電氣工程導論論文范文
時間:2023-03-25 19:32:03
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篇1
進行選擇線路RTU截斷閥室電源??紤]到SCADA、儀表、通信等在閥室中的用電負荷,通常為0.5kW左右較小的負荷,但在偏遠地區(qū),特別需要可靠性高的供電,農(nóng)用低壓線路供電的外來電源不能滿足要求。因此,供電方式應當選擇可靠的自備電源。
2自備電源供電方式
(1)太陽能發(fā)電裝置
太陽能發(fā)電裝置具有不需燃料、無污染、運行維護工作量小、壽命長等特點,但受自然氣候條件影響較大,如連續(xù)陰雨天數(shù)、日照小時數(shù)、太陽輻射強度等。在正常的日照情況下,通過轉換太陽能為設備和蓄電池供電,備用電源為蓄電池。在夜間,供電通過蓄電池進行,系統(tǒng)控制器能夠有效控制系統(tǒng)的供電運行狀況。
(2)CCVT密閉循環(huán)渦輪發(fā)電機
具有較小的維護工作量,受環(huán)境影響較小,但需要供應燃料,將2臺小容量燃氣發(fā)電裝置設置在燃氣發(fā)電區(qū),工作方式采用1用l備,天然氣減壓裝置并聯(lián)在燃氣發(fā)電裝置中,相關直流蓄電池柜和電源控制柜在電源機房內進行配套安裝,用電設備配電通過電源控制柜進行,其中,備用電源為1300Ah閥控密封鉛酸蓄電池,能夠滿足不小于48h的后備時間。
(3)TEG熱電式發(fā)電裝置
該裝置維護工作量小、結構簡單,除了輸出功率受到環(huán)境溫度的一定影響,其它基本不受到環(huán)境因素影響,但需燃料供應,適用于幾十到幾百瓦負載情況。
3新能源在項目中的應用分析
(1)太陽能發(fā)電裝置
太陽能發(fā)電裝置在某些管道工程部分閥室中采用。其中,在正常日照情況下,供電通過轉換太陽能為設備和蓄電池供電,備用電源為蓄電池,在夜間,供電通過蓄電池進行,系統(tǒng)控制器能夠有效控制系統(tǒng)的供電運行狀況??紤]到RTU閥室所在位置的氣象條件的相近性,在選擇太陽能供電方式時,對于無光照日小于等于11天的平原地區(qū),還應包括相關的無陽光遮攔進行確定。根據(jù)項目要求,太陽能電源在沿路的8座RTU閥室中采用,在閥室屋頂非防爆區(qū)安裝太陽能電池子陣,按雙排進行布置,其中,在電源機房內安裝控制器和蓄電池組。
(2)TEG熱電式發(fā)電機
遠距離供電電源的熱電式發(fā)電機(TEG)已在LNG管線中應用,特點是能夠實現(xiàn)較遠距離的供電,該發(fā)電裝置利用熱電偶原理,將燃燒天然氣或丙烷的熱量轉換成直流電。由于移動部件不在發(fā)電機中,因而具有較高的可靠性。此設備可實現(xiàn)無人值守一年以上。其發(fā)電范圍為直流12-48V,1-5000W。在管道腐蝕數(shù)據(jù)的采集監(jiān)控、陰極保護、通訊供電系統(tǒng)、遠距離終端設備中應用熱電偶發(fā)電機的較多。在綜合考慮RTU閥室的用電負荷及其他相關因素的基礎上,考慮當?shù)氐倪B續(xù)陰雨天數(shù)為16天這一因素,然后進行相關的與太陽能供電蓄電池的有效配備工作。經(jīng)綜合考慮,在該項目中,與太陽能發(fā)電方案相比,TEG燃氣熱電式發(fā)電方案在截斷閥站中應用,其投資節(jié)約較多。
(3)CCVT密閉循環(huán)渦輪發(fā)電機
CCVT密閉循環(huán)渦輪發(fā)電機維護工作較小,已在另一項管道工程的閥室中采用,該設備基本不受到環(huán)境條件的影響,但需要燃料供應,把2臺小容量燃氣發(fā)電裝置設置在燃氣發(fā)電裝置區(qū)戶外,工作方式為1用1備。備用電池為閥控密封鉛酸蓄電池,能夠滿足48h后備時間要求。
4壓氣站VSDS配電設計與分析
(1)VSDS系統(tǒng)探討系統(tǒng)采用變頻驅動
能夠保證驅動系統(tǒng)的一致性,這套系統(tǒng)包括通過電動機、變頻裝置、整流變壓器、諧波濾波及無功補償裝置、變頻裝置、變頻裝置與電動機間的連接線路以及相關的輔助配套系統(tǒng)組成。
(2)高壓三電平電壓源型變頻驅動系統(tǒng)
