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時(shí)間:2023-04-01 10:32:23
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇電氣工程導(dǎo)論論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
2自備電源供電方式
(1)太陽(yáng)能發(fā)電裝置
太陽(yáng)能發(fā)電裝置具有不需燃料、無(wú)污染、運(yùn)行維護(hù)工作量小、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),但受自然氣候條件影響較大,如連續(xù)陰雨天數(shù)、日照小時(shí)數(shù)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等。在正常的日照情況下,通過(guò)轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能為設(shè)備和蓄電池供電,備用電源為蓄電池。在夜間,供電通過(guò)蓄電池進(jìn)行,系統(tǒng)控制器能夠有效控制系統(tǒng)的供電運(yùn)行狀況。
(2)CCVT密閉循環(huán)渦輪發(fā)電機(jī)
具有較小的維護(hù)工作量,受環(huán)境影響較小,但需要供應(yīng)燃料,將2臺(tái)小容量燃?xì)獍l(fā)電裝置設(shè)置在燃?xì)獍l(fā)電區(qū),工作方式采用1用l備,天然氣減壓裝置并聯(lián)在燃?xì)獍l(fā)電裝置中,相關(guān)直流蓄電池柜和電源控制柜在電源機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行配套安裝,用電設(shè)備配電通過(guò)電源控制柜進(jìn)行,其中,備用電源為1300Ah閥控密封鉛酸蓄電池,能夠滿足不小于48h的后備時(shí)間。
(3)TEG熱電式發(fā)電裝置
該裝置維護(hù)工作量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,除了輸出功率受到環(huán)境溫度的一定影響,其它基本不受到環(huán)境因素影響,但需燃料供應(yīng),適用于幾十到幾百瓦負(fù)載情況。
3新能源在項(xiàng)目中的應(yīng)用分析
(1)太陽(yáng)能發(fā)電裝置
太陽(yáng)能發(fā)電裝置在某些管道工程部分閥室中采用。其中,在正常日照情況下,供電通過(guò)轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能為設(shè)備和蓄電池供電,備用電源為蓄電池,在夜間,供電通過(guò)蓄電池進(jìn)行,系統(tǒng)控制器能夠有效控制系統(tǒng)的供電運(yùn)行狀況??紤]到RTU閥室所在位置的氣象條件的相近性,在選擇太陽(yáng)能供電方式時(shí),對(duì)于無(wú)光照日小于等于11天的平原地區(qū),還應(yīng)包括相關(guān)的無(wú)陽(yáng)光遮攔進(jìn)行確定。根據(jù)項(xiàng)目要求,太陽(yáng)能電源在沿路的8座RTU閥室中采用,在閥室屋頂非防爆區(qū)安裝太陽(yáng)能電池子陣,按雙排進(jìn)行布置,其中,在電源機(jī)房?jī)?nèi)安裝控制器和蓄電池組。
(2)TEG熱電式發(fā)電機(jī)
遠(yuǎn)距離供電電源的熱電式發(fā)電機(jī)(TEG)已在LNG管線中應(yīng)用,特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)較遠(yuǎn)距離的供電,該發(fā)電裝置利用熱電偶原理,將燃燒天然氣或丙烷的熱量轉(zhuǎn)換成直流電。由于移動(dòng)部件不在發(fā)電機(jī)中,因而具有較高的可靠性。此設(shè)備可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守一年以上。其發(fā)電范圍為直流12-48V,1-5000W。在管道腐蝕數(shù)據(jù)的采集監(jiān)控、陰極保護(hù)、通訊供電系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離終端設(shè)備中應(yīng)用熱電偶發(fā)電機(jī)的較多。在綜合考慮RTU閥室的用電負(fù)荷及其他相關(guān)因素的基礎(chǔ)上,考慮當(dāng)?shù)氐倪B續(xù)陰雨天數(shù)為16天這一因素,然后進(jìn)行相關(guān)的與太陽(yáng)能供電蓄電池的有效配備工作。經(jīng)綜合考慮,在該項(xiàng)目中,與太陽(yáng)能發(fā)電方案相比,TEG燃?xì)鉄犭娛桨l(fā)電方案在截?cái)嚅y站中應(yīng)用,其投資節(jié)約較多。
(3)CCVT密閉循環(huán)渦輪發(fā)電機(jī)
CCVT密閉循環(huán)渦輪發(fā)電機(jī)維護(hù)工作較小,已在另一項(xiàng)管道工程的閥室中采用,該設(shè)備基本不受到環(huán)境條件的影響,但需要燃料供應(yīng),把2臺(tái)小容量燃?xì)獍l(fā)電裝置設(shè)置在燃?xì)獍l(fā)電裝置區(qū)戶外,工作方式為1用1備。備用電池為閥控密封鉛酸蓄電池,能夠滿足48h后備時(shí)間要求。
4壓氣站VSDS配電設(shè)計(jì)與分析
(1)VSDS系統(tǒng)探討系統(tǒng)采用變頻驅(qū)動(dòng)
能夠保證驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一致性,這套系統(tǒng)包括通過(guò)電動(dòng)機(jī)、變頻裝置、整流變壓器、諧波濾波及無(wú)功補(bǔ)償裝置、變頻裝置、變頻裝置與電動(dòng)機(jī)間的連接線路以及相關(guān)的輔助配套系統(tǒng)組成。
(2)高壓三電平電壓源型變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
分析二極管整流在三電平結(jié)構(gòu)的變頻器整流中采用,這樣,整流側(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)的12、18、24、30、36脈沖。免維護(hù)金屬薄膜電容在儲(chǔ)能電容中采用,其中,IGBT、IGCT等全控開關(guān)器件則在輸出側(cè)開蓋的控制中采用,利用PWM控制相應(yīng)的輸出側(cè),功率輸出范圍0~21MW,高壓三電平具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,母線諧波在采用24脈沖情況下,能夠有效控制其低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過(guò)考慮,項(xiàng)目中的最優(yōu)方案是高壓三電平電壓源型變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
(3)啟動(dòng)電阻問(wèn)題變頻器采用隔離
變電輸入通過(guò)啟動(dòng)電阻實(shí)現(xiàn),在低壓脫扣器脫扣條件下,若要有所降低隔離變投入的勵(lì)磁涌流,則應(yīng)該采用啟動(dòng)電阻,對(duì)母線電壓進(jìn)行控制。
(4)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)定子的電流
交流電壓都可通過(guò)測(cè)量得到,利用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),還可計(jì)算相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈,并分別進(jìn)行有效控制。其優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度較矢量控制要快,其缺點(diǎn)是電機(jī)端脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩較矢量控制要大。在此項(xiàng)目中,考慮到相關(guān)技術(shù)要求,本方案可以滿足。
(5)電纜配線方面利用電力電纜
在電纜橋架上敷設(shè)VSDS系統(tǒng)配線。(6)設(shè)備安裝在樓內(nèi)二層地面上安裝濾波裝置、變頻裝置、隔離變壓器、阻尼裝置等,要求進(jìn)行下出線,戶外變壓器區(qū)進(jìn)行露天布置,隔離變壓器,安裝通過(guò)電纜橋架。綜上所述,在此項(xiàng)目中,系統(tǒng)最優(yōu)方案為高壓三電平,這是從諧波、效率以及可靠性方面綜合考慮的,交流-交流變頻裝置一般不在管道壓縮機(jī)變頻系統(tǒng)中考慮使用,對(duì)于多機(jī)并聯(lián)的管道壓縮機(jī)系統(tǒng),一般采用高性能的轉(zhuǎn)矩控制方式。另外,進(jìn)行系統(tǒng)的硬件配置過(guò)程,還應(yīng)充分考慮逆變側(cè)橋臂貫通保護(hù)、輸出側(cè)波形、電動(dòng)機(jī)型式選擇、整流變涌流、繼電保護(hù)、主開關(guān)動(dòng)作時(shí)間等方面的計(jì)算問(wèn)題。
作者簡(jiǎn)介:劉超(1985-),男,吉林省吉林市人,南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院電子電氣工程學(xué)院,助教;楊蕾(1986-),女,江蘇徐州人,南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院商學(xué)院,助教。(江蘇 泰州 225300)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)02-0069-02
CDIO是由美國(guó)麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)提出的一種新的教育模式。CDIO包括構(gòu)思(conceive)設(shè)計(jì)(design)實(shí)現(xiàn)(implement)運(yùn)作(operate)四個(gè)方面?!皹?gòu)思”是指明確客戶的需求,考慮技術(shù)、企業(yè)戰(zhàn)略和制度等因素,不斷改進(jìn)概念、技術(shù)和商業(yè)要求。“設(shè)計(jì)”指指定開發(fā)的產(chǎn)品系統(tǒng)所需的各種計(jì)劃、圖紙和算法;“實(shí)現(xiàn)”指把設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過(guò)程,包括硬件制造、軟件編程、測(cè)試、檢查和驗(yàn)證;“運(yùn)行”指對(duì)產(chǎn)品系統(tǒng)的維護(hù)、優(yōu)化和淘汰等。CDIO教育思想的核心內(nèi)容是著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力,是將教學(xué)過(guò)程與工程實(shí)踐項(xiàng)目相結(jié)合,通過(guò)理論學(xué)習(xí)解決工程實(shí)踐的問(wèn)題,也通過(guò)工程實(shí)踐的問(wèn)題強(qiáng)化理論學(xué)習(xí)內(nèi)容。使學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”達(dá)到工程實(shí)踐與理論教學(xué)相輔相成的效果。
電氣工程及其自動(dòng)化作為極具工程背景的專業(yè),最應(yīng)該以CDIO為基本思想進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱本校)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè),以培養(yǎng)“現(xiàn)場(chǎng)工程師”為教育目標(biāo),2010年被吸納為CDIO工程教育改革試點(diǎn)高校,成為江蘇省獨(dú)立學(xué)院中唯一一所CDIO工程教育改革試點(diǎn)成員校,教學(xué)效果在應(yīng)用型本科院校中處于前列。
一、以CDIO為理念的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)改革特點(diǎn)
1.以求職為導(dǎo)向的電氣工程及其自動(dòng)化的教學(xué)方法
培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、理論聯(lián)系實(shí)際以適應(yīng)將來(lái)求職之需的能力和素質(zhì)是所有專業(yè)教育的共性。CDIO理念說(shuō)明本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案既不是一蹴而就的,也不是一成不變的。工程教育應(yīng)當(dāng)是動(dòng)態(tài)的,隨著新科技成果地不斷出現(xiàn),本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)必須通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研,不斷進(jìn)行更新和調(diào)整。對(duì)于高校來(lái)說(shuō),人才培養(yǎng)方案地制訂和調(diào)整絕不僅僅是高校內(nèi)部的事情,高校在制訂和調(diào)整人才培養(yǎng)方案時(shí),應(yīng)當(dāng)把雇主對(duì)人才培養(yǎng)的需求作為重要依據(jù)。同時(shí),廣泛征求用人單位、學(xué)術(shù)界、政府以及學(xué)生群體的意見和建議,確保人才培養(yǎng)方案的科學(xué)性、全面性和可操作性。以CDIO為理念的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)建設(shè)應(yīng)從教學(xué)大綱、教材、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等方面與企業(yè)需求相結(jié)合,形成一切圍繞企業(yè)需求的教學(xué)方法。
2.以大工程為主的宏觀教學(xué)手段
寬口徑人才一直是各大高校所追求的目標(biāo)。CDIO模式從一個(gè)寬廣的視野來(lái)解讀工程,在這個(gè)視野中工程不再局限于技術(shù),工程與社會(huì)發(fā)展、市場(chǎng)規(guī)律、管理模式、歷史文化、價(jià)值觀念、心理、審美等緊密結(jié)合起來(lái)。CDIO模式根據(jù)這樣一個(gè)大工程的理念來(lái)建構(gòu)課程體系,CDIO模式培養(yǎng)的不僅僅是技術(shù)專家,而且是能在現(xiàn)代組織管理模式和市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制下從事產(chǎn)品系統(tǒng)開發(fā)的工程師,更是以人類福祉為宗旨的具有社會(huì)責(zé)任感的工程人才與社會(huì)文明的締造者。
對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)來(lái)說(shuō),要教育學(xué)生對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)整體的概念。不能將學(xué)生的視野局限于簡(jiǎn)單的一點(diǎn)、一門學(xué)科,而是要讓學(xué)生深刻理解所做工作在整個(gè)工程中的意義和地位,這樣才能實(shí)現(xiàn)寬口徑人才的目標(biāo)。以一種系統(tǒng)宏觀的視角來(lái)培養(yǎng)工程人才,無(wú)論是課程體系、教學(xué)模式還是培養(yǎng)目標(biāo),都應(yīng)該在這個(gè)教育理念下制訂。在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)中,可以將一個(gè)大項(xiàng)目拆成幾個(gè)小的課題,讓學(xué)生組成一個(gè)完整的項(xiàng)目組,分?jǐn)傢?xiàng)目中的一個(gè)部分。比如說(shuō):將一個(gè)建筑電氣化的項(xiàng)目分成三個(gè)部分:建筑供配電、電梯控制、監(jiān)控系統(tǒng)。這三部分看似相互獨(dú)立,實(shí)際緊密相連。建筑供配電要給電梯控制;監(jiān)控系統(tǒng)提供電源,保證其穩(wěn)定運(yùn)行;電梯控制需要監(jiān)控系統(tǒng)的輔助,才能保證運(yùn)行的安全性,監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)于建筑供配電,實(shí)時(shí)監(jiān)控各部分的穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)三部分的設(shè)計(jì),形成一套完整的解決方案。在這個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中,將大工程的理念貫穿其中,培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐中的大局觀使其更加真實(shí)地了解工程實(shí)踐的各個(gè)細(xì)節(jié)分工。
本校將“工程導(dǎo)論”作為大一的必修課,請(qǐng)多年從事實(shí)踐工程的教授作為主講教師,以其豐富的工程經(jīng)驗(yàn)讓學(xué)生了解電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展方向。課程中全部以大工程為案例,讓學(xué)生主動(dòng)思考工程的每一個(gè)部分。使學(xué)生明確工程師的角色和職責(zé),并且進(jìn)行簡(jiǎn)單的問(wèn)題解決和設(shè)計(jì)實(shí)踐,養(yǎng)成初步的個(gè)人能力、人際交往能力和構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行能力,為今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),并提高學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)進(jìn)行考核方式的改革,不通過(guò)筆試的方式給學(xué)生評(píng)定分?jǐn)?shù),而是讓學(xué)生通過(guò)PPT展示自己對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的理解,使學(xué)生積極參與到課程之中,獲得了良好的效果。
二、以企業(yè)項(xiàng)目需求為核心的模塊化教學(xué)改革
1.以企業(yè)項(xiàng)目需求為核心的模塊化教學(xué)特點(diǎn)
所謂模塊化教學(xué)模式是按照程序模塊化的構(gòu)想和原則來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的一整套教學(xué)體系,它是在既定的培養(yǎng)目標(biāo)指導(dǎo)下,將全部教學(xué)內(nèi)容按照一定標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)則進(jìn)行分解,使其成為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的教學(xué)模塊,且各教學(xué)模塊之間可以按照一定的規(guī)則有選擇性地重新組合。
