發布時間:2024-03-06 16:20:51
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中圖分類號:C961;G642 文獻標志碼:A 文章編號:1008―3561(2015)02―0036―02
全新的社會形勢令人才需求愈發復雜化、具體化,高校作為人才培養專門機構的負擔也由此加重了。電氣工程及其自動化專業作為高校教育的重要區塊之一,必須要迅速適應這種變化,改革教育模式,這樣才能獲得更好地發展。
一、電氣工程及其自動化的專業特征
1. 教學特征
作為一種應用型本科專業,電氣工程及其自動化專業存在一定的特殊性。具體來說,該專業同時具有較強的科研性與應用性。其科研性來自于日益發達的電氣科技,在這種背景下,該專業的工程技術人才對技術理論有著非常高的需求,為了滿足這些需求,不得不加大理論知識的教學密度和教學比例,兼之該專業依托于電氣工程類的博士授權學科,更加深了其技術科研色彩。其應用性則來自于應用型本科專業的固有特征,電氣工程及其自動化專業的根本目的是為國家培育電氣工程方面的高級技術人才,其教學理所當然地對實驗、實踐比較看重。這兩種特征對電氣工程及其自動化的教學需求有一定的矛盾性,加大了該專業教學安排的難度。
2. 學生特征
電氣工程及其自動化是我國的老牌本科專業,發展歷史已經超過30年,因此,生源一直相當充足,學生基礎素質良好,就業形勢和發展方向也趨于穩定。但近些年來,伴隨著高校擴招、教育改革等一系列因素的影響,電氣工程及其自動化專業的學生產生了一定的動蕩。這種動蕩可以分為幾個方面:第一方面是擴招等原因導致的生源數量激增,學生基礎素質也出現了一定的參差不齊現象,對該專業的正常教育工作產生了一定的影響。第二方面是學生對自身的定位出現偏差,有相當一部分學生將該專業視作研究型學科,在學習時重理論研究,輕技術實踐,以獲得更高的學位為目的,這使得該專業培養出的學生中應用型人才的比例逐年下降。
3. 社會特征
近些年來,社會形勢對電氣工程及其自動化專業的沖擊很大。一方面社會的總體就業壓力越來越大,學生數量眾多而且增長迅速的電氣工程及其自動化專業必然面臨較大的人才供需矛盾,這令許多高校在該專業的發展上呈現茫然狀態,難以確定發展方向。另一方面,社會對電氣工程人才的需求正產生急劇變化,傳統的人才培養模式漸漸不能再滿足新的人才需求,各個高校的人才培養創新與改革已經迫在眉睫。這兩大社會特征并非電氣工程及其自動化專業所獨有,而是所有與社會聯系緊密的應用型本科專業都要面臨的問題。
二、電氣工程及其自動化的人才培養需求
1. 社會對電氣工程及其自動化的人才培養需求
社會對電氣工程及其自動化的人才需求可以分為以下兩方面:第一方面是對高級技術人才的需求與日俱增,電氣工程技術人才不僅要了解電氣工程系統的基礎操作和維修方法,還要能完全掌握系統的工作原理、缺陷、發展方向,以便能自行進行適當地更新與改造。第二方面社會越來越看重人才的綜合素質,除了要求人才具有足夠的理論水平和實踐操作能力外,團隊合作精神、管理能力、服務精神乃至個人品德都是人才素質評估的重要因素。在這種情況下,高校傳統重能力輕素質的人才培養模式已經無法再適應形勢,在培養電氣工程及其自動化人才時必須要更重視育人的環節。
2. 學校對電氣工程及其自動化的人才培養需求
各個高校目前大多在進行教育改革工作,這種改革工作必然帶來諸多變化,為了保證穩定地提供優秀的電氣工程及其自動化人才,學校必然要求該專業的人才培養體系具備高適應性,能適應教育改革帶來的一系列變化。因此,電氣工程及其自動化的人才培養體系必須與高校的總體發展方向保持一致。
3. 學生對電氣工程及其自動化的人才培養需求
學生是電氣工程及其自動化人才培養的主要對象,而學生自身必然存在一定的發展需求,這些需求視學生個體的不同,存在一定的差異。學校根據這些需求差異適當微調對個體的培養模式,才能在人才培養上收到事半功倍的效果。
三、電氣工程及其自動化的人才培養問題
1. 定位問題
目前來看,各個高校在電氣工程及其自動化專業的人才培養上都存在著或多或少的定位問題。一方面學生中有相當一部分缺乏該專業是應用性學科的認識,另一方面許多教師也對該專業的新形勢感到迷茫,無法對學生的認識予以有效地引導,兩相疊加下,電氣工程及其自動化專業人才培養定位就難免變得模糊。這種模糊不僅令教學目標、教學綱要、教學結構等變得不清晰,影響了教學效率,在個別學校甚至引起了學生間對教學重點的爭執與沖突,而且令許多高校的電氣工程及其自動化專業陷入了發展停滯階段。在發展速度越來越快,競爭越來越激烈的社會背景下,這種發展停滯的負面影響非常嚴重。
2. 課程問題
電氣工程及其自動化專業的課程可以分為三類:公共基礎課、專業技術課和實踐課。在傳統的教育模式中,這三類課程的學分比例大致是3∶5∶2,實踐類課程的比例嚴重偏低。近些年來,隨著教育改革的深入,人們越來越認識到實踐課程的重要性,該比例被逐漸調整為3∶4∶3,與原本的學分比例相比更為合理。但需要注意的是,這種以學分比例評估課程結構的方式并不完善,因為即使是相同的學分,獲取難度不同,學生的重視程度和所下的功夫也會有所區別。根據筆者的教學經驗,電氣工程及其自動化實踐課程的學分獲得非常容易,往往只要出席相關實踐課程即可獲得,師生往往把更多的精力投入到需要考試才能獲得學分的專業技術課程上,這降低了該專業人才的應用培養能效。因此,電氣工程及其自動化專業的課程比例仍需進一步調整優化。
3. 實踐問題
電氣工程及其自動化的實踐教學主要包括四種手段:分別是課程實驗、課程設計、實習教學和畢業設計,這四種手段目前都存在一定的能效不足問題。具體來說,課程實驗與理論教學的脫節情況很嚴重,學生對實驗的認知往往停留在按教師的要求操作和撰寫實驗報告上,實驗的實踐教學能效得不到發揮。課程設計審查不嚴,抄襲現象屢見不鮮,學生更多地將課程設計當作一種需要應付的任務,而不是學習環節。實習教學大多走馬觀花,能效的發揮停留在提高學生對電氣工程及其自動化的實踐認識上,更深層的能力素質培養職能發揮不出來。畢業設計失于單一,電氣工程及其自動化專業的畢業設計課題基本完全由教師硬性規定,學生缺乏自主選擇權,興趣也不高。教師在規定畢業設計課題時往往有一定的模板,這些模板大多相當陳舊,沒有實踐價值,部分學生的畢業設計課題甚至與課程設計題目完全相同。
4. 發展問題
如前文所述,許多高校的電氣工程及其自動化專業在發展上已經陷入停滯,相對的,社會、學校、學生對該專業發展的動態化需求越來越強,最終導致培養出眾多不符合社會需求的“無用”人才的現象。各個高校大多對這種嚴峻的情況有所認識,也采取了一定的措施推動電氣工程及其自動化專業的人才培養發展,但由于定位不明確、措施不到位等多種原因,收獲的效果甚微。舉例來說,部分高校直接照搬其他學校電氣工程及其自動化專業發展的先進模式,忽略了自身的實際情況和客觀條件,新模式得不到落實,舊模式也已經支離破碎,反而更降低了人才的培養能效。
四、 電氣工程及其自動化的人才培養優化
1. 通過明確服務定位建立人才培養的新模式
對電氣工程及其自動化專業的定位加以明確是建立全新人才培養模式的第一步。雖然理論知識在該專業中的重要性越來越高,但要牢記,電氣工程及其自動化專業的理論知識終歸是為應用服務的,不能喧賓奪主,將應用型專業發展成科研型專業。要結合社會、學校、學生的實際需求,將服務性人才培養理念納入新的培養模式。為此,不僅要與社會上的電氣工程人才需求機構加強交流合作,了解其人才需求,而且要將學校自身的教育改革目標融入人才培養目標,還要與學生積極溝通,了解其自身的發展和就業意向,建立起服務型的應用人才培養新模式。
2. 通過調整課程結構建立人才培養的新模式
綜合學分、學時、考核方式等多方面的因素,訂立綜合性的課程結構比例體系。此外,因為當前社會對學生綜合素質的要求越來越高,因此,對學生綜合素質的培養能效最好的公共基礎課程應適當增加比例,專業技術類課程應適當降低比例。加大教學密度與教學精度,結合當前的教育改革,對教學內容進行適當地刪減與精煉,并增強這部分教學內容與實踐類課程的互動功能。實踐類課程一方面要適當增加考核難度,一方面也要注意與專業技術課的結合。具體來說,公共基礎課、專業技術課、實踐課程、技術實踐融合課程的比例要控制在4:2:2:2,構成新的課程結構體系。
3. 通過完善教育實踐建立人才培養的新模式
