工程教育認(rèn)證背景下“電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)”的改革與探索

孫 強(qiáng)，孟芳芳，李珊紅，王慶龍

(合肥學(xué)院 電子信息與電氣工程系，合肥 230601)

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工程教育認(rèn)證背景下“電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)”的改革與探索

孫 強(qiáng)，孟芳芳，李珊紅，王慶龍

(合肥學(xué)院 電子信息與電氣工程系，合肥 230601)

合肥學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)改革在已有模塊化教學(xué)的基礎(chǔ)上正在朝著國際工程教育認(rèn)證制度方向推進(jìn)，在解讀工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)畢業(yè)要求的基礎(chǔ)上，對(duì)自動(dòng)化專業(yè)“電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)”教學(xué)實(shí)踐中的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生課外學(xué)習(xí)等方面進(jìn)行了教改探索，實(shí)踐表明，這些教改方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中畢業(yè)要求1、4、5、9、10、12的有力支撐，取得了較好的教學(xué)效果。

“電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)”；國際工程教育認(rèn)證；畢業(yè)要求

1 課程改革背景

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人才流動(dòng)正從本土化向區(qū)域化、國際化發(fā)展，因此培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具有國際競爭力的工程技術(shù)人才，已經(jīng)成為我國高校面臨的重大課題。為此，教育主管部門推出一系列改革措施，這其中就包括在高校工科專業(yè)中實(shí)施的工程教育專業(yè)認(rèn)證制度。

國際工程教育認(rèn)證制度以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出(Outcome-based Education)為中心，通過非官方的專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)高校工科專業(yè)進(jìn)行教育質(zhì)量評(píng)估，國內(nèi)外的實(shí)踐證明通過工程教育認(rèn)證能夠有效地提高教育教學(xué)質(zhì)量[1-3]，因此，我國自2006年正式啟動(dòng)工程教育專業(yè)認(rèn)證試點(diǎn)工作以來，工程教育專業(yè)認(rèn)證制度已得到高校的廣泛認(rèn)可，進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，特別是在2013年6月19日中國成為《華盛頓協(xié)議》的預(yù)備會(huì)員后，每年都有100多工科專業(yè)點(diǎn)申請(qǐng)工程教育專業(yè)認(rèn)證。

合肥學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)自開辦以來，緊緊圍繞“地方性、應(yīng)用型、國際化”的辦學(xué)定位，制定了具有本校特色的人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系，先后實(shí)行了“九學(xué)期制 ”“N+2”“模塊化”等教改措施[4]，對(duì)培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才起了非常好的促進(jìn)作用，并于2012年成功申報(bào)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，但從多年的畢業(yè)生就業(yè)情況和用人單位反饋意見來看，培養(yǎng)的學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力較差，仍然不能完全滿足企業(yè)對(duì)工程人才的需求，因此，近年來本專業(yè)教師一直在苦苦思索提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效措施[4]，在意識(shí)到工程教育認(rèn)證對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量的積極作用后，尤其是卓越工程師教育培養(yǎng)須經(jīng)過工程教育認(rèn)證時(shí)，自動(dòng)化專業(yè)開展了教學(xué)改革以實(shí)現(xiàn)工程教育認(rèn)證。

要達(dá)到工程教育認(rèn)證要求，就應(yīng)有相應(yīng)的課程體系予以配合，也就是說，每一個(gè)畢業(yè)要求都要有教學(xué)環(huán)節(jié)來支撐，而構(gòu)成課程體系的每一課程都應(yīng)對(duì)畢業(yè)要求若干指標(biāo)點(diǎn)要有明確支撐?；谝陨险J(rèn)識(shí)，本文重點(diǎn)介紹“電機(jī)與控制系統(tǒng)”模塊I即“電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)”所開展的教學(xué)改革探索。

2 把握課程特點(diǎn)，找準(zhǔn)支撐指標(biāo)

“電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)”是自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案中必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程不僅理論性強(qiáng)，而且對(duì)實(shí)際應(yīng)用具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義；該課程內(nèi)容較為抽象，牽涉到的相關(guān)知識(shí)繁雜，重難點(diǎn)較多，實(shí)踐性強(qiáng)，教學(xué)過程中需要學(xué)生有較強(qiáng)的抽象思維和空間想象力，這樣才能將學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)過程中，因此教學(xué)難度較大[5]。

