電氣工程及自動化導論范文

時間:2023-11-30 17:27:33

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電氣工程及自動化導論

篇1

關鍵詞: 電氣工程導論 教學理念 教學方法 考核方式

引言

本世紀初,為適應高校大規模專業目錄調整、專業口徑大大拓寬的要求,我國高校各相關專業普遍開設了專業導論類課程,旨在幫助大學一年級學生在正式學習專業課之前,對本學科、專業有一個概括的、全景式的了解,這對學生后續專業課的學習乃至職業生涯的規劃具有重要的指導意義。

導論類課程根據其覆蓋面,大致可以分為“學業導論”、“學科導論”、“專業導論”、“課程導論”四個層次,各層次導論課的任務目的不同[1]。《電氣工程導論》課程是我校針對電氣工程及其自動化專業大學一年級學生開設的“專業導論”課,總學時為16學時。課程的目的是使學生對本專業的專業課程和知識體系有一個全面、系統的了解,對大學階段后續課程的學習起到提綱挈領的作用。

1.課程教學理念

教學理念是對教學活動認識的集中體現,是人們對教學活動中各種行為的看法和持有的基本的態度與觀念。明確表達的教學理念對搞好教學有重要的指導意義,因此在開始課程教學之前明確表達教學理念是有必要的。在任何教學活動中,教師都必須回答以下三個問題:(1)開展教學活動的意義及教學的目標是什么?(2)采用何種教學方法和教學手段來實現教學目標?(3)如何進行教學評價才能客觀、科學地評判教學目標是否實現及實現的程度怎樣?對這三個問題的回答,實際上集中體現了教師的教學理念。

教學要以學生為本,以提高學生的學習能力和綜合素質為目標。現代教育越來越強調人性化、人道化,尊重學生和學生的個性,因此在教學活動中,要突出學生在整個教學過程中的主體地位,培養主體意識,提高學生的主體能力。這就要求我們改變傳統的課程觀,使課程由過去教師講解、學生被動接受,轉變成為師生共同參與的由教師引導的探求知識的過程。在教學過程中,教師的責任不在于教會學生多少知識,而主要在于教學生學會如何學習,在于對學生學習的認識論和方法論的導引。課程內容的組織從單一學科向跨學科、綜合化和更具啟發性的方向發展,從強調知識的掌握與積累向新知識的探索和發現發展。

教學要講效果,同時要講效率,教學中應采用多樣化、現代化的教學方法和教學手段來減輕學生的學習負擔,提高學生的學習興趣。隨著信息技術的飛速發展,全球掀起數字化教育浪潮。世界各國爭相實施各類教育信息化工程,日益重視以多媒體和因特網為手段的現代教育方法,表現方式主要有:多媒體技術、計算機網絡技術、網絡多媒體教學、多媒體遠程教學、虛擬現實技術等。教育信息化對現行教育從教學內容、教學過程、教學方式到教學活動中的師生角色、教育目標等方面都產生了深刻影響。究其原因,在于采用信息技術的教學手段教學效果好、學生學習效率高,使學生能夠在比較輕松的氣氛中獲得知識、提高學習能力和興趣。

課程考核方式要以提高學生綜合素質為出發點,注重突出評價的發展和激勵,采用能更客觀地反映學生學習的能力,能促使學生勤于思考、積極探索的考核方式。進行評價時,不是簡單地區分學生學得好與差,而要重視對學生學習動力和潛能的評價,致力于促進學生的學習進步和能力發展。為使評價更加科學、客觀,結合課程的特點,應改變評價主體的單一性,即不由教師單方面進行評價,而應調動學生參與評價的積極性,實現評價主體的多元化,建立由教師和學生共同參與的評價機制。

2.課程教學實踐

2.1教材建設

《電氣工程導論》作為電氣工程及其自動化專業的前導性課程,其內容應緊跟相關領域科技的飛速進步,目前出版的教材,其版本的更新速度難以滿足這一要求。因而在教材建設方面,我們組織了電氣工程相關教研室若干位有經驗的教師根據各自研究領域分別編寫了教材的總論、電機電器、電力電子、電力系統、高電壓與絕緣技術、電氣測量、電工理論與新技術等部分的講義,編寫時盡可能采用新材料、參考最新研究成果,保證教材的新穎性和前沿性。講義著重介紹電氣工程專業相關的基本概念、實際應用和發展趨勢,涉及的專業面寬,而不涉及過多的理論。除文字形式的講義教材外,還收集整理了豐富的以現場教學為主的視頻教材,以及擴充閱讀網絡鏈接地址等,作為學生的自學材料。

2.2課堂教學

隨著專業口徑的大幅拓寬,作為專業前導課的《電氣工程導論》所涵蓋的知識也開始廣泛。不積累必要的基礎知識,現場教學、課堂討論及學生學習能力的提高就成了無源之水、無本之木。因此按照教學方案,《電氣工程導論》課程中的基本概念、基礎知識由前述編寫了教材相關部分的教師各自負責講解,教學中采用豐富的多媒體、網絡資源,教師的專業性和教學手段的信息化保證了講課的質量和效率,同學們也能感受到我們以學生為本的教學理念,認真聽講的積極性大大提高。

2.3案例及現場教學

從2013年實施教學改革以來,我們在《電氣工程導論》課程教學中增加了案例及現場教學環節。在學生完成必要的基礎知識學習后,針對我校電氣工程及其自動化專業的兩個專業方向――發輸變電和供配電,設置了電廠、變電站案例教學,通過案例教學,學生對電廠、變電站的構成和基本原理有了一定認識,之后組織學生到案例教學原型電廠、變電站進行現場參觀學習,通過現場學習,了解了電氣安全、電氣生產及系統運行等內容,增加了感性認識,學生對基礎知識的掌握更加牢固、對案例的理解更加深刻,提升了對專業課的學習欲望和興趣,為今后專業課的學習奠定了良好的基礎。最后讓學生用一個下午時間寫出電氣工程導論學習報告。

2.4課外自學及課堂討論

電氣工程及其自動化專業寬口徑的特點要求學生的知識面廣、學習能力強,課外自學及課堂討論正是為強化這一教學目標而設立的。課外自學是在教師的指導下,班級學生分為若干小組,以小組為單位,利用課外時間通過上網等方式,就電氣工程感興趣的領域自選主題,進行小組學習討論,并做好演示PPT幻燈片。小組的選題如“為什么電能會成為能源的主要形式?”、“發電方式的發展趨勢是怎樣的?”、“電動汽車是汽車的發展方向嗎?”等。各小組制作的PPT幻燈片在討論課上作為討論材料,首先由小組每位成員分工合作,對選題進行闡述,保證每位同學都參與討論過程,其次由其他小組根據講述內容提問,進行課堂辯論,教師引導討論的進行并作必要的點評,最后小組進行討論后總結。這一過程充分調動了學生主動學習、積極參與的熱情,提高了學生分析問題、自主學習的能力。

3.課程考核

課程考核是課程教學的一個重要環節,直接影響到學生的學習狀態,它是衡量教學效果的教學活動,適當的考核方式更是有效激發學生學習的主動性、強化學習效果的有力手段。

《電氣工程導論》課程的教學設計及特點,決定了傳統的一張考卷定成績的做法是不合適的。依據教學的方式方法及要求,采用多元化的課程考核方式,對學生進行多方位綜合測評。考核項目分為:①課堂考勤與平時作業(占15%);②案例及現場學習報告(占15%);③課堂討論(占30%);④期末考試(占30%);⑤課程學結報告(占10%)幾部分。通過這些方面的考核,能客觀地反映學生的學習態度、學習能力、實踐能力、知識積累及總結提高的能力。其中課堂討論和期末考試在總成績中占比較大,原因分述如下:課堂討論要求小組學生采取分工合作的形式收集原始資料,加工整理并制作PPT幻燈片,在課堂上闡述并進行答辯,在這一過程中,每位同學對小組的貢獻率實際上是每位同學學習主動性和學習能力的集中體現。它由小組全體成員經過民主評議給出,是學生參與課程評價的具體體現。這種學生間的互評更能激發學生的學習主動性和積極性,而學生學習的主動性和學習能力的提高是我們課程教學的一個重要目標。期末考試采用閉卷形式,主要考察課程要求掌握的作為電氣工程及其自動化專業學生應知應會的基本概念、基礎知識和對電氣工程基本問題的認識,這是構建學生電氣工程知識體系的基石,對學生后續專業課的學習起重要的鋪墊作用。

結語

在電氣工程及其自動化專業中開設專業導論課程已成為國內各高校的共識,但如何根據課程特點提高課程的教學質量尚值得探討。我們在總結我校《電氣工程導論》課程開設以來教學經驗的基礎上,逐步形成了課程的教學理念,并對該課程實施了教學改革,通過三年的實踐,學生對電氣工程學科和專業的認識、自主學習的能力、對學習專業課的期望、對課程的滿意度都有了明顯提高,同時學習過程中的精神面貌有很大的改觀,這些都證明了我們對《電氣工程導論》課程的教學改革有成效。

參考文獻:

[1]Griva G,Profumo F,Bojoi R,et al.General adaptation law for MRAS high performance sensorless induction motor drives[J].PESC,IEEE 32nd Annual,2001(2):1197-1202.

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[3]黃志武,陽同光,桂衛華,等.一種改進的基于MRAS的速度辨識方法[J].微特電機,2007,(6):32-35.

[4]師黎,陳鐵軍,李曉媛,等.智能控制理論及應用[M].北京:清華大學出版社,2009.

[5]黃永安.MATLAB 7.0/Simulink 6.0建模仿真開發與高級工程應用[M].北京:清華大學出版社,2005.

