淺談電氣自動化教學改革

貴州理工學院 電氣工程學院

摘 要：對電氣工程及其自動化專業應用型本科實踐教學體系的構建進行探索。我們要樹立學以致用的應用型人才培養理念，提升實踐教學的地位，構建由課程實驗教學、專業實習教學、綜合訓練教學和創新實踐教學四大模塊組成的體系，既與理論教學體系有機結合又相對獨立的實踐教學體系，達到掌握基本技能和方法、訓練工程設計能力和工程實踐能力、培養創新思維和能力的教育目的。

關鍵詞：電氣工程及其自動化；實踐教學；創新人才

根據社會需求、學生需求和國家中長期教育改革和發展規劃綱要（ 2010 - 2020 年） 的規定，按照學校“培養高水平應用型專門人才”的辦學定位目標，工科類的實踐教學環節在人才培養的作用更加突出。其中，電氣工程及其自動化專業的實踐教學環節主要包括課程實驗、課程設計、畢業設計和實訓項目等。鑒于實踐環節在培養高校學生的實踐能力與創新精神方面的重要作用，本文就以下幾個問題進行討論： 通過建立多層次的實驗教學課程體系，加強實驗環境與科技創新平臺建設，充實綜合實驗內容； 以學科競賽為牽引，探索創新人才培養新模式； 改革畢業設計選題、設計、答辯驗收等環節，促進教育教學質量的提高，培養具有工程實踐能力的應用型人才。

一、樹立實踐教學理念，明確實踐教學地位

在構建應用型人才培養實踐教學體系時，必須樹立學以致用的人才培養理念，著力于采取多層次、多系列訓練，強調培養學生的實踐能力，真正體現人才培養模式的應用特色。根據電氣工程及其自動化專業的學科特點，在培養方式上，應著重將理論知識學習與實踐應用能力培養相結合，學生除了課堂理論學習外，還需進行大量實踐活動，使學生在校期間受到電工電子、信息控制、電氣工程及計算機技術方面的基本訓練，具有解決電氣工程與自動控制技術問題的基本能力，畢業后具有解決各種電能變換技術與電力傳動控制技術的實際應用能力。在實踐教學中，樹立以學生為主體，以能力培養為核心，知識傳授、能力培養、素質提高協調發展的教育理念，把實踐教學提升到與理論教學并重的地位，這種理念對培養具有創新精神和創新能力的高級工程技術人才是起導向作用的。

二、課程實驗改革

課程實驗是結合課程所學理論，采用儀器、設備和軟件完成的多層次實驗的基礎部分， 遵循從電子器件→電路→系統→微機控制的實驗過程，建立基礎型實驗、應用型實驗、綜合型實驗、設計型實驗。

根據創新型應用人才的培養目標，基礎型實驗包括大學物理、C 語言程序設計實驗、電路原理、模擬電子技術、數字電子技術等 5 門獨立設課共 53 個實驗項目。其中電路原理、模擬電子技術、數字電子技術三門實驗課程分別為 16 學時，C 語言程序設計 28 學時，大學物理試驗 45 學時。根據實驗室現狀和避免與其他課程時間上的沖突，所有獨立設課的實驗課程均采用學生自主選擇實驗課的時間、地點及實驗項目，在有限的實驗規模條件下，極大的提高了實驗設備的利用率，保證學生的實驗效果和質量； 開設了信號與系統、自控原理、測量技術、微機原理、單片機技術等 17 門課程共計 102 課時的驗證性和綜合設計性實驗。驗證性試驗是通過實驗操作驗證所學理論，加深對所學基本理論和基本知識的理解，掌握基本的實驗知識、方法和技能，學會數據的收集和處理分析，并規范的整理實驗內容。

傳統的驗證性實驗常采用灌輸式的教學模式，即老師講解驗證目的、內容和實驗原理，介紹實驗設備的使用流程、實驗步驟和注意事項，然后學生按實驗指導書和老師的講解做實驗。學生處于被動接收狀態。可以通過學生帶任務進實驗室，學生提問、老師指導的模式開展實驗教學。即實驗前學生必須認真預習實驗指導書，熟悉實驗步驟，進入實驗后即開始做實驗，遇到問題可以請教老師，老師的作用就是指導，解決疑難問題，變學生為主體。這樣即能提高實驗效果，又能慢慢激發學生的責任感和義務感。

三、以競賽和實訓項目為引領的實踐環節改革

學科競賽是面向大學生開展的課外科技活動，是培養學生創新精神和實踐能力的有效載體，是激發潛能和創造力的有效手段，對培養和提高學生的創新思維、創新能力、團隊合作精神、解決實際問題和實踐動手能力具有非常重要的作用。為此，可分層次（ 院級、校級、省級、國家級） 的將與電氣及自動化專業的密切相關的電子設計大賽、建模大賽和創新大賽引入到課程體系中，作為一個實踐模塊選修一定的學分。在“電子創新與設計”課程設計成績評定中，優秀的學生必須是系里舉辦的院級電子競賽優勝者； 參加省級、國家級電子大賽、飛思卡爾競賽和電腦鼠等大賽的學生，只要獲得三等獎以上，就可以免修 2 學分的課程設計。通過這樣的政策引導，使得更多的學生積極參與到各類競賽中，有利于培養應用型的創新人才。還有相當一部分學生參加到教師的科研項目中來，協助老師做實驗，學習查閱資料和整理材料等。參與科研項目的效果體現在學生申報的大學生創新創業實訓項目幾乎 90% 來自于教師的科學研究方向或科研項目。

四、創新實踐教學方式

該模塊主要包括本科生開放實驗項目、本科生創新科技項目、本科生學科競賽以及社會實踐等活動。電氣工程及其自動化專業近年來一直非常重視學生的實踐能力和創新能力的培養，開放實驗室、組織本科生開放項目和科技創新項目申報、開展學科競賽活動等，這些都是對大學生實施創新創業教育的平臺。在第一屆“大學生節能減排與社會實踐”學科競賽活動中，學生們綜合運用電氣工程基礎理論，積極參加科技制作，設計并制作的“單軸向光伏板跟蹤系統”、“太陽能智能車”、“智能溫度調控裝置”等作品原理正確、構思巧妙、貫穿節能減排理念，受到專家和評委的高度好評。在以學生為主體申請科技創新項目申報中，經過嚴格的立項申請、中期檢查、結題驗收，積極有效地推動了學生科技活動的開展。通過參加各類科技創新比賽，對于引導學生勤奮學習、崇尚科學、追求知識，形成良好的學習風氣起到了積極的促進作用，培養了學生創新精神、團隊合作精神和實踐能力。吸收學生參與教師的科研項目，鼓勵并支持學生參與教師科研項目的研究和工程實踐。在科技創新立項、畢業設計選題上，學生均可以參加老師的科研項目，將科研和專業實踐教學有機結合，在學習理論知識的同時了解專業的新知識、新技術、新領域，培養學生分析問題、解決問題的能力，提高實踐創新能力和專業綜合能力。