电气类专业应用型人才培养探析

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  摘要:面对日趋严峻的就业形势,根据面向21世纪的教学改革总体思路,以本科应用型人才培养为目标,结合广东海洋大学的具体情况,全面阐述电气工程及其自动化专业的理论与实践的积极融合教学改革模式及过程,历经2004~2009年对“珠三角”地区诸多应用行业及高校同行的走访与考察,通过业界跟踪、反馈、比较,探索积极融合的教学改革。多年的实践证明,该教学改革是成功的,已经取得了良好的效果。
  关键词:就业形势;理论教学;实践教学;积极融合;教学改革
  作者简介:赵黎明(1973-),男,土家族,湖南双峰人,广东海洋大学信息学院自动化系,讲师;张冰(1976-),女,辽宁鞍山人,广东海洋大学信息学院自动化系,讲师。(广东 湛江 524088)
  中图分类号:G642     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2011)08-0032-04
  
  在高等教育蓬勃发展的今天,如何做到使专业课程的理论教学与实践教学紧密结合、积极融合,院校教育效果最大化,为社会培养合格的工程师,已成为全社会普遍关注的焦点。面对日趋严峻的就业形势,广东海洋大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业在探索专业课程的理论教学与实践环节的积极融合教学的过程中,付出了不懈努力,也取得了较好的社会效应。
  2004~2009年,通过对高校同行及业界应用状况跟踪调查,笔者针对电气工程及其自动化专业(以下简称“本专业”)的主流性、代表性及针对性等特点,走访、考察了“珠三角”地区的相关工矿企业,涵盖电力、电气控制及设备制造、新能源技术、船舶、港口物流、电子电器、金融设备、家电、卷烟、汽车、供水、气象等行业。对其工业生产及控制主流应用技术及仪器设备等的应用进行了调查研究,“走出去”积极了解业界动态,“学回来”各高校电气专业办学经验、业界先进的技术及应用,“请进来”技术专家为在校师生做专题讲座。积极寻求在校教育与社会需求的切入点,找到融合社会需求的积极教学模式,根据就业单位及毕业学生的反馈,探寻本科生在校期间所学的专业课程的理论与实践学习与就业后在工作岗位上所需知识的差距,根据差距不断调整、积极融合专业相关的理论教学及实践环节,使学生就业后能更快、更好地适应具体工作岗位。通过六年的跟踪、反馈、比较,该方法已被证明是成功的,取得了良好效果。
  一、深刻认识教学现状与社会需求的差距
  为响应21世纪跨世纪人才培养的号召,我校对电气工程及其自动化专业积极地进行了教育教学改革。改革之前,我校首先深刻地认识到了理论及实践教学现状与社会需求的差距。六年来通过“走出去、学回来、请进来”的方式,比较、分析、总结出的差距主要有以下几个方面:(1)培养模式及教学方法、教学手段及形式不能满足社会需求;(2)现阶段“两课”学时的增加,导致专业课程学时被压缩,在教学内容不变的前提下,势必导致教学进度加快,相关内容的教学效果有所下降;(3)部分专业课程教学内容陈旧,不能反映当今电气工程及自动化的先进技术及其应用水平,与当今电气科技发展不适应;(4)学生的主动性没有被充分地调动起来;(5)专业实验室投资大、利用率低,各专业实验室资源未能充分实现资源共享;(6)实践环节不能充分满足社会对应用性本科人才的要求,学生动手实践能力不强、创新能力不够、独立开发及设计能力薄弱等。
  如何解决好上述问题是本专业改革的出发点及关键所在。解决问题的关键是,依据社会发展的需要、专业培养的目标,制订新形势下的电气工程及其自动化专业的教学计划。而其实现的过程及方式就是进行理论教学和实践教学二者的积极融合。[1]
  二、应用型本科人才培养模式的改革思路