傳統的教育實踐模式必須予以轉變,具體來說,首先,要把課程實驗獨立出來,作為前文所述的技術實踐融合類課程,提高指導性實驗、開放性實驗所占的比例,讓這類課程成為勾連理論與實踐的紐帶。其次,要提高對課程設計的審核力度,嚴格打壓課設抄襲的不正之風。第三,要適當參考技術專科學校的實習教學模式,嘗試將校企合作這種實習教學模式應用于電氣工程及其自動化這類應用型本科專業。第四,要盡可能豐富畢業設計,一方面在決定課題前要與學生交流,根據學生的興趣方向決定畢業設計課題,另一方面要提高課題的靈活度,盡可能賦予學生開放性課題,避免畢業設計公式化、模式化。
4. 通過實現動態發展建立人才培養的新模式
盡可能縮短人才培養模式的更新周期,在條件允許的情況下以學期為單位更新人才培養模式的細節,以適應發展變化極快的電氣工程人才需求,換言之,要建立動態發展的人才培養模式。該模式的建設可以與電氣工程及其自動化專業的信息化建設相結合,通過信息技術收集動態發展需求,為模式細節的調整提供必要的參考依據。
五、結語
我國對高級電氣工程人才的迫切需求在未來相當長的一段時間內仍將持續下去,因此,電氣工程及其自動化專業的重要作用在這段時間內只會有增無減。在這種背景下,全新的人才培養模式勢必發揮更多的效用,值得進一步研究和推廣。
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關鍵詞:電氣工程及其自動化;電氣裝備;課程體系
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)31-0160-02
一、引言
平頂山學院的電氣工程及其自動化專業為省級特色專業、河南省普通高等學校本科工程教育人才培養模式改革試點專業,所屬的電氣工程學科為校級重點學科。該專業多年來服務于平頂山地區的經濟發展,培養區域經濟發展所需要的電氣類專業人才。緊緊圍繞平頂山市重點發展裝備制造業的戰略部署,2013年,平頂山學院下發了《關于學科專業群的建設意見》,明確提出重點建設電氣信息類專業群。電氣信息類專業群的發展目標定位:建設服務于智能電力設備行業產業發展需要,富有地方特色的、優勢突出的應用型專業群;服務面向定位:立足平頂山,面向河南,對接智能電力設備行業產業,為區域經濟社會發展服務。2014年,學校將電氣信息類專業群中的電氣工程及其自動化、軟件工程、物聯網工程3個專業列入首批轉型試點,電氣工程及其自動化負責培養智能電力裝備的本體及硬件設計開發所需要的應用型人才。為此,電氣工程及其自動化專業的電氣裝備方向面臨著前所未有的機遇和挑戰。
課程體系的開設是培養人才的基礎。目前,我校電氣工程及其自動化專業的課程設置都是根據學科知識結構的內在邏輯來展開的,強調學科知識的系統性和完整性,強調全面掌握學科領域知識,忽視知識的實用性,整個課程體系學術性很強,技能性缺乏。課程設置幾屆甚至更長時間都固定不變,沒有結合當今科技與社會經濟發展的實際,只滿足于課堂教學,給學生提供動手的機會很少,缺乏應有的靈活性,不能根據學生的需求采用不同的技能訓練模式。雖然有畢業實習、金工實習、電工實訓、電子技術課程設計、專業綜合課程設計,但持續學習時間短,學生未能真正深入進去,專業見習更是走馬觀花,學生純粹是看熱鬧,沒有任何實質性學習。因此,教學效果不夠理想,對于學生的實踐動手能力的提高幫助有限。在科學技術日新月異、知識不斷更新的時代,這種課程體系無法應對新形勢的挑戰。
為滿足專業群建設的需要,培養應用型人才,平頂山學院電氣工程及其自動化專業在整合現有資源的基礎上,在實踐中開展多維調研與深度探究,積極構建電氣裝備方向的全新的課程體系。
二、構建電氣裝備方向課程新體系
通過到國內知名高校和平頂山地區的電力裝備制造企業進行調研以及對畢業生的跟蹤調查,得到企業對電氣工程及其自動化專業的畢業生的知識結構、能力素質的要求,從理論教學環節和實踐教學環節構建了電氣裝備方向的新的課程體系。
1.構建理論課程新體系。根據電氣工程及其自動化專業培養目標定位和專業應用型人才的知識結構要求,理論教學環節設置了通識必修課、學科基礎課、專業必修課和專業選修課。(1)通識必修課。通識必修課按照素質教育的理念,強調德、智、體、美相互滲透,設置的課程有:思想道德修養與法律基礎、中國近現代史綱要、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、大學英語、大學體育。學生通過通識必修課的學習,獲得必要的價值分析、探究方式與能力的訓練,形成合理的思維方式和準確的觀察判斷能力以及清晰的溝通表達能力。(2)學科基礎課。學科基礎課課程的設置是針對電氣信息類專業群所必需的知識和基礎,注意培養學生的基本素質,著眼于學生的可持續發展,著眼于為學生繼續學習打基礎,使學生獲得較寬厚的公共基礎學科、專業基礎學科的知識。設置的課程有:高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理、電路分析、模擬電子技術、數字電子技術。(3)專業必修課。我校電氣工程及其自動化專業設立了“電氣裝備”和“電氣控制”兩個專業方向,專業必修課是這兩個方向必修的課程,主要培養學生的基本專業技術和能力,使學生系統掌握電氣工程的基礎理論、基本知識。設置的課程有:電機學、電力電子技術、電氣控制及PLC技術、自動控制原理、電力工程基礎、單片機原理及應用、MATLAB在電氣工程中的應用、自動檢測技術、專業英語。(4)專業選修課。專業選修課是針對專業方向的需要安排的課程,根據應用型人才培養的要求以及課程的前后邏輯關系,按照“有用、可用、管用”的原則,根據“電氣裝備”方向的特點,精心設置了“電氣裝備”方向的課程:電氣CAD基礎、機械設計基礎、高電壓技術、電器學、高壓電器、電氣裝備的計算機控制技術、智能電器、電氣新技術講座。學生必須完整修完自己專業方向的課程,其他專業方向的課程可作為個性課程選修。另外,為高年級學生開設電氣新技術講座,聘請企業教授級高工、知名大學教授開講座,介紹學科研究熱點、發展趨勢,使學生了解學科發展的最新動態。
2.構建實踐課程新體系。據行業和企業專家的要求,結合專業群內現有人才培養資源,電氣工程及其自動化專業電氣裝備方向實行校企聯合培養和“3+1”人才培養模式。前3年在學校培養,注重人文,強化基礎,著重培養“自主學習、主動實踐、實學創新”的意識和能力;第4年進入合作企業,以企業為主,開展校企聯動的工程實踐教育,參與項目實訓和畢業設計,從而培養學生的工程實踐能力、運用專業知識解決實際問題的能力,熟悉工程項目的基本流程、過程管理及業務規范等方面的知識,培養團隊合作精神和創新意識。為此,在實踐課程新體系中,設置了獨立實驗課、集中實踐課、第二課堂。(1)獨立實驗課。減少驗證性實驗,增加研究性、設計性、綜合性實驗,盡可能模擬電氣工作的現實環境,在實驗中分配給學生一定的工作任務,學生得以找到寶貴的機會將所學知識提前應用到未來的工作中,達到真正提升學生素質和能力的目的。設置的獨立實驗課程有:大學物理實驗、電路分析實驗、電子技術實驗、電機學實驗、電器學實驗。其中,電路分析實驗、電機學實驗、電器學實驗等利用項目來進行教學,尋求的是以學生在課題和項目完成的過程中來自主形成電氣專業知識體系,綜合培養學生的知識、技能和工作的態度等。(2)集中實踐課。包括校內集中實踐和企業實踐兩部分。校內集中實踐強化基于項目的科學研究和工程實踐訓練,設置的環節有:軍訓、金工實習、電子技術課程設計、電氣測量實訓、電機控制實訓、電子技術課程設計、電力電子課程設計、電力工程課程設計、PLC課程設計。企業實踐,包括企業認知實習、企業專業實習和畢業設計等3個環節。①企業認知實習。這主要鍛煉學生綜合運用所學的科學理論方法和技術手段分析并解決工程實際問題的能力,培養學生的創新意識和進行產品開發與設計、技術改造與創新的初步能力。以《電力工程基礎》課程為例,該課程要求學生通過學習掌握供配電系統的結構及運行的基本知識,為達到上述要求,首先帶領學生到幾家不同企業進行參觀,了解供配電系統的線路及設備,讓學生總結各企業供配電網絡的特點,然后回到學校學習相關理論知識,在學校進行基本知識的學習后,再到企業去參觀實習,找出存在的問題并改進。②企業專業實習。目的是使學生了解和掌握本專業基本的生產實際知識及本專業的科技發展水平和方向;驗證、鞏固和豐富所學過的專業知識,培養學生在生產實際中發現問題、分析問題和解決問題的能力。這主要采用以下方式:參加企業技術培訓、擔任技術員助理、施工員助理、項目經理助理等。在上述多個崗位中,每個學生側重1個崗位,實際工作不少于2~3個月,以保證學生對相關崗位有足夠的認識和感受,能夠了解其中的精髓。③畢業設計。采用校內指導教師作為主導師、企業副高級以上職稱人員作副導師共同指導的方式,主要解決企業生產實際中遇到的問題,培養學生的創新意識和獨立工作的能力,使學生提前熟悉工程環境,為培養適合企業實際工程應用能力的人才打下基礎。(3)第二課堂。學生在大二、大三時通過進一步培訓就可以參加AutoCAD繪圖競賽、電機控制競賽、PLC程序設計競賽、單片機編程競賽、MATLAB程序設計競賽、電子設計大賽、大學生科技創新、創業活動等實踐;在暑假、寒假期間,安排一些學生到實踐教學基地和相關企業實習;鼓勵學生到我校的供配電實訓室和高壓智能開關工程技術研究中心進行開放實驗;請大公司的工程師來做講座、工程培訓,縮短畢業生進入企業的適應期,節省企業培訓成本和時間。第二課堂不但能提高學生的實踐能力、表達交流能力、自主學習能力、自我管理能力等,還可培養學生的工程意識、團隊合作意識。
