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关键词:电工电子技术 实践教学 生产实践
1 引言
电气工程训练是我院面向工科非电专业及大文科专业开设的一门公共实践课程,学习的主要内容就是安全用电常识和基本的电工电子技术知识及实践操作技能。
2 实践教学的现状和改进措施
(1)实践课程简介
根据专业的不同,电气工程训练有两个教学模式。对于工科非电专业,开设电气工程训练a,共40学时;围绕三相笼型异步电动机的控制,训练工科学生一些简单的电气控制方法、控制手段,使之理解电气控制方面的基本知识和操作技能,了解电气控制在工程中的应用。对于大文科专业,开设电气工程训练b,共40学时;通过室内照明电路的设计、安装、调试与检修实践,让学生懂得安全用电,学习常用电工工具和仪表的使用,掌握最基本的电工技能。
(2)实践教学存在的不足之处
从近三年的教学实践过程看,存在的不足之处有两点:
第一,教学内容不够充实,学生做起来前紧后松。为期一周的电工训练,前三天的实践内容是理论教学和基础实践;后两天的内容是创新设计,占用时间偏长。
第二,教学实践内容和现代生产实践结合度不够,电工电子技术含量偏低。电气工程训练a的实践内容是交流电动机的交流接触器控制线路;电气工程训练b的实践内容是照明电路的安装实践,在电路中用的是电感式镇流器。在科技发展日新月异的今天,这些电路已不是最常用的电路了。
(3)实践教学改进措施
针对在电气工程训练中存在的现状,对原有的实践教学内容进行提炼和整合,在电气工程训练中增加电子产品制作的内容。对于非电专业的学生,可以选择制作一些和已有的实践项目相关且简单实用的电气产品。参加电气工程训练a的学生,可以选作plc控制器;参加电气工程训练b的同学,可以选作电子镇流器。学生在电工实践过程中,通过对电气产品的研制、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用,探知最前沿的科学技术,推进实践教学和现代生产实践的紧密结合。
3 实践教学改进后的实施方案
(1)实践教学内容
电气工程训练实践经过改进后的教学内容可概括为四个教学环节、六大教学模块。四个教学环节包括理论教学、基础实践、创新设计和产品制作;六大教学模块包括元器件认识、工具仪表使用、电路原理和电路设计、线路板制作、组装和配线、调试和检修。
在教学实践过程中,六大教学模块的实施是渗透在四个教学环节中完成的。可以看出,和电气工程训练b相比,电气工程训练a的电工电子技术信息含量大、实践操作难度高。
(2)教学实施方案
教学内容的难易程度以及时间安排不是一成不变的,在教学过程中需要把握三点:
第一,理论与实践相结合。理论教师在理论教学环节主要讲解安全用电常识、元器件认识与检测、电气原理图识图、实践操作技能四方面知识。脱离实践操作的理论知识不用讲,和实践操作联系不大的理论知识要少讲。通过理论教学,学生可以运用掌握的理论知识指导自己的电气工程实践,这才是理论教学的真正目的。
第二,因材施教。专业不同,采用的教学方法和教学手段就不同,讲授的教学内容也不同;专业相同基础不同,教学内容的侧重点就不同,对三表学生要突出应用能力和实践技能的[培养,对素质高、学习能力强的学生要进行精英培养。
第三,课内教学与课外活动相结合。对于参加电气工程训练兴趣高、产品制作有独到见解的学生,教师要积极引导,把课内教学内容和学生课外科研活动、素质教育活动有机结合起来,并给予必要的指导。
(3)激发学生兴趣的方法
为了更好地完成教学任务,实现预期的教学目标,要充分调动学生参与实践的主观能动性,激发学生的兴趣和培养创新意识。
第一,确定灵活、直观的教学方法。在理论和实践教学过程中,结合板书、多媒体课件及实物展示等教学手段,采用演示教学和渐进式启发教学相结合的教学方式,在激发学生兴趣、培养自学和独立思考能力等方面下功夫,使教学效果不断提升。对于基础实践项目,主要以演示教学为主,通过演示教学,学生把容易理解和接受的感性知识上升为可以指导自己实践操作的理性知识。对于创新实践项目,主要以渐进式启发教学为主。通过启发教学,开阔学生的思路,培养同学们独立完成实践项目的能力。
第二,采用不同的考核标准。在教学过程中,要根据不同专业、不同基础的学生,调整实践项目在量和质上的要求,制定相应的考核标准,让每个学生都能体验到完成实践项目的成就感,激发学生的学习兴趣。学生有了兴趣,教学目的就容易达到了。
第三,实行多方位的奖励制度。在基础实践环节,可以把一个班级分成几组,组和组之间比赛,哪个组完成的又快又好,哪个组就有额外加分,并把名次写在黑板上。这样就能激发学生之间团结合作、协同作战的意识和动力。在产品制作实践环节,可以把课内教学和课外的素质教育活动相结合,给成绩优异者颁发获奖证书和奖金,鼓励学生参加科研活动。
4 结语
在电气工程训练的教学实践中,我们本着与时俱进、勇于创新的精神,不断提炼和整合实践教学内容,着重培养学生的团队精神、工程实践能力和创新意识。学生在实践过程中,通过对电工电子线路和电气产品的设计、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用;探知最前沿的科学技术,增强求知欲望,培养自我发展的能力。
参考文献
[1] 董启广,电工电子实训教学模式的研究与实践,北京工业职业技术学院学报,2006(10).
关键词 电气工程;教学改革;分层次教学法
中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2011)36-0049-02
Research and Practice on Teaching Reform of Electrical Engineering Training//Sang Lin, Fu Qiang
Abstract Electrical engineering training course is intended for wide range of professional, working closely with the reality, its practical quality directly affects the effectiveness of application-oriented training in our University. On the basis of summing up the experience in teaching, we further deepen the reforms, changed the traditional teaching model, and proposed the “professional-oriented hierarchical approach”, at the same time, through the active use of heuristic teaching methods, the quality of teaching and training is truly enhanced.
