摘要:對(duì)電氣工程實(shí)訓(xùn)課程體系建設(shè)提出一些看法,針對(duì)應(yīng)用型本科特點(diǎn),對(duì)課程體系的目標(biāo)進(jìn)行了定位,確定了課程體系的構(gòu)成原則,并對(duì)課程體系進(jìn)行了分層次和模塊化,構(gòu)建了科學(xué)系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)體系,提高了學(xué)生的創(chuàng)造能力、分析和解決問(wèn)題的能力,效果良好。
關(guān)鍵詞:實(shí)訓(xùn)課程;分層次;模塊化
作者簡(jiǎn)介:李自成(1970-),男,四川資陽(yáng)人,成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化系,副教授。(四川?樂(lè)山?614000)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?????文章編號(hào):1007-0079(2012)20-0086-02
電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)在電氣信息領(lǐng)域起著十分重要的作用,主要研究電能的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、控制、儲(chǔ)存和利用,同時(shí)有關(guān)電能的轉(zhuǎn)換及使用的控制在該專(zhuān)業(yè)所占的地位也日益重要。[1,2]它和人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系越來(lái)越緊密,因而發(fā)展迅速,已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,并成為很多高校的一門(mén)重要學(xué)科。而成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院在2005年成立了電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),在專(zhuān)業(yè)發(fā)展過(guò)程中注重實(shí)踐課程體系的建立。為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)關(guān)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求,加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐技能,突出工程能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng),結(jié)合電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方案制訂了電氣專(zhuān)業(yè)工程訓(xùn)練教學(xué)計(jì)劃,形成了科學(xué)的電氣工程實(shí)訓(xùn)課程體系。體系以培養(yǎng)學(xué)生在電機(jī)及其電力拖動(dòng)技術(shù)、電力電子與電氣傳動(dòng)技術(shù)、電氣控制技術(shù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)等方面的工程技能為基本目標(biāo),旨在提升學(xué)生在電氣領(lǐng)域的知識(shí)應(yīng)用水平和綜合創(chuàng)新能力,構(gòu)建起理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)際技能訓(xùn)練、單項(xiàng)能力培養(yǎng)與綜合素質(zhì)提升之間的橋梁。
一、課程目標(biāo)定位
課程體系反映了應(yīng)用型本科對(duì)知識(shí)能力方面的要求。應(yīng)用型本科同一般普通本科的培養(yǎng)體系是平行的,相比具有鮮明的技術(shù)應(yīng)用性特征。[3]在培養(yǎng)規(guī)格上,應(yīng)用本科培養(yǎng)的不是學(xué)科型、學(xué)術(shù)型、研究型人才,而是培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高等技術(shù)應(yīng)用型人才;在培養(yǎng)模式上,應(yīng)用本科以適應(yīng)社會(huì)需要為目標(biāo),以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線設(shè)計(jì)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案,以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建課程、教學(xué)內(nèi)容體系,重視學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)?;趹?yīng)用型本科的性質(zhì),為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),使學(xué)生盡快掌握本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技能,因此整個(gè)體系強(qiáng)調(diào)建立一個(gè)系統(tǒng)化的實(shí)訓(xùn)過(guò)程,通過(guò)實(shí)訓(xùn),學(xué)生應(yīng)該具備以下技能:
掌握電機(jī)和電力拖動(dòng)技術(shù),熟悉變壓器、直流電機(jī)、交流電機(jī)的結(jié)構(gòu),通過(guò)實(shí)訓(xùn)熟悉電機(jī)運(yùn)行原理和調(diào)速原理。
掌握電力電子與電氣傳動(dòng)技術(shù),熟悉各種電力電子器件的應(yīng)用,能正確使用變頻器,并能初步進(jìn)行電機(jī)調(diào)速電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試。
掌握電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù),通過(guò)實(shí)訓(xùn)熟悉繼電保護(hù)基本原理,利用MATLAB進(jìn)行潮流計(jì)算,并能進(jìn)行初步的短路分析。
熟練掌握工廠電氣控制、電氣設(shè)計(jì)軟件等開(kāi)發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用技術(shù),能夠進(jìn)行系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)或者利用軟件進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)。
掌握電氣系統(tǒng)或者控制程序的調(diào)試方法,能通過(guò)實(shí)際操作較好地判斷出電氣系統(tǒng)或者控制程序的缺陷,并進(jìn)行改進(jìn)。
為了節(jié)約成本,加快開(kāi)發(fā)過(guò)程,能夠用仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真,熟練使用各種仿真軟件,包括Protel DXP等。
能熟練使用各種檢測(cè)工具,具備對(duì)低壓電器的認(rèn)知和感性認(rèn)識(shí),熟悉每種低壓電氣的正確用法,能進(jìn)行初步的設(shè)計(jì),選擇出滿足要求的電器。
二、課程體系的構(gòu)成原則
實(shí)訓(xùn)基于各課程各章節(jié)內(nèi)容或者課程之間聯(lián)系,以實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為主體和載體,以程序或者電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技術(shù)、能力和素質(zhì)的全面提高。以實(shí)訓(xùn)課程體系作為實(shí)訓(xùn)目標(biāo)的基礎(chǔ),制訂完善的實(shí)訓(xùn)計(jì)劃體系,同時(shí)堅(jiān)持了以下原則:
以就業(yè)實(shí)際需求為導(dǎo)向,以能力培養(yǎng)為核心,以學(xué)生適應(yīng)就業(yè)崗位為目標(biāo),以崗位技能為重點(diǎn),兼顧長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
注重知識(shí)、技術(shù)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展,使學(xué)生通過(guò)實(shí)訓(xùn)既鞏固了所學(xué)的知識(shí)和技術(shù)又提高了應(yīng)用知識(shí)、技術(shù)的能力,使素質(zhì)得到升華。
以實(shí)踐能力和工程訓(xùn)練為重點(diǎn),突出技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng),強(qiáng)調(diào)在應(yīng)用中創(chuàng)新,通過(guò)解決問(wèn)題綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)。
課程體系體現(xiàn)了開(kāi)放性、靈活性,及時(shí)反映了新能源技術(shù)的發(fā)展以及新技術(shù)的應(yīng)用。
課程體系與人才培養(yǎng)方案的課程體系銜接,分別針對(duì)電氣技術(shù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電力電子等方向設(shè)立實(shí)訓(xùn)課程。
三、分層次模塊化實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系的設(shè)立
電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)主要是研究電能應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)。近幾十年來(lái),有關(guān)電能的轉(zhuǎn)換、控制在該專(zhuān)業(yè)所占的地位日益重要,專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)中的“及其自動(dòng)化”反映了科學(xué)技術(shù)的這種發(fā)展和變化。電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)范圍主要包括電工基礎(chǔ)理論、電氣裝備制造和應(yīng)用、電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制三個(gè)部分。[4,5]因此實(shí)訓(xùn)課程的設(shè)立也應(yīng)該反映這些專(zhuān)業(yè)范圍。首先,電工理論是電氣工程的基礎(chǔ),主要包括電路理論和電磁場(chǎng)理論。這些理論是物理學(xué)中電學(xué)和磁學(xué)的發(fā)展、延伸。而電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)等可以看成是由電工理論的不斷發(fā)展而誕生,電工理論是它們的重要基礎(chǔ)。電氣裝備制造主要包括發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等電機(jī)設(shè)備的制造,也包括開(kāi)關(guān)、用電設(shè)備等電器與電氣設(shè)備的制造,還包括電力電子設(shè)備的制造、各種電氣控制裝置、電子控制裝置的制造以及電工材料、電氣絕緣等內(nèi)容。電氣裝備的應(yīng)用則是指上述設(shè)備和裝置的應(yīng)用。電力系統(tǒng)主要指電力網(wǎng)的運(yùn)行和控制、電氣自動(dòng)化等內(nèi)容。制造和運(yùn)行不可能截然分開(kāi),電氣設(shè)備在制造時(shí)必須考慮其運(yùn)行,如電力系統(tǒng)由各種電氣設(shè)備組成,其良好的運(yùn)行必然要依靠良好的設(shè)備。
針對(duì)專(zhuān)業(yè)范圍,電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工程訓(xùn)練在學(xué)院工程訓(xùn)練中心進(jìn)行。訓(xùn)練內(nèi)容劃分為工程認(rèn)知訓(xùn)練、專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練和綜合創(chuàng)新訓(xùn)練三個(gè)層次。由于我院從專(zhuān)業(yè)建立初期就注重實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。目前訓(xùn)練條件優(yōu)良,已建有電氣技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、電機(jī)及拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)室、電力自動(dòng)化及繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室、電力電子及傳動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室等專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室。同時(shí),學(xué)院工程訓(xùn)練中心為進(jìn)一步提升學(xué)生在電氣工程領(lǐng)域的綜合創(chuàng)新能力,建設(shè)了數(shù)控加工中心、基于先進(jìn)控制技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室和柔性制造中心,突出真實(shí)的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境,突出強(qiáng)化學(xué)生在系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等方面的工程訓(xùn)練,有利于高水平應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。
我院電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程體系設(shè)立了三個(gè)方向:電氣技術(shù)方向、電力電子技術(shù)方向、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。針對(duì)不同方向和實(shí)訓(xùn)層次設(shè)立不同的課程。如圖1所示。
首先,工程認(rèn)知訓(xùn)練是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)整個(gè)教學(xué)過(guò)程中一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)包括生產(chǎn)實(shí)習(xí)等內(nèi)容,使學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)際或者科研中驗(yàn)證從課本上學(xué)到的理論知識(shí),加深對(duì)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí),從而鞏固所學(xué)知識(shí)并體會(huì)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值;培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)去觀察、解釋并進(jìn)一步嘗試解決生產(chǎn)實(shí)際或者科研過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題,提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力;使學(xué)生了解企業(yè)的生產(chǎn)工序、工藝流程、管理制度,從而獲得與本專(zhuān)業(yè)有關(guān)的實(shí)際生產(chǎn)知識(shí),并擴(kuò)大專(zhuān)業(yè)知識(shí)面;培養(yǎng)學(xué)生從事技術(shù)專(zhuān)題調(diào)查、搜集資料和進(jìn)行研究的能力,并為即將進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文打下良好的基礎(chǔ)。