电气自动化技术专业范文
时间:2023-03-20 23:37:30
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篇1
关键词:电气自动化技术;改革;技能大赛;“1+X”证书;校企合作
1电气自动化技术专业改革的背景
山西省教育厅结合我国“中国制造2025”“工业4.0”发展战略,举办了“山西省职业技能大赛”。其中,“自动化生产线组装与调试”比赛项目是促进高职院校适应当地经济、紧贴产业需求,发展装备制造企业急需的自动生产线的安装、调试与维护技术人员。新时代背景下,“1+X”证书制度的开发和建设,促进了高职院校评价向社会开放,将学历证书和职业技能等级证书相融合,提高学生的就业能力,缓解就业压力和矛盾。以职业能力为导向,提出了高职院校电气自动化技术专业人才培养模式与“1+X”证书制度高度融合。“自动生产线组装与调试”项目技能大赛和“1+X”证书涉及的专业课程内容正是电气自动化技术专业所包含专业课程的整合。主要包括变频器技术、伺服控制技术、传感器技术、气动技术、PLC编程及硬件技术、组态控制技术、机械技术、机器人编程及调试技术、自动生产线的安装与调试技术、自动生产线故障诊断技术等多门学科,要达到要求的基本条件,需要把所有专业课程的基本理论和基本实践技能完美地结合在一起。
2电气自动化技术专业当前存在的问题
临汾职业技术学院电气自动化技术专业课程体系以2008年修订的《电气自动化技术专业培养方案》为基础,按照近几年技能大赛、“1+X”证书和社会职业能力需求先后对培养方案进行了两次修订,课程体系不断更新。但经过多年来的教学实践,还是发现一些问题有待完善。2.1课程体系存在的问题。(1)实践教学总学时略显偏低,学生理论知识基本掌握,但实践技能水平偏低。缺乏实践技能综合训练课程,不能通过综合实训项目把所学的专业内容与实际生产设备联系起来。(2)课程设置机械部分课程比重过大,占用学时略多,使得电气方面的课程学时开设不足,从而造成学生电气方面的基础知识和技能不够扎实。(3)课程体系与1+X证书、技能大赛所需专业知识侧重有所偏差,对考取职业资格证书和参加技能大赛带来一定的影响。(4)企业岗位需求不能与课程体系无缝对接。企业所需的职业能力、实践能力与学生在校期间掌握的理论、实践能力存在一定的偏差。2.2技能大赛展现的问题。(1)由于培训周期长、知识面广、实践技能水平要求高,从开始培训到能够参加比赛,至少需要半年以上的学习和实践过程。培训过程中,学生的基本功不扎实,动手能力差,加上繁多的专业知识和大强度的专业训练,大部分学生在培训过程中非常吃力。(2)指导教师要对不同层次的学生、多个专业课程内容进行授课,教学难度极大,缺乏一支理论扎实、技能水平高的技师型教学团队。(3)学生自己能够理解的一些问题,不能准确地用语言表达。特别是在比赛过程中的答辩环节,很多学生会做不会说,这也是一种专业知识薄弱,理论与实践基本功不扎实、技能训练周期短的问题造成的。(4)近年来,技能大赛中低压电器线路安装与调试、传感器安装与调试、气动回路安装与调试等实践操作能力、元件检测能力、故障诊断能力相对薄弱。尤其近几年比赛中出现问题最多的并不是PLC编程的问题,而是设备电气线路安装速度慢,电气元件检测与调试不熟练,出现故障不能及时诊断和排除,影响了技能大赛的成绩。2.3“1+X证书”存在的问题。虽然劳动和社会保障部颁发的《维修电工职业资格》认证,基本满足电气自动化技术专业的基本理论和实践技能的要求。但还不能满足新形势下“1+X”证书制度试点的要求,还不能完全与企业、行业用人标准接轨。
3电气自动化技术专业改革措施和成效
电气自动化技术专业人员必须具有计划组织、团队协作、开拓创新等综合职业能力,具备自动化设备的安装、调试、编程、故障诊断及维护等技能。为了注重“工匠精神”的培育,还将职业素养也纳入了竞赛内容范围。因此,职业院校人才培养要与国家职业标准、企业要求对接,进行相互融合,把技能大赛、“1+X”证书与课程建设、教学资源建设紧密结合,对电气自动化技术专业人专业建设和改革具有很重要的指导意义。3.1将部分专业课程进行了拆分、重组,构建了新的课程体系。(1)结合电气自动化技术专业建设现状和技能大赛、1+X证书基本要求,构建能胜任电气控制及自动化系统设备的安装、调试、运行、维护等岗位的课程体系。将原课程体系中的专业基础课程、专业核心课程、专业拓展课程及专业选修课程内容进行优化,提高了学生的就业竞争力、精益求精的工匠精神和可持续发展的能力。例如,《低压电器及PLC》《电机与变压器》两门课程拆分为电动机拆装实训项目、低压电器实训项目、PLC系统与编程实训项目。又根据实验实训条件,重新组建成《电机与电气控制技术》《可编程序控制器编程与实践》两门课程。(2)为了适应近年来新的技能大赛项目和企业职业能力要求,增加了专业核心课程《工业机器人现场编程及操作实训》、专业拓展课程《自动化系统集成综合训练》、专业选修课程《工业机器人离线编程》。并将《机械设计》《液压气动》《金属工艺及热处理》三门课程整合成《机械基础》《金工实习》两门课程。3.2加强实验实训室的改造、升级,加大实验实训比重,提升实践技能水平。(1)增加了工业机器人综合实训室、3D打印实训室,同时,对老旧实验实训室进行维护和改造。引入模块化实训教学模式,将专业课程按照实训项目划分为PLC实训、单片机实训、数控加工实训、电动机拆装实训、金工实训、自动生产系组装与调试实训等多个模块化实训项目,逐步实现所有专业课程理实一体化教学模式。2019年,自动化171班的38名学生在山西华翔集团顶岗实习期间,经过短期培训,能够快速适应工作岗位,尤其在自动化生产线的调试、工业机器人操作、数控机床操作、产品检验等工作岗位表现突出。有5名同学实习不足两个月就晋升为班组长或技师,快速成为企业技术能手,充分体现了理实一体化教学效果,大大提高学生技能水平。(2)将部分实验实训室免费开放,学生可以利用节假日或课余时间进入实验实训室进行理论学习和实践操作,并安排专业课教师进行技术指导,加强理论知识与实践能力的相互融合。学生在专业课教师的指导下,自发组织了“3D打印兴趣小组”,利用实验实训室开放时间,自己动手制作了prusai3型3D打印机。学生在组装、调试的过程中,对3D打印机的结构、工作原理和3D打印切片软件参数设置有了更深的了解。学生们充分发挥自己的想象力、创造力,利用3D打印机制作出了很多学习、生活中实用的小设计、小发明、小创造,激发了学习专业知识的兴趣,提升了学生技能水平。3.3加强校企合作,实现产教融合协同育人模式。(1)利用学校教学资源和企业专业技术优势,校企合作共同开发课程资源。做到优势互补、资源共享、协同发展,让学校、企业共同参与电气自动化专业改革,把企业文化、职业能力、考核体系等方面融入人才培养方案,提高教育教学水平。2020年,我院抽调专业课教师与山西华翔集团技术管理人员共同联合开发了《数控加工实训》精品课程,尽可能真实地把大量企业生产制造与产品开发中的图纸、案例、程序、配方等纳入课程教学体系中,共同打造精品课程。开发完成后,不但可以作为学校理实一体化教学资源,也可以作为企业员工培训的教学资源。(2)在开发适应企业转型发展、能力提升的专业课程的同时,聘请企业专家进入课堂进行专题讲座,促进校企共同发展,协同育人。2020年,我院两名专业课教师深入企业,为立恒钢铁集团进行了特种作业人员安全技术《低压电工作业》和《熔化焊接与热切割作业》培训,共计64学时、300余人次。2019年,自动化171班学生在山西华翔集团实习时,定期邀请企业专家、车间主任、班组长进行专题讲座。主要对企业文化、企业管理制度、成才事例、专业技术等方面进行授课,让学生能够快速地了解企业,了解岗位,快速成为适应自身发展的高素质技术人才。(3)专业课教师进入企业实践锻炼,促进校企技术交流,将企业标准、行业标准融入专业改革。充分体现了理论知识和实践技能的转化、实际生产和教育教学的相互融合,注重岗位责任、安全、纪律意识的培养和建立,对电气自动化技术专业改革提供了依据,更具有很重要的现实意义。2019年开始,我院共计选派10名专业课教师利用假期赴山西华翔集团、旺龙药业集团、火鸟无人机有限公司等企业进行实践锻炼。专业课教师在数控加工、自动生产线调试、工业机器人操作、无人机驾驶、产品检验等岗位进行了实践锻炼。3.4建立线上线下教学资源库,充分发挥网络教学优势,提高教学效果。根据新的课程体系,将以前的课程资源重新整合,开发出适应新的课程体系和技能大赛的课程资源。目前,已有《工业网络及组态控制技术》《数控加工实训》《工业机器人离线编程》等课程建立了校级网络课程。作为院级科研课题,“可编程序控制器编程与实践的线上线下混合式教学模式”已立项,正在建设中。今年疫情期间,所有专业课教师利用网络资源和线上教学平台,搭建和完善专业课程资源库,进行线上教学,将理论知识和实践技能通过网络远程进行传授,所有专业课程全部实现了线上教学。疫情缓和后,针对网络教学只能进行理论学习和实践技能展示的实际情况,将所有专业课程全部转为模块化实训,通过线下技能强化训练和线上课程的复习,提升了学生的实践操作能力,巩固了理论知识的学习。3.5电气自动化技术专业知识面广、辐射能力强,通过专业改革加强相近专业的建设。(1)以电气自动化技术专业改革为抓手,组建以电气自动化技术为龙头的专业群,并推动其他相关专业快速发展。从2016年到2019年,连续四年增添了机械设计与制造、工业机器人技术、新能源汽车、无人机应用技术四个新的专业。实现资源互补、共同发展,推动机电一体化技术、工业机器人技术、机械设计与制造、无人机应用技术、新能源汽车等专业的协同发展。(2)根据电气自动化专业发展方向,结合实验实训室升级改造情况,开发了两个新的技能大赛项目,“机电一体化项目”“工业机器人技术”项目正在建设中。3.6专业改革与技能大赛相结合,把技能大赛引入课堂。