時間:2023-04-01 10:32:23
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的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)太陽能發(fā)電裝置
太陽能發(fā)電裝置具有不需燃料、無污染、運行維護工作量小、壽命長等特點,但受自然氣候條件影響較大,如連續(xù)陰雨天數(shù)、日照小時數(shù)、太陽輻射強度等。在正常的日照情況下,通過轉(zhuǎn)換太陽能為設(shè)備和蓄電池供電,備用電源為蓄電池。在夜間,供電通過蓄電池進行,系統(tǒng)控制器能夠有效控制系統(tǒng)的供電運行狀況。
(2)CCVT密閉循環(huán)渦輪發(fā)電機
具有較小的維護工作量,受環(huán)境影響較小,但需要供應(yīng)燃料,將2臺小容量燃氣發(fā)電裝置設(shè)置在燃氣發(fā)電區(qū),工作方式采用1用l備,天然氣減壓裝置并聯(lián)在燃氣發(fā)電裝置中,相關(guān)直流蓄電池柜和電源控制柜在電源機房內(nèi)進行配套安裝,用電設(shè)備配電通過電源控制柜進行,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的后備時間。
(3)TEG熱電式發(fā)電裝置
該裝置維護工作量小、結(jié)構(gòu)簡單,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載情況。
3新能源在項目中的應(yīng)用分析
(1)太陽能發(fā)電裝置
太陽能發(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,供電通過轉(zhuǎn)換太陽能為設(shè)備和蓄電池供電,備用電源為蓄電池,在夜間,供電通過蓄電池進行,系統(tǒng)控制器能夠有效控制系統(tǒng)的供電運行狀況??紤]到RTU閥室所在位置的氣象條件的相近性,在選擇太陽能供電方式時,對于無光照日小于等于11天的平原地區(qū),還應(yīng)包括相關(guān)的無陽光遮攔進行確定。根據(jù)項目要求,太陽能電源在沿路的8座RTU閥室中采用,在閥室屋頂非防爆區(qū)安裝太陽能電池子陣,按雙排進行布置,其中,在電源機房內(nèi)安裝控制器和蓄電池組。
(2)TEG熱電式發(fā)電機
遠距離供電電源的熱電式發(fā)電機(TEG)已在LNG管線中應(yīng)用,特點是能夠?qū)崿F(xiàn)較遠距離的供電,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。由于移動部件不在發(fā)電機中,因而具有較高的可靠性。此設(shè)備可實現(xiàn)無人值守一年以上。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、通訊供電系統(tǒng)、遠距離終端設(shè)備中應(yīng)用熱電偶發(fā)電機的較多。在綜合考慮RTU閥室的用電負荷及其他相關(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,然后進行相關(guān)的與太陽能供電蓄電池的有效配備工作。經(jīng)綜合考慮,在該項目中,與太陽能發(fā)電方案相比,TEG燃氣熱電式發(fā)電方案在截斷閥站中應(yīng)用,其投資節(jié)約較多。
(3)CCVT密閉循環(huán)渦輪發(fā)電機
CCVT密閉循環(huán)渦輪發(fā)電機維護工作較小,已在另一項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臺小容量燃氣發(fā)電裝置設(shè)置在燃氣發(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后備時間要求。
4壓氣站VSDS配電設(shè)計與分析
(1)VSDS系統(tǒng)探討系統(tǒng)采用變頻驅(qū)動
能夠保證驅(qū)動系統(tǒng)的一致性,這套系統(tǒng)包括通過電動機、變頻裝置、整流變壓器、諧波濾波及無功補償裝置、變頻裝置、變頻裝置與電動機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。免維護金屬薄膜電容在儲能電容中采用,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)簡單的特點,根據(jù)國家標準要求,母線諧波在采用24脈沖情況下,能夠有效控制其低于國家標準,經(jīng)過考慮,項目中的最優(yōu)方案是高壓三電平電壓源型變頻驅(qū)動系統(tǒng)。
(3)啟動電阻問題變頻器采用隔離
變電輸入通過啟動電阻實現(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磁涌流,則應(yīng)該采用啟動電阻,對母線電壓進行控制。
(4)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)定子的電流
交流電壓都可通過測量得到,利用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),還可計算相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈,并分別進行有效控制。其優(yōu)點是動態(tài)響應(yīng)速度較矢量控制要快,其缺點是電機端脈動轉(zhuǎn)矩較矢量控制要大。在此項目中,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,要求進行下出線,戶外變壓器區(qū)進行露天布置,隔離變壓器,安裝通過電纜橋架。綜上所述,在此項目中,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變頻系統(tǒng)中考慮使用,對于多機并聯(lián)的管道壓縮機系統(tǒng),一般采用高性能的轉(zhuǎn)矩控制方式。另外,進行系統(tǒng)的硬件配置過程,還應(yīng)充分考慮逆變側(cè)橋臂貫通保護、輸出側(cè)波形、電動機型式選擇、整流變涌流、繼電保護、主開關(guān)動作時間等方面的計算問題。
作者簡介: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:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)02-0069-02
CDIO是由美國麻省理工學(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(design)實現(xiàn)(implement)運作(operate)四個方面。“構(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,不斷改進概念、技術(shù)和商業(yè)要求?!霸O(shè)計”指指定開發(fā)的產(chǎn)品系統(tǒng)所需的各種計劃、圖紙和算法;“實現(xiàn)”指把設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的過程,包括硬件制造、軟件編程、測試、檢查和驗證;“運行”指對產(chǎn)品系統(tǒng)的維護、優(yōu)化和淘汰等。CDIO教育思想的核心內(nèi)容是著重強調(diào)學(xué)生的實際動手能力和工程實踐能力,是將教學(xué)過程與工程實踐項目相結(jié)合,通過理論學(xué)習(xí)解決工程實踐的問題,也通過工程實踐的問題強化理論學(xué)習(xí)內(nèi)容。使學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”達到工程實踐與理論教學(xué)相輔相成的效果。
電氣工程及其自動化作為極具工程背景的專業(yè),最應(yīng)該以CDIO為基本思想進行教學(xué)實踐。南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院(以下簡稱本校)電氣工程及其自動化專業(yè),以培養(yǎng)“現(xiàn)場工程師”為教育目標,2010年被吸納為CDIO工程教育改革試點高校,成為江蘇省獨立學(xué)院中唯一一所CDIO工程教育改革試點成員校,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化專業(yè)改革特點
1.以求職為導(dǎo)向的電氣工程及其自動化的教學(xué)方法
培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、理論聯(lián)系實際以適應(yīng)將來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)目標必須通過市場調(diào)研,不斷進行更新和調(diào)整。對于高校來說,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,應(yīng)當(dāng)把雇主對人才培養(yǎng)的需求作為重要依據(jù)。同時,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化專業(yè)建設(shè)應(yīng)從教學(xué)大綱、教材、實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等方面與企業(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。CDIO模式從一個寬廣的視野來解讀工程,在這個視野中工程不再局限于技術(shù),工程與社會發(fā)展、市場規(guī)律、管理模式、歷史文化、價值觀念、心理、審美等緊密結(jié)合起來。CDIO模式根據(jù)這樣一個大工程的理念來建構(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運行機制下從事產(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責(zé)任感的工程人才與社會文明的締造者。
對于電氣工程及其自動化專業(yè)來說,要教育學(xué)生對整個系統(tǒng)有一個整體的概念。不能將學(xué)生的視野局限于簡單的一點、一門學(xué)科,而是要讓學(xué)生深刻理解所做工作在整個工程中的意義和地位,這樣才能實現(xiàn)寬口徑人才的目標。以一種系統(tǒng)宏觀的視角來培養(yǎng)工程人才,無論是課程體系、教學(xué)模式還是培養(yǎng)目標,都應(yīng)該在這個教育理念下制訂。在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中,可以將一個大項目拆成幾個小的課題,讓學(xué)生組成一個完整的項目組,分攤項目中的一個部分。比如說:將一個建筑電氣化的項目分成三個部分:建筑供配電、電梯控制、監(jiān)控系統(tǒng)。這三部分看似相互獨立,實際緊密相連。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)定運行;電梯控制需要監(jiān)控系統(tǒng)的輔助,才能保證運行的安全性,監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)于建筑供配電,實時監(jiān)控各部分的穩(wěn)定運行。通過三部分的設(shè)計,形成一套完整的解決方案。在這個項目的設(shè)計中,將大工程的理念貫穿其中,培養(yǎng)學(xué)生工程實踐中的大局觀使其更加真實地了解工程實踐的各個細節(jié)分工。
本校將“工程導(dǎo)論”作為大一的必修課,請多年從事實踐工程的教授作為主講教師,以其豐富的工程經(jīng)驗讓學(xué)生了解電氣工程及其自動化專業(yè)的發(fā)展方向。課程中全部以大工程為案例,讓學(xué)生主動思考工程的每一個部分。使學(xué)生明確工程師的角色和職責(zé),并且進行簡單的問題解決和設(shè)計實踐,養(yǎng)成初步的個人能力、人際交往能力和構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行能力,為今后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),并提高學(xué)習(xí)的興趣。同時進行考核方式的改革,不通過筆試的方式給學(xué)生評定分數(shù),而是讓學(xué)生通過PPT展示自己對電氣工程及其自動化專業(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)項目需求為核心的模塊化教學(xué)改革
