電氣工程學(xué)科的重要性范文
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篇1
【關(guān)鍵詞】電氣工程學(xué);學(xué)科建設(shè);發(fā)展;策略
1. 前言
電氣工程學(xué)是工程院校一門重要的學(xué)科,也是當(dāng)今高新技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵學(xué)科。作為一門技術(shù)性的學(xué)科,電氣工程不但對現(xiàn)代科技有著關(guān)鍵性的作用,而且在人們未來的生活和工作方面起著至關(guān)重要的作用。我國最早的電氣工程學(xué)起源于1908年的南洋大學(xué)堂,在這之后各個高校紛紛設(shè)立電氣工程學(xué)這一學(xué)科,以滿足社會對電氣工程專業(yè)人才需要。當(dāng)前,社會對電氣工程的專業(yè)人才需求量越來越大,因此,我國的高校投入了大量的人力和物力來進行電氣工程學(xué)科建設(shè),為了培養(yǎng)更高質(zhì)量的電氣工程學(xué)專業(yè)人才,高校要建立科學(xué)化、系統(tǒng)化、合理化和規(guī)范化的電氣工程學(xué)專業(yè),優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)手段,提高電氣工程學(xué)的人才培養(yǎng)質(zhì)量。
2. 我國電氣工程學(xué)發(fā)展簡介
2.1電氣工程學(xué)概述
電氣工程學(xué)是研究電磁現(xiàn)象、規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科,在當(dāng)前的社會中有著非常重要的作用。在我國,習(xí)慣性的用與研究電氣和電子系統(tǒng)有關(guān)內(nèi)容的總和來描述電氣工程,在大專院校中,電氣工程學(xué)屬于一級學(xué)科,由電機與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、高壓電與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術(shù)五個二級學(xué)科組成[1]。
2.2電氣工程學(xué)的發(fā)展
電磁理論在十九世紀(jì)前半葉就有了很大的進步,為電氣時代的到來奠定了理論基礎(chǔ)。近幾年,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進步和電氣工程理論研究的不斷深入,全新的科技理念和設(shè)計技術(shù)在很大程度上影響著電氣工程學(xué)發(fā)展的方向,新時期給電氣工程學(xué)帶來了發(fā)展機遇,也帶來了相應(yīng)的挑戰(zhàn)。
隨著電氣行業(yè)的發(fā)展和電氣工程理論研究的深入、科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進步,使得電氣工程學(xué)在未來勢必會對人類的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。首先,電氣工程學(xué)通過與物理學(xué)科的交叉發(fā)展,擴展了電氣行業(yè)發(fā)展的空間;其次,新的科學(xué)技術(shù)和理論研究給電氣工程學(xué)帶來可行的技術(shù);最后,電氣工程學(xué)的發(fā)展深受信息技術(shù)的影響,信息技術(shù)推動著電氣工程學(xué)的發(fā)展。
電氣工程學(xué)是一門實踐性較強的學(xué)科,因此,在教學(xué)過程中要把理論與實踐有機的結(jié)合起來,以培養(yǎng)合格的電氣工程人材。現(xiàn)代社會的發(fā)展對電氣工程學(xué)提出了更高的要求,電氣工程學(xué)必須在發(fā)展中不斷創(chuàng)新,把電氣工程學(xué)與信息技術(shù)結(jié)合在一起,培養(yǎng)綜合素質(zhì)較強的電氣工程人材。
2.3電氣工程學(xué)的重要性
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,電氣工程學(xué)在很大程度上影響著我國社會的發(fā)展進步。在我國,電氣工程學(xué)是一門有著悠久歷史的學(xué)科,1908年,南洋大學(xué)堂設(shè)置了電機專修科,這是我國電氣工程學(xué)的開端,至今已有一百多年的歷史。近年來,我國對電氣工程人材的需求量越來越大,各個高校隨之設(shè)置了電氣工程學(xué)專業(yè),電氣工程學(xué)在人門心中的地位日益提高。
2.4建筑工程學(xué)的專業(yè)建設(shè)
當(dāng)今的電氣工程學(xué)是綜合應(yīng)用高科技、多個學(xué)科進行交叉,且具有廣闊前景的專業(yè)。電氣工程學(xué)專業(yè)主要培養(yǎng)掌握電力工程基礎(chǔ)、電力系統(tǒng)分析、計算機控制技術(shù)等基礎(chǔ)理論知識,了解電氣工程與控制工程發(fā)展的新動態(tài),具備較強的實踐能力,能在電力、冶金等行業(yè)從事安裝、設(shè)計、管理等工作的高級技術(shù)人才[2]。電氣工程學(xué)專業(yè)系統(tǒng)的分析了電氣工程包含的專業(yè)及交叉學(xué)科的相關(guān)知識,注重理論與實踐的結(jié)合,也注重學(xué)生的德育,培養(yǎng)了一批合格的電氣工程技術(shù)人才。
3.電氣工程學(xué)科建設(shè)與發(fā)展現(xiàn)狀與策略
3.1電氣工程學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀
目前,根據(jù)不同的發(fā)展水平和定位,可以用以下三個層次來概括我國各高校對電氣工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo):一是具有高素質(zhì)創(chuàng)新人才和行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者,二是高級工程技術(shù)人才和管理人才,三是應(yīng)用型技工人才。與國外的電氣工程名校相比,我國大多高校的電氣工程專業(yè)還存在一些問題,
首先,教師質(zhì)量需要改進,很多高校盲目的追求教師數(shù)量,而忽略了教師質(zhì)量,許多教師沒有經(jīng)過崗前培訓(xùn)就進入課堂,課堂教學(xué)質(zhì)量不高。其次,部分高校電氣工程專業(yè)起步較晚,缺乏教學(xué)經(jīng)驗,學(xué)科建設(shè)不合理,培養(yǎng)目標(biāo)比較空泛,對專業(yè)人才的培養(yǎng)嚴(yán)重脫離了社會的真正需求。最后,電氣工程學(xué)的實踐性較低,教師的課堂教學(xué)一般是灌輸相關(guān)知識,忽略了學(xué)生的個性發(fā)展和主觀能動性,培養(yǎng)出來的人才實踐操作能力不強,難以滿足社會的需求,缺乏競爭力。
3.2電氣工程建設(shè)與發(fā)展措施
3.2.1制定專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃
為了使高校的專業(yè)分配更加科學(xué)合理,高校在建設(shè)和發(fā)展電氣工程學(xué)科時,要充分了解社會對人才的實際需要,以培養(yǎng)出與社會需求相匹配的電氣工程人才。此外,高校在建設(shè)專業(yè)時還要注意本校的特色,培養(yǎng)出具有本校特色的人才,高校要根據(jù)本校學(xué)生實際情況和社會需求對辦學(xué)進行準(zhǔn)確的定位,充分發(fā)揮本校優(yōu)勢,把本校的辦學(xué)特色凸顯出來。在經(jīng)濟允許的情況下,高校應(yīng)該建立科研基地,并在基地中引入先進的設(shè)備、創(chuàng)新技術(shù),以方便學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中進行實踐創(chuàng)新,培養(yǎng)一批高素質(zhì)的人才。
3.2.2引進先進人才
高校應(yīng)該積極引進具有高學(xué)歷、高職稱且在電氣工程學(xué)領(lǐng)域有較高知名度的高級人才,尤其是有電氣工程研究經(jīng)歷、參加過國內(nèi)外較大工程項目的人才。此外,高校要結(jié)合本校電氣工程學(xué)科建設(shè)和教學(xué)要求的實際情況,合理計劃人才引進的數(shù)量,以防止人才嚴(yán)重匱乏或者人才浪費的現(xiàn)象發(fā)生。
3.2.3加強師資隊伍建設(shè)
教師是電氣工程學(xué)科建設(shè)與發(fā)展的重要組成部分,高校在引進先進教師人才的同時要對現(xiàn)有的教師進行有效的培養(yǎng),合理組織教師出去交流或深造,擴大師資力量,提電氣工程學(xué)相關(guān)教師的教學(xué)水平。
首先,高校應(yīng)該對年輕教師進行合理的崗前培訓(xùn),提高對青年教師外語水平、計算機水平和社會實踐能力的要求,并指定資歷高的教師對青年教師進行指導(dǎo),讓青年教師盡快熟悉教學(xué)重點和教學(xué)環(huán)節(jié),以進一步提高青年教師的教學(xué)質(zhì)量。其次,提高教師的管理水平,教師是教學(xué)的組織者,教師管理水平的高低直接關(guān)系到教學(xué)過程是否順利,也直接影響著學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)自主性的提高。因此,各高校要進一步提高教師的管理水平和駕馭課堂的能力,以提高學(xué)生對課堂的參與度,讓學(xué)生自主的接受電氣工程學(xué)教育。最后,教師要提高自身的專業(yè)知識水平,在熟練掌握教材內(nèi)容和相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合學(xué)生實際情況創(chuàng)新教學(xué)方法,幫助學(xué)生輕松的獲得專業(yè)知識和技能。
3.2.4提高學(xué)生實踐能力
電氣工程學(xué)是一門理論與實踐緊密結(jié)合在一起的學(xué)科,高校在電氣工程學(xué)專業(yè)的教學(xué)中不但要注重理論知識的講授,更要注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。高校應(yīng)該為學(xué)生創(chuàng)建實踐平臺,在教學(xué)過程中增加相應(yīng)的實踐活動,把科研活動與實踐的教學(xué)結(jié)合起來,提高學(xué)生的專業(yè)化水平。此外,當(dāng)前的社會需要大批實踐能力強的電氣工程人才,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程要抓住一切動手實踐的機會,告別紙上談兵,在實踐活動中積極探究電氣化工程方面的知識和技能,以提高自身的實際操作能力和科研水平,在未來的求職競爭中處于不敗之地。
目前,大多高校已經(jīng)逐漸建設(shè)或完善實踐中和實習(xí)基地,但在實際教學(xué)中,學(xué)生參與實踐教學(xué)的積極性還不夠高。這就要求高校配備高科技的設(shè)備和先進設(shè)施,并引進專業(yè)的實訓(xùn)老師,提高學(xué)生參與實踐教學(xué)的積極性。同時,學(xué)校還應(yīng)該加強與企業(yè)的聯(lián)系與合作,了解企業(yè)的用人需求,從而優(yōu)化人才培養(yǎng)制度,制定合理的人才培養(yǎng)計劃,使學(xué)生在畢業(yè)后能順利的進入企業(yè)工作。
3.2.5建設(shè)開放性實驗室
為了有效提高電氣工程學(xué)人才培養(yǎng)的質(zhì)量,高校要建立最基本的電力系統(tǒng)自動化實驗室,并對實驗室進行合理的管理,為學(xué)生提供良好的實驗平臺,激發(fā)學(xué)生科研的積極性,提高學(xué)生的科研能力。此外,政府及相關(guān)部門要加大對電氣工程學(xué)的投資力度,讓電氣工程學(xué)方面的高校建設(shè)規(guī)模較大、包含各種分布式發(fā)電電源,并集分析、控制、保護為一體的智能微電網(wǎng)實驗室,為學(xué)生提供多功能的科研實踐平臺。
3.2.6合理的對學(xué)生進行考核評估
合理的考核評估機制是課程成功與否的關(guān)鍵,通過合理的考核,學(xué)??梢哉莆諏W(xué)生知識的掌握程度、實驗操作能力、實驗創(chuàng)造能力。在考核評價的過程中,教師要注意引導(dǎo)學(xué)生端正態(tài)度,考核成績進行客觀分析,明確自身的知識掌握程度和不足??己私Y(jié)束后,教師要對學(xué)生做出合理的評價,把賞識教育與挫折教育有機的結(jié)合起來,幫助學(xué)生認(rèn)清自己的實際情況,并激發(fā)學(xué)生的潛能,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。評估的內(nèi)容應(yīng)該包括學(xué)生的小組合作情況、任務(wù)完成情況、資料搜集情況和實際操作情況等,在時間允許的情況下,可以要求學(xué)生以論文答辯的方式完成作業(yè),以加深學(xué)生對知識和技能的印象,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,進而提高電氣工程學(xué)科的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)合格、高質(zhì)量的電氣工程人才[3]。
4.結(jié)束語
電氣化工程學(xué)在我國高校的教育中一直占據(jù)著重要的地位,據(jù)統(tǒng)計,目前全國有三百二十多所高校開設(shè)了電氣工程學(xué)相關(guān)專業(yè),由此可見電氣工程學(xué)的重要性。為了培養(yǎng)出綜合能力強、滿足社會需求的高層次專業(yè)人才,各高校要根據(jù)自身的發(fā)展層次、水平和服務(wù)區(qū)域?qū)I(yè)進行合理的規(guī)劃,制定適合本校的電氣化工程學(xué)科發(fā)展策略。此外,教育體制改革的不斷深入和社會的不斷發(fā)展進步對高校電氣化工程的學(xué)科建設(shè)、教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求。因此,高校在電氣化學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的過程中,要充分注重社會對人才的真正需求,加強電氣化工程的師資隊伍建設(shè),在教學(xué)過程中把理論和實踐有機的結(jié)合起來,并密切關(guān)注電氣行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,以進一步提高電氣化工程的人才培養(yǎng)質(zhì)量,提高電氣化工程人才在未來社會中的競爭力。
【參考文獻】
[1]王濤.關(guān)于電氣化工程學(xué)科建設(shè)與發(fā)展思考[J].黑龍江科技信息,2014,19(36):47.
