教育現代化背景下電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革探索

李彥林 許勝 楊斌

摘? 要 基于理論與實踐兩種教學方式之間的融合、互補、同步共進關系，通過重構理論教學與實踐教學體系，采用項目式教學和案例教學等教學方法，應用現代化信息技術手段，探索構建分層次、分階段、立體化梯次遞進的教學模式，實現應用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標。

關鍵詞 教育現代化;電氣工程及其自動化專業(yè);教學改革;MATLAB;虛擬實踐系統(tǒng)

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）21-0086-03

1 前言

要實現高等教育現代化，提高教育水平，重點是實現高校的現代化教學改革。教學改革是教育現代化乃至高等教育規(guī)劃落實和教育目標實現的關鍵。因此，在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中對教學改革給予極大關注，對教學內容、方法、手段的改革和學生能力的全方位培養(yǎng)等方面都提出具體要求[1]。

針對教育現代化背景下如何實現電氣工程及其自動化專業(yè)的教學改革，本文首先分析理論教學與實踐教學的關系，在此基礎上探索構建融合、互補、同步共進的理論與實踐教學體系，實現分層次、分階段的立體化梯次遞進的教學模式。

2 現代化背景下教學改革思路與目標

實現高等教育的現代化，根本途徑是推進大學的綜合改革，而教學改革在大學綜合改革中占有優(yōu)先地位。當前教育現代化背景下高等學校的教學改革主要在于改變教與學的方式，因此，教學改革的一個重要方面就是根據學校定位以及專業(yè)人才培養(yǎng)目標，以社會及企業(yè)對人才的具體需求為導向，構建滿足人才培養(yǎng)要求的教學模式[2-3]。

因此，電氣工程及其自動化專業(yè)的教學改革應適應社會發(fā)展要求，結合地方本科院校定位，以學生的實踐應用能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主要目標，培養(yǎng)集知識、能力、素質為一體的應用創(chuàng)新型人才，通過教學體系、內容、方法與手段的調整與創(chuàng)新，以理論教學與實踐教學之間的內在聯(lián)系為依據，改革教學模式。教學改革的最終目標是形成理論教學與實踐教學體系融合、互補、同步共進，分層次、分階段的立體式教學模式，以滿足企業(yè)和社會對人才的要求。

3 理論教學與實踐教學的關系

理論教學與實踐教學作為高等教育教學的兩個方面，既有內在聯(lián)系，同時在發(fā)展過程中又彼此促進，共同服務于高等教育教學的人才培養(yǎng)目標。因此，要實現教學體系的改革，首先必須正確認識二者之間具有的內在關系。

互融關系? 理論與實踐教學二者互相存在于彼此過程中，在內容、形式和方法上兩者表現為相互融合的關系。理論教學過程中需要聯(lián)系實際，離不開對現實情況或實踐的闡述，同時需要應用演示、實際案例等教學手段和方法。同樣，實踐教學過程中也需要理論的指導，沒有理論指導的實踐必然是空中樓閣[4]。

互補關系? 理論與實踐教學之間還具有互補的關系[4-8]，

理論教學中知識的深化掌握與理解需要實踐來補充驗證，而實踐教學的不足也需要理論來彌補，進而實現再認識。因此，理論與實踐教學二者之間是一種相互補充的關系，任何一方的變化都會對彼此的教學效果產生影響。

同步關系? 內容、層次和進度是理論與實踐教學二者之間的共同屬性，在教學實施過程中理論與實踐教學需要保持同步，實踐教學應隨著理論教學在各層次、各方面的改變與之同步變化，否則就會導致二者之間的割裂。同樣，實踐教學在教學內容、教學層次和教學進度的改變，要求理論教學也必須做出與之相適應的調整，否則實踐就會脫離理論的指導。因此，只有理論教學與實踐教學之間同步變化，才能實現應有的教學效果[4，9-10]。