分析二極管整流在三電平結構的變頻器整流中采用,這樣,整流側能夠實現(xiàn)相關的12、18、24、30、36脈沖。免維護金屬薄膜電容在儲能電容中采用,其中,IGBT、IGCT等全控開關器件則在輸出側開蓋的控制中采用,利用PWM控制相應的輸出側,功率輸出范圍0~21MW,高壓三電平具有結構簡單的特點,根據(jù)國家標準要求,母線諧波在采用24脈沖情況下,能夠有效控制其低于國家標準,經(jīng)過考慮,項目中的最優(yōu)方案是高壓三電平電壓源型變頻驅動系統(tǒng)。
(3)啟動電阻問題變頻器采用隔離
變電輸入通過啟動電阻實現(xiàn),在低壓脫扣器脫扣條件下,若要有所降低隔離變投入的勵磁涌流,則應該采用啟動電阻,對母線電壓進行控制。
(4)直接轉矩控制技術定子的電流
交流電壓都可通過測量得到,利用直接轉矩控制技術,還可計算相應的轉矩和磁鏈,并分別進行有效控制。其優(yōu)點是動態(tài)響應速度較矢量控制要快,其缺點是電機端脈動轉矩較矢量控制要大。在此項目中,考慮到相關技術要求,本方案可以滿足。
(5)電纜配線方面利用電力電纜
在電纜橋架上敷設VSDS系統(tǒng)配線。(6)設備安裝在樓內二層地面上安裝濾波裝置、變頻裝置、隔離變壓器、阻尼裝置等,要求進行下出線,戶外變壓器區(qū)進行露天布置,隔離變壓器,安裝通過電纜橋架。綜上所述,在此項目中,系統(tǒng)最優(yōu)方案為高壓三電平,這是從諧波、效率以及可靠性方面綜合考慮的,交流-交流變頻裝置一般不在管道壓縮機變頻系統(tǒng)中考慮使用,對于多機并聯(lián)的管道壓縮機系統(tǒng),一般采用高性能的轉矩控制方式。另外,進行系統(tǒng)的硬件配置過程,還應充分考慮逆變側橋臂貫通保護、輸出側波形、電動機型式選擇、整流變涌流、繼電保護、主開關動作時間等方面的計算問題。
5結論
篇2
關鍵詞應用性本科;實踐教學體系;電氣信息
中圖分類號G4文獻標識碼A 文章編號1673-9671-(2010)042-0184-01
應用性本科大學在培養(yǎng)方案的定位上主要突出兩個特點,1)堅定地走為地方經(jīng)濟建設服務,與地方經(jīng)濟建設相結合的道路;2)堅定培養(yǎng)應用性本科人才的基本定位。而實現(xiàn)這兩個目標的基本要求是明確應用性本科大學教育教學體系,本文以我院信息工程系為例,對應用性本科大學實踐教學體系的構建及實踐問題進行探討。
1實踐教學體系的概念及構成
實踐教學體系是應用性本科教學體系的重要組成部分,是培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線高級應用性人才的重要保障,是高等工程教育中各種實踐教學環(huán)節(jié)協(xié)調開展、高質運行的統(tǒng)領和大綱。根據(jù)各實踐教學環(huán)節(jié)的功能特點和實施要求,實踐教學環(huán)節(jié)可以從橫向劃分為現(xiàn)場實習、實驗教學、課程設計、科研、軍訓及社會調查、課外認證與競賽、綜合設計、畢業(yè)設計等幾大類;也可以按縱向劃分為基礎實踐教學、專業(yè)拓展實踐教學、綜合創(chuàng)新實踐教學等。
實踐教學是高等教育教學的重要組成部分,在人才培養(yǎng)過程中與理論教學相互配合、相互依托,是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神,提高學生綜合素質的重要途徑和手段。
建立實踐教學體系必須以科技進步和社會發(fā)展對人才的要求為背景,以基本能力訓練為基礎,以培養(yǎng)綜合素質為核心,以提高學生的科學實驗、專業(yè)拓展、工程設計等專業(yè)素質為目標,按照學生能力形成的不同階段和專業(yè)技能、素質結構要求來進行系統(tǒng)的整體優(yōu)化設計,加強對學生綜合實驗能力、專業(yè)拓展能力、綜合創(chuàng)新能力及社會實踐能力的培養(yǎng)。
2構建實踐教學體系的指導思想和基本原則
當前,全球一體化進程的加劇使世界各國在政治、經(jīng)濟、文化、科技等各個領域都表現(xiàn)出明顯的融合特點。反映在教育上,是教育思想、方法、體制、人員等的廣泛交流與融合。面對嶄新的網(wǎng)絡形式時代特征,高等教育所培養(yǎng)的人才必須在創(chuàng)新精神和實踐能力上有更高的要求。因此,改革高等教育中的實踐教學,是當前高等教育改革面臨的新課題。
