電氣與新能源綜合實驗教學中心建設探究

姚志樹， 周云龍， 胡國文， 何堅強

(鹽城工學院 電氣工程學院， 江蘇 鹽城 224003)

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電氣與新能源綜合實驗教學中心建設探究

姚志樹， 周云龍， 胡國文， 何堅強

(鹽城工學院 電氣工程學院， 江蘇 鹽城 224003)

以省級實驗教學與實踐教育中心建設點“電氣與新能源綜合實驗教學中心”的建設實際情況，結合驗收標準對實驗中心進行了實踐實驗教學資源、師資隊伍結構、實踐教學體系和教學方法以及原有管理體系管理方法等方面進行改革。建成實踐實驗理念先進，管理科學規范，教師隊伍經驗豐富，教學設備精良，具有較大輻射作用的省級示范中心。培養具有良好的學習能力、實踐能力和創新、創業能力的高素質工科應用型人才，滿足建設特色鮮明的高水平應用型大學的需求。

實驗教學示范中心; 電氣與新能源; 建設與改革

0 引 言

隨著教育改革的深化和素質教育的全面推進，高等教育和科技進步、經濟發展的結合日益強化，高校實驗室的作用越來越重要。推進實驗教學改革、加快實驗室建設步伐，是高等學校面臨的重要任務。高校的實驗教學與實驗室建設的水平，客觀地反映了學校的辦學實力，是學校人才培養質量的重要標志和教學水平、科研水平、管理水平的重要體現，也是學校可持續發展的重要資源和基礎[1-5]。

電氣與新能源綜合實驗教學中心是在1988年建立的電氣技術專業類實驗室的基礎上，經過多年建設和多學科整合后于2011年組建成立，成為省級示范中心建設點。中心下設電氣工程及其自動化、自動化、建筑電氣與智能化、新能源科學與工程專業類實驗室，以及服務面向全校的電工電子訓練中心和一個監控中心。其中，電工電子訓練中心已于2007年建設成為省級示范實驗中心。依托電氣與新能源綜合實驗教學中心，按照“面向行業、強弱結合、電氣工程為本”的人才培養定位，以電氣與新能源技術應用能力和創新意識培養為主線，完善電氣類實踐教學體系，提高專業人才培養的質量[5-7]。

為了實現上述培養理念，實驗中心在獲批省級實驗教學示范中心后提出新的改革思路：① 對鹽城工學院原有的電類實踐實驗教學資源進行改革和整合；② 對原有電類實踐實驗教學的師資隊伍進行優化配置改革；③ 對原有電類實踐實驗教學體系和教學方法進行改革；④ 對原有管理體系和管理方法進行改革。

1 改革和整合實驗、實踐教學資源

1.1 改革實驗教學體系與教學內容

中心面向全校各專業的電工電子實踐實驗課程體系和計算機實踐教學體系進行了調整，同時對面向電氣和信息類的各專業實踐實驗教學體系進行了具體改革。中心從頂層設計和全校角度出發構建了電氣與新能源綜合實驗教學中心的實驗、實踐教學體系，具體體系圖如圖1所示。

中心配合全校開設電工電子課程各專業的教學內容改革相應的實驗、調整實踐教學內容；中心重點加強了電氣工程及其自動化專業、自動化專業、建筑電氣與智能化專業和新能源科學與工程專業的實驗、實踐教學內容改革。相對應的各專業實驗、實踐內容和能力培養改革如下。

(1) 電氣工程及其自動化專業下分電力電子與電力傳動和城市供用電技術兩個方向；電力電子與電力傳動方向主要培養拖到系統的靜/動態分析能力、拖動系統的工程設計能力、電力電子電路的工程設計能力、系統的仿真/分析能力等；城市供用電技術方向主要培養供配電系統設計/計算能力、變電所運行/檢修和處理故障的能力、系統的仿真/分析能力等。

(2) 自動化專業實驗、實踐內容主要培養建材工業自動化儀表應用能力、運動控制系統的應用能力、過程控制系統的應用能力、工業網絡控制系統的應用能力和工業自動化控制系統分析設計能力等。

