時間:2023-04-01 10:32:23
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇電氣工程導論論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
2自備電源供電方式
(1)太陽能發電裝置
太陽能發電裝置具有不需燃料、無污染、運行維護工作量小、壽命長等特點,但受自然氣候條件影響較大,如連續陰雨天數、日照小時數、太陽輻射強度等。在正常的日照情況下,通過轉換太陽能為設備和蓄電池供電,備用電源為蓄電池。在夜間,供電通過蓄電池進行,系統控制器能夠有效控制系統的供電運行狀況。
(2)CCVT密閉循環渦輪發電機
具有較小的維護工作量,受環境影響較小,但需要供應燃料,將2臺小容量燃氣發電裝置設置在燃氣發電區,工作方式采用1用l備,天然氣減壓裝置并聯在燃氣發電裝置中,相關直流蓄電池柜和電源控制柜在電源機房內進行配套安裝,用電設備配電通過電源控制柜進行,其中,備用電源為1300Ah閥控密封鉛酸蓄電池,能夠滿足不小于48h的后備時間。
(3)TEG熱電式發電裝置
該裝置維護工作量小、結構簡單,除了輸出功率受到環境溫度的一定影響,其它基本不受到環境因素影響,但需燃料供應,適用于幾十到幾百瓦負載情況。
3新能源在項目中的應用分析
(1)太陽能發電裝置
太陽能發電裝置在某些管道工程部分閥室中采用。其中,在正常日照情況下,供電通過轉換太陽能為設備和蓄電池供電,備用電源為蓄電池,在夜間,供電通過蓄電池進行,系統控制器能夠有效控制系統的供電運行狀況。考慮到RTU閥室所在位置的氣象條件的相近性,在選擇太陽能供電方式時,對于無光照日小于等于11天的平原地區,還應包括相關的無陽光遮攔進行確定。根據項目要求,太陽能電源在沿路的8座RTU閥室中采用,在閥室屋頂非防爆區安裝太陽能電池子陣,按雙排進行布置,其中,在電源機房內安裝控制器和蓄電池組。
(2)TEG熱電式發電機
遠距離供電電源的熱電式發電機(TEG)已在LNG管線中應用,特點是能夠實現較遠距離的供電,該發電裝置利用熱電偶原理,將燃燒天然氣或丙烷的熱量轉換成直流電。由于移動部件不在發電機中,因而具有較高的可靠性。此設備可實現無人值守一年以上。其發電范圍為直流12-48V,1-5000W。在管道腐蝕數據的采集監控、陰極保護、通訊供電系統、遠距離終端設備中應用熱電偶發電機的較多。在綜合考慮RTU閥室的用電負荷及其他相關因素的基礎上,考慮當地的連續陰雨天數為16天這一因素,然后進行相關的與太陽能供電蓄電池的有效配備工作。經綜合考慮,在該項目中,與太陽能發電方案相比,TEG燃氣熱電式發電方案在截斷閥站中應用,其投資節約較多。
(3)CCVT密閉循環渦輪發電機
CCVT密閉循環渦輪發電機維護工作較小,已在另一項管道工程的閥室中采用,該設備基本不受到環境條件的影響,但需要燃料供應,把2臺小容量燃氣發電裝置設置在燃氣發電裝置區戶外,工作方式為1用1備。備用電池為閥控密封鉛酸蓄電池,能夠滿足48h后備時間要求。
4壓氣站VSDS配電設計與分析
(1)VSDS系統探討系統采用變頻驅動
能夠保證驅動系統的一致性,這套系統包括通過電動機、變頻裝置、整流變壓器、諧波濾波及無功補償裝置、變頻裝置、變頻裝置與電動機間的連接線路以及相關的輔助配套系統組成。
(2)高壓三電平電壓源型變頻驅動系統
分析二極管整流在三電平結構的變頻器整流中采用,這樣,整流側能夠實現相關的12、18、24、30、36脈沖。免維護金屬薄膜電容在儲能電容中采用,其中,IGBT、IGCT等全控開關器件則在輸出側開蓋的控制中采用,利用PWM控制相應的輸出側,功率輸出范圍0~21MW,高壓三電平具有結構簡單的特點,根據國家標準要求,母線諧波在采用24脈沖情況下,能夠有效控制其低于國家標準,經過考慮,項目中的最優方案是高壓三電平電壓源型變頻驅動系統。
(3)啟動電阻問題變頻器采用隔離
變電輸入通過啟動電阻實現,在低壓脫扣器脫扣條件下,若要有所降低隔離變投入的勵磁涌流,則應該采用啟動電阻,對母線電壓進行控制。
(4)直接轉矩控制技術定子的電流
交流電壓都可通過測量得到,利用直接轉矩控制技術,還可計算相應的轉矩和磁鏈,并分別進行有效控制。其優點是動態響應速度較矢量控制要快,其缺點是電機端脈動轉矩較矢量控制要大。在此項目中,考慮到相關技術要求,本方案可以滿足。
(5)電纜配線方面利用電力電纜
在電纜橋架上敷設VSDS系統配線。(6)設備安裝在樓內二層地面上安裝濾波裝置、變頻裝置、隔離變壓器、阻尼裝置等,要求進行下出線,戶外變壓器區進行露天布置,隔離變壓器,安裝通過電纜橋架。綜上所述,在此項目中,系統最優方案為高壓三電平,這是從諧波、效率以及可靠性方面綜合考慮的,交流-交流變頻裝置一般不在管道壓縮機變頻系統中考慮使用,對于多機并聯的管道壓縮機系統,一般采用高性能的轉矩控制方式。另外,進行系統的硬件配置過程,還應充分考慮逆變側橋臂貫通保護、輸出側波形、電動機型式選擇、整流變涌流、繼電保護、主開關動作時間等方面的計算問題。
作者簡介:劉超(1985-),男,吉林省吉林市人,南京理工大學泰州科技學院電子電氣工程學院,助教;楊蕾(1986-),女,江蘇徐州人,南京理工大學泰州科技學院商學院,助教。(江蘇 泰州 225300)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)02-0069-02
CDIO是由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學提出的一種新的教育模式。CDIO包括構思(conceive)設計(design)實現(implement)運作(operate)四個方面。“構思”是指明確客戶的需求,考慮技術、企業戰略和制度等因素,不斷改進概念、技術和商業要求。“設計”指指定開發的產品系統所需的各種計劃、圖紙和算法;“實現”指把設計轉變為產品的過程,包括硬件制造、軟件編程、測試、檢查和驗證;“運行”指對產品系統的維護、優化和淘汰等。CDIO教育思想的核心內容是著重強調學生的實際動手能力和工程實踐能力,是將教學過程與工程實踐項目相結合,通過理論學習解決工程實踐的問題,也通過工程實踐的問題強化理論學習內容。使學生在“學中做、做中學”達到工程實踐與理論教學相輔相成的效果。
電氣工程及其自動化作為極具工程背景的專業,最應該以CDIO為基本思想進行教學實踐。南京理工大學泰州科技學院(以下簡稱本校)電氣工程及其自動化專業,以培養“現場工程師”為教育目標,2010年被吸納為CDIO工程教育改革試點高校,成為江蘇省獨立學院中唯一一所CDIO工程教育改革試點成員校,教學效果在應用型本科院校中處于前列。
一、以CDIO為理念的電氣工程及其自動化專業改革特點
1.以求職為導向的電氣工程及其自動化的教學方法
培養學生學以致用、理論聯系實際以適應將來求職之需的能力和素質是所有專業教育的共性。CDIO理念說明本科應用型人才培養方案既不是一蹴而就的,也不是一成不變的。工程教育應當是動態的,隨著新科技成果地不斷出現,本科應用型人才培養目標必須通過市場調研,不斷進行更新和調整。對于高校來說,人才培養方案地制訂和調整絕不僅僅是高校內部的事情,高校在制訂和調整人才培養方案時,應當把雇主對人才培養的需求作為重要依據。同時,廣泛征求用人單位、學術界、政府以及學生群體的意見和建議,確保人才培養方案的科學性、全面性和可操作性。以CDIO為理念的電氣工程及其自動化專業建設應從教學大綱、教材、實驗、課程設計、畢業設計等方面與企業需求相結合,形成一切圍繞企業需求的教學方法。
2.以大工程為主的宏觀教學手段
寬口徑人才一直是各大高校所追求的目標。CDIO模式從一個寬廣的視野來解讀工程,在這個視野中工程不再局限于技術,工程與社會發展、市場規律、管理模式、歷史文化、價值觀念、心理、審美等緊密結合起來。CDIO模式根據這樣一個大工程的理念來建構課程體系,CDIO模式培養的不僅僅是技術專家,而且是能在現代組織管理模式和市場運行機制下從事產品系統開發的工程師,更是以人類福祉為宗旨的具有社會責任感的工程人才與社會文明的締造者。
對于電氣工程及其自動化專業來說,要教育學生對整個系統有一個整體的概念。不能將學生的視野局限于簡單的一點、一門學科,而是要讓學生深刻理解所做工作在整個工程中的意義和地位,這樣才能實現寬口徑人才的目標。以一種系統宏觀的視角來培養工程人才,無論是課程體系、教學模式還是培養目標,都應該在這個教育理念下制訂。在學生畢業設計中,可以將一個大項目拆成幾個小的課題,讓學生組成一個完整的項目組,分攤項目中的一個部分。比如說:將一個建筑電氣化的項目分成三個部分:建筑供配電、電梯控制、監控系統。這三部分看似相互獨立,實際緊密相連。建筑供配電要給電梯控制;監控系統提供電源,保證其穩定運行;電梯控制需要監控系統的輔助,才能保證運行的安全性,監控系統服務于建筑供配電,實時監控各部分的穩定運行。通過三部分的設計,形成一套完整的解決方案。在這個項目的設計中,將大工程的理念貫穿其中,培養學生工程實踐中的大局觀使其更加真實地了解工程實踐的各個細節分工。