以企業(yè)項(xiàng)目需求為核心的模塊化教學(xué)改革就是將企業(yè)需求放在第一位,學(xué)校的課程設(shè)置根據(jù)企業(yè)項(xiàng)目需求做一系列地調(diào)整,形成職業(yè)化的教學(xué)模塊,這些模塊既相對(duì)獨(dú)立又相互聯(lián)系。對(duì)于實(shí)現(xiàn)大學(xué)生的培養(yǎng)必須注重“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐、重創(chuàng)新”的目標(biāo)有很重要的作用。以企業(yè)項(xiàng)目需求為核心的模塊化教育,是服務(wù)于企業(yè)項(xiàng)目的,將學(xué)生課程的理論學(xué)習(xí)與企業(yè)項(xiàng)目直接掛鉤,從專業(yè)課程的層面就開始讓學(xué)生了解所學(xué)內(nèi)容在項(xiàng)目中所處的位置,既符合以求職為導(dǎo)向的教育方法,又符合CDIO大工程的理念。
2.以企業(yè)項(xiàng)目需求為核心的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)模塊化教學(xué)分析
電氣工程一級(jí)學(xué)科目錄下有五個(gè)方向:電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電機(jī)與電器、電工理論與新技術(shù)、高壓電與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動(dòng)。結(jié)合獨(dú)立院校的自身特點(diǎn),依據(jù)市場(chǎng)需求和企業(yè)需求可將電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)分為以下幾個(gè)模塊:
(1)電氣控制模塊。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生和自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生有很多知識(shí)的交叉,而且又兼顧了電氣、電機(jī)方面的知識(shí),所以在控制領(lǐng)域有很廣的就業(yè)前景。電氣控制模塊不僅直接與工業(yè)控制方面掛鉤,甚至涉及火力發(fā)電廠集控運(yùn)行等方面,應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛,是應(yīng)用型本科院校學(xué)生就業(yè)的重點(diǎn),也是“現(xiàn)場(chǎng)工程師”所必須掌握的一個(gè)重要模塊。
其核心課程包括:“電器控制技術(shù)”、“PLC原理與應(yīng)用”、“變頻器原理與應(yīng)用”等。本校單獨(dú)開設(shè)了電氣控制實(shí)驗(yàn)室,以西門子S7-200系列PLC為例,引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手調(diào)試。完成了“五層電梯PLC控制”、“郵件分檢系統(tǒng)PLC控制”等課程設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,還開設(shè)了組態(tài)軟件課程,將下位機(jī)與上位機(jī)連接起來(lái),更加貼近真實(shí)項(xiàng)目,使枯燥的編程變得更加生動(dòng),也對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)地完成起到了拋磚引玉的作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)中不僅完成了工業(yè)控制PLC下位機(jī)的編程和調(diào)試,還要將下位機(jī)控制的情況通過(guò)組態(tài)軟件真實(shí)地反應(yīng),畢業(yè)設(shè)計(jì)論文與工程實(shí)踐更加緊密貼合,具有較高的水平。
(2)電子電路設(shè)計(jì)模塊。根據(jù)江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn),電子產(chǎn)業(yè)有著廣闊的就業(yè)前景。單片機(jī)以及電路方面的知識(shí)是學(xué)生就業(yè)擇業(yè)的一大重點(diǎn)。各種電子產(chǎn)品的生產(chǎn)與開發(fā),都離不開軟件或者硬件工程師。
其核心課程包括:“數(shù)字邏輯電路”、“模擬電子技術(shù)”、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”、“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“電力電子技術(shù)”等。作為上述課程的補(bǔ)充,本校還開設(shè)了“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”等現(xiàn)階段應(yīng)用廣泛的專業(yè)課,以及大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室為完全開放的實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生自己動(dòng)手,操作開發(fā)板、調(diào)試電源器件。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室鍛煉過(guò)的學(xué)生進(jìn)步很快,就業(yè)選擇優(yōu)勢(shì)明顯。
(3)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行模塊。能源問(wèn)題一直是工業(yè)社會(huì)發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題,電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)極為重要的就業(yè)方向就是電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行。發(fā)電廠、供電公司需要大量的“現(xiàn)場(chǎng)工程師”來(lái)保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全的運(yùn)行;建筑行業(yè)需要大量的設(shè)計(jì)施工人員進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試,該模塊有廣闊的就業(yè)前景。
其核心課程包括:“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”、“發(fā)電廠電氣部分”等。對(duì)于應(yīng)用型本科院校,上述課程要以“輕理論,重實(shí)踐”為指導(dǎo)思想,通過(guò)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等手段,讓學(xué)生從整個(gè)電力系統(tǒng)“大網(wǎng)”運(yùn)行為入手點(diǎn),掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本原理。
三、結(jié)語(yǔ)
對(duì)于應(yīng)用型本科院校來(lái)說(shuō),CDIO工程教育模式是極具借鑒意義的教育改革理念。本校作為江蘇省獨(dú)立學(xué)院唯一一所CDIO工程教育改革試點(diǎn)成員校,在“現(xiàn)場(chǎng)工程師”的培養(yǎng)道路上不斷摸索,積極總結(jié),取得了顯著效果。本文總結(jié)了以CDIO為理念的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)改革,提出一種以企業(yè)項(xiàng)目需求為目標(biāo)的分模塊的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)改革。這將對(duì)以CDIO工程教育為理念的高校教學(xué)改革提供參考。
參考文獻(xiàn):
作者簡(jiǎn)介:李春艷(1980-),女,黑龍江哈爾濱人,黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院電氣工程系,講師。(黑龍江 哈爾濱 150080)李春紅(1977-),女,遼寧大連人,遼寧師范大學(xué)物理與電子技術(shù)學(xué)院,講師。(遼寧 大連 116029)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)31-0109-02
教育理論中高校課程分為必修和選修兩個(gè)部分。選修課又分為通識(shí)選修課和專業(yè)選修課。通識(shí)選修課與專業(yè)無(wú)關(guān),全校所有專業(yè)學(xué)生均可選擇。專業(yè)選修課又稱為限制性選修課,開課內(nèi)容一般與所學(xué)專業(yè)相關(guān),對(duì)學(xué)生要求掌握的程度較高。黑龍江大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“我?!保I(yè)選修課又細(xì)分為專業(yè)指導(dǎo)性選修和專業(yè)任意性選修兩類。專業(yè)指導(dǎo)性選修課程是各專業(yè)依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求,設(shè)置的專業(yè)延伸與拓展課程。專業(yè)任意性選修課程是依據(jù)專業(yè)定位與專業(yè)特色,設(shè)置體現(xiàn)專業(yè)方向與專業(yè)技能的課程。我校電氣專業(yè)指導(dǎo)性選修課程總計(jì)27.5學(xué)分,學(xué)生至少修讀需25學(xué)分。專業(yè)指導(dǎo)性選修課學(xué)生個(gè)人意愿選擇余地較小,但其重要程度不亞于專業(yè)必修課。而專業(yè)任意性選修課課程通常安排在專業(yè)基礎(chǔ)必修課和專業(yè)指導(dǎo)性選修課課程之后,一般為大三下學(xué)期和大四上學(xué)期授課。專業(yè)任意性選修課,尤其是畢業(yè)班學(xué)生選修課存在“選而不修”、湊學(xué)分等現(xiàn)象,專業(yè)任意性選修課成為了可有可無(wú)的“醬油課”。作為一名以專業(yè)任意性選修課教學(xué)為主的青年教師,在四年的實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題并進(jìn)行了一些思考。
一、專業(yè)培養(yǎng)模式及專業(yè)任意性選修課的地位
1.黑龍江大學(xué)機(jī)電學(xué)院電氣工程專業(yè)培養(yǎng)模式介紹
黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院電氣工程專業(yè)采用“前期趨同后期分流的專業(yè)+方向”培養(yǎng)模式,即第1~4學(xué)期夯實(shí)通識(shí)教育平臺(tái),第3~6學(xué)期搭建專業(yè)教育平臺(tái),第6~7學(xué)期按專業(yè)方向模塊分流指導(dǎo)的培養(yǎng)模式,為學(xué)生更高層次的后續(xù)學(xué)習(xí)和拓寬就業(yè)范圍奠定基礎(chǔ)。在重視學(xué)科基礎(chǔ)、搭建專業(yè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,設(shè)置了電氣控制和電力系統(tǒng)2個(gè)專業(yè)方向模塊供學(xué)生選擇,加強(qiáng)工程應(yīng)用的針對(duì)性。
2.專業(yè)任意性選修課的地位
以黑龍江大學(xué)為例,黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院采用學(xué)分制,畢業(yè)要求總分修滿167學(xué)分。課程平臺(tái)包括最低修讀4分的通識(shí)教育平臺(tái)和最低修讀118學(xué)分的專業(yè)教育平臺(tái)。其中,專業(yè)教育平臺(tái)共有3個(gè)類別:學(xué)科與專業(yè)必修課程(67分),專業(yè)指導(dǎo)性選修課程(25分),專業(yè)任意性選修課程(26分)??梢姡瑢I(yè)任意性選修課所占總學(xué)分的15.6%。
專業(yè)任意性選修課共分為兩個(gè)方向:電氣控制方向和電力系統(tǒng)方向。每個(gè)方向設(shè)置課程15門課,總學(xué)分37.5學(xué)分。學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣選修至少26學(xué)分。其中每個(gè)方向的三門課選課率達(dá)100%,學(xué)分3.5學(xué)分,是專業(yè)任意性選修課中的“必修課”,考試方式為試卷考試。其余12門課考試方式為考查,學(xué)分在1~2.5學(xué)分之間。專業(yè)任意性選修課9門課安排在大三下學(xué)期(含三門選修中的“必修課”),6門課安排在大四上學(xué)期,畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課所占比例為40%。畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課所占考查考試課中的比例達(dá)50%。因此專業(yè)任意性選修課是提高教學(xué)質(zhì)量的重要組成部分之一。
二、專業(yè)任意選修課教學(xué)存在的問(wèn)題
專業(yè)任意性選修課在工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)教學(xué)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題:第一,學(xué)生出勤率低。[1,2]以黑龍江大學(xué)電氣工程專業(yè)為例,畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課選課積極,但學(xué)生參與課堂的出勤率低下,2007級(jí)和2008級(jí)“發(fā)電廠變電站二次回路”選課達(dá)86人和88人,均超過(guò)學(xué)年總?cè)藬?shù)的80%,然而實(shí)際到課人數(shù)僅為選課人數(shù)的40%。第二,學(xué)生考試應(yīng)付老師,學(xué)術(shù)報(bào)告敷衍了事。由于專業(yè)任意性選修課考核方式為考查,通常以提交學(xué)術(shù)報(bào)告作為考試形式,因此存在大量網(wǎng)上下載拼湊,甚至全篇照抄現(xiàn)象。由此可見,學(xué)生對(duì)專業(yè)任意性選修課的重視程度不夠,尤其是畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課成了“醬油課”,課程變得可由可無(wú),混學(xué)分現(xiàn)象嚴(yán)重,與教學(xué)目標(biāo)初衷相違背。
三、提高專業(yè)任意性選修課教學(xué)質(zhì)量的應(yīng)對(duì)政策
1.明確學(xué)好專業(yè)任意性選修課的重要性
高校專業(yè)任意性選修課混學(xué)分現(xiàn)象屢見不鮮,其根本原因在于上至老師,下至學(xué)生,對(duì)專業(yè)任意性選修課的重視程度均不夠,明確與加強(qiáng)對(duì)專業(yè)任意性選修課的重要性的宣傳是有必要的。首先,在新生入學(xué)學(xué)習(xí)的“電氣工程導(dǎo)論”課程中,教師在介紹課程體系時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)專業(yè)任意性選修課的重要性。黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)實(shí)行學(xué)業(yè)導(dǎo)師制,學(xué)業(yè)導(dǎo)師有責(zé)任和義務(wù)向低年級(jí)學(xué)生灌輸專業(yè)任意性選修課程的重要性。其次,學(xué)生專業(yè)任意性選修課和必修課強(qiáng)調(diào)不應(yīng)區(qū)別化對(duì)待。由于必修課和專業(yè)任意性選修課考核要求不同,考試課程需要投入大量的時(shí)間和精力,而考查課因考試輕松,通常以提交報(bào)告為主;授課安排在大三下和大四上學(xué)期,因此高年級(jí)學(xué)生對(duì)教師所教課程的難易程度、考核形式、口碑均有更詳細(xì)的了解,甚至在網(wǎng)上或?qū)W校論壇里出現(xiàn)了高年級(jí)學(xué)生寫的選修課“攻略”。再次,提高學(xué)院教學(xué)管理水平和教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生出勤率低和區(qū)別化對(duì)待專業(yè)任意性選修課削減了教師的教學(xué)熱情,由此形成惡性循環(huán)。此外,專業(yè)任意性選修課的設(shè)置更具有時(shí)代性,隨著科技的發(fā)展,教學(xué)大綱的調(diào)整,新增加與時(shí)俱進(jìn)的課程。如我院新增課程“新能源發(fā)電”,而這類新課程老教師不愿意講授,擔(dān)當(dāng)新課程的就只有年輕教師,而年輕教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)欠缺,也是對(duì)專業(yè)任意性選修課的不利因素。因此學(xué)院應(yīng)積極動(dòng)員經(jīng)驗(yàn)豐富的教師參與專業(yè)任意性選修課的講授,加強(qiáng)對(duì)青年教師的培訓(xùn),提高教學(xué)質(zhì)量。
2.提高專業(yè)任意性選修課的出勤率與學(xué)習(xí)興趣
出勤率是學(xué)生參與課堂最重要的表現(xiàn)形式之一。通過(guò)以下三種方法提高專業(yè)任意性選修課的出勤率,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。第一,合理優(yōu)化專業(yè)任意性選修課課時(shí)安排。筆者在“發(fā)電廠變電站二次回路”畢業(yè)班教學(xué)中發(fā)現(xiàn),大四學(xué)生第一節(jié)課到課人數(shù)最多,9~10月最少,11月人數(shù)又增多,12月考試。究其原因,9~10月學(xué)生以找工作為主,11月份多數(shù)已和用人單位簽約后才重返課堂。教學(xué)安排可根據(jù)每年應(yīng)聘高峰實(shí)時(shí)調(diào)整,有利于增加學(xué)生的專業(yè)任意性選修課出勤率。第二,師生角色對(duì)調(diào),強(qiáng)化學(xué)生課堂參與度。在老師的指導(dǎo)下,大四畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課學(xué)生分組,每節(jié)課由一組學(xué)生完成課堂講授的部分內(nèi)容,增加學(xué)生參與度。此外,學(xué)生遇到感興趣的用人單位,可與同學(xué)協(xié)調(diào)互換分組,可解決部分課堂學(xué)習(xí)與找工作的沖突。第三,應(yīng)用型工科專業(yè)的教師,在教學(xué)科研經(jīng)費(fèi)允許的條件下,建立獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制有利于激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,增加榮譽(yù)感和認(rèn)同感。
3.專業(yè)任意性選修課的考核形式應(yīng)為多樣化
