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面向“两型社会”的电气信息类实践教学改革与平台建设

2015-12-23吴亮红周少武吴新开席在芳

实验室研究与探索 2015年9期
关键词:两型社会实验室理念

吴亮红, 周少武, 吴新开, 席在芳

(湖南科技大学 信息与电气工程学院,湖南 湘潭411201)

0 引 言

随着世界经济社会的发展,资源、环境问题日益严峻。为此,国家超前布局,将湖南长株潭城市群确立为综合改革配套试验区(发改经体[2007]3428 号),探索转变发展方式、建设环境友好型和资源节约型“两型社会”的途径和经验[1-3]。高等教育作为综合配套改革的重要组成部分,主动适应“两型社会”建设需要,为“两型社会”建设提供人才和智力支持,培养具有“两型”意识、知识和能力的创新型应用人才是高等学校的重要使命[4-5]。

为深入贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》和《湖南省建设教育强省规划纲要(2010-2020)》,湖南科技大学以长株潭城市群获批全国“两型社会”建设综合配套改革试验区为契机,在首批面向“两型”人才培养湖南省教育体制改革试点项目《基于“两型社会”建设的人才培养模式改革》支持下,积极探索服务“两型社会”建设创新人才培养新模式,颁布了《湖南科技大学关于开展面向“两型社会”建设的人才培养模式改革试点的实施意见》(以下简称实施意见),解决好大学生“两型”意识不强、“两型”知识不足、“两型”能力不强等问题。实验是大学人才培养非常重要的环节和过程,实验室是大学不可缺少的组成部分,在大学有重要的地位和作用[6]。实践教学作为人才培养的重要环节,起着融会贯通所学知识、促进理论与实践相结合的重要作用,是培养学生动手能力和创新精神的重要过程,也是培养高水平创新型人才的重要手段[7]。当今中国,实践环节在培养创新型、实用型、复合型人才方面具有不可替代的重要作用获得了广泛共识。如冯端院士认为,实验室的作用怎么强调都不过分,甚至说实验室是现代大学的心脏[8]。周兴铭院士认为,科学技术发展到今天,实验不仅是不可替代的,而且在推动科学技术发展中起着决定性的作用[9]。显然,“两型”人才的培养离不开具有“两型”特点的实验教学和实验平台的支撑。

因此,为全面提升学生服务“两型社会”的工程实践和创新能力,我校电子与电气技术国家级实验教学示范中心根据《实施意见》,以“两型”引领,内外统筹,构建协同开放的实验和实践教学体系,以适应“两型”人才培养的需要。

1 树立“两型”教育理念,构建“两型”人才培养新模式

建设“两型社会”离不开与社会发展关系最密切、最直接、最广泛的高等教育的参与和支持。“两型”理念教育是专业教育内涵的延伸与拓展,必须与专业教育深度融合[10]。我校开展“两型社会”教育理念思想讨论,调研“两型社会”对人才素质的要求,确立“两型社会”创新人才培养目标。我校明确了新时期的办学理念,依托长株潭城市群全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区的区位优势,主动对接“两型社会”建设人才需求,牢固树立环境友好、资源节约和科学发展的基本理念,扎实推进“两型”教育。学校制定了“关于开展面向“两型社会”建设的人才培养模式改革试点的实施意见”,将其贯彻到学校人才培养、科学研究、文化建设、校园育人环境建设等各项工作中,融入到学校人才培养教育的全过程,激发学生参与“两型建设”的责任感和使命感,解决高等教育理念滞后、人才培养与社会需求脱节的问题。

根据上述教育理念,结合学校学科专业特色优势,面向电气信息技术、先进装备制造、新材料、新能源、节能环保、文化创意等新兴产业,确立了以培养造就具有“两型”理念、“两型”知识、“两型”技能为主要特征的创新型应用人才培养体系,如图1 所示。

图1 面向“两型”的创新型应用人才培养体系

由图1 可以看出,面向“两型”的创新型应用人才培养体系特别强调实验和实践教学以及学生科技创新能力的培养。因此,我们必须对实验教学进行改革,建设符合“两型”要求的实验和实践教学平台,将面向“两型”的创新型应用人才培养落到实处。为此,电子与电气技术国家级实验教学示范中心在实验室建设、实验教学过程、大学生科技创新活动和校企合作人才培养基地等方面全方位融入“两型”理念,提高学生服务“两型社会”建设的工程实践能力和创新能力。

