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[2]《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》. 中华人民共和国教育部[EB/OL].
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)01-0096-03
一、引言
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起,麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助,经过四年的探索研究,创立了CDIO工程教育理念,并成立了以CDIO命名的国际合作组织。CDIO的理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念,更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。
CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。CDIO工程教育模式是一种基于项目驱动的教学法,是一个打破课程界限进行教学的方法。教师把教学内容设计成一个或多个具体任务,让学生通过完成一个个具体的任务,掌握教学内容,达到教学目标。信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价,都由学生自己负责。为了使学生在解决问题的过程中能学以致用,所设置的“项目”需要综合应用多门课程的知识。在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价,都由学生自己负责。
二、项目式教学目标
“项目式教学”,顾名思义,就是通过完成项目来进行教学。项目式教学最显著的特点是“以项目为主线,教师为主导,学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。项目式教学对学生而言,通过转变学习方式,在主动积极的学习环境中,激发好奇心和创造力,培养分析和解决实际问题的能力;对教师而言,通过对学生的指导,转变教育观念和教学方式,从单纯的知识传递者变为学生学习的促进者、组织者和指导者;对学校而言,建立全新的课程理念,提升学校的办学思想和办学目标,通过项目式教学法的实施,探索组织形式、活动内容、管理特点、考核评价、支撑条件等的革新,逐步完善和重新整合学校课程体系。
电气工程及其自动化专业是一个综合性较强的工科专业,学生在校期间要能获得工程师的基础训练,能做到理论联系实际,具备电工技术、电子技术、自动检测与仪表、信号处理、计算机技术与应用等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识,专业主要课程包括《电路理论》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《自动控制原理》、《微机原理与应用》、《电力电子技术》、《电气控制与PLC》、《单片机原理与应用》、《传感器与检测技术》等。普通的课堂教学中,教师利用课堂讲授和实验演示等方式对学生进行了专业知识的讲解和训练,虽然根据课程的不同要求配置了一定学时的实验,但是对于反应不同课程之间联系的综合实验却很少,学生在进入高年级后一度疑惑:“这么多专业课知识都是零零散散的,它们之间有什么联系?”电气工程专业的大三学生带着这样的疑惑参与了本校的项目式教学。
“项目式教学”是跨专业课程的教学方法,在教学过程中,指导老师会将一个相对独立的项目交由学生自己处理,这个“项目”的设置应包含多门课程的知识,学生在拿到“项目”后要收集项目信息、设计方案以及项目实施并最终对项目进行总结。
“项目教学法”通过任务驱动让学生去发现问题、学习知识、解决问题,充分发掘了学生的创造潜能。全面培养学生分析问题和解决问题的思想和方法,提高学生的各种能力,包括实践能力、动手能力、分析能力、应变能力、交流能力、合作能力和解决实际问题的综合能力。最关键的是“项目教学法”的实践过程中整个计划要同学们自主选题自主设计。
三、项目式教学实施方法
