黃紹平,李 靖,唐勇奇

(湖南工程學(xué)院電氣信息學(xué)院,湖南湘潭411101)

工程實(shí)踐教學(xué)模式的探索

黃紹平,李 靖,唐勇奇

(湖南工程學(xué)院電氣信息學(xué)院,湖南湘潭411101)

實(shí)踐是工科專業(yè)的根本,工科專業(yè)教育必須在如何培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力上下功夫。為此,我們構(gòu)建了以提升學(xué)生工程實(shí)踐能力為目標(biāo)的“三層次兩結(jié)合”實(shí)踐教學(xué)體系,對(duì)開放式實(shí)踐教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)模式進(jìn)行了探索和教學(xué)實(shí)踐,取得了較好的效果。

工程教育;實(shí)踐教學(xué);工程實(shí)踐能力;開放式教學(xué)

一 實(shí)踐是工科專業(yè)的根本

高等工程教育的目的是培養(yǎng)和造就工業(yè)界需要的、適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的工程技術(shù)人才[1]。從18世紀(jì)中葉誕生高等工程教育以來,高等工程教育界就一直在為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)而努力。但在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后,高等工程教育出現(xiàn)了“工程科學(xué)化”傾向,使得高等工程教育的重心逐漸偏移,學(xué)校在教學(xué)中減少了工程實(shí)踐訓(xùn)練的機(jī)會(huì),高等工程教育培養(yǎng)的學(xué)生往往缺少豐富的工程經(jīng)驗(yàn),實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力較弱,不能滿足現(xiàn)代工程的發(fā)展對(duì)工程師的要求。針對(duì)高等工程教育與實(shí)際工程脫節(jié),與人才培養(yǎng)目標(biāo)偏離這種情況,美國高等工程界在借鑒德國重視實(shí)踐訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,于20世紀(jì)90年代率先提出了“回歸工程”的改革理念,從而掀起了高等工程教育的又一輪改革浪潮。

“回歸工程”理念就是要使高等工程教育從“工程科學(xué)化”回歸到工程本身。要求無論是培養(yǎng)工程技術(shù)人才還是培養(yǎng)側(cè)重工程科學(xué)人才的學(xué)校,都必須回到工程實(shí)踐中來。強(qiáng)調(diào)開發(fā)以問題為中心,融合“理論教學(xué)”和“研究型教學(xué)”的實(shí)踐性課程來培養(yǎng)學(xué)生的能力。認(rèn)為“實(shí)踐才是工程專業(yè)的根本”。

我國高等工程教育規(guī)模龐大,據(jù)教育部公布的數(shù)據(jù),目前全國有工科專業(yè)的本科高校1003所,工科專業(yè)在校本科生371萬人,研究生47萬人。我國高等工程教育培養(yǎng)了上千萬的工程科技人才,有力地支撐了我國工業(yè)體系的形成與發(fā)展,支撐了我國改革開放以來30多年的經(jīng)濟(jì)高速增長,為我國的社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。

但是,應(yīng)該看到,我國高等工程教育人才培養(yǎng)整體質(zhì)量不高。中國工程院曾對(duì)全國5000名工程科技人員進(jìn)行過一次調(diào)查,21.8%的人認(rèn)為高校培養(yǎng)的學(xué)生完全不符合或基本不符合國家技術(shù)發(fā)展需要;52.4%的被調(diào)查者認(rèn)為我國高校培養(yǎng)的工程專業(yè)學(xué)生質(zhì)量一般[2]。

我國工程教育在人才培養(yǎng)上,重理論輕實(shí)踐,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱,缺乏基本的工程訓(xùn)練和工程實(shí)踐,培養(yǎng)出來的學(xué)生工程實(shí)踐鍛煉不夠,社會(huì)適應(yīng)性差[2]。一項(xiàng)調(diào)查顯示,60.4%的受訪者認(rèn)為現(xiàn)在的工程教育不能給學(xué)生提供充分的工程訓(xùn)練,工科學(xué)生一般都缺少對(duì)工程設(shè)計(jì)和運(yùn)用綜合知識(shí)解決問題的重要性的理解[2]。

因此,加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)是我國高等工程教育改革和發(fā)展的一個(gè)重要方向,應(yīng)當(dāng)將提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力貫穿于整個(gè)培養(yǎng)過程。

二 “三層次兩結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)體系

培養(yǎng)具有扎實(shí)基礎(chǔ)理論知識(shí)、較強(qiáng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才是應(yīng)用型工科院校的根本任務(wù)。根據(jù)這一培養(yǎng)目標(biāo),我們構(gòu)建了“三層次兩結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)體系。

“三層次”是指培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系。以湖南工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)為例,“三層次兩結(jié)合”實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系如下:

