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教师在电气信息类专业教育教学中在运用人工智能技术进行教学时,要对人工智能技术的含义和特点进行深入的分析和研究,并且还要了解电气信息类专业的育人目标和教学要求,将人工智能和电气信息类专业教学进行有机的融合,为学生打造全新的教学课堂,从而使学生的专业素质和学习能力能够在人工智能的运用下得到有效的提高,为学生后续的发展提供更多的可能性。
一、人工智能时代的概述
人工智能(ArtificialIntelligence,缩写为AI)亦称智械、机器智能,指由人制造出来的机器所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。该词也指出研究这样的智能系统是否能够实现,以及如何实现。人工智能于一般教材中的定义领域是“智能主体(intelligentagent)的研究与设计”,智能主体指一个可以观察周遭环境并作出行动以达致目标的系统。约翰麦卡锡于1955年的定义是“制造智能机器的科学与工程”。安德里亚斯卡普兰(AndreasKaplan)和迈克尔海恩莱因(MichaelHaenlein)将人工智能定义为“系统正确解释外部数据,从这些数据中学习,并利用这些知识通过灵活适应实现特定目标和任务的能力”。人工智能的研究是高度技术性和专业的,各分支领域都是深入且各不相通的,因而涉及范围极广。人工智能是研究使用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。人工智能是十分广泛的科学,它由不同的领域组成,它是哲学、认知科学、数学、神经生理学、心理学、计算机科学、信息论、控制论、不定性论、仿生学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。在人工智能时代下进行电气信息类专业教育改革的过程中,需要对人工智能时代的含义和发展背景进行深入的分析和研究,这样才可以给电气信息类专业教育改革指明一个正确的方向,保证后续工作的科学性和有效性。在2016年的世界经济报告中,人工智能被预测为第4次工业革命的主要技术代表,人工智能的发展将从宏观到微观的各个角度进行相互的渗透以及融合,从而符合各个领域对于智能化技术的新要求和新需求。在人工智能技术发展的过程中,产生了大量的新技术和新产品,也形成了新的产业核心的发展模式[1]。我国经济结构在人工智能时代下发生了重大的变革,由于人工智能技术独特的技术形式和技术模式,深刻地改变着人们的生活方式和生活模式。在一定程度上不仅可以推动我国社会生产力的提高,还有助于推动科学技术水平逐渐朝着智能化和数字化的方向而发展,从中可以看出人工智能技术的发展是时展的必然趋势,并且发展前景是比较广阔的。人工智能技术主要是指将多个学科技术进行有效的整合,其中涵盖了计算机学科、语言学科和心理学科,智能化特征是比较明显的。在实际应用的过程中,由于融合了各种尖端的技术,能够将技术能力和技术思维进行有机的结合,模仿人的工作行为和思维,在当前时代下人工智能技术得到了蓬勃的发展,但是人工智能技术的发展也需要一定的时间和精力。首先,在实际用的过程中相关工作人员进行了机器人的研发,机器人可以在复杂的环境中对信息进行有效的替代和处理,模仿人类的思维进行日常的工作。在后续工作的过程中,相关工作人员进行了数据系统的开发,可以自动化和智能化的对计算机数据进行有效的处理以及分析,在较短时间内提取出有效的信息,完成整个工作流程[1]。随着我国当前科学技术的不断发展,一些工作人员纷纷加强了对人工智能技术的研发力度和开发力度,不仅可以提高计算机的使用效果,还可以及时的发现在计算机系统日常运行过程中所存在的故障。在当前时代下人工智能技术的使用范围在不断的扩展,并且人工智能技术的发展前景是非常广阔的,在计算机网络技术中发挥着独特性的作用和决定性的重要影响的作用。
其次,随着人工智能技术的不断发展,人工智能技术和各行各业进行了相互的渗透以及融合。在当前电气信息专业领域中人工智能技术得到了广泛的应用,并在实际工作的过程中对原有的工作模式进行了有效的改进和创新。一些工作人员在实际工作的过程中构建了自动化的工作模式和工作平台,将人工智能技术完美的融入电气信息领域中,不仅为我国电气信息领域指明了一个正确的方向,也在一定程度上提高了人工智能技术的水平。最后,人工智能技术的发展,在电气信息领域中的影响是迅速扩大的,人工智能的使用会对电气信息行业的各个环节产生深刻的影响,甚至是革命性的变化。人工智能的应用不仅仅停留于行业的技术层面,更加重要的是在人工智能时代下一些新的工作思维和发展理念。作为电气信息类专业的工作人员在人工智能的时代下要提高自身的专业素质和专业水平,根据人工智能时代的特点以及发展方向,对原有的工作模式和工作理念进行深入的改革以及创新,并且还要掌握有关人工智能方面的新技能,从而使得电气信息类专业影响力能够得到有效的提高。但是从侧面来看人工智能技术的发展对于电气信息类专业2本刊特稿科学咨询/教育科研2021年第24期(总第745期)来说是把双刃剑,给实际工作带来了新的挑战,一些工作人员不得不提高自身的专业素养和专业素质,掌握更多的人工智能技术。在当前时代下这种影响和变革已经被普遍认可,因此使我国电气信息类专业行业能够得到良好的发展。高校要对电气信息类专业教育进行适当的改革以及创新,根据当前人工智能时代的发展方向和对人才的要求,对学生的综合素质和创新能力进行良好的培育,从而使学生能够充分的发挥人工智能技术的优势,提高电气信息类专业的水平和质量,再一次加深人工智能和电气信息行业的融合力度。相关负责教师要加强对这一问题的理解,对原有人才培养模式和课程教育重点进行适当的改革和创新,根据人工智能时代和电气信息领域融合的背景,提高课堂教学的科学性和针对性,从而使学生在毕业之后能够获得良好的发展。
