時間:2023-03-29 09:27:25
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人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法 技術(shù)及應用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學。人工智能是計算機科學的一個分支 它企圖了解智能的實質(zhì),并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器.該領(lǐng)域的研究包括機器人.語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統(tǒng)等。電氣自動化是研究與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運行、自動控制,電力電子技術(shù)、信息處理、試驗分析 研制開發(fā)以及電子與計算機應用等領(lǐng)域的一門學科。實現(xiàn)機械的自動化,讓機械部份脫離人類的直接控制和操作自動實現(xiàn)某些過程是電氣自動化和人工智能研究的交匯點。積極運用人工智能的新成果無疑有利于電氣自動化學科特別是自動控制領(lǐng)域的發(fā)展.也有利于提高電氣設各運行的智能化水平.對改造電氣設備系統(tǒng),增強控制系統(tǒng)穩(wěn)定性.加快生產(chǎn)效率都有重大意義。
1、人工智能應用理論分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬,延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學。人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質(zhì).并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器 該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別 自然語言處理和專家系統(tǒng)等。自從1956年“人工智能 一詞在Dartmouth學會上提出以后,人工智能研究飛速發(fā)展,成為以計算機為主.涉及信息論.控制論, 自動化、仿生學、生物學、心理學、數(shù)理邏輯、語言學、醫(yī)學和哲學的一門學科。人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜的工作。
當今社會,計算機技術(shù)已經(jīng)滲透到生產(chǎn)生活的方方面面.計算機編程技術(shù)的日新月異催生自動化生產(chǎn),運輸 傳播的快速發(fā)展。人腦是最精密的機器,編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋.所以模仿模擬人腦的機能將是實現(xiàn)自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產(chǎn).流通、交換、分配等關(guān)鍵一環(huán).實現(xiàn)自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。
2、人工智能控制器的優(yōu)勢
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但Al控制器例如:神經(jīng)、模糊、模糊神經(jīng)以及遺傳算法都可看成一類非線性函數(shù)近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解.也有利于控制策略的統(tǒng)一開發(fā)。這些Al函數(shù)近似器比常規(guī)的函數(shù)估計器具有更多的優(yōu)勢.這些優(yōu)勢如下:
(1)它們的設計不需要控制對象的模型(在許多場合,很難得到實際控制對象的精確動態(tài)方程,實際控制對象的模型在控制器設計時往往有很多不確實性因素,例如:參數(shù)變化,非線性時,往往不知道)。
(2)通過適當調(diào)整(根據(jù)響應時間 下降時間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如模糊邏輯控制器的上升時間比最優(yōu)PID控制器快1.5倍 ,下降時間快3.5倍, 過沖更小。
(3)它們比古典控制器的調(diào)節(jié)容易。
(4)在沒有必須專家知識時.通過響應數(shù)據(jù)也能設計它們。
(5)運用語言和響應信息可能設計它們。
總而言之,當采用自適應模糊神經(jīng)控制器、規(guī)則庫和隸屬函數(shù)在模糊化和反模糊化過程中能夠自動地實時確定。有很多方法來實現(xiàn)這個過程,但主要的目標是使用系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)穩(wěn)定的解,并且找到最簡單的拓樸結(jié)構(gòu)配置.自學習迅速,收斂快速。
3、人工智能的應用現(xiàn)狀
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,許多高等院校及科研機構(gòu)就人工智能在電氣設備的應用方面展開了研究工作,如將人工智能用于電氣產(chǎn)品優(yōu)化設計,故障預測及診斷、控制與保護等領(lǐng)域。
3.1 優(yōu)化設計
電氣設備的設計是一項復雜的工作 它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識,還要大量運用設計中的經(jīng)驗性知識。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計是采用簡單的實驗手段和根據(jù)經(jīng)驗用手工的方式進行的.因此很難獲得最優(yōu)方案。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,電氣產(chǎn)品的設計從手工逐漸轉(zhuǎn)向計算機輔助設計(CAD),大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。人工智能的引進.使傳統(tǒng)的CAD技術(shù)如虎添翼.產(chǎn)品設計的效率及質(zhì)量得到全面提高。用于優(yōu)化設計的人工智能技術(shù)主要有遺傳算法和專家系統(tǒng)。遺傳算法是一種比較先進的優(yōu)化算法,非常適合于產(chǎn)品優(yōu)化設計。因此電氣產(chǎn)品人工智能優(yōu)化設計大部分采用此種方法或其改進方法。
3.2 故障診斷
電氣設備的故障與其征兆之間的關(guān)系錯綜復雜,具有不確定性及非線性.用人工智能方法恰好能發(fā)揮其優(yōu)勢。已用于電氣設備故障診斷的人工智能技術(shù)有:模糊邏輯、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡。
變壓器由于在電力系統(tǒng)中的特殊地位而備受關(guān)注,有關(guān)方面的研究論文較多。目前對變壓器進行故障診斷最常用的方法是對變壓器油中分解的氣體進行分析.從而判斷變壓器的故障程度。人工智能故障診斷技術(shù)在發(fā)電機及電動機方面的研究工作也較為活躍。
3.3智能控制
人工智能控制技術(shù)在自動控制領(lǐng)域的研究與應用已廣泛展開.但在電氣設備控制領(lǐng)域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種:模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家系統(tǒng)控制。由于模糊控制是其中最為簡單、最具實際意義的方法.因而它的應用實例最多。
4、結(jié)語
人類智能主要包括三個方面.即感知能力.思維能力 行為能力。而人工智能是指由人類制造出來的 機器”所表現(xiàn)出來的智能。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力。人工智能的應用體現(xiàn)在問題求解.邏輯推理與定理證明,自然語言理解 自動程序設計.專家系統(tǒng),機器人學等方面,而這諸多方面都體現(xiàn)了一個自動化的特征.表達了一個共同的主題,即提高機械人類意識能力,強化控制自動化.因此人工智能在電氣自動化領(lǐng)域?qū)笥凶鳛椋姎庾詣踊刂埔残枰斯ぶ悄艿膮⑴c。
“十二五”時期國家以科學發(fā)展為主題,以加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式為主線,把經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整作為主攻方向,促進經(jīng)濟長期平穩(wěn)較快發(fā)展和社會和諧穩(wěn)定。因此,我國高等職業(yè)教育也正在加快改革與發(fā)展的步伐,為地方經(jīng)濟發(fā)展服務、為就業(yè)服務,培養(yǎng)生產(chǎn)和服務第一線的技術(shù)技能人才,培養(yǎng)敬業(yè)創(chuàng)新的優(yōu)秀人才。由于種種原因職業(yè)院校設置的專業(yè)往往與社會經(jīng)濟的發(fā)展需求存在偏差,一方面有的專業(yè)畢業(yè)生過剩,有的急需人才缺乏相應專業(yè)的培養(yǎng),出現(xiàn)“產(chǎn)銷不對口”現(xiàn)狀;另一方面畢業(yè)生所具備的職業(yè)能力與其就業(yè)崗位的要求相差甚遠,不能與職業(yè)崗位進行很好的對接。
我校是國家首批重點建設的高職示范院校,電氣自動化技術(shù)專業(yè)是國家重點示范建設專業(yè)之一,在示范和后示范建設以及人才培養(yǎng)工作評估過程中非常重視專業(yè)的內(nèi)涵建設,對專業(yè)人才培養(yǎng)方案重新進行了審定,把提高教學質(zhì)量、創(chuàng)新教學模式和打造專業(yè)特色作為重點,以對接產(chǎn)業(yè)為切入點,實行校企合作、工學結(jié)合,促進教學內(nèi)容與職業(yè)標準對接、教學過程與生產(chǎn)過程對接、學歷證書與職業(yè)資格證書對接。
1 通過專業(yè)調(diào)研明確專業(yè)定位與培養(yǎng)目標
1.1 深入市場調(diào)研分析人才需求
人才需求分析是制訂專業(yè)人才培養(yǎng)方案的基礎。通過制訂詳細的調(diào)研計劃,采用“走出去、請進來”的方式進行深入和廣泛的專業(yè)調(diào)研。“走出去”就是分批派出專業(yè)調(diào)研組到相關(guān)企事業(yè)單位、院校、畢業(yè)生就業(yè)單位進行實地走訪,“請進來”就是聘請企業(yè)的專家和技術(shù)能手到學校進行研討。了解畢業(yè)生在哪些單位、哪些崗位從事哪些工作,這些崗位需要什么職業(yè)資格證書和等級;了解專業(yè)發(fā)展狀況及對人才的需求情況,企業(yè)對人才培養(yǎng)的規(guī)格和質(zhì)量要求,以及社會對本專業(yè)畢業(yè)生的評價等。針對調(diào)研的信息進行綜合分析,明確畢業(yè)生就業(yè)崗位及崗位群,找出專業(yè)人才培養(yǎng)過程中存在的問題和偏差,從而確定電氣自動化技術(shù)專業(yè)的專業(yè)定位、專業(yè)培養(yǎng)目標和人才規(guī)格與質(zhì)量標準,為專業(yè)課程體系設計提供依據(jù)。
1.2 面向就業(yè)崗位和職業(yè)證書要求準確把握進行專業(yè)定位
通過專業(yè)調(diào)研匯總的電氣自動化技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生主要面向就業(yè)崗位分布來看,近50%的學生從事電氣自動化設備及系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、運行與維護等工作,近30%的學生從事電工、電子類產(chǎn)品質(zhì)量檢驗監(jiān)督等工作,有近15%的學生從事生產(chǎn)管理工作,其余5%的學生從事產(chǎn)品銷售或其他工作。因此,電氣自動化技術(shù)專業(yè)要面向企業(yè)生產(chǎn)第一線培養(yǎng)具備專業(yè)職業(yè)能力和技能,具有較強的繼續(xù)學習能力和創(chuàng)新能力,具有良好職業(yè)道德和較強法律意識的高技能人才。由于行業(yè)準入制度對職業(yè)資格證書的嚴格要求,畢業(yè)生在畢業(yè)前至少應該獲取對就業(yè)有幫助的一種國家職業(yè)資格證書或技術(shù)等級證書,如電工上崗證、電氣設備安裝工證等。
2 基于崗位工作過程分析構(gòu)建專業(yè)課程體系
2.1 以崗位工作任務為導向設置專業(yè)核心課程
電氣自動化技術(shù)專業(yè)教學團隊從產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)、職業(yè)調(diào)查入手,廣泛聽取企業(yè)專家、技術(shù)能手、企業(yè)兼職教師、下企業(yè)鍛煉教師、頂崗實習學生和畢業(yè)生及家長的意見,對專業(yè)主要崗位的典型工作任務進行剖析,得出工作崗位的業(yè)務范圍,通過歸納得出相應的工作領(lǐng)域,并轉(zhuǎn)換為對應的專業(yè)核心技能課程。如“工業(yè)自動化工程師助理”工作崗位的職務范圍是從事自動化設備及系統(tǒng)設計、選型、系統(tǒng)編程、系統(tǒng)集成和維護等工作,其工作領(lǐng)域為電氣工程制圖、成套電器控制柜安裝調(diào)試、PLC自動化系統(tǒng)設計和維護,自動化生產(chǎn)線安裝調(diào)試及維護、工控網(wǎng)絡設備及系統(tǒng)的安裝與維護,在課程設置中轉(zhuǎn)換為相應的核心課程。