我院專業(yè)任意性選修課15門課程中有12門是考查考核??疾榭己朔绞揭蕴峤粚W(xué)術(shù)報(bào)告為主。以下幾種教學(xué)嘗試有利于豐富考核模式和提高教學(xué)質(zhì)量:第一,考核學(xué)術(shù)論文題目應(yīng)具體化,代替寬泛教學(xué)專業(yè)涉及領(lǐng)域,可有效減少學(xué)生網(wǎng)上下載論文,敷衍了事發(fā)生的概率。第二,應(yīng)用型專業(yè)課程以工程案例分析,仿真設(shè)計(jì)等形式代替學(xué)術(shù)論文實(shí)現(xiàn)教學(xué)課程考核。例如,“機(jī)電傳動(dòng)控制”課程可以用Matlab完成電機(jī)的控制系統(tǒng)仿真,以仿真程序結(jié)果作為該門課程的考核,獲得學(xué)分。這種考核形式可培養(yǎng)學(xué)生廣泛的專業(yè)興趣與實(shí)際動(dòng)手和分析的能力,有利于學(xué)以致用,提高專業(yè)技能。第三,課堂學(xué)生參與度納入考核范圍,適時(shí)增加學(xué)生課堂參與度所占考試成績(jī)的比重。
4.巧用畢業(yè)設(shè)計(jì)與大四專業(yè)任意性選修課的關(guān)系
學(xué)好專業(yè)任意性選修課可能有利于畢業(yè)設(shè)計(jì)和考研群體。第一,專業(yè)任意性選修課對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)有促進(jìn)作用。專業(yè)任意性選修課內(nèi)容廣泛,立題多樣化,教學(xué)大綱靈活,教學(xué)條框少,可隨時(shí)根據(jù)學(xué)生掌握情況調(diào)整。隨著專業(yè)任意性選修課以學(xué)術(shù)報(bào)告、仿真設(shè)計(jì)、工程案例的形式完成考核,有助于對(duì)學(xué)生專業(yè)興趣的點(diǎn)撥。如果專業(yè)任意性選修課考核內(nèi)容做得好,可以作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的一部分。大四選修課的老師和學(xué)生,可通過(guò)專業(yè)任意性選修課互相挖掘畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目,可見專業(yè)任意性選修課對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)具有促進(jìn)作用。第二,專業(yè)任意性選修課有利于考研群體更好地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)從每年的11月至次年5月。11月至1月,學(xué)生往往集中全力應(yīng)對(duì)考研考試,畢業(yè)設(shè)計(jì)放緩。而專業(yè)任意性選修課授課周期是8月至11月份,如果專業(yè)任意性選修課考核報(bào)告內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)選題相對(duì)應(yīng),考研學(xué)生在相對(duì)不忙的8~11月內(nèi)上專業(yè)任意性選修課即可完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容,這有利于考研群體既保證了充足的復(fù)習(xí)時(shí)間,又不耽誤畢業(yè)設(shè)計(jì)。
四、結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)黑龍江大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院電氣工程專業(yè)任意性選修課在培養(yǎng)模式的地位的分析,針對(duì)專業(yè)任意性選修課教學(xué)存在的問(wèn)題,提出了提高專業(yè)任意性選修課教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)方法:強(qiáng)化專業(yè)任意性選修課的教學(xué)重要性;考核形式多樣化;通過(guò)提升學(xué)生課堂參與度提高出勤率的教學(xué)嘗試;巧妙利用專業(yè)任意性選修課的教學(xué)促進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)。當(dāng)然,專業(yè)任意性選修課“打醬油”現(xiàn)象是個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,需要社會(huì)和學(xué)校多方面的共同努力,各種模式還需在實(shí)踐中探索驗(yàn)證。
中圖分類號(hào)G4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1673-9671-(2010)042-0184-01
應(yīng)用性本科大學(xué)在培養(yǎng)方案的定位上主要突出兩個(gè)特點(diǎn),1)堅(jiān)定地走為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù),與地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)相結(jié)合的道路;2)堅(jiān)定培養(yǎng)應(yīng)用性本科人才的基本定位。而實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)的基本要求是明確應(yīng)用性本科大學(xué)教育教學(xué)體系,本文以我院信息工程系為例,對(duì)應(yīng)用性本科大學(xué)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建及實(shí)踐問(wèn)題進(jìn)行探討。
1實(shí)踐教學(xué)體系的概念及構(gòu)成
實(shí)踐教學(xué)體系是應(yīng)用性本科教學(xué)體系的重要組成部分,是培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線高級(jí)應(yīng)用性人才的重要保障,是高等工程教育中各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)開展、高質(zhì)運(yùn)行的統(tǒng)領(lǐng)和大綱。根據(jù)各實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的功能特點(diǎn)和實(shí)施要求,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)可以從橫向劃分為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、科研、軍訓(xùn)及社會(huì)調(diào)查、課外認(rèn)證與競(jìng)賽、綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等幾大類;也可以按縱向劃分為基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)、專業(yè)拓展實(shí)踐教學(xué)、綜合創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)等。
實(shí)踐教學(xué)是高等教育教學(xué)的重要組成部分,在人才培養(yǎng)過(guò)程中與理論教學(xué)相互配合、相互依托,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神,提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑和手段。
建立實(shí)踐教學(xué)體系必須以科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的要求為背景,以基本能力訓(xùn)練為基礎(chǔ),以培養(yǎng)綜合素質(zhì)為核心,以提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)拓展、工程設(shè)計(jì)等專業(yè)素質(zhì)為目標(biāo),按照學(xué)生能力形成的不同階段和專業(yè)技能、素質(zhì)結(jié)構(gòu)要求來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的整體優(yōu)化設(shè)計(jì),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、專業(yè)拓展能力、綜合創(chuàng)新能力及社會(huì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。
2構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系的指導(dǎo)思想和基本原則
當(dāng)前,全球一體化進(jìn)程的加劇使世界各國(guó)在政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科技等各個(gè)領(lǐng)域都表現(xiàn)出明顯的融合特點(diǎn)。反映在教育上,是教育思想、方法、體制、人員等的廣泛交流與融合。面對(duì)嶄新的網(wǎng)絡(luò)形式時(shí)代特征,高等教育所培養(yǎng)的人才必須在創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力上有更高的要求。因此,改革高等教育中的實(shí)踐教學(xué),是當(dāng)前高等教育改革面臨的新課題。
摒棄實(shí)踐教學(xué)作為理論教學(xué)的輔助教學(xué)手段的陳舊教學(xué)觀,在應(yīng)用性人才培養(yǎng)中突出實(shí)踐的重要性,將實(shí)踐教學(xué)放在與理論教學(xué)同等重要的地位,形成獨(dú)立教學(xué)體系,并建立與之適應(yīng)的運(yùn)行機(jī)制和模式,發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)在學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中獨(dú)特作用,形成以技術(shù)應(yīng)用能力和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為中心,注重學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和探索精神的培養(yǎng),注重創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新的實(shí)踐教學(xué)理念。
2.1指導(dǎo)思想
以提高教育教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo),以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為核心,以強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力為重點(diǎn),以提高教師科研及工程實(shí)踐能力為基礎(chǔ),堅(jiān)持理論與實(shí)踐并重,能力培養(yǎng)與素質(zhì)提高并行,課程實(shí)驗(yàn)與工程訓(xùn)練、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、科學(xué)研究有機(jī)結(jié)合的教學(xué)理念;創(chuàng)造以學(xué)生為本的人文環(huán)境,把知識(shí)傳授、能力提高、素質(zhì)培養(yǎng)貫穿于實(shí)踐教學(xué)始終;培養(yǎng)學(xué)科基礎(chǔ)厚、專業(yè)口徑寬、知識(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)、工程素質(zhì)強(qiáng)的應(yīng)用型、適應(yīng)型、創(chuàng)新型人才。建立一個(gè)適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要、符合本科教育規(guī)律的實(shí)踐教學(xué)體系。
2.2基本原則
1)目標(biāo)性原則:實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建必須緊緊圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)規(guī)格進(jìn)行。
2)系統(tǒng)性原則:實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建必須遵循認(rèn)識(shí)規(guī)律和教育規(guī)律,運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的方法,結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),按照組成實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)各環(huán)節(jié)的地位、作用及相互之間的內(nèi)在聯(lián)系,使其互相銜接,彼此關(guān)聯(lián),具有連續(xù)性,并貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程。
3)整體性原則:實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建不僅要做到實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)各要素之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,還要從人才的全面素質(zhì)和能力發(fā)展的要求出發(fā),注意教學(xué)各環(huán)節(jié)的相互配合,注意實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)的互相滲透,注重實(shí)踐教學(xué)與科研項(xiàng)目的相互滲透,與教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革相適應(yīng)。
4)規(guī)范化原則:在培養(yǎng)方案中要規(guī)范實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容、形式,制定出相應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn)和要求。
3實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建和基本內(nèi)容
3.1構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系的基本步驟
實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建與學(xué)院的辦學(xué)定位及人才培養(yǎng)模式是密不可分的,我院的辦學(xué)定位是教學(xué)型學(xué)校,人才培養(yǎng)定位是培養(yǎng)生產(chǎn)第一線應(yīng)用性高級(jí)技術(shù)人才。下面以信息工程系電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)為例,對(duì)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建,進(jìn)行論述。
我院信息工程系現(xiàn)設(shè)有3個(gè)本科專業(yè),均為工科專業(yè),實(shí)踐教學(xué)是其培養(yǎng)合格專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié),從其實(shí)踐教學(xué)體系的共同特點(diǎn)來(lái)看,主要從基本技能培養(yǎng)、專業(yè)技能培養(yǎng)和綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)三個(gè)方面入手,下面以電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)為例,討論實(shí)踐教學(xué)體系的具體內(nèi)容。
3.2實(shí)踐教學(xué)體系的基本內(nèi)容
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是信息工程系的老專業(yè),已有近25年辦學(xué)歷史,辦本科的歷史也已經(jīng)有10年之久。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是信息工程系3個(gè)本科專業(yè)當(dāng)中設(shè)備最完善、實(shí)驗(yàn)室最多、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ顝?qiáng)的專業(yè),將該專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建好,對(duì)其他幾個(gè)專業(yè)具有指導(dǎo)和借鑒的功能。從本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)入手,本專業(yè)學(xué)生能力結(jié)構(gòu)分析及支撐環(huán)節(jié)框架圖如圖1所示。
圖1能力結(jié)構(gòu)分析及支撐環(huán)節(jié)框架圖
4實(shí)踐教學(xué)的改革與實(shí)踐
按照新構(gòu)建的實(shí)踐教學(xué)體系,我院對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了深化改革,促進(jìn)了本科教學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,取得了初步的實(shí)踐成果。
4.1實(shí)踐教學(xué)的改革思路
按照學(xué)院的辦學(xué)定位,以培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線高素質(zhì)應(yīng)用性人才為目標(biāo),按“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的原則,對(duì)信息工程系各專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行改革、整合和優(yōu)化,確立了“三個(gè)層次”的教學(xué)模式,具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路可總結(jié)為“一個(gè)中心、兩個(gè)結(jié)合、三個(gè)層次、四個(gè)模塊”。
“一個(gè)中心”是以人才培養(yǎng)為中心:根據(jù)新時(shí)期電氣信息技術(shù)迅速發(fā)展的情況和培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線高素質(zhì)應(yīng)用性人才需要,在實(shí)踐教學(xué)中全面推進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,培養(yǎng)和造就“具有突出實(shí)踐能力和鮮明地方特色”的高素質(zhì)技術(shù)人才,著力開展實(shí)踐教學(xué)建設(shè)與改革。
