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摘要：闡述基于工程教育認(rèn)證的電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學(xué)，從頂層設(shè)計、基礎(chǔ)性實驗教學(xué)、綜合性課程設(shè)計和創(chuàng)新性實踐教學(xué)四個方面提出了六項改革措施。

關(guān)鍵詞：工程能力，實踐教學(xué)，電氣工程。

0引言

工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)提出的畢業(yè)要求、課程體系均離不開實踐教學(xué)的建設(shè)，完善的實踐教學(xué)體系可以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，確保畢業(yè)要求的達成度，支撐工程專業(yè)認(rèn)證中人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)?；谶\城學(xué)院地方性、應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在電氣工程及其自動化專業(yè)開展實踐教學(xué)過程中，秉承“依據(jù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合專業(yè)特色，發(fā)揮校企優(yōu)勢”的實踐教學(xué)理念，全面提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和工程創(chuàng)新能力。

1實踐教學(xué)的設(shè)計

實踐教學(xué)是工程類人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)工程能力培養(yǎng)的主要渠道。通過實踐教學(xué)，加深學(xué)生對理論知識的理解和掌握，將理論知識和工程應(yīng)用知識相融合?；诖?，構(gòu)建基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性三層次遞進式的實踐教學(xué)體系如圖1。在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和要求指導(dǎo)下，修訂并完善實踐類環(huán)節(jié)的教學(xué)大綱[1]。教學(xué)大綱修訂主要體現(xiàn)在三個方面：（1）制定實踐環(huán)節(jié)的課程目標(biāo)，明確課程目標(biāo)與畢業(yè)要求和指標(biāo)點的對應(yīng)支撐關(guān)系。（2）完善實踐教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)充分體現(xiàn)人才培養(yǎng)要求的工程應(yīng)用知識和工程應(yīng)用能力。（3）制定實踐教學(xué)方法，明確實踐教學(xué)方法與課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系。

2基礎(chǔ)性實驗教學(xué)改革

基礎(chǔ)性實驗教學(xué)包括專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的實驗教學(xué)，主要培養(yǎng)學(xué)生基本電路的分析與設(shè)計，基本儀器的使用以及簡單故障的排除等。目前實驗教學(xué)存在的主要問題有：實驗內(nèi)容單一，實驗在實驗箱上連線完成，實驗設(shè)備少，維修不及時影響教學(xué)等現(xiàn)象。

2.1多維度的實驗教學(xué)模式

在工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，構(gòu)建多維度的實驗教學(xué)模式，即計算機仿真設(shè)計+實驗臺模擬實驗+硬件實現(xiàn)三位一體的實驗教學(xué)。計算機仿真設(shè)計可利用仿真軟件進行電路設(shè)計，方便修改元件參數(shù)，測試電路性能，培養(yǎng)學(xué)生分析和設(shè)計能力；實驗臺模擬實驗可利用實驗室提供的實驗箱驗證并鞏固理論知識，鍛煉學(xué)生的動手能力，初步建立工程意識；硬件實現(xiàn)可利用實際元器件完成實物制作，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。實驗教學(xué)中，實驗臺模擬實驗利用實驗室現(xiàn)有實驗箱或?qū)嶒炁_進行，計算機仿真設(shè)計和硬件實現(xiàn)根據(jù)課程需要進行選擇。根據(jù)運城學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系，計算機仿真設(shè)計可選擇的軟件有：MULTISIM（電路、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)實驗可選用），MATLAB（信號分析與處理和自動控制原理實驗可選用），SABER（電力電子技術(shù)實、電機學(xué)實驗可選用），PROTEUS（微機原理、單片機原理實驗），PSPICE（電力系統(tǒng)分析實驗可選用），QUARTUS（數(shù)字電子技術(shù)實驗可選用）等。硬件實現(xiàn)可選擇面包板電路（電路、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)實驗可選用）、實驗開發(fā)板（單片機、微機原理實驗可選用）以及物理實驗系統(tǒng)（自動控制原理、電力電子技術(shù)和電機學(xué)實驗可選用）等來完成。