1.以企業(yè)項目需求為核心的模塊化教學(xué)特點
所謂模塊化教學(xué)模式是按照程序模塊化的構(gòu)想和原則來設(shè)計教學(xué)內(nèi)容的一整套教學(xué)體系,它是在既定的培養(yǎng)目標指導(dǎo)下,將全部教學(xué)內(nèi)容按照一定標準或規(guī)則進行分解,使其成為多個相對獨立的教學(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,這些模塊既相對獨立又相互聯(lián)系。對于實現(xiàn)大學(xué)生的培養(yǎng)必須注重“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強實踐、重創(chuàng)新”的目標有很重要的作用。以企業(yè)項目需求為核心的模塊化教育,是服務(wù)于企業(yè)項目的,將學(xué)生課程的理論學(xué)習(xí)與企業(yè)項目直接掛鉤,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)項目需求為核心的電氣工程及其自動化專業(yè)模塊化教學(xué)分析
電氣工程一級學(xué)科目錄下有五個方向:電力系統(tǒng)自動化、電機與電器、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。結(jié)合獨立院校的自身特點,依據(jù)市場需求和企業(yè)需求可將電氣工程及其自動化專業(yè)分為以下幾個模塊:
(1)電氣控制模塊。電氣工程及其自動化專業(yè)的學(xué)生和自動化專業(yè)的學(xué)生有很多知識的交叉,而且又兼顧了電氣、電機方面的知識,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,也是“現(xiàn)場工程師”所必須掌握的一個重要模塊。
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。本校單獨開設(shè)了電氣控制實驗室,以西門子S7-200系列PLC為例,引導(dǎo)學(xué)生自己動手調(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。在此基礎(chǔ)上,還開設(shè)了組態(tài)軟件課程,將下位機與上位機連接起來,更加貼近真實項目,使枯燥的編程變得更加生動,也對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計地完成起到了拋磚引玉的作用。畢業(yè)設(shè)計中不僅完成了工業(yè)控制PLC下位機的編程和調(diào)試,還要將下位機控制的情況通過組態(tài)軟件真實地反應(yīng),畢業(yè)設(shè)計論文與工程實踐更加緊密貼合,具有較高的水平。
(2)電子電路設(shè)計模塊。根據(jù)江蘇省經(jīng)濟發(fā)展的特點,電子產(chǎn)業(yè)有著廣闊的就業(yè)前景。單片機以及電路方面的知識是學(xué)生就業(yè)擇業(yè)的一大重點。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)”、“微機原理與接口技術(shù)”、“單片機原理及應(yīng)用”、“電力電子技術(shù)”等。作為上述課程的補充,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)新實驗室。該實驗室為完全開放的實驗室,學(xué)生自己動手,操作開發(fā)板、調(diào)試電源器件。在這個實驗室鍛煉過的學(xué)生進步很快,就業(yè)選擇優(yōu)勢明顯。
(3)電力系統(tǒng)設(shè)計運行模塊。能源問題一直是工業(yè)社會發(fā)展的熱點問題,電氣工程及其自動化專業(yè)的一個極為重要的就業(yè)方向就是電力系統(tǒng)設(shè)計運行。發(fā)電廠、供電公司需要大量的“現(xiàn)場工程師”來保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全的運行;建筑行業(yè)需要大量的設(shè)計施工人員進行供配電系統(tǒng)的設(shè)計、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”、“發(fā)電廠電氣部分”等。對于應(yīng)用型本科院校,上述課程要以“輕理論,重實踐”為指導(dǎo)思想,通過課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等手段,讓學(xué)生從整個電力系統(tǒng)“大網(wǎng)”運行為入手點,掌握電力系統(tǒng)運行的基本原理。
三、結(jié)語
對于應(yīng)用型本科院校來說,CDIO工程教育模式是極具借鑒意義的教育改革理念。本校作為江蘇省獨立學(xué)院唯一一所CDIO工程教育改革試點成員校,在“現(xiàn)場工程師”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化專業(yè)改革,提出一種以企業(yè)項目需求為目標的分模塊的電氣工程及其自動化專業(yè)的教學(xué)改革。這將對以CDIO工程教育為理念的高校教學(xué)改革提供參考。
參考文獻:
作者簡介:李春艷(1980-),女,黑龍江哈爾濱人,黑龍江大學(xué)機電工程學(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:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)31-0109-02
教育理論中高校課程分為必修和選修兩個部分。選修課又分為通識選修課和專業(yè)選修課。通識選修課與專業(yè)無關(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),對學(xué)生要求掌握的程度較高。黑龍江大學(xué)(以下簡稱“我?!保I(yè)選修課又細分為專業(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,在四年的實際工作中發(fā)現(xiàn)了一些問題并進行了一些思考。
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)期夯實通識教育平臺,第3~6學(xué)期搭建專業(yè)教育平臺,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)平臺的基礎(chǔ)上,設(shè)置了電氣控制和電力系統(tǒng)2個專業(yè)方向模塊供學(xué)生選擇,加強工程應(yīng)用的針對性。
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。課程平臺包括最低修讀4分的通識教育平臺和最低修讀118學(xué)分的專業(yè)教育平臺。其中,專業(yè)教育平臺共有3個類別: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)。可見,專業(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方向:電氣控制方向和電力系統(tǒng)方向。每個方向設(shè)置課程15門課,總學(xué)分37.5學(xué)分。學(xué)生根據(jù)個人興趣選修至少26學(xué)分。其中每個方向的三門課選課率達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)存在的問題
專業(yè)任意性選修課在工作實踐中發(fā)現(xiàn)教學(xué)主要存在以下幾個問題: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級和2008級“發(fā)電廠變電站二次回路”選課達86人和88人,均超過學(xué)年總?cè)藬?shù)的80%,然而實際到課人數(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,混學(xué)分現(xiàn)象嚴重,與教學(xué)目標初衷相違背。
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,對專業(yè)任意性選修課的重視程度均不夠,明確與加強對專業(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應(yīng)強調(diào)專業(yè)任意性選修課的重要性。黑龍江大學(xué)機電工程學(xué)院(以下簡稱“我院”)實行學(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調(diào)不應(yīng)區(qū)別化對待。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間和精力,而考查課因考試輕松,通常以提交報告為主;授課安排在大三下和大四上學(xué)期,因此高年級學(xué)生對教師所教課程的難易程度、考核形式、口碑均有更詳細的了解,甚至在網(wǎng)上或?qū)W校論壇里出現(xiàn)了高年級學(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)置更具有時代性,隨著科技的發(fā)展,教學(xué)大綱的調(diào)整,新增加與時俱進的課程。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)驗欠缺,也是對專業(yè)任意性選修課的不利因素。因此學(xué)院應(yīng)積極動員經(jīng)驗豐富的教師參與專業(yè)任意性選修課的講授,加強對青年教師的培訓(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)聘高峰實時調(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,師生角色對調(diào),強化學(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)費允許的條件下,建立獎勵機制有利于激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,增加榮譽感和認同感。
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)計等形式代替學(xué)術(shù)論文實現(xiàn)教學(xué)課程考核。例如,“機電傳動控制”課程可以用Matlab完成電機的控制系統(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)興趣與實際動手和分析的能力,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,適時增加學(xué)生課堂參與度所占考試成績的比重。
4.巧用畢業(yè)設(shè)計與大四專業(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)計和考研群體。第一,專業(yè)任意性選修課對畢業(yè)設(shè)計有促進作用。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)報告、仿真設(shè)計、工程案例的形式完成考核,有助于對學(xué)生專業(yè)興趣的點撥。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)計的一部分。大四選修課的老師和學(xué)生,可通過專業(yè)任意性選修課互相挖掘畢業(yè)設(shè)計的題目,可見專業(yè)任意性選修課對畢業(yè)設(shè)計具有促進作用。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。畢業(yè)設(shè)計從每年的11月至次年5月。11月至1月,學(xué)生往往集中全力應(yīng)對考研考試,畢業(yè)設(shè)計放緩。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告內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計選題相對應(yīng),考研學(xué)生在相對不忙的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)時間,又不耽誤畢業(yè)設(shè)計。