三、結束語
課程體系的構建只是專業群建設的開端,該課程體系的順利實施還要依賴實踐教學平臺的建設和“雙師型”師資隊伍的建設等一系列具體舉措。在校、院兩級領導的推動下,實踐教學平臺和“雙師型”師資隊伍的建設已初具成效,相信在不久的將來,我院電氣裝備方向將會對平頂山乃至全國的電力裝備行業輸送大量優秀人才。
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(一)電氣工程及其自動化專業需要培養復合型、多元化人才。傳統的電氣工程及其自動化的人才的培養模式已經無法適應新時代對人才能力的需求,僅接受普通的大眾教育,缺乏實踐鍛煉、經驗積累、創新思維及跟不上新的信息技術及先進設備的發展速度這些“頑疾”都會造成電力事業發展人才需求量的供應不足。新的電氣工程及其自動化專業人才培養的模式應該不僅要延續普通傳統的教學模式和完善相關基礎理論的教學,特別應該加強的是對學生工程應用能力的訓練和培訓。能使學生將相關課程中學到的理論知識應用到實踐當中,做到理論和實踐的有機結合。應新時代人才培養的要求,在校學生應具備以下三方面能力:一是通過接受學校人才培養的體系的教育,能夠有一個較為扎實的基本理論基礎;二是參加相關專業工程的基本訓練,既具備電氣工程及其自動化方面的專業技能,還要有在認知過程中發現問題、分析問題和解決實際工程問題的能力;三是要具有創新意識和積極主動性,掌握學科最新發展動態,能夠分析出自身的專業化優勢。
(二)電氣工程及其自動化專業人才多元化培養模式的探索。上文闡述了新的信息時代需要的電氣工程及其自動化人才的培養目標和一個基本定位。那么各高校應該從哪些方面進行改革與完善才能夠形成和電力事業發展相匹配的人才市場,本文就該專業的多元化人才培養模式作了一些思考。
1.構建新的課程框架,完善課程體系建設。目前的用人單位所需要的都是復合型人才,合并而來的電氣工程及其自動化專業的課程設計的寬口徑可能會因為課程框架的設計不合理導致培養的學生什么都學,但是都不精通,這肯定在一定程度上對畢業生的就業和用人單位都帶來了消極影響。我國該專業的培養計劃發展依舊處于探索階段,而國外特別是美國在該領域已經有了先進而且成熟的經驗和培養模式。因此我們可以借鑒國內在該專業有領先的教育經驗的高校和國外先進的培養模式,從而來構建該專業的課程框架:公共基礎課(培養學生的綜合素質能力)、學科基礎課(培養學生的專業理論基礎)、專業學科必修課(培養多元化學生和學生的專業素質能力)、專業學科選修課(拓寬學生的興趣特長和專業知識,挖掘學生創新能力)。這樣的一個基本課程框架,既注重學生專業基礎知識的積累和拓寬專業知識的機會,也并重了學生自身的興趣特長和其自由選擇的空間。新的課程框架構建好之后,則新的課程體系的建設,應當著重體現出電氣工程及其自動化專業“以強電為主,弱點為輔,強弱電、軟硬件、電氣控制與信息技術相結合”的專業特色。具體來說,該專業的設置當中應該突出強電特色,結合電力發展前景設置電力系統及其自動化與電機電器及其控制兩個專業方向的課程是有必要的。在考慮課程的建設時,還要緊密結合目前電氣工程領域應用的自動化技術,保持電子與計算機技術相關課程的緊密聯系。為保持該專業專業化、應用型人才的特色,還必須注重的是要開設與專業相關的實踐教學課程。除專業課程的設計需要注意的要點之外,公共基礎課程與學科基礎課程的設計也必須要“厚基礎”,這樣才能防止學生因為該專業過寬的口徑而各個課程都無法精通的窘境。另外,新的課程體系也必須體現對學生社會科學與自然科學知識的培養。這樣培養的電氣工程及其自動化專業的人才才是具備高的綜合素質、專業知識的多元化人才。
2.加快教學實踐環節改革,注重學生實踐能力的培養。從復合型人才培養體系出發,必須要建設以實踐能力培養為宗旨,從基礎到專業再到綜合、創新,采取“分層次、多模塊相互銜接”的科學系統的實踐教學。傳統的實踐環節的薄弱必須要通過實踐教學與理論教學相互獨立而又有機的結合得到強化,從而培養出學習能力、實踐能力和創新能力都具備的高素質人才,打造出新型的“人無我有,人有我優”具有專業特色的多元化人才。學校的教學實踐環節可以通過以下幾個方面得到改善:一是完善實踐教學內容,提高實踐教學的現代化程度,可以在實踐教學當中融入電器行業的先進設備;二是傳統的實踐教學內容需要通過篩選和改造,并加入通過精心設計的新的教學實踐,打破已有的課程限制,優化學生的專業知識結構,將電力系統行業與實踐教學內容有效地結合起來。通過不斷的改革創新和各專業課程的相互交叉,實踐教學的專業培養方案的整體性才能夠體現出來;三是原有在學校的實踐教學應該拓寬為在校和在工業現場兩者相結合的實踐教學,這樣不但豐富了實踐教學內容,而且對解決學生的實踐動手能力也有了一定的提高。這一改革也充分體現了高等教育服務于當地的經濟建設和生產實踐這一宗旨。學生應該協調好專業知識的強化與實踐能力的培養,形成自己實踐動手、積極主動、解決問題、創新思維的意識。要想培養多元化并且又具備實踐創新能力,就需要鼓勵學生參與觀摩實踐教學設備的開發和實踐教學的改革,通過不斷提出問題,解決問題,改革培養模式來滿足學生和社會的需要。學生在參與實踐的過程要求其不但擁有本專業的基本知識,還要自學其他專業知識才能夠順利完成指定目標。在教育環節當中注重學生實踐能力的培養,吸收學生參與實踐教學改革,對學生的自學和創新能力有一定的幫助,還能夠鍛煉學生的動手能力、激發學生的學習求知興趣,促進學生將理論與實踐相結合,學以致用,在一定程度上優化了學生的整體知識智能結構。與此同時,參與實踐的同學需要不同的同學負責不同內容而完成同一個目標,這有助于他們的團隊協作精神,培養了他們相互合作的能力,為完成高素質人才培養目標又上一個臺階。
3.適勢調整專業方向,加強創新個性教育。現如今,資源的可持續發展成為我國重點考慮的戰略目標,而發展循環、低碳經濟、建設環境友好型、資源節約型社會成為了現時重點任務,電力工業在中國這樣的一個大的背景之下將扮演更重要的角色,高質量的電能供應是中國社會主義現代化建設的重要保障,也是各地區經濟快速發展的基礎基石。因而,電氣工程及其自動化專業在培養人才時不但要跟進電力產業的發展,還要時刻關注最新能源在中國建設的應用。例如在我國經濟發展較為快速的東南部地區的可再生能源和新型能源的發展迅猛,特別是太陽能產業在當地的發展已初具規模。因而結合這樣的宏觀背景,電氣工程及其自動化專業就應該調整專業定位,增加新能源的應用方向,從而向當地市場供應專業對口的新型人才。另外,信息技術的迅猛發展也給中國的經濟及其他各方面的發展注入活力,這將給電氣自動化專業方向的人才賦予更多的發展機遇。專業定位及教學體系都要適時調整,根據社會背景、區域經濟等宏觀條件來突出和側重調整方向。總之,培養出具有創新能力和工程能力及適應新環境的電氣工程及其自動化專業高級應用型人才才是各個學校培養方案里的重中之重。為履行建設人力資源強國的使命,現在高等教育學校都在探索并建立拔尖創新人才培養和促進個性創新人才脫穎而出的新機制。各校可針對專業拔尖人才:即具有學術思想和創新潛質的優秀學生進行進一步創新教育,個性培養。學生可以在扎實掌握專業知識并具備操作實踐能力的基礎之上,根據自身的興趣、愛好和特長自主選擇課程,自主參加學校科研項目來制定自身的學習計劃。通過學科導師對學生研究性學習、主動時間和科技創新能力的引導,使學生可以全面接受創新科研訓練,從而增強學生的自主和快速學習能力、實踐動手能力及創新思維能力。對有潛力的學生進行個性化培養,不但符合學生對自身素質的要求,也能夠拓寬未來就業口徑,更好地服務于當地經濟的發展。
二、結語
關鍵詞:電氣工程及其自動化;專業建設;人才;培養
作者簡介:薛毓強(1962-),男,福建福州人,福州大學電氣工程與自動化學院,副教授。(福建福州350108)
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)09-0054-01
