工程实践教学模式的探索

黄绍平,李 靖,唐勇奇

(湖南工程学院电气信息学院,湖南湘潭411101)

工程实践教学模式的探索

黄绍平,李 靖,唐勇奇

(湖南工程学院电气信息学院,湖南湘潭411101)

实践是工科专业的根本,工科专业教育必须在如何培养学生的工程实践能力上下功夫。为此,我们构建了以提升学生工程实践能力为目标的“三层次两结合”实践教学体系,对开放式实践教学、课程设计、生产实习教学模式进行了探索和教学实践,取得了较好的效果。

工程教育;实践教学;工程实践能力;开放式教学

一 实践是工科专业的根本

高等工程教育的目的是培养和造就工业界需要的、适应社会发展需要的工程技术人才[1]。从18世纪中叶诞生高等工程教育以来,高等工程教育界就一直在为实现这个目标而努力。但在第二次世界大战结束以后,高等工程教育出现了“工程科学化”倾向,使得高等工程教育的重心逐渐偏移,学校在教学中减少了工程实践训练的机会,高等工程教育培养的学生往往缺少丰富的工程经验,实践能力、创新能力较弱,不能满足现代工程的发展对工程师的要求。针对高等工程教育与实际工程脱节,与人才培养目标偏离这种情况,美国高等工程界在借鉴德国重视实践训练经验的基础上,于20世纪90年代率先提出了“回归工程”的改革理念,从而掀起了高等工程教育的又一轮改革浪潮。

“回归工程”理念就是要使高等工程教育从“工程科学化”回归到工程本身。要求无论是培养工程技术人才还是培养侧重工程科学人才的学校,都必须回到工程实践中来。强调开发以问题为中心,融合“理论教学”和“研究型教学”的实践性课程来培养学生的能力。认为“实践才是工程专业的根本”。

我国高等工程教育规模庞大,据教育部公布的数据,目前全国有工科专业的本科高校1003所,工科专业在校本科生371万人,研究生47万人。我国高等工程教育培养了上千万的工程科技人才,有力地支撑了我国工业体系的形成与发展,支撑了我国改革开放以来30多年的经济高速增长,为我国的社会主义现代化建设作出了重要贡献。

但是,应该看到,我国高等工程教育人才培养整体质量不高。中国工程院曾对全国5000名工程科技人员进行过一次调查,21.8%的人认为高校培养的学生完全不符合或基本不符合国家技术发展需要;52.4%的被调查者认为我国高校培养的工程专业学生质量一般[2]。

我国工程教育在人才培养上,重理论轻实践,实践教学环节薄弱,缺乏基本的工程训练和工程实践,培养出来的学生工程实践锻炼不够,社会适应性差[2]。一项调查显示,60.4%的受访者认为现在的工程教育不能给学生提供充分的工程训练,工科学生一般都缺少对工程设计和运用综合知识解决问题的重要性的理解[2]。

因此,加强学生工程实践能力培养是我国高等工程教育改革和发展的一个重要方向,应当将提升学生的工程实践能力、创新能力贯穿于整个培养过程。

二 “三层次两结合”的实践教学体系

培养具有扎实基础理论知识、较强工程实践能力和创新能力的工程技术人才是应用型工科院校的根本任务。根据这一培养目标,我们构建了“三层次两结合”的实践教学体系。

“三层次”是指培养学生工程实践能力的实践教学内容体系。以湖南工程学院电气工程及其自动化专业为例,“三层次两结合”实践教学内容体系如下:

基本技能层:1.大学物理、电路、电子技术、电机学、电器学、电力电子技术、单片机原理与应用、PLC应用等课程实验;2.金工实习、电工实习、电子实习、专业认识实习。

综合应用能力与初步设计能力层:1.电机控制、微特电机、高压电器、低压电器、智能电器、电力系统继电保护、电力系统综合自动化等专业实验; 2.C语言程序设计、电子技术、单片机原理与应用、电力电子技术、电机设计、电器设计、变电站设计等课程设计;3.毕业设计。

工程实践与创新能力层:1.生产实习;2.电机电器型式试验周;3.毕业实习;4.科技创新与学科竞赛(电子设计、“挑战杯”、智能车、机器人等)。

“两结合”是指培养学生工程实践能力的方式或手段,即课内课外结合、校企结合。

三 创新实践教学模式 提高实践教学效果

传统的实践教学模式存在一些弊端,譬如:学生处于被动状态,被动受训,缺少了主动性和学习的原动力。实践证明,仅仅是增加实践教学学时并不能真正有效地提升学生的工程实践能力。为此,几年来,我们对实践教学模式进行了一些探索。我们的基本思路是:以“在实践中学习”、“做中学”为理念,充分发挥学生的主体作用,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和工程实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。

(一)开放式实践教学

在开放式实践教学方面积累了近20年的教学实践经验。上世纪90年代初,我校电工电子课程实验就尝试开放式实验教学模式,即学生可以自主选择实验项目、确定实验时间、选用实验仪器设备与元器件。开放式实验教学模式取得了很好的教学效果,培养和提高了学生自主学习能力、分析解决问题能力和工程实践能力。