[6]工程導論課課程建設研究

篇2

關鍵詞:創新人才;電氣工程;課程改革;教學改革

作者簡介:李俊峰(1978-),男,河南南陽人,浙江理工大學機械與自動控制學院,副教授;潘海鵬(1965-),男,河南濮陽人,浙江理工大學機械與自動控制學院,教授。(浙江 杭州 310018)

基金項目:本文系2009年浙江理工大學電氣工程及其自動化新專業建設項目(項目編號:xzy200905)、2012年浙江理工大學電氣工程系列課程建設項目(項目編號:XLKC1203)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)05-0059-03

隨著社會的發展,其對學生的能力、素質要求越來越高,《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》又一次明確要求學校在人才培養上堅持“德育為先,能力為重,全面發展”。[1]目前,我國高等教育長期形成的以傳承知識為中心的觀念使教師注重傳授知識,忽視工程能力,使學生滿足于對知識的學習和記憶,注重模仿和重復以應付考試,缺乏解決實際問題的能力和創新能力。社會更看重的是學生的工程應用能力與創新能力,而對學生能力素質的培養需要相適應的培養方案、課程體系。[2-4]

浙江理工大學(以下簡稱“本校”)電氣工程及其自動化專業2009年經教育部批準開始招生,本校的電氣專業主要有兩個培養方向:電機與電器和電力系統自動化。由于是新專業,這兩個方向并沒有嚴格分開,也就是說,這兩個方向的課程學生都要學習。與國內清華大學、上海交通大學、西安交通大學、浙江大學及東南大學等高校的電氣專業相比,本校的電氣專業剛起步,辦學經驗不足,專業建設更處于較低水平。為了避免電氣專業學生在起步階段與其他名校學生拉開差距,本校汲取其他高校在電氣專業辦學上的經驗和長處,結合該專業的培養目標及培養特色,開展面向工程創新人才培養的“電氣工程”系列課程建設,這對電氣新專業的建設將起到舉足輕重的作用。

一、建立教授為首的系列課程

本校以實際工程為背景,以工程素質和工程創新能力培養為目的,構建電氣工程及其自動化專業的知識體系和課程體系。電氣工程系列課程主要包括電力電子與電氣傳動、電力系統自動化、嵌入式系統及自動控制四個系列課程。電力電子與電氣傳動系列課程包含的課程有“電機及電力拖動基礎”、“電力電子技術”、“電機設計”、“運動控制系統”、“MATLAB與系統仿真”及“電氣傳動大型綜合設計”;電力系統自動化系列課程包含的課程有“電力系統分析”、“繼電保護技術”、“電力系統自動化”、“高電壓工程”、“供變電技術”及“建筑電氣與自動化”;嵌入式系統系列課程包含的課程有“單片機原理與應用”、“電源技術”、“ARM嵌入式系統技術及應用”、“現場總線技術”、“DSP技術及應用”及“單片機原理與應用”課程設計;自動控制系列課程包含的課程有“自動控制原理”、“現代控制理論”、“智能控制導論”、“計算機控制技術”、“紡織電氣控制”及“控制系統組態設計”。

以本校電力系統自動化系列課程建設為例,探討一下電力系統自動化系列課程的改革情況以及建設特色、建設成效。

二、系列課程建設改革

1.加強教學隊伍的建設

為了建設電力系統自動化系列課程,保證教學質量,提高教學水平,不斷深化教學體系和教學內容的改革,本校建立了一個電力系統自動化課程教學團隊。該教學團隊共有教師9人,其中教授2人(博士生導師1名),副教授5人,講師2人;具有博士學位6人,在讀博士1人;45周歲以上2人,其余均為35周歲以下的青年教師。成員學歷與職稱層次高,年齡、知識、學緣結構合理,團隊意識強,合作出色,另外,還聘請了5名相關專業指導教師。

電力系統自動化系列課程建設組的職責、功能、任務是:制定課程體系;整合課程內容;修訂教學大綱;相互隨課堂聽課;開展教改和教學法研究;規劃和編寫教材建設;教學與檢查實驗;培養青年教師。

2.教學內容與課程體系改革

(1)課程體系科學化。以電力系統分析精品課程的建設為龍頭,按照整體優化、突出特色的原則,圍繞本校紡織電氣特色,形成一整套科學的、具有鮮明特色的專業課程體系和建立一套適應性更強的“421”全方位教學新體系,即通過理論教學、CAI技術、實踐教學、參與科研等環節,促進教學質量和教師學術水平的提高,最終促進學科建設的發展。而學科建設的發展是否達到預定目標,還要和預定目標進行比較,根據比較結果改進教學方法與手段保證目標的實現。同時,根據各課程之間的內容銜接完善現有教學計劃,從時間上順序相連,從內容上環環相扣,使課程體系科學化。

(2)教學內容現代化。根據本校電氣工程及其自動化專業的培養目標和特色,修訂面向21世紀、科學合理、嚴格規范的電氣工程系列課程教學大綱和教學方案,更新教學內容,使教學內容現代化;選用面向21世紀課程教材、“十一五”國家級規劃教材或國家級優秀教材等,注重教材的先進性與前瞻性;講課時引入教師科研中運用的新技術、新方法、新設備等,使學生不僅能夠掌握基礎理論與實際應用,而且能夠關注學科前沿。

3.實驗(實踐)教學的改革與建設

電氣工程及其自動化專業是工科專業,培養的是工程人才,必須以工程實踐為基礎,以實踐作為立足的根本。[5]目前,本校電氣工程專業開設的實驗都是驗證性的實驗,學生只要按照實驗指導書上的實驗步驟按部就班地操作就可完成實驗。但是,電力安全生產具有一定的特殊性和重要性,對于電氣設備的操作、電氣設備事故和異常情況分析處理等電力生產運行的主要內容,需要學生動手操作,要求學生有工程實踐體驗,不能只紙上談兵。基于以上的認識,本校在以下幾個方面進行了改革和建設:

(1)根據電氣工程行業特點結合本校的實際情況,通過軟、硬件開發改造實踐教學平臺,使實驗過程接近于實際的工作環境,為課程設計、畢業設計和學生科技創新提供一個良好的實踐場所。

(2)開發電力系統分析實驗平臺,精心設計實驗教學內容并修訂實驗指導書,增加創新性、綜合性、設計性實驗的內容。綜合性實驗要體現專業課程間的整體性和連貫性,打破單個課程進行實踐教學的界限,實現一體化實踐教學體系。例如在“微機保護”實踐教學中,可以綜合“單片機原理”、“電力系統分析”、“電力系統調度自動化”、“電力系統仿真”等多門課程知識。此外,鼓勵學生積極參與實驗室的建設和設備開發,綜合訓練學生的自學能力、獨立思考能力、實踐動手能力及對所學知識的綜合應用能力等,提高學生的科技創新能力。

(3)選擇教師科研過程中的生產實踐問題作為教學案例,使學生將實踐教學與工業現場相結合,從而鍛煉學生解決生產實際問題的能力,同時可以為生產企業提供技術支持。

(4)編寫電氣工程大型課程設計任務書,課程設計來自教師的工程設計課題,與實際應用相結合。例如35kV或110kV變電站的設計等,讓學生通過大型課程設計,熟練掌握變電所設計主要內容及設計流程,把電氣工程系列課程知識串在一起,形成系統化,使學生得到一次綜合性應用鍛煉,有利于他們對知識的掌握、鞏固、以及對知識的綜合應用。同時將課程實驗、畢業設計、課程設計、科研實訓多個環節相結合,充實教學內容和提高教學效果及本科生畢業設計質量。

(5)對學生開放實驗室,開展預約實驗、興趣實驗,力爭實現網上實驗。這個開放包括兩個方面:一是實驗時間開放,實驗室安排一個時段完成某一個或某一類實驗,由學生自己來預約實驗時間和實驗內容;二是實驗內容開放,即實驗指導書只提出實驗的基本要求,由學生自己來設計實驗的具體內容、步驟和實驗線路。

(6)利用MATLAB電力系統仿真工具箱開發潮流計算軟件、負荷計算軟件、短路電流計算軟件、微機保護算法等,搭建電力系統仿真平臺,進行電力系統各種短路、變壓器勵磁涌流、變壓器保護、線路保護等各種仿真研究。并將開發的各種軟件移植到電力系統自動化實驗裝置中,檢驗這些軟件和算法的實用性。

4.教學方法與手段的改進

(1)提問式教學與啟發式教學相結合。在課堂教學中,應以教師為主導,學生為主體。學生可以自由發表意見,對有見地的學生發言要充分肯定,鼓勵創新思維,鼓勵個性發展。對理解有失偏頗甚至理解錯誤的學生,不要挫傷他們的學習積極性,要給以鼓勵,給予正確引導。教師要潛心研究、精心備課,做好課堂教學策劃,營造一個和諧寬松的課堂氛圍,讓學生懷著輕松愉快的心情參與學習,調動學生學習專業知識的興趣和學習的主動性;教師結合課題進行案例分析,把研究性學習的方法貫穿在專業課程的教學中。

(2)互動式教學與討論式教學相結合。在課堂教學中,教師充分調動起學生“參與”的興趣,引導學生積極思考并提出問題和解決問題,與學生形成互動。此外,在教學結束時,教師可以給學生提出一些問題,讓學生在課外準備,留作下次課進行討論。學生為了準備這些問題,事先必須對本章節進行學習,查閱相關資料。這種方法促使學生積極地思考,提高學生的自學能力和創新意識。

(3)多媒體教學與傳統教學方法相結合。多媒體教學具有信息量大、速度快、圖文并茂、聲形相應、生動逼真等特點,可以使教學過程更加生動、直觀,使學生全方位地接受信息。例如,繼電保護的動作過程、控制回路的動作過程、高壓電器的工作原理等內容都可以開發和制作成FLASH動畫,教師在講課過程中反復操作,既可以吸引學生又使該內容容易被學生接受。但是,多媒體教學也有不足之處,例如會使學生來不及記筆記,或為記筆記而不注意聽課。課堂上全部采用多媒體教學,效果往往也不理想。因此,可以將多媒體教學與傳統的理論教學結合起來,一方面通過多媒體讓學生了解更多的知識,擴大信息量;另一方面,學生也可向教師直接提問,形成互動以解決學生在學習過程中遇到的問題。