摒棄實踐教學作為理論教學的輔助教學手段的陳舊教學觀,在應用性人才培養(yǎng)中突出實踐的重要性,將實踐教學放在與理論教學同等重要的地位,形成獨立教學體系,并建立與之適應的運行機制和模式,發(fā)揮實踐教學在學生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中獨特作用,形成以技術應用能力和工程實踐能力培養(yǎng)為中心,注重學生科學素質和探索精神的培養(yǎng),注重創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新的實踐教學理念。
2.1指導思想
以提高教育教學質量為目標,以培養(yǎng)學生實踐能力為核心,以強化學生創(chuàng)新能力為重點,以提高教師科研及工程實踐能力為基礎,堅持理論與實踐并重,能力培養(yǎng)與素質提高并行,課程實驗與工程訓練、創(chuàng)新設計、科學研究有機結合的教學理念;創(chuàng)造以學生為本的人文環(huán)境,把知識傳授、能力提高、素質培養(yǎng)貫穿于實踐教學始終;培養(yǎng)學科基礎厚、專業(yè)口徑寬、知識結構優(yōu)、工程素質強的應用型、適應型、創(chuàng)新型人才。建立一個適應區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展需要、符合本科教育規(guī)律的實踐教學體系。
2.2基本原則
1)目標性原則:實踐教學體系的構建必須緊緊圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標和人才培養(yǎng)規(guī)格進行。
2)系統(tǒng)性原則:實踐教學體系的構建必須遵循認識規(guī)律和教育規(guī)律,運用系統(tǒng)科學的方法,結合專業(yè)特點,按照組成實踐教學活動各環(huán)節(jié)的地位、作用及相互之間的內在聯(lián)系,使其互相銜接,彼此關聯(lián),具有連續(xù)性,并貫穿于整個教學過程。
3)整體性原則:實踐教學體系的構建不僅要做到實踐教學活動各要素之間的協(xié)調統(tǒng)一,還要從人才的全面素質和能力發(fā)展的要求出發(fā),注意教學各環(huán)節(jié)的相互配合,注意實踐教學與理論教學的互相滲透,注重實踐教學與科研項目的相互滲透,與教學內容和課程體系改革相適應。
4)規(guī)范化原則:在培養(yǎng)方案中要規(guī)范實踐教學的內容、形式,制定出相應的考核標準和要求。
3實踐教學體系構建和基本內容
3.1構建實踐教學體系的基本步驟
實踐教學體系的構建與學院的辦學定位及人才培養(yǎng)模式是密不可分的,我院的辦學定位是教學型學校,人才培養(yǎng)定位是培養(yǎng)生產(chǎn)第一線應用性高級技術人才。下面以信息工程系電氣工程及其自動化專業(yè)為例,對實踐教學體系的構建,進行論述。
我院信息工程系現(xiàn)設有3個本科專業(yè),均為工科專業(yè),實踐教學是其培養(yǎng)合格專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié),從其實踐教學體系的共同特點來看,主要從基本技能培養(yǎng)、專業(yè)技能培養(yǎng)和綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)三個方面入手,下面以電氣工程及其自動化專業(yè)為例,討論實踐教學體系的具體內容。
3.2實踐教學體系的基本內容
電氣工程及其自動化專業(yè)是信息工程系的老專業(yè),已有近25年辦學歷史,辦本科的歷史也已經(jīng)有10年之久。電氣工程及其自動化專業(yè)是信息工程系3個本科專業(yè)當中設備最完善、實驗室最多、實驗能力最強的專業(yè),將該專業(yè)的實踐教學體系構建好,對其他幾個專業(yè)具有指導和借鑒的功能。從本專業(yè)的培養(yǎng)目標入手,本專業(yè)學生能力結構分析及支撐環(huán)節(jié)框架圖如圖1所示。
圖1能力結構分析及支撐環(huán)節(jié)框架圖
