優秀電氣工程師創新能力培育及教學體系探索

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一、卓越電氣工程師的培養目標

優秀電氣工程師創新能力培育及教學體系探索

為了順應我國電力及相關工業的快速開展,進一步滿足國家、行業對電氣範疇高階工程人才的需求,請求卓越電氣工程師不只控制電氣工程、自動化、電子與計算機技術應用等範疇堅實的根底理論、系統的特地學問及根本技藝,而且是能在以上範疇從事工程設計與技術開發、系統運轉維護、科學研討、消費組織和管理等方面工作的高階工程技術人才和管理人才。最終目的是培育其具有良好的人文素養、團隊協作才能、突出的工程創新才能和社會義務感、開闊的國際視野和跨文化交流才能。

二、總體思路與方案

(1)教育和社會是緊密聯絡的,人文素質在高校理工科學生的成長成才過程中也具有非常積極的作用,工程實踐應和人文社會實踐相結合,使學生在社會與工程實踐的過程中瞭解社會、適應社會,學會做人、做事,具備多方面的綜合素質與團隊協作能力。卓越電氣工程師之所以“卓越”,除了其專業知識更豐富、工程實踐能力更強外,關鍵在於其具有更高的綜合素質。

(2)卓越電氣工程師必須具備本專業核心知識和能力,即掌握電力能源的產生、傳輸、變換、調控和使用所需的系統執行的基礎理論和專門知識,熟悉相關的國家、國際技術標準及行業法規,具有優秀的進行電氣工程與自動化領域的研發、設計、製造、執行與管理的能力。

(3)在實踐的內容上一方面要強調綜合性、設計性與實用性,加強學生分析問題、解決問題的能力;另一方面要以就業和市場為導向,人才培養緊密對接社會需求,並要體現當前電力技術發展的最新趨勢。在實踐的形式上,推行全面工程教育,以多層次、多元化為主要特徵,並強調與企業工程實踐鍛鍊相結合、產學研相結合。

(4)建立開放式、自主式的實踐教學模式,以學生為中心,注重學生創新意識、創新能力與自我學習能力的培養。

目前,重慶理工大學卓越電氣工程師的具體實施方案為:已經與重慶市電力公司、重慶市電科院、重慶萬州水利電力集團、重慶水輪機有限公司、長壽獅子灘發電集團等重慶電力行業的龍頭企業和研究院所建立了產學研合作平臺,實行聯合培養。每年從大二學生中公開選拔20名優秀學生參與卓越工程師計劃,每名參與學生都能在合作企業中有具體實踐崗位,時間累計不少於1學年,所獲得的學分數不得少於28個學分。實施手段採用學校導師和企業導師的“雙導師制”,即四位學生組成一個專案組,每組都指派一名學校導師,並聘請一名電力行業有豐富理論與實踐經驗的高階工程技術人員作為企業導師,共同負責學生培養的全過程。

三、開放、創新的實踐教學體系

在培養模式方面,根據重慶理工大學電氣工程專業實際情況,按照工程創新型模式培養,強調基礎紮實、視野寬廣、電氣與自動化、計算機學科交叉,注重工程實踐與創新研究能力,尤其注重設計和動手能力。為此,從品行、知識、能力多個維度將人才培養目標進一步細化,構建了“工程創新型的卓越電氣工程師實踐教學體系”,從整體層次上包含了人文素質實踐、自然科學實踐、工程能力實踐、創新研究實踐四大類,每一類都包含多元化的實踐方法與手段,並針對工程能力的培養實行多元化的考核方式。

1.人文素質實踐

人文教育培養高校學生具有正確的人生觀、價值觀、高度的社會責任感,並能激發學生的多維思維能力,提高綜合素質,在整個高等教育中具有重要的基礎地位。因此學校強化了學生在社會科學、文學藝術等方面的實踐,主要由入學教育、軍訓、社團活動(包括學術類、公益類、藝術類、體育類)、社會實踐、公益勞動、就業教育等組成。各種型別的人文素質實踐培養學生具備良好的生活與學習習慣、熱愛祖國和遵守紀律的觀念、堅強的意志與集體意識、多方面的知識和技能、提高人際交往與適應社會的能力、培養勞動觀念、增強社會責任感,並樹立正確的職業觀和擇業觀。

2.自然科學實踐

自然科學實踐由大學物理實驗等課程實驗組成,對提高理工科學生的綜合素質和創新能力的培養具有獨特的基礎性和無可替代性作用。針對工程實踐能力的培養,學校在傳統的大學物理實驗基礎上進行改革。一方面在傳統的基礎性實驗、驗證性實驗基礎上增加了設計型實驗與綜合性實驗。另一方面強調面向各應用型專業,將實驗整合為三個層次,包括:

(1)基礎型物理實驗,要求學生掌握物理實驗的基本方法、儀器與操作。

(2)面向電氣資訊類專業的綜合物理實驗,讓傳統的大學物理實驗與電氣工程專業接軌,夯實專業基礎。

(3)開放式的創新設計物理實驗為選拔出來的卓越計劃參與學生提供研究設計與製作型實驗,激發創新意識。通過以上分層次、系統的科學實驗能力培養使學生掌握進行科學實驗的基本知識、方法和技巧,並培養學生敏銳的觀察力和嚴謹的思維能力,使學生的學習理論聯絡實際,併為今後在電氣工程及相關領域的理論和實踐學習打下深厚的數學、物理基礎。

3.工程能力實踐

工程能力實踐由機械類、電氣資訊類和電氣工程專業課程實驗及電氣控制應用設計、電氣工程綜合設計、生產實習、在崗實習、畢業設計等組成。

根據工程能力培養的要求,以實際的工程設計、研發能力訓練為核心與主線,重新整合、統一規劃和系統化,構建了多層次的“2+1+1”工程能力實踐體系,它由“專業基礎訓練一專業綜合訓練—綜合工程能力訓練”三個層面構成,產學研結合,循序漸進地實現對學生由淺入深、系統的、多層次、全方位的工程實踐能力的培養。

專業基礎訓練層(“2”:大一、大二學年,校內培養)。通過機械類、電氣資訊類基礎課程實驗以及基礎實訓,包括工程製圖、機械製造基礎訓練、電工電子技能訓練、電路電子基礎實驗、微機原理及應用實驗、電子技術應用設計等,使學生完整地掌握本專業基本工程技能與實踐能力,並強化計算機應用部分,在相應的實踐課程中要求學生熟練掌握常見的工程製圖與電子設計軟體,如Autocad、Protel、Protus等。

專業綜合訓練層(“1”:大三學年,學校、企業聯合培養)。第一階段,以電氣測試技術、自動控制原理、電機學及電力電子技術課程實驗為核心,一方面使學生直接接觸實際的測試、控制的、元件與系統,在感測器、電機、電力電子器件等方面得到具體的感性認識與初步訓練;另一方面,培養學生計算機輔助設計的能力,例如要求學生熟練掌握基於MATLAB、Labview的控制、訊號處理的建模與模擬。第二階段,在電氣工程專業課教學階段,單獨開設電氣工程綜合實驗課,並結合電力企業生產實習,使學生掌握電氣工程領域的`相關識圖方法、繪圖、接線、除錯、檢修和維護等基本知識。並在重要的專業課程,如電力工程、高電壓工程等課程中積極開展各種形式的雙語教學,培養學生外語運用能力,提高學生綜合素質。第三階段,電氣工程專業課程學習結束後,在專業及企業導師的共同指導下,以電氣控制技術應用設計與電氣工程綜合設計環節為主,設計內容面向企業實際工程問題,引導學生把原理分析與工程設計結合,提高綜合應用能力;並要求學生掌握常用的電氣工程分析與設計軟體,如PSASP、Saber、Ansoft等,為畢業設計與企業工程實踐打下堅固的基礎。

綜合工程能力訓練層(“1”:大四學年,企業實踐)。參與學生實際進入合作電力企業進行為期一年的企業員工式實踐,掌握實際電力企業應用專案設計、開發與管理的方法和技能。

(1)第一階段:通過在崗實習深入電力企業進行企業文化與規章制度教育、生產技能培訓等實踐,使學生熟悉企業環境和企業文化,瞭解電力產業人才需求及產業動向,掌握最新的國家及國際行業標準。

(2)第二階段:參與企業生產實踐,熟悉電力企業實際生產過程、專案開發過程和開發管理規程,能夠獨立閱讀及掌握最新國外裝置的英文技術文件,培養學生靈活運用電氣工程專業知識與實際工程規範、團隊協作、競爭與合作的能力,具備電力企業工作的技術及能力。

(3)第三階段:通過畢業設計對學生進行綜合工程能力訓練。設計內容與工程實際接軌,由電力企業提供設計所需現場資料、技術,使用與工程設計一致的研發裝置,使學生接觸電力行業的前沿科技與最新裝置。採取專案驅動制設計方式,在企業導師的指導下,以專案組的方式完成一個企業實際產品由構思、分析、設計、實現到交付的完整過程。培養學生不僅從技術的角度去解決問題,還必須從產品和市場的角度,包括成本、效能要求和開發週期等綜合因素考慮實際工程問題,拓寬工程領域基礎和口徑,在較高的層次上培養學生進行產品開發設計、技術改造的能力。

4.創新研究實踐

深化和完善卓越計劃參與學生的專業理論知識技能體系,提高專業知識的深度和廣度,培養其具有獨立的科學研究工作能力及自主學習及創新能力。

(1)積極開展如全國大學生電子設計大賽、全國“挑戰杯”科技競賽、數學建模大賽和學校組織的各類科技競賽、科技興趣小組等課外科技活動與創新實踐,給卓越計劃參與學生提供良好的學習、設計和研究環境,拓寬專業知識面與研究方向。

(2)參與教師科研,培養學生獨立的思維和科學的方法和對未知領域進行科學探索的能力,並引導學生根據自己的興趣與特長,獨立自主地開展科研活動。