吳復(fù)霞等

摘要：良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等院校培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要保障。依據(jù)電氣類專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位，按照個(gè)性化、創(chuàng)新型、綜合型人才培養(yǎng)要求，結(jié)合“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的實(shí)施，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革兩方面對(duì)電氣類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了研究與探索。

關(guān)鍵詞：電氣類專業(yè)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式；創(chuàng)新型

作者簡(jiǎn)介：吳復(fù)霞（1979-），女，山東定陶人，南京郵電大學(xué)電氣工程系，講師；張騰飛（1980-），男，河南商丘人，南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，副教授。（江蘇 南京 210046）

基金項(xiàng)目：本文系南京郵電大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG00508JX19）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）08-0164-02

電氣學(xué)科是一個(gè)以電氣系統(tǒng)為對(duì)象、信息科學(xué)為紐帶、計(jì)算機(jī)技術(shù)為手段的交叉性學(xué)科。電氣類人才越來(lái)越多地被社會(huì)各行各業(yè)所需要，創(chuàng)新之根源于實(shí)踐，為培養(yǎng)電氣類創(chuàng)新型人才就必須實(shí)施素質(zhì)教育，在對(duì)其進(jìn)行理論教育的同時(shí)多方面地進(jìn)行實(shí)踐能力的培養(yǎng)，高等學(xué)校應(yīng)不斷研究與實(shí)踐，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)良好的、新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革

以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)分依賴于理論課程，絕大多數(shù)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)性教學(xué)多停留在分散而獨(dú)立地驗(yàn)證某個(gè)概念、理論、方法的層次上。這些實(shí)驗(yàn)多是讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的插接線程序，不需動(dòng)腦，按照操作規(guī)程就能完成。這不利于培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室多以課程或?qū)I(yè)方向?yàn)閱挝?，各?shí)驗(yàn)間無(wú)關(guān)聯(lián)，只完成對(duì)特定課程或?qū)I(yè)方向的相關(guān)知識(shí)的驗(yàn)證和鞏固，沒(méi)有知識(shí)系統(tǒng)化的環(huán)節(jié)，造成學(xué)生掌握知識(shí)零散，與現(xiàn)實(shí)差距大，不利于學(xué)生課程的系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。

為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，培養(yǎng)出創(chuàng)新型的電氣專業(yè)人才，必須大力開展實(shí)踐教學(xué)，因?yàn)樗桥囵B(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的主渠道。因此構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系，充分融合實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)是我們的重要任務(wù)。

1.構(gòu)建模塊化、系列化、系統(tǒng)化的實(shí)踐教學(xué)體系

南京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院有兩個(gè)電氣類專業(yè)：“電氣工程及其自動(dòng)化”專業(yè)和“智能電網(wǎng)信息工程”專業(yè)。學(xué)院依據(jù)電氣類專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位，按照個(gè)性化、創(chuàng)新型、綜合型人才培養(yǎng)要求，結(jié)合“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的實(shí)施，通過(guò)分析、論證構(gòu)建了新型的電氣工程學(xué)科大類模塊化、系列化、系統(tǒng)化的實(shí)踐教學(xué)體系，把實(shí)踐環(huán)節(jié)從過(guò)去的“輔助”地位提升到與理論教學(xué)并重的地位，把各類實(shí)踐類課程進(jìn)行系統(tǒng)化的連接，強(qiáng)化學(xué)生“實(shí)踐能力”與“創(chuàng)新能力”的培養(yǎng)。

改變單純以課程為基礎(chǔ)設(shè)置實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐教學(xué)體系，根據(jù)“專業(yè)技能、綜合訓(xùn)練、創(chuàng)新培養(yǎng)”三個(gè)層次的培養(yǎng)目標(biāo)，將實(shí)踐教學(xué)體系劃分為“專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)綜合、實(shí)踐訓(xùn)練、科技創(chuàng)新”四個(gè)訓(xùn)練模塊，使學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力得到連續(xù)不斷、分層遞進(jìn)式的強(qiáng)化培養(yǎng)（大一、大二學(xué)年對(duì)應(yīng)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)技能教育，初步實(shí)現(xiàn)實(shí)踐技能培養(yǎng)；大三、大四學(xué)年對(duì)應(yīng)綜合訓(xùn)練以及科技創(chuàng)新實(shí)踐教育，強(qiáng)化專業(yè)綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)）。

