電氣工程及其自動化專業(yè)開放實踐教學體系研究

白雪峰 厲虹

摘要：電氣工程及其自動化專業(yè)是電氣信息領(lǐng)域中的一門新興的熱門學科，專業(yè)要求不斷推進應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新的工作，實踐教學環(huán)節(jié)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標、專業(yè)發(fā)展方向和專業(yè)特色，改革實踐教學，建立開放實踐教學體系，將實踐能力與創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)貫穿整個人才培養(yǎng)全過程，培養(yǎng)出具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、綜合實踐能力的優(yōu)秀大學生，經(jīng)過實踐，取得了良好效果。

關(guān)鍵詞：電氣專業(yè);開放;實踐教學

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0112-02

為了適應(yīng)現(xiàn)代社會需求變化，高等院校需不斷推進應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新工作，而創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是實踐教學環(huán)節(jié)。通過改革和創(chuàng)新實踐教學環(huán)節(jié)，將實踐能力與創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新精神的培養(yǎng)貫穿于整個人才培養(yǎng)過程，培養(yǎng)出具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、綜合實踐能力的優(yōu)秀大學生。北京信息科技大學電氣及其自動化專業(yè)根據(jù)此培養(yǎng)目標進行了一系列的實踐教學改革，取得了一定的效果。

一、電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式

電氣工程及其自動化專業(yè)分屬于自動化學院，是電氣信息領(lǐng)域中的一門新興的熱門學科，從一個開關(guān)的簡單設(shè)計到宇航飛機的復(fù)雜整合都與其相關(guān)緊密，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。專業(yè)預(yù)測表明該領(lǐng)域?qū)Ω咚饺瞬诺男枨蠛艽蟆ｋS著國外企業(yè)的大量涌入，這一領(lǐng)域會有很大缺口，專業(yè)人才將供不應(yīng)求。此專業(yè)培養(yǎng)有如下幾個特征：

第一，專業(yè)的特點是強弱電結(jié)合、學科交叉特點明顯。學習過程中電工電子技術(shù)相結(jié)合、軟件與硬件相結(jié)合，電力、電子、控制、計算機等多學科綜合，具有多學科交叉性質(zhì)。學生受到本領(lǐng)域的基本方法及解決實際工程問題等方面的訓(xùn)練，具有較強的適應(yīng)能力。

第二，專業(yè)工程性強。強調(diào)用大工程觀教育學生。重視工程教育的完整系統(tǒng)性以及實踐性。讓學生接觸到系統(tǒng)的分析與管理，而不僅僅指對技術(shù)學科知識的整合。培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)、較寬的專業(yè)知識、創(chuàng)新能力實踐能力強、綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型人才。畢業(yè)生能夠從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、實驗分析及計算機應(yīng)用等工程技術(shù)研究工作。

第三，專業(yè)向著符合專業(yè)認證標準發(fā)展。人事部、建設(shè)部（人發(fā)[2003]25號）頒布了《注冊電氣工程師執(zhí)業(yè)資格制度暫行規(guī)定》《注冊電氣工程師執(zhí)業(yè)資格考試實施辦法》，并于2005年首次實施了注冊電氣工程師認證考試以適應(yīng)需求。教育部于2006年制定了相應(yīng)的電氣工程專業(yè)規(guī)范用以指導(dǎo)高校電氣專業(yè)發(fā)展。專業(yè)培養(yǎng)目標明確為寬口徑、厚基礎(chǔ)、復(fù)合型的工程科技人才。

二、開放實踐教學體系

當今社會人才培養(yǎng)模式突出的時代特點是“開放性”。所謂“開放性”是指隨著現(xiàn)代教育科學的不斷發(fā)展，教育的內(nèi)容和手段要求不斷更新。