2.2 以職業(yè)技能培養(yǎng)為核心構(gòu)建模塊式專業(yè)課程體系
通過分析相同專業(yè)在不同崗位的工作過程,分析學生畢業(yè)后所從事工作任務和應具備的職業(yè)能力,突出企業(yè)需求和學生自我發(fā)展,從知識、能力和態(tài)度3個方面,設計“融素質(zhì)教育與業(yè)務培養(yǎng)為一體,知識傳授與能力培養(yǎng)為一體”的模塊式專業(yè)課程體系。由職業(yè)核心能力課程、專業(yè)基本技能課程、專業(yè)核心技能課程、職業(yè)拓展課程、頂崗實習等模塊組成專業(yè)課程模塊。使之具備:基礎性—為學生就業(yè)打下堅實的文化基礎和專業(yè)基礎;針對性—以職業(yè)核心技能課程為主干,培養(yǎng)學生的技術(shù)與技能;實踐性—加強實踐操作技能培養(yǎng),提高學生的崗位勝任力;實用性—技能訓練針對學生的崗位設置;拓展性—相同專業(yè)不同崗位能力的培養(yǎng),滿足企業(yè)崗位能力需求,拓寬畢業(yè)生就業(yè)渠道,增強就業(yè)競爭力。
2.3 以工作過程為主導設計項目化課程
對于專業(yè)核心技能課程和職業(yè)拓展課程模塊,打破傳統(tǒng)學科性“理論+實驗+實習”的課程體系結(jié)構(gòu),把圍繞核心能力培養(yǎng)和職業(yè)適應性的原有理論課程和實踐教學環(huán)節(jié)重新分解整合,設計了基于工作過程的項目化課程結(jié)構(gòu),確定了本專業(yè)7門專業(yè)核心技能課程和4門職業(yè)拓展課程,不再單獨設置實驗和實習等實踐教學環(huán)節(jié)。在項目化課程標準中引入國家職業(yè)資格標準、行業(yè)標準、技術(shù)規(guī)范,教學內(nèi)容中精選實際工程案例并經(jīng)教學化處理形成學習型項目,每個項目又分解為若干個對應的學習型工作任務,將知識點、技能要求融入到各個項目和任務中,并將職業(yè)資格鑒定考核與課程考核相融通,以實現(xiàn)課程內(nèi)容與職業(yè)標準對接。
3 以工學結(jié)合為切入點的創(chuàng)新教學模式
3.1 靈活、可操作性強的教學組織設計
在教學設計上采取“3+2+1”的教學組織形式,第1~3學期主要學習職業(yè)核心能力課程和專業(yè)技能基本課程,在培養(yǎng)學生掌握專業(yè)基本理論的基礎上,融入基本職業(yè)技能訓練,學會表達、交流、溝通的方式和方法,具備基本職業(yè)素養(yǎng);第4、5學期安排專業(yè)核心技能課程和專業(yè)拓展課程,培養(yǎng)學生具有必備的職業(yè)(崗位)技能,同時組織開展學生的職業(yè)技能培訓與鑒定,使學生獲取相關(guān)的職業(yè)資格證書或技術(shù)等級證書;第6學期進行畢業(yè)前的綜合職業(yè)技能實訓,安排學生到企業(yè)頂崗實習,實習結(jié)束后完成論文撰寫及答辯,在真實的工作環(huán)境中不僅易于將理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作技能,而且易于養(yǎng)成良好的工作作風、職業(yè)道德、職業(yè)素養(yǎng),有利于學生融入社會。因此,在整個教學組織過程中應貫穿、覆蓋適應社會能力、職業(yè)能力的教育與訓練。
3.2 貫穿職業(yè)能力培養(yǎng)的遞進式課程教學模式
針對不同的課程模塊采用不同的教學模式。專業(yè)基本技能課程以校內(nèi)學習為主,采用“理論+實訓+實習”的教學模式,基礎理論以“必需、夠用”為度,精講多練。實踐教學中將“指導書”更改為“任務書”,采用“實踐與創(chuàng)作”相結(jié)合的方式,按照任務書的要求,學生自主完成方案設計、儀器設備選擇、制作、測試,充分調(diào)動學生的積極性,促使學生感知體驗、觀察探究,在培養(yǎng)職業(yè)基本技能的基礎上,養(yǎng)成獨立思考、科學嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。
專業(yè)核心技能課程和職業(yè)拓展課程實行分段集中強化訓練的教學模式。在實訓室以單班為單位采用項目化課程組織教學,如2010級電氣自動化技術(shù)專業(yè)4個班在同一時間分別進行4門專業(yè)核心技能課程的教學,根據(jù)學期教學計劃每門課程4~5周,依次輪換。課程教學在實訓室以學習型項目為載體,以教師為主導、學生為主體組織實施,經(jīng)過強化實踐訓練師生共同完成一個完整的項目,在“教、學、練、做”有機融合的一體化教學過程,實現(xiàn)職業(yè)(崗位)技能和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng),達到教學過程與生產(chǎn)過程的對接。
3.3 “課程考核+職業(yè)技能認證”的考核方式
按照課程類型的不同,采用不同的考核方式。職業(yè)核心能力課程的考核以校內(nèi)為主,引入國家職業(yè)核心能力測評標準,主要考核“與人交流、與人溝通、信息處理、自我學習、解決問題、數(shù)字應用”等6項職業(yè)核心能力。專業(yè)技術(shù)基礎課程以校內(nèi)考核為主,采用過程考核與期末考試相結(jié)合的方式,不僅考查學生的知識積累和素質(zhì)養(yǎng)成,也對學生的知識運用能力進行考核。
專業(yè)核心技能課程和職業(yè)拓展課程考核關(guān)注學生的素質(zhì)培養(yǎng),采用“課程考核+職業(yè)技能認證”的方式。課程總成績由課程考核成績和技能認證成績兩部分組成,二者各占一定的比例。課程考核采用百分制按項目分別考核然后匯總,每一個項目均從知識、技能、態(tài)度3方面考核,知識考核重在考查知識的應用和相關(guān)的操作規(guī)程,技能操作考核采用現(xiàn)場實際操作方式,態(tài)度考核則重在對學生合作意識、溝通能力、創(chuàng)新思維等方面的評價。職業(yè)技能認證有理論和實操兩部分組成,分為兩種情況:一是國家職業(yè)資格證書對應的課程,在課程結(jié)束后可直接參加國家職業(yè)資格認證考核;另一種是課程結(jié)束后,參照國家職業(yè)資格考核標準由學院統(tǒng)一組織進行考核。
4 結(jié)束語
電氣自動化技術(shù)專業(yè)經(jīng)過幾年的重點建設,在課程體系建設、師資隊伍建設、實驗實訓條件建設等方面取得了一定的成績,專業(yè)建設的整體水平有了顯著提高,也積累了一些建設經(jīng)驗。深刻體會到專業(yè)建設必須堅持校企合作,只有深入企業(yè),才能了解企業(yè)的需求,把課程體系切實融入職業(yè)崗位要求,將專業(yè)技能標準與職業(yè)標準相融合,將考核與評價和職業(yè)資格認證相銜接,強化學生職業(yè)技能的訓練,培養(yǎng)出企業(yè)需要的高技能人才。
參考文獻
[1] 許戈平.專業(yè)與企業(yè)崗位對接的專業(yè)人才培養(yǎng)方案研究[J].中國電力教育,2012(3):62-63.
作者簡介:劉遠義(1979-),男,江蘇常州人,黑龍江科技大學電氣與控制工程學院,講師;江曉林(1978-),男,浙江金華人,黑龍江科技大學電子與信息工程學院,副教授。(黑龍江 哈爾濱 150028)
基金項目:本文系黑龍江省教育科學規(guī)劃課題(課題編號:GBC1212080)的階段性研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)20-0130-02
由于我國的電氣自動化產(chǎn)業(yè)已全面與世界接軌,許多企業(yè)的產(chǎn)品和設備使用手冊及說明書都是采用英文編寫,仿真軟件、前沿學科的研究論文、互聯(lián)網(wǎng)上的專業(yè)技術(shù)信息等多數(shù)也是英文,這一客觀現(xiàn)實對電氣自動化專業(yè)人員提出了新的要求,電氣自動化專業(yè)人才不僅要精通本專業(yè)知識,還要能夠熟練的應用外語閱讀、翻譯、交流,掌握相當水平的專業(yè)英語知識。[1]然而從目前的教學來看,電氣自動化英語教學還沒有完全滿足市場對電氣自動化專業(yè)人才的要求。從教學實踐中可以看出,電氣自動化專業(yè)英語教學存在著以下問題:一是學習內(nèi)容涉及面廣,專業(yè)詞匯多,專業(yè)知識與英語的結(jié)合不深入;二是理論講授過多,實踐操作過少;三是學生學習的積極性不高。針對上述問題前人也做過大量的研究,但主要集中在教學方式、方法、手段上。而本文將從個體認知角度入手,基于認知負荷理論研究如何降低學習者的內(nèi)在和外在認知負荷,提高其相關(guān)認知負荷,從而獲得較好的教學效果。
一、認知負荷理論內(nèi)容
1988年澳大利亞心理學家J.Sweller在Miller研究的基礎上,以資源有限理論和圖式理論為基礎提出了“認知負荷理論”(Cognitive Load Theory,簡稱CLT)。[2]該理論認為人類的認知結(jié)構(gòu)包括有限的工作記憶和無限的長期記憶,在學習過程中主要依靠工作記憶的作用。工作記憶主要處理通過視覺和聽覺渠道獲得的信息以及從長期記憶中調(diào)用的信息,使人們能夠有邏輯的思考問題和解決問題。人們在學習新的材料知識時,都是通過工作記憶將信息進行編碼然后存入長期記憶中,但工作記憶在注意和處理信息時是要消耗一定的認知資源的,如果個體需要處理和加工的信息超過其認知資源的總量,就會出現(xiàn)認知超載從而影響其學習效率。由于人的知識是以圖示的形式存儲在長期記憶中,當需要時這些圖示能夠被提取到工作記憶中進行無意識和自動化的處理,自動化加工無需消耗認知資源。
認知負荷主要與完成某項特定的任務相聯(lián)系,該任務在工作記憶中進行信息加工,該信息加工需要耗用一定的認知資源。認知負荷是指在工作記憶中必須注意和處理的信息所耗費的認知資源總量。研究者們根據(jù)認知負荷的來源將認知負荷分為以下三類:
第一類是內(nèi)在認知負荷,它取決于所要學習材料的本質(zhì)特征與學習者的專業(yè)知識之間的交互程度。材料的本質(zhì)特征取決于材料本身的復雜程度,學習者的專業(yè)知識通常取決于學習者對前知識的掌握情況,如果材料本身很復雜而學習者的前知識又很匱乏,那么內(nèi)在認知負荷就會很大,反之亦然。[3]因此一般認為內(nèi)在認知負荷是相對固定的,一般較難被教學設計所改變。但有學者指出可以通過減少一些元素的交互作用縮減學習內(nèi)容來達到降低內(nèi)在負荷的要求。
第二類是外在認知負荷,材料信息的呈現(xiàn)方式或者要求學習者從事學習活動都會增加工作記憶的負荷,當這種負荷是不必要的、阻礙了圖式的獲得和自動化處理時,這種負荷即為外在認知負荷。外在認知負荷一般可以通過教學設計予以降低。
第三類是相關(guān)性負荷,它是與圖式建構(gòu)及與圖式自動化過程努力程度相關(guān)的認知負荷。相關(guān)性認知負荷與外在認知負荷一樣都是在信息呈現(xiàn)過程中產(chǎn)生的,但相關(guān)性認知負荷旨在幫助學習者獲得知識,圖式可以是學習過程中的任何知識結(jié)構(gòu)或所學信息組成的任何知識結(jié)構(gòu),圖示將存儲在長期記憶中,建構(gòu)充分且豐富的圖式可以提高學習效率。[4]
二、認知負荷理論在電氣自動化專業(yè)英語教學設計中的應用
認知負荷理論在教學設計中的主要思想是降低內(nèi)在認知負荷和外在認知負荷并在確保工作記憶資源有所盈余的前提下,適當引導學生投入更多的心理努力提高其相關(guān)認知負荷,實現(xiàn)圖式的獲得與規(guī)則的自動化。
1.按順序和分塊呈現(xiàn)課程內(nèi)容
分階段呈現(xiàn)小段的學習材料能夠減少初學者的認知負荷。對于大多數(shù)電氣自動化專業(yè)的學生來說,電氣自動化專業(yè)英語不僅涵蓋了大量的專業(yè)理論知識而且還是應用非母語的形式來表述,當學生學習到這些復雜的內(nèi)容時工作記憶需要處理的信息數(shù)量加大,而且各個信息要素間的交互關(guān)系又比較高,這會加大學生的內(nèi)在認知負荷。因此,應該將電氣自動化專業(yè)英語教學內(nèi)容分解為多個教學模塊,使每個模塊中包含的信息要素減少,降低要素間的交互作用,從而降低內(nèi)在認知負荷。如在介紹自動控制原理基本理論時,應該將其分成自動控制原理的基本概念及自動控制原理的基本定律兩個大模塊,再將基本概念和基本定律逐一分解。在應用分階段呈現(xiàn)學習內(nèi)容時對教師的要求比較高,教師應該對整個教學內(nèi)容非常熟悉,可以按照學生對知識的認知能力來建構(gòu)每一個知識模塊,但并不一定按照教材內(nèi)容順序來建構(gòu),在建構(gòu)的知識模塊中應考慮先呈現(xiàn)的知識是可以獨立加工,并對后續(xù)的學習內(nèi)容打下基礎。通過對全部知識的分解,可以在一定程度上降低材料間的交互作用,節(jié)約學習者的工作記憶消耗,同時也有利于學生對專業(yè)英語知識在長期記憶中圖式的構(gòu)建。
2.創(chuàng)建學習情境,促進圖式構(gòu)建
在教學過程中可以依據(jù)具體的教學內(nèi)容來創(chuàng)建學習情境,具體的情境可以把專業(yè)英語的學習和實際生活聯(lián)系起來,幫助學習者在相對真實的環(huán)境中學習新的知識。通過媒介或教育材料的安排來創(chuàng)建學習情境以引起學生的注意力,激發(fā)其學習興趣,讓學生主動的思考,構(gòu)建新知識,學生就會投入更深層的圖式建構(gòu)和存儲的記憶能量,構(gòu)建長時記憶圖式要素并能提升圖式自動處理。