  根据教育部本科应用型人才培养目标的精神,在学校“三能”(能安心、能吃苦、能创业)人才培养目标的指导下,立足于本专业的培养目标,主动适应珠三角地区的经济发展需要,突出应用性和针对性,加强对学生工程实践能力、工程设计能力、创新能力的培养,建立本专业应用型人才培养体系,以教师为主导,以学生为主体,以理论教学和实践教学的积极融合教学为操作模式,设计“理论教学+实践教学+工程设计”的三层培养体系,构建由低级到高级、理论到实践、实践再到理论的提升,循序渐进、环环相扣的应用型人才培养体系,如图1所示。[2,3]
  三、理论教学与实践教学的积极融合
  理论教学与实践教学的积极融合过程有诸多内容,如图2所示,目的就是使教学效果最大化,紧跟时代步伐,为社会培养合格的应用型本科人才。[4,5]图2中闭环内前向通道上内容为改革前理论及实践教学状况。
  1.重视教学计划,整合、重组课程,更新教学内容
  本着高等教育要面向世界、面向未来、面向现代化的宗旨,教师应始终站在学科最前沿,緊跟行业发展步伐、不断更新知识体系、学术观念和思维方法,增强创新意识,充分发挥教师主导作用,通过“言传身教”的积极引导,潜移默化地培养学生的创新意识和创新能力,而整个过程都需要教师的不懈努力和坚持。针对“两课”学时增加导致专业课学时相对下降的现状,还是要坚持“厚基础、宽口径”的要求,教学应从实际工程应用出发,突出重点内容,合理安排学科所需的知识点,恰到好处地处理重点和难点内容,融入前沿技术,更好地体现基础性、先进性、前沿性和实用性。在组织教学内容时,遵循教学规律,注重知识的系统性和前瞻性,进行优化整合以形成完整的知识体系。要让学生在本课程学习后,具备可以根据需要学习其它类型的器件技术的能力和意识。比如单片机、可编程控制器、DSP等器件,型号很多、发展很快,调查表明,除了现有使用教材所讲述外,应该用适当学时或内容在教学中介绍一些珠三角地区工企应用的主流器件及技术,依据社会反馈的需求,我校在2004级增设“组态监控软件”、“电机的DSP控制”、“S7300设计与应用”、“EDA技术”,在2005级第七学期增设“ARM”、“工业以太网”、“虚拟仪器技术”课程,在2006级第七学期增设“船舶电气工程”、“防雷工程技术”等多门专业选修课程或讲座,给应届毕业生的就业提供了良好的岗前预培训。
  围绕“重基础、宽口径、强实践、擅应用”的应用型人才培养目标,新修订专业教学计划及毕业学分要求,如表1所示。
  2.重视教材、教案建设
  选取一本“博采众长”的优秀教材对教学来说也是至关重要的,是符合社会发展需求的。近年来,我校除采用“面向21世纪课程教材”等优秀教材外,还积极组织教师参编适合本专业发展的教材,如由科学出版社出版的《可编程控制器与现场总线网络控制》等。另外,及时推进实践教材的改革也极其必要。在实验资源的基础上及时更新编写了《电工、电子、电机实验与实践综合》、《运动控制系统实践技术》、《单片机应用实践技术》、《电气控制及PLC实践技术》、《电力电子实践技术》、《工厂供配电设计实践》、《防雷工程设计实践》、《DSP控制及EDA工程实践》、《过程控制系统实践技术》、《主流新技术实践综合(组态、总线、虚拟仪器、以太网)》等实践教学教材,使学生的动手能力、工程实践及设计能力、创新能力等专业素质得到了极大提升,由已工作学生的反馈可知,这些实践教学教材针对性强、紧跟社会发展步伐、实用性强。
  教案建设对理论教学非常重要,好的教案能使学生在第一时间就开始重视教学,自觉学习专业知识。将计算机、多媒体、网络等技术充分融入教案建设之中,制作生动、丰富多彩的多媒体课件,能使教师在第一时间抓住学生的眼球,调动其主动学习的积极性,充分发挥教学互动效果。比如在“可编程控制器”多媒体教学课件中,将大量的低压元件、常用机床设备、不同厂家的大中小型PLC 实物图片以及结构、原理、电气控制原理图、梯形图、PLC网络架等内容以动画等形式充实其中,一改以往的单调教学方式,使课堂教学内容丰富、生动、形象、直观、易于理解,大大增加了信息量,有效地缓解了课时缩减和教学内容增加的矛盾,取得了较好的教学效果。[6]
  3.调整实践教学内容及方法
