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关键词:机械工程;专业建设;优化探究
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.083
随着我国社会经济的不断发展,我国对机械工程以及自动化专业的人才需求量逐渐增加,并对中职培养机械工程及自动化专业人才提出了更高的要求,需要中职不断完善教学方法,丰富教学内容,提高教学质量,运用先进的教学手段为社会培养高水平的机械工程及自动化专业人才,让该专业的学生满足企业的要求,进而推动社会的发展。
1 应用先进的教学模式
企业对机械工程及自动化专业人才要求较高,需要中职学生具有较高的专业能力。因此,中职学校应重视该专业人才的培养,利用先进的教学模式进行课程设置,科学设置课程进度,完善课程内容,不断地加深学生对基础知识的理解,保证学生能够有效地掌握相关理论知识。与此同时,教师进行机械工程以及自动化专业教学时,应重视并培养学生相关知识的应用能力,培养学生的创新能力、思维能力、实践能力,使学生能够有效利用基础知识来解决实际问题。中职学校应用先进的教学模式时,应根据机械工程以及自动化专业特点,科学设置教学课程,将专业课程进行分类。中职学校可根据专业的侧重点不同,设置不同的课程,为社会培养管理型、制造型和设计型等类型的人才。同时,中职学校应重视机械工程以及自动化社会实际应用情况,根据机械工程市场变化情况,对该专业的课程进行调整,分析社会对机械工程以及自动化专业人才要求的重点,研究社会新出现的知识和相关技术,让学生及时掌握该专业知识的应用动态情况,以适应社会的需求。中职学校设置专业课程时,应重视新知识和新技术,并将这些知识融入到教学中,丰富教学内容,保证机械工程以及自动化专业的先进性。
2 建立实践教学系统
机械工程以及自动化专业具有很强的实践性,而建立实践教学系统能够有效培养学生应用专业知识的能力,强化学生的工程意识,使学生的创新能力、技术应用能力得到培养。中职学校培养机械工程以及自动化专业人才时,应科学分配理论课程与实践课程,让学生在牢固掌握专业理论知识的同时具备较强的知识应用能力。建立实践教学系统时,应加大对实验设施和实习项目的投入,加强与企业的沟通与交流,建立实习基地,为实践教学的开展奠定基础。教师进行机械工程以及自动化专业的实践教学时,应重视学生实践能力、创新能力、思维能力等能力的培养,重视与学生之间的互动,掌握学生学习的动态,引导学生自主学习,进而充分发挥实践教学的作用。
3 建立系统性的教学体系
机械工程以及自动化专业知识较多,且社会对该专业人才的实际要求较高,不仅需要该专业人才具有较丰富的理论知识,还需要具备过硬的操作技能。对此,中职学校应根据机械工程以及自动化的市场需求,结合学生的职业发展和国内外该专业的教学经验,建立系统性的教学体系。教师开展机械工程以及自动化教学时,可以在初期将教学重点放在理论知识和基本技能方面,让学生牢固掌握机械工程以及自动化的基础知识,在中、后期,将教学重点放在专业知识的巩固和实际应用方面,提高学生的专业水平,使学生综合应用专业知识的能力得到提高。且中职学校应制定教学目标,科学设置教学大纲,并合理规划教学进度,为机械工程以及自动化专业教学质量的提高奠定基础。
4 建设专业的师资队伍
中职学校培养机械工程以及自动化专业人才时,需要专业水平较高、经验丰富的教师进行教学。因此,中职学校应建设专业的师资队伍,充分发挥机械工程以及自动化教师的专业性,不断提高学校专业教师的素质,优化该专业教师的结构,以推动该专业的发展,为社会培养合格的机械工程以及自动化专业人才。中职学校建设专业的师资队伍时,应根据机械工程以及自动化专业特点和学生的发展需求进行。中职学校应开展各项进修项目,让本校的教师到具备先进知识和技术的单位进行学习,使教师的素质和专业水平均得到提高,且不断提高学校教师的科研、创新能力,为全面提高教学质量打下基础。中职学校应科学建立教师管理制度,重视年轻教师的发展,让教学经验丰富的教师帮助年轻教师,并培养教师不断学习的习惯,使学校教师的整体教学水平不断地得到提升。
5 建设人才培养质量保障体系
中职学校培养机械工程以及自动化专业人才时,应鼓励教师积极完善该专业的教学内容和教学模式,强化教师的服务意识,支持教师积极进行该专业内容的科学研究,提高该专业的技术水平,丰富该专业的教学内容。中职学校应建设人才培养质量保障体系,根据机械工程以及自动化专业的教学特点,结合该专业的市场需求,科学制定教学目标,合理进行课程规划,并设置教学管理制度和教学评价制度,保障机械工程以及自动化专业人才的培养。且中职学校应积极应用实验教学模式,增加机械工程以及自动化实验室建设,为机械工程以及自动化专业的教学质量提供保障。
6 结束语
随着我国社会的不断进步,社会需要机械工程以及自动化专业人才的数量逐渐增多,而中职作为培养机械工程以及自动化专业人才的重要渠道,应根据社会时代的要求培养合格的机械工程以及自动化专业人才。对此,中职学校应根据机械工程以及自动化专业的特点,应用先进的教学模式以完善教学内容,建立实践教学系统以培养学生的实践应用能力,建立系统性的教学体系以改善教学质量,建设专业的师资队伍以提高学校的教学水平,并建设人才培养质量保障体系,为社会培养具有过硬专业能力的机械工程以及自动化专业人才。
参考文献:
[1]王俊关.于机械工程及自动化专业建设与优化探究[J].教育教学论坛,2014(36).