4實踐教學的改革與實踐
按照新構建的實踐教學體系,我院對實踐教學進行了深化改革,促進了本科教學的進一步發(fā)展,取得了初步的實踐成果。
4.1實踐教學的改革思路
按照學院的辦學定位,以培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線高素質應用性人才為目標,按“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的原則,對信息工程系各專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)和實踐內容進行改革、整合和優(yōu)化,確立了“三個層次”的教學模式,具體的實驗教學改革思路可總結為“一個中心、兩個結合、三個層次、四個模塊”。
“一個中心”是以人才培養(yǎng)為中心:根據(jù)新時期電氣信息技術迅速發(fā)展的情況和培養(yǎng)面向生產(chǎn)第一線高素質應用性人才需要,在實踐教學中全面推進學生知識、能力、素質協(xié)調發(fā)展,培養(yǎng)和造就“具有突出實踐能力和鮮明地方特色”的高素質技術人才,著力開展實踐教學建設與改革。
“兩個結合”是實踐教學與理論教學相結合、實踐教學與科學研究和工程應用相結合:學生在理論課中所學的知識要到實踐中去應用和提高,從而鞏固所學的各種知識、技能和方法。將工程應用中的實際問題進行分析、歸納和提煉,并及時融入到實踐教學之中,以更新實踐教學內容,改進實踐教學方法和手段,使學生學以致用,增強適應能力。
“三個層次”是指“基礎驗證、專業(yè)拓展和創(chuàng)新提高”的三層次實踐教學體系:
基礎驗證層:學生按照教材的要求,進行驗證性實驗。第一層次實驗課程的目標是使學生理論聯(lián)系實際,熟悉電氣與通信技術中常見的典型器件,熟悉信號產(chǎn)生、處理等各種電路,學會正確使用常用電子儀器,掌握電氣與通信技術的基本測量方法和技能。
專業(yè)拓展層:學生按照教材提出的設計要求,查閱資料,設計方案,完成實驗。第二層次實驗課程的目標是使學生系統(tǒng)地消化掌握本專業(yè)的基礎理論知識,了解電氣及通信工程前沿技術,增強學生利用實驗儀器進行系統(tǒng)性能分析測試的能力。
綜合創(chuàng)新層:學生需要獨立地解決一個個完整的實際問題。第三層次實驗課程的目標是培養(yǎng)學生綜合運用電工電子技術知識,獨立進行工程開發(fā)和科學研究的能力。
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“四個模塊”是按不同的專業(yè)特點劃分為“電工基礎實驗模塊、電子信息實驗模塊、工業(yè)控制實驗模塊和現(xiàn)代通信實驗模塊”的模塊化教學內容。
4.2實踐教學改革方案
實踐教學改革圍繞實踐教學內容改革和實踐教學管理改革兩個主題進行。實踐教學內容改革重點在于提高教育教學質量,培養(yǎng)高水平應用性人才;實踐教學管理改革重點在于提高管理水平,提升辦學效率。
其主要工作分為以下幾個方面:
1)明確學院定位,將實踐教學改革與學生培養(yǎng)目標緊密結合。學院的辦學定位是“立足唐山,面向河北,服務環(huán)渤海地區(qū)。把學院逐步建成規(guī)模適當、結構合理、特色鮮明的應用性普通本科高等院?!薄1局@一辦學定位,我們把一切工作都落實到為應用性人才培養(yǎng)和為地方區(qū)域性經(jīng)濟服務的目標上。
2)改革實驗項目,構建新型實驗教學模式。根據(jù)學生的不同年級、不同專業(yè)和不同層次,將實驗項目分為基本型實驗、拓展型(應用型、綜合型、設計型)實驗、綜合創(chuàng)新型實驗三個層次。開設多類別實踐教學,主要是教學實驗、教學實習、課程設計、畢業(yè)設計、電子競賽、科技活動、技能培訓等實驗教學類別。利用業(yè)余時間,增設大量選作實驗,特別是對于那些具有創(chuàng)新意識的學生,鼓勵教師主動吸收他們進入自己的科研團隊,深入實驗室進行研究性實驗,突出學生個性能力的發(fā)展,推動實驗教學內容與科研、工程、社會應用實踐密切結合,形成良性互動,促進學生自主學習、合作學習、研究性學習實驗教學模式的形成。
