时间:2023-07-20 16:16:49
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇电气工程学科的内涵,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
一、电气工程技术的发展史
电气工程(Electrical Engineering)是现代科技领域核心学科之一,传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。
1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展
大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识,天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察,然而,人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国,1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器,1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等,这是人类对电的早期实验,之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。
任何科学发明与发现都是许许多多的科学家不懈努力的成果,德国物理学家欧姆、高斯、赫兹,美国物理学家亨利,俄国物理学家楞次等等都为电磁理论的形成作出过贡献。
电磁理论的建立为无线电通信揭示的发展奠定了基础,19世纪通信技术取得了突破性成果,先后发明了有线电报、有线电话和无线通信。
2.电工技术的初期发展
人类社会发展历程中经历了三次工业革命,对人类的进步起到了巨大的作用。第一次工业革命从18世纪中叶到19世纪中叶,以瓦特发明的蒸汽机为标志,以机械化为特征,中心在英国;第二次工业革命从19世纪后半期到20世纪中叶,以工业生产电气化为主要标志,其成果是电力、钢铁、化工“三大技术”与汽车、飞机和无线电通信“三大文明”,其中心在美国和德国;第三次工业革命从20世纪中叶到21世纪初,以社会生产、生活信息化为特点,又叫新技术革命。第二次工业革命就是从电工技术初创和应用开始的。
3. 新技术革命对电气工程技术的推动
20世纪中叶开始的第三次技术革命又称为新技术革命,以核能、宇航和电子计算机这三大技术为主要标志。这个时期的主要理论是信息论、系统论和控制论,这三大理论的创立为通信工程技术和现代科学技术的研究提供了全新的科学方法。
(1)计算机的升级换代对电气工程技术的推动。自19世纪第一台计算机问世以来,经过几十年的发展,计算机给人类社会带来了翻天覆地的变化,人类社会从此走进了信息时代。
(2)电子信息技术的发展。电子信息技术是计算机技术和电信技术相结合而形成的技术手段。20世纪通信技术得到了迅猛发展,人类社会生活也由此发生了巨大变革,人类从此进入信息时代。
电气工程技术发展史再次印证了这样两个真理:一是任何理论的创立和技术的进步都要靠众多科学家甚至一代代人的不懈努力而实现,特别是在学科相互融合交叉的今天。二是科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步,科技是第一生产力,创新是社会发展的推动力。
二、电气学科的发展
我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门,即我国最早的无线电专业,如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年,清华大学设置了电机系。建国后,我国建立了一大批以工科为主的多科性大学,其中大多设立了电机工程系。1977年以后,大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”,近几年来,部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同,但内涵有很大区别,我国大学一般都是强弱电分开,即电气类与电信类分设在不同的学院。
100多年以来,电气工程学科已发展成为覆盖多门类交叉学科、应用领域广阔的完善的学科,形成了强弱电结合、软硬件结合、机电结合的学科特点。
国外发达国家电气工程学科的发展呈现以下趋势:
(1)在学科中融入大量信息技术知识。在全球信息化的当今,信息技术以指数速度进步,它曾对电气工程学科的发展起到了巨大的推动作用,还将为电气工程领域的技术创新提供工具与技术支持,对电气学科的发展产生了决定性作用。国外发达国家的著名大学(如耶鲁大学、麻省理工学院等)大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院,以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。
(2)与其他学科不断交叉融合,拓展了研究领域,大量的研究都是在跨学科领域开展的。
(3)与企业联系密切,科技成果转换能力强,引领产业技术更新。
三、电气技术的发展趋势
与电气工程学科相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业,电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。
1.可再生能源技术
1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%,预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世纪,光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源――氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源,氢能有其他能源无与伦比的优势:
(1)清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢,对环境没有污染。
(2)储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。
(3)热值高。单位重量的发热量叫热值,氢的热值是汽油的3倍,煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源,但目前还处在实验室阶段,距工业应用还有一段距离。
2.输电信技术
超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。
(1)超导储能系统。将电能转换为电磁能,利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统,其使用将提高电网的安全性。
(2)超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性,快速限制电力系统故障短路电流,保障电网安全。
中图分类号: F407 文献标识码: A
正是因为电气工程的发展,才有今天庞大的电力工业,人类才不可逆转地进入伟大的电气化时代。人类发展到任何时候也离不开能源,而能源是人类永恒的研究对象,而电能是利用最为方便的能源形式,以电能为研究对象的电气工程及其自动化专业有着十分强大的生命力。
一、专业内容介绍
电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科。电气工程及其自动化的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。电气工程及其自动化专业的基础性也决定了它具有很强的学科交叉和融合能力。
培养要求:该专业培养能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的“高素质、强能力、应用型”高级工程技术人才。学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识。本专业主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合,学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。
主干学科:电气工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。
主要课程:电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论等。
电气工程一般分为电力系统和应用电子(也就是电力电子)。
二、专业发展前景
电气工程学科涉及工业、农业、交通运输、国防及人民生活等各领域,与电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程、信息与通信工程、环境科学与工程、生物医学等学科交叉渗透,拓宽了电气工程学科的内涵与外延。随着科技的发展,电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化。电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合。例如“电气工程”和“电子技术”以及“控制科学”交叉融合产生了“电力电子技术”; “电气工程”与“材料科学”的交叉融合产生了“超导电工技术”和“纳米电工技术”; “ 电气工程”与“机械工程”及“计算机学科” 的交叉融合产生了“机电一体化”新学科,已形成了以“机械”为主体、电气工程和计算机控制为技术核心、“机械+电气+计算机”的有机融合,“机电一体化”技术实际上就是电气自动化技术高度发展的一个阶段的必然产物,它是电气自动化领域中机械技术与电子技术有机结合的一种高新技术,也可以说隶属于“电气工程及其自动化”的专业范畴。随着科学技术的高速发展,电力成为国民经济中重要的生产资料及人民生活中必不可少的生活资料。当今,电气化水平的提高使得各种经济活动都离不开电(用油的交通工具除外),我国电能占终端能源消费的比重已接近20%,高于世界平均水平。我国的电气化水平也决定了电力数据具有大范围的覆盖性。有专家表示,电力工业的发展方向是智能电力系统,或者是坚强智能电网或者是智能电网。智能电力系统是实现电力工业发展价值特征的最有效途径,也是现代电力工业的发展方向,发展智能电力系统能够确保更安全、更经济、更绿色、更和谐,同时智能电力系统是一个广义的坚强智能电网,能够有效地破解未来发展的挑战。
三、专业应用与就业方向
电气工程及其自动化的几个方向:
1.电力系统方向
电力系统专业方向是电气工程及其自动化专业中最具有优势和特色的专业方向,为国家级一类特色专业的重要组成部分,主要培养从事高压电器设备设计、制造和运行维护等方面的高级工程技术人才。该专业方向依托电气工程一级博士学位授权学科和博士后科研流动站,覆盖了高电压与绝缘技术和电介质工程2个二级博士、硕士学位授权学科,电力系统为国家级重点学科。同时,该专业方向设置高电压绝缘技术和电气绝缘与电缆两个专业模块。
就业方向:可在电力设备制造行业从事高电压设备的设计、开发、生产和管理等工作,可在电力系统从事高压设备的运行维护方面的技术工作和管理工作,就业于电业局、供电局、发电厂,也可在科研院所从事教学和科研工作。
2.电气技术方向
电气技术是电气工程及其自动化专业的一个方向。该专业是重点专业,具有电气工程一级学位博士学位授予权,电气工程领域拥有博士后流动站,在高电压与绝缘技术、电机与电气和电力电子与电力信息处理学科具有工学硕士授予权。
就业方向:电气技术方向主要培养电气测量与控制技术方面的高级电气工程技术人才,从事电参量和磁参信息获取与处理技术研究工作,以及电气技术自动化控制领域的装置与系统的设计开发与应用研究工作。学位获得后,可在电气工程技术领域的企业、承担理论研究、技术开发、运行管理等技术工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
3.电机与电气方向
电机与电气学科在一体化电机的理论与技术方面,主要研究了步进电机、无刷直流电机、感应同步器等。在电机的电力电子驱动技术方面,研究了电动车、电机驱动系统的结构与控制策略,变频电源谐波抑制技术。在高环境、高可靠电机与电器方面,研究了高环境电器可靠性理论与技术航天电器的理论与技术、卫星姿控用飞轮的可靠性设计。在新型电磁机构的理论与应用方面,研究了特种电机、磁性流体密封、旋转轴的在线平衡、电磁成型技术。其中在步进电机和无刷直流电机等特种电机及航天电器方面具有较大的影响。
就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事电子领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
4.应用电子技术方向
应用电子技术方向是电气工程及其自动化专业的一个特色专业方向,特点是电气与电子兼备,电力电子与信息电子相融。培养从事电气工程、电子技术、电力电子技术、自动控制、信号变换与处理等方面工作的宽口径、复合型高级工程技术人才。
就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事应用电子技术领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
结束语
总之,随着我国经济的飞速发展,计算机科学与技术也在不断进步,通过计算机软硬件控制,实现电气化已成为现实。计算机模拟操作,更为现实电力系统运行状况提供了方便快捷的监视和判断功能。PC和网络技术已经在工商管理中得到普及。在电气自动化领域,基于PC的人机界面普遍被采用,并以其直观性、灵活性和易于集成等特点备受用户青睐。选择了电气工程及其自动化专业,就应该立志成为一位优秀的电气工程人才,让我国的电力工业不落后于国际先进水平,推动社会主义现代工业化进程。
参考文献 :
[1]巫云飞,陈小松.探讨电气的自动化在电气工程中的融合运用[J].大观周刊,2011(38)
[2]张礼崇,郜祥,王焱,李兴。电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J]。技术与市场,2012,(1).