電氣工程是現代科技領域中的核心學科之一,更是當今高新技術領域中不可或缺的關鍵學科,電氣工程的發達程度代表著國家的科技進步水平,因此電氣工程的教育和科研一直在發達國家大學中占據十分重要的地位。
隨著新的科學技術成就不斷涌現,現代電子學和計算機技術飛速發展,并迅速滲透到傳統電工學科的各個領域,使電工學科理論和技術發生了巨大的變化。在新形勢下如何培養和造就具有創新意識的電氣工程人才是電氣工程教育界關注和積極探索的問題。
一、依托電氣學科優勢,加強特色專業建設
福州大學是一所以工科為主的“211工程”大學,電氣工程及其自動化專業是國家特色專業建設點,作為傳統學科創建于1958年,經過近幾年大力度的投入、改革和建設,在工程能力和創新能力培養等方面已形成一定的優勢與特色。現階段面臨很多很好的發展機遇,特別是福建省在海峽西岸經濟區建設綱要中明確提出人才強省、走新型工業化道路、大力發展科技含量高的高新技術產業的建設思路,更為福建高校電氣學科的進一步發展帶來了新的契機。
在近幾年的學科建設中,我們依托福建省電氣制造行業的發展優勢和電力行業的發展,利用電氣工程及其自動化學院的福建省電機、電器行業技術開發基地科研平臺,結合電氣學科優勢和學生就業狀況及市場需求狀況,將課程、專業、學科和實驗室建設融為一體,進行綜合教學改革,優化教學內容和課程體系,打破傳統的“基礎課―專業基礎課―專業技術課”的“老三段”體系,凝煉和建立體現個性化教育和工程應用的實踐教學新模式,系統構建實踐教學新體系。在工程應用和創新能力培養方面,建立認知層、基礎層、拓展層、創新層四個層次結構實踐教學體系及基本型、設計型、綜合型、研究創新型四種類型的實驗課程內容,把工程設計與應用貫穿于課程教學、課程設計、畢業設計等諸多環節,同時通過創新實驗室等第二課堂,舉辦各種專題實踐競賽,鼓勵學生參加各種實踐活動和科技競賽,通過實踐鍛煉提高學生綜合素質,通過真實的工程環境熏陶與系統的實踐訓練讓學生親身體驗學習與實驗、研究與創新的全過程,激發創新熱情,獲得創新樂趣,培養其科學精神。利用這些豐富的實踐教學環節和各級各種競賽機會,強調自主開發、自主研究,培養學生的創新精神和創新能力,開拓學生的個性潛力,激勵學生的實踐創新,增強學生的工程設計能力和綜合應用素質,促進優秀人才在提高中脫穎而出。
二、樹立創新教育理念,建立多元培養模式
根據電氣工程及其自動化領域的新發展、新要求,圍繞發揮特色專業優勢,培養電氣創新人才的主題,我們在制訂培養計劃時轉變繼承性教育思想,樹立創新教育的理念。結合卓越工程師培養計劃、國際合作辦學、培養創新拔尖人才等教學工作,動態優化重構人才培養方案,探索多元人才培養模式,建立系統傳授與探索研究相結合的新教育體系。
1.追蹤學科發展,優化培養計劃
追蹤學科的發展,推行以創新為核心的素質教育,修訂課程教學大綱,更新教學內容,以培養工程實踐能力和創新能力為目標,優化原有的培養計劃,將計算機、電子與控制等新興技術及新能源應用引入,重視與行業企業共同開發緊密結合,在專業課教學中引進企業(集團)生產實踐典型案例。組織力量編寫反映學科特色的教材及生產實際的特色教材,滿足課程建設的需要。
改革課程教學內容和優化課程體系,開設國際化課程,對傳統專業進行更新改造、實施研究型教學、重構實踐創新教學體系,加強新形勢下特色專業建設的探索與實踐,突顯產、學、研一體化的辦學優勢,以知識、能力和素質協調發展為原則,創建強化工程意識、工程能力和創新思維的電氣工程人才培養新模式。
2.重視工程教育,實施卓越計劃
自福州大學電氣工程及其自動化專業成為國家卓越工程師計劃實施試點專業后,先后與上海諾雅克電氣有限公司、臺灣康舒科技股份有限公司、德國英飛凌(中國)公司等企業建立了卓越工程師計劃合作關系,成立了校企卓越工程師人才聯合培養指導委員會,指導本學院有關專業方向卓越工程師人才培養計劃的制訂和執行。培養計劃在保證本專業基本理論知識學習的基礎上,建立與實施貫穿人才培養全過程的工程實踐和科研訓練體系,采取集中與分散相結合的方式完成實踐環節,打造一批工程教育特色課程,如電氣工程創新性設計、電氣設備制造與測試技術等新的實踐課程。
對參加卓越計劃的學生實行校內、外雙導師制。在大學一年級和二年級的基礎學習階段配備校內專業導師,對學生開展學業規劃和指導,進入大學三年級后再為學生配備校內和企業雙導師,根據學生情況和企業生產實際需要選定合適的培養方向,并為學生學習、實踐、畢業設計和科技創新提供指導。一些實踐性強的課程或項目聘請企業工程技術人員授課或學生到企業通過實踐完成,同時引導學生參與各類實踐活動,注意培養學生的工程應用能力、協調能力和創新能力,以綜合應用能力作為教學評價的主要依據,體現卓越工程師人才培養實驗班教育的特色。培養學生用科學的方法和觀點發現、分析、解決工程實踐問題,提升學生的實踐能力與創新精神。
3.加強個性教育,培養拔尖人才
探索建立拔尖創新人才培養的新機制和促進拔尖創新人才脫穎而出是現代高水平大學的歷史使命,是建設人力資源強國的迫切要求。
福州大學電氣工程與自動化學院對具有學術理想和創新潛質的優秀學生進行創新教育,學生在國家規定的必修課外可自主制訂學習計劃和個性化的人才培養計劃,根據興趣、愛好和特長可自主選擇課程,自主參與科研項目。實施全程有效的學科導師制,引導學生進行研究性學習、主動實踐和科技創新,學生全面接受科研方法的訓練,每位學生都要參加導師的科研課題,以真實科研項目為平臺條件,將專業理論知識的學習與科研項目實訓緊密結合,增強學生自主和快速學習能力、創新思維能力和實踐動手能力。學生在學科導師的指導下按個性化培養方案完成學業。
4.國際合作辦學,提升教育品牌
2005年開始電氣學院與德國凱澤斯勞滕大學聯合辦學,突破了以往封閉的辦學模式,開創了面向世界開放辦學的人才培養新途徑。中德雙方學校共同制訂培養方案,實施“5+5”培養方案(前5個學期福州大學學習,后5個學期在德國學習),學科學習成績相互承認,選拔學習能力強、外語水平高的學生進入中德班學習,學生畢業后可以獲得中、德雙方頒發的畢業證書和學位證書。
教育的國際化一方面可以將發達國家人才培養的經驗和方法引進來,促進我國高等教育培養模式盡快達到一個新的水準;另一方面,在社會上樹立起優質的教育品牌,豐富了福州大學電氣工程與自動化學院辦學的特色,也為國際化合作辦學探索出一條新路。
三、加強師資隊伍建設,打造優秀教學團隊
堅持積極引進為主和自己培養為輔的道路,優化師資隊伍結構和人才資源配置,提高辦學質量和效益。建立以學科帶頭人、專業帶頭人、課程負責人和實驗室建設負責人及教學名師為首的教學團隊,以學科建設為龍頭,以課程(群)建設為基礎,以品牌特色專業方向建設為重點,以實驗室建設為保障,不斷深化教學內容和教學方法的改革,以打造優秀教學團隊為重點,組成國家特色專業“電氣工程及其自動化”建設小組,促進科學研究與教學工作的有機融合,大力加強教師隊伍的教學能力建設和整體提高工作,特別是青年教師的工程能力培養工作;適當引進電氣制造企業(集團)的工程技術人員參與教學工作,努力建設一支教學水平與學術造詣高、學歷職稱結構合理、充滿生機和活力的高素質、高水平教學團隊,為進一步提高人才培養質量奠定堅實基礎。
關鍵詞 理想人格;應用型卓越工程師;傳統文化
中圖分類號:G640 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2017)02-0075-03
Fusion Research and Exploration of Cultivating Students’ Ideal Personality Education and Application Excellent Engineers Mode//WANG Zhongce, XU Wei, ZHAO Minghui
Abstract As the popularization of higher education in China is an important touchstone mature and successful, the practice training mode reform of our school of electrical engineering and automation professional talents based on the proof of this reform measures are
effective, which have certain reference value to applied undergra-duate colleges and universities.
