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摘要：闡述基于工程教育認(rèn)證的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)，從頂層設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)、綜合性課程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)四個(gè)方面提出了六項(xiàng)改革措施。

關(guān)鍵詞：工程能力，實(shí)踐教學(xué)，電氣工程。

0引言

工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)提出的畢業(yè)要求、課程體系均離不開實(shí)踐教學(xué)的建設(shè)，完善的實(shí)踐教學(xué)體系可以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，確保畢業(yè)要求的達(dá)成度，支撐工程專業(yè)認(rèn)證中人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?；谶\(yùn)城學(xué)院地方性、應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)開展實(shí)踐教學(xué)過程中，秉承“依據(jù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合專業(yè)特色，發(fā)揮校企優(yōu)勢”的實(shí)踐教學(xué)理念，全面提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和工程創(chuàng)新能力。

1實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)

實(shí)踐教學(xué)是工程類人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)工程能力培養(yǎng)的主要渠道。通過實(shí)踐教學(xué)，加深學(xué)生對理論知識(shí)的理解和掌握，將理論知識(shí)和工程應(yīng)用知識(shí)相融合。基于此，構(gòu)建基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性三層次遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)體系如圖1。在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和要求指導(dǎo)下，修訂并完善實(shí)踐類環(huán)節(jié)的教學(xué)大綱[1]。教學(xué)大綱修訂主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）制定實(shí)踐環(huán)節(jié)的課程目標(biāo)，明確課程目標(biāo)與畢業(yè)要求和指標(biāo)點(diǎn)的對應(yīng)支撐關(guān)系。（2）完善實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)充分體現(xiàn)人才培養(yǎng)要求的工程應(yīng)用知識(shí)和工程應(yīng)用能力。（3）制定實(shí)踐教學(xué)方法，明確實(shí)踐教學(xué)方法與課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系。

2基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)包括專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要培養(yǎng)學(xué)生基本電路的分析與設(shè)計(jì)，基本儀器的使用以及簡單故障的排除等。目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問題有：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)箱上連線完成，實(shí)驗(yàn)設(shè)備少，維修不及時(shí)影響教學(xué)等現(xiàn)象。

2.1多維度的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，構(gòu)建多維度的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，即計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)+實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)+硬件實(shí)現(xiàn)三位一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)可利用仿真軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，方便修改元件參數(shù)，測試電路性能，培養(yǎng)學(xué)生分析和設(shè)計(jì)能力；實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)可利用實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證并鞏固理論知識(shí)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，初步建立工程意識(shí)；硬件實(shí)現(xiàn)可利用實(shí)際元器件完成實(shí)物制作，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬實(shí)驗(yàn)利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)進(jìn)行，計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)和硬件實(shí)現(xiàn)根據(jù)課程需要進(jìn)行選擇。根據(jù)運(yùn)城學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系，計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)可選擇的軟件有：MULTISIM（電路、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)可選用），MATLAB（信號(hào)分析與處理和自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)可選用），SABER（電力電子技術(shù)實(shí)、電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)可選用），PROTEUS（微機(jī)原理、單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)），PSPICE（電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)可選用），QUARTUS（數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)可選用）等。硬件實(shí)現(xiàn)可選擇面包板電路（電路、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)可選用）、實(shí)驗(yàn)開發(fā)板（單片機(jī)、微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)可選用）以及物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（自動(dòng)控制原理、電力電子技術(shù)和電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)可選用）等來完成。

2.2虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的部分課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，存在實(shí)驗(yàn)復(fù)雜、容易出錯(cuò)、實(shí)驗(yàn)器材損耗率高等問題，但在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中又通常需要花費(fèi)比較多的時(shí)間繪制波形或者推導(dǎo)公式，如電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制原理、信號(hào)分析與處理等課程。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，設(shè)計(jì)并開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將抽象的理論可視化，提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)效果[2]。例如采用MATLAB/GUI設(shè)計(jì)的電力電子虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖2所示，該界面可對整流電路進(jìn)行模擬。首先，選擇單相半波、單相橋式或三相橋式整流電路，了解電路原理圖和SIMULINK建模圖。其次，輸入電路參數(shù)，點(diǎn)擊仿真按鈕，觀察輸入電壓、脈沖波形、輸出電流、輸出電壓的仿真波形。

3綜合性課程設(shè)計(jì)改革

3.1工程項(xiàng)目化的設(shè)計(jì)

綜合性課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合利用專業(yè)知識(shí)解決較為復(fù)雜工程問題的能力，故課程設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)來源工程實(shí)際，以工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)，明確需掌握的專業(yè)理論知識(shí)，分析項(xiàng)目要求的工程應(yīng)用知識(shí)和工程應(yīng)用能力，力求達(dá)到理論知識(shí)與工程知識(shí)的融會(huì)貫通[3]。例如電機(jī)是“自動(dòng)控制原理”課程的一個(gè)重要的研究對象，在課程設(shè)計(jì)過程中，以無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)項(xiàng)目為例，項(xiàng)目蘊(yùn)含的理論知識(shí)、工程應(yīng)用知識(shí)與工程應(yīng)用能力對照如圖3。

3.2工程師素養(yǎng)訓(xùn)練

工程師除了掌握過硬的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)能力，還需要掌握文獻(xiàn)檢索與閱讀以及寫作能力，并在考核中具體體現(xiàn)。例如在制定項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生通過圖書館的電子資源查閱并閱讀相關(guān)文獻(xiàn)。在選取和使用元器件時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生閱讀數(shù)據(jù)元件手冊，了解功能、電氣特性、引腳功能、封裝信息以及常用典型電路等。在撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告時(shí)，規(guī)范報(bào)告內(nèi)容和格式，內(nèi)容主要包括項(xiàng)目需求分析、方案設(shè)計(jì)、工作原理、電路仿真、原理圖和PCB圖繪制、測試方案、測試結(jié)果分析等。格式主要包括目錄、字體、段落、圖表、參考文獻(xiàn)、附錄等。

4創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)改革

創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，主要包括大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、學(xué)科競賽、第二課堂等環(huán)節(jié)，存在的主要問題有參與學(xué)生人數(shù)少、缺乏實(shí)踐平臺(tái)、項(xiàng)目缺乏復(fù)雜性等。（1）進(jìn)一步夯實(shí)校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)，建設(shè)創(chuàng)新性實(shí)踐平臺(tái)，加大實(shí)驗(yàn)室開放力度，配備計(jì)算機(jī)并安裝常用軟件，備齊常用元器件，提供電路焊接常用材料以及系統(tǒng)調(diào)試常用儀器等。（2）拓寬校外實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，考慮企業(yè)對電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才的需求，教師和學(xué)生參與企業(yè)項(xiàng)目研發(fā)，聘請企業(yè)工程師參與項(xiàng)目凝練和指導(dǎo)，提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

5結(jié)語

本文針對運(yùn)城學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)，依據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了三層次遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)體系，提出了六種改革思路，分別是多維度的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，工程項(xiàng)目化的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，文獻(xiàn)檢索與閱讀以及寫作能力的工程師素養(yǎng)訓(xùn)練，校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、拓寬校外實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué)。

參考文獻(xiàn)

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作者:邵桂榮 孫慧霞 席曉晶 崔建利 單位:運(yùn)城學(xué)院物理與電子工程系