“工厂电气控制”课程的实验、学习、设计等实践教学环节的研究 - 电气工程

摘要:对“工厂电气控制”课程的实验、实习、设计等实践教学环节进行了研究,从培养学生的工程实践能力和创新开发能力出发,对上述实践环节进行整合,构建了基础训练和能力训练二个实践模块,并提出了具体的改革实施方案。 1 基本情况 教学内容和课程体系的改革历来是教学改革的重点和难点,也是人才培养模式改革的主要落脚点。在新的世纪里,面对知识经济时代的挑战,培养具有创新精神的应用开发型人才成为专科教学改革的一项迫切任务。我校应用电子技术专业的课程设置是以计算机控制为主线、强电与弱电相结合,使学生有较宽的专业口径,能够适应工业企业、机关事业单位对电子电气类人才的需求。“工厂电气控制”课程作为应用电子技术专业的主干课程,也是形成该专业学生强电控制能力的核心课程。除了理论讲授,还包含了三个实践性教学环节:课程实验、课程设计、电工实习。但现有的实验、设计、实习,过于强调各自的系统性、独立性,内容划分过细。实验多数是验证性实验;实习主要是工艺操作技能的训练;课程设计则基本上是继电器-接触器控制线路的理论性设计,与工程实际相脱离。从总体上看,在工程实践能力、技术应用和开发能力的培养上存在严重的不足,与市场对人才知识结构和能力结构的要求存在着较大差距。因此,对其实验、实习、课程设计等实践教学环节进行整合,优化教学内容,改革教学方法,对于整个应用电子技术专业的教学改革,提高工科人才培养效率,均具有示范效应和积极的推动作用,也是培养具有专科特色的技术应用和创新开发型人才的迫切需要。 2 改革的思路 长期以来,专科教学在很大程度上受本科教学模式的影响,与专科所需要的知识、能力要求相脱离,不能适应当前市场对专科人才知识能力结构的要求。根据以培养技术应用能力为主、以应用性来构建知识能力结构这个原则,我们认为,与传统的学科式教学模式相比,工程专科教学中的实践教学至少应具有三方面的人才培养任务: 一是巩固和深化理论传授的知识; 二是作为能力训练的独立环节,通过若干实践训练,构成专业工作能力的训练体系; 三是在具有工程性、综合性的训练中,使学生获得工程素质,形成工程能力和工程思维,并获得创新能力和创新思维的初步训练。因此,“工厂电气控制”课程的实践教学改革应该遵循下述的三个“有利于”的基本思路来进行。 2.1 改革要有利于对所学知识的巩固和深化 传统的实验主要是验证性实验,这种实验的不足是局限于所学知识的复习巩固和实验操作技能的训练,容易束缚学生的思维,不利于工程实践能力和创新开发能力的培养。不少改革方案都将验证性实验简单地一刀切,改革既要有利于工程能力和创新能力的培养,也要有利于所学知识的巩固和深化。因此,构建一个基础训练模块,其中包含少量必需的基础理论性的验证性实验以及综合性实验和设计性实验。 表1为该模块的部分实验内容,可根据教学需要进行调整和补充。 <IMG style="WIDTH: 500px; HEIGHT: 235px" src="http://guanli.51lunwen.org//static.51lunwenwang.com/2010/1108/20101188323329158.jpg"> 2.2 改革要有利于工程实践能力的培养 专科教学改革的目标是要跳出传统的学科式教学模式的框框,突出技术应用能力以及应用技术解决实际问题的能力的培养。因此,实践教学在专科人才培养中具有特殊重要的地位,进行实践教学的改革和创新是办出工程专科特色的核心所在。传统的电工实习注重单纯的工艺训练,课程设计则多半是理论设计,与工程实践相脱离,我们认为,要加强工程意识、工程实践能力的培养,就必须打破传统模式的束缚,将电工实习与课程设计重新组合,构建一个能力训练模块:即将工艺技能训练与课程设计揉和到一起,将单纯的理论性设计改变为真刀真枪的工程应用性设计,将工艺技能训练贯穿于工程设计、安装、调试全过程,有利于学生工程意识和工程实践能力的形成,有利于人才培养质量的提高。 表2为能力训练模块的部分基本训练内容,可根据专业需要和课时选做。 <IMG style="WIDTH: 500px; HEIGHT: 334px" src="http://guanli.51lunwen.org//static.51lunwenwang.com/2010/1108/2010118832252185.png"> 2.3 改革要有利于创新思维和创新能力的形成 国家高等教育法明确指出:高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。“工厂电气控制”作为我校应用电子技术专业的主干课程,其实践教学环节的改革应有利于学生创新思维和创新能力的形成。这就必须在基础训练模块的综合性实验、设计性实验以及能力训练模块的课程设计中贯穿创新思想,通过精选实验内容和设计课题,设置创新点,采用先进控制装置和先进控制技术,在培养学生的创新意识和创新能力上进行研究与探索。 3 改革实施方案 课程整合改革历来是教学改革的重点和难点,也是提高人才培养质量的关键。通过“工厂电气控制”实践课程的整合改革,使学生不仅在强电控制方面,而且在整个专业领域的工程实践能力、创新开发能力有显著的提高。并以此为突破口,带动应电专业和相关专业其它课程的整合,提高工科人才培养质量和效率。 下面来谈谈具体的实施方案。 3.1 将实验、实习、设计重新整合,按模块组织教学 为强化学生工程素质和创新能力的培养,对现有的“工厂电气控制”课程的实验、设计、电工实习这三个实践教学环节的内容进行整合,组成二个训练模块,按模块组织教学。在课时安排上,重点放在能力训练方面。基础训练模块约一个星期,能力训练模块约4个星期;在教学内容上,淘汰老、旧、重复性、验证性的内容,注入新的、综合性的、有利于学生技术应用能力培养和创新能力开发的内容(如引入PLC控制技术)。以设计性、综合性实验取代原先的验证性实验,课程设计的选题尽量取自工程实际,尽可能反映当代新技术、新成果。不再进行单纯的技能训练,而是将其贯穿于实验、设计的全过程,实现设计、创新与工艺技能训练的相互交叉融合。构建一个工程实践能力、创新开发能力培养的平台,形成以人才的能力培养为主线的实践教学模式。 3.2 编写配套的实践指导教材,将多媒体教学手段引入实践教学环节 教材建设是教学改革的重要内容,多媒体辅助教学是提高教学质量和人才培养效率的有效工具,在本课程改革中,着重抓住下述两点: 1)优化、重组教学内容、改革教学方法,按照新的实践教学模式,制定相关的教学文件,编写一套实践教学指导教材。 2)将国外先进的实践教学手段、方法与国内传统方法相结合,在实践教学中引入多媒体教学手段,进行原理演示、元件布局、布线和仿真运行等。使学生能够针对课题提出的任务和要求,运用其设计具体线路,进行模拟仿真,然后再到现场进行安装和调试。从而激发学生的学习积极主动性和创造性思维,培养学生学习的独立思考和创新能力。 3.3 改革实验室管理方式,建立开放式实验室 受国内传统的实验教学模式的影响,实验室的管理大都是按部就班,按教学计划安排实验教学。显然,这种实验室管理模式,不适应教学改革和人才培养的需要,不利于培养学生的自主学习能力,更不利于工程实践能力和创新开发能力的形成。 许多发达国家的高校都十分注重学生能力的培养。他们在教学过程的各个环节注重培养学生的工程实践能力、独立思考能力和创新意识,并创造条件给学生以表现和实践的机会。在笔者所考察过的美国、加拿大的一些高校中,实验室、实习基地