篇2
關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);教學(xué)改革;教學(xué)方法
作者簡介:高春俠(1977-),女,山東魚臺人,中國石油大學(xué)(華東)信息與控制工程學(xué)院,副教授;張磊(1977-),男,河北任丘人,中國石油大學(xué)(華東)信息與控制工程學(xué)院,講師。(山東 青島 266580)
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0043-02
電氣工程及其自動化專業(yè)屬于通用性本科專業(yè),國內(nèi)的理工科高校幾乎都有設(shè)置,中國石油大學(xué)(以下簡稱“本?!保┑碾姎夤こ碳捌渥詣踊瘜I(yè)就具有本校的辦學(xué)特色,下設(shè)的電力拖動自動控制和電力系統(tǒng)自動化兩個專業(yè)方向在石油石化領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用中越來越廣泛。本專業(yè)無論是在教學(xué)、實踐還是科研等方面都突出體現(xiàn)了其“油味”特色,已經(jīng)于2010年被列為山東省特色專業(yè)。通過近兩年的特色專業(yè)建設(shè),深切感到要想將這一省級特色專業(yè)建好,并且要沖擊國家級特色專業(yè),一個首要的關(guān)鍵性問題就是要將“電力電子技術(shù)”在特色專業(yè)建設(shè)與教學(xué)體系間的橋梁作用發(fā)揮好,實施好。因為“電力電子技術(shù)”對本專業(yè)的兩個專業(yè)方向及絕大多數(shù)專業(yè)課程及實踐類課程都具有技術(shù)支撐作用。要想真正將特色專業(yè)建設(shè)好,一方面需要將“電力電子技術(shù)”本身作為精品課程建設(shè)好,另一方面,要將“電力電子技術(shù)”與本專業(yè)各專業(yè)課程,尤其在體現(xiàn)專業(yè)課程與石油石化領(lǐng)域中應(yīng)用的聯(lián)系與橋梁作用發(fā)揮好。否則,特色專業(yè)建設(shè)就只能停留在做表面文章上,不能落到實處?!半娏﹄娮蛹夹g(shù)”是將本專業(yè)的技術(shù)理論在石油石化和電力節(jié)能等領(lǐng)域付諸實施的接口和橋梁。
總之,“電力電子技術(shù)”教學(xué)必須要打破傳統(tǒng)的直接將知識、結(jié)論灌輸給學(xué)生的“填鴨式”教學(xué)模式,消除各課程之間的壁壘,突出石油特色,將電氣工程學(xué)科專業(yè)與工程實際緊密結(jié)合,對本門課程進行改革和創(chuàng)新。
一、目前存在的問題
隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及石油石化行業(yè)電氣自動化水平的不斷提高,教學(xué)內(nèi)容越來越豐富,教學(xué)要求也越來越高。但是受到教學(xué)學(xué)時的限制,課程無法對一些具有石油特色的重要研究熱點進行深入介紹,限制了課程在特色專業(yè)建設(shè)中的作用,迫切需要解決以下幾個問題:
1.體現(xiàn)精品課程示范作用,解決“電力電子技術(shù)”在特色專業(yè)建設(shè)中促進各課程之間協(xié)調(diào)發(fā)展的問題
目前,電氣工程專業(yè)各課程的內(nèi)容較為松散,缺乏一個系統(tǒng)性的提綱,這與“建設(shè)國內(nèi)著名、石油學(xué)科國際一流的高水平研究型大學(xué)”的目標(biāo)還存在較大的差距。在山東省電氣專業(yè)特色建設(shè)的大背景下,如何解決專業(yè)課程之間銜接難題、整合各方向的研究領(lǐng)域、切實落實具有“油味”特色的專業(yè)建設(shè)是當(dāng)前的一個重要研究課題。而“電力電子技術(shù)”由于其自身跨學(xué)科、寬領(lǐng)域的特點,恰恰可以作為這樣一個接口和橋梁。因此,作為一門立項建設(shè)的校級精品課程如何發(fā)揮模范示范作用,在促進各專業(yè)課程協(xié)調(diào)健康發(fā)展的同時,如何突出作為石油院校的課程特色,是本教學(xué)改革項目的一個挑戰(zhàn),但更是一個機遇,也是一個創(chuàng)新性的研究內(nèi)容。
2.改革現(xiàn)有教學(xué)手段和內(nèi)容,解決有限學(xué)時與傳統(tǒng)教學(xué)方法不匹配的問題
“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容以各種變流電路為主線,對電路的波形分析與相位分析的方法貫穿始終。必須更新教學(xué)觀念、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生在有限的課時盡可能多地掌握和了解本學(xué)科的知識,提高課程的教學(xué)質(zhì)量。
3.改革“電力電子技術(shù)”的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),解決學(xué)生主觀能動性不足問題
在“電力電子技術(shù)”的實踐教學(xué)方面,該課程的教學(xué)均采用課堂教學(xué)結(jié)合課后驗證性實驗的教學(xué)模式。目前,學(xué)校僅采用掛件結(jié)構(gòu)的實驗臺或?qū)嶒炏鋪硗瓿蓪嶒灒瑢W(xué)生始終處于被動狀態(tài),不會積極去思考和創(chuàng)新,也找不到探索的目標(biāo)和方向。這樣一來,如果設(shè)備在實驗過程中出現(xiàn)問題使得實驗結(jié)果與理論分析不符甚至出現(xiàn)異常現(xiàn)象,學(xué)生就會第一時間找老師要答案,不會獨立分析和解決問題。
總之,為切實落實省級特色專業(yè)的建設(shè)目標(biāo),“電力電子技術(shù)”課程必須提升自身的學(xué)科定位,利用課程優(yōu)勢強化作為特色專業(yè)課程之間的橋梁作用,因此對本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等進行全面的改革勢在必行。
二、課程改革的具體研究方案
1.打破課程壁壘,強化作為特色專業(yè)的橋梁作用
電氣工程專業(yè)各學(xué)科的發(fā)展已經(jīng)進入知識相互交叉、共同發(fā)展的時期,傳統(tǒng)孤立授課的方法已經(jīng)不能適應(yīng)新時期的要求。而“電力電子技術(shù)”是一門理論性、綜合性和實踐性都很強的重要專業(yè)課程,涉及到多個電氣工程學(xué)科課程的知識。利用這個優(yōu)勢,將其建設(shè)成為一個承上啟下、溝通各課程的橋梁是非常合適的。以“電力電子技術(shù)”變流技術(shù)作為切合點,將“電力拖動自動控制系統(tǒng)”、“交流調(diào)速系統(tǒng)”的調(diào)速理論、“電力工程”的柔性輸電、智能電網(wǎng)等學(xué)科理論緊密結(jié)合,消除課程之間的壁壘,實現(xiàn)“弱電控制強電”思想的共通,從而將電氣工程特色專業(yè)建設(shè)形成一個有機的整體。
2.更新教學(xué)內(nèi)容,突出“油味”特色
石油院校所培養(yǎng)出來的人才不僅是電氣工程領(lǐng)域的專業(yè)人才,還必須了解石油工業(yè)生產(chǎn)對電氣技術(shù)的需求,能夠?qū)㈦姎饧夹g(shù)與石油技術(shù)很好地結(jié)合,為石油工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。目前,“電力電子技術(shù)”中與石油石化科研實踐的結(jié)合程度還不夠深入,如何更好地為行業(yè)服務(wù),培養(yǎng)合格的電氣化人才,需要在課程內(nèi)容安排上下功夫。例如,可以增加電驅(qū)動鉆機、潛油電泵變流電流拓?fù)涞姆治龊秃唵喂收显\斷,使課程更貼近現(xiàn)場,突出“油味”特色。
3.改革現(xiàn)有的教學(xué)模式,突出設(shè)計與創(chuàng)新
采用“感知、學(xué)習(xí)、應(yīng)用、總結(jié)、提高”五層次教學(xué)模式,在“感知”模塊中,通過多媒體課件演示與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的案例;在“學(xué)習(xí)”模塊中,通過啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法,結(jié)合現(xiàn)代化的教學(xué)手段,使學(xué)生掌握“電力電子技術(shù)”的理論知識;在“應(yīng)用”模塊中,通過實際電路的搭建和實驗調(diào)試,使學(xué)生將所學(xué)的課堂理論知識,有效地應(yīng)用于實踐;在“總結(jié)”模塊中,將零碎的知識進行歸納,把對理論的片面認(rèn)識變成全面掌握,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力;在“提高”模塊中,將任務(wù)驅(qū)動式的實踐經(jīng)驗與理論完全融合,使學(xué)生明確崗位對電力電子技術(shù)能力的要求,并具備對整個系統(tǒng)的安裝調(diào)試能力。
4.培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題和解決問題的能力,鼓勵學(xué)生撰寫科研報告或者調(diào)研報告
在本課程教學(xué)的前期,向?qū)W生介紹科技論文的寫作格式及方法,指導(dǎo)學(xué)生撰寫有關(guān)電力電子技術(shù)方面的調(diào)研報告,要求學(xué)生按照科技論文的規(guī)范進行撰寫。同時介紹一些相關(guān)的優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)資源給學(xué)生,指導(dǎo)學(xué)生通過這些網(wǎng)絡(luò)資源去查閱相關(guān)的中英文資料,使學(xué)生更主動地去了解電力電子發(fā)展的動態(tài)前沿,因而充分認(rèn)識到學(xué)習(xí)本課程的重要性,借此提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。
5.充分利用當(dāng)前流行的現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段,做到互動教學(xué)
“電力電子技術(shù)”課程涉及到很多電路圖和波形圖,可以采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的黑板授課方式相結(jié)合來進行授課。各種電路圖和波形圖可用多媒體制作,利用多媒體可以把全部波形展現(xiàn)到學(xué)生面前,增強課堂學(xué)習(xí)效果。如果教師講課的方式生動活潑,那么學(xué)生就更容易接受,從而實現(xiàn)教師和學(xué)生在課堂上的良好互動,大大提高學(xué)生的聽課效率。
三、結(jié)束語
“電力電子技術(shù)”課程已經(jīng)在石油大學(xué)信息與控制學(xué)院電氣工程專業(yè)、自動化專業(yè)以及機電工程學(xué)院的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)中開設(shè),取得了良好的教學(xué)效果。本課程也已于2008年成為校級精品課程,這也大大促進了課程在教學(xué)、科研等領(lǐng)域的進一步發(fā)展。由于本課程的電氣傳動自動控制和電力系統(tǒng)自動化兩個專業(yè)在方向上都形成了自己的“油味”特色,且“電力電子技術(shù)”課程是一門應(yīng)用性很強的課程,傳統(tǒng)的教材和教學(xué)方法已不能適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)的要求,因此這門課程的教學(xué)改革勢在必行。教師應(yīng)不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)思想,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,豐富教學(xué)方法,改進評價手段,以適應(yīng)時展的需要,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
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篇3
關(guān)鍵詞:師范院校;實驗教學(xué);教學(xué)改革
作者簡介:吳杰(1980-),女,湖北云夢人,湖北師范學(xué)院機電與控制工程學(xué)院,講師;詹習(xí)生(1979-),男,湖北蘄春人,湖北師范學(xué)院機電與控制工程學(xué)院,講師。(湖北 黃石 435002)
基金項目:本文系湖北師范學(xué)院教學(xué)研究基金項目的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)04-0134-02
近年來,為了把師范院校建設(shè)成具有教師教育特色、多科性的綜合性師范大學(xué),全國各類師范院校都在不同程度上開設(shè)了理工科專業(yè),而且開辦的工科專業(yè)也非常注重實踐能力的訓(xùn)練。以湖北師范學(xué)院為例,該校作為地方性師范院校,在電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程、化學(xué)工程與工藝和計算機科學(xué)與技術(shù)等工科專業(yè)人才培養(yǎng)方案中就明確提出:“要培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、動手能力強、綜合素質(zhì)高、具有市場意識和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級技術(shù)人才”。而培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實踐動手能力強和綜合素質(zhì)高的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才的最重要的途徑就是實驗與實踐。同時隨著社會的發(fā)展,高等教育也受到了很大的刺激,要求教育主動適應(yīng)經(jīng)濟、適應(yīng)市場的需求,要求應(yīng)用型高級技術(shù)人才不僅要掌握必要的科技、文化等知識,更重要的是要具備較強的實踐能力和探索解決工程實際問題的能力。實驗教學(xué)是師范院校教學(xué)中的一個十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié),在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、分析和解決實際問題能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度方面,具有其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法替代的作用。要充分發(fā)揮實驗教學(xué)在高等教育中的特殊功能,就必須清楚地認(rèn)識到實驗教學(xué)的內(nèi)涵和實驗教學(xué)的目的與作用。因此,對師范院校工科實驗進行教學(xué)改革研究,從而提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)應(yīng)用型高級技術(shù)人才勢在必行。
一、師范院校工科實驗教學(xué)存在的主要問題