项目式教学的实施过程主要按照选题、查阅资料、电路原理图设计、结合硬件电路编程、仿真调试、电路焊接及硬件调试等几个阶段流程图来进行。整个实施过程中,教师不再是教学过程的“主角”,强调的是学生的自主学习,学生根据自己的兴趣选择相应的项目,从尝试入手,从练习开始,主动参与到教学中。实施过程中的不同环节将电气工程专业中不同的专业课程综合起来运用,其中电路设计部分,综合考察了《电路理论》、《电子技术基础》、《单片机原理与接口技术》、《PLC原理及其应用》、《自动控制原理》等各课程,电路绘制则考察的是学生对于ORCAD、AltiumDesigner、ProtelDXP的使用;系统编程考察的是学生C语言或者汇编语言的使用,其中涉及到了控制理论中的各种算法;仿真调试部分考察了学生对仿真软件Proteus的使用和PCB设计等内容;电路焊接考察了学生的电工技术,包括电子元件的识别、测试、焊接及组装技术,电子仪器的使用,电路板的调试等。
在我校的项目式教学中,教师根据专业的特性设置了数十个不同的项目,项目名称和简介参考表1,不同项目侧重不同的专业课,学生在选好自己感兴趣的项目后开始查阅资料,大多数学生能够很好的运用网络来检索相关资料,不论是学校电子图书馆还是大师云集的论坛,学生总是能找到自己需要的项目资料从而设计自己所选项目的电路图并进行电路图的绘制、电路编程、仿真调试、电路焊机及硬件调试。教师针对学生在项目实施过程中遇到的问题进行解答和帮助,从问题入手,深刻的讲解书本提到过的重难点知识,让学生受益匪浅。
四、项目式教学成果
项目式教学的实施,学生通过做项目发现问题再回头查阅课本或者通过网络搜索来解决问题,达到了很好的学习效果。我校的项目式教学前后共进行了十二周,在最后一周的成果展示活动中,85%以上的同学都做出了功能齐全的实物成品。项目式教学在学生中反响热烈,不少学生表示这次教学改革给他们带来了很大的启发,让他们真正的将书本上的理论和动手实践相结合,同时也大大的提升了学生的自学能力,对书本知识的理解也更加深入。课堂学习虽然知识量丰富,但不够直观,难免的晦涩难懂,伴随着项目的实施,学生发现问题再回头查阅课本或者通过网络搜索来解决问题,达到了很好的学习效果。在成果展示期间,很多学生表达了他们的震撼,讲解员通过为参观的学生讲解原理和使用说明,让不少其他专业的学生对机电与信息工程学院的项目式教学也产生了浓厚的兴趣,更是有不少同学向作品的作者咨询讨教,互留联系方式,也有部分同学大呼要“转专业”,虽然“转专业”是一个玩笑,但也能反应出学生对提高动手能力的迫切希望。
五、结束语
“项目式教学”在我院是一次教学改革的创新实践,取得了初步成果。希望通过实践教学,让学生更加明白:“实践出真知,动手添能力”,使更多的学生从被动学习变为主动学习,掀起爱学习、爱钻研、爱动手、爱实践的热潮。项目式教学在电气工程专业的实施,在一定程度上解决了应用型人才的培养与社会需求之间的矛盾,增强了学生学习的积极主动性,提到了学生的实践能力和创新能力,并培养了学生分析问题解决问题的实际能力以及团队协作能力,从侧面提升了电气工程专业学生的就业能力。
参考文献:
[1]陈春玲,费宁.基于“项目驱动”的软件人才培养模式探索[J].南京航空航天大学学报(社会科学版),2009,11(4).
作者简介:张新建(1980-),男,河南驻马店人,华中科技大学文华学院,讲师;刘沛(1944-),女,湖北武汉人,华中科技大学文华学院,教授,博士生导师。(湖北 武汉 430074)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0042-01
一、电气特色专业的建设定位
独立学院在创办初期,学科专业建设基本照搬申办学校的做法,这是独立学院的必然选择。但也必须清醒认识到,这只是权益之计,要及时地对申办学校的资源进行改造和吸收,根据自身情况进行学科专业建设,创立具有独立学院特色的学科专业体系。[1]
华中科技大学文华学院电气工程及其自动化专业成立于2003年9月,开始由华中科技大学电气学院提供人才培养方案。经过近几年的发展,根据自身实际和“育人为本,质量第一”的办学宗旨,文华学院吸收华中科技大学电气学院长期办学过程中形成的专业精神理念、专业优势,形成了强专业、重实践、个性化的特色专业建设指导思想。确立了以市场为导向、面向基层、错位竞争、因材施教、进行个性化教育、培养在电气工程及相关领域的生产、建设、管理等一线岗位及能够直接解决实际问题的复合型、应用型人才的办学思路和专业定位。
二、特色专业建设的具体思路和方案
根据《教育部、财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》对特色专业建设的要求,认真分析电气工程及其自动化专业的优势与不足,集中力量打造本专业的特色,改革的思路是以学科建设为依托、以教学改革为核心、以人才培养为主线。
1.确立面向实际的应用型人才培养目标
电气信息类专业能力体系主要体现在以下几个方面:[2,3]获取知识能力,包括学习能力、表达能力和文献检索能力等;应用知识能力,包括应用知识能力、综合实验能力和工程实践能力等;创新能力,包括创新思维能力、创新实验能力和研究开发能力。