(4)充分利用網絡。目前,本校已經開通了無線上網功能,學生可以非常方便地通過手機等在校園和生活區上網,這為加強教師與學生的互動提供了條件。學生有問題時可以利用網絡將問題發往郵箱,教師通過回復郵件來解答學生的問題;此外本校建立了4A網絡教學平臺,“電力系統分析”、“供變電技術”等已經申請了網絡課程,學生可以在課程網站直接下載許多學習資源。教師也可以通過“網上答疑”系統與學生在線交流,解答學生的疑問,探討共同關心的問題,了解學生的學習和其他方面的動態,及時調整教學方法和進度。

(5)教學與科研互動。本校提倡“雙師制”教學模式,將理論講解和工程實踐相結合。以教學帶科研,以科研促教學,實現教學科研雙贏。

(6)采用案例教學、現場教學。采用現場教學手段不僅使教學內容形象化而且可以加大教學信息量,使學生能以工程為背景,理論聯系實際,加探對知識的掌握,做到學以致用。

(7)數字虛擬實驗。隨著電力系統的發展,現有的純物理的動模實驗室已經難以滿足現代電力系統實驗教學要求;而且,本校電氣工程及其自動化專業是新專業,實驗儀器數量不足,實驗場地和教學經費有限。數字虛擬實驗可以使學生在計算機上仿真電力系統的各種穩態和暫態過程,例如利用LabVIEW中的Prony分析工具對三相短路電流進行分析,得到各個模態的信息。此外,出于安全性的要求,很難將純物理的實驗做到開放性和設計性,數字虛擬實驗可以實現實驗的開放性和設計性,對于培養學生的實踐能力、創新意識和創新能力大有裨益。

5.考試改革

學校應注重對學生平時學習狀況與效果的考查,將其按適當比例計入期末總成績,其中卷面考查占50%,綜合性、設計性實驗占20%,平時成績占10%,案例分析占10%,機動獎勵分(、參與項目)占10%。逐步實現教、考、評分離,使考試更加科學、規范、公平。考核方式采用多元綜合考查法,同時鼓勵學生參與教師的項目,發表研究論文。

6.教材建設

教材編寫必須整體考慮系統性和學習的漸進性。教材與課程以及與課程體系乃至知識體系密不可分,因此在編寫教材時必須要注重教材與課程、課程與課程體系、課程體系與知識體系的銜接。本校相關課程組針對電氣工程及其自動化專業培養目標和特色,結合電氣工程系列課程建設情況,編寫了《電力系統綜合實驗原理與指導》實驗教材一部。內容涵蓋“電力系統分析”、“電力系統自動化”、“電力系統繼電保護”、“電力系統分析”“供變電技術”、“建筑電氣與自動化”等課程的主要實驗項目、實驗原理和實驗方法,增加設計性、綜合性及創新性實驗內容,并計劃出版一本符合本校電氣工程及其自動化專業特點與定位的《電力系統綜合自動化》教材。

7.教學文件的制訂與完善

這一環節由相關部門輔助完成,主要包括:修訂教學計劃、教學大綱,突出實踐性環節;制定實踐教學的各項規章制度,對教學過程實施動態監控,建立實踐教學的質量評價指標體系,定期由教師和學生填寫,對檢查的結果進行分析和綜合并形成反饋,再根據反饋的信息調整教學計劃,以此形成良性循環;將教學大綱、教學計劃、教學日歷等相關教學文件裝訂成冊,規范管理。

三、結束語

本系列課程的建設通過“優化理論課程、強化實踐環節”,形成一系列頗具特色的教學理念、內容、方法和手段。主要課程教學特色如下:進行了理論課程的優化重組,形成了課內研究型授課方法、課外自選研究專題、數字化實驗平臺、研究型實驗等系列研究性教學方法。總結和補充國內外科研重大成果和學科前沿;加強實踐教學環節的作用,通過建設可由以前單一的基礎性實驗模式發展為基礎實驗、設計型實驗及綜合開發型實驗,并對綜合設計型、創新型實驗實行開放式教學;綜合運用多媒體課件、Flas、數字化實驗新技術等多種現代化教學手段。突出網絡教學特色,可實現網上課件演示、習題提交解答、制定網上學習活動等,對加強教學效果,激發學生的學習熱情,將起到積極的促進作用;建立實驗教學網站、構建網絡實驗教學平臺,推進學生自主學習、合作學習、研究性學習的實驗教學新模式;將教師的最新的科研成果轉化為教學資源,開發先進的電力系統動模數字化實驗平臺,同時教學研究也可以帶動科學研究,促進數字化實驗平臺的研究。

參考文獻:

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[3]李娟,王秀云,蔡國偉.電力系統及其自動化專業課程體系改革探討[J].中國電力教育,2008,116(7):107-109.

篇3

關鍵詞:電機電器及其控制專業;生產實習;教學改革

作者簡介:徐永明(1979-),男,山西山陰人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,副教授;陶大軍(1982-),男,湖北襄陽人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,講師。(黑龍江?哈爾濱?150080)

基金項目:本文系黑龍江省新世紀高等教育教學改革工程項目的研究成果。

中圖分類號:G642.44?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)20-0088-02

一、專業概況

哈爾濱理工大學電氣工程及其自動化專業是由原電機電器及其控制、高電壓絕緣技術、電氣技術等專業整合而成的。目前在教學中又分為電機電器及其控制、高電壓技術、電氣絕緣與電纜、電力電子與電力傳動和電力系統及其自動化等5個專業方向。各專業方向針對學生今后的就業趨勢及專業特色開設課程及各種實踐環節。電機電器及其控制專業方向的畢業生主要從事電機與電器設備的設計、制造、運行、控制與維護等方面工作,因此對本科教育中的實踐教學環節提出了明確的要求。生產實習是教學過程中的一個重要環節,是理論聯系實際的重要方式,是理論教學、生產實踐和科學研究三結合的結合點,總結生產實習中存在的問題并對如何提高生產實習的質量進行探討具有重要的意義。

二、生產實習的內容及存在的不足

哈爾濱理工大學生產實習一般安排4周時間,實習的內容除全面了解電機的設計、生產、工藝、總裝和試驗等整個過程外,還要求學生結合專業知識熟悉電力設備的配置、運行方式以及電力部門的工作流程等。但在具體的實踐中,目前的生產實習模式存在以下不足:

一是目前國內電機行業隨著我國經濟的發展而迅猛發展,面臨市場競爭激烈,生產任務飽滿以及對生產安全要求高,使得他們對接待在校大學生生產實習態度消極。加之各高校眾多學生集中進行實習,超出了企業的接待能力,因而使得實習質量難以保證。學生越來越難以有機會實際動手,生產實習逐漸發展為參觀實習,隨著這種現象的日趨嚴重,學生實習的積極性和主動性受到打擊,最終使生產實習流于形式。

二是經費不足。市內企業的實習費用逐年見漲,市外實習所需的交通住宿費用較多。而學校對實習費用的投入增長緩慢,遠遠抵不上實習成本的上漲,使得實習經費預算捉襟見肘。

三是教學中普遍存在學生對實踐教學重視不夠的問題,對生產實習的重要性認識不足,未將生產實習作為能夠把所學理論知識在實際中應用的良機而很好把握。另外,用人單位也未將學生的生產實習內容及成績作為是否錄用的主要參考指標,這也使學生對生產實習的作用產生懷疑而未能高度重視。結果導致學生在實習過程中缺乏主動性,實習效果大打折扣。

三、生產實習新模式的探索實踐

1.實習內容

(1)增設實習導論課。為保證生產實習教學質量,充分調動學生的積極性,我們在實習前兩周開設實習導論課。在實習導論課上,由實踐經驗豐富的教師給學生詳細講解生產實習設置的目的、意義、主要實習內容及教學模式。并結合專業具體情況向大家介紹今后工作中需要的而理論教學中學不到的、生產實習中能夠掌握的知識。實習導論課極大地調動了學生的學習熱情,引起了學生對生產實習的重視,為生產實習教學的順利開展奠定了良好的基礎。

(2)實習內容的優化。

1)哈爾濱理工大學電機電器及其控制專業方向對原有生產實習內容進行了整合優化,并結合目前各大電機廠對電機專業本科生要求,在生產實習的內容中增加了電機的計算機輔助設計、計算機繪圖、電機工程應用軟件等內容。利用生產實習第一周的時間讓學生采用國家標準機座號進行電機的電磁設計,用AutoCAD軟件繪出電機定轉子沖片圖及繞組連接圖,采用Ansoft軟件對所設計電機的電磁場進行計算,應用Matlab對電機的性能曲線進行仿真,最后指導學生自己繞制繞組并下線,通過試驗看可行否。可行總結積累經驗,不可行分析設計中的環節,重新設計。這樣,學生對電機設計的整個內容就真正掌握了,教學質量真正提高了。

2)充分利用多媒體教學手段,融入了本專業教師的科研內容。利用一周的時間增加了電機設計制造中的新工藝、新材料、新技術和部分特種電機的內容。為學生介紹了如特殊工作環境的潛油電機、特殊結構形式的采煤機用高功率密度防爆電機、特殊供電形式的變頻電機、適應當前國家節能形勢的高壓高效節能電機、采用遺傳算法蟻群算法等全局優化算法對電機優化設計等專業教師所承擔的國家級、省部級及企業委托課題等項目中的特殊電機的設計。請佳木斯電機廠、哈爾濱大電機研究所的電機設計專家結合他們企業的具體情況為學生做電機設計的新技術、新工藝、新機型等內容的專題講座。把科研中的內容和工廠技術專家的講座融入生產實習教學中,學生覺得學的內容貼近實際應用,既能調動同學們的積極性,又能開闊大家視野,深受學生喜歡。

3)為拓寬知識面,實習內容安排飽滿,在介紹科研內容的一周內同時安排學生參觀發電廠、變電站、電氣設備制造廠家等,使學生熟悉電力設備的配置、運行方式以及電力部門的工作流程,增加就業競爭力。

4)最后兩周的實習時間聯系校企合作廠家,安排學生在企業跟班實習,參與電機鐵心的沖剪、機座端蓋的鑄造及加工、線圈的繞制、下線、鑄鋁、裝配、試驗等整個電機的生產過程。每個環節由企業配備生產、技術一線員工對學生一對一指導,學生真正實際動手操作,真正熟悉和了解電機的生產過程。