3)引進先進的實驗技術和手段,改善實驗環(huán)境,加強實驗教學資源建設。開放式教學是實踐教學發(fā)展的必然趨勢,是學生主動學習、自主學習和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必然要求。我院構建了開放式信息化網(wǎng)絡平臺,全方位改革實驗技術與手段,轉變實驗觀念、改變實驗運行管理方法,形成以學生為中心、以實踐能力和創(chuàng)新能力為目標的教學模式,充分發(fā)揮學生自主學習積極性,激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情,全面提高學生的素質和能力。
學院組織精干力量大力開發(fā)虛擬實驗、數(shù)字實驗系統(tǒng),自動控制原理、EDA等首批開發(fā)的虛擬實驗室已對學生網(wǎng)上開放。
4)積極支持和鼓勵學生課外科技活動,促進創(chuàng)新性實驗基地建設?,F(xiàn)代電氣與通信工程技術給電氣與通信工程類課程教學提出了新的更高的要求,現(xiàn)代電氣與通信工程技術具有明顯的學科綜合性和技術復雜性等特點,其實踐教學具有很強的技術挑戰(zhàn)性和實用性,容易激發(fā)學生的學習興趣。創(chuàng)新性實驗基地開設的實驗項目以綜合性、設計性、研究性和創(chuàng)新性實驗為主,如大學生電子設計隊伍的培訓和競賽、學生科技活動等。將創(chuàng)新性實驗基地作為創(chuàng)新性人才培養(yǎng)基地進行建設,開展個性化教育,培養(yǎng)特色鮮明、實踐能力強的高素質人才。
5)強化教師工程實踐能力培養(yǎng),打造雙師型教師隊伍。教師隊伍建設是實踐教學改革的重點內容之一,構建一支專業(yè)水平高、工程意識強的專職實驗教師、工程系列教師、任課教師三位一體的實踐教學教師隊伍是保證實踐教學改革與創(chuàng)新順利進行的關鍵所在。學院實行青年教師導師制,安排具有高級職稱和豐富教學及實驗經(jīng)驗的老教師、具有工程實踐經(jīng)驗的高級工程師擔任導師,對青年教師的教學、實驗及其他實踐教學環(huán)節(jié)進行全方位、長時間的跟蹤指導。學院注重培養(yǎng)青年教師的工程實踐能力,投入專項資金,支持每位青年教師每年完成一項具有實用功能的電子設計及制作,使實驗中心青年教師的實踐能力與動手能力有了顯著的提高,為培養(yǎng)應用性人才奠定了堅實的基礎。學院選派骨干教師參加ASEA、中興認證、DSP、嵌入式系統(tǒng)等師資培訓,已有多位教師獲得認證指導教師資格,為開展學生考級、認證工作創(chuàng)造了有力條件。
6)提高實驗考核比重,推進實驗考核方法改革。在實驗考核方面,將實驗考核從理論考核中獨立出來,并將其提高到與理論考核同等重要的高度,即學生只有同時通過了理論和實驗兩個考核后,本課程方可及格。這種措施的實施,極大提高了學生對實驗課的重視程度,經(jīng)過教學實踐證明,收到了很好的教學效果。
7)引入工程背景,對本科生畢業(yè)設計進行深化改革。本科生畢業(yè)設計是學生在校期間的最后一個教學環(huán)節(jié),也是學生在校期間最為重要的實踐環(huán)節(jié),作為本課題的實踐部分,我們對唐山學院05級電氣工程及其自動化專業(yè)學生畢業(yè)設計進行了較大改革,主要內容是:引入某實際星級賓館的智能樓宇工程項目,以工程項目的設計標準作為學生畢業(yè)設計的任務要求,將整個工程項目分為11個子項目,采取項目負責人制,總共安排了14位指導教師和38名學生參與此項目的設計。目前該項目已經(jīng)進入尾聲,從目前情況來看,此項目的設計,大大提高了學生工程實踐能力,同時由于各子項目之間存在的必然聯(lián)系,也培養(yǎng)了學生的協(xié)作精神。
5結束語
通過對應用性本科實踐教學體系的研究及其在電氣工程及其自動化專業(yè)的實踐,使學生的實踐能力、工程素質、創(chuàng)新意識都有了較大提高,有效的促進了我院高等工程教育的教學改革。
基金項目:河北省教育科學研究“十一五”規(guī)劃課題“應用性本科教育實踐教學體系的研究與實踐”成果之一,項目編號(06020350)。
參考文獻
[1]高林.應用性本科教育導論.北京:科學出版社,2006.
