成為適應(yīng)社會(huì)需要的“寬口徑、應(yīng)用型”高級(jí)技術(shù)人才。電氣工程類專業(yè)的大學(xué)生是國(guó)家電氣信息技術(shù)發(fā)展的生力軍,對(duì)國(guó)家電氣信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的廣度、深度及可持續(xù)性都有著直接的影響,因此用人單位對(duì)該專業(yè)學(xué)生具有較強(qiáng)實(shí)踐能力和良好工程素質(zhì)的要求越來(lái)越嚴(yán)格。
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大體分為三個(gè)階段:基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段和專業(yè)實(shí)驗(yàn)階段。
(1)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn):包括大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、軟件技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)等。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)要使學(xué)生提高理論聯(lián)系實(shí)際的動(dòng)手能力及加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法的理解與認(rèn)識(shí);計(jì)算機(jī)技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的目的是應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決工程中的實(shí)際問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)和提高應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)。
(2)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn):包括基本技能實(shí)驗(yàn)、工程制圖與CAD實(shí)驗(yàn)、電路實(shí)驗(yàn)、電子(模電、數(shù)電)技術(shù)實(shí)驗(yàn)、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)、MATLAB及控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)等。其中,基本技能實(shí)驗(yàn)、電路實(shí)驗(yàn)、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、電機(jī)拖動(dòng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)為單獨(dú)設(shè)課單獨(dú)考核的實(shí)驗(yàn)。專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中最重要的組成部分,是培養(yǎng)專業(yè)思維與實(shí)踐、創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),不僅是培養(yǎng)學(xué)生工程思想的基礎(chǔ),也是奠定電氣工程學(xué)科理論研究的基石。
(3)專業(yè)課實(shí)驗(yàn):包括傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電氣控制及PLC技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電力電子裝置與控制實(shí)驗(yàn)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)、電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、工廠供電實(shí)驗(yàn)、虛擬儀器實(shí)驗(yàn)、過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)采集與處理實(shí)驗(yàn)、DSP原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)等。其中,傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電氣控制及PLC技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)、電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、工廠供電實(shí)驗(yàn)為單獨(dú)設(shè)課單獨(dú)考核的實(shí)驗(yàn)。專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有較強(qiáng)的實(shí)用性,接近工程實(shí)際,通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,也使他們的工程意識(shí)受到初步訓(xùn)練。
2.結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)特點(diǎn),合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的要求和湖北師范學(xué)院學(xué)生的實(shí)際情況制定了符合教改精神的教學(xué)大綱,精選、優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容,并根據(jù)內(nèi)容的深淺把所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分成了基本實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);同時(shí)逐步將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從以驗(yàn)證性為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詰?yīng)用性和設(shè)計(jì)性為主。讓學(xué)生能夠跳出以往的硬性規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,以及創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力?;緦?shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的具體要求為:
(1)基本實(shí)驗(yàn):包括基礎(chǔ)操作技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)和基本方法原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)兩類,主要目的是使學(xué)生掌握必要的實(shí)驗(yàn)基本技能、基本方法、基本知識(shí),為以后實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。
(2)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師可以給出部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以供學(xué)生選做,學(xué)生也可以自己確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該階段的主要特征是:整個(gè)實(shí)驗(yàn)均由學(xué)生獨(dú)立完成,包括查閱資料、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)方案、擬定實(shí)驗(yàn)步驟、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的器材和設(shè)備、完成實(shí)驗(yàn)并寫(xiě)出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告等,而教師只負(fù)責(zé)指導(dǎo)。
3.結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn),建立科學(xué)的考核方法
工科實(shí)驗(yàn)是師范院校培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才的重要途徑。實(shí)驗(yàn)成績(jī)是體現(xiàn)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的主要結(jié)果,因此實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),只有建立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn),逐步完善實(shí)驗(yàn)課程考核方法,才能真正發(fā)揮開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的重要作用。以往由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)比例小,考核大多依附于理論課上,為強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)課的重要性,應(yīng)將大部分實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立開(kāi)課,這樣就可以將實(shí)驗(yàn)課考核與理論課考核區(qū)分開(kāi)來(lái)。另外,考核成績(jī)可由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)和期末考試成績(jī)?nèi)糠纸M成,平時(shí)成績(jī)占30%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占40%,期末考試成績(jī)占30%。具體考核記分方法如下:
(1)平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定(占30%)。由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的動(dòng)手能力情況,現(xiàn)場(chǎng)打分。
(2)實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?cè)u(píng)定(報(bào)告占35%+考勤占5%)。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況進(jìn)行打分。該項(xiàng)主要是考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)的能力、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力,以及學(xué)生學(xué)習(xí)編制工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。另外,考勤是根據(jù)學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)時(shí)出勤情況進(jìn)行考核。
(3)期末考試成績(jī)?cè)u(píng)定(占30%)。根據(jù)實(shí)際情況,期末實(shí)驗(yàn)課程考試分為實(shí)驗(yàn)操作考試和實(shí)驗(yàn)理論考試兩種。實(shí)驗(yàn)操作考試更能體現(xiàn)學(xué)生動(dòng)手能力、處理實(shí)驗(yàn)過(guò)程突發(fā)事件的能力,因此,應(yīng)以實(shí)驗(yàn)操作考試為主。
三、加強(qiáng)雙師型實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)
受傳統(tǒng)教育觀念的影響,地方師范院校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視不夠,加上實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式的改革,導(dǎo)致教師隊(duì)伍不穩(wěn)定,工科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍根本達(dá)不到實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課的要求。要培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才就必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè),特別是雙師型教師的建設(shè)。因此,實(shí)驗(yàn)教師的專業(yè)水平和教學(xué)能力是當(dāng)前師范院校工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要障礙,亟待解決。
第一,學(xué)校要制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策,穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍,特別是在職稱評(píng)定和工作量計(jì)算方面要給予傾斜。
第二,要加大培訓(xùn)力度。鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)教師積極參加各種學(xué)術(shù)交流活動(dòng),利用大型儀器設(shè)備做好“產(chǎn)、學(xué)、研”工作。鼓勵(lì)理論課教師加入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)。加強(qiáng)對(duì)新上崗實(shí)驗(yàn)教師的培養(yǎng)和指導(dǎo),積極開(kāi)展“導(dǎo)師制”;同時(shí)鼓勵(lì)新進(jìn)教師深入企業(yè)調(diào)研、學(xué)習(xí),培養(yǎng)雙師型隊(duì)伍。
第三,要加大引進(jìn)試驗(yàn)教師的力度,特別是要大力引進(jìn)高學(xué)歷、高水平教師充實(shí)實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍。
四、結(jié)束語(yǔ)
師范院校工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)在吸收理工科實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),不斷探索、完善、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法;同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師的培養(yǎng)和引進(jìn),突出實(shí)驗(yàn)課程的獨(dú)立性,只有這樣才能為培養(yǎng)工程一線需要的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]楊建華,曾東和,姚志剛,等.地方院校工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的理念與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2004,(10):41-42.