近年来,我校将开放式教学模式由课程实验教学延伸到了课程设计、工程训练、生产实习、学生科技创新活动等实践教学环节。

例如,电子技术课程设计、单片机应用技术课程设计采用学生从实验室借用实验箱、电路开发板和元器件,学生根据自己设计的硬件方案和编写的程序,搭接实验电路,完成硬件和软件的调试。

《自动化技术工程训练》是自动化专业的校内工程训练环节,采用开放式教学模式,学生可以从20多种典型自动化装置或系统中,任选两种装置或系统进行训练,从自动化装置或系统的原理,到电路接线、系统运行特性、系统调试、故障分析与排除,得到全面的工程训练。

电气工程及其自动化专业的“2+4(6)”生产实习也采用了开放式模式。每年暑假,我们组织该专业大三部分学生到企业实习4-6周,一般联系8-10家企业,每家企业安排10-20名学生。学生自愿申请,可根据自己的专业方向、学习兴趣、就业意向选择实习企业。

开放式实践教学模式不仅是在形式上即在教学环境的时间和空间开放了,更为实质性的是在思想上为学生打破束缚,激励学生在实践中自主学习。

(二)“真刀真枪”做课程设计

电类各专业一般安排有10-12周课程设计。对于弱电类课程设计,要求学生必须搭接电路或在实际的硬件装置上进行调试。分为三种类型,一是给学生分发电子元器件或电路板,自己搭接电路进行调试,如:《电子技术》课程设计、《单片机技术及应用》课程设计、《低频电子线路》课程设计;二是在实验箱上搭接电路进行调试,学生可以从实验室领用实验箱,如:《EDA技术》课程设计、《微机原理及应用》课程设计等;三是在实验台上进行调试,如《电力电子技术》课程设计、《交流调速系统》课程设计、《过程控制》课程设计等。

(三)“2+4(6)”生产实习模式

工程教育回归工程实践就必须实行产学合作,让学生到工程现场去学习、去实践。近年来,我们在通过校企合作方式培养学生工程实践能力方面进行积极探索与实践。电气工程及其自动化专业的“2+ 4(6)”生产实习模式取得了很好的效果。

传统的生产实习模式存在实习时间短、人员过于集中、实习过程“走马观花”等问题,为此,我们在电气工程及其自动化专业实行了“2+4(6)”生产实习模式。

电气工程及其自动化专业从2007年开始实行了“2+4(6)”生产实习,即本专业学生除2周必修的生产实习外,还可选修4-6周的生产实习,后者是在大三与大四之间的暑假进行,每家企业根据情况安排10-20名学生。2007年至2010年暑假,我们组织了学生在温州正泰电器集团、温州德力西电气有限公司、上海良信电器有限公司、上海国际三信电器有限公司、深圳东胜电机有限公司、深圳捷和电机有限公司、株洲南车电机有限公司、湘潭电机集团等10多家企业实习1个月至1个半月。我们的做法是:每年5月份之前联系好企业,并签订本年度暑假实习协议,每家企业安排10-20名学生。企业为学生实习提供食宿和路费,并给予一定的生活补贴,学校为学生办理人身安全保险。学生在企业实习由企业和学校共同管理,企业按“准员工”管理学生,并安排工程师指导学生实习,学校安排老师到各实习点巡回指导,实习结束由企业对每个学生的实习进行书面鉴定。

“2+4(6)”生产实习取得了很好的效果。学生经历了在企业的实习,大大提高了专业课学习的兴趣和主动性;企业方面则为人才招聘建立了一个有效渠道,并缩短了大学毕业生适应企业工作的时间。

(四)校企合作的学生科技创新活动

近年来,在学生科技创新活动方面积极争取企业的支持。2007年,举办了由浙江天煌科技有限公司提供支持的“天煌杯”大学生电子设计竞赛,吸引了40多个队100多名学生的参加。2010年,又举办了由中法合资企业德力西电气有限公司支持的“德力西电气杯”科技创新设计竞赛。

四 结 语

进一步加强实践教学,提高实践教学效果,提升学生工程实践能力,这是高等工程教育人才培养的改革和发展方向,课内外结合、校企结合是实现这一目标的有效途径。

[1]查建中.面向经济全球化的工程教育改革战略——产学合作与国际化[J].高等工程教育研究,2008,(1).

[2]王章豹,石芳娟.从工程哲学视角看未来工程师的素质[J].自然辩证法研究,2008,(7).

Study on the Teaching Mode for Enineeging Practice

HUANG Shao-ping,L IJing,TANG Yong-qi
(College of Electrical and Information Engineering,Hunan Institute of Engineering,Xiangtan 411101,China)

Practice is of great significance for engineering specialty.Engineering specialty education should focus on improving students engineering practice abilities.Therefore we construct a practice teaching system of“three levels and two combinations”.We have studied and practiced the teaching modes of open practice teaching,course designing and production practice.Good effect is acquired.

education of engineering;practice teaching;engineering practice ability;open teaching

G424

A

1671-1181(2010)04-0090-03

2010-09-11

湖南省教育科学规划课题(XJK06CGD034)。

黄绍平(1964-),男,江西萍乡人,教授,研究方向:工程实践教学。

(责任编辑:宋耕春)