关键词:中职;机械自动化;教学做一体化
中图分类号:G718.3 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2015)28-0055-01
随着社会和科技的发展,机械行业也得到了快速发展,社会对机械类人才的需求量也有所增加。目前,中职机械自动化专业教学方式还存在不足,仍需要教师积极探索,不断改进教学方法,充分发挥“教学做”一体化教学的作用,提高学生的学习效率,更好地为社会培养大量的应用型人才。
一、教――发挥教师课堂主导作用
“教学做”一体化教学中,学生是学习的主体,学生需要通过自主学习来掌握机械知识,并达到学以致用的效果。在对学生的教学过程中,教师应积极发挥主导作用,及时引导学生正确学习,提高学生的学习效率。教师在进行教学时,应该根据“教学做”一体化教学的特点,灵活地应用科学的教学方法。教师应突破传统教学观念,让学生从以往的被动学习变成主动学习。在设计课堂教学方案时,应充分考虑教材内容和学生学习情况,组织科学有效的教学活动,让学生主动参与到机械自动化教学课堂活动中,提高学生各方面的能力。并且教师应深入了解企业需求,结合社会实际情况及教学目标来安排教学任务,应注重对学生实践操作能力及动手能力的培养,保证将学生培养成理论知识扎实、实践能力强、有创新精神的人才。在实际教学中,教师需要注重激发学生学习的兴趣,通过创设多种教学情境来营造愉悦的学习氛围,让学生能够将注意力集中在课堂教学上,积极参与到课堂教学活动中,提高学生学习的积极性和主动性。若学生遇到不能解决的问题,教师应给予及时的引导,让学生能够对知识达到更好的理解。比如,讲解金属切削加工的教学过程中,教师可以让学生进行分组合作,让各个小组成员合作完成材料形状的设计、尺寸的计算测量等内容。在具体的学习过程中,促使学生对学习的理论知识进行充分思考和理解,鼓励学生之间共同讨论如何进行有效切割、科学加工等。这样,能够更好地吸收彼此的学习成果,实现知识的共享,帮助学生更加全面地理解所学知识,促进学生对机械自动化专业知识的吸收,有利于学生对知识的应用。在“教学做”一体化教学中,教师应注意以实践操作为主线来进行课程的设计和组织,结合理论知识进行实践操作,实现理论和实践的一体化。
二、学――引导学生进行实践学习
机械自动化专业的实践性比较强,并且实践操作教学在机械自动化专业教学中占据着很大的比重。因此,教师应重视学生在学习过程中操作能力的培养。中职学校以就业为目的,强调实践能力的培养,教师教学时不能只强调理论知识,而需要让学生在学习中进行操作,进行实践,让学生在具体操作过程中理解和应用课堂中学习的知识。教师在实际教学中应融入实践操作和技能训练,提高学生的综合能力,加深学生对机械自动化专业知识的吸收和掌握。比如,在金属切削加工教学过程中,教师会对车、刨、钻等金属切削加工原理进行讲解,但只是单纯进行口头讲解,无法让学生充分理解其中蕴含的丰富知识。因此,应合理安排教学内容,让学生在学习过程中进行操作,在实践的过程中充分体会到知识的意义,加深学生对知识的理解和应用,让学生在学习机械自动化专业知识的同时,能够充分掌握其相对应的操作技巧,成为应用型合格人才。如进行减速器相关知识的学习中,教师可以根据学生具体的学习情况来给学生安排相应的操作任务,让学生学习减速器的拆装、绘制、测量等,在实际的操作过程中感受知识的应用。在学生操作的过程中,教师可以将机械制图、热处理、钳工工艺等知识融入其中,让学生能够在实践的过程中理解相关的知识。还可以给学生安排一定的实践任务,让学生能够自主进行思考,提出自己的问题,学会自主思考和探究,并从中掌握一些机械自动化专业知识点,提高学生的学习效果。
三、做――激发学生操作中的思考
教师在安排学生进行实践操作时,应引导学生进行积极的思考。要积极鼓励学生对操作技巧中的原理等进行剖析,并对操作中出现的一些问题的原因进行分析,将课堂中学到的理论知识延伸到实践活动中。要学会对单个知识点进行扩展,形成科学的知识体系,学会举一反三,在实际操作中学会发现问题、分析问题、解决问题,提高学生的综合能力。在测量技术的学习过程中,教师需要对学生的操作进行相应的指导,让学生朝着正确的方向思考。比如,学生学习仪器测量时,教师应引导学生思考操作中使用的操作方式是不是最好的,是否还有效果更好的测量方式,能否科学把握测量设备的精度,并且明白合理使用仪器有利于提高工作效率。在机械自动化专业的实践操作中,促使学生在操作中思考操作方法的合理性,并进行一定的探究和创新,促进学生创新思维的发展,同时提高学生的动手实践能力。
四、结束语
总之,“教学做”一体化教学方法的应用,能够有效提高中职机械自动化专业教学质量,并且解决传统教学中实践项目不足的问题,加深学生对知识的理解和应用,促进机械专业人才综合能力的提高。
参考文献:
[1]常明,马朝华.“教学做一体化”教学模式探究[J].职教通讯,2011(14).
【关键词】机械设计制造及其自动化专业 理论教学 教学改革
【基金项目】湖南省吉首大学教学改革研究项目(2015SYJG005)。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)11-0233-02
前言
理论课程是专业学习的基础,机械设计制造及其自动化专业理论课程由于专业性强以及知识面涉及范围广,导致学生不易理解,教学效果差。而且,当前的教学过程中,教学方式依然落后,处于老师讲,学生听的“填鸭式”教育,更增加了学生对该专业理论课程学习的难度。随着社会经济的发展,传统的教学方式已不能适应教学需要,应对机械设计制造及其自动化专业理论课程的教学进行改革,以培养出具有理论基础知识扎实,实践操作能力强和富有创新能力的机械类专业人才。
一、机械设计制造及其自动化专业理论教学的现状
