姚志樹 蔣冬梅 施敏敏

（鹽城工學(xué)院電氣工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224051）

0 引言

電氣工程及其自動化專業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)踐操作能力是電氣工程師的生存之本。而目前普通高校的電氣專業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀差強(qiáng)人意，為了適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和社會企業(yè)的需求，對實(shí)踐教學(xué)的改革勢在必行。

1 目前實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

實(shí)踐教學(xué)是電氣工程專業(yè)大學(xué)四年一項(xiàng)非常重要的教學(xué)組成部分，通過該教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，既可以幫助學(xué)生對復(fù)雜專業(yè)理論知識的理解，又可以提高學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，為其他后續(xù)工科課程學(xué)習(xí)以及工程科學(xué)研究打好夯實(shí)的基礎(chǔ)。通過對周邊高校的走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在實(shí)踐教學(xué)中存在問題如下。

1.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程

目前，對于電氣工程專業(yè)本科階段基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程大部分高校存在同樣問題，即實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法還是比較單一，教學(xué)效果很不理想，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)只是將老師的實(shí)驗(yàn)過程重復(fù)做了一遍，根本無法理解實(shí)驗(yàn)的目的、原理，以及實(shí)驗(yàn)步驟的必要性等。這對學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和獨(dú)立思考問題解決問題能力沒有起到任何作用，還影響學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性。

1.2 專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)

對于電氣工程專業(yè)這樣的工科專業(yè)畢業(yè)生而言，出去工作受不受企業(yè)歡迎關(guān)鍵在于應(yīng)用能力的高低，而應(yīng)用能力的培養(yǎng)通過書本教學(xué)是無法實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用能力的培養(yǎng)離不開與實(shí)際工程相吻合的硬件配套設(shè)備，這才是一個(gè)高校工程專業(yè)能夠突出重圍的關(guān)鍵因數(shù)。但是當(dāng)前對于普通高校而言經(jīng)費(fèi)有限，校外的實(shí)習(xí)單位無法接待大面積的學(xué)生。這就直接導(dǎo)致高校專業(yè)實(shí)驗(yàn)及實(shí)習(xí)的教學(xué)效果非常的不理想。這已經(jīng)嚴(yán)重影響到學(xué)院電氣工程專業(yè)的發(fā)展，對于專業(yè)的進(jìn)一步提升也是非常不利的，改革勢在必行。

1.3 綜合課程設(shè)計(jì)

目前，大部分課程的課程設(shè)計(jì)課題以及畢業(yè)設(shè)計(jì)課題相對而言比較簡單，只是簡單的設(shè)計(jì)題目，缺乏一定的工程應(yīng)用背景。每屆學(xué)生的課程設(shè)計(jì)題目基本相同。由于學(xué)生對實(shí)際工程缺少認(rèn)知，故而在最后完成的課程設(shè)計(jì)報(bào)告中雷同現(xiàn)象、抄襲現(xiàn)象非常嚴(yán)重。大部分指導(dǎo)教師缺乏一定的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這就導(dǎo)致出現(xiàn)的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題雖然課題名稱不同，但設(shè)計(jì)內(nèi)容基本雷同，從最后完成情況來看學(xué)生的理論知識和工程實(shí)際結(jié)合能力欠缺，創(chuàng)新能力不夠。

針對這些問題，筆者以電氣與新能源省級實(shí)驗(yàn)示范中心為平臺，以電氣工程及其自動化專業(yè)為主體，探索“一體化、三層次”的電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。

2 “一體化、三層次”遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式的內(nèi)涵構(gòu)建

本著培養(yǎng)適合企業(yè)需求的實(shí)用型人才要求，提高畢業(yè)生的實(shí)踐動手能力、實(shí)踐思維能力和實(shí)踐科研創(chuàng)新能力，提出“構(gòu)建電氣教學(xué)示范中心“一體化、三層次”遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式”的實(shí)踐教學(xué)改革探索。一體化是指保證整個(gè)專業(yè)的知識體系完整性的前提下，盡量提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力、實(shí)踐動手能力。三層次是指把整個(gè)大學(xué)四年的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行融合，按照教學(xué)要求和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)雜程度重新設(shè)置：首先是實(shí)驗(yàn)方法和基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練即為基礎(chǔ)電工實(shí)驗(yàn)；其次是在掌握實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的前提下進(jìn)行知識點(diǎn)的融合，需要學(xué)生自己綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，不再是簡單的驗(yàn)證為主，即為專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)；最后是專業(yè)知識的綜合運(yùn)用和實(shí)際問題解決能力的訓(xùn)練即為綜合課程設(shè)計(jì)。