本校將“工程導論”作為大一的必修課,請多年從事實踐工程的教授作為主講教師,以其豐富的工程經驗讓學生了解電氣工程及其自動化專業的發展方向。課程中全部以大工程為案例,讓學生主動思考工程的每一個部分。使學生明確工程師的角色和職責,并且進行簡單的問題解決和設計實踐,養成初步的個人能力、人際交往能力和構思、設計、實施、運行能力,為今后的學習打下基礎,并提高學習的興趣。同時進行考核方式的改革,不通過筆試的方式給學生評定分數,而是讓學生通過PPT展示自己對電氣工程及其自動化專業的理解,使學生積極參與到課程之中,獲得了良好的效果。
二、以企業項目需求為核心的模塊化教學改革
1.以企業項目需求為核心的模塊化教學特點
所謂模塊化教學模式是按照程序模塊化的構想和原則來設計教學內容的一整套教學體系,它是在既定的培養目標指導下,將全部教學內容按照一定標準或規則進行分解,使其成為多個相對獨立的教學模塊,且各教學模塊之間可以按照一定的規則有選擇性地重新組合。
以企業項目需求為核心的模塊化教學改革就是將企業需求放在第一位,學校的課程設置根據企業項目需求做一系列地調整,形成職業化的教學模塊,這些模塊既相對獨立又相互聯系。對于實現大學生的培養必須注重“寬口徑、厚基礎、強實踐、重創新”的目標有很重要的作用。以企業項目需求為核心的模塊化教育,是服務于企業項目的,將學生課程的理論學習與企業項目直接掛鉤,從專業課程的層面就開始讓學生了解所學內容在項目中所處的位置,既符合以求職為導向的教育方法,又符合CDIO大工程的理念。
2.以企業項目需求為核心的電氣工程及其自動化專業模塊化教學分析
電氣工程一級學科目錄下有五個方向:電力系統自動化、電機與電器、電工理論與新技術、高壓電與絕緣技術、電力電子與電力傳動。結合獨立院校的自身特點,依據市場需求和企業需求可將電氣工程及其自動化專業分為以下幾個模塊:
(1)電氣控制模塊。電氣工程及其自動化專業的學生和自動化專業的學生有很多知識的交叉,而且又兼顧了電氣、電機方面的知識,所以在控制領域有很廣的就業前景。電氣控制模塊不僅直接與工業控制方面掛鉤,甚至涉及火力發電廠集控運行等方面,應用領域極為廣泛,是應用型本科院校學生就業的重點,也是“現場工程師”所必須掌握的一個重要模塊。
其核心課程包括:“電器控制技術”、“PLC原理與應用”、“變頻器原理與應用”等。本校單獨開設了電氣控制實驗室,以西門子S7-200系列PLC為例,引導學生自己動手調試。完成了“五層電梯PLC控制”、“郵件分檢系統PLC控制”等課程設計。在此基礎上,還開設了組態軟件課程,將下位機與上位機連接起來,更加貼近真實項目,使枯燥的編程變得更加生動,也對學生畢業設計地完成起到了拋磚引玉的作用。畢業設計中不僅完成了工業控制PLC下位機的編程和調試,還要將下位機控制的情況通過組態軟件真實地反應,畢業設計論文與工程實踐更加緊密貼合,具有較高的水平。
(2)電子電路設計模塊。根據江蘇省經濟發展的特點,電子產業有著廣闊的就業前景。單片機以及電路方面的知識是學生就業擇業的一大重點。各種電子產品的生產與開發,都離不開軟件或者硬件工程師。
其核心課程包括:“數字邏輯電路”、“模擬電子技術”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及應用”、“電力電子技術”等。作為上述課程的補充,本校還開設了“嵌入式系統開發”等現階段應用廣泛的專業課,以及大學生創新實驗室。該實驗室為完全開放的實驗室,學生自己動手,操作開發板、調試電源器件。在這個實驗室鍛煉過的學生進步很快,就業選擇優勢明顯。
(3)電力系統設計運行模塊。能源問題一直是工業社會發展的熱點問題,電氣工程及其自動化專業的一個極為重要的就業方向就是電力系統設計運行。發電廠、供電公司需要大量的“現場工程師”來保證電力系統穩定安全的運行;建筑行業需要大量的設計施工人員進行供配電系統的設計、施工、調試,該模塊有廣闊的就業前景。
其核心課程包括:“電力系統分析”、“電力系統繼電保護”、“發電廠電氣部分”等。對于應用型本科院校,上述課程要以“輕理論,重實踐”為指導思想,通過課程設計和畢業設計等手段,讓學生從整個電力系統“大網”運行為入手點,掌握電力系統運行的基本原理。
三、結語
對于應用型本科院校來說,CDIO工程教育模式是極具借鑒意義的教育改革理念。本校作為江蘇省獨立學院唯一一所CDIO工程教育改革試點成員校,在“現場工程師”的培養道路上不斷摸索,積極總結,取得了顯著效果。本文總結了以CDIO為理念的電氣工程及其自動化專業改革,提出一種以企業項目需求為目標的分模塊的電氣工程及其自動化專業的教學改革。這將對以CDIO工程教育為理念的高校教學改革提供參考。
參考文獻:
作者簡介:李春艷(1980-),女,黑龍江哈爾濱人,黑龍江大學機電工程學院電氣工程系,講師。(黑龍江 哈爾濱 150080)李春紅(1977-),女,遼寧大連人,遼寧師范大學物理與電子技術學院,講師。(遼寧 大連 116029)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)31-0109-02
教育理論中高校課程分為必修和選修兩個部分。選修課又分為通識選修課和專業選修課。通識選修課與專業無關,全校所有專業學生均可選擇。專業選修課又稱為限制性選修課,開課內容一般與所學專業相關,對學生要求掌握的程度較高。黑龍江大學(以下簡稱“我校”)將專業選修課又細分為專業指導性選修和專業任意性選修兩類。專業指導性選修課程是各專業依據專業培養目標要求,設置的專業延伸與拓展課程。專業任意性選修課程是依據專業定位與專業特色,設置體現專業方向與專業技能的課程。我校電氣專業指導性選修課程總計27.5學分,學生至少修讀需25學分。專業指導性選修課學生個人意愿選擇余地較小,但其重要程度不亞于專業必修課。而專業任意性選修課課程通常安排在專業基礎必修課和專業指導性選修課課程之后,一般為大三下學期和大四上學期授課。專業任意性選修課,尤其是畢業班學生選修課存在“選而不修”、湊學分等現象,專業任意性選修課成為了可有可無的“醬油課”。作為一名以專業任意性選修課教學為主的青年教師,在四年的實際工作中發現了一些問題并進行了一些思考。
一、專業培養模式及專業任意性選修課的地位
1.黑龍江大學機電學院電氣工程專業培養模式介紹
黑龍江大學機電工程學院電氣工程專業采用“前期趨同后期分流的專業+方向”培養模式,即第1~4學期夯實通識教育平臺,第3~6學期搭建專業教育平臺,第6~7學期按專業方向模塊分流指導的培養模式,為學生更高層次的后續學習和拓寬就業范圍奠定基礎。在重視學科基礎、搭建專業平臺的基礎上,設置了電氣控制和電力系統2個專業方向模塊供學生選擇,加強工程應用的針對性。
2.專業任意性選修課的地位
以黑龍江大學為例,黑龍江大學機電工程學院采用學分制,畢業要求總分修滿167學分。課程平臺包括最低修讀4分的通識教育平臺和最低修讀118學分的專業教育平臺。其中,專業教育平臺共有3個類別:學科與專業必修課程(67分),專業指導性選修課程(25分),專業任意性選修課程(26分)。可見,專業任意性選修課所占總學分的15.6%。
專業任意性選修課共分為兩個方向:電氣控制方向和電力系統方向。每個方向設置課程15門課,總學分37.5學分。學生根據個人興趣選修至少26學分。其中每個方向的三門課選課率達100%,學分3.5學分,是專業任意性選修課中的“必修課”,考試方式為試卷考試。其余12門課考試方式為考查,學分在1~2.5學分之間。專業任意性選修課9門課安排在大三下學期(含三門選修中的“必修課”),6門課安排在大四上學期,畢業班專業任意性選修課所占比例為40%。畢業班專業任意性選修課所占考查考試課中的比例達50%。因此專業任意性選修課是提高教學質量的重要組成部分之一。
二、專業任意選修課教學存在的問題
專業任意性選修課在工作實踐中發現教學主要存在以下幾個問題:第一,學生出勤率低。[1,2]以黑龍江大學電氣工程專業為例,畢業班專業任意性選修課選課積極,但學生參與課堂的出勤率低下,2007級和2008級“發電廠變電站二次回路”選課達86人和88人,均超過學年總人數的80%,然而實際到課人數僅為選課人數的40%。第二,學生考試應付老師,學術報告敷衍了事。由于專業任意性選修課考核方式為考查,通常以提交學術報告作為考試形式,因此存在大量網上下載拼湊,甚至全篇照抄現象。由此可見,學生對專業任意性選修課的重視程度不夠,尤其是畢業班專業任意性選修課成了“醬油課”,課程變得可由可無,混學分現象嚴重,與教學目標初衷相違背。
三、提高專業任意性選修課教學質量的應對政策
1.明確學好專業任意性選修課的重要性