(1)增设《自动生产线调试与维护》课程,将技能大赛内容引入课堂,让所有的学生了解技能大赛,参与技能大赛。让技能大赛与电气自动化技术课程体系相互融合,让学生掌握自动生产线的机械、电气、气动回路、传感器、变频器、伺服控制的安装与调试能力;PLC、组态控制技术的程序设计与调试能力。2020年4月,山西旺龙药业集团新进4台口罩机生产线,缺乏自动化设备安装、调试技术人员,我院抽调自动化171班4名学生赴旺龙药业进行口罩机生产线组装、调试,及时将设备安装、调试完成,保证了口罩生产进度。最终四名同学被企业留用,成为自动化设备维护岗位正式员工。(2)同时,围绕技能大赛开设校内其他课程的校内技能竞赛,逐步将技能竞赛成为常态,使每位学生都能参与技能竞赛中,有利于提高师生技能水平提升,让技能大赛不再遥不可及,学生技能水平逐年提高。自2017年以来,我系每年举办校级职业技能大赛,先后举办了单片机程序设计、PLC编程与调试、电动机拆装、数控加工、金工等多项技能大赛,共计有30多名学生获奖。2019年,在山西省第十三届职业技能大赛中,我院两名学生在组队参加“自动生产线组装与调试”项目比赛,荣获“二等奖”,取得了第三名的好成绩。同时,有两名专业课教师荣获“优秀指导教师”。通过比赛不但提高了学生技能水平,也提升了教师的实践能力。为创建高技术、技师型教师团队打下了良好的基础,也为职业技能大赛的选手选拔提供了有力保证。3.7实行专业课教师轮流辅导技能大赛。让所有专业课教师参与技能大赛培训,有利于专业课教师对技能大赛的竞赛内容、规则以及专业课程的重难点深入了解,从而增强实践技能教学能力。在技能大赛培训过程中相互学习、共同提高,将专业课教师快速打造成电气自动化专业技能大师,逐步提高整体实践教学水平,创建一支技术过硬的技师型教学团队。近年来,共计有6名教师参加了技能大赛培训。参与培训的教师通过实践技能培训、锻炼,解决了一些课堂教学中存在的疑难问题,并把技能大赛培训过程中的经验和机巧应用在平时的教学中,提高了教学效果。随着技能大赛项目的不断增加,轮流辅导的制度不断完善,参与技能大赛辅导的教师越来越多,最终将实现全员参与,整体提高。3.8专业改革与“1+X证书”相结合,实现“双元化”的育人模式。(1)对电气自动化技术相关专业“1+X证书”试点进行了申报,以专业带头人为龙头组建教师团队,与培训评价组织共同对有关“1+X”证书和标准的进行开发和建设。(2)进一步完善试点人才培养方案,做好职业教育“学分银行”建设,聘请企业、行业专家共同参与试点申报工作,着力打造“多元化”育人模式。(3)继续做好劳动和社会保障部颁发的高级维修电工职业资格的考试认证,同时,继续拓展新的职业技能认证。2020年,我院与山西华翔集团共同成立了华翔学院,本着“优势互补、资源共享、互惠互赢、共同发展”的理念,共同培育面向未来、高技能的装备制造行业人才。同时,山西华翔制造有限公司也成为我院“1+X”证书试点。
4结语
专业改革要与企业职业能力需求、技能大赛、“1+X”证书接轨,充分发挥校企合作优势,也是实现双主体育人的重要举措。通过对电气自动化技术专业的改革,大大加强了技师型的师资队伍建设,构建了全面的教学管理体系,提升了师生的技能水平,拓展了校企的合作、创新。为其他相关专业的教学改革提供了参考,对推进我院的转型发展具有重要的现实意义。
参考文献:
[1]李寿冰.高职院校开展1+X证书制度试点工作的思考[J].中国职业技术教育,2019.(10):25-28.
[2]成建生.高职电气自动化技术专业人才培养体系的构建[J].教育与职业,2011(36):123-124.
[3]张立,孟源北,汪建宇,邝卫华.校企协同创新培养高职电气自动化专业人才探索[J].机械职业教育,2015(6):16-17.
[4]罗昕,魏海燕.高职院校电气自动化专业工学结合教学模式[J].计算机教学,2020(6):64-65.
篇2
关键词 中职教育;电气自动化;模块化教学
中图分类号:G712 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)23-0166-02
随着社会的不断进步与发展,中职学校教育的不断改革创新,先进的教学模式越来越多地得到学校和广大教师的关注与重视。我国中职教育的主要目标就是为社会培养技能型人才,因此,在教学过程中教学模式改革变得尤为重要。历史上,模块化教育模式主要以“MES”和“CBE”两种流派比较具有代表性。我国对模块化教学的研究和实践早于“项目化”教学,大概从20世纪90年代已经开始进行探索。目前,我国中职院校在专业实践课教学中正积极探寻模块化教学模式。中职电气自动化技术专业模块化教学作为一种结合理论知识与实践技能教学的创新教改模式,能有效提高学生的知识掌握和运用能力,实现教学目标。
1 中职院校电气自动化技术专业进行模块化教学的作用
中职电气自动化技术专业模块化教学的目标就是在课堂教学过程中,以重点教学内容为中心,紧紧围绕重点内容展开教学活动,每一个模块都对应一个教学内容。正常状况下,每个教学目标的出现还都具有差异化的模块,把教学目标与对应的模块相结合,并且在模块中能够检验,存在有关的教学目标,同时每个教学模块间能够相互联系。
在教学过程中,教学模块中的教学目标包括综合性课程、简单课程等,经过强化,从而相对推进了基础知识和实际操作的相互联系。应用模块的方式展开教学,能够快速处理教育教学过程中出现的实践操作课程的缺陷,可以从根源上改变传统教学模式重知识、轻实践的弊端[1]。
同普通高中教育相比,中职教育必须注重学生实操课程的学习,在中职院校的教学过程中,需要加大实操教学的学习时间,利用实操教学,指导学生把已学的有关知识运用到实际操作过程中,同时协助学生培育适合社会的能力。在设计模块化教学措施过程中,必须根据实际目的,整体结合学生的学习实力,并且对学生学习能力能够完成的目的展开整体探析,有效设定教学模块中的实操课和理论课间的权重。
2 中职院校电气自动化技术专业实操教学模块的构造
中职院校电气自动化技术专业在进行模块化教学时,教学模块中需要加入培育学生综合素质的有关内容。比如就中职院校来讲,基本的电子技术、电路理论等课程一同组成电气自动化技术专业基础课程。在构建进行电气自动化技能专业课程教学时,着重指导学生积攒校外实践学习的实操阅历,必须将全部的实操课程展开整体研究,从而指导学生准确认知工作岗位,并且指导学生改进基本理论课程,推进指导学生养成整体利用实力,把职业技术整体训练时期放在工作之前。
研究就业岗位,协调课程意识 就中职院校而言,想要全面增强电气自动化技术专业的教育学习效果,必须将教学体制展开进一步改进,从而构建有效的教育教学体制,指导学生建立就业方向,并且必须要注意:1)对就业职位内容有准确的认知;2)对课程的真实进程有准确的认知;3)对人才的整合性条件等展开准确认识。中职院校电气自动化技术专业在制定实操教学模块时,必须对工作岗位展开进一步的探究解析,并且不断协调课程建立意识,从而迅速完成人才培育目标[2]。
探究解析就业工作过程,建立健全的课程步骤 中院院校的教学跟普通高等学校和普通高中有很大的不同,主要在于中职学生的文化基础相对较差,接受能力相对弱,那么在当前社会就业压力如此大的时代,中职院校需要科学有效分析中职学生主要的就业方向以及所在岗位的工作职责,必须建立全新的教学意识。通过对这些内容的科学分析,中职院校再根据学生的实际情况,设计适应于中职学生学习以及对中职学生未来就业有效的模块化教学内容。并且,在整个模块化教学过程中,中职学院应本着顺应时展的思想,结合理论和实践,逆思维分析,制定真正适应学生的课程体系。
3 中职院校电气自动化技术专业进行模块化教学的实施方法
制定有效的人才培养对策 随着高科技的发展,电气自动化技术专业人才的需求也随之变大。中职学生要想在就业过程中突出个人优势,必须要有个人的创新之处。因此,在整个中职院校教学过程中,针对电气自动化技术的教学方案,需要顺应社会需求来进行不断改变,比如利用工学结合的方式。
中职学生本身因基础的一些限制,在一些理论知识方面理解不是那么深入,那么为了提升就业竞争力,中职院校应从两方面入手:个人素养以及个人动手能力。针对个人素养,中职院校应设置相应课程,在学生就业前帮助其认识一个工作岗位上的人应该具有什么职业素养。而针对个人动手能力方面,中职院校应采用理论和实践共同教学的模式,多开展实践训练,多鼓励和倡导学生自主进行实践,从而提高动手能力,得到相应提升。通过这两点提升中职学生的核心竞争力。
建立健全的模块化课程体制 探索模块化教学的过程中,中职院校对于中职学生未来的就业方向的内容要有深入的了解。通过研究探索相岗位的人才能力需求,得到公司对于该岗位的人才需求标准,中职院校就能够合理科学地制定出专门针对中职学生的模块化教学课程,相信这部分教学课程是真正适应中职学生未来就业的[3]。
因为中职学生的接受能力有限,在设计模块化教学课程过程中,一定要协调专业知识、技术知识。并且在设计过程中,对于课程的难度一定要有梯度,课程的教学目标也一定要明确,教学方式要适应学生,使得整个模块化教学达到设置目的。通过制定这类模块化教学模式,中职学生在学习专业知识过程中能够更好地消化吸收,也能够科学合理地结合相应理论知识进行正确的实践操作。
4 结语
总而言之,模块化教学不但能够增强课堂教学效果,而且能够全面提升教师的教学技能水平。根据中职学生特点,学校在推行模块化教学实践时从某种程度上也是给教师压担子,寄希望于广大教师能够吸收当前课程改革的新理念。教师在课堂上教的内容是不足以提升学生的核心竞争力的,推行课程教学改革势在必行,刻不容缓。
参考文献
[1]董航飞.周燕.模块化教学模式下中高职课程衔接研究:以南通航运职业技术学院电气自动化专业为例[J].南通航运职业技术学院学报,2013(4):125-128.