Key words electrical engineering; reform of teaching; hierarchical teaching
Author’s address Heilongjiang Institute of Science and Technology, Harbin, China 150027
1 引言
黑龙江省提出的建设“特色应用型”本科,是伴随着高等教育大众化产生,以本科教育为主体、以应用型人才培养为突出特征的一种新型高校,也是黑龙江科技学院的发展任务与目标。作为本科院校,如何进一步加强应用型人才的培养,切实落实国家提倡的应用型教学、应用型创新的教学培养目标,也是高校工作者不断探索与研究的动力。工程训练与基础实验中心被评为省级实验教学示范中心,同时肩负着学校应用型人才培养的重要职责。结合电气工程实训的具体实际,探索出高效实用的实践教学方法,也更好地体现以人为本的教育理念,紧贴就业实际、提高实训质量。进一步推进省级示范中心建设,提高示范效应。本文对工科非电类专业学生电气工程实训教学的改革进行探索。
2 教学改革策略
目前,很多学校在电气工程训练课程的教学过程中,不管面向的专业是否相同,实训的内容与模块却完全一致,忽略不同专业的特点与就业需求,缺乏专业的训练体系。因此,应切合所教课程特点、学生的专业特点,积极探索有效的教学方法与手段,不断提高教学能力与教学质量。
2.1 提出以专业为导向的“层次教学法”
教学要有的放矢,避免盲目性,使学生各有所得、各尽其才。传统的统一的教学模式,忽视不同专业的背景特点,对所有专业采取一刀切的教学模式已经不适应现在的人才培养模式和国家对人才的需求。尤其对于实训课程而言,实验教学体系的特色建设必须与专业自身特点和本专业人才培养目标紧密结合。由于不同的专业的后续课程不同,将来要面对的实际情况也是不一样的。这就要求教师对各专业的专业特色进行研究,针对不同专业开设的实训内容,进行相应的调整和增补,确定相应的具有特色实训模块[1],使实训模块的内容得到不断充实、完善和创新。比如,对于采矿专业,应针对该专业可能的就业领域与方向,开设一些可以解决实际问题的教学与实训内容,这样不仅拓展学生的知识面,还可以提高学生的学习兴趣,也能让学生更深刻地体会到该课程的重要性。
在实施“以专业为导向的分层次教学法”的过程中,教师除了要求对不同专业背景有很好的了解之外,还要进行分层备课,分层备课是实施分层教学的前提。教师要在透彻理解大纲和教材的基础上,确定不同层次的教学目标,把握住哪些是基本要求,是所有学生应掌握的,针对特定专业的学生,哪些属较高要求,需要完善和充实的。只有围绕不同专业的特色,不断进行创新教学设计,精心设计教学内容,才能对学生进行切实有效的实训技能训练,充分发挥学生的主观能动性,以提高学生解决工程实际问题的能力。
2.2 积极运用启发式教学法
努力把注入式教学转变为以学生为主体、教师为主导的启发式教学[2]。实训教学是培养学生的动手能力、创新能力的重要环节。但由于学生多年来的学习和思维定势,一到实训场地,往往失去创新意识。因此,在实训教学过程中,必须努力给学生创设问题情境,使学生不断发现问题、提出问题、解决问题。
向学生提出需要探究的问题,进行简单的讲解,并指出解决的思路与方向。比如,“自动往返控制线路”是较为复杂的且难以理解的内容,但只要抓住其作用和本质,就可以了解到以上电路是已做过的“点动连续控制电路正反转控制电路”的变形、拓展,在讲解这几种典型的控制线路的过程中,通过提出诸如“如何使电机连续运行?如何操作能使电机实现反转?怎样通过行程开关实现自动往返控制”等问题,使学生在课堂中扮演的角色不再是被动接受,而转变为主动研究问题、解决问题的主人,同时培养学生的创新意识,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,真正做到的“授之以渔”。
2.3 多媒体与板书合理结合
采用多媒体教学,可以增加教学信息量,丰富教学内容,大大提高教学效率和教学质量,使在传统教学难以观察到的事物能够清晰地呈现在学生面前,使学生可以更细致、全面地了解所学课程。比如,对于非电专业的学生而言,对低压控制电器的构成及电气线路的功能原理较难理解。因此,可采用Flas等技术将交流接触器等较难理解的电器动态表示出来,同样,在电机正反转及自动往返控制线路图中将所有触头、开关做成动态的,学生通过观察触头动作,更好地理解电气线路的控制方法。
但在使用多媒体授课的同时,千万不能忽略与学生的交流和沟通,学生长时间处于被动接受的状态,容易产生疲劳感,从而影响对内容的理解和记忆。要注重板书和多媒体课件合理结合。比如讲授电路分析,教师分析时一步一步地板书,使学生更好地跟上教师的思路逐步领会。所以,不同的内容应以不同的教学手段为主,从而切实提高教学质量。
2.4 将PLC引入到电气控制实践教学中
在实训内容方面,可增加相应的新技术、新知识,这样不仅可以扩大学生的知识面,而且可以增强学生在就业方面的竞争力。
教学中充实PLC及其应用的课题势在必行。将PLC引入电工实训教学是实践教学改革的一个重要趋势。PLC由于具有体积小、功能强等优点,现已广泛应用于自动化的各个领域,也逐渐成为工科学生需要掌握的一种重要的应用技术。将PLC技术应用引入电工实训教学,对于培养学生的工程实践能力和创新精神发挥了重要的作用。引入PLC教学内容后,学生可根据教师要求,在掌握教学内容的同时,还要翻阅有关参考书和资料,才能进行系统实验的设计和编程,这无疑开拓了学生的思路,并使其感受到新技术的优越性。
3 结束语
非电类专业学生掌握电工基础知识,对他们拓宽知识面、培养创新思维、提高动手能力、成长为社会所需要的应用型人才至关重要[3]。现实条件不可能让全部学生到实际生产环境中去接受真实的电工基本认知能力、动手能力、分析和解决问题能力的训练,要不断总结教学经验,改革教学环节的教学模式、教学方法,完善相应的教学内容,结合专业特色,建立教学体系,对不同专业的学生提供不同的具有专业特点的教学模块,并辅之以相应的教学方法,使教学内容、教学方法不断地充实和创新,很好地增强电气工程训练的教学效果。
参考文献
[1]林玲,王瑾.电工实训教学改革初探[J].职业教育研究,2004(6):88.