正是因为电气工程的发展,才有今天庞大的电力工业,人类才不可逆转地进入伟大的电气化时代。人类发展到任何时候也离不开能源,而能源是人类永恒的研究对象,而电能是利用最为方便的能源形式,以电能为研究对象的电气工程及其自动化专业有着十分强大的生命力。
一、专业内容介绍
电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科。电气工程及其自动化的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。电气工程及其自动化专业的基础性也决定了它具有很强的学科交叉和融合能力。
培养要求:该专业培养能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的“高素质、强能力、应用型”高级工程技术人才。学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识。本专业主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合,学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。
主干学科:电气工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。
主要课程:电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论等。
电气工程一般分为电力系统和应用电子(也就是电力电子)。
二、专业发展前景
电气工程学科涉及工业、农业、交通运输、国防及人民生活等各领域,与电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程、信息与通信工程、环境科学与工程、生物医学等学科交叉渗透,拓宽了电气工程学科的内涵与外延。随着科技的发展,电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化。电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合。例如“电气工程”和“电子技术”以及“控制科学”交叉融合产生了“电力电子技术”; “电气工程”与“材料科学”的交叉融合产生了“超导电工技术”和“纳米电工技术”; “ 电气工程”与“机械工程”及“计算机学科” 的交叉融合产生了“机电一体化”新学科,已形成了以“机械”为主体、电气工程和计算机控制为技术核心、“机械+电气+计算机”的有机融合,“机电一体化”技术实际上就是电气自动化技术高度发展的一个阶段的必然产物,它是电气自动化领域中机械技术与电子技术有机结合的一种高新技术,也可以说隶属于“电气工程及其自动化”的专业范畴。随着科学技术的高速发展,电力成为国民经济中重要的生产资料及人民生活中必不可少的生活资料。当今,电气化水平的提高使得各种经济活动都离不开电(用油的交通工具除外),我国电能占终端能源消费的比重已接近20%,高于世界平均水平。我国的电气化水平也决定了电力数据具有大范围的覆盖性。有专家表示,电力工业的发展方向是智能电力系统,或者是坚强智能电网或者是智能电网。智能电力系统是实现电力工业发展价值特征的最有效途径,也是现代电力工业的发展方向,发展智能电力系统能够确保更安全、更经济、更绿色、更和谐,同时智能电力系统是一个广义的坚强智能电网,能够有效地破解未来发展的挑战。
三、专业应用与就业方向
电气工程及其自动化的几个方向:
电力系统、电气技术、应用电子技术、高电压与绝缘技术、电机电器及其控制
1.电力系统方向
电力系统专业方向是电气工程及其自动化专业中最具有优势和特色的专业方向,为国家级一类特色专业的重要组成部分,主要培养从事高压电器设备设计、制造和运行维护等方面的高级工程技术人才。该专业方向依托电气工程一级博士学位授权学科和博士后科研流动站,覆盖了高电压与绝缘技术和电介质工程2个二级博士、硕士学位授权学科,电力系统为国家级重点学科。同时,该专业方向设置高电压绝缘技术和电气绝缘与电缆两个专业模块。
就业方向:可在电力设备制造行业从事高电压设备的设计、开发、生产和管理等工作,可在电力系统从事高压设备的运行维护方面的技术工作和管理工作,就业于电业局、供电局、发电厂,也可在科研院所从事教学和科研工作。
2.电气技术方向
电气技术是电气工程及其自动化专业的一个方向。该专业是重点专业,具有电气工程一级学位博士学位授予权,电气工程领域拥有博士后流动站,在高电压与绝缘技术、电机与电气和电力电子与电力信息处理学科具有工学硕士授予权。
就业方向:电气技术方向主要培养电气测量与控制技术方面的高级电气工程技术人才,从事电参量和磁参信息获取与处理技术研究工作,以及电气技术自动化控制领域的装置与系统的设计开发与应用研究工作。学位获得后,可在电气工程技术领域的企业、承担理论研究、技术开发、运行管理等技术工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
3.电机与电气方向
电机与电气学科在一体化电机的理论与技术方面,主要研究了步进电机、无刷直流电机、感应同步器等。在电机的电力电子驱动技术方面,研究了电动车、电机驱动系统的结构与控制策略,变频电源谐波抑制技术。在高环境、高可靠电机与电器方面,研究了高环境电器可靠性理论与技术航天电器的理论与技术、卫星姿控用飞轮的可靠性设计。在新型电磁机构的理论与应用方面,研究了特种电机、磁性流体密封、旋转轴的在线平衡、电磁成型技术。其中在步进电机和无刷直流电机等特种电机及航天电器方面具有较大的影响。
就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事电子领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
4.应用电子技术方向
应用电子技术方向是电气工程及其自动化专业的一个特色专业方向,特点是电气与电子兼备,电力电子与信息电子相融。培养从事电气工程、电子技术、电力电子技术、自动控制、信号变换与处理等方面工作的宽口径、复合型高级工程技术人才。
作者简介:桂淑华(1987-),女,江西南昌人,南京工程学院电力工程学院,研究实习员。(江苏 南京 210000)
基金项目:本文系南京工程学院高等教育研究项目(项目编号:GY201220)、江苏省高校哲学社会科学基金项目(项目编号:2013SJD880016)的研究成果。
中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)08-0014-02
为加强培养高层次应用性专业人才队伍建设,教育部自2009年开始招收全日制专业学位硕士研究生,[1]各高校在原有专业学位培养方案的基础上做出了一些针对性的探索和改革,使其培养模式在保持基础知识深度的同时,更注重实践环节的培养,然而在近几年的实践中也逐渐暴露了一些问题。针对电气工程全日制专业学位研究培养现状,如何更好地培养具有工程实际应用能力的电气工程领域的人才,是一个值得积极探讨的问题。该问题也得到了许多学者的关注。[2,3]
一、我国全日制专业学位研究生培养现状以及存在的问题
1.我国全日制专业学位研究生培养现状
研究生培养模式是指研究生培养所构建的知识、能力、素质结构以及实现这种结构总体运行方式,主要构成要素有培养目标、入学方式、课程学习、导师指导、科学研究、学位论文、培养评价等环节。[4]但是由于专业学位研究生培养的独特性,其培养目标主要是面向经济社会或行业发展需求,针对特定职业,注重知识、技术的应用能力,培养具有良好职业道德、专业能力和素养的特定社会职业的高层次应用型专门人才。从知识结构上看,其课程设置以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用知识与能力的提高为核心,强调理论性与应用性课程的有机结合。从评价标准上看,专业学位表征的主要是获得者具备社会特定职业所要求的专业能力和素养,具备从业基本条件,注重与职业资格认证的衔接,其培养质量主要用行业标准和从业能力衡量,其学位论文可以采用多种形式,重在考查综合运用科学理论、方法和技术解决实际问题的能力。由于专业学位的上述特点与传统的学术学位有着较大差别,因此其培养模式不能照搬学术学位培养的经验,而是各个学校根据各自专业特点,以应用人才的培养目标为导向,寻求合理有效的培养办法。
2.目前培养模式实施中暴露的问题
目前各高校在培养全日制专业学位研究生时普遍采用了校企合作、联合培养的模式,并形成一些有效的具体实施办法。例如许多高校要求全日制专业学位研究生到企业完成半年到一年的专业实践,在实践过程中运用所学知识分析解决有一定难度的实际问题;有的高校采用双师型师资结构,实现学校、企业双导师制,利用学校和企业不同的资源和环境将理论知识和实际应用衔接起来。学校和企业如此深度合作在国内还未形成长期积累的经验和普遍适用的规范,因此具体实践起来会暴露出一些问题:
(1)知识产权问题,成果归属存争议。传统的学术学位研究生在整个研究生阶段依靠学校培养,其所取得成果自然归于所属学校,但专业学位研究生有着学校学习和企业实践两种不同的培养经历,甚至导师也是学校、企业双师制,在研究生阶段所取得的科研或技术成果的知识产权归属成为一个存在争议的问题。
(2)技术问题,实践内容难深入。在企业实践阶段,企业导师应当引导专业学位研究生,通过研究解决企业遇到的实际问题来提高能力,达到培养目标。然而,企业的专业技术往往是企业的机密,特别是一些正在攻克的问题更是高度机密,实习学生并不是企业员工,如果对企业机密涉入太深则对企业构成潜在威胁。因此,企业在对实习生培养上必然有所保留,实践内容难以真正深入。
