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關鍵詞:電氣工程;建設;發展
Abstract: In the early twentieth century, as the economy continues to develop, China's electrical industry has made gratifying achievements, but there are some shortcomings, such as coal-burning pollution. So, some of our universities have begun efforts to build electrical engineering, science and technology to promote the use of means of solving some of the problems that exist in the development of the electrical engineering industry, the situation of the development of the electrical industry and a number of issues worthy of our consideration.
Keywords: electrical engineering; construction; development
中圖分類號:G420文獻標識碼:A
目前,我國高校大力建設電氣工程相關的學科,投入了大量的人力和物力,努力提高我國電氣工程的現代水平。目前,我國的電氣工程行業取得了很大的成就,但還是存在一定的問題。下面,我們就電氣工程發展的狀況和一些不足進行探討。
一、電氣行業的基本概況
目前,我國高校承擔的主要責任是培養人才,科技創新和服務社會等。在這些方面之中,高校根據國家和社會的需要,然后進行一些學科的建立和發展,從而承接一些科研項目的研究,建立相應的學科基地,有助于實現我國科教興國的戰略目標。一些高校積極建立科研基地,有助于培養高素質的人才,不斷進行科技的創新,國家進行資金的扶植,不斷對師資隊伍進行優化,不斷促進研究和學科的發展。這樣一來,不僅在一定程度上提高了學生的實踐能力和水平,而且有助于提高國家的整體的科研實力,從而加速我國水力發電的步伐,減少環境的污染,減少煤炭的使用,解決我國資源短缺的問題。
二、電氣工程學科的整體規劃
在我國,與電氣工程相關的學科有五大類,包括電子科學與技術、控制科學等。電氣工程學科的定義是這樣的:研究電氣的產生、運用和電子系統相關的學科。整個來說,電氣工程學科包括的內容很多,主要指有電力系統的運行規律,高壓電氣等與電力的運轉等密切相關的學科和一些理論。我們高校需要不斷研究這些理論,一旦這樣技術和理論得到了充分的發展和應用,很大程度上能改善我們的生活品質,改變我們的生活環境。
十九世紀中期,電磁理論得到了一定程度的發展,為電氣工程的技術發展提供了理論的基礎,在理論發展之后,一些科學家相繼研究電動機和發動機等,這樣,在一定程度上,電能得到了大量的運用,并且價格相對低廉,人類進入了電氣時代。隨著電氣工程相關的理論不斷研究和發展,人科學技術的不斷發展,在今后的幾年內,電氣行業將對人類產生重大的影響。第一方面,電氣工程學科與物理可以進行交叉發展,為電氣行業的發展帶來新的發展空間;第二方面,新技術的發展將為電氣工程學科帶來技術的可行性技術;第三方面,信息技術的不斷發展會在一定程度上加速了電氣工程學科的發展。
電氣工程學科的實踐性較強,需要在日常的活動中,理論與實踐進行有機結合,這樣才能提高學生的效率。隨著電氣工程行業的現代化水平的提高,電氣化相關的人員其中包括科研人員和電氣工程相關的學生等,不斷提高自己的素質和綜合能力,要掌握計算機技術,信息技術和一些自動化的相關技術,
三、電氣工程學科的管理和改進措施
1、制定更加專業的培養計劃
為了促使我國的高校的專業分配更加合理和科學,我國的一些高校進行一些學科的建立的時候,要充分考慮到國家和市場的實際需要,以培養社會和國家需要的人才為己任。高校根據國家和市場的需要建立相應的學科和科研基礎時,同時要突出強調學校的特色,根據國家和市場的需要培養社會需要的特色型人才。不同的高校要根據自己的辦學定位,發揮自己的專業優勢,突出自己的辦學特色。這樣在我國就形成了不同層次和不同類型的高校分布的格局。在這樣的教育規劃中,在一些經濟比較發達的地區,要建設水平相對而言比較高的科研基地。在這樣科研基地中,投入先進的設備,為我國電氣行業的發展帶來新的創造力,在進行技術的創新的同時,培養了一批高素質的人才。這樣一來,不同高校的專業的布局將會更加合理,同時人才的培養和輸出符合市場的要求。電氣工程行業的理論和實踐性較強。在進行人才培養的時候,要突出強調實踐能力的培養 ,教學活動中的實踐和社會技術緊密結合。
2、師資的建設和培養
在積極對高校進行電氣工程學科建設的時候,同時也要加強對老師能力的培養和提高。由于近幾年來國家的政策的調整,高校的持續擴招,高校的教師數量明顯不足,所以我們應該加強高校的師資隊伍的建設和培養。
基于高校教師的數量不足的問題, 一些高校應該定期把一些優秀的骨干教師不斷進修和培養,不斷提高他們的理論水平,增強高校的科研的能力,同時不同的高校應該進行交流,學習一些比較好的經驗,來提高自己的專業水平。同時,加強與本行業的密切的交流,及時了解電氣工程行業的發展的方向,根據電氣工程行業的發展方向,制定相應的研究方案。
3、多組織實踐的教學活動
計算機技術、信息技術和機械自動化的水平的提高為我國電氣工程行業的發展奠定了理論和技術的基礎。但是,由于電氣工程行業的實踐性較強,需要我們在進行一些教學活動的同時,多增加一些實踐活動。一些科研活動與實際的教學活動向結合,有助于提高學生的專業化的水平,同時促進了科研的發展,有理論有實踐,促進了科研水平的提高。
結語:
我國電氣行業的現代化的建設雖然取得了一定的成就,但是仍然存在一定的問題。但是,我們要相信,隨著我國高校電氣工程的建設和科技的投入,我國的電氣行業的不足之處一定會得到改善和發展,培養了人才,增加了科研的技術水平,與我國的現代化的建設相符合。
參考文獻
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【關鍵詞】教育目標;美國大學; 電子科技大學(成都); 電氣工程
【中圖分類號】F407.63【文獻標識碼】A【文章編號】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 國外電氣工程類專業發展概述
電氣工程(Electrical Engineering簡稱EE)是現代科技領域中的核心學科之一。就目前國際水平而言,電力的需求將不斷增長,社會對電氣工程及其自動化科技工作者的需求量呈上升態勢。因此, 電氣工程的教育和科研在發達國家高校中一直占據著十分重要的地位。
國外該學科(系)在科研、教學及學術組織形式上與國內電氣工程學科有較大不同。了解國外學科狀態及教學、科研方向,對調整我們的學科方向、提高教學、科研水平具有十分重要的作用。下面分析美國著名大學電氣專業教育培養特點,并與電子科技大學(成都)的電氣工程專業的培養目標、課程設置等多方面進行對比分析,對我校課程設置提出一些建議。
