信息時代下電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)方法探討

信息時代下電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)方法討論〔〕:

摘要：針對信息技術(shù)環(huán)境下電氣工程及其自動化專業(yè)面臨的改革需求，結(jié)合成都理工大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)建立與教學(xué)改革的探究，闡述了電氣工程及其自動化專業(yè)更新教學(xué)內(nèi)容、改革培養(yǎng)形式的詳細措施，分析了新教學(xué)改革內(nèi)容在進步學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、鍛煉學(xué)生理論才能、進步學(xué)生創(chuàng)新才能、提升學(xué)生科研才能等方面的積極作用。

關(guān)鍵詞：電氣工程及其自動化；教學(xué)改革；教學(xué)內(nèi)容；培養(yǎng)形式

本文引用格式：荊海蓮,等.信息時代下電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)方法討論[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(09):42-45.

DiscussiononTeachingMethodsofElectricalEngineeringandAutomationMajorinInformationAge

JINGHai-lian,RENJia-fu

(ChengduUniversityofTechnology,theCollegeofNuclearTechnologyandAutomationEngineering,ChengduSichuan)

Abstract:Aimingatthereformneedsfacedbytheelectricalengineeringandautomationmajorundertheinformationtechnologyenvironment,wegiveanexampleofmajorconstructionandteachingreformoftheelectricalengineeringandautomationmajorinChengduUniversityofTechnology(CDUT),andexpoundthespecificmeasuresforupdatingtheteachingcontentandreformtrainingmodeofthemajorinCDUT.Thenewteachingcontentsandtrainingmodeareanalyzed.Discussionresultsdemonstratethatthenewreformcontentplaysanactiveroleinimprovingstudents"learninginterest,forgingstudents"practicalability,cultivatingstudents"innovativeability,andimprovingstudents"scientificresearchability.

Keywords:Electricalengineeringandautomation;Teachingreform;Teachingcontent;Trainingmode

近年來，成都理工大學(xué)堅持以專業(yè)建立為龍頭，以進步人才培養(yǎng)質(zhì)量為根本，扎實推進卓越工程師教育培養(yǎng)方案?！?】電氣工程及其自動化專業(yè)的建立也一直圍繞"應(yīng)用型人才培養(yǎng)";和"效勞地方經(jīng)濟社會開展";的方針政策，注重學(xué)生工程意識、理論才能和應(yīng)用設(shè)計才能的培養(yǎng)。此外，面對當(dāng)前社會信息技術(shù)的迅猛開展，電氣工程及其自動化專業(yè)原有的教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)形式等也應(yīng)與時俱進，以適應(yīng)日新月異的新科技對創(chuàng)新型人才和研究型人才的需求，進一步提升卓越工程師方案的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一電氣工程教學(xué)改革的背景

計算機的出現(xiàn)和普及使得信息對整個社會的影響逐步進步到一種絕對重要的地位。尤其是近年來熾熱的人工智能，逐漸顛覆人類的工作和生活方式。如今，人們只需要一部智能即可出門，可利用具有自動駕駛技術(shù)的汽車實現(xiàn)出行，可基于云技術(shù)實現(xiàn)隨時、隨地辦公。人工智能為人們的生活和工作帶來極大便利?！?】同時，我們也看到在計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛開展的時代背景下，人們的學(xué)習(xí)速度在不斷加快，學(xué)習(xí)知識、掌握知識、運用知識的方式方法面臨著新的挑戰(zhàn)?！?】在電力行業(yè)，信息時代下各種新型的電氣設(shè)備不斷涌現(xiàn)，電力產(chǎn)品更新?lián)Q代快；隨著計算機、通訊、自動化等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)也在朝著完全自動化的方向開展。在這樣的信息技術(shù)環(huán)境下，卓越工程師教育培養(yǎng)方案對應(yīng)用型人才的要求，應(yīng)該是可以適應(yīng)科技開展、有創(chuàng)新才能和根本的科研才能。而電氣工程專業(yè)原有的教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)形式已不太適應(yīng)日新月異的新科技對應(yīng)用型人才的新要求，詳細表達在以下幾個方面。