高校專業任意性選修課混學分現象屢見不鮮,其根本原因在于上至老師,下至學生,對專業任意性選修課的重視程度均不夠,明確與加強對專業任意性選修課的重要性的宣傳是有必要的。首先,在新生入學學習的“電氣工程導論”課程中,教師在介紹課程體系時應強調專業任意性選修課的重要性。黑龍江大學機電工程學院(以下簡稱“我院”)實行學業導師制,學業導師有責任和義務向低年級學生灌輸專業任意性選修課程的重要性。其次,學生專業任意性選修課和必修課強調不應區別化對待。由于必修課和專業任意性選修課考核要求不同,考試課程需要投入大量的時間和精力,而考查課因考試輕松,通常以提交報告為主;授課安排在大三下和大四上學期,因此高年級學生對教師所教課程的難易程度、考核形式、口碑均有更詳細的了解,甚至在網上或學校論壇里出現了高年級學生寫的選修課“攻略”。再次,提高學院教學管理水平和教學質量。學生出勤率低和區別化對待專業任意性選修課削減了教師的教學熱情,由此形成惡性循環。此外,專業任意性選修課的設置更具有時代性,隨著科技的發展,教學大綱的調整,新增加與時俱進的課程。如我院新增課程“新能源發電”,而這類新課程老教師不愿意講授,擔當新課程的就只有年輕教師,而年輕教師教學經驗欠缺,也是對專業任意性選修課的不利因素。因此學院應積極動員經驗豐富的教師參與專業任意性選修課的講授,加強對青年教師的培訓,提高教學質量。
2.提高專業任意性選修課的出勤率與學習興趣
出勤率是學生參與課堂最重要的表現形式之一。通過以下三種方法提高專業任意性選修課的出勤率,激發學習興趣。第一,合理優化專業任意性選修課課時安排。筆者在“發電廠變電站二次回路”畢業班教學中發現,大四學生第一節課到課人數最多,9~10月最少,11月人數又增多,12月考試。究其原因,9~10月學生以找工作為主,11月份多數已和用人單位簽約后才重返課堂。教學安排可根據每年應聘高峰實時調整,有利于增加學生的專業任意性選修課出勤率。第二,師生角色對調,強化學生課堂參與度。在老師的指導下,大四畢業班專業任意性選修課學生分組,每節課由一組學生完成課堂講授的部分內容,增加學生參與度。此外,學生遇到感興趣的用人單位,可與同學協調互換分組,可解決部分課堂學習與找工作的沖突。第三,應用型工科專業的教師,在教學科研經費允許的條件下,建立獎勵機制有利于激發同學的學習興趣,增加榮譽感和認同感。
3.專業任意性選修課的考核形式應為多樣化
我院專業任意性選修課15門課程中有12門是考查考核。考查考核方式以提交學術報告為主。以下幾種教學嘗試有利于豐富考核模式和提高教學質量:第一,考核學術論文題目應具體化,代替寬泛教學專業涉及領域,可有效減少學生網上下載論文,敷衍了事發生的概率。第二,應用型專業課程以工程案例分析,仿真設計等形式代替學術論文實現教學課程考核。例如,“機電傳動控制”課程可以用Matlab完成電機的控制系統仿真,以仿真程序結果作為該門課程的考核,獲得學分。這種考核形式可培養學生廣泛的專業興趣與實際動手和分析的能力,有利于學以致用,提高專業技能。第三,課堂學生參與度納入考核范圍,適時增加學生課堂參與度所占考試成績的比重。
4.巧用畢業設計與大四專業任意性選修課的關系
學好專業任意性選修課可能有利于畢業設計和考研群體。第一,專業任意性選修課對畢業設計有促進作用。專業任意性選修課內容廣泛,立題多樣化,教學大綱靈活,教學條框少,可隨時根據學生掌握情況調整。隨著專業任意性選修課以學術報告、仿真設計、工程案例的形式完成考核,有助于對學生專業興趣的點撥。如果專業任意性選修課考核內容做得好,可以作為畢業設計的一部分。大四選修課的老師和學生,可通過專業任意性選修課互相挖掘畢業設計的題目,可見專業任意性選修課對畢業設計具有促進作用。第二,專業任意性選修課有利于考研群體更好地完成畢業設計。畢業設計從每年的11月至次年5月。11月至1月,學生往往集中全力應對考研考試,畢業設計放緩。而專業任意性選修課授課周期是8月至11月份,如果專業任意性選修課考核報告內容與畢業設計選題相對應,考研學生在相對不忙的8~11月內上專業任意性選修課即可完成畢業設計的部分內容,這有利于考研群體既保證了充足的復習時間,又不耽誤畢業設計。
四、結論
本文通過對黑龍江大學機電工程學院電氣工程專業任意性選修課在培養模式的地位的分析,針對專業任意性選修課教學存在的問題,提出了提高專業任意性選修課教學質量的教學方法:強化專業任意性選修課的教學重要性;考核形式多樣化;通過提升學生課堂參與度提高出勤率的教學嘗試;巧妙利用專業任意性選修課的教學促進畢業設計。當然,專業任意性選修課“打醬油”現象是個比較復雜的問題,需要社會和學校多方面的共同努力,各種模式還需在實踐中探索驗證。
中圖分類號G4文獻標識碼A 文章編號1673-9671-(2010)042-0184-01
應用性本科大學在培養方案的定位上主要突出兩個特點,1)堅定地走為地方經濟建設服務,與地方經濟建設相結合的道路;2)堅定培養應用性本科人才的基本定位。而實現這兩個目標的基本要求是明確應用性本科大學教育教學體系,本文以我院信息工程系為例,對應用性本科大學實踐教學體系的構建及實踐問題進行探討。
1實踐教學體系的概念及構成
實踐教學體系是應用性本科教學體系的重要組成部分,是培養面向生產第一線高級應用性人才的重要保障,是高等工程教育中各種實踐教學環節協調開展、高質運行的統領和大綱。根據各實踐教學環節的功能特點和實施要求,實踐教學環節可以從橫向劃分為現場實習、實驗教學、課程設計、科研、軍訓及社會調查、課外認證與競賽、綜合設計、畢業設計等幾大類;也可以按縱向劃分為基礎實踐教學、專業拓展實踐教學、綜合創新實踐教學等。
實踐教學是高等教育教學的重要組成部分,在人才培養過程中與理論教學相互配合、相互依托,是培養學生實踐能力和創新精神,提高學生綜合素質的重要途徑和手段。
建立實踐教學體系必須以科技進步和社會發展對人才的要求為背景,以基本能力訓練為基礎,以培養綜合素質為核心,以提高學生的科學實驗、專業拓展、工程設計等專業素質為目標,按照學生能力形成的不同階段和專業技能、素質結構要求來進行系統的整體優化設計,加強對學生綜合實驗能力、專業拓展能力、綜合創新能力及社會實踐能力的培養。
2構建實踐教學體系的指導思想和基本原則
當前,全球一體化進程的加劇使世界各國在政治、經濟、文化、科技等各個領域都表現出明顯的融合特點。反映在教育上,是教育思想、方法、體制、人員等的廣泛交流與融合。面對嶄新的網絡形式時代特征,高等教育所培養的人才必須在創新精神和實踐能力上有更高的要求。因此,改革高等教育中的實踐教學,是當前高等教育改革面臨的新課題。
摒棄實踐教學作為理論教學的輔助教學手段的陳舊教學觀,在應用性人才培養中突出實踐的重要性,將實踐教學放在與理論教學同等重要的地位,形成獨立教學體系,并建立與之適應的運行機制和模式,發揮實踐教學在學生實踐能力和創新能力培養中獨特作用,形成以技術應用能力和工程實踐能力培養為中心,注重學生科學素質和探索精神的培養,注重創新意識和創新能力培養的新的實踐教學理念。
2.1指導思想
以提高教育教學質量為目標,以培養學生實踐能力為核心,以強化學生創新能力為重點,以提高教師科研及工程實踐能力為基礎,堅持理論與實踐并重,能力培養與素質提高并行,課程實驗與工程訓練、創新設計、科學研究有機結合的教學理念;創造以學生為本的人文環境,把知識傳授、能力提高、素質培養貫穿于實踐教學始終;培養學科基礎厚、專業口徑寬、知識結構優、工程素質強的應用型、適應型、創新型人才。建立一個適應區域經濟和社會發展需要、符合本科教育規律的實踐教學體系。
2.2基本原則
1)目標性原則:實踐教學體系的構建必須緊緊圍繞專業培養目標和人才培養規格進行。
2)系統性原則:實踐教學體系的構建必須遵循認識規律和教育規律,運用系統科學的方法,結合專業特點,按照組成實踐教學活動各環節的地位、作用及相互之間的內在聯系,使其互相銜接,彼此關聯,具有連續性,并貫穿于整個教學過程。
3)整體性原則:實踐教學體系的構建不僅要做到實踐教學活動各要素之間的協調統一,還要從人才的全面素質和能力發展的要求出發,注意教學各環節的相互配合,注意實踐教學與理論教學的互相滲透,注重實踐教學與科研項目的相互滲透,與教學內容和課程體系改革相適應。
4)規范化原則:在培養方案中要規范實踐教學的內容、形式,制定出相應的考核標準和要求。
3實踐教學體系構建和基本內容
3.1構建實踐教學體系的基本步驟
實踐教學體系的構建與學院的辦學定位及人才培養模式是密不可分的,我院的辦學定位是教學型學校,人才培養定位是培養生產第一線應用性高級技術人才。下面以信息工程系電氣工程及其自動化專業為例,對實踐教學體系的構建,進行論述。
我院信息工程系現設有3個本科專業,均為工科專業,實踐教學是其培養合格專業人才的重要環節,從其實踐教學體系的共同特點來看,主要從基本技能培養、專業技能培養和綜合創新能力培養三個方面入手,下面以電氣工程及其自動化專業為例,討論實踐教學體系的具體內容。
3.2實踐教學體系的基本內容
電氣工程及其自動化專業是信息工程系的老專業,已有近25年辦學歷史,辦本科的歷史也已經有10年之久。電氣工程及其自動化專業是信息工程系3個本科專業當中設備最完善、實驗室最多、實驗能力最強的專業,將該專業的實踐教學體系構建好,對其他幾個專業具有指導和借鑒的功能。從本專業的培養目標入手,本專業學生能力結構分析及支撐環節框架圖如圖1所示。
圖1能力結構分析及支撐環節框架圖
4實踐教學的改革與實踐
按照新構建的實踐教學體系,我院對實踐教學進行了深化改革,促進了本科教學的進一步發展,取得了初步的實踐成果。
4.1實踐教學的改革思路
