电气工程特色实践教学系统创建

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清华大学电机工程与应用电子技术系(以下简称电机系)始终把人才培养作为根本任务，为国家培养了一大批优秀的电气工程学科专业人才。实践教学是人才培养的重要环节，电机系把培养学生的实践能力、创新意识作为核心工作之一，积极探索、不断实践，建立了以培养高层次电气工程学科创新人才为目标、以国民经济发展需求为导向、以强行业背景为依托、以学生为主体的校内外实践教学平台，构建了具有电气工程学科特色的实践教学体系。

1校内实践教学平台建设

我系以电气工程国家实验教学示范中心、电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室和校企联合实验室为基础，搭建了高层次校内实践教学平台(见图1)。

1．1加大实验室投入，改善实践教学环境我系不断加大实验室建设力度，大力改善实践教学环境。统筹规划，整合资源，建设了全校性公共实验平台、专业基础课实验平台、专业课实验平台。2009～2010年，再次对实验室的仪器设备进行了更新，重点建设了包括计算机硬件实验室、电机教学实验室、电气工程自动化教学实验室、电工与热工计量教学实验室、继电保护实验室在内的10余个实验室。购置了功率信号源、变阻箱、数字万用表、计算机、继电保护设备、示波器、信号发生器、单片机开发板、DSP开发板、常见集成芯片、电子负载、电子电路实验箱、风力发我系统、太阳能电池发电系统等设备。同时，还对实验环境进行了改造和修缮，并为实验室新购置了空调、门禁等基础设施。

1．2大力引进优秀人才，建设优质实践教师队伍我系拥有一支高学历、高素质的实践教学教师队伍。不仅有学科带头人、教学名师等参与实验指导，还有一支具有丰富实践经验的优秀的专职实验教师队伍。负责实践教学的专职和兼职教师中，有多位教师获奖，包括国家教学成果奖、北京市教学成果奖、国家教学名师奖、清华大学优秀实验技术人员奖等等。近2年，我系进一步加强了实验系列教师队伍建设。着力培养青年教师，加强后备力量建设，相继引进了1名副教授和2名清华大学硕士研究生作为实验系列教师。我系制定了一系列有效措施，调动教师参与实践教学的积极性。比如:实施了实践教学带队教师奖励办法，支持并鼓励实验系列教师投入到校外实习实践工作中去。2009～2010年，实验室系列教师承担了所有的生产实习、社会实践带队任务，他们在实习现场的系统讲解和答疑，进一步提高了实习实践效果，学生反响热烈。同时，带队进行实习、接触生产一线，也为提高实验系列教师业务水平提供了平台。2010年，我系制订了科技辅导教师制度，从各二级学科中遴选优秀的青年教师作为科技辅导教师，指导学生的科技活动。

1．3不断改革教学方法，培养学生的创新素质课程是教学的主要载体，实验课程是锻炼学生动手能力、创新意识的主要途径。通过改革教学方法，可以帮助学生更快更好地掌握进行科学研究和探究事物的方法，培养学生独立进行科学研究的能力。我系不断对已有的实验课程进行教学内容和方法的改革与创新，并积极鼓励开设新课。2009年，清华大学“实验室科研探究”入选国家精品课。我系面向全校开设的两门实验室科研探究课:“电力电子变换与电机控制”和“虚拟仪器技术”是该国家精品课的教学单元。这两门课程的选课学生来自电机系、机械系、精仪系、经管学院、自动化系、材料系、工物系、人文学院等多个院系，实现了跨院系、跨专业组织课程。课程重视将实践教育贯穿教学全过程，积极推进探究式学习，努力培养学生的探究精神，教学效果显著。为便于学生学习和掌握知识，两门课程的主讲教师分别编写了相应的讲义。课程单元负责人、电力电子与电机控制教学实验室主任毕大强博士获第七届“清华大学优秀实验技术人员”奖。“现代高电压实验技术”课程原有的授课模式是以演示实验为主，通过实验使学生了解高电压方面的相关知识。2009年，我系支持该课程任课教师进行了全面的课程改革。从以演示实验为主的教学模式转变为以演示实验为基础，以自主创新性实验为主导的教学模式。改革后的课程，要求学生自主设计综合性的创新实验，并利用现有的实验设备完成实验内容，实现实验目的。在此过程中，以学生自主学习为主，教师发挥指导作用。改革后的课程实现了从以演示实验为主向以创新性实验为主、从以灌输式为主向以探究式为主的教学模式转变，课程改革效果优秀。