四、結(jié)論
本文通過對黑龍江大學(xué)機電工程學(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,針對專業(yè)任意性選修課教學(xué)存在的問題,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)促進畢業(yè)設(shè)計。當(dāng)然,專業(yè)任意性選修課“打醬油”現(xiàn)象是個比較復(fù)雜的問題,需要社會和學(xué)校多方面的共同努力,各種模式還需在實踐中探索驗證。
中圖分類號G4文獻標識碼A 文章編號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特點,1)堅定地走為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù),與地方經(jīng)濟建設(shè)相結(jié)合的道路;2)堅定培養(yǎng)應(yīng)用性本科人才的基本定位。而實現(xiàn)這兩個目標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,對應(yīng)用性本科大學(xué)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建及實踐問題進行探討。
1實踐教學(xué)體系的概念及構(gòu)成
實踐教學(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)第一線高級應(yīng)用性人才的重要保障,是高等工程教育中各種實踐教學(xué)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)開展、高質(zhì)運行的統(tǒng)領(lǐng)和大綱。根據(jù)各實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的功能特點和實施要求,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)可以從橫向劃分為現(xiàn)場實習(xí)、實驗教學(xué)、課程設(shè)計、科研、軍訓(xùn)及社會調(diào)查、課外認證與競賽、綜合設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等幾大類;也可以按縱向劃分為基礎(chǔ)實踐教學(xué)、專業(yè)拓展實踐教學(xué)、綜合創(chuàng)新實踐教學(xué)等。
實踐教學(xué)是高等教育教學(xué)的重要組成部分,在人才培養(yǎng)過程中與理論教學(xué)相互配合、相互依托,是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神,提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑和手段。
建立實踐教學(xué)體系必須以科技進步和社會發(fā)展對人才的要求為背景,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)實驗、專業(yè)拓展、工程設(shè)計等專業(yè)素質(zhì)為目標,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)要求來進行系統(tǒng)的整體優(yōu)化設(shè)計,加強對學(xué)生綜合實驗?zāi)芰?、專業(yè)拓展能力、綜合創(chuàng)新能力及社會實踐能力的培養(yǎng)。
2構(gòu)建實踐教學(xué)體系的指導(dǎo)思想和基本原則
當(dāng)前,全球一體化進程的加劇使世界各國在政治、經(jīng)濟、文化、科技等各個領(lǐng)域都表現(xiàn)出明顯的融合特點。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。面對嶄新的網(wǎng)絡(luò)形式時代特征,高等教育所培養(yǎng)的人才必須在創(chuàng)新精神和實踐能力上有更高的要求。因此,改革高等教育中的實踐教學(xué),是當(dāng)前高等教育改革面臨的新課題。
摒棄實踐教學(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)中突出實踐的重要性,將實踐教學(xué)放在與理論教學(xué)同等重要的地位,形成獨立教學(xué)體系,并建立與之適應(yīng)的運行機制和模式,發(fā)揮實踐教學(xué)在學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中獨特作用,形成以技術(shù)應(yīng)用能力和工程實踐能力培養(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)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新的實踐教學(xué)理念。
2.1指導(dǎo)思想
以提高教育教學(xué)質(zhì)量為目標,以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力為核心,以強化學(xué)生創(chuàng)新能力為重點,以提高教師科研及工程實踐能力為基礎(chǔ),堅持理論與實踐并重,能力培養(yǎng)與素質(zhì)提高并行,課程實驗與工程訓(xùn)練、創(chuàng)新設(shè)計、科學(xué)研究有機結(jié)合的教學(xué)理念;創(chuàng)造以學(xué)生為本的人文環(huán)境,把知識傳授、能力提高、素質(zhì)培養(yǎng)貫穿于實踐教學(xué)始終;培養(yǎng)學(xué)科基礎(chǔ)厚、專業(yè)口徑寬、知識結(jié)構(gòu)優(yōu)、工程素質(zhì)強的應(yīng)用型、適應(yīng)型、創(chuàng)新型人才。建立一個適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展需要、符合本科教育規(guī)律的實踐教學(xué)體系。
2.2基本原則
1)目標性原則:實踐教學(xué)體系的構(gòu)建必須緊緊圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標和人才培養(yǎng)規(guī)格進行。
2)系統(tǒng)性原則:實踐教學(xué)體系的構(gòu)建必須遵循認識規(guī)律和教育規(guī)律,運用系統(tǒng)科學(xué)的方法,結(jié)合專業(yè)特點,按照組成實踐教學(xué)活動各環(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,并貫穿于整個教學(xué)過程。
3)整體性原則:實踐教學(xué)體系的構(gòu)建不僅要做到實踐教學(xué)活動各要素之間的協(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,注意實踐教學(xué)與理論教學(xué)的互相滲透,注重實踐教學(xué)與科研項目的相互滲透,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)范實踐教學(xué)的內(nèi)容、形式,制定出相應(yīng)的考核標準和要求。
3實踐教學(xué)體系構(gòu)建和基本內(nèi)容
3.1構(gòu)建實踐教學(xué)體系的基本步驟
實踐教學(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)用性高級技術(shù)人才。下面以信息工程系電氣工程及其自動化專業(yè)為例,對實踐教學(xué)體系的構(gòu)建,進行論述。
我院信息工程系現(xiàn)設(shè)有3個本科專業(yè),均為工科專業(yè),實踐教學(xué)是其培養(yǎng)合格專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié),從其實踐教學(xué)體系的共同特點來看,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)三個方面入手,下面以電氣工程及其自動化專業(yè)為例,討論實踐教學(xué)體系的具體內(nèi)容。
3.2實踐教學(xué)體系的基本內(nèi)容
電氣工程及其自動化專業(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。電氣工程及其自動化專業(yè)是信息工程系3個本科專業(yè)當(dāng)中設(shè)備最完善、實驗室最多、實驗?zāi)芰ψ顝姷膶I(yè),將該專業(yè)的實踐教學(xué)體系構(gòu)建好,對其他幾個專業(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實踐教學(xué)的改革與實踐
按照新構(gòu)建的實踐教學(xué)體系,我院對實踐教學(xué)進行了深化改革,促進了本科教學(xué)的進一步發(fā)展,取得了初步的實踐成果。
4.1實踐教學(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,按“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”的原則,對信息工程系各專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和實踐內(nèi)容進行改革、整合和優(yōu)化,確立了“三個層次”的教學(xué)模式,具體的實驗教學(xué)改革思路可總結(jié)為“一個中心、兩個結(jié)合、三個層次、四個模塊”。
“一個中心”是以人才培養(yǎng)為中心:根據(jù)新時期電氣信息技術(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,在實踐教學(xué)中全面推進學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,培養(yǎng)和造就“具有突出實踐能力和鮮明地方特色”的高素質(zhì)技術(shù)人才,著力開展實踐教學(xué)建設(shè)與改革。
“兩個結(jié)合”是實踐教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合、實踐教學(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)的知識要到實踐中去應(yīng)用和提高,從而鞏固所學(xué)的各種知識、技能和方法。將工程應(yīng)用中的實際問題進行分析、歸納和提煉,并及時融入到實踐教學(xué)之中,以更新實踐教學(xué)內(nèi)容,改進實踐教學(xué)方法和手段,使學(xué)生學(xué)以致用,增強適應(yīng)能力。
“三個層次”是指“基礎(chǔ)驗證、專業(yè)拓展和創(chuàng)新提高”的三層次實踐教學(xué)體系:
基礎(chǔ)驗證層:學(xué)生按照教材的要求,進行驗證性實驗。第一層次實驗課程的目標是使學(xué)生理論聯(lián)系實際,熟悉電氣與通信技術(shù)中常見的典型器件,熟悉信號產(chǎn)生、處理等各種電路,學(xué)會正確使用常用電子儀器,掌握電氣與通信技術(shù)的基本測量方法和技能。
專業(yè)拓展層:學(xué)生按照教材提出的設(shè)計要求,查閱資料,設(shè)計方案,完成實驗。第二層次實驗課程的目標是使學(xué)生系統(tǒng)地消化掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識,了解電氣及通信工程前沿技術(shù),增強學(xué)生利用實驗儀器進行系統(tǒng)性能分析測試的能力。
綜合創(chuàng)新層:學(xué)生需要獨立地解決一個個完整的實際問題。第三層次實驗課程的目標是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用電工電子技術(shù)知識,獨立進行工程開發(fā)和科學(xué)研究的能力。