按照學院的辦學定位,以培養面向生產第一線高素質應用性人才為目標,按“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的原則,對信息工程系各專業實踐教學環節和實踐內容進行改革、整合和優化,確立了“三個層次”的教學模式,具體的實驗教學改革思路可總結為“一個中心、兩個結合、三個層次、四個模塊”。
“一個中心”是以人才培養為中心:根據新時期電氣信息技術迅速發展的情況和培養面向生產第一線高素質應用性人才需要,在實踐教學中全面推進學生知識、能力、素質協調發展,培養和造就“具有突出實踐能力和鮮明地方特色”的高素質技術人才,著力開展實踐教學建設與改革。
“兩個結合”是實踐教學與理論教學相結合、實踐教學與科學研究和工程應用相結合:學生在理論課中所學的知識要到實踐中去應用和提高,從而鞏固所學的各種知識、技能和方法。將工程應用中的實際問題進行分析、歸納和提煉,并及時融入到實踐教學之中,以更新實踐教學內容,改進實踐教學方法和手段,使學生學以致用,增強適應能力。
“三個層次”是指“基礎驗證、專業拓展和創新提高”的三層次實踐教學體系:
基礎驗證層:學生按照教材的要求,進行驗證性實驗。第一層次實驗課程的目標是使學生理論聯系實際,熟悉電氣與通信技術中常見的典型器件,熟悉信號產生、處理等各種電路,學會正確使用常用電子儀器,掌握電氣與通信技術的基本測量方法和技能。
專業拓展層:學生按照教材提出的設計要求,查閱資料,設計方案,完成實驗。第二層次實驗課程的目標是使學生系統地消化掌握本專業的基礎理論知識,了解電氣及通信工程前沿技術,增強學生利用實驗儀器進行系統性能分析測試的能力。
綜合創新層:學生需要獨立地解決一個個完整的實際問題。第三層次實驗課程的目標是培養學生綜合運用電工電子技術知識,獨立進行工程開發和科學研究的能力。
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“四個模塊”是按不同的專業特點劃分為“電工基礎實驗模塊、電子信息實驗模塊、工業控制實驗模塊和現代通信實驗模塊”的模塊化教學內容。
4.2實踐教學改革方案
實踐教學改革圍繞實踐教學內容改革和實踐教學管理改革兩個主題進行。實踐教學內容改革重點在于提高教育教學質量,培養高水平應用性人才;實踐教學管理改革重點在于提高管理水平,提升辦學效率。
其主要工作分為以下幾個方面:
1)明確學院定位,將實踐教學改革與學生培養目標緊密結合。學院的辦學定位是“立足唐山,面向河北,服務環渤海地區。把學院逐步建成規模適當、結構合理、特色鮮明的應用性普通本科高等院校”。本著這一辦學定位,我們把一切工作都落實到為應用性人才培養和為地方區域性經濟服務的目標上。
2)改革實驗項目,構建新型實驗教學模式。根據學生的不同年級、不同專業和不同層次,將實驗項目分為基本型實驗、拓展型(應用型、綜合型、設計型)實驗、綜合創新型實驗三個層次。開設多類別實踐教學,主要是教學實驗、教學實習、課程設計、畢業設計、電子競賽、科技活動、技能培訓等實驗教學類別。利用業余時間,增設大量選作實驗,特別是對于那些具有創新意識的學生,鼓勵教師主動吸收他們進入自己的科研團隊,深入實驗室進行研究性實驗,突出學生個性能力的發展,推動實驗教學內容與科研、工程、社會應用實踐密切結合,形成良性互動,促進學生自主學習、合作學習、研究性學習實驗教學模式的形成。
3)引進先進的實驗技術和手段,改善實驗環境,加強實驗教學資源建設。開放式教學是實踐教學發展的必然趨勢,是學生主動學習、自主學習和創新能力培養的必然要求。我院構建了開放式信息化網絡平臺,全方位改革實驗技術與手段,轉變實驗觀念、改變實驗運行管理方法,形成以學生為中心、以實踐能力和創新能力為目標的教學模式,充分發揮學生自主學習積極性,激發學生的創新熱情,全面提高學生的素質和能力。
學院組織精干力量大力開發虛擬實驗、數字實驗系統,自動控制原理、EDA等首批開發的虛擬實驗室已對學生網上開放。
4)積極支持和鼓勵學生課外科技活動,促進創新性實驗基地建設。現代電氣與通信工程技術給電氣與通信工程類課程教學提出了新的更高的要求,現代電氣與通信工程技術具有明顯的學科綜合性和技術復雜性等特點,其實踐教學具有很強的技術挑戰性和實用性,容易激發學生的學習興趣。創新性實驗基地開設的實驗項目以綜合性、設計性、研究性和創新性實驗為主,如大學生電子設計隊伍的培訓和競賽、學生科技活動等。將創新性實驗基地作為創新性人才培養基地進行建設,開展個性化教育,培養特色鮮明、實踐能力強的高素質人才。
5)強化教師工程實踐能力培養,打造雙師型教師隊伍。教師隊伍建設是實踐教學改革的重點內容之一,構建一支專業水平高、工程意識強的專職實驗教師、工程系列教師、任課教師三位一體的實踐教學教師隊伍是保證實踐教學改革與創新順利進行的關鍵所在。學院實行青年教師導師制,安排具有高級職稱和豐富教學及實驗經驗的老教師、具有工程實踐經驗的高級工程師擔任導師,對青年教師的教學、實驗及其他實踐教學環節進行全方位、長時間的跟蹤指導。學院注重培養青年教師的工程實踐能力,投入專項資金,支持每位青年教師每年完成一項具有實用功能的電子設計及制作,使實驗中心青年教師的實踐能力與動手能力有了顯著的提高,為培養應用性人才奠定了堅實的基礎。學院選派骨干教師參加ASEA、中興認證、DSP、嵌入式系統等師資培訓,已有多位教師獲得認證指導教師資格,為開展學生考級、認證工作創造了有力條件。
6)提高實驗考核比重,推進實驗考核方法改革。在實驗考核方面,將實驗考核從理論考核中獨立出來,并將其提高到與理論考核同等重要的高度,即學生只有同時通過了理論和實驗兩個考核后,本課程方可及格。這種措施的實施,極大提高了學生對實驗課的重視程度,經過教學實踐證明,收到了很好的教學效果。
7)引入工程背景,對本科生畢業設計進行深化改革。本科生畢業設計是學生在校期間的最后一個教學環節,也是學生在校期間最為重要的實踐環節,作為本課題的實踐部分,我們對唐山學院05級電氣工程及其自動化專業學生畢業設計進行了較大改革,主要內容是:引入某實際星級賓館的智能樓宇工程項目,以工程項目的設計標準作為學生畢業設計的任務要求,將整個工程項目分為11個子項目,采取項目負責人制,總共安排了14位指導教師和38名學生參與此項目的設計。目前該項目已經進入尾聲,從目前情況來看,此項目的設計,大大提高了學生工程實踐能力,同時由于各子項目之間存在的必然聯系,也培養了學生的協作精神。
5結束語
通過對應用性本科實踐教學體系的研究及其在電氣工程及其自動化專業的實踐,使學生的實踐能力、工程素質、創新意識都有了較大提高,有效的促進了我院高等工程教育的教學改革。
基金項目:河北省教育科學研究“十一五”規劃課題“應用性本科教育實踐教學體系的研究與實踐”成果之一,項目編號(06020350)。
參考文獻
作者簡介:孫堅(1978-),女,山西運城人,三峽大學電氣與新能源學院,副教授;王強(1974-),男,江西撫州人,三峽大學電氣與新能源學院,副教授。(湖北 宜昌 443002)
基金項目:本文系三峽大學教學研究項目(項目編號:J2011057和1143)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0130-02
當前科學技術呈現出多學科、多領域相互交叉發展的現象,加上人才市場體制的建立,按行業培養學生專業技能的格局,已越來越難以適應人才市場化需求。而當前大學生就業已成為社會關注的焦點,直接關系到家庭、社會與高校的和諧及可持續發展。[1]因此,從培養行業專業人才轉變為重基礎、寬口徑、可適應不同行業需求的高素質、復合創新型人才是保證高校畢業生就業的有力基礎。建立與實施大類培養,優化課程結構,加強學科課程和教學教改建設,緊跟技術進步,主動適應人才市場需求是高校教學改革不斷深入的基本原則和方向。“計算機控制技術”是工科類電氣相關專業主干課程之一,了解和掌握典型控制器件性能,學會以其為核心構建物理控制系統和基本應用技術,是該課程培養學生分析問題、解決問題和創新能力的關鍵所在,使其學會并掌握使用基于典型控制器進行工業控制系統的設計、安裝、調試和參數整定等一般方法和過程以促進畢業生就業質量,增強社會適應力。
一、“計算機控制技術”寬口徑平臺構建
由教育部1998年7月頒布的《普通高等學校本科專業目錄》,把504種專業調整到249種,這為高校拓寬專業口徑,改善就業,積極探索新型素質教育,培養復合型人才提供了指導依據。要實現高素質復合型人才培養,就有必要淡化小專業意識,樹立起大專業思想。打破工科類電氣相關專業近似課程的差異壁壘,,充分挖掘專業課程的內在聯系,對專業基礎課、專業綜合類課程及實踐類課程進行整合,甚至重新設計制訂,著力構建完善的“一綱、兩體、三化”教學平臺,實現理論教學與實踐教學、課堂教育與課外自學的相互融合及補充。
“一綱”,即一門課程一份教學計劃大綱。它對理論課程教學目的、深度及知識體系、教學進度和教學法進行了統一規定。以2011教學大綱為例,熱能與動力工程、機械工程及其自動化、電氣工程及自動化、自動化、電子信息等專業都開設“計算機控制技術”課程。原教學大綱分專業設置,教材、教學時數略有差異,現學大綱和教學要求。采取就高不就低的原則,教材和教學內容以自動化專業為標準,統一調整為32學時,并整合教師資源成立課程教研組,負責課程的建設與教學實施。