如在講到控制系統(tǒng)反饋的專業(yè)知識時,可以利用生活中常見的抽水馬桶,將其工作原理和相關(guān)的專業(yè)詞匯利用多媒體呈現(xiàn)出來如圖1、圖2所示。學生對抽水馬桶都很熟悉,它的工作原理在前沿課程中也都學習過,在此學生就可以對照其圖示內(nèi)容將專業(yè)詞匯很容易的掌握。這種方式的學習可以有效地降低外在認知負荷,增強相關(guān)認知負荷,有利于信息的加工。
3.利用多媒體教學手段,發(fā)揮“雙重感官效應”
既有研究表明人的工作記憶可以同時處理視覺信息和聽覺信息,通過視覺和聽覺同時獲得的信息更容易形成圖示而存儲于長期記憶中,提高學習效率。隨著現(xiàn)代多媒體技術(shù)的發(fā)展同時采用視覺和聽覺雙重感官模式輸入信息已經(jīng)成為可能。既往研究表明相對于單純的視覺形式,聽覺—視覺的雙重教學模式更有效,尤其是涉及指令或解釋操作規(guī)則時,采用視聽雙通道方式輸入信息更具優(yōu)越性。如在講到限制性定語從句的翻譯方法時,傳統(tǒng)的教學方法是首先在課件上顯示每一種方法如何使用,然后再舉例,這種方式會使學生在規(guī)則和例句之間來回搜索信息耗費認知資源,基于認知負荷理論最好的解決方法是將例句以文字的形式放在課件上,而規(guī)則方法則采用教師口述的方式來達到教學效果。
多媒體課件還可以結(jié)合仿真軟件進一步強化視聽雙重效應,如講到智能樓宇技術(shù)時,利用LabVIEW仿真或組態(tài)王仿真動畫界面,吸引學習者的注意力。首先強化學習者對專業(yè)知識的理解,然后在講解英語,這樣可以有效地降低外在認知負荷,增強相關(guān)認知負荷。但在使用多媒體教學手段時也要注意認知負荷理論中的分散注意力效應和信息冗余效應,也就是說不要在多媒體課件中加載大量的學習內(nèi)容或是添加一些不必要的音頻、視頻內(nèi)容,因為這些會耗用學習者的認知資源,加大外在認知負荷,會引起學生注意力的分散,而忽略主要信息的獲得。
4.靈活運用樣例效應,提高學習效率
電氣自動化專業(yè)英語課程的主要教學目標之一是培養(yǎng)學生的翻譯能力,樣例輔助是在英語翻譯學習中必不可少的一種輔助手段。樣例教學是指教師對所要講解的教學內(nèi)容呈現(xiàn)具有詳細解答步驟的樣例,通過樣例分析和學習,學生可以歸納出隱含的抽象知識來解決類似的問題。在專業(yè)英語教學中如果教師一味的講解翻譯的規(guī)則方法會讓學生感到枯燥和無趣,相反如果教師能夠設計一些具有典型代表的樣例,可以降低學生的認知負荷。如:Electrical energy can be stored in two metal plates separated by an insulating medium. Such a device is called a capacitor,or a condenser,and its ability to store electrical energy is termed capacitance. It is measured in farads.電能可儲存在由一絕緣介質(zhì)隔開的兩塊金屬極板內(nèi)。這樣的裝置稱之為電容器,其儲存電能的能力稱為電容。電容的測量單位是法拉。這一段短文中各句的主語分別為:Electrical energy、Such a device、its ability to store electrical energy、It(Capacitance)。它們都包含了較多的信息,并且處于句首的位置,非常醒目。此外,四個主語完全不同,避免了單調(diào)重復,這種方法可以廣泛采用。Sweller等人的研究發(fā)現(xiàn),在樣例學習中知識的獲得明顯比傳統(tǒng)的基于練習的模式更省時間,而且在解決相似的同構(gòu)問題時用的時間明顯較少,也更少犯錯誤。[5]
5.提升心理努力程度,降低無效負荷
認知負荷理論認為認知負荷的核心是心理努力。心理努力是指學習者分配給任務的認知資源。心理努力也就是學生在學習中所花費的注意、感知、記憶、思維、想象等認知成分,學習者的心理努力反映了認知負荷的實際水平。對于電氣自動化英語學習而言,如果學生肯集中注意力,其想象力、邏輯力、理解力比較強,對電氣自動化專業(yè)知識和英語的掌握比較好,其內(nèi)在認知負荷就會下降,相關(guān)認知負荷就會增加。雖然個體的感知能力、記憶能力、理解力會有先天的差異,但情感、態(tài)度、動機等后天因素對學習者認識影響更大。因此在電氣自動化英語學習中,教師應該通過各種手段激發(fā)學生的斗志,集中精力提高學生學習興趣,加強學生學習動機,降低外在和內(nèi)在認知負荷。
參考文獻:
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[2]李志專.認知負荷理論的解讀及啟示[J].煤炭高等教育,2009,(1):50-52.
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.09.053
Discussion on some issues in automation teaching
ZOU Dexuan
(School of Electrical Engineering and Automation,Jiangsu Normal University, Xuzhou, Jiangsu 221116)
Abstract In recent years,the automation industry develops very fast, and a variety of higher schools increase investment on training the specialized personnel of electric automation technology. This paper summarizes the advantages of the disciplinary building of automation, and provides several efficient complements for its disadvantages.
Key words automation; specialized personnel; disciplinary building
1 國內(nèi)外自動化專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
自動化①②③專業(yè)重點研究自動控制理論及方法,并將其廣泛應用于各種復雜系統(tǒng)中。該專業(yè)在自動控制理論④的基礎上,依托信息電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡與通信技術(shù)等先進技術(shù)手段,實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制及相關(guān)領(lǐng)域的自動化。自動化的概念首先由美國福特公司的工程師D.S.哈德于1946年提出,并主要用于描述發(fā)動機汽缸的自動傳送和加工的過程。當時,人們對自動化的理解僅僅局限于用機械的動作來代替人類操作,這其實屬于自動化代替人的體力勞動的概念。然而,自動化的概念自產(chǎn)生到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了將近70年的時間,人們對于它的理解也發(fā)生了較大改變,即自動化指的是使用機器(包括計算機)來代替人的體力勞動,并用其代替或輔助腦力勞動,以自動地完成特定的作業(yè)。
在自動化領(lǐng)域,美國具有雄厚的實力,且始終保持著世界領(lǐng)先地位。雖然我國對該領(lǐng)域的研究也比較早,但真正將其引入高校課堂卻比美國晚了許多。這使得我國現(xiàn)階段自動化行業(yè)的人才市場還有很大缺口,與美國等一些西方發(fā)達國家還有較大差距。隨著近幾十年中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,綜合國力的不斷增強以及科學技術(shù)的不斷進步,國內(nèi)迫切需要一大批自動化專業(yè)的高水平、高素質(zhì)的技術(shù)人才投身祖國建設,并全面實現(xiàn)國家工業(yè)自動化。為了完成該宏偉目標,我國“十二五”計劃已明確提出了相關(guān)的方針政策:⑤以節(jié)能環(huán)保、新信息技術(shù)、生物醫(yī)學、新裝備技術(shù)、 新能源、新自然資源和環(huán)保交通為重點,以新領(lǐng)域、新能源、新技術(shù)為突破點。經(jīng)歷了2008、2009年的經(jīng)濟危機,經(jīng)歷了2010年以來的經(jīng)濟平穩(wěn)、快速地發(fā)展,我們欣喜地看到:“十二五”期間是自動化行業(yè)發(fā)展的重要階段。為了加快自動化技術(shù)在國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)等重要領(lǐng)域的普及,國家急需培養(yǎng)出大批具有自動化專業(yè)背景的拔尖人才,這就要求各高校領(lǐng)導及師生都應給予自動化專業(yè)更多的關(guān)注和支持。
2 問題及對策
江蘇師范大學電氣工程及自動化學院(以下簡稱電氣學院)是一個年輕、充滿活力的學院,自建院以來已經(jīng)走過了十幾年艱苦而又不平凡的歷程,現(xiàn)有教師60多人,本科生900多人。與一些老牌學院相比,電氣學院是江蘇師范大學具有較大發(fā)展?jié)摿Φ墓た茖W院。學院將培養(yǎng)學生作為一切工作的重中之重,把提升學生綜合能力作為首要目標,發(fā)揚學風建設的精神,具有獨特的辦學特色。在全院師生的共同努力下,學院已經(jīng)有數(shù)十位學生的學習及比賽成果獲得了國家級、省級獎勵。而且,電氣學院的學生整體素質(zhì)較高,他們不但具有較扎實的專業(yè)知識基礎,而且還具有較強的動手能力。因此,我院培養(yǎng)出來的學生都深受一些企業(yè)和公司的青睞,這也保證了電氣學院畢業(yè)生較高的就業(yè)率。電氣學院現(xiàn)設有三個本科專業(yè),分別是自動化、電氣工程及其自動化⑥和電氣信息工程。⑦另外,學院還設有自動化、電工電子、軌道交通、電氣工程等教研室、四個實驗中心和一個自動化技術(shù)研究所。值得一提的是,我院的電工電子實驗中心為江蘇省實驗教學示范中心。近幾年來,我院的自動化專業(yè)師資力量有一定提高,軟、硬件基礎更加牢固。在自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)方案中,一些基礎課程及專業(yè)課程的設置和安排較為合理,很好地促進了自動化專業(yè)的全局調(diào)整和優(yōu)化。為了拓展學生的專業(yè)知識,提升學生的實踐能力,學院建設了實訓基地、實驗室。另一方面,學院還購置了一些新的硬件設備,并對這些設備的使用給出了相關(guān)規(guī)定及要求。以上的種種措施更加完善了我院自動化專業(yè)的教學體制,能滿足自動化專業(yè)學生的基本需求。
雖然電氣學院在培養(yǎng)自動化專業(yè)人才方面取得了一些成績,但我們也應該清醒地看到自己的不足,具體體現(xiàn)在以下幾個方面。另外,本文針對每個方面,特別是教學改革,⑧⑨都提出了相應的建議和措施,以期達到更好的自動化專業(yè)教學效果。
2.1 學生對自動化專業(yè)課的重點理論知識理解得還不夠深,掌握得還不夠牢
自動化專業(yè)的課程分為專業(yè)基礎課和專業(yè)課,專業(yè)基礎課主要包括“電工技術(shù)”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”等,專業(yè)課包括“電力拖動與控制”、“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護”等,這些課程的知識點繁多,邏輯性較強,且課程與課程之間存在交叉與聯(lián)系。一些學生急于求成,想在短時間內(nèi)吃透這些重要課程。然而,隨著時間的推移,這些學生對這些基礎課缺乏耐心,他們上課不虛心聽講,課下又不認真完成作業(yè)。另外,一些學生只注重使用公式來進行計算,而疏忽了理論知識的推導過程,更沒有進一步研究這些理論知識與實際應用之間的密切關(guān)系,久而久之,他們的學習效果自然會大打折扣。
建議:(1)邀請其他兄弟學院的優(yōu)秀專家和教師給學生作學術(shù)報告、科技講座,這有助于擴寬學生的思路,增強學生自身的邏輯推理能力。(2)倡導學生多參加學術(shù)交流,并撰寫自動化方向或與之相關(guān)的科技論文,在學習的過程中,學生會逐漸加深對自動化專業(yè)的一些基礎理論知識的理解。(3)學院近幾年有一些老師拿到了國家或者省級科研項目,這些老師可以拿出一部分經(jīng)費來鼓勵學生參與到理論研究中。
2.2 學院的部分老師對自動化教育的研究和發(fā)展缺乏積極性
在培養(yǎng)自動化專業(yè)人才的過程中,部分老師教學方法不合理、不科學,他們只是死記硬背書本上的一些基礎專業(yè)知識,并年復一年地將其傳授給學生。這種保守的教學方法降低了學生的學習質(zhì)量和學習效率,不利于學生對自動化專業(yè)最前沿科學技術(shù)的學習和了解。另外,有的老師在課堂上只關(guān)心自己在講臺上面的講課內(nèi)容,甚至過于注重自身的著裝及儀態(tài)。而對于下面在座學生的反應卻毫無察覺。換句話說,這些老師并不知道學生是否聽懂他(她)所講的內(nèi)容,是否跟上了他(她)的講課節(jié)奏,長此以往,一些學生就會失去對上課的興趣,從而導致厭學情緒。在一些老師眼里,他們只要講完課就算是完成了教學任務。實際上,這種做法是極其不負責任的,這樣做只能更加疏遠老師和學生之間的關(guān)系,使學生逐漸失去對老師的信任。