1．4加强国际交流与合作，创建国际一流实践教学平台我系十分重视实践教学环节的国际交流与合作，多次选派实验系列教师赴其他国家和地区进行访学。全系各实验室每年共接受近20个国家或地区的来访参观和交流合作。如2010年，接受了包括美国、英国、日本、越南、马来西亚，等国家和台湾、香港地区的参观，并邀请了日本早稻田大学、美国麻省理工大学、美国亚利桑那州立大学、美国华盛顿州立大学、英国布鲁内尔大学、香港理工大学等20余个国内外知名大学、企业的专家学者作交流报告。

2校外实践教学平台建设

2．1建立了科学合理的实践基地布局校外实践基地是学生了解学科前沿，感受生产实际的主要平台。我系利用强行业背景的巨大优势，与很多海内外大型电力企业建立了战略合作伙伴关系。在进一步巩固与北京施耐德电气公司、上海电气集团有限公司、北京能源投资(集团)有限公司、西安电力机械制造公司、中国东方电气集团公司等校外实践教学基地的良好合作关系的同时，2009、2010年，又新建了北方联合电力公司、沈阳特变电工股份有限公司、宁夏电网公司、山东海阳核电公司4个实践教学基地。基本实现了“全方位建设，多角度推进”的实习基地布局，即:实践基地全面涵盖电气学科的电工和电力两个行业，为本科生生产实习和社会实践、专业学位型硕士研究生产业实践、研究生就业实践、博士生暑期实习等提供了保障。2009年，清华大学—西安电力机械制造公司实践基地获批成为北京市高等学校市级校外人才培养基地。2010年获学校批准，沈阳特变电工股份有限公司成为校级实践教学基地(见图2)。

2．2制定了规范健全的保障制度科学有效的管理，为提高实践教学质量提供了有力保证。我系采用过程管理模式，由系带队教师、基地指导教师、学生支队长对校外实践教学进行全过程管理。2010年，实施了系领导带队实习机制。由系(副)主任、党委(副)书记等亲自带队，分别率学生赴各基地进行生产实习。系领导们分别出席了各基地的欢迎仪式，还发表了讲话。这一机制进一步加强了与实习单位的合作关系，也鼓舞了带队教师和学生的士气。为了提高教师、学生参与实践教学的积极性，我系还采用物质奖励与精神奖励相结合的激励机制，为表现突出的个人和集体颁发证书和奖品，并为实习带队教师提供生活补贴。

2．3企业专家库企业专家往往具有丰富的实践经历和工程经验，可以立足生产实际，洞察学科前沿和行业走向。我系采取“送出去，请进来”的方法，建立企业专家库。所谓“送出去”，即选拔一批骨干教师到企业进行实践;所谓“请进来”，即吸引一批具有优秀素质和教学能力的企业工程师到系里授课。

3学生科技创新活动平台的建设

以校内、外实践教学平台为依托，我系建立了学生科技创新活动平台，为学生参与科研活动、培养实践能力提供了条件，拓展了空间。

3．1建立了全开放实验室开放实验室有利于充分发挥学生的主观能动性和主体作用。在学校的大力支持、我系的积极推动下，“电工仪表与测量开放实验室”的装修改造工作已于2009年8月顺利完成，成为全开放式的实验室，为学生进行科技创新活动提供了场地和平台。改造后的实验室分为:基础实验区、科技竞赛实验区、讨论区等多个区域。每个实验桌都配备有计算机，示波器，信号发生器，稳压电源，调压器，DSP、FPGA、MCU开发板和全系列电阻电容，万用表和电烙铁等基本实验设备。同时，实验室增加了门禁系统，采用弹性管理，使学生可以利用业余时间自主进行实验，也提高了仪器设备的利用率。包括电机系、信息学院各系、物理系、工物系和医学院等多个院系的学生利用该实验室开展了科研实践活动。2009～2010年我系参加挑战杯、北京市FPGA竞赛、电子设计大赛等各种赛事的项目的准备和调试工作均为在该实验室完成。

