李 俊,薄翠梅,王鑫国,张广明
(南京工业大学自动化与电气工程学院,江苏 南京 210009)
我校作为国家首批卓越工程师培养试点院校之一,电气工程及其自动化专业将作为首批试点专业进行教育改革,而实施面向卓越工程师培养的实验教学是当前实践教学改革的课题之一。
面向卓越工程师培养的电气工程创新实验平台建设,目标是建立以培养学生综合设计能力和创新意识为主线的电气工程综合实验教学体系,使之形成较完善的能适应开放式、自主学习式,能充分发挥实验设备利用率的实验教学方法和管理运行机制,拥有一支学术水平和实验技术水平高,教学、科研和实验室建设结合的实验技术队伍;在面向本科学生的实验教学中,使实验室成为创新性人才培养和卓越工程师培训的实践基地;培养具有工程意识和创新能力的人才作为电气工程实验教学发展的方向,使受教育者具有技术创新能力[1]。
近年来我校自动化实验教学中心近年建设资金达850万元。其中包括中央与地方共建基础实验室项目、江苏省省级实验教学示范中心建设项目和中央与地方共建优势特色学科实验室项目,这些投入大大改善了实验教学条件。通过教学资源整合按测控与分析仪器,自动化和电气工程三个专业进行学科综合实验室及大学生创新实验室建设,实验室具体运行中又充分考虑实验设备资源的交叉综合利用。目前,电气工程学科综合实验室建立起了面向电气工程领域的PLC、电机、电力电子、电力系统自动化、电力系统继电保护、电力系统仿真、运动控制、低温等离子体与高电压技术和建筑电气自动化等实验室,而新能源动模实验室正在建设。这些实验室不仅能进行认识、验证型和综合型实验,而且能完成设计型和创新型实验。
我校电气工程实验教学基地,通过改造陈旧的简单实验项目,将分散实验课和实验内容进行整合,将传统单一性、验证性实验更新为综合性、设计型和搭接式实验,充实更新相关实验内容,调整基础性实验和综合性和设计性实验的要求,加强综合分析能力培养的实验项目;改革实验教学方式,实行必修与选修实验相结合、课程实验与设计综合实验相结合、开放式实验教学与课外科学研究活动相结合,促使学生从分科学习向工程实际综合和从知识积累向创新能力生成的转化,以提高实验教学质量,具体如下图1所示。
图1 创新型实验体系建设示意图
实验项目设计采取分层教学,内容要由浅入深。充分利用先进的教学手段,采用虚拟仿真与硬件实验相结合的教学方法。使每一个实验项目都有技术指标要求、原理方案设计、理论计算与分析、模拟仿真校核、硬件实验平台搭建、实验研究与改进及项目总结分析等完整的工程化的训练过程[2]。
面向卓越工程师培养的创新实验建设,需要科研训练项目来支撑。实验室在建设中充分考虑实验教学的需要,但又兼顾科研的需求,采用本科实验教学和科研共用模式。科研方向教师指导研究生的科研基地就建立在相关实验室,以建立本科、硕士和科研项目组集成的基地使用模式,实现本科生创新实践研究与研究生培养相结合,达到科研促进实验教学的目的。基于两种基地的结合,目前已有多种科研项目转化为实验室的自制实验仪器设备,学院已把这种模式拓展到校外实践基地的建设中,并建立了多个校外创新研究工作站。
实验教学中心实行时间、空间、设备和实验项目开放等全方位开放。为此,配备了专职实验指导教师。开放实验内容除实验室设计的综合型、设计型等创新实验项目外,学生可自选有研究价值的小型科研题目;还可以根据教师的实际科研项目,利用实验设备在实验室进行模拟实验,使之得到更多的实验锻炼。中心实现了“实验预约/预习/指导/考核”一体化的开放管理。
为了配合卓越工程师的培养,学院在推行人事制度改革的基础上,对实验队伍建设和实验人员管理制度进行了多方面的改革[3]。
1)设置实验教师岗位,真正将实验课程从辅助地位上升到教学主体之一。该岗位既接受理论课教师的申请,也接受实验人员的申请,实现了理论教学队伍与实验教学队伍的互通。
2)量化实验室建设和管理工作,并纳入年度绩效考核的条例中。这有效地吸引高学术水平教师参与实验室建设和教学活动。
3)制订实验技术人员的培训计划和进修计划。通过科研项目、指导课程设计和毕业设计等,提高实验技术人员的业务水平。
4)成立院实验教学指导委员会,对实验教学和实验室建设进行宏观规划和具体审查指导。
中心制定对人员的培训计划,每年选送1-3名技术人员进修、深造或攻读学位,以保证中心技术人员水平不断提高。
为适应卓越工程师实践教学要求,实验中心管理、运行机制进行了调整,使其更科学顺畅和高效管理。现在中心实行校、院两级管理体制,学校提供其正常运转、维修及更新改造经费,中心主任负责统筹安排、调配、使用实验教学资源和相关教育资源。中心实行开放式运行,健全了各项规章制度,完善了激励与约束机制,实行规范化、人性化管理,建立起科学合理的实验教学评价和质量保障体系,引导并督促教师积极改革创新。
[1]潘再平,黄进,赵荣祥等.全面优化本科教学平台,培养电气工程创新人才[1].南京:电气电子教学学报,2010,32(S2):20-23
[2]杨德先,陆继明,吴彤,尹项根.电气工程专业综合实验平台和实验教材建设[1].南京:电气电子教学学报,2007,29(1):66-68
[3]吴世华,杨光明,王秋长等.加强化学实验示范中心建设培养高素质创新人才[1].天津:实验室科学,2006,3:7-9