开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电机学课程论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、引言
《电机学》主要是讲授电机的结构、原理、特性和应用等方面的内容,涉及了电、磁、机等多个学科的知识,具有较强综合性、理论性和工程性。该课程是一门公认的难教难学的课程之一,学生普遍反映课程内容多,理解困难,导致学生学习很被动,师生的付出与收获都不成比例。在近几年的教学实践中,学院教师在《电机学》教学方面加强理论与实践的有机结合,在课程教学上进行了有益探索与实践,取得了一定的成效。
二、优化课程体系,改革教学内容
目前我校的《电机学》课程压缩为70学时,2013年我们对《电机学》课程大纲进行了重新修订,对课程内容及学时进行优化,目前大多数教材都是以变压器、直流电机、同步电机、异步电机为主。我们着重讲述四种电机的结构、原理、稳态运行的特性及分析方法;对教学难点,诸如电机运行的暂态分析、谐波等这些有助于后续课程学习的知识点,则要求学生有选择性地掌握;对涉及到的工程问题,诸如电机参数测定,并联运行等内容放在实践和实验环节来解决,减轻课堂教学课时少的压力;对直流电机部分工艺、设计等方面的知识进行删减;将永磁电机、伺服电机等内容放在后续专业选修课程中;另外针对电气工程及其自动化的人才培养特点,将变压器、同步电机、异步电机作为主要内容学习。
三、整合教学资源,改进教学方法
《电机学》是一门理论与实际联系十分紧密的课程,若学生在学习这门课程时对实物没有一定的感性认识,很难较好地接受授课内容,所以在教学中必须注意理论知识和工程实际相结合。
在教学过程中教师要避免“填鸭式”的教学方法,应以培养学生独立获取知识、分析解决问题的能力为主。我们采用提前布置、课堂讨论、课下总结的方法:教师针对要讲述的内容,可提前布置思考题,督促学生课下自学;在课堂上通过适当的提问,然后师生共同讨论,激发学生的学习热情;在教师的引导下,要求学生对所学电机从结构、原理、特性的角度进行归纳、整理,比较各种电机的共性与个性,使学生对系统的理论知识掌握更加牢固。
四、改进实验教学,提高实践能力
论文关键词:技术应用型;专业学位研究生;数学课程;建设
当前我国的研究生教育属于专才教育,其发展重心已由注重规模发展转变为提高质量和创新能力的培养。相对于本科生的通才教育,研究生教育对数学理论和数学方法有着更深、更高的要求。从国内不少高校多年的研究生数学课程教学过程来看,发觉很多研究生的数学基础薄弱,缺乏运用数学知识解决专业实际问题的能力,影响了其从事深层次专业研究的创新能力。从很多数学教学研究实践成果来看,目前国内高校研究生教育数学课程教学改革实践大多是基于学术型和工程应用型的高校,而且很多仅仅是针对于某一门数学课程教学改革方面的研究,对以技术应用型为特色的高校专业学位研究生教育数学课程教学平台建立和实践方面的研究目前几乎还是一个无人问津的课题。下面笔者围绕上海市教育科学研究项目和上海电机学院重点教研教改项目,以技术应用型人才培养为办学定位的上海电机学院为研究对象,就技术应用型院校专业学位研究生数学课程教学平台的建立及课程教学内容设置等方面进行分析阐述。
一、建设的意义
二、建设的内容
本项目研究的基本内容就是根据教育部有关工科类、经管类研究生数学教学改革文件的精神,针对上海电机学院已经启动开展的专业学位研究生层次教育工作和当前学校的办学定位,拟对技术应用型专业学位研究生数学课程教学平台的建设进行研究,包括多层次课程平台的建立、课程教学内容的设置及教学方法的探讨等方面。主要内容包括:
1.多层次课程教学平台的建立
2.课程教学内容的设置
3.教学方法的研讨
对构建的三个层次课程教学平台可以按照一定的进度进行并行教学,其中基础平台可以尝试以教师课堂讲解为主,系统讲授一些基础数学课程的理论和方法,目的是能使学生建立较扎实的数学理论基础;应用方法论平台则可以采用教师讲授和学生课后查阅文献相结合等方式,目的是使学生了解现代数学一些理论和方法在本专业领域的最新应用进展情况,以激发学生学习数学知识的积极性;选修课程平台则可采用教师开设选修课或课外讲座的方式,学生可以根据自身需要和将来参与的课题项目,来选择对应的数学课程,比如学生可通过选修“数学模型”课程,参加研究生数学建模竞赛或采用校企双导师培养方式直接参与来自企业现场的实际案例研究,以提升其应用数学思想分析和解决实际问题的综合素质和创新能力。
另外,教师在教学中要注重课内课外相结合,书本知识和工程实践相结合,使学生既能够掌握现代数学理论知识,同时又具备实际的运算操作能力,比如在讲授“数值分析”课程时,可通过项目教学法等形式,采用实验室上机实习和理论课程教学相结合的方法,以提高学生的实际运算能力。为了辅助研究生数学课程教学,学校今年还专门投资50多万元,在临港校区建立了公共数学实验室,为学生能熟练地掌握数学软件的使用方法和进行科学计算创造了较好的教学条件。特别是上海电机学院作为一所新升本科院校,学校的数学课程教师应该注重提升自身的素质,善于保持不断获取最新知识的欲望,并能应用这些知识培养学生的创新思维能力和悟性,掌握正确的学习方法。
关键词:大学英语;形成性评估;行为表现评估
一、上海电机学院大学英语教学改革经验与教训
上海电机学院大学英语教师在2013年3月组建了大学英语教学试点班教学团队,重新设计教学内容,探索创新改革教学方法。同年9月,试点班级教学活动正式开始,试点班为上海电机学院优势学科,包括电气工程与自动化、新能源科学与工程、自动化以及测控技术与仪器四个专业,共计13个自然班,英语课程持续两学年,共计16学分,每周4学时,其中阅读每周3学时,听说1学时,每学期共16周。由于第一学年的英语教材和普通班一致,授课时数相同,试点班着重在课堂教学模式和评估模式上进行改革,采用了“合作学习”模式并加大了形成性评估模式在评估中所占的比例(从40%调高到60%),评估内容包括出勤,作业,小组合作,阶段性测试等。
通过为期一年的教学实践,在与教学管理部门和学生进行座谈沟通后,试点班的教师发现:1)较普通班而言,试点班学生课堂在学率较高,课堂气氛活跃,学期总评成绩理想。2)由于学生的英文水平差异较大,学生对合作学习后产生的成绩有争议。3)频繁的测试对学生学习兴趣的提升没有太多效果,相当一部分学生只是因为要拿成绩而学习。。4)最棘手的问题是,由于形成性评估在评估中所占的比例提高到60%,学生平时成绩的累积变的非常重要,集体备课、开展测试、增加作业量后,试点班任课教师的工作压力和工作量倍增,教师身心疲惫。
由此可见,创新后的课堂教学模式虽然在一定程度上解决了大学英语教学中的部分问题,但是并没有对学生自主学习能力的提升起到预期规模的作用;同时,新型教学模式也对教师的教学评估能力提出了挑战;形成性评价不应该是各类平时成绩的简单累积,应注重学生个体发展并能够为教学双方提供有效信息反馈,这样的形成性评估模式才能真正满足大学英语教学改革的需求。
二、对形成性评估的重新审视
上海电机学院试点班的教学采用了频繁的作业和测试形式增加形成性评估的比重,这一过程是建立在教师翻倍的工作之上的,而来自学生的反馈意见却表明他们感觉更紧张,想到测试和作业就比较压抑,学生更乐意于听到教师对他们某一个学习阶段进行评价;他们认为来自教师的总结、肯定和鼓励比测试的成绩更加重要。从理论上讲,对于在归因论中被划分为failure-avoider(害怕失败的人)的学生而言,当他们频繁接收到糟糕的评价结果,无疑会对他们产生负面影响,因此产生的消极情感会更加不利于英语教学活动的开展。学生的个体差异和群体内部的差异更受到足够的重视。怎样才能在顾及教师工作强度,同时又能够顾及所有学生学习感受的基础上开展有效的形成性评估是教师亟待解决的问题。
经过认真反思和对形成性评估模式的重新审视,从2014年9月开始,在保留合作学习课堂教学模式的基础上,上海电机学院教师将行为表现评估引入教学活动中。
(一)行为表现评估