3．2大力支持学生参与丰富的学生科技活动为充分调动学生的积极性和创造性，我系积极组织并大力支持学生参与各种科技活动，包括:校内实践活动(如SRT计划、挑战杯等)，校外竞赛(如电子竞赛，数学建模竞赛等)。为保证竞赛效果，使学生真正赛有所得，我系不仅为参赛学生提供了免费的实验场所，还为他们配备了辅导教师，并提供经费上的支持。2010年，我系出资支持2007级本科生社会实践支队赴深圳进行电动汽车相关项目调研。配备了3位教师进行全程指导，分别负责调研前相关知识准备，与调研单位的联系，和赴深圳对调研活动进行现场指导。这3位教师均为我系在电动车领域颇有造诣的优秀青年教师，从师资配备上保证了调研活动质量。以我系科技创新活动平台为支撑，近2年学生频频在竞赛中获奖。如:我系1个本科生团队以PLC实验室为平台完成了参赛项目，荣获第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖，并获得全国大学生节能设计竞赛唯一的一等奖;在第五届“中国电机工程学会杯”全国大学生电工数学建模竞赛中，我系获得一等奖、三等奖各2项等等。

3．3制定了一系列科技活动鼓励政策我系通过科技活动鼓励政策，在系内营造了浓郁的学术氛围。如2009年，建立了持续跟踪培养机制，鼓励他们巩固已有成果并争取有新的突破;建立了多渠道宣传机制，对获奖项目和作品，在全系范围内通过网络、简报、视频等渠道进行大力宣传，充分发挥他们的榜样作用;建立了奖励机制，对辅导教师和获奖学生给予一定的物质奖励，促使教师、学生做出优异成果。制订了“清华大学电机工程与应用电子技术系本科生科技活动鼓励办法”，并于2009年对此办法进行了修订，对在科技活动中表现突出的本科生进行推研加分奖励。该办法意在鼓励学生本人申请或参与教师设立的SRT项目、课外科技项目、根据课程设立的开放式研究型课题、各课题组的科研工作等等。该办法自2009年起实行，至今全系已有38人获得推研奖励。

4实践教学体系

我系充分利用校内、外实践教学资源，将实践课程与科技活动相结合，以校内、外两大实践教学平台为支撑，建立了有电气工程特色的实践教学体系。拓展了人才培养的空间，提高了人才培养质量(见图3)。

4．1以国民经济建设需求为导向，确定了实践教学定位以国民经济建设需求为导向，建立开放式、需求化的电气工程实践教学体系。电气工程学科是关乎国计民生的重要学科。我系一直立足我国实际，面向国民经济主战场进行学科建设和人才培养。随着近几年国民经济的迅猛发展，对电力行业的人才培养提出了新的、更高的要求。我系以培养服务社会、适应国民经济发展需求的创新型人才为己任，通过理论课程与实践课程的有机结合，有效利用丰富的校内外教学资源和面向社会的开放式实践教学环境，为学生提供了解工程实际、学科前沿、社会需求的机会，增强了学生的工程意识、创新意识和服务意识。

4．2以强行业背景为依托，进行实践教学内容建设以强行业背景为依托，建立智能式、专业化的电气工程实践教学体系。我系利用行业背景的巨大优势，建立了科学的实践基地布局，同时也与行业内众多企业建立了良好的合作关系。这些都为教师进行项目研究，学生进行实践、开展科技活动和就业创造了有利条件。我系鼓励并支持教师参与实践教学、与企业联合进行科技项目研究，并将优秀的科研成果转化为优质的实践教学资源，更新实践教学内容。如:将工程实际问题引入实践教学和学生科技活动，设立与行业实际相关的SRT题目和本科综合论文训练题目等。并通过科研和实践活动，积极引导学生就业。形成教师与学生，企业与学校，教学与科研的多相良性互动。

4．3以科学性为目标，建立完善的实践教学体系结构以科学性为目标，建立全方位、系统化的实践教学体系。我系进行了系统化的实践教学体系建设，建设内容包含了:实践环境建设、课程建设、师资队伍建设、制度建设、经费管理等各种要素。并设立了全方位的实践教学环节:通过课内基础实验培养学生基本的动手能力和理论联系实际的能力;通过认识实习和金工实习丰富学生对专业的感性认识;通过项目训练培养学生科研能力和创新意识;通过生产实习培养学生对学科建设和行业发展的理性认识和对工程实际的认知能力;通过科技活动拓展学生的创新思维空间;通过社会实践培养学生的团队精神等素质;通过1年的综合论文训练，培养学生综合运用知识解决问题的能力等。

5结语

清华大学被批准为教育部第一批“卓越工程师教育培养计划”实施高校，电机系成为清华大学首批加入该计划的单位。电机系将以培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量电气工程技术人才为目标，进一步加强实践教学环节、完善实践教学体系，着力提升学生的工程素养和工程创新能力。