建議:(1)每學期在院內(nèi)舉辦自動化專業(yè)教學比賽,學院應根據(jù)參賽老師的教學內(nèi)容及方法建立有效的獎勵機制,并將其與年底工作評優(yōu)直接掛鉤,這種競爭機制必然會促進老師不斷改進和完善自身的教學方法。(2)每年到校外聘請一些自動化專業(yè)的資深專家和教授來我校對一些年輕教師進行輔導和培訓,這有助于拓寬教師的教學思路,規(guī)范其教學方法。(3)院領(lǐng)導應不定期帶領(lǐng)一些教學經(jīng)驗豐富的老教師對一些教師的教學進行隨機檢查,這可以有效防止部分老師作風渙散。
2.3 自動化專業(yè)實驗設備⑩不足
對一些自動化專業(yè)的基礎實驗,因?qū)嶒炘O備的損壞或不足,學生們不得不以兩個,甚至三五個人為一組來使用一臺設備。在同一組的幾個學生共同完成了一個實驗題目,不同的步驟由不同人完成。顯然,這無法保證每位學生對整個實驗流程的全局性把握,無形當中破壞了自動化專業(yè)實驗的完整性,降低了對學生實踐能力的培養(yǎng)要求。
建議:(1)相關(guān)實驗老師要及時修理好實驗設備,對一些具有安全隱患的設備,需找專業(yè)工人來進行維修。(2)學院應制定合理的實驗設備采購計劃,其中,特別要加大對自動化專業(yè)所需設備的投資力度。通過招標的形式采購一定數(shù)量的自動化專業(yè)實驗設備,并在招標公告或投標邀請書中詳細說明招標的實驗設備及相關(guān)配套服務等要求。(3)加強對教師實驗教學的管理。對于一些新購入的實驗設備,需聘請技術(shù)人員來學院對相關(guān)實驗老師進行培訓,直到老師完全理解和掌握實驗設備的使用情況為止。(4)鼓勵一些技術(shù)水平過硬的老師自主研制學院所需的自動化專業(yè)實驗設備,并參加國內(nèi)一些實驗設備展覽會。
2.4 學生缺乏主動性和創(chuàng)新性
在大學四年的學習生活中,一些學生苦讀專業(yè)書,記下了數(shù)以百計的公式,也做了了大量的練習題,最終獲得了較為滿意的考試成績。另外,他們還參加了一些自動化專業(yè)的相關(guān)實驗,并獲得了正確的實驗結(jié)果。然而,這些成果的取得大多數(shù)都是在老師的指導下完成的,也就是說,學生在大部分時間內(nèi)都是被動地接受教育。這種缺乏主動性的學習過程只能是像用“機器”加工“產(chǎn)品”一樣,如此往復,缺乏新鮮的教學和培養(yǎng)內(nèi)容。而且,學生在這種教育模式下很容易形成定式思維,無助于發(fā)揮主觀能動性,激發(fā)自身的主動性和創(chuàng)新性。
建議:(1)鼓勵學生學習課本以外的自動化專業(yè)知識,實時為自己補充能量,并在老師的幫助下去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。(2)鼓勵自動化專業(yè)學生踴躍參加論文撰寫、科技制作以及專利申報等活動,增強其動手能力和分析問題、解決問題的能力。(3)建立導師組,由導師們組織一些專業(yè)技術(shù)本領(lǐng)過硬的學生參加“全國機器人大賽”、“全國電子設計大賽”、“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外科技作品競賽”以及“飛思卡爾”全國智能汽車大賽等各類學科競賽。在準備和參加科技競賽的過程中,學生們會充分發(fā)揮主觀能動性,激發(fā)出自身的創(chuàng)新性。
在教學過程中,應以基礎理論知識為指導,以提高學生實際動手能力為目標,通過理論和實踐相結(jié)合的方式來激發(fā)學生的學習熱情,提高學生的創(chuàng)新性思維能力。另外,為了滿足社會發(fā)展和自動化行業(yè)的需求,應不斷完善教學計劃,改進教學方法,并幫助學生合理、充分地利用自動化專業(yè)教學資源,使他們能夠不斷提升自身的專業(yè)素養(yǎng),并最終成為符合自動化行業(yè)需求的高水平復合型人才。
3 結(jié)語
在自動化專業(yè)建設的道路上,江蘇師范大學電氣工程及自動化學院已經(jīng)走過了十幾年不平凡的發(fā)展歷程。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,人才市場的競爭越來越激烈,用人單位對求職者的個人綜合能力要求也越來越高,學生的就業(yè)壓力也變得越來越大。為了更好地提高大學生的專業(yè)技能和就業(yè)競爭力,拓寬就業(yè)渠道,學院本著“以人為本”的管理理念,加快了自動化專業(yè)建設的步伐。雖然學院在專業(yè)建設的過程中取得了一定成績,但仍需迫切解決幾個突出問題:第一,如何提高學生的專業(yè)課理論水平;第二,如何激發(fā)教師對自動化教學的積極性;第三,如何充分利用學院一些重要實驗設備等教學資源;第四,如何激發(fā)學生的主動性和創(chuàng)新性;本文針對以上四個問題展開探究性討論,給出了一些中肯的建議和有效的措施,以期學院在自動化建設中能夠?qū)崿F(xiàn)快速成長、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、師生共建的科學發(fā)展目標。
基金項目:國家自然科學基金資助項目(61403174)
注釋
① 郭麗.電氣工程及自動化專業(yè)應用人才培養(yǎng)教改探討.時代教育,2014(7):97-99.
② 武際花.關(guān)于技能大賽對電氣自動化專業(yè)教改的促進作用.職教論壇,2012(29):39-40.
③ 于洋.自動化技術(shù)對安全生產(chǎn)領(lǐng)域的影響.遼寧行政學院學報,2009.11(7):171-172.
④ 魯?shù)欠澹S蓉.自動控制理論在火電廠熱工自動化中的應用.廣東科技,2013(20):118-119.
⑤ 梁秀Z.自動化行業(yè)“十二五”前瞻.自動化博覽,2011(1):28-37.
⑥ 黃肇,羅慶躍,袁旭龍,王曉芳.電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究與實踐.中國電力教育,2010(31):46-48.
⑦ 沈雄威,仇潤鶴,孫培德等.電氣信息專業(yè)實驗教學改革研究與實踐.實驗室研究與探索,2013.32(6):145-147.
教育部于2006年頒布了《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》,明確了高職教育要“以服務為宗旨,以就業(yè)為導向,走產(chǎn)學研結(jié)合的發(fā)展道路”,同時還明確了高職教育的主要任務是培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才,這與以傳統(tǒng)的學科為導向的教育模式有著明顯的區(qū)別。隨著高職教育培養(yǎng)模式的不斷更新,使得高職教育的辦學宗旨、教學內(nèi)容與課程體系、教學方法與手段以及教學管理等諸多方面也隨之改變。因此,教學改革也成了《常用電器設備控制與檢修》課程設計理念中值得深入思考的問題。本文僅就高職高專《常用電器設備控制與檢修》課程的教學改革作一些探討。
一、《常用電器設備控制與檢修》課程的特點、學習目的和教學現(xiàn)狀
1.《常用電器設備控制與檢修》課程的特點。《常用電器設備控制與檢修》課程是電氣自動化、電子信息技術(shù)和機電一體化等專業(yè)的一門專業(yè)課,涉及的基礎理論和知識面廣,是電磁學、力學等學科的綜合。該課程的主要內(nèi)容有常用低壓電器、繼電器、接觸器控制電路基本環(huán)節(jié)、三相異步電動機控制線路、常用機床的電氣控制、橋式起重機的電氣控制等幾個部分[1]。在學習該課程時,經(jīng)常運用到法拉第電磁感應定律、楞次定律、基爾霍夫定律、能量守恒定律等知識。本課程銜接著必修課程《電子電路分析與實踐》、《電機檢修》和后續(xù)課程《PLC控制系統(tǒng)編程與實現(xiàn)》、《自動線的安裝調(diào)試與檢修》,是整個培養(yǎng)方案中的橋梁。對學生適應電氣設備檢修、安裝、調(diào)試、維護及管理工作的職業(yè)能力培養(yǎng)起主要支撐作用。
2.《常用電器設備控制與檢修》課程的學習目的。通過本課程的學習,使學生具備工具儀表使用、電器元件選擇、電路制作和檢修的基礎知識;使學生能夠借助維修手冊、設備技術(shù)資料、維修資料作一般電路的制作和檢修的工藝計劃并實施;同時還要使學生能夠組織對較復雜控制電路進行測試、繪制原理圖、故障分析及處理。
可見,該課程與其它課程相比而言,不僅要求學生掌握好理論,更要求學生側(cè)重對所學理論加以應用,進行實際操作,根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障原因和故障點,是一門理論性、實踐性、技術(shù)性和操作性都非常強的專業(yè)課程。
3.《常用電器設備控制與檢修》課程的教學現(xiàn)狀。不同教育層次的教學要求是不同的。在高等教育中,本科教學側(cè)重理論研究,中專教學側(cè)重實際操作技能和動手能力的培養(yǎng)。而高職教育是介于兩者之間的一個特殊教育群體,其教學要求是理論知識以“夠用”為度,突出相關(guān)技術(shù)分析和實際應用方法的傳授。高職高專《常用電器設備控制與檢修》課程的教學現(xiàn)狀不容樂觀,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,授課仍以教師講授為主,教學模式單一,從書本到書本,從理論到理論,完全是研究型的一套教學方法,課堂教學與實際生產(chǎn)脫節(jié)、與社會需求脫節(jié),不能學以致用。學生實際動手能力的沒有得到一定的提升。
第二,部分從事《常用電器設備控制與檢修》課程教學的教師缺乏必需的企業(yè)實踐經(jīng)驗,尤其是年輕教師都從學校到學校,沒有實際的生產(chǎn)操作經(jīng)歷經(jīng)驗,只能從書本到書本,從原理到原理。授課內(nèi)容單一,學生的學習積極性難以調(diào)動起來。
第三,學校對《常用電器設備控制與檢修》課程的實習實訓設備的投入不足,對培養(yǎng)和提高既懂理論又有實際操作能力的“雙師型”教師隊伍建設重視不夠。
第四,課程教學形式單調(diào),缺乏生動的教學手段,以致學生的學習興趣不高。再加之該門課程理論較強,部分內(nèi)容的理論還較深,學生聽起來有些枯燥乏味,課堂氛圍非常沉悶,學習效果不太理想。
二、《常用電器設備控制與檢修》課程的教學改革
1.轉(zhuǎn)變教育思想和觀念,以學生的就業(yè)需求為導向。高職教育不是學科教育,教學過程中除了加強理論知識的系統(tǒng)性、學科體系的完整性以外,還要以應用為目的,理論以必須夠用為度,以講清概念、強化應用為教學重點。這就要求教師要改變傳統(tǒng)的重理論輕實踐的教學理論,樹立理論服務與實踐以“實踐而教”、“技能而教”的教育理念,要不斷強化面向基層和生產(chǎn)一線培養(yǎng)技能型人才的觀念,一切教學要以學生就業(yè)為導向。
在《常用電器設備控制與檢修》課程的教學中,教師應改變過去要學生完整地掌握一整套電氣控制理論的做法,而應該突出的是各類電氣控制線路分析思路都是相似的,要善于對各類電氣控制方式進行比較和剖析。根據(jù)控制電路掌握最基本的控制環(huán)節(jié),將整個控制電路按功能不同分成若干局部控制電路,逐一分析,然后再統(tǒng)觀整個電路,形成一個整體概念。而對于常用機床、銑床、橋式起重機的電氣控制等內(nèi)容由于比較抽象,理論較深,不必花太多時間要求學生掌握,教師只需簡單介紹,讓后續(xù)內(nèi)容夠用即可。
2.加強實踐性教學,提升學生的操作技能。高職教育是培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的教育,實踐技能是它的核心。同時,《常用電器設備控制與檢修》課程本身又是一門實踐性很強的專業(yè)課、需要作大量的驗證性實驗、線路故障檢測訓練和控制電路的控制效果實驗。應該說,《常用電器設備控制與檢修》的大多數(shù)章節(jié)的內(nèi)容都需要結(jié)合實際反復進行驗證,才能達到較好的學習效果。對于該課程的實踐教學可分成四大模塊,首先是三相籠型異步電動機的安裝與維修、正反轉(zhuǎn)控制電路的安裝與維修。其次是三相籠型異步電動機降壓啟動控制電路的安裝與維修、順序控制電路的安裝與維修。再次是三相籠型異步電動機的制動控制電路的安裝與維修、三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機控制電路的安裝與維修。最后是機床電氣控制電路模擬故障排除,對C6140車床、Z3050搖臂鉆床、X62W萬能銑床等人為設定的故障,進行觀察和故障現(xiàn)象分析、歸納,并確定故障點。通過對模擬機床電氣故障的分析,加深對機床機械、電氣、液壓等之間的配合關(guān)系的了解,更加完整、準確地掌握機床電氣控制電路的要求。
當然,教師在對這類實踐性很強的課程進行教學時,應采用工作過程系統(tǒng)化對實際問題進行剖析,運用所學的專業(yè)理論知識來分析、解釋實際現(xiàn)象。讓學生學以致用,不斷提升專業(yè)水平。
3.要改進教學方法,培養(yǎng)學生的學習興趣。大部分高職學生基礎知識比較薄弱,缺乏良好的習慣,這就要求教師要利用多種形式進行形象、生動的教學,以激發(fā)學生的學習熱情,提高其學習興趣,從而達到較好的學習效果。具體可采用以下方法:
多媒體教學法。將現(xiàn)代化的教學手段融入課堂,使授課內(nèi)容通過聲音、文字、圖形、動畫、歸納圖表等形式傳遞給學生,特別是將過去在課堂上難以表達的圖形、難以演示的操作過程通過屏幕直觀、生動、形象地展示出來,往往可使高深的理論簡單化,使抽象的問題形象化,有利于培養(yǎng)學生的學習興趣。
項目教學法。在項目教學中,學習過程成為人人參與的實踐活動,注重的不僅僅是最終的結(jié)果,而是整個項目的完成過程。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程所要求的專業(yè)知識和技能,體驗創(chuàng)新的艱辛與樂趣,培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力及協(xié)作能力和團隊精神等。項目教學法在《常用電器設備控制與檢修》課程設計中的應用與實踐,教學效果顯著,主要體現(xiàn)在激發(fā)了學生的學習興趣,促進了學生獨立思考、自主學習、互相借鑒、自主規(guī)劃、自主完成任務的意識,充分調(diào)動了學生的學習積極性,并學會運用所學知識去處理遇到的問題,提高了學生的實踐技能。