開放實踐教學體系主要研究各種實踐教學環(huán)節(jié)在培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力方面的作用、探索新的教學理念與方法，積極倡導(dǎo)開放實驗室、開放實訓(xùn)基地，鼓勵并引導(dǎo)學生主動實踐，提高學生的實踐能力，為激發(fā)學生創(chuàng)新思維和最大限度利用資源開辟新的途徑。目前，高校實踐體系主要有實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、實訓(xùn)等等。北京信息科技大學（以下簡稱“我校”）在常規(guī)的實踐教學外，又采取了許多切實可行的方法：開設(shè)開放式實驗、舉辦大學生競賽活動、支持大學生創(chuàng)新項目、建立并開放多個創(chuàng)新基地。努力建成以學生自主學習、以網(wǎng)絡(luò)平臺助學、以創(chuàng)新機制為保障，因材施教的開放式、多層次、立體化的創(chuàng)新實踐教學體系。注重實踐教學環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效益，形成理論與實踐并重、系統(tǒng)相對完整的課內(nèi)外一體的開放式創(chuàng)新性實踐教學體系。[1，2]

三、電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)存在的問題

實踐教學是培養(yǎng)實踐技能、創(chuàng)新能力、科技素質(zhì)的一個非常重要部分，是教學中一項必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其他任何教學手段都無法替代。從目前來看，我校的電氣工程專業(yè)的實踐教學環(huán)節(jié)還存在許多問題有待于進一步解決。

1.實踐教學內(nèi)容更新不足

目前實驗課主要以基礎(chǔ)驗證性實驗為主，設(shè)計性、綜合性和研究性實驗比例相對偏低。驗證性實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計性和綜合性實驗項目還很不足，許多實驗還有更新空間，另一方面，實驗的轉(zhuǎn)化過程中，實驗教學設(shè)備的必要改動和教學文件的建立、課程考核評級體系還沒有完全系統(tǒng)跟上進行解決。[3]

2.開放性實驗項目需要整合

電氣系教師和其他專業(yè)的老師為電氣專業(yè)學生開設(shè)開放性實驗項目30余項，這些開放性實驗受到同學們的普遍歡迎，但是也存在內(nèi)容、難易程度分布不均等方面問題。另外很多低年級同學對開放實驗內(nèi)容及類型了解不夠，開放性實驗對低年級同學的受益面還是較窄。需要按照實驗涉及的課程內(nèi)容及難易程度進行分類整合，再根據(jù)專業(yè)特點進行適當?shù)难a充。

3.大學生創(chuàng)新項目利用不足

大學生創(chuàng)新項目是大學生科研訓(xùn)練體系的重要組成部分，我校設(shè)有國家級、市級、校級、院級四個級別。以學生自主研究項目為主體，校級、院級項目是基礎(chǔ)平臺，國家級、市級項目是進一步發(fā)展創(chuàng)新能力的延展平臺。開設(shè)大學生創(chuàng)新項目的目的是以項目為載體，進一步加強本科生科研創(chuàng)新精神和工程實踐能力的培養(yǎng)。目前的問題是開發(fā)的新項目居多，各學科之間交叉融合，跨院系、跨專業(yè)，以團隊形式聯(lián)合申報較少。另外對已經(jīng)完成并通過驗收的大學生創(chuàng)新項目進行總結(jié)歸納還很不夠，沒有使其成為有益的補充，作為一種教學資源應(yīng)用到實驗、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學環(huán)節(jié)中。

4.大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽平臺利用較少

大學生競賽有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、綜合實踐能力，這些都有助于學生對實際研發(fā)工作有一個了解，培養(yǎng)職業(yè)素質(zhì)，為今后學生進入職場打下了良好的基礎(chǔ)。大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽是由電氣工程及其自動化專業(yè)承辦并取得了一系列成績。但目前競賽主要集中于本專業(yè)、本學院范圍內(nèi)，宣傳力度、宣傳手段還不夠完善，受眾面不足。其他院系教師和學生了解參與的較少，多學科交叉項目較少，不利于學生的綜合實踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。[4]