[2]鄒紅玉,江影.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的研究[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2007,(1):80-91.
[3]戴風(fēng)華.應(yīng)用型本科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探析[J].宿州學(xué)院學(xué)報(bào),2009,24(4):150-151.
[4]石彪,劉利枚.商科院校工科專業(yè)實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課教學(xué)改革的思考[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2010,(1):110-112.
2017年2月18日,教育部指導(dǎo)高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi),并了《新工科建設(shè)復(fù)旦共識(shí)》。教育部高教司在指導(dǎo)新工科高校建設(shè)時(shí)提出主題為“新工科建設(shè):愿景與行動(dòng)”,目的在于加速發(fā)展新工科建設(shè),緊密結(jié)合高校工科實(shí)踐教學(xué)改革所面臨的問(wèn)題、解決途徑進(jìn)行深入探討,最終提出新形勢(shì)下新工科建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃(“天大行動(dòng)”)。同年4月28日CDIO聯(lián)盟年會(huì)在浙江大學(xué)城市學(xué)院召開(kāi),大會(huì)提出“專業(yè)認(rèn)證、建設(shè)新工科背景下的CDIO工程教育改革與發(fā)展”這一主題,并展開(kāi)充分交流和研討,經(jīng)大會(huì)決議正式開(kāi)展工程教育專業(yè)委員會(huì)的“千生計(jì)劃”。5月11日,在湖南工程學(xué)院由全國(guó)地方高校卓越工程教育校企聯(lián)盟、CDIO工程教育聯(lián)盟聯(lián)合主辦的“全國(guó)地方高校新工科發(fā)展高峰論壇”召開(kāi),論壇指出應(yīng)高度凝聚地方高校發(fā)展新工科建設(shè)。新工科建設(shè)是高等教育為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展而提出的新的教育改革,是未來(lái)提升國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的保障,能夠有效改變目前高校工程教育現(xiàn)狀,為適應(yīng)我國(guó)新型產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求培養(yǎng)創(chuàng)新人才。目前我國(guó)正朝著從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型,這就需要培養(yǎng)能適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)的大量具有創(chuàng)新能力的高水平工程人才,從而我國(guó)高等教育改革面臨著培養(yǎng)高等工程人才的轉(zhuǎn)變。筆者作為一名從事多年高校電氣工程專業(yè)一線教師,結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)與新工科的內(nèi)涵,提出對(duì)新工科背景下地方院校電氣工程專業(yè)人才培養(yǎng)的思考,現(xiàn)將思考總結(jié)如下。
一、普通電氣專業(yè)人才培養(yǎng)
電氣專業(yè)本科生的培養(yǎng)已經(jīng)具有了比較成熟且模式固定的培養(yǎng)方式,就專業(yè)骨干課程為例,通常是以第一、第二學(xué)年進(jìn)行通識(shí)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí),第三學(xué)年度完成專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí),第四學(xué)年度對(duì)開(kāi)展專業(yè)課及畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)培養(yǎng)模式的優(yōu)點(diǎn)在于依托完備的教學(xué)體系完成知識(shí)傳授的過(guò)程,以課程知識(shí)為中心、學(xué)生掌握為目的。然而在全面展開(kāi)教育教學(xué)改革的大潮中,這種傳統(tǒng)授課方式存在知識(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、教學(xué)方法單一化的弊端,很難與現(xiàn)代高等教育發(fā)展需求相適應(yīng)。傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式是以教師為中心的單聲道授課,簡(jiǎn)單、枯燥的形式完成傳道、授業(yè)、解惑的過(guò)程,缺乏與學(xué)生的互動(dòng)過(guò)程,忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng);考核機(jī)制的單一,過(guò)度重視卷面成績(jī),也不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。新工科背景下課堂改革應(yīng)以學(xué)生作為主體,應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮學(xué)生能動(dòng)性,提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性,這樣,學(xué)生才能在學(xué)習(xí)過(guò)程中利用多種手段和方式培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,才能成為符合產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的合格人才。
二、新工科背景下適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才培養(yǎng)
高等院校工程人才培養(yǎng)應(yīng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求密不可分和相互支撐。只有培養(yǎng)出既掌握基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí),又具有工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型工程科技人才,才能在未來(lái)國(guó)際市場(chǎng)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位,才能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。目前信息技術(shù)的應(yīng)用已與傳統(tǒng)行業(yè)完成相互融合,尤其是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)智能化改造,迎來(lái)了“互聯(lián)網(wǎng)+”“工業(yè)4.0”時(shí)代的到來(lái),促進(jìn)了智能電網(wǎng)、數(shù)字工廠、電子商務(wù)、生物信息、智慧城市等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。傳統(tǒng)和相對(duì)單一的技術(shù)創(chuàng)新正轉(zhuǎn)化為具有商業(yè)模式的設(shè)計(jì)、制造、流通、消費(fèi)等全面式的技術(shù)創(chuàng)新。高等工程技術(shù)人才的核心是實(shí)踐能力,并具有研發(fā)核心技術(shù)、組織管理等素養(yǎng)的綜合性創(chuàng)新型人才。在電氣工程專業(yè)人才的培養(yǎng)過(guò)程中,應(yīng)注重知識(shí)傳授與技術(shù)創(chuàng)造的緊密結(jié)合,應(yīng)注重技術(shù)資源整合與創(chuàng)新能力的緊密結(jié)合,使工程技術(shù)人才充分全面地理解社會(huì)產(chǎn)業(yè)的需要,推動(dòng)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
在產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)轉(zhuǎn)變的背景下,應(yīng)充分地認(rèn)識(shí)到人才的重要性。首先要將人才的培養(yǎng)定位在創(chuàng)新層面,注重具有工程意識(shí)的技術(shù)人才,為未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展培養(yǎng)具有工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力的科學(xué)家、工程師和企業(yè)家。其次是人才的培養(yǎng)質(zhì)量。合格的具備工程素養(yǎng)的人才應(yīng)具備多維知識(shí)與能力結(jié)構(gòu),能夠滿足未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展在技術(shù)運(yùn)用、創(chuàng)新等方面的需求。適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新工科創(chuàng)新人才的培養(yǎng)核心在于創(chuàng)新能力的提高,涉及專業(yè)知識(shí)、創(chuàng)造意識(shí)、創(chuàng)新思維等多方面,同時(shí)還要求具備整合與開(kāi)發(fā)、團(tuán)隊(duì)合作、組織領(lǐng)導(dǎo)、相互交流和終身學(xué)習(xí)等能力,因此培養(yǎng)具有開(kāi)拓進(jìn)取創(chuàng)新能力的人才勢(shì)在必行。