1、IGCC
整体煤气化联合循环发电系统(Integrated Gasification Combined Cycle简称IGCC),是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成,即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。第一部分主要包括气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫回收装置);第二部分主要包括燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下:煤经气化成为中低热值煤气,经过净化,除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后进入燃气轮机的燃烧室燃烧,加热气体工质以驱动燃气透平做功,燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动蒸汽机做功。在目前技术水平下,IGCC发电的净效率可达48%,污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10,脱硫效率可达99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右,氮氧化物排放只有常规电站的15%~20%,耗水只有常规电站的1/2~1/3,利于环境保护。图1为典型的IGCC发电流程简图。
2、IGCC多联产
IGCC及多联产技术以煤气化为基础,把化工产品生产和煤气化发电整合在一起,不仅继承了IGCC的环保优势,又避免了其经济性差的缺点,是改善基于煤气化的煤炭综合利用技术的重要途径。
原始的IGCC并没有多联产技术,国内目前提及的多联产,主要技术背景为:石油价格高涨,让煤变油(CTL,即coal to liquid)具有计算上的经济效益,而CTL的一般工艺也是煤经过气化,到合成气,再经过费托合成C5左右的燃料油,这种做法的最大优点是具有极低的S、N污染物,并且具有很高的辛烷值。多联产实际上包括可能从合成气路径的一切可能的化学品合成:合成氨(用合成气中的H2,与空分来的N2),尿素(利用自产的CO2与NH3合成),甲醇MeOH(用合成气合成),二甲醚DME,及醋酸等。
3、IGCC多联产与传统锅炉的对比案例
3.1 说明
以宁夏某煤化工项目为例,分析在产品同等规模的情况下,采用IGCC多联产技术与采用传统锅炉技术在投资和经济方面的对比。
该项目甲醇规模4X167万吨/年,MTP规模2X50万吨/年,MTO规模2X52万吨/年,Superflex规模70万吨/年,EO/EG规模40万吨/年,聚丙烯装置6X31万吨/年,聚乙烯装置45万吨/年。产品主要包括:45万吨/年PE、185.6万吨/年PP和40.46万吨/年乙二醇。
3.2 IGCC多联产与传统锅炉方框图
3.2.1 传统锅炉方案方框图
3.2.2 IGCC多联产方案方框图
图3 IGCC多联产方案方框图
3.3 两种方案经济技术指标对比表
表3.3-1 传统锅炉方案与IGCC多联产方案经济技术对比表
序号 项目名称 单位 常规锅炉方案 IGCC多联产方案
数量 数量 备注
1 发电机组 kw 4x130000
2 锅炉(670 t/h) 台 10+1
3 GE 9E燃气发电机组 kw 2x210000
4 GE 6F燃气驱动空压机组 kw 10x90000
5 工程总投资 万元 9523306 9706786
6 建设投资 万元 8559528 8732490
7 所得税后内部收益率 % 11.81 11.54 基准收益率12%
3.4 对比结论
(1) 经济方面
对于甲醇生产规模为4X167万吨/年、生产PP、乙二醇和PE的项目,常规锅炉工程总投资为9523306万元,IGCC多联产工程总投资为9706786万元,后者比前者多增加183480万元,建设投资增加172962万元,税后内部收益率降低0.27%。
(2) 环保方面
表3.4-1 常规锅炉方案与IGCC多联产方案环保方面对比表
常规锅炉方案 IGCC多联产方案 备注
用煤量万t/a 1537,其中工艺用煤947,热电站用煤590 1486 IGCC减少用煤量51
H2S排放量t/a 195.8 307.1 IGCC增加排放111.3
SO2排放量t/a 6604.2 311.5 IGCC减少排放6292.7
NOX排放量t/a 16992.8 4218.3 IGCC减少排放12774.5(其中工艺排放只到合成气处理完,不包括后面流程排放)
CO2排放量t/a 23985317 22723560 IGCC减少排放1261757
烟气量Nm3/h 5284397 5110616 IGCC减少排放173781
固废排放量万t/a 501.3 587.7 IGCC增加86.4
其中热电站126.7,气化渣374.6 (全部为气化渣)
从上表可以看出:
(1)由于IGCC燃烧效率高于锅炉的燃烧效率,因此采用IGCC多联产方案比采用常规锅炉方案可节约用煤量51万t/a,采用IGCC多联产方案符合当前的节能减排要求;
(2)IGCC多联产方案通过采用硫磺回收工艺,可将常规锅炉方案的石灰石-石膏脱硫效率90%提高至99.9%,大大降低SO2的排放量;NOX排放量大也是常规锅炉方案的主要环境问题,常规锅炉方案NOX排放浓度为400mg/m3,IGCC多联产方案仅为100mg/m3;
(3)IGCC多联产方案SO2排放量311.5t/a,NOX排放量4218.3t/a,CO2排放量为2272.4万t/a,比常规锅炉方案分别减少6292.7t/a,12774.5t/a,126.2万t/a。因此采用IGCC多联产方案可最大限度降低项目排放污染物对周围环境空气质量的影响;
(4)本工程CO2排放量较大,由于CO2为温室气体,因此采用IGCC多联产方案既可以减少CO2的排放量,又可以将CO2分散排放改变为集中排放,有利于将来对CO2的行综合利用,因此IGCC多联产方案符合循环经济与清洁生产的要求;
(5)从投资角度分析,采用IGCC多联产方案虽然会增加一定设备投资,但采用IGCC多联产方案可以不用配套脱硫和脱硝装置,同时副产硫磺产品,可以降低一部分运行成本。
4、小结
关键词:实训课程;分层次;模块化
作者简介:李自成(1970-),男,四川资阳人,成都理工大学工程技术学院自动化系,副教授。(四川?乐山?614000)
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)20-0086-02
电气工程及其自动化专业在电气信息领域起着十分重要的作用,主要研究电能的产生、传输、转换、控制、储存和利用,同时有关电能的转换及使用的控制在该专业所占的地位也日益重要。[1,2]它和人们的日常生活及工业生产联系越来越紧密,因而发展迅速,已经成为高新技术产业的重要组成部分,并成为很多高校的一门重要学科。而成都理工大学工程技术学院在2005年成立了电气工程及其自动化专业,在专业发展过程中注重实践课程体系的建立。为了适应当今社会关于应用型人才的培养要求,加强学生的动手能力和实践技能,突出工程能力和工程素质的培养,结合电气工程及其自动化专业的人才培养方案制订了电气专业工程训练教学计划,形成了科学的电气工程实训课程体系。体系以培养学生在电机及其电力拖动技术、电力电子与电气传动技术、电气控制技术、电力系统自动化技术等方面的工程技能为基本目标,旨在提升学生在电气领域的知识应用水平和综合创新能力,构建起理论知识学习与实际技能训练、单项能力培养与综合素质提升之间的桥梁。
一、课程目标定位
课程体系反映了应用型本科对知识能力方面的要求。应用型本科同一般普通本科的培养体系是平行的,相比具有鲜明的技术应用性特征。[3]在培养规格上,应用本科培养的不是学科型、学术型、研究型人才,而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才;在培养模式上,应用本科以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以“应用”为主旨和特征构建课程、教学内容体系,重视学生技术应用能力的培养。基于应用型本科的性质,为了加强对学生实践能力的培养,使学生尽快掌握本专业领域的技能,因此整个体系强调建立一个系统化的实训过程,通过实训,学生应该具备以下技能:
掌握电机和电力拖动技术,熟悉变压器、直流电机、交流电机的结构,通过实训熟悉电机运行原理和调速原理。
掌握电力电子与电气传动技术,熟悉各种电力电子器件的应用,能正确使用变频器,并能初步进行电机调速电路的设计和调试。
掌握电力系统自动化技术,通过实训熟悉继电保护基本原理,利用MATLAB进行潮流计算,并能进行初步的短路分析。
熟练掌握工厂电气控制、电气设计软件等开发平台和应用技术,能够进行系统控制程序设计或者利用软件进行电路的设计。
掌握电气系统或者控制程序的调试方法,能通过实际操作较好地判断出电气系统或者控制程序的缺陷,并进行改进。
为了节约成本,加快开发过程,能够用仿真软件对电路进行仿真,熟练使用各种仿真软件,包括Protel DXP等。
能熟练使用各种检测工具,具备对低压电器的认知和感性认识,熟悉每种低压电气的正确用法,能进行初步的设计,选择出满足要求的电器。
二、课程体系的构成原则
实训基于各课程各章节内容或者课程之间联系,以实训项目为主体和载体,以程序或者电路系统设计作为驱动,实现知识、技术、能力和素质的全面提高。以实训课程体系作为实训目标的基础,制订完善的实训计划体系,同时坚持了以下原则:
以就业实际需求为导向,以能力培养为核心,以学生适应就业岗位为目标,以岗位技能为重点,兼顾长远发展。
注重知识、技术、能力、素质的协调发展,使学生通过实训既巩固了所学的知识和技术又提高了应用知识、技术的能力,使素质得到升华。
以实践能力和工程训练为重点,突出技术应用能力培养,强调在应用中创新,通过解决问题综合运用所学的知识。
课程体系体现了开放性、灵活性,及时反映了新能源技术的发展以及新技术的应用。
课程体系与人才培养方案的课程体系衔接,分别针对电气技术、电力系统自动化、电力电子等方向设立实训课程。
三、分层次模块化实训教学体系的设立
电气工程及其自动化专业主要是研究电能应用的专业。近几十年来,有关电能的转换、控制在该专业所占的地位日益重要,专业名称中的“及其自动化”反映了科学技术的这种发展和变化。电气工程及其自动化专业的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。[4,5]因此实训课程的设立也应该反映这些专业范围。首先,电工理论是电气工程的基础,主要包括电路理论和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展、延伸。而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展而诞生,电工理论是它们的重要基础。电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造,也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造,还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。电气装备的应用则是指上述设备和装置的应用。电力系统主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。制造和运行不可能截然分开,电气设备在制造时必须考虑其运行,如电力系统由各种电气设备组成,其良好的运行必然要依靠良好的设备。
针对专业范围,电气工程及其自动化专业工程训练在学院工程训练中心进行。训练内容划分为工程认知训练、专业技能训练和综合创新训练三个层次。由于我院从专业建立初期就注重实验室的建设。目前训练条件优良,已建有电气技术实训室、电机及拖动实验室、电力自动化及继电保护实验室、电力电子及传动控制实验室等专业实验室。同时,学院工程训练中心为进一步提升学生在电气工程领域的综合创新能力,建设了数控加工中心、基于先进控制技术的运动控制实验室和柔性制造中心,突出真实的工业应用环境,突出强化学生在系统分析、系统设计、系统开发等方面的工程训练,有利于高水平应用型人才的培养。
我院电气工程及其自动化专业课程体系设立了三个方向:电气技术方向、电力电子技术方向、电力系统及其自动化。针对不同方向和实训层次设立不同的课程。如图1所示。
首先,工程认知训练是电气工程及其自动化专业整个教学过程中一个重要的实践性环节。该环节包括生产实习等内容,使学生在生产实际或者科研中验证从课本上学到的理论知识,加深对知识的理解和认识,从而巩固所学知识并体会知识的应用价值;培养学生综合运用所学的理论知识去观察、解释并进一步尝试解决生产实际或者科研过程中发生的问题,提高分析问题与解决问题的能力;使学生了解企业的生产工序、工艺流程、管理制度,从而获得与本专业有关的实际生产知识,并扩大专业知识面;培养学生从事技术专题调查、搜集资料和进行研究的能力,并为即将进行的毕业设计和论文打下良好的基础。其后是专业技能训练,针对专业应用领域设置模块,包括电机、电力电子技术、电力系统自动化、电气传动自动控制系统、PLC、电气CAD等。而学生专业技能是一个复杂的技能系统,诸多技能之间既相互关联又相互影响,其训练途径及实施办法亦多种多样,同时必须具备整体性、科学性和互动性。因此,专业技能训练方案的制订,内容上密切结合学科和紧扣本专业的培养目标,与专业培养方案一致,注重能力的提高和知识的应用,注重开放性和拓展学生的思维空间构建与理论教学相辅相成、以能力培养为主线的技能训练方案,为专业培养方案的贯彻执行服务,以适应教育教学改革发展的需要,全面提高人才培养质量。最后是综合创新训练,为实现个性化培养提供先进的创新设计、制作的环境与条件。通过综合创新训练为学生创造一个能培养兴趣、产生好奇心的环境,使他们在这里自己动手创新制作、激发创造力。以创新思维和创新制作能力的训练为核心,充分发挥学生的自主能力和综合运用所学知识的能力,培养更多高素质、复合型、应用型人才。综合创新训练不但能够培养学生的综合素质,增强学生的工程实践能力,而且还有助于培养学生的创新精神和创新思维,起着其他课程不能替代的作用。
整个课程体系对应于工程素质训练、金工实习、电机及拖动技术实训、控制理论和控制系统实训、PLC与变频器应用技术实训、单片机技术工程训练、CAD实训、电力系统自动化实训、电力电子与电气传动实训、自控系统综合实习、调速系统综合设计、供配电系统综合设计等实训。同时为了突出应用型本科的特点,增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程。实训课内容如表1所示。
通过该课程体系使学生能够初步了解机电工程的基本研究领域,具备电气基本操作技能,掌握电机及拖动系统的类型、组成和控制方法,掌握控制理论及自动控制系统的组成,具备对一般机电控制系统的安装、分析和维护技能,掌握常用电力电子器件的特性,并能根据要求设计出实用电路,掌握可编程控制器和变频器的使用方法,具有一定的电气控制系统开发能力,在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力,具有较强的工作适应能力。
四、结论
电气工程及其自动化专业自2005年在成都理工大学成立以来,针对本学校学生的入学基础和就业的实际情况对实践方面的教学课程体系不断调整,增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程,增加了综合创新训练课程,已经形成了完整、科学的实训体系。从目前的实际运行情况来看,通过实训,学生的就业率得到提高,同时学生到企业后熟悉岗位的时间缩短,得到了用人单位的好评。
参考文献:
[1]贾文超.电气工程导论[M].西安:电子科技大学出版社,2007.
[2]范瑜.电气工程概论(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.
[3]钱国英,徐立清,应雄.高等教育转型与应用型本科人才培养[M].杭州:浙江大学出版社,2007.