  教师应转变工作方法,变传统实践教学中“带”实验为“指导”实验,积极启发、引导学生主动接受知识和技能及工程训练。改变原有实验及实践设计环节得重复、单调,偏向技能训练,缺乏设计性及创新的状况;减少验证型实践教学比例,保留部分“模仿熟练”、“依样画葫芦”的实验、基本技能训练,增加综合型、设计型实验;整合实验资源,实现充分共享;整合单独的课程设计内容,改设多门课程的综合设计实验;因材施教,加强对学生独立动手及创新能力的培养。
  4.灵活应用教学方式、方法
  培养学生学习兴趣,激发学习热情;改进教学方法,提高学生学习效率。虽然这两点是老生常谈,但却经常被轻视。严峻的就业形势,使得学生在专业学习的过程中经常会感到迷茫,不知道学什么和将来要做什么。作为“传道、授业、解惑”的教学主导——教师,作为教学主体的学生,更应该与时俱进,紧跟时代步伐,立足本专业的学习,放眼未来。
  启发式、引导式、渐进式、实践式等积极的教学方法,能引导学生更主动地接受知识学习和技能及工程训练、提高学习效率。依据从简单到复杂、低级到高级、入门到精通的规律,将学生学习过程分为几个阶段,从理论到实践,每一阶段理论学习的同时,实践计划紧跟教学计划,实验实践环节紧盯理论学习内容,循序渐进地把知识融入到学生的学习中。以学生实践为主,让学生在实践过程中自己发现问题、思考问题、解决问题,这样学生的动手能力得到了极大提高,创新意识也得到了很好的锻炼。在教学过程中,教师必须有意识地培养学生良好的学习方法和自学能力,引导学生在学习中不断比较、总结自身与他人的学习方法,通过课后查阅文献、收集资料等多种方式加强自学能力。
  四、多渠道、全方位推进实践与理论的积极融合,提高创新能力
  1.大力支持教师科研,鼓励学生积极参与教师科研
  教学与科研二者可相互促进和提高。一般科研水平较高的教师,其教学水平也相对较高,能使学生受惠颇多,所以我校院系各级都大力支持教师科研。教师科研一般具有专业深度、难度、广度、前沿等特点,鼓励理论及实践基础好、兴趣高、能吃苦的学生积极参与教师科研,因材施教。查阅文献、收集资料、调研分析、方案设计、实验研究、数据处理与分析、报告撰写、结题答辩等环节,既能极大地锻炼学生的实践能力,培养其团队协作精神,又能开阔他们的专业视野,培养其创新意识和创新能力,同时也奠定了他们未来工作的基础,其科研必备的独立工作能力和严谨的工作作风也得到了培养。
  2.鼓励学生参与多种形式的课外实践活动
  如鼓励学生积极参与全国大学生电子设计大赛、各种自动化设计大赛、学院每年举办的IT&AT竞赛、电子设计大赛等活动;鼓励学生积极报考电气工程师,组织课外活动小组,举办小型学术讨论,创办学生刊物,参与各种社会实践等课外实践活动,从而激发学生的求知欲望,提高他们的学习兴趣,提高其实践能力和创新能力。在全国和广东省电子设计大赛中,本专业参赛队伍频获佳绩。
  3.与社会业界积极沟通
  (1)定期将工企业界技术专家和精英“请进来”,请到大学讲台上,给学生及教师做行业或企业的技术专题讲座,是沟通院校教育与就业职业技能、交流技术经验、培养专业素质和创新能力的好方法。
  (2)经常举行毕业生返校的交流、座谈会,为在校学生提供了良好的借鉴和指引。
  (3)采取灵活多样的各类实践环节教学方式。除了掌握基本实践技术技能外,学生还可以有针对性地到现场去参观学习,使教学内容得以“眼见为实”,增强学生的学习兴趣,使他们了解技术及用用动态,巩固教学效果。比如在电气控制及PLC实践、电力系统综合设计、防雷工程课程实习、过程控制系统设计、主流新技术综合实习等实践环节的教学中,本专业学生经常到周边电厂 、变电站、供水厂 、风电厂 、卷烟厂  、啤酒厂等工矿企业参观学习。
  4.灵活调整、更新、加强毕业实习和毕业设计
  毕业实习、毕业设计作为本科四年学习的总结,在人才培养体系中占有重要的地位。首先,毕业实习作为本科毕业生进入就业、跨入社会的重要环节,以应用型人才培养目标为中心,结合“珠三角”的社会需求,以专业特点及自愿选择为原则,将毕业实习分成两大类:专业既定安排和学生自主安排相结合。专业既定安排由院系专业统一安排到符合专业特点的大型企业、工厂企业,如葛洲坝水电、广船国际、美的集团、徐闻风电厂 、湛江港集团等。学生自主安排实习由学生根据就业形势、就业意愿自行安排实习,体现了“宽口径”的特点,实现就业分流。