三、新工科背景下交叉開(kāi)放的創(chuàng)新人才培養(yǎng)
現(xiàn)有電氣工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式可能會(huì)限制教師和學(xué)生的思維方式,應(yīng)充分地發(fā)揮專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)支撐作用,并與多學(xué)科相互交叉結(jié)合,形成專業(yè)開(kāi)放狀態(tài)。為改變新工科背景下人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀,加快創(chuàng)新人才培養(yǎng)進(jìn)程,在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行以下幾方面的改進(jìn)。其一,開(kāi)放課程。精減專業(yè)核心課程,優(yōu)化課程內(nèi)容,同時(shí)輔助開(kāi)設(shè)多學(xué)科課程,在專業(yè)知識(shí)中融入新知識(shí)要點(diǎn)和技術(shù)要點(diǎn)。改革專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),制定跨學(xué)科課程融入機(jī)制,借助網(wǎng)絡(luò)信息手段擴(kuò)展多學(xué)科專業(yè)知識(shí)的輔修,打破傳統(tǒng)單一專業(yè)學(xué)習(xí),以需求為導(dǎo)向,建立多學(xué)科交叉課程群,擴(kuò)大輔修課程覆蓋面。其二,開(kāi)放環(huán)節(jié)。努力實(shí)現(xiàn)開(kāi)放課堂以外所有環(huán)節(jié),特別是不同學(xué)科間的交流互動(dòng)環(huán)節(jié),形成相互學(xué)習(xí)、相互借鑒的培養(yǎng)模式。多學(xué)科不同專業(yè)的跨界融合是發(fā)展的必然趨勢(shì),最終實(shí)現(xiàn)工程復(fù)合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。其三,融合要素。新工科背景下電氣工程專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)注重創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)要素的融合。培養(yǎng)過(guò)程中要注重專業(yè)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通識(shí)課程的融合,將創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維融入課程教育,加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力訓(xùn)練,依托大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐基地和科研院所等機(jī)構(gòu)拓展發(fā)展空間。其四,多維時(shí)空培養(yǎng)。新工科背景下電氣工程專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)全方位思考、實(shí)踐。從時(shí)間節(jié)點(diǎn)上看,本科階段界于基礎(chǔ)教育和研究生教育之間,具有重要的承前啟后過(guò)渡的作用;從空間節(jié)點(diǎn)上看,本科階段處于理論聯(lián)系實(shí)際階段,是將課堂理論知識(shí)如何應(yīng)用到實(shí)踐中的重要時(shí)期,是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)合作和科教融合的過(guò)程;從內(nèi)涵角度上看,倡導(dǎo)“開(kāi)放、合作、創(chuàng)新”的指導(dǎo)理念,實(shí)行“全人教育”,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人。新工科背景下工程人才的培養(yǎng)過(guò)程是從“工學(xué)交替”向“工學(xué)交融”的轉(zhuǎn)變,是科技信息、市場(chǎng)和社會(huì)需求、專業(yè)知識(shí)的集成體現(xiàn),是培養(yǎng)兼具多學(xué)科背景和社會(huì)使命感人才教學(xué)模式重要效果體現(xiàn)。
四、新工科背景下校企協(xié)同的人才培養(yǎng)
作者簡(jiǎn)介:張曉東(1980-),男,山東青島人,河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院,講師;孫麗君(1968-),女,河南鄭州人,河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院,教授。(河南 鄭州 450001)
基金項(xiàng)目:本文系河南省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2012SJGLX151)、河南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃實(shí)驗(yàn)課題“基于開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實(shí)踐”(課題編號(hào):[2011]-JKGHAC-0150)、河南工業(yè)大學(xué)高等教育研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2012一般項(xiàng)目-15)、河南省“自動(dòng)化”特色專業(yè)項(xiàng)目的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)08-0035-02
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),隨著信息技術(shù)特別是嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛滲入到工業(yè)測(cè)控儀表、軍事技術(shù)、汽車(chē)電子、醫(yī)療儀器、無(wú)線通信、智能家居以及消費(fèi)電子產(chǎn)品等眾多重要行業(yè),成為“后PC時(shí)代”最有前景的研究熱點(diǎn)之一。[1]作為一種新興的技術(shù)領(lǐng)域,嵌入式技術(shù)融合了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)以及通信、半導(dǎo)體和微電子技術(shù),屬于多種學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科。由于嵌入式產(chǎn)品市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展以及嵌入式技術(shù)的廣泛應(yīng)用,嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開(kāi)發(fā)工程師等技術(shù)人員在就業(yè)市場(chǎng)上較為緊缺,社會(huì)對(duì)嵌入式相關(guān)技術(shù)人才有迫切需求。[2,3]因此,嵌入式系統(tǒng)正逐漸成為國(guó)內(nèi)相關(guān)高校的重點(diǎn)開(kāi)設(shè)課程,高校嵌入式相關(guān)人才的培養(yǎng)方案還是一個(gè)較為新穎的重要的研究課題。
嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為電子信息類工程技術(shù)人員必備的專業(yè)知識(shí)和技能。不同領(lǐng)域嵌入式產(chǎn)品的應(yīng)用特點(diǎn)不盡相同,高校不同學(xué)科、專業(yè)的嵌入式教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該各有側(cè)重。河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院自2007年開(kāi)始面向自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等多個(gè)專業(yè)的本科生開(kāi)設(shè)了“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)”等專業(yè)選修課程。運(yùn)行六年以來(lái),作為省級(jí)和地廳級(jí)多個(gè)教改課題的支持項(xiàng)目,學(xué)院在嵌入式系統(tǒng)系列課程的教學(xué)研究方面進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐與深入探索,獲得了一些有益經(jīng)驗(yàn)。
一、課程體系的目標(biāo)與定位
