電氣工程及其自動化專業開放實踐教學體系研究

白雪峰 厲虹

摘要：電氣工程及其自動化專業是電氣信息領域中的一門新興的熱門學科，專業要求不斷推進應用型人才培養模式改革創新的工作，實踐教學環節是培養應用型人才的關鍵環節。結合專業培養目標、專業發展方向和專業特色，改革實踐教學，建立開放實踐教學體系，將實踐能力與創業創新精神的培養貫穿整個人才培養全過程，培養出具備創新創業能力、綜合實踐能力的優秀大學生，經過實踐，取得了良好效果。

關鍵詞：電氣專業;開放;實踐教學

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0112-02

為了適應現代社會需求變化，高等院校需不斷推進應用型人才培養模式改革創新工作，而創新人才培養的關鍵環節是實踐教學環節。通過改革和創新實踐教學環節，將實踐能力與創業創新精神的培養貫穿于整個人才培養過程，培養出具備創新創業能力、綜合實踐能力的優秀大學生。北京信息科技大學電氣及其自動化專業根據此培養目標進行了一系列的實踐教學改革，取得了一定的效果。

一、電氣工程及其自動化專業人才培養模式

電氣工程及其自動化專業分屬于自動化學院，是電氣信息領域中的一門新興的熱門學科，從一個開關的簡單設計到宇航飛機的復雜整合都與其相關緊密，是高新技術產業的重要組成部分。專業預測表明該領域對高水平人才的需求很大。隨著國外企業的大量涌入，這一領域會有很大缺口，專業人才將供不應求。此專業培養有如下幾個特征：

第一，專業的特點是強弱電結合、學科交叉特點明顯。學習過程中電工電子技術相結合、軟件與硬件相結合，電力、電子、控制、計算機等多學科綜合，具有多學科交叉性質。學生受到本領域的基本方法及解決實際工程問題等方面的訓練，具有較強的適應能力。

第二，專業工程性強。強調用大工程觀教育學生。重視工程教育的完整系統性以及實踐性。讓學生接觸到系統的分析與管理，而不僅僅指對技術學科知識的整合。培養具有扎實理論基礎、較寬的專業知識、創新能力實踐能力強、綜合素質高的應用型人才。畢業生能夠從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、實驗分析及計算機應用等工程技術研究工作。

第三，專業向著符合專業認證標準發展。人事部、建設部（人發[2003]25號）頒布了《注冊電氣工程師執業資格制度暫行規定》《注冊電氣工程師執業資格考試實施辦法》，并于2005年首次實施了注冊電氣工程師認證考試以適應需求。教育部于2006年制定了相應的電氣工程專業規范用以指導高校電氣專業發展。專業培養目標明確為寬口徑、厚基礎、復合型的工程科技人才。

二、開放實踐教學體系

當今社會人才培養模式突出的時代特點是“開放性”。所謂“開放性”是指隨著現代教育科學的不斷發展，教育的內容和手段要求不斷更新。

開放實踐教學體系主要研究各種實踐教學環節在培養大學生創新能力方面的作用、探索新的教學理念與方法，積極倡導開放實驗室、開放實訓基地，鼓勵并引導學生主動實踐，提高學生的實踐能力，為激發學生創新思維和最大限度利用資源開辟新的途徑。目前，高校實踐體系主要有實驗、課程設計、畢業設計、實訓等等。北京信息科技大學（以下簡稱“我校”）在常規的實踐教學外，又采取了許多切實可行的方法：開設開放式實驗、舉辦大學生競賽活動、支持大學生創新項目、建立并開放多個創新基地。努力建成以學生自主學習、以網絡平臺助學、以創新機制為保障，因材施教的開放式、多層次、立體化的創新實踐教學體系。注重實踐教學環節的質量和效益，形成理論與實踐并重、系統相對完整的課內外一體的開放式創新性實踐教學體系。[1，2]

三、電氣工程及其自動化專業實踐教學環節存在的問題

實踐教學是培養實踐技能、創新能力、科技素質的一個非常重要部分，是教學中一項必不可少的關鍵環節，其他任何教學手段都無法替代。從目前來看，我校的電氣工程專業的實踐教學環節還存在許多問題有待于進一步解決。