基本技能層:1.大學(xué)物理、電路、電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、電器學(xué)、電力電子技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、PLC應(yīng)用等課程實(shí)驗(yàn);2.金工實(shí)習(xí)、電工實(shí)習(xí)、電子實(shí)習(xí)、專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。

綜合應(yīng)用能力與初步設(shè)計(jì)能力層:1.電機(jī)控制、微特電機(jī)、高壓電器、低壓電器、智能電器、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化等專業(yè)實(shí)驗(yàn); 2.C語言程序設(shè)計(jì)、電子技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、電力電子技術(shù)、電機(jī)設(shè)計(jì)、電器設(shè)計(jì)、變電站設(shè)計(jì)等課程設(shè)計(jì);3.畢業(yè)設(shè)計(jì)。

工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力層:1.生產(chǎn)實(shí)習(xí);2.電機(jī)電器型式試驗(yàn)周;3.畢業(yè)實(shí)習(xí);4.科技創(chuàng)新與學(xué)科競(jìng)賽(電子設(shè)計(jì)、“挑戰(zhàn)杯”、智能車、機(jī)器人等)。

“兩結(jié)合”是指培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的方式或手段,即課內(nèi)課外結(jié)合、校企結(jié)合。

三 創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式 提高實(shí)踐教學(xué)效果

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式存在一些弊端,譬如:學(xué)生處于被動(dòng)狀態(tài),被動(dòng)受訓(xùn),缺少了主動(dòng)性和學(xué)習(xí)的原動(dòng)力。實(shí)踐證明,僅僅是增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)并不能真正有效地提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。為此,幾年來,我們對(duì)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行了一些探索。我們的基本思路是:以“在實(shí)踐中學(xué)習(xí)”、“做中學(xué)”為理念,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力和工程實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

(一)開放式實(shí)踐教學(xué)

在開放式實(shí)踐教學(xué)方面積累了近20年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。上世紀(jì)90年代初,我校電工電子課程實(shí)驗(yàn)就嘗試開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,即學(xué)生可以自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、確定實(shí)驗(yàn)時(shí)間、選用實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備與元器件。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式取得了很好的教學(xué)效果,培養(yǎng)和提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問題能力和工程實(shí)踐能力。

近年來,我校將開放式教學(xué)模式由課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到了課程設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

例如,電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)采用學(xué)生從實(shí)驗(yàn)室借用實(shí)驗(yàn)箱、電路開發(fā)板和元器件,學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的硬件方案和編寫的程序,搭接實(shí)驗(yàn)電路,完成硬件和軟件的調(diào)試。

《自動(dòng)化技術(shù)工程訓(xùn)練》是自動(dòng)化專業(yè)的校內(nèi)工程訓(xùn)練環(huán)節(jié),采用開放式教學(xué)模式,學(xué)生可以從20多種典型自動(dòng)化裝置或系統(tǒng)中,任選兩種裝置或系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練,從自動(dòng)化裝置或系統(tǒng)的原理,到電路接線、系統(tǒng)運(yùn)行特性、系統(tǒng)調(diào)試、故障分析與排除,得到全面的工程訓(xùn)練。

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的“2+4(6)”生產(chǎn)實(shí)習(xí)也采用了開放式模式。每年暑假,我們組織該專業(yè)大三部分學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)4-6周,一般聯(lián)系8-10家企業(yè),每家企業(yè)安排10-20名學(xué)生。學(xué)生自愿申請(qǐng),可根據(jù)自己的專業(yè)方向、學(xué)習(xí)興趣、就業(yè)意向選擇實(shí)習(xí)企業(yè)。

開放式實(shí)踐教學(xué)模式不僅是在形式上即在教學(xué)環(huán)境的時(shí)間和空間開放了,更為實(shí)質(zhì)性的是在思想上為學(xué)生打破束縛,激勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中自主學(xué)習(xí)。

(二)“真刀真槍”做課程設(shè)計(jì)

電類各專業(yè)一般安排有10-12周課程設(shè)計(jì)。對(duì)于弱電類課程設(shè)計(jì),要求學(xué)生必須搭接電路或在實(shí)際的硬件裝置上進(jìn)行調(diào)試。分為三種類型,一是給學(xué)生分發(fā)電子元器件或電路板,自己搭接電路進(jìn)行調(diào)試,如:《電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)、《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)、《低頻電子線路》課程設(shè)計(jì);二是在實(shí)驗(yàn)箱上搭接電路進(jìn)行調(diào)試,學(xué)生可以從實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)用實(shí)驗(yàn)箱,如:《EDA技術(shù)》課程設(shè)計(jì)、《微機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)等;三是在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行調(diào)試,如《電力電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)、《交流調(diào)速系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)、《過程控制》課程設(shè)計(jì)等。