開放式教學法。開放式教學結(jié)合教學內(nèi)容、教學過程、教學形式、教學評價等方面進行實施;開放的基本原則必須堅持以學生為主體、以教師為主導、以提高學生的專業(yè)技能和創(chuàng)新意識為目的。通過開放式教學在《常用電器設備控制與檢修》課程中的運用,使學生的學習能力和創(chuàng)新意識得到進一步增強,學生的專業(yè)技能有所提高,加深了對電氣控制理論知識的理解、掌握和應用,學生查閱文獻資料的能力也大大提高,同時也促進了教師自身的成長,教師的科研水平和教學業(yè)務水平在教學過程中得到了顯著提高[2]。
4.以打造優(yōu)秀教學團隊為契機,加強“雙師型”隊伍建設。高職教育的教學內(nèi)容是隨著生產(chǎn)實踐的發(fā)展而不斷變化的,教學時空跨度大,學生的求學目標與知識基礎有很大的差異,這就從客觀上決定了從事高職教育的教師必須是“雙師型”的。目前,揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院電氣自動化技術(shù)專業(yè)為江蘇省示范性重點建設專業(yè),教學團隊作為院級優(yōu)秀教學團隊,其隊伍結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定。教師水平高,教學效果好。專職教師由教授、副教授、高級技師、高級工程師、講師、考評員等17人組成,聘請企業(yè)一線技術(shù)專家及引進企業(yè)人才共6人參與課程開發(fā)全過程。課程組多次組織專業(yè)骨干教師到企業(yè)參觀學習[3],但是,由于長期存在的教育管理體制缺陷,大部分教師基本上都是高等教育完成后就一直從事教育工作,直接參與企業(yè)生產(chǎn)實踐機會不是太多,缺乏專業(yè)實踐工作的經(jīng)歷、經(jīng)驗和技能,實際動手能力欠缺。要解決這個問題。可以通過以下兩個途徑。
一方面通過一些鼓勵性的政策措施,分期、分批地將理論較系統(tǒng)的教師送到企業(yè)去做訪問工程師,讓他們在實踐中掌握專業(yè)技能、提高自身的科研能力,而且直接從企業(yè)獲得信息反饋,推動教育體系和教學內(nèi)容的改革。另一方面可以從行業(yè)或企業(yè)中引進具有豐富實踐經(jīng)驗、相關(guān)職業(yè)能力強的技術(shù)人員作專職或兼職教師,優(yōu)化高職教育教師隊伍的知識素質(zhì)和專業(yè)技能結(jié)構(gòu),使理論型與技能型教師相互轉(zhuǎn)化,從而不斷加強“雙師型”隊伍建設。
三、結(jié)語
教無定法,但需得法。從現(xiàn)代教學改革設計思想的理念出發(fā),但在新形勢下,面對不一樣的學生群體,我們現(xiàn)在對《常用電器設備控制與檢修》課程的教學內(nèi)容、教學方法和教學手段的設計只是進行了初步探索和改革。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和知識的不斷更新,在信息化時代的背景下,把教與學更好地進行結(jié)合,才能使教學活動真正建立在學生自主學習和獨立探索的基礎上,為提高學生的專業(yè)技能、創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)提供更大的空間[4]。
參考文獻:
[1] 李宗華.電氣控制技術(shù)[M].重慶:重慶大學出版社,2008.
電工電子基礎課程是高等學校電類專業(yè)的通用基礎和專業(yè)核心課程,其顯著特點是量大面廣,教學內(nèi)容幾乎涉及電氣電子信息學科的各個領(lǐng)域,在培養(yǎng)學生的工程意識、實踐能力和創(chuàng)新精神等方面具有十分重要的作用。近年來,南京航空航天大學以培養(yǎng)航空、航天、民航(以下簡稱“三航”)領(lǐng)域的未來開拓者為目標,以提升學生實踐創(chuàng)新能力為核心,結(jié)合國家級電工電子實驗教學示范中心建設項目的實施,整合優(yōu)質(zhì)教學資源,持續(xù)深化電工電子教學改革,形成了具有南航特色的電氣電子信息人才培養(yǎng)模式,人才培養(yǎng)質(zhì)量進一步提高。
一、注重基礎與強化能力并重,構(gòu)建綜合性、一體化的電工電子基礎課程體系
進入21世紀以來,國家和社會對高素質(zhì)、創(chuàng)新型工程技術(shù)人才的需求越來越強烈,更新教育教學理念、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式是時代對高等學校的客觀要求,構(gòu)建科學合理的課程體系是最基礎、最核心的任務。當前,電工電子基礎課程體系建設必須遵循兩個基本原則:一是適應性原則,即課程體系必須適應國家經(jīng)濟社會發(fā)展對創(chuàng)新人才的素質(zhì)要求,厚基礎、強能力、重創(chuàng)新,促進學生的全面發(fā)展,提高他們的綜合素質(zhì)和社會適應性。二是針對性原則,即課程體系必須根據(jù)不同層次、不同類型高校的人才培養(yǎng)目標,依托學校的辦學特色和優(yōu)勢,促進個性化人才培養(yǎng)特色的形成,提高人才培養(yǎng)的針對性。據(jù)此,我們做了兩個方面的工作:
(1)拓寬知識面向,凸顯“三航”特色,構(gòu)建綜合性的電工電子基礎理論課程體系。電工電子基礎課程是電氣電子信息類學科的共同基礎和公共平臺,不論是電子信息,還是電氣自動化,都基于這個公共平臺組織教學。同時,航空、航天和民航都是以自動控制為核心,機、電高度綜合的學科領(lǐng)域,具有系統(tǒng)化、數(shù)字化、信息化、智能化等特點。因此,為適應航空航天器在系統(tǒng)分析、設計、綜合等方面對人才知識體系和能力結(jié)構(gòu)的要求,我們依托電氣、電子、控制、計算機科學與技術(shù)、儀器儀表工程等學科,參照世界一流大學相關(guān)學科的課程設置,在傳統(tǒng)課程體系的基礎上引入“自動控制原理”、“現(xiàn)代控制理論”和“運動控制系統(tǒng)”等“控制”類課程,形成了涵蓋“路”、“場”、“信號”、“控制”和“計算機”五大知識模塊,基礎厚、口徑寬、多學科交叉、強弱電結(jié)合的綜合性電工電子基礎理論課程體系,為夯實學生的理論基礎、提高綜合素質(zhì)創(chuàng)造了有利條件。
(2)整合實驗內(nèi)容,強化能力培養(yǎng),構(gòu)建一體化的電工電子基礎實驗課程體系。多年來,傳統(tǒng)的電工電子實驗課程雖然大多已經(jīng)獨立設課,但過分強調(diào)實驗課程所在學科體系的系統(tǒng)性和完備性,實驗內(nèi)容與理論課程嚴格對應,將實驗項目束縛在課程知識體系之內(nèi),容易造成實驗課程之間的相互隔離、實驗內(nèi)容的重疊和教學時數(shù)的膨脹,不僅影響實驗教學效果,而且難以開展跨課程、綜合性的創(chuàng)新型實驗,制約學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,我們打破實驗課程的學科本位桎梏,整合實驗教學內(nèi)容,強化實驗課程的整體性,將“電路實驗”、“數(shù)字電路實驗”、“模擬電路實驗”、“在系統(tǒng)編程技術(shù)”和“電子工藝實踐”等課程,融合成為一門分階段實施、跨多門電工電子基礎理論課程的“電工電子實驗課程”。主要包括電工電子實驗基礎(18學時)、數(shù)字電路與系統(tǒng)設計(24學時)、模擬電路與系統(tǒng)設計(24學時)、電子電路綜合課程設計(36學時)等系列實驗模塊。新的實驗課程體系各實驗模塊之間相互銜接、逐層深入,最后通過“綜合課程設計”對全部實驗內(nèi)容進行系統(tǒng)集成與綜合實踐訓練,使學生在實驗中進行大量跨課程的一體化的研究創(chuàng)新實踐活動成為現(xiàn)實。
二、知行統(tǒng)一、學思結(jié)合,創(chuàng)新實踐教學模式
長期以來,電工電子基礎實驗沿用傳統(tǒng)實驗教學模式,教學內(nèi)容和方法單一。從實驗教學內(nèi)容來看,實驗項目大都屬于基礎驗證型實驗,設計型和研究型實驗偏少,具有工程背景或?qū)嶋H應用價值的綜合型實驗更少,學生在做實驗過程中基本上是按照規(guī)定的步驟操作,難以激發(fā)學習興趣和主動性,影響學生獨立思考問題能力的培養(yǎng)。在實驗教學方法上,大多采用老師板書,示范講授為主,學生自主參與、自行設計的機會較少,不利于學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
為此,我們遵循知行統(tǒng)一、學思結(jié)合的育人原則,堅持以提高學生的實踐創(chuàng)新能力為核心,重構(gòu)實驗教學內(nèi)容體系,改革實驗教學方法,完善學生課外科技創(chuàng)新體系,積極推進實踐教學模式創(chuàng)新。
(1)重構(gòu)實驗教學內(nèi)容體系,從“以驗證型實驗為主”向“以研究創(chuàng)新型實驗為主”轉(zhuǎn)變。精心設計實驗項目,在優(yōu)選基礎實驗項目、減少低水平重復的同時,強調(diào)知識的綜合應用,依托教師的科研項目,增加跨課程的綜合型、設計型項目的比重,增強實驗內(nèi)容的典型性、應用性和研究性,形成了“四層次(驗證型、設計型、綜合型、創(chuàng)新型)遞進、多模塊(必做模塊、選做模塊和拓展模塊)菜單式”的實驗教學內(nèi)容體系,有步驟地、系統(tǒng)地提高學生的實踐創(chuàng)新能力。該體系有利于學生根據(jù)興趣、特長選擇適合自己的實驗項目和模塊,滿足了不同學生的實踐能力培養(yǎng)和創(chuàng)新研究需要,為學生提供了自由發(fā)展的空間。
(2)改革實驗教學方法,從“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉(zhuǎn)變。本著“以學生發(fā)展為本”的理念,實施以學生為主體、教師為主導、強調(diào)學生“三動”的實驗教學方法,即學生自己動手、自己動腦、主動學習。針對每一個實驗模塊,教師重點講解實驗目的、內(nèi)容與要求,注重啟發(fā)式、討論式、引導式等多種教學方法的有機運用,倡導學生多動腦、勤思考、勤提問,引導學生運用所學知識自主解決實驗中的問題,而整個實驗過程則由學生獨立自主地完成,學生必須自己查找資料,自己制訂實驗方案、設計電路、選擇、安裝和調(diào)試儀表、測量和分析實驗數(shù)據(jù)、撰寫實驗報告,真正實現(xiàn)從“以教師為中心”到“以學生為中心”的轉(zhuǎn)變,從而開拓學生思維的深度與廣度,培養(yǎng)學生善于思考、主動解決問題的能力。同時,高度重視現(xiàn)代教育技術(shù)的運用,注重將多媒體教學與網(wǎng)絡化輔助教學、實驗室做實驗與網(wǎng)絡化虛擬仿真實驗相結(jié)合、紙質(zhì)教材與CAI課件相結(jié)合,用多樣化的教學手段賦予學生更大的學習自主性,充分調(diào)動了他們的學習積極性和主動性。
(3)完善學生課外科技創(chuàng)新體系,將創(chuàng)新實踐由課內(nèi)延伸到課外。學校整合全校資源,建成了智能控制系統(tǒng)實驗室、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實驗室等6個集綜合性、先進性、開放性為一體大的學生電類創(chuàng)新實驗室。學校為實驗室配備科技創(chuàng)新指導教師,實驗室的日常運行全部由學生自主管理,向?qū)W生全天開放。依托這些科技創(chuàng)新平臺,我們以“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽和全國大學生電子設計競賽為龍頭,以國家、省、校、學院四級大學生科技創(chuàng)新項目及教師科研項目為載體,鼓勵學生積極開展參與科技創(chuàng)新沙龍、科技節(jié)等各類豐富多彩的課外科技創(chuàng)新活動,努力打造系列化、特色化、品牌化的課外科技創(chuàng)新體系。多角度、多層面、大范圍資助學生的創(chuàng)新實踐,讓學生享受到參與科技創(chuàng)新的愉悅,在愉悅的參與中培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識。
三、堅持問題導向,引導自主探索,積極推進研究性教學