篇3
【關鍵詞】卓越人才 實驗班 教學改革 實踐
【中圖分類號】G424.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)7-0064-03
一、“卓越計劃”與卓越人才培養(yǎng)
高等工程教育是高等教育的重要部分,為國家培養(yǎng)各類工程技術人才。隨著社會的不斷發(fā)展,經(jīng)濟結構的轉變,走中國特色新型工業(yè)化道路、建設創(chuàng)新型國家等一系列戰(zhàn)略部署對高等工程教育改革發(fā)展提出了迫切的要求。2010年6月,教育部在天津召開了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”(簡稱“卓越計劃”)啟動會?!白吭接媱潯笔秦瀼芈鋵崱秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》的重大計劃,旨在培養(yǎng)和造就創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質量各類型的工程技術人才,通過工程教育改革和創(chuàng)新提高工程人才培養(yǎng)質量,促進我國從工程教育大國走向工程教育強國。
“卓越計劃”啟動后,全國高校紛紛響應,目前已有三百多所高校分批次加入到“卓越計劃”中。許多高校根據(jù)自身定位與特色,以實施“卓越計劃”為契機,開展形式多樣的卓越人才培養(yǎng)工作。清華大學確立了建設“研究型、管理型、創(chuàng)新型、國際型”卓越工程人才的培養(yǎng)體系。同濟大學開展了“卓越生源行動計劃”、“卓越課程行動計劃”和“卓越實踐行動計劃”等卓越系列計劃。天津科技大學是教育部第二批“卓越計劃”高校,包裝工程、食品科學與工程、生物工程三個專業(yè)為卓越計劃實施專業(yè)。2010年,學校提出實施“行業(yè)卓越人才培養(yǎng)計劃”,遵循“行業(yè)指導、校企合作、分類實施、形式多樣”的原則,將卓越工程師培養(yǎng)納入卓越人才培養(yǎng)體系之中?!靶袠I(yè)卓越人才培養(yǎng)計劃”分為三個層次,第一層次便是組建“行業(yè)卓越人才實驗班”。
二、卓越人才實驗班
在教育部“卓越計劃”和天津科技大學“行業(yè)卓越人才培養(yǎng)計劃”背景下,我校于2011年9月實施了《天津科技大學行業(yè)卓越人才實驗班計劃》,組建了“機械電子工程實驗班”、“材料科學與化學工程實驗班”、“食品與生物工程實驗班”、“工商管理實驗班”四個卓越人才實驗班。
學校成立“卓越人才培養(yǎng)管理中心”專門負責實驗班學生的統(tǒng)籌管理工作,各相關學院成立卓越人才培養(yǎng)工作領導小組,實行校院兩級管理。實驗班實行導師制,各相關學院制定導師制方案,導師主要負責學生專業(yè)選擇、學習進程規(guī)劃,并對學生研究內容和方法等進行指導。
實驗班采取2+2的培養(yǎng)模式,學生在一、二年級不分專業(yè),按照大類培養(yǎng),進入三年級由學生自主確定專業(yè)。學生選撥由最初的新生報道后申請報名、經(jīng)初試和面試合格后錄取拓展為在部分省份采用高考直招方式按大類錄取一定比例選拔與新生入校后選拔相結合的方式。為激勵學生,保障人才培養(yǎng)質量,實驗班實行滾動機制,根據(jù)平均學分績點對學生進行預警、分流與增補。
為加強建設卓越人才實驗班,學校給予了政策上的多方面支持。學校集中優(yōu)秀師資,進行了多方面的教學改革,實行資源優(yōu)化配置,為卓越人才實驗班提供優(yōu)越條件,通過因材施教地制定培養(yǎng)方案、組建優(yōu)秀的基礎教學團隊和專業(yè)導師團隊、建設專業(yè)核心課與雙語課等方式提高人才培養(yǎng)質量。
三、卓越人才實驗班的教學改革實踐
(一)因材施教制定培養(yǎng)方案