Key words ideal personality; application excellent engineer; tradi-tional culture
1 前言
隨著我國高等教育模式從精英教育轉為大眾教育,面向應用型方向辦學的普本高校尤其是新建本科院校學生數學、物理基礎普遍薄弱,和重點大學相比具有很大差距,而電氣工程及其自動化專業由于專業特點,決定了要理論與實踐并重,這給普本院校本專業高質量辦學帶來巨大壓力。一方面,學生的數學、物理基本功普遍較差;另一方面,本專業對合格畢業生在數學、物理方面的要求又是剛性的。到目前為止,這個矛盾已經十分尖銳,長此以往,傳統精英教育模式將不能適應大眾教育背景下的實際需求。
為解決這個實際課題,吉林農業科技學院電氣工程及其自動化R凳ι在現有硬件條件下探索了以面向項目化教學實踐為主線,結合日益普及的網絡教育資源促進翻轉課堂教學模式深度應用,教師真正做到在課堂上答疑解惑的卓越工程師教育培養模式,注重傳統文化影響。實踐證明,這一做法是有效的,對應用型院校本專業辦學有一定的借鑒價值。
2 電氣工程及其自動化專業學生知識能力素質體系[1]
知識結構
1)理論:掌握本專業學生所需基本理論知識,以有用夠用為度,主要是高等數學、工程數學、電路原理及專業核心課的基本理論。
2)實踐:具有本專業培養方案所需的3個培養方向(電機與工業自動化方向;智能電器方向;電力系統及其自動化方向),在1~2個方向上都有較為系統的實踐經歷,同時至少在1個方向上滿足自己的就業能力要求。
3)計算:計算能力作為理論與實踐之間的橋梁,以數學為基礎,尤其是使用計算機作為輔助設計工具,引導學生應用MATLAB、AutoCAD和EPLAN虛擬仿真設計軟件,體現了學生培養的基本設計能力要求。
能力層次
1)工程分析。對專業領域相關的工程項目,學生能通過系統分析的方法結合專業知識對現有的工程進行剖析。說得通俗點兒,學生能看懂別人做的項目,至少能達到本專業本科生基本能力要求。
2)系統工程。本專業學生具有項目實踐經驗和能力,能綜合應用所學專業知識完成較為簡單實用的項目,達到獨立完成小項目和小組成員間合作形式,完成典型項目的知識能力要求。
3)產品工程。讓學生在產品性能取舍、產品友好性設計和產品包裝設計方面受到基本熏陶,達到能理解最終用戶需求,并能根據用戶需求調整設計方案的知識能力要求。
素質 這個問題可能很大,但歸根到底一句話――責任心,有了責任心,一個人就會成為有素質的人。
3 大學生理想人格培養具體思路
當代大部分大學生能關心國家和社會的命運,捍衛國家尊嚴榮譽,思維活躍,有強烈的成才意識。但是在肯定大學生發展積極因素的同時,也必須看到由于社會環境的復雜影響以及大學生身心發展的不穩定性,大學生的思想和行動中也存在諸多矛盾。較普遍存在的問題有:1)主體意識不強,厭學情緒明顯;2)道德認知能力強,道德行為習慣較差;3)意志薄弱,自我調控能力不高;4)獨立意識強,但獨立能力差。
辦專業目的不僅是要教授學生基本專業知識和專業技能,不僅只是“教書”,同時要“育人”,為此與相關教學部門配合,切實落實學生理想人格培養方案,具體思路:讓學生了解與熟悉傳統文化;理工科學生應具有一定人文素質,且符合社會發展對人才的整體需要;使學生達到或提升修身的自覺性,特別是在多元文化氛圍中更顯重要;讓學生能切實感覺到理想人格對生活與工作的指導意義;國家現代化要求人的現代化,要求人的素質與觀念的現代化;傳統理想人格與現代社會對人的全面發展需求不矛盾;人才是個逐漸社會化的過程,對不同類學生要注意分類指導;君子博學而日參省乎己,每日三省吾身,是修身自覺性體現的切實方法,是對個人修養提升的高度自覺;覺察學生困惑的主動性呈現,教師可按理想人格培養目標進行疏導;教師要以身作則,正人先正己,注意為人師表的重要性。
以上述內容為主線,讓相關學生輔導員、專業教師和負責本專業“兩課”的教師盡可能給學生進行這方面的影響。
4 實施步驟
具體指導思想與進度把握 古人“十年磨一劍”來源于《禮記?學記》中人才成長的論述,實施過程與本科教育4年8個學期和畢業后1年相當于2個學期共10個學期相結合。
借鑒“十年磨一劍”思想的具體過程,第一年(第一學期,大一新生入學),離經辨志;第三年(第三學期,大二第一學期),敬業樂群;第五年(第五學期,大三第一學期),博習親師;第七年(第七學期,大四第一學期),論學取友,謂之小成;第九年(畢業后前半年),知類通達,強立而不
反;第十年(畢業后一年),“夫然后足以化民易俗,近者說服,而遠者懷之,此大學之道也”。
此類比標準給學生講述時得到學生認可。當然,讓畢業后的學生達到大學之道的終極目標,可能有些理想化,但作為一個努力方向和階段性自我評價尺度,還是值得借鑒的。
專業能力培養實施 以中央專項電氣工程及其自動化教學實驗平臺和省專項教學實驗平臺為硬件載體,鼓勵學生進入實驗室,先有感性認識,以實踐為主線,理論知識的積累以滿足階段性實踐需求為標準,強化實踐過程考核體系。注重在實踐中學(在實踐中提升理論,在實踐中強化能力),實踐為明線,理論為暗線(相互影響、相互補充),具體措施如下。
1)利用專業實驗室資源相對豐富優勢,在每個實驗室內配有與本實驗室相關的操作視頻課件和在網上下載的與具體實驗室相關的視頻教學資源,并對教學資源按照學生實踐教學認知過程進行分類,學生通過看視頻就可以形成對相關知識的基本掌握。在實踐教學過程中,采用智翔教育集團項目化教學的典型模式,基于項目模式的五步教學法:①演示(演示本項目達到的效果);②分解(說明項目所需的背景知識);③模擬(模擬所演示項目的開發過
程);④實戰(對類似項目能進行實施);⑤拓展(考慮到項目功能的完善,還需考慮的因素和應采取的措施)。涉及理論部分的疑惑,由教師在答疑課上統一解決,學生之間可以相互借鑒與學習,共同進步。在工業自動化認知實訓等課程中嘗試應用此五步教學法,得到學生認可。
2)強化實踐過程考核力度,對實踐成績進行嚴格打分,同時適當增加設計性題目的考核力度,讓學生獨立分析問題、解決問題和動手實踐能力得到鍛煉和加強。
讓學生熟悉將來所處的實際工作環境、掌握相關應用技能和工具,使學生盡早接觸工程實際,通過親自動手加深對學科專業知識的感性認識,培B學生的創新意識和創新能力。希望學生利用教學實驗平臺實現實踐、思考、驗證、改進、創新一系列過程,并以此來培養學生的工程創新素質。
王陽明心學對當代大學生影響的積極意義與探索 在現在多元化的社會中,高校思想政治教育確實存在一些問題,如很難達到預期效果,受教育者很難發揮其主體作用,思想政治教育很難入腦入心等。關于王陽明心學對當代大學生影響的積極意義與探索在高校已經多有研究,這一點通過查閱知網就可見一斑[2-7]。竺可楨先生的《王陽明先生與大學生的典范》《求是精神與犧牲精神》影響了浙大,也影響了廣大中國大學生,尤其是其強調知行合一(竺可楨,《王陽明先生與大學生的典范》)觀點與目前大眾教育的理論與實踐緊密結合的教育目標不謀而合。值得強調的是,他的理論體系兼顧本體論(心即是理,主客觀統一)、認知論(格物至良知)、實踐論(知行合一)和超越論(圣人境界)的統一,在大學生中融入可感同身受、可操作性強的中國傳統優秀文化,貼近學生實際,能激發學生共鳴,在嘗試過程中受到學生普遍好評。這對于激發學生學習的自覺性,促進學生理想人格形成,都有積極意義,達到學生自我完善與社會需求的完美統一。
5 創新性
1)給學生打開崇高理想之門,并為學生創造一個較全方位的理想和現實的結合點,并切實具有可操作性。
2)對不同專業基礎的學生,尤其是對基礎不是特別好的多渠道入學的普通本科學生教育,給出具有可操作性的一個解決方案。
6 總結