(3)企业管理问题,学生身份难定位。企业作为一个运营机构有其自身完备的管理机制,但其管理制度都针对内部员工,对来此实践的学生缺乏约束力,又不完全适用,且存在学校与企业多头管理的问题。学生在企业中的权力和责任不明确,导致身份难以定位。
二、南京工程学院电气工程全日制专业学位研究生培养探讨
南京工程学院电气工程专业的专业教学有着悠久的历史,是国家级特色专业建设点,该专业设有电力系统、继电保护、电网监控、输配电、供用电、电气工程自动化六个培养方向,以强电为主线,实现强电与弱电结合、理论与实践结合、技术与技能结合,将培养电气工程及其自动化领域的“应用型”高级工程技术人才作为主要目标。学校对电气工程全日制专业硕士的培养,依托新能源、电力行业,创办具有电校特色、产学研紧密结合的优势学科,从理论和实践教学两方面,在借鉴其他院校专业型研究生培养模式的同时,针对目前全日制专业学位研究生培养遇到的问题,对于如何根据学校实际情况培养和造就出具有实际应用能力,能在电力领域服务国家特殊需求的高层次专门人才问题进行了思考。[5]
1.构建合理的课程体系
学校充分认识专业学位与学术学位在培养目标、能力结构、评价标准上的区别,在课程体系设计上突出工程硕士的培养特点。在体系构架上采用模块化:按培养方向划分课程模块,按模块培养,有利于毕业生在相应领域方向就业。在课程类型上体现多元化:除常规课堂教学外,增设工程实践和专题研究类课程,促进理论学习与实际应用相融合,体现实践―理论―再实践的螺旋式规律。在工程实践上注重系列化:采用集中实践与分段实践相结合的方式,培养需要经历基础实践、工程实践、专题研究、毕业论文逐层提高的实践环节,可以使学生受到工程师的完备训练。具体课程体系如图1所示。
2.实行开放办学,促进校企合作,优化专业学位研究生培养的思路
对于电气工程专业高层次应用型人才培养必须打破学校界限,整合学校、企业、科研院所的教育资源,优化培养环境,实现产学研融合。广泛开展校企共建,形成体现行业先进水平的优质教学资源环境;学校、企业、政府共建“产学研联合体”,形成“平台共建、资源共用、成果共享”的可持续发展机制,促进产学研良性互动;依据产业结构调整学科专业布局,学科专业链对接产业链;企业参与人才培养全过程,依据产业技术发展,整合理论知识与实践经验,融合学科体系与职业资质标准,开发新课程,合编新教材;实行工学结合,交叉培养,实习实训“双指导”,毕业设计“双导师”,培养质量“双评价”。切实提高人才培养与产业需求的符合度。
要使专业学位研究生达到高层次应用型专业人才的水平,在培养方式上需要不断优化,从实践反馈中吸取经验,促进校企合作培养的深化、细化。在此方面有些思路可供参考:
(1)权责分清,利益共享,调动各方积极性。校企合作培养中由学校、企业和学生三方构成了一个社会关系,且该关系是在学校和学生双方关系基础上建立起来的,在关系开始之前就应当将各自的权力义务划分清楚,而最为有效的办法就是事先签订三方协议。在以往的校企合作经验中,联合培养方面的经验本来就不多,规范、协议并不完善,且一般都只有校、企两方,后续实践中可以考虑通过协议条款来划分各方权责,保证各方利益,从而调动各方积极性,达到更好的培养效果。
(2)开放与约束并举,实现深度合作、深入培养。企业培养学生的过程中,涉及到核心技术往往会“放不开”,原因在于缺乏约束。对于企业自身的员工,有劳动合同的保护,不用担心由于人员流动等原因引起技术泄密,而在读的专业学位研究生并非定向生,其毕业流向等都是未知之数,技术开放对企业是有风险的。解决这一问题需要在企业和学生之间建立信息安全保障机制,增强双方约束力,从而提高双方开放程度,企业可以放心利用更多的人才资源,学生可以掌握更深入的专业技术。
(3)在企业中建立专门的学生管理办法。企业对其培养的学生建立日常管理规章制度,与学分挂钩,对学生行为形成制约力;同时,企业对其培养的学生建立优招优遇机制,以实质优惠吸引这些已提前熟悉工作的学生加入企业团队。
3.根据电气工程专业特点,因材施教,因才选企
电气工程是一门内容丰富、方向众多的大型学科,涉及到电力系统、电机、电工技术等多个二级学科,每个二级学科又有许多专业方向,以电力系统为例,有发电、输电、配电、电力运行、电力建设、电气设备等多个方向。在本专业的专业学位研究生招生时,可以不把每个学生的培养方向都划分到非常细致,而是在培养过程中综合学生个人素质、个人偏好以及行业发展需求现状,对方向选择进行推荐和引导。借助合作企业的资源让学生认识到各方向的真实内涵与内容,并帮助学生选择合适的企业开展实习学习,最终达到为社会培养高层次应用型电气工程专门人才的目标。
三、总结
电气工程全日制专业学位研究生的培养到目前为止并没有形成非常完善的培养模式,经验的积累、新办法新思路的尝试仍然需要实践的检验。把握教学定位、把握培养目标、把握专业特点是推进培养模式成熟化、高效化必须坚持的基本准则,也是在此方面优化和完善的思路来源。在教育部的大力支持和各高校的积极探索下,本专业的全日制专业学位研究生培养必将日趋完善,为经济、社会的发展贡献出更多的人才。
参考文献:
[1]唐欣.全日制专业学位研究生实践能力培养模式研究[J].中国电力教育,2013,(25).
[2]黎静华.电气工程学科研究生培养方法的思考[J].中国电力教育,2013,(16).
王泽忠:各专业类教学指导委员会,作为教育部聘请并领导的专家组织,有着明确的工作任务,那就是:组织和开展本科教学领域的理论与实践研究;就高等学校的学科专业建设、教材建设、教学实验室建设和教学改革等工作向教育部提出咨询意见和建议;制订专业规范或教学质量标准;承担有关本科教学评估以及本科专业设置的咨询工作;组织教师培训、学术研讨和信息交流等工作;承担教育部委托的其他任务。
在前两届的高等学校教学指导委员会中,电气工程及其自动化与自动化、电子科学与技术、电子信息科学与工程、光电信息科学与工程和电子电气基础课程等6个教学指导分委会设在“电子信息与电气学科教学指导委员会”下。2012年,为贯彻落实教育规划纲要提出的要适应国家和区域经济社会发展需要,建立动态调整机制,不断优化学科专业结构的要求,教育部对1998年印发的普通高等学校本科专业目录和1999年印发的专业设置规定进行了修订,形成了新的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》和《普通高等学校本科专业设置管理规定》。新目录的学科门类由原来的11个增至12个;专业类由原来的73个增至92个。其中“电气信息类”做了重新的划分,划分成了电气类、电子信息类、自动化类、计算机类4个一级学科。电气类下设电气工程及其自动化专业。除了一级学科划分的更细,原有的很多相近或相关专业也进行了合并或调整。如新分出的电气类下的“电气工程及其自动化”专业由原先的“电气工程及其自动化、电气工程与自动化、电气信息工程、电力工程与管理、电气技术教育、电机电器智能化”几个专业合并而来。新目录分为基本专业(352种)和特设专业(154种),并确定了62种专业为国家控制布点专业。顺应新目录的调整,在2013-2017年的新一届高等学校教学指导委员会中,设立了“电气类专业教学指导委员会”,旨在进一步发挥教学指导委员会和专家委员们在人才培养、教育教学改革和教学质量保障体系建设等方面的研究、咨询、评价和指导作用,促进电气类教育工作内涵发展,提高人才培养质量。
《中国电力教育》:新成立的电气类专业教学指导委员会工作重点有哪些呢?
王泽忠:根据教育部的指示,高等学校教学指导委员会的主要任务是“四个着力”,即着力推动教育理念转变,确立科学的人才培养质量观;着力研究制定国家标准,推动建立本科人才培养质量标准体系;着力研究改革人才培养模式的重大理论和实际问题,探索人才培养新模式;着力提高教师教学能力,推动建设优秀师资队伍。那么,新一届的电气类专业教学指导委员会也将围绕这4个方面重点展开工作:
第一,将利用多种形式推动各高校树立科学的人才培养质量观。首先,强化以人才培养为中心的理念,把人才培养质量作为衡量办学水平的最主要标准;其次,强化以适应社会需要为检验标准的理论,把社会评价作为衡量人才培养质量的重要指标;第三,强化以学生为本的理念,把一切为了学生健康成长作为教育工作的首要追求;第四,强化以学生评价为先的理念,把学生评价作为衡量教育教学质量的重要依据。
第二,将推动建立具有中国特色、世界水平的本科人才培养质量标准体系。把促进人的全面发展和适应社会需要作为衡量人才培养水平的根本标准;认真听取相关部门、科研院所、行业企业的意见和建议;分步实施国标、行标、校标,初步形成适应大众化阶段,具有中国特色、世界水平的本科人才培养质量标准体系。
第三,积极探索科学基础、思想品德、实践能力和人文素养融合发展的人才培养新模式。加强专业建设研究;完善高校与有关部门、科研院所、行业企业联合培养人才机制研究;强化实践教学研究。
第四,推动建设一支师德高尚、业务精湛、结构合理、充满活力的师资队伍。加强教师教学能力发展过程中重大理论和实际问题的研究,为高质量建立教师教学发展中心提供理论支撑和实践指导;配合教育部门组织开展本学科专业任课教师培训,提高他们的师德水平和教学能力;积极开展教学交流研讨活动,促进教师更新教育理念,改进教学方法和手段;建立专业类教学资源共享平台。
《中国电力教育》:刚才您谈到“推动建立具有中国特色、世界水平的本科人才培养质量标准体系”将是新一届教指委的一项重点工作。据了解,2013年教指委就已着手开始制定新的《电气类专业教学质量国家标准》,目前这个标准的编制情况如何?能否就标准中的一些核心内容做一介绍?