关键词 电气工程及其自动化专业 培养目标 综合素养
0引言
在社会经济发展过程中,电气工程及其自动化技术在各行各业都得到广泛应用,且其发展水平已成为我国科学技术发展的重要标志。《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020)》将能源资源领域人才定性为经济社会发展重点领域急需紧缺专门人才,国家对高素质的电气工程及自动化专业人才的需求越来越迫切,这一领域人才的培养成为国民经济发展的重中之重。在这样的大环境下,电气工程及其自动化专业的学生更应清楚本专业的培养目标,明确学习方向、学习方法和未来的就业前景与发展方向,才能在有限的四年大学中打下坚实的专业基础,为将来的就业或进一步深造作好准备。
1电气专业的培养目标
电力部原属六大本科院校之一的长沙理工大学在《2016级本科生学习指南》中对该专业培养目标的描述如下:本专业培养德、智、体、美全面发展,具有扎实的系统基础理论知识、较强的专业知识和较全面的综合文化素质,具有强、弱电知识结构、较强的适应性和创新意识,能够从事电气工程相关领域、特别是现代电力系统的系统运行、规划设计、试验分析、生产管理等方面工作,也可以在电气装备领域和自动化信息领域从事设计、研制开发及管理等方面工作的应用型高级工程技术人才。
一般而言,企业的工程技术人员有应用型、研究型和管理型3种,其中应用型技术人员指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的专门人才,要求熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能,主要在工业生产第一线从事工程设计、制造、施工、运行等技术工作,约占工程师总数的75%。长沙理工大学电气工程及自动化专业的培养目标定位于“应用型高级工程技术人才”,与社会现实需求相一致,而电气工程及自动化专业本身就是综合性较强的工科专业,要面向整个电工学科,使学生具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受到电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练,获得电气控制、电力系统自动化、电气自动化装置及计算机应用技术等领域的基本技能,具有分析和解决电气工程技术领域技术问题的能力。
2电气专业大学生的综合素养
长沙理工大学对电气工程及其自动化专业学生的核心知识能力要求为掌握一T外国语,能比较顺利地阅读本专业的外文资料,具有一定程度的听、说、写的基础,并掌握文献检索、资料查询的基本方法;具有较好的语言、文字表达能力,善于沟通与交流;具有良好的自然和社会科学知识基础,掌握本专业领域较宽广的理论和技术基础及必要的专业知识,并了解专业发展前沿和趋势;具有较强的计算机应用能力,熟悉本专业常用的应用软件及其使用方法,学会用先进的计算机技术解决本专业领域相关实际问题的手段及方法;经过必要的工程实践训练,掌握电气工程必要的文献查阅、工程读图与制图、工程设计与计算以及现场操作、施工、调试、实验等相关技能。具有一定的分析和解决现场工程实际问题的能力;了解科技创新的基本知识、原理和方法,具有一定的创新意识和创新能力。
事实上,电气专业在校大学生要通过专业学习综合提升人文素养和专业素养。
2.1人文素养
首先,一个人要有正确的自我认识和健康的情绪和健全人格,具备较强的人际交往能力,能够控制自我并理解他人需求和意愿,能够自信、灵活地处理新的和不断变化的人际环境和工作环境,具有应对危机与突发事件的初步能力;其次,任何社会的公民都要认识到自己是社会生活的主体,有与生俱来的作为人应该享有的参与社会政治生活和公共生活的各种权利,并以平等宽容之心对待他人,具有法制观念和责任观念;再次,作为未来的“工程人”也要掌握一定的哲学、政治经济学基础知识,具有良好的人文科学素养和口头与书面交流沟通能力,掌握资料查询、文献检索及应用现代信息技术获得相关信息的基本方法,具有一定的技术设计、归纳、整理、分析实验测试结果、撰写论文和实践工作的能力。
2.2专业素养
首先要学好从事电气工程技术工作所必备的数学基础知识和物理知识,掌握微积分、常微分方程、线性代数、概率与数理统计、复变函数及积分变换的理论知识;掌握电学、磁学、力学、热学等理论知识与相应的实验操作技能。
也要多去涉足其他专业领域。例如机械与电气工程息息相关,很多电气产品的研发都离不开机械知识,多学习机械知识有益于以后的工作,达到事半功倍的效果;还要掌握信息技术,充分运用现代网络技术,至少要掌握一种高级程序设计语言,具有程序设计的基本能力,能运用常用的电气 CAD 软件分析和解决一般性工程的实际问题;要多多关注业界资讯,多深入电力生产运输现场,加深感性认识,随时更新电气工程及其自动化专业领域的实时动态,把握时代的脉搏。
3 结论
据麦可思研究院近三年的《中国大学生就业报告》分析数据,电气工程及其自动化专业本科毕业生的就业排名均位居全国最易就业的前二十个专业之列,就业率均远超全国大学生专业平均水平。电气工程及其自动化专业的在校大学生如果能从大一开始就制定好学习和发展计划,勤奋学习,勇于创新,迎接挑战,使自己具有扎实的基础理论,较宽的专业知识面和丰厚的人文素养,就能在未来的工作中有较强的适应性,毕业后就可在工业企业、金融部门、政府机关等不同部门的电力工程、电气工程、工业自动化、过程控制、计算机应用领域中从事电气及自动化系统的维护、安装、调试、运行、管理及营销、服务等工作,在人才供求市场上受到欢迎。因此,无论是从哪个角度而言,电气工程及其自动化专业都是一个很有发展前景的工科专业。
关键词:电气试验 工程项目 课程改革
中图分类号:G462 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)06(c)-0191-03
电气工程及其自动化专业的应用型本科教学旨在构建以“知识的适时性、理论的实用性、能力的针对性、技术的先进性和思维的创新型”为主体的教学体系。为突出能力的针对性,即按照电气工程师的基本素质要求,在大学四年完成电气工程师的基本技能和素养的培训[3],在专业课程的建设中尤其是专业核心课程的建设中引入“工程项目课程设计”,围绕工程项目展开课程的理论教学,拓展以工程项目为基础的实践环节,凸显应用型本科教学的特色。
《高电压技术》课程是电气工程及其自动化专业的专业课,也是专业核心课程。课程主要介绍了电力系统在设计、安装、调试、运行中遇到的高压、绝缘和过电压方面一系列问题。通过学习该专业课程的学习,使学生掌握高电压技术的基本原理、高压设备、高压试验和测试方法。课程建设的硬件条件――电气试验技术实验室,主要以电力变压器为核心设备,围绕电力变压器展开相关电气设备的绝缘预防性试验,从而达到对电气工程专业学生的电气设备试验项目的实验、实训的训练要求。电气设备无论是出厂还是在现场安装,电气试验是设备必须完成的项目。2016年西安思源学院将《高电压技术》课程列为电气工程及其自动化专业的优秀课程建设项目,课题组成员从“电气试验”和“电气系统设计”工程项目入手,突破原有的专业课程授课模式,将具体的工程项目――“电气设备试验”和“防雷接地系统设计”引入《高电压技术》的课程教学中,以各种“电气试验”和“发电厂、变电所电气一次系统设计”的工程项目为基础设计课程教学过程,实践理实一体化的教学方法,在教学中实现能力在针对性实践训练和理论知识的使用性学习的培养。
1 工程项目的课程化设计
基于高电压技术的工程项目大体分两大类,电气试验项目和防雷接地设计项目。电气设备试验一般可分为出厂试验、交接验收试验、大修试验和预防性试验等。而按照试验的性质和要求,电气试验分为绝缘试验和特性试验两大类[1]。防雷接地设计项目是发电厂和变电所电气一次系统设计的重要组成部分。因此,在教学实践过程中,通过工程案例课程化设计(工程项目与理论教学结构图如图1所示),采用“工程项目”糅合理论教学这一“理实一体化”教学手段,进而推进了《高电压技术》课程的优质化建设。
工程项目的课程化设计是指以实际的工程案例为蓝本,将教学任务、教学知识点、教学学时分配融入工程项目中,凸显理论教学的应用性,使学生掌握理论知识的应用性、理论知识的适用性和理论知识的工程性,进而推进“理实一体化”的教学改革。