2 電子信息與電氣工程專業的使命、教育目標及結果
2.1 電子科技大學(成都)(University of Electronic Science and Technology of China)
使命
使學生具備本學科和跨學科的基礎與綜合素質,專業能力強、綜合素質高,具有國際視野的寬厚型、復合型優秀人才。
本科生培養目標
1.具備扎實的自然科學基礎與較好的人文科學基礎。
2.掌握強電與弱電、電力電子、硬件與軟件、多學科的基礎理論。
3.掌握電力電子設備與系統的基本分析與設計方法;具有設計、開發、調試、應用電氣系統的基本能能力。
4. 了解電氣系統的基本方針、政策和法規;了解該領域最新進展與發展動態;具有良好的外語基礎與國際交流能力,具有一定的科學研究和實際工作能力。
主干課程:
電路分析基礎、信號與系統、模擬電路基礎、數字邏輯設計及應用、微型計算機系統原理及接口技術、電力拖動自動控制系統、嵌入式控制系統等。
主要實踐教學環節
1.實驗:電機與電拖自動控制實驗、電機的微機控制技術實驗。
2.上機:軟件技術基礎上機、單片機原理及應用上機。
3.課程設計:電路分析基礎課程設計、電力拖動自動控制系統課程設計、電力電子技術課程設計、電機拖動與PLC控制系統課程設計、供配電課程設計、二維精密伺服系統設計課程設計。
4.實習實訓:基礎工程訓練、電工電氣技術實訓、電裝實習、生產實習、綜合課程設計、畢業設計等。
2.2 麻省理工學院工程學院電氣工程與計算機科學系( Department of Electrical Engineering and Computer Science,School of Engineering,MIT)
使命: 電氣工程與計算機科學系的首要使命在于培養學生。發展創新技術、思維及實踐并培養能夠處理世界復雜問題的創新型領導。
本科生教育目標
1.提高學生電氣工程與計算機科學必要的數學工具、基礎科學和基礎知識的應用能力。
2.發展學生對電氣工程與計算機科學的專業理解以便為未來就業做好準備。
3.發展學生對社會、工商業、技術以及人類生存環境的重要性的理解,以便產品設計的程序符合實際需要。
本科生學習結果
1.基礎:了解科學與工程的基礎, 并能夠加以應用。
2.廣度:熟悉包括電氣工程(EE)和計算機科學(CS)基本要素在內的多種重要的技術領域。
3.深度:運用電氣工程領域的V1- 1課程計劃、計算機科學領域的V1- 3課程計劃、以及這兩個領域的V1- 2課程計劃的一種或多種專業方向全面的知識。
4領導能力:在EE 和CS 設計和發展所面臨的更大的挑戰背景下的鑒別能力。
電氣工程學士學位( BSEE) 課程計劃的教育目標
必修課與選修課的結合確保學生在電路、數字系統、電子設備、電磁以及線性系統等專業領域獲得一個寬廣的知識基礎。
BSEE課程計劃的目標
BSEE 課程計劃使學生在畢業后為取得以下職業和專業成就做好準備:
1.通過設計、產品開發、研究、生產、咨詢測試、銷售以及管理等技術性作業來練習電氣工程。
2.熟練使用現代化的設計工具。
3.參與和提供由多種專業和文化背景的個體組成的團隊的領導。
4.掌握有效的書面和口頭溝通技能以傳遞信息、表達觀點。
2.3 斯坦福大學工程學院電氣工程系( Department of Electrical Engineering,School of Engineering,Stanford University)
使命
本科課程計劃的畢業生被要求掌握電氣工程的基礎知識和至少一門專業領域的知識。畢業生被要求具有基本的實驗、設計和溝通能力以便為研究生階段的繼續學習做好準備, 或者為要求掌握電氣工程、科學與技術的一門基礎知識的初級崗位做好準備。
教育目標
1.技術知識: 提供電電氣工程原理的基礎知識、必要的計算支撐知識、工程基礎、數學和科學。培養計劃必須至少包括一個有深度的專門領域, 當前包括計算機硬件、計算機軟件、控制、電子、場與波、通信與信號處理。
2.實驗室與設計技能: 培養進行和設計實驗方案需要的基本技能,培養簡述問題與描述方案的能力, 培養采用先進技術知識和技巧, 規劃求解方案的過程的能力。
3.交流技能: 培養組織編撰報告的能力, 用英文進行寫作和演講的能力。
4.為深造打基礎: 為后續研究生、或終身成功學習準備足夠寬深的知識。
5.為就業作儲備: 培養適應很多不同職業崗位的技能和品質, 包括經濟頭腦、道德規范、領導能力、專業組織能力、安全意識、服務態度、協作精神等。
電氣工程本科課程改革趨勢
本科新課程主要變化: 在2- 3 年級采用一組由6 門課程組成的核心課程, 為學生在7 個EE 分支學科從事高級學習提供一個基礎。通過將必要的鏈條扁平化, 作為高年級學生, 學生能夠從一個更廣泛的高級課程中進行選擇。
3 電子信息與電氣學科專業教育基本特點比較及分析
從以上學校介紹及分析可以看出:
總體來說,國外的電氣課程具有如下特點:
(1)教學體系呈現百花齊放的態勢,教學內容涵蓋面廣。
(2)在所分析的幾所美國大學里, 在同一學院, 不同學科的低年級學生在同一基礎平臺上接受相同的教育, 淡化專業方向, 這有利于培養學生寬廣的知識面并使其就業途徑更加多樣化。
(3)各校該學科專業的使命和教育計劃都強調厚基礎, 重視學生解決實際問題的能力、理論與實踐相結合的能力、創新能力、終身學習的能力、有效溝通和交際的能力以及人文和社會科學素養的培養和提高, 重視學生個性的和諧發展年, 重視專業教育與道德教育的結合。
在教學內容和教學方式上,國外大學有很多值得我們借鑒的地方。在教學內容上,必須強調抽象方法的應用,這對于學生理解分析方法和建立實際器件和電路的概念都會有幫助。我國的教學內容遵循比較完整的經典理論體系,近年來在更新知識體系與內容方面做了一些工作,但是在反映新技術新方法、緊密聯系快速發展的電子技術方面仍顯得不足。
國外的教學組織和管理運行機制與國內最根本的區別在于:國外的教學是以學生為主導的,在學習知識的過程中,學生的主動性、自覺性和自律性更強,國外高校的學分制體系和學生的高淘汰率,保證了較高標準的教學水平。
故我校可以參考以下建議進行改進
1.關于課程教學方法
實現從單一傳授知識向綜合能力培養轉變;實現從重教輕學向以教師為主導以學生為主體轉變;充分利用計算機技術和網絡技術為教學服務;使課程網站和課程教學緊密結合,加強好課件的使用交流。
2.關于課程實驗教學內容
目前,各個學校都十分注重對學生動手能力的培養,在課程中加強實踐性教學環節。應加強工程實踐內容,增加綜合設計性和研究性實驗。
3.關于教材建設
在廣泛吸取國外教材成功經驗以及總結我國教材建設經驗的基礎上,建議各高校根據人才培養目標的定位和實際需要,編寫一些更具特色的教材。
由此,只要我們深入學習并結合本校實際情況,認真分析并學習國內外名牌高校的優勢所在,加強師資建設、對課程設置進一步優化、提高學生實踐學習時間,就一定能夠培養出知識面寬、基礎扎實、能力強、素質高的大學本科畢業生。
參考文獻
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關鍵詞:職業標準;維修電工;電氣自動化技術專業;學習領域課程開發
【中圖分類號】G71
基于工作過程的學習領域課程的開發,已成為近年來高等職業教育課程改革的熱點。基于工作過程的學習領域課程的實質,在于課程的內容和結構追求的不是學科架構的系統化,而是工作過程的系統化。職業教育的課程開發必須打破傳統學科系統化的束縛,將學習過程、工作過程與學生的能力和個性發展聯系起來,將“工作過程的學習”和“課堂上的學習”整合為一個整體,將職業資格研究(包括職業分析、工作分析、企業生產過程分析)、個人發展目標分析與教學分析和教學設計結合在一起。