〔一〕課程設(shè)置重理論，輕理論

原有的課程設(shè)置中理論課程課時多。這種情況下，教師在教學(xué)環(huán)節(jié)中往往對教學(xué)內(nèi)容要求多，以講授為主，而無視了學(xué)生的參與，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和主觀能動性的調(diào)動。[4,5]另一方面，作為電氣工程及其自動化專業(yè)重要的教學(xué)手段，實驗教學(xué)的完善程度是整體教學(xué)效果到達要求的保障。而電氣工程專業(yè)原有的實驗多是以驗證為主的根底性實驗，學(xué)生在實驗過程中多是進展簡單的插接線，這樣的實驗并不能到達理想的教學(xué)效果，也不利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。

〔二〕培養(yǎng)形式不利于學(xué)生創(chuàng)新才能和科研才能的培養(yǎng)

原有的培養(yǎng)形式中，學(xué)生大一學(xué)年僅學(xué)習(xí)通修通識課和公共根底課；大二學(xué)年以通修通識課為主并接觸到局部專業(yè)根底課；大三學(xué)年以專業(yè)根底課和專業(yè)核心課為主；大四學(xué)年集中理論環(huán)節(jié)種類多。這種培養(yǎng)形式存在的主要問題有：〔1〕學(xué)生在低年級的學(xué)習(xí)過程中對學(xué)科專業(yè)知識理解甚少，局部學(xué)生往往在大一大二學(xué)年就失去了對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，甚至出現(xiàn)厭學(xué)情緒?！?〕學(xué)生大四學(xué)年的畢業(yè)設(shè)計時間短、任務(wù)重，同時又面臨就業(yè)問題，多數(shù)學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計重視度不夠，畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量不佳。可見，現(xiàn)有的培訓(xùn)形式并不利于學(xué)生綜合素質(zhì)和才能的培養(yǎng)。

〔三〕教學(xué)理論效果不佳

成都理工大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生綜合教學(xué)實習(xí)的地點為都江堰雙合水電廠。雙合電廠是四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院雙合校區(qū)的教學(xué)科研電站，裝機容量3.5兆瓦，年發(fā)電量1800萬千瓦時。實習(xí)過程中，電廠教師會向?qū)W生講解到水電站的根本開發(fā)方式，廠用電系統(tǒng)及其接線圖，電氣主接線圖，電站綜合自動化系統(tǒng)以及電力平安消費等方面的知識。并帶著學(xué)生參觀雙合水電廠，包括引水渠、引水閘門、廠房、一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)等。整個實習(xí)過程可以使學(xué)生大致理解到水電廠發(fā)電的過程，見識到一些現(xiàn)代化的電氣設(shè)備，有利于加深學(xué)生對課堂知識的理解。然而，這樣的教學(xué)理論在調(diào)動學(xué)生主觀能動性和加強學(xué)生理論才能方面并沒有顯著效果。首先，整個實習(xí)過程中學(xué)生以聽講和參觀為主，雖能見識到實物，系統(tǒng)理解到水電廠的發(fā)電過程，但與傳統(tǒng)課堂教學(xué)類似的以聽講為主的學(xué)習(xí)方式，并不利于激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，不利于學(xué)生創(chuàng)新才能的培養(yǎng)。其次，受現(xiàn)場環(huán)境、自動化運行程度和平安要求的限制，動手操作的時機很少，學(xué)生動手才能并沒有得到進步，不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

二教學(xué)改革的主要內(nèi)容

電氣工程專業(yè)的課程理論性強，概念抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中很容易由于內(nèi)容枯燥、理解困難而出現(xiàn)厭學(xué)情緒。另一方面，信息技術(shù)的開展使學(xué)生發(fā)生了改變，當(dāng)前的學(xué)生可以純熟地掌握并習(xí)慣使用信息技術(shù)，學(xué)習(xí)速度加快。在這樣的背景下，學(xué)生的主觀能動性、理論才能、創(chuàng)新才能和科研才能顯得尤為重要，創(chuàng)新才能和科研才能更是信息時代對應(yīng)用型人才提出的新要求。對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)積極性的調(diào)動，創(chuàng)新才能和科研才能的進步，是在教學(xué)過程中亟需重視的問題。教學(xué)改革的重點是在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上充分考慮學(xué)生綜合才能和素質(zhì)的培養(yǎng)，在培養(yǎng)形式上注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進步學(xué)生的理論才能、創(chuàng)新才能及科研才能。