二、人工智能对电气信息类专业人才需求的影响分析
人工智能主要是利用计算机对人脑功能进行模拟,具备一定程度的人类认知和分析问题的能力,人工智能是人类所制造的智能化技术,也是机器智能化发展的主要载体。在人工智能发展的过程中,由于是计算机科学领域的一个分支,所以在人工智能研究的过程中,涉及有关语言识别和图像识别方面的功能。在当前时代下,人工智能所形成的热点效应是比较广阔的,人工智能技术的应用,使得各行各业朝着智能化的方向而发展,对于电气信息类专业人才需求来说,也逐渐朝着智能化的方向而发展。电气信息类的教学,主要是为了让学生能够在班级学习的过程中,将理论和实践进行有机的结合,提高学生的实践能力和操作能力,实践性是比较强的。在电气信息类专业发展的过程中各种新兴的技术被应用其中,扩展了电气信息类专业的发展实力,并且人工智能和电气信息类专业进行了有机的融合和渗透。人们在互联网思维的影响下已经形成了互联网思维的发展理念,随着人工智能技术的广泛运用再加上云技术和算法技术的普遍化,这又给电气信息类专业的发展提供了重要的支撑。在相互融合的技术背景下,电气信息类专业也即将进入到人工智能发展的领域中[2]。因此对于电气信息类专业行业的工作人员来说,要了解人工智能时代下先进的信息技术,并且还要结合电气信息类专业在人工智能背景下的新特点,树立新的工作模式和工作理念,从而使得电气信息类专业能够在人工智能技术背景下得到广泛的发展。对于人才需求方面,要求高校要对原有课堂教学模式和课程教学重点进行深入的改革和创新,融入人工智能方面的内容,对学生的综合素质和专业能力进行良好的培育,高校要正确地理解人工智能对电气信息类专业教学的影响,从而使得电气信息类专业能够朝着生态化和持续性的方向而发展。
三、人工智能给电气信息类专业提供的机遇
在人工智能技术中,所涵盖的技术内容相对来说是较为丰富的,这在一定程度上有助于提高电气信息类专业的教学水平和教学质量。从中可以看出在当前时代下的电气信息类专业教育教学中,教师要充分地把握人工智能技术所带来的机遇,从而提高课堂教学的效果和质量。在人工智能技术中包含着语言识别技术和图像辨认技术,也可以对一些语言进行有效的处理和研究。在课堂教学的过程中,教师要充分的发挥人工智能技术的优势,让学生了解当前电气信息领域的发展方向和主要的发展特点[3]。由于电气信息类专业所涵盖的内容是相对来说较为复杂的,学生在日常学习的过程中,需要进行多个学科知识内容的学习,这给学生日常学习和教师的课堂教学带来了诸多的挑战,教师要结合课程教学的内容,对课堂教学模式和流程进行精心的安排。在实际工作过程中,要以计算机作为主要的辅助手段兼容,并且充分利用其他专业领域的技术来开展日常的教学。在课堂教学过程中,教师要充分的利用人工智能技术,对原有课堂教学模式进行深入的改革以及研究,并且结合新一代人工智能发展规划的这一大背景,对原有课程教育模式进行创新和调整,从而给学生提供更加广阔的发展空间。首先,在实际工作的过程中,人工智能技术重新构造了电气信息专业的课程,由于电气信息类的实用性是比较强的,在人工智能的技术下能够取得不一样的教学效果。将语言识别技术和图像辨认技术进行了有机的结合,教师可以充分发挥这些专业技术的优势,提高课堂教学的效果。另外在课堂教学情景中,教师可以利用人工智能技术来实现网络化的教学,并且为学生打造智能化的工厂开展虚拟实验室,从而对学生的专业能力和操作水平进行良好的培育。其次,在电气信息类专业教学中人工智能技术的应用能够对传统课程教育模式进行有效的转型和升级。在以往课程教学中,由于电气信息类专业所涉及的知识学科是相对来说较为丰富的,这给教师的日常教学带来了诸多的问题。比如在实际教学的过程中很难实现课程的有效统一,也无法为学生打造标准化的课程教育体系,在进行个性化和独特性课程教学方面的力度还是不足的,甚至也没有完善的教育体系进行主要的支撑,这给实际的教学工作带来了诸多的问题。随着人工智能技术的应用,在课程教育的过程中,教师可以充分的发挥人工智能技术的优势,对相关信息进行有效的总结和收集。从而为学生打造个性化的教学课堂,并且运用人工智能技术,还可以对不同学生的学习需求进行分析和研究,提高课堂教学的针对性,从而使学生可以更加积极地进行知识内容的学习,实现快乐学习的效果[4]。在专业教育中教师要充分的发挥人工智能技术的优势,提高人工智能技术的应用性效果,对学生的知识需求进行深入的挖掘以及研究,从而使学生的学习质量能够得到有效的提高。与此同时,在课程教育的过程中,教师还可以进行课堂情景的构建,通过网络化的教学为学生再现一些生活中的真实案例,为学生全面素质的提高奠定坚实的基础。
四、人工智能技术在电气信息类专业教育教学中的应用路径