四、結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標、專業(yè)發(fā)展方向和專業(yè)特色，改革實踐教學，建立具有專業(yè)特色的開放實踐教學體系

1.將有條件的傳統(tǒng)驗證性實驗改造為設(shè)計性和綜合性實驗

增加研究性、課題性實驗課程，建立由基礎(chǔ)實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗組成的多層次遞進式模塊化開放教學模式。及時完成對改革的實驗項目的設(shè)備改造和實驗指導(dǎo)書的改寫。建立學科帶頭人領(lǐng)銜制度，確保高水平的引領(lǐng)實踐教學改革方向。

研究電氣工程及其自動化專業(yè)所有專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的實驗，從中確定哪些驗證性實驗項目可以改變?yōu)樵O(shè)計性實驗或綜合性實驗。然后根據(jù)實施的難易程度，有步驟、按計劃逐步完成，爭取每年完成2～3項實驗的轉(zhuǎn)變。開發(fā)研究性以及課題性實驗，進一步提高課內(nèi)實驗教學效果。研究創(chuàng)新性實驗要與綜合性實驗有所區(qū)別，結(jié)論要在研究中探索，每個人有可能得到不同的結(jié)果。這些項目可以是教師給定的，也可以是學生自主開展的項目。另外要注重提高綜合性、設(shè)計性、研究創(chuàng)新型實驗項目的利用率，擴大實驗室的開放度，全方位開放實驗室，并實行開放式教學方式。

2.整合并充分利用開放性實驗項目

建立一套完整的開放實驗網(wǎng)絡(luò)選課體系;對開放實驗室資源進行合理的分配及管理;對開放實驗單獨進行嚴格考核，而不應(yīng)像傳統(tǒng)實驗?zāi)菢蛹尤肜碚摻虒W進行考核，從理論考核為主轉(zhuǎn)向以實踐能力、創(chuàng)新意識、綜合素質(zhì)考核為主的完整評價體系和多渠道的激勵機制。

對現(xiàn)有面向電氣工程及其自動化專業(yè)的開放實驗進行統(tǒng)計，按照涉及相關(guān)課程知識和難易程度進行分類，再會同電氣系教師進行相關(guān)開放實驗的補充，形成一個較完整的電氣專業(yè)開放實驗體系，使學生從第一學期到第七學期都有合適的開放實驗項目可以選擇。另外，由專業(yè)教師和班主任輔導(dǎo)學生根據(jù)學生實際情況報名參加合適的開放實驗，學生可以自主選擇，但不能盲目與隨意，避免學生盲目報名和扎堆報名，以充分利用開放實驗資源。每學年對開放實驗進行一次總結(jié)，將合適的效果良好的開放實驗開發(fā)的新項目用到課內(nèi)實驗教學中，提高課內(nèi)實驗教學的效果，讓更多同學受益;對一些有缺陷的開放實驗進行改進，同時對新開發(fā)的實驗進行嚴格分析研究，將效果不好的開放實驗直接從開放實驗體系中刪除。

3.積極合理引導(dǎo)學生申報“大學生創(chuàng)新項目”

充分利用這一資源，為更多優(yōu)秀學生提供機會。對已經(jīng)完成并通過驗收的大學生創(chuàng)新項目進行總結(jié)，使其成為一種教學資源用到開放實驗、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學環(huán)節(jié)中。通過“大學生創(chuàng)新項目”，為學生搭建科研開發(fā)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的平臺。進一步完善實驗室管理工作，使實驗室的時間、空間最大化。大學生創(chuàng)新題目既可以由教師指定，也可以由學生自行擬題，在教師指導(dǎo)下完成;可以在實驗室進行，也可以在校外實踐基地完成;既可以在規(guī)定的課內(nèi)時間進行，也可以在課余時間開展，充分做到時間、地點和題目全方位開放。