本专业从实际情况出发,着力培养应用型人才。通过对电气工程及其自动化的课程体系和培养计划进行深入研究,构建和实施以通识教育为基础的专业模块教育的课程体系。课程体系以打好基础、加强实践、发挥个性、分流培养、办出特色为原则。加强通识教育与基础教育,重视专业教育,高年级学生按专业模块进行专业方向的培养。通过狠抓第一课堂,活跃第二课堂,注重校内外结合,全方位锻炼学生的能力,不断提升学生的就业竞争力。
2.积极实施教学方法改革
人才培养要通过课程落实到教学中去,教学方法决定了人才培养的方向,适当的教学方法是实现人才培养模式改革目标的必要条件。[4]
教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标,完成共同的教学任务,在教学过程中运用的方式与手段的总称。独立学院的教学应充分考虑学生的实际情况因材施教,探索出一种适应独立学院的教学模式。独立学院学生的基础与一本等重点高校相比,基础知识较为薄弱,其使用教材与一本院校必然要有所差异,需因“才”施教,选用适合独立学院学生的教材。独立学院建校较短,目前还没有非常多的成熟的适合独立学院学生的电类教材。专业教师根据近几年的教学实践,适应课程体系改革的要求,重新编写了电类《电路理论》教材,由机械工业出版社出版,已经在教学中正式使用。新教材内容注重基础、突出实用适用,具有针对性,在学生中反映良好。[5]其他的电类改革教材正在建设之中。
电类主干课程教学中普遍存在工作原理推导繁琐、涉及电路图、波形图繁多及基本公式罗列复杂等特点。传统的课堂讲授及实验检验的教学模式给老师的教与学生的学都带来很大困难。此外,由于学时及实验室仪器的限制,学生也不可能一一通过实验来验证所有理论,而运用计算机仿真可以弥补这一不足。因此在有限的课堂和实验学时内,如何把计算机仿真技术系统地融于电气类主干课程教学中,让学生既能牢固掌握基础理论,又能掌握电气工程及其自动化专业研究问题的方法,尽快地掌握电气工程及其自动化专业学科研究的前沿,同时还具有较强的动手能力,是教学方法改革中值得研究的重要问题。计算机仿真技术引入到电气类主干课程教学中,必然会改变以教师为中心的传统授课模式,取而代之的是以学生为中心的自主探究模式学习,从而极大激发学生的学习兴趣,促进学生的个性化发展,这也是个性化教育实施的一个有益探索。目前已经在电类部分课程科目中引入了计算机仿真教学,取得了较好的效果。
3.加强实训体系的建立
实验、实训基地建设是学科专业建设的基础。要想培养实用型技术人才、加强学生实践动手能力,必须加强实验和实训基地的建设。2005年在学院统筹规划下,一批基础实验室和技术基础实验室相继建成,承建了“电路实验室”和“电工实习中心”。2009年学院投入近2亿元建设“工程实训大楼”和“图书馆”,与电气工程及其自动化专业学科建设配套的专业实验室“电力拖动与电力电子实验室”、“电力系统继电保护实验室”、“电力系统综合实验室”等也将逐步建成。此外,学校与葛洲坝水力发电厂、上海电机厂、国家电力科学研究院高电压研究所等单位合作,建立了多个稳定的校外专业实践教学基地,能完全满足本专业学生的实践教学需求,为培养应用型人才奠定了坚实基础。
4.师资队伍建设
师资队伍建设是学科专业建设的关键,在学院的大力支持下,我们一直在努力引进人才。对于青年教师的培养采用了导师制,从教案的修改、组织试讲到跟班听课,六位具有硕士学位的中青年教师在多位老教师的指导下科研能力和教学效果逐步提高,在学院的青年教师教学大赛和教学质量优秀奖评选中获奖。目前,六位专任中青年教师基本形成了自己的科研方向,开展了一些实际课题的科学研究工作,并力争近两年内在一些纵向或横向科研课题上取得进展。
三、总结
独立学院的特殊性决定了其专业建设必须在定位、培养方式等方面形成具有自己特色的学科专业体系。特色专业一定程度上体现了高校的办学特色和社会服务能力,是关系一所高校能否受到社会认可和欢迎的重要因素。经过近几年的改革与建设,电气工程及其自动化专业取得了一些成绩,获得了一定的社会认可。本专业招生录取线一直在二本录取分数线附近,就业率也一直在90%以上,考研率也逐年提高,深受广大考生、家长和用人单位的好评。但要实现特色专业建设目标,还有很多工作要做。在下一步工作中,将继续优化专业结构,凝练特色,改革和完善人才培养方案,加大实践教学改革力度,推进个性化教育。只有经过深入的实践改革才会取得一定的成果,对同类高校电气专业建设和改革起到有益的参考作用。
参考文献:
[1]刘献君.论独立学院的学科专业建设[J].中国高教研究,2007,
(11):57-60.