目前大多數(shù)師范院校的工科學(xué)生總是被動地“照方抓藥”,在指定的時間、地點,按規(guī)定的實驗方法和步驟完成教師指定的實驗;基礎(chǔ)課實驗一般都以驗證性實驗為主,即使有少量的綜合性實驗,也是在規(guī)定的范圍內(nèi)學(xué)生按照教師的要求來完成,缺乏創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
通過文獻檢索及調(diào)查,發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的工科院校非常重視實驗教學(xué)改革建設(shè)工作,他們對實驗教學(xué)模式進行了深入探索,并發(fā)表了研究論文,例如:燕山大學(xué)的楊國良教授發(fā)表了“談工科實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新的幾個方面”,重慶工商大學(xué)的梁云副教授發(fā)表了“創(chuàng)新實驗教學(xué),提高實驗教學(xué)水平”,湛江師范學(xué)院的梁啟文實驗師發(fā)表了“電子設(shè)計競賽與實驗教學(xué)探討”等。然而,地方師范院校應(yīng)用型工科實驗教學(xué)雖經(jīng)多年的改革實踐,但仍然存在諸多問題:第一,各門基礎(chǔ)/專業(yè)實驗課條塊分割嚴(yán)重,缺少相互配合,不能使基礎(chǔ)實驗教學(xué)形成一個有機整體。由于學(xué)時數(shù)限制以及學(xué)科之間的界限,使某些實驗內(nèi)容被人為分割,不同學(xué)科的實驗內(nèi)容之間相互滲透較少,甚至相互不銜接,導(dǎo)致出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容低水平重復(fù)、缺乏整體性、必要的實驗內(nèi)容開設(shè)不足或缺乏等問題。第二,教學(xué)內(nèi)容比較陳舊,難以符合時代的需要。第三,立足于地方、為地方區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)的人才培養(yǎng)定位沒有得到體現(xiàn)。主要是因為目前的教材難以結(jié)合各地方經(jīng)濟發(fā)展的實際開設(shè)出具有地方特色的實驗項目。第四,學(xué)生缺乏自主創(chuàng)新的意識,大多數(shù)學(xué)生更為注重自己的分?jǐn)?shù)(成績),而不是自己的創(chuàng)新能力,因此建立科學(xué)合理的實驗教學(xué)考核機制相當(dāng)重要。第五,教學(xué)方法和教學(xué)手段較落后。第六,缺乏雙師型的實驗教學(xué)隊伍,嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)質(zhì)量。
以上問題已嚴(yán)重制約了地方師范院校學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),培養(yǎng)模式以及培養(yǎng)的人才也難以適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要,從而嚴(yán)重影響了地方師范院校工科專業(yè)的教育質(zhì)量,難以造就實用型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才。
二、實驗教學(xué)模式改革
實驗教學(xué)作為地方師范院校教學(xué)中的一個重要環(huán)節(jié),在教學(xué)中要以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo),在教學(xué)過程中要充分調(diào)動學(xué)生的主動性和創(chuàng)新性。
1.根據(jù)專業(yè)特點,合理劃分實驗課程
以電氣工程及其自動化專業(yè)為例,電氣工程學(xué)科是一門實踐性很強的學(xué)科,電氣工程及其自動化專業(yè)的大多數(shù)課程具有較強的實踐性,學(xué)生需進行大量的實踐活動,以培養(yǎng)學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力。電氣工程及其自動化專業(yè)是強弱電結(jié)合、電工技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合、軟件與硬件相結(jié)合、元件與系統(tǒng)相結(jié)合的專業(yè),具有寬口徑和相關(guān)學(xué)科相互滲透融合的特點。電氣工程及其自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是:學(xué)生要受到電工電子、信息控制及計算機技術(shù)方面的基本訓(xùn)練,具有解決電氣工程技術(shù)分析與控制技術(shù)問題的基本能力;學(xué)生必須具備較強的實踐能力,成為適應(yīng)社會需要的“寬口徑、應(yīng)用型”高級技術(shù)人才。電氣工程類專業(yè)的大學(xué)生是國家電氣信息技術(shù)發(fā)展的生力軍,對國家電氣信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的廣度、深度及可持續(xù)性都有著直接的影響,因此用人單位對該專業(yè)學(xué)生具有較強實踐能力和良好工程素質(zhì)的要求越來越嚴(yán)格。
電氣工程及其自動化專業(yè)實驗教學(xué)大體分為三個階段:基礎(chǔ)實驗階段、專業(yè)基礎(chǔ)實驗階段和專業(yè)實驗階段。
(1)基礎(chǔ)實驗:包括大學(xué)物理實驗、大學(xué)計算機基礎(chǔ)實驗、程序設(shè)計基礎(chǔ)實驗、軟件技術(shù)基礎(chǔ)實驗等。大學(xué)物理實驗要使學(xué)生提高理論聯(lián)系實際的動手能力及加深對實驗原理和實驗方法的理解與認(rèn)識;計算機技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用越來越廣泛,學(xué)習(xí)計算機的目的是應(yīng)用計算機解決工程中的實際問題,實驗是培養(yǎng)和提高應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)。
(2)專業(yè)基礎(chǔ)實驗:包括基本技能實驗、工程制圖與CAD實驗、電路實驗、電子(模電、數(shù)電)技術(shù)實驗、信號與系統(tǒng)實驗、電機拖動基礎(chǔ)實驗、自動控制原理實驗、單片機原理實驗、電子設(shè)計自動化實驗、MATLAB及控制系統(tǒng)仿真實驗等。其中,基本技能實驗、電路實驗、電子技術(shù)實驗、信號與系統(tǒng)實驗、電機拖動基礎(chǔ)實驗、自動控制原理實驗、單片機原理實驗為單獨設(shè)課單獨考核的實驗。專業(yè)基礎(chǔ)實驗是整個實驗教學(xué)體系中最重要的組成部分,是培養(yǎng)專業(yè)思維與實踐、創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)性實驗,不僅是培養(yǎng)學(xué)生工程思想的基礎(chǔ),也是奠定電氣工程學(xué)科理論研究的基石。
(3)專業(yè)課實驗:包括傳感器與檢測技術(shù)實驗、電氣控制及PLC技術(shù)實驗、電力電子技術(shù)實驗、計算機控制技術(shù)實驗、電力電子裝置與控制實驗、電力系統(tǒng)自動化實驗、電力系統(tǒng)繼電保護實驗、電力拖動控制系統(tǒng)實驗、工廠供電實驗、虛擬儀器實驗、過程控制實驗、數(shù)據(jù)采集與處理實驗、DSP原理與應(yīng)用實驗、計算機網(wǎng)絡(luò)實驗等。其中,傳感器與檢測技術(shù)實驗、電氣控制及PLC技術(shù)實驗、電力電子技術(shù)實驗、計算機控制技術(shù)實驗、電力系統(tǒng)繼電保護實驗、電力拖動控制系統(tǒng)實驗、工廠供電實驗為單獨設(shè)課單獨考核的實驗。專業(yè)實驗內(nèi)容具有較強的實用性,接近工程實際,通過實驗不僅培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力,也使他們的工程意識受到初步訓(xùn)練。
2.結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)特點,合理安排實驗教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的要求和湖北師范學(xué)院學(xué)生的實際情況制定了符合教改精神的教學(xué)大綱,精選、優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容,并根據(jù)內(nèi)容的深淺把所有實驗項目分成了基本實驗和綜合設(shè)計實驗;同時逐步將實驗內(nèi)容從以驗證性為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詰?yīng)用性和設(shè)計性為主。讓學(xué)生能夠跳出以往的硬性規(guī)定的試驗項目,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,從而培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,以及創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力?;緦嶒灪途C合設(shè)計性實驗的具體要求為:
(1)基本實驗:包括基礎(chǔ)操作技能訓(xùn)練實驗和基本方法原理驗證實驗兩類,主要目的是使學(xué)生掌握必要的實驗基本技能、基本方法、基本知識,為以后實驗打下良好的基礎(chǔ)。
(2)綜合設(shè)計性實驗:實驗指導(dǎo)教師可以給出部分實驗項目以供學(xué)生選做,學(xué)生也可以自己確定實驗項目。該階段的主要特征是:整個實驗均由學(xué)生獨立完成,包括查閱資料、撰寫實驗方案、擬定實驗步驟、準(zhǔn)備實驗所需的器材和設(shè)備、完成實驗并寫出完整的實驗報告等,而教師只負(fù)責(zé)指導(dǎo)。
3.結(jié)合實驗課程特點,建立科學(xué)的考核方法
工科實驗是師范院校培養(yǎng)應(yīng)用型高級技術(shù)人才的重要途徑。實驗成績是體現(xiàn)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的主要結(jié)果,因此實驗成績考核是實驗教學(xué)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),只有建立科學(xué)的實驗成績考核標(biāo)準(zhǔn),逐步完善實驗課程考核方法,才能真正發(fā)揮開設(shè)實驗課程教學(xué)的重要作用。以往由于實驗課時比例小,考核大多依附于理論課上,為強調(diào)實驗課的重要性,應(yīng)將大部分實驗課程獨立開課,這樣就可以將實驗課考核與理論課考核區(qū)分開來。另外,考核成績可由平時成績、實驗報告成績和期末考試成績?nèi)糠纸M成,平時成績占30%,實驗報告成績占40%,期末考試成績占30%。具體考核記分方法如下:
(1)平時成績評定(占30%)。由實驗指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在實驗過程中的動手能力情況,現(xiàn)場打分。
(2)實驗報告成績評定(報告占35%+考勤占5%)。指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生完成實驗報告情況進行打分。該項主要是考核學(xué)生對所學(xué)知識進行歸納總結(jié)的能力、處理實驗數(shù)據(jù)的能力,以及學(xué)生學(xué)習(xí)編制工程實驗報告的能力。另外,考勤是根據(jù)學(xué)生每次實驗時出勤情況進行考核。
(3)期末考試成績評定(占30%)。根據(jù)實際情況,期末實驗課程考試分為實驗操作考試和實驗理論考試兩種。實驗操作考試更能體現(xiàn)學(xué)生動手能力、處理實驗過程突發(fā)事件的能力,因此,應(yīng)以實驗操作考試為主。
三、加強雙師型實驗隊伍建設(shè)
受傳統(tǒng)教育觀念的影響,地方師范院校對實驗教學(xué)的重視不夠,加上實驗課程教學(xué)模式的改革,導(dǎo)致教師隊伍不穩(wěn)定,工科專業(yè)的實驗師資隊伍根本達不到實驗獨立設(shè)課的要求。要培養(yǎng)應(yīng)用型高級技術(shù)人才就必須加強實驗教師隊伍的建設(shè),特別是雙師型教師的建設(shè)。因此,實驗教師的專業(yè)水平和教學(xué)能力是當(dāng)前師范院校工科專業(yè)實驗教學(xué)改革的主要障礙,亟待解決。
第一,學(xué)校要制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策,穩(wěn)定實驗教師隊伍,特別是在職稱評定和工作量計算方面要給予傾斜。
第二,要加大培訓(xùn)力度。鼓勵實驗教師積極參加各種學(xué)術(shù)交流活動,利用大型儀器設(shè)備做好“產(chǎn)、學(xué)、研”工作。鼓勵理論課教師加入到實驗教學(xué)中來。加強對新上崗實驗教師的培養(yǎng)和指導(dǎo),積極開展“導(dǎo)師制”;同時鼓勵新進教師深入企業(yè)調(diào)研、學(xué)習(xí),培養(yǎng)雙師型隊伍。
第三,要加大引進試驗教師的力度,特別是要大力引進高學(xué)歷、高水平教師充實實驗隊伍。
四、結(jié)束語
師范院校工科實驗教學(xué)應(yīng)在吸收理工科實驗教學(xué)優(yōu)秀經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,發(fā)揮自身優(yōu)勢,不斷探索、完善、更新實驗教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法;同時應(yīng)加強實驗教師的培養(yǎng)和引進,突出實驗課程的獨立性,只有這樣才能為培養(yǎng)工程一線需要的應(yīng)用型高級技術(shù)人才打下良好的基礎(chǔ)。
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篇4
關(guān)鍵詞:電氣工程及其自動化專業(yè);電力工程信號處理及應(yīng)用;精品課程;建設(shè)實踐
信號處理技術(shù)是隨著信息學(xué)科和計算機學(xué)科的發(fā)展而快速發(fā)展的一門學(xué)科,它的重要性日益在各個領(lǐng)域的應(yīng)用中彰顯出來。[1]隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展,“數(shù)字信號處理”課程已經(jīng)從電子信息工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程擴展成電子信息、自動控制、電子技術(shù)、電氣工程、計算機技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等眾多電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。電氣系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)都廣泛地涉及信號分析和處理技術(shù),自動化系統(tǒng)中按一定的控制規(guī)則得出的控制信號,系統(tǒng)狀態(tài)的估計,控制對象數(shù)學(xué)模型的確定,系統(tǒng)測量噪聲的剔除,直至自適應(yīng)控制、智能控制等都通過信號的分析與處理來實現(xiàn)。電力系統(tǒng)的故障分析和診斷、電力系統(tǒng)的微機保護,諧波抑制等更是信號分析與處理技術(shù)直接應(yīng)用的例子。隨著電力系統(tǒng)的進一步發(fā)展,信號處理技術(shù)對它的作用和影響必將越來越大。昆明理工大學(xué)電力工程學(xué)院就是在信號處理技術(shù)日益重要的前提下率先開設(shè)了“電力工程信號處理及應(yīng)用”國家級精品課程。[2]在不突破總學(xué)時的前提下,根據(jù)人才培養(yǎng)要求以及各門課程所包含的知識結(jié)構(gòu)、層面和相互關(guān)聯(lián),對原有課程進行科學(xué)地整合和取舍,拓寬課程設(shè)置范圍,并適當(dāng)增加反應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新知識。