篇3
关键词:电气自动化技术 教学策略
随着信息化社会的到来及其不断地向纵深发展,社会对电气自动化专业人才需求的加大,同时对能力要求越来越高,为适应社会的需求,除了加强学生掌握本专业理论知识外,还需培养学生的实际应用能力。为此,我们电气自动化专业在教学方法、教学手段、措施等方面加以改革,以提高学生的综合能力、加强素质教育为主线,结合课程自身的特点和技术发展趋势,并取得了阶段性的进展。
一、教学方法和手段
教学方法与手段要服从于教学内容,要着眼于人才培养。对不同类型的课程,应该设计不同的教学模式与教学方法。以讲授为主的课程在教室上课比较适宜。而对于一些应用性、综合性的课程,精讲多练、项目驱动的教学方法受到普遍推崇。在学校积极推进教学改革的大环境下,我们合理地调动多种资源,充分利用网络教学平台的不同功能,体现了教师的主导作用,并激发了学生的学习主动性,教学效果明显提高。但教学环境的改善并不等于教学质量的提高,由于过分依赖于电子教案,教师的讲课方法单调,反而失去了原有的讲课风采,效果不佳。所以,对每一种教学手段都要扬长避短。不要简单地否定一种教学手段,即使是黑板加粉笔,也有它适用的场合。合理地搭配不同教学手段,可以各取所长,相得益彰。
1.在教学观念上,由“授人以鱼”转到“授人以渔“。即以知识传递、灌输为主转到在传授知识的同时,注意发展学生的能力,加强学习方法与研究方法的指导,培养学生的自学能力以及实践动手能力。
2.课堂中,“教法”与“学法”相结合。由“重教轻学”转换为以教师为主导学生为主体的授课方式;充分体现学生在教学过程中的主体作用,调动学生学习的积极性。
3.间接传授与直接面授相结合。随着现代教育技术的发展,由班级教学转向小组教学、个别教学与班级教学相结合,由直接面授转向远距离的间接传授与直接面授相结合。
4.向自主性、合作性及研究性、创新性发展。现代高职教学方法改革是在逐步向以高层次教学方法为主、几个层次的教学方法有机组合的方向发展。
5.重视教学方法整体改革。研究证明,多种教学形式的结合可能是促使学生投身学习的有效方法。显然,现代各种教学方法的改革都是以研究和挖掘学生的学习潜能,最大限度地发挥及发展学生的聪明才智为目标,把提高学生素质放到首位,有效的培养学生的自学能力、思维能力、实践能力和创造能力。
二、教学策略
1.研究教学对象,因材施教
现在的中职学校学生科学文化水平及素养方面参差不齐,按照传统的教学方法已不适应现在高职教学的需要。部分的工科学生对理论性的知识比较厌学,而对实践环节比较感兴趣,所以我们针对这样的特点对教学大纲进行重新整合,使得我们的教学既迎合了学生的口味,也将专业知识传授给学生。
2.明确目的,激发兴趣
兴趣是学习的动力,因此在学习之初就必须激发学生的学习兴趣,让学生明白所学知识的重要性。从而消除厌学畏难的心理。理论联系实际,在讲到电动机正反转控制的时候,联系实际生活中的例子如:工地的升降机,生活中的电梯,企业生产流水线的控制电路等。让学生明白学之有用的道理,而不是单纯的讲抽象的原理。这样学生就会自发的学习,上课也能增强注意力,最终达到教与学的总体效果的共同提高。
3.注重演示教学,培养思维能力
在教学中注重演示教学手段,既有利于将抽象理论知识转化为具体现象,深化学生的感性认识,也有利于学生进一步提高操作技能,这样也培养了学生的思维能力和分析问题的能力。比如说在讲解《电路基础》叠加定理这一知识点的时候利用演示实验教学,让学生从实验数据中得出结论,再和理论推导相比较,增强教学效果。这样一来,学生对知识的掌握就比较牢固,应用也较灵活。
4.总结归纳,列表比较分析,深入浅出,加强记忆
教学过程中,碰到难点重点,如何让学生学得透记得牢?教师应该由浅入深,深入浅出的循环渐进的教学手段,来避免学生因难以理解而不能很好掌握一些重点知识。在每一章的结束时,将重要知识点以列表形式表达出来,这样学生会把整章的知识联系起来,既印象深刻又不会混淆,对重点难点也容易掌握。
5.学习教学艺术,运用“行动导向教学法”提高教学效果
为充分培养学生分析和解决问题的能力,教师在备课时除了要将重难点突出,还要运用一些有效的教学辅助手段,以达到既吸引学生注意力又培养学生解决问题的思维能力。例如,我们教研室的老师参加广东省的“行动导向教学法”送教上门的培训,再经过我们自己的探讨与分享,将引导文法、案例教学法、项目教学法等多种教学方法运用到我们自己的课堂。
6.应用现代教育技术
开发研制了计算机辅助教学课件。教学课件以教材为蓝本,包含简明、清晰的授课讲义、重点、难点、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容,既有课本内容的直接再现,又增加很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体,既可用于课堂教学,又可通过上网,供学生进行自学和课后复习使用。控制理论的分析方法有很多图解法,如频域分析、根轨迹法、状态空间法等。利用计算机强大的计算能力仿真能力和丰富的色彩,可轻而易举地准确绘制出清晰美观的画面。采用动画技术后,图形的来龙去脉可用动态演示。计算机的图形演示与教师的讲授相结合,使教学内容形象化、具体化和生动化,增进学生的理解,提高学生的学习兴趣。
篇4
关键词:高职;专业认知;职业规划
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)52-0193-02
现代高职教育强化素质教育,一方面提高了大学生的文化素养,营造校园文化氛围;另一方面,科学技术的迅猛发展对从业人员的知识、能力、素质提出了更高要求。从培养目标来看,高职教育更注重面向社会、针对企业的实践人才应用能力的培养,是以能力为主的职业技能培训。从培养模式来看,高职教育培养的是技术应用型人才,在教学过程中使“教、学、做”融合在一起,以培养学生的技术技能适应社会适应职业。但现实存在一个矛盾,那就是高职院校以学科专业建设为重,办学特色体现为学科专业建设,中学教育最终体现在志愿填报时对专业的选择,工厂企业对人才的招聘注重学生的专业学习能力及技术技能,三者之间没有良好的衔接,这样对于新一代大学生而言,专业的认知和职业的规划影响其能否顺利度过大学生涯,及其将来的职业发展。
一、专业认知教育的重要性
在高中阶段学生、老师及家长对大学的专业设置及职业技能在社会上的应用缺少了解,而学生在填报志愿时一般都会受到老师、家长及亲戚朋友的影响,必然会导致报考专业时的盲目选择和心理抵触。根据对本专业新生的专业认知问卷调查显示,85%的学生就读该专业是依据高中老师、父母或亲朋好友的建议;75%的学生对专业的认识及以后可能从事的岗位了解很少;70%的学生对以后的发展前景感到迷茫。他们进入高职院校后,对所学专业缺乏正确和系统的认识,必然影响学生对专业学习的积极性。专业认知教育是专业教育对心理学的应用,处于学业发展的基础位置。大学生的主要任务是专业学习,首先要知道所学专业及将来从事的岗位,形成对专业的认可;其次才能做好职业规划,在学习中掌握职业技能。
二、专业认知教育的目标
专业认知教育作为我院电气自动化技术专业“职业化三级递进”的人才培养模式的第一阶段,主要安排在一年级的两个学期。在第一学期,进行专业基础技能学习的同时,安排有专业介绍、专家讲座,使学生了解行业企业及专业技术在企业的应用,对本专业形成正确的认识,明确学习的内容和方向。在第二学期,安排学生到企业进行为期4周的专业认知实习,学生跟随企业兼职教师进行现场实习。在实习过程中,学生系统学习企业文化、生产过程、工艺流程、工作岗位技能及工作岗位规范等,对以后从事的职业及岗位有系统的认识,明确以后工作岗位所需的职业素质,在以后的学习中端正学习态度,树立正确的职业价值意识。本专业的认知教育已经纳入学生在校期间专业学习的全过程,将专业认知教育与基础课程、专业课程、实践课程及就业指导课程等结合起来,分阶段、分步骤、由浅入深,循序渐进地进行,目前已经收到良好的成效。
三、专业认知教育的内容和实施
1.专业介绍。专业介绍主要针对大学新生,通常安排在开学后一个月内。新生通过专业老师对专业应用和专业课程的介绍以及观摩学院的实验、实训设备对所学专业形成初步系统的认识,对专业的就业前景产生美好憧憬,对所学专业产生兴趣。入学后要求其填写调查问卷,了解他们就读本专业的原因及对专业的了解程度、学习的目标及就业的期望,从而有针对性地开展后续的专业认知教育。
2.专家讲座。针对学生在学习过程中产生的一些困惑,在学习的各个阶段安排相关的知识讲座,聘请在企业工作的高级技术人员由浅入深地讲授电气自动化技术专业的概念、专业技术知识、专业前沿动态、专业就业方向等,鼓励学生形成具有探索精神、研究精神的学习习惯,不断培养学生对专业的兴趣和认同感,及时解决学生因遇到学习困难而产生的消极情绪,使学生能及时找到学习目标。
3.专业认知实习。广西机电职业技术学院电气自动化技术专业围绕广西北部湾建设和区域经济发展对电气自动化人才需求,培养具有良好职业素养和职业意识,具备自动化设备安装、调试、维修、改造、设计专业知识和工程实践技能,从事自动化设备操作监控、维修调试、工程设计、销售服务等岗位的高技能人才。针对新生对自动化技术应用缺乏认识,渴望了解本专业职业岗位信息,安排学生进行专业认知实习,专业认知实习全部在校外企业进行,根据企业生产实际情况安排实习时间,总计120学时。我们选择具有代表广西支柱产业的行业企业进行专业认知实习,例如在广西华银铝业有限公司、广西春茂电气自动化工程有限公司等企业,由企业兼职教师进行现场教学,学生在企业学习企业生产构成、工艺流程、岗位技能、自动化设备应用,亲临其境的学习使学生更好地理解自动化技术应用的广泛性和重要性,增强对专业学习的兴趣和信心,培养学生形成良好的职业素养。根据企业生产的实际情况,我们采取“长”、“短”结合方式,对于能提供实践机会且具有足够企业兼职教师的广西华银铝业有限公司等企业,我们进行长时间的跟班工作体验,对于自动化程度高但实践机会少的企业,例如广西南南铝箔有限责任公司、广西东糖纸业股份有限公司、南宁发电设备厂等进行短时间的参观认知实习。
四、专业认知教育的实施保障
