李學(xué)軍，李 杰，李明晶

(長(zhǎng)春大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130022)

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革探討

李學(xué)軍，李 杰，李明晶

(長(zhǎng)春大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130022)

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)之一。根據(jù)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)特點(diǎn)，從多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)科競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)探討實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量和效果，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，培養(yǎng)出滿足社會(huì)需求的應(yīng)用型人才。

電氣工程及其自動(dòng)化;實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新人才

根據(jù)社會(huì)需求、學(xué)生需求和國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)的規(guī)定，按照學(xué)?！芭囵B(yǎng)高水平應(yīng)用型專門人才”的辦學(xué)定位目標(biāo)，工科類的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)的作用更加突出。其中，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目等。鑒于實(shí)踐環(huán)節(jié)在培養(yǎng)高校學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神方面的重要作用［1］，本文就以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論:通過(guò)建立多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系［2］，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境與科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，充實(shí)綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;以學(xué)科競(jìng)賽為牽引，探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式［3］［4］;改革畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、設(shè)計(jì)、答辯驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，促進(jìn)教育教學(xué)質(zhì)量的提高，培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才。

1 課程實(shí)驗(yàn)改革

課程實(shí)驗(yàn)是結(jié)合課程所學(xué)理論，采用儀器、設(shè)備和軟件完成的多層次實(shí)驗(yàn)［2］的基礎(chǔ)部分(見(jiàn)圖1)遵循從電子器件→電路→系統(tǒng)→微機(jī)控制的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，建立基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。

圖1 多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

根據(jù)創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標(biāo)，基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)包括大學(xué)物理、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等5門獨(dú)立設(shè)課共53個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其中電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)三門實(shí)驗(yàn)課程分別為16學(xué)時(shí)，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)28學(xué)時(shí)，大學(xué)物理試驗(yàn)45學(xué)時(shí)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀和避免與其他課程時(shí)間上的沖突，所有獨(dú)立設(shè)課的實(shí)驗(yàn)課程均采用學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間、地點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在有限的實(shí)驗(yàn)規(guī)模條件下，極大的提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，保證學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果和質(zhì)量;開設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)、自控原理、測(cè)量技術(shù)、微機(jī)原理、單片機(jī)技術(shù)等17門課程共計(jì)102課時(shí)的驗(yàn)證性和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性試驗(yàn)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證所學(xué)理論，加深對(duì)所學(xué)基本理論和基本知識(shí)的理解，掌握基本的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、方法和技能，學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)的收集和處理分析，并規(guī)范的整理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)常采用灌輸式的教學(xué)模式，即老師講解驗(yàn)證目的、內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)原理，介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用流程、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，然后學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和老師的講解做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生處于被動(dòng)接收狀態(tài)。可以通過(guò)學(xué)生帶任務(wù)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生提問(wèn)、老師指導(dǎo)的模式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。即實(shí)驗(yàn)前學(xué)生必須認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，熟悉實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)后即開始做實(shí)驗(yàn)，遇到問(wèn)題可以請(qǐng)教老師，老師的作用就是指導(dǎo)，解決疑難問(wèn)題，變學(xué)生為主體。這樣即能提高實(shí)驗(yàn)效果，又能慢慢激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感和義務(wù)感。

在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，探索將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)升華為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐教學(xué)思路。改變?yōu)閼?yīng)付教育部對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的硬性要求而開展的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。課程實(shí)踐平臺(tái)與創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)相結(jié)合，充分利用常用電路、功能電路以及融合專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)雜應(yīng)用電路開發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。首先指導(dǎo)教師提前2周給出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)功能、技術(shù)指標(biāo)和可參考文獻(xiàn)。學(xué)生以組為單位，根據(jù)要求要進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)理論依據(jù)，這期間學(xué)生可以找老師答疑，老師負(fù)責(zé)掌握好難易、工作量的大小等尺度。然后根據(jù)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)獲得的結(jié)果，并提前3天上交實(shí)驗(yàn)老師審核和修改。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，在操作過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際情況做相應(yīng)的調(diào)整。對(duì)獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行理論分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和不足。最后撰寫設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)背景、目的意義，實(shí)驗(yàn)原理、調(diào)試方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)量、結(jié)論和總結(jié)以及參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，鍛煉了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、動(dòng)手操作和分析問(wèn)題的綜合能力。

