电气工程专业教学模式的创新

电气工程专业教学模式的创新

游金权

1创新实践课现状分析

近几年，电气工程及其自动化专业相关创新实践的教学过程大都存在着以下问题。1)实践课程内容过深、缺乏趣味性，不能引起学生兴趣，学生缺乏参与感。2)课程教学进度安排不够合理，缺乏梯度，从而导致学生对所学知识缺乏基础，无法做充足的准备学习效果不好。3)教学形式单一，课堂形式多以教师为中心，缺乏师生、生生交流，不能有效地提高学习效率。4)考核形式不尽合理，缺乏对学生创新思路的鼓励，一定程度上制约了学生创新能力的培养和提高。

2电气工程创新培养

2.1创新实践课程内容电气工程创新实践课的前修理论性课程为电路、电子技术、C语言程序设计与电力电子技术等，课程实践性很强，要拥有较好的基础知识，在实践中对知识深入钻研、理解，综合提高学生创新实践能力。根据学校及实验室的硬件设施条件，在课程内容设计时，结合本专业的基础知识，尽量选用新颖创新的实验设计题目，同时要强化计算机的应用能力，题目多元化。综上，选用肖瑾主编的《本科电子系统设计综合创新实践教程》作为课程教材，主要包括五方面的教学内容。1)电子工艺：主要介绍常用电子元器件、常用仪器和电子设计中的常用开发系统。2)EDA设计软件：主要有AltiumDesigner，OrCAD，PADSPCB设计和焊接等。3)单片机学习与实践：包括基本概念和开发环境的复习以及程序编写和调试的练习。4)模块电路训练：主要涉及直流稳压电源设计、单片机最小系统设计、单片机接口电路与程序设计、信号发生及调理电路和模块电路综合应用。5)全国大学生电子设计案例分析：包括单相AC-DC变换电路、开关电源模块并联供电系统和光伏并网发电模拟装置设计等。其中，前两部分内容多以理论讲述及分析为主，后三部分内容选定其中典型案例开设实验，通过实验调试分析，使学生全面了解项目制作的设计思路、方案分析和实现过程，达到提高实践创新能力的目的。开设的实验内容如下。1)直流稳压电源的设计：理解直流稳压电源的工作原理及各元件的作用；掌握常用DC-DC电源电路设计方案分析。2)单片机最小系统设计：熟悉单片机最小系统组成；掌握各单元电路特点与设计方法。3)单片机接口电路与程序设计：复习显示模块、输入设备接口和通信模块设计；重点掌握A/D，D/A转换电路设计。4)信号发生及调理电路：掌握方波、三角波、正弦波生成电路和各种运算放大电路。5)单相AC-DC变换电路设计：注重整流电路原理分析和设计方案、报告书写、模型制作与展示。6)开关电源模块并联供电系统设计：注重开关电源电路原理分析和设计方案、报告书写、模型制作与展示。7)光伏并网发电模拟装置设计：注重光伏并网发电模拟装置原理分析和设计方案、报告书写、模型作品与展示。综上所述，本课程的理论和实验教学内容设定主要有三方面目标：一是使学生熟悉和掌握电子系统设计的基本思想、原理和方法；二是使学生熟练掌握电计的多种应用软件和各种常用模块电路；三是使学生掌握编程语言技巧和项目研发的方法步骤，了解学科的发展前沿动向，提高动手实践和创新能力。

2.2加强实验的综合创新性实验是实践教学环节的主要内容，但传统模式下实验内容大多是较为单一和固定的验证型实验，照葫芦画瓢的教学模式难以激发学生的热情和兴趣，学生在整个实践教学环节中难以接触真实的项目，更不了解电力工业的最新发展和需求情况，难以培养学生的创新和动手实践能力，导致工作之后不能迅速适应行业的发展。新形势下，应采取引导和启发的方式培养学生的操作能力与创新思维，鼓励学生多方位、多角度思考，而不要局限在某一范围内。此外，还应避免统一实验教学模式，要认识到学生水平有高有低，因此要根据实际情况有针对性的组织教学工作。在具体教学方法上，可以尝试在实验前通过播放视频资料或计算机辅助教学材料，使学生对实验台的总体结构、实验器件，以及实验设备的外观、性能、位置做到心中有数，对所做实验的物理过程和实验结果有一个整体概念，这样可以使学生对实验教学内容和过程一目了然，增强了学生的感性认识，有助于学生对所做实验的理解，提高了学生的动手动脑能力。另外，还能形成以学生为主体、教师为主导的符合现代化教育要求的实验教学模式。指导教师给定一个或多个综合性的实验题目，在课程设计阶段，要求学生完成实验的方案设计并写出正确的实验方法和步骤，并要求学生完成相应的数字仿真计算；在实验阶段，学生要按照设计的实验方案进行实验。指导教师应允许和鼓励学生相互讨论，要耐心细致地引导学生，帮助学生完成正确的方案设计。学生只有通过复习理论课上所学的知识，并且查阅相关资料才能完成实验方案的设计。这样既可以开拓学生的视野、调动学生的主动性、巩固学生的理论知识，又可以提高学生的科研设计能力，发挥学生的创新能力，从而进一步提高实践教学环节的质量。

2.3以项目为驱动，将科研成果融入实践教学以项目为驱动，可以促进教学与科研之间的发展与更新，通过将科研成果转化为教学资源，拓展学生的专业理论视角，鼓励学生对于理论知识的思考。将项目成果引入课程教学中，不仅丰富了教学内容，而且实现了科研与教学的有效依托。如在科研项目的支持下，列车运行监控仿真实验系统、铁路调度集中控制仿真实验系统、铁路信号资源虚拟化仿真实验系统等科研教学平台得到建立，这些科研教学平台在用于科研的同时，还可以在大学生实践教育（例如：实习、课程设计、毕业设计）等方面发挥重要作用。教学带动科研、科研促进教学，提高了高速铁路交通信息与控制领域的研究和教学水平。

总结：高校实践创新教学的目标是培养学生严谨的科学态度和创新意识，提高解决工程实际问题的能力。在教学过程中需要不断地修改和完善，才能达到培养“具备较强创新精神的高素质工程技术人才”的目标。

参考文献：

[1]肖金凤,盛义发,徐祖华.创建多维创新实践平台培养卓越电气工程师[J].中国现代教育装备,2015(8).

[2]蔡黎,王欣煜,邱刚.电气工程及其自动化专业实践教学的几点思考[J].电脑知识与技术:学术交流,2016,12(32).

[3]陈吉明.创新实践课程教学中科学思维能力的培养[J].实验室研究与探索,2011,30(2).