机械设计制造及其自动化专业的理论课程主要有:高等数学、大学物理、理论力学、材料力学、电子电工学、数控技术、机械制图、机械原理、机械设计、机械制造和液压与气动等课程。机械设计制造及其自动化专业具有理论课程多并与其他学科相互交叉、课程内容概念性强且大多与生产实际相联系等特点,这些特点使得该专业理论课程的学习具有很大的困难。对于理论性强的课程,如理论力学,老师教学单一,教学会比较枯燥。对于与生产实践相联系的课程,如机械制造技术基础,这门课程需熟练操作不同机床力以及切削过程中测量力、温度和粗糙度等数据的相关实验设备,由于实践教学的原因学生常常缺乏对机器设备的感官认识与实践动手能力进而影响对机械制造技术基础课程理论知识的理解。随着科技的进步,机械设计制造及其自动化专业越来越多的与其他学科相互交叉,不仅增加新知识也增加了学习难度,而传统的教学方式只会在学生的思维上强调各学科之间的独立,学科上的统一完整。如此一来,学生的思维无法得到有效的开发导致对新知识的学习能力差以及不能综合的运作各种知识的能力。此外,在传统的教学方式中,机械设计制造及其自动化专业的基础课程较为偏向理论教学,对理论教学的重视度较高,而实践教学的环节相对较弱。我国实行的应试教育有太多的条条框框,也束缚了学生的思维发展,阻碍了学生视野的扩展,降低了他们对知识的理解与运用能力。
三、机械设计制造及其自动化专业理论教学的改革
(一)教学内容与方式的改革
机械设计制造及其自动化是一门与大量新技科相互交叉的学科,涉及范围广且内容不断更新[1]。为了学生在本科四年中能够更好地掌握专业知识,培养其实践能力和创新能力,应对理论教学内容进行适当的调整,如对于机械制造技术基础这门课程,在保证课程课时不变的情况下去掉一些陈旧繁琐的内容,并引入一些新技术和新知识,比如,对于传统的以及面临淘汰的制造技术可做简单教授即可,而对于3D打印技术这类新型制造技术可增加教授时间以扩展学生的专业视野。
在对传统的教学方式进行改革的时候,要去除一些条条框框的束缚,很多学生都认为目前的理论教学课程太多、太乱、太复杂,这就需要教师在授课的过程中把握住真正的重点,对重点进行讲解,对无关紧要的内容一语带过,使学生能够学习到真正有用的知识。另外,教师要注意教学的氛围,将学生的积极性调动起来,让学生自主思考。而对于授课,教师应当在新的一堂课开始之前,与上一堂课教授的内容做好衔接,不要让学生还没有记起上堂课学习的内容就继续开始讲新的内容,教师可以使用提问的方式让学生快速回忆起上堂课的内容。如此,才能更好地调动学生的学习积极性,满足学生的求知欲。
(二)理论与实践的结合
教师在授课的过程中,要将理论教学与实践教学完美的结合在一起,学生单一地学习理论知识或者只进行实践而脱离了理论基础,这都是不行的[2]。在理论课堂上,教师要注重对学生的思维进行引导,将课堂的学习气氛和学习兴趣带动起来。在对教材中的内容进行讲解时,可举例生活中的事例或者使用一些与内容相关的模型、多媒体等进行教学,将静态转变成动态,将抽象转变成具体,这样一来,学生就可以更好地理解理论知识,同时缓解枯燥的理论讲解进而活跃教学气氛带动学生的学习积极性。在实践课堂上,对实践过程的每一个步骤用理论知识进行一一讲解,使学生很好的将理论联系实际,更好的理解理论知识。如此,以理论教学为基础进行实践教学培养学生的动手能力,反过来通过实践教学促进对理论教学中知识的理解,培养学生的实践动手能力与创新能力。
(三)开发学生独立性
当学生在学习的过程中遇到了问题,教师不应当直接告诉学生应该如何解决这个问题,而是要引导学生的思维往一个方面进行发展,使学生挖掘自己的潜力对问题进行解决,这样对学生自主、独立的思维开发有非常大的好处[3]。比如在教授机械制造技术基础这门课程时,给学生一件毛坯,让学生按照老师的要求在机床上将毛坯按照一定的工艺加工成成品,这过程中可以培养学生独立分析问题,解决问题的能力,提高学生的学习主动性。同时,教师在教学的过程中要做好角色的转换工作,将灌输知识改变为引导学生自主学习知识,从讲台上走向学生中间,与学生一起讨论、一起进步。
(四)理论课程教学体系的改革
机械设计制造专业本科教育培养的主要是从事机械设计、机械制造、生产管理、机械产品售后服务以及销售的应用型技术人才,因此人才的培养要符合市场的需求[4]。为了实现培养的人才能满足市场这一需求,有必要对机械设计制造及其自动化理论课程体系进行相应的改革,通过改革使学生实现不同的就业方向。在此,将理论课程分成公共基础课,专业基础课、专业选修课和公共选修课四大类,其中教学过程中学生所学的公共基础课、专业基础课和公共选修课一致,而不同的专业选修课确定不同的就业方向。公共基础课包括、英语、体育等课程,主要培养学生的德、智、体、美综合能力。专业基础课包括数学,理论力学、材料力学、机械制图、机械原理、机械设计和机械制造等课程,主要培养学生专业理论知识。公共选修课则可根据个人兴趣爱好进行。专业选修课可分为三个方向。机电方向,主要开设的专业选修课程有:机电一体化系统设计、机电传动控制和可编程控制原理及应用;现代制造技术方向,主要开设的专业选修课有:先进制造技术、现代制造工艺学和计算机辅助分析与制造。车辆方向,主要开设的专业选修课有:车辆电传动与控制技术、内燃机构造原理和车辆结构设计及计算。
(五)充分运用现代教育手段
当前的教育特点决定了课堂教学只不过是整个教学整体的一小部分,这就对教师有了新的要求,在最少的时间内教给学生更多的知识,并且可以被学生吸收。机械类专业的课程都是实践性非常强的,枯燥的语言教学并不能很好地使学生接受和理解,因此,以计算机技术为基础,制作与开发一些多媒体教材和CAI课件,并将这些对媒体、视频和CAI课件等一些先进的教育手段引入到课程中,使学生能够享受到优质的教学资源,提高教学效率[5]。如在教授机械设计课程时,讲解课程中连杆机构的运动时,学生只能通过想象不易理解,通过flas来演示机构的运动后,老师讲课轻松,学生容易理解,提高了学生学习的兴趣与效率。
四、结语
教育改革的道路是光明的,但也是曲折的,在社会不断发展的今天,我们在继承一些好的传统教学模式的时候,也要摒弃那些不好的教学方式,以此来适应当前教育的改革之路。在机械设计制造及其自动化专业的理论教学改革中,应适应21世纪人才培养的要求,通过课程教学体系、教学方式和教学内容的不断改革来不断提高教师的教学水平,探索出一条适合培养具有实践能力与创新能力的应用型高级人才的新途径。
参考文献:
[1]蒋强,米林,冯文杰、杨翔宇.地方高等院校机械设计制造及其自动化专业建设探讨[J]. 教育教学论坛2011,(18):164-165.
[2]杨俊茹,张悦刊.《机械制造技术基础》课程理论教学与实践教学的结合探索[J].高教论坛,2010,(4):86-88.
[3]王生泽, 吴良等.机械工程及自动化专业的工程实践教育体系改革[J]. 实验室研究与探索, 2005,21(2):77- 79.