培養(yǎng)方案是培養(yǎng)學生的一套計劃,學生依據(jù)培養(yǎng)方案中所要求的內容逐步完成學業(yè)從而達到培養(yǎng)目標。培養(yǎng)方案是否科學合理直接影響人才培養(yǎng)質量。依據(jù)“寬口徑、厚基礎、強實踐”的要求,確定“卓越”的培養(yǎng)目標和要求,建構合理課程體系,因材施教地制定培養(yǎng)方案是卓越人才培養(yǎng)的前提,也是卓越人才實驗班追求卓越的基礎。下面就以天津科技大學2013級機械電子工程卓越人才實驗班培養(yǎng)方案為例進行分析。
機械電子工程卓越人才實驗班依托機械工程學院和電子信息與自動化學院按照大類招生,學生在大一、大二年級主要學習校通識課程和學科基礎課程,大三開始學生自主選擇學習方向,分為“機械電子工程”方向和“自動化”方向,分別在機械工程學院和電子信息與自動化學院學習專業(yè)領域課程。機械電子工程卓越人才實驗班的培養(yǎng)方案由機械工程學院和電子信息與自動化學院聯(lián)合制定,培養(yǎng)方案不是機械電子工程專業(yè)與自動化專業(yè)培養(yǎng)方案的簡單疊加,而是根據(jù)對卓越人才的要求,因材施教地制定培養(yǎng)目標、培養(yǎng)要求和課程體系。
1.培養(yǎng)目標
實驗班以培養(yǎng)卓越人才為目標,其培養(yǎng)方案對學生需要掌握的知識技能以及需要具備的能力都做出了詳細的說明。通過表一的對比可以發(fā)現(xiàn),非實驗班學生的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)高素質的應用型人才,而實驗班無論是在知識學習的范圍上還是在能力培養(yǎng)的廣度和深度上,其目標都區(qū)別于非實驗班的學生,更強調扎實的基礎,創(chuàng)新能力、工程實踐能力的培養(yǎng)以及人文素養(yǎng)的提升。
2.培養(yǎng)要求
為了實現(xiàn)培養(yǎng)目標,實驗班的培養(yǎng)方案對學生提出了明確具體的要求。要求學生在畢業(yè)時能獲得9個方面的知識能力:①具有較扎實的數(shù)學、自然科學基礎和機械工程、電氣工程等科學知識的應用能力,以及獨立試驗并進行數(shù)據(jù)分析的能力。②系統(tǒng)地掌握專業(yè)領域的理論知識,具有設計機電系統(tǒng)、部件的能力。③具有對機械及電氣工程問題進行系統(tǒng)表達、建立模型、分析求解和論證的能力。④具有新工藝、新設備、新技術研發(fā)的初步能力。⑤具有較強的動手能力、創(chuàng)新能力和獨立工作的能力。⑥較好地掌握生產(chǎn)過程控制、自動化儀表、信息處理及計算機控制技術等方面的專業(yè)知識,了解運動控制等方面的專業(yè)知識及學科前沿和發(fā)展趨勢。⑦獲得較好的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計及系統(tǒng)開發(fā)方面的工程實踐訓練。⑧具備一定的科研和組織管理能力,具有較強的工作適應能力。⑨知識面寬廣,具有終身教育的意識和繼續(xù)學習的能力。
3.課程體系
根據(jù)卓越人才的培養(yǎng)目標和要求,實驗班的課程體系強調厚基礎、強實踐。 ①基礎課程圍繞機械電子工程和自動化兩個方向開設,無論必修課還是選修課都旨在夯實學生基礎,為專業(yè)課程的學習做好鋪墊。部分課程是專門為實驗班學生開設的,其他專業(yè)不開設,例如大一第一學期開設的《機械導論》是實驗班兩個方向學生的必修課,這在2013級機械電子工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中是沒有的。②實驗班培養(yǎng)方案中選修課數(shù)量較多,是為了給學生多一些選擇,讓他們能根據(jù)自己的實際需要選擇課程,為他們提供了更加優(yōu)良的條件?!豆こ虃惱韺W》是實驗班培養(yǎng)方案中的一門選修課,在夯實學生基礎知識的同時,還注重對學生健康人格的塑造。③理論環(huán)節(jié)與實踐環(huán)節(jié)緊密結合,每學期都有實踐環(huán)節(jié),各種實習、實驗、課程設計、畢業(yè)設計與理論課相得益彰,大大加強了學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。
