电气工程与自动化专业应用型人才培养模式研究

杨兆华,苏彩红,王 飞

(佛山科学技术学院机电学院,广东佛山528000)

为适应时代发展对高素质人才的需求 ,国内许多高校都在积极进行教学改革 ,探索人才培养新模式。佛山科学技术学院地处历史文化底蕴深厚、经济社会发展活力强劲的城市-广东省佛山市,是一所省市共管、以市为主的地方综合性本科大学。结合佛山经济发展对电气工程与自动化专业人才的需求,我校多年来在专业建设中对培养方案、课程体系、课程内容、实践性教学环节等进行了深入改革与创新 ,取得了显著效果

1 制定科学合理的培养方案

1.1 培养目标

人才培养层次的正确定位直接关系到专业的生存与发展。找准专业定位,明确培养目标是培养专业技术人才的关键。高等学校培养的人才大致分为三类:第一类是培养研究型人才,他们基础扎实,自学能力强,后劲足,学校主要为他们从事研究工作或攻读研究生打基础;第二类是培养应用型人才,他们基础较扎实,实践能力和创新意识强,具有工程应用能力,毕业后主要在企事业单位从事各种技术或管理工作;第三类是培养技术型或技能型人才,他们的基础理论以够用为度,专业能力强,属于岗位群才。这三类中,重点大学主要培养第一类人才,一般本科院校主要培养第二类人才,高职高专主要培养第三类人才。

佛山科学技术学院是一所地方性本科学校,属于“教学型”学校,长期以来,我校电气工程与自动化专业的毕业生主要在电力局、中小型企业、私营企业从事设计、生产、管理及维护等技术工作,部分比较优秀的学生甚至自己创业。因此,我们将电气工程与自动化专业的人才培养目标定位于:培养具备电工技术、电子技术,控制理论、自动检测与仪表、现代企业管理、信息处理、计算机技术与应用和网络技术等较宽广领域的工程技术基础和一定专业知识,能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术,信息处理、管理与决策等领域应用型工程技术人才。

1.2 制订科学合理的培养方案和课程体系

制订科学合理的培养方案是实现培养目标的重要保证。通过向兄弟院校、毕业生用人单位广泛调研,消化和吸收他们的培养经验和反馈信息,以及目前比较优秀的毕业生的反馈意见,在制定该专业培养方案上进行了改革。根据培养目标确定学生应该具备和达到的知识结构和能力结构:具有较扎实的自然科学基础,较好的人文社会科学基础和外语综合能力;掌握本专业领域必须的技术基础理论知识,主要包括电路理论、电子技术、控制理论、信息处理、计算机软硬件及应用等;较好的掌握运动控制、工业过程控制及自动化仪表、电力电子技术及信息处理等方面的知识,具有本专业领域1～2个专业方向的专业知识和技能,了解本专业学科前沿和发展趋势;获得较好的系统分析、系统设计及系统开发方面的工程实践训练;在本专业领域内具备一定的学科研究、科技开发和组织管理能力,具有较强的工作适应能力。按专业培养目标和培养方向,结合用人单位对专业人才素质、知识和基本技能的要求,提出我校电气工程及其自动化专业培养方案。修订后的培养方案体现了强化专业基础课、强化实践教学环节、优化专业课课程设置的思想。制定了包括公共基础课程、专业基础课、专业课、选修课程和实践教学环节完整的课程体系。在调研的基础上 ,根据学校关于制订教学计划的原则意见的规定,以“宽口径、厚基础为原则 ,修订电气工程与自动化专业教学计划,如表1所示。修订后的课程设置体现了“强化两头优化中间”的思想 ,即强化基础理论课程、强化实践环节、优化专业课程的思想,制定了包含公共基础课程、专业基础课、专业方向课和实践教学完整的课程体系。使学生具有较扎实的基础理论、更为宽阔的专业知识、较强的实践能力、工程能力和创新意识。

表1 课程体系结构及学分比例

2 深化教学改革

教学内容和教学方法的改革是教学改革的两个最重要内容,课堂教学是课程教学体系中的重要环节,它直接影响教学质量。为了加强学生创新能力的培养,必须努力探索各种途径,在教学方式改革上下工夫,既要重视课程调整和内容更新,又要重视改革教学方式和教学手段,切实提高教学质量。对于教学内容,在充分掌握本领域发展水平和趋势的基础上,确定改革的总体思路。对培养方案中的所有课程全盘考虑,研究课程内容之间的内在联系,明确各门课程在人才培养进程中的作用,对课程内容进行整体优化,既避免重复,又做好搭接;既把必备的专业知识教给学生,又注意内容的先进性,推陈出新,把学生最需要的知识和能力在有限的时间内传授给他们。减少课内学时总量,应用CAI等现代教育手段,提高教学质量和效益,为学生全面发展和个性发展提供发展的时间和空间。

(1)以精品课程的建设为龙头,加强基础课教学,突出专业基础课,课程内容遵循“合理选择,梯度深化,有机结合”的原则 ,重点建设一批专业基础课和专业方向课。在抓上述课程建设的同时 ,开设一批反映专业、学科发展前沿的选修课 ,作为专业建设的重要内容之一,进一步拓宽专业面,形成一整套科学的、具有鲜明特色的专业课程体系。