(一)转变人才培养目标在人工智能时代下的电气信息类专业教育中,由于原有的教育重点和人才培养模式已经无法顺应人工智能时代的发展特点和对人才的需求了,所以在实际工作的过程中,要对电气信息类专业教育进行有效的改革,帮助学生在毕业之后能够获得稳定的发展。首先,在对电气信息类专业教育进行改革时,要转变人才培养的目标,这主要是由于人工智能技术在电气信息类专业行业中的运用对各个环节都产生了非常深刻的影响,并且电气信息类专业对于人才的需求发生了很大的变化。比如,对人才的知识结构和专业技能方面都和传统发现模式有所不同,在电气信息处理的过程中提出了诸多的要求。相关电气信息类专业从业者不仅要具备完善的理论知识,还要具备创新性的思维能力,能够面对当前变化多端的人工智能时代,具备新的技术和新的思维,灵活地运用在实际工作中所存在的问题。因此对于电气信息类专业教育来说,要对人才培养目标精准定位,实现良好的变革。其次,电气信息类专业要着眼于当前国际发展方向和新业务的特征,了解有关业态产品和专业能力方面的内容。从这些问题入手提出正确的人才培养目标,并且对原有课程教学进行改革和创新,从而促进学生能够在课堂学习的过程中加深对人工智能技术的了解,提高学生的专业素质和创新能力。
(二)升级人才培养模式在人工智能背景下对电气信息类专业教育进行改革时,要在原有育人模式的基础上实现有效的升级,改变传统的课程教学设置。当前大部分电气信息类专业院校还是采用之前偏理论的课程来对学生进行知识内容的讲授,虽然这些理论知识是学生在学校学习期间必须要掌握的内容,但是假如仍然向学生讲述这些课程的话,也没有将理论和实践进行相互的结合,使得学生无法在人工智能时代下得到良好的发展,因此相关负责教师在实际教育工作中要对原有人才培养模式进行转型和升级。电气信息类专业教师要根据当前电气信息行业的发展和对人才的要求,对课程教育内容进行重新的调整。首先,在实际教育的过程中要向学生全面地展示先进的人工智能技术,技术是推进电气信息专业前进的动力之一。但是在原有的电气信息类专业教育中,教育技术的实施和教学并没有受到相关负责教师的重视,教师在班级教学的过程中,也没有为学生融入当前先进的人工智能技术和运用案例,提高学生的专业素质。在人工智能时代下,人机协作是当前主要的工作模式和发展模式,因此对于电气信息类专业教育来说,要对人才培养课程结构和课程重点进行有效的调整和创新。教师在教学中不仅要加入有关以往课程的教育内容,还要对课程进行有效的扩展,融入新媒体和人工智能技术应用相关的课程。比如教师可以立足于教材中的内容,为学生创设多样化的实训活动和实践操作平台,在学生实践的过程中要融入先进的人工智能技术,这些教学模式的运用不仅可以让学生了解人工智能技术的实际应用情况,还可以多方位的锻炼学生的创新能力和实践应用能力。所以相关高校要适当的借鉴这一教学经验,提高课程教学的针对性。其次,在育人模式中还要加强对学生创新思维和操作能力的培养,在人工智能背景下,电气信息的发展模式和主要的发展方向都发生了一定的改变。在当前电气信息领域发展的过程中,为了使自身能够在人工智能背景下得到有效的发展需要创新和创意的人才,并且要求这部分人才能够掌握先进的人工智能技术,根据电气信息发展的实际需求和人们对电气信息的要求,从而生产出个性化和特色化的产品。在育人模式升级中,教师要将专业和特色进行有机的融合,构建新的教育思路,过硬的专业素质才是人才升级的重要基础。在人工智能时代下,信息的来源和途径逐渐朝着多样化的方向发展,在这些繁杂的信息中既有重要的信息也有多余的信息,所以要使学生能够对这些信息进行有效的辨别。高校在制定人才培养模式中,要专业性的锻炼学生的工作能力和专业素质,从而使学生能够在这些大量的信息中提取有用的信息,提高电气信息类专业的有效性。
(三)引入任务驱动的实验模式在人工智能背景下对院校电气信息类专业进行教学时,教师要在保留原有学习项目的同时,立足于学生当前的理解能力,开发新的教学内容。在教学中教师要求学生进行独立性的思考,并且教师还要对学生的学习思路进行适当的引导以及启发,使学生可以运用课堂中所学到的知识内容灵活的解决实际实验过程中所存在的问题。教师要引导学生运用不同的方法进行学习,鼓励学生进行大胆的设计以及验证。教师在班级教学的过程中,可以为学生引入任务驱动式的教学模式任务,驱动式的教学模式主要是以学生为中心,教师要立足于教材中的内容和课堂教学的目标为学生布置相关的学习任务,实现综合性的学习效果。在为学生布置学习任务时,要融入当前先进的人工智能技术,让学生充分的发挥人工智能技术的优势来完成教师所布置的任务。教师要在任务驱动式的教学模式中增加一些设计型和创新型的学习活动,让学生直接深入到实践学习中进行方案的设定以及验证,并且对最终的实验结果进行多方位的分析以及讨论。在班级教学的过程中,教师要让学生围绕着一个教学目标来开展日常的学习,并且学生在学习和验证的过程中,教师还要加强和学生之间的互动和交流,从而对学生的实验方向和实验思路进行有效的引导,使学生可以在强烈的学习兴趣和学习动力的驱动下进行自主性的探索以及学习,并且也可以在班级中形成良好的互动。
(四)利用人工智能技术进行辅的教学在电气信息类专业教学课堂中,教师在利用人工智能技术进行教学时,要在原有课程的基础上充分地发挥人工智能技术的优势,从而对实际教学起到一个良好的辅助作用。比如,在实际教学的过程中,教师需要将理论知识和学生的实践学习进行相互的结合,提高课堂教学的真实性和有效性,在课程内容中要围绕着各种企业的实际项目来让学生进行知识内容的学习,教师要利用人工智能技术的优势为学生展现真实的一线工作现场,让学生全面的感受工作的环境,不仅有助于提高课堂教学的效果,还可以让一些抽象的理论知识变得生动和直观,促进学生学习效率的提高。
(五)在电气设备故障诊断中的应用在电气设备故障诊断中,人工智能技术中的模糊理论、人工神经网络和专家系统的应用比较广泛。以前我们常常面临的问题是,当电气设备出现问题或故障时,总是表现出比较复杂的症状,采用传统处理手法难以对问题做出准确判断和查找,人工智能技术则很好地解决了上述问题。比如发电机的设备故障具有非线性、不确定和复杂性的特征,传统论断方法准确率非常低,而通过人工智能技术中模糊理论和专家系统的综合应用,能大大提高故障论断的准确率。