“兩個(gè)結(jié)合”是實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合、實(shí)踐教學(xué)與科學(xué)研究和工程應(yīng)用相結(jié)合:學(xué)生在理論課中所學(xué)的知識(shí)要到實(shí)踐中去應(yīng)用和提高,從而鞏固所學(xué)的各種知識(shí)、技能和方法。將工程應(yīng)用中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析、歸納和提煉,并及時(shí)融入到實(shí)踐教學(xué)之中,以更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法和手段,使學(xué)生學(xué)以致用,增強(qiáng)適應(yīng)能力。
“三個(gè)層次”是指“基礎(chǔ)驗(yàn)證、專業(yè)拓展和創(chuàng)新提高”的三層次實(shí)踐教學(xué)體系:
基礎(chǔ)驗(yàn)證層:學(xué)生按照教材的要求,進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。第一層次實(shí)驗(yàn)課程的目標(biāo)是使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,熟悉電氣與通信技術(shù)中常見的典型器件,熟悉信號(hào)產(chǎn)生、處理等各種電路,學(xué)會(huì)正確使用常用電子儀器,掌握電氣與通信技術(shù)的基本測(cè)量方法和技能。
專業(yè)拓展層:學(xué)生按照教材提出的設(shè)計(jì)要求,查閱資料,設(shè)計(jì)方案,完成實(shí)驗(yàn)。第二層次實(shí)驗(yàn)課程的目標(biāo)是使學(xué)生系統(tǒng)地消化掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí),了解電氣及通信工程前沿技術(shù),增強(qiáng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行系統(tǒng)性能分析測(cè)試的能力。
綜合創(chuàng)新層:學(xué)生需要獨(dú)立地解決一個(gè)個(gè)完整的實(shí)際問(wèn)題。第三層次實(shí)驗(yàn)課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用電工電子技術(shù)知識(shí),獨(dú)立進(jìn)行工程開發(fā)和科學(xué)研究的能力。
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“四個(gè)模塊”是按不同的專業(yè)特點(diǎn)劃分為“電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、電子信息實(shí)驗(yàn)?zāi)K、工業(yè)控制實(shí)驗(yàn)?zāi)K和現(xiàn)代通信實(shí)驗(yàn)?zāi)K”的模塊化教學(xué)內(nèi)容。
4.2實(shí)踐教學(xué)改革方案
實(shí)踐教學(xué)改革圍繞實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革和實(shí)踐教學(xué)管理改革兩個(gè)主題進(jìn)行。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革重點(diǎn)在于提高教育教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)高水平應(yīng)用性人才;實(shí)踐教學(xué)管理改革重點(diǎn)在于提高管理水平,提升辦學(xué)效率。
其主要工作分為以下幾個(gè)方面:
1)明確學(xué)院定位,將實(shí)踐教學(xué)改革與學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)緊密結(jié)合。學(xué)院的辦學(xué)定位是“立足唐山,面向河北,服務(wù)環(huán)渤海地區(qū)。把學(xué)院逐步建成規(guī)模適當(dāng)、結(jié)構(gòu)合理、特色鮮明的應(yīng)用性普通本科高等院?!?。本著這一辦學(xué)定位,我們把一切工作都落實(shí)到為應(yīng)用性人才培養(yǎng)和為地方區(qū)域性經(jīng)濟(jì)服務(wù)的目標(biāo)上。
2)改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,構(gòu)建新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。根據(jù)學(xué)生的不同年級(jí)、不同專業(yè)和不同層次,將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為基本型實(shí)驗(yàn)、拓展型(應(yīng)用型、綜合型、設(shè)計(jì)型)實(shí)驗(yàn)、綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。開設(shè)多類別實(shí)踐教學(xué),主要是教學(xué)實(shí)驗(yàn)、教學(xué)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子競(jìng)賽、科技活動(dòng)、技能培訓(xùn)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)類別。利用業(yè)余時(shí)間,增設(shè)大量選作實(shí)驗(yàn),特別是對(duì)于那些具有創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)生,鼓勵(lì)教師主動(dòng)吸收他們進(jìn)入自己的科研團(tuán)隊(duì),深入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn),突出學(xué)生個(gè)性能力的發(fā)展,推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與科研、工程、社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐密切結(jié)合,形成良性互動(dòng),促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的形成。
3)引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段,改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)。開放式教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì),是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必然要求。我院構(gòu)建了開放式信息化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),全方位改革實(shí)驗(yàn)技術(shù)與手段,轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)觀念、改變實(shí)驗(yàn)運(yùn)行管理方法,形成以學(xué)生為中心、以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的教學(xué)模式,充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情,全面提高學(xué)生的素質(zhì)和能力。
學(xué)院組織精干力量大力開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),自動(dòng)控制原理、EDA等首批開發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)室已對(duì)學(xué)生網(wǎng)上開放。
4)積極支持和鼓勵(lì)學(xué)生課外科技活動(dòng),促進(jìn)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)?,F(xiàn)代電氣與通信工程技術(shù)給電氣與通信工程類課程教學(xué)提出了新的更高的要求,現(xiàn)代電氣與通信工程技術(shù)具有明顯的學(xué)科綜合性和技術(shù)復(fù)雜性等特點(diǎn),其實(shí)踐教學(xué)具有很強(qiáng)的技術(shù)挑戰(zhàn)性和實(shí)用性,容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)基地開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為主,如大學(xué)生電子設(shè)計(jì)隊(duì)伍的培訓(xùn)和競(jìng)賽、學(xué)生科技活動(dòng)等。將創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)基地作為創(chuàng)新性人才培養(yǎng)基地進(jìn)行建設(shè),開展個(gè)性化教育,培養(yǎng)特色鮮明、實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)人才。
5)強(qiáng)化教師工程實(shí)踐能力培養(yǎng),打造雙師型教師隊(duì)伍。教師隊(duì)伍建設(shè)是實(shí)踐教學(xué)改革的重點(diǎn)內(nèi)容之一,構(gòu)建一支專業(yè)水平高、工程意識(shí)強(qiáng)的專職實(shí)驗(yàn)教師、工程系列教師、任課教師三位一體的實(shí)踐教學(xué)教師隊(duì)伍是保證實(shí)踐教學(xué)改革與創(chuàng)新順利進(jìn)行的關(guān)鍵所在。學(xué)院實(shí)行青年教師導(dǎo)師制,安排具有高級(jí)職稱和豐富教學(xué)及實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的老教師、具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師擔(dān)任導(dǎo)師,對(duì)青年教師的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)及其他實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行全方位、長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤指導(dǎo)。學(xué)院注重培養(yǎng)青年教師的工程實(shí)踐能力,投入專項(xiàng)資金,支持每位青年教師每年完成一項(xiàng)具有實(shí)用功能的電子設(shè)計(jì)及制作,使實(shí)驗(yàn)中心青年教師的實(shí)踐能力與動(dòng)手能力有了顯著的提高,為培養(yǎng)應(yīng)用性人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)院選派骨干教師參加ASEA、中興認(rèn)證、DSP、嵌入式系統(tǒng)等師資培訓(xùn),已有多位教師獲得認(rèn)證指導(dǎo)教師資格,為開展學(xué)生考級(jí)、認(rèn)證工作創(chuàng)造了有力條件。
6)提高實(shí)驗(yàn)考核比重,推進(jìn)實(shí)驗(yàn)考核方法改革。在實(shí)驗(yàn)考核方面,將實(shí)驗(yàn)考核從理論考核中獨(dú)立出來(lái),并將其提高到與理論考核同等重要的高度,即學(xué)生只有同時(shí)通過(guò)了理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)考核后,本課程方可及格。這種措施的實(shí)施,極大提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度,經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐證明,收到了很好的教學(xué)效果。
7)引入工程背景,對(duì)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行深化改革。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在校期間的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),也是學(xué)生在校期間最為重要的實(shí)踐環(huán)節(jié),作為本課題的實(shí)踐部分,我們對(duì)唐山學(xué)院05級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了較大改革,主要內(nèi)容是:引入某實(shí)際星級(jí)賓館的智能樓宇工程項(xiàng)目,以工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)要求,將整個(gè)工程項(xiàng)目分為11個(gè)子項(xiàng)目,采取項(xiàng)目負(fù)責(zé)人制,總共安排了14位指導(dǎo)教師和38名學(xué)生參與此項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。目前該項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入尾聲,從目前情況來(lái)看,此項(xiàng)目的設(shè)計(jì),大大提高了學(xué)生工程實(shí)踐能力,同時(shí)由于各子項(xiàng)目之間存在的必然聯(lián)系,也培養(yǎng)了學(xué)生的協(xié)作精神。
5結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)應(yīng)用性本科實(shí)踐教學(xué)體系的研究及其在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)踐,使學(xué)生的實(shí)踐能力、工程素質(zhì)、創(chuàng)新意識(shí)都有了較大提高,有效的促進(jìn)了我院高等工程教育的教學(xué)改革。
基金項(xiàng)目:河北省教育科學(xué)研究“十一五”規(guī)劃課題“應(yīng)用性本科教育實(shí)踐教學(xué)體系的研究與實(shí)踐”成果之一,項(xiàng)目編號(hào)(06020350)。
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介:孫堅(jiān)(1978-),女,山西運(yùn)城人,三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院,副教授;王強(qiáng)(1974-),男,江西撫州人,三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院,副教授。(湖北 宜昌 443002)
基金項(xiàng)目:本文系三峽大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):J2011057和1143)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)28-0130-02
當(dāng)前科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)出多學(xué)科、多領(lǐng)域相互交叉發(fā)展的現(xiàn)象,加上人才市場(chǎng)體制的建立,按行業(yè)培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能的格局,已越來(lái)越難以適應(yīng)人才市場(chǎng)化需求。而當(dāng)前大學(xué)生就業(yè)已成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn),直接關(guān)系到家庭、社會(huì)與高校的和諧及可持續(xù)發(fā)展。[1]因此,從培養(yǎng)行業(yè)專業(yè)人才轉(zhuǎn)變?yōu)橹鼗A(chǔ)、寬口徑、可適應(yīng)不同行業(yè)需求的高素質(zhì)、復(fù)合創(chuàng)新型人才是保證高校畢業(yè)生就業(yè)的有力基礎(chǔ)。建立與實(shí)施大類培養(yǎng),優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),加強(qiáng)學(xué)科課程和教學(xué)教改建設(shè),緊跟技術(shù)進(jìn)步,主動(dòng)適應(yīng)人才市場(chǎng)需求是高校教學(xué)改革不斷深入的基本原則和方向?!坝?jì)算機(jī)控制技術(shù)”是工科類電氣相關(guān)專業(yè)主干課程之一,了解和掌握典型控制器件性能,學(xué)會(huì)以其為核心構(gòu)建物理控制系統(tǒng)和基本應(yīng)用技術(shù),是該課程培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵所在,使其學(xué)會(huì)并掌握使用基于典型控制器進(jìn)行工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和參數(shù)整定等一般方法和過(guò)程以促進(jìn)畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量,增強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)力。
一、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”寬口徑平臺(tái)構(gòu)建
由教育部1998年7月頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》,把504種專業(yè)調(diào)整到249種,這為高校拓寬專業(yè)口徑,改善就業(yè),積極探索新型素質(zhì)教育,培養(yǎng)復(fù)合型人才提供了指導(dǎo)依據(jù)。要實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)復(fù)合型人才培養(yǎng),就有必要淡化小專業(yè)意識(shí),樹立起大專業(yè)思想。打破工科類電氣相關(guān)專業(yè)近似課程的差異壁壘,,充分挖掘?qū)I(yè)課程的內(nèi)在聯(lián)系,對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)綜合類課程及實(shí)踐類課程進(jìn)行整合,甚至重新設(shè)計(jì)制訂,著力構(gòu)建完善的“一綱、兩體、三化”教學(xué)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)、課堂教育與課外自學(xué)的相互融合及補(bǔ)充。