电气自动化技术专业的专业认知实习已纳入教学计划,纳入整个专业的培养计划,专业认知实习安排120个学时,学分2分。成立了由系部领导、专业负责人、专业教师及专业辅导员组成的专业认知实习教育实施小组,根据本专业培养目标和培养方向结合企业的实际生产设计专业认知实施方案。学生到企业实习,日常管理和安全教育是难点,专业认知实习教育实施小组对此制定了专业认知实习方案。实习之前召开实习动员大会,强调实习的目的和意义以及实习期间的管理。按照外出实习安全教育的要求,分别进行系领导、专业带头人、带队指导老师安全教育工作(包括工作场所安全、公共场所安全、交通安全、个人财产安全等),并要求学生签订安全承诺书。参加实习的学生与学生家长联系,告知家长实习事宜,征求家长同意,并要求家长配合做好其子女的安全教育工作;实习期间,各实习点具体负责人要经常对学生进行人身安全和财产安全的提醒;学生入岗前要求人人必须参加实习企业的生产管理和操作规范的安全教育;实习期间,学生不能擅自离岗或住宿区,如有需要,必须向带队老师请假经同意后方可离开。学校与企业、学生、家长签订专业认知实习教育协议,把安全责任明确到个人,开展生活安全教育和工厂、车间、班组三级安全教育。
五、专业认知教育的成效
1.增强学生对专业的认可。通过到企业了解自动化生产的控制流程、自动化生产设备的运行控制、工业生产工艺等,学生对电气自动化技术专业建立感性认识,并进一步了解本专业涉及的相关理论知识和所学专业的内容在工程技术领域中的应用,在实践中了解专业、熟悉专业、热爱专业,对其产生浓厚兴趣,增强对专业的认可度。
2.学生逐渐形成职业意识、职业素养。在企业的实践过程,学生能了解企业文化及其对企业发展的积极作用。通过企业兼职教师讲授企业的经营状况、工艺流程、岗位技能、设备应用等,引导学生尊重知识、爱岗敬业,形成职业意识。在实践过程中,学习工人师傅和工程技术人员的勤劳刻苦的优秀品质和敬业奉献精神,培养学生在实际生产中观察、分析、研究、解决问题的能力,培养学生具有职业道德、职业技能、职业作风等,逐步形成敬业精神和团队合作态度。
3.加强校企合作,推进人才培养。企业专家提出毕业生与用人单位之间的关系犹如商品与市场的关系,因此,专业的人才培养应更好地与市场需求接轨,特别是校企合作的加强,推进了工学结合人才培养模式改革。依托行业企业,以岗位所需知识为依据,培养学生岗位工作能力,提高技术人才的培养质量。专业团队教师与企业技术人员合作编写具有工学结合特色的《电工基础》、《机器人技术》、《变频器应用与维护》等教材。根据多年的认知实习经验由本人主编的《广西支柱产业生产经营概况及电气自动化技术专业概论》成为学院本专业在全国骨干院校建设的特色教材之一。
4.加强师资队伍建设。“双师型”教师队伍是高职院校可持续发展的核心内驱力,也是提高高等职业教育教学质量的关键。通过聘请广西华银铝业有限公司、广西南南铝箔有限责任公司、广西春茂电气自动化工程有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司等企业具有生产过程自动控制岗位工作经验的高级工程师、高级技师、技师和从事职工培训的技术人员担任部分专业课程及实践课程的教师,作为企业顶岗实习的指导教师,充实教学队伍,提高实践水平。
自2009年起开始实施到2013年电气自动化技术专业总计有5个年级共计698人参加专业认知实习。由于学生人数较多,企业难以同时安排一百多人的实习场地,把学生均分成两个大组,实习场所交叉进行。多年的专业认知实习证明我们的培养目标是正确的,教育手段和培训方法是有效的,专业认知实习的实施同时促进专业建设、课程设置,优化了课程体系,提高了人才培养工作质量。
参考文献:
[1]孙翔洲,陈铁军,黄营满.现代教育视阈下高校专业认知教育探析[J].教育与职业,2013,(8).
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关键词 中国制造2025 高职教育 电气自动化技术专业
中图分类号:G717 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.11.017
Abstract In response to the "China Made 2025" program, understand and adapt to the development of regional economy and the market timely, reasonable adjustment of talent cultivation model in Yangzhou area, mechanical and electrical related enterprises in the talent demand for research. Through the investigation, to find out the location of Higher Occupation College of electrical automation technology professionals, summed up the enterprises for talents cultivation of opinions and suggestions, provide the basis and reliable guarantee for the subsequent training program specified.
Keywords China Made 2025; higher vocational education; Electric Automation Technology Specialty
气自动化技术专业结合了多个学科和技术,专业口径较宽,适用范围广泛,就业方向灵活。为了明确企业对于电气自动化专业的人才培养需求情况,找准定位,确定目标,真正体现就业导向、能力本位的办学方针,因地制宜与时俱进地进行人才培养模式改革,需要有针对性的对江苏扬州及周边地区企业进行调研,了解企业对本专业人才培养的意见和建议。
1 专业人才培养的社会背景
《中国制造2025》为我国制定了走向制造强国的行动纲领,而人才培养是实现建设制造强国的根本前提,《中国制造2025》中明确提出了“人才为本”的基本方针,要求要加快培育制造业发展急需的专业技术技能人才,这就给高等职业教育电气自动化技术专业带来了巨大的机遇和挑战。与此同时,《中国制造2025》也提出要坚持市场的主导地位,因此本专业的人才培养模式的制定也应当坚持以企业、市场、社会乃至国家的需求为标杆。只有以《中国制造2025》为纲领,以岗位、企业和社会的需求为准绳,进一步推动改革,深化落实,全方位进行人才培养模式的调整,才能培养出企业需要、社会认可、国家满意的具有电气自动化技术专业背景的高素质技术技能型人才。
2 专业人才培养的区域与行业背景
随着扬州市经济和社会的飞速发展,目前已建成了半导体照明、绿色新能源、智能电网、数控金属板材加工设备、汽车及零部件共5个国家特色产业基地。总投资80亿元产能为30万辆的上海大众汽车第三大生产基地落户扬州仪征,潍柴集团亚星客车有限公司、扬州江淮汽车公司、大洋造船等大型国企民企也纷纷抢滩扬州沿江区域。与此同时,扩大至整个江浙地区,电气机械和器材制造业,通用设备制造业,计算机、电子通信和交通设备制造业等均为该两省的支柱产业。《中国制造2025》提出的电力装备,高档数控机床和机器人,新一代信息技术产业等共十大领域,其中大部分领域均涉及到了各种电气类装备制造。由此可知,扬州地区乃至整个江浙地区的支柱产业与《中国制造2025》提出的重点发展领域是高度统一的。因此,未来几十年内,在扬州乃至整个江浙地区,企业、市场和社会对电气类人才需求量将与日俱增且有增无减。
电气自动化技术专业毕业生可就业于各类工矿企业,如制造、石油、化工、电力、纺织、制药、食品、轻工等行业,从事电气自动化系统及设备的操作监控、安装调试、运行维护、技术升级改造、故障抢修等工作,或从事工厂供配电设备管理、维护、操作等工作,或在技术服务型公司,从事技术合作项目的安装、调试和后期技术服务工作,也可在中央控制室、自动化产品营销等部门工作。
由此可见,具有电气自动化技术专业背景的高素质技术技能型人才具有广阔的就业空间和良好的发展前景。
3 企业对专业人才培养改革的意见建议
我们对江苏扬农化工集团、江苏牧羊集团、扬州新大通科技有限公司、江苏纵横苏天网络发展公司、南京擎天科技有限公司等扬州及周边城市的30家企业进行走访调研,调研结果表明,企业对具有电气自动化技术专业背景的高素质技术技能型人才的需求巨大,但同时,企业还对本专业的人才培养提出了几点意见和建议。
3.1 人才培养模式有待调整
人才培养目标定位必须与行业的实际保持紧密联系,以及时满足市场、企业和社会的需求。培养模式必须形成有机的、统一的整体,让学生抱着浓厚的兴趣,实现学中做、做中学,最大程度提高教学效果与教学质量,让学生可以将所学到的基础理论知识转化为熟练的实践动手技能。人才培养过程中,还应当大力开展各类校企合作项目,推进联合办学,进一步与企业维持一种持久深入且具有系统性的共赢合作,让学生能够灵活运用课堂上所学习到的知识和技能,主动发现,仔细分析,准确解决未来实际工作岗位中遇到的具体问题。只有这样才可以真正做到实现知识技能的融会贯通,将内化的知识应用于实践,造福企业乃至社会。
3.2 专业课程设置有待改进
电气自动化技术随着科学技术的进一步发展已经进入一个新的阶段,新的概念和体系已经基本形成。自动控制技术、电子信息技术、通信技术、计算机技术与网络技术等多门学科高度融合和交叉,企业对具备以上综合知识技能的复合型的人才需求很大。课程设置要进一步拓宽,要有一定的计算机网络技术、通信技术、设备制造与加工、机械与电力传动及的基础知识,并且尽可能多的介绍各类控制对象和控制方法。与此同时,还应当让学生了解最前沿的电气自动化新技术,以此达到培养学习兴趣,激发创新意识的目的。
3.3 非智力因素培养有待加强
