電氣工程與自動化實踐教學體系的優(yōu)化

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摘要：重視實驗室建設(shè)，為實踐教學改革提供推動力，已成為高校教育教學體系改革值得關(guān)注的內(nèi)容之一。本文結(jié)合電氣工程與自動化專業(yè)的實際情況，提出多層次人才培養(yǎng)平臺的建設(shè)方法，構(gòu)建基于“三層次、六類別”的實踐教學體系，并對該實踐教學體系的主要內(nèi)容以及優(yōu)勢特點進行分析。

關(guān)鍵詞：電氣工程；自動化；實踐性教學體系；優(yōu)化策略

隨著電氣工程自動化相關(guān)技術(shù)在社會各行業(yè)領(lǐng)域中的應用日益廣泛，社會對相關(guān)專業(yè)的人才需求顯著增加。在這一背景下，各大高校紛紛開設(shè)并不斷完善電氣工程自動化專業(yè)，該專業(yè)實踐教學體系的構(gòu)建關(guān)系到學生相關(guān)實踐能力的掌握水平。本文針對電氣工程與自動化課程的特點，提出“三層次、六類別”的實踐教學體系建設(shè)思路，對實踐教學方式與內(nèi)容進行改革，以期促進課程體系的優(yōu)化與完善。

一、實踐教學體系建設(shè)的背景分析

電氣工程與自動化專業(yè)向社會輸送的學生應具備扎實的自然科學知識、人文社會科學知識以及語言溝通能力等，能夠掌握本專業(yè)領(lǐng)域必須具備的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識，如電子技術(shù)、電路理論、控制理論、電機拖動理論、計算機硬件、軟件設(shè)計等；掌握本專業(yè)相關(guān)實踐操作技能的應用標準，如能夠獨立完成對運動控制、電力電子技術(shù)以及工業(yè)過程控制等相關(guān)實踐內(nèi)容的操作與應用。從上述分析中不難看出，電氣工程與自動化專業(yè)是一門實踐性非常強的工科類專業(yè)，強調(diào)學生對基礎(chǔ)知識的掌握，注重學生動手能力以及實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實踐教學作為教學體系的組成部分，對培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才具有非常重要的意義與價值。因此，結(jié)合電氣工程與自動化專業(yè)實踐，構(gòu)建一套完整的實踐教學體系，有利于我國創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

二、實踐教學體系基本結(jié)構(gòu)分析

為促進學生實踐能力、實驗能力以及創(chuàng)新能力的綜合發(fā)展，在高校電氣工程與自動化實踐教學中推行“三層次、六類別”的實踐教學體系建設(shè)思路，以對學生基本實驗技能的培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以獨立設(shè)計能力為中心，以創(chuàng)新研究能力為目標，展開相關(guān)實踐教學活動。其中，實踐教學共包括三層，分別為基本型實驗、提高型實驗以及研究創(chuàng)新型實驗三部分。在基本型實驗中，主要涉及電氣工程與自動化專業(yè)的相關(guān)實驗課程或單獨設(shè)立的實驗課程，有基本實驗與選修實驗兩類；在提高型實驗中，主要涉及電氣工程與自動化專業(yè)相關(guān)課程設(shè)計、實習以及綜合性、設(shè)計性實驗；在研究創(chuàng)新型實驗中，主要是根據(jù)學生興趣選擇實驗中心的不同開放型、創(chuàng)新型實驗室，由學生自主擬定研究課題，并建立基金項目或參與教師科研項目。

（一）基本型實驗

基本型實驗通常與電氣工程與自動化專業(yè)相關(guān)學科課堂理論教學同步進行，以培養(yǎng)學生實驗基礎(chǔ)技能為目標，實驗內(nèi)容包括基礎(chǔ)原理以及理論驗證兩種類型。以“電力電子技術(shù)”基本型實驗為例，為體現(xiàn)高校電氣工程與自動化專業(yè)的教學特色，堅持自制與外購相結(jié)合，對相關(guān)實驗設(shè)備進行自主研制與生產(chǎn)，積極改進實驗條件。實驗基礎(chǔ)平臺由校企合作單位提供，實驗掛箱則由高校自主研發(fā)。通過校企合作，一方面能夠滿足實驗教學的需求；另一方面，能夠為本專業(yè)學生第二課堂的開展提供大量課題支持。此外，在開發(fā)各類自制儀器的過程中，可以選擇本專業(yè)的優(yōu)秀學生參與其中，在教師的引導下參與資料收集、方案論證、電路設(shè)計以及調(diào)試安裝等環(huán)節(jié)，以培養(yǎng)學生的科學研究能力和團隊協(xié)作能力。