(3) 新能源科學與工程專業實驗、實踐內容主要培養風力發電機組電氣數據和太陽能光伏發電系統數據檢測、風力和太陽能光伏發電系統數據分析和計算、風力和太陽能光伏發電系統電氣元件參數選擇和初步設計、風力和太陽能光伏發電系統電氣工程初步設計及機組維護和管理能力等。

(4) 建筑電氣與智能化專業實驗、實踐內容主要培養樓宇設計施工圖識讀能力、樓宇自動化設備選型和安裝使用能力、樓宇自動化信息處理能力、樓宇設備自動化系統初步工程設計和系統集成能力、樓宇設備自動化系統工程建設與管理能力等。

1.2 教學效果與成效

電氣與新能源綜合實驗中心一直重視學生實驗能力的培養，中心面向電氣和信息類專業學生開展實踐教學并建立完善的技能培養方案，通過課內講授與課外訓練加以貫徹各專業實踐內容培養要求；中心注重實驗教學的改革，在實驗教學內容上加強對學生基本理論和基本技能培養，減少單純的驗證性實驗，增加綜合性實驗和研究性實驗；實驗教學具有獨立性、主動性、創新性，提高了實驗教學的整體水平，加強了對學生實際動手能力和創新能力的培養[8-9]。

針對不同專業、不同課程的學生，共開設實驗項目353個。在實驗內容安排上堅持由淺到深、由簡單到復雜，充分調動學生學習的主動性，讓學生通過實驗教學進一步鞏固課堂理論知識、掌握基本的實驗操作方法、正確使用儀器設備、認真觀察實驗現象、養成良好的實驗習慣。對不同的實驗進行科學分組，充分調動學生實驗的熱情，不斷提高實驗教學質量。

2 優化改革師資隊伍

2.1 明確隊伍建設建設目標

中心加強實驗教學師資隊伍建設，努力建立和培養一支適應實驗教學改革、提升實驗室水平的實驗教學師資隊伍，為此，在學校支持下，3年中，共引進8名博士和5名碩士充實實驗室專兼職教師隊伍；同時，不斷提升現有教師的學術水平和能力，充分做到校內資源共享，大力推進專職實驗教師隊伍建設。目前，中心基本形成了一支穩定、高水平而又敬業的教師隊伍，各項管理、保障措施日趨完善[10-12]。

2.2 人員結構合理

實驗中心現有79人，由專、兼職的實驗教師組成。其中博士22名，副高以上職稱教師41名，碩士以上學位71名。中心人員隊伍結構職稱、學歷、年齡配置合理，能滿足教學要求和國家規定的專兼職人員學歷層次要求。

近3年來，電氣與新能源綜合實驗教學中心教師承擔國家級項目2項，市廳級以上縱向項目11項，橫向項目16項，到帳經費144.05萬元。在國內外重要期刊發表論文150多篇，其中核心期刊100多篇，被SCI、EI、ISTP收錄70多篇。取得知識產權11項，其中發明專利6項，實用新型專利2項，軟件著作權3項。有12人接受過企業工程實踐訓練半年以上，有8人長期深入企業從事科技服務和技術改造工作，有5人直接從企業引進，具有多年工程實踐經驗。

3 改革實驗教學方法與手段

實驗教學方法和教學手段改革如下：① 采用多媒體教學和實物教學相結合；② 采用網絡課件教學和實驗室課堂教學相結合；③ 采用虛擬實驗平臺和真實實驗平臺教相結合；④ 采用視頻公開課與實驗室實驗課程教學相結合的教學手段；⑤ 采用計劃內實驗項目和自主創新實驗項目教學相結合的教學方法與教學手段；⑥ 采用驗證性、設計性、綜合性分層次螺旋上升的實驗項目教學方法。

4 改革管理模式

4.1 完善管理體制

電氣與新能源綜合實驗教學中心為校、院兩級管理體系，下設電工電子實訓中心和電氣工程學院實驗中心兩個分中心，于2011年申請成為省級中心建設點后電氣工程學院研究決定劃分5個模塊來建設，5個模塊構成一個完整體系(見圖2)。

4.2 建設管理信息平臺

為了充分發揮計算機和網絡通信技術在現代化教育中的重要作用，中心十分注重信息平臺和網絡環境建設，建立了網絡化的實驗教學和實驗室管理信息平臺，實現網上輔助教學和網絡化、智能化管理[13]。