“兩體”,即實踐環節主體和理論教學主體。專業導師通常在“計算機控制技術”理論課程接近尾聲時,根據專業設置情況開設專業導論課,介紹各專業最新前沿發展動態,以幫助學生更好地了解各專業學習內容及研究方向,使其結合自身興趣愛好和能力,合理選擇后期實踐性教學內容。
“三化”,即教學過程的全程化、全員化和個性化。全程化,指的是不論在理論教學環節,還是在實踐教學環節,每個工作日都安排老師進行答疑。全員化即“計算機控制技術”課程教研組成員人人參與,建立面向全體學生服務意識和健全答疑制度。個性化指導,主要以提高學生專業技能和就業競爭力為目標,對每一專業、每一個實踐小組進行“綜合設計一對一,指導服務一對一”的培養模式。
二、“計算機控制技術”理論教學模式改革
1.教改原則
在以往的計算機控制教學實踐中,大多采用條塊分割,按章逐節進行講解。本次教改過程中,把計算機控制課程視為一個完整的系統(如圖1所示),通過引導學生用系統的觀念去認識和把握該門課程。[2]即系統建模是理論分析基礎;典型控制器件和電路或附件組成系統的硬件結構;依據工控對象特性及數量,選擇適宜的控制策略和系統結構層次。在實際教學中,以某一工程實例為背景,教學結合工程實例,遵循從上到下的原則,按照圖1每個模塊的層次依次展開。但由于在現實設計中,由于工控機的高度模塊化和插板結構,在“數據通信技術”模塊的教學中,對通信原理無需作為重點,學生學會如何組建“PC+Fieldbus、DCS、PC+PLC、PC+SLC”四種典型控制系統即可;同樣,在計算機接口電路方面,如輸入/出通道、通信接口等,教學內容以標準主流板級產品為主,把主流產品的工作原理、技術參數及應用方法進行重點介紹。
2.理論教學案例
講授完“系統數學建模基礎”后,將以“電爐溫控系統”為工程實例。教師首先講解工作原理圖和系統的工作過程及重要相關概念,對整體系統進行說明后,再將系統按功能模塊給予分割,如:硬件結構包括典型控制器(計算機)、接口電路、檢測電路、調理電路和執行機構等,軟件部分可使用匯編語言或高級語言進行編程;帶學生到實驗室演示已設計好的系統,同時明確指出每個功能模塊所對應的教學知識點,將理論知識與實物對應起來,化抽象為具體,把課本上枯燥的文字敘述轉變為直觀的物理系統。這樣,就很容易調動學生主動學習的欲望和動手實踐的激情。不過,值得注意的是,在課程講授初時,不宜過多使用專業術語,盡可能采用通俗易懂的教學語言。
學生建立起計算機控制技術的“系統”概念后,教師在“教”的過程中有意識地“以面談點,逐個突破”,即:從“電爐溫控系統”再次回歸到圖1對應的“理論模塊”。在講解每一功能模塊時,都結合“系統”展開,明確概念,強調重點和說清難點。在學生掌握了基于PID控制算法后,根據教學內容改變被控對象和數量,引申出其它知識點進行講解。如此這般,通過“系統-理論教學模塊-系統”螺旋式循環過程,不僅有助于學生對“計算機控制技術”這門課程核心思想的深刻理解,還有利于學生切身感受從性能指標出發到方案構想、系統設計的全過程,無形中加強了分析問題、解決問題能力的鍛煉。
三、“計算機控制技術”實驗體系
1.實驗體系構建思想
在大專業教改原則下的“計算機控制技術”實踐教學中,構建一個對立統一的實踐體系是保證課程連續性和區別性,以滿足不同專業特點的內在需求。教學團隊在實際操作中,把握“一個基本點,兩條途徑,三種層次”的從下到上教學思想。[2]即一個基本點是指以培養學生應用創新能力為中心;學生從物理實驗和仿真實驗兩條途徑獲取互補學習的方法;三種層次是指實驗教學體系包含有驗證性實驗、設計性實驗和特色性綜合設計實驗三個層次的遞進。
2.實驗教學案例
第一層次驗證性實驗主要針對學生所學的“計算機控制技術”相關知識進行,這部分實驗內容又分為限選項目和自選項目。限選項目主要有“數字量輸入輸出通道”、“模擬量輸入輸出通道”、幾類“經典控制算法”等,主要定位為通識教育。學生可通過物理性和仿真性實驗,達到幫助理解課堂所學知識,對課程重點加深認識和把握。而對于復雜控制系統,如“PC+Fieldbus、DCS、PC+PLC、PC+SLC”四種典型控制系統的組建、復雜控制算法歸為自選項目,這部分內容主要由學生自主在開放實驗室仿真平臺上完成。
第二層次設計性實驗主要有“交流電動機速度控制”、“水塔水位控制”、“彩燈控制系統”等。學生可根據自身愛好和能力,進行自主選題和難易取舍,初步要求學生能查閱相關專業文獻,培養學生運用學過的知識和方法,發揮自己的思考和想象,自行編制控制算法程序來實現性能指標。如某學生選擇精確型“交流電動機速度控制”,在進行輔導時,指出交流電動機是一非線性、多變量、強耦合的控制對象,其數學模型較難精確建立,為克服常規模糊控制器隸屬函數不變的缺陷,可考慮設計一種具有自學習功能的控制器,[3]更為詳細內容可通過查找相關文獻途徑獲取。
特色性綜合設計實驗為第三層次,一般在完成第一層次和相關理論課程教學后,以興趣愛好或專題形式進行。經過學生報名和教師篩選,讓一部分有能力、有潛力的本科同學進入實驗室學習和研究。在這一過程中,教給他們科學的工作方法,使他們學會利用圖書館、網絡等資源查閱資料,提出解決方案并進行論證。[4]每個特色性綜合設計實驗題目均以工程實際需求為背景,如:綜合設計性題目“程控型高穩定輸出交流電壓源研制”,教師組織興趣組學生對方案的總體設想和技術路線進行引導;在系統裝置控制策略的把握上,提醒同學使用輸出電壓瞬時值反饋可提高輸出的穩態精度滿足性能指標要求,但這可能帶來系統的不穩定,用并聯微分校正——引入濾波電容器電流反饋可達到改善系統穩定性的目的。[5]這種啟發式、互動式的教學方式,有利于培養學生科學的工作方法和縝密的研究習慣,達到高素質創新人才培養的目的。
四、結束語
本文從寬口徑“計算機控制技術”人才培養需求出發,對理論和實踐教學進行改革。從系統層面上有效認識和把握各模塊間的內在聯系,實現了認識層面從孤立到統一的轉變,有助于學生的融會貫通。實踐教學體系的構建和實驗內容的設置,既保持了課程的統一性,又體現了不同專業的對立性。而通過特色性綜合設計實驗,將對立與統一進行了很好的融合。
參考文獻:
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廣東省揭陽市高級技工學校在市人力資源和社會保障局的大力支持下,不斷開拓辦學新路子,在廣東工業大學屬下的計算機學院與管理學院設立工程碩士研究生揭陽教學點,與該大學共同培養高端人才。設置專業分別為計算機技術和軟件工程、工商管理碩士(MBA)、項目管理、物流工程管理。學員完成報名,經參加全國研究生統一考試錄取后,由廣東工業大學負責選派教授到學校授課和指導論文寫作,利用節假日和雙休日授課,畢業時由廣東工業大學頒發國務院學位委員會統一印制的學位證書。
鄭州市商業技師學院
烹飪專業再次發揮示范引領作用
2012年7月16~30日,鄭州市商業技師學院旅游烹飪系黨支部書記、人社部人才庫入選者朱,“中國烹飪大師”、第五屆全國烹飪技術比賽金牌獲得者趙春波兩位老師應邀赴北京擔綱由國家人力資源和社會保障部主辦的高技能人才師資培訓示范項目——烹飪專業一體化課程師資培訓任務,為全國技工院校培訓烹飪專業一體化骨干教師,引領該專業一體化教改方向。鄭州市商業技師學院旅游烹飪系擁有國家級大師名師23人,多次在國際、國家級技能大賽中奪得金獎,2011年10月,被國家人社部確定為烹飪專業一體化教學課程改革試驗的牽頭單位。
云南技師學院
省政府召開專題會議,三大措施助力學院發展
近日,云南省副省長高峰主持由省發改委、財政廳、教育廳、國土廳、省人力資源和社會保障廳、昆明市政府、昆明市有關廳局等單位的領導及相關處室負責人參加的會議,專題研究云南技師學院發展。高峰副省長指出,技師學院對高技能人才培養有著不可替代的重要作用。因此,為支持學院的建設,將在中等職業教育基礎能力建設專項經費中給予云南技師學院適當的政策傾斜,從今年開始,連續五年給予云南技師學院專項資金支持;建議云南省人力資源和社會保障廳加強與昆明市政府的溝通,爭取學院茨壩地塊以效益最大化原則處置,所得處置資金用以支持云南技師學院的建設;對云南技師學院的發展和建設,省委省政府歷來高度重視,大力支持,各委辦廳局、各級政府對云南技師學院今后的發展和建設應繼續給予大力支持。
唐山勞動技師學院
成功開展2012年教師公開示范課活動
為進一步提高課堂教學質量,加強對青年教師的培養,鼓勵教師提高課堂教學水平和授課技能,也為了讓一些優秀教師展示風采,唐山勞動技師學院開展了優秀教師公開示范課活動。在學院教務處及各系的積極組織下,參加觀摩活動的教師達468人次。此次講授公開課的有化工醫藥系、材料成型系、機床加工系、機械工程系、綜合技術系、電氣工程系的六名教師。講課結束后,教師進行10分鐘的說課,教務處長、副處長、各系六位教學主任對示范課一一進行點評。本次活動,達到了預期效果,對聽課教師起到了較好的示范與引領作用。