(二)組建優(yōu)秀的教學團隊
1.基礎教學團隊
優(yōu)秀的師資是培養(yǎng)卓越人才的重要條件。為了實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置,學校為卓越人才實驗班優(yōu)先選派有豐富教學經(jīng)驗的教學名師授課,并組建了《高等數(shù)學》 和《大學英語》兩門課的教學團隊,以團隊建設促進教學質量的提高。教學團隊進行教學改革,教學方法研究,提高學生學習興趣和學習水平。
兩個教學團隊為實驗班專門開設了《數(shù)學分析》、《數(shù)學建模與實驗》和《英語口語》等通識選修課,并引導實驗班學生優(yōu)先選擇專設的這些課程。在日常授課時,教學團隊的老師們不僅注重知識的傳授,還十分注重能力的培養(yǎng),實驗班學生在優(yōu)秀教學團隊的帶領下,還積極參加全國或天津市的數(shù)學、英語競賽并取得了較好的成績。
2.專業(yè)導師團隊
為了加強實驗班學生專業(yè)實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學校在基礎教學團隊的基礎上要求各相關學院組建導師團隊。導師團隊由1名負責人和6-8名成員組成,幫助學生進行學業(yè)規(guī)劃、指導學生參與科研實踐,引導學生開展創(chuàng)新性活動,開拓學生視野。其主要職責有:指導專業(yè)核心課任課教師進行教學內容的改革與優(yōu)化;指導學生進行學業(yè)規(guī)劃和職業(yè)規(guī)劃;幫助學生提早進入實驗室參與科研實踐,指導學生撰寫科技論文、申報各類創(chuàng)新性的科研項目,鼓勵學生參與各類學科競賽,培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力;對有研究潛質并準備攻讀研究生的學生進行指導,幫助學生提早開展科學研究活動。
(三)專業(yè)核心課與雙語課建設
為推動實驗班課程教學改革,學校在《天津科技大學關于加強行業(yè)卓越人才實驗班工作的若干措施》中提出了建設專業(yè)核心課與雙語課。各相關學院已經(jīng)開始有計劃、有重點、逐步地展開對專業(yè)核心課和雙語課的建設。
目前已有理論力學、機械設計、機電一體化系統(tǒng)設計、自動機械設計、機械制造技術基礎(一)、自動控制原理、電路(一)、高分子化學、高分子物理、化工熱力學、化學反應工程、生物反應工程、食品工藝學、食品技術原理、管理學等幾十門核心課程,其中自動控制原理、化學反應工程、食品工藝學等多門課程既是專業(yè)核心課程又是雙語課程。
核心課是整個課程體系中的精髓與重點,核心課程建設的重要性不言而喻。各相關學院發(fā)動優(yōu)秀教師對核心課程進行教學內容、教學方法上的改革,選用權威教材,采用多種教學方式,改進教學效果、提高教學質量。
在雙語課建設方面,鼓勵教師選用國外高質量原版教材開展教學。這對實驗班學生外語水平提出了較高的要求,也在潛移默化地推動實驗班學生努力學習外語。利于讓學生養(yǎng)成翻閱外文文獻資料的習慣,及時掌握學術前沿動態(tài),也為以后深入地學習打下良好的基礎。
結語
卓越人才實驗班的教學改革涉及方方面面,本文僅結合天津科技大學的實際情況對目前主要實施的改革實踐進行了梳理,如何進一步加強卓越人才實驗班學生的工程實踐能力與創(chuàng)新能力、提升學生的科研能力等諸多方面還有待研究。總之,根據(jù)學校的定位與專業(yè)的特色,不斷推進教學改革探索,逐步地完善政策制度,將有利于卓越人才實驗班的建設,提升工程人才的培養(yǎng)質量。
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