1 中职电气自动化技术专业模块化教学的意义
在中职电气化自动化技术专业模块化教学课堂教学过程中,模块化教学作为一种前卫的教学模式,以教学内容为重中之重,展开教学活动。正常来说,各板块对应相应的教学内容,教学内容适应模块,模块反应教学内容,而且教学模块与另一个教学模块可以相互结合。
实际模块化教学的基础是理论与实践相结合原则。因此在教学过程中,中职教师以理论与实践相结合的方式进行教学,这样有利于学生在实践过程中正确的使用学习过的理论知识,提高学生的理解知识与知识应用能力,处理生活中的实际问题。从根本上来讲,该教学模式能够解决传统教学模式重理论、轻实践所带来的问题。言而总之,进行模块化教学,突破了传统教学模式的束缚,增强了教师的教学质量和效果。
中职院要以准确的调查研究为基础,对社会就业状态进行透彻分析,才能将教学体系、教学课程以及教学目标与就业相结合。这样对教师水平提高起着重大作用,从而有利于开展对学生的培训工作,为国家培养优秀的电气自动化技术的人才。
2 对中职电气自动化技术模块教学的结构分析
中职电气自动化技术专业的主要学习内容包括电路、数字电路基础、电工电子技术、传感器应用等。实践学习有电路与电子技术实验、电子工艺实习等。在进行电气自动化技术专业教学时,对所要教授的实践课程进行透彻分析,这样有利于学生对实践经验的累积,更好地理解将来的就业岗位,将在学校积攒的实践能力运用到工作中。
2.1 以就业为基础开展课程
只有找到正确的教学方法与教学体系,才能提升教学水平,所以中职院要根据现在的就业形势来设置教学课程,课程教学的目的在于学生将来的就业问题,要深入了解学生的真实情况对症下药,开展有效的课程。在教学过程中,要以理论与实践相结合的方法进行教学,这样避免传统教育模式所带来的弊端,促进学生提升对专业的认知,具备进入工作后的应对能力。为此中职教师在教学过程中要明确以下几点:了解就业现状、制定好教学方案等。中职教师要重点培养学生的工作能力,确保学生能够尽快融入到实践中,为国家培养技术性人才。
2.2 简析就业职位条件,设置教学课程
随着经济全球化,外资企业不断进入到中国,这些企业需要大量电气自动化技术方面的人才,所以中职院电气自动化技术的教学旨在学生未来就业问题,加强对社会现在所需要的专业人才情况深入分析,以此为基础来设立适合学生需求的课程,提高教学效率。
3 实施种植电气自动化技术专业模块化教学的具体方案
3.1 建立科学的人才培养措施
中职教师只有突破传统教学的束缚,勇于创新,才能更好地培养技术人才。在教学过程中,要根据学生实际情况进行相应调整,使教育体系适应于学生,学生才能得到更好的教育,为今后就业打好基础。在此基础上学生不仅拥有丰富的理论知识,还能将其运用于生活中。所以在教学过程中要以培养知识为中心,向实践方向扩展,时间是检验真理的唯一标准。丰富的实践操作以提高现场的动手能力,在教学过程中仔细留意学生的问题,及时进行更正,保障学生正确掌握技巧。
中职院只有对所需电气自动化技术的就业岗位进行透彻的分析与了解,才能创办与之相对应的教学课程,制定准确无误的培养该专业的技术人才的方案,使其专业的学生具有该职业所需求的技能条件。
随着网络的发展,学生可以从网络上查询,了解所学知识。因此学校开展网络教育的需求越来越迫切。学生可以在网络教育平台进行学习,课下进行课程的学习与巩固,虽然网络教育平台需要更多的精力和资源,但是带来的教育效果远远超出所付出的精力与资源。扩展大学生学习途径至关重要,例如,将一些关于专业性的讲座,公开课放在网站上,便于没有到现场听的学生在网络上学习,保障了每位大学生都有学习的机会,从而巩固所学知识。
3.2 制定合理的教学体系
在模块化教学中,若以专项能力为基础来分开教学,并且每个分区制定详细的课程教学计划,同学对学生课程学习成果的反馈记录,进行探讨与后续改动。这样做的话,有利于帮助学生更好的理解专业知识,使之很好的与实践相结合,培养实践的动手能力。教师只有制定完整的教学体系,坚持以理论与实践相结合的方式进行教学,才能使学生以高完成度完成学业,进而达到教学目的,增强教学质量。
关键词:自动化专业 实践能力 创新精神 培养机制
THE CULTIVATION MECHANISM WITH PRACTICE ABILITY AND INNOVATION SPIRIT OF AUTOMATION MAJOR
Zhang Tao
(North China Institute of Science & Technology, Sanhe, Hebei, 065201)
Abstract: The application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university has been improved and matured by construction for several years. The paper summarizes and analyses the constructer, contents, styles and effects of application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The paper especially expounds the cultivation effects, organization relation and mechanism characteristic of the application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The practice teaching system has useful significance for others.
Key words: Automation Major; Practice Ability; Innovation Spirit; Cultivation Mechanism.
0 引言
华北科技学院是国家安全生产监督管理总局惟一直属的普通高等学校,始建于1984年,其前身是北京煤炭管理干部学院分院,1993年经原国家教委批准改建为华北矿业高等专科学校,2002年初经教育部批准升格为本科院校。学院面向全国招收普通全日制本、专科学生。学校设置有37个本科专业,涉及工学、理学、文学、法学、经济学、管理学、教育学等七大门类学科,已经形成以全日制本科教育为主,专科教育、成人学历教育、安全培训、函授教育并存的多学科、多层次、多形式的办学体系。
我校的自动化(专科)专业成立于1999年,2003年升格为自动化(本科)专业,面向全国招生。目前,自动化(本科)专业包括本科、专接本科、第二学位本科等多种本科办学形式,共有4个年级、20个班级,645名学生。
经过几年的发展,自动化专业的综合实力逐渐增强,教学质量和办学水平逐年提高。2007年,自动化专业被华北科技学院批准成为首批校级重点与特色专业建设点。2009年,自动化专业被教育部批准成为国家级特色专业建设点(编号:TS1Z214)。
本文就自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制的建立、运行、完善等方面进行了阐述,并对具有我校特色的自动化专业实践能力与创新精神培养机制的培养效果进行了总结与分析。
1 自动化专业人才培养计划
1.1 自动化专业简介
自动化专业主要研究的是自动控制的原理和方法,自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。它以自动控制理论为基础,以电子技术、电力电子技术、传感器技术、计算机技术、网络与通信技术为主要工具,面向工业生产过程自动控制及各行业、各部门的自动化。它具有“控(制)管(理)结合,强(电)弱(电)并重,软(件)硬(件)兼施”鲜明的特点,是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。学生在毕业后能够从事自动控制、自动化、信号与数据处理及计算机应用等方面的技术工作。