行为表现评估(Performance―basedAssessment)指的是一系列注重开展开放式、没有标准答案、采用非客观问题,能够对高层次思维能力进行评估的活动,活动可以是真实的。对于这些活动的评估通常包括直接评估,自评,团队评价,个体评价和对评估方法的评价[2]。
Airasian认为行为表现评估应该注重四个方面,1、需要有一个明确的目标;2、要有观察的标准;3、要提供一个恰当的环境;4、要为学生的表现进行评价[3]。
(二)行为表现评估在具体教学中的实施及优势体现
上海电机学院的教师发现:当学生即将要参加某项考试(诸如CET4或CET6)的时候,学生的学习态度和学习效果会比较令人满意。清晰的学习目标和较高的学习积极性对学生的学习有着很大的促进作用,有确定学习目标的学生比学习目标不明确的学生更易于管理,鉴于此,阶段性的教学目标有助于提高学生的学习积极性,有利于学生自主学习能力的培养。教师应深入了解、分析整体教学内容,在此基础上对教学内容进行阶段划分,将各阶段教学目标与量表制作相结合。作为一种课堂评估方法,行为表现评估在课堂教学过程中开展,因此,设计行为表现评估量表和课堂活动就成了教师课前备课时最重要的任务。
担任同一课程的任课教师和学习该课程的学生都可以成为行为表现评估量表的制定者,评估的责任均分到所有参与者,减轻教师工作压力的同时激发了学生对评估的参与热情。反复修改后使用的量表能够最大程度地受到学生的认可。学生不再认为评估是教师的任务,会更加关心自己的学习努力程度与量表描述项的差距。
以写作课为例,制定好的评估量表在学生开始写作前已经发放,当老师讲解如何按照要求写出一个提纲之后,学生在动笔写作之前对各项评判标准已经了然于心,当学生写作结束后,学生不仅可以进行自我评判,也可以进行相互评判。
由此可见,在新型教学模式中,不产生直接成绩的、能够为学生提供详细反馈信息的评价才能真正激发学生内在的学习动机、允许学生共同参与的评估过程才能使学生乐于参加评估并锻炼学生对自我学习过程的掌控能力与评估能力、只有当学生觉得有必要学习、会学、乐学的时候,教学与评估才能达到一个很好的平衡点,评估才能真正对教学产生促进作用。
三、行为表现评估使用注意事项
(一)整体学习目标与阶段性目标相结合
(二)形成性评估方式多元化
作为一种课堂教学评价方式,行为表现评估有着很多明显优势。依据RobertJ.Marzano着重提出的四个原则(1.课堂评价的反馈应该为学生清晰地描述学习目标上的进步和怎样再提高。2.课堂评价的反馈应该鼓励学生进步。3.课堂评价在本质上应该是形成性的。4.形成性课堂评价应该是经常性的),任课教师也应当看到其他形成性评估模式的长处,在形成性评估过程中根据教学实际将多种评估模式相结合。评价不能仅限于依据量表进行的行为表现评估,也应将纸笔测验、档案评价、游戏化评价等多种形成性评价手段相结合使用。例如:对于程度较差的学生而言,体现人本主义教学观的访谈法和文件夹评估模式都能起到很好的作用。
参考文献:
[1]BrobertJ.Marzano有效的课堂评价手册[M]教育科学出版社,北京,2009年6月
[2]Hambleton,Advancesinassessmentmodels,andpractices.InD.C.Berliner&R.C.Calfee(Eds),Handbookofeducationalpsychology.NewYork.Macmillan1996
一、风能与动力工程专业人才培养现状
二、风能与动力工程专业课程体系设置规划
风力发电系统是一个综合电机制造、空气动力学、电力电子、电力系统、先进控制理论等多学科知识的高度交叉的新技术系统工程,现有风能与动力工程专业的教材缺乏系统性、实用性和时效性,同时复合型师资和教育资源有所欠缺,各学科交叉联合攻关研究的学术氛围不浓。在调研其他院校风能与动力工程专业课程体系的基础上,本着学以致用的思想,立足内蒙古风电大发展的现实,面向风电制造企业和风电场,秉承服务社会的理念,优化整合教学资源,既要保证理论知识的掌握又要提升学生实际动手能力,构建科学合理、特色鲜明的以风力发电为主体专业课程体系。在完善风电人才教育体系的基础上构建了内蒙古工业大学风能与动力工程专业选课指导,如图1所示。
课程体系设置以综合素质教育为核心,实践能力和创新精神培养为重点,要求学生具备较宽广的电气学科工程技术基础和风能与动力工程领域专业知识,接受风能开发利用技术的基本科研和工程训练,具有分析和解决风能利用方面问题的基本能力,能把握电机电器、电力系统、电力电子、自动控制与风力机械和风电场的有机结合,强化多学科交叉融合与实际工程应用能力的紧密联系。其专业主干课程主要包括:工程力学、机械制图、电路原理、电子技术基础、电力电子技术、自动控制理论、电机学、电力拖动自动控制系统、风力机空气动力学、风资源测量与评估、风电机组控制技术、风电场电气工程、风力发电系统建模与仿真、风电机组测试与维护、太阳能发电技术、可再生能源。
目前我国正式出版的风能技术书籍不少,但其中能直接用于本科教学的书籍较少。主要是由于这些书籍集中于以下三类:第一类为技术培训类教材,理论性和知识的系统性不足;第二类为理论性专著,偏重理论性,有深度,很多内容源自作者的学位论文或技术报告,部分章节的难度远超本科生的理解能力;第三类是各国风电行业标准和操作规程,可作为教学辅助用书,但同样不适于课堂教学。由于以上问题,内蒙古工业大学在没有进行专业师资培训的前提下,教师们通过自身科研和刻苦自学克服了很多实际困难,采取自编校内讲义和其他近似参考教材相结合的方式开出了风能与动力工程专业所有大纲要求的专业课程,如风力发电系统建模与仿真、风电机组测试与维护、无功补偿技术等专业课程,计划在经过两到三届的试用和修改补充后正式出版一些教材。
三、结语
作者:任永峰彭伟张利宏李华单位:内蒙古工业大学电力学院
一、改革方案
1.方案制订
为了使每个学生都能在毕业设计中得到实在的锻炼,目前,毕业设计(论文)基本实行单人单题目制度,学生在毕业设计(论文)过程中独立完成自己的工作。这种主要的模式虽然有利于培养学生独立解决问题的能力,但在协作能力的培养上却有所不足。因此,试点班BG1001电气工程及其自动化(试点班)尝试通过相互协作的团队合作模式,即2个学生相互合作、完成一个较大的综合性题目的模式。指导教师选择上尽量选择具有一定硬件开发能力及具有较高学术造诣的教师,此次试点班指导教师配备了2名教授、5名副教授(高工)、2名讲师。团队合作模式的最主要特征就是个人的设计内容与他人的相互关联,具有下列特点和要求:
(1)题目具有一定的综合性或合作性,能培养学生的综合能力、创新能力和合作精神。为了能够满足2个学生共同完成一个项目课题,选题就比较重要,需要满足2个学生的工作量,又能彼此分工。本次选题要求能够完成实物,并在正式答辩时能够进行实物展示。
(3)团队合作模式可以有三种方式:同一项目分工,可以一个硬件设计、一个软件开发。例如:超低功耗无线车位探测控制系统设计研究、光伏最大功率跟踪电路设计等项目就是采取该模式。同一项目可以不同方案实现。该方案在本次毕业设计中没有团队采用。同一项目,可以一个通过软件仿真实现、另一个完成实物开发。
二、毕设执行情况
三、结论
关键词:实验教学;研究生;电气工程
作者简介:解璞(1977-),女,河北定州人,军械工程学院车辆与电气工程系,副教授;赵锦成(1962-),男,陕西西安人,军械工程学院车辆与电气工程系,教授。(河北石家庄050003)
基金项目:本文系军械工程学院教学研究课题(课题编号:Jxlx1382)的研究成果。
实验教学对于培养学生实践能力和创新能力具有不可替代的作用。[1]军械工程学院电气工程学科针对装备供电“安全、可靠、优质”的军事需求,围绕装备电气系统中电能的发、输、配、变、控、管、用等技术环节,以提高电气装备的性能和维修保障能力为目标,研究装备电气工程新理论、新技术和新方法,体现为机械与电气、强电与弱电、设备与系统相结合,技术内涵有别于民用电网,具有明显的军事特色和学科特色。本学科要求研究生除需熟悉电气工程学科的科学研究方法,具有独立获取新知识以及从事科学研究的能力,还应掌握较强的实验技能和解决实际问题的能力。