2.1 由簡到繁重組實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，構(gòu)建電氣專業(yè)“一體化、三層次”遞進(jìn)式教學(xué)模式

把電氣工程及其自動化專業(yè)的所有實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程進(jìn)行重新劃分，分為基礎(chǔ)電工電子實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)及綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、綜合課程設(shè)計(jì)三層次進(jìn)行教學(xué)。一體化、三層次主體思想如圖1所示。

圖1 “一體化、三層次”實(shí)驗(yàn)體系圖

（1）基礎(chǔ)電工電子實(shí)驗(yàn)，主要是通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目讓學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)技能，重點(diǎn)是電氣類基礎(chǔ)測試儀器的操作使用方法，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的工作作風(fēng)和態(tài)度。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證為主，主要是加強(qiáng)學(xué)生對理論知識點(diǎn)的理解，且培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。

為了引起學(xué)生對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的重視，嘗試把電路實(shí)驗(yàn)、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)等基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)從理論課程中剝離出來，單獨(dú)算學(xué)分，單獨(dú)考核成績。為了與理論課不脫節(jié)，實(shí)驗(yàn)中心除了有專門的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師外，長期輪流聘請多名電工課程組的老師到實(shí)驗(yàn)中心參與指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。

（2）專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)，包含一些綜合實(shí)踐實(shí)訓(xùn)課程，專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容至少包含兩個(gè)二級學(xué)科知識點(diǎn)的交叉。專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)既鞏固實(shí)驗(yàn)技能與應(yīng)用，又加強(qiáng)學(xué)科之間的橫向聯(lián)系。為了加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的重視，規(guī)定實(shí)驗(yàn)課不及格，對應(yīng)理論課也不及格。另外在大二下學(xué)期還開設(shè)了一周的電子工藝實(shí)習(xí)“兩級阻容耦合放大電路”，全程由學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路、制作印制電路板并安裝與調(diào)試。

為了重視實(shí)踐、強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用能力提升的培養(yǎng)方案，筆者不斷更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和改革教學(xué)方法。以電氣控制與PLC課程為例，電氣控制與PLC課程實(shí)驗(yàn)原有實(shí)驗(yàn)設(shè)備8套，實(shí)驗(yàn)設(shè)備都以信號燈模擬代替控制對象，對學(xué)生而言無法跟實(shí)際應(yīng)用直接聯(lián)系，導(dǎo)致對實(shí)驗(yàn)的理解也只能停留在表面。學(xué)院在2019年與西門子工廠自動化工程有限公司合作共建智能控制實(shí)踐平臺，學(xué)校前后共投資280多萬元，新建了三個(gè)實(shí)驗(yàn)室一下子滿足了學(xué)生在專業(yè)實(shí)驗(yàn)以及后期的專業(yè)方向綜合實(shí)訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求。新建的實(shí)驗(yàn)平臺低壓電器和控制對象都是實(shí)際實(shí)物，對學(xué)生而言非常直觀。

（3）在第五學(xué)期開始增加專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)，如單片機(jī)課程設(shè)計(jì)、PLC課程設(shè)計(jì)等。這些實(shí)踐課程一般是指導(dǎo)教師給出課題和具體設(shè)計(jì)要求，要求學(xué)生自己獨(dú)立完成，為保證學(xué)習(xí)效果，力求一位同學(xué)一個(gè)課題，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析實(shí)際問題、解決實(shí)際問題的能力為目標(biāo)，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力，理論聯(lián)系實(shí)踐的科研能力。