1.培养目标
本专业培养的学生要具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识,能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域从事系统分析、系统设计、系统运行、科技开发及研究等方面工作的高级工程技术人才。
2.培养要求
本专业学生主要学习电工技术、电子技术、控制理论、信息处理、系统工程、自动检测与仪表、计算机技术与应用和网络技术等方面的基本理论和基本知识,受到较好的工程实践基本训练;具有系统分析、设计、开发与研究的基本能力。
1.2 自动化专业的课程设置
自动化专业的课程设置应该能够体现自动化专业的培养目标和培养要求,使学生掌握本专业领域必需的、较宽的技术基础理论知识,并受到较好的工程实践基本训练,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。
1.自动化专业的主干课程
自动化专业的主干课程包括电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子、电机拖动、直流控制系统、交流控制系统、自动控制原理、过程控制、微机原理、计算机控制系统等课程。自动化专业的学生必须深入理解和掌握这些课程的理论及其实践。
2.自动化专业的课程设置
自动化专业的课程设置包括通识基础教育课程、专业基础教育课程和专业方向教育课程三个方面的课程,每一方面的课程又包括理论教学课程和实践教学课程两大部分。自动化专业课程体系的设置如图1所示。
2 自动化专业人才培养过程中的教学改革
2.1 教学内容改革
为适应21世纪对人才的基本要求,在认真研究和借鉴以前运行的人才培养计划的经验和做法,并结合我校的办学定位和实际情况,我们对自动化专业的教学内容进行了多次研讨论证,主要包括教学课程设置的合理性、开课时间、理论学时与实践学时的分配、实验项目的设置、实践项目等内容。
教学内容改革的具体做法是:
一是根据实际条件的变化,适当增加实验课程的学时,适当调整实验课程的内容。例如《信号与系统分析》课程,因实验条件的改善,将原教学计划理论教学32学时、实验教学0学时,调整为理论教学28学时、实验教学4学时。
二是根据专业发展现状和发展趋势,适当增加专业选修课程的学时,适当调整专业选修课程的内容。例如《自动化仿真技术》、《自动化组态技术》两门专业选修课程,就是考虑到自动化专业技术的发展现状,突出自动控制系统仿真和组态方面的教学而增设的。
2.2 教学方法改革
正确灵活的教学方法将有助于深化提高教学效果,起到事半功倍的作用。教学方法改革的主要内容包括:
一是积极推进课堂讨论教学法,让学生在课外网络上查找资料,然后在课堂教学过程中引导学生对学习内容进行研讨、推理,适时让学生在课堂上进行发言讨论,最后总结得到合理的结论和推理。通过讨论,调动学生学习的积极性,教会学生怎样掌握新知识、探索新知识、获取新知识,并会运用新知识解决新问题,从而培养学生独立的探索精神和独立的创新意识与创新能力,提高综合素质。
二是创造和谐的师生关系,为促进提高教学效果奠定基础。师生关系是对立统一的,教师处于矛盾的主要方面,在运动变化中起着主导作用。因此,构建良好的师生关系关键在于教师,但同样也离不开学生的密切配合和积极响应。关于如何建立良好和谐的师生关系,请参考作者的相关论文《大学和谐师生关系的构建策略研究》(华中师范大学学报(人文社会科学版),2007)。
2.3 教学手段改革
在课堂教学过程中,讲授教学内容时可以采用黑板板书与多媒体相结合的教学手段。应该尽可能地利用多媒体教学这一现代化教学手段,因为多媒体教学可以对抽象的微观结构采用形象生动的动画,生动地展示教学内容,帮助学生理解抽象的概念,扩大教学内容的有效信息量,从而提高教学效果。
在大学教学过程中,采用多媒体教学也存在其有利的一面和不利的一面。对此,作者进行了研究,请参考作者的相关论文《大学中采用多媒体技术对教学的影响》(华北科技学院学报,Vol.4,2007)。同时,该论文获华北科技学院“深化教学改革,提高教学质量”研讨会优秀论文二等奖,并在大会上进行了宣读交流,论文的获奖证书如图2所示。
3 我校自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制
3.1 培养学生实践能力的途径--实践教学体系
为提高学生的实践动手能力以不断适应社会经济发展的要求,我校自动化专业特别重视实践教学方面的投入和改革。目前,在我校自动化专业已经形成多层次开展、多学科综合、并具有安全特色的实践教学体系。
我校自动化专业的实践教学体系的内容丰富、层次合理,主要包括:
(1)实验类:各类课程的附属实验课程。
(2)设计类:各类课程的课程设计。
(3)训练类:各类技能训练。
(4)实习类:认识实习、生产实习。
(5)综合类:毕业实习、毕业设计。
3.2 培养学生工程素质的途径――工程训练平台
为实现高等工程本科教育的培养目标,达到目标所要求的学生应具备的工程素质,我们认为,一是要求具备良好的师资队伍,二是要对学生进行工程素质训练。
师资队伍建设应从以下几个方面着手进行:进一步提高师资队伍成员的职称和学历,加强“双师型”教师的培养;按照“学有所长,利用所长”的原则,使师资队伍成员不断进行专业方向凝练;推出“自动化专业学术论坛”,加强学术交流合作,浓厚团队学术研究氛围。
对学生进行工程素质训练应采取循序渐进的训练策略。首先,立足于河北省高校实验教学示范中心-华北科技学院电工电子实验中心的丰富实验资源,引导学生以严谨务实、认真仔细的态度对待每一个实验环节,在实验当中体验科学研究的全过程。其次,利用实验、实习、科研、毕业设计(论文)、工程实训等各个环节对学生进行工程素质训练,不断提高学生的工程素质和能力。图3为学生正在进行电动机PLC控制系统训练的过程照片。
3.3 培养学生创新精神的途径――科技创新机制
培养学生创新精神是一项长期性、系统性的工程,我们认为,培养学生创新精神一是要有相应的机制保证,二是要有具体的实施措施,这两方面缺一不可。
培养学生科技创新的机制建设包括:分别成立学生科技创新领导小组、学生科技创新指导教师团队、学生科技创新活动小组;学校提供科技创新所必需的活动场地、设备器材、经费支持等。
培养学生科技创新的具体措施包括:一是进行实验室开放,鼓励学生到开放的实验室进行各种教学实验和研究实验;二是设立创新实验室,鼓励和引导学生在创新实验室开展各种科技创新活动,图4为我校设置的学生科技创新实践室。
3.4 自动化专业学生的实践能力与创新精神培养效果
经过自动化专业相关部门和教师的共同努力,自动化专业学生的培养情况良好,在招生、就业、考研、科技创新活动等各方面取得了一系列重要的成绩。
自2003年开始招收自动化专业本科学生以来,自动化专业的办学规模在稳步发展。近几年,每年的自动化专业招生计划均为210人,入学报到在190人以上,编为6个班级。
自动化专业学生的就业情况良好,一次就业率较高。特别地,自动化专业作为华北科技学院煤炭主体专业,着力突出煤矿安全自动化这一行业特色,自动化专业毕业生积极响应号召,投身于煤炭相关企业、为突出我校的安全生产特色方面做出了重要贡献。
自动化专业学生积极进行科技创新活动,取得多项科技创新成果。仅在2011年,获得全国大学生电子设计大赛全国二等奖2项;飞思卡尔杯智能车竞赛全国一等奖1项,全国二等奖2项;全国挑战杯大赛河北省二等奖1项。图5为学生制作的科技创新作品(激光识别智能车),该作品获得2011年全国大学生电子设计大赛全国二等奖。