企业所需要的高素质技术技能型人才除了掌握必备的专业文化知识和技术技能外,还应当具备良好的职业道德修养和敬业精神,拥有服务社会的意识、协作共赢的团队意识和经济安全环保的可持续发展的意识,具备较强创新能力和自学能力,并能够及时快速的适应新环境、接收新知识、掌握新技术,并具有良好的文字表达、沟通协作的能力。因此,在人才培养的过程中,除了传授科学知识和锻炼专业技能,还不能忽略非智力因素的教育。
4 人才培养模式改革的策略和实践措施
4.1 以行业为标杆,改进人才培养模式
人才培养机制应当以企业需求为准绳,以实用为根本,以就业为目标。该专业定期组织教师和专家深入相关企业,进行岗位需求与知识、能力等其他素质方面要求的相关调研,根据企业的具体岗位需求和相关基本素质要求,有针对性地改革人才培养模式,动态地调整人才培养方案,从而保证以此为依据培养出的学生符合行业要求和企业需求。
该专业创新性的提出并实践了“1+1+1专业导师制”人才培养模式,该人才培养模式充分发挥专任教师的导学、导能和导业的作用,积极与企业进行沟通交流与合作,为每一位同学配备一个专业背景的班级导师和企业导师,企业导师定期进课堂、办讲座,既传授了基本的科学理论知识,又锻炼了企业实际需要的动手实践的操作能力,从而为其毕业后的顺利就业提供了强有力的保障和依据。借此人才培养模式,将专业教师的传授和企业导师的指点充分融入到人才培养的全过程,能够及时有效的根据企业的动态需求实时进行调整和改革,充分发挥行业需求在人才培养方面的引领作用。
4.2 以实践为宗旨,调整课程体系建设
本专业以企业岗位素质要求为标准,以培养专业技能为主要目的,以实际工程项目为中心,以具体教学情境为载体,进一步完善和改进课程体系,加强专业知识与实践技能的相互渗透和彼此融合。因此本专业在课程设置上,重点选择具有较强实践性和实用性的课程。
4.3 以项目为导向,大力推进理实一体
为了满足国家对于高等职业教育工学结合的要求,有针对性的进行实践教育教学改革,优化教学方法,加大再造力度,该专业教师基于多年的实践教学经验,结合来自相关合作企业的反馈和建议,与企业工程师合作,从高职学生的认知规律和特点出发,以企业实际生产过程案例为载体,以具体实践项目为依托,针对主干课程编写了相应的项目化教材。截至目前橹梗该专业教师已主编与参编了《生产过程控制系统的设计与运行维护》、《先进组态控制技术及应用》、《传感器检测与应用》、《PLC应用技术图解项目化教程》等共18部适用于高职高专教学的项目化教材。科学知识的学习与实践操作能力的提高紧密融合贯穿于每个具有实际背景的典型案例之中,逐步突破重点难点,激发学生浓厚的学习兴趣,通过实际动手操作巩固对理论知识的认识理解并锻炼其实践操作的能力。有利于毕业生更快的适应具体岗位的实际工作,锻炼培养了其利用学校所学习到的理论知识去发现、分析并解决实际工作中遇到的具体问题的能力。
4.4 以素质为终极,加强非智力因素培养
《中国制造2025》提出了以创新为驱动,要提高国家制造业的创新能力,这就为该专业培养学生的非智力因素指明了方向,即要大力培养学生的科技创新能力。本专业成立若干导师工作室,根据学生的兴趣以及专业知识的掌握程度合理搭配并分组,因材施教,充分发挥学生自身的主观能动性与创新积极性,让学生在专任教师的引导和带领下,基于理论知识基础和熟练的实践动手能力,自主设计研发,制作专业创新作品,参加创新创业大赛,申请创新发明专利。通过组建学生科技创新社团和创新创业中心,鼓励学生基于所学习的理论知识和所掌握的专业技能,勇于创新,自主创业,借此加强学生对新技术新产品的敏感度和开发新市场的敏锐度,为其未来的发展开辟科技创新和自主创业的新领域。
5 结论
在《中国制造2025》的社会背景下,根据企业与社会的要求,相应对人才培养方案进行改革和完善已成为势不可挡的趋势。总结企业对专业人才的培养建议后,应当采取相应的改革措施,应当以行业为标杆,改进人才培养模式,以实践为宗旨,调整课程体系建设,以项目为导向,大力推进理实一体,以素质为终极,加强非智力因素培养。
电气自动化技术专业只有始终坚持以《中国制造2025》为纲领,以满足企业需求为目标,动态调整人才培养模式,大力推进人才培养改革,积极采取应对的实践措施,才能培养出基本知识功底扎实,实践动手技能高超,同时具有卓越的科技创新思维和突出的职业能力素质,广受企业的好评并深受社会的认可的高素质技术技能型人才。
参考文献
[1] 陶涛,花良浩,高宁.机电一体化技术专业人才需求分析[J].科教导刊,2015(12):55-56.
[2] 李俊秀,马应魁,王瑾.电气自动化技术专业高技能人才培养方案的研究与实践[J].中国职业技术教育,2012(11):60-64.
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关键词:校企合作;电气自动化;课程;改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 06-0184-01
校企合作教学方式可以提高学生自身的综合素质以及实际工作能力,能够较好的适应社会对学生的自身要求。目前,我国正在积极的发展和提倡该种教学模式,并在进行积极的探索与实践,而各个学校也都在致力于教学体质的改革,在建设高水平师资队伍的同时培养出优秀的适应社会发展的人才。
一、高职电气自动化技术专业课程进行校企合作模式改革的目的和意义
高职电气自动化技术专业课程主要有《过程控制》、《计算机控制系统》、《自动控制系统工程设计》等,这些课程存在理论较为抽象而实践性较强的特点,重点在于培养学生的工程实践能力。目前的课堂教学主要使用的是企业的实际工程案例,只能简单的进行书本教学,无法将所学的理论知识与实际的生产过程想结合,往往造成学生只能理论知识都学过,但是实际生产实践都不会的局面,这样的教学模式很难培养出高层次的工程人才,与电气自动化专业让学生在跨出校门后快速的转向优秀的电气自动化控制技术人才的目标不相符合。
国外校企合作教学的成功案例有很多,如德国巴登-符腾堡州的“双元制”教育,英国的“三明治”教育。国内在校企合作方面的课程设计也在积极的探索与实践当中,常用的做法是企业参与学校相关人才培养计划,参与教材编写,共同进行课件开发,一起进行教学体制的改革等。电气自动化教学进行校企合作模式教学的改革主要目的有:(1)率先进行校企合作教学模式的改革,努力对同类课程教学起到示范以及带动作用;(2)努力提高学生的实践能力以及创新能力,通过校企合作的模式提升学生的培养质量;(3)通过校企合作模式深化学校与企业合作的深度,建立可持续的课堂教学模式,达到教育资源优化配置组合的目的。
二、电气自动化课程校企合作模式改革内容
电气自动化课程进行校企合作模式的改革主要目的就是由学校和企业共同来创造良好的教学环境,共同完成相关的课程设置,共同完成电气自动化相关课程的教学,在课程教育中体现出工程实践,课程教育服务专业和工程需求。
(一)教学内容改革
在教学内容方面主要是在原来的理论课堂教学的基础上增加相关工程案例方面的内容,将与学校合作的企业的实际工程实践需求等内容加入相关课程内,使学生在进行理论课程学习的同时增加工程实践方面的相关知识。
(二)教学方法改革
在教学方法方面主要应该依据项目引领,任务驱动的教学方针,以相关合作企业的实际工程项目作为教学的引领,以专业的工作任务作为驱动,根据专业课程的标准,与企业相关人员共同进行项目设计,项目具体实施过程中相关老师以及企业人员共同制定项目的任务,根据所制定任务向学生下达相关的任务单,项目实施完成后老师和企业相关人员共同对项目进行考核、验收和评价,并提出项目存在问题的解决办法。
(三)教学形式改革
教学形式的改革主要是增加实践的课程。在原有教学模式案例分析、课堂讲解、专题讨论、专题讲座及实践教学的基础上再强化实践课程的教学,主要是加强现场教学的实践课程。现场教学主要是强化与企业的相关合作,将课堂教学改为工厂实习、科研现场教学,实施工程项目实际以及生产实际教学。
(四)师资队伍改革
在师资队伍方面的改革在学校原有相关课程教师的基础上,聘请企业相关的工程技术人员作为兼职课程教师,向学生讲授电气自动化方面的实用知识、最新技术以及最新研究成果和进展。
(五)教学主体改革
在教学主体方面的改革主要是实行双向教学,教师改变灌输者和说教者的角色,而是学生相关学习内容的参与者和组织者,向学生的相关知识内容学习提供支持,学生改变被动学习的角色,而是主要进行主观积极的探索,以此达到教与学的双向过程。
(六)课程考核评价改革
在课程考核评价方面的改革,主要是将学生平时作业成绩、企业实践成绩、企业实践报告等内容加上考试成绩以及课程设计成绩进行综合考虑评价,增加实践能力在评价中的比重。
三、校企合作教学模式案例
针对某院校电气自动化专业设置课程《自动化工程项目设计与实践》进行初步校企合作模式的探索,具体所进行的改革如下:(1)聘请了相关合作公司的高级工程师进行电气自动化专业学生课程设计中PLC、DCS系统的设计和自动控制系统相关的设备选型等;(2)带领电气自动化专业学生到合作企业进行现场PLC控制系统的相关设计、上位监控系统设计等内容的实践和学习,让学生在理论课程学习的同时感受真实的工作环境;(3)将项目引领、任务驱动教学方式应用于教学。将学生分成多个小组,学校老师和企业相关人员共同制定项目需完成的任务,每个小组指定项目负责人,各个成员根据任务书确定自己需要完成的任务,主要有收集资料、控制系统原理、控制系统设计、软硬件及仿真调试等。课题任务主要来自老师科研项目和企业工程实践。老师和企业人员在项目实施的过程中进行指导和监督,在项目完成后进行考核验收和给出评价评分。(4)将平时成绩和企业实践能力及实践报告等综合考虑入学生课程成绩,增加学时实践能力。
四、结语
校企合作模式教学是将学习和工作紧密结合一起的教学模式,将课堂教育与实际的生产工作经验互相紧密结合,可以提高学生自身的综合素质以及实际工作能力,能够较好的适应社会对学生的自身要求,应作为未来教学改革的方向之一。
参考文献:
[1]崔兴艳.高职电气自动化技术专业“校企合作”实训基地建设方案的研究与实践[J].哈尔滨职业技术学院学报,2011,4.
[2]蔡健.高职院校“校企合作”实训基地建设的研究与实践[J].农业科技管理,2008,4.