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“四個模塊”是按不同的專業(yè)特點劃分為“電工基礎(chǔ)實驗?zāi)K、電子信息實驗?zāi)K、工業(yè)控制實驗?zāi)K和現(xiàn)代通信實驗?zāi)K”的模塊化教學(xué)內(nèi)容。
4.2實踐教學(xué)改革方案
實踐教學(xué)改革圍繞實踐教學(xué)內(nèi)容改革和實踐教學(xué)管理改革兩個主題進行。實踐教學(xué)內(nèi)容改革重點在于提高教育教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)高水平應(yīng)用性人才;實踐教學(xué)管理改革重點在于提高管理水平,提升辦學(xué)效率。
其主要工作分為以下幾個方面:
1)明確學(xué)院定位,將實踐教學(xué)改革與學(xué)生培養(yǎng)目標緊密結(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到為應(yīng)用性人才培養(yǎng)和為地方區(qū)域性經(jīng)濟服務(wù)的目標上。
2)改革實驗項目,構(gòu)建新型實驗教學(xué)模式。根據(jù)學(xué)生的不同年級、不同專業(yè)和不同層次,將實驗項目分為基本型實驗、拓展型(應(yīng)用型、綜合型、設(shè)計型)實驗、綜合創(chuàng)新型實驗三個層次。開設(shè)多類別實踐教學(xué),主要是教學(xué)實驗、教學(xué)實習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子競賽、科技活動、技能培訓(xùn)等實驗教學(xué)類別。利用業(yè)余時間,增設(shè)大量選作實驗,特別是對于那些具有創(chuàng)新意識的學(xué)生,鼓勵教師主動吸收他們進入自己的科研團隊,深入實驗室進行研究性實驗,突出學(xué)生個性能力的發(fā)展,推動實驗教學(xué)內(nèi)容與科研、工程、社會應(yīng)用實踐密切結(jié)合,形成良性互動,促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)實驗教學(xué)模式的形成。
3)引進先進的實驗技術(shù)和手段,改善實驗環(huán)境,加強實驗教學(xué)資源建設(shè)。開放式教學(xué)是實踐教學(xué)發(fā)展的必然趨勢,是學(xué)生主動學(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,全方位改革實驗技術(shù)與手段,轉(zhuǎn)變實驗觀念、改變實驗運行管理方法,形成以學(xué)生為中心、以實踐能力和創(chuàng)新能力為目標的教學(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)虛擬實驗、數(shù)字實驗系統(tǒng),自動控制原理、EDA等首批開發(fā)的虛擬實驗室已對學(xué)生網(wǎng)上開放。
4)積極支持和鼓勵學(xué)生課外科技活動,促進創(chuàng)新性實驗基地建設(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,其實踐教學(xué)具有很強的技術(shù)挑戰(zhàn)性和實用性,容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。創(chuàng)新性實驗基地開設(shè)的實驗項目以綜合性、設(shè)計性、研究性和創(chuàng)新性實驗為主,如大學(xué)生電子設(shè)計隊伍的培訓(xùn)和競賽、學(xué)生科技活動等。將創(chuàng)新性實驗基地作為創(chuàng)新性人才培養(yǎng)基地進行建設(shè),開展個性化教育,培養(yǎng)特色鮮明、實踐能力強的高素質(zhì)人才。
5)強化教師工程實踐能力培養(yǎng),打造雙師型教師隊伍。教師隊伍建設(shè)是實踐教學(xué)改革的重點內(nèi)容之一,構(gòu)建一支專業(yè)水平高、工程意識強的專職實驗教師、工程系列教師、任課教師三位一體的實踐教學(xué)教師隊伍是保證實踐教學(xué)改革與創(chuàng)新順利進行的關(guān)鍵所在。學(xué)院實行青年教師導(dǎo)師制,安排具有高級職稱和豐富教學(xué)及實驗經(jīng)驗的老教師、具有工程實踐經(jīng)驗的高級工程師擔(dān)任導(dǎo)師,對青年教師的教學(xué)、實驗及其他實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行全方位、長時間的跟蹤指導(dǎo)。學(xué)院注重培養(yǎng)青年教師的工程實踐能力,投入專項資金,支持每位青年教師每年完成一項具有實用功能的電子設(shè)計及制作,使實驗中心青年教師的實踐能力與動手能力有了顯著的提高,為培養(yǎng)應(yīng)用性人才奠定了堅實的基礎(chǔ)。學(xué)院選派骨干教師參加ASEA、中興認證、DSP、嵌入式系統(tǒng)等師資培訓(xùn),已有多位教師獲得認證指導(dǎo)教師資格,為開展學(xué)生考級、認證工作創(chuàng)造了有力條件。
6)提高實驗考核比重,推進實驗考核方法改革。在實驗考核方面,將實驗考核從理論考核中獨立出來,并將其提高到與理論考核同等重要的高度,即學(xué)生只有同時通過了理論和實驗兩個考核后,本課程方可及格。這種措施的實施,極大提高了學(xué)生對實驗課的重視程度,經(jīng)過教學(xué)實踐證明,收到了很好的教學(xué)效果。
7)引入工程背景,對本科生畢業(yè)設(shè)計進行深化改革。本科生畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生在校期間的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié),也是學(xué)生在校期間最為重要的實踐環(huán)節(jié),作為本課題的實踐部分,我們對唐山學(xué)院05級電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計進行了較大改革,主要內(nèi)容是:引入某實際星級賓館的智能樓宇工程項目,以工程項目的設(shè)計標準作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)要求,將整個工程項目分為11個子項目,采取項目負責(zé)人制,總共安排了14位指導(dǎo)教師和38名學(xué)生參與此項目的設(shè)計。目前該項目已經(jīng)進入尾聲,從目前情況來看,此項目的設(shè)計,大大提高了學(xué)生工程實踐能力,同時由于各子項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
通過對應(yīng)用性本科實踐教學(xué)體系的研究及其在電氣工程及其自動化專業(yè)的實踐,使學(xué)生的實踐能力、工程素質(zhì)、創(chuàng)新意識都有了較大提高,有效的促進了我院高等工程教育的教學(xué)改革。
基金項目:河北省教育科學(xué)研究“十一五”規(guī)劃課題“應(yīng)用性本科教育實踐教學(xué)體系的研究與實踐”成果之一,項目編號(06020350)。
參考文獻
作者簡介:孫堅(1978-),女,山西運城人,三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院,副教授;王強(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)
基金項目:本文系三峽大學(xué)教學(xué)研究項目(項目編號:J2011057和1143)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號: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,已越來越難以適應(yīng)人才市場化需求。而當(dāng)前大學(xué)生就業(yè)已成為社會關(guān)注的焦點,直接關(guān)系到家庭、社會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)。建立與實施大類培養(yǎng),優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),加強學(xué)科課程和教學(xué)教改建設(shè),緊跟技術(shù)進步,主動適應(yīng)人才市場需求是高校教學(xué)改革不斷深入的基本原則和方向?!坝嬎銠C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)生分析問題、解決問題和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵所在,使其學(xué)會并掌握使用基于典型控制器進行工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試和參數(shù)整定等一般方法和過程以促進畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量,增強社會適應(yīng)力。
一、“計算機控制技術(shù)”寬口徑平臺構(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,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,對專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)綜合類課程及實踐類課程進行整合,甚至重新設(shè)計制訂,著力構(gòu)建完善的“一綱、兩體、三化”教學(xué)平臺,實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)、課堂教育與課外自學(xué)的相互融合及補充。
“一綱”,即一門課程一份教學(xué)計劃大綱。它對理論課程教學(xué)目的、深度及知識體系、教學(xué)進度和教學(xué)法進行了統(tǒng)一規(guī)定。以2011教學(xué)大綱為例,熱能與動力工程、機械工程及其自動化、電氣工程及自動化、自動化、電子信息等專業(yè)都開設(shè)“計算機控制技術(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)容以自動化專業(yè)為標準,統(tǒng)一調(diào)整為32學(xué)時,并整合教師資源成立課程教研組,負責(zé)課程的建設(shè)與教學(xué)實施。
“兩體”,即實踐環(huán)節(jié)主體和理論教學(xué)主體。專業(yè)導(dǎo)師通常在“計算機控制技術(shù)”理論課程接近尾聲時,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,合理選擇后期實踐性教學(xué)內(nèi)容。
“三化”,即教學(xué)過程的全程化、全員化和個性化。全程化,指的是不論在理論教學(xué)環(huán)節(jié),還是在實踐教學(xué)環(huán)節(jié),每個工作日都安排老師進行答疑。全員化即“計算機控制技術(shù)”課程教研組成員人人參與,建立面向全體學(xué)生服務(wù)意識和健全答疑制度。個性化指導(dǎo),主要以提高學(xué)生專業(yè)技能和就業(yè)競爭力為目標,對每一專業(yè)、每一個實踐小組進行“綜合設(shè)計一對一,指導(dǎo)服務(wù)一對一”的培養(yǎng)模式。
二、“計算機控制技術(shù)”理論教學(xué)模式改革
1.教改原則
在以往的計算機控制教學(xué)實踐中,大多采用條塊分割,按章逐節(jié)進行講解。本次教改過程中,把計算機控制課程視為一個完整的系統(tǒng)(如圖1所示),通過引導(dǎo)學(xué)生用系統(tǒng)的觀念去認識和把握該門課程。[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。在實際教學(xué)中,以某一工程實例為背景,教學(xué)結(jié)合工程實例,遵循從上到下的原則,按照圖1每個模塊的層次依次展開。但由于在現(xiàn)實設(shè)計中,由于工控機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,對通信原理無需作為重點,學(xué)生學(xué)會如何組建“PC+Fieldbus、DCS、PC+PLC、PC+SLC”四種典型控制系統(tǒng)即可;同樣,在計算機接口電路方面,如輸入/出通道、通信接口等,教學(xué)內(nèi)容以標準主流板級產(chǎn)品為主,把主流產(chǎn)品的工作原理、技術(shù)參數(shù)及應(yīng)用方法進行重點介紹。