研究生的实践能力和创新能力是衡量研究生培养质量的重要指标。实验教学是电气工程学科教学的重要环节之一。然而,相比于课堂教学和学位论文研究,实验教学一直是研究生培养工作中亟待加强的环节。[2]重理论轻实践,致使大部分研究生理论水平很高,但动手能力和解决实际问题的能力欠缺。因此如何优化实验教学内容,丰富实验教学方法,打造实验教学平台,培养出综合性、创新型人才是实验教学的关键。
一、传统实验教学存在的主要问题
目前研究生的实验教学没得到足够重视,导致很多研究生实验课程变成了一种形式上的教育,成为研究生用来“混学分”的课程。究其原因,目前研究生实验教学主要存在以下不足之处。
1.实验内容设置欠合理
2.实验教学方法不足
3.实验资源利用率低下
目前多数院校简单地按任务目标和所属部门划分实验室[3],教学实验室基本不涉及科研工作,科研实验室很少顾及教学,人为地将教学与科研割裂开来,不利于实验室资源的充分利用。实验室开放不够,研究生很少有机会进入专业性更强、设备更先进的科研实验室进行综合性与研究性的实验。有些研究生导师会利用自己的课题经费购置或研制一些先进的实验设备,但出于对设备的保护,利用率低,很少为研究生实验教学所公用。
二、研究生实验教学改革中采取的措施
如何解决研究生实验教学过程存在的上述问题,充分利用实验教学提高电气工程研究生的创新能力?本文结合笔者在研究生实验课程教学中的体会,以及军械工程学院电气工程学科在研究生实验教学过程的实践经验,提出几点改革措施。
1.优化实验教学内容
实验内容的安排、选择及合理分配对实验教学是非常重要的。为此,我们根据电气工程学科不同层次、不同研究方向的研究生,由浅入深、由点到面,分层次优化实验教学内容。目前的实验内容主要分为:验证型实验设计型实验科研型实验。
验证型实验主要用于对研究生学员的基本实验技能进行培训。通过常规实验操作方法的培训,提高学员动手能力,为下一步进入论文阶段并顺利开展打下坚实的基础,每名研究生必须完成这一阶段的训练。
科研型实验是让研究生主动参与到科研实际。充分发挥学科优势,利用科研实验室资源和强大的科研队伍,与武器装备和科研课题接轨,将前瞻性、先进性的科研成果融入到实验教学环节中去,从而使研究生在进入做论文阶段之前熟悉各种专业设备并掌握现本学科中具有代表性的重要研究方法,了解和掌握现代最先进的技术思想,达到依托科研实践培养创新能力的目的,为研究生学员到部队任职打下坚实的基础。
实验教学内容改革要服从服务于人才培养的需要。军校研究生的培养,是为了适应军队建设和信息化条件下作战的需要,为我国国防现代化建设培养各级各类的自主创新人才。在进行实验教学内容优化时,必须在遵循本学科发展规律的前提下,针对武器装备建设和发展中面临的实际问题及研究生后续的课题,明确军事应用背景。
以本教研室的电气工程硕士点为例,该学科针对目前我军装备野战供电保障多采用内燃动力发电机供电而油料保障压力大、战场安全性低、制约军事意图实现等不足,为适应装备供电保障发展趋势,坚持自主创新,构建了风—光—柴混合能源互补供电系统。该微型供电示范系统填补了我军装备野战供电系统保障在混合能源互补供电领域的空白,并将此科研成果应用到研究生的实验教学中。目前依托该平台可开展混合能源互补供电组网、监控、分配、变换、防护等实验,使学员巩固理论知识,了解前沿动态,掌握实验方法,一方面为后续研究生学员开展新能源发电技术、实时智能控制器、新型蓄电池及其充/放电控制技术、混合能源互补供电能量管理与监控技术等方面的课题研究提供了基础和保障,另一方面也使实验课程的内容更加具体化,促进了课程教学内容改革和创新。
2.丰富实验教学方法
教学方法是实验教学的关键。研究生的培养目标是成为独立从事科研工作的个体,因此研究生的实验教学不能停留在传统的教条式层面上。
实验教学方法的改革就是要本着“学员为主,教员为辅”、“学员独立设计,教员重点辅导”的原则。在实验教学环节,有必要培养研究生的实验流程自行规划能力。比如对于验证型的实验,只给出实验节点要求,研究生则要按照自身的理解,自行设计实验步骤,并整理实验结果,甚至自行补充实验内容,进行创新性实验学习。在与研究生课题联系紧密的科研型实验中导师应尽量放手,让研究生充分发挥聪明才智,让实验教学成为一种探索、求知、求新的过程。
同时实验教学应贯穿于研究生培养的全过程,导师应及时根据研究生的课题进展情况,了解其实验中遇到的问题并给予指导或协助解决,让研究生少走弯路,提高效率,这也是一个教学相长的过程。通过这种研究式的实验,可以循序渐进地培养研究生独立分析解决问题的能力。
3.打造实验平台
实验平台是实验教学的保障。为弥补实际装备缺乏所造成的教学条件不足,利用科研资源优势改善研究生实验教学环境,解决实验教学对实际装备的依赖。我院电气工程学科依托军队“2110”装备野战电力支持实验室的建设,结合装备野战供电的发展趋势及需求,以“瞄准前沿、围绕目标、结合装备、强化特色”为发展目标相继搭建了军用电站装备综合技术保障、野战电力支持仿真、电能质量监测与控制3个特色鲜明并互为补充的实验系统。
(1)电力综合技术保障实验系统。该系统能培养电气工程研究生在装备野战电力支持方向的理论联系实际意识和基本实验技能,为电机学、电力系统分析、电气检测技术、供配电技术、电能质量分析与控制等专业课程学习提供了实验条件和良好的科研背景。
(2)野战电力支持仿真实验系统。该系统由1台高效专业服务器和6台台式计算机及显示设备和专业的电力支持仿真计算软件组成,该仿真系统可弥补实验技术的不足,提高研究进度,降低研究费用,具有灵活性、可重复性及安全性高的特点,研究生学员可在装备野战供电系统建模和稳态/暂态仿真分析计算,优化装备野战供电系统设计,提高系统的电能质量、控制运行系统的运行效率和安全稳定性等方向开展实验。
(3)电能质量监测与控制实验系统。该系统为开展负荷结构特性对电能质量的影响研究,实现了负载形式的典型、多样化,兼顾了实际和科研的需要。一方面配置了小型化的电机拖动、照明、变频调速电机、逆变装置等非线性、冲击性负荷,另一方面配置了电子负载、阻感负载等以便建立极端条件下的综合负荷模型,同时还具有国际先进水平的交/直流电压跌落模拟器,可模拟极端的电能质量问题。为研究生电能质量专业课程学习提供了实验条件,为硕士研究生的培养提供了科研环境手段。
目前该实验室面向研究生学员全面开放,共享及利用率较高,已能满足野战条件电能的产生、组网、分配、变换、监控和保障等方面的科学研究,可在更高的研究层次培养研究生创新能力。近三年来以实验室为背景,先后培养各类研究生12名,已毕业硕士研究生8名。实验室在建设中自主开发实现了部分功能,混合能源互补供电系统培养研究生3名,分别实现了混合能源互补供电系统的实时监控和铅酸蓄电池的虚拟测试;军用电站性能检测与测试分系统培养研究生3名,分别开展了军用电站电气参数检测及模块电源虚拟测试系统的研究;2名研究生则分别开展军用电站AVR检测诊断平台及逆变电源供电负荷适应性研究。把实际科研用的装置用于实验教学,使研究生在课程学习中就接触到课题了,这些设备就是下一步研究生做课题直接要用的设备,这些科研平台的设计、运行、实现方法都成为课题可借鉴的资料。这使研究生尽早接触到学科发展的前沿,拓展视野,并加强了研究生实践能力、创新能力的培养。
几年来的实践证明,加强对研究生实验教学的改革,一方面加深了研究生对本学科理论知识的进一步理解和掌握,拓宽了知识面,另一方面也使他们学到了许多实验室工作的知识和技能,提高了实验动手能力、语言表达能力、组织教学的能力和理论联系实践的能力,培养了严谨的科学作风,促进了学业的进步。研究生教育要围绕学科特色优势,重视研究生扎实的实验基础、综合运用技能和创新思维的培养,同时还应优化实验教学内容,丰富实验教学方法,打造良好的实验平台,从而为实验教学提供良好的条件,进一步提高研究生实验教学效果,达到全面提升电气工程研究生综合素质的目标。
[1]邝溯琼,杨定新,陶利民.开放式研究生综合实验中心的探索与实践[J].实验室研究与探索,2012,31(3):109-111.
[2]周爱华,唐玲.电气专业综合实验中心建设的构思[J].中国电力教育,2011,(33):187-188.
[3]丁坚勇,饶凌平.加强大学生实验教学培养电气工程高素质人才[J].中国电力教育,2007,(1):111-113.