仔細(xì)解讀2015年頒布的工程教育(專業(yè))認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，可以看出對(duì)畢業(yè)生的質(zhì)量提出了12個(gè)方面的基本要求(如表1)。概括起來，就是要通過社會(huì)、專業(yè)理論和工程應(yīng)用三方面知識(shí)的系統(tǒng)教育，使畢業(yè)生具有自主創(chuàng)新意識(shí)、自主學(xué)習(xí)能力、與人溝通能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)、環(huán)境友好意識(shí)、法律意識(shí)、經(jīng)濟(jì)意識(shí)等，從而在以后的工程活動(dòng)中能夠?qū)?fù)雜問題進(jìn)行高效分析、有效管理，進(jìn)而能夠創(chuàng)造性的提出綠色解決方案[2，6]。

表1 工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)——畢業(yè)要求

基于課程特點(diǎn)和對(duì)工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)會(huì)，針對(duì)合肥學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案，在多年教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上，筆者通過精心設(shè)計(jì)對(duì)本課程進(jìn)行了教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)了對(duì)畢業(yè)要求中1、4、5、9、10、12項(xiàng)指標(biāo)點(diǎn)的支撐。

下面將詳述教學(xué)改革對(duì)畢業(yè)要求1、4、5、9、10、12指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行支撐的具體實(shí)施方法。

3 梳理教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)“應(yīng)用型”辦學(xué)定位和自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)要求，在企業(yè)調(diào)研和參考相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，確立了本課程的教學(xué)內(nèi)容，包括直流電機(jī)、變壓器、交流電機(jī)和特種電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和旋轉(zhuǎn)電機(jī)拖動(dòng)特性等，教學(xué)分為理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和自主學(xué)習(xí)三大部分。

其中理論部分按照認(rèn)知規(guī)律，從簡單到復(fù)雜、從單邊勵(lì)磁到雙邊勵(lì)磁、從理論到實(shí)際應(yīng)用，教學(xué)內(nèi)容被梳理成3個(gè)部分：電機(jī)本體知識(shí)、電機(jī)拖動(dòng)知識(shí)以及電機(jī)選擇應(yīng)用知識(shí)，彼此之間的關(guān)系如圖1所示。

通過理論內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備電機(jī)學(xué)、電機(jī)拖動(dòng)、微特電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用能力，建立了工程應(yīng)用中電機(jī)與拖動(dòng)系統(tǒng)的分析計(jì)算方法，有效支持了畢業(yè)要求1的達(dá)成。

4 改革教學(xué)方法，適應(yīng)認(rèn)證要求

4.1 理論教學(xué)

“電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)”模塊所牽涉到知識(shí)包括電路、電磁場和數(shù)學(xué)等知識(shí)，理論性強(qiáng)，抽象性高，不易于理解，因此選擇合理的教學(xué)方法和教學(xué)手段對(duì)取得較好的教學(xué)效果至關(guān)重要。

傳統(tǒng)教學(xué)方法采用講授法，該方法雖然能夠使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)，教師容易控制教學(xué)進(jìn)程，但容易出現(xiàn)教師滿堂灌、學(xué)生被動(dòng)聽的局面，不利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

為此在企業(yè)調(diào)研和參考相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，自行研制了本模塊的多媒體教學(xué)課件，課件中使用了大量圖片甚至視頻進(jìn)行講解(如圖2)。

為了加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，在教學(xué)過程中，還采用了互動(dòng)法和探究式教學(xué)方法。在互動(dòng)法教學(xué)中，課前明確下次授課內(nèi)容，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，上課時(shí)提出問題，讓學(xué)生進(jìn)行回答、同學(xué)評(píng)判，最后進(jìn)行教師點(diǎn)評(píng)，取得了較好的教學(xué)效果。

圖1 授課內(nèi)容之間關(guān)系

4.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

目前，合肥學(xué)院已建立了電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，設(shè)備是由天煌教儀生產(chǎn)的DDSZ-1型電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置，功能強(qiáng)大，利用其提供的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)教材，能夠開設(shè)多種電機(jī)及拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)，但是這些實(shí)驗(yàn)基本上屬于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，難以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。因此，為達(dá)到對(duì)畢業(yè)要求4、9、10的支撐，改革了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，將驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)設(shè)置為設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中首先下發(fā)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書(如圖3)，然后，提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備讓學(xué)生進(jìn)行選擇；再次，帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室，熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備；第四，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備繪制相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)接線圖，課堂討論；最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。詳細(xì)過程如圖4。

圖4 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程和目標(biāo)

通過理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，有效達(dá)成了對(duì)畢業(yè)要求中4、9、10項(xiàng)的支持。

5 有效監(jiān)控自主學(xué)習(xí)

合肥學(xué)院的課程學(xué)習(xí)采用模塊化教學(xué)方式，對(duì)本課程來說，除了理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，在本模塊的學(xué)習(xí)中還包括學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，為了有效監(jiān)控學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，對(duì)畢業(yè)要求5和12形成支撐，除了布置足夠的課外作業(yè)外，根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度，先后布置七個(gè)專題：直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其發(fā)展歷史、變壓器的結(jié)構(gòu)和發(fā)展現(xiàn)狀、異步電動(dòng)機(jī)的的結(jié)構(gòu)和發(fā)展歷史、同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用、特種電機(jī)種類大全及其應(yīng)用領(lǐng)域、當(dāng)前電機(jī)的發(fā)展趨勢、舉例說明一種電機(jī)的具體應(yīng)用。