2 “两型”理念与实践教学体系的融合

2.1 在实验教学过程中融入“两型”理念

在竞争日益激烈的市场环境中,作为一名工科学生,除应掌握必要的理论和实践知识外,还应主动去适应市场,在头脑中树立管理意识、质量意识、创新意识、安全意识、营销意识、群体意识、环境意识、法律意识等,这些都是具备优秀综合工程素质的学生所不可缺少的[10-12]。因此,《实施意见》明确要求将“两型”理念融入到学校人才培养教育的全过程,实施“两型”理念“六进”(即:进制度、进培养方案、进教学大纲、进教材、进课堂、进项目);做到“两型”教育“五有”(即:有计划、有基地、有指导、有资助、有考核),实现“两型”教育与专业教育深度融合。因此,我们在实验室管理、实验教学大纲、实验项目设置等方面尽量融入“两型”理念,从而增强学生的“两型”工程实践意识和技能。在实验项目设置方面,设计具有“两型”理念的实验项目,要求与“两型”相关的实验作为必选项目。如功率因素提高实验作为“电工技术”实验的必选项目;在“数字电路”TTL 集成电路功能测试实验教学中增加集成电路能耗测量;在“电机与拖动”实验中设计了能量回馈制动实验项目,取代电阻能耗制动等项目。将“两型社会”的观念、思维方式与基础理论学习、实验等教学环节紧密结合,使学生在掌握本专业基本理论、基本知识和基本技能的同时,具备一定的“两型社会”知识、素质和应用能力。

2.2 在实验室建设和管理过程中融入“两型”理念

工程实践平台是培养“两型社会”所需的工程技术人才所必须的重要载体。由于传统的工科院校专业实验室一般按专业课程设置,缺乏工程系统概念,难以实现或达到培养学生工程实践能力、综合设计能力和创新能力的目的。因此,建设以培养学生工程综合设计能力和创新能力为目标的专业工程实践平台是一个重要的任务。以“综合化”、“系统化”、“模块化”为专业综合实验室建设的基本原则,对自动化专业确定了“现代控制工程实验中心”的建设方案。例如:计算机控制系统实验室包含自动检测技术、自动控制理论、微机原理、计算机控制技术等课程。这样构建的实验室包含了构成一个完整计算机控制系统所必须的基本环节和相关课程知识。通过计算机控制系统综合实验,学生加强了对计算机控制系统各个组成部分功能和有机联系的认识和理解,工程系统概念明显增强。同时,为了满足“两型社会”建设需要,我们打破学科壁垒,建立多学科交叉融合、分层次协作的工程实践教学平台。2007 年以来,结合“两型”人才培养,已建成了一个较完善的、多层次的大机电类工程实践平台,实现了实验资源的共享,避免设备重复购置,节省了实验场地,大幅度降低了实验设备费用,同时也提高了设备的使用效率。

在实验室建设过程中,注重“两型”实验室建设,新增了风力发电实验装置和具有能量回馈的高性能交流调速平台,建设屋顶太阳能风能互补发电系统实验平台。在电力电子与运动控制实验室、电工技术实验室、电机与拖动实验室、印制电路板制作室、无损检测与绿色能源实验室和工业控制与自动化装置实验室等建设过程中,采用微型电机、低能耗和新型无污染腐蚀液等“两型”技术产品。例如:原有的电力电子与运动控制实验室,电机调速采用电阻分压有级调速和电阻能耗制动,实验过程要消耗大量电能,新的电力电子与运动控制实验室,根据当前技术的发展趋势,采用无极调速技术和制动能量回馈电网的方法,大幅度降低了实验过程中能量损耗。

在实验室管理方面,中心提出和创建了实验设备和实验过程智能网络化管理模式,提高了实验设备的利用率,目前已成功地实现了电子与电气技术实验教学中心的自主兴趣式开放教学。

2.3 在校企业合作人才培养过程中融入“两型”理念

产学研合作教育是学生实践能力提升的重要途径之一[13]。因此,我院和实验中心积极探索“两型”技能培养的新途径,创新学生实习、实训模式,推行“顶岗实训”、阶段性“轮岗实训”等灵活多样的实习模式。以培养“两型社会”建设者基本素质、创新精神、实践能力和社会适应性为着眼点,鼓励和引导学生选择在“两型社会”建设中积累了丰富经验的企业、公司进行岗前培训、实际操作或有针对性的专业培训,切实增强学生实践能力。