一、課程內(nèi)容改革的必要性
“數(shù)字信號處理”課程在電氣工程專業(yè)的教學(xué)中有著很重要的地位,是“自動控制原理”等課程的非常重要的先修課程。它的教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握信號和線性系統(tǒng)分析的基本理論、基本原理和方法,能夠在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作中靈活應(yīng)用這些方法解決學(xué)生遇到的問題。它在電氣電氣工程專業(yè)的教學(xué)體系上起到了非常重要的作用,其重要性是其他課程不可替代的?!皵?shù)字信號處理”是通信和其他電子電氣工程專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)主干課程,課程主要內(nèi)容為:離散時間信號和系統(tǒng)在時域、頻域和z域的分析;離散傅里葉變換的概念、計算及其應(yīng)用;信號的取樣理論及其應(yīng)用;數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)、設(shè)計原理和常用數(shù)字系統(tǒng);數(shù)字系統(tǒng)的有限字長效應(yīng)分析等,內(nèi)容涉及大量的數(shù)學(xué)課程。對于電氣工程專業(yè)來說,系統(tǒng)的時域、頻域、復(fù)頻域分析方法和設(shè)計方法等內(nèi)容在其他的課程中都有涉及,傳統(tǒng)的“數(shù)字信號處理”課程中信號與系統(tǒng)部分的內(nèi)容并重就造成了教學(xué)內(nèi)容之間的重疊,很容易導(dǎo)致知識體系的混亂。而且電氣工程專業(yè)開設(shè)的“數(shù)字信號處理”課程并沒有強調(diào)其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,大部分都是大篇幅講述數(shù)學(xué)內(nèi)容,學(xué)起來沒有針對性,更加不懂得應(yīng)用在所學(xué)的專業(yè)知識上。所以對于電氣工程專業(yè)“數(shù)字信號處理”課程內(nèi)容的改革迫在眉睫。
二、課程內(nèi)容的改革實踐
“電力工程信號處理應(yīng)用”是昆明理工大學(xué)電力學(xué)院(以下簡稱“我院”)首先提出的針對電氣專業(yè)高年級本科生和研究生的國家級精品課程,它是“數(shù)字信號處理”和“信號分析與處理”的后續(xù)課程。電力系統(tǒng)暫態(tài)量中包含非常豐富的信息,在電力系統(tǒng)的各個領(lǐng)域都有極高研究和應(yīng)用價值,但是,信息提取與區(qū)分的難度隨著信號的復(fù)雜程度明顯增大,沒有先進的數(shù)學(xué)工具作為支撐,顯然非常困難。所以對于電氣專業(yè)的高年級本科生來說只是學(xué)習(xí)了信號處理的各種方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,更應(yīng)該掌握信號處理各種方法在電力工程中的應(yīng)用。所以我院提出了“電力工程信號處理應(yīng)用”課程來幫助高年級本科學(xué)生和研究生學(xué)習(xí)和應(yīng)用信號處理技術(shù)。
課程開設(shè)之初,主要介紹傅氏算法、最小二乘算法、卡爾曼濾波、相關(guān)分析法、Prony算法、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)以及分形理論等及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,包括傅氏算法在微機保護、故障測距、頻率跟蹤檢測等方面的應(yīng)用;最小二乘算法用于實現(xiàn)故障測距和負(fù)荷預(yù)測;卡爾曼濾波算法在負(fù)荷預(yù)測、變壓器保護等方面的應(yīng)用;相關(guān)分析用于配電網(wǎng)故障選線、輸電線路故障選相、變壓器勵磁涌流鑒別等相關(guān)方面;利用Prony算法完成參數(shù)辨識、低頻振蕩曲線的擬合等工程應(yīng)用問題;數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在電能質(zhì)量檢測、故障選相以及設(shè)備局部放電信號檢測等方面的應(yīng)用;分形算法來實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的配電網(wǎng)故障選線、輸電網(wǎng)故障選相、變壓器涌流鑒別、電力電纜局部放電信號檢測以及負(fù)荷預(yù)測等應(yīng)用問題。
通過總結(jié)多年來的教學(xué)實踐和科研心得,研究同行學(xué)者成果,補充了小波變換、相量測量單元(Phasor Measurement Unit,PMU)、希爾伯特-黃(Hilbert-Huang Transform HHT)、S變換等內(nèi)容,主要包括小波變換用于電力系統(tǒng)在線檢測、故障診斷、變壓器保護、負(fù)荷預(yù)測等工程課題;希爾伯特-黃變換在配電網(wǎng)故障選線、電力系統(tǒng)低頻振蕩檢測、設(shè)備局部放電信號檢測等問題的算法實現(xiàn)步驟和算例分析;S變換其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用研究主要集中在對電能質(zhì)量擾動特征的提取、(間)諧波檢測、配電網(wǎng)故障選線、低頻振蕩模態(tài)分解、行波波頭識別等范圍。
“電力工程信號處理應(yīng)用”是數(shù)字信號處理和信號分析與處理的后續(xù)課程,只占用少量課時,所以我院在信號處理技術(shù)的理論與公式的講解方面進行了適當(dāng)簡略,突出講解一些在電力工程中應(yīng)用廣泛、且在信號處理課程中也較重要的部分。例如,典型的濾波算法有傅里葉變換、最小二乘法和卡爾曼濾波??柭鼮V波中又包含著相關(guān)分析、s變換、HHT變換、小波分析、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、分形和PRONY方法等。這樣電氣專業(yè)的本科生以及研究生的學(xué)習(xí)就很有明確性,不會對一大堆的理論與公式感覺無從下手。
我院開設(shè)的“電力工程信號處理應(yīng)用”課程安排了32個學(xué)時,占2個學(xué)分。在少課時少學(xué)分的情況下要做到讓學(xué)生有興趣,學(xué)習(xí)有目的就要重點突出,精選教學(xué)內(nèi)容。具體在課程內(nèi)容安排上,我院把重點放在信號分析方法在處理電力工程信號方面的實際應(yīng)用上。例如,在線檢測技術(shù),遠(yuǎn)動與自動化技術(shù),繼電保護,電能質(zhì)量分析與控制,PMU數(shù)字算法等。這樣學(xué)生既不會感覺內(nèi)容枯燥難懂還節(jié)省了學(xué)習(xí)時間,學(xué)習(xí)更有針對性,更具實際價值。
三、教學(xué)理念和教學(xué)手段的改革實踐
“電力工程信號處理應(yīng)用”課程的難點在于:該課程將電氣工程專業(yè)知識、信號分析與處理知識緊密結(jié)合,要求學(xué)生具備較為扎實的專業(yè)知識;含有大量公式,其物理含義較難理解。針對本門課程的重點和難點,在教學(xué)中采用如下方法予以解決:
1.采用以問題中心的講授脈絡(luò)
本著以問題為中心的教育理念,以電力工程信號為教研對象,以電力工程信號處理算法原理和實現(xiàn)為著力點,以電力工程信號處理應(yīng)用為落腳點,以電力工程實際應(yīng)用問題為中心,系統(tǒng)講授電力工程信號、電力工程信號處理算法原理以及電力工程信號處理應(yīng)用三個層面的內(nèi)容。每一獨立章節(jié)講述清楚概念、方法、結(jié)論和主要應(yīng)用等四個層面內(nèi)容,既啟迪思路,又解決實際問題,理論聯(lián)系實際。
2.積極引入教研和科研成果,優(yōu)化課程體系,更新教學(xué)內(nèi)容
將課題組創(chuàng)新的科研成果應(yīng)用于教學(xué)中,更新教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化課程體系,如將形態(tài)學(xué)-小波檢測、HHT、S變換等綜合應(yīng)用于行波波頭檢測和初始波頭到達時刻標(biāo)定;采用小波能量熵,S變換能量熵和形態(tài)譜等方法進行纜-線混合線路的故障選線;創(chuàng)造性地提出變壓器勵磁涌流鑒別的形態(tài)結(jié)構(gòu)判別方法以及動態(tài)電能質(zhì)量擾動檢測的形態(tài)譜方法、分形方法和廣義S變換法。
3.進行教學(xué)方法改革
對一些復(fù)雜、煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明,盡可能用簡樸的方式及其應(yīng)用示例表述,應(yīng)用Matlab程序,把抽象的概念形象化,增強理解上的直觀性、生動性和緊湊性,努力做到即學(xué)即練即會。
在教學(xué)過程中,將框架式教學(xué)、支架式教學(xué)、比較式教學(xué)、隨機訪問教學(xué)、實例教學(xué)、討論式教學(xué)、理論與實驗結(jié)合教學(xué)等教學(xué)方法相融合。
4.采用多媒體技術(shù)輔助進行教學(xué)
在教學(xué)過程中,輔以多媒體教學(xué),用形象直觀的演示來提高教學(xué)效果,充分利用聲音、圖像、視頻、影片等資源,加深學(xué)生對知識點的理解和記憶。
5.注重實驗環(huán)節(jié)
以Labview為實驗平臺,學(xué)生可自主設(shè)計實驗內(nèi)容,課堂實驗與開放性實驗有機結(jié)合,協(xié)同共進,著重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力。
四、教材建設(shè)
幾年來課程負(fù)責(zé)人束洪春教授帶領(lǐng)課程組不斷探索和發(fā)現(xiàn)先進的教學(xué)理念與方法,進行“電力工程信號處理應(yīng)用”課程的建設(shè)和改革,加強教材建設(shè),積極引入教研和科研成果,實時更新教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化課程體系。
在教材使用及教材建設(shè)方面,最初采用束洪春教授主編的《電力工程信號處理應(yīng)用講義》,通過總結(jié)多年來的教學(xué)實踐和科研心得,研究同行學(xué)者成果,現(xiàn)已由科學(xué)出版社出版了《電力工程信號處理應(yīng)用》。此書系統(tǒng)性強,根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)的特點,對電力工程信號處理應(yīng)用進行了課程體系改革,已經(jīng)獲批為國家級“十二五”規(guī)劃教材。以該課程為線索,從電力工程實際問題出發(fā),將電氣工程專業(yè)知識、信號分析與處理知識緊密結(jié)合,使學(xué)生所學(xué)知識融會貫通,既啟迪思路,又解決實際問題。實驗教學(xué)教材采用束洪春教授主編的《電力工程信號處理應(yīng)用講義實驗指導(dǎo)書》,根據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容的不斷更新實時調(diào)整,已進行了5次較大幅度的更新,現(xiàn)在積極準(zhǔn)備實驗教材的正式出版。此外,根據(jù)教學(xué)的實際需要,研制開發(fā)了“電力工程信號處理應(yīng)用”多媒體教學(xué)軟件配合教學(xué)。
五、結(jié)論
“電力工程信號處理及應(yīng)用”于2009年獲國家精品課程稱號。我校長期立足云南,輻射全國及東南亞,培養(yǎng)高層次科技人才和應(yīng)用人才,與云南電力行業(yè)緊密合作。該課程一直是我校電氣類本科主干專業(yè)課,有效提高了學(xué)生用信號處理方法解決電力工學(xué)實際問題的能力。課程教學(xué)實踐的效果顯著,本科學(xué)生先后獲挑戰(zhàn)杯國家二等獎,全國電子設(shè)計大賽一、二等獎各3項,數(shù)學(xué)建模競賽國家二等獎,節(jié)能減排社會實踐與科技競賽國家二等獎等多項國家級獎勵;申請專利29項,授權(quán)17項,獲國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃6項,省大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃1項,課程的教改與建設(shè)以及科研應(yīng)用成果豐碩。“面向工程校企結(jié)合三方互動的電力本科人才培養(yǎng)改革與實踐”、“校企合作增強辦學(xué)實力提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的探索”先后獲省教學(xué)成果一、二等獎;電氣工程及其自動化專業(yè)被評為國家級特色專業(yè);校企“訂單+聯(lián)合”的專業(yè)-專項-崗位電力專業(yè)人才培養(yǎng)模式獲得省人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū),并建立了省本科教學(xué)實驗示范中心。課程建設(shè)中大量的科研及工程應(yīng)用,先后獲得省技術(shù)發(fā)明獎一等獎1項,省科技進步一等獎1項,省科技進步三等獎2項。相信在校領(lǐng)導(dǎo)關(guān)心和支持下,通過課程組全體教師的艱苦努力,該課程建設(shè)將在我院的教學(xué)改革中不斷取得進步。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:工科研究生;分類培養(yǎng);改革;學(xué)術(shù)型;應(yīng)用型
研究生分類培養(yǎng)是指在同一學(xué)科專業(yè)背景下,按照學(xué)術(shù)型和應(yīng)用型兩類不同的人才培養(yǎng)方案培養(yǎng)研究生。學(xué)術(shù)型研究生的培養(yǎng)致力于提高學(xué)生科學(xué)研究的能力,以便于學(xué)生從事更高層次的理論知識學(xué)習(xí)和前沿科學(xué)研究;應(yīng)用型研究生的培養(yǎng)致力于適應(yīng)市場需求,提高學(xué)生分析、解決實際問題的能力。
