一、電氣工程及其自動化實驗教學的現狀
1.校外實習方面
高校工科技術應用人才的培養必須要有良好的硬件設備,這是高校專業特色的重點所在。但是當前由于高校經費不足,實習單位接待困難以及其他安全方面的因素,造成了電氣工程
及其自動化專業實習效果難以得到有效的保障。更多的是學生自行聯系實習單位或者虛造實習單位,無法實現電氣工程及其自動化專業的基本培養目標。
2.課程設計和畢業設計方面
當前,高校電氣工程及其自動化專業的設計題目較為單一,每屆學生的設計題目都大同小異,缺乏更新和創新。學生實踐性少,極易出現課程設計和畢業設計雷同的現象。加之指導教師缺乏工程設計實踐經驗,因此整體上課程設計和畢業設計缺乏一定的創新,學生的理論和實踐結合能力欠缺。4.開放性實驗由于當前高校實驗室更多以科研為主,科研設備的投入資金較大,因此實驗室開放性能力不足,學生對于實驗設備和實驗平臺缺乏應有的了解,一些開發性的實驗就無法開展,在實驗設計的過程中也就缺乏創新性。對此,高校實驗室應該加大對學生的開放力度,同時不斷提升實驗室的軟硬件,以適應課程實驗教學的需要。
二、實驗教學體系改革的方案
1.課堂教學與工程實踐訓練同步進行
電氣工程實踐訓練課程的設置是高校電氣工程及其自動化專業人才培養的重點。一般來說,該課程的設置共分為工程實踐訓練基礎和工程實踐訓練實驗兩個部分。前者以課堂教學理論為主,主要是從課程理論的方法和技術上為后面的工程實踐訓練打好基礎,其目的在于能夠將用于工程實踐訓練實驗的理論學習透徹,引導學生能夠積極思考和討論。按照提出問題、分析問題和解決問題三步走的思路,充分調動學生的學習積極性。后者則以實驗教學為主,注重學生的動手能力,將課堂理論知識搬到實驗中,帶領學生熟悉有關的電氣設備,并且設計實驗方案讓學生能夠自主地對設備進行安裝、調試和測量,使講課和實驗有機結合起來,引導學生邊學邊用,更大程度地激發學生的學校興趣,使學生全身心地投入到電氣工程實踐實驗訓練中。比如,電氣工程及其自動化實驗實訓基地大都有成套的裝置和設備,都是模擬一個變電工程,一般2~4個學生可以共用一套裝置。而課程設置則可以涵蓋到供電系統的設備安裝、調試、測量、信號、控制等內容,可以對學生進行全過程的工程實踐訓練。每個學生還可以根據老師布置的課程進行獨立的設計實驗方案,繪制相關的圖紙并且根據設備的型號和有關的技術特性,將設備安裝到實驗屏上再親自進行全部接線、核對和通電檢測,并且進行各種參數的測量和一些事故的試驗排查等。教師也可以設置多種多樣的事故,讓學生們反復實踐和探索,逐一進行論證,得出結論。
2.結合學生就業單位開設專業綜合實驗
電氣工程及其自動化專業屬于一個綜合性和實踐性較強的專業。一般大學四年級會開展有關的實驗課程,而專業指導教師也可以根據自身的研究特長來為學生開設不同的實驗課題。專業指導教師還可以根據學生的簽約單位生產特征來給學生進行獨立的課程設計,使實驗能夠與生產實際工程結合起來,這樣也有助于學生今后的工作開展。一般來說,電氣工程及其自動化專業開設的實驗主要有小接地電流系統的實驗、鐵磁諧振實驗、電網調度自動化通信綜合實驗、發電機綜合實驗、變壓器綜合實驗等等。要出色地完成這些綜合實驗項目,必須做到以下幾點:第一,做好資料的查找工作。學生可根據課題研究的方向,查閱相關的資料,根據查閱的資料設計相關的實驗方案和實驗步驟,擬定所需的實驗儀器設備和有關的實驗費用。第二,對實驗方案進行解釋和論證。在指導教師的幫助下,要學會對設計的方案進行論證,指導教師要對學生的方案進行復核,指出其方案操作中可能存在的問題。通過這種方式的實訓,可以更好地培養學生的創新能力,使得綜合運用知識的能力得以全面提升。
三、構建實驗課程體系的保障
1.建立創新研究理念,搭建產學研聯合培養模式
創新研究理念是指在電氣工程實驗教學內容中引入能夠反映本學科專業的前沿理論知識和一些先進的現代研究成果,以此來更新和完善教學內容,而不是單純依賴于教科書。在教學手段上,要綜合運用諸如多媒體實驗教學、現代通訊技術等來活躍實驗課程氛圍;教學方式上則可以采用一些諸如回歸啟示法、故意出錯法等研究型的教學方法和雙向的教學模式,改變以往的簡單灌輸式的教學方式,以示范和學生探索為主,積極開發學生的實驗創新能力。另外,還可以根據實驗項目課程的安排,有選擇性地設置一些課外研究課題,教授學生如何獨立地對有關的課堂進行立項、分析、論證和方案設計以及實驗成果總結。必要的時候,可以充分應用現代化的生產技術,使學生的實驗課程與當前的實際生產相結合,以課程群方式建設數字化的工廠實驗室、校內外實踐基地。通過搭建產學研聯合培養模式,來培養學生的實際操作能力。
2.建立科學管理體制,完善管理制度
實驗教學體系改革需要一套完善的管理制度和科學的管理體制作為保障,因此,要深化管理制度的改革,深化教學改革,實現辦學水平的全方位提升。由于我國高等院校管理制度的復雜性和多樣性,各項制度之間常出現互相抵觸的現象。為此,有必要以現代管理理念對現行的高校管理制度進行研究,使其形成一個完整的體系,更好地促進教學管理水平的提升。要積極制訂與電氣工程及其自動化專業實驗教學相配套的教學管理制度,制訂有利于符合培養目標要求和完善的教學計劃,健全實驗教學質量管理責任制,建立科學化系統化的教學質量監控和評估體系,加強科研管理水平,努力提高實驗教師隊伍的整體素質,創新教師隊伍管理,重視高校工科技能型人才的培養意義。
3.開放實驗室,開展科技活動
實驗室建設是實驗教學體系改革的重點,實驗室是學生學習的第二課堂,有利于學生實踐能力的培養,也是學生創新能力和創造能力發揮的重要場所。近幾年,我國高等院校加大了實驗室的建設投資力度,購買和開發了許多的先進儀器設備,并且建立了完善的實驗室管理制度。實驗室建設涵蓋的專業和研究領域眾多,課題研究的能力得到了極大的提升。各實驗室還配備了實踐經驗豐富和責任心強的實驗教師,部分高校還利用業余時間開發專業實驗室,讓更多的學生直接參與到高校的課題研究項目中。另外依托一批實驗系統開發平臺,更多的同學有機會參與到電氣工程實驗課題的聯合實驗中,教師也可以引導學生利用平臺對實驗進行模擬,與學生一起聯合進行課題實踐。因此,實驗室的開放既解決了學生找不到開展科技活動的儀器設備和實踐場地的難題,又有效地避免了高校實驗室資源過度浪費的現象。
作者:周勇 張強 單位:曲阜師范大學電氣信息與自動化學院本科生