依托产学研合作项目,引导学生进入校企合作人才培养基地,熟悉企业文化,参与企业产品设计、开发和技术改造。建立校企合作的产学研基地,进一步充实“两型”教学资源。一方面,学校可以利用企业的人力资源、技术资源和科研资源(设备和项目)培养学生的工程设计能力和科技创新能力,学生通过参与课题研究,能力得到全面的锻炼和提升;另一方面,产学研基地能为企业培养所需的优秀工程技术人才。近年来,针对“卓越工程师培养计划”,本示范中心先后与湘电集团、湘潭平安电气、三一重工、江麓集团等20 多家企业签订了实践合作协议,与湘电集团、江南机器集团、兴业太阳能等联合组建了“湖南省校企合作人才培养基地”、“湖南省产学研人才培养基地”等省部级人才培养基地,让“卓越计划”班的学生直接参与产学研合作研究项目。如:太阳能发电可调负载控制系统研制(湖南湘电利德装备修造有限公司)、电机减振降噪技术与系统研发(湘潭电机股份有限公司)、太阳能路灯蓄电池在线监测系统客户端研发(湖南兴业太阳能股份有限公司)、仪表板数字化综合系统(江麓机电集团有限公司)等。通过以上措施,解决了“两型”实践教学资源相对不足、工程实践教育方式单一等问题。

3 “两型”教育与创新创业教育的融合

3.1 在大学生自主创新平台中融入“两型”理念

开放性创新实验可以充分地利用学生课余时间,有效地发挥实验资源优势,提高仪器设备利用率[14-16]。大学生自主创新平台已成为学生开展科技创新活动的重要场所。2008 年以来,结合“两型社会”建设人才培养需要,建立了“湖南省电气信息类大学生创新训练中心”、“湖南省产学研创新人才培养基地”等科技创新训练平台,以及依托国家示范实验教学中心建设有10 个“大学生主题创新实验室”(如:无损检测与绿色能源创新实验室,智能机器人创新实验室等),主要为中、高年级本科学生创新性、研究性和探索性学习提供工程实践训练平台。该训练中心实行全天候自主开放式运行,每年能接纳1/3 以上电气信息类本科生进行自主创新训练。学生的自主创新能力得到了全面的提升,近年来获得全国大学生电子设计竞赛一等奖2 项、二等奖4 项,全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛全国总决赛一等奖1 项,全国大学生节能减排大赛二等奖2 项。同时,还组建了电子俱乐部、通信俱乐部、小扳手创作室、启迪电子工作室等科技创新团队。在资金、人力、场地及资源方面给予大力支持,为学生创作提供电脑、器材、工具、图书资料等,安排专门指导教师。此外,为了弘扬大学生科技创新理念,增加课外学术视野,提高实际动手操作能力,本示范中心从2010 年起每年举办一次电子设计作品征集大赛,颁发证书奖金,营造良好创新教育氛围。

3.2 在学生研究性与创新性项目中融入“两型”理念

“大学生创新创业训练计划”是教育主管部门面向本科生立项的项目,也是“高等学校本科教学质量与教学改革工程”重点建设项目之一[17]。因此,我校积极实施大学生科研创新训练计划,设立“大学生两型社会建设创新科技专项基金”,并在项目申报指南中明确“两型”领域为重点申报领域,引导学生围绕“两型社会”建设开展科技创新活动。将“两型”理念贯穿到研究项目的全过程,把能否充分体现“两型”要求,作为项目评审、推荐、立项、结题和报奖的一个重要指标。近6 年在大学生研究性与创新性实验项目(包括升级和校级以及SRIP 项目)中设立了“两型”项目70 余项。因此,在大学生研究性与创新性项目申报和评审过程中,优先推荐“两型”相关的项目并重点支持。大学生作为项目负责人全程参与项目申请、中期检查、论文撰写、产品制作、项目结题等环节,提高学生综合工程设计能力和科技创新能力。由我中心组织、学生主持的具有两型理念(或概念)的项目得到了相关企业的青睐,如“功率智能固态继电器”、“太阳能驱动的固体干燥冷却新型空调系统性能测试与节能减排潜力分析”、“矿用空冷器智能监控与自动除垢装置研究”、“风力制热太阳能燃气热水器”等项目。

4 结 语

近年来,我们在面向环境友好型和资源节约型“两型”人才培养实践教学方面进行了全方位的探索,积累了一定的经验,取得了一定的成果,如“面向‘两型’,推进‘四个融合’,培养机电装备类创新型应用人才”,于2013 年获得湖南省级教学成果奖一等奖。但在电气信息类“两型”整体实践教学体系方面还有很多需要完善和改进的地方。今后,我们将继续在“两型”理念的引导下,创新实验和实践教学体系,创新和完善建立“两型”人才培养实践教学新模式,培养具有“两型”理念的创新型人才,在电气信息类“两型”实践教学方面起到示范和辐射作用。

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