“一綱”,即一門課程一份教學(xué)計(jì)劃大綱。它對(duì)理論課程教學(xué)目的、深度及知識(shí)體系、教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)法進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定。以2011教學(xué)大綱為例,熱能與動(dòng)力工程、機(jī)械工程及其自動(dòng)化、電氣工程及自動(dòng)化、自動(dòng)化、電子信息等專業(yè)都開設(shè)“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程。原教學(xué)大綱分專業(yè)設(shè)置,教材、教學(xué)時(shí)數(shù)略有差異,現(xiàn)學(xué)大綱和教學(xué)要求。采取就高不就低的原則,教材和教學(xué)內(nèi)容以自動(dòng)化專業(yè)為標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一調(diào)整為32學(xué)時(shí),并整合教師資源成立課程教研組,負(fù)責(zé)課程的建設(shè)與教學(xué)實(shí)施。
“兩體”,即實(shí)踐環(huán)節(jié)主體和理論教學(xué)主體。專業(yè)導(dǎo)師通常在“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”理論課程接近尾聲時(shí),根據(jù)專業(yè)設(shè)置情況開設(shè)專業(yè)導(dǎo)論課,介紹各專業(yè)最新前沿發(fā)展動(dòng)態(tài),以幫助學(xué)生更好地了解各專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容及研究方向,使其結(jié)合自身興趣愛好和能力,合理選擇后期實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容。
“三化”,即教學(xué)過(guò)程的全程化、全員化和個(gè)性化。全程化,指的是不論在理論教學(xué)環(huán)節(jié),還是在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),每個(gè)工作日都安排老師進(jìn)行答疑。全員化即“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程教研組成員人人參與,建立面向全體學(xué)生服務(wù)意識(shí)和健全答疑制度。個(gè)性化指導(dǎo),主要以提高學(xué)生專業(yè)技能和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo),對(duì)每一專業(yè)、每一個(gè)實(shí)踐小組進(jìn)行“綜合設(shè)計(jì)一對(duì)一,指導(dǎo)服務(wù)一對(duì)一”的培養(yǎng)模式。
二、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”理論教學(xué)模式改革
1.教改原則
在以往的計(jì)算機(jī)控制教學(xué)實(shí)踐中,大多采用條塊分割,按章逐節(jié)進(jìn)行講解。本次教改過(guò)程中,把計(jì)算機(jī)控制課程視為一個(gè)完整的系統(tǒng)(如圖1所示),通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生用系統(tǒng)的觀念去認(rèn)識(shí)和把握該門課程。[2]即系統(tǒng)建模是理論分析基礎(chǔ);典型控制器件和電路或附件組成系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu);依據(jù)工控對(duì)象特性及數(shù)量,選擇適宜的控制策略和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次。在實(shí)際教學(xué)中,以某一工程實(shí)例為背景,教學(xué)結(jié)合工程實(shí)例,遵循從上到下的原則,按照?qǐng)D1每個(gè)模塊的層次依次展開。但由于在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中,由于工控機(jī)的高度模塊化和插板結(jié)構(gòu),在“數(shù)據(jù)通信技術(shù)”模塊的教學(xué)中,對(duì)通信原理無(wú)需作為重點(diǎn),學(xué)生學(xué)會(huì)如何組建“PC+Fieldbus、DCS、PC+PLC、PC+SLC”四種典型控制系統(tǒng)即可;同樣,在計(jì)算機(jī)接口電路方面,如輸入/出通道、通信接口等,教學(xué)內(nèi)容以標(biāo)準(zhǔn)主流板級(jí)產(chǎn)品為主,把主流產(chǎn)品的工作原理、技術(shù)參數(shù)及應(yīng)用方法進(jìn)行重點(diǎn)介紹。
2.理論教學(xué)案例
講授完“系統(tǒng)數(shù)學(xué)建?;A(chǔ)”后,將以“電爐溫控系統(tǒng)”為工程實(shí)例。教師首先講解工作原理圖和系統(tǒng)的工作過(guò)程及重要相關(guān)概念,對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明后,再將系統(tǒng)按功能模塊給予分割,如:硬件結(jié)構(gòu)包括典型控制器(計(jì)算機(jī))、接口電路、檢測(cè)電路、調(diào)理電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等,軟件部分可使用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編程;帶學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室演示已設(shè)計(jì)好的系統(tǒng),同時(shí)明確指出每個(gè)功能模塊所對(duì)應(yīng)的教學(xué)知識(shí)點(diǎn),將理論知識(shí)與實(shí)物對(duì)應(yīng)起來(lái),化抽象為具體,把課本上枯燥的文字?jǐn)⑹鲛D(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的物理系統(tǒng)。這樣,就很容易調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望和動(dòng)手實(shí)踐的激情。不過(guò),值得注意的是,在課程講授初時(shí),不宜過(guò)多使用專業(yè)術(shù)語(yǔ),盡可能采用通俗易懂的教學(xué)語(yǔ)言。
學(xué)生建立起計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的“系統(tǒng)”概念后,教師在“教”的過(guò)程中有意識(shí)地“以面談點(diǎn),逐個(gè)突破”,即:從“電爐溫控系統(tǒng)”再次回歸到圖1對(duì)應(yīng)的“理論模塊”。在講解每一功能模塊時(shí),都結(jié)合“系統(tǒng)”展開,明確概念,強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和說(shuō)清難點(diǎn)。在學(xué)生掌握了基于PID控制算法后,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容改變被控對(duì)象和數(shù)量,引申出其它知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解。如此這般,通過(guò)“系統(tǒng)-理論教學(xué)模塊-系統(tǒng)”螺旋式循環(huán)過(guò)程,不僅有助于學(xué)生對(duì)“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”這門課程核心思想的深刻理解,還有利于學(xué)生切身感受從性能指標(biāo)出發(fā)到方案構(gòu)想、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程,無(wú)形中加強(qiáng)了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的鍛煉。
三、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”實(shí)驗(yàn)體系
1.實(shí)驗(yàn)體系構(gòu)建思想
在大專業(yè)教改原則下的“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”實(shí)踐教學(xué)中,構(gòu)建一個(gè)對(duì)立統(tǒng)一的實(shí)踐體系是保證課程連續(xù)性和區(qū)別性,以滿足不同專業(yè)特點(diǎn)的內(nèi)在需求。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在實(shí)際操作中,把握“一個(gè)基本點(diǎn),兩條途徑,三種層次”的從下到上教學(xué)思想。[2]即一個(gè)基本點(diǎn)是指以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力為中心;學(xué)生從物理實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)兩條途徑獲取互補(bǔ)學(xué)習(xí)的方法;三種層次是指實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系包含有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和特色性綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次的遞進(jìn)。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例
第一層次驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)學(xué)生所學(xué)的“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”相關(guān)知識(shí)進(jìn)行,這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容又分為限選項(xiàng)目和自選項(xiàng)目。限選項(xiàng)目主要有“數(shù)字量輸入輸出通道”、“模擬量輸入輸出通道”、幾類“經(jīng)典控制算法”等,主要定位為通識(shí)教育。學(xué)生可通過(guò)物理性和仿真性實(shí)驗(yàn),達(dá)到幫助理解課堂所學(xué)知識(shí),對(duì)課程重點(diǎn)加深認(rèn)識(shí)和把握。而對(duì)于復(fù)雜控制系統(tǒng),如“PC+Fieldbus、DCS、PC+PLC、PC+SLC”四種典型控制系統(tǒng)的組建、復(fù)雜控制算法歸為自選項(xiàng)目,這部分內(nèi)容主要由學(xué)生自主在開放實(shí)驗(yàn)室仿真平臺(tái)上完成。
第二層次設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要有“交流電動(dòng)機(jī)速度控制”、“水塔水位控制”、“彩燈控制系統(tǒng)”等。學(xué)生可根據(jù)自身愛好和能力,進(jìn)行自主選題和難易取舍,初步要求學(xué)生能查閱相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)和方法,發(fā)揮自己的思考和想象,自行編制控制算法程序來(lái)實(shí)現(xiàn)性能指標(biāo)。如某學(xué)生選擇精確型“交流電動(dòng)機(jī)速度控制”,在進(jìn)行輔導(dǎo)時(shí),指出交流電動(dòng)機(jī)是一非線性、多變量、強(qiáng)耦合的控制對(duì)象,其數(shù)學(xué)模型較難精確建立,為克服常規(guī)模糊控制器隸屬函數(shù)不變的缺陷,可考慮設(shè)計(jì)一種具有自學(xué)習(xí)功能的控制器,[3]更為詳細(xì)內(nèi)容可通過(guò)查找相關(guān)文獻(xiàn)途徑獲取。
特色性綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為第三層次,一般在完成第一層次和相關(guān)理論課程教學(xué)后,以興趣愛好或?qū)n}形式進(jìn)行。經(jīng)過(guò)學(xué)生報(bào)名和教師篩選,讓一部分有能力、有潛力的本科同學(xué)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)和研究。在這一過(guò)程中,教給他們科學(xué)的工作方法,使他們學(xué)會(huì)利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等資源查閱資料,提出解決方案并進(jìn)行論證。[4]每個(gè)特色性綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目均以工程實(shí)際需求為背景,如:綜合設(shè)計(jì)性題目“程控型高穩(wěn)定輸出交流電壓源研制”,教師組織興趣組學(xué)生對(duì)方案的總體設(shè)想和技術(shù)路線進(jìn)行引導(dǎo);在系統(tǒng)裝置控制策略的把握上,提醒同學(xué)使用輸出電壓瞬時(shí)值反饋可提高輸出的穩(wěn)態(tài)精度滿足性能指標(biāo)要求,但這可能帶來(lái)系統(tǒng)的不穩(wěn)定,用并聯(lián)微分校正——引入濾波電容器電流反饋可達(dá)到改善系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。[5]這種啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)方式,有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的工作方法和縝密的研究習(xí)慣,達(dá)到高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。
四、結(jié)束語(yǔ)
本文從寬口徑“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”人才培養(yǎng)需求出發(fā),對(duì)理論和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革。從系統(tǒng)層面上有效認(rèn)識(shí)和把握各模塊間的內(nèi)在聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)了認(rèn)識(shí)層面從孤立到統(tǒng)一的轉(zhuǎn)變,有助于學(xué)生的融會(huì)貫通。實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置,既保持了課程的統(tǒng)一性,又體現(xiàn)了不同專業(yè)的對(duì)立性。而通過(guò)特色性綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),將對(duì)立與統(tǒng)一進(jìn)行了很好的融合。
參考文獻(xiàn):
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廣東省揭陽(yáng)市高級(jí)技工學(xué)校在市人力資源和社會(huì)保障局的大力支持下,不斷開拓辦學(xué)新路子,在廣東工業(yè)大學(xué)屬下的計(jì)算機(jī)學(xué)院與管理學(xué)院設(shè)立工程碩士研究生揭陽(yáng)教學(xué)點(diǎn),與該大學(xué)共同培養(yǎng)高端人才。設(shè)置專業(yè)分別為計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件工程、工商管理碩士(MBA)、項(xiàng)目管理、物流工程管理。學(xué)員完成報(bào)名,經(jīng)參加全國(guó)研究生統(tǒng)一考試錄取后,由廣東工業(yè)大學(xué)負(fù)責(zé)選派教授到學(xué)校授課和指導(dǎo)論文寫作,利用節(jié)假日和雙休日授課,畢業(yè)時(shí)由廣東工業(yè)大學(xué)頒發(fā)國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)統(tǒng)一印制的學(xué)位證書。
鄭州市商業(yè)技師學(xué)院
烹飪專業(yè)再次發(fā)揮示范引領(lǐng)作用
2012年7月16~30日,鄭州市商業(yè)技師學(xué)院旅游烹飪系黨支部書記、人社部人才庫(kù)入選者朱,“中國(guó)烹飪大師”、第五屆全國(guó)烹飪技術(shù)比賽金牌獲得者趙春波兩位老師應(yīng)邀赴北京擔(dān)綱由國(guó)家人力資源和社會(huì)保障部主辦的高技能人才師資培訓(xùn)示范項(xiàng)目——烹飪專業(yè)一體化課程師資培訓(xùn)任務(wù),為全國(guó)技工院校培訓(xùn)烹飪專業(yè)一體化骨干教師,引領(lǐng)該專業(yè)一體化教改方向。鄭州市商業(yè)技師學(xué)院旅游烹飪系擁有國(guó)家級(jí)大師名師23人,多次在國(guó)際、國(guó)家級(jí)技能大賽中奪得金獎(jiǎng),2011年10月,被國(guó)家人社部確定為烹飪專業(yè)一體化教學(xué)課程改革試驗(yàn)的牽頭單位。
云南技師學(xué)院
省政府召開專題會(huì)議,三大措施助力學(xué)院發(fā)展
近日,云南省副省長(zhǎng)高峰主持由省發(fā)改委、財(cái)政廳、教育廳、國(guó)土廳、省人力資源和社會(huì)保障廳、昆明市政府、昆明市有關(guān)廳局等單位的領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)處室負(fù)責(zé)人參加的會(huì)議,專題研究云南技師學(xué)院發(fā)展。高峰副省長(zhǎng)指出,技師學(xué)院對(duì)高技能人才培養(yǎng)有著不可替代的重要作用。因此,為支持學(xué)院的建設(shè),將在中等職業(yè)教育基礎(chǔ)能力建設(shè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)中給予云南技師學(xué)院適當(dāng)?shù)恼邇A斜,從今年開始,連續(xù)五年給予云南技師學(xué)院專項(xiàng)資金支持;建議云南省人力資源和社會(huì)保障廳加強(qiáng)與昆明市政府的溝通,爭(zhēng)取學(xué)院茨壩地塊以效益最大化原則處置,所得處置資金用以支持云南技師學(xué)院的建設(shè);對(duì)云南技師學(xué)院的發(fā)展和建設(shè),省委省政府歷來(lái)高度重視,大力支持,各委辦廳局、各級(jí)政府對(duì)云南技師學(xué)院今后的發(fā)展和建設(shè)應(yīng)繼續(xù)給予大力支持。
唐山勞動(dòng)技師學(xué)院
成功開展2012年教師公開示范課活動(dòng)