2 課程設(shè)計(jì)改革

課程設(shè)計(jì)是針對(duì)某一課程的特點(diǎn)，側(cè)重于課程知識(shí)點(diǎn)和實(shí)際工程的關(guān)聯(lián)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行的綜合性、創(chuàng)新性訓(xùn)練，通過(guò)課程設(shè)計(jì)反映課程的重點(diǎn)知識(shí)在解決實(shí)際問(wèn)題、工程問(wèn)題或創(chuàng)新思維中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的理論知識(shí)與實(shí)際工程相結(jié)合的能力，運(yùn)用已掌握知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如學(xué)完《汽車電子與控制技術(shù)》課程后，要做《汽車電子綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)。根據(jù)知識(shí)點(diǎn)，給出“轎車車窗防夾控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的課程設(shè)計(jì)題目。該題目設(shè)計(jì)小組由5名學(xué)生組成，選出一名學(xué)生負(fù)責(zé)整體設(shè)計(jì)與規(guī)劃，并參與整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，2人做系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)，2人搭建放大電路、驅(qū)動(dòng)裝置和檢測(cè)裝置等半實(shí)物，并根據(jù)另一小組提供的控制器設(shè)計(jì)虛擬控制器進(jìn)行半實(shí)物仿真驗(yàn)證。通過(guò)這樣的課程設(shè)計(jì)形式，改變了只做理論設(shè)計(jì)，沒(méi)有實(shí)物的狀況。從答辯和學(xué)生的設(shè)計(jì)心得可以看出，不僅加深了對(duì)書本知識(shí)的理解，也強(qiáng)化了工程意識(shí)、合作意識(shí)，鍛煉了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

3 畢業(yè)設(shè)計(jì)改革

畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用前三年半所學(xué)理論知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高學(xué)生基本工程素質(zhì)，是本科教育不可缺少的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。從選題到答辯整個(gè)過(guò)程都貫穿了培養(yǎng)學(xué)生的正確設(shè)計(jì)思想、掌握設(shè)計(jì)步驟和方法，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息和綜合處理信息的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和文字表達(dá)能力等。在畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)上，打破傳統(tǒng)的一對(duì)一的指導(dǎo)模式，設(shè)立畢業(yè)設(shè)計(jì)群組互助模式，群組由幾名教師和所帶學(xué)生組成。指導(dǎo)教師分工合作，負(fù)責(zé)指導(dǎo)一個(gè)專項(xiàng)(比如所有學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)指導(dǎo))，指導(dǎo)教師在群組中負(fù)責(zé)管理和學(xué)生的任務(wù)分工，一來(lái)可以發(fā)揮教師優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng)，另一方面一些事情可以交給學(xué)生負(fù)責(zé)，鍛煉學(xué)生。每個(gè)群由3-5個(gè)設(shè)計(jì)小組組成，每個(gè)小組8-11名學(xué)生，指導(dǎo)教師在群組環(huán)境中對(duì)所有學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)專項(xiàng)指導(dǎo)。群指導(dǎo)模式圖如圖2所示:

圖2 群指導(dǎo)模式圖

根據(jù)分工選拔專項(xiàng)優(yōu)勢(shì)學(xué)生負(fù)責(zé)相關(guān)的檢查和指導(dǎo)任務(wù)，學(xué)生之間直接交流。即學(xué)生面向群組內(nèi)所有成員提出自己的問(wèn)題、解答別人的問(wèn)題，當(dāng)學(xué)生解答不了時(shí)，教師才答疑解惑，這樣能激發(fā)學(xué)生的思考問(wèn)題、解答問(wèn)題的積極性，從這一問(wèn)一答過(guò)程中夯實(shí)基礎(chǔ)、理順?biāo)悸?、激發(fā)創(chuàng)新性思維。同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、資源共享的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。針對(duì)研討中具有共性的問(wèn)題，指導(dǎo)教師要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)、彌補(bǔ)漏點(diǎn)。此外，還要采用交叉檢查的方式檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程和質(zhì)量。它是由群組內(nèi)的學(xué)生對(duì)各自的中期成果或畢設(shè)論文進(jìn)行交叉評(píng)閱，既是對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的內(nèi)部檢查和監(jiān)督，也是有效的互相學(xué)習(xí)的手段。