通過上述改革舉措,達到基礎寬厚、扎實,確保學生在電機與工業自動化、智能電器、電力系統及其自動化一個或幾個方向上有初步的專長,初步具備運用其所掌握的知識和技能解決電氣工程領域基本問題的能力,同時在電氣工程領域有發展潛力,下的去、上的來,達到結合專業進行應用型卓越工程師教育所要求的水平,讓學生在學習做事的過程中學習做人,完善理想人格,滿足社會對專業人才的較全面需求。
高等教育是一個系統工程,筆者和課題組成員在電氣工程及其自動化專業辦學方面做了一些嘗試,希望能拋磚引玉,一起迎來中國高等教育大眾化教育模式的成熟,為偉大的中國夢添彩,為高等教育夢筑基,為每一名大學生圓夢。■
參考文獻
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關鍵詞:獨立院校;電氣工程專業;就業前景;途徑
在科技不斷發展的時代,電氣工程及其自動化的應用越來越普遍,對人電氣工程專業人才的需求也越來越大,在這種背景下,電氣工程專業逐漸成為獨立高校的重要專業之一。隨著國家對教育事業日益重視,獨立院校電氣工程專業畢業生數量逐年增加,使得電氣行業人才的需求已經逐漸照著復合型和專業化的高學歷方向發展。電氣工程專業有著較好的就業前景,但是電氣工程專業畢業生數量的增加,使得人才競爭愈來愈激烈,而要想引導獨立院校電氣工程專業畢業生順利就業,就必須結合社會形勢加強就業指導和教育。
1獨立院校電氣工程專業畢業生就業前景分析
獨立院校電氣工程專業在培養電氣工程專業人才中發揮著積極的作用。現階段來看,電氣工程及自動化的應用越來越方泛,對人才的需求也越來越大。而獨立院校電氣工程專業畢業生作為我國社會發展所需的后備人才,目前來看,獨立院校電氣工程專業畢業生就業前景良好[1]。一方面,電力工程及電氣自動化的發展,對專業人才的需求不斷增加,獨立院校電氣工程專業畢業生畢業后有了較好的就業選擇,畢業生可以進入到與自己專業相符的行業中就業;另一方面,電力市場化的今天,對人才要求越來越高,擁有一技之長、專業技術過硬的人才更受社會歡迎,在這種情況下,迫使獨立院校積極開展專業教育、專業能力培訓。另外,市場競爭下,市場人才需求逐漸飽和,在這種飽和狀態下,越來越多的畢業生可以選擇自主創業來就業,從而推動自身的更好發展。
2獨立院校電氣工程專業畢業生就業途徑
2.1加強專業技術教育
現行社會形勢下,專業的技術人才更受社會歡迎,而要想讓電氣工程專業畢業生順利就業,獨立院校在電氣工程專業教學中,就必須加強專業教育,讓學生掌握專業的技術,提升專業能力。首先,要加強電氣工程專業理論知識教育,要優化電氣工程專業教材,確保獨立院校電氣工程專業教學所用的教材先進、科學、專業;其次,要強化實踐教學,因為電氣工程專業是一門應用性的學科,只有不斷加強實踐,才能提升學生的專業技術能力和水平,如開展基地實訓、校企合作等方式,為學生提供實踐的機會,從而讓學生了解專業的電氣工程技術,提升其專業能力。在推行校企合作的過程中,要想促進學生的全面發展,學校必須加強與企業的聯系,共同致力于學生能力的培養,從而把學生培養成為社會發展所需的人才[2]。
2.2強化就業指導
目前,許多獨立院校在學生進校以后,偏向于知識教育和專業技能的培養,對就業指導工作還不夠重視,院校大多是在學生臨近畢業的時候才向學生介紹就業知識。在這種情況下,學生就會顯得很被動,不能及時、順利就業。因此,要想引導學生順利就業,獨立院校在電氣工程專業學生入校后,就必須做好就業指導工作,讓他們了解畢業后的就業方向,引導他們做好職業規劃,正確評價自己,準確定位。院校密切關注最新的就業形勢,將相關信息告知學生,使學生理性的認知當前的就業形勢[3]。另外,要指導學生掌握一些必要的就業技巧,院校可以通過模擬人才招聘現狀,通過這種方式,讓學生熟悉就業,在模擬的過程中找出學生的不足,從而有針對性的給予指導,進而促進學生的順利就業。
2.3引導學生進行自主創業
當前,社會對電氣工程專業人才要求越來越高,而獨立院校電氣工程專業畢業生要想順利進入大型企業工作,就必須比別人優秀,大多數學生卻難以順利就業。在這種情況下,鼓勵學生自主創業是當前獨立院校電氣工程專業畢業生就業的重要出路。自主創業不僅可以解決自己的就業問題,還可以緩解當前就業壓力[4]。因此,獨立院校應當鼓勵電氣工程專業畢業生自主創業,讓其熟悉相關政策。同時,積極培養學生自主創業精神,強化學生創業實踐和分類指導,建立健全創業成果和學分轉化教學管理制度,實行彈性學制,支持大學生休學創業。
3結束語
獨立院校電氣工程專業畢業生就業問題是一個比較嚴峻的問題,當前,獨立院校電氣工程專業畢業生就業難度大,學生不能順利就業,能力與社會發展所需不相符。要想讓學生順利就業,獨立院校就必須結合社會需求來進行就業教育和專業教育,一方面,加強專業技術教育,提高學生的專業能力和水平,使其符合社會需要;另一方面,加強就業指導,讓學生了解當前就業形勢,激發學生創業意識和精神,從而讓學生順利就業。
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關鍵詞:人工智能;電氣工程;自動化控制;應用
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2014) 02-0000-02
自從1956年人工智能的概念被提出后,在其后的幾十年里得到了高速發展。理論上來說,人工智能屬于計算機科學的一個分支,研究者希望通過對人體智能的模擬,從而研制出類似人類大腦智能水平的機器(人),這種新型的智能機器包括了以計算機為主要操作平臺的語言識別系統、圖像識別系統、專家系統和機器人等內容;當外界產生一種刺激之后,人工智能設備可以通過識別做出相應的反映,而要完成這一看似簡單的步驟,則需要大量的跨學科知識支持,包括信息學、控制學、生物學、語言學、仿生學等等。
由此不難看出,在電氣工程自動化控制中有許多內容和人工智能存在高相似度,自動化控制要求機械設備按照一定的程序自行運轉,實現產品的加工和出倉,在整個過程當中不需要人為參與和控制。但是由于電氣工程存在的種種局限性,目前發展中還有一些瓶頸問題,在引入人工智能之后,不但可以彌補電氣自動化控制中出現的缺陷,還可以進一步推動電氣工程的發展程度,對整個社會生產力的提高具有積極作用。
一、人工智能與自動化控制的理論分析
人工智能并不等同于智能機器人,應該說后者只是前者的一個分支或組成部分。人工智能所包含的是認知、控制和警報三個體系的綜合,涉及到信息學、控制學、生物學等幾十種學科的知識內容。作為新型計算機科學的一個重要部分,可以最大程度的在電氣工程自動化控制方面進行體現。
從自動化控制的原理分析,自動化設備所體現的是人類的操作步驟和操作行為,可以將勞動力從重復、繁重的生產中解放出來,但本身并不具備自我認知能力。但人類并非完全脫離勞動,只是通過各種元件也儀器實現整體控制,而不直接參與生產活動。