[2]李忠明.电气信息类专业本科大类培养模式探讨[A].第七届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会[C].2010.
作者简介:吴志宏(1964-),男,内蒙古赤峰人,沈阳工程学院电气工程系,副教授;马仕海(1977-),男,辽宁朝阳人,沈阳工程学院继续教育学院,讲师。(辽宁沈阳110136)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)13-0095-02
目前,我国高校毕业生普遍存在实践能力不足的问题。提高人才培养质量,培养满足社会经济建设和发展需求的面向生产、服务一线的应用型人才,关键要解决学生理论应用能力和实践能力的培养问题。笔者从沈阳工程学院电气工程及其自动化专业教学实践出发,借鉴专家和学者的先进思想,就实践教学内容的设计、实践教学模式改革、教学评价和师资队伍建设方面总结存在的问题,提出一些浅显的改革思路和方法。
一、实践教学内容设计
1.面向岗位群的实践教学内容设计
所谓“面向岗位群”的实践教内容设计,就是针对一个行业岗位,或针对一组相关的职业岗位所必需的基本知识技能、专业能力、专业素质进行分解和整合,并以此为依据设计实践教学内容。在比较国内外应用型本科培养计划时发现,国内高校在应用型人才培养中虽然提高了实践环节学时的比重,达到总学分30%以上,但在内容设计上却没有实质性的突破,培养计划中没能体现出对学生的“职业取向”和决策能力的培养。
下面以沈阳工程学院电气工程及其自动化专业为例加以说明。对面向电力行业的电气设备开发与制造岗位及发电厂、变电所电气运行与检修岗位、电力系统设计与安装岗位所必需的基本知识技能、专业能力、专业素质进行分解和整合,分别对应发电专业方向、供用电专业方向、继电保护专业方向,把现有实践环节分成3个层次,即基础实践环节、专业素质培养环节、岗位能力实训环节。每个环节由若干课程或项目组成并分别设定不同的课程(项目)目标。实践教学内容设计思路见图1所示。
2.实践教学的延伸
对学生实践能力培养不仅限于课内,更应该延伸到课堂外。这些方面也可以借鉴美国大学的经验,增加设计性实验项目、独立课题等环节。比如参照澳大利亚TAFE的“培训包”模式。[1]仍以上述电力系统及其自动化专业为例,在其培养计划中增加“实训计划”,这个计划分为知识与技术学习、实践练习、经验总结等三个层次,分别给2个学分,课内和课外学时按1∶5比例分配到2个学年的教学计划中。学生获得接触实际问题―分解为课程中的理论问题―逐个解决问题―总结实践经验的系列实践训练过程。
3.行业主导的实践教学内容开发
在实践教学环节上要强调应用型人才培养与社会人才需求的融合,突出实践能力培养,锻炼学生把知识融入社会的能力。行业企业与高校联合,实现校企合作,由行业专家主导实践教学内容开发、参与课程实施的组织安排、教学和评估等。在这些方面有许多方式可供借鉴,如提供主要的教学文件,包括课程教学大纲、教学指导书、教材或教学辅助资料等。企业与学院共建实训基地,为学院提供兼职教师。具体落实在教学实践上可形成企业在校组织技术讲座、学生到工厂参观与实习、学生到工厂顶岗实习等实践教学项目。
行业主导的实践教学内容开发最大的优点是:学校的培养与学生就业的岗位实现无缝对接。笔者在澳大利亚考查时看到莫道克大学甚至有自己的农场,教师和学生也是农场的经营者和参与者,真正做到教育与企业的结合。这种方式和理念值得借鉴。
