電氣工程及其自動化專業實踐教學體系的改革與研究

彭磊+謝衛才

摘 要 湖南工程學院電氣工程及其自動化專業以“卓越計劃”和“工程教育認證”為培養目標，建立了有效的實踐教學體系并予以實施。同時，針對實施過程中所遇到的問題進行研究，并提出了相關的一些改進措施。

關鍵詞 電氣工程及其自動化 實踐教學體系 改進

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.11.025

Abstract The major of electrical engineering and automation of Hunan Institute of Engineering has taken "excellent plan" and "engineering education certification" as its training target， and established an effective practice teaching system and implemented it. At the same time， the problems encountered in the implementation process are studied and some relevant improvement measures are put forward.

Keywords electrical engineering and automation； practice teaching system； improvement

按照我國的高等教育學科劃分，電氣工程及其自動化專業隸屬于一級學科。該專業的培養目標是培養學生具備工程領域專業技術人才應有的職業素養和健全人格，具有系統的基礎理論知識和電氣工程領域專業知識，具備工程實踐能力、自我學習能力和創新意識，面向工業生產一線，成為從事電氣裝備與電氣系統設計制造、工程應用和運行管理等方面的應用型工程技術人才。而學生的工程實踐能力和創新思維能力都必須通過大量的實踐教學得以加強。因此，實踐教學在該專業教學體系中的重要性是顯而易見的。[1]

針對我校已實施的“卓越計劃”培養目標，以及我校正在申請的“工程教育認證”中所制訂的專業培養目標，對電氣工程及其自動化專業的實踐教學體系進行改革，就顯得尤為迫切了。

1 實踐教學體系改革的總體思路

為不斷提升電氣工程及其自動化專業實踐教學質量，根據各實踐性環節的任務要求和特點，對其內容進行部分調整，使各實踐性環節在實施過程中能有效地形成一個整體。同時，對實踐教學體系的實施、管理制度的完善和實踐教學師資隊伍的建設等方面也需要進行相應的改革與研究。[2]因此，為了使得各實踐環節之間的有機聯系進一步加強，讓學生的工程實踐能力和創新思維能力的培養能從中得到進一步的強化，我校以“卓越計劃”和“工程教育認證”的培養目標和畢業要求為依據，將實踐教學體系分解成六個模塊：課內實驗模塊、大型實驗周模塊、課程設計模塊、校外實習模塊、畢業論文模塊和科技創新創業實踐模塊。

2 實踐教學體系的模塊化構建

2.1 課內實驗模塊

組織電氣工程教研室的全體老師對目前相關專業課程的實驗項目內容的設置進行討論，并結合專業實驗室現有的實驗設備情況，對所有的實驗項目進行了調整和改進。在原有的實驗項目中，增加了新的實驗方法，盡可能實現實驗方法的多樣性。而針對傳統的實驗內容，則從創新性和綜合性的角度出發，在新版的實驗教學大綱中，設置了新的實驗項目。

2.2 大型實驗周模塊

主要包括三相異步交流電動機大型實驗周、低壓交流接觸器大型實驗周以及電力系統設計大型實驗周。按照國家標準或行業標準，在實驗方案的設計、實驗性能的設計以及實驗系統的設計中，充分應用了CAD等現代設計技術。

2.3 課程設計模塊

主要包括針對“電機學”、“低壓電器”、“電力系統分析”、“電機控制”、“智能電器”、“電力電子技術”等專業課程所開設的三相異步電動機設計、交/直流電磁鐵設計、電機控制系統設計、智能電器模塊設計、變電站電氣部分設計、電力電子裝置設計等相關的課程設計。在傳統的電磁、電路計算的基礎上，引入了MATLAB、AUTOCAD、Maxwell等相關仿真軟件的應用技能。

2.4 校外實習模塊

校外實習可分為專業認知實習、生產實習和畢業實習三個階段。該模塊主要是培養學生具備工程領域專業技術人才應有的職業素養、工程實踐能力的重要環節，也是培養學生創新意識和自我學習能力的一個重要途徑。在完善實踐教學體系的改革中，通過不斷加強校外實習教學的實施力度，在學生身上起到了顯著的效果。同時，也進一步加強了學校與企業的合作關系。