通過專題任務(wù)，讓學(xué)生分組進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，如圖5。通過探究式學(xué)習(xí)可以達(dá)到以下目標(biāo)：

圖5 探究式學(xué)習(xí)方法

(1)培養(yǎng)學(xué)生自主意識(shí)，掌握自我學(xué)習(xí)的正確途徑；

(2)能夠圍繞設(shè)定專題利用現(xiàn)有資源進(jìn)行查詢和檢索文獻(xiàn)，進(jìn)而制定解決方案；

(3)鍛煉學(xué)生運(yùn)用多媒體、匯報(bào)等方式進(jìn)行專業(yè)交流能力

6 促進(jìn)參與第二課堂活動(dòng)

第二課堂作為第一課堂的有效延伸和發(fā)展，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和拓展素質(zhì)等方面作用越來越突顯。為此，針對(duì)各專業(yè)學(xué)生制定了第二課堂活動(dòng)學(xué)分管理辦法，規(guī)定必要的第二課堂學(xué)分?jǐn)?shù)是畢業(yè)條件之一。

作為第二課堂主要活動(dòng)的電子設(shè)計(jì)競賽和智能車比賽，其中的控制類問題常常牽涉到本模塊的知識(shí)，因此通過組織學(xué)生積極參與競賽活動(dòng)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神；加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和工程實(shí)踐素質(zhì)，而且能很好地提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的綜合能力，為畢業(yè)要求4、5、9、10、12提供有效支撐。

7 結(jié) 語

上文論述了在工程教育認(rèn)證背景下自動(dòng)化專業(yè)課程“電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)”的教學(xué)方法改革情況，通過教學(xué)內(nèi)容梳理、改革教學(xué)方式、監(jiān)控自主學(xué)習(xí)和積極促進(jìn)第二課堂活動(dòng)，本課程實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)中畢業(yè)要求1、4、5、9、10、12的有力支撐，通過上述改革定能為培養(yǎng)合格的工程型人才提供保證。

[1] 袁鳳華.測控技術(shù)與儀器專業(yè)工程教育認(rèn)證淺析——以合肥工業(yè)大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)認(rèn)證為例[J].中國科技投資，2013(4):179,181.

[2] 邵輝，葛秀坤，畢海普，等.工程教育認(rèn)證在專業(yè)建設(shè)中的引領(lǐng)與改革思考[J].常州大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2014，15(1):104-108.

[3] 李志義，朱泓，等.用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)高等工程教育教學(xué)改革[J].高等工程教育研究，2014(2)：29-35.

[4] 王俊，李祎. 應(yīng)用型人才培養(yǎng)與課程的模塊化改革[J]. 合肥學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,23(3):84-87.

[5] 陳亞愛，于蘇華，周京華，等.“電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)”課程教學(xué)研究與探索[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32(ZO)：95-98.

[6] 中國工程教育認(rèn)證協(xié)會(huì).通用標(biāo)準(zhǔn)[J/OL][2015-03-23][2016-03-01],http://ceeaa.heec.edu.cn/column.php?cid= 17

[責(zé)任編輯：李德才]

Reformation forMotorandDragFoundationBased on International Engineering Education Accreditation System

SUN Qiang, MENG Fang-fang, LI Shan-hong

( Department of Electronic and Electrical Engineering ，Hefei University, Hefei 230601，China )

It is the educational reform objective for us to pass international engineering education accreditation system. In this paper, the new teaching methods are presented forMotorandDragFoundationincluding theoretical, experimental teaching and extracurricular learning based on graduation requirements of general standards in international engineering education accreditation system. It is shown that the new teaching methods can support 1st, 4th, 5th, 9th, 10th, and12th item in the graduation requirements and obtain better educational effectiveness.

MotorandDragFoundation; international engineering education accreditation system; graduation requirement

2016-03-20

2016-07-28

安徽省教育廳教學(xué)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2014jxtd034)、合肥學(xué)院學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(2014dtr003)、安徽省重大教學(xué)改革研究項(xiàng)目(2015zdjy138)、合肥學(xué)院模塊化建設(shè)項(xiàng)目。

孫 強(qiáng)(1968—)，男，安徽合肥人，合肥學(xué)院電子信息與電氣工程系副教授，博士；研究方向:電機(jī)及其控制 。

TM3；G642.0

A

2096-2371(2016)04-0140-05