2.實習基地的建設

哈爾濱理工大學電機電器及其控制專業方向前身是哈爾濱電工學院的電機專業,本科專業設立于1958年,無論人才培養還是工程技術與科學研究均形成了自己的特色,在相應的行業中享有較高的知名度。廣大校友現在多是各大電機廠的技術骨干和重要領導,利用校友起到聯系學校和企業的紐帶作用,加強校企合作建立校外實習基地。學校和哈爾濱電機廠有限公司聯合建立了“大型電機電氣與傳熱技術工程研發中心”,和佳木斯電機股份有限公司聯合建立了“節能電機工程研發中心”,和南陽防爆電氣集團聯合建立了“防爆電機工程研發中心”,和江蘇華鵬變壓器有限公司聯合建立了“江蘇變壓器研發中心”。這些工程中心加強了校企合作的同時又能滿足學生的生產實習。同時良好的合作使得這些企業愿意接納學生進行生產實習,并愿意安排學生進行跟班實習,在師傅的帶領下實際動手操作。實習基地的建設成功能夠有力地保證了生產實習教學質量。另外,由于這些企業均為行業內著名企業,學生感覺能夠在這些企業實習非常榮幸,都認真對待,珍惜這來之不易的實習機會,客觀上也保證了實習質量。部分同學在實習的過程中,獲得企業的認可,就與企業簽訂了就業合同。達到了學校、學生、企業三贏。

3.教師隊伍建設

生產實習指導教師隊伍的建設事關實習能否順利進行和實習質量能否提高。指導教師應該由本專業理論基礎扎實、實踐經驗豐富的教師來擔任。但一般這樣的教師都是博導、教授和碩導,他們承擔課題多,指導的研究生多,加上科研任務繁重,很難有足夠的精力指導生產實習。因此本專業目前指導生產實習的教師多是青年教師,他們年富力強,精力旺盛,學科理論知識扎實,但缺乏深入的生產實踐經驗。哈爾濱理工大學正在參與國家的“卓越工程師”培養計劃,該計劃要求工程類學科專業教師有在企業工作的經歷。結合這一計劃,哈爾濱理工大學選撥年輕教師到對口合作企業從事1~2年的實踐工作,有力地促進了生產實習指導教師隊伍的建設。這一舉措極大地激發了青年教師學習的積極性,對青年教師綜合能力的培養起到了催化作用,造就了一批理論素質高、工程能力強的后備隊伍,為學科進一步發展打下了堅實的基礎。

4.實習經費

哈爾濱理工大學目前對生產實習經費的劃撥標準按照245元/生。實習經費主要用于企業實習費用、外地火車票、租車費、住宿費和專家講課費等幾大塊。實際上經費根本不夠。由于專業在行業內的良好聲譽和用人單位對畢業生的高度認可,合作企業或實習基地為加強校企合作,更為了能夠吸引學生去該企業工作,他們一般會減免實習費用,并適當對每個學生的交通費用和在廠實習期間的住宿、伙食費用給予補助,這樣一定程度上緩減了實習經費緊張的所造成的困難。

5.自主選擇實習單位

對于部分將來不從事電機行業的學生,學校允許學生自主選擇實習單位。但自主選擇并不意味著放棄管理。必須監督學生按照生產實習教學計劃要求,結合自身的就業意向及個人興趣愛好,在教師的指導下選擇合適的生產實習單位。具體實施中要求自主選擇實習單位的學生必須提供以下材料:實習單位加蓋公章的接收函,并承諾保證學生在廠實習期間的人身安全;學生本人及家長簽字的安全保障協議;實習手冊(含實習日記、實習報告、完備的實習鑒定表和實習期間的照片)。沒有上述材料則視實習無效。實習期間要求實習單位必須指定一名技術人員作為企業導師,和校內老師密切配合,共同指導學生完成實習任務。這樣既調動了學生的積極性,又可增強實習的針對性,提高實習的效果。

四、實習效果

自2006年哈爾濱理工大學實施新的人才培養計劃以來,本專業方向對生產實習模式進行了改革,拓寬了學生的知識面,使其學到很多在書本上學不到而在實際中很有用的知識。調查表明,通過實習導論課,93%的學生明確了實習目的、意義和任務,調動了積極性,提高了學習熱情;87%的學生認為實習時間和任務安排飽滿合理,實習效果好;98%的學生喜歡這種實習模式。

通過對新模式的實踐,實習學生和實習企業的信息反饋表明我們對生產實習教學改革的探索是切實可行的,提高了生產實習的教學質量,取得了良好的教學效果。主要收獲有:充分考慮了學生的興趣愛好以及就業需求,為其提供了自由的選擇機會,受到學生們的普遍歡迎;學生在實習單位能夠實際動手操作,極大地激發了學生的積極性,鍛煉了學生的工程實踐能力、研究能力、創新能力和綜合素質;有力地促進了學生與企業的接觸,為學生就業和企業考察學生提供了良好的平臺。

五、結語

高等教育的任務是培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量人才。生產實習是教學計劃中一個重要的實踐性教學環節,它能鞏固所學的理論知識,使理論緊密結合生產實踐,培養學生工程實踐能力、研究能力和創新能力。哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院電機電器及其控制專業方向緊緊把握電機裝備制造業迅猛發展的脈搏,克服了實習經費不足的困難,對生產實習的模式進行了有益的探索與實踐,提高了教學質量,取得了良好的效果。

參考文獻:

[1]張炎平.電氣工程專業生產實習教學探討[J].電氣電子教學學報,

2009,(3).

[2]李喆,何波,毛建東.自動化專業生產實習教學改革的探索與思考[J].電氣電子教學學報,2009,31(s2).

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關鍵詞: 機械工程基礎 教學研究 工程素質 

提高質量是世界各國進入高等教育大眾化階段后面臨的共同問題,也是我國高等教育發展的必由之路。面對經濟社會發展的新形勢與新任務,目前我國高等教育改革,已從高等教育的規模發展向高等教育的內涵式發展改變。重基礎、寬口徑已成為高等教育改革的方向,為適應應用型、復合型、創新型人才培養,提高學生就業創業能力,增強高校人才的適應性,就必須加強基礎理論知識的學習、工程素質的培養。 

機械工程基礎課程作為一門非機械類專業基礎課程,是以原工程制圖、金屬材料及熱處理、機械設計基礎、機械制造技術等機械類課程進行整合的一門基礎課程,它向學生提供機械產品使用、設計和制造所需的基本理論、方法和技能。該課程是大學階段培養非機械類學生工程素質的一門重要課程。但目前該課程的設置存在以下幾個問題:①由于在教學過程中沒有建立認同的課程目標定位標準,目前現有的教學方案僅僅是將相關機械類課程內容的簡單組合,教學內容實際是分離的,沒有達到課程綜合的真正目的;②現有的課程教學內容過分強調內容的系統性、完整性,而沒有反映應用型本科教學所要求的“應用型”特點,教學內容過于繁雜;③相關教學內容未能很好地整合,內容重復、前后顛倒、銜接不好等問題不同程度地存在, 不利于學生綜合能力的培養;④未與學生的所學專業相關聯,學生的學習興趣要求不高,學習效果較差,學生的工程素質提高不明顯[1]。 

機械工程基礎課程教學改革以鹽城工學院電氣工程與自動化專業為例,以培養電氣工程師能力為本,以工程素質、應用能力和創新能力培養為主線,進行課程教學改革。教學改革中主要體現“一精二重三講四會”的教學原則和方法:一精是指基礎理論教學要精練,以滿足專業課教學所必需的基本理論;二重是指在教學重點上強調基本概念的應用和實踐能力的訓練;三講是指授課上要做到基本概念講清楚,重點內容講透徹,知識點講全面;四會是指教學要求上做到基本理論會運用,基本方法會掌握,基本技能會操作,基本問題會分析解決。 

根據我校電氣工程與自動化專業的教學改革目標要求,機械工程基礎作為該專業開設的一門唯一的機械工程類課程,我們對該課程的教學目標設置、教學內容的準備及教學方法的實施等進行了多方面研究與探討,使其符合該專業人才培養要求,提高學生的專業素養。 

1.課程教學目標設置 

高等教育培養的是生產、建設、管理、服務需要的高等技術應用型人才,在全面推進素質教育的過程中,不僅要加強文化素質,更要注重工程素質教育。因此,將非機械類的機械工程基礎課程性質定位成一門以“機械工程基本素質教育”為主的工程類基礎課,符合工程實際對應用型人才基本素質的要求,也符合我校電氣工程與自動化專業人才培養目標的要求。 

機械工程基礎課程是將機械制圖、工程材料、機械原理、機械設計、機械制造等機械設計制造相關內容,經統籌安排、有機結合而成的一門綜合性的技術基礎課程。機械工程基礎作為非機械類專業開設的一門唯一的機械工程類課程,涉及內容廣泛。課程綜合化不僅解決了課時有限的問題,而且使學生對機械工程有一個比較全面的了解。以專業崗位職責需求整合相關教學內容,不求原課程知識體系的完整性和系統性,突出實用性和針對性,注重對機械工程知識了解,理順機械工程知識與專業知識之間的關系,培養學生的橫向擴展能力。 

對電類專業而言, 機械工程基礎是一門介紹機械工程有關基本概念、基本理論及基本計算、設計方法的一門綜合性技術基礎課。課程圍繞“機械工程材料”、“工程圖樣表達”、“常用機械傳動裝置”、“常用機械加工方法與機床”幾個典型項目,將與機械設計制造相關的基本內容統籌安排、有機貫通與融合,體現“實用、夠用”為度的原則。力圖用較少的學時側重于對涉及機械工程的有關基本概念、基本理論加以闡述。以理實一體教學為紐帶,以理論教學與現場教學相結合的手段,培養學生學習理論、實踐認識、發現問題、分析問題、解決問題的能力;為后續課程的學習打下堅實基礎。 