2.5 畢業設計模塊

畢業設計是考查學生在校期間對所學專業知識的掌握程度。其主要內容是考核學生能否基于科學原理并采用科學方法對電氣工程領域的工程問題進行研究，并能開發、選擇與使用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。

2.6 科技創新創業實踐模塊

按照因材施教的原則，學校組織學生積極參加多種形式的課內、校外相結合的科技創新創業實踐活動以及各類學科競賽。通過該方式使學生的工程實踐能力和創新思維能力在實踐中得到不斷的提升。[3]

3 實踐教學體系改革的實施過程

3.1 優化實踐性項目

依據“卓越計劃”和“工程教育認證”的培養目標，對于目前實踐項目的內容進行了整合和更新。同時，根據新的教學大綱增設了新的實驗項目，并編寫了相關的實驗指導書。如：在“電器學”課程中，優化了“交流電弧特性研究實驗”的線路圖，讓學生可以利用數字存儲示波器更好地觀測到交流電弧的電壓、電流隨時間變化的波形；在“高電壓技術”課程中，為了讓學生更直觀地觀察不均勻電場下氣體間隙的放電、擊穿現象；研究放電電壓和電極距離的關系；電極極性對空氣間隙擊穿電壓的影響，增設了“大氣壓空氣間隙的放電實驗”。在三相異步交流電動機大型實驗周中，針對電機型式實驗室配置的“DJC1300電機型式試驗自動測試系統”，依據“GB/T1032-2005 三相異步電動機試驗方法”，編寫了“三相異步交流電動機型式試驗指導書”等。endprint

3.2 強化課程設計環節

課程設計的目的是培養學生運用所學知識能夠針對電氣工程領域的工程問題提出可行的解決方案，設計出滿足特定需求的系統、單元（部件），并且能夠在設計環節中體現出創新意識。因此，課程設計在選題上應考慮多選擇一些能與工程實際緊密結合在一起的，并具有一定代表性的課題。按照教學進程的安排，課程設計的時間一般為1～2周，通常安排在學期中或學期末進行。為了避免在課程設計過程中出現雷同的現象，則要求老師對所指導的學生所提出的設計方案進行嚴格審核，確保每個學生的設計方案有自己獨特的見解。而且，在課程設計的答辯環節，要求每個學生進行單獨答辯，指導老師針對每個學生的設計方案提出相關問題，然后根據其答辯情況，并結合其課程設計報告的撰寫情況評定出學生的成績。

3.3 加大校外實習基地的建設力度

學校與電氣工程專業相關企業一直保持著長期合作關系，如：上海良信電器股份有限公司、德力西電器有限公司、廈門宏發電聲股份有限公司、深圳市盛弘電氣有限公司、桂林星辰科技有限公司、湖南德意電氣有限公司、平高集團湖南平高開關有限公司等。通過校企科研項目的合作、聘任企業導師來校授課，以及定期的與企業人員就實習模式與實習內容等問題展開座談等形式來確保校外實習環節的順利實施。通過不斷加大校外實習基地的建設力度，使學生得到了更多更好的實習條件。

3.4 完善畢業設計環節

畢業設計應著重考慮培養學生的創新思維能力以及獨立工作的能力，使學生在理論聯系實際的綜合訓練中，養成良好的學習作風和科學的學習方法。畢業設計的選題做到“一人一題”，并且針對“卓越計劃”和“工程教育認證”的培養目標，切實做到將選題工作與科學研究和工程實踐緊密結合在一起，使畢業課題具有開拓性和綜合性。而且為了避免與學生求職面試、研究生復試時間沖突等問題，將畢業設計的選題、文獻檢索及開題工作提前到第七學期期末進行。在第七學期末專業課教師向學院提交畢業設計課題申報表，經過學院教學督導組成員審核后，向全體學生公布。隨后，由學生自主選擇，確保一人一題，自主完成。每位專業老師所指導的學生人數原則上不允許超過八個。