(2)积极做好科研成果向教学的转化,改革教学内容,对课程内容进行全面更新,将最新的科研成果和内容融入到课堂教学中去,同时也把科技创新的思维方法和经验体会带入课堂,引导学生思考和讨论各种问题,增强学生的创新意思。同时修正相关课程教材、教学大纲、多媒体课件、实验教材,使之具有先进性、科学性,及时反应本学科领域的最先科研成果。

(3)积极探索研究先进的教学方法和手段,构建电气工程与自动化专业的现代教学模式,从而有效调动学生的学习积极性,促进学生积极思考,发展学生的学习能力。计算机辅助教学(CAI)近年来在我国发展很快,我们在教学改革中通过广泛使用现代教学多媒体如幻灯计算机、网络等教学手段,使得教学更加具体化、形象化,更具有趣味性,更有助于学生的学习和理解。

3 实践教学的改革与更新

实践教学是电气工程与自动化专业教学环节的重要组成部分 ,为了培养高级应用型专门人才 ,在强化实践教学的同时 ,探讨培养学生创造力的方法尤为重要。理想的实践环节应有更多地让学生动手操作的机会 ,让学生在实践中了解学科最新科技成果 ,运用宽厚扎实的基础知识和专业知识分析问题和解决问题 ,真正达到实践的目的。在以能力培养为中心的教学模式中 ,创造出适用于培养应用型人才的实践教学条件显得尤为重要 ,也是改革的关键,为此 ,我们从以下几方面进行尝试 。

(1)坚持建设一支经验丰富的实践教学师资队伍。具体做法是:①学院组织以教授、副教授等科研骨干为核心,以中青年教师为主要力量的科研团队,加强中青年教师的科研能力;②鼓励中青年教师积极申报科研课题,学校每年拿出专门经费资助中青年教师参加科研活动。③鼓励并组织教师积极参与校内校办产业和电气与自动化行业的产学研基地的工程技术项目研发与工程实践锻炼。

(2)开放部分实验室,首先确保基础性实验的质量,使学生学会基本的实验方法和调试手段 ,掌握实验设备、仪器的基本使用方法。另外为了切实加强学生的能力培养,提高学生实验水平和创新能力。把验证实验变成开发性实验,并注重实验方法与最新技术结合,实验是学生学以致用的第一步,一般实验都是验证性实验,我们首先把常规的验证性实验提供给学生,要求他们分析实验原理,实验方法,实验结果,在此基础上,提出新的实验要求,让学生自主设计相应的实验,并进行验证,发现问题再分析原因,直到实现设想目标,籍此开发他们的创造思维能力,实际动手能力,使所学的知识更巩固。确定了以设计性、综合性实验为主的实验内容改革模式。

(3)调整基础课课程设计,整合专业课课程设计,基础课课程设计中将原来分散的单元电路设计为综合系列设计;将原来完全由教师布置题目改为教师提供题目和学生自己选题两种形式;将原来设计前布置选题改为学期初布置选题,给学生以足够的时间查阅资料、确定试验方案 ,培养学生的创新能力。专业课的课程设计采取从实际工程中取题 ,而且不同专业课的课程设计前后衔接形成一个较全面的专业课程设计题目,使学生对整个专业的工程目标形成一个完整的概念。以单片机为例,从电气工程与自动化专业97级的学生开始,我们对单片机课程实验内容和形式进行了改革,并且在第六学期增加了电子线路CAD(PROTEL)课程,培训学生运用PROTEL等常用的计算机辅助分析软件绘制电子线路板图及PCB图的能力。然后在微机原理与应用课程结束后安排2周的课程设计,完全按照产品开发过程安排课程设计步骤,即接受任务-方案选择-电路设计-电路板设计-电路板安装-软件编写-调试-测试-完成。课程设计内容涵盖了基本的单片机电路,存贮器扩展,显示接口,键盘接口,并行芯片扩展,A/D,D/A接口,通信接口等。另外还开展了形式多样的第二课堂活动,完善了单片机课程的实践性教学环节,基本形成了以单片机产品开发过程所必须掌握的知识为主轴的实践教学体系。

(4)鼓励和支持学生参加大学生挑战杯、全国电子设计大赛、单片机设计大赛等使实践教学成为创新的有效形式。并组织各种形式的课外科技活动,组织了各种形式的课外科技活动 ,并对拔尖人才作重点培养 ,让学生参与实验室建设、直接参与教师的部分科研项目或独立承担小型的科研课题,巩固与拓宽了他们的理论知识,提高了他们解决问题的技能以及产品开发能力。

4 结束语

电气工程与自动化专业应用型人才培养的改革与实践使学生具有更扎实的基础理论、更为宽阔的专业知识实践教学内容的调整完善,提高了学生实践能力,经过多年的实践,此培养模式已经取得了初步成效,学生参加全国计算机仿真大赛连续2次取得一等奖,08年参加广东省电子设计大赛取得一等奖2项,二等奖5项。学生学位达标率达百分之九十以上,毕业生的初次就业率均达到百分之九十以上,从用人单位反馈的信息来看,用人单位普遍反映毕业生比较能干,能很快适应自己的岗位。

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