高職電氣自動化技術專業中維修電工的考證及學習是重要項目之一,該專業的核心能力對應的職業是維修電工。因此,以“維修電工”國家職業資格為標準、以高職人才培養為目標,將維修電工職業標準有機地融合到專業學習領域課程開發中,以項目為導向、工作任務為載體,重建專業方向課程體系,以解決專業教學與“維修電工”考證相互脫節的問題。
一、確立專業及其面向的職業崗位分析
根據企業調研,維修電工在不同工業部門如機械與設備制造、汽車與配件工業、電子工業,從事自動化生產。除操作自動化生產設備以外,這些設備的維護成為其專業工作的重點。此外,維修電工參加生產設備的建造和改造,進行電子維修,在車間維修并制造電子、自動化和信息技術的組件和儀器。符合專業要求的工具、測量儀器和測試材料、旨在有效完成任務的工作和工作崗位設計以及與同事進行符合專業要求的交流,都屬于維修電工的任務要求。同時,還要考慮經濟、社會和生態的不同要求以及由此引起的對職業行動的要求。維修電工能對任務進行整體性觀察并在完整性的工作過程背景下對其進行組織,也就是說,借助其企業關聯知識關注過程的銜接并與其他部門(機械保養、物流、制造計劃等)合作。
二、提取、劃分、分析典型工作任務學習難度范圍
電氣自動化技術專業中以電氣設備的運行、安裝、調試與維護及營銷服務等職業崗位為導向,重點突出技能培養,根據職業能力要求提煉難度1-4級的典型工作任務。
(一)職業定向的工作任務(學習難度范圍1)
工廠車間照明設備的安裝與維修、普通機床電氣設備的安裝與維修、電機的安裝與維修、小型電子設備的調整與改裝、工廠供電系統的計劃與實施、做計算機控制系統的計劃與實施、印刷電路板的設計與制作、現場總線與工業以太網的構建與維護。
(二)系統的工作任務(學習難度范圍2)
交直流調速系統的安裝與調試、設備運行的檢測與控制、電氣設備控制的安裝于調試、生產過程的組織與實施。
(三)蘊含問題的特殊工作任務(學習難度范圍3)
電氣設備的調整與改裝、數控設備的維護。
(四)無法預測的工作任務(學習難度范圍4)
生產設備的調整及生產質量保障。
三、構建電氣自動化技術專業維修電工方向教學計劃
根據典型的工作任務,提煉支撐課程,形成了12門理實一體化的學習領域課程。
學習領域課程編號 學習領域課程 基準學時
小計 第一學年 第二學年 第三學年
1 電工基本技能 2周 2周
2 電氣設備安裝與維護 4周 4周
3 電子技術應用實訓 4周 4周
4 電氣繪圖技術實訓 8周 8周
5 PLC應用技術 5周 5周
6 組態控制技術 2周 2周
7 傳感器技術及應用 4周 4周
8 交直流調速系統與應用 3周 3周
9 集散控制與現場總線 3周 3周
10 單片機應用技術 4周 4周
11 自動化課程綜合實訓 5周 5周
12 自動化課程設計 2周 2周
合計學時 1196 468 286 442
四、建立學習領域課程教學計劃(舉例)
以《自動化課程綜合實訓》學習領域課程為例,建立講授單元和行動單元學習任務和內容。講授單元主要對PLC的組成與基本工作原理;PLC的編程軟件及編號范圍;基本邏輯指令表示方法及其應用方法;掌握梯形圖的繪制原則及PLC設計原則、步驟和方法;對典型生產線工業控制對象進行系統的意見設計、系統的軟件設計、安裝調試設計,共計150課時。
行動單元中建立五個子學習領域課程:
1、控制方案的初步設計(學時:12),學生根據項目設計要求對現有自動化生產線及需改造的生產線進行調查,并據此形成初步控制方案,討論并完善,最后提交具體可操作性的控制方案。
2、交流電機的PLC變頻控制(學時:48),根據項目設計要求對交流電機的控制所需器件進行選型,了解并掌握器件使用完成交流電機的PLC變頻控制子系統,并進行系統測試調試,最后提交相關技術文檔。
3、物料分控系統的PLC控制(學時:24),根據控制方案要求對物料分控所需器件進行選型,了解并掌握器件的使用方法,完成物料分控子系統,并進行系統測試調試,最后提交相關技術文檔。
4、機械手的PLC控制(學時:30),根據控制方案要求,了解并掌握機械手的使用方法,完成機械手控制子系統,并進行測試與調試,最后提交相關技術文檔。
5、系統綜合計劃與調試(學時:36),根據控制方案要求,對全系統進行聯合調試,分析并找出其中的問題,完成全系統了,并提交相關技術文檔。
將維修電工職業標準融合到高職電氣自動化技術專業的學習領域進行課程開發中,解構原有的基于知識儲備的學科體系架構課程,重構基于知識應用的行動體系架構課程,凝練工作過程要素,在現實的職業資格基礎上,培養學生普適的職業資格,為未來的職業資格奠定基礎,提升學生的“職業競爭力”。通過學習領域課程的開發研究,可有效的優化學校課程資源,在有限的課時內發揮課程最大的作用;可優化課程結構,提高人才培養質量,體現高等職業教育人才培養的特色;為相關專業的課程結構的改革提供思路,使之更加適應培養學生綜合職業能力和全面素質的需求。
參考文獻:
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關鍵詞:電氣工程及其自動化;電氣裝備;課程體系
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)31-0160-02
一、引言
平頂山學院的電氣工程及其自動化專業為省級特色專業、河南省普通高等學校本科工程教育人才培養模式改革試點專業,所屬的電氣工程學科為校級重點學科。該專業多年來服務于平頂山地區的經濟發展,培養區域經濟發展所需要的電氣類專業人才。緊緊圍繞平頂山市重點發展裝備制造業的戰略部署,2013年,平頂山學院下發了《關于學科專業群的建設意見》,明確提出重點建設電氣信息類專業群。電氣信息類專業群的發展目標定位:建設服務于智能電力設備行業產業發展需要,富有地方特色的、優勢突出的應用型專業群;服務面向定位:立足平頂山,面向河南,對接智能電力設備行業產業,為區域經濟社會發展服務。2014年,學校將電氣信息類專業群中的電氣工程及其自動化、軟件工程、物聯網工程3個專業列入首批轉型試點,電氣工程及其自動化負責培養智能電力裝備的本體及硬件設計開發所需要的應用型人才。為此,電氣工程及其自動化專業的電氣裝備方向面臨著前所未有的機遇和挑戰。
課程體系的開設是培養人才的基礎。目前,我校電氣工程及其自動化專業的課程設置都是根據學科知識結構的內在邏輯來展開的,強調學科知識的系統性和完整性,強調全面掌握學科領域知識,忽視知識的實用性,整個課程體系學術性很強,技能性缺乏。課程設置幾屆甚至更長時間都固定不變,沒有結合當今科技與社會經濟發展的實際,只滿足于課堂教學,給學生提供動手的機會很少,缺乏應有的靈活性,不能根據學生的需求采用不同的技能訓練模式。雖然有畢業實習、金工實習、電工實訓、電子技術課程設計、專業綜合課程設計,但持續學習時間短,學生未能真正深入進去,專業見習更是走馬觀花,學生純粹是看熱鬧,沒有任何實質性學習。因此,教學效果不夠理想,對于學生的實踐動手能力的提高幫助有限。在科學技術日新月異、知識不斷更新的時代,這種課程體系無法應對新形勢的挑戰。
為滿足專業群建設的需要,培養應用型人才,平頂山學院電氣工程及其自動化專業在整合現有資源的基礎上,在實踐中開展多維調研與深度探究,積極構建電氣裝備方向的全新的課程體系。