2.理論教學(xué)案例
講授完“系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模基礎(chǔ)”后,將以“電爐溫控系統(tǒng)”為工程實例。教師首先講解工作原理圖和系統(tǒng)的工作過程及重要相關(guān)概念,對整體系統(tǒng)進行說明后,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(計算機)、接口電路、檢測電路、調(diào)理電路和執(zhí)行機構(gòu)等,軟件部分可使用匯編語言或高級語言進行編程;帶學(xué)生到實驗室演示已設(shè)計好的系統(tǒng),同時明確指出每個功能模塊所對應(yīng)的教學(xué)知識點,將理論知識與實物對應(yīng)起來,化抽象為具體,把課本上枯燥的文字敘述轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的物理系統(tǒng)。這樣,就很容易調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的欲望和動手實踐的激情。不過,值得注意的是,在課程講授初時,不宜過多使用專業(yè)術(shù)語,盡可能采用通俗易懂的教學(xué)語言。
學(xué)生建立起計算機控制技術(shù)的“系統(tǒng)”概念后,教師在“教”的過程中有意識地“以面談點,逐個突破”,即:從“電爐溫控系統(tǒng)”再次回歸到圖1對應(yīng)的“理論模塊”。在講解每一功能模塊時,都結(jié)合“系統(tǒng)”展開,明確概念,強調(diào)重點和說清難點。在學(xué)生掌握了基于PID控制算法后,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容改變被控對象和數(shù)量,引申出其它知識點進行講解。如此這般,通過“系統(tǒng)-理論教學(xué)模塊-系統(tǒng)”螺旋式循環(huán)過程,不僅有助于學(xué)生對“計算機控制技術(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出發(fā)到方案構(gòu)想、系統(tǒng)設(shè)計的全過程,無形中加強了分析問題、解決問題能力的鍛煉。
三、“計算機控制技術(shù)”實驗體系
1.實驗體系構(gòu)建思想
在大專業(yè)教改原則下的“計算機控制技術(shù)”實踐教學(xué)中,構(gòu)建一個對立統(tǒng)一的實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)特點的內(nèi)在需求。教學(xué)團隊在實際操作中,把握“一個基本點,兩條途徑,三種層次”的從下到上教學(xué)思想。[2]即一個基本點是指以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力為中心;學(xué)生從物理實驗和仿真實驗兩條途徑獲取互補學(xué)習(xí)的方法;三種層次是指實驗教學(xué)體系包含有驗證性實驗、設(shè)計性實驗和特色性綜合設(shè)計實驗三個層次的遞進。
2.實驗教學(xué)案例
第一層次驗證性實驗主要針對學(xué)生所學(xué)的“計算機控制技術(shù)”相關(guān)知識進行,這部分實驗內(nèi)容又分為限選項目和自選項目。限選項目主要有“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,主要定位為通識教育。學(xué)生可通過物理性和仿真性實驗,達到幫助理解課堂所學(xué)知識,對課程重點加深認識和把握。而對于復(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目,這部分內(nèi)容主要由學(xué)生自主在開放實驗室仿真平臺上完成。
第二層次設(shè)計性實驗主要有“交流電動機速度控制”、“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,培養(yǎng)學(xué)生運用學(xué)過的知識和方法,發(fā)揮自己的思考和想象,自行編制控制算法程序來實現(xiàn)性能指標。如某學(xué)生選擇精確型“交流電動機速度控制”,在進行輔導(dǎo)時,指出交流電動機是一非線性、多變量、強耦合的控制對象,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)計一種具有自學(xué)習(xí)功能的控制器,[3]更為詳細內(nèi)容可通過查找相關(guān)文獻途徑獲取。
特色性綜合設(shè)計實驗為第三層次,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}形式進行。經(jīng)過學(xué)生報名和教師篩選,讓一部分有能力、有潛力的本科同學(xué)進入實驗室學(xué)習(xí)和研究。在這一過程中,教給他們科學(xué)的工作方法,使他們學(xué)會利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等資源查閱資料,提出解決方案并進行論證。[4]每個特色性綜合設(shè)計實驗題目均以工程實際需求為背景,如:綜合設(shè)計性題目“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)生對方案的總體設(shè)想和技術(shù)路線進行引導(dǎo);在系統(tǒng)裝置控制策略的把握上,提醒同學(xué)使用輸出電壓瞬時值反饋可提高輸出的穩(wěn)態(tài)精度滿足性能指標要求,但這可能帶來系統(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到改善系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。[5]這種啟發(fā)式、互動式的教學(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,達到高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目的。
四、結(jié)束語
本文從寬口徑“計算機控制技術(shù)”人才培養(yǎng)需求出發(fā),對理論和實踐教學(xué)進行改革。從系統(tǒng)層面上有效認識和把握各模塊間的內(nèi)在聯(lián)系,實現(xiàn)了認識層面從孤立到統(tǒng)一的轉(zhuǎn)變,有助于學(xué)生的融會貫通。實踐教學(xué)體系的構(gòu)建和實驗內(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)的對立性。而通過特色性綜合設(shè)計實驗,將對立與統(tǒng)一進行了很好的融合。
參考文獻:
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廣東省揭陽市高級技工學(xué)校在市人力資源和社會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)屬下的計算機學(xué)院與管理學(xué)院設(shè)立工程碩士研究生揭陽教學(xué)點,與該大學(xué)共同培養(yǎng)高端人才。設(shè)置專業(yè)分別為計算機技術(shù)和軟件工程、工商管理碩士(MBA)、項目管理、物流工程管理。學(xué)員完成報名,經(jīng)參加全國研究生統(tǒng)一考試錄取后,由廣東工業(yè)大學(xué)負責(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)時由廣東工業(yè)大學(xué)頒發(fā)國務(wù)院學(xué)位委員會統(tǒng)一印制的學(xué)位證書。
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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、人社部人才庫入選者朱,“中國烹飪大師”、第五屆全國烹飪技術(shù)比賽金牌獲得者趙春波兩位老師應(yīng)邀赴北京擔(dān)綱由國家人力資源和社會保障部主辦的高技能人才師資培訓(xùn)示范項目——烹飪專業(yè)一體化課程師資培訓(xùn)任務(wù),為全國技工院校培訓(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家級大師名師23人,多次在國際、國家級技能大賽中奪得金獎,2011年10月,被國家人社部確定為烹飪專業(yè)一體化教學(xué)課程改革試驗的牽頭單位。
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近日,云南省副省長高峰主持由省發(fā)改委、財政廳、教育廳、國土廳、省人力資源和社會保障廳、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)處室負責(zé)人參加的會議,專題研究云南技師學(xué)院發(fā)展。高峰副省長指出,技師學(xué)院對高技能人才培養(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)專項經(jīng)費中給予云南技師學(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)院專項資金支持;建議云南省人力資源和社會保障廳加強與昆明市政府的溝通,爭取學(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);對云南技師學(xué)院的發(fā)展和建設(shè),省委省政府歷來高度重視,大力支持,各委辦廳局、各級政府對云南技師學(xué)院今后的發(fā)展和建設(shè)應(yīng)繼續(xù)給予大力支持。
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為進一步提高課堂教學(xué)質(zhì)量,加強對青年教師的培養(yǎng),鼓勵教師提高課堂教學(xué)水平和授課技能,也為了讓一些優(yōu)秀教師展示風(fēng)采,唐山勞動技師學(xué)院開展了優(yōu)秀教師公開示范課活動。在學(xué)院教務(wù)處及各系的積極組織下,參加觀摩活動的教師達468人次。此次講授公開課的有化工醫(yī)藥系、材料成型系、機床加工系、機械工程系、綜合技術(shù)系、電氣工程系的六名教師。講課結(jié)束后,教師進行10分鐘的說課,教務(wù)處長、副處長、各系六位教學(xué)主任對示范課一一進行點評。本次活動,達到了預(yù)期效果,對聽課教師起到了較好的示范與引領(lǐng)作用。
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在全國教育科研先進個人評選中,經(jīng)教育部中國教師發(fā)展基金會組織專家委員會審核,中山市技師學(xué)院郭敏雄院長被評為全國科研杰出校長。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,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)秀論文評獎中,該院有27篇論文獲獎。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保障廳以及省職業(yè)技術(shù)教研室領(lǐng)導(dǎo)的高度贊揚。
廈門技師學(xué)院
車輛工程系學(xué)生在海西車展實踐