三教學(xué)改革的詳細措施和方法

為進步教學(xué)效果，成都理工大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)近年來優(yōu)化了課程體系，并在培養(yǎng)形式上做出了調(diào)整，以適應(yīng)信息時代下對應(yīng)用型人才的新要求。詳細改革措施如下。

〔一〕優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

信息時代下課程建立的特點應(yīng)該是重視根底知識、注重理論環(huán)節(jié)、強化計算機應(yīng)用。圖1給出了成都理工大學(xué)課程體系構(gòu)造圖，優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容表達了以下幾個特點：

〔1〕加強根底。電氣工程理論必修課程包括通修通識課、學(xué)科根底課、專業(yè)根底課和專業(yè)核心課。改革后，學(xué)科根底課和專業(yè)根底課的總學(xué)分大約占到所有理論必修課總學(xué)分的50%，凸顯出對根底知識的重視程度。同時，專業(yè)核心課的課時相對有所減少，這就要求教師在教學(xué)過程中要精選內(nèi)容，同時注意吸收新技術(shù)和新成果，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。此外，增設(shè)了專業(yè)英語。當(dāng)前電力系統(tǒng)的各個方面都不乏各類先進的進口設(shè)備，電氣工程專業(yè)國際化交流程度越來越高。?電氣工程及其自動化專業(yè)英語?這門課的開設(shè)，對畢業(yè)后從事電氣相關(guān)工程技術(shù)工作的學(xué)生而言，有助于他們在工作中更好的理解先進的電氣設(shè)備；對于畢業(yè)后繼續(xù)攻讀工學(xué)碩士學(xué)位的學(xué)生而言，有助于提升他們查詢、閱讀專業(yè)文獻的才能，以更好的理解到國際前沿技術(shù)，促進他們科研才能的提升。

〔2〕注重理論。在原有根底性實驗得到保證的條件下，增設(shè)了設(shè)計性實驗，如：電子技術(shù)課程設(shè)計、單片機課程設(shè)計、電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計、自控課程設(shè)計、電氣工程根底課程設(shè)計等。這些設(shè)計性實驗促使學(xué)生在實驗前后主動查閱和學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，以解決實驗過程中遇到的各種問題。此外，所有專業(yè)核心課程，包括單片微機原理與應(yīng)用、電力傳動技術(shù)、電力電子技術(shù)、計算機控制系統(tǒng)、電力系統(tǒng)分析、自動控制原理、電機學(xué)，都縮減了理論課課時，增加了實驗環(huán)節(jié)，且實驗課課時數(shù)約占理論課課時數(shù)的1/2。這些課程設(shè)計和實驗課程的增加，改變了以往學(xué)生實驗過程中只按教師詳細編寫的實驗指導(dǎo)講義機械式插接線的狀況，有利于加深學(xué)生對課堂知識的理解和消化，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。

〔3〕增加計算機課程。改革后的課程設(shè)置中，必修的計算機課程在原有?大學(xué)計算機根底?和?C程序設(shè)計?的根底上增加了?計算機控制系統(tǒng)?及?計算機過程控制系統(tǒng)?，使得計算機課程覆蓋通修課、學(xué)科根底課、專業(yè)根底課和專業(yè)核心課的各個方面，貫穿于大學(xué)生四年專業(yè)學(xué)習(xí)的始終。新課程設(shè)置突出對學(xué)生計算機應(yīng)用才能的重視，以適應(yīng)迅猛開展的信息技術(shù)。

〔二〕改革培養(yǎng)形式，因材施教，突出創(chuàng)新才能和科研才能的培養(yǎng)