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【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)01C-
0027-02
电气自动化技术专业的一个鲜明特点是实践性非常强,其人才培养目标是培养适应社会发展需要的具有创新意识和实践能力的高素质人才。实现其培养目标的关键是让学生通过大量的动手实践,参与实际的教学活动,并获得良好的效果。因此构建电气自动化技术专业新的实践教学模式是当前教学工作的重中之重。
在当前大力发展职业教育的新形势下,职业技能大赛的作用、影响力和人们的关注度逐年提高和攀升,这更加促使职业教育工作者深入思考在今后的教育教学过程中如何更好地发挥大赛的引领作用。例如教学内容的选取、实训方式的改革、课程体系的更新、实践基地的建设和育人理念的确立等。
近年来,我院非常重视学生的职业技能竞赛,自2009年以来在自治区级以上各类职业技能竞赛中取得良好成绩。与此同时,我院组织教学团队同步开展职业技能竞赛引领教学改革的相关课题研究,在技能竞赛的训练方法、课程整合优化等方面取得初步的研究成果。在此基础上,以我院电气自动化技术专业为对象,改革实践课程体系、实验教学、实践基地、毕业设计等四个重要环节,逐渐探索以技能竞赛为导向的实践教学模式的有效途径。
一、以技能竞赛为导向的实践教学理念
技能竞赛是一个完整的项目式或任务式实践活动。其核心就是将实践教学内容任务化,以竞赛项目形式完成实践任务,将竞赛项目细分为各个有机相连的子任务,以竞赛活动为载体,使学习者逐个突破子任务,达到完成整个项目的明确目标。它打破了传统实践教学中教师“单向灌输”、学生“被动接收”的教学方式,变被动实践为主动参与,教师不断地激励学生,最大限度地调动学生学习的积极性和实践兴趣。它以现代教育理念为指导,以实用为主,以学生发展为主,改变知识的单向传播,强调形成积极、主动的学习态度,强调竞争与合作。在实践教学中既有“教”的设计又有“学”的设计,既有自主学习、实践又有合作探究,充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用。实践证明,以技能竞赛为导向的实践教学可以大大提高学生的主动实践能力。
二、实践课程体系的改革与创新
电气自动化技术专业的实践课程体系改革主要围绕自动化生产线安装与调试技能竞赛、维修电工技能竞赛和电子设计竞赛等项目来开展研究。这些竞赛项目涵盖机械、电子、电气、气动、传感器、PLC编程应用、单片机编程应用、触摸屏组态、工业网络等多学科交叉技术,基本覆盖本专业的核心技术。这些技术的掌握和应用对本专业学生的专业知识、职业素养、岗位能力、综合素质的培养具有重要作用。因此基于上述核心技术,研究开发一种全新的实践课程体系至关重要。
基于技能竞赛为导向的理念,吸收国内外著名高职院校教学改革的经验,分析我院办学特点和人才培养目标,提出了电气自动化技术专业的三级递进式实践课程体系结构。
专业基础级实践课程。主要包括电路认知、电子电路设计、电子产品组装与调试、电工考证实训、C语言程序设计等课程。
专业技能级实践课程。主要包括电力电子技术实训、传感器技术实训、电气控制与PLC应用技术实训、变频调速技术实训、单片机应用技术实训、电机与拖动技术实训等课程。
专业应用级实践课程。主要包括维修电工技能实训、自动线安装与调试实训、电子产品设计与开发实训等课程。
该课程体系具有两个特色。一是课程体系按照先学基础、再学技能、最后综合应用,充分遵循由易到难、由浅入深、由简单到复杂、由宽泛到专业的认知规律,形成三级递进式课程体系。教学计划的安排也与之相适应,大一开设专业基础课,大二开设专业技能课,大二下学期、大三上学期开设专业应用级课程。二是课程体系建立在以技能竞赛为导向的教学理念上,开设的课程不是简单的级别罗列和划分,课程内容也不是传统的教学内容的照搬,而是基于三个竞赛项目的内容和要求进行综合考虑。所有课程均采用项目式教学,任务驱动,大大提高学生的主动实践能力和综合运用能力。
三、实验教学改革与创新
以实验课程体系和教学方法的改革为切入点,构筑先进的融理论教学与实践教学于一体、知识传授与能力培养相协调的专业实验平台。整合不同课程的相同实验课和实验内容,重新修编实验大纲和实验指导书,并充实、更新相关实验内容,调整基础性实验和综合性、设计性实验的要求;对实验教学方式进行改革,既有必做实验也有选做实验,既有课内实验也有多门课程的综合实验。实行开放式实验教学,充分利用电气自动化协会,开展丰富的课外科技实验活动,拓宽学生的视野,增长他们的见识,促进实验教学质量的提高。
四、实践基地建设和改革
近年来,我院大力投入实训基地建设,大大改善了实践教学条件。学院电工电子与自动化实训基地整合了部分教学实验室资源,成立校企合作中心、信号实训中心、电工电子基础技能训练中心、自动化技术中心、电子技术中心和创新基地。
根据三级递进式实践课程体系的设计思路,构建基础技能、专业技能、应用技能三大实训基地平台。
(一)专业基础实训平台
基本技能实训平台是训练学生专业基本技能,帮助他们形成良好专业素养的基础平台。平台设置了电子基本技能、电气基本技能、检测与转换3个实训模块,包括电工、电子技术基本实验,电路认知与焊接实训,电子产品装配与调试实训,各种电子电路的安装与调试实训,电工考证实训,电气设备安装与调试实训,机床控制电路安装与故障处理实训,传感器与检测技术实训,电力电子技术实训等项目。
(二)专业技能实训平台
专业技能实训平台包括单片机控制、PLC控制、变频调速等实训模块,共7个实训项目。该实训平台对于学生提高专业能力和职业能力具有非常重要的作用。它力求体现真实的职业环境,强调实训项目的应用性和操作的规范性,鼓励大胆创新实践,使学生保持与行业实际水平基本同步。
(三)专业应用实训平台
专业应用实训平台偏向于工程实践,由电子产品开发、电气工程项目设计、自动化生产线安装与调试3个实训项目组成。它们都是以项目的形式开展实践教学活动,完全按照技能竞赛项目的要求,将专业基础、专业技能和专业综合应用紧密结合的项目式教学。
电子产品开发项目:按照电子设计竞赛的要求,将电子技术、C语言程序设计、单片机应用技术等专业课程知识转化为实际应用――设计并制作出一款实用的电子产品。
电气工程项目设计:按照维修电工技能竞赛要求,将电工原理、电气控制技术、电机实训、电气设备故障处理实训、PLC实训等课程知识转化为实际的电气产品设计。
自动化生产线安装与调试项目:按照自动化生产线安装与调试技能竞赛要求,开设自动线安装与调试综合实训课程,该课程将气动技术、传感技术、PLC技术、变频和伺服驱动技术、触摸屏组态技术、工业网络技术等融为一体,采用理实一体化教学方法,基于YL-335B综合实训平台,通过系统设计、安装、编程、调试,达到使学生掌握电气自动化专业核心技术的目的。
五、毕业设计的改革与创新
毕业设计是实践教学的一个综合性应用环节,是学生灵活运用所学专业知识能力的重要体现,对提高他们的专业综合素质和就业竞争力有积极推动作用。因此,实践教学模式的改革离不开毕业设计环节,其改革主要从选题和成果形式两方面考虑。教师要根据学生的特点、兴趣、就业方向,以技能竞赛为导向,有针对性地布置选题,并充分利用自动化实训基地的各种设备作为毕业设计载体或控制对象。论文成果以设计作品、设计装置等物化产品为主,可以是电子产品设计类、电气工程设计或自动化生产线设计等课题,从而打破以往重理论轻实践的毕业设计要求,对进一步提高学生的动手实践能力、专业综合能力起促进作用。
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关键词: 课程体系改革 优化课程内容 工程实践
当前国家重点强调,对于二本院校着力进行转型发展,然而二本院校转型发展的主要目标是以符合社会需求培养应用型人才[1]。我院为社会培养应用型人才的核心和实现培养目标的关键是课程体系建设,那么怎样对现行的课程体系做出改革,培养当前适合制造大国的应用型人才是众多二本学校需要研究的一个关键问题[2-5]。
纵观工学院的电气工程及其自动化专业的课程体系,专业建立已经有几年,也多次对课程体系进行改革和调整,但是从前后知识的逻辑性连接,学科间的交叉学习及内容的详尽性等方面考虑,不适应对学生应用能力和创新能力的培养[6-10]。具体反映在以下几个方面:
课程设置缺乏整体性。很多教学课程缺乏整体性的课程内容规划,比如课堂上对于理论知识的讲解内容不够完整,跟不上当前电气专业一个行业的发展现状,而且主要出现一些较严重的重复性的教学内容,对于将理论与实践紧密联系进行教学的深度远远不够,大多数课程甚至缺乏实践环节,整体规划和合理的课程安排欠缺妥当。
依旧存在学科本位思想的课程模式。对于我院的电气工程及其自动化专业课程体系的改革建设,学科本位思想仍产生一定的影响,主要体现在对于本专业的教学计划和课程结构设置依旧采用学科本位的思想。也就是“公共基础课+专业基础课+专业课”的“三段模式”,大多习惯学科课程的思想方式,以致从教学内容到方法都没有发生本质性的改变,没有向培养学生的实践动手能力方向实现本位转换。
1.构建新的课程体系及教学内容
采取以工学结合为主要途径,培养学生的自主学习能力为主要目的,同时融合行动、本位和知识体系等课程模式的优点,对我校工学院的电气工程及其自动化专业课程体系进行改革,创建以项目为本体结合课程学习方式的课程体系。
(1)培养目标的确定。
本院将主要培养以岗位和职业资格需求为目标的应用型人才。采用这样的培养方式,不仅可以使学生通过在校的四年时间学习专业知识及从业的一些资格证书,而且可以在学习时就掌握企业岗位所需求的职业技能,不至于出现众多学生口中念叨的毕业季失业季的现象。
电气工程及其自动化专业的培养目标主要是:培养一批能够适应社会,为社会服务,在具备坚实的专业知识之后从事企业第一生产线的相关工作,并具有优秀的职业道德情操和熟练的职业技能,真正成为德智体美劳全面发展,而且具备完美的创业精神和可持续发展的应用基础能力,对企业自动化生产线的系统进行设计、安装和调试等工作的高薪人才。
