教育现代化背景下电气工程及其自动化专业教学改革探索

李彦林 许胜 杨斌

摘  要 基于理论与实践两种教学方式之间的融合、互补、同步共进关系，通过重构理论教学与实践教学体系，采用项目式教学和案例教学等教学方法，应用现代化信息技术手段，探索构建分层次、分阶段、立体化梯次递进的教学模式，实现应用创新型人才培养目标。

关键词 教育现代化;电气工程及其自动化专业;教学改革;MATLAB;虚拟实践系统

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）21-0086-03

1 前言

要实现高等教育现代化，提高教育水平，重点是实现高校的现代化教学改革。教学改革是教育现代化乃至高等教育规划落实和教育目标实现的关键。因此，在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中对教学改革给予极大关注，对教学内容、方法、手段的改革和学生能力的全方位培养等方面都提出具体要求[1]。

针对教育现代化背景下如何实现电气工程及其自动化专业的教学改革，本文首先分析理论教学与实践教学的关系，在此基础上探索构建融合、互补、同步共进的理论与实践教学体系，实现分层次、分阶段的立体化梯次递进的教学模式。

2 现代化背景下教学改革思路与目标

实现高等教育的现代化，根本途径是推进大学的综合改革，而教学改革在大学综合改革中占有优先地位。当前教育现代化背景下高等学校的教学改革主要在于改变教与学的方式，因此，教学改革的一個重要方面就是根据学校定位以及专业人才培养目标，以社会及企业对人才的具体需求为导向，构建满足人才培养要求的教学模式[2-3]。

因此，电气工程及其自动化专业的教学改革应适应社会发展要求，结合地方本科院校定位，以学生的实践应用能力、创新能力培养为主要目标，培养集知识、能力、素质为一体的应用创新型人才，通过教学体系、内容、方法与手段的调整与创新，以理论教学与实践教学之间的内在联系为依据，改革教学模式。教学改革的最终目标是形成理论教学与实践教学体系融合、互补、同步共进，分层次、分阶段的立体式教学模式，以满足企业和社会对人才的要求。

3 理论教学与实践教学的关系

理论教学与实践教学作为高等教育教学的两个方面，既有内在联系，同时在发展过程中又彼此促进，共同服务于高等教育教学的人才培养目标。因此，要实现教学体系的改革，首先必须正确认识二者之间具有的内在关系。

互融关系  理论与实践教学二者互相存在于彼此过程中，在内容、形式和方法上两者表现为相互融合的关系。理论教学过程中需要联系实际，离不开对现实情况或实践的阐述，同时需要应用演示、实际案例等教学手段和方法。同样，实践教学过程中也需要理论的指导，没有理论指导的实践必然是空中楼阁[4]。

互补关系  理论与实践教学之间还具有互补的关系[4-8]，

理论教学中知识的深化掌握与理解需要实践来补充验证，而实践教学的不足也需要理论来弥补，进而实现再认识。因此，理论与实践教学二者之间是一种相互补充的关系，任何一方的变化都会对彼此的教学效果产生影响。

同步关系  内容、层次和进度是理论与实践教学二者之间的共同属性，在教学实施过程中理论与实践教学需要保持同步，实践教学应随着理论教学在各层次、各方面的改变与之同步变化，否则就会导致二者之间的割裂。同样，实践教学在教学内容、教学层次和教学进度的改变，要求理论教学也必须做出与之相适应的调整，否则实践就会脱离理论的指导。因此，只有理论教学与实践教学之间同步变化，才能实现应有的教学效果[4，9-10]。

因此，基于上述理论分析，在教学体系改革过程中必须充分重视如何实现理论教学与实践教学相融合互补的教学模式。

4 教学体系的改革

在教育现代化大背景下，培养高素质的应用型创新人才，构建理论与实践并重的教学体系，是高等教育教学改革的内在要求。随着时代向前发展，科技和生产实践产生许多新的知识、理论、成果，这些新知识、新理论、新成果也应该体现在教学内容上。为了与时俱进，适应高等教育现代化的客观需要，教学主要内容也应随之调整和更新。