自动化专业学生的考研情况良好,考研录取率一直位居前列,表1为近几年自动化专业学生考取研究生情况汇总表。
4 总结与建议
作者认为,只有坚持循序渐进的培养策略,才能保证学生培养质量的不断提高。学生能力培养的层次关系应为:实践能力的基本标准,工程素质是最低要求,创新精神是最高追求,三者的层次关系如图6所示。
经过几年的发展,我校自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制已经逐步完善、成熟,其特点可以归纳为以下几点:
(1)在完成教育部规定培养目标的前提下,进行教学内容改革、教学方法改革和教学手段改革,不断提高和强化教学效果。
(2)构建自动化专业的实践教学体系,丰富实践教学内容,合理布局实践教学层次,加强实践基础能力培养。
(3)构建自动化专业的工程训练平台,通过PLC工程实训项目和单片机工程实训项目等途径,使学生掌握自动控制系统的研究、设计、制作、检验等步骤的全部过程。
(4)构建自动化专业的科技创新机制,鼓励和引导学生在开放实验室、创新实验室开展各种科技创新活动,取得科技创新成果。
同时,我校自动化专业学生的实践能力与创新精神的培养机制还应进一步进行改革、充实、提高、完善,以不断满足人才培养的需求和社会经济发展的需要。
例如,训练类实践教学课程是提高自动化专业学生动手能力的重要手段和途径,对培养学生的理论联系实践的能力和实际动手能力有明显的帮助作用。因此,训练类实践教学课程的下一步改革思路是:教师提出更有难度的训练题目,学生可以采用多种方法实现训练题目的目标,进一步提高学生利用自动控制理论来解决实际问题的能力,最大程度地发挥训练类实践教学课程促进教学的良好作用。
参考文献
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作者简介
关键词:电气自动化;教学改革;技术教育改革
当前社会上所需求的电气自动化技术的专业人才是处在一个不断上升的阶段,既要求数量上的庞大也要求质量上的精准;结合时代需求与我国国情对当前的电气自动化技术专业教育进行改革,保证源源不断地输出专业的电气自动化技术人才,支援我国现代建设。
1关于我国电气自动化技术专业调研分析
(1)就业性的分析。针对近年来电气自动化专业的就业情况,总结出了其就业的对应方向,除了有传统的航空企业、电器制造企业,机器维护等也增加了与新技术之间的交流,增加了一些新式的营销和维护及相关电气行业的工作。企业虽然对电气自动化专业人才需求量大,但身为中等职业学校的学生在如此有优势的前提下却受到更为严格的遴选,不但要求有扎实的理论功底,还要求有很强的实践能力。其就业竞争力可想而知,改革势在必行。
(2)改革实践性与可行性。为服务于社会建设培养人才是教育机构的社会职能和社会意义,是各级学校掌握本体的教化功能,对于自己的定位进行专业设置,并规划与之相配套的专业教学培养计划。为实现技能型人才的培养就必须使得学校的教育与社会的实际进行有机结合,探索具有社会实践意义的独特发展道路,摸索出一条适应本体的电气自动化技术专业建设途径。
(3)竞争性的分析。随着国家在教育上的大力投入,越来越多的学校得到支持,其中也包括对中职学校的投入,使得师资发展迅速。越来越多的学生可以进入正规大学或者是职业学校接受教育,选择想学的东西进行深入研究和学习。电气自动化技术专业作为一个服务于社会发展的专业,是基础建设行业中相对重要的专业。职业学校大多则是培养实践技能相对较强的技工,实践性质比较突出,理论方面相对较弱,在就业上就会有冲突和矛盾,是一种较为严酷的竞争。但在操作技能方面经过系统培训后及企业用工成本方面还是存在较强的竞争力。
2电气自动化技术教学改革实际操作
(1)确定指导思想和发展方向。对于电气自动化技术专业教学的改革可以应用试点的方式来进行,面向社会发展,从我国的经济建设状况出发,抓住当前人才需求,以素质教育为根本,强调能力上的培养,所以就要保证,知识能力和素质都均衡发展或者是相应发展的结构体系,强调理论与实践的结合,以此作为指导思想,培养具有实际操作能力的电气自动化专业人才。
(2)确定专业培养模式。面向就业性而言,生产、建设、管理和服务这四个方面是绝对的准则。作为一个衔接呈现,对于未来的电气自动化的行业发展趋势进行分析,模拟电气自动化行业发展方向进行专业的培养目标和人才的规划与制定。就要根据学生自我的能力和优势进行分门别类的教育。可以是电气类工业类自动化类等具体的分化,可以为学生提供相应广泛的选择,针对个人的特点潜能进行不同的选择,或者是未来发展的方向和意愿,对学生负责,对社会建设负责。
(3)具体的人才培养模式。因为技能型人才的培养归根究底是为了在实践中取得成效,最后得到工作或者是经济上的完善。所以,就要考虑到当前的教育形式,必须要走出教室,脱离完全的知识灌输模式,理论与实践相结合,增加实践机会,在实践的过程中深化理解加强记忆,完全可以引入校地结合或者是产学结合模式,在学校阶段取得更多的实践机会,在岗位操作技能的掌握上就会更加的完善。
(4)强化对教师的选拔和考核。既然是要改革,就必须在各个维度上考虑。考虑到很多的不确定因素,并加以完善。不得不承认教师在一个学生的成长过程中起到多巨大的作用,所以,教师的能力也将直接影响到学生的发展以及改革进行的是否顺利和学生接受的程度。所以,必须要强化对教师的选拔和考核,保证教师的高水准和强能力,推动改革的深入实行,培养越来越多的电气自动化技术类别的专业人才。
3进行电气自动化技术专业教学改革意义
(1)整合教学资源。近年来我国都在进行有关于教材内容的规划,是合理的删减和增加,结合市场人才需求,决定将C语言的部分内容删减掉,将接口技术的部分内容也进行减少,将电力拖动,机床电气控制整合成电机与电气控制,以及图册内容的翻新整合,这都是在教学内容上的一些做法,进行合理的规划,为未来的电气自动化技术专业知识的学习进行初步的规划和整合。
(2)强化职业性质教育。其实对于职业教育来说电气自动化是一个有特殊优势的专业课程,因为职业教育具有综合大学所没有的实践条件。职业院校更加注重学生的实践操作能力,会定期带学生去实习,或者直接把整个学期的实习作为教学计划中的一个重要部分,这是很好的教育方式,使学生尽早的接触到实际工作中可能出现的意外,并进行思考和独立解决,也帮助学生很好的消化理论性知识,提高操作技能,积累工作经验。所以说,这种形式促进带有职业性质的教育发展完善,在社会上取得更大的认可。
4总结
一个专业得到更多的注意是一个很好的事情,多一些关注会给这个专业增加更多的发展机会,有更深层次的探索的机会,所以改革就出现了。为了培养出更加适合时展的人才,为了整体的良性发展。对于教育来说,不能一成不变也不能一直在变,适当时机下结合时代要求进行相应的升级和改革,使得电气自动化技术专业这个具有极大塑造性的专业变得更加深入社会和人们的生活。
参考文献:
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关键词:自动化 建筑设备 课程
中图分类号:G642.3 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.101
1 引言
随着科技的迅速发展,人才市场对高校毕业生独立工作和解决问题的能力要求也越来越高,高等教育应主动适应社会建设的需求,切实培养复合型、实用型和高素质的人才,要实现这一目标,就要求我们将培养方案和市场需求紧密结合起来,设置关系密切的课程,拓宽培养对象的知识面,提高其综合素质,使其具有跨学科知识能力,从而增强毕业后的就业能力。