关键词 应用型 电气信息类 综合训练 创新能力
中图分类号:G424 文献标识码:A
应用型本科院校已成为我国高等教育中不可或缺的一部分,为国家经济建设培养了大量的应用型人才。应用型本科院校的办学理念、目标定位和人才培养模式影响着学院的办学水平和办学规模。教育部指出:应用型本科院校应“培养具有创新精神和实践能力的应用型人才”。 目前,我国大部分工科院校的电气信息类专业都是独立分开进行培养,专业之间缺少交叉和融合的平台,教学模式比较单一,不利于培养学生的专业综合应用能力,不符合应用型本科院校的教学特点和办学目标,必须要进行改革。
据此,我校针对电子与电气信息类专业的学科特点,对自动化、电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等专业进行多专业综合训练方法的研究与实践,针对学生在不同阶段,采取不同的教学方法和教学手段,以此来达到培养学生综合素质,提高学科创新能力,如图1所示。
按这种模式培养的毕业生,基础扎实、知识面宽、工程能力强、有创新意识。学生的知识结构得以改善,学生的综合应用能力增强,满足市场经济对复合型人才的需求。同时这样的教学过程又可以促进青年教师对学科内各个交叉专业的理解和掌握,快速提高青年教师的教学能力和业务能力,更加能体现应用型学院的教学特色,促进学院快速发展和壮大。
1 课程体系优化
为更好地培养应用型本科院校学习的实践动手能力,在对人才培养模式进行修改,总的思路是:以一个“目标”和三个“结合”为指导思想进行教学内容优化,改进教学方法,构建合理的课程体系。
一个“目标”:培养学生“基础扎实、知识面宽、工程能力强、有创新意识”为目标; 三个“结合”:理论知识与工程实践相结合、专业基础与先进技术相结合、教学与科研相结合。
课程体系优化主要从研究各专业基础课的共同点和核心知识点入手,提高核心内容的教学质量,进而研究各专业教学内容的相互关系,研究各专业课程的交叉程度,并研究教学进度与学科竞赛的时间关系,使学生掌握的知识和技能在内容及时间上更有利于其专业兴趣培养,有利于多专业融合,有利于参加各种学科竞赛。
尤其对于实验实习等提高实际技能的教学环节要重点研究。我们设想课程体系优化后的技能训练由三个模块组成,如图2所示:
2 多专业综合训练方法的研究与实践
我们初步设想的多专业综合训练方法如图3所示:
各专业学生在较好地掌握了本专业知识技能的条件下,首先进入综合训练实验室进行专业交叉学习训练,然后根据自身兴趣参加兴趣小组,提升实际动手能力,并组织校内电子制作竞赛,从中选拔有能力的学生参加全国和地区学科竞赛,实现专业知识的综合应用。
由此需要研究综合实验室的组成、使用管理方法;研究如何组织学生开展兴趣小组活动;研究如何组织学生参加各种学科竞赛。
例如,各种兴趣小组的活动如图4所示:
3 改革考核方式,突出实践应用能力
根据电气信息类专业特点,对某些课程进行考核方式改革,改变以往单一的考核方式,而通过综合评判来考察学生的学习成果,因此,我们按照每个专业的人才培养方案,精心选择了某些课程进行考核改革。如表1:
同时根据学生参加各兴趣小组的表现或参加竞赛的成绩作为课程成绩,由老师根据学生水平决定学生可以免修某些课程。
比如我们规定在参加全国性电子设计竞赛或飞思-卡尔智能车比赛中获奖的同学,可以免修单片机原理这门课程,因为这两类比赛主要是单片机的应用,学生既然能获奖,则说明他能掌握单片机相关的专业知识,就没有必要再重复学习,因此可以免修该课程。
4 组织学科竞赛交叉,进行专业融合
以往的学科竞赛,往往比较单一,电子类专业的学生只参加电子设计竞赛,计算机专业的学生只参加软件类的学科竞赛,自动化专业的学生只参加控制类的比赛,各个专业之间缺乏有效交叉,不利于学生的发展和就业,同时也不利于各专业的完善和融合,不利于学院整体发展。
因此,我们对2012年、2013年学科竞赛参加学生进行调整,鼓励计算机专业的学生参与到电子设计竞赛中,学生电路板制作和软件编写,同时也鼓励电子类学生参与到软件编写和智能车比赛中,从而实现电气信息类专业之间能有效融合,形成合力,学生能学到更多知识,目前已经取得较好效果。
5 对专业教学模式和实践教学模式进行探讨和改革
为了更好促进电气信息类专业之间的融合,寻找专业共同点,鼓励学生进行跨专业进行选课,特制定了《**系专业学生专业选修课管理暂行办法》,规定学生在掌握本专业基础课程的基础上可以选修其他专业的专业选修课。同时,为了提高学生实践动手能力,制定了《**系开放式实验室使用规定》,尽可能提供学生实验室使用机会,提高学生实践能力。其次,为了培养学生的多专业背景,特别增加开设了公共选修课——信息技术创新与实践,面向电气信息类各专业所有学生。
6 总结
电气信息类专业之间可以通过修改人才培养模式,参加学科竞赛,对各专业进行有效融合,突出专业共同点,通过电气信息类多专业共同训练方法的研究,不仅可以促进各学科发展,也可以促进学生掌握全面知识,同时提高学生实践能力,更加有效体现应用型院校的应用性强的特点,为社会培养更多合格的高级应用型人才。
参考文献
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[4] 闫敬文.通信工程专业人才创新能力培养设想级方案设计[J].电气电子教学学报,2003(4):8-11.
[5] 郑春龙.以创新实践实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高教研究,2007(4):85-86.