因此，应结合理论教学与实践教学的内在规律与联系，从培养目标出发，结合科技和生产实践最新成果更新教学内容，重新构建实现层次化、阶段化、立体化的教学体系，该教学体系集理论、实践、工程综合应用及创新教育为一体。

理论教学体系的改革  地方高校的电气工程及其自动化专业在人才培养上应充分考虑客观实际，结合本校定位，既应该使学生掌握一定理论，又应该具有良好的实践应用能力，同时具有一定的创新精神，满足地方对人才的实际需求。为此，在专业的理论教学体系构建中分层次设置相应课程，按照对人才培养基本知识要求设置通识教育和学科基础课，按照工程实际需求设置专业方向课程，按照创新能力培养要求设置专业拓展课程，为学生就业和进一步发展打下基础，推动本专业的教学模式改革和人才培养目标的实现。

依据基础、综合、创新依次递进式的理论知识学习规律，构建理论知识体系，将电气工程及其自动化专业的理论教学体系划分为四个课程群，分别是基础教育类（通识教育）课程、专业基础类课程、专业类课程、专业拓展类课程。这四类课程在设置上由浅入深、梯次递进、前后联系，在层次上体现了由基础到进阶再到综合创新，实现逐层递进。在教学知识内容上，剔除陈旧过时内容，压缩部分内容，引入新的内容。

实践教学体系的改革  探索建立新的实践教学体系，除原有的课内实验及相关专业课课程设计、专业实习、毕业设计外，在第一学期增加专业入门教育，使学生对专业形成初步认识。为提高学生的工程实践能力，在第三到第六学期增加学期综合设计课程。学期综合设计以小组为单位，在整个学期内实现一个阶段性综合项目，使学生能够充分利用时间对现阶段学习的知识进行综合运用、加深理解，自身能力也将得到综合锻炼。在第七学期进一步增加专业方向综合设计课程，使学生在专业方向上得到综合训练，在更深层次上训练学生综合运用知识的能力，提升专业实践能力。

上述实践教学课程设置及安排在层次上依次体现为基础层、进阶层，在能力素质上体现为工程素质训练（工程文档、专业系统工程设计）和工程创新训练（开放式实验、工程训练）。

实践教学模式以课内实验为基本单元，课程设计为模块，学期综合设计和专业方向综合设计为阶段的梯次渐进式综合，建立分层次、分阶段、渐进式的教学环节，使学生领会到学科基础各门课程之间、专业课（包括专业拓展课）和基础课之间的关系与衔接，循序渐进，逐步培养学生的实践能力和工程应用及創新能力。全面强化实验与实践教学环节，使实践与理论学习相互融合、相互促进。

5 改革教学方法

在教学过程中，理论与实践教学的内在联系要求二者互相融合、相互补充、相互促进，而实现两个教学体系的融合、互补、层次递进，就需要采取有效的教学方法和手段，改革课堂教学。

采用项目和案例教学方法  在课堂教学中更多引入案例教学，从而更有针对性地实现理论内容与工程实践的紧密结合。传统教学方法以讲授为主，缺少学生与教师之间的互动，而案例教学能够使教师与学生均主动参与教学活动，提高学生的积极性，实现教师与学生之间双向沟通交流。采用案例教学，使得理论与实际问题之间的联系更清楚地展现在学生面前，便于学生对理论的理解与掌握，从而能够更好地促进学生应用所学知识解决实际问题，有利于对学生应用能力的培养。

项目式教学是另一种实现理论与实践紧密联系的教学方法。项目式教学是以学生为主体，以教师为主导，以实践为导向的教学方法，它从实际工程应用出发，选择典型问题作为设计项目，以进行项目研究的方法进行合作学习，通过师生共同实施项目进行教学活动。项目式教学除了能够培养学生的专业能力、学习能力，还能够培养学生解决问题的能力和团队合作能力，是对能力的综合培养。由于项目式教学方法的这些突出优点，将会有力地促进理论与实践教学的融合。