近年来,随着我国高层建筑的迅猛发展,大量现代信息技术的应用,对掌握建筑智能化技术的复合型人才的需求相当旺盛,并呈逐年上升的趋势[1-2]。为了适应就业形势的需要,笔者所在教研室在自动化专业的大四阶段设置了楼宇自动化专业方向。楼宇自动化是一门有关智能建筑方面的新型交叉学科,涉及建筑设备、自动化、计算机控制技术等[1],在自动化专业应加强建筑设备的课程,使学生对被控对象有较深入的了解,面向智能建筑系统单体(如建筑设备监控),培养楼宇自动化方面的复合型人才。然而,目前许多自动化专业的大学生并不一定了解建筑设备的工作原理、控制方法及控制过程,因此,对于自动化专业学习建筑设备类课程在知识结构方面是必要的。
2 教学内容及方法
建筑设备类课程工程应用性强,涉及多个学科的知识。在自动化专业开设该课程的目的是使学生了解建筑设备的基础知识,继而深入理解各种建筑设备自动化系统的监控原理、功能和相互集成模式,并能初步掌握建筑设备自动化系统的方案设计。
2.1 教学内容
教学内容主要由建筑给排水系统及其设备自动化、暖通空调系统及其监控、其它建筑设备的自动化三大部分组成,知识模块的组成如图1所示。
图1 《建筑设备自动化》课程内容结构框图
2.2 教学方法
由于《建筑设备自动化》是楼宇自动化的核心课程之一,涉及知识跨多个学科、多专业,而学时相对较少[3]。因此,我们按“ 轻理论、重应用”的原则,对课程内容进行安排。
“轻理论”是指在有限的学时里面尽量简明扼要地介绍,并做合理的学时分配。主要涉及到两部分内容:第一,建筑设备及自动化的基础知识,主要包括热工基础、流体力学基础、制冷系统的基本原理等,我们只需要简单介绍即可。第二,建筑设备(如给排水设备、暖通空调设备)的工作运行原理,关于这方面的知识,自动化专业的学生可谓是一窍不通,因此在授课时可稍微较前者多安排学时,力求在较短学时内,让学生对这些设备的运行工作过程有感性认识,该部分内容侧重实验室教学,通过实物让学生了解各设备的具体名称、相互连接关系、系统工作流程等。
“重应用”即在理论知识的基础上,重点掌握各种类型建筑设备的监控原理,将授课内容与实际工程相结合,能自主设计监控系统。比如:能根据各建筑设备的监控要求,确定系统的控制方案,绘出大楼建筑设备自动化系统的控制网络图,掌握传感器、阀门和执行机构的选型,设计各个子系统被控设备的监控原理图、并对输入输出的控制点数进行统计[4]。
3 配套实验
理论教学方式无法使得学生全面了建筑相关设备的结构及运行过程,而组织学生现场参观实际的系统涉及安全问题,但实验教学又是综合培养学生知识、能力和素质的重要环节,可以培养学生的动手能力、创新能力和理论联系实际的能力[5-6],因此实验室是开设本课程教学的保障条件,本课程的实验教学致力于让学生了解建筑的常用附属设备,了解各设备的组成与安装,并对该系统中用到的各类传感器、执行器及控制器等的形式、功能及安装方法有感性认识,进而通过实践掌握智能楼宇中的建筑设备涉及的各种自动化技术,根据本校的实际情况,配套实验室的平面图布局如图2所示。
目前开展的实验教学项目如下:
①理论教学项目:建筑设备基础、暖通空调系统自动化、智能建筑设备自动化、楼宇自动化系统、楼宇智能化系统集成和计算机控制技术等;
②实践教学项目:上述课程的实验、BAS实训、课程设计、综合技能实训和毕业设计;
③技能培训项目:开设学校及社会人员培训课程,如楼宇自控技术培训、智能楼宇管理师(员)培训。
图2 实验室平面图
4 结束语
在自动化专业开设《建筑设备自动化》课程,通过精心组织授课内容,收到了预期的教学效果。从历届毕业生的情况来看,该专业方向的毕业生既精通自动化专业,又具备建筑自动化系统相关知识,能够应用到实际工程中,很好地适应就业市场。因此,自动化专业开设建筑设备类课程可以提高学生的综合素质,拓宽学生的知识面,对提高学生的工程素养具有重要意义,对提高学生运用自动化知识的能力起到了十分重要的作用,随着各教学环节的改进和完善,其效果会越来越显著。
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教师自身的专业水平理论联系实际,在实践工作中检验理论、提升理论,是企业对毕业生的要求。理论指导实践,在实践工作中运用科学的理论指导实践,是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职,体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验,工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压,空载容量应小于调压器容量的50%,试验电流为额定电流的1‰~1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时,空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压,原边电流达到额定值时,测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象,联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识,加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求,已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高,已达到“无人值守,少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中,笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。
二电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用
1教材选用目的更加明确教材是高校实施培养计划的重要介质
直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。
2培养学生更具有方向性现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求
扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。
3将工作经验融入教学将宝贵的工作经历融于课堂教学
可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。
4将企业中应用的前沿技术带进课堂随着数字化电站、智能电网的建设
大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。
三结语
关键词:电气工程及其自动化;CDIO;模块化教学
作者简介:刘超(1985-),男,吉林省吉林市人,南京理工大学泰州科技学院电子电气工程学院,助教;杨蕾(1986-),女,江苏徐州人,南京理工大学泰州科技学院商学院,助教。(江苏 泰州 225300)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)02-0069-02
CDIO是由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学提出的一种新的教育模式。CDIO包括构思(conceive)设计(design)实现(implement)运作(operate)四个方面。“构思”是指明确客户的需求,考虑技术、企业战略和制度等因素,不断改进概念、技术和商业要求。“设计”指指定开发的产品系统所需的各种计划、图纸和算法;“实现”指把设计转变为产品的过程,包括硬件制造、软件编程、测试、检查和验证;“运行”指对产品系统的维护、优化和淘汰等。CDIO教育思想的核心内容是着重强调学生的实际动手能力和工程实践能力,是将教学过程与工程实践项目相结合,通过理论学习解决工程实践的问题,也通过工程实践的问题强化理论学习内容。使学生在“学中做、做中学”达到工程实践与理论教学相辅相成的效果。