[4]潘再平,唐益民.加强电力电子技术和电机控制类课程实验教学[J].实验室研究与探索,2002,(1):29-30.
电气工程专业认证首要的关键问题是判断培养目标、课程设置及教学内容等是否符合专业认证通用标准[3]和补充标准[4]。为此,对照上述标准的要求,我校电气工程及其自动化专业进行了课程设置方面的相应改革,为顺利通过专业认证[5]奠定了基础。
一、学分规定与毕业要求学分
我校按照理论课程16学时对应1学分、独立设置的实验课程30学时对应1学分进行学分设置。根据培养计划,电气工程及其自动化专业学生必须修满168个学分方可毕业,包括理论教学学分和集中实践环节学分。理论教学占132学分、集中实践环节占36学分;其中,理论教学中的必修课为98学分,人文及社会科学选修课为6学分,其它选修课为28学分。
为了全面推进素质教育,激励学生树立创新意识,培养学生的实践能力和创新能力,提高学生综合素质,学校鼓励学生积极参加第二课堂活动,制定了《长沙理工大学第二课堂学分认定暂行办法》。第二课堂活动主要包括:各级各类竞赛,论文和科技成果,科研活动,各类过级考试和职业技能考核,社会实践活动,公益劳动等,“大学生素质拓展中心”或“阳光艺术团”组织的各类培训班,学生会或学生社团联合会组织的活动,各学院根据自身特点确定的活动或项目。学生参加上述各类活动并至少获得10学分方可毕业(第二课堂学分不包含在毕业总学分之中)。
二、教学计划的修订
我校对于教学计划修订有较为完善的制度,一般每隔4年左右就对培养方案进行一次修订,教学计划的修改随同进行。培养方案和教学计划一经确定,将保持一定的稳定性;其修订原则上根据国家或社会发展的要求进行。教学计划批准后,教学组织和实施严格按照教学计划表执行。
三、课程开设体系
根据专业认证通用标准[3]和补充标准[4],在电气工程及其自动化特色专业课程体系的基础上,根据本专业培养目标定位,其培养规格、培养途径和培养质量都以培养目标达成为导向,课程的开设也紧紧契合培养目标和毕业生能力要求。本专业课程体系称为“6+1”结构:由人文及社会科学类、数学与自然科学类、工程基础类、专业基础类、专业类、工程实践与毕业设计(论文)6个模块和课外教育活动模块组成,课程结构比例为:人文及社会科学类课程(含外语)占总学分的21.1%,数学与自然科学类课程占总学分的15.5%,工程基础类课程、学科专业基础类课程与专业类课程占总学分的43.2%,工程实践与毕业设计(论文)占总学分的20.2%;具体课程开设情况见表1,主要课程的先修关系如图1所示。课外教育活动主要考虑学生综合素质及个性化能力培养,在课堂之外可获得的创新学分(我校普教本科生第二课堂活动学分折算表见表2)。
四、课程体系的特点分析
通过对表1、表2和图1所示课程体系的分析,可以发现以下特点:
(1)通过人文及社会科学类课程,培养学生人文科学素养、社会责任感和职业道德,使之具备一定的经济和管理知识;并具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力;
(2)通过数学与自然科学类课程的学习,培养学生应用数学与自然科学知识解决本专业中工程问题的能力;
(4)通过专业基础类课程的学习,掌握学科基础知识和专业基本理论知识,培养学生不断学习和适应发展的能力;
(6)通过工程实践与毕业设计(论文)等工程实践环节,提高学生综合运用理论和技术手段解决实际问题的能力和追求创新的态度和意识;培养学生的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。
显然,上述课程体系满足了《工程教育专业认证通用标准》[3]中培养学生“十大”能力的要求,同时通过专业基础、专业课的学习,满足《电子信息与电气工程类专业认证补充标准》[4]中知识要求、能力要求、工程要求和特别要求条款。通过选修课的设置,学生可根据自身实际及职业规划的需要有选择性的学习。
关键词:创新教育新能源人才培养
中图分类号:F240;G645
文献标识码:A
引言
大学生创业教育理念是强化创新创业能力训练,增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力,培养适应国家建设需要的高水平人才{4}。在大学生创新创业教育模式下培养新能源领域紧缺人才,能够极大地促进新能源产业的发展。
一、风力发电
笔者所在专业为农业电气化与自动化专业,主要培养电气工程类专业技术人才。目前,小型风力发电系统效率很高,已达到商品化程度,风力发电机、风力发电已初步形成产业。风力发电技术为本专业的一门专业选修课,风力发电原理是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染,是一种特别好的发电方式。
近年来,笔者所在的佳木斯大学大力支持大学生创新创业训练计划项目的开展,学生在指导教师的指导下申请一些风力发电方面的项目。风力发电技术课程涉及到直流发电机、同步交流发电机、异步交流发电机、发电机组的控制、充电器及逆变器方面的知识,这些知识大多抽象,学生只会理论计算,对工程实际应用及运行情况不了解,使项目进行过程中遇到很多阻碍。为此,本专业带学生到学校附近的大唐依兰风电公司进行参观实习,使学生了解风力发电实际运行情况,在实践与创新理论的指导下完成课题。
二、太阳能光热发电
1.太阳能光伏发电。太阳能是石油和煤炭等常规能源最理想的替代能源,太阳能光伏发电是各种新能源中应用前景最广阔的一种{4}。鼓励学生申请光伏装置设计方面的课题,通过装置搭建过程中掌握太阳能光伏发电系统工作的原理,在实际操作过程中发现问题,然后通过交流学习解决问题,掌握逆变技术、最大功率点跟踪技术的原理和方法。此外,还通过太阳能光伏板完成太阳能充电器、太阳能灭虫等设计,使学生的创新能力、实践能力得到了极大的提高。
2.太阳能热电发电。太阳能热利用技术按终端使用温度范围大致分为低温、中温、高温:低温范围在100℃以下,主要用于生活用水、采暖、干燥、蒸馏、农用温室等;中温100~300℃之间,用于工业用热、制冷空调、烹调等;高温则为300℃以上,用于热发电、材料高温处理和有毒物料的去毒处理等。太阳能利用技术也是农村新能源利用的核心,在社会主义新农村的新能源建设中起到至关重要的作用。
太阳能热电发电有两种形式,一种是利用太阳热能产生高温蒸汽推动汽轮机发电,另一种是将太阳热能耦合到热电材料,利用热电材料的赛贝克效应进行发电。其中,第二种太阳能发电形式被称为太阳能温差发电,这种发电方式更适合大学生创新创业项目。作为本项目的前期铺垫,目前已经指导学生完成2015年大学生创新创业项目,智能半导体温差发电装置设计(201510222017),目前发表学术论文2篇,申请专利1项(ZL201520418516.8)。项目实施过程中,学生从对温差发电一知半解,最后通过学习、研讨、反复实验解决各种问题,提高理论与科学技能的同时,创新能力及团队合作能力都得到了极大的锻炼,此外,项目申请与答辩过程中都需要项目组成员自已完成PPT制作与解说,使学生得到了专业锻炼,为今后工作中遇到同样问题打下良好基础。下个项目的目标是完成太阳能温差发电装置的设计,使学生在项目实施过程中掌握更多太阳能利用的理论与技术。
三、水力发电
水力发电虽然不是新能源发电,但也是节能环保的可再生能源发电。水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处,将其中所含势能转换成水轮机之动能,再借水轮机为原动力,推动发电机产生电能{5}。在水力发电中,主要培养学生控制方面的技能,目前已经完成“基于PLC的水电站闸门监控系统设计与实现”。学生采用上位机与下位机协同工作的控制方式,RS485通讯方式进行数据的传输,以PLC为系统的控制核心,完成对水电站闸门的全程监控。实现功能主要包括:通过人机交互界面―触摸屏,实现对闸门的启动上升、停止、下降的控制;实现对闸门开放度信息的采集、显示及处理功能;在紧急情况下紧急落门和紧急抱闸刹车的功能;报警信息的显示以及通过触摸屏可以监视系统运行状态;控制闸门上升或下降到指定开度。项目实施过程中,学生的组态软件编程能力、PLC控制能力、上位机与下位机的通讯能力都得到了很大的提高。
总结
2.在认识到新能源产业人才的缺失如此严重的同时,也促进本专业的课程调整。考虑培养多层次的学生,既培养有从事科研、开发的领域的人才,也培养产业的技能人才,增强专业的活力。同时,新能源产业日新月异,新产品、新技能层出不穷,也要求专业教师们时刻更新自己的知识结构,跟上变化的步伐,打造更加专业的教师队伍。
3.目前高校都面临巨大的就业压力问题,社会上还缺少创新创业型人才,通过大学生创新创业项目培养出的学生,在专业技能、创新思维、创业能力、管理能力、商务能力等多方面得到锻炼和提高。即使学生不进入到新能源产业工作,也可选其他领域的工作,这在一定程度上增加了本专业的就业渠道,缓解就业压力大的社会问题。
注释:
{1}李春曦,王佳,叶学民等.我国新能源发展现状及前景[J].电力科学与工程,2012(28)4:1-8.