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海西國際汽車博覽會相關(guān)實踐,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。參加此次活動的55名同學(xué)經(jīng)過了專業(yè)知識和各方面素質(zhì)考核及面試,從眾多競聘的學(xué)生中脫穎而出。在此次海西國際車展中,學(xué)院車輛系學(xué)生參與了謳歌、進口三菱、標致等一系列品牌汽車的宣傳、現(xiàn)場促銷等工作。他們自信、微笑地迎接每一位顧客,展示了一個汽車人的精神風(fēng)貌和專業(yè)技能,贏得客戶、用人企業(yè)的一致好評。這次活動充分檢驗了學(xué)院教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的成效,為教學(xué)提供了一個實習(xí)平臺和檢驗工具。
【中圖分類號】G424.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)7-0064-03
一、“卓越計劃”與卓越人才培養(yǎng)
高等工程教育是高等教育的重要部分,為國家培養(yǎng)各類工程技術(shù)人才。隨著社會的不斷發(fā)展,經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,走中國特色新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家等一系列戰(zhàn)略部署對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)計劃”(簡稱“卓越計劃”)啟動會。“卓越計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》的重大計劃,旨在培養(yǎng)和造就創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型的工程技術(shù)人才,通過工程教育改革和創(chuàng)新提高工程人才培養(yǎng)質(zhì)量,促進我國從工程教育大國走向工程教育強國。
“卓越計劃”啟動后,全國高校紛紛響應(yīng),目前已有三百多所高校分批次加入到“卓越計劃”中。許多高校根據(jù)自身定位與特色,以實施“卓越計劃”為契機,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、國際型”卓越工程人才的培養(yǎng)體系。同濟大學(xué)開展了“卓越生源行動計劃”、“卓越課程行動計劃”和“卓越實踐行動計劃”等卓越系列計劃。天津科技大學(xué)是教育部第二批“卓越計劃”高校,包裝工程、食品科學(xué)與工程、生物工程三個專業(yè)為卓越計劃實施專業(yè)。2010年,學(xué)校提出實施“行業(yè)卓越人才培養(yǎng)計劃”,遵循“行業(yè)指導(dǎo)、校企合作、分類實施、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)計劃”分為三個層次,第一層次便是組建“行業(yè)卓越人才實驗班”。
二、卓越人才實驗班
在教育部“卓越計劃”和天津科技大學(xué)“行業(yè)卓越人才培養(yǎng)計劃”背景下,我校于2011年9月實施了《天津科技大學(xué)行業(yè)卓越人才實驗班計劃》,組建了“機械電子工程實驗班”、“材料科學(xué)與化學(xué)工程實驗班”、“食品與生物工程實驗班”、“工商管理實驗班”四個卓越人才實驗班。
學(xué)校成立“卓越人才培養(yǎng)管理中心”專門負責(zé)實驗班學(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,實行校院兩級管理。實驗班實行導(dǎo)師制,各相關(guān)學(xué)院制定導(dǎo)師制方案,導(dǎo)師主要負責(zé)學(xué)生專業(yè)選擇、學(xué)習(xí)進程規(guī)劃,并對學(xué)生研究內(nèi)容和方法等進行指導(dǎo)。
實驗班采取2+2的培養(yǎng)模式,學(xué)生在一、二年級不分專業(yè),按照大類培養(yǎng),進入三年級由學(xué)生自主確定專業(yè)。學(xué)生選撥由最初的新生報道后申請報名、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。為激勵學(xué)生,保障人才培養(yǎng)質(zhì)量,實驗班實行滾動機制,根據(jù)平均學(xué)分績點對學(xué)生進行預(yù)警、分流與增補。
為加強建設(shè)卓越人才實驗班,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,進行了多方面的教學(xué)改革,實行資源優(yōu)化配置,為卓越人才實驗班提供優(yōu)越條件,通過因材施教地制定培養(yǎng)方案、組建優(yōu)秀的基礎(chǔ)教學(xué)團隊和專業(yè)導(dǎo)師團隊、建設(shè)專業(yè)核心課與雙語課等方式提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
三、卓越人才實驗班的教學(xué)改革實踐
(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)從而達到培養(yǎng)目標。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)、強實踐”的要求,確定“卓越”的培養(yǎng)目標和要求,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,也是卓越人才實驗班追求卓越的基礎(chǔ)。下面就以天津科技大學(xué)2013級機械電子工程卓越人才實驗班培養(yǎng)方案為例進行分析。
機械電子工程卓越人才實驗班依托機械工程學(xué)院和電子信息與自動化學(xué)院按照大類招生,學(xué)生在大一、大二年級主要學(xué)習(xí)校通識課程和學(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“機械電子工程”方向和“自動化”方向,分別在機械工程學(xué)院和電子信息與自動化學(xué)院學(xué)習(xí)專業(yè)領(lǐng)域課程。機械電子工程卓越人才實驗班的培養(yǎng)方案由機械工程學(xué)院和電子信息與自動化學(xué)院聯(lián)合制定,培養(yǎng)方案不是機械電子工程專業(yè)與自動化專業(yè)培養(yǎng)方案的簡單疊加,而是根據(jù)對卓越人才的要求,因材施教地制定培養(yǎng)目標、培養(yǎng)要求和課程體系。
1.培養(yǎng)目標
實驗班以培養(yǎng)卓越人才為目標,其培養(yǎng)方案對學(xué)生需要掌握的知識技能以及需要具備的能力都做出了詳細的說明。通過表一的對比可以發(fā)現(xiàn),非實驗班學(xué)生的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才,而實驗班無論是在知識學(xué)習(xí)的范圍上還是在能力培養(yǎng)的廣度和深度上,其目標都區(qū)別于非實驗班的學(xué)生,更強調(diào)扎實的基礎(chǔ),創(chuàng)新能力、工程實踐能力的培養(yǎng)以及人文素養(yǎng)的提升。
2.培養(yǎng)要求
為了實現(xiàn)培養(yǎng)目標,實驗班的培養(yǎng)方案對學(xué)生提出了明確具體的要求。要求學(xué)生在畢業(yè)時能獲得9個方面的知識能力:①具有較扎實的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)基礎(chǔ)和機械工程、電氣工程等科學(xué)知識的應(yīng)用能力,以及獨立試驗并進行數(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,具有設(shè)計機電系統(tǒng)、部件的能力。③具有對機械及電氣工程問題進行系統(tǒng)表達、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具有較強的動手能力、創(chuàng)新能力和獨立工作的能力。⑥較好地掌握生產(chǎn)過程控制、自動化儀表、信息處理及計算機控制技術(shù)等方面的專業(yè)知識,了解運動控制等方面的專業(yè)知識及學(xué)科前沿和發(fā)展趨勢。⑦獲得較好的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計及系統(tǒng)開發(fā)方面的工程實踐訓(xùn)練。⑧具備一定的科研和組織管理能力,具有較強的工作適應(yīng)能力。⑨知識面寬廣,具有終身教育的意識和繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力。
3.課程體系
根據(jù)卓越人才的培養(yǎng)目標和要求,實驗班的課程體系強調(diào)厚基礎(chǔ)、強實踐。 ①基礎(chǔ)課程圍繞機械電子工程和自動化兩個方向開設(shè),無論必修課還是選修課都旨在夯實學(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驗班學(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《機械導(dǎo)論》是實驗班兩個方向?qū)W生的必修課,這在2013級機械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中是沒有的。②實驗班培養(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)》是實驗班培養(yǎng)方案中的一門選修課,在夯實學(xué)生基礎(chǔ)知識的同時,還注重對學(xué)生健康人格的塑造。③理論環(huán)節(jié)與實踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合,每學(xué)期都有實踐環(huán)節(jié),各種實習(xí)、實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計與理論課相得益彰,大大加強了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。
(二)組建優(yōu)秀的教學(xué)團隊
1.基礎(chǔ)教學(xué)團隊
優(yōu)秀的師資是培養(yǎng)卓越人才的重要條件。為了實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置,學(xué)校為卓越人才實驗班優(yōu)先選派有豐富教學(xué)經(jīng)驗的教學(xué)名師授課,并組建了《高等數(shù)學(xué)》 和《大學(xué)英語》兩門課的教學(xué)團隊,以團隊建設(shè)促進教學(xué)質(zhì)量的提高。教學(xué)團隊進行教學(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。
兩個教學(xué)團隊為實驗班專門開設(shè)了《數(shù)學(xué)分析》、《數(shù)學(xué)建模與實驗》和《英語口語》等通識選修課,并引導(dǎo)實驗班學(xué)生優(yōu)先選擇專設(shè)的這些課程。在日常授課時,教學(xué)團隊的老師們不僅注重知識的傳授,還十分注重能力的培養(yǎng),實驗班學(xué)生在優(yōu)秀教學(xué)團隊的帶領(lǐng)下,還積極參加全國或天津市的數(shù)學(xué)、英語競賽并取得了較好的成績。
2.專業(yè)導(dǎo)師團隊
為了加強實驗班學(xué)生專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學(xué)校在基礎(chǔ)教學(xué)團隊的基礎(chǔ)上要求各相關(guān)學(xué)院組建導(dǎo)師團隊。導(dǎo)師團隊由1名負責(zé)人和6-8名成員組成,幫助學(xué)生進行學(xué)業(yè)規(guī)劃、指導(dǎo)學(xué)生參與科研實踐,引導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新性活動,開拓學(xué)生視野。其主要職責(zé)有:指導(dǎo)專業(yè)核心課任課教師進行教學(xué)內(nèi)容的改革與優(yōu)化;指導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)業(yè)規(guī)劃和職業(yè)規(guī)劃;幫助學(xué)生提早進入實驗室參與科研實踐,指導(dǎo)學(xué)生撰寫科技論文、申報各類創(chuàng)新性的科研項目,鼓勵學(xué)生參與各類學(xué)科競賽,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力;對有研究潛質(zhì)并準備攻讀研究生的學(xué)生進行指導(dǎo),幫助學(xué)生提早開展科學(xué)研究活動。