4.積極辦好大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽

太陽能和風能的利用近年來日趨受到各國的普遍重視，已經(jīng)成為新能源領(lǐng)域中開發(fā)利用水平最高，技術(shù)最成熟，應(yīng)用最廣泛，最具商業(yè)化發(fā)展條件的新型能源。電氣專業(yè)幾年來承辦北京信息科技大學的大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽取得了良好效果，推薦優(yōu)秀作品參加全國競賽，連續(xù)三年取得了全國高校電子信息實踐創(chuàng)新作品評選活動一等獎、二等獎;教學成果一等獎、二等獎等獎項。幾位同學免試獲得電子設(shè)計工程師認證的相應(yīng)等級證書。今后要更好地利用節(jié)能減排科技競賽為學生提供展示自己科技水平的平臺。通過學科競賽，發(fā)現(xiàn)人才，更有效地因材施教培養(yǎng)優(yōu)秀學生的科研能力。

5.推進工程教育企業(yè)化

1994年，麻省工學院（MIT）院長喬爾·莫西斯提出了大工程觀，不同于以往以研究為導(dǎo)向的工程科學觀，是對工程教育的根本目的——為工程實際服務(wù)的回歸。這就要求課程設(shè)置與教學改革要更加重視工程實踐能力的培養(yǎng)，讓工程教育回歸工程本身。電氣專業(yè)非常重視校外實習，在認知實習環(huán)節(jié)參觀電力科學研究院特高壓研究基地、北京現(xiàn)代汽車有限公司、中國節(jié)能減排展覽、自動化裝備展等等，讓學生了解本專業(yè)涉及到的知識、項目完成流程、在實際項目中專業(yè)知識的應(yīng)用方法;在專業(yè)實習階段，在北京四方繼保自動化股份有限公司、北京威英智通技術(shù)發(fā)展有限公司、北京大華電子集團等公司和企業(yè)設(shè)有基地。畢業(yè)實習階段，學生可以把畢業(yè)設(shè)計題目與項目結(jié)合，選題靠近工程實際，參與實施單位的課題研究，把畢業(yè)設(shè)計，生產(chǎn)實習有機的結(jié)合在一起。[5]

五、結(jié)束語

創(chuàng)新源于實踐，實踐能促進以學生為主體構(gòu)建科學的知識體系。電氣工程及其自動化專業(yè)在專業(yè)培養(yǎng)過程中重視基礎(chǔ)，更重視實踐能力的培養(yǎng)，注重與工程實際相結(jié)合，專業(yè)子實驗室為學生全面開放;專業(yè)實踐教學四年連續(xù)不斷線;專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課安排了上百學時的實驗;獨立安排多門課程設(shè)計、專業(yè)綜合實踐、畢業(yè)設(shè)計、開放實驗、生產(chǎn)實習等實踐教學環(huán)節(jié)，充分利用各種資源，為學生提供更多更好的進行實踐的機會。今后將進一步結(jié)合專業(yè)方向和專業(yè)特色對開放實驗、大學生創(chuàng)新項目、學科競賽進行整合歸類和改革，著力建設(shè)完整的電氣工程及其自動化專業(yè)開放的實踐教學體系。

參考文獻：

[1]徐金榮，楊玲，徐嘉祥，等.開放式實驗教學的管理工作方法探索[J].實驗室研究與探索，2011，（6）：172-174.

[2]章國英，施稱，張燕.基于提高學生學習能力的開放式實驗教學研究[J].中國醫(yī)學教育技術(shù)，2011，25（3）：286-288.

[3]黃道鳳，李懷健，朱玉華.提高實驗教學質(zhì)量的措施[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）：120-122.

[4]魏天興.大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點思考[J].中國林業(yè)教育，

2010，28（1）：48-50.

[5]寧潔萍.大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐環(huán)境分析[D].天津：天津大學，2012.

（責任編輯：王意琴）