通過本課程學習,使學生的具有初步工程意識和標準化意識;能用準確、簡明、規范的工程語言表達設計思想和意圖。學生應達到的能力目標確定為:①能初步確認一般機械零件所用的一般工程材料;②能初步繪制和閱讀簡單機械工程圖樣;③了解機器的組成和平面機構的相關知識,了解機械傳動和常用零部件的基本內容;④正確理解機械制造的相關概念,了解常用的機械加工方法,能初步確定零件的成型或加工的基本方法。 

2.課程教學內容設計 

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關鍵詞:培養方案;教學計劃;滑鐵盧大學機械工程專業;湖南大學車輛工程專業

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)30-0001-04

一、引言

隨著市場經濟運行的不斷深入,企業的技術基礎、工作手段、專業化分工、工作方式、對產品的要求及制約企業發展的主要矛盾都發生了顯著的變化,這種需求的變化導致企業對大學畢業生的能力需求發生巨大的變化。目前,國內外都非常重視學生能力的培養。中國機械工程學會2012年12月的機械工程教育峰會主題就是“聚焦學生能力的培養”,大連理工大學的李志義教授提出以學生能力為導向的培養方案和課堂教學改革,從克服培養方案的十個傾向、重構培養方案的十個方面及實現課堂教學的十個轉變詳細地討論了研究型大學如何以學生能力為導向來構架專業培養方案及實現課堂教學的轉變。華中科技大學吳昌林教授提出改革課程教學方法、營造學生自主探究的環境。推進了基于主動實踐“機械設計”課程教學改革和機械設計與制作能力培養系列Project。重慶大學的陳兵奎教授將畢業要求細化到每門課程中,采用課堂講授+自學環節+專題作業+項目設計+小組討論+……的過程性評價和考試環節的終結性評價的綜合評價手段對課程教學過程和方法進行評價,并且在制度上保證期末考試在總成績比例中不超過40%。國外在十多年前就提出并持續發展和倡導了全新的CDIO(Conceiving-Designing-Implementing-Operation,即構思―設計―實現―運行)工程教育理念和以能力培養為目標的CDIO大綱。這些都說明以學生能力培養為導向的高校人才培養方案和課程教學改革已提上日程。筆者受國家留學基金委資助,在滑鐵盧大學進行研究和訪學,能夠深入院系和課堂了解該校本科教學情況。又鑒于國外大多數綜合性大學本科專業只有機械工程專業沒有車輛工程專業,筆者對比研究滑鐵盧大學機械工程專業和湖南大學車輛工程專業的培養方案和課程設置,為各高校人才培養方案和教學計劃修訂提供一定的可參考的經驗。

二、滑鐵盧大學機械工程專業培養方案

滑鐵盧大學位于加拿大滑鐵盧市,是一個以數學著名、以工科為主、以產學合作教育為辦學特色的綜合性大學。現有本科生30000人,研究生5100余名。工程院是滑鐵盧大學最大的學院,機械工程專業是工程院14個專業之一,機械工程專業本科四年的學習是在四年零八個月內完成的,每年分為秋(9月到12月)、冬(1月到4月)、春(5月到8月)三個學期,每個學期為期4個月的時間,學生需要完成八個學期的學術學期和六個學期的工作學期,沒有寒暑假。學術學期的課程由核心課程、通識選修課程和專業選修課程組成。

1.核心課程。包括學位31門學分核心課程和7門非學分核心課程。31門學分核心課程主要包括兩大類:(1)自然科學基礎核心課程6門(1門化學領域、3門數學領域、1門力學領域和1門電學領域的課程),分別是:CHE102工程化學、MATH115工程線性代數、MATH116工程微積分1、MATH118工程微積分2、PHYS115力學、GENE123電氣工程。(2)專業核心課程25門,分別是:ME100機械工程導論1、ME101機械工程導論2、ME115材料結構和屬性、ME201高等微積分、ME202工程統計學、ME203常微分方程、ME212動力學、ME219固體力學1、ME220固體力學2、ME230材料行為學、ME250熱力學1、ME262微處理器和數字邏輯器導論、ME269機電設備和電加工、ME303高等工程數學、ME321機械運動學和動力學、ME322機械設計1、ME340機械制造、ME351流體力學1、ME353傳熱學1、ME354熱力學2、ME360控制系統導論、ME362流體力學2、ME380機械工程課程設計、ME481機械工程項目設計1、ME482機械工程項目設計1。(3)7門非學分核心課程分別是研討課(ME100B、ME200A、ME200B、ME300A、ME300B、ME400A、ME400B)。這些課程內容大致包括機械工程專業的課程結構和選課方法;學校、院系的組織架構和日常運轉;學生社團;就業機會;安全教育;圍繞核心課程的主題討論;機械工程前沿研究討論及學校已做的科學研究等。*課程后面括號內的編號為課程代碼,以1開頭的代碼是大學一年級的課程,依此類推。

2.通識選修課程。需要在技術對社會的影響、工程經濟學和人文社會科學三類課程中選修4門課程。分別為:(1)技術對社會的影響類課程選修1門;這類課程有:ANTH102社會與文化人類學導論、ECE390工程設計及經濟學和對社會的影響、ENVS105環境管理與倫理、ERS215環境與可持續性評價、SOC232技術和社會變革等20門。(2)工程經濟學類課程選修1門;MSCI 261機械工程專業規定選修工程財務管理。(3)人文社會科學類選修2門;這類課程有哲學、政治學、歷史、人文、和平與沖突、人力資源管理、音樂、心理學、國際關系研究等。

3.專業選修課程。需要在六個專業方向流體力學、機械設計與固體力學、材料工程與工藝、焊接、自動化與控制、熱工程選修7門課程。大三選修3門,大四選修4門。(1)流體力學方向:ME564渦輪機、ME564空氣動力學、ME564工程設計、ME567計算流體動力學和消防安全工程、ME571空氣污染。(2)機械設計與固體力學方向:ME423機械設計、ME435工業冶金、ME542先進的動力學與振動、ME526疲勞和斷裂分析、ME538焊接的設計制造和質量控制、ME555計算機輔助設計、ME559有限元方法。(3)材料工程與工藝方向:ME435工業冶金、ME463焊接工藝、ME526疲勞和斷裂分析、ME531物理冶金應用于制造、ME533金屬及復合材料、ME535焊接冶金、ME538焊接的設計制造和質量控制。(4)焊接方向:ME435工業冶金、ME463焊接工藝、ME526疲勞和斷裂分析、ME535焊接冶金、ME538焊接的設計制造和質量控制、ME547機器人運動學動力學和控制:(可選)。(5)自動化與控制方向:ME435工業冶金、ME538焊接的設計制造和質量控制、ME547機器人運動學動力學和控制、ME548數控機床1、ME555計算機輔助設計、ME559有限元方法、ME561流體動力控制系統。(6)熱工程方向:ME452能量轉移的建筑物、ME456傳熱學2、ME459能量轉換、ME557燃燒學1、ME559有限元方法、ME567消防安全工程、ME571空氣污染。滑鐵盧大學機械工程專業的定位是培養機械工程師,機械工程師需要能處理任何運動的機器,如機器人、馬達、泵和車輛等。在所有的工業技術領域中,機械工程師都需要從工藝和系統的角度參與設計、制造、研發和維護機械的幾乎每一個階段。機械工程師需要理解力學和熱力學基本定律、力對固體和流體的影響、熱在物質內傳遞的規律、工程材料的性能以及針對特定的功能設計機械系統的能力。從以上的課程設置可以看出,滑大機械工程專業正是從培養一個合格的機械工程師的角度來設置課程的。從數學、力學、動力學、熱學、材料學、制造工藝、機械設計學、自動化和控制這些方向完成一個機械工程師應該具備的知識結構。

三、湖南大學產學合作教育的開展情況車輛工程培養方案

湖南大學起源于中國古代四大書院之一、創建于公元976年的岳麓書院,迄今已歷時千余年,故又稱“千年學府”。是一所理科基礎堅實、工科實力雄厚、人文學科獨具深厚文化背景、經濟管理學科富有特色的綜合性、開放式、研究型全國重點大學。現有本科生20400余人,研究生11000余人。車輛工程專業隸屬于湖南大學機械與運載工程學院,形成了以汽車車身、汽車底盤、汽車安全等核心內容見長的專業教學特色;推進產學研結合,實現高水平的專業教學與高水平的科學研究相結合,注重能力導向,培養工程創新人才。湖南大學車輛工程專業的學位課程由通識課程、核心課程、選修課程及集中實踐環節組成。

1.通識課程。包括通識必修和通識選修兩大類:(1)通識必修課程(思想和中國特色社會主義理論體系概論、思想道德修養與法律基礎、形勢與政策、中國近現代史綱要、基本原理、大學英語、計算機基本能力測試、計算機導論與程序設計、心理素質與生涯發展、體育)。(2)通識選修課程(岳麓講壇、文學藝術領域必選一門、社會科學領域必選一門)。

2.核心課程。包括三大類:學門核心課程、學類核心課程和專業核心課程。(1)工學學門核心課程(高等數學A、線性代數A、概率論與數理統計A、普通物理A、普通物理實驗A、普通化學)。(2)機械學類核心課程(機械工程圖學、機械原理、機械設計、理論力學、材料力學、流體力學、熱力學基礎、電工電子學、控制工程基礎、工程中的數值方法)。(3)車輛專業核心課程[汽車構造(含發動機原理)、汽車理論、汽車設計、汽車電子技術(含嵌入式系統)、汽車制造工藝]。

3.專業選修課程。包括兩大類:專業限選課程和專業方向選修課程。(1)專業限選課程選修6門[汽車導論與法規(必選)、新能源汽車基礎(必選)、機械振動學(必選)、有限元分析、工程優化設計、汽車NVH技術、汽車結構CAE技術、汽車碰撞CAE技術、汽車試驗學]。(2)專業方向選修課程:任選一個方向修課。①車身方向(車身結構與設計、車身制造工藝學、汽車空氣動力學、汽車人機工程學、車身CAD技術)。②底盤方向(汽車系統動力學與控制、汽車懸架、液壓氣壓與電傳動、汽車底盤性能仿真)。③安全方向(汽車安全技術、人體損傷生物力學、汽車安全性實驗技術、智能車輛、汽車安全仿真理論與方法)。④新能源汽車方向(電動車輛原理與構造、電動車輛設計、電動汽車動力電池技術、電驅動及控制技術、電動汽車性能仿真)。