研究性教學是以研究解決問題為主線,以充分調(diào)動學生的主動性和積極性為前提,以培養(yǎng)學生的探究意識和研究能力為目的的教學模式。它一般由五個基本環(huán)節(jié)有機組合而成:“設趣與展演”、“指要與自學”、“精講與答疑”、“研討與回顧”及“訓練與總結(jié)”。其中,“設趣與展演”是引導激發(fā)學生善學、樂學、會學的前提;“指要與自學”是幫助學生自主、自為、探究的關(guān)鍵環(huán)節(jié);“精講與答疑”是傳道、授業(yè)、解惑的主要途徑;“研討與回顧”是夯實與深化知識的重要保障;“訓練與總結(jié)”是知識提升與轉(zhuǎn)化為能力的實踐檢驗。這五個教學環(huán)節(jié)相對獨立、互相依存,形成了一個有機整體,層層深入、環(huán)環(huán)緊扣,體現(xiàn)了以問題為導向、以引導學生自主探索為重點的現(xiàn)代教學理念。從2006年開始,我們以強化“國家級電工電子實驗教學示范中心”的內(nèi)涵建設為契機,以學生的自主性、探索性學習為基礎,在“電子線路”、“電路理論基礎”、“自動控制原理”等電工電子基礎理論課程推行研究性教學,深受學生歡迎。比如,在“電子線路”課程的研究性教學中,我們將“電子線路”理論教學內(nèi)容劃分為半導體器件及模性、二極管應用電路、集成放大器、電路的頻率響應、信號運算及處理電路、波形的產(chǎn)生與變換電路、電子系統(tǒng)設計自動化等13個專題及若干子專題,針對這些專題進行 “五環(huán)節(jié)”教學。下面以“集成放大器”專題下的子專題“差分放大器”的教學為例加以說明:在“設趣與展演”階段,首先簡要介紹集成工藝的特點,如大電容不宜集成、直接耦合易集成等,引導學生得出集成放大器應采用直接耦合,然后通過PSPICE等仿真軟件演示直接耦合放大器在環(huán)境溫度變化時存在溫漂現(xiàn)象,從而引出集成放大器如何克服溫漂的問題。在“指要與自學”階段,提示學生思考克服溫漂的可能方法,結(jié)合集成工藝的特點找出可行方案——差分放大器,然后指導學生從提高共模抑制比的角度出發(fā),逐步完成由“基本差放”到“長尾差放”最終到“恒流差放”的差分放大器的改進和完善過程。在“精講與答疑”階段,對差分放大器的特點、結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)指標計算等重點、難點及關(guān)鍵之處,或?qū)W生自學中存在的其他共性的問題進行精講與答疑。在“研討與回顧”階段,分組討論差分放大器的特點、結(jié)構(gòu)和主要技術(shù)指標的計算方法,讓同學們競相發(fā)言、表達觀點,形成共識,并可利用PSPICE等仿真軟件對“基本差放”、“長尾差放”和“恒流差放”進行仿真比較,引導學生系統(tǒng)回顧有關(guān)差分放大器的教學內(nèi)容,幫助學生梳理知識體系。在“訓練與總結(jié)”階段,進行差分放大器的分析計算和差分放大器的設計調(diào)試訓練,前者就是通常的習題訓練,后者在實驗室進行,在此基礎上,學生在教師的指導下,對有關(guān)差分放大器的教學內(nèi)容進行總結(jié),也可以撰寫課程研究論文。
研究性教學極大地激發(fā)了學生的學習積極性,促進了研究能力和創(chuàng)新精神的提高。我們對近三屆全國大學生電子設計競賽獲獎學生的調(diào)查結(jié)果表明,92%的學生認為研究性教學中的探索過程訓練及課程研究論文的寫作訓練,讓他們受益最大,對他們高質(zhì)量完成競賽作品起到了非常關(guān)鍵的作用。
四、面向過程,突出創(chuàng)新,實施多元化的學生考評體系
學生學習效果的考評是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),考評方法直接影響教學效果。傳統(tǒng)的終結(jié)性考評方式,主要是依據(jù)一張試卷或一份實驗報告來評定學生的學業(yè)成績,直接導致學生格外關(guān)注考評結(jié)果,忽視學習過程,抑制了學生自主學習、自由探索的積極性,不利于實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,我們把學生考評體系建設作為深化電工電子基礎課程教學改革的重要內(nèi)容,按照“面向教學過程,重平時表現(xiàn),重實踐能力,重創(chuàng)新思維”的原則,建立和實施總結(jié)性考試與過程性考查相結(jié)合的多元化考評體系。根據(jù)理論課程的目標要求,我們主要采用“隨堂測試+課程研究論文”的方式,全面評價學生的學習效果。具體做法是:在課堂教學中,強化診斷性的過程考核,每完成一個知識點的教學任務,隨即進行隨堂測試,及時了解和反饋學生對已講授知識的理解和掌握情況,并據(jù)此及時調(diào)整教學進程,使得教師的教與學生的學同步、協(xié)調(diào)。同時,在課程學習結(jié)束后,學生需要撰寫相應的課程研究論文,并將其納入學習效果評價之中。在課程總評成績中,隨堂測試成績和課程考試成績占70%,課程研究論文占30%,對于少量創(chuàng)新性強、具有較高研究水平的論文,其占比最高可以達到50%。
針對實驗課程教學形式多樣、過程復雜的特點,我們采用“平時成績+實驗操作考核+實驗報告”的形式,把實驗過程的各個環(huán)節(jié)均納入考評要素中,從實驗態(tài)度、能力、結(jié)果幾個方面進行學習效果的綜合評定。在教學過程中,教師通過觀察,了解每位學生的實驗態(tài)度及動手能力;通過提問和討論,了解學生對理論和實驗的掌握程度;通過實驗報告,了解學生分析和處理實驗結(jié)果的水平。在實驗成績中,實驗操作占60%,課堂討論和提問占15%,預習報告占10%,實驗報告僅占15%。實踐表明,這種考評形式突出強調(diào)了實驗教學的過程性,有利于引導學生做好、做透、做精每一個實驗項目,可以有效地提高實驗教學質(zhì)量。
作者簡介:顧明亮(1963-),男,江蘇無錫人,江蘇師范大學物理與電子工程學院,教授;魏明生(1976-),男,山東濟寧人,江蘇師范大學物理與電子工程學院,講師。(江蘇?徐州?221116)
基金項目:本文系中國高等教育學會“十一五”教育科學研究規(guī)劃課題(課題編號:06AIJ0090048)、江蘇省教育科學“十二五”規(guī)劃課題重點項目(項目編號:C-b/2011/01/15)的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)23-0048-02
培養(yǎng)具有實踐創(chuàng)新能力的應用型人才是當今高等教育的培養(yǎng)目標之一,課程教學改革是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的根本措施。“電子測量技術(shù)”是現(xiàn)代科學獲取信息的重要手段,是從事現(xiàn)代電子科學研究的必備基礎,該課程也是電子信息、電氣自動化和機械電子等專業(yè)的骨干專業(yè)必修課程,旨在提高學生所學專業(yè)課程中的專業(yè)基礎理論和單元技術(shù)知識及獨立設計、構(gòu)建、調(diào)試儀器與檢測系統(tǒng)的能力,強化學生對儀器與檢測系統(tǒng)工程的感性認識。本課程是實踐性非常強的一門專業(yè)課程,近年來,隨著科技迅速發(fā)展,特別是隨著自動化技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展及其在工業(yè)控制中的廣泛應用,電子測量技術(shù)在測量技術(shù)的研究、生產(chǎn)測試方法、信號處理方法和技術(shù)等方面發(fā)生了一系列的變革。為了配合高等學校培養(yǎng)實踐創(chuàng)新性人才的需要,同時也為了培養(yǎng)的人才能適應現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,教研室人員對“電子測量技術(shù)”課程的授課內(nèi)容、教學方法和考核方法等進行了一系列的改革探索,教學中的實踐證明該課程的一系列改革取得了良好的教學效果。
一、課程內(nèi)容的改革
由于目前科學技術(shù)的迅速發(fā)展,電子測量技術(shù)正從傳統(tǒng)的電子測量儀器向智能化、復雜化自動測試儀器和虛擬儀器等方向發(fā)展,使得當前的“電子測量技術(shù)”課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足當前人才培養(yǎng)的新要求。其主要缺陷包括電子測量技術(shù)教材建設的滯后,該課程內(nèi)容未及時全面反映技術(shù)新發(fā)展而導致體系陳舊等。因此,電子測量技術(shù)教材應與時俱進,在講述傳統(tǒng)測量內(nèi)容的前提下應補充智能化儀器、虛擬儀器和復雜自動測試系統(tǒng)等一些新的技術(shù)理論,以及先進的儀器設計方法和操作方法,而且授課內(nèi)容應全面反映現(xiàn)代測量技術(shù)的新方向和新技術(shù)。
在該課程教學內(nèi)容的改革中,主要以電子測量技術(shù)的教學大綱為主要依據(jù),以該課程的原理、結(jié)構(gòu)和測量系統(tǒng)為主要體系,從電子信息科學的角度來理解和觀察該課程,突破以往教學中就器件論器件的傳統(tǒng)教學方式,努力做到思路開闊,層次清晰,闡述準確,結(jié)構(gòu)科學合理。按照“理論教學模塊”和“實踐教學模塊”相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)進行授課,課堂教學主要采取理論教學模塊,重點講授該課程教學大綱基本要求的內(nèi)容。內(nèi)容主要分為:檢測系統(tǒng)的誤差理論部分,非電量檢測方法及智能儀器設計應用部分,信號調(diào)理與數(shù)據(jù)采集技術(shù)部分和檢測儀器系統(tǒng)設計部分。輔以實踐教學模塊,主要以實驗教學、調(diào)研論文、智能儀器及虛擬儀器測試技術(shù)綜合設計為主。
根據(jù)學生的專業(yè)方向選取不同的授課教材,并且根據(jù)不同的專業(yè)實際情況自編講義加以補充,主要對教材中沒有涉及的內(nèi)容和講解不充分的內(nèi)容進行補充。還可以聯(lián)系社會熱點問題,如社會上地溝油問題出現(xiàn)之后,教師隨時給學生補充探討地溝油的測量方法,這樣課堂和現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系在一起,使學生感覺到課堂授課內(nèi)容的重要性和實用性,提高了學生課堂聽課的積極性。
為了在授課中縮短理論與技術(shù)實踐的差距,在課堂授課中,通過運用案例教學,大大提高了學生解決客觀實際問題的能力,教學過程中進行校際合作,提高教學效果。讓學生從教學內(nèi)容融入到實際科研項目中去,比如講到電磁檢測時,給學生列舉一些在研的省部級科研項目,使學生了解管道泄露的不同檢測方法,使學生認識到某一種物理量不同測量方法,讓學生體會到檢測一些物理量的新方法、新思路,引發(fā)學生思維,激發(fā)他們的創(chuàng)新意識,取得了很好的教學效果。
為適應創(chuàng)新型本科人才培養(yǎng)目標和教學實際,在實驗課程的教學中,把理論教學和實驗教學結(jié)合起來,適當增加設計型實驗和綜合型實驗對學生能力的鍛煉,共設計了4個驗證性實驗和3個設計性實驗。實踐教學中一方面為了使學生理解電子測量技術(shù)的基本原理保留了基礎性的實驗,另一方面,開發(fā)了新的工程應用性綜合性實驗,可以對高年級各專業(yè)學科之間的學生因材施教。
二、教學方法的改革
中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)18-0003-03
隨著高新技術(shù)發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展速度的加快,教育的作用和人才培養(yǎng)方法顯得越來越重要,《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010―2020年)》中指出人才培養(yǎng)觀念要更新,必須加強校企之間、學校與科研機構(gòu)之間合作以及中外合作等多種聯(lián)合培養(yǎng)方式。教育部教高[2012]4號文也指出,通過創(chuàng)新教育教學方法,提倡啟發(fā)、探究、討論、參與等多種教學方式,鼓勵開展多方面、多途徑教學改革。
美國是世界高等教育的頭號強國,美國大學培養(yǎng)人才在學術(shù)論文、諾貝爾獎和專利等方面創(chuàng)造出輝煌成就,在世界科技、經(jīng)濟、軍事和政治等方面做出卓越貢獻,為美國培養(yǎng)了大批科學家和工程技術(shù)人才,其成果有目共睹。其根本原因就在于美國大學的教育實踐是以創(chuàng)新理念為指導。文獻[1]分析和介紹了美國大學本科生創(chuàng)新教育體系。強調(diào)創(chuàng)新能力培養(yǎng)就是以學生為主體,注重學生開拓與創(chuàng)新精神培養(yǎng),將學習中的感知與記憶的低水平,提高到想象、求異與推理、思維的高度,引導大家思考、鉆研、質(zhì)疑和挑戰(zhàn)。著重培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識與思維,激發(fā)大家的創(chuàng)造潛能和健全人格。文獻[2]研究分析了美國、英國、德國和日本等四國的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的方法和特點,發(fā)達國家創(chuàng)新教育體系完整,倡導“探索、調(diào)查和發(fā)現(xiàn)”為大學的核心,在加強設備和師資力量建設、精選基礎科學情況下,加強探索式、討論式、工程實踐訓練、科研計劃、寫作、科學與人文結(jié)合等創(chuàng)新能力培養(yǎng),方法值得借鑒。必須根據(jù)當前創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的問題與本專業(yè)的培養(yǎng)需求,有針對性地進行專業(yè)體系建設和教學改革。
一、創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的一些瓶頸問題
我國經(jīng)濟高速發(fā)展,高等教育也得到快速發(fā)展,但教學能力和水平與發(fā)達國家差距明顯,面對新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,應用型工科教學一些問題比較突出[2、3],迫切需要反思和改革。廣東處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高新技術(shù)發(fā)展進程中,需要大量創(chuàng)新工程應用人才,廣東工業(yè)大學以工科為主,現(xiàn)在每年招收全日制本科生1萬人、測控專業(yè)本科生在校700人。學校不斷加強教學改革探索和實踐能力培養(yǎng),為沿海地區(qū)培養(yǎng)了大批工程應用型人才。現(xiàn)面臨經(jīng)濟快速發(fā)展,人才培養(yǎng)出現(xiàn)困境和新的要求,其原因是多方面的,但主要是教學體系和方法不適應,師資力量和實驗設備等資源不足,這也是許多地方工科院校存在的瓶頸問題[3、4],主要表現(xiàn)如下:
1.學生實踐和創(chuàng)新能力不強。大家往往重視最終應用的專業(yè)課程,習慣知識和技能傳授的方式,學習主動性較差。必須注意到學生能力、興趣和就業(yè)目標的個性化和多樣化,就業(yè)范圍一般有軟件、單片機、嵌入式、售前售后服務、網(wǎng)絡、銷售和技術(shù)管理等工作,知識面要求有所不同,需要采取多種模式、實踐環(huán)節(jié)和因材施教等。
2.教學師資力量不足。擴招后學生數(shù)量劇增,教師編制增加不多,加之科研任務重,面對創(chuàng)新教學培養(yǎng)模式,教學師資的數(shù)量和素質(zhì)、教學模式和方法等,不適應個性化和多樣化的要求。
3.實驗設施和場所不足、教學環(huán)境有待改善。學生數(shù)量多,設施和場所缺乏,工科儀器和信息專業(yè)實驗設備較貴,跟不上科技發(fā)展速度,另外學校創(chuàng)新環(huán)境與外部社會環(huán)境差異較大。國內(nèi)一些高校在地方院校應用型人才培養(yǎng)、專業(yè)改革、校企合作和實踐能力培養(yǎng)等創(chuàng)新教學方面進行了很多嘗試,取得了一定效果[4-8]。但是必須根據(jù)本單位情況和存在問題,抓住主要矛盾,確定系統(tǒng)建設方案和教改對策。為探索培養(yǎng)創(chuàng)新人才體系與模式,科學制定發(fā)展規(guī)劃,6次組織教師系統(tǒng)討論和論證,進行四次專門全國性學科調(diào)研、參加全國儀器儀表創(chuàng)新大會、中國機械工程學會教學指導委員會和中國儀器儀表學會等學科會議,對國內(nèi)外相關(guān)教改研究分析,調(diào)研清華、北航、天津大學、上海大學、中國計量學院等20多所大學的相關(guān)專業(yè)。通過參觀走訪、資料研究和專題座談等,收獲很大。其中天津大學儀器光電學院和電氣自動化學院的產(chǎn)學研合作辦學、上海大學國際聯(lián)合海亞克鐘表專業(yè)、中國計量學院的海克斯康專業(yè)班與校企聯(lián)合實驗室等使人印象尤其深刻。
為此采取個性化和多樣化的培養(yǎng)方式,以實踐為主導的教學體系和教學資源建設為突破,解決瓶頸問題,從教學理念、課程體系、教學方法、創(chuàng)新教學實踐環(huán)境、師資力量、教材和網(wǎng)絡資源等展開研究,探索大幅度提高學生創(chuàng)新實踐能力的方法。
二、多途徑拓展教學資源,加強創(chuàng)新教學意識
師資、實驗場地及設備是創(chuàng)新培養(yǎng)的基本保障,這些方面不足短期往往無法解決,近年新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速、人才緊缺,企業(yè)也意識到人才的重要,既希望與學校在科研方面合作,還更注重人才培養(yǎng)等方面的投入,并開展多種有益嘗試。
校企合作模式為本科人才創(chuàng)新培養(yǎng)形成歷史性的新機遇,我們與一批企事業(yè)單位共同制定規(guī)劃,與美的集團、工信部第五研究所、中國電科院、惠州華陽電子、勤上光電等大批知名研究機構(gòu)和企業(yè),以產(chǎn)學研為基礎進行人才培養(yǎng)合作,利用雙方技術(shù)、人才、場地和設備,共建聯(lián)合實驗室,進行3+1本科培養(yǎng)和研究生聯(lián)合培養(yǎng),為企業(yè)和研究機構(gòu)培養(yǎng)人才,他們可以優(yōu)先選用人才,大大擴展了教學資源。
增強師資力量和創(chuàng)新意識是師資隊伍建設的迫切問題,必須提高認識、明確目標,制定確實可行的方案。通過研究國內(nèi)外一些創(chuàng)新教育方法、分析目前教學狀況,現(xiàn)階段學生間的思維方式、愛好興趣、學習能力和就業(yè)取向等差異較大,人才培養(yǎng)應該有針對性和個性化。因此創(chuàng)新教學的核心是個性化和多樣化的培養(yǎng)方式,必須在教學資源、方法手段等全方位進行創(chuàng)新,才有可能突破。
除了挖掘本校教師的潛力外,聘請校外兼職專家和實習教師多種途徑,聘請10多名校外研究機構(gòu)高水平兼職教授,講授學科前沿與高新技術(shù),利用校外聯(lián)合產(chǎn)學研基地、本科實習基地和培養(yǎng)研究生示范基地等,聘請具有豐富實踐經(jīng)驗的60多名技術(shù)人員為兼職教師,對實習和創(chuàng)新活動輔導。
開展多重針對性培訓,針對創(chuàng)新與科技活動,先對教師進行動員與培訓。要求學生參加教師科研項目培訓,每名教師指導10名以內(nèi)學生;學生還可以申報有教師指導的國家、省、學校和學院四級的創(chuàng)新項目;每年開展常規(guī)學生競賽(如電子大賽、博創(chuàng)杯大賽)等專業(yè)培訓,通常暑假進行培訓,根據(jù)競賽題目和知識結(jié)構(gòu)等劃分培訓模塊內(nèi)容,由10多名具有實踐和大賽經(jīng)驗的教師分別主講和輔導。
三、強調(diào)創(chuàng)新實踐的教學體系
教學體系強調(diào)學科課程完整性和遞進性、教學內(nèi)容先進性和工程應用的科學性,在2014版本科培養(yǎng)方案中,按照個性化和多樣化培養(yǎng)需求,進一步優(yōu)化專業(yè)課程體系、改革教學方法。以專業(yè)主干課建設為重點,按學科平臺設置專業(yè)課程;專業(yè)包括兩個方向,每個方向可以有三個專業(yè)課程模塊供選擇。重點建設網(wǎng)絡教學課程、50多個綜合性與設計性實驗項目、三個分類系統(tǒng)綜合實驗以及一批自主實驗;聯(lián)合合適的企業(yè),開展中小規(guī)模3+1模式的卓越工程師培養(yǎng);挑選符合興趣和要求的本科生,開展多層次課外實踐。課內(nèi)推廣開放式實驗,不斷增加實驗課程、工程訓練、實習實訓等;課外科研訓練、工程師培訓、暑期實習、特別相關(guān)企業(yè)實習,校內(nèi)的電子大賽和工程師培訓等計算學分,加強學生創(chuàng)新實踐引導。雖然還會遇到一些困難,但是已經(jīng)收到較好效果。
為規(guī)范創(chuàng)新培養(yǎng)體系,充分發(fā)揮教學雙方的積極性,建立了系列激勵和反饋機制。對教師的教改項目和教學論文、雙語教學課程、3+1教學、PBL教學、課外學生培訓與輔導等給予相應工作量獎勵,學生也按照規(guī)定到得學分,同時作為考評依據(jù);建立了教學督導制度,切實發(fā)現(xiàn)和糾正教學中的問題,并且由督導和學生對教師各個環(huán)節(jié)教學進行評分,出現(xiàn)問題及時進行約談,提出確實改進措施。
通過上述有針對性的培養(yǎng)措施,發(fā)揮了學生和教師的積極性,充分調(diào)動學生在學習中的獨立性、主動性、質(zhì)疑性和創(chuàng)造性等,有效拓展學生自我發(fā)展空間。
四、教學方法探索和教材建設
不斷開展教改探索,承擔了廣東省名牌專業(yè)和特色專業(yè)建設等系統(tǒng)教改項目,開展系列教學方法研究。網(wǎng)絡教學資源是一種最具有開放性和個性化的學習的教學資源,進行了重點建設,測控技術(shù)與儀器專業(yè)資源庫建設多年、特色鮮明,獲得廣東省教學成果三等獎,是國內(nèi)該專業(yè)最完整的專業(yè)資源庫,包括有媒體素材、網(wǎng)絡課件、文獻資料、教學案例、網(wǎng)絡課程、專業(yè)試題等;包含40多門課程、近500個課件、600個圖片與視頻,2600多條資源索引,為課外網(wǎng)絡教學提供了比較完整豐富的資源和手段。
教材是教學的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),應該結(jié)合本專業(yè)和地區(qū)創(chuàng)新教學與實踐體系特點,教材要融入科研實踐、創(chuàng)新培養(yǎng)和專業(yè)特色。近年撰寫出版了一批優(yōu)秀教材,在出版10多本部級規(guī)劃教材中有《傳感與檢測技術(shù)》等3本國家“十一五”規(guī)劃教材。
五、共建校內(nèi)外基地,開展多層次創(chuàng)新活動
創(chuàng)新教學場地和實驗設備一直是工科專業(yè)最關(guān)注的問題,為此采取三種對策,一是以學科發(fā)展爭取政府投入和實驗室改造,與美的集團共建國家級工程實踐教育中心,已經(jīng)建立教育廳和重點學科的3個專業(yè)特色實驗室;二是利用企業(yè)已有資源建立多層次聯(lián)合實驗室,其中建立了6個校企專項聯(lián)合實驗室,建設1個校內(nèi)學生實踐創(chuàng)新基地;三是校企合作建設校外基地,與美的集團、工信部五所、中國電科院、廣東省檢驗檢疫中心等建設校外30多個產(chǎn)學研基地和學生實踐實訓基地,每年安排學生實習。與湖北十堰中國第二汽車發(fā)動機總廠長期合作,每年暑假有150名學生參加生產(chǎn)實習。
與美的集團共建國家級工程實踐教育中心等一批創(chuàng)新實驗室,開展科研訓練、競賽培訓以及其他多層次實踐活動。與中國電子學會和博創(chuàng)集團建立“嵌入式聯(lián)合培訓認證中心”,4年多來,以培訓本科生和研究生為主,共培訓青年教師和10多批學生,培訓300多人,近200人考核獲得中國電子學會的工程師資格證書。與中國儀器儀表學會合作開展儀器儀表工程師培訓,共培訓40多人,18人獲得該學會的助理工程師資格證書。每年對重要競賽的專項培訓,如電子大賽每年培訓20天、10多項課程培訓講課,安排專門老師講課和答疑輔導,一批年輕教師成為學生創(chuàng)新實踐培養(yǎng)的中間力量。
六、結(jié)語
經(jīng)過多年努力,形成較有特色的培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的體系和新機制,測控專業(yè)在建設成為廣東省名牌專業(yè)的基礎上,獲得國家級工程實踐教育中心建設項目和廣東省特色專業(yè)建設項目通過中期考核。師資隊伍創(chuàng)新意識和培養(yǎng)能力大大加強,校企合作單位和基地達到30多個,實驗設備和師資力量顯著增強。形成課內(nèi)外的個性化與多樣化培養(yǎng)方式和學生自主學習的風氣;實驗課程化和網(wǎng)絡教學成績顯著,參與學校實驗課程化教學改革獲得教育部教學成果二等獎,“培育信息測控類學生創(chuàng)新實踐能力的特色專業(yè)建設”項目、“網(wǎng)絡教學模式和資源共享項目”分獲2013和2007廣東省教學成果一等獎等多個獎項。培養(yǎng)了大批多樣化和個性化人才,學生獲得全國挑戰(zhàn)杯科技作品競賽一、二等獎和廣東省一等獎多項,參與其他國家與省級科技競賽共獲得一等獎等個獎項,一批學生在校就已開發(fā)電子產(chǎn)品創(chuàng)業(yè),取得較好效果。本專業(yè)歷年就業(yè)率達98%以上,學生就業(yè)到相關(guān)的聯(lián)合培養(yǎng)企事業(yè)單位以及相關(guān)工作單位,創(chuàng)新實踐能力獲普遍好評。
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The Innovation Practice Ability Build Bottleneck and the Characteristics of Professional Practice System
TANG Luxin,WU Liming,LI Yang,LUO Dehan
(Faculty of Information Engineering,Guangdong University of Technology,510006)
Abstract:Analysis of the current problems of innovation ability training,according to the requirements of electronic information engineering and equipment and other professional training,targeted to professional practice system construction,combined with personalized and diversified training ways;Resolved through a variety of ways,such as integration of teaching resources,such as teachers,equipment and the bottleneck problem of insufficient,from teaching concept,teaching resources,such as teacher and experiment course system,teaching method,multiple innovation practice environment,construction of teaching material practice,explore the path of greatly improve students' practical ability in innovation,through many years practice,form a good environment for the innovation of the teaching practice,students' practical ability and significantly improve professional cultivated manners,received in good condition.