1.實踐教學內容更新不足

目前實驗課主要以基礎驗證性實驗為主，設計性、綜合性和研究性實驗比例相對偏低。驗證性實驗轉變為設計性和綜合性實驗項目還很不足，許多實驗還有更新空間，另一方面，實驗的轉化過程中，實驗教學設備的必要改動和教學文件的建立、課程考核評級體系還沒有完全系統跟上進行解決。[3]

2.開放性實驗項目需要整合

電氣系教師和其他專業的老師為電氣專業學生開設開放性實驗項目30余項，這些開放性實驗受到同學們的普遍歡迎，但是也存在內容、難易程度分布不均等方面問題。另外很多低年級同學對開放實驗內容及類型了解不夠，開放性實驗對低年級同學的受益面還是較窄。需要按照實驗涉及的課程內容及難易程度進行分類整合，再根據專業特點進行適當的補充。

3.大學生創新項目利用不足

大學生創新項目是大學生科研訓練體系的重要組成部分，我校設有國家級、市級、校級、院級四個級別。以學生自主研究項目為主體，校級、院級項目是基礎平臺，國家級、市級項目是進一步發展創新能力的延展平臺。開設大學生創新項目的目的是以項目為載體，進一步加強本科生科研創新精神和工程實踐能力的培養。目前的問題是開發的新項目居多，各學科之間交叉融合，跨院系、跨專業，以團隊形式聯合申報較少。另外對已經完成并通過驗收的大學生創新項目進行總結歸納還很不夠，沒有使其成為有益的補充，作為一種教學資源應用到實驗、畢業設計等實踐教學環節中。

4.大學生節能減排社會實踐與科技競賽平臺利用較少

大學生競賽有利于培養學生的創新創業能力、綜合實踐能力，這些都有助于學生對實際研發工作有一個了解，培養職業素質，為今后學生進入職場打下了良好的基礎。大學生節能減排社會實踐與科技競賽是由電氣工程及其自動化專業承辦并取得了一系列成績。但目前競賽主要集中于本專業、本學院范圍內，宣傳力度、宣傳手段還不夠完善，受眾面不足。其他院系教師和學生了解參與的較少，多學科交叉項目較少，不利于學生的綜合實踐能力的培養和訓練。[4]

四、結合專業培養目標、專業發展方向和專業特色，改革實踐教學，建立具有專業特色的開放實踐教學體系

1.將有條件的傳統驗證性實驗改造為設計性和綜合性實驗

增加研究性、課題性實驗課程，建立由基礎實驗、綜合性實驗、設計性實驗組成的多層次遞進式模塊化開放教學模式。及時完成對改革的實驗項目的設備改造和實驗指導書的改寫。建立學科帶頭人領銜制度，確保高水平的引領實踐教學改革方向。

研究電氣工程及其自動化專業所有專業基礎課和專業課的實驗，從中確定哪些驗證性實驗項目可以改變為設計性實驗或綜合性實驗。然后根據實施的難易程度，有步驟、按計劃逐步完成，爭取每年完成2～3項實驗的轉變。開發研究性以及課題性實驗，進一步提高課內實驗教學效果。研究創新性實驗要與綜合性實驗有所區別，結論要在研究中探索，每個人有可能得到不同的結果。這些項目可以是教師給定的，也可以是學生自主開展的項目。另外要注重提高綜合性、設計性、研究創新型實驗項目的利用率，擴大實驗室的開放度，全方位開放實驗室，并實行開放式教學方式。

2.整合并充分利用開放性實驗項目

建立一套完整的開放實驗網絡選課體系;對開放實驗室資源進行合理的分配及管理;對開放實驗單獨進行嚴格考核，而不應像傳統實驗那樣加入理論教學進行考核，從理論考核為主轉向以實踐能力、創新意識、綜合素質考核為主的完整評價體系和多渠道的激勵機制。

對現有面向電氣工程及其自動化專業的開放實驗進行統計，按照涉及相關課程知識和難易程度進行分類，再會同電氣系教師進行相關開放實驗的補充，形成一個較完整的電氣專業開放實驗體系，使學生從第一學期到第七學期都有合適的開放實驗項目可以選擇。另外，由專業教師和班主任輔導學生根據學生實際情況報名參加合適的開放實驗，學生可以自主選擇，但不能盲目與隨意，避免學生盲目報名和扎堆報名，以充分利用開放實驗資源。每學年對開放實驗進行一次總結，將合適的效果良好的開放實驗開發的新項目用到課內實驗教學中，提高課內實驗教學的效果，讓更多同學受益;對一些有缺陷的開放實驗進行改進，同時對新開發的實驗進行嚴格分析研究，將效果不好的開放實驗直接從開放實驗體系中刪除。