{2}王伟东,艾建军,杨坤.新能源产业人才培养问题与对策[J].中国电力教育,2011(12):5-6.
{3}邓淇中,周志强.大学生创新创业教育体系的问题与对策[J].创新与创业教育,2014,5(1):33-35.
{4}谌权章.我国新能源产业及其发展对策初探[J].重庆交通大学学报(社科版).2011,11(3):20-23.
{5}张春友,赵华洋.新能源教学改革的几点思考[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2014,29(4):405-406.
(作者单位:佳木斯大学机械工程学院黑龙江佳木斯154007)
关键词:课程建设;精品课程;教学改革
河南理工大学(以下简称“我校”)的“自动控制系统”课程经过30多年的教学改革和发展,取得了突出成果,于2008年评为国家级精品课程。近几年来,本课程教学组在整合原有资源的基础上,在师资建设、教学手段、实践环节、考试方式等方面进行了改革和实践,进一步加强精品课程建设,获得了课程教师和学习该课程的学生的肯定和一致好评。
一、课程教材建设
教材的选取和教材建设是决定教学质量的关键因素之一,它直接影响着教学内容与学生知识结构的合理性与科学性。[1]
二、教学方法建设
“自动控制系统”具有综合性强的特点,这门课程涉及的领域广泛,是电机学、电力拖动自动控制原理、微型计算机控制技术以及电力电子技术等多门课程的综合和升华,也是与工程实际接合非常紧密的一门专业课程。[2]在讲授课程的过程中,主要从以下几个方面着手:
1.培养学生的学习兴趣
“自动控制系统”课程是一门综合性和实践性很强的课程,培养学生对该课程的学习兴趣尤为重要。课程教学中始终贯穿课程内容的实用性是激发学生学习兴趣的关键所在。例如在课程开始就给学生先举一些很有吸引力的、多个领域的交直流调速系统应用实例,例如电力机车的启动、调速、停止过程和龙门刨床切削工件的过程,让学生直观形象地了解到本门课程在实际中的具体应用及重要地位,增加学生对电机调速系统的感性认识,通过这些例子用“调速”两个字来概括本课程的学习内容,让学生了解本课程的学习目的。然后从19世纪开始谈交直流的发展历史,比较交直流调速的优缺点进而让学生认识到交直流调速的发展趋势,使学生对本课程有一个宏观概念上的了解,清楚本课程的重要性,培养学生对本课程的学习兴趣。
2.鼓励学生自学、主讲,调动学生学习的积极性
课堂教学过程中,对于较难的章节可以以教师主讲形式进行,在本节课结束后,把本节课讲到的调速系统的缺点总结出来,提到下节课的调速方式可以解决存在的问题,让学生在课前自学,预先提醒下节课可以由学生来讲。在下节课时请学生来主讲,根据学生的理解,针对关键问题,回顾所学内容,对学习过的内容进行叙述,交流自己掌握的知识及学习体会。教师在听取学生讲课和回答问题的过程中,可以摸清学生对知识点的理解和掌握程度,对其中的错误概念和理解及时给予指导、纠正。在课程内容的讲授中,以控制方法作为主线,贯穿课程始终。按提出问题、分析问题、解决问题的方式,循序渐进、由浅入深地组织研讨型教学,充分调动学生的学习积极性。
3.精心选择教学内容,适当补充新的知识点
教学过程中应根据本课程的特点,使教学内容与该领域的先进技术同步,激发学生的学习兴趣。随着电力电子技术与自动控制技术的进步,应逐步增加交流调速的教学内容,减少直流调速的内容。其次,由于自动控制系统课程的讲授内容较多,要根据不同专业分配的课时合理选择讲授的内容,处理好教学内容和教学专业、教学课时之间的矛盾,做到由简入繁,重点突出。
4.适当使用多媒体教学
改革传统的“黑板+粉笔”的教学方式,引入多媒体教学是目前在高校教学中普遍采用的一种教学手段。[3]但是过多地使用多媒体教学会限制学生的想象力,不利于学生创造性思维的发展,也缺少教学过程中的灵活性和同步性,同时也不利于教师主导课堂教学。[4]因此在自动控制系统的教学过程中,教师首先要合理规划好哪些章节使用多媒体课件教学,对于使用多媒体教学的章节一定要按照自己的思路对课件进行整理或自己制作课件。
一般来讲对于内容枯燥而要提高学生学习兴趣或图形较多的章节内容可以用多媒体教学,比如绪论、电枢可逆有环流调速系统制动过程分析等章节推荐使用多媒体讲解,使用多媒体讲解时也可以加上适当的板书。对常规内容、公式原理的推导等用板书完全可以满足教学要求。
5.加强实践环节教学
通过实践或实验环节可以加强学生对课本所学内容的理解。教学过程中注重课堂教学与课外创新实践活动相结合,在课堂上鼓励学生积极思考、提问和回答问题;在实验课将理论验证与综合设计、自主创新结合起来,给学生更多发挥个人创造力的机会;在课外积极鼓励、指导学生参加学校“大学生科技创新基地”的科技活动,通过此类活动反过来促进课堂教学,学生的创新实践能力得到加强。鼓励学生参加一些自动控制系统设计开发类的比赛和项目。近几年,我校学生参加飞思卡尔汽车大赛的热情不断高涨,在全国大赛上也取得了较好的名次。学有余力的同学也参加了自动化研究所教师承担的一些科研项目,在实践中得到了锻炼。
6.引入MATLAB进行辅助教学
利用MATLAB仿真工具设计自动控制辅助教学软件,通过Simulink生动再现了系统的动态响应过程,化解难点,同时增强学生探究式学习的兴趣。MATLAB软件可以搭建虚拟系统,实现系统的仿真任务,把这个软件引入到教学活动中,已经被越来越多的老师所采用。例如在讲授转速、电流双闭环直流调速系统的动态特性分析时,在MATLAB/SIMULINK环境下根据具体的系统参数设计该双闭环调速系统,仿真观察其动态特性,改变各调节器参数,由虚拟示波器得到不同的曲线,分析仿真结果,使学生直观地认识到所研究的双闭环系统的特点。在课程设计过程中,可以鼓励学生使用MATLAB软件对设计的系统进行仿真验证,克服了传统教学中枯燥、抽象、难以理解等弊端,达到良好的教学效果。
7.作业和考试方式上的改革
灵活布置和批改作业,提高教学效果。在课程教学中,根据重点、难点内容并结合实际调速系统发展现状与趋势,适当布置一些具有实践性、挑战性的作业,以启迪学生的创新思维能力,进一步拓展知识、开阔思路。此外,还布置学生撰写科技论文,培养学生查阅文献、分析归纳资料、书写论文、进行初步科学研究的意识和能力。
灵活运用多种考核形式,综合评定课程学习成绩。考试形式有:以考试为主,在课程网站上公布考试题目的类型,正确引导学生的复习方法和内容,强调考查学生运用知识分析问题,综合解决问题的能力,变单纯考核记忆能力的考试方式为重能力、求创新的考试方式。考试题目上有30分左右的英文题目,要求学生用英语作答,加强本课程的双语教学力度。对学生实验、课堂发言与科技论文写作考虑权重加权求和,给出课程的综合评价。
三、课程教学的预备和辅助工作建设
加强课程教学的师资队伍、网络教学环境和实践性教学准备工作属于课程教学的预备和辅助工作建设,为课程教学提供强有力的保障。
1.课程教学团队的建设
自动控制系统课程的一个特点是实践性强。任课教师的科研与工程实践方面的经验与能力对教学过程和教学效果的影响至关重要。由于课程的内容大量涉及到工程实际,而大多数新教师的学习经历都是从学校到学校,没有现场实际工作经验,缺少实际系统设计、安装调试经验,理论教学和实际脱节,对课程内容的理解深度受到限制,从而影响实际的教学效果。[5]近几年,课题组加强对教师的实践能力培养,提高教师自身的科研素质,提高对新技术的敏感性。具体的做法有:选择合适的工矿企业,派教师到这些单位参与生产和产品研发,掌握实际中应用的最先进技术,提高教师的工程实践能力和科研能力;鼓励新教师申请、主持或参与横向项目;聘请在工矿企业有工作经历的具有丰富实践经验的高级职称人员兼职教师进行授课,指导学生进行工程实践。通过教学团队建设,教师互通有无,带动整个教学团队的教学、科研、工程实践能力的提高。
2.网络教学环境建设
为适应教学网络化和信息化的发展趋势,先后投入大量资金和人力,依托国家级、省级精品课程建设及重点学科建设,建设了“自动控制系统”精品课程教学网站。在网站原有内容的基础上,不断吸纳校内、校外以及国外专家、同行、学生在利用精品课程资源学习过程中提出的意见和建议,来优化精品课程建设方案,从而调整和补充精品课程的教学内容,促进精品课程建设者与使用者的互动。[6]目前正在以虚拟仿真实验、远程监控和直流控制电路板制作三个实践性环节作为整个教学系统实践部分的核心开发网上远程实验系统平台,为学生进行综合实验提供了良好的网络学习环境。
3.实践性教学环境建设
在实践教学方面,根据实际科研中的经验,把大型项目分解成若干个子项目,给学生创设具有思考性、创新性的问题,培养学生的创新思维、创新意识,做到以科研促教学;在日常的教学活动中,注重把新技术、新成果引入课堂教学,鼓励优秀的学生参加教师的科研项目,使教学和科研有机地结合起来,激发学生科学研究的意识,培养学生的创新意识和创新能力。
四、结语
根据自动控制系统课程的特点,结合本校培养人才社会服务对象的实际,自动控制系统精品课程课题组进行教学内容的精练、教学手段的丰富和教学实践的完善,从学科特色、教学理念、教学内容及教学方式等方面入手,充分利用多媒体及网络技术的普及性及便利性,加强了精品课程建设。在本精品课程的示范和激励下,电气工程及其自动化专业的主干课程“供电技术”在2010年成果申报为国家级精品课程,自动化专业的主干课程“电力电子技术”“自动控制原理”课程也相继建设成为了省校级精品课程,[7]从而推动了自动化和电气工程及其自动化专业及学科的整个课程体系的发展,提高了电气工程与自动化学院各个专业的教育教学的质量,为高校培养高质量、高素质人才提供了强有力的保障。
[1]许玉格,罗飞.《运动控制系统》精品课程建设与双语教学的探讨[J].教育理论与实践2007,(27):123-124.