采用现代化的教学手段  现代信息技术在教学中的应用，使得教学内容、形式、方法相比以往有了长足进步。通过将信息技术与教学活动的有效结合，将Flash、MATLAB、网络技术等现代信息技术应用到教学活动中，结合课程特点，可以架起理论教学与实践教学的桥梁，使教学内容更直观、更立体、更真实，增强培养学生能力的手段，实现教学方式、学习方式和师生交互方式的革新，促进理论教学与实践教学的融合互补。

首先，对不易理解的理论原理抽象知识，可以借助于现代信息技术直观展现在学生面前。如在电机学授课中，尽管磁场在实践中是客观存在的，但很难直观体现，借助Flash的“类实物（虚拟实物）”演示，可以将电机磁场更直观地展现在学生面前，加深理解。

此外，在项目式教学及具体项目的实施训练过程中，由于有些系统比较复杂，实物设计搭建系统需要较高的成本，而且项目研发过程中通常要对理论进行反复验证。为解决这些问题，可以开发相应的虚拟实践系统，实现部分教学项目的虚拟化。虚拟实践是通过计算机技术、网络技术和虚拟现实技术等综合运用构成的一种新的实践形式，比现实实践具有更大的自由度。以现有的软件系统为基础，采用MATLAB、Multisim等软件搭建虚拟仿真实践平台，进一步还可以加入部分实物构建半实物仿真平台。学生可以随时借助虚拟实践系统进行实践验证，教师也可以利用这个平台进行交互式教学，从而深化理论教学。

最后，借助网络技术可以实现在线教学，通过采用网络技术，还可以实现网络化的虚拟实验室，实现在线教学与虚拟实践的结合，从而借助现代信息技术，在教学过程中实现理论与实践的有机融合。

6 结语

本文主要基于理论教学与实践教学的融合、互补、同步共进关系，通过重构理论教学与实践教学体系，采用项目式教学和案例教学等教学方法，以及应用现代化的信息技术手段，探索在高等教育现代化背景下实现分层次、阶段化的立体式梯次递进的教学模式，从而实现教学改革，适应高等教育现代化的客观要求。

参考文献

[1]国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）[J].西藏教育，2010（10）：3-6.

[2]马廷奇.关于大学本科教学改革的理性思考[J].中国高教研究，2016（1）：55-56.

[3]龚克.教学·课程·方法：高等教育现代化（观点摘编一）：什么是“现代化”的课程？：高等教育现代化视角下对课程的思考[J].中国高教研究，2015（12）：27-29.

[4]甄阜铭.理论教学与实践教学的同构关系[J].现代教育科学，2011（9）：79-80.

[5]于恒，张幼琴，王惠丽.浅谈理论教学与实践教学的关系[J].实验室科学，2006（4）：125-126.

[6]赵国平.论实践教学与理论教学的关系[J].中国成人教育，2010（17）：127-128.

[7]王革思，周天，高明生，等.构建“三位一体”实验教学体系培养本科生创新型人才[J].实验技术与管理，2016，

33（9）：18-21.

[8]周乃新，姚郁，杨桅.深化实验教学改革，创建特色实验教学体系[J].实验技术与管理，2009，26（4）：138-140.

[9]肖伟才.理论教学与实践教学一体化教学模式的探索与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（4）：81-84.

[10]秦钢年，黄大明，卢福宁，等.构建适应创新型人才培养的实验教学体系[J].实验室研究与探索，2012（1）：101-104.

*项目来源：2016年度泰州学院教育教学改革研究重点课题项目（2016JGA08）。

作者：李彦林，泰州学院船舶与机电工程学院，讲师，研究方向为电气工程自动化;许胜，泰州学院船舶与机电工程学院，副教授，研究方向为电气工程自动化;杨斌，泰州学院船舶与机电工程学院，讲师，研究方向为电气自动化控制（225300）。