刘 洋,郑 文,钟 菲,张 红
(长春工程学院 电气与信息工程学院,吉林 长春 130012)
在科学技术日新月异的新时代,创新已成为一个国家和民族兴旺发达的动力之源,而驱动力来自一大批具有创新能力的创新型人才。电气工程及其自动化专业主要的培养方向是面向电力行业企业生产一线,培养基础扎实,实践能力强,综合素质好,能够从事电气产品、电气装置和电气系统设计与制造、测试与实验、安装与调试、运行与维护以及技术服务、技术改造、研究开发和经营管理等方面工作的应用型高级专门人才。随着电力工业新兴技术的发展和社会对工程创新人才培养要求的不断提高,新的形势和需求对既有的人才培养模式提出了诸多新的问题和挑战,通过本课题的研究,可以达到丰富我国工程教育理论的目的。
现有的电气工程及其自动化专业课程体系对应的是以专业方向为基础的理论课程体系,而这已不适应新能源技术、智能电网技术等新技术发展趋势。现有的课程体系主要以理论知识点讲解、习题演练为主,缺乏探究、研究和创新性应用环节,特别是没有形成突出创新能力培养的教学模式和体系,对综合知识应用要求的深度与广度缺乏层次,综合性、创新性教学占比低,学生的创新能力和独立思考能力得不到有效发挥。
创造性思维是指以新异独创的方式解决问题的思维过程。创造性思维不仅能揭露客观事物的本质及其内部联系,而且能在此基础上产生新颖、独特、具有重大社会价值的思维成果。也是人创造力的核心成份,是人类思维的高级形式,是人类思维能力的最高体现,是人类意识发展水平的标志。创造性思维具有独创性、多向性、综合性、联动性。
(1)独创性是电气工程人才创造性思维的灵魂。只有重视创造性思维的独创性培养,才能使人才从与众不同的新角度提出问题,探索开拓别人没认识或者没完全认识的新领域,以独到的见解分析问题,用新的途径、方法解决问题,善于提出新的假说,善于想象出新的形象,思维过程中能独辟蹊径,标新立异,革新首创。
(2)创造性思维的多向性是电气工程人才突破工程难题的基石。电气工程人才一旦在解决实际问题当中思路受阻,遇有难题,就能够通过创造性思维的多向性灵活变换某种因素,从新角度去思考,调整思路,善于巧妙地转变思维方向,产生适合时宜的新办法。
(3)创造性思维的综合性能把大量的观察材料、事实和概念综合一起,进行概括、整理,形成科学的概念和体系。创造性思维能对占有的材料加以深入分析,把握其个性特点,再从中归纳出事物规律。综合思维把相关事物的整体作为认识的前提和起点,对事物的整体进行分析以达到对事物整体的把握。综合思维中的分析是综合的分析,以综合为认识的起点,并以综合作为认识的归属,是“综合-综合分析-新的综合”的思维逻辑。
(4)创造性思维具有由此及彼的联动性,是创造性思维所具有的重要的思维能力。对电气工程人才进行有效的联动性思维培养,能够使人才对知识的认知由浅入深,由小及大,触类旁通,举一反三,从而获得新的认为、新的发现。
现行的教学模式以知识传授为中心、以教师为主导,学生只是被动地接受与验证知识,创新教育活动一般在课外开展,只面向少数学习成绩优秀同学的观念,教师和学生对创新活动的主动共同参与度不高、互动不够。创新活动往往依靠奖励等外力推动,内在驱动力不足,对学生的课外时间缺乏有效的引导,使学生不能把课堂学习和课外研学有机的结合,从而不能充分地利用课余时间开展创新实践活动。
电气工程及其自动化专业作为一门实践性很强的课程,学生除了要具备基本的理论水平外,还需要开展大量的课外实践活动来充实自身理论水平,通过实践来提升创新能力。现有的实践教学内容缺乏多样性和实践性,实验教学效果不显著。创新的本质属性包括多样化和实践性,目前长春工程学院的工程实践教学资源不足、内容更新缓慢,不能充分体现电力工业智能化的发展现状,技术手段不先进;实践教学方法和技术手段有限,受电气设备高电压、大电流等物理模拟运行条件的限制,难以多次重复完成一些具有潜在危险性和破坏性的实验,无法满足培养适应行业需求的工程实践和创新能力的要求,而校外实践教学则存在工程实践过程动手难、实践内容多样化难。