电气工程及其自动化作为极具工程背景的专业,最应该以CDIO为基本思想进行教学实践。南京理工大学泰州科技学院(以下简称本校)电气工程及其自动化专业,以培养“现场工程师”为教育目标,2010年被吸纳为CDIO工程教育改革试点高校,成为江苏省独立学院中唯一一所CDIO工程教育改革试点成员校,教学效果在应用型本科院校中处于前列。
一、以CDIO为理念的电气工程及其自动化专业改革特点
1.以求职为导向的电气工程及其自动化的教学方法
培养学生学以致用、理论联系实际以适应将来求职之需的能力和素质是所有专业教育的共性。CDIO理念说明本科应用型人才培养方案既不是一蹴而就的,也不是一成不变的。工程教育应当是动态的,随着新科技成果地不断出现,本科应用型人才培养目标必须通过市场调研,不断进行更新和调整。对于高校来说,人才培养方案地制订和调整绝不仅仅是高校内部的事情,高校在制订和调整人才培养方案时,应当把雇主对人才培养的需求作为重要依据。同时,广泛征求用人单位、学术界、政府以及学生群体的意见和建议,确保人才培养方案的科学性、全面性和可操作性。以CDIO为理念的电气工程及其自动化专业建设应从教学大纲、教材、实验、课程设计、毕业设计等方面与企业需求相结合,形成一切围绕企业需求的教学方法。
2.以大工程为主的宏观教学手段
宽口径人才一直是各大高校所追求的目标。CDIO模式从一个宽广的视野来解读工程,在这个视野中工程不再局限于技术,工程与社会发展、市场规律、管理模式、历史文化、价值观念、心理、审美等紧密结合起来。CDIO模式根据这样一个大工程的理念来建构课程体系,CDIO模式培养的不仅仅是技术专家,而且是能在现代组织管理模式和市场运行机制下从事产品系统开发的工程师,更是以人类福祉为宗旨的具有社会责任感的工程人才与社会文明的缔造者。
对于电气工程及其自动化专业来说,要教育学生对整个系统有一个整体的概念。不能将学生的视野局限于简单的一点、一门学科,而是要让学生深刻理解所做工作在整个工程中的意义和地位,这样才能实现宽口径人才的目标。以一种系统宏观的视角来培养工程人才,无论是课程体系、教学模式还是培养目标,都应该在这个教育理念下制订。在学生毕业设计中,可以将一个大项目拆成几个小的课题,让学生组成一个完整的项目组,分摊项目中的一个部分。比如说:将一个建筑电气化的项目分成三个部分:建筑供配电、电梯控制、监控系统。这三部分看似相互独立,实际紧密相连。建筑供配电要给电梯控制;监控系统提供电源,保证其稳定运行;电梯控制需要监控系统的辅助,才能保证运行的安全性,监控系统服务于建筑供配电,实时监控各部分的稳定运行。通过三部分的设计,形成一套完整的解决方案。在这个项目的设计中,将大工程的理念贯穿其中,培养学生工程实践中的大局观使其更加真实地了解工程实践的各个细节分工。
本校将“工程导论”作为大一的必修课,请多年从事实践工程的教授作为主讲教师,以其丰富的工程经验让学生了解电气工程及其自动化专业的发展方向。课程中全部以大工程为案例,让学生主动思考工程的每一个部分。使学生明确工程师的角色和职责,并且进行简单的问题解决和设计实践,养成初步的个人能力、人际交往能力和构思、设计、实施、运行能力,为今后的学习打下基础,并提高学习的兴趣。同时进行考核方式的改革,不通过笔试的方式给学生评定分数,而是让学生通过PPT展示自己对电气工程及其自动化专业的理解,使学生积极参与到课程之中,获得了良好的效果。
二、以企业项目需求为核心的模块化教学改革
1.以企业项目需求为核心的模块化教学特点
所谓模块化教学模式是按照程序模块化的构想和原则来设计教学内容的一整套教学体系,它是在既定的培养目标指导下,将全部教学内容按照一定标准或规则进行分解,使其成为多个相对独立的教学模块,且各教学模块之间可以按照一定的规则有选择性地重新组合。
以企业项目需求为核心的模块化教学改革就是将企业需求放在第一位,学校的课程设置根据企业项目需求做一系列地调整,形成职业化的教学模块,这些模块既相对独立又相互联系。对于实现大学生的培养必须注重“宽口径、厚基础、强实践、重创新”的目标有很重要的作用。以企业项目需求为核心的模块化教育,是服务于企业项目的,将学生课程的理论学习与企业项目直接挂钩,从专业课程的层面就开始让学生了解所学内容在项目中所处的位置,既符合以求职为导向的教育方法,又符合CDIO大工程的理念。
2.以企业项目需求为核心的电气工程及其自动化专业模块化教学分析
电气工程一级学科目录下有五个方向:电力系统自动化、电机与电器、电工理论与新技术、高压电与绝缘技术、电力电子与电力传动。结合独立院校的自身特点,依据市场需求和企业需求可将电气工程及其自动化专业分为以下几个模块:
(1)电气控制模块。电气工程及其自动化专业的学生和自动化专业的学生有很多知识的交叉,而且又兼顾了电气、电机方面的知识,所以在控制领域有很广的就业前景。电气控制模块不仅直接与工业控制方面挂钩,甚至涉及火力发电厂集控运行等方面,应用领域极为广泛,是应用型本科院校学生就业的重点,也是“现场工程师”所必须掌握的一个重要模块。
其核心课程包括:“电器控制技术”、“PLC原理与应用”、“变频器原理与应用”等。本校单独开设了电气控制实验室,以西门子S7-200系列PLC为例,引导学生自己动手调试。完成了“五层电梯PLC控制”、“邮件分检系统PLC控制”等课程设计。在此基础上,还开设了组态软件课程,将下位机与上位机连接起来,更加贴近真实项目,使枯燥的编程变得更加生动,也对学生毕业设计地完成起到了抛砖引玉的作用。毕业设计中不仅完成了工业控制PLC下位机的编程和调试,还要将下位机控制的情况通过组态软件真实地反应,毕业设计论文与工程实践更加紧密贴合,具有较高的水平。
(2)电子电路设计模块。根据江苏省经济发展的特点,电子产业有着广阔的就业前景。单片机以及电路方面的知识是学生就业择业的一大重点。各种电子产品的生产与开发,都离不开软件或者硬件工程师。
其核心课程包括:“数字逻辑电路”、“模拟电子技术”、“微机原理与接口技术”、“单片机原理及应用”、“电力电子技术”等。作为上述课程的补充,本校还开设了“嵌入式系统开发”等现阶段应用广泛的专业课,以及大学生创新实验室。该实验室为完全开放的实验室,学生自己动手,操作开发板、调试电源器件。在这个实验室锻炼过的学生进步很快,就业选择优势明显。
(3)电力系统设计运行模块。能源问题一直是工业社会发展的热点问题,电气工程及其自动化专业的一个极为重要的就业方向就是电力系统设计运行。发电厂、供电公司需要大量的“现场工程师”来保证电力系统稳定安全的运行;建筑行业需要大量的设计施工人员进行供配电系统的设计、施工、调试,该模块有广阔的就业前景。
其核心课程包括:“电力系统分析”、“电力系统继电保护”、“发电厂电气部分”等。对于应用型本科院校,上述课程要以“轻理论,重实践”为指导思想,通过课程设计和毕业设计等手段,让学生从整个电力系统“大网”运行为入手点,掌握电力系统运行的基本原理。
三、结语
对于应用型本科院校来说,CDIO工程教育模式是极具借鉴意义的教育改革理念。本校作为江苏省独立学院唯一一所CDIO工程教育改革试点成员校,在“现场工程师”的培养道路上不断摸索,积极总结,取得了显著效果。本文总结了以CDIO为理念的电气工程及其自动化专业改革,提出一种以企业项目需求为目标的分模块的电气工程及其自动化专业的教学改革。这将对以CDIO工程教育为理念的高校教学改革提供参考。
参考文献:
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