3.積極合理引導學生申報“大學生創新項目”

充分利用這一資源，為更多優秀學生提供機會。對已經完成并通過驗收的大學生創新項目進行總結，使其成為一種教學資源用到開放實驗、畢業設計等實踐教學環節中。通過“大學生創新項目”，為學生搭建科研開發、創新能力培養的平臺。進一步完善實驗室管理工作，使實驗室的時間、空間最大化。大學生創新題目既可以由教師指定，也可以由學生自行擬題，在教師指導下完成;可以在實驗室進行，也可以在校外實踐基地完成;既可以在規定的課內時間進行，也可以在課余時間開展，充分做到時間、地點和題目全方位開放。

4.積極辦好大學生節能減排社會實踐與科技競賽

太陽能和風能的利用近年來日趨受到各國的普遍重視，已經成為新能源領域中開發利用水平最高，技術最成熟，應用最廣泛，最具商業化發展條件的新型能源。電氣專業幾年來承辦北京信息科技大學的大學生節能減排社會實踐與科技競賽取得了良好效果，推薦優秀作品參加全國競賽，連續三年取得了全國高校電子信息實踐創新作品評選活動一等獎、二等獎;教學成果一等獎、二等獎等獎項。幾位同學免試獲得電子設計工程師認證的相應等級證書。今后要更好地利用節能減排科技競賽為學生提供展示自己科技水平的平臺。通過學科競賽，發現人才，更有效地因材施教培養優秀學生的科研能力。

5.推進工程教育企業化

1994年，麻省工學院（MIT）院長喬爾·莫西斯提出了大工程觀，不同于以往以研究為導向的工程科學觀，是對工程教育的根本目的——為工程實際服務的回歸。這就要求課程設置與教學改革要更加重視工程實踐能力的培養，讓工程教育回歸工程本身。電氣專業非常重視校外實習，在認知實習環節參觀電力科學研究院特高壓研究基地、北京現代汽車有限公司、中國節能減排展覽、自動化裝備展等等，讓學生了解本專業涉及到的知識、項目完成流程、在實際項目中專業知識的應用方法;在專業實習階段，在北京四方繼保自動化股份有限公司、北京威英智通技術發展有限公司、北京大華電子集團等公司和企業設有基地。畢業實習階段，學生可以把畢業設計題目與項目結合，選題靠近工程實際，參與實施單位的課題研究，把畢業設計，生產實習有機的結合在一起。[5]

五、結束語

創新源于實踐，實踐能促進以學生為主體構建科學的知識體系。電氣工程及其自動化專業在專業培養過程中重視基礎，更重視實踐能力的培養，注重與工程實際相結合，專業子實驗室為學生全面開放;專業實踐教學四年連續不斷線;專業基礎課和專業課安排了上百學時的實驗;獨立安排多門課程設計、專業綜合實踐、畢業設計、開放實驗、生產實習等實踐教學環節，充分利用各種資源，為學生提供更多更好的進行實踐的機會。今后將進一步結合專業方向和專業特色對開放實驗、大學生創新項目、學科競賽進行整合歸類和改革，著力建設完整的電氣工程及其自動化專業開放的實踐教學體系。

參考文獻：

[1]徐金榮，楊玲，徐嘉祥，等.開放式實驗教學的管理工作方法探索[J].實驗室研究與探索，2011，（6）：172-174.

[2]章國英，施稱，張燕.基于提高學生學習能力的開放式實驗教學研究[J].中國醫學教育技術，2011，25（3）：286-288.

[3]黃道鳳，李懷健，朱玉華.提高實驗教學質量的措施[J].實驗室研究與探索，2010，29（2）：120-122.

[4]魏天興.大學生創新能力培養的幾點思考[J].中國林業教育，

2010，28（1）：48-50.

[5]寧潔萍.大學生創新能力培養的實踐環境分析[D].天津：天津大學，2012.

（責任編輯：王意琴）