中山市技師學院
郭敏雄院長被評為全國科研杰出校長
在全國教育科研先進個人評選中,經教育部中國教師發展基金會組織專家委員會審核,中山市技師學院郭敏雄院長被評為全國科研杰出校長。中山市技師學院重視科研工作,學院形成了良好的教學研究風氣。據統計,學院教師2011年1月~2012年6月間共向期刊投稿122篇,錄用34篇;在廣東省職業技術教研室開展的2011年優秀論文評獎中,該院有27篇論文獲獎。學院教師在科研方面的突出表現,受到了廣東省人力資源和社會保障廳以及省職業技術教研室領導的高度贊揚。
廈門技師學院
車輛工程系學生在海西車展實踐
近日,廈門技師學院車輛工程系的學生圓滿結束了2012海西國際汽車博覽會相關實踐,也完成了車輛系與廈門建發汽車公司的又一次完美合作。參加此次活動的55名同學經過了專業知識和各方面素質考核及面試,從眾多競聘的學生中脫穎而出。在此次海西國際車展中,學院車輛系學生參與了謳歌、進口三菱、標致等一系列品牌汽車的宣傳、現場促銷等工作。他們自信、微笑地迎接每一位顧客,展示了一個汽車人的精神風貌和專業技能,贏得客戶、用人企業的一致好評。這次活動充分檢驗了學院教師教學、學生學習的成效,為教學提供了一個實習平臺和檢驗工具。
【中圖分類號】G424.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)7-0064-03
一、“卓越計劃”與卓越人才培養
高等工程教育是高等教育的重要部分,為國家培養各類工程技術人才。隨著社會的不斷發展,經濟結構的轉變,走中國特色新型工業化道路、建設創新型國家等一系列戰略部署對高等工程教育改革發展提出了迫切的要求。2010年6月,教育部在天津召開了“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”)啟動會。“卓越計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》的重大計劃,旨在培養和造就創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型的工程技術人才,通過工程教育改革和創新提高工程人才培養質量,促進我國從工程教育大國走向工程教育強國。
“卓越計劃”啟動后,全國高校紛紛響應,目前已有三百多所高校分批次加入到“卓越計劃”中。許多高校根據自身定位與特色,以實施“卓越計劃”為契機,開展形式多樣的卓越人才培養工作。清華大學確立了建設“研究型、管理型、創新型、國際型”卓越工程人才的培養體系。同濟大學開展了“卓越生源行動計劃”、“卓越課程行動計劃”和“卓越實踐行動計劃”等卓越系列計劃。天津科技大學是教育部第二批“卓越計劃”高校,包裝工程、食品科學與工程、生物工程三個專業為卓越計劃實施專業。2010年,學校提出實施“行業卓越人才培養計劃”,遵循“行業指導、校企合作、分類實施、形式多樣”的原則,將卓越工程師培養納入卓越人才培養體系之中。“行業卓越人才培養計劃”分為三個層次,第一層次便是組建“行業卓越人才實驗班”。
二、卓越人才實驗班
在教育部“卓越計劃”和天津科技大學“行業卓越人才培養計劃”背景下,我校于2011年9月實施了《天津科技大學行業卓越人才實驗班計劃》,組建了“機械電子工程實驗班”、“材料科學與化學工程實驗班”、“食品與生物工程實驗班”、“工商管理實驗班”四個卓越人才實驗班。
學校成立“卓越人才培養管理中心”專門負責實驗班學生的統籌管理工作,各相關學院成立卓越人才培養工作領導小組,實行校院兩級管理。實驗班實行導師制,各相關學院制定導師制方案,導師主要負責學生專業選擇、學習進程規劃,并對學生研究內容和方法等進行指導。
實驗班采取2+2的培養模式,學生在一、二年級不分專業,按照大類培養,進入三年級由學生自主確定專業。學生選撥由最初的新生報道后申請報名、經初試和面試合格后錄取拓展為在部分省份采用高考直招方式按大類錄取一定比例選拔與新生入校后選拔相結合的方式。為激勵學生,保障人才培養質量,實驗班實行滾動機制,根據平均學分績點對學生進行預警、分流與增補。
為加強建設卓越人才實驗班,學校給予了政策上的多方面支持。學校集中優秀師資,進行了多方面的教學改革,實行資源優化配置,為卓越人才實驗班提供優越條件,通過因材施教地制定培養方案、組建優秀的基礎教學團隊和專業導師團隊、建設專業核心課與雙語課等方式提高人才培養質量。
三、卓越人才實驗班的教學改革實踐
(一)因材施教制定培養方案
培養方案是培養學生的一套計劃,學生依據培養方案中所要求的內容逐步完成學業從而達到培養目標。培養方案是否科學合理直接影響人才培養質量。依據“寬口徑、厚基礎、強實踐”的要求,確定“卓越”的培養目標和要求,建構合理課程體系,因材施教地制定培養方案是卓越人才培養的前提,也是卓越人才實驗班追求卓越的基礎。下面就以天津科技大學2013級機械電子工程卓越人才實驗班培養方案為例進行分析。
機械電子工程卓越人才實驗班依托機械工程學院和電子信息與自動化學院按照大類招生,學生在大一、大二年級主要學習校通識課程和學科基礎課程,大三開始學生自主選擇學習方向,分為“機械電子工程”方向和“自動化”方向,分別在機械工程學院和電子信息與自動化學院學習專業領域課程。機械電子工程卓越人才實驗班的培養方案由機械工程學院和電子信息與自動化學院聯合制定,培養方案不是機械電子工程專業與自動化專業培養方案的簡單疊加,而是根據對卓越人才的要求,因材施教地制定培養目標、培養要求和課程體系。
1.培養目標
實驗班以培養卓越人才為目標,其培養方案對學生需要掌握的知識技能以及需要具備的能力都做出了詳細的說明。通過表一的對比可以發現,非實驗班學生的培養目標是培養高素質的應用型人才,而實驗班無論是在知識學習的范圍上還是在能力培養的廣度和深度上,其目標都區別于非實驗班的學生,更強調扎實的基礎,創新能力、工程實踐能力的培養以及人文素養的提升。
2.培養要求
為了實現培養目標,實驗班的培養方案對學生提出了明確具體的要求。要求學生在畢業時能獲得9個方面的知識能力:①具有較扎實的數學、自然科學基礎和機械工程、電氣工程等科學知識的應用能力,以及獨立試驗并進行數據分析的能力。②系統地掌握專業領域的理論知識,具有設計機電系統、部件的能力。③具有對機械及電氣工程問題進行系統表達、建立模型、分析求解和論證的能力。④具有新工藝、新設備、新技術研發的初步能力。⑤具有較強的動手能力、創新能力和獨立工作的能力。⑥較好地掌握生產過程控制、自動化儀表、信息處理及計算機控制技術等方面的專業知識,了解運動控制等方面的專業知識及學科前沿和發展趨勢。⑦獲得較好的系統分析、系統設計及系統開發方面的工程實踐訓練。⑧具備一定的科研和組織管理能力,具有較強的工作適應能力。⑨知識面寬廣,具有終身教育的意識和繼續學習的能力。
3.課程體系
根據卓越人才的培養目標和要求,實驗班的課程體系強調厚基礎、強實踐。 ①基礎課程圍繞機械電子工程和自動化兩個方向開設,無論必修課還是選修課都旨在夯實學生基礎,為專業課程的學習做好鋪墊。部分課程是專門為實驗班學生開設的,其他專業不開設,例如大一第一學期開設的《機械導論》是實驗班兩個方向學生的必修課,這在2013級機械電子工程專業的培養方案中是沒有的。②實驗班培養方案中選修課數量較多,是為了給學生多一些選擇,讓他們能根據自己的實際需要選擇課程,為他們提供了更加優良的條件。《工程倫理學》是實驗班培養方案中的一門選修課,在夯實學生基礎知識的同時,還注重對學生健康人格的塑造。③理論環節與實踐環節緊密結合,每學期都有實踐環節,各種實習、實驗、課程設計、畢業設計與理論課相得益彰,大大加強了學生的創新能力和工程實踐能力。
(二)組建優秀的教學團隊
1.基礎教學團隊
優秀的師資是培養卓越人才的重要條件。為了實現資源的優化配置,學校為卓越人才實驗班優先選派有豐富教學經驗的教學名師授課,并組建了《高等數學》 和《大學英語》兩門課的教學團隊,以團隊建設促進教學質量的提高。教學團隊進行教學改革,教學方法研究,提高學生學習興趣和學習水平。
兩個教學團隊為實驗班專門開設了《數學分析》、《數學建模與實驗》和《英語口語》等通識選修課,并引導實驗班學生優先選擇專設的這些課程。在日常授課時,教學團隊的老師們不僅注重知識的傳授,還十分注重能力的培養,實驗班學生在優秀教學團隊的帶領下,還積極參加全國或天津市的數學、英語競賽并取得了較好的成績。
2.專業導師團隊
為了加強實驗班學生專業實踐能力和創新能力的培養,學校在基礎教學團隊的基礎上要求各相關學院組建導師團隊。導師團隊由1名負責人和6-8名成員組成,幫助學生進行學業規劃、指導學生參與科研實踐,引導學生開展創新性活動,開拓學生視野。其主要職責有:指導專業核心課任課教師進行教學內容的改革與優化;指導學生進行學業規劃和職業規劃;幫助學生提早進入實驗室參與科研實踐,指導學生撰寫科技論文、申報各類創新性的科研項目,鼓勵學生參與各類學科競賽,培養學生創新能力;對有研究潛質并準備攻讀研究生的學生進行指導,幫助學生提早開展科學研究活動。
(三)專業核心課與雙語課建設