贵州大学电气信息类主要分为两个专业:电气工程及其自动化专业和电力工程与管理专业。考入电气工程类的学生,经两年基础平台课学习后,根据学生成绩和志愿情况再分流至该类相关专业学习。
电气信息类专业培养目标:本专业培养能对电力系统发、输、配电的全过程进行自动控制、保护、调节以及对其电气部分进行设计,调试、维护的高级技术人才和管理人才;并能从事工厂、民用和高层建筑供用电主系统、自动化控制系统的设计,调试等技术和管理工作。主要课程:高等数学、大学英语、普通物理、工程数学、计算机应用基础、微机原理、电路原理、电子技术、电机学、自控理论、数学信号处理、电力电子技术、电力系统分析、发电厂电气部份,电力系统继电保护,电力系统自动化。
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[关键词]高职类 电子商务专业 企业信息化建设课程体系
据相关统计数据显示,电子商务专业应届毕业生的就业率从2004年开始就一直处于低迷状态,有接近80%的学生不能够及时就业,这与电子商务巨大的人才缺口形成了鲜明的对比。造成这种现象的原因固然是多种多样的,其中核心课程体系的设计是造成培养与就业脱节的一个重要方面。企业信息化建设课程是高职类电子商务专业的核心课程之一,其体系建设直接影响高职类电子商务人才的培养目标和培养效果。
一、高职类电子商务专业人才培养目标与信息化建设课程定位
作为高职类院校,电子商务专业人才培养的目标应该是具备大专生应有的基本思想道德素质和文化科学知识,熟悉经济管理与现代商务的基本理论,掌握现代电子商务技术与政策法规,了解电子商务活动基本流程,掌握一定计算机网络及信息技术的基本原理及应用能力,具有现代经营意识和战略眼光,能够掌握和具备电子商务网站开发、应用与管理、网络贸易与营销活动、制造业信息化管理等实际动手能力的技能型人才。
作为电子商务专业课程体系核心的企业信息化建设课程更是一个强调实际动手能力的实践课程,需要学生通过实际动手来进行有关知识和技能的学习训练。通过企业信息化建设课程的学习,可以使学生了解电子商务网站如何设计实现,如何利用计算机技术解决实际问题,从而掌握电子商务网站建设与维护的技能。
二、高职类电子商务专业企业信息化建设课程建设现状及问题
1.企业信息化建设课程构建与企业工作技能脱节。高职类院校在对电子商务专业企业信息化建设课程构建时,有相当大一部分只是单纯从知识构建角度规定学生应掌握的理论知识与实践技能,并没有充分考虑到相关企业对人才技能的具体要求,这就造成了两种局面,一种是学生在校期间学习和掌握的知识与技能在毕业进入企业之后并不能得到很好的应用,空有抱负不能施展;另一种局面是学生毕业参加工作后,在工作中所需要掌握的一些知识和技能没有在学校的学习中得到学习和掌握,增加了企业对人才二次培训的投入;以上这两种情况都不利于众多的高职类电子商务专业学生的专业学习和顺利就业。
2.企业信息化建设课程之间存在隔阂。目前,我国各类高职院校均都开设了企业信息化建设的相关课程,其课程体系主要依据课程性质将企业信息化建设课程分为理论课程与实践课程,两种课程之间相互分离,各自进行,这就使得课程之间缺乏沟通、产生隔阂。学生在传统课堂上吸收的理论知识不能够得到及时的实践巩固,在实训实验室进行动手操作时缺乏相关的理论知识做指导,不仅在教学内容上存在叠加和重复,也浪费了宝贵的教学资源和学习时间,使得学生不能在学习过程中得到知识和技能的同步掌握、真正提高。
3.模拟实验室仿真度较差。企业信息化课程的学习离不开计算机技术,众所周知,计算机是一门技术性和操作性都很强的技术,并且更新换代的速度相当快,这就对高职类院校的模拟实验室的仿真度提出了较高的要求。模拟实验室是学生锻炼实践技能、培养职业素养的重要实训基地,其仿真度的高低决定了学生对相关职业技能的理解和掌握程度。目前,很多高职类院校模拟实验室的不足之处在于仿真度较差,更新速度远远落后于相关行业知识和技术的更新速度,更有甚者,其模拟实验室从建成开始就没有更新过,设备落后,内容缺乏深度,软件陈旧,考核方法不够完善,难以满足学生对不断更新的知识和技能的学习和练习需求。
三、高职类电子商务专业企业信息化建设课程建设完善策略
1.根据实际技能需要选择专业课程。各高职院校应立足本身的资源优势和学生的就业特点,对电子商务专业的信息化建设课程进行准确定位,同时结合相关行业的企业实际人才需求将典型工作任务的职业能力结合岗位职业资格的要求作为标准,来选择相应的企业信息化建设专业核心课程群,并进一步构建和完善课程体系,使得学生不仅能够形成自身在知识和能力方面的优势,并且专业技能的锻炼与企业工作岗位能力的需求相对应,满足了学生的职业发展需求。
2.加强实践教学与理论教学之间的联系。打破原课程体系存在的课程隔阂,以内容层次为课程的划分依据,实现理论教学与相对应的实践教学的对接,明确理论课程的指导意义和创新基础,以此满足专业技术实际操作能力培养的需要,同时在实践教学中充分利用模拟实验室来提高学生技能的形成能力,使学生有一定的可持续发展的空间。明确学生在教学实践活动中的主体地位,重视对学生技能的培养,课堂教学环节通过教学实践和不断深入的校企合作,使课堂教学的内容落实到“实务”上,突出课程的核心专业基础和技能属性。
3.增强模拟实验室的仿真度。为强化学生实践技能的培养,要尽量模拟真实的工作环境作为实践教学环境,以更直接、真实的方式加深对相关课程的理解和掌握,从而促进工作技能的提高和职业素质的培养。运用任务驱动教学、案例引导教学、真实场景模拟等多种教学手段和方法,丰富教学内容和形式,充分利用模拟实验室的教学资源,调动学生的学习积极性,促进职业素养的形成,改善教学效果。在考评方法上,参照企业用人考核标准,增加实际操作技能问题和主观分析问题,着重考察分析问题、解决问题的能力。
四、结束语
作为高职类院校,要始终明确一个概念,职业教育就是就业教育,因此,实践教学环节是课程体系的必要内容,注重培养学生的动手能力和职业素养。各高职院校应当以学生就业为导向,科学地设置企业信息化建设课程体系,这样才能提高电子商务专业学生的实践技能的养成,提高人才的培养水平和效果。
参考文献