(1)构建与电力行业新兴技术发展相适应的“基础-专业-学科前沿”课程体系。将在充分研究创新型电气人才应具有的内涵的基础上,结合电气工业新技术的发展趋势和特点,构建“基础-专业-学科前沿”的课程体系。将新能源发电技术、新型输电技术等前沿技术引入课堂,及时反映电气行业发展动态,使教学内容从相对独立到学科融合,使学生从基础课程、专业课程进而到专业前沿方向的探索,由点到线、由线成面、由面建体,逐步的、分层次的、全方位培养创新能力和创新意识,为拓宽人才创新能力发展奠定必要的知识储备。重构的“基础-专业-学科前沿”课程体系如图1所示。
图1 “基础-专业-学科前沿”课程体系
(2)遵循创造性思维形成的内在规律,在教学活动中逐步实现人才创造性思维“四种特性”(独创性、多向性、综合性、联动性)的培养,并将其分解落实到人才培养方案的各个项目中。
创造性思维活动是新颖的、独特的思维过程,它打破传统和习惯,不按部就班,解放思想,向陈规戒律挑战,对常规事物怀疑,否定原有的框框,锐意改革,勇于创新。创造性思维不受传统的单一的思想观念限制,思路开阔,从全方位提出问题,能提出较多的设想和答案,选择面宽广。而所说的综合思维中的“综合”,不是与分析相对的,不是分析基础上认识第二阶段的综合,而是掌握系统、整体及其结构层次上的综合,有着更高层次的认识基点。在综合基础上的分析,即从综合到综合分析,才是认识的至高点。联动方向有3个方向:①看到一种现象,就向纵深思考,探究其产生原因;于逆向,发现一种现象,则想到它的反面;③横向,能联想到与其相似或相关的事物。
(3)建立科研、工程项目引导的主动研究、学习机制。以“全员参与、兴趣驱动、自主研学、重在过程”为原则,按照“基础训练-自主研学-综合创新”循序渐进的工程创新能力培养规律,构建以科研和工程项目引导的主动研学机制。将工程创新能力培养的各个要素(教师、学生、资源、平台)有机地组合在一起,使学生系统地掌握创新研究方法,逐步培养学生的科研兴趣、主动创新意识和能力,改变传统的单纯以激励机制为驱动的被动学习模式,以兴趣和激励双重驱动培养学生主动学习、主动创新。开展多种形式的科技创新制作活动,包括创新实验室的开放项目、学生自己探索的创新项目、教师的科研课题中分解出的小课题等。以系列研讨课、各级SRTP(大学生科研训练计划)项目和学科竞赛项目等创新活动为纽带,引导学生开展创新性项目研究。引导学生开展基于教师科研项目的课外研学和研究性毕业设计。逐步培养学生的科研兴趣、主动创新意识和能力,改变传统的单纯以激励机制为驱动的被动学习模式,以兴趣和激励双重驱动培养学生主动学习、主动创新。在专业人才培养方案中增设工程应用能力学分,工程应用能力学分包括大学生创新创业项目、专利发明、专业教具开发、学科竞赛、发表专业论文、科研项目、专业实践收入等,让学生充分认识到教学与工程实际应用是统一的,主动发挥创造能力完成工程任务的过程是运用理论知识和专业技能、解决实际问题的过程,是对课程进行深入学习的过程,是掌握课程最有效的方法和途径。进行课堂教学组织形式改革,开展科研、工程项目课程化、教学任务工程化的教学模式,通过政校企合作、专业公司和校外实习单位等多种渠道将真实的工程职业环境引入教学,让每一位学生都能够学会开发项目、集体讨论、陈述报告、团队合作、评估取舍,培养学生创新精神,使学生真正成为具有创新创业能力的工程应用型电气工程人才。
(4)借助科研成果,依托资源优势,打造综合型、研究型创新实践平台。一方面,长春工程学院电气工程及其自动化专业的很多教师除了承担正常的教学任务外,也一直活跃在科研第一线,借助科研优势,从教师科研和工程项目中遴选、提炼研究专题,将教师最新的科研成果及时转化为实践教学资源,在丰富实践教学资源的同时,还能使实践教学内容与电气行业技术发展趋势保持同步;另一方面,依托学校的配电自动化吉林省高等学校工程研究中心、配电设备自动化吉林省产业公共技术研发中心、电力系统仿真实践教学基地、电气工程综合实验室等校内实践教学和科学研究基地,着力建设综合型、研究型电气工程专业实践教学平台。
文章是针对电气工程及其自动化专业创新型人才培养开展的人才培养模式的改革研究,通过提出构建与电力行业新兴技术发展相适应的课题体系,将创新型思维培养的“四性”规律融入教学体系,建立科研、工程项目引导的主动研究、学习机制,借助科研成果,依托资源优势,打造综合型、研究型创新实践平台等应对策略,从而为解决传统的电气工程及其自动化专业人才培养模式中影响人才创新能力提高的问题找到途径。
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