職業(yè)教育立交橋應當是一個中職教育與高職教育、高職教育與本科和專業(yè)碩士有機協(xié)調(diào)、均衡發(fā)展、相互促進,彼此間不掣肘的有機整體。它打破了人才成長獨木橋這一瓶頸,以素質(zhì)教育、終身教育和學習化社會的理論為思想基礎,以教育社會化和辦學主體多元化為基本前提。當前,在唐山市構(gòu)建職業(yè)教育的立交橋,實現(xiàn)職業(yè)教育的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)具備了一定的條件。
一、唐山市高職教育體系現(xiàn)狀
唐山是一個典型的資源型城市,是河北省乃至全國的重工業(yè)基地,第二產(chǎn)業(yè)相對發(fā)達,第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對滯后。“十二五”期間,唐山按照“控制總量、淘汰落后、聯(lián)合重組、技術(shù)改造、優(yōu)化布局”的原則,以科技創(chuàng)新為支撐,推進發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和調(diào)整,加快構(gòu)建具有唐山特色的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)格局。改造提升鋼鐵、裝備制造、化工、建材、能源等傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),培養(yǎng)發(fā)展新能源汽車、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造業(yè)、生物醫(yī)藥、電子信息等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)項目。隨著唐山產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整升級,一批新興產(chǎn)業(yè)正在崛起,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)更需要運用現(xiàn)代技術(shù)進行改造和升級。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和調(diào)整趨勢必將對唐山人才需求產(chǎn)生重大的影響,呼喚高職教育的及時跟進。唐山市現(xiàn)有高職院校四所,既有國家骨干院校,又有省級示范院校;既有綜合型院校,又有行業(yè)背景明顯的院校。
唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院依托前校后廠和集團化辦學優(yōu)勢,選取動車組技術(shù)、港口物流管理、陶瓷藝術(shù)設計、數(shù)控技術(shù)、機電設備維修與管理等作為中央財政支持的重點建設專業(yè)。會計電算化、機電一體化技術(shù)、汽車類、計算機類及旅游管理類等專業(yè)進行單獨招生,藝術(shù)設計類、計算機類、自動化類、汽車類、機械設計制造類、港口運輸類、旅游管理類實施大類招生。面向現(xiàn)代制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)開設41個專業(yè),38個專業(yè)依托校內(nèi)外生產(chǎn)性實訓基地,營造了真實的工作環(huán)境,便于學生實踐能力的培養(yǎng)。擁有四個國家職業(yè)教育實訓基地和五個國家行業(yè)企業(yè)培訓中心,組建了河北省曹妃甸工業(yè)職業(yè)教育集團。學院招生范圍覆蓋全國14個省市,現(xiàn)有全日制在校生8273人,其中高職生7261人。
唐山職業(yè)技術(shù)學院作為擁有工醫(yī)農(nóng)經(jīng)類專業(yè)的綜合型院校,口腔醫(yī)學技術(shù)、園林技術(shù)為中央財政支持的“高等職業(yè)學校提升專業(yè)服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力”項目重點專業(yè)。選取酒店管理、旅游管理、機電一體化技、園林技術(shù)等專業(yè)實行基于文化測試、綜合素質(zhì)測試兩科目考核的單招改革,目的在于選拔綜合素質(zhì)較高、具有創(chuàng)新能力、實踐能力和特殊才能的優(yōu)秀高中畢業(yè)生和對口學生進入高職院校學習,選取財務會計類、工商管理類、計算機類進行大類招生。開辦40個專業(yè),涵蓋制造、醫(yī)衛(wèi)、農(nóng)林、財經(jīng)、旅游、藝術(shù)等13大專業(yè)門類,形成與唐山主導產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)緊密銜接,以現(xiàn)代裝備制造業(yè)、現(xiàn)代服務業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)為特色的優(yōu)勢專業(yè)集群。以學院為龍頭,組建唐山現(xiàn)代服務業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)兩大職業(yè)教育集團。學院面向全國13個省市自治區(qū)招生,在校生10551人,其中高職生9442人。
河北能源職業(yè)技術(shù)學院作為以工科為主,多學科相結(jié)合的普通高等職業(yè)技術(shù)學院,以開灤(集團)有限責任公司為行業(yè)依托,開設煤礦開采技術(shù)、電氣自動化控制工程等40個專業(yè),業(yè)已形成了以煤礦開采技術(shù)、礦山機電等專業(yè)為核心的專業(yè)群建設格局。學院組建了河北煤炭職業(yè)教育集團,以高職教育為龍頭,以高職、中職、成人教育等學歷教育為支柱,以企業(yè)在職員工崗位培訓和安全培訓為支持,實現(xiàn)了各類職業(yè)教育培訓協(xié)調(diào)發(fā)展,是中國北方和全國煤炭戰(zhàn)線具有影響力的人才培養(yǎng)基地、企業(yè)員工技能素質(zhì)培訓基地和新技術(shù)、新工藝研發(fā)基地。現(xiàn)有在校高職生7258人。
唐山科技職業(yè)技術(shù)學院作為工科院校,具有校企一體和“前校后廠”的優(yōu)勢,以河北鋼鐵集團唐山鋼鐵集團有限責任公司為行業(yè)依托,集職業(yè)教育、職工培訓、應用研究、技術(shù)開發(fā)、職業(yè)技能鑒定為一體,以服務冶金企業(yè)為主體,以企業(yè)需求為目標的校企一體辦學特色。開辦19個專業(yè),涵蓋材料與能源、制造、資源開發(fā)與測繪、電子信息、財經(jīng)、旅游6個專業(yè)大類,形成了以冶金技術(shù)、材料工程技術(shù)、機械設備維修與管理、機電一體化技術(shù)專業(yè)為重點, 計算機、財經(jīng)等專業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的專業(yè)結(jié)構(gòu)。學院招生范圍覆蓋全國15個省市,現(xiàn)有全日制在校生4184人。
二、高職教育立交橋體系構(gòu)建的基本需求
《教育部關(guān)于推進中等和高等職業(yè)教育協(xié)調(diào)發(fā)展的指導意見》(教職成[2011]9號)提出:“中等職業(yè)學校應發(fā)揮基礎作用,重點培養(yǎng)技能型人才;高等職業(yè)學校要發(fā)揮引領(lǐng)作用,重點培養(yǎng)高端技能型人才;探索應用型本科層次職業(yè)教育高端技能型人才培養(yǎng)途徑;積極探索高端技能型人才專業(yè)碩士培養(yǎng)制度,系統(tǒng)提升職業(yè)教育服務經(jīng)濟社會發(fā)展的能力和支撐國家產(chǎn)業(yè)競爭力的能力。”《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020 年)》提出:“到 2020 年,形成適應發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整要求、體現(xiàn)終身教育理念、中等和高等職業(yè)教育協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)代職業(yè)教育體系,滿足人民群眾接受職業(yè)教育的需求,滿足經(jīng)濟社會對高素質(zhì)勞動者和技能型人才的需要。”加快發(fā)展職業(yè)教育已成為未來十年我國教育發(fā)展的一項重要任務。由于經(jīng)濟轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,新增了大量技術(shù)崗位,這些崗位需要大批懂理論、有專業(yè)技術(shù)和技能的人才。經(jīng)濟、技術(shù)的發(fā)展和勞動力市場對人才的要求都決定了需要各種層次的中高端技能型的職業(yè)教育人才。建設現(xiàn)代職業(yè)教育體系要求職業(yè)教育既適應經(jīng)濟發(fā)展,又體現(xiàn)學生發(fā)展理念,還要實現(xiàn)中高職教育協(xié)調(diào)發(fā)展。
構(gòu)建高職教育立交橋體系旨在打通職業(yè)教育和普通教育與繼續(xù)教育、中職教育和高職教育、高職教育和高等教育等的內(nèi)外部相互溝通機制,在不同層次、類型的教育間搭建橋梁,合理配置教育資源,滿足學生多樣化學習的需要,努力實現(xiàn)教育公平。
構(gòu)建較完整的高職教育立交橋體系,是為了給職業(yè)院校學生的繼續(xù)學習發(fā)展提供條件,從而滿足不同學生成長發(fā)展的需要。積極開辟高職以上的高等教育,向上延伸,能體現(xiàn)以人為本的精神,能盡可能滿足廣大青年學子的求學愿望,它是一項民心工程。人才多樣化的培養(yǎng)路徑,可以緩解社會的就業(yè)壓力。
三、構(gòu)建唐山市高職教育立交橋的思路
1.加大政府主導作用,規(guī)范高職教育發(fā)展。為了提高唐山教育效率,加強頂層設計,政府應該在政策層面營造良好的政策環(huán)境,充分發(fā)揮政府的主導作用,保證中職、高職、地方本科院校在合作過程中的責權(quán)利關(guān)系,健全彼此共贏、互信、融合發(fā)展的體制機制。構(gòu)建大學教育與中高職教育立交橋是一個系統(tǒng)工程,涉及大學、中高職院校、行業(yè)企業(yè)、政府、學生及家長等多方相關(guān)利益主體,需要一套完善的政策法律法規(guī)來進行約束和規(guī)范,使各利益主體的需求都能得到滿足和實現(xiàn)。只有在政府的統(tǒng)一領(lǐng)導之下,合理統(tǒng)籌教育與經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)系,豐富教育的類型和層次,才能實現(xiàn)學校、行業(yè)企業(yè)的真正結(jié)合,使各類教育的人才培養(yǎng)更有針對性和實效性,從而形成人才成長的多樣化途徑。