(1) 門禁和視頻監控系統。電氣與新能源綜合實驗教學中心建設完成監控中心，主要功能為實驗室和周邊環境進行視頻監控，各實驗室設置門禁系統，與校園卡對接實現一卡通，目前電氣工程學院和信息工程學院已建設完成，電工電子實訓中心準備下期建設。監控中心已實現實訓預約，學生教師可以從網絡平臺上預約開展實驗和科研項目測試，結構圖見圖3。

(2) 門戶網站和管理信息系統。利用學校的網絡系統，建立電氣與新能源綜合實驗教學中心信息網絡平臺見圖4，為師生提供一個良好的網絡教學與學習環境，并通過建設學校天空教室網、精品課程網和實驗中心實驗課程網，使學生可以方便地進行網上學習；所有網站資源均24 h開放使用，師生可以隨時查找，中心網絡信息平臺立足本校面向社會開放。

通過信息網絡平臺加強對學生實驗的跟蹤。教師可以通過網站的師生交流平臺及時了解實驗課程、實驗室使用情況和學生在實驗過程中各個環節的實驗操作的狀態變化，并及時對學生的反映作出相應的措施；學生可以通過該平臺與教師和同學進行在線交流，從而形成良好的學習環境。

激發學生學習的自主性和積極性。教師和學生可以通過網絡平臺，進行專題性的學術交流討論，在網絡正常管理下，形成一個公開的學習交流環境。

前置胎盤并發胎盤植入屬于臨床較為嚴重并發癥，會對產婦與胎兒的生命安全造成直接威脅。胎盤植入具體是指：胎盤絨毛由于子宮脫膜比較嚴重，因發育不良等原因滲入在子宮肌層內，若是缺少有效處理，則會直接造成產中、產后大出血，同時還會發生子宮穿孔與破裂等，甚至存在死亡風險[5]。

學生可以通過網絡平臺，全面的了解各高校基礎實驗室的基本情況，以便于學習其他高校的先進教學方法、測試手段、教學經驗等，可以自主設計實驗項目通過網絡申請使用實驗室。

學生已在教學實驗中心的網絡平臺上進行實驗課程的開放教學，教學效果較好，爭取在今后的網絡信息平臺上擴充教學內容和自主學習環境，將信息平臺的作用充分發揮出來。

圖3 電氣與新能源綜合實驗教學中心管理信息平臺結構圖

4.3 理順運行機制

中心加大實驗室的開放力度，通過完善各項制度，構建開放、科學、規范的管理運行機制。

目前，中心圍繞實驗設備運行與管理機制、實驗教師隊伍管理運行機制、培養方案規定的課內實驗教學運行機制、培養方案規定的課內實驗教學開放運行機制、學生自主設計的實驗項目開放運行機制、學生創新實踐訓練項目運行機制建設、大學生學科競賽實踐項目運行機制建設和對校外實驗與科技服務運行開放機制，建立健全了相應的規章制度[12]。

圍繞實驗中心的開放，實驗室于每學期初制定實驗室開放計劃，在完成實驗教學任務的同時，采取各種方式對全校師生實行全方位開放，所有實驗室均實行全天開放，其中課內實驗由實驗室提供實驗項目對學生實行預約式開放，課外實驗則以學生自帶課題或以參與老師科研實驗等方式由學生填寫開放實驗申請表，經實驗中心同意后即可進入開放實驗室。在開放管理方面，課內開放實驗由指導老師負責實驗室的使用和管理。課外實驗有指導教師在場指導進行，并由指導教師參與實驗室的管理。在開放實驗項目方面，可以是中心提供選修項目，也鼓勵學生自帶課題或以參與老師科研實驗等方式進入開放實驗室。

目前實驗中心開放實驗室支持的大學生創新項目有：全國“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、江蘇省大學生電子電氣大賽、全國大學生電子大賽、全國大學生機器人大賽，全國大學生智能建筑工程實踐技能競賽以及鹽城工學院的各種技能大賽等。實驗中心派專門人員負責各種大賽的培訓和指導工作。