新的實(shí)踐教學(xué)體系以課程實(shí)驗(yàn)為單元、課程組實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)為模塊、課程組為系列、專業(yè)方向?yàn)橄到y(tǒng)，通訊網(wǎng)絡(luò)為紐帶。各實(shí)踐環(huán)節(jié)體現(xiàn)在基礎(chǔ)層（電路、電子、信號(hào)處理、微機(jī)原理、自動(dòng)控制原理、計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)等）、提高層（相應(yīng)的專業(yè)課實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)）和研究與創(chuàng)新層（專業(yè)綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)）三個(gè)層次，能完成電氣工程學(xué)科的培養(yǎng)方案要求。體系包括了專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、綜合性設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，是一個(gè)貫穿大學(xué)四年的全程化實(shí)踐教學(xué)方案。開設(shè)的實(shí)驗(yàn)在滿足課程教學(xué)要求的同時(shí)，還按專業(yè)方向、學(xué)科方向及其發(fā)展形成系列和系統(tǒng)，學(xué)生通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)可體會(huì)到專業(yè)基礎(chǔ)各門課程之間、專業(yè)課和基礎(chǔ)課之間的關(guān)系與銜接，從單門課程、系列課程到專業(yè)方向，由點(diǎn)到線、由線成面、由面建體逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

依據(jù)模塊化、系列化、系統(tǒng)化的實(shí)踐教學(xué)體系，本著加強(qiáng)基礎(chǔ)、整合資源、提升檔次、增強(qiáng)活力、擴(kuò)大開放、強(qiáng)化學(xué)科交叉融合的總體思路，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)中已采取一系列改革措施，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建大型、綜合性、設(shè)計(jì)性、開放型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，全面提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和技術(shù)創(chuàng)新能力。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求，構(gòu)建了特色鮮明的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、手段。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容上，構(gòu)建體現(xiàn)“專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)綜合、實(shí)踐訓(xùn)練、科技創(chuàng)新”四個(gè)訓(xùn)練模塊的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，連續(xù)不斷、分層遞進(jìn)式強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。注重學(xué)生已有知識(shí)體系和認(rèn)知特點(diǎn)，由淺入深、由易到難、循序漸進(jìn)，突出實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)的導(dǎo)向性、趣味性、開放性及綜合性，積極鼓勵(lì)與引導(dǎo)學(xué)生參加教師的科研工作和校企合作，為學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新提供廣闊的思考空間，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，積極探索和努力培養(yǎng)優(yōu)秀的新能源發(fā)電與控制領(lǐng)域的高級(jí)專門專業(yè)人才。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革

1.推出立體化、開放性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

立體化表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多層次，實(shí)驗(yàn)設(shè)置多模塊，實(shí)驗(yàn)手段多樣化。在以上體系中，既有簡(jiǎn)單的演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使理論教學(xué)形象化，加深學(xué)生對(duì)理論的理解，又有難度較大的設(shè)計(jì)性、綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況自主選擇與實(shí)際能力相符的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

開放性表現(xiàn)在各實(shí)驗(yàn)室資源面向全校學(xué)生全方位開放，即實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)時(shí)間的開放。近五年來(lái)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心利用課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)、自擬實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等形式實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放；結(jié)合研究生助教和本科生助管制度，形成了實(shí)驗(yàn)室專職老師、專業(yè)教師、研究生、勤工助學(xué)本科生相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)與管理隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所和實(shí)驗(yàn)時(shí)間的開放。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上極大激發(fā)了學(xué)生自主探究的興趣，促使學(xué)生創(chuàng)造性的思維與有效解決問(wèn)題，提高了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力。

2.“教學(xué)、實(shí)踐、科研三位一體，互動(dòng)、互促”的閉環(huán)機(jī)制

依托南京郵電大學(xué)控制科學(xué)與工程、信息與通信工程、儀器科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)和電氣工程一級(jí)學(xué)科建設(shè)，通過(guò)科學(xué)研究提升水平、壯大實(shí)力、促進(jìn)教學(xué)；科研成果與研究工作為教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)水平提升提供源泉；豐富的各級(jí)各類科研項(xiàng)目為實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)提供了選題背景，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的真題真做提供保障；學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)踐與助研過(guò)程中激發(fā)興趣、鍛煉能力；教師在理論教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)踐指導(dǎo)中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并不斷調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)過(guò)程。通過(guò)教學(xué)相長(zhǎng)、實(shí)踐創(chuàng)新與科學(xué)研究相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了以科研提升教學(xué)、通過(guò)教學(xué)指導(dǎo)實(shí)踐、實(shí)踐深化科研的三位一體、相輔相成、協(xié)調(diào)共贏的人才培養(yǎng)機(jī)制，走出了“教學(xué)、實(shí)踐、科研互動(dòng)、互促、同步相長(zhǎng)”的特色之路。