為進(jìn)一步提高課堂教學(xué)質(zhì)量,加強(qiáng)對(duì)青年教師的培養(yǎng),鼓勵(lì)教師提高課堂教學(xué)水平和授課技能,也為了讓一些優(yōu)秀教師展示風(fēng)采,唐山勞動(dòng)技師學(xué)院開展了優(yōu)秀教師公開示范課活動(dòng)。在學(xué)院教務(wù)處及各系的積極組織下,參加觀摩活動(dòng)的教師達(dá)468人次。此次講授公開課的有化工醫(yī)藥系、材料成型系、機(jī)床加工系、機(jī)械工程系、綜合技術(shù)系、電氣工程系的六名教師。講課結(jié)束后,教師進(jìn)行10分鐘的說(shuō)課,教務(wù)處長(zhǎng)、副處長(zhǎng)、各系六位教學(xué)主任對(duì)示范課一一進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。本次活動(dòng),達(dá)到了預(yù)期效果,對(duì)聽課教師起到了較好的示范與引領(lǐng)作用。
中山市技師學(xué)院
郭敏雄院長(zhǎng)被評(píng)為全國(guó)科研杰出校長(zhǎng)
在全國(guó)教育科研先進(jìn)個(gè)人評(píng)選中,經(jīng)教育部中國(guó)教師發(fā)展基金會(huì)組織專家委員會(huì)審核,中山市技師學(xué)院郭敏雄院長(zhǎng)被評(píng)為全國(guó)科研杰出校長(zhǎng)。中山市技師學(xué)院重視科研工作,學(xué)院形成了良好的教學(xué)研究風(fēng)氣。據(jù)統(tǒng)計(jì),學(xué)院教師2011年1月~2012年6月間共向期刊投稿122篇,錄用34篇;在廣東省職業(yè)技術(shù)教研室開展的2011年優(yōu)秀論文評(píng)獎(jiǎng)中,該院有27篇論文獲獎(jiǎng)。學(xué)院教師在科研方面的突出表現(xiàn),受到了廣東省人力資源和社會(huì)保障廳以及省職業(yè)技術(shù)教研室領(lǐng)導(dǎo)的高度贊揚(yáng)。
廈門技師學(xué)院
車輛工程系學(xué)生在海西車展實(shí)踐
近日,廈門技師學(xué)院車輛工程系的學(xué)生圓滿結(jié)束了2012海西國(guó)際汽車博覽會(huì)相關(guān)實(shí)踐,也完成了車輛系與廈門建發(fā)汽車公司的又一次完美合作。參加此次活動(dòng)的55名同學(xué)經(jīng)過(guò)了專業(yè)知識(shí)和各方面素質(zhì)考核及面試,從眾多競(jìng)聘的學(xué)生中脫穎而出。在此次海西國(guó)際車展中,學(xué)院車輛系學(xué)生參與了謳歌、進(jìn)口三菱、標(biāo)致等一系列品牌汽車的宣傳、現(xiàn)場(chǎng)促銷等工作。他們自信、微笑地迎接每一位顧客,展示了一個(gè)汽車人的精神風(fēng)貌和專業(yè)技能,贏得客戶、用人企業(yè)的一致好評(píng)。這次活動(dòng)充分檢驗(yàn)了學(xué)院教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的成效,為教學(xué)提供了一個(gè)實(shí)習(xí)平臺(tái)和檢驗(yàn)工具。
【中圖分類號(hào)】G424.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2014)7-0064-03
一、“卓越計(jì)劃”與卓越人才培養(yǎng)
高等工程教育是高等教育的重要部分,為國(guó)家培養(yǎng)各類工程技術(shù)人才。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,走中國(guó)特色新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家等一系列戰(zhàn)略部署對(duì)高等工程教育改革發(fā)展提出了迫切的要求。2010年6月,教育部在天津召開了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”)啟動(dòng)會(huì)?!白吭接?jì)劃”是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》的重大計(jì)劃,旨在培養(yǎng)和造就創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型的工程技術(shù)人才,通過(guò)工程教育改革和創(chuàng)新提高工程人才培養(yǎng)質(zhì)量,促進(jìn)我國(guó)從工程教育大國(guó)走向工程教育強(qiáng)國(guó)。
“卓越計(jì)劃”啟動(dòng)后,全國(guó)高校紛紛響應(yīng),目前已有三百多所高校分批次加入到“卓越計(jì)劃”中。許多高校根據(jù)自身定位與特色,以實(shí)施“卓越計(jì)劃”為契機(jī),開展形式多樣的卓越人才培養(yǎng)工作。清華大學(xué)確立了建設(shè)“研究型、管理型、創(chuàng)新型、國(guó)際型”卓越工程人才的培養(yǎng)體系。同濟(jì)大學(xué)開展了“卓越生源行動(dòng)計(jì)劃”、“卓越課程行動(dòng)計(jì)劃”和“卓越實(shí)踐行動(dòng)計(jì)劃”等卓越系列計(jì)劃。天津科技大學(xué)是教育部第二批“卓越計(jì)劃”高校,包裝工程、食品科學(xué)與工程、生物工程三個(gè)專業(yè)為卓越計(jì)劃實(shí)施專業(yè)。2010年,學(xué)校提出實(shí)施“行業(yè)卓越人才培養(yǎng)計(jì)劃”,遵循“行業(yè)指導(dǎo)、校企合作、分類實(shí)施、形式多樣”的原則,將卓越工程師培養(yǎng)納入卓越人才培養(yǎng)體系之中?!靶袠I(yè)卓越人才培養(yǎng)計(jì)劃”分為三個(gè)層次,第一層次便是組建“行業(yè)卓越人才實(shí)驗(yàn)班”。
二、卓越人才實(shí)驗(yàn)班
在教育部“卓越計(jì)劃”和天津科技大學(xué)“行業(yè)卓越人才培養(yǎng)計(jì)劃”背景下,我校于2011年9月實(shí)施了《天津科技大學(xué)行業(yè)卓越人才實(shí)驗(yàn)班計(jì)劃》,組建了“機(jī)械電子工程實(shí)驗(yàn)班”、“材料科學(xué)與化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)班”、“食品與生物工程實(shí)驗(yàn)班”、“工商管理實(shí)驗(yàn)班”四個(gè)卓越人才實(shí)驗(yàn)班。
學(xué)校成立“卓越人才培養(yǎng)管理中心”專門負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的統(tǒng)籌管理工作,各相關(guān)學(xué)院成立卓越人才培養(yǎng)工作領(lǐng)導(dǎo)小組,實(shí)行校院兩級(jí)管理。實(shí)驗(yàn)班實(shí)行導(dǎo)師制,各相關(guān)學(xué)院制定導(dǎo)師制方案,導(dǎo)師主要負(fù)責(zé)學(xué)生專業(yè)選擇、學(xué)習(xí)進(jìn)程規(guī)劃,并對(duì)學(xué)生研究?jī)?nèi)容和方法等進(jìn)行指導(dǎo)。
實(shí)驗(yàn)班采取2+2的培養(yǎng)模式,學(xué)生在一、二年級(jí)不分專業(yè),按照大類培養(yǎng),進(jìn)入三年級(jí)由學(xué)生自主確定專業(yè)。學(xué)生選撥由最初的新生報(bào)道后申請(qǐng)報(bào)名、經(jīng)初試和面試合格后錄取拓展為在部分省份采用高考直招方式按大類錄取一定比例選拔與新生入校后選拔相結(jié)合的方式。為激勵(lì)學(xué)生,保障人才培養(yǎng)質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)班實(shí)行滾動(dòng)機(jī)制,根據(jù)平均學(xué)分績(jī)點(diǎn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行預(yù)警、分流與增補(bǔ)。
為加強(qiáng)建設(shè)卓越人才實(shí)驗(yàn)班,學(xué)校給予了政策上的多方面支持。學(xué)校集中優(yōu)秀師資,進(jìn)行了多方面的教學(xué)改革,實(shí)行資源優(yōu)化配置,為卓越人才實(shí)驗(yàn)班提供優(yōu)越條件,通過(guò)因材施教地制定培養(yǎng)方案、組建優(yōu)秀的基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊(duì)和專業(yè)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)、建設(shè)專業(yè)核心課與雙語(yǔ)課等方式提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
三、卓越人才實(shí)驗(yàn)班的教學(xué)改革實(shí)踐
(一)因材施教制定培養(yǎng)方案
培養(yǎng)方案是培養(yǎng)學(xué)生的一套計(jì)劃,學(xué)生依據(jù)培養(yǎng)方案中所要求的內(nèi)容逐步完成學(xué)業(yè)從而達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。培養(yǎng)方案是否科學(xué)合理直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。依據(jù)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐”的要求,確定“卓越”的培養(yǎng)目標(biāo)和要求,建構(gòu)合理課程體系,因材施教地制定培養(yǎng)方案是卓越人才培養(yǎng)的前提,也是卓越人才實(shí)驗(yàn)班追求卓越的基礎(chǔ)。下面就以天津科技大學(xué)2013級(jí)機(jī)械電子工程卓越人才實(shí)驗(yàn)班培養(yǎng)方案為例進(jìn)行分析。
機(jī)械電子工程卓越人才實(shí)驗(yàn)班依托機(jī)械工程學(xué)院和電子信息與自動(dòng)化學(xué)院按照大類招生,學(xué)生在大一、大二年級(jí)主要學(xué)習(xí)校通識(shí)課程和學(xué)科基礎(chǔ)課程,大三開始學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)方向,分為“機(jī)械電子工程”方向和“自動(dòng)化”方向,分別在機(jī)械工程學(xué)院和電子信息與自動(dòng)化學(xué)院學(xué)習(xí)專業(yè)領(lǐng)域課程。機(jī)械電子工程卓越人才實(shí)驗(yàn)班的培養(yǎng)方案由機(jī)械工程學(xué)院和電子信息與自動(dòng)化學(xué)院聯(lián)合制定,培養(yǎng)方案不是機(jī)械電子工程專業(yè)與自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)方案的簡(jiǎn)單疊加,而是根據(jù)對(duì)卓越人才的要求,因材施教地制定培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求和課程體系。
1.培養(yǎng)目標(biāo)
實(shí)驗(yàn)班以培養(yǎng)卓越人才為目標(biāo),其培養(yǎng)方案對(duì)學(xué)生需要掌握的知識(shí)技能以及需要具備的能力都做出了詳細(xì)的說(shuō)明。通過(guò)表一的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),非實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才,而實(shí)驗(yàn)班無(wú)論是在知識(shí)學(xué)習(xí)的范圍上還是在能力培養(yǎng)的廣度和深度上,其目標(biāo)都區(qū)別于非實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生,更強(qiáng)調(diào)扎實(shí)的基礎(chǔ),創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)以及人文素養(yǎng)的提升。
2.培養(yǎng)要求
為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo),實(shí)驗(yàn)班的培養(yǎng)方案對(duì)學(xué)生提出了明確具體的要求。要求學(xué)生在畢業(yè)時(shí)能獲得9個(gè)方面的知識(shí)能力:①具有較扎實(shí)的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)基礎(chǔ)和機(jī)械工程、電氣工程等科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力,以及獨(dú)立試驗(yàn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的能力。②系統(tǒng)地掌握專業(yè)領(lǐng)域的理論知識(shí),具有設(shè)計(jì)機(jī)電系統(tǒng)、部件的能力。③具有對(duì)機(jī)械及電氣工程問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)表達(dá)、建立模型、分析求解和論證的能力。④具有新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)研發(fā)的初步能力。⑤具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和獨(dú)立工作的能力。⑥較好地掌握生產(chǎn)過(guò)程控制、自動(dòng)化儀表、信息處理及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等方面的專業(yè)知識(shí),了解運(yùn)動(dòng)控制等方面的專業(yè)知識(shí)及學(xué)科前沿和發(fā)展趨勢(shì)。⑦獲得較好的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)開發(fā)方面的工程實(shí)踐訓(xùn)練。⑧具備一定的科研和組織管理能力,具有較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力。⑨知識(shí)面寬廣,具有終身教育的意識(shí)和繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力。
3.課程體系
根據(jù)卓越人才的培養(yǎng)目標(biāo)和要求,實(shí)驗(yàn)班的課程體系強(qiáng)調(diào)厚基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐。 ①基礎(chǔ)課程圍繞機(jī)械電子工程和自動(dòng)化兩個(gè)方向開設(shè),無(wú)論必修課還是選修課都旨在夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ),為專業(yè)課程的學(xué)習(xí)做好鋪墊。部分課程是專門為實(shí)驗(yàn)班學(xué)生開設(shè)的,其他專業(yè)不開設(shè),例如大一第一學(xué)期開設(shè)的《機(jī)械導(dǎo)論》是實(shí)驗(yàn)班兩個(gè)方向?qū)W生的必修課,這在2013級(jí)機(jī)械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中是沒有的。②實(shí)驗(yàn)班培養(yǎng)方案中選修課數(shù)量較多,是為了給學(xué)生多一些選擇,讓他們能根據(jù)自己的實(shí)際需要選擇課程,為他們提供了更加優(yōu)良的條件?!豆こ虃惱韺W(xué)》是實(shí)驗(yàn)班培養(yǎng)方案中的一門選修課,在夯實(shí)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),還注重對(duì)學(xué)生健康人格的塑造。③理論環(huán)節(jié)與實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合,每學(xué)期都有實(shí)踐環(huán)節(jié),各種實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)與理論課相得益彰,大大加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。
(二)組建優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)
1.基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊(duì)
優(yōu)秀的師資是培養(yǎng)卓越人才的重要條件。為了實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置,學(xué)校為卓越人才實(shí)驗(yàn)班優(yōu)先選派有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)名師授課,并組建了《高等數(shù)學(xué)》 和《大學(xué)英語(yǔ)》兩門課的教學(xué)團(tuán)隊(duì),以團(tuán)隊(duì)建設(shè)促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行教學(xué)改革,教學(xué)方法研究,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)水平。
兩個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)為實(shí)驗(yàn)班專門開設(shè)了《數(shù)學(xué)分析》、《數(shù)學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)》和《英語(yǔ)口語(yǔ)》等通識(shí)選修課,并引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生優(yōu)先選擇專設(shè)的這些課程。在日常授課時(shí),教學(xué)團(tuán)隊(duì)的老師們不僅注重知識(shí)的傳授,還十分注重能力的培養(yǎng),實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下,還積極參加全國(guó)或天津市的數(shù)學(xué)、英語(yǔ)競(jìng)賽并取得了較好的成績(jī)。
2.專業(yè)導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)
