本站原创摘 要：电气工程及其自动化在我国国民经济发展中占有非常重要的地位,社会的快速发展对于电气专业人才的需求也日益旺盛,这对电气专业人才的专业技能和实践能力也提出了更高的要求.因此,高等院校在培养人才方面应该注重电气专业实验教学体系的改革,通过改革来促进电气专业人才的实践能力发展.
关 键 词：电气工程及其自动化；教学体系改革；教学实验
作者简介：周勇（1990-）,男,山东淄博人,曲阜师范大学电气信息与自动化学院本科生；张强（1990-）,男,山东枣庄人,曲阜师范大学电气信息与自动化学院本科生.（山东日照276826）
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）36-0107-02
电气工程及其自动化专业作为一门实践性很强的课程,学生除了要具备基本的理论水平外,还需要开展大量的课外实践活动来充实自身理论水平,通过实践来提升创新能力.因此,全面促进电气工程及其自动化专业实验教学体系改革,建立理论与实践相结合的教学模式就成为当前教学工作的重点.近年来,根据我国高等教育改革的发展规划,创新教育和创造教育逐渐推进,构建特色专业,发挥高校专业特长,努力推荐实验教学改革,全面地创新了电气工程及其自动化专业的实验教学体系和教学模式,并且取得了很多优秀的教学成果.
一、电气工程及其自动化实验教学的现状
电气工程及其自动化实验是一项非常重要的基础性实验课程,通过课程的学习,可以加深学生对于一些电气、电子电路等专业理论知识的理解,也可以开发学生的创新能力,提高学生的动手能力,为其他工科类的课程学习以及科学研究打好坚实的基础.目前,高校电气工程及其自动化实验教学中还存在着很多方面的问题.
1.实验教学方面
当前,高校电气工程及其自动化专业的实验教学手段较为简单,教学方法和教学效果并不理想,学生的创新能力和独立思考能力得不到有效的发挥,无法提升学生的学习积极性.另外,实验教学手段的简单化也造成了实验教学成绩评估缺乏真实性,实验设备的落后致使学生动手能力与理论水平能力不足；实验师资队伍的建设能力不足等.
2.校外实习方面
高校工科技术应用人才的培养必须要有良好的硬件设备,这是高校专业特色的重点所在.但是当前由于高校经费不足,实习单位接待困难以及其他安全方面的因素,造成了电气工程及其自动化专业实习效果难以得到有效的保障.更多的是学生自行联系实习单位或者虚造实习单位,无法实现电气工程及其自动化专业的基本培养目标.
3.课程设计和毕业设计方面
当前,高校电气工程及其自动化专业的设计题目较为单一,每届学生的设计题目都大同小异,缺乏更新和创新.学生实践性少,极易出现课程设计和毕业设计雷同的现象.加之指导教师缺乏工程设计实践经验,因此整体上课程设计和毕业设计缺乏一定的创新,学生的理论和实践结合能力欠缺.
4.开放性实验
由于当前高校实验室更多以科研为主,科研设备的投入资金较大,因此实验室开放性能力不足,学生对于实验设备和实验平台缺乏应有的了解,一些开发性的实验就无法开展,在实验设计的过程中也就缺乏创新性.对此,高校实验室应该加大对学生的开放力度,同时不断提升实验室的软硬件,以适应课程实验教学的需要.
二、实验教学体系改革的方案
1.课堂教学与工程实践训练同步进行
电气工程实践训练课程的设置是高校电气工程及其自动化专业人才培养的重点.一般来说,该课程的设置共分为工程实践训练基础和工程实践训练实验两个部分.前者以课堂教学理论为主,主要是从课程理论的方法和技术上为后面的工程实践训练打好基础,其目的在于能够将用于工程实践训练实验的理论学习透彻,引导学生能够积极思考和讨论.按照提出问题、分析问题和解决问题三步走的思路,充分调动学生的学习积极性.后者则以实验教学为主,注重学生的动手能力,将课堂理论知识搬到实验中,带领学生熟悉有关的电气设备,并且设计实验方案让学生能够自主地对设备进行安装、调试和测量,使讲课和实验有机结合起来,引导学生边学边用,更大程度地激发学生的学校兴趣,使学生全身心地投入到电气工程实践实验训练中.