2 课程设计实施分析
以变压器出厂试验这一电气试验项目为例,分析基于“工程项目”的《高电压技术》课程设计的实施。
2.1 教学任务设计
变压器出厂试验是电气试验项目中非常重要的工程试验项目,该项试验项目所涉及的理论知识点是《高电压技术》课程中[2]的液体和固体介质的绝缘强度、电气设备绝缘试验。依托变压器出厂试验这一工程试验项目,理论联系实际讲授液体和固体介质的绝缘强度 、电气设备绝缘试验等知识点,可增强学生的工程实践意识,锻炼学生的电气试验操作能力。
要求学生掌握的知识点:液体的绝缘强度特性、固体介质绝缘强度特性、局部放电试验、绝缘电阻测量试验、感应耐压试验、直流耐压试验等。
要求学生掌握的试验技能:(1)参数测量;(2)绕组电阻测量;(3)绝缘特性测量;(3)电压比及联结组测量;(4)空载试验;(5)负载试验;(6)感应耐压试验;(7)外施耐用试验。
2.2 教学课时设计
该教学项目需要学时分配为:液体和固体介质的绝缘强度4学时、电气设备的绝缘试验8学时、变压器出厂试验项目实施4学时。
2.3 课程实施过程
教学中首先给定实际电气试验项目:S7-30/6电力变压器出厂试验。从电气验项目入手,确定教学任务――掌握电气设备的绝缘试验理论知识和实践操作。对应于教学的知识点是《高电压技术》课程的第三章中电气设备的绝缘试验的相关内容:绝缘电阻试验、交流耐压试验。图2展示了以“S7-30/6电力变压器出厂试验”具体工程项目为例的课程教学过程设计。
2.4 教学效果
通过个案的“工程项目”课程设计教学实践,取得的教学效果有:(1)以“工程项目”为蓝本,增强教学的应用真实性。以往的教学过程中,讲完理论知识,学生不知道如何来用,在进行实验室实验时又脱离了理论知识。而以“工程项目”为蓝本的课程教学过程中,直接给出工程实例――“S7-30/6电力变压器出厂试验”,直接增强了教学的应用性,不再让理论和实践成为互不相容的关系。(2)以“工程项目”推进理论教学,增强学生实操能力。“工程项目”与理论教学内容相对应,通过项目讲理论,通过项目练技能,通过项目提高应用。“电气试验”工程项目的教学适合在实验室进行,体现“理实一体化”教学。通过实际的电力变压器一边理论教学,一边按工程试验项目进行相关试验,学生在完成理论知识学习的同时,还掌握了电气设备试验的基本技能。一堂课,“双丰收”。
3 结语
工程能力的培养是电气工程师基本技能培训之一。通过“工程项目”进课堂这一理实一体化化教学手段的推进,使学生既学习了专业知识,又亲身经历了项目案例实施的全过程,在教学设计过程中把一个复杂的电气试验项目,通过分解成小型试验项目模块,将理论知识点融入具体的工程项目中,结合具体试验项目的理论教学,增强了学生的学习兴趣,又降低了课程教学的复杂难易程度;既按照教学大纲完成了理论教学,又提升了学生工程训练技能,体现出应用型本科教学的特点。
参考文献
[1] 黄永驹.高压试压[M].黄河水利出版社,2012.
关键词:电气工程 自动化 现状 问题 对策
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)11(c)-0032-02
电气工程及其自动化建设的水平是影响我国经济建设,提高工业建设水平的重要支点。随着我国经济建设水平的不断发展,信息化建设水平的提高,电气工程及其自动化越来越成为经济建设的核心内容。近些年随着一些高新技术、装备、信息网络的成熟,电气工程及其自动化的建设有了新的发展点,效率也在不断进步,使我们的生产生活更加方便快捷,也推动了电气工程本身在行业内的发展。该文主要论述了当前我国电气工程自动化的发展现状和面临的问题,提出了相应解决对策。
1 电气工程及其自动化在我国的发展现状
在很长一段时间里,制约电气工程自动化发展的主要问题是效率问题。在计算机技术和信息技术发展的初级阶段,电气工程的信息化程度不高,专业化水平低,从业人员的知识面窄,自动化与其他专业之间的融合度低,这些都是传统电气工程的一些发展现状特点。
从现在来看,缩短电气工程及其自动化的汇编程序时间,提高工作效率,以集成化的思维融入电气工程从而实现系统控制,这是当前主要的发展方向。再者对电气工程信息和数据的处理与存储可以大大节约数据信息传输和控制的时间,这就需要不断加强对介质访问的控制和研究。现场对总线的控制可以解决很多宏观层面的问题,对企业而言,总线控制加快了数据和信息传输的效率和精准性,也是电气工程未来科学化发展的前提条件,同时也给企业带来了成本上的节制。尽管从电气工程及其自动化的外部建设水平和内部治理结构上看,信息和数据处理的自动化水平随着网络科学技术的发展而有所进步,电气自动化也使得很多企业得利,但还面临很多问题需要解决。
2 电气工程及其自动化发展中存在的问题
总体而言,对电气工程及其自动化的发展中所存在的问题可以从其内部系统结构与质量管控两个主要方面进行分析。
(1)内部系统结构与组织。组织是系统的主要框架和核心,组织的组成对系统的目标实现有决定性作用。对电气工程的系统组成来说,主要分为系统的用电和供电两个方面,也可以将电气信息系统加入到其中。而由于对电气工程及其自动化整体考虑,很多时候电气工程的设计人员往往注重其中一个方面而忽视了其他两个方面,这使得电气系统在组织架构上存在缺漏,尚不能形成一个整体,不利于系统的长远发展和运营。
(2)质量水平是工程建设的核心问题,如果电气工程建设中不对质量进行严格监督与控制,系统就会存在很大风险,甚至引发安全问题。当前我国的电气工程建设人员由于缺乏对标准规范的理解与掌握,在实际工程建设中更多是依靠经验,暴露出很多安全隐患。从企业的层面而言,电气工程建设缺乏一个系统、联动的控制系统,导致很多环节上管理的难度大大增加,设计人员没有从思想上矫正观念,导致设计的质量水平会不达标,很多时候强调结果而忽视过程,强调问题而忽视解决措施,这是不利于电气工程及其自动化发展的。
3 提高电气工程自动化水平的对策研究
电气工程及其自动化建设水平的高低直接影响企业的发展与管理水平,影响区域与经济建设的发展水平,也会影响到自动化行业发展的成熟与创新,针对之前提出的两个方面问题,笔者认为提高自动化建设水平应做好以下几方面工作。
(1)合理科学地组织电气工程及其自动化的系统构架。合理完善的系统构建是提高电气工程自动化建设水平的第一步。在当前信息化背景下,计算机技术、大数据技术、信息处理与存储技术、程序语言的汇编技术都应该根据自己的特点被合理运用到系统的构建中。开机、测试、管理、检测和维护都应该一体化设计与考虑,对系统的运行应坚持节约成本、提高效率为原则。针对不同应用层面的目标,系统的开发人员和设计人员要能够合理、科学地植入当前最先进和最具有创新性的技术措施。
(2)提高网络信息传输结构的效率。电气工程系统中,网络结构对信息的传输有控制作用,完善的通用网络结构可以保证信息和数据快捷、高效地呼唤与传递。此外,通用网络结构在系统对数据进行处理后可以提高资源的配置,管理和协调电气系统各个组成部分,保证数据传输的精准性和科学性。
(3)提高电气自动化建设的专业性。提高电气工程及自动化的专业性要从体系和人才两个方面进行。电气工程及其自动化在设计与安装过程中要严格遵守相关的技术标准和规范,针对不同企业管理和应用层面,对设计人员和操作人员进行专业化训练,使他们对现有的控制系统和开发系统有清晰了解,使他们明白电气系统维护与运营的环境特征,将合理的设计运用到合理的工程建设中,将客户的安全和质量目标摆在第一位。
(4)提高电气工程及其自动化的学术研究水平。学术研究水平的提升有助于运用价值。当前我国电气工程自动化的学术研究还不够成熟,一些新的观点和研究思路尚未应用到实际工程中,只有针对学术研究和应用实践进行不断论证和新再论证才可以完善技术,完善电气工程自动化的发展思路。
4 结语
电气工程及其自动化在社会经济建设中,企业管理方面的应用越来越广泛,在工业发展如此迅速的年代,电气工程及其自动化的建设水平必须结合新的形势,依托于信息和科学技术的发展,同时需要理论与实践的不断结合,需要一批专业化的电气工程自动化专业人才。
参考文献
[1] 徐立新.电气工程及其自动化的发展趋势分析[J].科技致富向导,2015,5(4):106-107.