(2)课程体系的重构。
当前我院电气工程及其自动化专业课程体系的重构主要以适应社会企业的职业岗位能力为核心,从整体突出课程框架中技术工作过程的主线地位,构建整体性工学结合的适合我院应用型人才发展的课程体系。根据本专业的具体定位和培养目标,并通过合作企业的指导,共设置五个模块:职业核心课程、专业核心课程、专业基础课程、专业拓展课程和顶岗实习,要求对企业自动化系统设备的正常运行涉及的各环节有全面了解。
(3)课程设置的确定。
本院采取以企业工作任务引领方式,主要以适应企业从业的岗位需求实行对本专业课程的设置。学生将在校所学的专业课程知识轻松自如地应用到企业的相应岗位中,体现理论联系实践、将理论应用到实践中去的课程理念。对于社会此方面动态性的发展和前瞻性,将会不断调整适合我国自动化专业发展趋势的课程设置体系。
(4)专业核心课程的建设。
重点打破传统课堂理论教学模式,以项目和理论教学为主体方式,以课题研究的主要工作为组织课程的中心内容,让学生在实际做项目的过程中边做边学习专业知识,将理论应用到实践中,实践以理论为指导,加强对学生的职业能力训练。
(5)“教、学、做一体化”的教学模式。
重点采取以项目为主导的实践行为,在课程教学中实行教、学、做一体化教学模式,做到以学生为主体,真正实现边教边学、边学边练和学做合一的适合社会需求的新型教学模式,极大地激发学生的项目研究兴趣。
2.课程体系及教学内容的具体实施
本校工学院的电气工程及其自动化专业课程的开发是一项系统工程,通过前期的实践,发现采取校企合作的培养方式是最基本和最有效的途径。具体共同采取措施和培养方法如下:
(1)专门针对我院的电气工程及其自动化专业成成了课程体系开发组,该课题组主要由我院经验丰富的专业课程教师和企业内的行业专家组成。
(2)为了明确适应社会人才的培养目标,特意进行相关企业岗位需求调研。在此基础上,我院专业教师和企业优秀人员进一步进行洽谈论证,进行详细的分析并得出本专业的培养目标:努力培养德智体美劳全面发展,并且从方方面面反映出的具备优秀的追求完美的创新精神和精益求精的工作态度,同时对专业理论知识掌握牢靠,具有熟练的职业技能,能够勇于冲上企业第一生产线,并胜任自动化生产线的各种设备的维修、调试和设计等工作。
(3)重构课程体系。结合前述的课程定位和专业的培养目标,以培养学生的团队协作和交流沟通,以及提高学生的实践创新能力、就业能力及创业能力为主体目标,重构课程体系。根据我们与企业人员共同研讨论证,按照工作岗位业务范围工作领域工作任务职业能力学习领域(课程)的工作流程进行课程体系的开发。
(4)专业课程的重置。面对当前社会企业对本专业人才的需求,重置专业课程。设置中参照劳动和社会保障部门对职业核心能力的培训设立职业核心能力课程;根据企业对电气工程及其自动化专业的毕业生的专业理论和基本技术的需求构建了专业技术基础课程;根据当前社会的岗位需求和职业技能的要求设立专业技能核心课程,而且将相关的职业资格标准引入课程教学内容中;为加强学生的生产实习和社会实践,安排一个学期到上海丰武光电有限公司的顶岗实习。
(5)建设专业核心课程。当前社会对应于型人才的需求要求越来越高,所以综合考虑社会需求现状,针对企业的岗位要求的职业能力,本院重点提炼了核心课程教学内容,着重以实际真实的工作创造真实的教学环境,努力让学生在这种真实的学习任务中,不断成长,不断探索和开拓进取。
(6)采用基于工作过程的“教学做”一体化教学模式。针对本院的电气工程及其自动化专业核心技能课程,所有学习任务将都防灾实训过程中以理论讲授、实验和实习合为一体化的教学方式完成。实行企业中实际项目作为学习导向,统一应用边学边做边看边教的教学做一体化模式进行教授和学习,真正发挥教师的主导作用,以学生为主体学习者,从被动的知识接受者成为开发项目的主体,让他们自行体会自己真心要干什么,能干什么,最想干什么,这样对各方面的积极性的调动具有很强的促进作用。
(7)改进考核评价方式。每所高校基本都离不开试卷形式的考查,故本院设立的理论试卷考查形式,重点针对职业核心能力课程和专业技术基础课程的考核,在实训和试验中完成对实训成果、技术报告、对仪器设备的操作熟练程度和正确程度上的实际考查。各项考核按一定权重相加评定实验和实训成绩。
当前我院经过两年的实践及全体老师和学生的共同努力,对于专业课程体系和教学内容的改革取得初步的成效。以主体为项目课程的课题体系不仅仅让学生的专业基础能力在教学过程和学习过程中得到更好的培养,更重要的是对于岗位的细化,让学生真正与社会紧密联系,拓展就业口径,实现按需办学。
参考文献:
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传统高职教育一直采用课堂教学和集中实训两种教学模式,对于理论性较强的课程,采用理论教学+实验课的模式,而对于实践性较强的学科,则采用集中实训的模式。就业中主要存在两个问题: 容易造成理论与实践的脱节,学生整个课程体系不完整。 一些专业技术课的技术特点体现不明显,学生分析和处理实际问题的能力不强,离企业的要求还存在一定距离。陈旧的教学模式培养出来的人才不能保证学生零距离就业。在人才培养模式中采取“教学做一体化”教学深入的改革,可以满足适应企业行业对电气自动化技术类技能型人才的新需求。
2、我校“一体化”教学课程开发实施过程
“教学做”一体化教学模式改革指导思想是以培养面向生产、建设、服务和管理第一线高技能人才为目标,以增强学生实践动手能力和综合运用知识能力培养为重点,以合理精简整合、序化教学内容为核心,集知识、技能和态度于一体,运用多种教学方法和教学手段,不断提高课程教学质量。
基于就业导向的电气自动化专业人才培养方案课程设置。针对就业方向,该专业人才培养方案中设置了自动化专业的学习领域,有重点的规划了学习领域中需要实施一体化教学的课程。
典型就业岗位和学习领域如下:①电器柜维修——《电路分析与应用》②仪器仪表维护与维修——《过程控制与自动化仪表》③电子电路设计与应用——《电子线路分析与应用》④电机维护与维修;机床电气控制线路维护——《电机控制与应用》电气制图——《电气CAD及工程制图》变频器应用系统设计——《变频驱动装置调试与应用》PLC程序设计与操作,触摸屏安装与应用——《PLC程序设计与实践》(含触摸屏)单片机系统开发——《单片机产品设计制作与调试》自动化生产线的安装维护——《自动生产线安装与调试》传感器的安装与维护——《传感器应用》11数控机床日常维护;数控机床电气控制系统维护——《数控机床控制系统故障诊断与维修》12供配电线路的维护与维修——《企业供配电系统运行与维护》13DCS系统维护与维修;现场总线安装与调试——《DCS控制系统维护》14组态系统的操作与调试——《组态软件应用》15企业生产运行管理——《企业管理》
其中《电子线路分析与应用》、《电机与控制应用》、《PLC程序设计与实践》、《电气CAD及工程制图》、《变频驱动装置调试与应用》、《自动生产线安装与调试》、《单片机产品设计制作与调试》、《数控机床控制系统故障诊断与维修》、《组态软件应用》、《DCS控制系统维护》课程采用一体化教学。
完善的一体化课程的教学大纲保证教学有章可循。一体化课程教学大纲是执行专业培养计划,实现培养目标要求的教学指导文件,是组织教学,进行课堂教学质量评估和教学管理的主要依据。制定与一体化教学培养方案相配套的课程教学大纲是规范教学要求,提高教学质量,实现专业人才培养目标的重要环节。在各科一体化课程教学大纲中,均编制了课程性质,课程目标,教学内容及课时分配,教材教辅资料,一体化教室规范要求等内容。使得一体化教学的具体实施有章可循。
自编一体化教材及实验指导书。合理、实用的教材教辅和实验指导书是完成一体化教学的基本资料。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http://总第522期2013年第39期-----转载须注名来源为了达到教学大纲的要求,并配合理论知识和教学设备统一性,该专业的一体化课程教材必须选择自编教材,实验指导书也均由校内实验指导经验丰富的老师编制。一体化教材以项目、任务单元的形式编制,在保证内容科学性的同时,也体现了有效性和实用性的特点。教材和实验指导书的合理选配为一体化教学效果的提升提供了必要条件。
教室设为工作间。一体化教室就是将教室与工作间融为一体,让学生感受情景教学的氛围,在任务驱动教学中学习理论知识,并获得操作技能。做到在实践中教理论,在运用中学技术,提高职业素质。各门一体化课程的教室配备教学必须品,同时也装配了实操设备。教学场所既可以听课,做笔记,多媒体演示,黑板讲解,更重要的是一体化教室也是实验室、工作室、甚至车间。为老师边讲边演示,学生边学边操作提供了平台。
“双角色”教师。教师水平直接影响教育教学质量。为了体现一体化教学的重要性,对一体化课程的教师选配尤为严格。一体化课程都安排两个老师教学,一个主讲一个辅导。两个老师均要获得高校教师资格和技师资格证,且有多年教学经验,至少有一个要有企业工作经验。我校对一体化教学教师进行多次培训,提升教学水平,掌握新的教学工具盒手段,改善教学方法。并定期深入企业实践,学习新的技术,避免知识陈旧落伍。因此,良好的一体化教师队伍为教学质量提供了保障。
3、“一体化”教学实践效果
注重职业发展和专业定位。使学生获得与工作岗位需要相一致的职业能力;注重任务驱动的课程设置。为学生提供体验完整工作过程的学习机会;注重教学做一体化。以工作任务为中心来整合相应的知识、技能和态度,实现理论与实践的统一;注重工学结合。“一体化”教学以职业能力培养为主线,以企业车间管理制度作为课堂制度,顺应了工学结合的发展;注重以职业技能鉴定为参照的技能训练。使学生在获得学历证书的同时,能顺利获得相应职业资格证书。
“一体化”教学在很大程度上促进了我校“培养面向生产、建设、服务和管理第一线的,德、智、体、美等方面全面发展的,实践能力强、职业素质高,具有创新精神和实践能力的高端技能型专门人才”的高职专业人才培养目标的实现。