“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)”課程是河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院面向自動(dòng)化等專業(yè)開(kāi)設(shè)的結(jié)合ARM體系結(jié)構(gòu)、ARM應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、SOPC技術(shù)、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)等嵌入式軟、硬件技術(shù)的重要任選課程。[4]該課程旨在使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)軟、硬件的基本原理,實(shí)踐嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的基本流程。重點(diǎn)培養(yǎng)能夠解決嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域具體應(yīng)用問(wèn)題且具備的分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行等實(shí)踐動(dòng)手能力的應(yīng)用型工程技術(shù)人才,為深入開(kāi)展嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的后續(xù)科研開(kāi)發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。
對(duì)于選修“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)”課程的學(xué)生,要求其具備電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理及接口技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、軟件技術(shù)基礎(chǔ)等課程的先修基礎(chǔ)。在課程體系的組織上,重點(diǎn)熟悉嵌入式系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和基于ARM9處理器的硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái);掌握嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)部原理及嵌入式Linux系統(tǒng)的裁剪、編譯與移植技術(shù);學(xué)習(xí)嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立和嵌入式Linux應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)與調(diào)試過(guò)程;嘗試常用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)和嵌入式圖形用戶界面的編程;最終使學(xué)生具備獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)較為完整的嵌入式系統(tǒng)的初步能力。[5]
根據(jù)美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)IEEE的定義,嵌入式系統(tǒng)即為用于控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或者工廠運(yùn)行的裝置。[6]嵌入式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是軟、硬件結(jié)合,面向應(yīng)用;嵌入性、專用性和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素。[7]因此,“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)”是一門(mén)綜合性、實(shí)踐性以及應(yīng)用性都較強(qiáng)的專業(yè)任選課,必須通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、科技競(jìng)賽等環(huán)節(jié)進(jìn)一步加深對(duì)課堂理論內(nèi)容的理解,才能將理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)地融合起來(lái)。
二、建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)
“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)”是一門(mén)融合了多學(xué)科內(nèi)容的綜合性課程,所授課程涉及的知識(shí)面廣泛,課堂信息量較大。[8]但作為一門(mén)專業(yè)選修課程,受制于培養(yǎng)計(jì)劃的限制,課內(nèi)理論講授及實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)都較少,在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)教師要盡可能地使學(xué)生掌握嵌入式系統(tǒng)更多的內(nèi)容。此外,近年來(lái)選課學(xué)生人數(shù)還在持續(xù)增多,大班額導(dǎo)致教學(xué)效果變差的問(wèn)題也越來(lái)越突出。傳統(tǒng)的板書(shū)或投影儀授課方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足該課程理論密切聯(lián)系實(shí)踐的講授需要。
筆者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)研討試講后,決定充分利用河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的硬件資源建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),進(jìn)行教學(xué)模式改革探索。利用實(shí)驗(yàn)室電腦以及“電子教室”多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),教師使用一臺(tái)教師機(jī)進(jìn)行集中講授,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室近在咫尺的幾十臺(tái)網(wǎng)絡(luò)終端旁即可實(shí)現(xiàn)理論授課及實(shí)驗(yàn)講解的全程可視化。利用“電子教室”的遠(yuǎn)程傳輸功能,教師可以在實(shí)驗(yàn)課前將相關(guān)的課件、指導(dǎo)書(shū)等各種電子資源快速分發(fā)給學(xué)生機(jī);通過(guò)“電子教室”的廣播演示功能即可將實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一般性問(wèn)題清晰準(zhǔn)確地講解給學(xué)生;講解或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中學(xué)生甚至可以通過(guò)“電子舉手”等對(duì)話功能將所遇到的問(wèn)題反映給教師,隨時(shí)向教師提問(wèn)。將傳統(tǒng)講堂搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)雖然增加了教師的課前準(zhǔn)備時(shí)間和課堂工作量,但是大大提高了有限課堂時(shí)間內(nèi)的授課效率。授課方式變得活潑生動(dòng),學(xué)生對(duì)授課及實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的掌握程度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)板書(shū)或投影儀授課方式。
三、開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心,嵌入式工程技術(shù)人才的培養(yǎng)也離不開(kāi)實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉?!扒度胧较到y(tǒng)設(shè)計(jì)”課程是一門(mén)強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用的課程,學(xué)生必須在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐鍛煉才能真正了解嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí),掌握嵌入式驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的主要過(guò)程。[9]高校傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式一般采用填鴨式教學(xué)。在教師講解實(shí)驗(yàn)大綱后,學(xué)生根據(jù)其中的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)。學(xué)生缺乏主觀能動(dòng)性,難以滿足嵌入式系統(tǒng)課程開(kāi)設(shè)綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的需要,無(wú)法真正激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)其實(shí)踐動(dòng)手能力。