[2] 刘海蛟.电气工程及其自动化的发展[J].科技创新与应用, 2013(18):124.
[3] 武现聪.电气工程及其自动化专业实践教学体系改革[J].江苏科技信息,2016(12):42-43.
建筑电气施工过程粗制滥造,管理混乱建筑电气工程的最终成果是需要通过实际的操作才能完成,最终为使用者验收。毋庸置疑,施工过程的管理秩序,人员的责任心和专业素养等因素都对最后结果起着重要作用。而当前的建筑电气施工过程则存在着诸多的问题,具体来说,主要以下几方面的问题。一是线路的设计和铺设上存在施工不严的现象。施工过程中经常会遇到此问题,厚壁钢管对焊连接,会产生内部结瘤,使穿线缆时损坏绝缘层,薄壁钢管熔焊连接会产生烧穿,埋入混凝土中会渗入浆水,导致导管堵塞。这些现象都是不允许发生的。二是照明器具安装存在问题。照明器具的型号、规模和安装都是需要专门设计的,然而很多时候工程师却没有重视这些问题。
从质量管理角度对建筑电气工程的对策分析
电气施工人员应具有相应的责任心及工专业素养作为一名专业的电气技术人员,首先应该具有过硬的专业素养的责任心。这就要求应对所承担的电气工程负责,还要充分运用自己的专业水平,深入、细致地搞好电气工程的技术、质量、签证、进度、安全等管理工作。这里要特别强调施工人员的责任意识问题,因为很多建筑电气工程出现事故的根本原因不是由于知识不够,而是过分相信自己的能力,或者是根本不重视手头上的工作,最终导致事故的发生。这个问题值得整个行业的从业人员的重视。与此同时,专业的电气施工人员还要不断学习,落实和强化新的知识。现阶段强电各系统的技术已比较成熟,但电气设备、材料及元件种类繁多,要全面掌握各种电气产品的性能,只有不断地努力、才能积累经验,这样才能跟上时代的脚步。
强化对建筑电气工程的质量管理建筑电气工程的质量管理是控制施工过程,保证最终结果的重要手段,也是改进程序,提高效率的关键所在。我们要从整个施工过程着手,把质量管理贯穿到所有的施工程序之中。首先,在施工准备阶段,要进行全面的质量控制。作为一名电气技术人员不能只停留在按图施工的水平,要全面熟悉设计图纸,努力并善于发现图纸中的不足,及时提出处理意见,对业主而言是维护其利益,对自己也是技术能力的提高。其次,对于工程要求比较高,对人员要求也比较高的项目,要求施工前要对施工队伍及人员进行考核和评估,并调整好技工和普工的比例。对技工进行培训、考核后持证上岗。
加强对建筑电气工程的安全管理安全是永远是第一位的,对于建筑电气工程来说,安全尤为重要。这里的安全,不仅仅是指在施工过程中的安全,而且还指使用安全。要确保施工过程中的安全,首先就要提高施工人员相应的规范的工作措施,还要对其进行必要的安全训练和培训,同时要强调施工的程序性,杜绝赶快超快的现象发生。而对于使用安全而言,则在更广的层面对建筑电气工程提出的更高的要求。要确保使用安全,首先就要求我们的施工方保质保量,对工程兢兢业业,使之不出现问题,其次还要对使用者做好相关培训,使其能正确的使用。最后,更要做好服务措施,对于使用者在使用过程中出现的问题进行沟通和指导。
结语
关键词:人才培养模式;创新实验区;校企合作;工学结合
作者简介:王涛(1966-),女,吉林省吉林市人,广东石油化工学院自动化系,副教授;熊建斌(1979-),男,湖南邵阳人,广东石油化工学院自动化系,讲师。(广东 茂名 525000)
基金项目:本文系广东省教育厅2012年高等学校教学质量与教学改革工程本科类立项建设项目“校企互通,工学结合”的卓越电气工程师后备人才培养模式创新实验区的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)03-0024-02
人才培养模式创新实验区作为高等学校教育模式综合改革的主战场,主要担负教育理论创新、实践创新、制度创新等研究与实践。学校联合企业,共同参与人才培养的过程,有利于人才工程素质培养,是“卓越计划”积极提倡的一种人才培养模式。在现代工业与技术迅猛发展、国家经济建设发展规划产业升级转型的新形势下,需要大量的综合素质高的应用型和创新型人才,尤其对人才工程实践能力的要求很高。传统的以课堂教育为主体的教育模式,培养出来的学生普遍缺乏工程实践能力和创新能力,与现今社会经济发展和企业需求不相适应,难以满足社会发展需要,企业普遍反应学生的社会适应性较弱,工程素质不高。
广东石油化工学院电气工程及其自动化专业是国家第二批“卓越工程师教育培养计划”试点专业,把人才培养目标定位为培养符合企业需要的具有创新精神的高素质应用型专业人才,并申报立项了省教育厅人才培养模式创新实验区项目,探索了与企业联合培养工程应用型人才的培养模式。
一、人才培养模式改革总体思路
电气工程及其自动化专业本身就具有很强的实践性和综合性,其专业人才培养目标定位为培养卓越电气工程师后备人才,人才培养模式创新实验区的改革明确了以“厚基础,宽专业,重素质,强能力”为核心,即:要求培养基础扎实、知识面宽、综合素质高、实践与创新能力强的应用型工程技术人才。为此,人才培养模式改革的基本思路确定为以下几个方面:
一是根据应用型卓越电气工程师的内涵特征,以工程意识教育为先导,塑造具有广东石油化工学院“崇德,博学,求实,创新”的校本文化精神特质的专业人才。
二是以工程素质教育为核心,优化理论教学与实践教学体系,整合专业课程教学内容,
三是以教学方式改革为突破口,通过以培养知识、能力、素质为目标的三位一体教学方法改革和专业综合能力的“职业化”训练,强化学生的工程实践能力与创新创业能力。
四是以实验平台、实训中心、创新实践基地、实习基地建设为保障,强化工程实践训练。
五是以校企合作共建实验室、产学研基地等为依托,打通校企合作共赢通道。
二、对电气工程专业领域人才培养规律的理论认识
1.认识的依据
1994年由乔尔·莫西斯提出的大工程观理论提出了工程教育回归工程,避免工程本身科学化、学术化而过分强调知识的完整性和系统性,使建立在学科基础上的工程教育回归到工程本身,重视工程实际及工程教育的系统性和完整性。
2000年开始的由CDIO国际合作组织创立的CDIO工程教育理念,主张以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。
2003年人事部、建设部印发了《注册电气工程师执业资格制度暂行规定》和《注册电气工程师执业资格考试实施办法》,并于2005年首次进行了注册电气工程师认证考试;2006年教育部委托电气工程及其自动化专业教学指导分委员会制定相应的电气工程专业规范,以指导高校电气工程专业向着符合专业认证标准发展。