二、構建電氣裝備方向課程新體系
通過到國內知名高校和平頂山地區的電力裝備制造企業進行調研以及對畢業生的跟蹤調查,得到企業對電氣工程及其自動化專業的畢業生的知識結構、能力素質的要求,從理論教學環節和實踐教學環節構建了電氣裝備方向的新的課程體系。
1.構建理論課程新體系。根據電氣工程及其自動化專業培養目標定位和專業應用型人才的知識結構要求,理論教學環節設置了通識必修課、學科基礎課、專業必修課和專業選修課。(1)通識必修課。通識必修課按照素質教育的理念,強調德、智、體、美相互滲透,設置的課程有:思想道德修養與法律基礎、中國近現代史綱要、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、大學英語、大學體育。學生通過通識必修課的學習,獲得必要的價值分析、探究方式與能力的訓練,形成合理的思維方式和準確的觀察判斷能力以及清晰的溝通表達能力。(2)學科基礎課。學科基礎課課程的設置是針對電氣信息類專業群所必需的知識和基礎,注意培養學生的基本素質,著眼于學生的可持續發展,著眼于為學生繼續學習打基礎,使學生獲得較寬厚的公共基礎學科、專業基礎學科的知識。設置的課程有:高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理、電路分析、模擬電子技術、數字電子技術。(3)專業必修課。我校電氣工程及其自動化專業設立了“電氣裝備”和“電氣控制”兩個專業方向,專業必修課是這兩個方向必修的課程,主要培養學生的基本專業技術和能力,使學生系統掌握電氣工程的基礎理論、基本知識。設置的課程有:電機學、電力電子技術、電氣控制及PLC技術、自動控制原理、電力工程基礎、單片機原理及應用、MATLAB在電氣工程中的應用、自動檢測技術、專業英語。(4)專業選修課。專業選修課是針對專業方向的需要安排的課程,根據應用型人才培養的要求以及課程的前后邏輯關系,按照“有用、可用、管用”的原則,根據“電氣裝備”方向的特點,精心設置了“電氣裝備”方向的課程:電氣CAD基礎、機械設計基礎、高電壓技術、電器學、高壓電器、電氣裝備的計算機控制技術、智能電器、電氣新技術講座。學生必須完整修完自己專業方向的課程,其他專業方向的課程可作為個性課程選修。另外,為高年級學生開設電氣新技術講座,聘請企業教授級高工、知名大學教授開講座,介紹學科研究熱點、發展趨勢,使學生了解學科發展的最新動態。
2.構建實踐課程新體系。據行業和企業專家的要求,結合專業群內現有人才培養資源,電氣工程及其自動化專業電氣裝備方向實行校企聯合培養和“3+1”人才培養模式。前3年在學校培養,注重人文,強化基礎,著重培養“自主學習、主動實踐、實學創新”的意識和能力;第4年進入合作企業,以企業為主,開展校企聯動的工程實踐教育,參與項目實訓和畢業設計,從而培養學生的工程實踐能力、運用專業知識解決實際問題的能力,熟悉工程項目的基本流程、過程管理及業務規范等方面的知識,培養團隊合作精神和創新意識。為此,在實踐課程新體系中,設置了獨立實驗課、集中實踐課、第二課堂。(1)獨立實驗課。減少驗證性實驗,增加研究性、設計性、綜合性實驗,盡可能模擬電氣工作的現實環境,在實驗中分配給學生一定的工作任務,學生得以找到寶貴的機會將所學知識提前應用到未來的工作中,達到真正提升學生素質和能力的目的。設置的獨立實驗課程有:大學物理實驗、電路分析實驗、電子技術實驗、電機學實驗、電器學實驗。其中,電路分析實驗、電機學實驗、電器學實驗等利用項目來進行教學,尋求的是以學生在課題和項目完成的過程中來自主形成電氣專業知識體系,綜合培養學生的知識、技能和工作的態度等。(2)集中實踐課。包括校內集中實踐和企業實踐兩部分。校內集中實踐強化基于項目的科學研究和工程實踐訓練,設置的環節有:軍訓、金工實習、電子技術課程設計、電氣測量實訓、電機控制實訓、電子技術課程設計、電力電子課程設計、電力工程課程設計、PLC課程設計。企業實踐,包括企業認知實習、企業專業實習和畢業設計等3個環節。①企業認知實習。這主要鍛煉學生綜合運用所學的科學理論方法和技術手段分析并解決工程實際問題的能力,培養學生的創新意識和進行產品開發與設計、技術改造與創新的初步能力。以《電力工程基礎》課程為例,該課程要求學生通過學習掌握供配電系統的結構及運行的基本知識,為達到上述要求,首先帶領學生到幾家不同企業進行參觀,了解供配電系統的線路及設備,讓學生總結各企業供配電網絡的特點,然后回到學校學習相關理論知識,在學校進行基本知識的學習后,再到企業去參觀實習,找出存在的問題并改進。②企業專業實習。目的是使學生了解和掌握本專業基本的生產實際知識及本專業的科技發展水平和方向;驗證、鞏固和豐富所學過的專業知識,培養學生在生產實際中發現問題、分析問題和解決問題的能力。這主要采用以下方式:參加企業技術培訓、擔任技術員助理、施工員助理、項目經理助理等。在上述多個崗位中,每個學生側重1個崗位,實際工作不少于2~3個月,以保證學生對相關崗位有足夠的認識和感受,能夠了解其中的精髓。③畢業設計。采用校內指導教師作為主導師、企業副高級以上職稱人員作副導師共同指導的方式,主要解決企業生產實際中遇到的問題,培養學生的創新意識和獨立工作的能力,使學生提前熟悉工程環境,為培養適合企業實際工程應用能力的人才打下基礎。(3)第二課堂。學生在大二、大三時通過進一步培訓就可以參加AutoCAD繪圖競賽、電機控制競賽、PLC程序設計競賽、單片機編程競賽、MATLAB程序設計競賽、電子設計大賽、大學生科技創新、創業活動等實踐;在暑假、寒假期間,安排一些學生到實踐教學基地和相關企業實習;鼓勵學生到我校的供配電實訓室和高壓智能開關工程技術研究中心進行開放實驗;請大公司的工程師來做講座、工程培訓,縮短畢業生進入企業的適應期,節省企業培訓成本和時間。第二課堂不但能提高學生的實踐能力、表達交流能力、自主學習能力、自我管理能力等,還可培養學生的工程意識、團隊合作意識。
三、結束語
課程體系的構建只是專業群建設的開端,該課程體系的順利實施還要依賴實踐教學平臺的建設和“雙師型”師資隊伍的建設等一系列具體舉措。在校、院兩級領導的推動下,實踐教學平臺和“雙師型”師資隊伍的建設已初具成效,相信在不久的將來,我院電氣裝備方向將會對平頂山乃至全國的電力裝備行業輸送大量優秀人才。
參考文獻:
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隨著電力電子技術的迅猛發展以及石油石化行業電氣自動化水平的不斷提高,教學內容越來越豐富,教學要求也越來越高。但是受到教學學時的限制,課程無法對一些具有石油特色的重要研究熱點進行深入介紹,限制了課程在特色專業建設中的作用,迫切需要解決以下幾個問題:
1.體現精品課程示范作用,解決“電力電子技術”在特色專業建設中促進各課程之間協調發展的問題目前,電氣工程專業各課程的內容較為松散,缺乏一個系統性的提綱,這與“建設國內著名、石油學科國際一流的高水平研究型大學”的目標還存在較大的差距。在山東省電氣專業特色建設的大背景下,如何解決專業課程之間銜接難題、整合各方向的研究領域、切實落實具有“油味”特色的專業建設是當前的一個重要研究課題。而“電力電子技術”由于其自身跨學科、寬領域的特點,恰恰可以作為這樣一個接口和橋梁。因此,作為一門立項建設的校級精品課程如何發揮模范示范作用,在促進各專業課程協調健康發展的同時,如何突出作為石油院校的課程特色,是本教學改革項目的一個挑戰,但更是一個機遇,也是一個創新性的研究內容。