四、對比分析

滑鐵盧大學機械工程專業和湖南大學車輛工程專業教學計劃對比見表1:

從以上的對比可以看出,滑鐵盧大學機械工程專業的課程門數和學時數都大大少于湖南大學車輛專業,尤其是通識課程部分。滑鐵盧大學每門課基本上都是每周只上3小時,可以一次上完,也可以分兩次上,由教師決定。每門課程的課程大綱(SYLLABUS)包括以下8個部分:(1)Contact Info(任課教師的聯系方式):列出任課教師的姓名、辦公地點、電話和郵箱地址;(2)Lectures(課程講授):列出上課的時間地點;(3)communication(交流):明確學生跟老師交流的平臺;老師的課件、作業、實驗和課程中包括的編程代碼都會以郵件的形式上傳到UW-Learn平臺,學生通過該平臺提交作業、實驗報告和編程代碼;(4)Labs(實驗):明確實驗的地點、時間安排、學生分組安排及實驗的題目;(5)Assignments(作業):布置作業的題目、作業要求、提交作業的時間;有些課程還有Project的要求;(6)Tutorials(輔導):按學生的姓氏的字母排序分組安排輔導及各組輔導的具體時間和輔導的內容;(7)Final Exam(期末考試):明確考試的要求;(8)Grading(成績構成):明確實驗、作業和期末考試所占的比例;基本上每門課程的期末考試的比例不會超過50%、實驗的比例會在20%左右、作業在30%左右。滑鐵盧大學本科生的課程任務很重,課后作業量很多,并且要求很嚴,必須在規定時間提交作業的,否則零分計算。每門課程有完善的TA(助教)制度。

湖南大學車輛工程專業大一大二大類招生,整個機械類的課程一樣,夯實數學力學和機械基礎,大三重在專業核心課程,大四實施方向課程,與就業和研究方向接軌,整體知識結構合理,突出了本專業的特色。從2011年開始,湖南大學要求每門課程都要在教務處課程中心建立課程網站,上傳與該課程相關的所有內容。課程大綱也必須包括以上八個部分,并且開設小班討論和助教制度,一門課尤其是核心課程實施多位老師一起上的制度,課程要求趨于合理和規范,教學質量也大幅度上升。但也暴露了一些問題,譬如助教水平參差不齊、小班討論內容不太明確、學生課時任務繁重等等。新一版的教學計劃正在針對這些問題進行修訂,相信隨著制度的規范和借鑒國外的經驗,本科教學質量一定會更上一個臺階。

參考文獻:

[1]2012國際機械工程教育峰會:汕頭大學執行校長顧佩華教授做了題為《汕頭大學提升學生工程能力的舉措與實踐》的報告.

[2]2012國際機械工程教育峰會:美國卡羅爾.坎貝爾工程研究中心執行總監Imtiaz Haque教授的報告《案例研究:為汽車行業培養工程技術人才》.

[3]2012國際機械工程教育峰會:大連理工大學副校長李志義教授做了題為《以學生能力為導向的培養方案與課堂教學改革》的報告.

[4]2012國際機械工程教育峰會:華中科技大學機械學院吳昌林教授做了題為《學生能力為導向的培養體系設計》的報告.

[5]2012國際機械工程教育峰會:重慶大學機械工程學院副院長陳兵奎教授的報告《學生能力達成與綜合評價方法初探》.

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篇6

從“離網”向“并網”的跨越

光伏并網發電是當今世界光伏發電的主要發展方向,是光伏技術步入大規模發電階段,成為電力工業組成部分之一的重大技術步驟。許多統計資料表明,近幾年來世界光伏并網發電市場發展迅速,光伏并網發電的裝機容量從1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp,光伏并網發電在光伏行業中的市場比例也從1 996年的10%上升到2000年的50%,2007年光伏并網發電的市場比例已達到80%。而在中國,光伏發電也將在未來的電力供應中扮演重要的角色,其累計裝機容量預計至201 0年將達600MWp,2020年將達到30GWp,2050年將達到100GWp。根據電力科學院預測,到2050年,中國可再生能源發電將占到全國總電力裝機的25%,其中光伏發電則占到5%。顯而易見,光伏并網發電已經是大規模光伏發電的主要趨勢。

早在上世紀80年代,合肥工業大學已經開展起太陽能光伏與風力發電技術的研究,張興就是在那個時候走入合肥工業大學校門的。在這所留下他半生印記的學校里,不僅走過了從學士到博士的求學之路,而且也撇下了攻關,探索的辛勤汗水。他對太陽能光伏發電技術的研究,源于1 997年新疆新能源研究所原所長王國華研究員在合肥工業大學的一次講學。在那次講學中,張興對歐美日等發達國家正在興起的光伏并網技術產生了濃厚的興趣,當時,我國的光伏發電技術與產業還是針對技術相對落后的光伏離網系統,很少有人關注技術新穎且有一定難度的光伏并網技術。盡管深知其中的挑戰,張興卻從未想過低頭,他抓住光伏并網系統中的并網逆變器這一核心技術,開始了潛心的研究。經過一年多的努力,他終于成功研制了500W光伏并網樣機。在1 998年的全國光伏年會上,該樣機一經展出即引起了同行的高度關注。在此基礎上,1999年,張興教授又與新疆新能源研究所開展了技術合作,共同承擔起自治區的科技攻關項目。當時,逆變電源專家曹仁賢創辦的合肥陽光電源有限公司起步不久,雖然主打產品主要是離網型光伏逆變器,但他還是給予了這一項目充分的肯定和支持。在共同的努力下,該項目組于2000年成功開發出3kW工程化樣機,并在新疆鄯善縣成功地進行了應用測試,取得了預期性能。隨之,在經過一年多的試運行之后,2001年,該項目順利通過了新疆維吾爾自治區組織的專家鑒定,得到了一致的好評。

而正是這個項目的成功,拉開了張興教授與合肥陽光電源有限公司產學研合作的帷幕。此后,國家“十五”科技攻關項目“并網光伏發電用系列逆變器的產業化開發”、科技部新能源行動計劃項目等諸多科技攻關項目在他們的攜手并進下,得以產業化實踐,同時建造了多個并網光伏示范電站,其中,科技部新能源行動計劃項目“60kW光伏并網系統的應用與研究”項目獲得新疆維吾爾自治區科技進步二等獎。

與“陽光”同行

“陽光”,一個聽起來倍感明媚的詞語。而在電源領域,這一個詞語則讓人聯想起我國知名的新能源發電電源專業制造商――合肥陽光電源有限公司(以下簡稱“陽光電源”)。

自1 997年成立以來,陽光電源專注于可再生能源發電產品的研發與生產,囊括了光伏發電電源、風力發電電源、回饋式節能負載、電力系統電源等系列產品,曾成功參與北京奧運鳥巢、上海世博會、三峽工程,全球環境基金可再生能源項目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏電站,英國和法國小型風力并網發電項目、青藏鐵路等重大工程,獲得了國內外業界的一致好評。多年來,陽光電源先后獲得“安徽省優秀民營科技企業”、“安徽名牌產品”、“優秀創新企業”,“安徽省‘115’產業創新團隊”、國家發改委REDP項目“技術進步優秀項目獎”,“太陽能光伏產品金太陽認證”等榮譽,是安徽省可再生資源電源工程技術研究中心依托單位、安徽省研究生產學研示范基地。

同樣,經過二十余年的努力,合肥工業大學在太陽能光伏與風力發電技術等可再生能源發電技術方面也取得了長足的進展,如今,不僅擁有電力電子與電力傳動國家級重點學科、教育部光伏工程研究中心,還進入了國家培育優勢重點學科的“111計劃”,成為“可再生能源并網發電國家級創新引智基地”。而在可再生能源并網發電技術的科學研究中,張興教授與陽光電源的產學研合作尤其值得稱道。

從1 999年共同開展新疆維吾爾自治區的科技攻關項目開始,他們的產學研合作已經整整十年。十年間,他們聯手創造了不少成績,近年來更是成果選出。

“上海電力局奉賢10kW光伏屋頂示范工程項目”屬于上海電力局新能源發展計劃項目,工程于2003年3月建成并投入運行,2004年7月通過專家鑒定,是上海首個全部采用國產化技術的光伏屋頂并網示范系統,該系統所用的1臺10kW三相并網逆變器即由張興課題組與陽光電源聯合研制。

他們合作的“并網光伏發電用系列逆變器的產業化”項目是國家科技部“十五”科技攻關項目,該項目于2005年2月通過科技部的專家鑒定。其成功研發解決了并網光伏系統的關鍵部件逆變器的產業化難點,推進了我國并網光伏發電產業的發展,如今,該項目系列產品已在陽光電源實現了產業化,并定型了多種規格的并網逆變器產品。

隨即,在國家科技部新能源行動計劃項目“新疆烏魯木齊大型光伏并網工程”研發中,張興課題組承擔起72臺60kW并網逆變器的系統及控制設計任務,而陽光電源則對逆變系統的制造,現場安裝與調試工作進行了全權負責。2004年12月,該工程完滿建成并投入運行,2006年3月,通過科技部驗收及專家鑒定。經鑒定,該項目采用可調度型并網發電結構,并具有并網發電、蓄電池充放電和獨立逆變三重運行功能,省略了常規的充電控制器,簡化了系統結構,大大提高了光伏并網發電系統的性價比,是當時新疆地區最大且功能最為先進的光伏并網示范工程,其成果被授予新疆維吾爾自治區科技進步二等獎。