作為國家“211工程”重點建設(shè)高校、河南省與教育部共建高校的鄭州大學(xué),理應(yīng)站在研究生分類培養(yǎng)改革的前沿。鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院的控制理論與控制工程專業(yè)和電力系統(tǒng)及自動化專業(yè)已進入碩士研究生分類培養(yǎng)改革階段。改革后的碩士研究生主要有兩個發(fā)展方向:一是攻讀博士學(xué)位或到大專院校、科研院所任職,主要從事高水平科學(xué)研究與開發(fā)工作;二是直接就業(yè),根據(jù)社會需求和個人情況,從事科技開發(fā)、技術(shù)支持、生產(chǎn)管理等技術(shù)類工作或其他業(yè)務(wù)工作。針對這兩個發(fā)展方向,學(xué)院對原來僅適用于學(xué)術(shù)型研究生的單一培養(yǎng)模式進行了必要的調(diào)整和重新設(shè)計,學(xué)術(shù)型研究生更側(cè)重于學(xué)科基礎(chǔ)理論和基本技能的掌握,應(yīng)用型研究生則偏重于專業(yè)實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。筆者以鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院控制理論與控制工程專業(yè)為例來闡述研究生分類培養(yǎng)改革的實施情況及有關(guān)思考,以期為高校研究生培養(yǎng)體系的進一步改革和發(fā)展提供借鑒。
一、實施研究生分類培養(yǎng)的學(xué)科專業(yè)介紹
控制理論與控制工程專業(yè)是以工程系統(tǒng)為主要研究對象,以數(shù)學(xué)方法和計算機技術(shù)為主要工具,研究各種控制策略及控制系統(tǒng)的理論、方法和技術(shù)的學(xué)科。控制理論是學(xué)科的重要基礎(chǔ)和核心內(nèi)容,控制工程是學(xué)科的背景動力和發(fā)展目標(biāo)。這一學(xué)科的智能控制方向主要研究模糊控制、專家系統(tǒng)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等,注重上述方法的交叉及其在工業(yè)過程控制方面的應(yīng)用;故障診斷方向主要研究當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障時仍能保證閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定,且滿足規(guī)定的性能指標(biāo),研究利用獲得的實時數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程進行在線監(jiān)測及故障診斷,根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)制定相應(yīng)的控制策略,使系統(tǒng)工作保持在最佳狀態(tài);魯棒控制方向主要研究被控對象參數(shù)變化后控制系統(tǒng)仍能穩(wěn)定可靠地工作,并在某種意義下保障系統(tǒng)的最優(yōu)性能;信號處理方向主要研究控制系統(tǒng)中的信號處理問題,包括非線性系統(tǒng)的魯棒濾波器設(shè)計、自適應(yīng)濾波器設(shè)計、噪聲抵消器設(shè)計等。
(一)開展研究生分類培養(yǎng)的優(yōu)勢
學(xué)院學(xué)科優(yōu)勢明顯,有控制理論與控制工程1個博士點;有電氣工程、控制科學(xué)與工程2個一級學(xué)科碩士點(下含電力系統(tǒng)及其自動化、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術(shù)、電機與電器、高電壓技術(shù)、控制理論與控制工程、檢測技術(shù)與自動化裝置、模式識別與智能系統(tǒng)、系統(tǒng)工程、導(dǎo)彈制導(dǎo)與導(dǎo)航等10個二級碩士點);有4個河南省重點建設(shè)學(xué)科、1個省級工程技術(shù)研究中心;現(xiàn)有教職工95人,其中教授12人、副教授25人,具有較強的科研力量,先后承擔(dān)了多項國家級、省部級科研項目,與企業(yè)合作完成了多項橫向項目,與企業(yè)建立了長期友好的合作關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,學(xué)院還積極探索應(yīng)用型人才培養(yǎng)途徑,與社會企業(yè)、科研院所廣泛合作,先后與河南索凌電氣有限公司等9家企事業(yè)單位達成共建協(xié)議,并在輝煌科技有限公司、機械工業(yè)部第六設(shè)計院等單位建立應(yīng)用型研究生創(chuàng)新實習(xí)實踐基地4個。
(二)兩類研究生分類培養(yǎng)方案的比較
1.課程體系的比較
與學(xué)術(shù)型碩士研究生培養(yǎng)體系一樣,應(yīng)用型碩士研究生課程分為公共學(xué)位課程、專業(yè)學(xué)位課程和選修課程三大類。但在應(yīng)用型碩士研究生的培養(yǎng)課程中,學(xué)院根據(jù)專業(yè)特點對具體的課程內(nèi)容和攻讀學(xué)位的學(xué)分要求進行了重新調(diào)整,新增了自適應(yīng)控制、小波分析與應(yīng)用、機器人控制和集散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線系統(tǒng)等9門應(yīng)用性、實踐性較強的課程,同時取消了復(fù)雜系統(tǒng)控制、組合智能控制等6門理論性較強、缺乏實際運用條件的課程。此外,應(yīng)用型碩士研究生要想獲得學(xué)位,其必修的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課學(xué)分也由原來的16個學(xué)分降為12個學(xué)分,其工程實踐和社會調(diào)研學(xué)分由原來的1個學(xué)分提高到6個學(xué)分,但整體上其在課程教學(xué)上需要獲得的學(xué)分還保持原有的34個學(xué)分。
2.研究內(nèi)容的比較
應(yīng)用型碩士研究生培養(yǎng)和學(xué)術(shù)型碩士研究生培養(yǎng)從針對復(fù)雜系統(tǒng)控制理論、計算機控制系統(tǒng)、智能控制理論,利用各種數(shù)學(xué)工具描述系統(tǒng)的動靜態(tài)特性,以建模、預(yù)測、優(yōu)化決策及控制為主要研究內(nèi)容,轉(zhuǎn)變?yōu)閷⒗碚撋系难芯砍晒c計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代檢測技術(shù)相結(jié)合,研究內(nèi)容涵蓋從基礎(chǔ)理論到工程設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)等多個層次,應(yīng)用遍及工業(yè)生產(chǎn)過程、航空航天系統(tǒng)、社會經(jīng)濟系統(tǒng)等領(lǐng)域。
3.學(xué)位論文的比較
與學(xué)術(shù)型碩士研究生培養(yǎng)相比,應(yīng)用型碩士研究生學(xué)位論文要求的轉(zhuǎn)變主要體現(xiàn)在對碩士研究生基礎(chǔ)理論知識和科學(xué)研究能力的要求方面,其具體要求從偏重學(xué)術(shù)理論研究轉(zhuǎn)向偏重實際應(yīng)用。應(yīng)用型碩士研究生課題研究時間不少于1年,論文不少于2萬字,學(xué)位論文選題要求來源于應(yīng)用課題或現(xiàn)實問題,必須有明確的職業(yè)背景和應(yīng)用價值。學(xué)位論文要求學(xué)生能夠獨立完成一個完整并具有一定難度的應(yīng)用型研究、工程設(shè)計或技術(shù)開發(fā),重點培養(yǎng)學(xué)生獨立承擔(dān)專門技術(shù)工作的能力,注重培養(yǎng)學(xué)生從具體案例和工程實踐分析中提煉理論的能力,注重提高學(xué)生的工程設(shè)計和管理實踐能力,重點考核學(xué)生分析與解決實際問題的能力,為其將來從事技術(shù)應(yīng)用型工作打下良好的基礎(chǔ)。
二、開展研究生分類培養(yǎng)改革的思考
第一,如何合理有效地配備兩種研究生分類培養(yǎng)的師資力量,新的課程體系是否適合實際應(yīng)用的需要,兩種培養(yǎng)模式下學(xué)生身份轉(zhuǎn)換的途徑與方法等,有待進一步探索。
第二,需要思考兩種培養(yǎng)模式在實施過程中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及如何建立科學(xué)的質(zhì)量保證體系。
第三,如何積極與相關(guān)企業(yè)進行溝通和合作,盡快建立學(xué)科覆蓋面寬的企業(yè)基地,并聘請企業(yè)專家為合作導(dǎo)師。同時,學(xué)校、企業(yè)、研究生之間的權(quán)、責(zé)、利如何界定并逐漸規(guī)范的問題也需要思考。
第四,在研究生分類培養(yǎng)過程中,是培養(yǎng)學(xué)術(shù)型研究生還是應(yīng)用型研究生首先取決于導(dǎo)師所從事的研究方向。因此,怎樣盡快完善導(dǎo)師評價體系,使其更加科學(xué)化和合理化,也是一個亟待探索解決的問題。
第五,學(xué)院原始創(chuàng)新較少很大程度上是由基礎(chǔ)研究或應(yīng)用基礎(chǔ)研究不足造成的,因此學(xué)術(shù)型人才的培養(yǎng)在學(xué)院仍占有十分重要的地位。如何控制不同類型研究生的培養(yǎng)比例,尤其是避免過度強調(diào)應(yīng)用型研究生培養(yǎng)而忽視學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng),值得思考。另外,怎樣穩(wěn)步適度地推進分類培養(yǎng)的進程,也是擺在我們面前的難題。
研究生教育改革勢在必行,這是我國現(xiàn)代化建設(shè)以及科學(xué)發(fā)展觀對高等教育提高質(zhì)量的要求。研究生分類培養(yǎng)是深化研究生教育機制改革的重要步驟,對于優(yōu)化研究生培養(yǎng)模式、完善研究生培養(yǎng)體系具有重要意義。新的教育形勢下必須充分認(rèn)識到這項工作的重要性和長期性,大力推進碩士研究生分類培養(yǎng)模式改革,在實踐中切實完善碩士研究生分類培養(yǎng)的改革方案和措施。
參考文獻:
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篇6
1.專業(yè)任意性選修課的地位
以黑龍江大學(xué)為例,黑龍江大學(xué)機電工程學(xué)院采用學(xué)分制,畢業(yè)要求總分修滿167學(xué)分。課程平臺包括最低修讀4分的通識教育平臺和最低修讀118學(xué)分的專業(yè)教育平臺。其中,專業(yè)教育平臺共有3個類別:學(xué)科與專業(yè)必修課程(67分),專業(yè)指導(dǎo)性選修課程(25分),專業(yè)任意性選修課程(26分)??梢?,專業(yè)任意性選修課所占總學(xué)分的15.6%。專業(yè)任意性選修課共分為兩個方向:電氣控制方向和電力系統(tǒng)方向。每個方向設(shè)置課程15門課,總學(xué)分37.5學(xué)分。學(xué)生根據(jù)個人興趣選修至少26學(xué)分。其中每個方向的三門課選課率達100%,學(xué)分3.5學(xué)分,是專業(yè)任意性選修課中的“必修課”,考試方式為試卷考試。其余12門課考試方式為考查,學(xué)分在1~2.5學(xué)分之間。專業(yè)任意性選修課9門課安排在大三下學(xué)期(含三門選修中的“必修課”),6門課安排在大四上學(xué)期,畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課所占比例為40%。畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課所占考查考試課中的比例達50%。因此專業(yè)任意性選修課是提高教學(xué)質(zhì)量的重要組成部分之一。
二、專業(yè)任意選修課教學(xué)存在的問題
專業(yè)任意性選修課在工作實踐中發(fā)現(xiàn)教學(xué)主要存在以下幾個問題:第一,學(xué)生出勤率低。[1,2]以黑龍江大學(xué)電氣工程專業(yè)為例,畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課選課積極,但學(xué)生參與課堂的出勤率低下,2007級和2008級“發(fā)電廠變電站二次回路”選課達86人和88人,均超過學(xué)年總?cè)藬?shù)的80%,然而實際到課人數(shù)僅為選課人數(shù)的40%。第二,學(xué)生考試應(yīng)付老師,學(xué)術(shù)報告敷衍了事。由于專業(yè)任意性選修課考核方式為考查,通常以提交學(xué)術(shù)報告作為考試形式,因此存在大量網(wǎng)上下載拼湊,甚至全篇照抄現(xiàn)象。由此可見,學(xué)生對專業(yè)任意性選修課的重視程度不夠,尤其是畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課成了“醬油課”,課程變得可由可無,混學(xué)分現(xiàn)象嚴(yán)重,與教學(xué)目標(biāo)初衷相違背。
三、提高專業(yè)任意性選修課教學(xué)質(zhì)量的應(yīng)對政策
1.明確學(xué)好專業(yè)任意性選修課的重要性高校專業(yè)任意性選修課混學(xué)分現(xiàn)象屢見不鮮,其根本原因在于上至老師,下至學(xué)生,對專業(yè)任意性選修課的重視程度均不夠,明確與加強對專業(yè)任意性選修課的重要性的宣傳是有必要的。首先,在新生入學(xué)學(xué)習(xí)的“電氣工程導(dǎo)論”課程中,教師在介紹課程體系時應(yīng)強調(diào)專業(yè)任意性選修課的重要性。黑龍江大學(xué)機電工程學(xué)院(以下簡稱“我院”)實行學(xué)業(yè)導(dǎo)師制,學(xué)業(yè)導(dǎo)師有責(zé)任和義務(wù)向低年級學(xué)生灌輸專業(yè)任意性選修課程的重要性。其次,學(xué)生專業(yè)任意性選修課和必修課強調(diào)不應(yīng)區(qū)別化對待。由于必修課和專業(yè)任意性選修課考核要求不同,考試課程需要投入大量的時間和精力,而考查課因考試輕松,通常以提交報告為主;授課安排在大三下和大四上學(xué)期,因此高年級學(xué)生對教師所教課程的難易程度、考核形式、口碑均有更詳細(xì)的了解,甚至在網(wǎng)上或?qū)W校論壇里出現(xiàn)了高年級學(xué)生寫的選修課“攻略”。再次,提高學(xué)院教學(xué)管理水平和教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生出勤率低和區(qū)別化對待專業(yè)任意性選修課削減了教師的教學(xué)熱情,由此形成惡性循環(huán)。此外,專業(yè)任意性選修課的設(shè)置更具有時代性,隨著科技的發(fā)展,教學(xué)大綱的調(diào)整,新增加與時俱進的課程。如我院新增課程“新能源發(fā)電”,而這類新課程老教師不愿意講授,擔(dān)當(dāng)新課程的就只有年輕教師,而年輕教師教學(xué)經(jīng)驗欠缺,也是對專業(yè)任意性選修課的不利因素。因此學(xué)院應(yīng)積極動員經(jīng)驗豐富的教師參與專業(yè)任意性選修課的講授,加強對青年教師的培訓(xùn),提高教學(xué)質(zhì)量。
2.提高專業(yè)任意性選修課的出勤率與學(xué)習(xí)興趣