所以,人工智能技術或產品在電氣工程自動化控制中要實現目的,就必須具備一下的功能:(1)數據收集功能。通過傳感器或者二維碼等技術,人工智能的識別部分將會對生產過程中出現的各種情況進行收集,數據經過傳輸到處理器,形成不同的反饋數據流(指令),在通過其他系統實現不同的指示。在這個階段里,數據收集部分除了具備必要的存儲系統之外,還要有對應的指令輸出端口,以滿足不同電氣自動化設備的需求。(2)處理顯示功能。自動化控制一點出現運行故障或者遭到破壞,除了必要的警報措施之外,還應該及時讓維修人員所處的節點位置。再加上通過數據形式進行傳遞的過程中,單一的警報功能無法正確判斷具體是什么樣的故障內容,因此有必要將虛擬的數據形式通過顯示屏幕展示出來,從中了解位于相近部分的元件,如開關、計數器、斷路器等等,究竟是那方面的問題。(3)狀態監視功能。處理顯示和狀態監視雖然連接的很緊密,但在實際上并不屬于一個系統,而是人工智能所體現的兩個不同方面,簡單的說,前者是后者的展示部分,即便是在處理顯示模塊加以修正,并不能說明實際上已經解決了故障問題。狀態監視功能最大的作用是警報和記錄,必要的時候會采取終止措施,將整個過程記錄下來,供技術人員后期的分析使用。(4)人工控制功能。人工智能和人工控制并不矛盾,實際上,人工智能要首先承認人工控制的優先地位。因為即便是人工智能發揮極大的作用,它畢竟是通過各種理論和技術對人類智能的模仿,在一些理性思維之外的事情是無法判斷的。在這一部分,操作人員只需通過鍵盤或者鼠標,就可以對斷路器或者電源開關進行控制,而電氣系統不會產生任何損傷。
二、人工智能的應用現狀和應用范圍
隨著現代科技的日新月異,人工智能的發展需要一個將理論轉化為實際生產力的領域,而自動化控制的切合點十分緊密。兩者相互作用,在不斷淘汰陳舊技術設備的同時,也形成了獨特的相互支撐關系。人工智能提供了較為完善和先進的遺傳算法和專家系統,將這些可以作用于電氣設備的故障分析和征兆提示方面;邏輯模糊和神經系統可以辨別傳統電氣自動化無法識別的信息,并作出更多的反應。
具體到自動化控制范圍中,電氣自動化技術控制主要作用于生產、分配、交換、流通和生產等環節,在一定程度上實現自主意識,減少人力成本投入,提高電氣工程系統的運作效率。
目前,人工智能技術的應用范圍鎖定在以下三個方面:(1)智能控制。智能控制的一大特點是不需要人工值班,在電氣自動化控制中融入人工智能技術,配合一定的計算機程序和電氣元件,按照系統需求按時改變操作的一種控制模式。在表現上,實現遠程化、自主化和高效化。目前這一技術已經在電網、鐵路、航天等多種領域實施。(2)優化設計。人工智能是基于計算機技術的,這就在設計方面提供了很多便利。不難發現,在以前的電氣工程系統設計的過程中,往往通過勘測和手工繪制完成,這樣的工作方式容易產生錯誤,且效率很低。人工智能技術可以參數和要求自動給出模型,設計者根據模型在計算機平臺上實施更多的細節化操作,CAD、3D等大量計算機輔助軟件的使用,也在一定程度上提供了便利。(3)故障診斷。在以往的電氣自動化控制系統中,對故障的檢測大多采用排除法,即便是故障發生存在一些征兆,但為了全面系統能夠的進行維護,仍然要耗費大量的人工和時間;利用人工智能技術,可以將這一工作簡化,如采取整體或部分掃描的方式進行檢測,而且故障診斷也更為精準。
三、電氣工程自動化控制中人工智能的優勢
在電氣工程自動化控制中并沒有要求機械設備超出人類的思維,甚至不要求具有過高的主觀能動性,它所要實現的只是人工無法完成的工作,例如大負荷、超重量、高速度的執行。在人工智能運用到電氣工程自動化控制后,會逐漸推動機械實現擬人化的發展。當然,人工智能的融入勢必會提高對電氣設備利用的綜合性,包括對電子技術、電磁技術、電路電機方面的掌握,設計的復雜性和專業性也更上一層樓,這對系統的設計人員提出了更高的要求;此外,人工智能是計算機學科的一種,所以在進行電氣化自動控制研究的同時,必須掌握一定的計算機理論知識。
結合目前的技術來說,以計算機為平臺,可以完成自動化控制過程中的產品設計和系統設計,尤其是面向對象設計軟件的逐漸增多,可以大大所見產品的開發周期,同時降低系統設計的錯誤率和修復成本。
電氣工程自身也是一個涵蓋諸多方面內容的領域,所以在結合人工智能技術方面還有一些瓶頸,但總體而言,人工智能技術還是具有很多的優勢:
第一,可以實現自動控制的高度一致性。人工智能控制模塊對數據的處理能力加強,在模糊控制和不對稱信息的分析上具有高操作性。也就是說,即便是一種從來沒有發生過的情況,人工智能模塊也可以進行判斷其利害程度,并提出對自動化控制的要求。一般來說,如果超出了智能模塊的判斷能力,都會當作危險加以警告。
第二,可以實現自動控制的精簡化模型。電氣工程由于具體施工的不同,在控制系統的構架方面往往較為復雜,尤其是在被控制的元件組數量較多的情況下,動態方程的模擬非常繁瑣,在實際操作過程當中無法實現精確控制。人工智能可以輕松過的解決這一問題,將模型精簡為計算機語言下的模擬模型,需要的電氣元件數量也大大減少。
第三,可以實現自動控制的控制靈敏性。人工智能的引入會改變傳統電氣自動化控制的內部構造,尤其在一些中繼器和斷路器元件方面,可以采取敏感度更強、延遲性更小的新產品。人工智能控制模塊的優勢就是可以降低系統反應時間,同時對整個自動化系統的控制權限進行調整。
四、結束語
毫無疑問,隨著現代科技發展的速度日益加快,人工智能將作用于生活的方方面面。從產業結構上來說,電氣工程將成為重要的實踐部分,不僅加快強電氣自動化技術設備的更新換代,而且會在這一領域形成新的研究方向。當前我國正處于產業結構調整的關鍵時期,“十二五”期間,國內工業發展需求向高新化發展,人工智能在程序設定、電氣設計、遠程控制等方面的優勢,將會逐漸凸顯出來。繼續研究和創新人工智能技術在電氣工程自動化控制領域的應用,對我國未來的經濟發展具有重要意義。
參考文獻:
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關鍵詞:工程實踐基地;實踐教學體系;電氣工程及其自動化
作者簡介:蔣東榮(1970-),男,重慶人,重慶理工大學電子信息與自動化學院電氣工程及其自動化系系主任,副教授;賀曉蓉(1973-),女,四川德陽人,重慶理工大學電子信息與自動化學院,副教授。(重慶 400050)
基金項目:本文系重慶市高等教育教學改革重大項目“電氣信息類工程應用型人才培養模式的研究與實踐”(編號:101102)、重慶市2010年人才培養模式與創新實驗區(“寬口徑、大工程”觀下的電氣信息類應用型人才培養模式創新實驗區)的階段研究成果。
中圖分類號:G647 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)03-0155-02
電力工業是支撐我國國民經濟和社會發展的基礎性產業和公用事業。“十二五”開局以來,重慶經濟社會快速發展,電力需求保持較快增長,電煤供應緊張形勢短期內難以改變。重慶市本身能源資源不足,發展特高壓電網,發揮大通道、大市場、大交易的作用能有效提高重慶的能源保障能力和水平。特別是國家“智能電網”規劃的實施,迫切需要一大批優秀的電氣工程師。重慶理工大學作為重慶市重點建設高校,肩負著培養和輸送高級科研、工程人才的重要使命。為適應電力行業的迅猛發展及對工程應用型、創新型人才的迫切需求,依托電力行業,重慶理工大學電氣工程及其自動化系于2010年成立“電氣工程專業綜合實踐基地”。三年間我系以基地建設為契機,通過構建“階梯式”工程教育實踐教學體系、校內校外雙管齊下建設工程實踐教育平臺等措施,切實改進了電氣系工程訓練環境,有效打造了學生工程能力、創新能力提升平臺,成為我校培育創新型工程人才和發展、服務國家和地方經濟的標志性實踐教育基地。
一、“階梯式”工程教育實踐教學體系
工程創新人才培養需要良好的工程教育環境和富有特色的工程創新人才培養活動體系。為此基地構建了“工程入門—工程基礎—工程專項—工程綜合”階梯式工程實踐體系,見圖1。
通過開設階梯式工程教育實訓系列課程,每一個階段完成對一種能力的訓練,循序漸進地提升學生工程認知、實驗、設計、實施和創新能力,體現了工程能力訓練的漸進性。本體系的設計是在充分調研、學習、借鑒國內外先進的工程教育經驗,并結合行業對人才培養的要求和對本行業人才培養規律的獨特認識的基礎上形成的。同時,基地經過近三年的逐步完善和不斷實踐,工程教育和實訓平臺日趨成熟和完善,其人才培養的質量和效果得到社會各界的充分肯定。因此該體系的科學性、合理性和可操作性得到了實踐的充分證明和肯定。