為推動實驗班課程教學改革,學校在《天津科技大學關于加強行業卓越人才實驗班工作的若干措施》中提出了建設專業核心課與雙語課。各相關學院已經開始有計劃、有重點、逐步地展開對專業核心課和雙語課的建設。
目前已有理論力學、機械設計、機電一體化系統設計、自動機械設計、機械制造技術基礎(一)、自動控制原理、電路(一)、高分子化學、高分子物理、化工熱力學、化學反應工程、生物反應工程、食品工藝學、食品技術原理、管理學等幾十門核心課程,其中自動控制原理、化學反應工程、食品工藝學等多門課程既是專業核心課程又是雙語課程。
核心課是整個課程體系中的精髓與重點,核心課程建設的重要性不言而喻。各相關學院發動優秀教師對核心課程進行教學內容、教學方法上的改革,選用權威教材,采用多種教學方式,改進教學效果、提高教學質量。
在雙語課建設方面,鼓勵教師選用國外高質量原版教材開展教學。這對實驗班學生外語水平提出了較高的要求,也在潛移默化地推動實驗班學生努力學習外語。利于讓學生養成翻閱外文文獻資料的習慣,及時掌握學術前沿動態,也為以后深入地學習打下良好的基礎。
結語
卓越人才實驗班的教學改革涉及方方面面,本文僅結合天津科技大學的實際情況對目前主要實施的改革實踐進行了梳理,如何進一步加強卓越人才實驗班學生的工程實踐能力與創新能力、提升學生的科研能力等諸多方面還有待研究。總之,根據學校的定位與專業的特色,不斷推進教學改革探索,逐步地完善政策制度,將有利于卓越人才實驗班的建設,提升工程人才的培養質量。
參考文獻:
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光伏并網發電是當今世界光伏發電的主要發展方向,是光伏技術步入大規模發電階段,成為電力工業組成部分之一的重大技術步驟。許多統計資料表明,近幾年來世界光伏并網發電市場發展迅速,光伏并網發電的裝機容量從1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp,光伏并網發電在光伏行業中的市場比例也從1 996年的10%上升到2000年的50%,2007年光伏并網發電的市場比例已達到80%。而在中國,光伏發電也將在未來的電力供應中扮演重要的角色,其累計裝機容量預計至201 0年將達600MWp,2020年將達到30GWp,2050年將達到100GWp。根據電力科學院預測,到2050年,中國可再生能源發電將占到全國總電力裝機的25%,其中光伏發電則占到5%。顯而易見,光伏并網發電已經是大規模光伏發電的主要趨勢。
早在上世紀80年代,合肥工業大學已經開展起太陽能光伏與風力發電技術的研究,張興就是在那個時候走入合肥工業大學校門的。在這所留下他半生印記的學校里,不僅走過了從學士到博士的求學之路,而且也撇下了攻關,探索的辛勤汗水。他對太陽能光伏發電技術的研究,源于1 997年新疆新能源研究所原所長王國華研究員在合肥工業大學的一次講學。在那次講學中,張興對歐美日等發達國家正在興起的光伏并網技術產生了濃厚的興趣,當時,我國的光伏發電技術與產業還是針對技術相對落后的光伏離網系統,很少有人關注技術新穎且有一定難度的光伏并網技術。盡管深知其中的挑戰,張興卻從未想過低頭,他抓住光伏并網系統中的并網逆變器這一核心技術,開始了潛心的研究。經過一年多的努力,他終于成功研制了500W光伏并網樣機。在1 998年的全國光伏年會上,該樣機一經展出即引起了同行的高度關注。在此基礎上,1999年,張興教授又與新疆新能源研究所開展了技術合作,共同承擔起自治區的科技攻關項目。當時,逆變電源專家曹仁賢創辦的合肥陽光電源有限公司起步不久,雖然主打產品主要是離網型光伏逆變器,但他還是給予了這一項目充分的肯定和支持。在共同的努力下,該項目組于2000年成功開發出3kW工程化樣機,并在新疆鄯善縣成功地進行了應用測試,取得了預期性能。隨之,在經過一年多的試運行之后,2001年,該項目順利通過了新疆維吾爾自治區組織的專家鑒定,得到了一致的好評。
而正是這個項目的成功,拉開了張興教授與合肥陽光電源有限公司產學研合作的帷幕。此后,國家“十五”科技攻關項目“并網光伏發電用系列逆變器的產業化開發”、科技部新能源行動計劃項目等諸多科技攻關項目在他們的攜手并進下,得以產業化實踐,同時建造了多個并網光伏示范電站,其中,科技部新能源行動計劃項目“60kW光伏并網系統的應用與研究”項目獲得新疆維吾爾自治區科技進步二等獎。
與“陽光”同行
“陽光”,一個聽起來倍感明媚的詞語。而在電源領域,這一個詞語則讓人聯想起我國知名的新能源發電電源專業制造商――合肥陽光電源有限公司(以下簡稱“陽光電源”)。
自1 997年成立以來,陽光電源專注于可再生能源發電產品的研發與生產,囊括了光伏發電電源、風力發電電源、回饋式節能負載、電力系統電源等系列產品,曾成功參與北京奧運鳥巢、上海世博會、三峽工程,全球環境基金可再生能源項目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏電站,英國和法國小型風力并網發電項目、青藏鐵路等重大工程,獲得了國內外業界的一致好評。多年來,陽光電源先后獲得“安徽省優秀民營科技企業”、“安徽名牌產品”、“優秀創新企業”,“安徽省‘115’產業創新團隊”、國家發改委REDP項目“技術進步優秀項目獎”,“太陽能光伏產品金太陽認證”等榮譽,是安徽省可再生資源電源工程技術研究中心依托單位、安徽省研究生產學研示范基地。
同樣,經過二十余年的努力,合肥工業大學在太陽能光伏與風力發電技術等可再生能源發電技術方面也取得了長足的進展,如今,不僅擁有電力電子與電力傳動國家級重點學科、教育部光伏工程研究中心,還進入了國家培育優勢重點學科的“111計劃”,成為“可再生能源并網發電國家級創新引智基地”。而在可再生能源并網發電技術的科學研究中,張興教授與陽光電源的產學研合作尤其值得稱道。
從1 999年共同開展新疆維吾爾自治區的科技攻關項目開始,他們的產學研合作已經整整十年。十年間,他們聯手創造了不少成績,近年來更是成果選出。
“上海電力局奉賢10kW光伏屋頂示范工程項目”屬于上海電力局新能源發展計劃項目,工程于2003年3月建成并投入運行,2004年7月通過專家鑒定,是上海首個全部采用國產化技術的光伏屋頂并網示范系統,該系統所用的1臺10kW三相并網逆變器即由張興課題組與陽光電源聯合研制。
他們合作的“并網光伏發電用系列逆變器的產業化”項目是國家科技部“十五”科技攻關項目,該項目于2005年2月通過科技部的專家鑒定。其成功研發解決了并網光伏系統的關鍵部件逆變器的產業化難點,推進了我國并網光伏發電產業的發展,如今,該項目系列產品已在陽光電源實現了產業化,并定型了多種規格的并網逆變器產品。
隨即,在國家科技部新能源行動計劃項目“新疆烏魯木齊大型光伏并網工程”研發中,張興課題組承擔起72臺60kW并網逆變器的系統及控制設計任務,而陽光電源則對逆變系統的制造,現場安裝與調試工作進行了全權負責。2004年12月,該工程完滿建成并投入運行,2006年3月,通過科技部驗收及專家鑒定。經鑒定,該項目采用可調度型并網發電結構,并具有并網發電、蓄電池充放電和獨立逆變三重運行功能,省略了常規的充電控制器,簡化了系統結構,大大提高了光伏并網發電系統的性價比,是當時新疆地區最大且功能最為先進的光伏并網示范工程,其成果被授予新疆維吾爾自治區科技進步二等獎。
此外,在“上海生態示范園光伏屋頂工程”、安徽省科技攻關項目“合肥陽光電源30kW光伏屋頂示范工程項目”以及
科技部科技攻關推廣項目“上海崇明30kW光伏屋頂示范工程”研發中,他們的表現也不負眾望。
“非常”追求
電力電子與新能源應用技術的多年研發、與陽光電源十年的產學研合作,點點滴滴的付出,張興教授用自己的智慧和汗水寫出了一個不一般的科研生涯。
在風力發電研究方面,其MW級變流器作為核心技術一直被外國壟斷,其國產化的路途極其艱辛和富有挑戰性,2004年,張興教授與陽光電源再度聯手進行科技攻關,他們首先完成了安徽省“十五”科技攻關項目“風力發電用交直交并網變流器”,并獲得安徽省2006年度科技進步二等獎。接著,作為課題負責人之一,張興教授與陽光電源聯合申報并獲得了“十一五”國家科技支撐計劃“大功率風電機組研制與示范”的兩個重大項目的資助――“1 5MW以上直驅式風電機組控制系統及變流器的研制與產業化”與“1,5MW以上雙饋式風電機組控制系統及變流器的研制與產業化”。經過大家不懈的努力,目前,MW級雙饋型與直驅型風機變流器基本實現了產業化,部分機型已經批量向整機廠商供貨。
在柔性直流輸電變流與控制研究方面,張興教授著眼于柔性直流輸電技術與風力發電相結合,對安徽省自然基金項目“電網異常條件下風場柔性直流輸電網側變流器控制策略研究”進行了攻關研究。與此同時,在合肥工業大學本科評建項目的支持下,他自主研發成功了一套1 5kW柔性直流輸電變流及控制系統研究平臺。
在PWM整流器技術研究方面,張興教授完成了包括HT--7u超導托卡馬克等離子移快控電源、蓄電池雙向饋電電源、背靠背雙向變流器等多項研究成果,并在其博士學位論文基礎上,由“電氣自動化新技術叢書”編委會資助并由機械工業出版社出版了《PWM整流器及控制》學術專著,該學術專著在新能源并網發電的逆變器研究與應用領域得到了學術界專家學者的肯定并被廣泛引用。