為了加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學(xué)校在基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上要求各相關(guān)學(xué)院組建導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)。導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)由1名負(fù)責(zé)人和6-8名成員組成,幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)業(yè)規(guī)劃、指導(dǎo)學(xué)生參與科研實(shí)踐,引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新性活動(dòng),開拓學(xué)生視野。其主要職責(zé)有:指導(dǎo)專業(yè)核心課任課教師進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的改革與優(yōu)化;指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)業(yè)規(guī)劃和職業(yè)規(guī)劃;幫助學(xué)生提早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與科研實(shí)踐,指導(dǎo)學(xué)生撰寫科技論文、申報(bào)各類創(chuàng)新性的科研項(xiàng)目,鼓勵(lì)學(xué)生參與各類學(xué)科競(jìng)賽,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力;對(duì)有研究潛質(zhì)并準(zhǔn)備攻讀研究生的學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo),幫助學(xué)生提早開展科學(xué)研究活動(dòng)。
(三)專業(yè)核心課與雙語(yǔ)課建設(shè)
為推動(dòng)實(shí)驗(yàn)班課程教學(xué)改革,學(xué)校在《天津科技大學(xué)關(guān)于加強(qiáng)行業(yè)卓越人才實(shí)驗(yàn)班工作的若干措施》中提出了建設(shè)專業(yè)核心課與雙語(yǔ)課。各相關(guān)學(xué)院已經(jīng)開始有計(jì)劃、有重點(diǎn)、逐步地展開對(duì)專業(yè)核心課和雙語(yǔ)課的建設(shè)。
目前已有理論力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(一)、自動(dòng)控制原理、電路(一)、高分子化學(xué)、高分子物理、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程、生物反應(yīng)工程、食品工藝學(xué)、食品技術(shù)原理、管理學(xué)等幾十門核心課程,其中自動(dòng)控制原理、化學(xué)反應(yīng)工程、食品工藝學(xué)等多門課程既是專業(yè)核心課程又是雙語(yǔ)課程。
核心課是整個(gè)課程體系中的精髓與重點(diǎn),核心課程建設(shè)的重要性不言而喻。各相關(guān)學(xué)院發(fā)動(dòng)優(yōu)秀教師對(duì)核心課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上的改革,選用權(quán)威教材,采用多種教學(xué)方式,改進(jìn)教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量。
在雙語(yǔ)課建設(shè)方面,鼓勵(lì)教師選用國(guó)外高質(zhì)量原版教材開展教學(xué)。這對(duì)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生外語(yǔ)水平提出了較高的要求,也在潛移默化地推動(dòng)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生努力學(xué)習(xí)外語(yǔ)。利于讓學(xué)生養(yǎng)成翻閱外文文獻(xiàn)資料的習(xí)慣,及時(shí)掌握學(xué)術(shù)前沿動(dòng)態(tài),也為以后深入地學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
結(jié)語(yǔ)
卓越人才實(shí)驗(yàn)班的教學(xué)改革涉及方方面面,本文僅結(jié)合天津科技大學(xué)的實(shí)際情況對(duì)目前主要實(shí)施的改革實(shí)踐進(jìn)行了梳理,如何進(jìn)一步加強(qiáng)卓越人才實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力、提升學(xué)生的科研能力等諸多方面還有待研究。總之,根據(jù)學(xué)校的定位與專業(yè)的特色,不斷推進(jìn)教學(xué)改革探索,逐步地完善政策制度,將有利于卓越人才實(shí)驗(yàn)班的建設(shè),提升工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
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光伏并網(wǎng)發(fā)電是當(dāng)今世界光伏發(fā)電的主要發(fā)展方向,是光伏技術(shù)步入大規(guī)模發(fā)電階段,成為電力工業(yè)組成部分之一的重大技術(shù)步驟。許多統(tǒng)計(jì)資料表明,近幾年來(lái)世界光伏并網(wǎng)發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展迅速,光伏并網(wǎng)發(fā)電的裝機(jī)容量從1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp,光伏并網(wǎng)發(fā)電在光伏行業(yè)中的市場(chǎng)比例也從1 996年的10%上升到2000年的50%,2007年光伏并網(wǎng)發(fā)電的市場(chǎng)比例已達(dá)到80%。而在中國(guó),光伏發(fā)電也將在未來(lái)的電力供應(yīng)中扮演重要的角色,其累計(jì)裝機(jī)容量預(yù)計(jì)至201 0年將達(dá)600MWp,2020年將達(dá)到30GWp,2050年將達(dá)到100GWp。根據(jù)電力科學(xué)院預(yù)測(cè),到2050年,中國(guó)可再生能源發(fā)電將占到全國(guó)總電力裝機(jī)的25%,其中光伏發(fā)電則占到5%。顯而易見,光伏并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)是大規(guī)模光伏發(fā)電的主要趨勢(shì)。
早在上世紀(jì)80年代,合肥工業(yè)大學(xué)已經(jīng)開展起太陽(yáng)能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究,張興就是在那個(gè)時(shí)候走入合肥工業(yè)大學(xué)校門的。在這所留下他半生印記的學(xué)校里,不僅走過(guò)了從學(xué)士到博士的求學(xué)之路,而且也撇下了攻關(guān),探索的辛勤汗水。他對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的研究,源于1 997年新疆新能源研究所原所長(zhǎng)王國(guó)華研究員在合肥工業(yè)大學(xué)的一次講學(xué)。在那次講學(xué)中,張興對(duì)歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家正在興起的光伏并網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣,當(dāng)時(shí),我國(guó)的光伏發(fā)電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)還是針對(duì)技術(shù)相對(duì)落后的光伏離網(wǎng)系統(tǒng),很少有人關(guān)注技術(shù)新穎且有一定難度的光伏并網(wǎng)技術(shù)。盡管深知其中的挑戰(zhàn),張興卻從未想過(guò)低頭,他抓住光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器這一核心技術(shù),開始了潛心的研究。經(jīng)過(guò)一年多的努力,他終于成功研制了500W光伏并網(wǎng)樣機(jī)。在1 998年的全國(guó)光伏年會(huì)上,該樣機(jī)一經(jīng)展出即引起了同行的高度關(guān)注。在此基礎(chǔ)上,1999年,張興教授又與新疆新能源研究所開展了技術(shù)合作,共同承擔(dān)起自治區(qū)的科技攻關(guān)項(xiàng)目。當(dāng)時(shí),逆變電源專家曹仁賢創(chuàng)辦的合肥陽(yáng)光電源有限公司起步不久,雖然主打產(chǎn)品主要是離網(wǎng)型光伏逆變器,但他還是給予了這一項(xiàng)目充分的肯定和支持。在共同的努力下,該項(xiàng)目組于2000年成功開發(fā)出3kW工程化樣機(jī),并在新疆鄯善縣成功地進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試,取得了預(yù)期性能。隨之,在經(jīng)過(guò)一年多的試運(yùn)行之后,2001年,該項(xiàng)目順利通過(guò)了新疆維吾爾自治區(qū)組織的專家鑒定,得到了一致的好評(píng)。
而正是這個(gè)項(xiàng)目的成功,拉開了張興教授與合肥陽(yáng)光電源有限公司產(chǎn)學(xué)研合作的帷幕。此后,國(guó)家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“并網(wǎng)光伏發(fā)電用系列逆變器的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”、科技部新能源行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目等諸多科技攻關(guān)項(xiàng)目在他們的攜手并進(jìn)下,得以產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐,同時(shí)建造了多個(gè)并網(wǎng)光伏示范電站,其中,科技部新能源行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目“60kW光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用與研究”項(xiàng)目獲得新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
與“陽(yáng)光”同行
“陽(yáng)光”,一個(gè)聽起來(lái)倍感明媚的詞語(yǔ)。而在電源領(lǐng)域,這一個(gè)詞語(yǔ)則讓人聯(lián)想起我國(guó)知名的新能源發(fā)電電源專業(yè)制造商――合肥陽(yáng)光電源有限公司(以下簡(jiǎn)稱“陽(yáng)光電源”)。
自1 997年成立以來(lái),陽(yáng)光電源專注于可再生能源發(fā)電產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn),囊括了光伏發(fā)電電源、風(fēng)力發(fā)電電源、回饋式節(jié)能負(fù)載、電力系統(tǒng)電源等系列產(chǎn)品,曾成功參與北京奧運(yùn)鳥巢、上海世博會(huì)、三峽工程,全球環(huán)境基金可再生能源項(xiàng)目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏電站,英國(guó)和法國(guó)小型風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目、青藏鐵路等重大工程,獲得了國(guó)內(nèi)外業(yè)界的一致好評(píng)。多年來(lái),陽(yáng)光電源先后獲得“安徽省優(yōu)秀民營(yíng)科技企業(yè)”、“安徽名牌產(chǎn)品”、“優(yōu)秀創(chuàng)新企業(yè)”,“安徽省‘115’產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”、國(guó)家發(fā)改委REDP項(xiàng)目“技術(shù)進(jìn)步優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng)”,“太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品金太陽(yáng)認(rèn)證”等榮譽(yù),是安徽省可再生資源電源工程技術(shù)研究中心依托單位、安徽省研究生產(chǎn)學(xué)研示范基地。
同樣,經(jīng)過(guò)二十余年的努力,合肥工業(yè)大學(xué)在太陽(yáng)能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等可再生能源發(fā)電技術(shù)方面也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,如今,不僅擁有電力電子與電力傳動(dòng)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、教育部光伏工程研究中心,還進(jìn)入了國(guó)家培育優(yōu)勢(shì)重點(diǎn)學(xué)科的“111計(jì)劃”,成為“可再生能源并網(wǎng)發(fā)電國(guó)家級(jí)創(chuàng)新引智基地”。而在可再生能源并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的科學(xué)研究中,張興教授與陽(yáng)光電源的產(chǎn)學(xué)研合作尤其值得稱道。
從1 999年共同開展新疆維吾爾自治區(qū)的科技攻關(guān)項(xiàng)目開始,他們的產(chǎn)學(xué)研合作已經(jīng)整整十年。十年間,他們聯(lián)手創(chuàng)造了不少成績(jī),近年來(lái)更是成果選出。
“上海電力局奉賢10kW光伏屋頂示范工程項(xiàng)目”屬于上海電力局新能源發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目,工程于2003年3月建成并投入運(yùn)行,2004年7月通過(guò)專家鑒定,是上海首個(gè)全部采用國(guó)產(chǎn)化技術(shù)的光伏屋頂并網(wǎng)示范系統(tǒng),該系統(tǒng)所用的1臺(tái)10kW三相并網(wǎng)逆變器即由張興課題組與陽(yáng)光電源聯(lián)合研制。
他們合作的“并網(wǎng)光伏發(fā)電用系列逆變器的產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目是國(guó)家科技部“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目,該項(xiàng)目于2005年2月通過(guò)科技部的專家鑒定。其成功研發(fā)解決了并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵部件逆變器的產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn),推進(jìn)了我國(guó)并網(wǎng)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如今,該項(xiàng)目系列產(chǎn)品已在陽(yáng)光電源實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,并定型了多種規(guī)格的并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品。
隨即,在國(guó)家科技部新能源行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目“新疆烏魯木齊大型光伏并網(wǎng)工程”研發(fā)中,張興課題組承擔(dān)起72臺(tái)60kW并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)及控制設(shè)計(jì)任務(wù),而陽(yáng)光電源則對(duì)逆變系統(tǒng)的制造,現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)試工作進(jìn)行了全權(quán)負(fù)責(zé)。2004年12月,該工程完滿建成并投入運(yùn)行,2006年3月,通過(guò)科技部驗(yàn)收及專家鑒定。經(jīng)鑒定,該項(xiàng)目采用可調(diào)度型并網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu),并具有并網(wǎng)發(fā)電、蓄電池充放電和獨(dú)立逆變?nèi)剡\(yùn)行功能,省略了常規(guī)的充電控制器,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),大大提高了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的性價(jià)比,是當(dāng)時(shí)新疆地區(qū)最大且功能最為先進(jìn)的光伏并網(wǎng)示范工程,其成果被授予新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
此外,在“上海生態(tài)示范園光伏屋頂工程”、安徽省科技攻關(guān)項(xiàng)目“合肥陽(yáng)光電源30kW光伏屋頂示范工程項(xiàng)目”以及
科技部科技攻關(guān)推廣項(xiàng)目“上海崇明30kW光伏屋頂示范工程”研發(fā)中,他們的表現(xiàn)也不負(fù)眾望。
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電力電子與新能源應(yīng)用技術(shù)的多年研發(fā)、與陽(yáng)光電源十年的產(chǎn)學(xué)研合作,點(diǎn)點(diǎn)滴滴的付出,張興教授用自己的智慧和汗水寫出了一個(gè)不一般的科研生涯。
在風(fēng)力發(fā)電研究方面,其MW級(jí)變流器作為核心技術(shù)一直被外國(guó)壟斷,其國(guó)產(chǎn)化的路途極其艱辛和富有挑戰(zhàn)性,2004年,張興教授與陽(yáng)光電源再度聯(lián)手進(jìn)行科技攻關(guān),他們首先完成了安徽省“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“風(fēng)力發(fā)電用交直交并網(wǎng)變流器”,并獲得安徽省2006年度科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。接著,作為課題負(fù)責(zé)人之一,張興教授與陽(yáng)光電源聯(lián)合申報(bào)并獲得了“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“大功率風(fēng)電機(jī)組研制與示范”的兩個(gè)重大項(xiàng)目的資助――“1 5MW以上直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”與“1,5MW以上雙饋式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”。經(jīng)過(guò)大家不懈的努力,目前,MW級(jí)雙饋型與直驅(qū)型風(fēng)機(jī)變流器基本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,部分機(jī)型已經(jīng)批量向整機(jī)廠商供貨。