出勤率是學(xué)生參與課堂最重要的表現(xiàn)形式之一。通過以下三種方法提高專業(yè)任意性選修課的出勤率,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。第一,合理優(yōu)化專業(yè)任意性選修課課時安排。筆者在“發(fā)電廠變電站二次回路”畢業(yè)班教學(xué)中發(fā)現(xiàn),大四學(xué)生第一節(jié)課到課人數(shù)最多,9~10月最少,11月人數(shù)又增多,12月考試。究其原因,9~10月學(xué)生以找工作為主,11月份多數(shù)已和用人單位簽約后才重返課堂。教學(xué)安排可根據(jù)每年應(yīng)聘高峰實時調(diào)整,有利于增加學(xué)生的專業(yè)任意性選修課出勤率。第二,師生角色對調(diào),強化學(xué)生課堂參與度。在老師的指導(dǎo)下,大四畢業(yè)班專業(yè)任意性選修課學(xué)生分組,每節(jié)課由一組學(xué)生完成課堂講授的部分內(nèi)容,增加學(xué)生參與度。此外,學(xué)生遇到感興趣的用人單位,可與同學(xué)協(xié)調(diào)互換分組,可解決部分課堂學(xué)習(xí)與找工作的沖突。第三,應(yīng)用型工科專業(yè)的教師,在教學(xué)科研經(jīng)費允許的條件下,建立獎勵機制有利于激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,增加榮譽感和認(rèn)同感。
3.專業(yè)任意性選修課的考核形式應(yīng)為多樣化我院專業(yè)任意性選修課15門課程中有12門是考查考核??疾榭己朔绞揭蕴峤粚W(xué)術(shù)報告為主。以下幾種教學(xué)嘗試有利于豐富考核模式和提高教學(xué)質(zhì)量:第一,考核學(xué)術(shù)論文題目應(yīng)具體化,代替寬泛教學(xué)專業(yè)涉及領(lǐng)域,可有效減少學(xué)生網(wǎng)上下載論文,敷衍了事發(fā)生的概率。第二,應(yīng)用型專業(yè)課程以工程案例分析,仿真設(shè)計等形式代替學(xué)術(shù)論文實現(xiàn)教學(xué)課程考核。例如,“機電傳動控制”課程可以用Matlab完成電機的控制系統(tǒng)仿真,以仿真程序結(jié)果作為該門課程的考核,獲得學(xué)分。這種考核形式可培養(yǎng)學(xué)生廣泛的專業(yè)興趣與實際動手和分析的能力,有利于學(xué)以致用,提高專業(yè)技能。第三,課堂學(xué)生參與度納入考核范圍,適時增加學(xué)生課堂參與度所占考試成績的比重。
4.巧用畢業(yè)設(shè)計與大四專業(yè)任意性選修課的關(guān)系學(xué)好專業(yè)任意性選修課可能有利于畢業(yè)設(shè)計和考研群體。第一,專業(yè)任意性選修課對畢業(yè)設(shè)計有促進作用。專業(yè)任意性選修課內(nèi)容廣泛,立題多樣化,教學(xué)大綱靈活,教學(xué)條框少,可隨時根據(jù)學(xué)生掌握情況調(diào)整。隨著專業(yè)任意性選修課以學(xué)術(shù)報告、仿真設(shè)計、工程案例的形式完成考核,有助于對學(xué)生專業(yè)興趣的點撥。如果專業(yè)任意性選修課考核內(nèi)容做得好,可以作為畢業(yè)設(shè)計的一部分。大四選修課的老師和學(xué)生,可通過專業(yè)任意性選修課互相挖掘畢業(yè)設(shè)計的題目,可見專業(yè)任意性選修課對畢業(yè)設(shè)計具有促進作用。第二,專業(yè)任意性選修課有利于考研群體更好地完成畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計從每年的11月至次年5月。11月至1月,學(xué)生往往集中全力應(yīng)對考研考試,畢業(yè)設(shè)計放緩。而專業(yè)任意性選修課授課周期是8月至11月份,如果專業(yè)任意性選修課考核報告內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計選題相對應(yīng),考研學(xué)生在相對不忙的8~11月內(nèi)上專業(yè)任意性選修課即可完成畢業(yè)設(shè)計的部分內(nèi)容,這有利于考研群體既保證了充足的復(fù)習(xí)時間,又不耽誤畢業(yè)設(shè)計。
四、結(jié)論
篇7
關(guān)鍵詞:電氣工程;自動化技術(shù);應(yīng)用
中圖分類號:F407.6 文獻標(biāo)識碼:A
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,人們對電力的需求越來越大。在電力行業(yè)中,電氣工程自動化技術(shù)的重要性越來越顯現(xiàn)出來。電氣自動化技術(shù)是保障供電質(zhì)量和電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行的重要保證,能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進行就地或遠(yuǎn)程的自動管理、監(jiān)視、調(diào)節(jié)、控制。
一、電力系統(tǒng)中的自動化技術(shù)
1、電網(wǎng)調(diào)度自動化
電網(wǎng)調(diào)度自動化主要組成部分,由電網(wǎng)調(diào)度控制中心的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、工作站、服務(wù)器、大屏幕顯示器、打印設(shè)備等,其主要是通過電力系統(tǒng)專用廣域網(wǎng)連結(jié)的,下級電網(wǎng)調(diào)度控制中心、調(diào)度范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站終端設(shè)備(如測量控制等裝置)等構(gòu)成。電網(wǎng)調(diào)度自動化的主要功能是:電力生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控電網(wǎng)運行安全分析、電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、電力負(fù)荷預(yù)測、自動發(fā)電控制(省級電網(wǎng)以上)、自動經(jīng)濟調(diào)度(省級電網(wǎng)以上)并適應(yīng)電力市場運營的需求等。
2、變電站自動化
自動化技術(shù)應(yīng)用于變電站的主要目的是確保變電站的運營安全,提高變電站工作效率,加強對變電站的監(jiān)控,逐步取代掉人工監(jiān)視和人工操作,它是建立在變電站自動控制技術(shù)和變電站應(yīng)用信息處理、傳輸技術(shù)基礎(chǔ)之上的。它能夠?qū)τ谧冸娬緝?nèi)運行的各種電氣設(shè)備進行全方位、24 小時實時監(jiān)視。特點有:實現(xiàn)記錄統(tǒng)計與運行管理的自動化,將電力信號電纜盡量以光纖或者計算機電纜來進行替代,實現(xiàn)操作監(jiān)視的計算機屏幕化,將常規(guī)的電磁式裝置用全微機化設(shè)備進行代替。變電站的自動化技術(shù)是電網(wǎng)調(diào)度自動化的重要組成部分,不單單可以滿足變電站的運行,而且還是電力現(xiàn)代化生產(chǎn)的不可或缺的部分。
3、發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)(簡稱DCS)
發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)絕大多數(shù)都是采用分層分布結(jié)構(gòu),由高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)(以太網(wǎng))、運行人員工作站(OS)、過程控制單元(PCU)、工程師工作站(ES)等部分組成,過程控制單元(PCU)是其中最為重要的部分,可接受現(xiàn)場變送器、脈沖量、開關(guān)量、電氣量、熱電偶、熱電阻等信號,可直接應(yīng)用于生產(chǎn)過程,它是由能可冗余配置的主控模件(MCU)和智能I/O 模件構(gòu)成,在運算處理之后可實現(xiàn)生產(chǎn)過程的聯(lián)鎖監(jiān)測、聯(lián)鎖控制、聯(lián)鎖保護等。運行人員工作站(OS)和工程師工作站(ES)能夠提供了人機接口,同時為電氣設(shè)備維修工程師提供系統(tǒng)診斷、系統(tǒng)維護、系統(tǒng)組態(tài)設(shè)置等手段。數(shù)據(jù)的采集、處理、監(jiān)控都采用微型計算機來完成,機組的監(jiān)控水平得到了大幅度的提升,也提高了人機交互界面;無論是進口的機組,還是國產(chǎn)的大型機組,基本都安裝了協(xié)調(diào)控制系統(tǒng);在很多電廠的自動裝置設(shè)備都是采用數(shù)字化儀表來進行顯示控制,而不再是過去那種傳統(tǒng)的機械式儀表,這些措施都將我國的電廠熱工自動化技術(shù)推向到了一個新的高度。
4、配電自動化
配電自動化與調(diào)度自動化相比,規(guī)模要小的多。配電自動化目標(biāo)在于實現(xiàn)電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行、減輕運行人員的勞動強度、為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)、提高供電的可靠性、改進電能質(zhì)量等,是一項綜合信息管理系統(tǒng),集合了設(shè)備管理技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)等為一體。
配電自動化在美國、英國、加拿大等一些發(fā)達國家已有了多年的運行經(jīng)驗,并且有向縱深性發(fā)展的趨勢,如人工智能、光纖通信、大規(guī)模地形顯示等。目前我國的配電自動化技術(shù)主要使用了配電管理+ 集中監(jiān)控模式的配電自動化、集中監(jiān)控模式的配電自動化、就地控制的饋線自動化模式,且使用了分布式總體結(jié)構(gòu),通過網(wǎng)絡(luò)將子站和主站聯(lián)在一起,形成統(tǒng)一的配電自動化系統(tǒng)。
二、電力系統(tǒng)自動化依賴lT 技術(shù)發(fā)展的重要技術(shù)
1、電力一次設(shè)備智能化
通常情況下,電力一次設(shè)備與二次設(shè)備的安裝地點相隔幾十米甚至幾百米遠(yuǎn),相互間由大電流控制電纜與強信號電力電纜連接。與之不同的是,電力一次設(shè)備智能化在設(shè)計一次設(shè)備結(jié)構(gòu)時,將常規(guī)的二次設(shè)備部分或者全部功能直接實現(xiàn),節(jié)省大量控制電纜和電力信號電纜,常常簡稱做一次設(shè)備自帶保護與測量功能。例如目前常見的“智能化開關(guān)柜”、“智能化箱式變電站”等。
電力一次設(shè)備智能化主要問題是電子部件經(jīng)常受到現(xiàn)場大電流開斷而引起的高強度電磁場干擾,關(guān)鍵技術(shù)是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)問題。
2、電力一次設(shè)備的在線檢測
對例如汽輪機、發(fā)電機、開關(guān)、斷路器、變壓器等電力一次設(shè)備的重要運行參數(shù)實行不間斷的實時監(jiān)測,不但能夠監(jiān)視設(shè)備在線運行狀態(tài),還可以分析相關(guān)重要參數(shù)的變化趨勢,判斷是否存在發(fā)生故障的可能性,進而延長設(shè)備的保養(yǎng)周期,提高其利用率,也為該電力設(shè)備從定期檢修向狀態(tài)檢修過度提供了充足的保障。
3、光電式電力互感器
按照一定的比例關(guān)系把輸電線上的大電流數(shù)值和高電壓降低到標(biāo)準(zhǔn)值是電力互感器的重要作用。但其缺點也不容忽視,即:電壓等級越高,絕緣難度越大,且設(shè)備的質(zhì)量和體積也越大;互感器輸出的信號不能與微機化計量及保護設(shè)備直接接口;其信號的動態(tài)范圍較小,電流互感器達到飽和狀態(tài)甚至引起信號畸變的幾率越大。與此同時,新研制的光電式電力互感器也存在不少技術(shù)難題,其輸出的信號有限,電磁絕緣、兼容、耐環(huán)境程度以及電子電路的供電電源等是其面臨的主要技術(shù)難題,也是光電式電力互感器的未來主攻方向。
4、適應(yīng)光電互感器技術(shù)的新型繼電保護及測控裝置
電力系統(tǒng)采用光電互感器技術(shù)后,與之相關(guān)的二次設(shè)備,如測控設(shè)備,繼電保護等裝置的結(jié)構(gòu)與內(nèi)部功能將發(fā)生很大的變化。首先省去了裝置內(nèi)部的隔離互感器、A/D 轉(zhuǎn)換電路及部分信號處理電路,從而提高了裝置的響應(yīng)速度。但需要解決的重要關(guān)鍵技術(shù)是為滿足數(shù)值計算需要對相關(guān)的來自不同互感器的數(shù)據(jù)如何實現(xiàn)同步采樣,其次是高效快速的數(shù)據(jù)交換通信協(xié)議的設(shè)計。
三、加強電氣工程自動化系統(tǒng)的人性化設(shè)計
1、文化因素
我們在對電氣工程自動化系統(tǒng)進行設(shè)計時,應(yīng)該表現(xiàn)出與技術(shù)進步和時代精神的與日俱進,滿足電廠的功能需求,符合電廠的企業(yè)文化特征。
2、美學(xué)因素
在進行電氣工程自動化系統(tǒng)設(shè)計的時候,應(yīng)該基于人性化設(shè)計的角度來進行研究考慮,對人的觸覺、聽覺、視覺等審美情趣進行充分的考慮。
3、人機工程學(xué)因素
應(yīng)該采用多學(xué)科的方法,如心理學(xué)、生理學(xué)、人體力學(xué)、人體測量學(xué)等來提供人體機能特征參數(shù),研究人體特征和結(jié)構(gòu),為電氣工程自動化的設(shè)計提供人性化的要求。
4、環(huán)境因素
對光照、音響、濕度、溫度及其他物理因素采用人性化設(shè)計的理念來進行分析,讓人具有舒適感和安全感。
5、可靠性因素
人們接受及信賴的基本條件就是電氣工程自動化系統(tǒng)的可靠性。高可靠性的電氣工程自動化系統(tǒng),重點是要體現(xiàn)出系統(tǒng)對人性的關(guān)懷,增加對于人的安全的考慮,其次才是考慮電氣工程自動化系統(tǒng)的使用壽命、可用率系統(tǒng)性能。
篇8
關(guān)鍵詞:電磁場;考核方式;教學(xué)改革
作者簡介:王仲奕(1956-),女,山東煙臺人,西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院,教授;應(yīng)柏青(1964-),女,浙江仙居人,西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院,高級工程師。(陜西 西安 710049)
基金項目:本文系2012年西安交通大學(xué)本科教學(xué)改革研究項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)20-0050-02
大學(xué)的教育目標(biāo)是為社會培養(yǎng)合格和有用的人才??荚嚨哪康氖菣z查學(xué)生是否掌握基本理論,以及對理論的靈活應(yīng)用。因此,考試的內(nèi)容和方式一直是教學(xué)改革中長期研究和探討的課題。
西安交通大學(xué)“電磁場”課程考試多年來一直采用閉卷式書面考試的方式。以計算題為主,題目注重突出基本概念、基本理論的考查,所有班級采用統(tǒng)一試卷。這種考核方式的弊端是:一是使得學(xué)生往往死記硬背,不注重對知識的理解和應(yīng)用,缺乏對學(xué)生靈活應(yīng)用知識和解決實際問題能力的培養(yǎng)和考核。二是試題答案唯一,只有對、錯的區(qū)分,缺乏創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和考核。三是注重個體行為,缺乏在學(xué)習(xí)和研究過程中團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)和考核。顯然,這種傳統(tǒng)的、單一的考核方式已不再適應(yīng)新時期人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