此外,在“上海生態示范園光伏屋頂工程”、安徽省科技攻關項目“合肥陽光電源30kW光伏屋頂示范工程項目”以及

科技部科技攻關推廣項目“上海崇明30kW光伏屋頂示范工程”研發中,他們的表現也不負眾望。

“非常”追求

電力電子與新能源應用技術的多年研發、與陽光電源十年的產學研合作,點點滴滴的付出,張興教授用自己的智慧和汗水寫出了一個不一般的科研生涯。

在風力發電研究方面,其MW級變流器作為核心技術一直被外國壟斷,其國產化的路途極其艱辛和富有挑戰性,2004年,張興教授與陽光電源再度聯手進行科技攻關,他們首先完成了安徽省“十五”科技攻關項目“風力發電用交直交并網變流器”,并獲得安徽省2006年度科技進步二等獎。接著,作為課題負責人之一,張興教授與陽光電源聯合申報并獲得了“十一五”國家科技支撐計劃“大功率風電機組研制與示范”的兩個重大項目的資助――“1 5MW以上直驅式風電機組控制系統及變流器的研制與產業化”與“1,5MW以上雙饋式風電機組控制系統及變流器的研制與產業化”。經過大家不懈的努力,目前,MW級雙饋型與直驅型風機變流器基本實現了產業化,部分機型已經批量向整機廠商供貨。

在柔性直流輸電變流與控制研究方面,張興教授著眼于柔性直流輸電技術與風力發電相結合,對安徽省自然基金項目“電網異常條件下風場柔性直流輸電網側變流器控制策略研究”進行了攻關研究。與此同時,在合肥工業大學本科評建項目的支持下,他自主研發成功了一套1 5kW柔性直流輸電變流及控制系統研究平臺。

在PWM整流器技術研究方面,張興教授完成了包括HT--7u超導托卡馬克等離子移快控電源、蓄電池雙向饋電電源、背靠背雙向變流器等多項研究成果,并在其博士學位論文基礎上,由“電氣自動化新技術叢書”編委會資助并由機械工業出版社出版了《PWM整流器及控制》學術專著,該學術專著在新能源并網發電的逆變器研究與應用領域得到了學術界專家學者的肯定并被廣泛引用。

在積極進行科研攻關的同時,張興教授還將大量精力投入到特色實驗室建設中。2006年,他主持完成了“合肥工業大學風力發電變流器及其控制實驗室”的建設,其主要包括“250kW中低壓雙饋、交流異步全功率風力發電驅動平臺”、“永磁同步直驅風力發電驅動平臺”,以及分布式發電系統中的“風力發電模擬平臺”,“柔性直流輸電變流及控制系統研究平臺”等。而他與陽光電源合作,還為該公司建成了“2MW雙饋型風力發電變流器試驗平臺”、“2MW同步直驅風力發電變流器試驗平臺”。這些實驗研究平臺基本上涵蓋了張興教授及其團隊近年來的大部分成果,在這些成果的基礎上,經過深入地自主研制,這些平臺已經開始發揮各自的功用,不僅大大促進了合肥工業大學新能源應用及其電力電子研究技術的發展,使其成為全國高校風力發電變流器研究條件一流的單位,也為國家支撐項目的取得與完成提供了良好的研究條件與基礎。

經過多年的拼搏,張興教授不僅在風力、太陽能并網發電的變流器技術的研究和工程應用方面取得眾多的成果,積累了大量研究與工程經驗,同時也為陽光電源以及電力電子行業輸送了一批高素質人才。從當年初次涉足光伏并網發電技術,到如今的MW級風電變流器的研制成功,在太陽能光伏并網、風力發電變流控制與驅動領域的多年研究,使他和團隊得到了錘煉和成長,逐漸發展為一支擁有2名教授、2名副教授、3名博士畢業的青年科研骨干教師以及近30名博士、碩士研究生的優秀團隊,在一起,他們總是能形成一股強大的科研力量。而與陽光電源長期的優勢互補合作,其科研水平經受了考驗,更是得到了升華。

篇7

隨著計算機技術、互聯網技術、無線通信技術、傳感器技術、嵌入式技術等飛速發展,物聯網的研究和應用也得到快速發展,并越來越引起各國的高度重視。物聯網甚至被稱為繼計算機和互聯網之后的又一次信息產業革命。美國于2008年末由IBM提出“智慧地球”概念后,“智慧地球”框架下多個典型智能解決方案已經在全球推廣;歐盟于2009年6月了全球首個國家級物聯網發展戰略規劃;韓國和日本等發達國家也都分別提出了“U-Japan”和“U-Korea”信息化戰略,其核心內容都是利用無所不在的泛在網絡技術實現人與人、物與物、人與物之間連接,讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。我國政府于2009年8月提出“感知中國”的戰略構想,并由政府、科研院所和企業建立相關研究基地和成立物聯網產業聯盟。可見物聯網技術以及相關產業已經成為各國下一個必爭的戰略制高點。而任何一個新興產業和行業的發展,都需要大量的專門技術人才,物聯網的發展同樣也不例外。目前,我國物聯網專業人才還非常緊缺,人才的培養還處于起步階段,而大批專門人才培養主要依靠高等學校來承擔。在這樣一個大的環境和背景下,國家教育部于2010年批準在35所高校設立物聯網工程和傳感網技術本科專業,并于2011年開始招生。另外,全國有將近20所高職高專院校以及獨立學院開設了物聯網工程專業。物聯網工程專業是一個多學科高度交叉的新興專業,如何培養出合格的、符合市場需求的物聯網專業人才是高校面臨的一個主要問題。南于物聯網本身技術復雜、牽涉面廣,涉及多學科的交叉,這就必然對人才的培養和專業建設都需要進行全新的考慮。筆者結合安徽理工大學物聯網工程專業建設和實踐,對物聯網丁程專業人才培養和教學資源建設進行了一些初步的探索,為高校物聯網工程專業人才培養和專業建設提供指導和參考

2 物聯網工程專業的研究內容

2.1 物聯網的體系結構

物聯網的概念是1999年美國Auto-ID中心首先提出的,最初的定義是通過射頻識別等信息傳感設備把所有物品與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。現在普遍認為物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體,讓所有能夠被獨立尋址的普通對象實現互聯互通,具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化特征的網絡。從物聯網的定義可以看出要實現物聯網需要具有感知、通信與計算能力的智能信息傳感設備等實現全面感知,借助現有的互聯網和電信網來進行數據的可靠傳輸,以及數據的智能處理,進而實現人與人、物與物、人與物之間的互聯互通和智能信息服務。物聯網的體系結構可以根據信息生成、傳輸、處理和應用劃分為4個層次:感知識別層、網絡層、管理服務層和綜合應用層。其中感知層是物聯網信息的來源,包括各種類型的傳感器、RFID標簽和讀寫器、智能手機、智能家電以及智能測控設備等;網絡層實現數據的傳輸,包括有線和無線網絡的接人層、會聚層和核心交換層;管理服務層實現數據存儲、處理的和智能決策服務等,包括中間件、數據存儲與處理、數據挖掘與智能決策等;綜合應用層實現不同行業的綜合應用,包括智能物流、智能電網、智能交通、智能環保、智能醫療等。物聯網4層體系結構如圖1所示。

2.2 物聯網關鍵技術和研究內容

由物聯網的4層體系結構圖可以看出:感知層是物聯網應用的基礎,位于物聯網應用的最底層,也是物聯網區別于傳統互聯網的重要方面之一。感知層主要涉及RFID技術、無線傳感器網絡和控制技術、短距離無線通訊技術等主要關鍵技術。物聯網的應用層與具體的應用領域不同存在很大的差異,需要根據具體的應用來設計。物聯網網絡層的數據傳輸技術、無線通信技術以及管理服務層涉及的數據存儲、云計算、數據挖掘等各種支撐技術都是物聯網應用和研究過程中涉及的主要技術和內容。

由于物聯網的研究內容比較寬泛而且涉及多學科的交叉,開設物聯網相關專業的高校現有學科基礎、專業設置以及研究內容的側重點都會有所不同,因此在物聯網工程專業的課程設置以及培養方案方面會存在的一定的差異。由物聯網的4層體系結構,可以根據實際情況對物聯網工程專業設置不同的研究方向,如電子技術和嵌入式技術基礎較好的高校可以側重于感知層設計和應用,計算機技術基礎較好的高校可以側重于物聯網應用層和信息服務層,網絡技術和通信技術基礎較好的高校可以側重于網絡層和管理服務層,還有各相關交叉專業設置較為全面、研究基礎較好的高校則可以在物聯網的各層都平衡發展。具體設置什么樣研究方向和培養方案,各高校需要根據自身的學科專業基礎和特點以及高校的行業背景,設置具有自己特色和優勢的培養方案和側重研究方向。安徽理工大學是一所具有煤炭行業背景和醫學特色的理工類高校,目前設有相關的專業有:計算機科學與技術、電子技術與儀器、網絡信息安全、自動化、電子信息工專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net程、通信工程、電氣工程及其自動化等,具有較好的相關專業建設基礎,尤其是面向煤礦自動化和信息化應用領域有著較強的優勢。因此,基于學校的行業背景和專業基礎現狀,物聯網工程專業的側重點是物聯網的感知層設計和應用,兼顧管理服務層的相關技術研究,如中間件等。重點應用領域是礦山物聯網以及智能移動醫療,結合現有的網絡信息安全和計算機科學與技術等相關專業,制定符合學校實際和充分利用現有教學資源的物聯網工程專業的培養方案。

3 物聯網工程專業培養目標和課程設置

3.1 物聯網工程專業培養目標

在高等學校本科人才培養目標的前提下,根據物聯網專業的研究內容和市場需求定位,物聯網工程專業培養目標是:具有寬厚扎實的基礎知識,系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能,具備網絡技術、傳感技術、射頻識別技術、嵌入式技術、通信技術以及計算機技術等信息領域寬廣的專業知識,具有綜合運用所學知識解決物聯網中信息獲取、傳輸、處理問題的能力,能夠從事物聯網的通信架構、網絡協議和標準、無線傳感器、電子標簽射頻識別、信息安全等產品及系統的科學研究、工程設計、產品開發、技術管理與設備維護等工 作。