為了解決上述問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo),必須要進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。為此,實(shí)驗(yàn)室籌措經(jīng)費(fèi)大力改進(jìn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境,購(gòu)置了多套典型的周立功EasyARM2131開(kāi)發(fā)套件、博創(chuàng)UP-NETARM2410-S嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及UP-ICE200仿真器、擴(kuò)展板、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、嵌入式操作系統(tǒng)、仿真軟件等配套軟硬件,為嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供了良好的條件。另一方面,在實(shí)驗(yàn)組織形式上采用了開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供了優(yōu)良的硬件設(shè)施和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。實(shí)驗(yàn)課前教師根據(jù)近期所講授的理論知識(shí)制訂部分小型項(xiàng)目課題,學(xué)生可從中選題或自帶課題。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的思想作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)切入點(diǎn),以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式促使學(xué)生分模塊、分任務(wù)針對(duì)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行分析;引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的嵌入式軟硬件開(kāi)發(fā)方法實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目提出的軟硬件開(kāi)發(fā)目標(biāo)或解決開(kāi)發(fā)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。指導(dǎo)教師注意在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予學(xué)生必要的指導(dǎo)并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行總結(jié)點(diǎn)評(píng)。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的對(duì)比驗(yàn)證,開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)中心,充分發(fā)揮、調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性,是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一次有益嘗試。
四、教材和師資隊(duì)伍建設(shè)
1.課程教材建設(shè)
教材是課程資源的載體和媒介,在教學(xué)活動(dòng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的核心作用。[10]國(guó)內(nèi)高校嵌入式系統(tǒng)相關(guān)課程的開(kāi)設(shè)時(shí)間較短,開(kāi)課較早的清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校嵌入式系統(tǒng)的授課歷史也只有十年左右。此外,嵌入式系統(tǒng)一般都是“軟硬結(jié)合”,授課內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)室中嵌入式實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所用的微處理器類型密切相關(guān),因此市場(chǎng)上很難找到合適的嵌入式系統(tǒng)課程通用教材。經(jīng)過(guò)歷年的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐探索,筆者迫切感覺(jué)到該課程教材建設(shè)的重要性。
為此,自嵌入式系統(tǒng)開(kāi)課之初,筆者就結(jié)合所選的嵌入式硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)編寫(xiě)了《嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》等校內(nèi)講義。在歷經(jīng)多次試用、補(bǔ)充、修改完善并總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,筆者所在的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極籌劃高水平教材的建設(shè),組織優(yōu)秀師資力量編寫(xiě)了《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》,并已被列入“普通高等教育電氣工程與自動(dòng)化(應(yīng)用型)‘十二五’規(guī)劃教材”和“河南工業(yè)大學(xué)校級(jí)規(guī)劃教材”的編寫(xiě)計(jì)劃。該教材堅(jiān)持“基本理論適度、注重工程應(yīng)用”的基本原則,在介紹嵌入式系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)基本方法的基礎(chǔ)上著重實(shí)踐嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)流程。該配套教材重視知識(shí)更新和實(shí)用性,具有較強(qiáng)的學(xué)科前沿性和針對(duì)性;同時(shí)文后增加了工程設(shè)計(jì)實(shí)例,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中做到理論知識(shí)與實(shí)踐技能的融會(huì)貫通,可有效提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度和實(shí)踐動(dòng)手能力。
2.師資隊(duì)伍建設(shè)
開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革對(duì)師資隊(duì)伍的建設(shè)提出了全新的挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比,教師課前要布置并不斷更新貼近實(shí)際應(yīng)用的開(kāi)放式項(xiàng)目課題;實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)涌現(xiàn)出來(lái)的各種問(wèn)題及時(shí)給予解答、指導(dǎo);由于嵌入式技術(shù)的快速更新,教師在課余也要不斷了解嵌入式系統(tǒng)的最新技術(shù)信息?!扒度胧较到y(tǒng)設(shè)計(jì)”等系列課程的教學(xué)需要有一支基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師隊(duì)伍。因此,學(xué)院抽調(diào)精干師資力量組建了嵌入式系統(tǒng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。一方面督促教師不斷提高自己的業(yè)務(wù)素質(zhì),鼓勵(lì)教師多次參加北京博創(chuàng)科技、北京旋極信息等業(yè)內(nèi)知名公司組織的培訓(xùn)、講座;另一方面也提倡教師積極參與嵌入式相關(guān)的企業(yè)橫向課題的研發(fā)工作,提升教師自身的研發(fā)能力。這些措施使得嵌入式系統(tǒng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的業(yè)務(wù)素質(zhì)和授課水平有了較大的提高。
五、結(jié)語(yǔ)
河南工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)”選修課程自2007年開(kāi)設(shè)以來(lái),選課人數(shù)不斷增加并獲得了學(xué)生的好評(píng)。隨著嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展和社會(huì)對(duì)嵌入式研發(fā)人才要求的不斷提高,電氣工程學(xué)院嵌入式系統(tǒng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)十分重視嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)研究和教學(xué)改革,相繼榮獲河南省教育科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果一等獎(jiǎng)、河南省素質(zhì)教育理論與實(shí)踐教育教學(xué)一等
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獎(jiǎng)并培養(yǎng)學(xué)生獲得多個(gè)國(guó)家級(jí)大學(xué)生科技競(jìng)賽的獎(jiǎng)勵(lì)。在以往多年教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極改革教學(xué)方法,采用多種教學(xué)手段,使學(xué)生掌握好嵌入式系統(tǒng)理論基礎(chǔ)的同時(shí)真正做到了理論聯(lián)系實(shí)踐和學(xué)以致用,為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和嵌入式系統(tǒng)課題的研發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]陳賾.ARM嵌入式技術(shù)原理與應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2011.