(三)專業(yè)核心課與雙語課建設(shè)
為推動實驗班課程教學(xué)改革,學(xué)校在《天津科技大學(xué)關(guān)于加強行業(yè)卓越人才實驗班工作的若干措施》中提出了建設(shè)專業(yè)核心課與雙語課。各相關(guān)學(xué)院已經(jīng)開始有計劃、有重點、逐步地展開對專業(yè)核心課和雙語課的建設(shè)。
目前已有理論力學(xué)、機械設(shè)計、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、自動機械設(shè)計、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)(一)、自動控制原理、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)核心課程又是雙語課程。
核心課是整個課程體系中的精髓與重點,核心課程建設(shè)的重要性不言而喻。各相關(guān)學(xué)院發(fā)動優(yōu)秀教師對核心課程進行教學(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,改進教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量。
在雙語課建設(shè)方面,鼓勵教師選用國外高質(zhì)量原版教材開展教學(xué)。這對實驗班學(xué)生外語水平提出了較高的要求,也在潛移默化地推動實驗班學(xué)生努力學(xué)習(xí)外語。利于讓學(xué)生養(yǎng)成翻閱外文文獻資料的習(xí)慣,及時掌握學(xué)術(shù)前沿動態(tài),也為以后深入地學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
結(jié)語
卓越人才實驗班的教學(xué)改革涉及方方面面,本文僅結(jié)合天津科技大學(xué)的實際情況對目前主要實施的改革實踐進行了梳理,如何進一步加強卓越人才實驗班學(xué)生的工程實踐能力與創(chuàng)新能力、提升學(xué)生的科研能力等諸多方面還有待研究??傊鶕?jù)學(xué)校的定位與專業(yè)的特色,不斷推進教學(xué)改革探索,逐步地完善政策制度,將有利于卓越人才實驗班的建設(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)計資料表明,近幾年來世界光伏并網(wǎng)發(fā)電市場發(fā)展迅速,光伏并網(wǎng)發(fā)電的裝機容量從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)電的市場比例已達到80%。而在中國,光伏發(fā)電也將在未來的電力供應(yīng)中扮演重要的角色,其累計裝機容量預(yù)計至201 0年將達600MWp,2020年將達到30GWp,2050年將達到100GWp。根據(jù)電力科學(xué)院預(yù)測,到2050年,中國可再生能源發(fā)電將占到全國總電力裝機的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。
早在上世紀80年代,合肥工業(yè)大學(xué)已經(jīng)開展起太陽能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究,張興就是在那個時候走入合肥工業(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。他對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究,源于1 997年新疆新能源研究所原所長王國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,張興對歐美日等發(fā)達國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,我國的光伏發(fā)電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)還是針對技術(shù)相對落后的光伏離網(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)過一年多的努力,他終于成功研制了500W光伏并網(wǎng)樣機。在1 998年的全國光伏年會上,該樣機一經(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)項目。當(dāng)時,逆變電源專家曹仁賢創(chuàng)辦的合肥陽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目充分的肯定和支持。在共同的努力下,該項目組于2000年成功開發(fā)出3kW工程化樣機,并在新疆鄯善縣成功地進行了應(yīng)用測試,取得了預(yù)期性能。隨之,在經(jīng)過一年多的試運行之后,2001年,該項目順利通過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。
而正是這個項目的成功,拉開了張興教授與合肥陽光電源有限公司產(chǎn)學(xué)研合作的帷幕。此后,國家“十五”科技攻關(guān)項目“并網(wǎng)光伏發(fā)電用系列逆變器的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”、科技部新能源行動計劃項目等諸多科技攻關(guān)項目在他們的攜手并進下,得以產(chǎn)業(yè)化實踐,同時建造了多個并網(wǎng)光伏示范電站,其中,科技部新能源行動計劃項目“60kW光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用與研究”項目獲得新疆維吾爾自治區(qū)科技進步二等獎。
與“陽光”同行
“陽光”,一個聽起來倍感明媚的詞語。而在電源領(lǐng)域,這一個詞語則讓人聯(lián)想起我國知名的新能源發(fā)電電源專業(yè)制造商――合肥陽光電源有限公司(以下簡稱“陽光電源”)。
自1 997年成立以來,陽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)能負載、電力系統(tǒng)電源等系列產(chǎn)品,曾成功參與北京奧運鳥巢、上海世博會、三峽工程,全球環(huán)境基金可再生能源項目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏電站,英國和法國小型風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電項目、青藏鐵路等重大工程,獲得了國內(nèi)外業(yè)界的一致好評。多年來,陽光電源先后獲得“安徽省優(yōu)秀民營科技企業(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)新團隊”、國家發(fā)改委REDP項目“技術(shù)進步優(yōu)秀項目獎”,“太陽能光伏產(chǎn)品金太陽認證”等榮譽,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)過二十余年的努力,合肥工業(yè)大學(xué)在太陽能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等可再生能源發(fā)電技術(shù)方面也取得了長足的進展,如今,不僅擁有電力電子與電力傳動國家級重點學(xué)科、教育部光伏工程研究中心,還進入了國家培育優(yōu)勢重點學(xué)科的“111計劃”,成為“可再生能源并網(wǎng)發(fā)電國家級創(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,近年來更是成果選出。
“上海電力局奉賢10kW光伏屋頂示范工程項目”屬于上海電力局新能源發(fā)展計劃項目,工程于2003年3月建成并投入運行,2004年7月通過專家鑒定,是上海首個全部采用國產(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10kW三相并網(wǎng)逆變器即由張興課題組與陽光電源聯(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”項目是國家科技部“十五”科技攻關(guān)項目,該項目于2005年2月通過科技部的專家鑒定。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,推進了我國并網(wǎng)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如今,該項目系列產(chǎn)品已在陽光電源實現(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,在國家科技部新能源行動計劃項目“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60kW并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)及控制設(shè)計任務(wù),而陽光電源則對逆變系統(tǒng)的制造,現(xiàn)場安裝與調(diào)試工作進行了全權(quán)負責(zé)。2004年12月,該工程完滿建成并投入運行,2006年3月,通過科技部驗收及專家鑒定。經(jīng)鑒定,該項目采用可調(diào)度型并網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu),并具有并網(wǎng)發(fā)電、蓄電池充放電和獨立逆變?nèi)剡\行功能,省略了常規(guī)的充電控制器,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),大大提高了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的性價比,是當(dāng)時新疆地區(qū)最大且功能最為先進的光伏并網(wǎng)示范工程,其成果被授予新疆維吾爾自治區(qū)科技進步二等獎。
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)項目“合肥陽光電源30kW光伏屋頂示范工程項目”以及
科技部科技攻關(guān)推廣項目“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)、與陽光電源十年的產(chǎn)學(xué)研合作,點點滴滴的付出,張興教授用自己的智慧和汗水寫出了一個不一般的科研生涯。
在風(fēng)力發(fā)電研究方面,其MW級變流器作為核心技術(shù)一直被外國壟斷,其國產(chǎn)化的路途極其艱辛和富有挑戰(zhàn)性,2004年,張興教授與陽光電源再度聯(lián)手進行科技攻關(guān),他們首先完成了安徽省“十五”科技攻關(guān)項目“風(fēng)力發(fā)電用交直交并網(wǎng)變流器”,并獲得安徽省2006年度科技進步二等獎。接著,作為課題負責(zé)人之一,張興教授與陽光電源聯(lián)合申報并獲得了“十一五”國家科技支撐計劃“大功率風(fēng)電機組研制與示范”的兩個重大項目的資助――“1 5MW以上直驅(qū)式風(fēng)電機組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”與“1,5MW以上雙饋式風(fēng)電機組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”。經(jīng)過大家不懈的努力,目前,MW級雙饋型與直驅(qū)型風(fēng)機變流器基本實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,部分機型已經(jīng)批量向整機廠商供貨。