2.改革現有教學手段和內容,解決有限學時與傳統教學方法不匹配的問題“電力電子技術”課程的教學內容以各種變流電路為主線,對電路的波形分析與相位分析的方法貫穿始終。必須更新教學觀念、教學方法和教學內容,使學生在有限的課時盡可能多地掌握和了解本學科的知識,提高課程的教學質量。
3.改革“電力電子技術”的實踐教學環節,解決學生主觀能動性不足問題在“電力電子技術”的實踐教學方面,該課程的教學均采用課堂教學結合課后驗證性實驗的教學模式。目前,學校僅采用掛件結構的實驗臺或實驗箱來完成實驗,學生始終處于被動狀態,不會積極去思考和創新,也找不到探索的目標和方向。這樣一來,如果設備在實驗過程中出現問題使得實驗結果與理論分析不符甚至出現異常現象,學生就會第一時間找老師要答案,不會獨立分析和解決問題。總之,為切實落實省級特色專業的建設目標,“電力電子技術”課程必須提升自身的學科定位,利用課程優勢強化作為特色專業課程之間的橋梁作用,因此對本課程的教學內容、教學方法和教學手段等進行全面的改革勢在必行。
二、課程改革的具體研究方案
1.打破課程壁壘,強化作為特色專業的橋梁作用電氣工程專業各學科的發展已經進入知識相互交叉、共同發展的時期,傳統孤立授課的方法已經不能適應新時期的要求。而“電力電子技術”是一門理論性、綜合性和實踐性都很強的重要專業課程,涉及到多個電氣工程學科課程的知識。利用這個優勢,將其建設成為一個承上啟下、溝通各課程的橋梁是非常合適的。以“電力電子技術”變流技術作為切合點,將“電力拖動自動控制系統”、“交流調速系統”的調速理論、“電力工程”的柔性輸電、智能電網等學科理論緊密結合,消除課程之間的壁壘,實現“弱電控制強電”思想的共通,從而將電氣工程特色專業建設形成一個有機的整體。
2.更新教學內容,突出“油味”特色石油院校所培養出來的人才不僅是電氣工程領域的專業人才,還必須了解石油工業生產對電氣技術的需求,能夠將電氣技術與石油技術很好地結合,為石油工業生產服務。目前,“電力電子技術”中與石油石化科研實踐的結合程度還不夠深入,如何更好地為行業服務,培養合格的電氣化人才,需要在課程內容安排上下功夫。例如,可以增加電驅動鉆機、潛油電泵變流電流拓撲的分析和簡單故障診斷,使課程更貼近現場,突出“油味”特色。
3.改革現有的教學模式,突出設計與創新采用“感知、學習、應用、總結、提高”五層次教學模式,在“感知”模塊中,通過多媒體課件演示與教學內容有關的案例;在“學習”模塊中,通過啟發式、討論式等教學方法,結合現代化的教學手段,使學生掌握“電力電子技術”的理論知識;在“應用”模塊中,通過實際電路的搭建和實驗調試,使學生將所學的課堂理論知識,有效地應用于實踐;在“總結”模塊中,將零碎的知識進行歸納,把對理論的片面認識變成全面掌握,培養學生舉一反三的能力;在“提高”模塊中,將任務驅動式的實踐經驗與理論完全融合,使學生明確崗位對電力電子技術能力的要求,并具備對整個系統的安裝調試能力。
4.培養學生獨立思考問題和解決問題的能力,鼓勵學生撰寫科研報告或者調研報告在本課程教學的前期,向學生介紹科技論文的寫作格式及方法,指導學生撰寫有關電力電子技術方面的調研報告,要求學生按照科技論文的規范進行撰寫。同時介紹一些相關的優秀網絡資源給學生,指導學生通過這些網絡資源去查閱相關的中英文資料,使學生更主動地去了解電力電子發展的動態前沿,因而充分認識到學習本課程的重要性,借此提高學生自主學習的積極性。
5.充分利用當前流行的現代化多媒體教學手段,做到互動教學“電力電子技術”課程涉及到很多電路圖和波形圖,可以采用多媒體教學與傳統的黑板授課方式相結合來進行授課。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到學生面前,增強課堂學習效果。如果教師講課的方式生動活潑,那么學生就更容易接受,從而實現教師和學生在課堂上的良好互動,大大提高學生的聽課效率。
三、結束語
電氣工程專業在美國屬于POWER A類專業,所開設的高校很多,但極大多數偏重于電子與通信、電力電子與自動控制、電路設計等弱電專業,側重強電類的不多。PSERC的宗旨為:打造未來電力系統靈魂工程師,為社會建設一個高效、安全、靈活、自適應、經濟的電力系統,提供一個能應對電力系統危急時的知識決策的培養新一代電力系統科技人才的高質量、可持續的平臺。加入到美國PSERC中心并通過ABET認證的高校基本分為兩類。一類偏重電力系統的設備制造、規劃設計、運行控制,如亞利桑那州立大學、德克薩斯農工大學、愛荷華州立大學、佐治亞理工學院和威斯康辛大學。另一類則偏重于自動控制、通信、物理、電子信息等,如:加州大學伯克利分校、伊利諾伊大學香檳分校、卡內基梅隆大學、華盛頓州立大學和霍華德大學。兩類大學的電氣工程專業所設學科相互支撐與交叉,滿足了電氣工程專業所牽涉的電能的生產、傳輸和利用領域開展科學研究、技術開發、規劃設計、設備制造、廠網建設、系統調試、信息處理、系統運行、保護控制、狀態監測、維護檢修、環境保護、經濟管理、市場交易以及系統的自動化和智能化等活動的需要。下面從培養目標、專業課程體系及實踐教學環節等方面對PSERC高校電氣工程專業的教學體系進行剖析。
二、PSERC高校教學體系
1.PSERC高校的培養目標。
ABET通用培養目標規定,專業應有公開的、符合學校定位的、適應社會經濟發展需要的培養目標;培養目標應包括學生畢業時的要求,還應能反映學生畢業后5年左右在社會與專業領域預期能夠取得的成就;高校應建立必要的制度定期評價培養目標的達成度,并定期對培養目標進行修訂。ABET通用標準對畢業要求明確提出畢業生應具有人文社會科學素養、社會責任感和工程職業道德;具有從事工作所需要的相關數學、自然科學以及經濟和管理知識;掌握工程基礎知識和本專業的基本理論知識,具有系統的工程實踐學習經歷;了解本專業的前沿發展現狀和趨勢;具備設計和實施工程實驗的能力,并能夠對實驗結果進行分析;掌握基本的創新方法,具有追求創新的態度和意識,具有綜合運用理論和技術手段設計系統和過程的能力,設計過程中能夠綜合考慮經濟、環境、法律、安全、健康、倫理等制約因素;掌握文獻檢索、資料查詢及運用現代信息技術獲取相關信息的基本方法;了解與本專業相關的職業和行業的生產、設計、研究與開發、環境保護和可持續發展等方面的方針、政策和法律、法規,能正確認識工程對于客觀世界和社會的影響;具有一定的組織管理能力、表達能力和人際交往能力以及在團隊中發揮作用的能力;對終身學習有正確認識,具有不斷學習和適應發展的能力;具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。作為國家科學基金資助的校企合作研究中心,PSERC充分挖掘發揮各高校的能力,充滿激情地面對電力工業中的各種挑戰。PSERC的宗旨是為未來電力系統培養高素質的工程師。在PSERC的旗幟下,多所高校通力合作,朝著如下目標努力:共同思考未來工業會面臨的挑戰;在這個合作平臺下,利用交叉學科優勢,研究這些挑戰的應對方法;在工業危機事件時能在學術機構、工業機構、政府之間達成有效溝通和知識共享;培養下一代電力工業工程師。而校企合作研究中心PSERC則需要為下一代電力工業工程師的培養提供如下條件:為分布于美國不同地方、不同學科的有著豐富經驗的研究者提供一個聚集平臺;為企業團隊和高校專家提供一個科學前沿的具有經濟技術性的研究方向;為未來電力工程師提供高水準的培養平臺。隨著可再生能源發電、智能電網的發展,以功率變換、檢測、控制、通信、信息處理為特征的智能電氣裝備成為現代電力系統的支撐。PSERC高校電氣工程專業以工程認證為標準,結合行業發展需要,形成了具有典型特征的培養目標和畢業要求。由于新時代電氣工程專業由電子信息工程、計算機科學、自動控制等多個交叉學科支撐,幾乎所有的高校都將電氣工程專業與計算機科學專業設置在同一學院,沒有了傳統的以電氣工程單一學科形成的院系;幾乎所有的高校都將出色的專業能力、學習能力、領導能力、協調解決問題的能力作為培養目標。