5 示范輻射

5.1 省內外高校的交流

實驗中心加強與國內外和省內外高校合作交流，3年來中心先后接待英國格林威治大學、東南大學、中國礦業大學、陜西科技大學、浙江湖州學院等國內外23多所高校學者參觀訪問，實驗中心的建設理念與建設方法得到普遍認同。中心多次組織實驗教學交流與示范交流活動，管理模式已在校內得到推廣，為高校系統的實驗室建設提供示范作用[13-15]。

5.2 建設成果在校內外得到廣泛應用

實驗中心自行研制以及與企業共同開發了新能源技術應用實驗裝置、計算機控制裝置、單片機應用實驗裝置、電氣控制裝置等多種類型實驗儀器設備，被成功應用于實驗教學過程，其中，室內外風力發電系統、計算機控制實驗系統、電氣PLC等實驗裝置已被許繼集團、啟東計算機總廠有限公司等企業推廣應用，實驗中心的建設方法被外校借鑒引用。編寫的《民用建筑電氣技術與設計》、《電氣控制與PLC》、《單片機原理及應用》、《現代民用建筑電氣工程設計》、《工控機及組態控制技術原理與應用》、《電子系統設計與實踐》、《電工電子實驗技術》等教材在全國多所院校廣泛使用。其中《現代民用建筑電氣工程設計》、《建筑電氣控制技術》、《電工電子實驗技術》、《電氣控制與PLC》等教材被評為江蘇省精品教材。

5.3 實驗中心教學資源共享

實驗中心除了服務于電氣學院學生各類實踐(實驗)教學， 同時服務于全校學生電工電子課程實驗、檢測技術、微機原理、過程控制與儀表、電氣控制技術等專業課程實驗，此外還為同城高校學生提供教學服務，為鹽城師范學院物理科學與電子技術學院學生、鹽城工業職業技術學院機電學院學生提供實踐教學服務。現已培訓校外相關專業學生達到9 000人時數。

5.4 社會服務功能得到延伸

實驗中心注重與地方政府和企業的聯系，面向社會開放，實驗中心接待地方企業、事業單位學習展多種形式的技能培訓、技術咨詢、產品開發、校企合作等[16]。承接橫、縱向科研項目及教改項目，擴大中心在社會的影響。實驗中心與西門子自動化、力控組態公司等國內外知名企業合作共建實驗室。目前，中心已成為落戶于鹽城的國家海上風電技術裝備研發中心以及西門子用戶、三維力控、長虹集團、同和涂裝裝備公司等企業的相關科技人員的培訓基地。現已培訓相關工程技術人員達到7 060人時數。

6 結 語

經過幾年實踐和建設，結合自身情況，電氣與新能源綜合實驗教學中心按照“拓寬基礎、強化應用、重視實踐、整體優化”原則制定各專業培養計劃，不斷改革教學方法，積極推進實驗中心實驗室開放，為各類學科競賽提供實踐平臺。具備了一定的特色和示范性，取得了一些成果。中心的建設是一項系統工程，今后我們繼續以創建國家級實驗教學示范中心為目標，不斷發展、完善，通過現代化和科學化的管理，不斷提高實驗教學質量，為社會培養具有創新意識、創新精神和實踐能力的高素質應用型人才。

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Construction Research of Provincial Electrical and New Energy Demonstration Center

YAOZhi-shu，ZHOUYun-long，HUGuo-wen，HEJian-qiang

(College of Electrical Engineering， Yancheng Institute of Technology， Yancheng 224003， China)

According to actual situation of construction of "Provincial Comprehensive Experimental Teaching Center of Electrical and New Energy" in Yancheng Institute of Technology. The experimental center takes the reforms on the four aspects, i.e., experimental teaching resources, teaching staff structure, practice teaching system and teaching method. These reforms combine with the acceptance criteria, and improve the electrical system of practical teaching, improve the quality of talent training. After several years of practice, it has produced certain demonstration radiation effects.

experimental teaching demonstration center; electrical and new energy; construction and reform

2014-12-18

江蘇省重點專業建設項目(2012JSZDZY-B185)

姚志樹(1978-)，男，江蘇鹽城人，碩士，講師，主要研究方向：電力電子技術及電氣控制，實驗室技術與實驗室管理。

Tel.：18361665013；E-mail：zhishuyao@126.com

G 642.0

A

1006-7167(2015)11-0140-05