3.虛擬仿真與類工業(yè)化系統(tǒng)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

采用了仿真驗(yàn)證與實(shí)體操作相結(jié)合的方式。在江蘇省智能電網(wǎng)信息工程綜合訓(xùn)練中心現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，充分依托校企合作實(shí)驗(yàn)資源，已建設(shè)成三個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)子平臺(tái)：可再生能源并網(wǎng)控制虛擬仿真平臺(tái)、微電網(wǎng)運(yùn)行控制虛擬仿真平臺(tái)和電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)虛擬仿真平臺(tái)。學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)室提供的仿真平臺(tái)，采用仿真工具搭建虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)象，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理，熟悉實(shí)驗(yàn)過(guò)程；根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，完成對(duì)基于物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)體對(duì)象的實(shí)驗(yàn)操作。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心自主開發(fā)設(shè)計(jì)建成的電氣信息綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以高性能DSP為控制核心，以大功率電力電子變換裝置、大功率三聯(lián)交流機(jī)組、二聯(lián)直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)組為控制對(duì)象，配有各種測(cè)量?jī)x表、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器及顯示儀。以工業(yè)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過(guò)配置上位機(jī)即可完成組網(wǎng)，構(gòu)成工業(yè)電氣DCS系統(tǒng)，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成效

實(shí)驗(yàn)中心先后獲江蘇省教育廳批準(zhǔn)成立省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心5個(gè)，分別為自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、智能電網(wǎng)信息工程綜合訓(xùn)練中心、通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、通信與信息處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，其中省級(jí)“自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心”因網(wǎng)評(píng)成績(jī)優(yōu)異被作為優(yōu)秀示范代表確定為實(shí)地考察驗(yàn)收對(duì)象，并取得了網(wǎng)上評(píng)議和實(shí)地考察雙優(yōu)秀的佳績(jī)。將5個(gè)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心整合在一起，構(gòu)建了自動(dòng)化、電子信息、儀器、電氣4個(gè)專業(yè)類資源融合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心支撐體系，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)地、設(shè)備、師資力量的共享。

近年來(lái)，產(chǎn)生了一批優(yōu)秀的教學(xué)研究成果，“學(xué)做合一、研創(chuàng)結(jié)合，自動(dòng)化創(chuàng)新人才“閉環(huán)”培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐”獲得江蘇省高等教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，“以生為本，創(chuàng)新管理，提升本科人才培養(yǎng)質(zhì)量——本科教學(xué)管理改革的探索與實(shí)踐”獲得江蘇省高等教育教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，“電機(jī)學(xué)”、“電力電子技術(shù)”和“嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用”被評(píng)為校級(jí)精品課程，“自動(dòng)控制原理”教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲校級(jí)、省級(jí)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。我院積極開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃，2010年機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐基地榮獲江蘇省教科系統(tǒng)“工人先鋒號(hào)”；“基于機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)構(gòu)建大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的研究與實(shí)踐”獲南京郵電大學(xué)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。依托實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以及大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)基地，近三年來(lái)共獲得校級(jí)重點(diǎn)和省級(jí)STITP創(chuàng)新項(xiàng)目近100項(xiàng)，學(xué)生依托實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心在國(guó)際、全國(guó)、省級(jí)各類主題競(jìng)賽中取得了優(yōu)異成績(jī)。

四、結(jié)論

電氣類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐進(jìn)一步促進(jìn)了產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，提升了專業(yè)建設(shè)的整體水平，構(gòu)建了滿足高水平創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的軟硬件平臺(tái)，促進(jìn)了實(shí)踐教學(xué)改革，提高了教學(xué)質(zhì)量，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，為高水平創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供了有利條件。

參考文獻(xiàn)：

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[2]潘再平，馬皓，盧慧芬，等.電氣工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，（33）：51-53，58.

（責(zé)任編輯：王祝萍）