教學(xué)形式的創(chuàng)新是保證教學(xué)改革獲得積極效果的重要手段。成都理工大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)擬實行本科生雙導(dǎo)師制，施行因材施教和個性化培養(yǎng)，以突出創(chuàng)新才能和科研才能的培養(yǎng)。雙導(dǎo)師分別指專業(yè)課導(dǎo)師和科研導(dǎo)師。本科生雙導(dǎo)師制以進步本科生的理論才能、創(chuàng)新精神和科研才能為目的，關(guān)注每個學(xué)生知識、才能、素質(zhì)的協(xié)調(diào)開展。導(dǎo)師對學(xué)生個別指導(dǎo)，因材施教，對學(xué)生進展有效的引導(dǎo)和有針對性的培養(yǎng)。

〔1〕專業(yè)課導(dǎo)師。為每名本科新生裝備專業(yè)課導(dǎo)師，在課程學(xué)習(xí)、學(xué)業(yè)規(guī)劃、科研探究等方面全方位輔導(dǎo)學(xué)生。專業(yè)課導(dǎo)師對學(xué)生的輔導(dǎo)工作包括：著力引導(dǎo)低年級學(xué)生對本學(xué)科的理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識；努力創(chuàng)造時機讓學(xué)生盡早接觸到科研工作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神；鼓勵學(xué)生參加學(xué)科專業(yè)活動〔如創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工程、挑戰(zhàn)杯競賽、學(xué)生科研立項等〕，運用所學(xué)知識探究科研課題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維；根據(jù)學(xué)生個體特點，幫助學(xué)生制訂有針對性的研究才能培養(yǎng)方案，引導(dǎo)學(xué)生選擇適宜的研究課題，進步創(chuàng)新才能。本科生雙導(dǎo)師制要求專業(yè)課導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生的興趣愛好、實際程度和才能有的放矢地予以指導(dǎo)，引導(dǎo)和幫助每個學(xué)生制訂符合其自身特點的學(xué)習(xí)方案，促使學(xué)生找到學(xué)習(xí)的動力和努力的方向，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更加主動而有成效。

〔2〕科研導(dǎo)師?？蒲袑?dǎo)師主要負責(zé)學(xué)生大四學(xué)年的科學(xué)研究工作和畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)。學(xué)生在掌握了一定專業(yè)知識和技能的根底上，最后一年根據(jù)自己的興趣和需求選擇科研導(dǎo)師，參與科研導(dǎo)師的研究工程，完成畢業(yè)設(shè)計工作。學(xué)生在參與科研工程的過程中，可以接觸到本學(xué)科前沿的研究課題，利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建模、計算，提升學(xué)生利用現(xiàn)代科技解決實際問題的才能；可以對科研工程中的詳細問題進展分析、研究和實驗論證，有利于提升學(xué)生的動手才能和自主解決科研問題的才能。另一方面，科研導(dǎo)師對學(xué)生的科研工作和畢業(yè)設(shè)計細心指導(dǎo)，嚴(yán)格把關(guān)，進步學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。在整個過程中，科研導(dǎo)師通過引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，促進學(xué)生獨立解決問題才能的進步；注重激發(fā)學(xué)生的研究興趣，充分發(fā)揮學(xué)生在科研探究中的主動性，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新才能；以自身的科研精神、科研方法和科研思維熏陶學(xué)生，使學(xué)生具備開展科研工作應(yīng)有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、探究精神和創(chuàng)新理念，提升學(xué)生的科研才能。

四結(jié)論

分析了信息時代下電氣工程及其自動化專業(yè)在教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)形式、教學(xué)理論上存在的問題，通過教學(xué)內(nèi)容的更新和培養(yǎng)形式的改革，進步了學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的理論才能和創(chuàng)新才能，培養(yǎng)了學(xué)生的科研意識和科研才能，進步了教學(xué)質(zhì)量，在培養(yǎng)新型應(yīng)用型人才方面獲得了較好的效果。

參考文獻

【1】陳榮,馬文忠.卓越工程師背景下電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)改革[J].中國成人教育,2022(