為了彌補電磁場傳統(tǒng)考核方式的弊端,在電氣工程專業(yè)2005-2010級“電磁場與波課程’中,開展了6年考試方式和評分方法的改革與實踐探索活動,取得了預(yù)期的效果,得到學(xué)生的歡迎和肯定。
一、“電磁場”課程考核方式改革的設(shè)想
“電磁場”是一門理論性和應(yīng)用性很強的課程,在專業(yè)口徑拓寬,教學(xué)學(xué)時大幅度壓縮情況下,課堂教學(xué)中一直面臨如何同時兼顧基礎(chǔ)理論的建立和理論與工程實際密切聯(lián)系的問題,課程考核中一直面臨的問題是:如何不僅突出基礎(chǔ)理論的掌握,又強調(diào)理論與工程實際應(yīng)用的結(jié)合;不僅突出邏輯思維的準(zhǔn)確,又培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新意識;不僅體現(xiàn)個人能力,而且強調(diào)學(xué)習(xí)和研究過程中的團隊精神等。針對這些問題,通過反復(fù)討論和研究,提出了電磁場課程考核方式改革的設(shè)想:
第一,在原有的考試方法的基礎(chǔ)上采取增設(shè)寫小論文和答辯式考試方式。要求以4~5人自由組成小組完成論文。采用科技論文格式,論文內(nèi)容需將電磁場理論與電氣工程實際問題相結(jié)合,闡述原理,發(fā)表見解,提出設(shè)想。
第二,學(xué)生總評成績包括試卷成績(滿分100分)占60%~65%,平時作業(yè)成績占10%,實驗成績占10%,論文成績占15%~20%四部分。
第三,論文成績的評定包括提交的書面和電子版論文以及PPT的質(zhì)量、答辯中的表現(xiàn),創(chuàng)新思想、小組協(xié)作情況、提問和質(zhì)疑其他組的答辯、回答同學(xué)提出的問題等。為了鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維,對論文答辯考核過程中開展調(diào)研、進行數(shù)值仿真分析、設(shè)計實驗研究的優(yōu)秀小組再給予1~5分的附加分。
二、具體實施方法
第一,在第一堂課,將課程要求和考核方式通報給學(xué)生,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中注意理論的掌握和自己感興趣的工程問題,同時考慮論文答辯小組的組建。
第二,在理論課的講述過程中,盡可能引入電氣工程中的實際問題,如高壓設(shè)備中的絕緣設(shè)計問題,分布電容對暫態(tài)過電壓電場的影響問題,電氣設(shè)備的電磁干擾和電磁屏蔽問題,繼電保護設(shè)備中的電磁力,接地網(wǎng)的設(shè)計和作用等等,讓學(xué)生體會電磁場理論在電氣工程各個領(lǐng)域的應(yīng)用,也對學(xué)生論文答辯考核選題起了引導(dǎo)作用。
第三,在課程結(jié)束前兩周,要求確定和上交小組名單和選題。在隨后的兩周內(nèi),對學(xué)生在選題和準(zhǔn)備過程中遇到的理論、計算機程序仿真、數(shù)據(jù)論證、實驗驗證、制作ppt等方面問題安排助教和實驗室教師給予解答和指導(dǎo)。
第四,課程結(jié)束后的第二周,以班級為單位,進行小組論文答辯。每組半小時,自述20分鐘,要求小組成員每人講述論文中的一部分,教師或同學(xué)提問10分鐘。最后教師給予總結(jié)和講評。
三、考核方式改革的實踐效果和特色
電磁場課程考核引入論文及答辯環(huán)節(jié)已在電氣專業(yè)六個年級實施,取得了良好的效果。學(xué)生們積極踴躍地組建小組,合作完成論文,在查閱文獻、組織歸納信息、與同學(xué)交流、提出見解、準(zhǔn)確表述、參與和討論等能力培養(yǎng)方面達到了預(yù)想的目標(biāo)。主要特色有:
1.題目涉及面廣泛,擴展知識面,彌補了課堂工程教學(xué)的不足
課程考核引入論文的方式彌補了課堂工程教學(xué)不足的現(xiàn)象。學(xué)生根據(jù)自己的興趣、愛好和對理論的理解進行選題,撰寫的小論文題目涉及面廣泛,不僅有電力系統(tǒng)中的問題,如“雷電的預(yù)防和利用”、“電力電纜的電磁輻射和防護問題”、“高壓輸電”、“變壓器中的渦流損耗”、“集膚效應(yīng)問題和分裂導(dǎo)線的應(yīng)用”、“真空斷路器的永磁機構(gòu)原理”、“磁懸浮列車的運行原理”等等,也有軍事問題,如“隱形和反隱形問題”、“未來戰(zhàn)爭利器電磁炮”等,還有日常工作和生活中的問題,如“計算機和手機的電磁輻射和屏蔽問題”、微波爐、靜電除塵、水的凈化、加熱器中的電磁問題等等。通過論文答辯環(huán)節(jié),相當(dāng)于開展了電磁場工程應(yīng)用的系列講座,不僅拓寬了學(xué)生的知識面,教師也從中受益匪淺,不僅使大家了解電磁場理論的工程應(yīng)用,而且體會到學(xué)科交叉滲透、專業(yè)界限淡化的實際現(xiàn)象。
2.培養(yǎng)了學(xué)生多方面的能力和良好素質(zhì)
在寫小論文和答辯過程中,學(xué)生積極性高,認(rèn)真討論和準(zhǔn)備,達到了培養(yǎng)學(xué)生多方面能力和良好素質(zhì)的目標(biāo),主要體現(xiàn)在以下幾方面:
(1)掌握各種學(xué)習(xí)方法,提高了自我學(xué)習(xí)的能力。在論文書寫過程中,從題目的選擇到內(nèi)容的擬定,包括原理說明、數(shù)據(jù)論證,存在問題和發(fā)展方向的論述等等,不能僅沿用課堂學(xué)習(xí)的方法,必須通過查閱文獻、調(diào)查研究、總結(jié)歸納的方式來完成。學(xué)生從中不僅學(xué)會利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí),而且有些小組為了得到所需的數(shù)據(jù)走訪學(xué)生宿舍、實驗室、研究所進行實地調(diào)研和問卷調(diào)查。有些小組自學(xué)電磁分析軟件,開展了仿真分析和理論求解的對比研究,例如通過對高壓輸電線路周圍電磁場的仿真,不僅了解了架空線路的高度、排布方式、導(dǎo)線分裂數(shù)對電場的影響,而且體會了電磁場數(shù)值分析中工程實際問題的簡化過程和方法。以上活動使學(xué)生掌握了各種學(xué)習(xí)方法,了解了各種接受最新學(xué)術(shù)成果的途徑,提高了自我學(xué)習(xí)的能力。
(2)提高了理論聯(lián)系實際,綜合分析解決問題的能力。論文中要求論述所涉及問題中的相關(guān)電磁場理論和實際應(yīng)用原理,并在答辯中向全體同學(xué)簡明清晰地表述和回答同學(xué)們的質(zhì)疑,促使學(xué)生不能只停留在對理論的表面理解和對公式的死記硬背,必須對理論知識和工程問題深入理解,因而提高了學(xué)生對知識的理解和消化、理論聯(lián)系實際、綜合分析解決問題的能力。例如有個小組在研究電磁炮原理問題時,先應(yīng)用課堂講授的理論方法計算了載流線圈磁場大小,進而獲得了磁場對另一線圈或?qū)w的推動力,然后在實驗室自行繞制線圈進行試驗,發(fā)現(xiàn)受力物體的運動速度和距離不僅和載流線圈的形狀、匝數(shù)、半徑有關(guān),而且和激勵電源的變化、受力物結(jié)構(gòu)和材料類型等有關(guān),這組同學(xué)經(jīng)過失敗、總結(jié)、改進的過程,根據(jù)實驗現(xiàn)象,制作了各種線圈和受力物,施加不同的電源,將實驗過程拍成視頻,結(jié)合視頻把自己的體會講述給大家。
(3)提高了善于聯(lián)想、批判思維的創(chuàng)新能力。論文中要求學(xué)生指出所論述的項目存在的問題,并發(fā)表自己的意見和建議,促使學(xué)生不能片面看問題,認(rèn)識到任何事物和解決問題的方法都有優(yōu)勢和弊端兩個方面,從而提高了學(xué)生從各種角度綜合觀察問題的能力,培養(yǎng)了全面、科學(xué)思考問題的良好素質(zhì)。
論文中要求學(xué)生對所論述的項目提出需要進一步開展的工作、設(shè)想等,促使學(xué)生積極思考、大膽聯(lián)想,提高了學(xué)生勇于提出新見解的創(chuàng)新意識。
論文涉及問題的答案可能是不唯一的,通過在答辯過程中鼓勵學(xué)生參與討論、提問、質(zhì)疑,加上教師適當(dāng)點評等形式,促使學(xué)生獨立思考、積極參與,批判思維,使學(xué)生意識到科學(xué)研究工作中相互交流思想,不盲從他人的重要性,培養(yǎng)了學(xué)生獨創(chuàng)思辨的能力和為解決問題而尋求新的辦法的能力。
(4)提高了組織、協(xié)調(diào)、合作的能力。通過以小組形式合作完成論文以及要求每人講述論文中的一部分,打破了過去獨自學(xué)習(xí)的現(xiàn)象,使學(xué)生意識到自己的努力和表現(xiàn)關(guān)系到小組的成績,因而有利于培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識(不僅對自己,而且對同學(xué)、小組負(fù)責(zé)),同時使學(xué)生意識到僅靠個人的能力也不能取得好的成績,必須小組全體成員齊心協(xié)力,培養(yǎng)了學(xué)生誠信待人,與人友好相處,合作學(xué)習(xí),互相幫助,和諧共事的意識,明白科學(xué)研究中的團隊精神和團隊作用的重要性。
(5)培養(yǎng)克服困難、承受壓力的能力。撰寫科技論文、查閱文獻,組織歸納信息,與同學(xué)交流,提出見解,在同學(xué)面前準(zhǔn)確表述等環(huán)節(jié)對大學(xué)二年級學(xué)生來說屬于首次經(jīng)歷,加之只有兩周的短暫時間,其中會遇到各種困難,因而也培養(yǎng)了學(xué)生克服困難、承受壓力的能力。
四、學(xué)生對電磁場新考核方式的反映
為了了解電磁場新的考核方式的可行性,在學(xué)生中進行了無記名問卷調(diào)查,學(xué)生給予的反饋信息中說:
“我們組覺得這樣一個活動還是挺有意思的,一開始感覺難以下手,但通過小組成員翻查資料,篩選有用的信息,相互討論和交流,最后還是把它完成了……接觸了一些比較前沿的科學(xué)知識,這些東西要比課堂上講的知識新鮮的多……盡量去理解一些看似比較深厚的論文……最后還是把它理解了,鍛煉了獨立思考問題的能力……建議以后可以多舉行這樣的活動?!?/p>
“我們組認(rèn)為本活動很不錯,為學(xué)生提供了一次鍛煉自己的良好機會,同時在其中學(xué)到不少東西,覺得很有意義,很支持這個活動……對電磁場知識有了更深的認(rèn)識,對電磁場課程的學(xué)習(xí)也有了更多了解。答辯時聆聽其他組的講解,擴展了視野,增長了見識……提高了提出問題,解決問題的能力……”
“該項活動幫助大家更好地將所學(xué)理論與實際聯(lián)系起來,加深對所學(xué)內(nèi)容的理解,鍛煉了同學(xué)們查找資料的能力,同時培養(yǎng)了大家團體合作交流的能力,通過查找相關(guān)資料,使同學(xué)們對電氣工程領(lǐng)域的前沿科技有更多了解,激發(fā)了大家的學(xué)習(xí)興趣……由于條件限制,使同學(xué)們的研究僅限于對文獻資料的理解,缺少自己動手實驗的機會,若能夠增加同學(xué)們親自動手實驗的機會會更好。”
“電磁場課程增設(shè)論文環(huán)節(jié)是對新型教育形式的一種開放式的積極探索,該環(huán)節(jié)使我們在提高電磁理論水平的同時也深刻認(rèn)識到電磁場理論的工程背景和應(yīng)用,很好地在理論與工程實踐間架起了一道橋梁。所以希望這種教學(xué)方式能夠在今后的教學(xué)工作中繼續(xù)貫徹和實施,并可以鼓勵學(xué)生多關(guān)注電磁理論最新應(yīng)用成果,在論文中更多地展現(xiàn)所選工程主題的前沿動態(tài),提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主研究的能力,提倡學(xué)生利用已有的理論知識展開積極的設(shè)想?!?/p>
五、結(jié)論
篇9
關(guān)鍵詞:少數(shù)民族大學(xué)生;教學(xué)方法;鍋爐原理
作者簡介:魏博(1985-),男,新疆阿克蘇人,新疆大學(xué)電氣工程學(xué)院,講師;胡申華(1972-),男,湖南慈利人,新疆大學(xué)電氣工程學(xué)院,教授。(新疆 烏魯木齊 830000)
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0092-02
少數(shù)民族大學(xué)生教育是我國高等教育的重要組成部分,是提高少數(shù)民族地區(qū)科學(xué)文化水平,加快我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的一條重要途徑。[1]新疆是一個多民族地區(qū),民族地區(qū)科技展的關(guān)鍵之一是民族科技隊伍的壯大。[2]當(dāng)前,新疆作為我國最主要的能源基地,煤炭儲量超過全國儲量40%以上,在未來很長一段時間內(nèi),將為我國電力事業(yè)的發(fā)展提供強大的能源基礎(chǔ)。[3]大量的電力企業(yè)進駐新疆,對熱能與動力工程專業(yè)學(xué)生的需求日益擴大,對該專業(yè)學(xué)生的專業(yè)知識素養(yǎng)要求也逐漸提高?!板仩t原理”是熱能與動力工程專業(yè)最主要的專業(yè)課之一,[4]如何使少數(shù)民族學(xué)生較好地掌握該門課程,是新疆熱能與動力工程專業(yè)任課教師的一個新的挑戰(zhàn)。本文結(jié)合新疆大學(xué)(以下簡稱“我校”)給少數(shù)民族學(xué)生講授“鍋爐原理”課程所積累的一些經(jīng)驗,針對該課程的教學(xué)進行一些探討和研究。
一、新疆少數(shù)民族大學(xué)生特點
1.漢語言水平低
目前熱能與動力工程專業(yè)課教育采用漢語授課方式,由于部分來自經(jīng)濟發(fā)展落后地區(qū)的少數(shù)民族學(xué)生基本或僅僅只懂一點漢語。這些少數(shù)民族大學(xué)生入學(xué)后僅接受過一年時間的漢語教學(xué),使其中部分少數(shù)民族學(xué)生未能達到接受專業(yè)教學(xué)的一般漢語水平,對專業(yè)教學(xué)帶來了很大的困難。[5]
2.基礎(chǔ)知識相對較差
由于新疆地域廣闊,偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展落后,師資力量及水平嚴(yán)重不足,導(dǎo)致學(xué)生在中學(xué)階段學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不足,尤其是熱能與動力工程專業(yè)教學(xué)需要強大的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ),與學(xué)生現(xiàn)有知識之間差距產(chǎn)生了很大的矛盾。[6]為解決該問題帶來的困難,加大了“鍋爐原理”課程總課時量,以期通過對基本知識的重復(fù),使學(xué)生能夠更好地掌握知識。但大量的課程教學(xué)(比同級漢族班多15%)也給民族學(xué)生帶來了很大的學(xué)習(xí)壓力。
3.學(xué)習(xí)以簡單記憶為主
由于“鍋爐原理”課程需要使學(xué)生靈活運用所學(xué)知識,并用于解決電站鍋爐運行、檢修時的實際問題。但少數(shù)民族學(xué)生由于漢語水平不高,漢語理解能力有限,學(xué)習(xí)主要以簡單記憶為主,缺乏解決問題的能力。
新疆少數(shù)民族學(xué)生在學(xué)習(xí)時存在的主要困難集中在語言掌握能力不足,給教學(xué)帶來了很多困難。[7]