[2]周香珍.《运动控制系统》课程教学改革探索[J].中国科技信息,
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[3]高林,韩宁.运动控制系统课程多环节教学模式的探讨[J].中国现代教育装备2008,(65):78-79.
[4]王升杰.多媒体运用在课堂教学中的利弊之我见[J].教育科学,
2011,(9):141.
[5]卢秉娟.运动控制系统课程教学突出工程实际应用性研究[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2011,(21):88-90.
[6]隋玉敏,王秀英.高校精品课程建设中存在的问题及对策[J].教育探索,2011,(10):32-33.
关键词:试卷分析;难度;区分度;信度;考试质量
一、对象和方法
(一)对象
(二)方法
根据教育测量学和教育统计学原理,将测试的87名学生的卷面成绩以及每道题的答题情况输入设计好的Excel表格,利用Excel和SPSS13.0统计软件进行数据整理和统计分析。考试质量分析的内容主要包括成绩分析、试题质量分析和试卷质量分析。成绩分析主要侧重在考试的综合水平,评价指标有最高分、最低分、平均分、及格率、标准差、分数段分布等。试题和试卷质量分析指标,主要包括区分度(D)、难度(P)、信度(α)等指标[2-3]。区分度(D)是试题对考生水平的区别能力。难度(P)试题难度是评价试题质量的重要指标之一,计算为各题学生得分平均值和各题满分的比值,通常记为P。信度值是试卷可靠性、一致性、稳定性的反映,本文中将各题得分标准化处理后采用Alpha系数计算信度值。
二、结果
(一)试卷构成
(二)学生考试成绩分析
考试成绩的总分为100分,最高分95分,最低分26分,全距为69分,平均成绩为72.41分,标准差为13.59,及格率为89.8%,优秀率(90―100分)为5.68%。各分数段频数分布表明,70―79分之间频次最高,总体基本呈正态分布。
(三)试题质量分析
试题难度是评价试题质量的重要指标之一[4],计算为各题学生得分平均值和各题满分的比值,通常记为P。根据P值的评价范围,《生物统计》考试各试题的难度系数及评价如下:(1)公式,0.7268,较易;(2)名词解释,0.6877,中等难度;(3)填空题,0.7736,较易;(4)简答题,0.6379;中等难度;(5)计算题,0.6963,中等难度。其中公式和填空题主要考察学生对统计分析中重要知识点和公式的识记和应用,各水平学生均能答,主要为教学大纲要求掌握的知识。简答题和计算题为主观题,难度中等。
题目区分度是题目区别学生实际水平的量度,记作D。它是考试项目有效性的指标[3]。如果高水平学生在考试题目上能得高分,低水平学生在考试题目上能得低分,则该考试题目区分学生水平的能力强。如果高水平学生和低水平学生在考试题目上得分没有差异,则该考试题目区分学生水平的能力弱。本文中区分度的计算方法为:先将分数排序,P1=27高分组的难度,P2=27低分组的难度,区分度D=P1-P2。根据D值的评价范围,《生物统计》考试各试题的区分度系数及评价如下:(1)公式,0.4174,很好;(2)名词解释,0.4493,很好;(3)填空题,0.3174,良好;(4)简答题,0.7283,很好;(5)计算题,0.4370,很好。除填空题外,各题型的区分度值都大于0.4,评价结果达到很好水平,填空题的区分度稍低,但也已经达到良好水平,表明该试题的整体区分度很好,基本上无需淘汰。
信度值是试卷可靠性、一致性、稳定性的反映[5]。本文中将各题得分标准化处理后采用Alpha系数计算信度值,Alpha信度系数为0.7365,根据信度的评价范围,该试卷的信度较高。
三、讨论
每次考试之后,我校教学管理部门都会要求各任课教师对该课程的学生考试成绩进行以下统计:(1)期末综合成绩频数分布;(2)平均分和标准差;
(3)最高分、最低分和全距。如果是多班级共同的专业课程要分别提供课程和各班级的平均分、标准差、全距、正态性情况,同时提供平时成绩和总评成绩的各项指标。但是忽略了期末考试本身所具有的评价教学的功能,而只把考试当作评价学生学习的工具,建议教育管理者和教师在进行考试成绩分析的同时也要重视试卷质量的分析,设置合理的试卷效度、信度、区分度以及难度。避免为提高及格率,降低试卷难度和区分度,拉高平时成绩提高总评成绩等影响学生学习的积极性,不利于提高教学质量的现象。
本次《生物统计》考试分析充分体现了教学改革的必要性。本课程作为我校农科类专业的一门基础课,具有很强的实践性和应用性,随着计算机发展的日新月异,统计分析在各领域的作用日趋重要,统计软件的应用已经成为培养高质量专业人才的需要和科研工作者必备的技能之一。尽管本课程的48学时中包含有8学时的上机训练,以及本院开设的另外一门选修课《计算机数据处理》,但是学生在进行论文数据分析过程依然表现出统计知识的欠缺,因此建议本课程的考试能将笔试和机试结合起来,适当提高试卷的区分度,同时引导学生积极进行自主学习,提高学生分析问题,解决问题的能力。
[1]代红,陈刚,肖建修,程江洲.“电机学”课程教学改革的探讨[J].中国电力教育,2010,(33).
[2]戴海崎.心理与教育测量[M].广州:暨南大学出版社,2004:117-118.
[3]刘新平.教育统计与测评导论[M].北京:科学出版社,2003,(6):148,162-163.
[4]裴利华.SPSS统计软件在试卷分析中的应用探析[J].新课程学习,2011,(2):17-18.
[5]张h.SPSS软件在英语试卷质量分析中的解析及应用[J].职校论坛,2013,(7):320-325.
[6]戴洪萍.高校专业课程考试质量的分析与探讨[J].南通大学学报(教育科学版),2007,(2):86-89.
[7]曹中平.考试分析与教学反思:以一门课程为例[J].大学教育科学,2004,(2):38-42.