2.2虛實結(jié)合的實驗教學(xué)手段

電氣工程及其自動化專業(yè)的部分課程的實驗環(huán)節(jié)，存在實驗復(fù)雜、容易出錯、實驗器材損耗率高等問題，但在實驗教學(xué)中又通常需要花費比較多的時間繪制波形或者推導(dǎo)公式，如電力電子技術(shù)、自動控制原理、信號分析與處理等課程。因此，在實驗教學(xué)中，設(shè)計并開發(fā)虛擬實驗平臺，將抽象的理論可視化，提高實驗課堂教學(xué)效果[2]。例如采用MATLAB/GUI設(shè)計的電力電子虛擬實驗平臺如圖2所示，該界面可對整流電路進行模擬。首先，選擇單相半波、單相橋式或三相橋式整流電路，了解電路原理圖和SIMULINK建模圖。其次，輸入電路參數(shù)，點擊仿真按鈕，觀察輸入電壓、脈沖波形、輸出電流、輸出電壓的仿真波形。

3綜合性課程設(shè)計改革

3.1工程項目化的設(shè)計

綜合性課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合利用專業(yè)知識解決較為復(fù)雜工程問題的能力，故課程設(shè)計內(nèi)容應(yīng)來源工程實際，以工程項目為基礎(chǔ)，明確需掌握的專業(yè)理論知識，分析項目要求的工程應(yīng)用知識和工程應(yīng)用能力，力求達到理論知識與工程知識的融會貫通[3]。例如電機是“自動控制原理”課程的一個重要的研究對象，在課程設(shè)計過程中，以無刷直流電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)項目為例，項目蘊含的理論知識、工程應(yīng)用知識與工程應(yīng)用能力對照如圖3。

3.2工程師素養(yǎng)訓(xùn)練

工程師除了掌握過硬的專業(yè)知識和技術(shù)能力，還需要掌握文獻檢索與閱讀以及寫作能力，并在考核中具體體現(xiàn)。例如在制定項目設(shè)計方案時，引導(dǎo)學(xué)生通過圖書館的電子資源查閱并閱讀相關(guān)文獻。在選取和使用元器件時，引導(dǎo)學(xué)生閱讀數(shù)據(jù)元件手冊，了解功能、電氣特性、引腳功能、封裝信息以及常用典型電路等。在撰寫設(shè)計報告時，規(guī)范報告內(nèi)容和格式，內(nèi)容主要包括項目需求分析、方案設(shè)計、工作原理、電路仿真、原理圖和PCB圖繪制、測試方案、測試結(jié)果分析等。格式主要包括目錄、字體、段落、圖表、參考文獻、附錄等。

4創(chuàng)新性實踐教學(xué)改革

創(chuàng)新性實踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力，主要包括大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、學(xué)科競賽、第二課堂等環(huán)節(jié)，存在的主要問題有參與學(xué)生人數(shù)少、缺乏實踐平臺、項目缺乏復(fù)雜性等。（1）進一步夯實校內(nèi)實踐教學(xué)，建設(shè)創(chuàng)新性實踐平臺，加大實驗室開放力度，配備計算機并安裝常用軟件，備齊常用元器件，提供電路焊接常用材料以及系統(tǒng)調(diào)試常用儀器等。（2）拓寬校外實踐教學(xué)平臺，考慮企業(yè)對電氣工程及其自動化專業(yè)人才的需求，教師和學(xué)生參與企業(yè)項目研發(fā)，聘請企業(yè)工程師參與項目凝練和指導(dǎo)，提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。

5結(jié)語

本文針對運城學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學(xué)，依據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計了三層次遞進式的實踐教學(xué)體系，提出了六種改革思路，分別是多維度的實驗教學(xué)模式，虛實結(jié)合的實驗教學(xué)手段，工程項目化的課程設(shè)計內(nèi)容，文獻檢索與閱讀以及寫作能力的工程師素養(yǎng)訓(xùn)練，校內(nèi)實踐教學(xué)平臺、拓寬校外實踐教學(xué)平臺的創(chuàng)新性實踐教學(xué)。

參考文獻

[1]林健.工程教育認(rèn)證與工程教育改革和發(fā)展[J].高等工程教育研究,2015(02):10-19.

[2]邵桂榮,孫慧霞,席曉晶,崔建利.基于工程教育認(rèn)證的自動控制原理課程教學(xué)實踐[J].電子技術(shù),2021,50(04):70-71.

[3]宋書中,史敬灼.地方高校電氣專業(yè)創(chuàng)新實踐教學(xué)體系建設(shè)初探[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2020,42(06):135-139.

作者:邵桂榮 孫慧霞 席曉晶 崔建利 單位:運城學(xué)院物理與電子工程系