通過相關課程的學習,掌握必需的傳感器、電子、通信、單片機、RFID技術等知識和專業技能;掌握基本物聯網節點、網關、網絡協議棧,有線和無線網絡技術原理,無線自組織組網、有線和無線網絡拓撲以及網絡安全技術等基礎理論和關鍵技術;熟練并系統地掌握物聯網應用系統集成、物聯網硬件與軟件設計、互聯網應用等,具有綜合應用所學知識解決物聯網工程中實際問題的能力,包括:工程設計、設備制造、網絡運營和技術管理中的實際問題等能力;掌握基于無線傳感器網絡的物聯網業務的開發、測試、推廣等知識,具有較強的綜合應用信息網絡相關知識解決問題的能力、綜合試驗能力與工程實踐能力;熟悉礦山物聯網的架構、應用環境和關鍵技術,并能夠進行系統設計和開發;熟悉物聯網在智能醫療領域的應用技術,并在現有醫院信息系統的基礎上,進行移動醫療的智能終端、醫療傳感設備、中間件、數據存儲、應用系統的設計和開發等。此外,還應具有較強的創新意識、創造性思維能力,能綜合運用多學科知識、技術和現代工程工具,將所學內容應用到其他行業和應用領域。

3.2 物聯網工程專業課程設置

由于物聯網工程專業是綜合多學科的新興專業,在課程的設置和教學內容的安排上還不夠成熟和穩定,還處于探索階段。需要根據專業培養目標和實際教學情況,不斷地調整和優化課程的設置。目前,物聯網專業課程設置基本上在現有較成熟的計算機科學技術和電子信息類專業的基礎上,增加與物聯網相關的核心課程,但側重點是物聯網技術及應用。結合學校相關專業課程設置現狀,物聯網專業課程分為以下幾個主要模塊:(1)公共基礎模塊;(2)專業必修課程模塊:(3)專業核心課程模塊;(4)專業任選課程模塊;(5)跨學科課程模塊;(6)實踐課程模塊;(7)素質拓展模塊。各模塊包含的主要課程如表1所示。

在課程的設置上既考慮了物聯網專業的核心研究內容和專業特色,同時考慮到物聯網專業是一門新興的專業,還沒有專門的碩士和博士學位點,目前基本上都是作為計算機或相關學科的一個研究方向,而計算機專業研究生入學考試的專業課實現國家統一命題,因此,在課程的設置上要能夠和計算機科學與技術專業核心課程實現無縫對接,使得物聯網工程專業培養的學生能夠輕松實現進一步深造的愿望。基于這樣的一種現狀,學校物聯網工程專業在必修課程模塊和核心課程模塊中分別開設了數據結構、計算機組成原理、計算機網絡、操作系統等相關的課程,同時開設了物聯網導論、無線傳感器網絡、RFID原理與應用,能夠滿足學生專業學習和考研深造的需要。為了突出物聯網專業知識,在專業任選課程模塊中開設了大量與物專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net聯網和計算機相關和當前最為熱門的課程,充分體現了該專業方向的知識面寬、技術先進等特點。跨學科課程模塊的設置為進一步拓寬學生的知識面,了解煤礦行業的生產背景和主要技術裝備,為以后從事煤礦物聯網和數字礦山建設打下基礎。實踐課程模塊的設置是培養學生動手能力和學習興趣的重要教學環節,是達到學以致用的主要途徑,是整個教學過程不可缺少的內容。素質拓展模塊通過組織多種形式和內容的第二課堂教學活動,以培養學生創新精神和實踐能力,促進個性發展,提高綜合素質。

4 人才培養和教學資源建設

4.1 物聯網工程專業人才培養

高等學校的使命是培養人才,高校需要根據市場的需求和自身優勢以及綜合其他因素來確定人才的培養模式。因此,對人才培養目標的定位能夠全面反映高校對合格人才的理解和時代需求。安徽理工大學是行業特色鮮明、理工類為主的綜合型大學,學校人才培養目標是:結合煤炭行業特色,培養“厚基礎、高素質、強能力、善創新”的創新型人才和高級專門人才。在人才培養過程中要構建多元化、多目標的培養模式,同時充分考慮學生就業、創業和繼續深造等不同要求,努力形成特色鮮明、層次清晰、模式多元、制度配套、保障有力的本科人才培養體系。在學校人才培養目標的指導下,借助現有相關專業的培養模式和經驗,并結合物聯網工程專業的特點,對物聯網工程專業的人才培養采用校企聯合培養的模式。

安徽理工大學是第二批“卓越工程師教育培養計劃”高校,目前在計算機科學與技術專業以及其他電子信息類專業的卓越工程師培養計劃和方案制定過程中積累了一定的經驗,其核心培養方式是采取的3+X培養模式,主要措施是其中3年時間在學校進行相關基礎課和理論課的學習,至少1年時間采取校企聯合培養模式,通過將企業納入到人才培養主體地位,可以進行訂單式培養,大大增強學生對企業需求的了解和實踐動手能力。真正體現“卓越計劃”的3個特點,即行業企業深度參與培養過程;學校按通用標準和行業標準培養工程人才;強化培養學生的工程能力和創新能力。物聯網工程專業主要是培養工程類的專門型應用人才,可以按照“卓越工程師”的培養模式進行培養。一方面是在現有教學資源的基礎上,加強物聯網專業基礎理論和專業核心課程內容的教學,另一方面加強實踐教學環節,尤其是引入相關企業的參與。目前,我校已與安徽徽斯頓電子科技有限公司以及安徽科艾網絡技術有限公司簽訂了戰略合作協議,聯合培養物聯網專業人才,由參與的公司提供相關課程的教學和實踐環節的平臺,并且公司有優先挑選優秀畢業生的權利。另外,安徽理工大學與附屬醫院安徽淮南東方醫院集團也簽訂了合作協議,共同研究和制訂數字移動醫療系統方案。移動數字醫療系統的實施可為學校物聯網專業教師和學生提供了參與設計和開發的機會,同時也會為學生的培養提供很好的實習場所和平臺。另外,安徽理工大學與兩淮煤礦企業都建立了很好的合作關系,有著很好的合作基礎,雙方都在積極準備聯合培養礦山物聯網建設人才,進行校企深度合作,為拓展學校物聯網專業人才培養提供了很好的實踐和就業機會。此外,學校還與一些經濟發達地區的相關企業建立實習基地,如上海、深圳、無錫、蕪湖等,為學生進入工作崗位前提供深入企業實習機會,為進一步就業打下了堅實的基礎。校企合作模式的效果已經在學校的一些專業取得了很好的效果,校企合作是物聯網專業人才培養較為理想的模式。

4.2 物聯網工程專業教學資源建設

物聯網專業人才的培養,除了有定位準確的培養目標和合適的培養模式之外,還需要有配套的軟硬件教學資源的支撐,教學資源是培養合格人才的重要保證。一個專業辦學水平的高低往往與該專業的師資、實驗室、教材、實習場所等建設水平有關。對于物聯網專業這樣一門新興專業,面臨的專業教學問題更為嚴重和急迫。學校在物聯網專業建設過程中,相應地采取了一些有效措施來保證高水平的教學資源。

(1)物聯網專業師資隊伍的建設。這是所有教學資源中最為重要的部分,沒有好的師資很難想象能夠培養出優秀的人才。因此,學校和學院都非常重視教師的培養,培養的方式主要是從學院中挑選出一部分對物聯網感興趣而且嵌入式技術以及軟件開發能力過硬的教師組建成物聯網科研團隊和教學團隊,通過申專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net請物聯網相關課題展開物聯網理論和應用研究,目前已有2項物聯網相關的國家自然科學基金項目,5項省部級物聯網應用課題,多項企業物聯網應用橫向課題,通過科研課題工作的深入展開和研究,大大提高了教師對物聯網理論的理解和實踐應用水平,對推動物聯網專業的教學水平起到明顯的促進作用。除此之外,學院利用寒暑假時間組織部分教師到北京、無錫、長沙等地參加“全國高校物聯網專業教學和研討”“高級物聯網開發工程師物”等教學和專業技術的培訓,通過培訓進一步提高教師的物聯網教學水平和專業技能,然后再通過校內的研討和講座帶動更多教師物聯網專業水平的提高。

(2)教材建設也是辦好專業必不可少的環節。由于物聯網專業是新建專業,雖然已經出版了一些不錯的物聯網方面的圖書,但適合作為本科教學的好教材還是鳳毛麟角,而且大多是技術類或普及類。因此,在教材的建設方面還有很多的工作需要做。我們根據開設的課程和目前已有教材的現狀,挑選出相對較好的基本教材和參考書,通過大家閱讀討論,然后根據制定的教學計劃,來確定講授的內容和學生需要自學的內容,并整理教學講義和課件,為后續教材建設做好準備。通過這一環節,充分提高了對教學內容細節的掌握和理解,也對物聯網技術掌握得更為全面。

(3)實驗室建設是實踐教學環節的有力保障。為了能夠滿足物聯網實驗教學的需求,學院對物聯網實驗室建設投入了大量的建設經費,實驗室采購了北京西普陽光教育科技有限公司的SimpleRFID射頻識別實驗教學系統,并向安徽福訊信息技術有限公司訂制了無線傳感網絡教學系實驗系統。在物聯網實驗建設過程中,物聯網專業教學團隊全程參與整個實驗室建設過程,對系統的安裝、調試、運行都進行全面掌握;專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net并邀請物聯網實驗系統開發的T程技術人員給教師做專門的技術培訓和講座,進一步提高了教師的理論水平和實踐水平。通過師資、教材和實驗竄3個環節的建設,目前學校已經具有較高水平的物聯網專業教學團隊和完善的教學配套資源,完全能夠按照既定的教學目標和計劃來進行物聯網專業人才的培養。當然,任何一個新的專業的開設,都需要一定時間的建設和完善,在建設的過程中要不斷探索和完善,并借鑒其他高校的成功經驗,及時修正不合理的方面。

5 結語

物聯網工程專業的人才培養和教學資源建設,是所有高校物聯網工程專業在辦學過程中需要考慮和解決的問題,而特色人才培養模式和高水平教學資源建設是辦好物聯網專業的前提,因此,各個高校應根據各自不同的辦學基礎和行業特點,著眼于市場需求和自身的辦學優勢,在體現物聯網工程專業共同特點的基礎上,要突出物聯網工程專業的行業特色,這樣培養出的人才更能滿足市場需求和具有更寬的就業面。

參考文獻:

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