王泽忠:目前《电气类专业教学质量国家标准》(草稿)的编制工作刚刚完成,《标准》起草过程中参照并吸收了之前的专业规范、学科发展战略的精华,并在此基础上进行了更为深入、全面细致地研究与完善。现在这一《标准》正在征求意见阶段,我们将广泛征求专家及社会各方的意见,并认真将各位专家反馈意见进行总结,进一步修改完善。2014年年底在上报教育部并经审定后,最终该标准将成为我国高校电气类设置本科专业、指导专业建设、评价专业教学质量的依据。本标准适用的专业范围包括电气工程及其自动化和3个特设专业:智能电网信息工程、光源与照明、电气工程与智能控制。
在《标准》中提出电气类专业的培养目标:能够从事与电气工程有关的规划设计、设备制造、厂网建设、系统调试、信息处理、系统运行、保护控制、状态监测、维护检修、环境保护、经济管理、市场交易等领域工作,具有一定的科学研究、技术开发与组织管理能力的复合型工程科技人才。除数学、自然科学和通识教育外,该专业学生主要学习电工理论、电子技术、信息技术、控制理论、计算机技术等方面较宽广的技术基础知识和以电能产生、传输和利用为核心的相关专业知识;培养利用所学知识提炼科学和技术概念、解决工程问题和构建复杂工程系统的能力;具有良好的社会道德和职业道德、形成符合逻辑的思维方式和适应社会发展的综合素养。毕业后,经过实践锻炼达到工程师的职业要求。
具体在人才培养方面,要求学生经过4年的本科学习,在业务方面:①具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德;②具有从事电气工程专业所需数学、自然科学以及经济和管理知识;③掌握电气工程基础知识和电气类专业的基本理论知识,具有系统的工程实践学习经历;了解电气类专业的前沿发展现状和趋势;④具备设计和实施工程实验的能力,并能够对实验结果进行分析;⑤掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识;具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力,设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素;⑥掌握文献检索、资料查询和运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;⑦了解与电气类专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法津、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响;⑧具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力;⑨对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力;⑩具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。此外,对学生思想政治、德育方面以及体育方面也提出了相应的要求。
对师资队伍提出的要求是:第一,数量和结构要求。电气类专业的专任教师不少于10人,且专业生师比一般应不高于18:1;年龄在55岁以下的教授及40岁以下的副教授分别占教授总数和副教授总数的比例原则上应超过50%,中青年教师为教师队伍的主体;具有硕士及以上学历(学位)和讲师以上职称的教师占专任教师的比例不低90%,中青年专任教师中拥有博士学位比例不低于60%;学科带头人学术造诣较高、专业分布合理,学科队伍阵容整齐,学术梯队的年龄及知识结构合理,有数量适宜的骨干教师,为专业发展所需的学科基础提供基本保障;有企业或行业专家作为兼职教师。第二,背景和水平要求。专业背景――大部分专任教师在其本科、硕士研究生和博士研究生的学历中至少有一个阶段是电气类专业学历,部分教师具有相关专业学习的经历;工程背景――专任教师应了解电气工程相关企业生产和技术发展现状,保证在教学以外有精力参加学术活动、工程实践,不断提升个人专业能力。主讲教师应具有工程背景,有企业工作经历或承担过多项工程项目的教师需占有相当比例。
此外,对实验室、实践基地等教学设施、计算机网络以及图书资料等信息资源及教学经费等教学条件做出了要求。为保障教学质量,还要求:专业应建立教学过程质量监控机制,建立毕业生跟踪反馈机制以及有高等教育系统以外有关各方,特别是相关行业和企业参与的社会评价机制,对培养目标是否达成进行定期评价,专业应将各个环节的内部和外部评价结果用于专业的持续改进。
《中国电力教育》:在研究制定标准的过程中,教学指导委员会的专家委员们对目前的人才培养标准有什么建议?
王泽忠:我们对电气类专业知识体系和核心课程体系提出了一些建议:
首先,在知识体系上,①通识类知识:数学与自然科学类课程至少占总学分的15%;人文社会科学类课程至少占总学分的15%,使学生在从事电气工程设计时能够考虑经济、环境、法律、伦理等各种制约因素。②学科基础知识应包括工程基础类课程、专业基础类课程,至少占总学分的25%,应能体现数学和自然科学在本专业应用能力培养。③专业知识应包括专业课程,至少占总学分的10%,应能体现系统设计和实现能力的培养。学校根据自身定位和专业培养目标设置专业课。在实践性教学环节上,工程实践与毕业设计(论文)(至少占总学分的20%)。应设置完善的实践教学体系,与企业合作,开展实习、实训,培养学生的动手能力和创新能力。对毕业设计(论文)的指导和考核应有企业或行业专家参与。
其次,专业类核心课程设置上。课程体系由学校根据培养目标与办学特色自主构建。构建电气类专业课程体系时,可参考标准附件专业类知识体系的要求。特别是技术基础知识和专业基础知识,必须达到对核心内容的基本涵盖。课程名称不必与知识领域完全对应,可以将知识领域进一步划分并进行组合形成课程。课程设置应能支持培养目标的达成,课程体系构建应有企业或行业专家参与。理论课学分占80%,实践课学分占20%。在设置必修课保证核心内容的前提下,根据学校管理水平逐步加大选修课比例力度。
第三,对人才培养的多样化建议。电气类专业是一个宽口径的专业,随着国民经济的发展,许多领域对电气人才都有需求,各学校服务对象不尽相同,因此建议设置电气类专业时要在坚持专业核心知识的同时拓展专业课特别是专业方向课内容,使专业毕业生更好适应就业要求。
《中国电力教育》:新一届的教学指导委员会目前取得了哪些工作进展?下一步有怎样的工作计划?
王泽忠:首先,建立起完善的组织架构。为高效推进教指委的各项工作,圆满完成教育部“四个着力”的任务部署,教学指导委员会成立了发展战略研究、人才培养研究、评估认证、师资培养与学术活动4个工作小组及秘书组。发展战略研究工作组主要进行专业发展战略、教育理念研究;人才培养研究工作组则是对人才培养模式与方案、课程与教材建设、教学模式改革、实践基地建设等进行研究;评估认证工作组主要职能是负责对专业规范、专业教学质量标准、工程教育认证进行指导;师资培养与学术活动工作组主要负责师资培养、学术年会、学科竞赛、创新活动、国际交流等。
第二,制定教学质量国家标准。刚才已经对《教学质量国家标准》的制定情况和一些具体内容进行了介绍。“本科专业类教学质量国家标准”是为保障本科专业类教学质量而制订的国家标准,是对客观条件(硬件)的最基本要求。制定标准是教学指导委员会的一项重要工作,同时,指委会还同时为工学专业类教学质量国家标准(2013年版)提供咨询。
第三,举办大学生创新竞赛。加强学生创新意识、合作精神、工程实践能力的培养,是当前高等教育教学改革的重要内容之一。以竞赛为载体,推动大学生的课外科技活动,将对深入开展高等学校教学改革,促进学生基础知识教育与综合能力培养、理论与实践的有机结合等方面起到积极地推动作用。2013年8月5日-9日,我们在南京工程学院举办了第七届大学生自动化大赛暨自动化系统创新设计竞赛。目前,我们已经启动“第八届三菱电机杯全国大学生电气与自动化大赛”,大赛将于2014年8月1日-4日,在金华职业技术学院举办。
第四,举办专题教学改革研讨会。2013年6月14日在北京召开了全国电气工程学科研究生教学与教材编写研讨会,会上讨论了如何将近年来电力工业发展成果、新技术、新方法、新理论融入教材;确定了第一批待开发的27种电气工程学科研究生系列教材,并明确了教材编写牵头院校。今年的1月2日-4日,在哈尔滨召开了2014年全国高等学校电气类专业卓越工程师教育交流研讨会。会议上对电气类专业卓越计划人才培养标准与评价体系;卓越计划人才培养理念、目标定位及计划模式、课程体系,人才培养方案的制定和执行,教学改革和创新模式;实践创新能力培养体制与平台建设,实践基地与工程能力培养等问题进行了探讨。
第五,建设专业导论精品视频公开课。通过联合东南大学、北京交通大学、武汉大学、西安交通大学、哈尔滨理工大学等几所高校,建成了专业导论精品视频公开课。
作者简介:翁国庆(1977-),男,浙江衢州人,浙江工业大学信息学院电气与自动化系副主任,副教授;黄飞腾(1984-),男,浙江温州人,浙江工业大学信息工程学院,实验师。(浙江 杭州 310023)
基金项目:本文系浙江工业大学优秀课程建设项目(项目编号:YX1206)、院教改项目“以科研优势为依托的特色新兴专业建设”的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)20-0035-02
由于与国民经济发展的紧密关联性,电气工程专业的教育和科研在我国高校中一直占据十分重要的地位。一方面,电气学科和行业发展迅猛,信息化、智能化和新能源的广泛应用已成为未来电气工程领域的发展趋势;另一方面,未来高等教育的核心任务是培养适应社会需求、综合能力强的高层次专业人才。据统计,全国大约共有320多所本科院校开设电气工程相关专业,其发展层次和水平、服务行业和区域各异,如何进行科学合理的专业规划、量身定制其专业发展和人才培养目标成为具有重要意义和迫在眉睫的问题。
一、专业人才培养目标和成长规律