[2]梁宜勇,王曉萍,趙文義,等.“嵌入式系統(tǒng)”課程教學(xué)與實(shí)踐探討[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2009,(5):36-37.
[3]陳玉明,洪耀球,黃順發(fā),等.高職高專嵌入式人才培養(yǎng)模式探討[J].中國(guó)成人教育,2011,(20):83-84.
[4]陳佳聞.嵌入式實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,42(3):448-450.
[5]解志堅(jiān),張紅燕,曾煉成.嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人才培養(yǎng)的路徑[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,36(1):134-136.
[6]馬維華.嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M].第2版.北京:北京郵電大學(xué)出版社,2010.
[7]劉森,慕春棣.自動(dòng)化專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2007,24(1):115-117.
[8]吳磊.嵌入式教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,
信號(hào)處理技術(shù)是隨著信息學(xué)科和計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展而快速發(fā)展的一門(mén)學(xué)科,它的重要性日益在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用中彰顯出來(lái)。[1]隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,“數(shù)字信號(hào)處理”課程已經(jīng)從電子信息工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程擴(kuò)展成電子信息、自動(dòng)控制、電子技術(shù)、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等眾多電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。電氣系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)都廣泛地涉及信號(hào)分析和處理技術(shù),自動(dòng)化系統(tǒng)中按一定的控制規(guī)則得出的控制信號(hào),系統(tǒng)狀態(tài)的估計(jì),控制對(duì)象數(shù)學(xué)模型的確定,系統(tǒng)測(cè)量噪聲的剔除,直至自適應(yīng)控制、智能控制等都通過(guò)信號(hào)的分析與處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。電力系統(tǒng)的故障分析和診斷、電力系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù),諧波抑制等更是信號(hào)分析與處理技術(shù)直接應(yīng)用的例子。隨著電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展,信號(hào)處理技術(shù)對(duì)它的作用和影響必將越來(lái)越大。昆明理工大學(xué)電力工程學(xué)院就是在信號(hào)處理技術(shù)日益重要的前提下率先開(kāi)設(shè)了“電力工程信號(hào)處理及應(yīng)用”國(guó)家級(jí)精品課程。[2]在不突破總學(xué)時(shí)的前提下,根據(jù)人才培養(yǎng)要求以及各門(mén)課程所包含的知識(shí)結(jié)構(gòu)、層面和相互關(guān)聯(lián),對(duì)原有課程進(jìn)行科學(xué)地整合和取舍,拓寬課程設(shè)置范圍,并適當(dāng)增加反應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新知識(shí)。
一、課程內(nèi)容改革的必要性
“數(shù)字信號(hào)處理”課程在電氣工程專業(yè)的教學(xué)中有著很重要的地位,是“自動(dòng)控制原理”等課程的非常重要的先修課程。它的教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握信號(hào)和線性系統(tǒng)分析的基本理論、基本原理和方法,能夠在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作中靈活應(yīng)用這些方法解決學(xué)生遇到的問(wèn)題。它在電氣電氣工程專業(yè)的教學(xué)體系上起到了非常重要的作用,其重要性是其他課程不可替代的?!皵?shù)字信號(hào)處理”是通信和其他電子電氣工程專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)主干課程,課程主要內(nèi)容為:離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)在時(shí)域、頻域和z域的分析;離散傅里葉變換的概念、計(jì)算及其應(yīng)用;信號(hào)的取樣理論及其應(yīng)用;數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理和常用數(shù)字系統(tǒng);數(shù)字系統(tǒng)的有限字長(zhǎng)效應(yīng)分析等,內(nèi)容涉及大量的數(shù)學(xué)課程。對(duì)于電氣工程專業(yè)來(lái)說(shuō),系統(tǒng)的時(shí)域、頻域、復(fù)頻域分析方法和設(shè)計(jì)方法等內(nèi)容在其他的課程中都有涉及,傳統(tǒng)的“數(shù)字信號(hào)處理”課程中信號(hào)與系統(tǒng)部分的內(nèi)容并重就造成了教學(xué)內(nèi)容之間的重疊,很容易導(dǎo)致知識(shí)體系的混亂。而且電氣工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的“數(shù)字信號(hào)處理”課程并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,大部分都是大篇幅講述數(shù)學(xué)內(nèi)容,學(xué)起來(lái)沒(méi)有針對(duì)性,更加不懂得應(yīng)用在所學(xué)的專業(yè)知識(shí)上。所以對(duì)于電氣工程專業(yè)“數(shù)字信號(hào)處理”課程內(nèi)容的改革迫在眉睫。
二、課程內(nèi)容的改革實(shí)踐