（二）提高型實驗

提高型實驗以基本型實驗為基礎(chǔ)，能夠為學生提供層次較高的綜合型實驗內(nèi)容。開展此類實驗活動的基本目標是培養(yǎng)學生的設(shè)計能力。根據(jù)電氣工程及自動化專業(yè)的課程群類別設(shè)置綜合設(shè)計型實驗，實驗內(nèi)容包括專業(yè)實習型實驗（如電力電子、電機學習實習實驗，電機開放性實驗，電機學、自動控制原理課程設(shè)計實驗等），綜合設(shè)計實驗（飛行控制實驗、過程控制實驗、導航測控實驗等）。以電力電子與電力傳動專業(yè)為例，本專業(yè)實驗平臺采取積木式結(jié)構(gòu)，具有較好的響應性和可擴展性。在實踐教學過程中，教師可以借助基本單元模塊完成基礎(chǔ)性實驗內(nèi)容，也可以在開放式實驗平臺中完成電路設(shè)計。提高型實驗的開展注重學生的綜合應用能力，如開關(guān)電源、電機學、自動控制、現(xiàn)代調(diào)速等多項課程專業(yè)知識的交叉，以促進相關(guān)專業(yè)的科研成果及時轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶒灲虒W內(nèi)容。

（三）研究創(chuàng)新型實驗

此類實驗以電氣工程與自動化專業(yè)在新能源發(fā)電、航空航天等領(lǐng)域的應用為核心。通過構(gòu)建創(chuàng)新型實驗研究平臺，可為學生提供實踐創(chuàng)新的環(huán)境支持。學生可以在專業(yè)學習過程中申請創(chuàng)新型項目，或在教師科研課題中分解小項目，也可直接參與創(chuàng)新基金項目，以提升實驗能力。以“航空航天應用”為例，多數(shù)高校建設(shè)了面向本專業(yè)學生的重點實驗室和實驗工程中心，實驗室內(nèi)主要由二次電能變換裝置、配電系統(tǒng)、航空電源發(fā)電系統(tǒng)等平臺構(gòu)成，本專業(yè)學生可以通過實驗工程中心，開展有關(guān)電力電子功率變化、發(fā)電機等相關(guān)創(chuàng)新型知識的研究。

三、實踐教學體系優(yōu)勢分析

“三層次、六類別”的實踐教學體系建設(shè)思路充分突顯了行業(yè)特色。該教學體系以電氣工程與自動化相關(guān)崗位的實際需求為導向，充分體現(xiàn)學生的主體地位，以培養(yǎng)學生工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力以及實踐能力為核心目標，在實踐教學過程中引入本行業(yè)標準規(guī)范。此外，通過真實性電氣工程與自動化實訓平臺，全面實施實踐教學，以促進學生實踐能力、創(chuàng)新能力的提高。“三層次、六類別”的實踐教學體系還具有大型工程的特點，該體系教學目標與“大工程”的概念相吻合，即強調(diào)根據(jù)學生培養(yǎng)階段的不同，逐步滲透“工程概念”，以模擬的方式還原“工程師”的角色，以促進學生合作精神的培養(yǎng)。該體系通過分散工程設(shè)計環(huán)節(jié)，借助專業(yè)性的訓練環(huán)節(jié)將其貫穿起來，從而有效打破了課程界限，一方面能夠使本專業(yè)理論知識與實踐教學體系緊密聯(lián)系；另一方面，也促進了學生實踐能力的提升。

四、結(jié)語

構(gòu)建電氣工程與自動化專業(yè)實踐教學體系，需要樹立以實現(xiàn)學生全面發(fā)展為目標的教育理念。當前，隨著高校教學改革的不斷深入以及專業(yè)課程的進一步綜合，實踐教學體系構(gòu)建也需進行相應調(diào)整。本文通過分析電氣工程與自動化實踐教學體系的建設(shè)，提出構(gòu)建“三層次、六類別”的實踐教學體系優(yōu)化策略，并對該體系中的主要結(jié)構(gòu)層次進行分析，探討了應用實驗教學體系的優(yōu)勢，以期進一步完善該課程體系。

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作者：趙新華 單位：滁州職業(yè)技術(shù)學院機電系