电气工程是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合、机电结合、软硬件结合。本专业培养的人才是具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力,学生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作,是宽口径“复合型”高级工程技术人才。本专业良好的就业和发展前景对高考考生有很强的吸引力,属于热门专业。目前,电气工程领域面临两大新的发展趋势:信息化、智能化将成为未来电气工程专业发展趋势;[1]新能源的广泛应用将成为未来电气工程领域的热点。这两个领域对高水平人才的需求很大,未来人才缺口将更加凸显。
但是,事实证明并非每个学生都可以很好成才。随着新的科学技术不断涌现以及社会需求不断变化,经济社会发展、产业转型升级对电气专业人才培养带来了新的影响与要求。要想成为专业精英人才,需要在以下几个方面进行提升:[2]
(1)全面的综合素质。需要具有扎实的数学、物理基础、较强的外语综合能力,为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。
(2)良好的动手实践能力。非常重视实验、课外科技竞赛、项目研究、生产实习、专业实习等各种实践环节,培养利用所学知识解决实际问题的动手能力。
(3)强烈的创新欲望。积极参与学校各种相关课外创新活动、学科老师的课题研究,培养自己的创新思维,积累解决问题的创新能力。
(4)开阔、前沿的知识视野。积极关注本领域科技前沿新技术、新设备、新机制,选修和自修相关特色选修课以及交叉课程,开阔自己的视野,了解当今科技前沿。
(5)充分考虑自己的兴趣,找到最适合自己发展的方向和方式。
二、国内外专业发展现状及趋势
1.国外高校专业发展现状
根据调研,一般而言国外名校(如剑桥大学、麻省理工大学、普林斯顿大学、悉尼大学等)电气工程相关专业具有以下特点:[3,4]
(1)学院、专业和学位设置:研究方向很宽泛, 与信息工程、计算机科学间交叉渗透程度很高。
(2)宽口径的基础平台教育。
(3)人才培养模式多样化。
(4)培养目标以教学、科研与社会服务并重,更务实。
(5)专业课程教学具有以下特点:课程分类细、学时少;实验学时多, 重视实践能力的培养;规定教辅材料, 强调学生自学能力的培养;注重课堂练习和辅导, 根据课堂练习或实验情况确定平时成绩;强调实验规范和各种能力的培养;具有网络支持, 每门课设置课程辅导员通过网络上载与课程有关材料;强调计算机操作和计算机应用能力,强调使用CAD工具。
2.国内高校本专业发展现状
根据教育部提供的资料,全国1100余所本科高校中开设有4年制全日制本科电气工程相关专业的本科学校有320多所。根据不同的发展水平和定位,各学校对专业人才的培养目标基本可概括为3个层次:具有国际视野的高素质创新人才和未来行业领导者;宽口径“复合型”高级工程技术人才和管理人才;高级应用型工程技术人才。
自2008年开始,教育部、财政部分批(1~6批)在全国高等学校中立项总共有51所电气工程特色专业建设点。专业排名靠前或得到教育部重点建设的学校中,主要可分几种类型:
(1)专业整体实力超强型。具有国家重点实验室、一级重点学科、一级学科博士学位授予权等高水平学科平台;覆盖电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、高电压与绝缘技术等全系列学科方向;列入国家 “211”和“985”工程重点建设项目;其目标是培养具有创新精神和国际视野的高素质创新人才和行业未来领导者;以高层次的教学建设项目和教学成果为支撑,具有很高的教学质量;非常重视学生的研究和创新实践能力,着力培养精英人才,开设系列研究型和创新实践课程,设立国家级人才培养模式创新实验区,参与卓越工程师教育培养计划。
(2)行业或地区背景型。如有些高校本身与电力行业、与某行业密切相关。它们将学科建设、专业教育与地方紧缺、优势行业紧密结合,重点发展,在科研项目、人才培养、学生就业等诸多方面均有较大的偏向性。
(3)具有明显特色方向型。如西安交通大学的高压绝缘方向、西南交通大学的电气化铁路方向、合肥工业大学的太阳能应用方向等在课程设置、专业教育、人才培养等多方面紧密结合其特色方向,形成独特的特色和优势方向。
三、浙江省属高校电气专业发展策略探索
1.省属高校专业发展现状
经调查统计,除浙江大学外,目前设置有电气工程及其自动化(或电气工程与自动化)专业的浙江省内高校共有10余所。根据2009年公布的《浙江省已有本科重点专业及国家特色专业学科专业分布情况表》及《浙江省本科重点专业建设项目立项名单》,截至2009年浙江省属高校中电气工程相关专业为浙江省重点(建设)专业的共有4所,分别是宁波大学、杭州电子科技大学、嘉兴学院和浙江海洋学院。其中,宁波大学、嘉兴学院和海洋学院重点方向基本为电气传动控制、工业自动化、电气装备及其自动化、检测和智能仪器等,基本不涉及电力系统领域,尚无强势学科和科研项目支撑。杭州电子科技大学设有电气工程与自动化、电气信息工程两个相关专业,专业课程设置覆盖面较全,包括一般电气自动化、电力系统及其自动化、新能源技术等多领域。
笔者任职的浙江工业大学是浙江省首个获批省部共建的省属重点高校,虽然电气专业发展较晚(始建于2000年),但由于学校大力支持、教师团队发奋图强及突出的生源质量,近年来取得了快速的发展。目前,已成功获批“电力电子与电力传动”浙江省重点学科,并成为全校具有“三位一体”自主招生资格的少数专业之一,已在浙江省属院校同类专业中处于领先地位,得到社会的广泛认可和良好评价。
2.专业发展存在问题和差距
通过与国内外电气相关专业名牌高校多方面详细调研分析,可以发现浙江省省属高校电气专业存在的一些问题和差距:
(1)除浙江大学外,浙江省省属高校电气专业的整体实力与国外内超强型学校对比,在师资力量、学科支撑、教学平台、就业质量等多方面均有很大的差距。
(2)大部分高校电气专业成立时间较晚,在很多方面均处于较落后位置,亟待学校在专业建设、学科建设,特别是平台建设上进一步进行大力建设。
(3)即使是已获批省重点(建设)专业的几所院校,也大部分归因于建设较早、学校重点发展、行业特点等因素,整体实际实力并不高。
(4)近年,国家电网等优质用人单位对招聘对象进行了严格限制,规定原则上只招收985、211工程院校电工类专业毕业生,对省属高校(即使省部共建)优秀学生的就业选择带来一定影响。
3.专业未来发展策略
浙江省是电气行业传统强省,具有庞大、完善的产业链,拥有众多知名电气企业。随着国家向七大新兴产业转型,新能源以及智能电网技术得到了国家的大力扶持,被人们高度重视并得到快速发展,是电气行业和产业领域今后重点发展的方向。浙江省在信息化、新能源、海洋经济等产业领域具有得天独厚的优势和扎实的基础。
《浙江省教育厅关于“十二五”期间全面提高本科高校教育教学质量的实施意见》明确提出要根据浙江省产业集群发展需要,对于战略性新兴产业相关的急需紧缺专业要大力培育和建设300个省级新兴特色专业,新能源产业名列其中。因此,浙江省属高校电气专业未来发展策略应该是在巩固原有传统电气控制领域教育的基础上积极响应电气行业在新能源、智能电网等新的发展趋势,紧密联系浙江省的经济特色和产业集群,根据各学校本专业的发展情况和历史传承,调整和规划专业内涵,凝练并努力建设特色新兴方向。
4.示例:浙江工业大学
作为浙江省省部共建的排头兵,浙江工业大学电气工程及其自动化专业密切结合行业发展趋势和社会重大需求,瞄准新能源应用、智能电网等非常具有产业前景的新兴技术,大力培育和建设“新能源与智能电网”这一新形势下的新兴特色方向,并将以此作为我校本专业进一步快速发展的突破口和发展策略。
目前,学校已经从学科支撑、教师培养、课程设置、实验室建设、就业引导等多个方面展开了方向培育和建设,并已经在以下几个方面形成明显的优势:
(1)课程设置:专业课程结构体系中已构建适应新能源与智能电网方向的丰富的课程群体系。
(2)突出的学科支撑:专业已成功获批“电力电子与电力传动”浙江省重点学科,并继续依托信息处理和自动化技术省“重中之重”强势学科,拥有强大的师资力量,非常有利于智能电网对电气工程、信息工程、计算机科学等多学科之间紧密交叉渗透的内在需求。
(3)特色方向教师队伍:新能源及智能电网是本专业教师的强势研究领域,并且组建了“智能电网”创新团队。目前已在太阳能应用理论及产品开发、智能微电网、电动汽车V2G技术、电能质量智能监测、新能源发电系统及节能控制设备研制等方向形成了具有鲜明特色的教研梯队。近年来,专业教师已在新能源与智能电网领域取得了突出的学术成果。
(4)实验室建设:目前,学校在原有整套电力系统自动化实验室基础上另投资100多万元建设较大规模的含多种分布式发电电源,集测量、分析、控制、保护为一体的智能微电网实验室,兼顾该方向的研究和教学实验。
四、结论
为适应电气学科和行业中信息化、新能源广泛应用的未来发展趋势,培养出适应社会需求、综合能力强的高层次专业人才,各高校需根据其发展层次和水平、服务行业和区域各异进行科学合理的专业规划,量身定制发展策略。本文首先对电气工程专业概况、学科发展趋势及专业人才的成长规律进行分析,接着对国外高校电气工程相关专业的主要特点进行总结,并将国内电气专业发展水平较高的高校归纳为3大类:专业整体实力超强型、行业或地区背景型、具有明显特色方向型。以此为基础,进一步对浙江省属高校电气相关专业发展进行了认真的现状分析,找出其问题和差距,提出“巩固原有传统优势,明确学科未来发展趋势,紧密结合浙江经济特色,积极调整和规划专业内涵,凝练并努力建设特色新兴方向”的发展策略,并以浙江工业大学为例进行该策略的具体阐述。
参考文献:
[1]周渝慧,王立德,朱洁琳.电气信息化将成为未来电气工程专业发展趋势[A].第六届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集《下册》[C].2009:930-932.