(三)“2+4(6)”生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式

工程教育回歸工程實(shí)踐就必須實(shí)行產(chǎn)學(xué)合作,讓學(xué)生到工程現(xiàn)場(chǎng)去學(xué)習(xí)、去實(shí)踐。近年來,我們?cè)谕ㄟ^校企合作方式培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力方面進(jìn)行積極探索與實(shí)踐。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的“2+ 4(6)”生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式取得了很好的效果。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式存在實(shí)習(xí)時(shí)間短、人員過于集中、實(shí)習(xí)過程“走馬觀花”等問題,為此,我們?cè)陔姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化專業(yè)實(shí)行了“2+4(6)”生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式。

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)從2007年開始實(shí)行了“2+4(6)”生產(chǎn)實(shí)習(xí),即本專業(yè)學(xué)生除2周必修的生產(chǎn)實(shí)習(xí)外,還可選修4-6周的生產(chǎn)實(shí)習(xí),后者是在大三與大四之間的暑假進(jìn)行,每家企業(yè)根據(jù)情況安排10-20名學(xué)生。2007年至2010年暑假,我們組織了學(xué)生在溫州正泰電器集團(tuán)、溫州德力西電氣有限公司、上海良信電器有限公司、上海國際三信電器有限公司、深圳東勝電機(jī)有限公司、深圳捷和電機(jī)有限公司、株洲南車電機(jī)有限公司、湘潭電機(jī)集團(tuán)等10多家企業(yè)實(shí)習(xí)1個(gè)月至1個(gè)半月。我們的做法是:每年5月份之前聯(lián)系好企業(yè),并簽訂本年度暑假實(shí)習(xí)協(xié)議,每家企業(yè)安排10-20名學(xué)生。企業(yè)為學(xué)生實(shí)習(xí)提供食宿和路費(fèi),并給予一定的生活補(bǔ)貼,學(xué)校為學(xué)生辦理人身安全保險(xiǎn)。學(xué)生在企業(yè)實(shí)習(xí)由企業(yè)和學(xué)校共同管理,企業(yè)按“準(zhǔn)員工”管理學(xué)生,并安排工程師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)習(xí),學(xué)校安排老師到各實(shí)習(xí)點(diǎn)巡回指導(dǎo),實(shí)習(xí)結(jié)束由企業(yè)對(duì)每個(gè)學(xué)生的實(shí)習(xí)進(jìn)行書面鑒定。

“2+4(6)”生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得了很好的效果。學(xué)生經(jīng)歷了在企業(yè)的實(shí)習(xí),大大提高了專業(yè)課學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性;企業(yè)方面則為人才招聘建立了一個(gè)有效渠道,并縮短了大學(xué)畢業(yè)生適應(yīng)企業(yè)工作的時(shí)間。

(四)校企合作的學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)

近年來,在學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)方面積極爭(zhēng)取企業(yè)的支持。2007年,舉辦了由浙江天煌科技有限公司提供支持的“天煌杯”大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,吸引了40多個(gè)隊(duì)100多名學(xué)生的參加。2010年,又舉辦了由中法合資企業(yè)德力西電氣有限公司支持的“德力西電氣杯”科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽。

四 結(jié) 語

進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),提高實(shí)踐教學(xué)效果,提升學(xué)生工程實(shí)踐能力,這是高等工程教育人才培養(yǎng)的改革和發(fā)展方向,課內(nèi)外結(jié)合、校企結(jié)合是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑。

[1]查建中.面向經(jīng)濟(jì)全球化的工程教育改革戰(zhàn)略——產(chǎn)學(xué)合作與國際化[J].高等工程教育研究,2008,(1).

[2]王章豹,石芳娟.從工程哲學(xué)視角看未來工程師的素質(zhì)[J].自然辯證法研究,2008,(7).

Study on the Teaching Mode for Enineeging Practice

HUANG Shao-ping,L IJing,TANG Yong-qi
(College of Electrical and Information Engineering,Hunan Institute of Engineering,Xiangtan 411101,China)

Practice is of great significance for engineering specialty.Engineering specialty education should focus on improving students engineering practice abilities.Therefore we construct a practice teaching system of“three levels and two combinations”.We have studied and practiced the teaching modes of open practice teaching,course designing and production practice.Good effect is acquired.

education of engineering;practice teaching;engineering practice ability;open teaching

G424

A

1671-1181(2010)04-0090-03

2010-09-11

湖南省教育科學(xué)規(guī)劃課題(XJK06CGD034)。

黃紹平(1964-),男,江西萍鄉(xiāng)人,教授,研究方向:工程實(shí)踐教學(xué)。

(責(zé)任編輯:宋耕春)