二、校內工程訓練平臺建設——電力系統動態模擬平臺
基地通過學校支持和中央地方共建等資金在校內建成了“電力系統動態模擬平臺”。該平臺再現真實的發、輸、變、配全景過程既能支持教師的科學研究,又能培養學生的電力系統運行、控制、維護、管理等工程實踐與科技創新能力,實現與電力行業需求的無縫對接。該平臺包括:發電運行與控制實訓系統、輸變電運行與控制實訓系統、供配電實訓系統、電氣控制與仿真分析實訓系統、高壓電氣設備絕緣檢測技術的實訓系統。
1.發電運行與控制實訓系統
涵蓋原動機、發電機組、升壓站等一次設備和微機勵磁、微機調速、機組自動化、電站微機監控等二次設備,真實再現發電運行與控制環境,用于教師和學生的發電運行與控制實訓。通過實訓,鞏固學生基礎知識,提升專業技能,更重要的是使師生能熟習發電運行與控制環境,掌握發電運行規程、發電一、二次系統結構、發電控制流程與方法、發電常見故障與應對處理,從而培養學生發電運行、控制、維護、管理能力。
2.輸變電運行與控制實訓系統
以220kV及以下輸變電為對象,根據輸電線路及變電站控制、運行、維護的崗位需求,將理論知識和現場實際操作技能相結合,建立涵蓋輸變電運行管理、繼電保護及自動裝置、調度自動化的實訓系統,訓練和培養學生設備維護與檢查、倒閘操作、事故處理等實際操作技能。
3.供配電實訓系統
建立真實的110kV以下配電和工廠供電實訓系統,涵蓋供配電一、二次系統及配網自動化設備,旨在培養具備供配電和工廠供電系統運行與監控、設計等方面的理論知識、專業操作技能和綜合運用素質的高級專業技術應用型人才。
4.電氣控制與仿真分析實訓系統
通過半實物在線控制仿真裝置、風光互補新能源控制裝置、電網電能質量控制與諧波治理裝置培養學生電力電子技術與自動控制技術的應用能力;購進PSS/E仿真計算分析軟件,進行電力系統的潮流、經濟運行、短路分析、暫態穩定分析、繼電保護定值、諧波分析與控制仿真、系統運行可靠性分析等計算。
5.高壓電氣設備絕緣檢測技術的實訓系統
通過絕緣材料和高壓設備內外絕緣的耐壓、介電、介質損耗等性能測試裝置,培養學生對直流、交流和脈沖高電壓等過電壓產生原理、過電壓下絕緣材料和高壓設備內外絕緣性能的認知和實驗技能;購進絕緣故障檢測分析裝置,培養學生對絕緣材料高電壓耐受力的測試、監控及過電壓防護與絕緣配合的技能。
通過電力系統動態模擬平臺的建設,以貼近電力行業的要求建設實訓基地軟硬件設施,有利于營造出與現場新技術、新設備高度同步的工程實踐環境,體現了電氣系工程訓練的整體性、綜合性和系統性,提升學生的工程實踐能力。
三、校外工程實踐基地建設——“本科教學工程”大學生校外實踐教育基地
借助教育部關于開展“本科教學工程”大學生校外實踐教育基地建設工作的契機,我系與重慶三峽水利發電有限公司深化合作,以“互利共贏、共同規劃、共同發展”為原則,共同構建了一個培養應用型人才的工程實踐教育中心——重慶理工大學—重慶三峽水利發電有限公司工程實踐教育基地。該基地2012年成為重慶市“本科教學工程”大學生校外實踐教育基地。
采用校內實訓平臺和校外實踐教育基地進行工程實踐能力聯合培養的新機制,發揮企業具備真實工程環境和先進工程實踐條件的優勢,為培養學生的工程應用能力營造一個校外工程實踐平臺,可實現培養對象由學生向學生加企業員工的創新,實現培養師資由教師向教師加企業工程師的創新,實現工程應用型培訓向創新型工程應用型培訓的創新。目前該基地可提供生產實習、工程能力培訓、校企聯合畢業設計、卓越工程師培養、企業員工培訓等多種實踐形式。
1.生產實習
學生在企業進行認識實習和生產實習了解了電能發輸變配用的全過程以及生產管理過程,在生產現場得到實踐知識。
2.校企聯合畢業設計
校企聯合畢業設計學生由校內和校外雙方導師共同制定畢業設計任務書。學生原則上在企業進行畢業設計,畢業設計課題必須選擇來源于企業的技術分析、設計、調試、應用等,在企業導師的指導下,根據畢業設計任務書在校外企業完成畢業設計工作,但需定期向校內指導教師匯報工作進展情況。畢業答辯須回學校進行。
3.工程能力培訓
開設系列工程能力培訓課程,分層次培養學生的工程能力,工程能力培訓課程I邀請企業的技術專家根據行業發展需求進行工程能力培訓課程講授,其授課形式不限,可采用課堂講授或專題講座等途徑。工程能力培訓課程II將學生按工程項目進行分組,不同的項目組由不同的教師帶領,按照企業項目開發流程分配任務,完成項目研發過程,此階段實習雙導師制,根據企業實際情況可接納部分學生在企業進行工程能力培訓。
4.卓越工程師培養
我系于2010年入選重慶理工大學首批試點“卓越工程師培訓基地”,而校外基地為卓越工程師的培養提供了良好的工程平臺。卓越工程師在企業的實踐期限為一年,培養分基本工程能力培養和綜合工程能力培養兩步進行實施。基本工程能力培養階段學生深入重慶三峽水利發電有限公司,以常見高、低壓電氣設備為實訓對象,進行看圖、識圖、畫圖、拆卸、裝配、調試等基礎工程能力實訓。通過這個階段的項目實訓,使學生了解常見高、低壓電氣設備的結構,培養基本工程能力,掌握電氣設備生產和檢修流程。同時初步了解專業性質、行業應用、企業工作環境、企業要求等。
綜合工程能力培養階段根據企業實際問題或相關科研項目采取項目驅動制培養方式,即采用適合教學的典型工程項目或科研項目,開設工程設計、產品開發、發電運行與控制、設備檢修與維護等四個模塊的工程能力實訓,雙導師指導。使用與工程設計相一致的實驗設備,使教學內容與工作實際接軌。通過進入實際項目進行工程實踐,讓學生初步掌握實際企業應用項目設計、開發與管理的基本方法和基本知識與能力,鞏固開發經驗、團隊協作能力,將學生逐步轉化為卓越工程師。
5.青年教師工程能力提升
我系安排青年教師到重慶三峽水利發電有限公司鍛煉,主要針對那些缺乏工程實踐經驗的教師,安排他們到生產實踐、管理服務第一線實習,豐富和提高他們的實踐知識與水平,提升青年教師的工程能力。
6.企業員工培訓
一方面是對學生的企業導師進行教學技能培訓,提高其理論素養,掌握教學的基本原理和方法,培訓合格者后成為企業導師。另一方面是我系為企業員工開設研修班,讓企業員工參加各種新知識、新理論、新方法、新技能的學習培訓和繼續教育,提高企業專業技術人員的整體素質。
通過幾年的建設,我系初步構建了具有一定規模、長期而穩定的校外工程實踐教育平臺,為學生電氣工程實踐訓練提供有力的支撐。今后學校計劃將吸收不少于5家合乎基地發展要求的企業或科研院所加入我系的開放式實踐教育平臺,合作企業共同為基地提供實踐教育資源,進一步改善我校電氣專業的工程實踐環境,增強優勢領域的教學實力,形成學校教學平臺建設支撐企業群發展、企業發展提升學校工程實踐教學水平的良性互動局面。
四、結束語
我系依托電力行業,面向發、輸、變、配電系統真實工程環境,構建了自己獨特的階梯式工程培訓體系,創新了人才培養模式,進行了電氣特色工程師培養。通過幾年的發展,有效提升了教師和學生工程實踐能力、科研能力與科技創新能力,實現了專業人才培養與電力行業需求的無縫對接。我系培養的學生具備突出的工程應用能力,就業質量高、用人單位評價好,每年就業率97%以上,其中約40%~50%的學生進入電力系統工作。今后擬通過進一步突出優勢、強化特色,力爭在“十二·五”期間將該基地建設成西部地區領先、設計理念領先、設備配置合理、訓練模式先進及集教學、科研、社會服務為一體的工程教育和科技創新實踐基地。
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