电气工程及其自动化专业作为传统的工程学科,已有上百年的发展历史。为适应新时期社会对电气工程人才的不同需求,国内外高校不断推动电气工程教育的发展与改革,教育理念也随着时代的发展而变化,从原来的“重理论轻实践”,逐步发展为“厚基础、宽口径、重能力”。[1][2]电力工程作为电气工程及其自动化本科生培养的主干课程,是电气工程本科生人才培养的重点课程,也是整个电气工程专业的基础课程。[3]可见,如何提高电力工程课程的教学水平,这对于提高本科生的教育水平及毕业质量有着重要的意义。电力工程作为一门整合工厂供电及电力系统分析两门课程的综合性课程,对构建本科生电力系统知识体系具有举足轻重的作用。课程内容的丰富性造成了学时紧张、讲课内容泛而不精的情况。为解决该问题,可以从宏观层面出发,将若干电力工程相关课程内容统一整合,从而优化学时,突出重点,推动电力工程课程群建设,使学生对电力系统的整体设备运行、调度、保护及设计有一个完整的了解,最终让学生构建完整的电力工程知识体系,满足电力工业对人才发展的需求。这样,加紧推进电力工程课程群建设与实践,就成为了电气工程本科生教育改革的首要任务。
一、课程群建设理念简介
20世纪90年代,北京理工大学在题为《在课程建设中应当以教学计划的整体优化为目标》的教育改革项目中,首先提出了课程群建设的总体思路,继而逐渐发展成为学科教育改革的新兴理念,为国内众多高校教育改革提供了参考。课程群的主要内涵为[4]:整合三门及三门以上学科相关课程,相互传承,相互渗透,相互补充,从而整合课程授课内容,使课程结构合理,层次清晰,进一步挖掘课程的整体优势,从而建立起学科优势。课程群不仅能使学生能够在较短的学时内掌握重点、有效的知识,构建坚实的知识体系,也能使教师在授课过程中将有限的知识点讲透讲精。课程群的整体是全面而严谨的,这就避免了原来单一课程为求知识全面而进行“蜻蜓点水”般的讲课模式。
二、电力工程课程群建设方案
建立电力工程课程群,首先应分析原有课程授课模式的不足,然后参考课程群的内涵,选择合理的相关课程,建立对应的课程群,这样才能提出合理的优化整合方案。
(一)原有授课模式的不足
电力工程课程是整合工厂供电及电力系统分析相关课程的一门综合性课程,主要讲授电力系统的基本组成和运行原理,电力系统的元件参数计算、稳定运行分析和故障分析的基本方法,电力系统电气主接线设计、主要电器设备选择的原则和方法、继电保护等内容。由于囊括了工厂供电及电力系统分析两门课程的内容,其课程内容丰富且繁重。在有限的学时中讲授如此多的内容在给教师带来极大授课压力的同时,也会让学生渐渐失去学习热情,并最终影响其对整个电力系统知识体系的构建。
(二)课程群课程的选择
电力工程课程群建设,须秉承学科相近的原则,对知识点有重复或传承的课程进行整合优化,从而建立起合理有效的课程群,使教师能轻松地传播知识,学生能有效地学习知识。为此,结合我校电气工程教育的特色与传统,我们挑选出了电力系统继电保护原理、电气控制技术及电力系统调度自动化等三门课程,结合电力工程课程来建设电力工程课程群。电力系统继电保护原理主要讲授继电保护的基本概念、输电线路的电流保护、接地保护、距离保护、纵联保护的基本原理,变压器保护的基本配置及主要保护的基本原理,自动重合闸、发电机保护、母线保护等内容。电气控制技术则主要讨论异步电动机拖动系统和直流电动机调速系统的起动和调速控制技术,以及电气线路的分析和设计,常用电磁式低压电器的作用与分类、结构与工作原理,可编程控制器的基本工作原理等。电力系统调度自动化则以电力系统“四遥”为主线,主要讲述电力系统调度自动化的有关理论,性能和运行特性,涉及电力系统稳态运行的相关基础理论。从上述三门课程讲授的内容可以看出,其与电力工程的课程内容互有传承,相互渗透,并有较多的重复。电力工程主要讲授电力系统分析的基础内容,继电保护则是在其基础上的升华。因为系统的稳定运行离不开保护装置的调节与动作,而保护装置的调节与动作又离不开电气控制设备的判断与运行,而这一切设备的自动化管理都离不开“四遥”技术的调度与管理。因此,从内容上可以较为清晰地看出,这四门课程存在明显的传承关系,因而在授课过程中存在较多知识重复的问题。建立电力工程课程群,就是以电力系统稳定运行为基点,逐步提升知识的难度与高度,使知识结构紧密,易于学生掌握。为建立结构合理、层次清晰的电力工程课程群,就要对教学内容及课时进行整体优化。
(三)电力工程课程群整体优化方案
可以从三个角度来优化电力工程课程群,分别为课程优化、实验优化以及考核优化。课程及实验优化主要以教师为主体,即明确“教什么”,而考核优化则主要以学生为主体,即明确“学什么”。1.课程优化针对四门课程授课内容的特点,可以首先将电力工程课程中的继电保护一节的内容移到电力系统继电保护课程专门讲授,而电力系统监测与控制的内容并入电力系统调度自动化课程中讲授,与开关电器电弧、灭弧相关的原理及相应保护设备,则并入电气控制技术的高低压电器一节讲授。此外,电力系统继电保护的微机保护一节与电力系统调度自动化课程内容有较大的重复,特别是硬件部分有许多相同之处,因此可以考虑将其并入电力调度自动化课程中讲授。由此,通过重新制订教学大纲,根据教学内容重新安排学时,可以使每一门课程的学时数得到合理安排。2.实验优化以往为促进学生理论与实践相结合的能力,每一门课程都配以相应的实验。该类实验的特点是与教材内容结合较为紧密,但主要以验证性及演示性实验为主,实验时间分散,实验内容缺乏系统化。学生通过实验只能片面地了解一部分课程内容,且只能了解部分设备的运行情况,缺乏对整个电力系统运行的深入理解。因此,有必要整合实验内容,将单一分散的实验课时整合为持续时间较长的整体的课程设计。以上述四门课程为例,可以强调四门课程综合的课程设计,如要求学生设计某厂矿的变电所,从而考核学生电气设备选择、电气主接线设计、负荷计算等方面的知识。同时,还可以在此基础上增加继电保护装置的要求,并要求学生绘出遥信遥感的结构图,从而考查学生综合运用知识的能力,使学生能够通过课程设计,达到整体了解变电所设计运行的基本方法以及注意点,从而提高学生系统学习能力的目的。此外,还可以安排学生到临近变电站进行参观实习,让学生了解相关电气设备具体的作用,增强学生的感官认识。相较于以往效率较低的课程实验,这样可以极大地提高学生的学习效率,并促进学生知识的整体消化吸收。3.考核优化课程内容的优化必然带来考核内容的优化。以往由于课程知识点繁杂,学生在期末复习时需要记忆许多与本门课程内容关联度不高的知识点,而课程的核心知识点却由于复习时间紧而未能有效地掌握,从而影响了学生的成绩。因此,通过课程群内容的整体优化,每一门课程都有相应的重点内容,这使得学生能够在复习时能紧紧围绕课程的核心知识点展开,而将关联度并不高的内容放入课程群的其他课程中进行复习,从而提高每一门课程的学习和复习效率。这样既能够提高学生的学习成绩,也能使学生掌握合理有效的学习方法。课程优化、实验优化以及考核优化有效地改善了教师与学生的教学及学习情况,使得教师讲授最优化,学生学习最优化,使学生在有效的时间内牢固掌握核心知识成为可能,从而实现了课程群建设的目标与意义。
三、结束语
本文针对建设的电力工程课程群,分析了课程群内不同课程的特点,从课程、实验、考核三个方面提出了具体的优化方案,为进一步推动电气工程本科生教育改革提供了参考。当然,相关优化方案还需在后续教学过程中根据实际教学效果不断地完善改进,这样才能使教学方法紧跟时展的脚步,使培养的学生能够符合社会对人才发展的要求。
作者:牟龙华 李松峰 张 鑫 王伊健 单位:同济大学
[参考文献]
[1]丁守成,张爱华,黄瑞,等.电工电子实验系列课程体系建设[J].电气电子教学学报,2015(6):98-100,104.