在柔性直流輸電變流與控制研究方面,張興教授著眼于柔性直流輸電技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合,對(duì)安徽省自然基金項(xiàng)目“電網(wǎng)異常條件下風(fēng)場(chǎng)柔性直流輸電網(wǎng)側(cè)變流器控制策略研究”進(jìn)行了攻關(guān)研究。與此同時(shí),在合肥工業(yè)大學(xué)本科評(píng)建項(xiàng)目的支持下,他自主研發(fā)成功了一套1 5kW柔性直流輸電變流及控制系統(tǒng)研究平臺(tái)。
在PWM整流器技術(shù)研究方面,張興教授完成了包括HT--7u超導(dǎo)托卡馬克等離子移快控電源、蓄電池雙向饋電電源、背靠背雙向變流器等多項(xiàng)研究成果,并在其博士學(xué)位論文基礎(chǔ)上,由“電氣自動(dòng)化新技術(shù)叢書”編委會(huì)資助并由機(jī)械工業(yè)出版社出版了《PWM整流器及控制》學(xué)術(shù)專著,該學(xué)術(shù)專著在新能源并網(wǎng)發(fā)電的逆變器研究與應(yīng)用領(lǐng)域得到了學(xué)術(shù)界專家學(xué)者的肯定并被廣泛引用。
在積極進(jìn)行科研攻關(guān)的同時(shí),張興教授還將大量精力投入到特色實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中。2006年,他主持完成了“合肥工業(yè)大學(xué)風(fēng)力發(fā)電變流器及其控制實(shí)驗(yàn)室”的建設(shè),其主要包括“250kW中低壓雙饋、交流異步全功率風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動(dòng)平臺(tái)”、“永磁同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動(dòng)平臺(tái)”,以及分布式發(fā)電系統(tǒng)中的“風(fēng)力發(fā)電模擬平臺(tái)”,“柔性直流輸電變流及控制系統(tǒng)研究平臺(tái)”等。而他與陽(yáng)光電源合作,還為該公司建成了“2MW雙饋型風(fēng)力發(fā)電變流器試驗(yàn)平臺(tái)”、“2MW同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流器試驗(yàn)平臺(tái)”。這些實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)基本上涵蓋了張興教授及其團(tuán)隊(duì)近年來(lái)的大部分成果,在這些成果的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)深入地自主研制,這些平臺(tái)已經(jīng)開始發(fā)揮各自的功用,不僅大大促進(jìn)了合肥工業(yè)大學(xué)新能源應(yīng)用及其電力電子研究技術(shù)的發(fā)展,使其成為全國(guó)高校風(fēng)力發(fā)電變流器研究條件一流的單位,也為國(guó)家支撐項(xiàng)目的取得與完成提供了良好的研究條件與基礎(chǔ)。
據(jù)統(tǒng)計(jì),藥品作為特殊的商品,其生產(chǎn)的非直接成本,如物流成本、庫(kù)存成本、時(shí)間成本等占總成本的90%左右,所以解決非直接成本問(wèn)題至關(guān)重要。如:(1)對(duì)于藥品生產(chǎn)企業(yè)如何實(shí)施有效的庫(kù)存,有效地運(yùn)用資金,降低庫(kù)存儲(chǔ)備,減少儲(chǔ)備管理費(fèi)用,以最小的庫(kù)存量促進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng),滿足生產(chǎn)需要;(2)工廠平面布局既符合《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)要求,又實(shí)現(xiàn)不同物料在不同車間生產(chǎn)時(shí)總移動(dòng)搬運(yùn)距離為最小,即經(jīng)濟(jì)又合理;(3)如何優(yōu)化企業(yè)管理,解決醫(yī)藥流通業(yè)普遍存在的“高銷售額、高費(fèi)用率、低贏利率”問(wèn)題。僅具有廣泛而堅(jiān)實(shí)的制藥工程基礎(chǔ)顯然是不足以找到最優(yōu)解決方案的。貴州理工學(xué)院是經(jīng)教育部批準(zhǔn)設(shè)立的一所新建省屬本科院校,2013年正式招生,目前制藥類已開設(shè)的制藥工程專業(yè)和生物制藥專業(yè)采用CDIO(構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行)工程教育模式,以創(chuàng)新設(shè)計(jì)為導(dǎo)向,培養(yǎng)制藥類專業(yè)大學(xué)生?!豆I(yè)工程概論》有效的綜合了工程科學(xué)、管理科學(xué)、自然科學(xué)等多學(xué)科研究成果,有利于培養(yǎng)學(xué)生開放式思維和創(chuàng)新,《工業(yè)工程概論》作為專業(yè)拓展課應(yīng)運(yùn)而生。
1工業(yè)工程簡(jiǎn)介
工業(yè)工程(IndustrialEngineering,簡(jiǎn)稱IE),是從科學(xué)管理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,它強(qiáng)調(diào)綜合地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量,使生產(chǎn)系統(tǒng)能夠處于最佳運(yùn)行狀態(tài)而獲得最高的整體效益。誕生于20世紀(jì)初的IE內(nèi)容逐漸擴(kuò)充,應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛,擴(kuò)展到金融、醫(yī)院、旅游等服務(wù)業(yè)和政府部門。美國(guó)工業(yè)工程學(xué)會(huì)(AIIE)對(duì)工業(yè)工程的定義:工業(yè)工程(IndustrialEngineering)是對(duì)有關(guān)人員、物料、設(shè)備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善和設(shè)置的一門學(xué)科。它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理和社會(huì)科學(xué)方面的專門知識(shí)與技術(shù),并且使用工程分析的原理和方法,對(duì)上述系統(tǒng)可能取得的成果予以確定、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。工業(yè)工程學(xué)科具有工程性、交叉性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性四大特點(diǎn)[1],既不同于一般的工程學(xué)科也不同于管理學(xué)科,IE側(cè)重從工程技術(shù)(系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)劃控制、資源分配、物料及倉(cāng)儲(chǔ)管理等)角度進(jìn)行管理。美國(guó)最早設(shè)立工業(yè)工程課程是1908年。我國(guó)工業(yè)工程學(xué)科發(fā)展始于20世紀(jì)90年代,到2009年,已有100多所高校開設(shè)了工業(yè)工程專業(yè),在我國(guó)也有些非工業(yè)工程專業(yè)開設(shè)工業(yè)工程課程,如機(jī)械工程、電氣工程。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)把“現(xiàn)代工業(yè)工程”設(shè)為全校通識(shí)課[2]。貴州理工學(xué)院制藥工程學(xué)院在專業(yè)拓展課開設(shè)了《工業(yè)工程概論》。
2我院《工業(yè)工程概論》課程建設(shè)的現(xiàn)狀
2013級(jí)制藥工程學(xué)院全體學(xué)生開設(shè)《工業(yè)工程概論》,時(shí)間為大一上學(xué)期。學(xué)院成立了工業(yè)工程組并自編講義,這門課共18個(gè)學(xué)時(shí),其中4個(gè)學(xué)時(shí)由企業(yè)主講。秉著知識(shí)性、趣味性和應(yīng)用性集一體原則制定了教學(xué)大綱并編制了講義和課件。導(dǎo)論課旨在為學(xué)生開啟工業(yè)工程的一個(gè)窗口,使學(xué)生掌握一些工具,即基本的工作方法與技術(shù),且樹立工業(yè)工程意識(shí),從這個(gè)窗口看到更廣闊的場(chǎng)景,激發(fā)學(xué)生興趣,自主學(xué)習(xí),能夠自覺將知識(shí)運(yùn)用于生活、學(xué)習(xí)和以后的工作中。
2.1整合教學(xué)內(nèi)容,提升適應(yīng)性
《工業(yè)工程基礎(chǔ)》或《基礎(chǔ)工業(yè)工程》等相關(guān)教材較多,但一般比較專業(yè),而且多以經(jīng)典IE中工作研究即方法研究和作業(yè)測(cè)定為主要內(nèi)容[3-4],缺乏趣味性,非??菰?。隨著工業(yè)工程的應(yīng)用與發(fā)展,工業(yè)工程的內(nèi)容不斷充實(shí)和深化。根據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ANSI-Z94(1982年修訂),從學(xué)科角度可把工業(yè)工程知識(shí)領(lǐng)域分為17個(gè)分支。薛偉主編的《工業(yè)工程概論》將工業(yè)工程的內(nèi)容劃分為三個(gè)層次,即策略層次、技術(shù)層次和組織層次,但基本內(nèi)容基本相同[5]。如何在短學(xué)時(shí)的情況下合理的選擇教學(xué)內(nèi)容并關(guān)聯(lián)起來(lái)至關(guān)重要,且難度適合大一學(xué)生。在貫徹“少而精”原則,并以啟發(fā)學(xué)生思維、引導(dǎo)學(xué)生涉獵工業(yè)工程學(xué)科領(lǐng)域的思想和方法為目的,課程選擇了工業(yè)工程中具有代表性的理論與技術(shù)方法作為授課主要內(nèi)容,涉獵工業(yè)工程三個(gè)方面的內(nèi)容,既包括IE基本工具如5個(gè)程序符號(hào)、程序分析技巧5W1H、4項(xiàng)分析原則ECRS、動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則等,理論基礎(chǔ)如運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程,也包含工程技術(shù)如設(shè)施規(guī)劃與物流分析、生產(chǎn)計(jì)劃與控制,知識(shí)涉及廣泛。
2.2改革教學(xué)模式,增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣
興趣是最好的老師。根據(jù)《工業(yè)工程概論》課程性質(zhì)和教學(xué)目的,改革教學(xué)方法,以互動(dòng)式教學(xué)模式為主,充分利用多媒體技術(shù),以學(xué)生為主體,通過(guò)案例、游戲、故事的引入,活躍課堂氣氛,提高學(xué)生興趣,增強(qiáng)師生互動(dòng),有效的促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。根據(jù)注意力10分鐘法則,依據(jù)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置了相關(guān)互動(dòng)環(huán)節(jié),如經(jīng)典游戲、案例討論、簡(jiǎn)短故事等。如“紙飛機(jī)游戲”模擬推式生產(chǎn)和拉式生產(chǎn);借鑒耶魯大學(xué)公開課《博弈論》第一集中的“成績(jī)博弈”游戲使學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)來(lái)初步認(rèn)識(shí)博弈論;課件中插入的視頻“IE宣傳片”使學(xué)生對(duì)IE的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用范圍深入人心;動(dòng)作研究之父原版視頻讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到IE基礎(chǔ)研究的偉大歷史。自制動(dòng)畫形象生動(dòng)的演示過(guò)程,如潮汐車道、塞規(guī)檢驗(yàn)。緒論中的潮汐車道問(wèn)題:“6+2>4+4”可能嗎?在一定的條件下成立!以金門大橋上下班堵車為例,通過(guò)動(dòng)畫演示在不改變?cè)熊嚨罃?shù)量的情況下實(shí)行潮汐車道,解決(堵車)問(wèn)題的同時(shí)節(jié)約了大量人力、物力、財(cái)力,提高效率和質(zhì)量。這個(gè)過(guò)程中形象的動(dòng)畫和基于基本工程程序的思考引導(dǎo),使學(xué)生對(duì)“工業(yè)工程(IE)致力追求并努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)”留下深刻印象。“塞規(guī)檢驗(yàn)”使學(xué)生深刻體會(huì)工業(yè)工程的精髓“Thereisalwaysabetterway”。推薦的小說(shuō)《IE實(shí)踐家》讓學(xué)生明白IE在實(shí)踐的運(yùn)用既簡(jiǎn)單又充滿智慧。以上互動(dòng)教學(xué)的設(shè)計(jì)都使學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)有了更加深刻的理解和認(rèn)識(shí)。互動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生成本與效率意識(shí)、問(wèn)題和改革意識(shí)等IE意識(shí),并且學(xué)生以小組的方式參與互動(dòng)、完成作業(yè),即從大一開始培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作精神,提高學(xué)生人際團(tuán)隊(duì)能力,有助于學(xué)生畢業(yè)時(shí)的能力達(dá)到CDIO培養(yǎng)大綱要求的預(yù)定目標(biāo)。
2.3強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),提高教學(xué)效果
工業(yè)工程是一門應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,需要教師介紹知識(shí)的同時(shí)展示知識(shí)是如何解決實(shí)際問(wèn)題的。課程內(nèi)容設(shè)計(jì)由淺入深,通過(guò)介紹生活、生產(chǎn)案例或引發(fā)學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活查找、思考所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。如通過(guò)流程分析應(yīng)用5W1H及ECRS原則分析并設(shè)計(jì)改善學(xué)校食堂,或?qū)π滦^(qū)建設(shè)局部設(shè)計(jì)提出建設(shè)性意見,或?qū)ψ陨韺W(xué)習(xí)方法習(xí)慣的改善以提高學(xué)習(xí)效率,鼓勵(lì)學(xué)生將改善過(guò)程拍攝并制作成視頻與大家分享。為了提高IE實(shí)踐性,與制藥工程專業(yè)有效結(jié)合,其中兩次課由制藥企業(yè)主講,即技術(shù)性較強(qiáng)的內(nèi)容如設(shè)施規(guī)劃與物流分析,質(zhì)量控制與可靠性由具有豐富實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)技術(shù)和管理工作人員主講。同時(shí),工業(yè)工程將與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、數(shù)學(xué)建模、制藥工程設(shè)計(jì)大賽等結(jié)合并貫穿大學(xué)各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié),如金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)。與工程實(shí)訓(xùn)中心的老師合作,使學(xué)生在實(shí)踐中觀察、體會(huì)、應(yīng)用工業(yè)工程的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)組織工業(yè)工程校園社團(tuán)活動(dòng)使工業(yè)工程實(shí)踐走出校門。
2.4細(xì)化考核方式,增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)性
為了提高學(xué)生參與互動(dòng)的主動(dòng)性,第一堂課時(shí)將班級(jí)學(xué)生隨機(jī)分為5人一組,平時(shí)積極參與活動(dòng)的同學(xué)所在組每次都得到加分,參與者額外得到一部分加分,并及時(shí)公布各組同學(xué)加分情況,形成競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制?!豆I(yè)工程概論》考察方式為論文和平時(shí)表現(xiàn)相結(jié)合,提高平時(shí)表現(xiàn)百分比(占50%),平時(shí)表現(xiàn)主要體現(xiàn)為平時(shí)得分,小組和個(gè)人相結(jié)合的方式極大的提高了學(xué)生的積極性和協(xié)作能力。
3改善無(wú)止境
專業(yè)拓展課《工業(yè)工程概論》受到了學(xué)生的歡迎,我們將以工業(yè)工程師的信念“改善無(wú)止境”追求更好的效果,工業(yè)工程是一門交叉的學(xué)科,需要綜合運(yùn)用自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué),且應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng),對(duì)教師有很高的要求。充分利用高校和社會(huì)資源,通過(guò)專門IE培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)課程、與企業(yè)交流、進(jìn)企業(yè)調(diào)研、聘用企業(yè)專家作兼職教師等方式解決師資問(wèn)題,完善案例,使課程內(nèi)容更合理。工業(yè)工程有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、科學(xué)思維能力,在堅(jiān)實(shí)的工程學(xué)科背景基礎(chǔ)上增加一些生產(chǎn)管理知識(shí),使學(xué)生對(duì)系統(tǒng)問(wèn)題具有更高、更抽象的見解,并且可以對(duì)系統(tǒng)問(wèn)題進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、改善、創(chuàng)新,從而更具有技術(shù)性和競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)培養(yǎng)多層次、精技術(shù)、會(huì)管理、善創(chuàng)新的工程技術(shù)專業(yè)人才、制藥卓越工程師有重要意義!
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