3.5 積極搭建科技創新創業實踐平臺

學校將多種課內、校外相結合科技創新創業實踐活動以及相關的學科競賽作為學生實踐的平臺，積極引導學生參與到科技創新創業中來，由此突顯出培養學生科技創新創業能力的重要性。在不斷地探索創新創業教育新模式中，把創新精神、創業意識和創新創業能力培養融入到人才全方位培養的的過程中。同時，又可為校外實習模塊和畢業設計模塊提供有益的補充。如： 每年在我校推行的“大學生研究性學習和創新性實驗計劃”這一項目，即為大多數學生提供了一個良好的科技創新創業實踐平臺。通過專業老師的耐心指導，小組成員的積極配合，每一個項目組都按時完成所申報的項目并通過驗收。通過“大學生研究性學習和創新性實驗計劃”，培養了學生能夠就復雜工程問題與他人進行有效溝通和交流的能力。而且，學生所提交的項目結題報告，更是培養了學生撰寫科技論文的能力，為隨后的課程設計報告和畢業設計論文的撰寫打下了良好的基礎。

3.6 改進教學方法和教學形式

針對各類實踐環節所需達到的培養目標，定期組織教研室老師研討其教學方法。如讓學生先自行在網上圖書館查閱和搜集相關的文獻資料，然后分組進行討論，確定其設計方案和實施過程，最后通過撰寫科技論文、實驗報告等形式，從而將學生的主觀能動性充分調動起來。而在教學形式方面，老師則可以采用體驗反思、案例教學、專項技能訓練等模式，營造出較為寬松的實踐環境，進一步強化實踐教學效果。

4 實踐教學體系改革的保障

4.1 創新實驗室管理模式

由電氣工程實驗室的7個主要分室承擔了實教學過程的實施。通過對實驗室采用集中管理的模式，使各個分室的實踐教學資源得以充分利用，從而真正有效地達到實踐教學資源配置的共享和優化，而對于每個分室所采用的管理模式則實行開放式。這樣做的目的在于，在很大程度上可以解決學生自主確定創新項目所需實踐場所的問題。

4.2 完善實驗室管理制度

由于多個專業學科的實踐教學任務是由電氣工程實驗室中的部分分室共同承擔的，因此為了能讓大多數學生有更加充足的時間進行創新性實驗，則需要將實驗室的規章制度進一步完善，操作規程進一步細化，從而保證實驗教學的正常有序進行。同時，為了保證實驗設備及人身安全，學生進行實踐活動時，必須有教師或管理人員在現場進行及時的指導。

4.3 加強實踐教學師資隊伍建設

為了優化師資結構，培養一支工程實際能力與創新能力強、綜合素質高的教師隊伍，滿足學生在企業學習的需要，而且學校還大力支持所有工科專業專任教師取得在企業工作的工程經歷。專任教師取得企業工程經歷的培養方式主要有全脫產培訓、半脫產培訓和橫向項目研究。

同時，學院還根據每學期教學任務的需要，提出下學期擬聘企業兼職教授、企業導師數量和具體要求。兼職教授主要承擔學生在校內學習階段的專業課、專業基礎課教學任務；企業導師主要承擔學生在企業學習階段的教學任務，包括對學生進行系統授課、專題講座和指導課程（畢業）設計等。

5 結束語

隨著“卓越計劃”和“工程教育認證”的工作不斷推進，我校通過優化實踐性項目、強化課程設計環節、加大校外實習基地的建設力度、完善畢業設計環節、積極搭建科技創新創業實踐平臺及改進教學方法和教學形式等方式，在電氣工程及其自動化專業實踐教學體系的改革和研究工作中做出了很大的努力。通過實踐教學體系的改革，進一步提升了學生的工程實踐能力和創新思維能力。

參考文獻

[1] 馬桂芳，吳春富，謝煌生.電氣工程及其自動化專業實踐教學體系的研究與建設[J].湖北理工學院學報，2015（6）.

[2] 蔡琴，王琪.電氣工程及其自動化專業實踐教學的探索[J].成都工業學院學報，2015（1）.

[3] 舒秀蘭，葉偉慧，李驍龍，賈佳.電氣工程及其自動化專業大學生實踐創新能力培養研究[J].科教導刊，2017（2）.endprint