2.PSERC高校的專業課程體系。
培養適應和引領新工業革命人才的基本載體是課程,工程教育是由不同類型的課程來實施的,工程教育回歸工程的本質就是課程體系要更加接近工程的真實過程,并符合新的工程觀念。ABET標準也規定,課程體系應符合專業和學校培養目標,包括通識教育課程和工程教育課程。 PSERC中心倡導多個交叉學科互為支撐,其專家陣營領域包括:電力系統、應用數學、復雜系統、計算機技術、控制理論、電力電子、運行研究、非線性系統、經濟學、工業組織和國家政策。PSERC各高校均設置有適宜電氣工程學科的數學和基礎科學的組合課程;各校的研究方向略有差異,但都強 化數學、物理及工程理論的課程設置;有關電子信息、計算機技術、自動控制、通信技術、光纖通信技術、電磁場理論、電力電子技術、電機及電力系統基本理論等方面的課程,幾乎是每所高校電氣工程專業的必修課程,并設置了適宜電氣工程專業學生所學領域學科的工程科學和工程設計課程。個別高校擁有自己的諸如醫學電子電氣設備特色方向,有些高校強化人文教育。如此由若干不同學科交叉便于交叉學科的科學研究及一流人才的培養,如此寬廣的課程設置為學生后續發展打下了很好的基礎,創建的是社會性綜合大工程型通才培養的模式。
3.PSERC高校的實踐教學。
正如前述ABET標準明確指出,工程實踐是必需環節。為了保證培養目標和課程體系符合工程科技發展與適應社會需求,ABET標準規定,必須有企業和行業專家全程參與培養目標和課程體系的設計與修訂過程,尤其是提出對工程實踐與畢業設計的要求。PSERC中心加盟者不僅包括10多所在電氣工程領域著名的高校,還包括美國電力公司、水電公司、電力科學研究院、美國能源公司、美國電力交易公司等以及諸如ABB、GE、Mitsubishi等30多家世界知名的電氣企業,成立專門的工業委員會,構建PSERC與各工業企業間的合作平臺。通過該平臺,各高校獲取研究和教學的機會,也可通過該平臺商討和推薦工程項目。該平臺每兩年進行一次大型研討,企業和高校在研討中總結已完成的項目,并提出下一步要進行合作的項目。為了培養能適應于工業、商業和政府機構的電氣工程人才,要求本科生在完成基礎工程課程后,必須專門修習電路、電磁場和電磁波、微處理器、通信和控制系統、電力電子和電力系統的集成電路設計訓練課程。對大三或大四的高年級學生,針對不同學科模塊方向,設置有各種專題課程,并且配有專門的綜合設計專題,該設計課程一般安排在每年的秋季末或春季末,參加設計的學生各組間可以進行設計大賽,獲勝者有榮譽證書并獲得一定的獎金。研討課程是高年級學生必修的另一門與工程實踐結合緊密的課程。PSERC中心由合作高校和合作企業共同商議決定重大研究課題,高年級學生可以獲得參與該類研究課題的機會,其經歷將計入修習學分。高年級學生的專題及個性化研究專題一般都是企業合作項目。
三、對我國電氣工程專業建設的啟示
我國一些由傳統的電力系統及其自動化、電機與電器專業為核心的高校有少部分仍以電氣工程或電力工程為院系名稱,極大多數以應用電子和電氣并列為院系命名,但其教學內涵依然是偏重強電,就業領域以電網為主。但我國開設電氣工程專業的高校有200多所,電網對人才吸納有限,且各校的辦學基礎、行業背景差異較大,這些高校如何把握電氣工程專業的建設,如何滿足電氣工程專業工程教育認證的要求,本文認為:由上述PSERC高校已通過認證的電氣工程專業特點,有如下幾點值得我們借鑒:
1.學校根據自身辦學特點及行業背景,制定符合學校定位的人才培養目標和畢業要求。
2.將與電氣工程專業相關的電子信息、自動化、計算機專業盡量設置在同一院系,便于交叉學科的研究和人才培養。
3.在電氣工程基礎課程體系中,擴展電子計算機技術、信號分析與處理、自動控制、網絡通信等方面的課程,根據自身辦學特點制定專業課程群,實現強電與弱電結合,學科交叉,互相滲透,加強基礎、拓寬專業領域,提高學生的適應能力、學習能力,打造通才教育。
4.各學校根據自身的專業優勢與行業背景,設置專業必修課和專業選修課,并對實踐環節和畢業設計提出配套要求,培養與培養目標對應的寬口徑厚基礎特色人才。
1(略)
在新的經濟環境下,首先,需要通過進一步調研和學習,深入研究專業規范和發展戰略,本著與時俱進的思想,提出電氣工程的長期發展方針及指導思想;其次,電氣工程不能僅僅作為其他行業的輔助品,而應該與其他行業,尤其是高新技術產業相結合,充分利用這些高新技術產業的科技成果來發展電氣工程行業,以期更好地服務于行業,形成互惠互利的良性發展局面;最后,應該努力把電氣工程行業深層次的引入到各個相關工程行業中,發揮出電氣工程的優勢,更好地加快經濟發展,服務于社會。
2電氣工程行業人才培養機制
在新的經濟發展模式下,電氣工程行業除了需要重新審度優良的發展戰略及發展方針以外,更應該強調人才培養體制的健全與完善。
2.1人才培養目標人才培養體制最首要的前提是正確的人才培養,人才培養的綜合素質始終是培養的前提,其直接關系到人才是否能夠適應社會的發展,這是最重要的前提條件;電氣工程人才培養的專業素質是另一個方面,關系著人才能否滿足當前建筑、機電、通信、光電等相關行業的發展需求。因此,電氣工程專業的人才培養目標是:具有獨立思考、操作的專業型、綜合型人才。根據電氣工程專業的人才培養方向,結合用人單位的實際需求,以此確定所培養的學生需要同時具備扎實的自然科學基礎(包括物理、數學、化學、力學等常規的數理科學知識框架及實際操作能力),良好的人文科學基礎和較強的外語綜合能力。另外,針對電氣工程工科專業的性質,學生們還必須掌握本專業領域必備的技術基礎理論知識,包括電子電工技術、控制理論、計算機軟硬件應用等。此外,學生還必須掌握電力電子技術、運動控制、工業過程控制及自動化儀表等方面的知識,熟練掌握電氣工程相關領域1~2個專業方向的專業知識及技能要求,同時還要了解電氣工程專業學科前沿及發展趨勢。在實踐操作方面,學生應該得到良好的系統設計、分析及開發等方面的鍛煉,從而保證能夠在本專業領域內具有一定的學科研究及開發、組織管理能力。電氣工程屬于工程應用型行業,因此,傳統的人才培養目標便是將學生培養成為該種類型的人才,但是隨著高新技術的發展,各個行業之間的滲透、融合已經越來越緊密,所以,當前的電氣工程人才培養目標應該不僅僅是工程應用型人才,而應是以應用型為主,研究型及技術型為輔的人才培養目標,才能更好的使電氣工程行業適應于經濟體制的發展。