“電力工程信號(hào)處理應(yīng)用”是昆明理工大學(xué)電力學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)首先提出的針對(duì)電氣專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的國(guó)家級(jí)精品課程,它是“數(shù)字信號(hào)處理”和“信號(hào)分析與處理”的后續(xù)課程。電力系統(tǒng)暫態(tài)量中包含非常豐富的信息,在電力系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域都有極高研究和應(yīng)用價(jià)值,但是,信息提取與區(qū)分的難度隨著信號(hào)的復(fù)雜程度明顯增大,沒(méi)有先進(jìn)的數(shù)學(xué)工具作為支撐,顯然非常困難。所以對(duì)于電氣專業(yè)的高年級(jí)本科生來(lái)說(shuō)只是學(xué)習(xí)了信號(hào)處理的各種方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,更應(yīng)該掌握信號(hào)處理各種方法在電力工程中的應(yīng)用。所以我院提出了“電力工程信號(hào)處理應(yīng)用”課程來(lái)幫助高年級(jí)本科學(xué)生和研究生學(xué)習(xí)和應(yīng)用信號(hào)處理技術(shù)。
課程開(kāi)設(shè)之初,主要介紹傅氏算法、最小二乘算法、卡爾曼濾波、相關(guān)分析法、Prony算法、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)以及分形理論等及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,包括傅氏算法在微機(jī)保護(hù)、故障測(cè)距、頻率跟蹤檢測(cè)等方面的應(yīng)用;最小二乘算法用于實(shí)現(xiàn)故障測(cè)距和負(fù)荷預(yù)測(cè);卡爾曼濾波算法在負(fù)荷預(yù)測(cè)、變壓器保護(hù)等方面的應(yīng)用;相關(guān)分析用于配電網(wǎng)故障選線、輸電線路故障選相、變壓器勵(lì)磁涌流鑒別等相關(guān)方面;利用Prony算法完成參數(shù)辨識(shí)、低頻振蕩曲線的擬合等工程應(yīng)用問(wèn)題;數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在電能質(zhì)量檢測(cè)、故障選相以及設(shè)備局部放電信號(hào)檢測(cè)等方面的應(yīng)用;分形算法來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的配電網(wǎng)故障選線、輸電網(wǎng)故障選相、變壓器涌流鑒別、電力電纜局部放電信號(hào)檢測(cè)以及負(fù)荷預(yù)測(cè)等應(yīng)用問(wèn)題。
通過(guò)總結(jié)多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐和科研心得,研究同行學(xué)者成果,補(bǔ)充了小波變換、相量測(cè)量單元(Phasor Measurement Unit,PMU)、希爾伯特-黃(Hilbert-Huang Transform HHT)、S變換等內(nèi)容,主要包括小波變換用于電力系統(tǒng)在線檢測(cè)、故障診斷、變壓器保護(hù)、負(fù)荷預(yù)測(cè)等工程課題;希爾伯特-黃變換在配電網(wǎng)故障選線、電力系統(tǒng)低頻振蕩檢測(cè)、設(shè)備局部放電信號(hào)檢測(cè)等問(wèn)題的算法實(shí)現(xiàn)步驟和算例分析;S變換其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究主要集中在對(duì)電能質(zhì)量擾動(dòng)特征的提取、(間)諧波檢測(cè)、配電網(wǎng)故障選線、低頻振蕩模態(tài)分解、行波波頭識(shí)別等范圍。
“電力工程信號(hào)處理應(yīng)用”是數(shù)字信號(hào)處理和信號(hào)分析與處理的后續(xù)課程,只占用少量課時(shí),所以我院在信號(hào)處理技術(shù)的理論與公式的講解方面進(jìn)行了適當(dāng)簡(jiǎn)略,突出講解一些在電力工程中應(yīng)用廣泛、且在信號(hào)處理課程中也較重要的部分。例如,典型的濾波算法有傅里葉變換、最小二乘法和卡爾曼濾波??柭鼮V波中又包含著相關(guān)分析、s變換、HHT變換、小波分析、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、分形和PRONY方法等。這樣電氣專業(yè)的本科生以及研究生的學(xué)習(xí)就很有明確性,不會(huì)對(duì)一大堆的理論與公式感覺(jué)無(wú)從下手。
我院開(kāi)設(shè)的“電力工程信號(hào)處理應(yīng)用”課程安排了32個(gè)學(xué)時(shí),占2個(gè)學(xué)分。在少課時(shí)少學(xué)分的情況下要做到讓學(xué)生有興趣,學(xué)習(xí)有目的就要重點(diǎn)突出,精選教學(xué)內(nèi)容。具體在課程內(nèi)容安排上,我院把重點(diǎn)放在信號(hào)分析方法在處理電力工程信號(hào)方面的實(shí)際應(yīng)用上。例如,在線檢測(cè)技術(shù),遠(yuǎn)動(dòng)與自動(dòng)化技術(shù),繼電保護(hù),電能質(zhì)量分析與控制,PMU數(shù)字算法等。這樣學(xué)生既不會(huì)感覺(jué)內(nèi)容枯燥難懂還節(jié)省了學(xué)習(xí)時(shí)間,學(xué)習(xí)更有針對(duì)性,更具實(shí)際價(jià)值。
三、教學(xué)理念和教學(xué)手段的改革實(shí)踐
“電力工程信號(hào)處理應(yīng)用”課程的難點(diǎn)在于:該課程將電氣工程專業(yè)知識(shí)、信號(hào)分析與處理知識(shí)緊密結(jié)合,要求學(xué)生具備較為扎實(shí)的專業(yè)知識(shí);含有大量公式,其物理含義較難理解。針對(duì)本門(mén)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn),在教學(xué)中采用如下方法予以解決:
1.采用以問(wèn)題中心的講授脈絡(luò)
本著以問(wèn)題為中心的教育理念,以電力工程信號(hào)為教研對(duì)象,以電力工程信號(hào)處理算法原理和實(shí)現(xiàn)為著力點(diǎn),以電力工程信號(hào)處理應(yīng)用為落腳點(diǎn),以電力工程實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題為中心,系統(tǒng)講授電力工程信號(hào)、電力工程信號(hào)處理算法原理以及電力工程信號(hào)處理應(yīng)用三個(gè)層面的內(nèi)容。每一獨(dú)立章節(jié)講述清楚概念、方法、結(jié)論和主要應(yīng)用等四個(gè)層面內(nèi)容,既啟迪思路,又解決實(shí)際問(wèn)題,理論聯(lián)系實(shí)際。
2.積極引入教研和科研成果,優(yōu)化課程體系,更新教學(xué)內(nèi)容
將課題組創(chuàng)新的科研成果應(yīng)用于教學(xué)中,更新教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化課程體系,如將形態(tài)學(xué)-小波檢測(cè)、HHT、S變換等綜合應(yīng)用于行波波頭檢測(cè)和初始波頭到達(dá)時(shí)刻標(biāo)定;采用小波能量熵,S變換能量熵和形態(tài)譜等方法進(jìn)行纜-線混合線路的故障選線;創(chuàng)造性地提出變壓器勵(lì)磁涌流鑒別的形態(tài)結(jié)構(gòu)判別方法以及動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)的形態(tài)譜方法、分形方法和廣義S變換法。
3.進(jìn)行教學(xué)方法改革