因此，基于上述理論分析，在教學體系改革過程中必須充分重視如何實現理論教學與實踐教學相融合互補的教學模式。

4 教學體系的改革

在教育現代化大背景下，培養(yǎng)高素質的應用型創(chuàng)新人才，構建理論與實踐并重的教學體系，是高等教育教學改革的內在要求。隨著時代向前發(fā)展，科技和生產實踐產生許多新的知識、理論、成果，這些新知識、新理論、新成果也應該體現在教學內容上。為了與時俱進，適應高等教育現代化的客觀需要，教學主要內容也應隨之調整和更新。

因此，應結合理論教學與實踐教學的內在規(guī)律與聯(lián)系，從培養(yǎng)目標出發(fā)，結合科技和生產實踐最新成果更新教學內容，重新構建實現層次化、階段化、立體化的教學體系，該教學體系集理論、實踐、工程綜合應用及創(chuàng)新教育為一體。

理論教學體系的改革? 地方高校的電氣工程及其自動化專業(yè)在人才培養(yǎng)上應充分考慮客觀實際，結合本校定位，既應該使學生掌握一定理論，又應該具有良好的實踐應用能力，同時具有一定的創(chuàng)新精神，滿足地方對人才的實際需求。為此，在專業(yè)的理論教學體系構建中分層次設置相應課程，按照對人才培養(yǎng)基本知識要求設置通識教育和學科基礎課，按照工程實際需求設置專業(yè)方向課程，按照創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求設置專業(yè)拓展課程，為學生就業(yè)和進一步發(fā)展打下基礎，推動本專業(yè)的教學模式改革和人才培養(yǎng)目標的實現。

依據基礎、綜合、創(chuàng)新依次遞進式的理論知識學習規(guī)律，構建理論知識體系，將電氣工程及其自動化專業(yè)的理論教學體系劃分為四個課程群，分別是基礎教育類（通識教育）課程、專業(yè)基礎類課程、專業(yè)類課程、專業(yè)拓展類課程。這四類課程在設置上由淺入深、梯次遞進、前后聯(lián)系，在層次上體現了由基礎到進階再到綜合創(chuàng)新，實現逐層遞進。在教學知識內容上，剔除陳舊過時內容，壓縮部分內容，引入新的內容。

實踐教學體系的改革? 探索建立新的實踐教學體系，除原有的課內實驗及相關專業(yè)課課程設計、專業(yè)實習、畢業(yè)設計外，在第一學期增加專業(yè)入門教育，使學生對專業(yè)形成初步認識。為提高學生的工程實踐能力，在第三到第六學期增加學期綜合設計課程。學期綜合設計以小組為單位，在整個學期內實現一個階段性綜合項目，使學生能夠充分利用時間對現階段學習的知識進行綜合運用、加深理解，自身能力也將得到綜合鍛煉。在第七學期進一步增加專業(yè)方向綜合設計課程，使學生在專業(yè)方向上得到綜合訓練，在更深層次上訓練學生綜合運用知識的能力，提升專業(yè)實踐能力。

上述實踐教學課程設置及安排在層次上依次體現為基礎層、進階層，在能力素質上體現為工程素質訓練（工程文檔、專業(yè)系統(tǒng)工程設計）和工程創(chuàng)新訓練（開放式實驗、工程訓練）。

實踐教學模式以課內實驗為基本單元，課程設計為模塊，學期綜合設計和專業(yè)方向綜合設計為階段的梯次漸進式綜合，建立分層次、分階段、漸進式的教學環(huán)節(jié)，使學生領會到學科基礎各門課程之間、專業(yè)課（包括專業(yè)拓展課）和基礎課之間的關系與銜接，循序漸進，逐步培養(yǎng)學生的實踐能力和工程應用及創(chuàng)新能力。全面強化實驗與實踐教學環(huán)節(jié)，使實踐與理論學習相互融合、相互促進。

5 改革教學方法

在教學過程中，理論與實踐教學的內在聯(lián)系要求二者互相融合、相互補充、相互促進，而實現兩個教學體系的融合、互補、層次遞進，就需要采取有效的教學方法和手段，改革課堂教學。