其后是專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練,針對(duì)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)置模塊,包括電機(jī)、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電氣傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)、PLC、電氣CAD等。而學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能是一個(gè)復(fù)雜的技能系統(tǒng),諸多技能之間既相互關(guān)聯(lián)又相互影響,其訓(xùn)練途徑及實(shí)施辦法亦多種多樣,同時(shí)必須具備整體性、科學(xué)性和互動(dòng)性。因此,專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練方案的制訂,內(nèi)容上密切結(jié)合學(xué)科和緊扣本專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),與專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案一致,注重能力的提高和知識(shí)的應(yīng)用,注重開(kāi)放性和拓展學(xué)生的思維空間構(gòu)建與理論教學(xué)相輔相成、以能力培養(yǎng)為主線的技能訓(xùn)練方案,為專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的貫徹執(zhí)行服務(wù),以適應(yīng)教育教學(xué)改革發(fā)展的需要,全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。最后是綜合創(chuàng)新訓(xùn)練,為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化培養(yǎng)提供先進(jìn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、制作的環(huán)境與條件。通過(guò)綜合創(chuàng)新訓(xùn)練為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)能培養(yǎng)興趣、產(chǎn)生好奇心的環(huán)境,使他們?cè)谶@里自己動(dòng)手創(chuàng)新制作、激發(fā)創(chuàng)造力。以創(chuàng)新思維和創(chuàng)新制作能力的訓(xùn)練為核心,充分發(fā)揮學(xué)生的自主能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力,培養(yǎng)更多高素質(zhì)、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。綜合創(chuàng)新訓(xùn)練不但能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì),增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,而且還有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維,起著其他課程不能替代的作用。
整個(gè)課程體系對(duì)應(yīng)于工程素質(zhì)訓(xùn)練、金工實(shí)習(xí)、電機(jī)及拖動(dòng)技術(shù)實(shí)訓(xùn)、控制理論和控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)、PLC與變頻器應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)、單片機(jī)技術(shù)工程訓(xùn)練、CAD實(shí)訓(xùn)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)、電力電子與電氣傳動(dòng)實(shí)訓(xùn)、自控系統(tǒng)綜合實(shí)習(xí)、調(diào)速系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、供配電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)等實(shí)訓(xùn)。同時(shí)為了突出應(yīng)用型本科的特點(diǎn),增加了“Protel DXP實(shí)用教程”和“電氣工程CAD”與實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密的課程。實(shí)訓(xùn)課內(nèi)容如表1所示。
通過(guò)該課程體系使學(xué)生能夠初步了解機(jī)電工程的基本研究領(lǐng)域,具備電氣基本操作技能,掌握電機(jī)及拖動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型、組成和控制方法,掌握控制理論及自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成,具備對(duì)一般機(jī)電控制系統(tǒng)的安裝、分析和維護(hù)技能,掌握常用電力電子器件的特性,并能根據(jù)要求設(shè)計(jì)出實(shí)用電路,掌握可編程控制器和變頻器的使用方法,具有一定的電氣控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力,在本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具備一定的科學(xué)研究、科技開(kāi)發(fā)和組織管理能力,具有較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力。
四、結(jié)論
電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)自2005年在成都理工大學(xué)成立以來(lái),針對(duì)本學(xué)校學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)和就業(yè)的實(shí)際情況對(duì)實(shí)踐方面的教學(xué)課程體系不斷調(diào)整,增加了“Protel DXP實(shí)用教程”和“電氣工程CAD”與實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密的課程,增加了綜合創(chuàng)新訓(xùn)練課程,已經(jīng)形成了完整、科學(xué)的實(shí)訓(xùn)體系。從目前的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看,通過(guò)實(shí)訓(xùn),學(xué)生的就業(yè)率得到提高,同時(shí)學(xué)生到企業(yè)后熟悉崗位的時(shí)間縮短,得到了用人單位的好評(píng)。
參考文獻(xiàn):
[1]賈文超.電氣工程導(dǎo)論[M].西安:電子科技大學(xué)出版社,2007.
[2]范瑜.電氣工程概論(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.
[3]錢(qián)國(guó)英,徐立清,應(yīng)雄.高等教育轉(zhuǎn)型與應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2007.
[4]王澤忠,王兆安,沈頌華.電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)規(guī)范研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2010,(S1):5-6.
[5]孫元章.走進(jìn)電世界——電氣工程與自動(dòng)化(專(zhuān)業(yè))概論[M].北京:中國(guó)電力出版社,2009.
(責(zé)任編輯:王祝萍)