2010年6月23日由教育部启动实施了“卓越工程师教育培养计划”,鼓励高校与企业联合培养人才,企业将由单纯的用人单位变为联合培养单位。
2.对专业领域人才培养的认识
围绕大工程观、CDIO工程教育、“卓越工程师教育培养计划”等关于高等工程教育理念的理论指导,依据电气工程及其自动化专业教学指导分委会制订的电气工程及其自动化专业规范指导性意见,笔者认为本领域专业人才在知识、能力和素质等方面的培养应注重以下几点:
(1)电气工程及其自动化专业领域属于强弱电相结合,具有很强的学科交叉特点,专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。
(2)电气工程及其自动化专业是工程性很强的专业,用大工程观来教育学生,就是树立工程系统性和整体性的认知方式与观念。对于专业而言,整体性和系统性就反映在对电气自动化与信息化技术、电气系统和电气自动化生产过程三个层面的整体与系统的把握。
(3)高等工程教育体现在电气工程专业的知识构成方面,应加强知识之间的关联性、整体性学习,在知识结构上体现宽与专的统一。在工程能力方面,不仅要强调对技术开发与设计、系统调试与维护、系统运行与管理等工程单元的单一实践能力训练,更要强调在系统从构思—设计—实现—运行(CDIO)过程中,让学生以主动的、实践的、课程之间相互联系的方式学习和获取工程能力。
(4)由“卓越工程师教育培养计划”和专业规范指导意见提出专业要求。专业应对人才知识、能力、素质的培养提出明确的学校标准,所培养的人才不仅要具有扎实的专业基础知识,还要具有良好的人文素质,其中包括沟通协调能力、团队组织能力、技术领导能力、创新与攻关能力。
三、实验区人才培养模式架构设计
依据对电气专业人才培养的基本认识和定位,按照知识、能力、素质学校培养标准,建立“3+1”校企合作人才培养模式框架下的三级进阶模块化结构的人才培养体系,如图1所示。
第一阶段是通识及专业基础教育阶段:学习基础知识,培养基本能力,提高人文素质层次,并开展基础性的工程意识培养。
第二阶段是个性化专业教育阶段:按个性分方向学习,分层教学,在校内进行基本实践能力与创新能力的培养。
第三阶段是企业学习与实践阶段:深入企业,开设与生产实践结合紧密的工程实训项目、顶岗实习、职业培训等实践环节。[4]
四、实验区工程教育教学改革的实施方案
培养方案的设计力求体现工程教育的系统性,即应包含工程意识与思维、工程能力和工程素质的全方位培养。
1.推进以项目驱动的自主学习为核心的教学方法改革
推广项目引导式教学方法改革,课堂设立分组讨论、讲演、总结等互动式教学方式,引导学生发现问题、学习知识,课外进行实践验证,通过发现问题和探索解决方案,进一步引导学生自主学习,并在学习过程中训练团队合作、创新能力等。[2]
为推动主动式、实践性学习课程教学改革的深入开展,在教学管理上采取“以点带面”,在试点课程的基础上,进一步扩大改革试点课程的数量,每个专业每学期至少推出1门课程,使专业参与教学改革的课程能够逐年增加。
2.推进“项目化”实践教学改革
以团队合作的项目为引导,把理论知识运用到实践当中,可以有效地培养和训练学生的综合能力。在现已建立的训练项目基础上,两年之内将继续从知识、能力、素质培养的深度、广度进行改进和完善,加大开发与工程实践接触紧密的训练项目的力度,重点加强项目的类型、层次、专业的布局与内涵建设,以满足学生项目化训练的要求,提升项目化训练实效。
开展“课内小项目引导,课外创新项目立项”的项目化教学改革,尝试“团队合作,集中管理,分工协作,定期检查”的管理模式,培养学生的组织协调能力、分析判断能力、表达与辩析能力及专业知识的综合运用能力。[4]
3.推进“开放式”课外创新实践
开放校内实验室、创新实践基地,开展创新创业基金项目立项,引导学生参与导师科研项目等多种形式,积极鼓励教师带领学生开发综合性、设计性、创新性实践项目,激发学生自主实验、科技创新、毕业设计以及各种学科(专业)竞赛的积极性,以培养的学生创新意识和创新能力。在管理上,进一步完善网络化实验室管理平台,采用预约式开放机制,解决创新实践活动的需要与实验资源有效利用间的关系。[4]
4.推进工程教育企业化
坚持工程教育回归工程本身。在人才培养方案中,优化整合工程教学环节;在实践教学过程中,把与工程素质教育有关的实践教学环节搬到企业中进行,把与工程实际关系紧密的专业课程教学内容交给企业专家,聘请热爱教育事业、有一定教学经验的企业技术骨干走进课堂参与教学,聘请企业技术能手参与辅导工程实践教学环节。[1]
5.深化校企合作关系,打通校企共赢合作通道
通过签订协议、企业挂牌等形式,建立相对稳定的学生见习与就业基地。完善实习带队管理制度、指导与培训制度,与企业共同制定实习计划、培训制度等,并严格监督执行。总结和改革校内学习与企业实践分阶段、交替式学习模式,完善企业实习实训方案。
按照互惠互利原则,明确“校—企”双方职责和利益,采用接受企业设备赠与、设备推介、为企业提品展示和新技术场地等形式,积极引进企业先进生产设备、产品、资金、生产线用于实训和生产,将学校实训中心建成企业的生产基地和学校的教学工厂,提升实训中心的科技水平,营造企业氛围和工程背景;推进开展生产型实训,兼顾设备的实训、生产、对外培训的作用,提高设备的利用率,提升经济效益。[3]
积极鼓励把与企业合作开展技术研发工作作为产学研结合工作和教学模式转变的重要内容,培养和引进科研骨干力量,鼓励教师开展应用技术研究、技术革新与技术攻关;同时,广泛开展与新课程相配套的实训平台的研发制作工作,促进科研向教学转化;鼓励教师参与企业研发,在为企业解决实际问题的同时,促进成果在生产服务和教学实训领域的应用。利用为企业提供场地、设备、教师资源等优势,在学校或企业建立研发基地,通过企校合作,建成新产品、新技术的培育孵化基地。
五、结束语
校企互通、协同共赢的合作模式,可以使学校在已有实践教学与工程教育平台的基础上,进一步挖掘企业创新与创业培训基地的功能效应,不仅为学校工程教育提供了强有力的环境支持,同时还可以吸纳众多企业行家参与工程教育,这样必将为专业工程教育提供更厚实的师资基础、更广泛的经费支持和更广阔的实践平台。基于主动式、合作性、实践性学习的教学改革,有助于有效地实现在知识教育和工程素能教育中培养学生的创新精神、工程意识、工程素质、实践能力和职业技能,具有可操作性和良好的发展前景。
参考文献:
[1]李东升,李文军,毛成.校企工程教育深度合作模式的初步探索[J].高等工程教育研究,2011,(3):88-92.
[2]潘再平,黄进.全面优化本科教学平台,培养电气工程创新人才[J].电气电子教学学报,2010,(2):20-23.