[1]孟庆波.高职院校电子商务专业IT类课程体系的研究[J].教育观察,2009
[2]谢康,陈丽.信息化课程的构建[J].教育评论,2005,(3)
[3]沈莹.高职电子商务专业课程体系构建于开发[J].商场现代化(下),2008,(9)
电气工程是以电气科学为理论基础,与电能生产与应用相关的技术学科。其作为现代科技领域的核心学科之一,在国民经济和社会发展中占据着基础和关键地位。从某种意义上说,电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。正因为此,电气工程学科的人才培养和科学研究自第二次科技革命以来在世界主要发达国家被高度重视,成为各大学优先发展的学科之一。
我国电气工程高等教育的起源可追溯到1908年,为顺应有电时代伊始的社会发展需求,清末著名教育家、工学先驱唐文治先生在邮传部上海高等实业学堂(西安交通大学和上海交通大学的前身)创建了中国第一个电机专科,标志着中国电气工程高等教育的开端。至今,中国电气工程高等教育已走过了百年的发展历程。百年来,中国电气工程高等教育历经了风雨曲折,也经历了蓬勃发展,为国家培养了一大批专业人才,成为我国电力工业快速发展的中流砥柱,学科本身也在这一过程中得以发展壮大。随着科学技术的飞速发展,21世纪的电气工程概念已远远超出了传统电气工程的定义。知识宽度的巨大增长,要求人们重新审视甚至重新构建电气工程的学科方向、课程设置及其内容,以便使电气工程学科能有效地回应当今科技进步、社会发展及行业需求。
2012年教育部对我国《普通高等学校的本科专业目录》进行了自改革开放以来的第四次调整。在此次大调整中,“电气信息类”被重新划分成四个一级学科:电气类、电子信息类、自动化类、计算机类。“电气类”下设独立的“电气工程及其自动化”专业。每一次《专业目录》的修订,都是为顺应国家、行业发展的需求,使高校更好地完成培养社会所需人才的使命,具有鲜明的时代特色。2014年5月底,由教育部高等学校电气类专业教学指导委员会主办,东南大学承办的第一届(2014年)全国高校电气类专业教学改革研讨会在江苏省会议中心召开。教育部高等学校电气类专业教学指导委员会委员、中国机械工业教育协会电气工程及其自动化学科教学委员会委员、全国设有电气类本科专业的高校代表、出版社、社团、企业代表等500余人出席了会议。来自浙江大学、清华大学、华北电力大学、西安交通大学、东南大学、北京交通大学、台湾清华大学等知名高校电气学科的专家学者与参会代表们围绕电气类专业发展战略与专业建设、教学质量国家标准、教学模式创新、教材建设、实践环节、教学管理等方面进行了深入研讨与交流。
本期《焦点萃》栏目以本次会议内容报道为着眼点,采访了教育部“电气类专业教学指导委员会”副主任、华北电力大学王泽忠教授,介绍了武汉大学、东南大学电气工程及其自动专业的本科人才培养经验和实践教学探索,国网山西省电力公司人力资源部从电网企业招聘角度对高校电工类专业人才培养提出了中肯的建议,从组织、院校和企业等不同层面,围绕专业目录调整后电气学科的教育教学及人才培养的若干问题进行深入探讨,旨在抛砖引玉,以期借行业之力,集行业之智,充分发挥院校的积极性和主动性,传承百年电气学科的深厚底蕴,谱写电气工程教育人才培养的时代新篇章。
关键词 电类专业;教学改革;Proteus
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)16-0014-03
近年来,高职院校的信息化建设水平不断提高,从校园网络建设到教学用微机配置数量都得到很大的改善。同时,越来越多的学生拥有智能手机和个人电脑。在这样的信息化环境下,高职院校的课程教学改革不断深化,教学方法和教学手段不断向信息化、多样化和混合化发展,项目导向、任务驱动、翻转课堂、混合式教学、微课、慕课等教学理念和形式不断在实际教学中得到应用。Proteus软件凭借其强大的电路仿真功能,在高职信息化教学中应用越来越广泛,成为高职院校计算机仿真教学的利器。
仅在一门课程中简单应用Proteus软件进行计算机辅助仿真教学,远不能发挥Proteus软件的最大作用。青岛港湾职业技术学院在港口电气、机电一体化、电气自动化、船舶电气、电子信息专业中,从专业课程设置到课程教学改革等方面,针对Proteus软件进行全面深化应用,涉及的课程主要有C语言程序设计、电工基础、电路、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、电机与电气控制、单片机应用技术、PCB设计技术等。下面就Proteus在青岛港湾职业技术学院电类专业教学中的应用与实践情况进行具体的介绍。
1 目前高职电类专业课程教学中存在的问题
生源质量下降给教学带来消极影响 近几年来,高职院校生源质量下降已经是高职教育工作者不能回避的问题。高职院校生源质量下降主要表现在学生高中阶段文化基础知识不扎实、学生自主学习能力差,学习积极性和主动性不强,逻辑思维能力不强,没有养成良好的学习和生活习惯等。面对理论性和实践性都比较强的电类专业知识,很多学生存在厌学情绪,缺乏学习的兴趣和动力。在电类专业基础课和专业课教学中,普遍存在学生教学反馈,反映教学效果差、课程成绩不及格现象较多等问题。
教师的教学方法和教学手段不够灵活 高职电类专业课程教师已经感受到学生生源质量的变化,但是受传统观念、教学条件等因素的影响,有许多教师在教学中仍然采用传统的教学方法,教学手段也比较单一。大多数高职院校也已经在推行信息化环境下的教学改革,逐渐开始采用项目导向、任务驱动、多媒体教学、网络教学等教学模式和手段,教学效果有了一定的改善,但是也存在很多学生只是被动跟随教师的思路进行学习,缺乏学习的主动性和创新精神。
理实一体教学设施设备不足 国家启动示范性高等职业院校建设计划以来,高职示范院校和骨干院校实践教学条件得到很大的改善,增加了专业实训室的数量,实训设备和仪器也得到补充和更新。但是,这些新建的实训室很多并不是按照理实一体教室的要求建设的,在专业课程教学中理论和实践教学不能很好地结合,不能真正实现“教、学、做”一体化,实训室的性能没有得到最好的发挥。
2 Proteus软件