在積極進行科研攻關的同時,張興教授還將大量精力投入到特色實驗室建設中。2006年,他主持完成了“合肥工業大學風力發電變流器及其控制實驗室”的建設,其主要包括“250kW中低壓雙饋、交流異步全功率風力發電驅動平臺”、“永磁同步直驅風力發電驅動平臺”,以及分布式發電系統中的“風力發電模擬平臺”,“柔性直流輸電變流及控制系統研究平臺”等。而他與陽光電源合作,還為該公司建成了“2MW雙饋型風力發電變流器試驗平臺”、“2MW同步直驅風力發電變流器試驗平臺”。這些實驗研究平臺基本上涵蓋了張興教授及其團隊近年來的大部分成果,在這些成果的基礎上,經過深入地自主研制,這些平臺已經開始發揮各自的功用,不僅大大促進了合肥工業大學新能源應用及其電力電子研究技術的發展,使其成為全國高校風力發電變流器研究條件一流的單位,也為國家支撐項目的取得與完成提供了良好的研究條件與基礎。
據統計,藥品作為特殊的商品,其生產的非直接成本,如物流成本、庫存成本、時間成本等占總成本的90%左右,所以解決非直接成本問題至關重要。如:(1)對于藥品生產企業如何實施有效的庫存,有效地運用資金,降低庫存儲備,減少儲備管理費用,以最小的庫存量促進生產經營活動,滿足生產需要;(2)工廠平面布局既符合《藥品生產質量管理規范》(GMP)要求,又實現不同物料在不同車間生產時總移動搬運距離為最小,即經濟又合理;(3)如何優化企業管理,解決醫藥流通業普遍存在的“高銷售額、高費用率、低贏利率”問題。僅具有廣泛而堅實的制藥工程基礎顯然是不足以找到最優解決方案的。貴州理工學院是經教育部批準設立的一所新建省屬本科院校,2013年正式招生,目前制藥類已開設的制藥工程專業和生物制藥專業采用CDIO(構思、設計、實施、運行)工程教育模式,以創新設計為導向,培養制藥類專業大學生。《工業工程概論》有效的綜合了工程科學、管理科學、自然科學等多學科研究成果,有利于培養學生開放式思維和創新,《工業工程概論》作為專業拓展課應運而生。
1工業工程簡介
工業工程(IndustrialEngineering,簡稱IE),是從科學管理的基礎上發展起來的,它強調綜合地提高勞動生產率、降低生產成本、保證產品質量,使生產系統能夠處于最佳運行狀態而獲得最高的整體效益。誕生于20世紀初的IE內容逐漸擴充,應用領域日益廣泛,擴展到金融、醫院、旅游等服務業和政府部門。美國工業工程學會(AIIE)對工業工程的定義:工業工程(IndustrialEngineering)是對有關人員、物料、設備、能源和信息所組成的集成系統進行設計、改善和設置的一門學科。它綜合運用數學、物理和社會科學方面的專門知識與技術,并且使用工程分析的原理和方法,對上述系統可能取得的成果予以確定、預測和評價。工業工程學科具有工程性、交叉性、應用性、創新性四大特點[1],既不同于一般的工程學科也不同于管理學科,IE側重從工程技術(系統設計、計劃控制、資源分配、物料及倉儲管理等)角度進行管理。美國最早設立工業工程課程是1908年。我國工業工程學科發展始于20世紀90年代,到2009年,已有100多所高校開設了工業工程專業,在我國也有些非工業工程專業開設工業工程課程,如機械工程、電氣工程。中國礦業大學把“現代工業工程”設為全校通識課[2]。貴州理工學院制藥工程學院在專業拓展課開設了《工業工程概論》。
2我院《工業工程概論》課程建設的現狀
2013級制藥工程學院全體學生開設《工業工程概論》,時間為大一上學期。學院成立了工業工程組并自編講義,這門課共18個學時,其中4個學時由企業主講。秉著知識性、趣味性和應用性集一體原則制定了教學大綱并編制了講義和課件。導論課旨在為學生開啟工業工程的一個窗口,使學生掌握一些工具,即基本的工作方法與技術,且樹立工業工程意識,從這個窗口看到更廣闊的場景,激發學生興趣,自主學習,能夠自覺將知識運用于生活、學習和以后的工作中。
2.1整合教學內容,提升適應性
《工業工程基礎》或《基礎工業工程》等相關教材較多,但一般比較專業,而且多以經典IE中工作研究即方法研究和作業測定為主要內容[3-4],缺乏趣味性,非常枯燥。隨著工業工程的應用與發展,工業工程的內容不斷充實和深化。根據美國國家標準ANSI-Z94(1982年修訂),從學科角度可把工業工程知識領域分為17個分支。薛偉主編的《工業工程概論》將工業工程的內容劃分為三個層次,即策略層次、技術層次和組織層次,但基本內容基本相同[5]。如何在短學時的情況下合理的選擇教學內容并關聯起來至關重要,且難度適合大一學生。在貫徹“少而精”原則,并以啟發學生思維、引導學生涉獵工業工程學科領域的思想和方法為目的,課程選擇了工業工程中具有代表性的理論與技術方法作為授課主要內容,涉獵工業工程三個方面的內容,既包括IE基本工具如5個程序符號、程序分析技巧5W1H、4項分析原則ECRS、動作經濟原則等,理論基礎如運籌學和系統工程,也包含工程技術如設施規劃與物流分析、生產計劃與控制,知識涉及廣泛。
2.2改革教學模式,增強學習興趣
興趣是最好的老師。根據《工業工程概論》課程性質和教學目的,改革教學方法,以互動式教學模式為主,充分利用多媒體技術,以學生為主體,通過案例、游戲、故事的引入,活躍課堂氣氛,提高學生興趣,增強師生互動,有效的促進學生自主學習。根據注意力10分鐘法則,依據知識點設置了相關互動環節,如經典游戲、案例討論、簡短故事等。如“紙飛機游戲”模擬推式生產和拉式生產;借鑒耶魯大學公開課《博弈論》第一集中的“成績博弈”游戲使學生通過體驗來初步認識博弈論;課件中插入的視頻“IE宣傳片”使學生對IE的應用價值和應用范圍深入人心;動作研究之父原版視頻讓學生認識到IE基礎研究的偉大歷史。自制動畫形象生動的演示過程,如潮汐車道、塞規檢驗。緒論中的潮汐車道問題:“6+2>4+4”可能嗎?在一定的條件下成立!以金門大橋上下班堵車為例,通過動畫演示在不改變原有車道數量的情況下實行潮汐車道,解決(堵車)問題的同時節約了大量人力、物力、財力,提高效率和質量。這個過程中形象的動畫和基于基本工程程序的思考引導,使學生對“工業工程(IE)致力追求并努力實現的目標”留下深刻印象。“塞規檢驗”使學生深刻體會工業工程的精髓“Thereisalwaysabetterway”。推薦的小說《IE實踐家》讓學生明白IE在實踐的運用既簡單又充滿智慧。以上互動教學的設計都使學生對有關知識有了更加深刻的理解和認識。互動中培養學生成本與效率意識、問題和改革意識等IE意識,并且學生以小組的方式參與互動、完成作業,即從大一開始培養學生團結協作精神,提高學生人際團隊能力,有助于學生畢業時的能力達到CDIO培養大綱要求的預定目標。
2.3強化實踐教學,提高教學效果
工業工程是一門應用性、實踐性很強的課程,需要教師介紹知識的同時展示知識是如何解決實際問題的。課程內容設計由淺入深,通過介紹生活、生產案例或引發學生結合實際生活查找、思考所學知識的應用。如通過流程分析應用5W1H及ECRS原則分析并設計改善學校食堂,或對新校區建設局部設計提出建設性意見,或對自身學習方法習慣的改善以提高學習效率,鼓勵學生將改善過程拍攝并制作成視頻與大家分享。為了提高IE實踐性,與制藥工程專業有效結合,其中兩次課由制藥企業主講,即技術性較強的內容如設施規劃與物流分析,質量控制與可靠性由具有豐富實踐工作經驗的高級技術和管理工作人員主講。同時,工業工程將與大學生創新創業、數學建模、制藥工程設計大賽等結合并貫穿大學各個實踐環節,如金工實習、認識實習、生產實習。與工程實訓中心的老師合作,使學生在實踐中觀察、體會、應用工業工程的知識解決實際問題,通過組織工業工程校園社團活動使工業工程實踐走出校門。
2.4細化考核方式,增強學生主動性
為了提高學生參與互動的主動性,第一堂課時將班級學生隨機分為5人一組,平時積極參與活動的同學所在組每次都得到加分,參與者額外得到一部分加分,并及時公布各組同學加分情況,形成競爭機制。《工業工程概論》考察方式為論文和平時表現相結合,提高平時表現百分比(占50%),平時表現主要體現為平時得分,小組和個人相結合的方式極大的提高了學生的積極性和協作能力。
3改善無止境
專業拓展課《工業工程概論》受到了學生的歡迎,我們將以工業工程師的信念“改善無止境”追求更好的效果,工業工程是一門交叉的學科,需要綜合運用自然科學和社會科學,且應用性和實踐性很強,對教師有很高的要求。充分利用高校和社會資源,通過專門IE培訓、網絡課程、與企業交流、進企業調研、聘用企業專家作兼職教師等方式解決師資問題,完善案例,使課程內容更合理。工業工程有助于培養學生創新精神、科學思維能力,在堅實的工程學科背景基礎上增加一些生產管理知識,使學生對系統問題具有更高、更抽象的見解,并且可以對系統問題進行規劃、設計、改善、創新,從而更具有技術性和競爭力。對培養多層次、精技術、會管理、善創新的工程技術專業人才、制藥卓越工程師有重要意義!
參考文獻
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[3]汪應洛.工業工程基礎[M].北京:中國科技技術出版社,2005.