以科研提升畢業(yè)設(shè)計(jì)水平。團(tuán)隊(duì)教師承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)科研課題，為學(xué)生畢業(yè)論文帶來(lái)了豐富的題材，使學(xué)生的畢業(yè)論文更具水準(zhǔn)。把本科畢業(yè)論文與科研和生產(chǎn)實(shí)踐充分結(jié)合起來(lái)，保證了學(xué)生畢業(yè)論文的水平和質(zhì)量。近三年電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)論文題目來(lái)自教師的各類科研項(xiàng)目的比例逐年提高。學(xué)生既接受了實(shí)際的科研訓(xùn)練，又在教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目工作中起到了重要作用，實(shí)現(xiàn)了畢業(yè)環(huán)節(jié)教學(xué)與科研的雙向互動(dòng)。

4 以競(jìng)賽和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目為引領(lǐng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)改革

學(xué)科競(jìng)賽是面向大學(xué)生開展的課外科技活動(dòng)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的有效載體，是激發(fā)潛能和創(chuàng)造力的有效手段，對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、解決實(shí)際問(wèn)題和實(shí)踐動(dòng)手能力具有非常重要的作用。為此，可分層次(院級(jí)、校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí))的將與電氣及自動(dòng)化專業(yè)的密切相關(guān)的電子設(shè)計(jì)大賽、建模大賽和創(chuàng)新大賽引入到課程體系中，作為一個(gè)實(shí)踐模塊選修一定的學(xué)分。在“電子創(chuàng)新與設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定中，優(yōu)秀的學(xué)生必須是系里舉辦的院級(jí)電子競(jìng)賽優(yōu)勝者;參加省級(jí)、國(guó)家級(jí)電子大賽、飛思卡爾競(jìng)賽和電腦鼠等大賽的學(xué)生，只要獲得三等獎(jiǎng)以上，就可以免修2學(xué)分的課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這樣的政策引導(dǎo)，使得更多的學(xué)生積極參與到各類競(jìng)賽中，有利于培養(yǎng)應(yīng)用型的創(chuàng)新人才。還有相當(dāng)一部分學(xué)生參加到教師的科研項(xiàng)目中來(lái)，協(xié)助老師做實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)查閱資料和整理材料等。參與科研項(xiàng)目的效果體現(xiàn)在學(xué)生申報(bào)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目幾乎90%來(lái)自于教師的科學(xué)研究方向或科研項(xiàng)目。

5 結(jié)語(yǔ)

以上介紹了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)在課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新性競(jìng)賽等實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革措施，通過(guò)局部的試點(diǎn)工作，改革效果正逐步顯現(xiàn)。課程實(shí)驗(yàn)中綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例明顯提高，課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)物課題比例有所提高，說(shuō)明書、論文和答辯質(zhì)量明顯提高，同時(shí)也有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生參加各級(jí)競(jìng)賽的積極性。這些都有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，以及有益于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

［1］劉娜，戴波，張立新，張碩生.工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009(2):120-122.

［2］曹愛(ài)紅，余其俊，劉粵惠.多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索［J］.理工高教研究，2009(10):109-111.

［3］戴波，紀(jì)文剛，劉建東，張立新，劉娜.以工程能力素質(zhì)培養(yǎng)為主線的自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐［C］.2011年全國(guó)自動(dòng)化教育學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，2011(8):1-1.

［4］符運(yùn)良，羊大立.電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)探索［J］.中國(guó)電力教育，2012(12):112-113.

Discussion on the Reform of the Practice Teaching in the Major of Electrical Engineering and Automation

LI Xue-jun，LI Jie，LI Ming-jing
(College Electronic Information Engineering，Changchun University，Changchun 130022，China)

Practice teaching is one of the important links for training application-oriented talents.According to the characteristics of electrical engineering and automation，this paper discusses the reform on the practical teaching links from multi-level experiment teaching，subject contest and graduation design，aiming to improve the quality and effect of practical teaching，stimulate students’innovative ability and practical ability and train application-oriented talents to meet social requirements.

electrical engineering and automation;practical teaching;innovative talent

G642.8

B

1009-3907(2013)10-1346-03

2013-03-04

吉林省高等教育教學(xué)研究課題重點(diǎn)項(xiàng)目(SJZD12-02);吉林省教育科學(xué)規(guī)劃課題(GH12041)

李學(xué)軍(1968-)，女，山東臨沂人，教授，博士，主要研從事魯棒控制及發(fā)動(dòng)機(jī)控制方面研究。

責(zé)任編輯:

劉 琳