  毕业设计则是学生四年本科的学习总结,传统的毕业设计课题基本由教师指定,其部分内容较传统、陈旧,不符合当今电气工程的发展,所以教师应该“走出去、学回来”,多了解业界动态、技术发展,拟定符合新形势下的毕业设计课题。对于已签定就业合同的学生,可根据专业培养要求,参考其就业单位情况拟定毕业设计课题。
  5.班主任及辅导员积极参与
  通过找学生谈心、积极沟通,解决在教学及实践中出现的各类问题,及时反馈给教师,再通过有一定电气工程专业素养的班主任及辅导员积极融入,对于积极融合教学起到重要的润滑剂作用。[7]
  五、加强教师自身素质提高和实验室、校内外实习基地建设
  1.加强教师自身素质的提高
  教师的文化修养和专业素质在应用型本科人才培养体系中起到灵魂、核心的作用,因此我校强调教师要“走出去、学回来”,不断拓宽、深化自身的专业知识,及时更新和调整学术观念和思维方法,增强创新意识,保持科研活力,注重“双师型”队伍的建设,教师不但能“站讲台”,而且能深入生产、技术一线,成为工程师、技術专家。自2004年以来,我校每年都积极组织专业教师到“珠三角”各地典型工企参观、学习、取经,同时大力鼓励教师到一流大学攻读硕博、进修课程,先后有七人攻读硕博士、三人取得博士学位、四人取得硕士学位,极大地提高了我校高层次教学、科研人才的比例以及教学科研水平。
  2.加强实验室建设、校内外实习基地建设
  (1)加强实验室建设对应用型本科人才培养的重要性不言而喻,专业实验室建设、开放式实验室建设是必经之路。由于专业实验室建设的投资大,经费预算有限,所以我校精心组织,整合实验室资源,在保证基础实验设备的基础上,大力投入专业实验室建设,积极推动深化开放式实验室建设。[8]经过六年努力,建成了单片机应用工程、传感器及检测工程、过程控制工程等七个专业实验室,其中过程控制工程实验室与通信专业实验室于2007年被联合评为广东省重点实验室。
  (2)齐头并举进行校内外实习基地的建设是教学及实践环节的延伸和升华,对于锤炼和提升学生的综合专业素质极为必要。在经济快速发展的今天,传统的到工企现场的实习教学环节,受条件限制,已从生产实习越来越弱化为见习、参观实习,学生得到锻炼的机会也越来越少,所以加强校内外实习基地的建设意义重大。目前,我校已建成了电气控制、器件技术、工业监控、防雷工程四个校内实习基地,还与典型工企,如湛江电厂 、徐闻风电厂 、广船国际、美的集团等联合成立了六个校外实习基地。这些基地极大地改善了实习条件,促进了校企联合,为应用型人才培养打下了坚实的基础。
  六、结语
  经过六年的努力,我校对理论教学和实践教学的积极融合教学改革和实践做了相当的尝试,取得了较显著的成效,2004~2009年电气工程及其自动化专业毕业生的就业率平均在98%以上,用人单位反馈毕业生素质较好,学生的创新能力也得到了社会的认可。但理论教学、实践教学是一个比较复杂的教学体系,二者相辅相成、不断发展,由于社会的发展,理论教学、实践教学诸多环节又受课程及实践条件、师资水平、学生自学及自律能力、经费等诸多因素限制,要全面提高教学效果、增强学生综合能力、完全适应社会发展的要求尚存在一定困难,需要二者不断积极融合,才能培养出符合社会需求和专业培养目标合格的应用型本科人才。
  
  参考文献:
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  [3]张凤阁,马少华.电气工程及其自动化专业培养方案改革探索[J].电气电子教学学报,2008,(1):16-18.
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  (责任编辑:沈清)
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