二、“鍋爐原理”課程重要性及其特點
“鍋爐原理”是熱能與動力工程專業(yè)的核心課程,其主要目的是讓學(xué)生認(rèn)識和了解鍋爐,熟悉其工作流程,設(shè)備組成及工作原理,影響鍋爐安全、經(jīng)濟運行的因素,不同故障的解決方案,并能對鍋爐進行設(shè)計計算。[8]
1.內(nèi)容復(fù)雜性和學(xué)科交叉性
鍋爐是一種結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的大型能量轉(zhuǎn)化設(shè)備,“鍋爐原理”圍繞著鍋爐進行,是一門實踐性很強的專業(yè)課。[9]該課程主要分為四部分:第一,燃料及燃燒,涉及到燃料性質(zhì)、燃燒理論、燃燒設(shè)備、制粉設(shè)備等知識;第二,換熱及換熱設(shè)備,換熱原理涉及到爐膛輻射換熱,水平煙道和豎直煙道對流換熱,管壁導(dǎo)熱及管內(nèi)對流換熱;換熱設(shè)備包括水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等;第三,空氣、煙氣及水動力學(xué)涉及爐膛空氣動力學(xué)、水汽循環(huán)、蒸汽品質(zhì)及凈化;第四,鍋爐運行及自動控制,涉及爐內(nèi)結(jié)渣、受熱面積灰、腐蝕、磨損等。從上述內(nèi)容可見,課程涉及傳熱學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)、燃燒學(xué)、材料力學(xué)、機械工程、電工學(xué)、自動控制原理、無機化學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域,學(xué)科交叉性很強。當(dāng)前高參數(shù)、大容量臨界鍋爐的快速發(fā)展,需要學(xué)生對各方面的知識都有所了解。
2.知識點分散性及各部分之間的聯(lián)系性
“鍋爐原理”內(nèi)容的復(fù)雜性導(dǎo)致了其知識點具有很強的分散性,但是各部分的知識主要服務(wù)于鍋爐的能量轉(zhuǎn)化過程,各知識點之間又通過鍋爐整體聯(lián)系緊密聯(lián)系在一起。首當(dāng)其沖的問題就是要讓學(xué)生對鍋爐整體有宏觀的了解,但去鍋爐現(xiàn)場的認(rèn)識實習(xí)都安排在課程結(jié)束后,學(xué)生很難將理論知識與實際的鍋爐聯(lián)系起來;其次,在各知識點分開講授時,無論從哪里開始講都會碰到其他沒有學(xué)過的知識,這就需要講清在鍋爐整體中起到的作用,并與鍋爐整體聯(lián)系起來,有時知識點前后交叉,令少數(shù)民族學(xué)生接受存在困難。
三、教學(xué)方法探索
1.重點基本概念重復(fù)性講授
由于少數(shù)民族學(xué)生漢語水平有限,理解能力與漢族學(xué)生相比,存在一點的差距,這就要求在講授“鍋爐原理”基本概念時,對基本概念必須進行多次重復(fù),以保證學(xué)生能夠?qū)靖拍罾斫饧坝洃?。如講授鍋爐熱量平衡時,在該章節(jié)開始時,就需要對熱平衡概念進行詳細(xì)的闡述,講清鍋爐吸熱量q1、排煙熱損失q2、化學(xué)未完全燃燒熱損失q3、機械未完全燃燒熱損失q4、散熱損失q5及灰渣物理熱損失q6的具體意義,并舉例說明,讓學(xué)生對熱量平衡的各個內(nèi)容有全面的認(rèn)識;在第二次課開始時,對這些概念進行重復(fù)介紹,強化學(xué)生的記憶;在鍋爐機組熱平衡這一章結(jié)束時,再對該知識點進行重復(fù),學(xué)生經(jīng)過三次重復(fù),基本能掌握該知識點。
2.鍋爐設(shè)備形象化
鍋爐結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜,單純講授和課本上簡單的圖表很難使少數(shù)民族學(xué)生理解鍋爐設(shè)備的結(jié)構(gòu);鍋爐的能量轉(zhuǎn)換過程包括燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為煙氣的熱能,煙氣熱能傳遞到循環(huán)水中,熱力過程相對較多。在講授的時候,可借助CAD、3DMAX等動畫制作軟件畫出鍋爐設(shè)備工作流程,F(xiàn)LUENT、ANALYSIS、SOLIDWORKS等仿真軟件對燃燒、流動、換熱過程進行模擬,將結(jié)果展示給學(xué)生看,加強少數(shù)民族學(xué)生對相關(guān)知識點的理解,使其在畢業(yè)工作后,更易于將所學(xué)知識與現(xiàn)場實際結(jié)合起來。
3.鍋爐參數(shù)數(shù)字化
“鍋爐原理”是與電廠實際緊密結(jié)合的一門課程,為了使少數(shù)民族學(xué)生對鍋爐的認(rèn)識更加深刻,需要使用一些電站鍋爐經(jīng)典數(shù)據(jù),強化這部分學(xué)生對鍋爐設(shè)備、運行過程的理解。如:電站鍋爐排煙溫度一般為120℃,還需講清原因,因為排煙溫度越高,則排煙損失越大,在涉及階段就要盡可能降低排煙溫度,但是溫度太低,則會使煙氣中的SO2在尾部煙道凝結(jié),腐蝕受熱面;再如,舉例某350MW超臨界鍋爐爐膛的長、寬、高分別為15.287m、13.217m、59.0m,同時講清設(shè)計成該參數(shù)的原因,主要與煤質(zhì)有關(guān),針對易結(jié)渣煤,需要較小的容積熱負(fù)荷,則鍋爐容積需要越大;針對難著火煤,需要較大的截面熱負(fù)荷和燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷,則鍋爐截面積需要較??;針對難燃盡煤,需要燃燒時間加長,則鍋爐需要較大的高度。通過數(shù)據(jù)可加強學(xué)生的記憶,并對鍋爐有了更加具體的認(rèn)識,可提高少數(shù)民族學(xué)生對相關(guān)知識點的理解。
4.相關(guān)知識聯(lián)系化
“鍋爐原理”知識結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但是很多內(nèi)容都具有很強的聯(lián)系性,在講授時需要用前后聯(lián)系、橫向?qū)Ρ鹊确绞竭M行講授,如:在講授鍋爐燃料成份時,可聯(lián)系其他方面知識進行講授。煤的工業(yè)分析可得到煤中水分、揮發(fā)分、固定碳、灰分。水分會影響到燃料的著火,在著火階段,需要先用部分熱量加熱煤中水分,使其全部蒸發(fā);蒸發(fā)后,在煤中留下孔隙,又利于燃料更快地接觸氧氣;經(jīng)過換熱后,水分熱容量大,會增大排煙損失。揮發(fā)分是決定燃料是否易于著火的主要參數(shù),揮發(fā)分越高,越容易著火,那么在設(shè)計鍋爐時,其截面熱負(fù)荷要求則越小。固定碳是燃料中主要的發(fā)熱部分,其含量越高,發(fā)熱量越高,用煤量越少,但其致密程度影響煤在爐膛中的燃盡。越致密,燃盡能力越低,則需要在設(shè)計鍋爐時增加鍋爐高度,在低負(fù)荷運行時盡量使用下層燃燒器,或降低煤粉細(xì)度來保證煤的燃盡,降低未完全燃燒熱損失?;曳趾坑绊懟以锢頍釗p失q6,灰分越大,q6越大;灰分大的煤,在燃燒時會在煤粒外部形成一層灰殼,阻擋氧氣與煤中的可燃性物質(zhì)接觸;灰分大的煤,煙氣中灰顆粒較多,會增加對受熱面管道的磨損。
這樣講授這部分知識可使少數(shù)民族學(xué)生詳細(xì)地理解燃料與其他過程的相互關(guān)系,便于學(xué)生對全體知識的掌握。
四、結(jié)束語
“鍋爐原理”課程是熱能與動力工程最主要的專業(yè)課之一,與實際電廠聯(lián)系緊密,對學(xué)生來說非常重要,但該課程知識點多,涉及面廣 ,且相互間聯(lián)系緊密,教師難教,學(xué)生難學(xué),尤其是地處新疆的少數(shù)民族學(xué)生的教育和學(xué)習(xí)更加困難。筆者在教學(xué)中進行了一些有益的探索,增強了學(xué)生對鍋爐的理解,使大多數(shù)少數(shù)民族學(xué)生能夠掌握“鍋爐原理”的基本知識點,取得了較好的教學(xué)效果。
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篇10
關(guān)鍵詞:模塊化;項目化;綜合化
一、引言
創(chuàng)新精神與實踐能力是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要內(nèi)容。作為應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的試點院校,我校一直在研究理論、實驗、實踐相互融合的培養(yǎng)模式。本文以《電工技術(shù)》課程為例進行新型教學(xué)模式探索,以期對應(yīng)用型人才培養(yǎng)提供幫助?!峨姽ぜ夹g(shù)》是諸多工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程,伴隨著“智能制造”產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展,電工技術(shù)相關(guān)知識變得愈發(fā)重要。目前,我?!峨姽ぜ夹g(shù)》的授課以課堂教學(xué)為主。實驗和實踐的學(xué)時數(shù)相對較少,直接導(dǎo)致當(dāng)課程學(xué)完后,大部分學(xué)生只能做電工技術(shù)相關(guān)知識點理論推導(dǎo),卻不能知其本質(zhì)原理。究其原因,我們的理論、實驗、實踐教學(xué)脫鉤了,且實踐環(huán)節(jié)進行的太少。但是如果過多地進行實驗和實踐教學(xué),我們的課程學(xué)時數(shù)又不夠。因此,對電工技術(shù)等應(yīng)用為主的重要課程,理論、實驗和實踐教學(xué)應(yīng)當(dāng)綜合考慮,同步進行。理論學(xué)習(xí)和實驗及實踐的開展應(yīng)當(dāng)在同一次課中完成。部分難以與理論和實驗綜合進行的實踐環(huán)節(jié)在課程教學(xué)期間可單獨安排,穿行。這樣的教學(xué)模式,更能做出地方本科院校的特點。本文能夠為《電工技術(shù)》課程提供全新的教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力,使學(xué)生全面掌握《電工技術(shù)》的相關(guān)知識。此外,本文提及的教學(xué)模式可作為工科課程全新教學(xué)方法的探索。
二、《電工技術(shù)》教材分析
現(xiàn)有的本科《電工技術(shù)》教學(xué)主要以秦曾煌主編的高教版教材為主,總共包含13個章節(jié),分別為:電路的基本概念與基本定律、電路的分析方法、電路的暫態(tài)分析、正弦交流電路、三相電路、磁路與鐵心線圈電路、交流電動機、直流電動機、控制電機、繼電接觸器控制系統(tǒng)、可編程控制器及其應(yīng)用、工業(yè)企業(yè)供電與安全用電、電工測量。其他教材基本內(nèi)容與上述教材一致,如方厚輝主編的《電工技術(shù)》主要內(nèi)容分為三個部分:電路、傳動與控制、電工測量與安全用電。由上可知,高等學(xué)校的《電工技術(shù)》教材內(nèi)容沒有太多變化。我校采用的是秦曾煌老師主編的教材,以此教材為基礎(chǔ),對教學(xué)內(nèi)容進行研究。
三、課程內(nèi)容模塊化
依據(jù)我校定位及專業(yè)要求,將現(xiàn)有教材內(nèi)容重新編排,劃分為4大模塊9項專題。主要根據(jù)直流電和交流電兩大分類,將原有課程內(nèi)容分為電學(xué)綜述、直流模塊、交流模塊和電機的控制。電學(xué)綜述為引導(dǎo)型內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生興趣,建立模塊化內(nèi)容之間的關(guān)系,宏觀闡述電學(xué)學(xué)科的重要性及其與他學(xué)科的關(guān)系;直流模塊包括耗能元件直流電路、儲能元件直流電路、直流電機;交流模塊包括儲能元件交流電路、三相交流電路、交流電機;電機的控制包括低壓電器控制電機、PLC控制電機。
四、教授內(nèi)容項目化
依據(jù)模塊化后的專題,構(gòu)建若干小項目,項目內(nèi)容盡量與實踐建立關(guān)系,以實物研究為主導(dǎo)。必要時可在企業(yè)完成項目。學(xué)生組成團隊選擇、設(shè)計、實施項目的同時,除了能深刻理解課程內(nèi)容外,更能加強其認(rèn)知能力、決策能力、應(yīng)用能力和合作能力。依據(jù)模塊化的專題及項目,重新編排綜合化的教材輔助教學(xué)。同時可以在各個項目之間穿插參觀實習(xí)和比賽等實踐性內(nèi)容。
五、教學(xué)形式綜合化
作為工科應(yīng)用型為主的重要課程,理論學(xué)習(xí)、實驗和實踐應(yīng)當(dāng)綜合進行。理論上的學(xué)習(xí)和實驗的開展及實踐的進行應(yīng)當(dāng)在同一個項目中完成。通過導(dǎo)課,闡述課程和生活的關(guān)系,提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,融入創(chuàng)新理念,融入學(xué)生討論為主導(dǎo)的教學(xué)方法,融入項目研究,其中:知識背景與基本知識點講授占到課時的35%,以學(xué)生為主導(dǎo)的專題討論占到課時的30%,圍繞項目的綜合應(yīng)用占到課時的35%。上課地點要依據(jù)項目靈活選擇,主要在配備各種實驗器材的實驗室完成教學(xué)。
六、教學(xué)思維一體化
教學(xué)過程中充分融入理論、實驗、實踐三位一體的綜合性教學(xué)思維。同時要貫穿以下思維進行教學(xué)指導(dǎo)。舉例如下:立體思維,學(xué)生在進行電路分析時,看到的電路圖是平面的,因此常常將電路慣性理解為“平面電路”。而電路圖是由實際電路模型化得到的,其代表的電路是立體的。虛接思維,可以隨意構(gòu)成虛擬回路,盡管這樣的電路未必有電流,但是對于問題的解決卻起到了至關(guān)重要的作用。串并聯(lián)思維,在電路分析和設(shè)計中,充分應(yīng)用串聯(lián)思維和并聯(lián)思維,串聯(lián)思維是控制,并聯(lián)思維是拓展。
七、應(yīng)用舉例
正反轉(zhuǎn)控制三相電機屬于低壓電氣控制電機模塊中的一個項目。教學(xué)以項目的形式開展,配套獨立教材,在低壓電器實驗室完成。導(dǎo)課和理論內(nèi)容講解時間占到本次項目的35%,在理論講解時充分應(yīng)用串并聯(lián)思維。在單電機直接啟動控制線路的基礎(chǔ)上,并聯(lián)相同的直接起動控制線路,而后以此基礎(chǔ)上進行正反轉(zhuǎn)設(shè)計,學(xué)生理解起來較快。然后花費30%的時間進行分組討論,并自行設(shè)計正反轉(zhuǎn)連線,同時將器件與原理圖一一匹配。最后應(yīng)用35%的時間進行線路連接和實驗驗證。期間老師也可參與討論,但是主要起到指導(dǎo)的作用。
八、總結(jié)
對《電工技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容進行模塊化,模塊化后的專題又進行了項目劃分,依據(jù)項目,開展理論、實驗、實踐三位一體的教學(xué)探索,從而在實踐方面對學(xué)生進行有目的的培養(yǎng)。本課程的最終應(yīng)用效果為,《電工技術(shù)》課程主要在配備大量實驗器材的實驗室授課,理論講解時間占比較低,剩下時間均進行討論、實驗和實踐。榆林學(xué)院已應(yīng)用本教學(xué)模式對電工技術(shù)教學(xué)進行了初步的試驗,效果顯著,學(xué)生反映較好。本教學(xué)模式的探索還在路上,需要進一步的完善和總結(jié)。希望能對其他課程的教學(xué)起到參考作用。
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