為適應(yīng)應(yīng)用型本科人才“保證基礎(chǔ)、注重實(shí)踐、強(qiáng)化應(yīng)用”的培養(yǎng)需要，對課程設(shè)計(jì)這個(gè)模塊的教學(xué)內(nèi)容每學(xué)期都進(jìn)行改進(jìn)，從而保證學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力、實(shí)踐動手能力與科研創(chuàng)新能力得到有限提升。以單片機(jī)課程設(shè)計(jì)為例。從簡單有趣的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例入手，引導(dǎo)學(xué)生在理解工作原理的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大接口電路設(shè)計(jì)規(guī)模與程序編寫規(guī)模，提高應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜程度，使學(xué)生理解軟件硬件協(xié)同工作的原理，建立微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的整體觀念，具備微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的知識與技能。經(jīng)過單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)對參加全國大學(xué)生智能車競賽、藍(lán)橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽等比賽而言，學(xué)生信心大增，所以參加這類比賽的同學(xué)逐年增多。

2.2 利用網(wǎng)絡(luò)資源，打破傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)方式

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)階段的學(xué)生學(xué)習(xí)，網(wǎng)上教學(xué)資源比較豐富。為了調(diào)動學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)我們做到盡量開放實(shí)驗(yàn)室，即提前布置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目規(guī)定完成期限，由學(xué)生自己選定實(shí)驗(yàn)時(shí)間在規(guī)定實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)。針對專業(yè)實(shí)驗(yàn)室臺套數(shù)少的問題，我們試行在正式上課前先選部分學(xué)有余力的同學(xué)提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行熟悉設(shè)備、熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，由這部分同學(xué)分配到每個(gè)小組帶動學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和設(shè)計(jì)，這樣保證實(shí)驗(yàn)室開放的同時(shí)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也開放。

2.3 健全成績評定方法

為了盡可能調(diào)動學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性，保證課程成績的公平、公正，筆者積極探索實(shí)踐成績評定辦法?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，還要檢查預(yù)習(xí)情況，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室是一位同學(xué)一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作臺。專業(yè)實(shí)驗(yàn)室臺套數(shù)較少，把班級同學(xué)分批進(jìn)行的，正常是2位同學(xué)一組，現(xiàn)場打分，做到公平公正，同學(xué)有疑問可以及時(shí)提出，老師當(dāng)場給出答復(fù)。課程設(shè)計(jì)要求盡量做到一位同學(xué)一個(gè)課題，如果相同課題需采用不同設(shè)計(jì)方案完成，最后完成情況要進(jìn)行調(diào)試答辯。

2.4 打造專業(yè)專職的實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)

全力打造一支實(shí)踐動手能力強(qiáng)的專責(zé)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師隊(duì)伍。學(xué)生實(shí)踐動手能力好有很大部分原因來自老師的培養(yǎng)與引導(dǎo)，所以全面提高實(shí)踐教師的素質(zhì)非常迫切。現(xiàn)在學(xué)院有兩個(gè)省級實(shí)驗(yàn)示范中心，電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心的教學(xué)工作主要由專責(zé)實(shí)驗(yàn)教師完成，每學(xué)期都會抽取有經(jīng)驗(yàn)的理論課教師加入指導(dǎo)工作，這樣保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)不脫節(jié)；電氣與新能源省級示范中心的專業(yè)實(shí)驗(yàn)中如果是公共專業(yè)基礎(chǔ)課，則由專門實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師指導(dǎo)，比如電機(jī)實(shí)驗(yàn)、PLC實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)等；特定專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課則由理論課老師和實(shí)驗(yàn)中心專責(zé)教師一起指導(dǎo)，這樣可以很好的保證實(shí)驗(yàn)的效果。另外通過教師個(gè)人申請每年可以外派一名教師全脫產(chǎn)到企業(yè)進(jìn)行一年研習(xí)，為提高教師的工程實(shí)踐能力做好保障。

3 結(jié)語

總之，電氣工程及其自動化專業(yè)在實(shí)施“一體化、三層次”電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，要盡力克服實(shí)驗(yàn)教學(xué)中影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的因素，提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。近年來，學(xué)生組隊(duì)參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽榮獲一等獎，參加“亞龍杯”全國大學(xué)生智能建筑工程實(shí)踐技能競賽兩次榮獲特等獎，參加第十一屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽榮獲三等獎、第十三屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽江蘇省二等獎、江蘇省大學(xué)生機(jī)器人競賽一等獎、第七屆全國信息技術(shù)應(yīng)用水平大賽（江蘇賽區(qū)）二等獎。由于畢業(yè)生基本功扎實(shí)、動手操作能力較強(qiáng)，近幾年的就業(yè)率一直位居學(xué)校前列。當(dāng)然這一模式仍在探索過程中，還有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善。