TheAnalysisandInterpretationBasedontheExaminationof"BiologyStatistics"
LIChun-Yan,LICheng,GONGJiang,SHIPei-Chun
(CollegeofAgriculture,ShiheziUniversity,Shihezi,Xinjiang832000,China)
关键词:航天器;总体设计;教学方法
Probingintosomeproblemsonteachingofspacecraftsystemsengineering
WenXin,XiongWu,WangYazhou,JinZhecheng,ZhaoYang
Nanjinguniversityofaeronauticsandastronautics,Nanjing,210016,China
Abstract:Spacecraftsystemsengineeringisanintegratedcoursethatcombinesmulti-disciplinesandtechnologydevelopment.accordingtothecharacteristicsofthecourseandthevaluableteachingexperiencesofotheruniversities,thepaperanalyzestheexistingproblemsofthelessononteachingcontents,teachingmethods,evaluationmethodsandbilingualteachingwereproposed.Someofthereformativeschemeshavebeenputintopracticeandobtainedgoodteachingresults.
Keywords:spacecraft;systemengineering;teachingmethods
1航天器总体设计课程的内涵
航天器总体设计中的“总体设计”一词是“中国航天之父”钱学森给出的定义,英文是“SystemEngineering”,所以学术界又称“航天器总体设计”为“航天器系统工程”。
什么是“总体设计”或“系统工程”?钱学森说它是一种科学方法,美国学者说是一门科学,还有专家说它是一门特殊工程学,但大多数科学家认为是一种管理技术。
航天器总体设计课程以航天器系统为基础,主要论述航天器系统级方面的问题,它所涉及的对象是工程大系统,所涉及的知识深度局限于设计最优大系统需要,所涉及的知识领域包含“机、光和电”等十几个技术的交叉学科。所以,“航天器总体设计”课程是培育航天器设计领军人才的专业课。
2航天器总体设计课程的特征
从理论角度看,航天器总体设计属于系统工程范畴,涉及的对象是工程大系统。从航天任务角度看,航天器总体设计是探索、开发和利用太空以及太空以外天体的综合性工程技术,是集诸多科学领域之大成,它的发展又反过来促进各个学科领域向前发展。
航天器总体设计课程的内容包括航天任务分析、航天器环境分析、总体设计概述、总体方案设计、姿态与轨道控制系统、轨道动力学、运载器、地面测控站、通信系统、电源系统、结构与机构、电磁兼容性、地面测试和产品可靠性等。所以,不难看出,航天器总体设计课程的目标是使学生通过本课程的学习,基本了解航天器总体方案设计的方法,初步具备在任务分析基础上构思航天器总体方案的能力,如有能力和信心去挑战中国航天五院举办的“超越杯”竞赛。
3航天器总体设计课程的教材
鉴于世界上最著名的自然科学方面的教材,几乎都是在剑桥、牛津和麻省理工学院这样的名校诞生的,所以,我校航天器总体设计课程选用的教材是由PeterFortescue等人编写、WILEY出版的“SpacecraftSystemsEngineering”[1]。该书从航天器系统级角度分析和论述了总体设计问题,包括航天器环境、任务分析和系统工程,以及系统设计中的核心子系统,如机构、电气、推进、热、控制、装配集成和测试试验等。
“SpacecraftSystemsEngineering”一直是国外著名大学航天器系统工程课程的教材或主要参考书,如麻省理工学院、高等航空航天学院(法国)、和帝国理工学院(英国)等[2]。
对于我校的航天器总体设课程来说,选择该书的理由有三点:第一,能从总体上反映课程的知识结构,包括各方面的知识点和拓展的需要;第二,有助于学生的学习,知识的来龙去脉交代清楚;第三,符合48学时的授课需要。
4航天器总体设计课程的研讨式教学
航天器总体设计课程在我国高校开设多年,随着很多高校多媒体教学条件的完善,航天方面的纪录片和故事片走进了课题[3],当然也走进了航天器总体设计的教学中。实践证明,由于航天器总体设计内容庞杂,传统的教师讲、学生听以及看电影的灌输式教学方法,造成学生食而不化。鉴于航天器总体设计课程的性质和特征,现采用目前国外比较流行的“研讨式教学方法”与“基于问题的授课方式”相结合的方式,在教学实践中取得较好效果。在研讨式教学过程中,教师给出问题及答案,让学生积极地寻找中间的解答过程,教师和学生共同以研究探讨的形式完成课程教学任务[4]。航天器总体设计涉及的学科范围非常广泛,带着问题教和学,通过互动教学环节,可以引导学生围绕航天器设计任务进行研究型学习,如通过航天器电源结构与机构的设计学习空间环境的危害,这些问题无疑会引导学生自觉地理解和掌握系统性的知识,这不仅帮助学生“学会”了一门课程,而且还使学生掌握了“会学”的能力。
5航天器总体设计课程的考核方式
传统的闭卷考试能够延续至今,有其自身优点,但针对航天器总体设计课程的特征和内容而言,完全采用这种闭卷考试方式,很难评估学生的真正水平。该课程除了应该检查学生了解和掌握其系统级知识外,还应考查学生对总体设计水平和系统指标的把握能力,以及在多种约束条件下的优化设计综合能力、语言表达和综述能力。
我校在航天器总体设计课程考核方式方面,进行了改革尝试,加大了研究型学习的评价权重。考核的总评成绩满分为100分,其中,期末试卷重点考查基本概念的理解、系统设计方法与步骤,其试卷成绩占总评成绩的30%;课外作业,如方案设计、大论文、小论文等,占总评成绩的50%;口头汇报中的表达能力,即方案设计的讲演占总评成绩的20%。这样的考核方式不仅可以促进学生平时对课程的投入,还能提高学生在总体设计方面的综合能力,保证了课程培养目标的实现。
6航天器总体设计课程双语教学
双语教学是我国高等教育与国际接轨的必然趋势,是培养适应21世纪社会发展高素质人才的需要。美国在航天器研究的多数领域都处于遥遥领先的地位,而我国航天器研究起步较晚,有许多地方需要向发达国家学习和借鉴。所以对航天器总体设计课程,开展双语教学是非常必要的。
我校航天器总体设计课程的双语教学,根据学生的实际英文水平和开展双语教学的不同阶段确定在教学中英文所占的比例,同时以此为主要依据调整学时分配。另外,为了帮助学生理解,在“SpacecraftSystemsEngineering”为主要教材基础上,再给学生推荐一本国内出版的教材,即《航天器系统工程》。该书由航天五院总师谭维炽和胡金刚主编,他们组织十几位专家参考国外教材“SpacecraftSystemsEngineering”的编写模式,并结合中国航天器研制背景,编写出版了本教材。这两本书的编写思路和技术用语基本类似,这样学生在阅读教材的时候不用把精力浪费在学习不同称谓的专业词汇上。
另外,我校航天器总体设计课程开展双语教学的目的,不仅仅是教给学生英语或者专业知识,而是用英语去认知航天器专业领域的前沿知识和科技发展,培养学生接受最新专业知识的能力。
参考文献
[1]PeterFortescue,JohnStark,GrahamSwinerd.SpacecraftSystemsEngineering4thEdition[M].WILEY,2011.
[2]英国帝国理工学院[EB/OL].www3.inperialac.uk/ugprospectus.