比如,电气工程及其自动化实验实训基地大都有成套的装置和设备,都是模拟一个变电工程,一般2～4个学生可以共用一套装置.而课程设置则可以涵盖到供电系统的设备安装、调试、测量、信号、控制等内容,可以对学生进行全过程的工程实践训练.每个学生还可以根据老师布置的课程进行独立的设计实验方案,绘制相关的图纸并且根据设备的型号和有关的技术特性,将设备安装到实验屏上再亲自进行全部接线、核对和通电检测,并且进行各种参数的测量和一些事故的试验排查等.教师也可以设置多种多样的事故,让学生们反复实践和探索,逐一进行论证,得出结论.
2.结合学生就业单位开设专业综合实验
电气工程及其自动化专业属于一个综合性和实践性较强的专业.一般大学四年级会开展有关的实验课程,而专业指导教师也可以根据自身的研究特长来为学生开设不同的实验课题.专业指导教师还可以根据学生的签约单位生产特征来给学生进行独立的课程设计,使实验能够与生产实际工程结合起来,这样也有助于学生今后的工作开展.
一般来说,电气工程及其自动化专业开设的实验主要有小接地电流系统的实验、铁磁谐振实验、电网调度自动化通信综合实验、发电机综合实验、变压器综合实验等等.要出色地完成这些综合实验项目,必须做到以下几点：第一,做好资料的查找工作.学生可根据课题研究的方向,查阅相关的资料,根据查阅的资料设计相关的实验方案和实验步骤,拟定所需的实验仪器设备和有关的实验费用.第二,对实验方案进行解释和论证.在指导教师的帮助下,要学会对设计的方案进行论证,指导教师要对学生的方案进行复核,指出其方案操作中可能存在的问题.通过这种方式的实训,可以更好地培养学生的创新能力,使得综合运用知识的能力得以全面提升.三、构建实验课程体系的保障
1.建立创新研究理念,搭建产学研联合培养模式
创新研究理念是指在电气工程实验教学内容中引入能够反映本学科专业的前沿理论知识和一些先进的现代研究成果,以此来更新和完善教学内容,而不是单纯依赖于教科书.在教学手段上,要综合运用诸如多媒体实验教学、现代通讯技术等来活跃实验课程氛围；教学方式上则可以采用一些诸如回归启示法、故意出错法等研究型的教学方法和双向的教学模式,改变以往的简单灌输式的教学方式,以示范和学生探索为主,积极开发学生的实验创新能力.另外,还可以根据实验项目课程的安排,有选择性地设置一些课外研究课题,教授学生如何独立地对有关的课堂进行立项、分析、论证和方案设计以及实验成果总结.必要的时候,可以充分应用现代化的生产技术,使学生的实验课程与当前的实际生产相结合,以课程群方式建设数字化的工厂实验室、校内外实践基地.通过搭建产学研联合培养模式,来培养学生的实际操作能力.
2.建立科学管理体制,完善管理制度
实验教学体系改革需要一套完善的管理制度和科学的管理体制作为保障,因此,要深化管理制度的改革,深化教学改革,实现办学水平的全方位提升.由于我国高等院校管理制度的复杂性和多样性,各项制度之间常出现互相抵触的现象.为此,有必要以现代管理理念对现行的高校管理制度进行研究,使其形成一个完整的体系,更好地促进教学管理水平的提升.要积极制订与电气工程及其自动化专业实验教学相配套的教学管理制度,制订有利于符合培养目标要求和完善的教学计划,健全实验教学质量管理责任制,建立科学化系统化的教学质量监控和评估体系,加强科研管理水平,努力提高实验教师队伍的整体素质,创新教师队伍管理,重视高校工科技能型人才的培养意义.
3.开放实验室,开展科技活动
实验室建设是实验教学体系改革的重点,实验室是学生学习的第二课堂,有利于学生实践能力的培养,也是学生创新能力和创造能力发挥的重要场所.近几年,我国高等院校加大了实验室的建设投资力度,购写和开发了许多的先进仪器设备,并且建立了完善的实验室管理制度.实验室建设涵盖的专业和研究领域众多,课题研究的能力得到了极大的提升.各实验室还配备了实践经验丰富和责任心强的实验教师,部分高校还利用业余时间开发专业实验室,让更多的学生直接参与到高校的课题研究项目中.另外依托一批实验系统开发平台,更多的同学有机会参与到电气工程实验课题的联合实验中,教师也可以引导学生利用平台对实验进行模拟,与学生一起联合进行课题实践.因此,实验室的开放既解决了学生找不到开展科技活动的仪器设备和实践场地的难题,又有效地避免了高校实验室资源过度浪费的现象.