二、南京工程学院电气工程全日制专业学位研究生培养探讨
南京工程学院电气工程专业的专业教学有着悠久的历史,是国家级特色专业建设点,该专业设有电力系统、继电保护、电网监控、输配电、供用电、电气工程自动化六个培养方向,以强电为主线,实现强电与弱电结合、理论与实践结合、技术与技能结合,将培养电气工程及其自动化领域的“应用型”高级工程技术人才作为主要目标。学校对电气工程全日制专业硕士的培养,依托新能源、电力行业,创办具有电校特色、产学研紧密结合的优势学科,从理论和实践教学两方面,在借鉴其他院校专业型研究生培养模式的同时,针对目前全日制专业学位研究生培养遇到的问题,对于如何根据学校实际情况培养和造就出具有实际应用能力,能在电力领域服务国家特殊需求的高层次专门人才问题进行了思考。
1.构建合理的课程体系学校充分认识专业学位与学术学位在培养目标、能力结构、评价标准上的区别,在课程体系设计上突出工程硕士的培养特点。在体系构架上采用模块化:按培养方向划分课程模块,按模块培养,有利于毕业生在相应领域方向就业。在课程类型上体现多元化:除常规课堂教学外,增设工程实践和专题研究类课程,促进理论学习与实际应用相融合,体现实践—理论—再实践的螺旋式规律。在工程实践上注重系列化:采用集中实践与分段实践相结合的方式,培养需要经历基础实践、工程实践、专题研究、毕业论文逐层提高的实践环节,可以使学生受到工程师的完备训练。具体课程体系如图1所示。
2.实行开放办学,促进校企合作,优化专业学位研究生培养的思路对于电气工程专业高层次应用型人才培养必须打破学校界限,整合学校、企业、科研院所的教育资源,优化培养环境,实现产学研融合。广泛开展校企共建,形成体现行业先进水平的优质教学资源环境;学校、企业、政府共建“产学研联合体”,形成“平台共建、资源共用、成果共享”的可持续发展机制,促进产学研良性互动;依据产业结构调整学科专业布局,学科专业链对接产业链;企业参与人才培养全过程,依据产业技术发展,整合理论知识与实践经验,融合学科体系与职业资质标准,开发新课程,合编新教材;实行工学结合,交叉培养,实习实训“双指导”,毕业设计“双导师”,培养质量“双评价”。切实提高人才培养与产业需求的符合度。要使专业学位研究生达到高层次应用型专业人才的水平,在培养方式上需要不断优化,从实践反馈中吸取经验,促进校企合作培养的深化、细化。在此方面有些思路可供参考:(1)权责分清,利益共享,调动各方积极性。校企合作培养中由学校、企业和学生三方构成了一个社会关系,且该关系是在学校和学生双方关系基础上建立起来的,在关系开始之前就应当将各自的权力义务划分清楚,而最为有效的办法就是事先签订三方协议。在以往的校企合作经验中,联合培养方面的经验本来就不多,规范、协议并不完善,且一般都只有校、企两方,后续实践中可以考虑通过协议条款来划分各方权责,保证各方利益,从而调动各方积极性,达到更好的培养效果。(2)开放与约束并举,实现深度合作、深入培养。企业培养学生的过程中,涉及到核心技术往往会“放不开”,原因在于缺乏约束。对于企业自身的员工,有劳动合同的保护,不用担心由于人员流动等原因引起技术泄密,而在读的专业学位研究生并非定向生,其毕业流向等都是未知之数,技术开放对企业是有风险的。解决这一问题需要在企业和学生之间建立信息安全保障机制,增强双方约束力,从而提高双方开放程度,企业可以放心利用更多的人才资源,学生可以掌握更深入的专业技术。(3)在企业中建立专门的学生管理办法。企业对其培养的学生建立日常管理规章制度,与学分挂钩,对学生行为形成制约力;同时,企业对其培养的学生建立优招优遇机制,以实质优惠吸引这些已提前熟悉工作的学生加入企业团队。
3.根据电气工程专业特点,因材施教,因才选企电气工程是一门内容丰富、方向众多的大型学科,涉及到电力系统、电机、电工技术等多个二级学科,每个二级学科又有许多专业方向,以电力系统为例,有发电、输电、配电、电力运行、电力建设、电气设备等多个方向。在本专业的专业学位研究生招生时,可以不把每个学生的培养方向都划分到非常细致,而是在培养过程中综合学生个人素质、个人偏好以及行业发展需求现状,对方向选择进行推荐和引导。借助合作企业的资源让学生认识到各方向的真实内涵与内容,并帮助学生选择合适的企业开展实习学习,最终达到为社会培养高层次应用型电气工程专门人才的目标。
关键词:
电气工程;教学改革;复合型人才;电气专业
新形势下,在电气专业各个方向上都需要大批人才,仅仅强调培养拥有高级知识的专业人才已经变得不与时俱进。当前面临的问题是如何在学生中有效普及创新、创业教育,使新一轮大学生适应新形势下创业引领计划预期的目标。就上述观点,本文先分析了新形势下电气专业培养特点以及存在的问题,进而阐述了新形势下电气人才的定位及培养目标,最后提出了新形势下电气专业的教学改革尝试的部分措施。
1新形势下电气专业的特点及存在问题
目前,我国电气专业发展水平提升明显,已基本达到国际水平,甚至某些领域已达到国际前沿水平。尽管如此,我国的电气总体水平仍略低于国际先进水平。新形势下,有必要重新分析电气专业特点及其存在的问题,有针对性地解决问题。
1.1新形势下电气专业的特点
目前,在高新技术领域中电气技术已成为主角,电气专业的综合性、适应性、渗透性很强,属跨行业专业,应用性广泛。智能化发展水平为其衡量标准,具有亟待创新的特点。电气专业集网络控制、信息和电机电器等诸多专业技术于一身,是一门综合性极强的专业学科,在很多科学领域都具有极强的适应性、渗透性。电气专业跨行业专业的特点与新形势下以信息化带动工业化、走新兴工业化道路的国情相符合。这就要求电气专业不断创新,培养能促进工业化社会高速发展,满足各种智能化系统的发展需求的高素质人才。
1.2新形势下电气工程专业存在的问题
新形势下,电气工程领域面临的主要问题是电力系统的安全问题,以及如何对可再生资源进行规划及规模化利用的研究。这些问题都对电气专业的人才培养造成了重要的影响。当前亟待解决的问题主要有“重学轻能”现象严重、课程专业设置不合理、课程教材难以适应新形势下的发展需要、教学模式单一、缺乏较强的师资力量、设备落后、实习手段缺乏、人才知识结构与需求不对等等一系列问题。学生在应用能力方面比较弱,学校在专业建设上“重学术、轻能力”的传统思想仍比较严重。电气专业因其学科较多、交叉性强、实践性强的特点,导致相应的教材更新比较困难,实现有效教学非常困难;专业课程师资力量严重不足的情况突出,实验设备缺乏,与现场脱节。此外,传统的单一课堂教学模式,严重影响了学生主动学习的积极性,导致学生的创新能力难以发挥,创新教育明显滞后。
2电气工程人才定位及培养目标
2.1电气工程专业人才的定位及其目标
培养高素质、高端应用型技术人才是电气工程专业的教育目标,以正确的指导思想定位为前提,以坚持服务于地方经济为宗旨,将就业作为导向,培养出符合技术、生产、服务、管理第一线需要,具有良好职业道德的高级应用型技术人才,使他们成为电气生产、设备安装、调试、维修及操作的主力军。评价电气工程人才培养质量的重要指标已成为创新精神、创业意识和创新创业能力。
2.2电气工程创新型人才的内涵
创新型电气人才是指具有较高层次的电气专业知识层次高、基本功扎实、业务精湛,个人素质和职业道德较高、具有较强科技和管理创新能力,又具有管理协调能力的人,尤其是善于将发明创造转化为产品的高端人才。
3电气专业创新人才培养的教学改革
面对飞速发展的社会,教学方式的改革迫在眉睫,主要可从以下7个方面入手:①完善师资队伍体系;②改善教学方法和考核方式;③按时完善教材建设;④强化实验、实践环节;⑤进行课程体系改革,加强专业课程之间的衔接和融合;⑥完善教学管理制度;⑦创新人才培养机制;⑧校企合作建设“产学研”培养基地、创新性试验基地以及试验中心;⑨以创新引领创业,以创业带动就业。要加强对青年教师的培养,使其成长为教学骨干的中坚力量,加强创新创业教育与创业就业指导专职教师队伍,支持教师以各种形式将科技成果产业化,并鼓励领导学生创新创业;改革考试考核方式,注重考查学生运用知识分析、解决问题的能力,突破“高分低能”的瓶颈,开展教材内容的及时更新。在实验、实践环节中利用现代网络资源,促使学生深入学习和掌握知识的内在联系;加强建设科学的教学评价体系和行之有效的教学管理制度等;探索建立以需求为导向的学科结构,以及以创业为导向的人才培养新机制,坚持走“产学研”相结合的道路,促进教学、科研、生产三者的结合;大力推进成果转化、产教结合的改革模式,实现创新引领创业、创业带动就业。
4结束语
当前形势下,电气专业人才创新创业教育以深入贯彻党的教育方针、政策,全面落实立德树人为根本任务,开辟了创新引领创业、创业带动就业的新路子,积极、主动地适应了经济新常态,重点推进了以素质教育为主题,以提高人才综合素质为核心,以创新型人才培养重点,以完善设施条件和相关政策保障为支撑,加快培养了富有创新精神、敢于投身实践的创新创业人才队伍。
作者:于少娟 谷将 刘立群 单位:太原科技大学电子信息工程学院
参考文献
[1]张俊权.关于电气工程及其自动化专业人才培养模式的探究[J].科技创新与应用,2014(07).
[2]贾世川.浅析我国电气工程及其自动化的发展现状[J].科技资讯,2015,13(11).