采用項目和案例教學方法? 在課堂教學中更多引入案例教學，從而更有針對性地實現理論內容與工程實踐的緊密結合。傳統(tǒng)教學方法以講授為主，缺少學生與教師之間的互動，而案例教學能夠使教師與學生均主動參與教學活動，提高學生的積極性，實現教師與學生之間雙向溝通交流。采用案例教學，使得理論與實際問題之間的聯(lián)系更清楚地展現在學生面前，便于學生對理論的理解與掌握，從而能夠更好地促進學生應用所學知識解決實際問題，有利于對學生應用能力的培養(yǎng)。

項目式教學是另一種實現理論與實踐緊密聯(lián)系的教學方法。項目式教學是以學生為主體，以教師為主導，以實踐為導向的教學方法，它從實際工程應用出發(fā)，選擇典型問題作為設計項目，以進行項目研究的方法進行合作學習，通過師生共同實施項目進行教學活動。項目式教學除了能夠培養(yǎng)學生的專業(yè)能力、學習能力，還能夠培養(yǎng)學生解決問題的能力和團隊合作能力，是對能力的綜合培養(yǎng)。由于項目式教學方法的這些突出優(yōu)點，將會有力地促進理論與實踐教學的融合。

采用現代化的教學手段? 現代信息技術在教學中的應用，使得教學內容、形式、方法相比以往有了長足進步。通過將信息技術與教學活動的有效結合，將Flash、MATLAB、網絡技術等現代信息技術應用到教學活動中，結合課程特點，可以架起理論教學與實踐教學的橋梁，使教學內容更直觀、更立體、更真實，增強培養(yǎng)學生能力的手段，實現教學方式、學習方式和師生交互方式的革新，促進理論教學與實踐教學的融合互補。

首先，對不易理解的理論原理抽象知識，可以借助于現代信息技術直觀展現在學生面前。如在電機學授課中，盡管磁場在實踐中是客觀存在的，但很難直觀體現，借助Flash的“類實物（虛擬實物）”演示，可以將電機磁場更直觀地展現在學生面前，加深理解。

此外，在項目式教學及具體項目的實施訓練過程中，由于有些系統(tǒng)比較復雜，實物設計搭建系統(tǒng)需要較高的成本，而且項目研發(fā)過程中通常要對理論進行反復驗證。為解決這些問題，可以開發(fā)相應的虛擬實踐系統(tǒng)，實現部分教學項目的虛擬化。虛擬實踐是通過計算機技術、網絡技術和虛擬現實技術等綜合運用構成的一種新的實踐形式，比現實實踐具有更大的自由度。以現有的軟件系統(tǒng)為基礎，采用MATLAB、Multisim等軟件搭建虛擬仿真實踐平臺，進一步還可以加入部分實物構建半實物仿真平臺。學生可以隨時借助虛擬實踐系統(tǒng)進行實踐驗證，教師也可以利用這個平臺進行交互式教學，從而深化理論教學。

最后，借助網絡技術可以實現在線教學，通過采用網絡技術，還可以實現網絡化的虛擬實驗室，實現在線教學與虛擬實踐的結合，從而借助現代信息技術，在教學過程中實現理論與實踐的有機融合。

6 結語

本文主要基于理論教學與實踐教學的融合、互補、同步共進關系，通過重構理論教學與實踐教學體系，采用項目式教學和案例教學等教學方法，以及應用現代化的信息技術手段，探索在高等教育現代化背景下實現分層次、階段化的立體式梯次遞進的教學模式，從而實現教學改革，適應高等教育現代化的客觀要求。

參考文獻

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*項目來源：2016年度泰州學院教育教學改革研究重點課題項目（2016JGA08）。

作者：李彥林，泰州學院船舶與機電工程學院，講師，研究方向為電氣工程自動化;許勝，泰州學院船舶與機電工程學院，副教授，研究方向為電氣工程自動化;楊斌，泰州學院船舶與機電工程學院，講師，研究方向為電氣自動化控制（225300）。