對(duì)一些復(fù)雜、煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明,盡可能用簡(jiǎn)樸的方式及其應(yīng)用示例表述,應(yīng)用Matlab程序,把抽象的概念形象化,增強(qiáng)理解上的直觀性、生動(dòng)性和緊湊性,努力做到即學(xué)即練即會(huì)。
在教學(xué)過(guò)程中,將框架式教學(xué)、支架式教學(xué)、比較式教學(xué)、隨機(jī)訪問(wèn)教學(xué)、實(shí)例教學(xué)、討論式教學(xué)、理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合教學(xué)等教學(xué)方法相融合。
4.采用多媒體技術(shù)輔助進(jìn)行教學(xué)
在教學(xué)過(guò)程中,輔以多媒體教學(xué),用形象直觀的演示來(lái)提高教學(xué)效果,充分利用聲音、圖像、視頻、影片等資源,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶。
5.注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)
以Labview為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),學(xué)生可自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,課堂實(shí)驗(yàn)與開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合,協(xié)同共進(jìn),著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力。
四、教材建設(shè)
幾年來(lái)課程負(fù)責(zé)人束洪春教授帶領(lǐng)課程組不斷探索和發(fā)現(xiàn)先進(jìn)的教學(xué)理念與方法,進(jìn)行“電力工程信號(hào)處理應(yīng)用”課程的建設(shè)和改革,加強(qiáng)教材建設(shè),積極引入教研和科研成果,實(shí)時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化課程體系。
在教材使用及教材建設(shè)方面,最初采用束洪春教授主編的《電力工程信號(hào)處理應(yīng)用講義》,通過(guò)總結(jié)多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐和科研心得,研究同行學(xué)者成果,現(xiàn)已由科學(xué)出版社出版了《電力工程信號(hào)處理應(yīng)用》。此書(shū)系統(tǒng)性強(qiáng),根據(jù)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的特點(diǎn),對(duì)電力工程信號(hào)處理應(yīng)用進(jìn)行了課程體系改革,已經(jīng)獲批為國(guó)家級(jí)“十二五”規(guī)劃教材。以該課程為線索,從電力工程實(shí)際問(wèn)題出發(fā),將電氣工程專業(yè)知識(shí)、信號(hào)分析與處理知識(shí)緊密結(jié)合,使學(xué)生所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,既啟迪思路,又解決實(shí)際問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)教材采用束洪春教授主編的《電力工程信號(hào)處理應(yīng)用講義實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》,根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容的不斷更新實(shí)時(shí)調(diào)整,已進(jìn)行了5次較大幅度的更新,現(xiàn)在積極準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)教材的正式出版。此外,根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要,研制開(kāi)發(fā)了“電力工程信號(hào)處理應(yīng)用”多媒體教學(xué)軟件配合教學(xué)。
五、結(jié)論
“電力工程信號(hào)處理及應(yīng)用”于2009年獲國(guó)家精品課程稱號(hào)。我校長(zhǎng)期立足云南,輻射全國(guó)及東南亞,培養(yǎng)高層次科技人才和應(yīng)用人才,與云南電力行業(yè)緊密合作。該課程一直是我校電氣類本科主干專業(yè)課,有效提高了學(xué)生用信號(hào)處理方法解決電力工學(xué)實(shí)際問(wèn)題的能力。課程教學(xué)實(shí)踐的效果顯著,本科學(xué)生先后獲挑戰(zhàn)杯國(guó)家二等獎(jiǎng),全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽一、二等獎(jiǎng)各3項(xiàng),數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽國(guó)家二等獎(jiǎng),節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽國(guó)家二等獎(jiǎng)等多項(xiàng)國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì);申請(qǐng)專利29項(xiàng),授權(quán)17項(xiàng),獲國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃6項(xiàng),省大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃1項(xiàng),課程的教改與建設(shè)以及科研應(yīng)用成果豐碩?!懊嫦蚬こ绦F蠼Y(jié)合三方互動(dòng)的電力本科人才培養(yǎng)改革與實(shí)踐”、“校企合作增強(qiáng)辦學(xué)實(shí)力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的探索”先后獲省教學(xué)成果一、二等獎(jiǎng);電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)被評(píng)為國(guó)家級(jí)特色專業(yè);校企“訂單+聯(lián)合”的專業(yè)-專項(xiàng)-崗位電力專業(yè)人才培養(yǎng)模式獲得省人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū),并建立了省本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)示范中心。課程建設(shè)中大量的科研及工程應(yīng)用,先后獲得省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng),省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng),省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)2項(xiàng)。相信在校領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心和支持下,通過(guò)課程組全體教師的艱苦努力,該課程建設(shè)將在我院的教學(xué)改革中不斷取得進(jìn)步。