二、实践教学模式的创新
教学方式和方法上必须采用灵活多样的教学模式,实施“以能力为本位,以学生为主体,以实践为主导”的实践教学模式。要在有限的学时内,既提高培养对象的专业核心技能,又拓宽专业技术领域的范围,使其掌握更多的专业基本技能。[2]
1.创新课堂教学模式,注重实践能力培养
“以能力为本”不仅体现在实践教学环节中,而且体现在大学教育的全过程,纵观大学教育的全过程,课堂教学模式超过60%,传统观念认为课堂教学的核心功能是使学生系统地掌握课程要求的知识。从实践能力培养的角度看,课堂教学更应该关注学生实践动机和实践能力的发展。关注学生实践能力增长的课堂教学模式一般包括两大基本要素:一是要求学生积极主动参与,学生通常在教学过程中处于中心地位。这是保证学生实践能力真实成长不可缺少的前提条件。二是以案例、问题、项目为中心组织教学,使课堂教学更贴近学生将来的岗位需求。[3]前者常使用基于小组合作的演讲课、讨论课、角色扮演等形式来完成;后者常使用基于项目的教学组织形式。每个成员都会在课题的解决中担任不可替代的角色,并努力以良好的工作成绩来完成课题。[4]
2.营造工程环境,提高动手能力
为学生营造真实的工程实践环境是学生将所学知识应用于实践、适应社会、提高综合实践能力的最直接方式。沈阳工程学院针对电气工程及其自动化专业职业技能要求,首先建立了全数字仿真模拟发电厂、数字仿真变电所、电网调度DTS仿真系统、物理模拟电气运行工程中心,形成了电能生产―电能输送―电能供配整个工程环境的再现。在实习实训环节学生真实地扮演发电厂运行值班员、电网调度值班员、供用电变电所值班员等角色,完成相应岗位上的典型工作任务,既能实现岗位技能培养的目的,又能潜移默化进行职业态度、团队协作精神的培养。其次,通过产学合作的形式,建立稳固的校外实习基地,为在校学生提供进入企业见习、实习的机会。
3.突出以学生为中心的实践活动模式
提高实践能力、专业技能和社会适应能力最重要的途径是身体力行的自我感受和历练,形式多样的以学生为主体的实践活动在国外大学教育中非常普遍。如美国高校内大都有各公司、集团或协会资助的社团。[5]学校鼓励学生多参与社团活动,以此锻炼领导才能、团体工作技能,使学生了解现实社会的状况。学生还可把自已的课题设计与这些实践联系起来,既可得到学分,又可得到经济资助。
在我国,大学生参加科技竞赛、参与教师的助研工作、进行社会调查等实践活动都属于这种形式,但由于没有纳入教学计划或学分管理,所以带动效应不强。沈阳工程学院在实践教学改革中将其合并到课外培养计划,并可选择地计入学分,对提高学生的参与热情有很好的积极效果。
三、结束语
实践教学水平的提高是一个极其复杂的过程,它贯穿大学教育的全过程。本文提出的实践教学内容设计方案、实践教学模式的创新是笔者在教学中的一点体会。近年来,各院校从各自办学的特点出发,针对自身专业和行业特色做了大量实践教学改革的研究和教学实践,并取得了明显的效果。各院校之间相互借鉴,取长补短,必将对应用型本科院校的良好发展产生积极的作用。
参考文献:
[1]施祝斌.学习澳大利亚职教先进理念,提升我国高职教育整体水平[J].南通职业技术学院学报,2009,8(1).
[2]王瑾.高职教育一专多能人才培养模式研究[J].教育与职业,2007,
(6):22-23.
[3]傅维利,陈静静.国外高校学生实践能力培养模式研究[J].教育科学,