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)工具软件(该软件中国总为广州风标电子技术有限公司),可以实现电子电路的交互式仿真,还可以实现微控制器系统的软件和硬件交互式仿真,还具有PCB设计功能。同Multisim电路仿真软件相比,Proteus软件的电路仿真功能交互性更强,电路运行状态更加直观。正因为Proteus软件集合了电子电路仿真、单片机系统仿真和PCB设计等功能,使得Proteus软件在高职电类专业课程教学中可以得到更加广泛的应用。
3 Proteus软件在高职电类专业课程教学中的总体应用方案
在专业课程设置上,以港口电气、机电一体化、电气自动化、船舶电气、电子信息专业为例,第一个学期即开设Proteus应用技术课程。学生首先集中学习Proteus软件的安装和基本操作方法,然后配合同时开设的电工基础、C语言程序设计等课程对电路和C语言等内容进行仿真学习。在后续学期,不再单独开设Proteus软件应用课程,而是将Proteus软件的应用融合到相应专业基础课和专业课中去,相关课程主要有模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、电机与电气控制、单片机应用技术、PCB设计技术、ARM嵌入式系统、课程设计、毕业设计等。
在课堂教学中,具备微机硬件条件的,可以直接在微机上利用Proteus软件进行辅助教学,学生可以完成教学项目的仿真设计与练习;没有配备微机的,可以让学生将个人电脑带入课堂。根据笔者在所带班级中做的调查,每个班级至少有一半的学生拥有笔记本电脑。两个人一组至少配备一台电脑,共同对项目仿真方案进行讨论、训练,同样收到很好的教学效果。
在课外,可以给学生布置课外Proteus仿真设计作业,促进学生对专业知识的理解和吸收。同时鼓励学生根据课程学习内容自主进行创新设计,根据学生的完成情况,在平日考核上给予相应的加分,从而调动学生的学习主动性,培养学生的创新精神。还可以组织校内的Proteus仿真设计竞赛,利用Proteus软件进行国家、省、市组织的电子设计大赛培训,从而为学生提供多种发展途径。
4 Proteus软件在高职电类专业课程教学中的应用举例
Proteus软件在电工基础课程教学中的应用举例 电工基础课程是高职电类专业重要的专业基础课,该课程的理论性很强,再加上是学生入学以来学习的第一门专业基础课,长期以来一直存在教师难教、学生难学、教学效果差的问题。在采取理实一体、项目化教学改革的基础上,利用Proteus软件进行计算机辅助教学后,该课程的教学效果有了很大的改善。如在讲解基尔霍夫电流定律(KCL)时,可以让学生利用Proteus软件设计如图1所示的仿真电路。在该仿真电路中,每条支路均串接了灯泡和电流表,通过灯泡可以直观地观察电路的运行状态,通过电流表可以直接读出每条支路的电流大小和方向。学生可以根据需要,方便地更改两块电池的电压和所有电阻器的阻值,从而查看电路不同的工作状态,电路仿真的交互性强。通过该仿真电路的练习,可以帮助学生更加直观、深入地理解基尔霍夫电流定律,增强教学效果。
Proteus软件在模拟电子技术课程教学中的应用举例 模拟电子技术课程也是一门高职电类专业重要的专业基础课,该课程的理论性和实践性都很强,特别是一些电路的基本概念和基本原理不易理解。如在讲解基本放大电路部分内容时,学生对放大电路的静态工作点、三极管的放大作用、放大电路的工作原理等内容理解起来难度很大;在相应的实训环节,学生在电路连接、测试等工作中也存在电路调试困难、不知如何进行电路测试等问题。
利用Proteus软件,可以设计如图2所示的仿真电路。通过该仿真电路,学生可以在电路连接的过程中熟悉基本放大电路的组成,通过虚拟电压表、电流表对电路的静态工作点进行测量和调整,通过虚拟示波器观察放大电路的输入、输出电压的波形图,通过调整电路参数观察放大电路的非线性失真现象,从而直观、深入地理解放大电路的组成和工作原理。
另外,在数字电子技术课程中,可以利用Proteus软件对集成逻辑门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路等进行仿真运行,也可以进行如交通灯控制电路、数字电子钟电路、秒表电路等综合项目的仿真设计和运行。在高频电子技术课程中,可以利用Proteus软件对振幅调制与解调电路、正弦波振荡电路、混频电路等进行仿真设计和运行,有效地降低教学投入,解决该课程的教学难点。在电机与电气控制课程中,可以利用Proteus软件对直流电机和步进电机控制电路进行仿真设计和运行,使学生更容易理解电机的启动方法和控制方法。
在单片机应用技术课程中,Proteus软件相对于其他EDA软件来说对课程的促进作用更加明显。应用Proteus软件后,可以突破课程硬件教学条件的限制。有大量的控制芯片和单片机元器件在现实教学条件中是不具备的,但是在Proteus软件仿真器件库中却可以找到。有了Proteus软件帮助后,学生学习单片机就像插上了腾飞的翅膀,除了设计仿真简单的单片机控制电路外,还可以设计仿真自己感兴趣的、更加复杂的、综合的应用项目,有效地促进高职学生动手能力和创新能力的培养。
Proteus软件在高职电类专业PCB设计技术、ARM嵌入式系统、毕业设计等课程中也有着广泛的应用空间,在节省教学设备投入、增强教学效果方面成效显著。
5 结束语
在信息化环境下,高职院校都在不断探索新的教学模式、教学方法和教学手段,项目导向、任务驱动、翻转课堂、混合式教学、教学做一体化、理实一体、云课堂、微课、慕课等词语不断冲击着高职教师的思想。在高职教学改革大潮中,高职教师应保持清醒的头脑、积极的态度,要根据所在学校和所担任课程的实际,不求赶时髦,只求探索实施切实有效的措施,真正提高教学质量。Proteus软件应用在高职电类专业课程教学中,看似只是一个小小的举措,但是在实际应用中起到事半功倍的效果。在应用好Proteus软件的基础上,高职电类专业课程教师还要进一步探索更有效、更灵活的教学模式,才能真正实现高职高素质技术技能型人才培养的目标。
参考文献
[1曹晓春.基于高职院校信息化教学应用状况的思考[J].课程教育研究,2015(1):5.