2.2人才培養方案根據電氣工程綜合型人才培養目標,構建理論聯系實踐、專業技能培養的綜合課程體系,從而制定出具有本專業特色的綜合型人才培養方案。(1)以綜合素質、創新能力及實踐能力為培養目標,以人文社科教育和自然科學教育為根本,重視理論基礎(數學、物理、化學、力學等)和應用基礎(電工、電子技術、機械原理、計算機等)的教學,既保證基礎知識的全面性,也要保持應用知識的實用性及創新性,全面提高學生的綜合素質。(2)教學內容是教學體系中的重要環節,因而在教學內容方面應做到如下要求:首先,變革理論教學的內容,必須突出理論教學內容的創新性,與國際接軌;其次,實踐教學方面應該以突出工程實踐能力培養的特點,即優化整體課程,加強綜合型人才培養各個教學環節的目標意識,在課程安排上做到全面而不累贅,并結合電氣工程學科的前沿領域知識及課本的基本內容、科研成果來增強學生的專業興趣,促發學生的好學精神,增強教學效果,達到提高學生專業基礎能力的目標;最后,還可以將相關的技術職業能力考試內容滲透到教學內容中,進而提高學生的工程實踐能力。(3)在工程實驗方面,應提高設計性實驗的數目,以此鍛煉學生的綜合動手、動腦能力。根據電氣工程專業的特點,結合本專業的專業基礎課程及專業課設置實驗課程,增加具有綜合性的實驗課程。一方面,還應該相應增加技能培訓的項目,提高學生的實踐能力;另一方面,可以適當設置相應的技能訓練,使得專業技能和技術應用能力的學習能夠貫穿于整個人才培養的過程中,將專業理論和工程實踐相結合,提高學生的職業適應能力。
2.3教學模式及方法有了明確的人才培養目標及切實的人才培養方案,那么人才培養的實質性任務便是優秀的教學模式及教學方法。首先,應該確定電氣工程技術教學的主旨。工程技術教學往往從粗略的、模糊的計劃開始,然后在實際活動的發展過程中逐步充實具體的細節。教師應該多列舉一些與學習內容密切相關的案例,把理論知識與工程實踐相結合,這樣可以增強學生對理論知識的理解及記憶。教師還應該向學生提供解決問題的線索,例如需要搜集哪些資料、如何獲取有關資料、電氣工程師是如何解決類似工程技術問題等等,使學生在解決工程問題中提高工程應用能力。其次,模擬工程教學情景,給學生提供良好的實踐模式,廣泛建設教學資源,收集大量設備實物照片、現場操作的錄像,結合電氣工程原理圖,使得電氣設備抽象概念和復雜的原理過程簡單化。利用現代多媒體技術,為學生提供虛擬現實,可靈活應用,滿足工程情景需求的學習資源。最后,引導學生自主學習。新知識是在舊知識的認識和理解下形成的,學生的學習過程是一個復雜的過程,工程技術的學習還是一個演繹推理、行為動作的過程。在教學中強調學生學習的主體地位和主體精神,培養學生自覺、主動的學習能力,邏輯推理能力,動手能力,鼓勵學生積極參與實踐,以獲取更多知識。具有這種能力的學生才有強烈的求知欲,才會善于積極思考,勇于質疑工程問題,進而在學習過程中表現出強烈的探索和進取的精神。只有學生在情感、思維、動作等方面自主參與了工程教育活動,學生的學習主體性才能得到充分體現,工程實際能力才能得到提高。
在強化工程實踐上,除了重視專業基礎實驗外,加強專業實驗和實踐能力的培養,繼續強化校內外生產實習、實踐基地的建設。同時鼓勵學生積極參加大學生科技競賽、參與教師的科研課題,大力培養學生的科學精神、創新意識。針對存在的學生知識面較窄、實踐和創新能力不足的問題,通過積極開展學術交流,鼓勵高職稱、高學歷教師開設新技術專題講座與工程實訓,更新實驗儀器設備及實驗內容等措施,著力培養理論基礎厚、工程素質高、動手能力強、具有一定創新能力的電氣工程應用與開發型人才。
2人才培養模式的實踐與創新
依照新的人才培養模式,在專業教學計劃和培養目標的修訂中,拓寬學生的知識面,加強學科基礎知識和專業主干課程的學習,注重對學生的工程實踐訓練和創新意識的培養,使學生不僅具有較強的專業知識和業務能力,而且具備較高的綜合素質。
2.1優化課程教學體系
2.1.1優化課程體系 彰顯專業特色根據區域經濟發展需求及對電氣工程專業人才知識、能力、素質的要求,對公共基礎課、專業基礎課、專業課以及實踐教學環節的設置進行優化重組,整合課程內容,優化課程設置,根據課程間的邏輯性、結構上的科學性合理構建課程體系。按照本專業學生就業主要面向電力系統(發電、供電企業)、大型用電企業、電器裝備制造企業的特點,適應行業、職業的發展需求,一方面強化電路、電機學、工程電磁場、電力系統分析、電力電子技術、發電廠變電所電氣部分、電力系統繼電保護、電力系統自動化技術等專業核心課程的教學;另一方面加大了選修課程的整合力度,提高課程的綜合化程度,開設了反映學科發展前沿的新能源發電、電力新技術選修課、嵌入式系統雙語課程等,探索形式多樣的教改措施。增強了學生的專業適應性和就業針對性,凸顯了專業優勢和特色。
2.1.2加強學科建設 促進人才培養學科方向確定首先要符合學校的辦學定位,立足地方經濟發展和行業需求,追蹤學科發展前沿,凝練研究方向,突出優勢和特色,促進交叉。依據我校辦學定位及本專業的特色和優勢,形成了電力系統自動化、電力電子與電力傳動、電機與電器3個學科研究方向,既體現了系統理論方法與工程實踐的結合,又符合區域電力系統應用及學科發展方向,初步形成了面向區域電力系統及電氣工程應用的人才培養、科學研究、技術合作的學科特色與優勢。在學科研究方向的發展中,促進了師資隊伍建設,提高了專業教師的學術水平,滿足了人才培養的需求。
2.2強化實踐教學
2.2.1堅持實踐教學“4年不斷線”實踐教學作為教學的重要組成部分,對學生的素質和能力培養有著不可替代的作用。只有建立相對獨立的實踐教學體系,實踐教學才不會成為理論教學的附屬,才會發揮作用。一個功能完善、行之有效的實踐教學體系是培養應用型人才的重要平臺。[1]堅持實踐教學“四年不斷線”,將實踐應用能力和創新創業能力的培養貫穿于人才培養全過程。根據專業自身特點,面向區域經濟和行業發展,結合社會、企業的需求,科學設置實踐教學環節。按照應用性、綜合性、創新性的總體要求,加大了微機原理與接口技術、電力電子技術、電力系統分析、單片機原理及應用、電氣控制與PLC技術等主干課程綜合性、設計性實驗的開設力度,加強了課程設計、畢業設計、專業實訓、生產實習的過程管理和質量監控;同時通過第二課堂加強實踐能力和創新意識的培養,充分利用校內外舉辦的各種科技講座、學科競賽、科技創新活動等進一步強化能力培養,促進了學生創新精神、實踐能力以及創業能力的提升。
2.2.2實踐教學環節的改革與創新在實踐教學環節的改革中,遵循由淺入深、由簡到繁、由個別單元到綜合應用的原則。學生從驗證型、綜合型實驗中獲取間接知識,從設計型、自主型實驗中獲取直接知識,通過專業實訓、課外科技活動培養學生探索研究未知新知識的方法和能力。這種模式“由面及點”,能夠較好地解決了“點和面”的關系。由于不同實踐教學環節的目的、時間、形式不同,實施過程也有所不同。基礎實驗以專業基礎理論分析驗證和基本動手能力的培養為主要目的。基礎實驗是實驗教學的第一環節,搞好基礎實驗不僅對提高實驗技能,而且對理論知識的理解和吸收大有裨益。基礎實驗包括公共基礎課程實驗和專業基礎課程實驗,體現在電工電子基本技術訓練模塊、計算機應用訓練模塊和基本控制技術訓練模塊中。專業實驗著重于學生的測試、調試、分析計算以及初步設計能力的培養。提出了滿足應用型本科教育的實驗實踐教學的建設模式,已建成電力電子實驗室、電機拖動與電氣控制、單片機及嵌入式系統實驗室以及電力系統仿真實驗室等。專業實訓著重培養學生綜合運用專業知識,初步培養學生運用所學理論知識分析生產實際問題的能力。電氣工程專業實訓的目的是全面了解電氣工程領域中一次設備、二次設備的功能特點及電氣工程領域新技術的應用情況等,以達到學生對專業的現實狀況有較全面的認識和理解,鞏固和擴大所學理論知識,增加學生的專業實踐知識,為繼續學習專業課打下必要的基礎。打破傳統的各門課程實踐教學環節的界限,面向工程、面向現場,創建了電氣工程專業實訓室、光伏發電控制研究室等。課外科技活動主要鍛煉學生綜合運用所學科學理論方法和技術手段,分析并解決工程實際問題的能力,培養學生的創新意識和進行設計、技術改造與創新的初步能力。活動內容主要是根據教師的研究方向及科研課題,校外實踐基地(企業)生產中需要解決的工程技術問題,結合企業和學校所擁有的工作條件、實驗研究手段以及儀器設備,獨立開展研究工作。通過“陜南并網小水電及配電網優化運行研究”“縣域配電網供電能力評估”“同步發電機勵磁系統的建模與仿真”等這些綜合性較強的科研基本訓練過程,顯著提高了學生的綜合素質和工程意識。