作者简介:吴杰(1980-),女,湖北云梦人,湖北师范学院机电与控制工程学院,讲师;詹习生(1979-),男,湖北蕲春人,湖北师范学院机电与控制工程学院,讲师。(湖北 黄石 435002)
基金项目:本文系湖北师范学院教学研究基金项目的研究成果。
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)04-0134-02
近年来,为了把师范院校建设成具有教师教育特色、多科性的综合性师范大学,全国各类师范院校都在不同程度上开设了理工科专业,而且开办的工科专业也非常注重实践能力的训练。以湖北师范学院为例,该校作为地方性师范院校,在电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、化学工程与工艺和计算机科学与技术等工科专业人才培养方案中就明确提出:“要培养基础扎实、动手能力强、综合素质高、具有市场意识和创新精神的应用型高级技术人才”。而培养具有创新精神、实践动手能力强和综合素质高的应用型高级工程技术人才的最重要的途径就是实验与实践。同时随着社会的发展,高等教育也受到了很大的刺激,要求教育主动适应经济、适应市场的需求,要求应用型高级技术人才不仅要掌握必要的科技、文化等知识,更重要的是要具备较强的实践能力和探索解决工程实际问题的能力。实验教学是师范院校教学中的一个十分重要的教学环节,在培养学生实践能力、分析和解决实际问题能力及严谨的科学态度方面,具有其他教学环节无法替代的作用。要充分发挥实验教学在高等教育中的特殊功能,就必须清楚地认识到实验教学的内涵和实验教学的目的与作用。因此,对师范院校工科实验进行教学改革研究,从而提高教学质量,培养应用型高级技术人才势在必行。
一、师范院校工科实验教学存在的主要问题
目前大多数师范院校的工科学生总是被动地“照方抓药”,在指定的时间、地点,按规定的实验方法和步骤完成教师指定的实验;基础课实验一般都以验证性实验为主,即使有少量的综合性实验,也是在规定的范围内学生按照教师的要求来完成,缺乏创新意识和创新能力的培养。
通过文献检索及调查,发现国内的工科院校非常重视实验教学改革建设工作,他们对实验教学模式进行了深入探索,并发表了研究论文,例如:燕山大学的杨国良教授发表了“谈工科实验教学改革与创新的几个方面”,重庆工商大学的梁云副教授发表了“创新实验教学,提高实验教学水平”,湛江师范学院的梁启文实验师发表了“电子设计竞赛与实验教学探讨”等。然而,地方师范院校应用型工科实验教学虽经多年的改革实践,但仍然存在诸多问题:第一,各门基础/专业实验课条块分割严重,缺少相互配合,不能使基础实验教学形成一个有机整体。由于学时数限制以及学科之间的界限,使某些实验内容被人为分割,不同学科的实验内容之间相互渗透较少,甚至相互不衔接,导致出现教学内容低水平重复、缺乏整体性、必要的实验内容开设不足或缺乏等问题。第二,教学内容比较陈旧,难以符合时代的需要。第三,立足于地方、为地方区域经济发展服务的人才培养定位没有得到体现。主要是因为目前的教材难以结合各地方经济发展的实际开设出具有地方特色的实验项目。第四,学生缺乏自主创新的意识,大多数学生更为注重自己的分数(成绩),而不是自己的创新能力,因此建立科学合理的实验教学考核机制相当重要。第五,教学方法和教学手段较落后。第六,缺乏双师型的实验教学队伍,严重影响了实验教学质量。
以上问题已严重制约了地方师范院校学生实践能力和创新精神的培养,培养模式以及培养的人才也难以适应经济社会发展的需要,从而严重影响了地方师范院校工科专业的教育质量,难以造就实用型、应用型、创新型人才。
二、实验教学模式改革
实验教学作为地方师范院校教学中的一个重要环节,在教学中要以培养应用型人才为目标,在教学过程中要充分调动学生的主动性和创新性。
1.根据专业特点,合理划分实验课程
以电气工程及其自动化专业为例,电气工程学科是一门实践性很强的学科,电气工程及其自动化专业的大多数课程具有较强的实践性,学生需进行大量的实践活动,以培养学生的动手和创新能力。电气工程及其自动化专业是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件相结合、元件与系统相结合的专业,具有宽口径和相关学科相互渗透融合的特点。电气工程及其自动化专业的培养目标是:学生要受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力;学生必须具备较强的实践能力,成为适应社会需要的“宽口径、应用型”高级技术人才。电气工程类专业的大学生是国家电气信息技术发展的生力军,对国家电气信息技术产业发展的广度、深度及可持续性都有着直接的影响,因此用人单位对该专业学生具有较强实践能力和良好工程素质的要求越来越严格。
电气工程及其自动化专业实验教学大体分为三个阶段:基础实验阶段、专业基础实验阶段和专业实验阶段。
(1)基础实验:包括大学物理实验、大学计算机基础实验、程序设计基础实验、软件技术基础实验等。大学物理实验要使学生提高理论联系实际的动手能力及加深对实验原理和实验方法的理解与认识;计算机技术在电气工程中的应用越来越广泛,学习计算机的目的是应用计算机解决工程中的实际问题,实验是培养和提高应用能力的重要环节。
(2)专业基础实验:包括基本技能实验、工程制图与CAD实验、电路实验、电子(模电、数电)技术实验、信号与系统实验、电机拖动基础实验、自动控制原理实验、单片机原理实验、电子设计自动化实验、MATLAB及控制系统仿真实验等。其中,基本技能实验、电路实验、电子技术实验、信号与系统实验、电机拖动基础实验、自动控制原理实验、单片机原理实验为单独设课单独考核的实验。专业基础实验是整个实验教学体系中最重要的组成部分,是培养专业思维与实践、创新能力的基础性实验,不仅是培养学生工程思想的基础,也是奠定电气工程学科理论研究的基石。
(3)专业课实验:包括传感器与检测技术实验、电气控制及PLC技术实验、电力电子技术实验、计算机控制技术实验、电力电子装置与控制实验、电力系统自动化实验、电力系统继电保护实验、电力拖动控制系统实验、工厂供电实验、虚拟仪器实验、过程控制实验、数据采集与处理实验、DSP原理与应用实验、计算机网络实验等。其中,传感器与检测技术实验、电气控制及PLC技术实验、电力电子技术实验、计算机控制技术实验、电力系统继电保护实验、电力拖动控制系统实验、工厂供电实验为单独设课单独考核的实验。专业实验内容具有较强的实用性,接近工程实际,通过实验不仅培养了学生分析问题、解决问题的能力,也使他们的工程意识受到初步训练。
2.结合应用型人才培养特点,合理安排实验教学内容
根据培养应用型技术人才的要求和湖北师范学院学生的实际情况制定了符合教改精神的教学大纲,精选、优化了教学内容,并根据内容的深浅把所有实验项目分成了基本实验和综合设计实验;同时逐步将实验内容从以验证性为主转变为以应用性和设计性为主。让学生能够跳出以往的硬性规定的试验项目,充分发挥学生的主观能动性,从而培养学生独立思考、发现问题和解决问题的能力,以及创新意识和创新能力。基本实验和综合设计性实验的具体要求为:
(1)基本实验:包括基础操作技能训练实验和基本方法原理验证实验两类,主要目的是使学生掌握必要的实验基本技能、基本方法、基本知识,为以后实验打下良好的基础。
(2)综合设计性实验:实验指导教师可以给出部分实验项目以供学生选做,学生也可以自己确定实验项目。该阶段的主要特征是:整个实验均由学生独立完成,包括查阅资料、撰写实验方案、拟定实验步骤、准备实验所需的器材和设备、完成实验并写出完整的实验报告等,而教师只负责指导。
3.结合实验课程特点,建立科学的考核方法
工科实验是师范院校培养应用型高级技术人才的重要途径。实验成绩是体现学生动手能力和创新能力的主要结果,因此实验成绩考核是实验教学的一个关键环节,只有建立科学的实验成绩考核标准,逐步完善实验课程考核方法,才能真正发挥开设实验课程教学的重要作用。以往由于实验课时比例小,考核大多依附于理论课上,为强调实验课的重要性,应将大部分实验课程独立开课,这样就可以将实验课考核与理论课考核区分开来。另外,考核成绩可由平时成绩、实验报告成绩和期末考试成绩三部分组成,平时成绩占30%,实验报告成绩占40%,期末考试成绩占30%。具体考核记分方法如下:
(1)平时成绩评定(占30%)。由实验指导教师根据学生在实验过程中的动手能力情况,现场打分。
(2)实验报告成绩评定(报告占35%+考勤占5%)。指导教师根据学生完成实验报告情况进行打分。该项主要是考核学生对所学知识进行归纳总结的能力、处理实验数据的能力,以及学生学习编制工程实验报告的能力。另外,考勤是根据学生每次实验时出勤情况进行考核。
(3)期末考试成绩评定(占30%)。根据实际情况,期末实验课程考试分为实验操作考试和实验理论考试两种。实验操作考试更能体现学生动手能力、处理实验过程突发事件的能力,因此,应以实验操作考试为主。
三、加强双师型实验队伍建设
受传统教育观念的影响,地方师范院校对实验教学的重视不够,加上实验课程教学模式的改革,导致教师队伍不稳定,工科专业的实验师资队伍根本达不到实验独立设课的要求。要培养应用型高级技术人才就必须加强实验教师队伍的建设,特别是双师型教师的建设。因此,实验教师的专业水平和教学能力是当前师范院校工科专业实验教学改革的主要障碍,亟待解决。
第一,学校要制定相应的优惠政策,稳定实验教师队伍,特别是在职称评定和工作量计算方面要给予倾斜。
第二,要加大培训力度。鼓励实验教师积极参加各种学术交流活动,利用大型仪器设备做好“产、学、研”工作。鼓励理论课教师加入到实验教学中来。加强对新上岗实验教师的培养和指导,积极开展“导师制”;同时鼓励新进教师深入企业调研、学习,培养双师型队伍。
第三,要加大引进试验教师的力度,特别是要大力引进高学历、高水平教师充实实验队伍。
四、结束语
师范院校工科实验教学应在吸收理工科实验教学优秀经验的基础上,发挥自身优势,不断探索、完善、更新实验教学模式、教学内容和教学方法;同时应加强实验教师的培养和引进,突出实验课程的独立性,只有这样才能为培养工程一线需要的应用型高级技术人才打下良好的基础。
参考文献:
[1]杨建华,曾东和,姚志刚,等.地方院校工科专业实验室建设的理念与实践[J].中国大学教学,2004,(10):41-42.
[2]邹红玉,江影.大学物理实验教学方法的研究[J].大学物理实验,2007,(1):80-91.
[3]戴风华.应用型本科院校实验教学改革探析[J].宿州学院学报,2009,24(4):150-151.
[4]石彪,刘利枚.商科院校工科专业实验独立设课教学改革的思考[J].中国现代教育装备,2010,(1):110-112.