[2]陈知红.Proteus仿真软件在电工学中的应用[J].实验技术与管理,2014(2):93-95.
[3]李娜.Proteus软件在模拟电子技术课程中的应用[J].赤峰学院学报,2013(6):23-24.
英文名称:Journal of Electrical & Electronic Education
主管单位:国家教育部
主办单位:教育部工科电工课程教学指导委员会;东南大学
出版周期:双月刊
出版地址:江苏省南京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1008-0686
国内刊号:32-1487/TN
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发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1979
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2、第二是化工类专业如应用化工技术、工业分析与检验、油汽储运等专业。
3、第三是电子电气类,如电气自动化、应用电子技术、电子信息技术等。
4、第四类是建筑类如楼宇智能化、室内设计、工程造价、装潢艺术设计等。这些都是阳光专业。
0 引言
电子信息科学与技术这个专业的培养目标是系统掌握电子信息科学的基础理论和专业知识,具有较强的实验与实践能力,能够在电子信息领域及相关部门从事科学研究、工程设计、产品开发的应用型人才。作为电力院校的电子信息科学与技术专业必然要以电力系统为依托服务于电力生产中,具有以能源电力监控为背景,注重学科基础教育,强化以计算机技术为工具、以电子科学和信息处理科学为基础的实践能力培养,作为主要专业课的《DSP原理及应用》应该突出这个特点,注重培养学生应用DSP解决电气工程中的实际问题的能力。
1 现有的实验教学的不足
目前我国电类学科高等教育的教学中存在着课程设置和教学实践学科分立,缺乏和谐与连通;局部知识过深过细过难,缺乏整体性、前沿性和发展性;教学内容与学生的背景知识相比显得过于陈旧;教学与实践环节脱节,知识型教学多于研究型教学,所培养的电子信息与电气学科人才还不能很好地满足社会的需求[1]。从《DSP原理及应用》实验教学实践中也会发现存在现有的实验教学平台具有两个方面的不足:一个在于与电气类工程应用结合程度不够,不能反映DSP技术在电气类工程中的应用的优点,让这个专业的学生无法认识到DSP技术应用的重要性,实验项目更类似于《单片机原理与应用》,也体现不出DSP的优越性能,这就需要设计和安排能够体现DSP技术在电气工程应用的实验项目DSP实验系统方面需要改革的方面在于硬件电路方面,一个是能够完成面向电气类专业工程应用的实验电路的缺少;另一个方面在于随着电子技术的迅猛发展,DSP技术更新和升级是实验教学当中不能回避的现实问题,需要升级控制芯片,使DSP技术教学和实验直接面向实际应用[2]。
2 实验教学改革的研究内容
项目主要进行实验平台的硬件电路设计和制作,用于进行设计面向电气工程应用的实验项目和升级DSP实验系统两个方面,用口袋化的实验板卡取代实验室中原有的大箱子,使实验进行更加便利和简单,使基本理论教学实验更加有效、有趣和易管理,研发具有电气工程专业特点的综合性实验平台,锻炼学生的综合性、系统性的电子技术应用能力的培养,能够提供课程设计、综合性实验、毕业设计以及电子竞赛等实践环节硬件平台,开发意义在于能够让学生直接应用DSP技术解决电气工程中的实际问题,真正做到依托优势专业,培养电气工程中有素质有技术的电子信息人才。在大大调动学生对于《DSP原理及应用》这门课的学习热情的同时也能让学生在学习电气类专业相关课程时会使用DSP技术来解决面对的问题,有更多的设计方法和解决方案 [3]。
《DSP原理及应用》课程实验教学的改革,要做的改革也体现在两个方面:一个内容是DSP实验装置的升级设计和制作;另一个设计并制作具有电气类专业课程特点的实验项目。
(1)口袋化创新实验系统的更新:采用新型DSP芯片如TMS320F2808和Piccolo系列DSP芯片TMS320F28027作为控制芯片取代原有已经不再生产的TMS320F2407,用结合灵活的核心板、功能板和连接板板卡模式取代实验室原有的大箱子,方便实验教学和设备维护,更便于学生自学将实验从实验室引申至实验室外,同时也会大大降低实验装备的损耗率。
(2)设计具有电气工程特点的硬件平台:结合DSP在电力电子、自动控制、电机学以及数字信号处理等课程中的应用的成功案例,设计综合性实验供学生课程设计、电气综合实验、毕业设计及电子竞赛等。
3 主要思路和研究方法
应用DSP最新应用技术设计口袋化创新实验平台使实践教学更有效管理更规范,使学生容易入门,喜欢钻研,结合专业特点,制作能够体现DSP应用优势的专业实验项目让学生真正能够利用自身所学专业技能服务于电气工程应用。参考具有电气专业特点的实际应用案例,选取符合实验教学的实验项目,通过实验项目规划、设计、制作和测试实验装置来完成实验系统的制作,通过课程设计和电子竞赛等实践活动来检验实验项目的合理性和应用性能。
(1)实验系统的硬件电路设计,选取TMS320F28027做为控制核心做成核心控制板,将整个实验系统模块化并分解为电路模块做成独立的实验板卡,采用标准端口设计,实验中选取核心板和该项目实验的板卡采用连接母板进行连接。整个实验系统功能如图1所示。
图1 DSP实验平台功能框图
(2)设计电气信息采集、智能电源和直流电机调速等具有电力应用特点的综合实验项目供学生使用。制作一定数量的实验套件应用于实验课堂,这个环节中可以让学生参与设备的设计和制作当中,结合电子工艺实现和Protel课程设计和电子设计竞赛来检验这些实验项目的可行性和应用性能,并调整实验项目和完善实验系统。