关键词:卓越电气工程师;多元化多层次;实践教学体系
作者简介:胡晓倩(1977-),女,四川绵阳人,重庆理工大学电子信息与自动化学院,讲师;张莲(1967-),女,重庆人,重庆理工大学电子信息与自动化学院,教授。(重庆400054)
基金项目:本文系重庆市高等教育教学改革重大项目“电气信息类工程应用型人才培养模式的研究与实践”(项目编号:101102)、重庆市2010年人才培养模式与创新实验区“‘宽口径、大工程’观下的电气信息类应用型人才培养模式创新实验区”、重庆理工大学高等教育教学改革研究项目(项目编号:2012026)的研究成果。
电气工程专业专业面宽、适应性强,要求学生既具有电气工程方面的专业知识和技能,又有自动化、信息技术的基础知识和基本技能,具备解决既有强电又有弱电的宽口径专业问题的能力。因此,电气工程专业的毕业生除了需要有扎实的理论基础外,还必须有很强的工程实践能力。为提高学生的工程实践能力,满足人才培养的多元化需求,重庆理工大学积极响应并实施教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”。电气工程及其自动化作为首个试点专业,已经从2010年9月开始具体实施。目前,经过几年的探索与实践,以面向电力企业为主,已经全面构建了具有本校特色的“2+1+1”的卓越电气工程师人才培养模式,并针对卓越工程师培养的核心与本质——工程实践与创新能力建立了创新的多元化多层次的开放的实践教学体系,取得了良好的人才培养效果。
一、卓越电气工程师的培养目标
二、总体思路与方案
教育部“卓越计划”强调三个特点:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用国际标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。实践教学体系改革必须以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,以工程能力培养为核心,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践与创新能力。因此,整个改革必须围绕以下总体思路进行:
(1)教育和社会是紧密联系的,人文素质在高校理工科学生的成长成才过程中也具有非常积极的作用,工程实践应和人文社会实践相结合,使学生在社会与工程实践的过程中了解社会、适应社会,学会做人、做事,具备多方面的综合素质与团队协作能力。卓越电气工程师之所以“卓越”,除了其专业知识更丰富、工程实践能力更强外,关键在于其具有更高的综合素质。
(3)在实践的内容上一方面要强调综合性、设计性与实用性,加强学生分析问题、解决问题的能力;另一方面要以就业和市场为导向,人才培养紧密对接社会需求,并要体现当前电力技术发展的最新趋势。在实践的形式上,推行全面工程教育,以多层次、多元化为主要特征,并强调与企业工程实践锻炼相结合、产学研相结合。[1,2]
(4)建立开放式、自主式的实践教学模式,以学生为中心,注重学生创新意识、创新能力与自我学习能力的培养。
三、开放、创新的实践教学体系
在培养模式方面,根据重庆理工大学电气工程专业实际情况,按照工程创新型模式培养,强调基础扎实、视野宽广、电气与自动化、计算机学科交叉,注重工程实践与创新研究能力,尤其注重设计和动手能力。为此,从品行、知识、能力多个维度将人才培养目标进一步细化,构建了“工程创新型的卓越电气工程师实践教学体系”,从整体层次上包含了人文素质实践、自然科学实践、工程能力实践、创新研究实践四大类(见图1),每一类都包含多元化的实践方法与手段,并针对工程能力的培养实行多元化的考核方式。[3]
1.人文素质实践
人文教育培养高校学生具有正确的人生观、价值观、高度的社会责任感,并能激发学生的多维思维能力,提高综合素质,在整个高等教育中具有重要的基础地位。因此学校强化了学生在社会科学、文学艺术等方面的实践,主要由入学教育、军训、社团活动(包括学术类、公益类、艺术类、体育类)、社会实践、公益劳动、就业教育等组成。各种类型的人文素质实践培养学生具备良好的生活与学习习惯、热爱祖国和遵守纪律的观念、坚强的意志与集体意识、多方面的知识和技能、提高人际交往与适应社会的能力、培养劳动观念、增强社会责任感,并树立正确的职业观和择业观。
2.自然科学实践
自然科学实践由大学物理实验等课程实验组成,对提高理工科学生的综合素质和创新能力的培养具有独特的基础性和无可替代性作用。针对工程实践能力的培养,学校在传统的大学物理实验基础上进行改革。一方面在传统的基础性实验、验证性实验基础上增加了设计型实验与综合性实验。另一方面强调面向各应用型专业,将实验整合为三个层次,包括:
(1)基础型物理实验,要求学生掌握物理实验的基本方法、仪器与操作。
(2)面向电气信息类专业的综合物理实验,让传统的大学物理实验与电气工程专业接轨,夯实专业基础。
3.工程能力实践
工程能力实践由机械类、电气信息类和电气工程专业课程实验及电气控制应用设计、电气工程综合设计、生产实习、在岗实习、毕业设计等组成。[4,5]根据工程能力培养的要求,以实际的工程设计、研发能力训练为核心与主线,重新整合、统一规划和系统化,构建了多层次的“2+1+1”工程能力实践体系,如图2所示。它由“专业基础训练一专业综合训练—综合工程能力训练”三个层面构成,产学研结合,循序渐进地实现对学生由浅入深、系统的、多层次、全方位的工程实践能力的培养。[4,5]
专业基础训练层(“2”:大一、大二学年,校内培养)。通过机械类、电气信息类基础课程实验以及基础实训,包括工程制图、机械制造基础训练、电工电子技能训练、电路电子基础实验、微机原理及应用实验、电子技术应用设计等,使学生完整地掌握本专业基本工程技能与实践能力,并强化计算机应用部分,在相应的实践课程中要求学生熟练掌握常见的工程制图与电子设计软件,如Autocad、Protel、Protus等。
综合工程能力训练层(“1”:大四学年,企业实践)。参与学生实际进入合作电力企业进行为期一年的企业员工式实践,掌握实际电力企业应用项目设计、开发与管理的方法和技能。
(1)第一阶段:通过在岗实习深入电力企业进行企业文化与规章制度教育、生产技能培训等实践,使学生熟悉企业环境和企业文化,了解电力产业人才需求及产业动向,掌握最新的国家及国际行业标准。
(2)第二阶段:参与企业生产实践,熟悉电力企业实际生产过程、项目开发过程和开发管理规程,能够独立阅读及掌握最新国外设备的英文技术文档,培养学生灵活运用电气工程专业知识与实际工程规范、团队协作、竞争与合作的能力,具备电力企业工作的技术及能力。
(3)第三阶段:通过毕业设计对学生进行综合工程能力训练。设计内容与工程实际接轨,由电力企业提供设计所需现场数据、技术,使用与工程设计一致的研发设备,使学生接触电力行业的前沿科技与最新设备。采取项目驱动制设计方式,在企业导师的指导下,以项目组的方式完成一个企业实际产品由构思、分析、设计、实现到交付的完整过程。培养学生不仅从技术的角度去解决问题,还必须从产品和市场的角度,包括成本、性能要求和开发周期等综合因素考虑实际工程问题,拓宽工程领域基础和口径,在较高的层次上培养学生进行产品开发设计、技术改造的能力。
4.创新研究实践
深化和完善卓越计划参与学生的专业理论知识技能体系,提高专业知识的深度和广度,培养其具有独立的科学研究工作能力及自主学习及创新能力。
(1)积极开展如全国大学生电子设计大赛、全国“挑战杯”科技竞赛、数学建模大赛和学校组织的各类科技竞赛、科技兴趣小组等课外科技活动与创新实践,给卓越计划参与学生提供良好的学习、设计和研究环境,拓宽专业知识面与研究方向。
(2)参与教师科研,培养学生独立的思维和科学的方法和对未知领域进行科学探索的能力,并引导学生根据自己的兴趣与特长,独立自主地开展科研活动。
(3)借鉴研究生培养模式,帮助学生将自己设计、研究的产品及新方法、新思路转化为公开发表的科研论文及专利申请,使有进一步深造需求的学生的培养模式从工程创新型转变为技术科学型,满足人才培养的多元化需求。
(4)创业实践,培养学生的创业意识与能力。当学生经过完整的项目开发训练,并且条件许可时,鼓励学生针对电力市场需求进行自主创新,开发满足市场需要的新产品;将实践成果推向市场,了解国家在微型企业创办、专利转让等方面的相应政策与法规,培养经营管理、市场营销的能力。
四、强调工程能力的多元化考核方式
考核从注重“考核结果”向注重“实践过程”与“工程能力”转变,采取以个性化和制度激励为特点的管理模式,激发学生的学习主动性与自觉性,提高学生的研究能力和工程实践能力。改革传统的实践环节以提交书面报告为主的考核方式,实施复合式考核,针对不同的实践项目要求学生提交实习体会、调研报告、工程分析报告、技术革新建议、科研报告或论文,或者提交产品设计、工程规划设计、工程项目实施方案、实际设计产品以及其他物化成果,此外,考核结果需要参考学生在实践环节进行过程中的组织与团队协作能力。在电气综合设计与毕业设计论文的评审答辩中,引入校外企业专家评审机制,按一定权重综合电力企业专家与双导师评审及答辩的评分结果作为最终成绩,以促进毕业设计与工程应用需求的全面对接。
五、结束语
针对卓越电气工程师的工程能力培养要求,通过构建包括人文素质实践、自然科学实践、工程能力实践、创新研究实践的立体化实践教学体系,使每一位卓越计划参与学生得到了全方位、个性化、多层次、多元化的培训,其工程能力与创新意识得到了培养,提高了人才培养质量。
目前我校的卓越电气工程师计划正在进一步探索中,基于工程实践与创新能力培养的实践教学体系改革也是一个循序渐进的过程,今后还将进一步调整和完善整个实践教学体系,并将该计划分步骤地、系统地扩展到所有电气工程专业学生,以实现真正意义上的多元化多层次工程能力培养,培养出更多更好的在电气工程与自动化领域具备研究、规划、设计、建设、运营、管理等方面能力的本科工程型专业人才。
[1]吴鸣,熊光晶.以工程能力培养为导向的工程教育改革研究[J].理工高教研究,2010,29(3):54-58.
[2]罗正祥.工程教育专业认证及其对高校实践教学的影响[J].实验室研究与探索,2008,27(6):1-3.
[3]王修岩,乔辉.自动化专业实践教学体系的构建[J].中国电力教育,2008,(12):133-134.