2.3探索產學研用相結合的人才培養模式
2.3.1積極開展工程實踐訓練作為具有較長辦學歷史的校級特色專業,通過與國家電網陜西省電力公司、陜西省地方電力(集團)有限公司、大唐發電公司等電力企業建立的校企合作關系,定期邀請具有較高學術造詣和豐富現場經驗的專家教授、高級工程技術人員舉行學術講座及工程實踐培訓。建立與實施貫穿人才培養全過程的工程實踐和科研訓練體系,采取集中與分散相結合的方式完成實踐環節,打造一批工程教育特色課程。例如電氣工程創新性設計、大學生職業生涯規劃與管理等實踐課程。引導學生參與資格與技能認證等課外學術活動、電子設計大賽、智能機器人競賽等科技創新及學科競賽,培養學生用科學的方法和觀點發現、分析、解決工程實踐問題,提升學生的實踐能力與創新精神。
2.3.2實施本科專業導師制為提高培養質量,實施本科專業導師制,指導學生選擇專業方向、選擇設計題目,指導學生參加科研訓練活動及畢業設計等。在大學一、二年級的基礎學習階段配備校內專業導師,對學生開展學業規劃和指導,進入大學三、四年級后根據學生情況和教師需要選定合適的培養方向,為學生學習、實踐和科技創新提供指導。在專業導師的指導下,越來越多的學生參與到教師的科研及專業實踐活動中。近五年,電氣工程相關本科專業的學生在國家級創新創業訓練、智能汽車大賽、電子設計大賽等科技活動中獲得國家級獎勵22人次,省級獎勵151人次,在陜西省同類高校中處于領先地位。
3結束語
同目前的熱門專業如管理、計算機等相比,地礦類專業相對屬于冷學門專業。開設地礦專業的大學也因為專業研究的關系,通常地處內地或偏遠地區。因此,在選擇報考院校和專業時候,地礦類專業往往被“冷落”。
不過,隨著科學技術的發展,學科交叉和交流增多,地礦專業的學生所接受到的訓練也不再像以前那樣相對狹窄。有些地礦類大學受到冷落可能只是地域原因,其實也有相當有實力的。屬于工學學科的地礦專業作為一級學科,又可分為采礦工程、礦井建設、勘查工程、礦山通風與安全、應用地球物理、應用地球化學、水文地質與工程地質、石油與天然氣地質勘查、選礦工程和石油工程等專業方向。工作性質多數為研究實驗或加工生產,與工業關系密切。
從專業層面看,地礦類專業以極高的就業率傲視其他專業。不過,需要注意的是,身體不好者不適合報考地礦類專業。
材料類
材料學分為三個大類:金屬材料、無機非金屬材料和高分子材料。大部分高校會開設材料科學與工程專業,專業下又分出幾個方向,針對性地學習這三大類的知識,并且它還與其他一些工程科學相重疊,因此在各大院校,材料科學與工程都有若干分支。
材料學森羅萬象,無所不包,是國內外各行各業發展都離不開的一門基礎而重要的學科。目前據相關專家分析,我國在材料成型設計方面缺乏的人才在 20 萬~30 萬之間,并且呈逐年遞增趨勢,材料科學與工程專業的畢業生已經成了“搶手貨”。目前我國整個材料行業都缺少高精尖人才,人才缺失問題已經成了眾多企業發展的桎梏。
機械類
機械被稱為“工程之母”,幾乎所有的工程行業都需要機械專業人才。從設計、制造和大規模生產一條龍,從地球到宇宙空間,都有機械人忙碌的身影。該專業也不局限于傳統的機械行業,在許多尖端科學領域,機械往往也是該領域所依托的基礎,像在航空航天業里,飛行機械師就是必不可少的人才。
機械專業屬于教育部規定的一級學科,因此它底下設有許多二級學科,雖然各個大學具體開設的方向有所差異,但基本上都有這么幾個專業:機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設計及理論、車輛工程、工業工程、動力機械及工程、流體機械及工程。
儀器儀表類
儀器與儀表類專業是信息科學技術的源頭,是光學、精密機械、電子、計算機與信息技術多學科互相滲透而形成的一門綜合學科。儀器儀表設備水平在很大程度上反映出一個國家的生產力發展水平,當前我國各行各業的儀器儀表正從自動化向智能化方向發展,需要大量的測控技術及儀表專業的人才。
能源動力類
能源是維持國民經濟發展的重要物質基礎和根本保證,它與材料和信息構成現代社會繁榮和發展的三大支柱。能源動力專業又可分為工程熱物理、熱能工程、動力機械及工程、制冷及低溫工程等二級學科,主要為航空航天動力工程及自動化、汽車動力工程、電廠熱能動力及自動化、制冷及低溫技術、能源與環境工程等領域培養高級專門人才。能源動力學科和機械學科關系甚為密切,因此許多大學常把能源動力類專業歸并到機械學院。比如清華、同濟的熱能工程系隸屬機械工程學院、上海交大則有機械與動力工程學院、浙大設有機械與能源工程學院。
電氣信息類
由于目前我國重視高科技發展,推動了科技進步,從而帶動了與此相關的計算機專業、電子專業以及通信專業人才需求的大幅增長,近兩年國家每年對通訊基礎設施的投資多達近兩千億元。
有關專家指出,隨著新經濟時代的到來,信息產業已成為朝陽行業,更將成為今后國民支柱產業,因此就業前景長期向好。按照教育部劃分標準,電氣信息類專業主要包括:電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術、電子科學與技術、生物醫學工程、電氣工程與自動化、信息工程、軟件工程、網絡工程、信息顯示與光電技術、集成電路設計與集成系統、光電信息工程、廣播電視工程、電氣信息工程等專業。
環境與安全類
環境工程是研究環境問題的一門學科,它的任務是通過評價人類生產和社會活動對環境的影響,用具體的工程、規劃和管理措施,收集和處理污染物,消除污染,凈化環境,使社會、經濟和環境保護協調發展。水治理是環境治理的一個重要領域,常常是環境治理最初著手的領域,所以在很多院校,該專業與給水排水工程與環境工程也設在一起。
在高校專業的分類中,跟環境工程分在一起的還有安全工程。安全工程,簡而言之,研究的是生產、工程或者說是行業的安全問題。很顯然,不同行業需要有各自不同的具體安全措施,所以,安全類專業是依托于各個行業的。
土建類
土建類專業包括建筑學、城市規劃、土木工程、建筑環境與設備工程、給水排水工程、城市地下空間工程、歷史建筑保護工程、景觀建筑設計、水務工程、農業工程、設施農業科學與工程、建筑設施智能技術、建筑電氣與智能化、景觀學、風景園林、道路橋梁與渡河工程、工程管理等專業。在土建類中建筑學是重中之重,建筑學不僅要求學生有較強的形象思維能力、圖形表達能力和較強動手的能力,還要求學生有良好的數學、歷史、美術的基礎。國內大概有70多所大學設有建筑學專業,此專業的名校生非常有競爭力,此專業的學制一般是五年。
水利類
水利是一門既古老又現代的專業。之所以說它古老,是因為在原始社會,人類靠漁獵游牧為生,逐水草而居,部族定居以后,需水日增,人畜供水和生產用水的引水、供水工程就產生了。
在信息化時代,傳統水利行業面臨全面技術提升和改造的歷史任務。該專業應用高新技術對傳統的水利行業進行改造,如采用計算機技術、微電子技術、現代通訊技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統及自動化技術等進行技術改造。水利類包括水利水電工程、水文與水資源工程、港口航道與海岸工程三個專業。