5、结合企业需求的电气自动化技术专业“一体化”教学对学生就业的积极作用
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关键词:电力系统及其自动化;数值计算方法;教学改革
作者简介:郭壮志(1983-),男,河南周口人,广东工业大学自动化学院,讲师;吴杰康(1965-),男,广西隆安人,广东工业大学自动化学院,教授。(广东 广州 510006)
基金项目:本文系电气与控制广东省实验教学示范中心子项目实验教学改革项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)13-0069-02
“数值计算方法”是研究使用计算机求解各种数学问题近似解的一个数学分支。伴随着计算机技术的迅速发展,其已成为研究分析电力系统运行与控制问题不可或缺的技术手段,具有便捷、高效、成本低、可模拟真实条件和理想条件下状态等显著优点,在电力系统故障分析、电力系统稳定性分析、电力系统短路计算、电力系统过电压计算、电力系统潮流计算、发电机运行特性分析、电磁场计算等领域都有应用。电力系统分析与计算软件如POWERWORLD、PSCAD、PSASP等都要以数值计算方法为理论基础,因此广东工业大学(以下简称“我校”)将其设置为电力系统及其自动化专业本科生的必修专业基础课。与其他数学课程相比,该课程具有知识面广、理论复杂、公式冗长、难于记忆等特点,对于本专业还需强调基础理论与电力系统运行控制理论的紧密结合。
笔者目前从事电力系统及其自动化专业“数值计算方法”课程教学,针对教学过程中存在的问题进行了分析和探讨,在借鉴该课程先进教学经验的基础上,结合电力系统及其自动化专业学生特点,在教材、教学内容、教学方法、教学目标、考核方式等方面提出了相应的改革措施,以促进教学效果的提高。
一、“数值计算方法”课程教学现状
“数值计算方法”是分析和研究电力系统运行与控制问题的必要技术手段,定位为我校电力系统及其自动化专业的必修专业基础课,2学分,共32学时,全部为理论课时。考虑到该课程教学要以“高等数学”、“线性代数”等知识为基础,目前安排在大二下学期讲授,以理论教学为主。教学目标是通过各种数值算法的学习,培养学生分析解决问题的能力,强调理论的完整性和严谨性。采用期末测试成绩和平时成绩综合考评的方式,期末测试成绩占80%,平时成绩占20%。
二、“数值计算方法”课程教学存在的主要问题
1.教材选用针对性不强
教材作为承载并传递课程教学内容的载体媒介,[1,2]对课程教学效果有显著影响。“数值计算方法”隶属应用数学范畴,是理论分析和工程应用结合的桥梁。在电力系统及其自动化专业课程教学中,教材选用不仅要考虑知识的完整性、理论的严谨性,同时要突出课程与本专业的关联性,使学生能够“学以致用”。长期以来由数学专业的教师承担本专业的“数值计算方法”课程教学,所选用的教材理论性较强,没有充分考虑到与电力系统及其自动化专业的专业背景和知识结构的结合,学生难于做到所学即所用。
2.课程教学内容和教学计划不甚合理
目前,我校电力系统及其自动化专业“数值计算方法”课程教学课时共32学时,安排在大二下学期讲授,全部为理论教学,无实验和实践环节。此时,学生虽具备学习该课程必需的“高等数学”和“线性代数”等数学知识,但缺乏电力系统分析、电力系统继电保护、高电压技术等专业知识,不具备讲授“数值计算方法”在电力系统应用的知识前提。学生仅仅把该课程当作一门数学课来学习,学完后对其应用价值知之甚少,与专业教师期望的教学目标有较大差距。
3.课程教学方法相对落后
目前,我校大多数课程已经实现了现代多媒体技术教学。根据各学科的性质和特点,很多课程已引入了互动式教学、启发式教学、立体式教学等先进教学方法。然而由于“数值计算方法”课程涉及知识面广、内容抽象、教学课时少,因此长期以来本专业该课程的教学方法仍然以“注入法”为主,偏于强调教师的主导作用而忽略了学生的主观能动性。同时因为是数学专业的教师授课,他们对电力系统知识了解不多,大部分时间花在了算法的理论推导和证明,忽略了本专业学生的数学基础弱、对理论推导与证明兴趣不高的特点,学生上课时注意力不集中,教学效果不理想。
4.课程教学目标存在不足
目前,我校电力系统及其自动化专业“数值计算方法”课程的教学目标强调理论的严谨性,偏向培养学生的理论分析能力而弱化了实验实践教学,不符合该课程理论与应用结合的特点和本专业培养应用型人才的教学实际。
5.考核方式不尽合理
考核是教学评价的核心,直接影响到课程教学系统功能的整体优化。[3]目前,电力系统及其自动化专业该课程考核指标相对单薄,由期末测试成绩和平时成绩两部分组成,而期末考试成绩在综合考核指标中占主导地位,平时成绩评定指标中作业处于核心地位,作业仍然主要以理论推导型和算法设计型题目为主,过分强调“分数”、理论分析与算法推理的重要性。对于理论与实验实践并举的“数值计算方法”课程,该评价方法简单、功能狭窄,容易造成学生被动学习、课程学习目标游离、理论与实验实践脱节,不利于学生学习兴趣培养和学习能力、创造能力、专业领域应用能力等高阶能力的养成与提高。
三、“数值计算方法”课程教学主要改革措施
根据“数值计算方法”课程教学中存在的主要问题,结合课程与电力系统及其自动化专业特点,以教材改革为基本点,以整合优化教学内容为核心,以改进教学方法为手段,以完善考评方式为保证,以提高学生兴趣、获取理论知识、训练思维、培养创造能力和本专业应用能力为目标,进行课程教学改革和实践。
1.加强教材建设
目前,该课程教材主要有两类:[4]偏重理论推导和算法分析,主要解决“为什么这样计算”的问题;强调算法设计和数据处理,淡化理论分析与证明,主要解决“如何利用计算机求解数学问题”的问题。至今,还没有一种与本专业结合紧密的有关数值计算方法的教材,难于满足专业教学需求。由于编写新的教材周期长,笔者认为教材建设应采用渐进式,首先针对工程专业培养应用型人才的特点,选择知识结构完整、逻辑结构清晰、强调计算机算法实现和淡化理论分析证明的教材;其次组织本专业教师编写满足学生需求并紧密结合电力系统理论分析和工程应用背景的教材。
2.合理调整课程教学内容与教学计划
根据本专业学生特点,对教学内容进行调整、整合与优化,主要有以下几个方面:淡化理论证明,适应应用型人才培养的需求;增加数值算法计算机程序教学内容,体现课程理论与应用融合的特点;增加上机实验教学内容,培养学生理论与应用结合的能力;增加电力系统理论研究和工程应用背景与数值计算方法有机结合的内容,让学生了解数值计算在本专业的哪些领域被应用和如何应用。
我校电力系统及其自动化专业学生在大三上学期开始学习“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等专业课程,为促进数值计算方法与电力系统知识的融合,拟将本课程的教学计划从大二下学期调整到大三下学期,在课程讲授时不仅可将专业应用背景融入到教学中,也让学生知道该课程学有所用和如何被应用;拟增加实验实践教学内容,将课程总课时调整为40学时,理论教学课时32学时不变,增加实验实践教学课8学时,提高学生“学以致用”的能力。
3.改革课程教学方法
借鉴其他课程先进经验,结合本专业特点,该课程教学方法改革措施主要有:
(1)应用理论总结替代算法理论推导过程来淡化分析与证明,做到理论深入浅出,降低课程学习难度,提高学生兴趣。例如:当讲到简单迭代法收敛性定理时首先告诉学生该定理的本质就是迭代函数,导数的绝对值小于1,然后利用学生已掌握的导数知识进行阐释,使其轻松掌握该类型算法收敛性判定的简单直观方法,降低理论难度。
(2)利用直观教学讲授算法原理,浅显易懂。例如:当讲到对分区间法、Newton法等算法原理时,利用算法迭代进化直观图可便捷高效地让学生掌握算法的原理。
(3)引入本专业应用背景,做到理论与实践紧密结合,使学生感觉学有所用。例如:在讲到Newton法求解非线性方程时,将电力系统潮流问题引入,并探讨其求解原理与方法。
(4)实验教学课堂案例化。在课堂上针对具体问题讲授利用MATLAB如何实现算法,以起到抛砖引玉的作用,为学生实验实践作范例。
4.修正课程教学目标
教学目标要结合课程特设、专业特点,做到反映实际、与时俱进。电力系统及其自动化专业培养的应用型人才,因此培养目标要从重理论转向强调应用,注重和电力系统理论研究及工程应用的结合。
5.改革课程考核方式
课程自身特点和本专业的人才培养要求促使当前该课程考核方式需要革新,围绕着端正学生学习态度,激发学生学习兴趣,促进理论、实验和实践有机融合的目标,考核方式的主要改革措施有:降低期末测评比重,由原来80%降到70%,增加实验实践教学考核指标,实现考核指标多元化;重视实验实践评估,将平时学生实验实践的过程、结果、积极性等都作为实验成绩评定的指标;作业成绩评定既注重理论又注重实验实践,“双管齐下”促进理论与实际的紧密结合,在布置作业时,不仅要写出理论依据,算法的设计步骤,还要附上利用MATLAB进行程序实现的代码和结果,以实现学而会用,避免“光说不练”、“纸上谈兵”;与专业应用结合的能力作为期末考评的一个量化指标。学生针对本专业自选与计算方法应用有关的案例,利用MATLAB实现数值计算方法程序,并采用尽可能多的方法去实现,针对不同的方法分析其应用效果和优缺点,如果有可能提出改进方法。
四、结束语
本文针对我校电力系统及其自动化专业“数值计算方法”教学过程中存在的问题进行了分析,并从教材建设、教材计划制订、教学方法优化、教学目标修正、考核指标变革五个方面探究课程的改革和实践措施,以便促进该课程教学效果的提高。其中一些措施如文中所提教学方法已应用到教学中,被学生认可和接受。目前虽然还没有与本专业紧密结合的教材,但已不再选用偏重理论的教材而选用理论适度、偏重应用的相关教材,[5]也得到了学生的认可。该课程的改革还处于初始阶段,在教学过程中继续借鉴先进教学方案,总结已有的改革教学经验,逐步提高该课程的教学质量和教学水平。
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