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,對安徽省自然基金項目“電網(wǎng)異常條件下風(fēng)場柔性直流輸電網(wǎng)側(cè)變流器控制策略研究”進行了攻關(guān)研究。與此同時,在合肥工業(yè)大學(xué)本科評建項目的支持下,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。
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研究成果,并在其博士學(xué)位論文基礎(chǔ)上,由“電氣自動化新技術(shù)叢書”編委會資助并由機械工業(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。
在積極進行科研攻關(guān)的同時,張興教授還將大量精力投入到特色實驗室建設(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驗室”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)動平臺”、“永磁同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動平臺”,以及分布式發(fā)電系統(tǒng)中的“風(fēng)力發(fā)電模擬平臺”,“柔性直流輸電變流及控制系統(tǒng)研究平臺”等。而他與陽光電源合作,還為該公司建成了“2MW雙饋型風(fēng)力發(fā)電變流器試驗平臺”、“2MW同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流器試驗平臺”。這些實驗研究平臺基本上涵蓋了張興教授及其團隊近年來的大部分成果,在這些成果的基礎(chǔ)上,經(jīng)過深入地自主研制,這些平臺已經(jīng)開始發(fā)揮各自的功用,不僅大大促進了合肥工業(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,使其成為全國高校風(fēng)力發(fā)電變流器研究條件一流的單位,也為國家支撐項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,藥品作為特殊的商品,其生產(chǎn)的非直接成本,如物流成本、庫存成本、時間成本等占總成本的90%左右,所以解決非直接成本問題至關(guān)重要。如:(1)對于藥品生產(chǎn)企業(yè)如何實施有效的庫存,有效地運用資金,降低庫存儲備,減少儲備管理費用,以最小的庫存量促進生產(chǎn)經(jīng)營活動,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,又實現(xiàn)不同物料在不同車間生產(chǎn)時總移動搬運距離為最小,即經(jīng)濟又合理;(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、高費用率、低贏利率”問題。僅具有廣泛而堅實的制藥工程基礎(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、實施、運行)工程教育模式,以創(chuàng)新設(shè)計為導(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)運而生。
1工業(yè)工程簡介
工業(yè)工程(IndustrialEngineering,簡稱IE),是從科學(xué)管理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它強調(diào)綜合地提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量,使生產(chǎn)系統(tǒng)能夠處于最佳運行狀態(tài)而獲得最高的整體效益。誕生于20世紀初的IE內(nèi)容逐漸擴充,應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛,擴展到金融、醫(yī)院、旅游等服務(wù)業(yè)和政府部門。美國工業(yè)工程學(xué)會(AIIE)對工業(yè)工程的定義:工業(yè)工程(IndustrialEngineering)是對有關(guān)人員、物料、設(shè)備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)進行設(shè)計、改善和設(shè)置的一門學(xué)科。它綜合運用數(shù)學(xué)、物理和社會科學(xué)方面的專門知識與技術(shù),并且使用工程分析的原理和方法,對上述系統(tǒng)可能取得的成果予以確定、預(yù)測和評價。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[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、計劃控制、資源分配、物料及倉儲管理等)角度進行管理。美國最早設(shè)立工業(yè)工程課程是1908年。我國工業(yè)工程學(xué)科發(fā)展始于20世紀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),在我國也有些非工業(yè)工程專業(yè)開設(shè)工業(yè)工程課程,如機械工程、電氣工程。中國礦業(yè)大學(xué)把“現(xiàn)代工業(yè)工程”設(shè)為全校通識課[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級制藥工程學(xué)院全體學(xué)生開設(shè)《工業(yè)工程概論》,時間為大一上學(xué)期。學(xué)院成立了工業(yè)工程組并自編講義,這門課共18個學(xué)時,其中4個學(xué)時由企業(yè)主講。秉著知識性、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,從這個窗口看到更廣闊的場景,激發(fā)學(xué)生興趣,自主學(xué)習(xí),能夠自覺將知識運用于生活、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)容不斷充實和深化。根據(jù)美國國家標準ANSI-Z94(1982年修訂),從學(xué)科角度可把工業(yè)工程知識領(lǐng)域分為17個分支。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)時的情況下合理的選擇教學(xué)內(nèi)容并關(guān)聯(lián)起來至關(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)工程三個方面的內(nèi)容,既包括IE基本工具如5個程序符號、程序分析技巧5W1H、4項分析原則ECRS、動作經(jīng)濟原則等,理論基礎(chǔ)如運籌學(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)計劃與控制,知識涉及廣泛。
2.2改革教學(xué)模式,增強學(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,通過案例、游戲、故事的引入,活躍課堂氣氛,提高學(xué)生興趣,增強師生互動,有效的促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)。根據(jù)注意力10分鐘法則,依據(jù)知識點設(shè)置了相關(guān)互動環(huán)節(jié),如經(jīng)典游戲、案例討論、簡短故事等。如“紙飛機游戲”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“成績博弈”游戲使學(xué)生通過體驗來初步認識博弈論;課件中插入的視頻“IE宣傳片”使學(xué)生對IE的應(yīng)用價值和應(yīng)用范圍深入人心;動作研究之父原版視頻讓學(xué)生認識到IE基礎(chǔ)研究的偉大歷史。自制動畫形象生動的演示過程,如潮汐車道、塞規(guī)檢驗。緒論中的潮汐車道問題:“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,通過動畫演示在不改變原有車道數(shù)量的情況下實行潮汐車道,解決(堵車)問題的同時節(jié)約了大量人力、物力、財力,提高效率和質(zhì)量。這個過程中形象的動畫和基于基本工程程序的思考引導(dǎo),使學(xué)生對“工業(yè)工程(IE)致力追求并努力實現(xiàn)的目標”留下深刻印象。“塞規(guī)檢驗”使學(xué)生深刻體會工業(yè)工程的精髓“Thereisalwaysabetterway”。推薦的小說《IE實踐家》讓學(xué)生明白IE在實踐的運用既簡單又充滿智慧。以上互動教學(xué)的設(shè)計都使學(xué)生對有關(guān)知識有了更加深刻的理解和認識?;又信囵B(yǎng)學(xué)生成本與效率意識、問題和改革意識等IE意識,并且學(xué)生以小組的方式參與互動、完成作業(yè),即從大一開始培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作精神,提高學(xué)生人際團隊能力,有助于學(xué)生畢業(yè)時的能力達到CDIO培養(yǎng)大綱要求的預(yù)定目標。
2.3強化實踐教學(xué),提高教學(xué)效果
工業(yè)工程是一門應(yīng)用性、實踐性很強的課程,需要教師介紹知識的同時展示知識是如何解決實際問題的。課程內(nèi)容設(shè)計由淺入深,通過介紹生活、生產(chǎn)案例或引發(fā)學(xué)生結(jié)合實際生活查找、思考所學(xué)知識的應(yīng)用。如通過流程分析應(yīng)用5W1H及ECRS原則分析并設(shè)計改善學(xué)校食堂,或?qū)π滦^(qū)建設(shè)局部設(shè)計提出建設(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,鼓勵學(xué)生將改善過程拍攝并制作成視頻與大家分享。為了提高IE實踐性,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踐工作經(jīng)驗的高級技術(shù)和管理工作人員主講。同時,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)計大賽等結(jié)合并貫穿大學(xué)各個實踐環(huán)節(jié),如金工實習(xí)、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)。與工程實訓(xùn)中心的老師合作,使學(xué)生在實踐中觀察、體會、應(yīng)用工業(yè)工程的知識解決實際問題,通過組織工業(yè)工程校園社團活動使工業(yè)工程實踐走出校門。
2.4細化考核方式,增強學(xué)生主動性
為了提高學(xué)生參與互動的主動性,第一堂課時將班級學(xué)生隨機分為5人一組,平時積極參與活動的同學(xué)所在組每次都得到加分,參與者額外得到一部分加分,并及時公布各組同學(xué)加分情況,形成競爭機制?!豆I(yè)工程概論》考察方式為論文和平時表現(xiàn)相結(jié)合,提高平時表現(xiàn)百分比(占50%),平時表現(xiàn)主要體現(xiàn)為平時得分,小組和個人相結(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,需要綜合運用自然科學(xué)和社會科學(xué),且應(yīng)用性和實踐性很強,對教師有很高的要求。充分利用高校和社會資源,通過專門IE培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)課程、與企業(yè)交流、進企業(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,在堅實的工程學(xué)科背景基礎(chǔ)上增加一些生產(chǎn)管理知識,使學(xué)生對系統(tǒng)問題具有更高、更抽象的見解,并且可以對系統(tǒng)問題進行規(guī)劃、設(shè)計、改善、創(chuàng)新,從而更具有技術(shù)性和競爭力。對培養(yǎng)多層次、精技術(shù)、會管理、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!
參考文獻
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