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摘 要:为满足用人单位对高素质高等技术应用性人才的需求,在 “项目驱动式”教学法的基础上,针对近几年来工厂供电课程教学过程中存在的问题,在工厂供电课程中创新性地提出基于“工程项目驱动式”创新教学改革与研究的人才培养模式,从“工程项目驱动式”人才培养模式内涵分析入手,在高等工科电类专业的探索和实践中,讨论了“工程项目驱动式”创新教学模式的内容、方法、措施和效果等问题。
引言
“工厂供电”课程是工业电气自动化专业的专业课,其特点是:密切联系实际、实践性强,内容庞大、新内容还在不断增加。随着我国经济建设的飞速发展,需要高等教育培养大量的面向行业,以知识为基础、以能力为本位,以创新为潜力,知识能力素质协调发展,具有可持续发展能力的实用型人才。要达到这一要求,在培养过程中就需要学生接触实际。企业需要高校能提供无缝连接的高素质高等技术应用性人才,而目前高等院校在教学理念、实践教学环境和工程教育环境上往往跟不上企业发展的需要。针对目前高等教育培养方式的不足之处,本文提出以工程项目为桥梁,紧密学校与企业及科研机构相结合,充分利用两者之间不同教育环境的互补和资源优势,在工程项目驱动下完成人才培养的一种开放式教学模式。
一、“工程项目驱动式” 教学模式的意义
“工程项目驱动式” 教学模式是对一般“项目驱动式”教学模式进行拓展和延伸的一种人才培养模式;是师生以团队的形式共同实施一个完整的工程项目工作而进行的教学活动,是促进学生主动学习、自主发展的一种新型教学模式;是将教学过程和具体的工程项目充分地融为一体,围绕具体的工程项目构建教学内容体系,组织实施教学,提高教学的针对性和实效性。它能在教学过程中把理论和实践有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,着重培养学生的自学能力、洞察能力、动手能力、分析和解决问题的能力、协作和互助能力、交际和交流能力等综合职业能力。
该教学模式通常先由教师对工程项目进行认真的分析讲解,再将任务按组分解,并作必要的示范性指导,让学生分组围绕各自的工程项目进行讨论、协作、实践、探究性学习,最后以共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的。它综合了当前传统探究教学、任务驱动教学和案例教学的特点,旨在把学生的学习训练有效融入工程任务完成的整个过程中,让学生积极地学习、自主地进行毕业知识的建构,所有教学活动都是围绕真实的工程项目展开的。该模式更加切合实际,更能够锻炼学生和培养学生的实际工程能力。这种将学校教育、社会和企业结合起来的培养方式,重点解决了人才培养过程中的职业素质、社会适应性、上岗实践能力、获取知识能力等关键问题,是学校和企业、学生共赢的人才培养模式。
二、“工程项目驱动式”《工厂供电》课程创新教学模式改革内容
《工厂供电》课程是高等学校电类专业必修的一门专业技术主干课程。该课程对培养学生的创新思维、合作精神、正确的设计理念和方法都具有十分重要的作用。课程内容繁多,实践性强,而理论教学课时安排相对较少。为了达到良好的教学效果,我们从工厂供电课程的课堂教学与工程实际这两方面来看.要想实现工厂供电知识的学以致用,实现“工程项目驱动式”《工厂供电》课程创新教学,我们从以下几个方面进行了教学改革。
2.1、理论教学课程内容的改革--强化设计理论及工程设计计算方法讲解, 注意引进新规范、新标准、新技术和新设备,夯实设计基础
在理论教学过程中应合理取舍教学内容。工厂供电系统设计所必需的基础理论和基本计算方法,如主结线的确定、负荷计算、短路电流计算、继电保护整定计算、高低压电气设备及线路的选择等等,是工厂供电课程教学的基本内容。这些内容教材上都是分章节进行的,且各章节又相对独立,所以在讲授这些内容是要充分的体现每部分的内容在整个设计中的地位与作用,以工厂供电系统工程设计为课程的总体目标,将各章节有机地联系起来。为了让学生真正消化、吸收、理解、掌握并会应用重点内容,其课程作业和训练也应该围绕重点进行选择或设计。以设计一个供配电系统为主线贯穿所有内容,使学生建立供配电系统工程的整体概念,这样有利于学生对工程实际问题的整体性和系统性的把握。反之,为了保持课程教学的系统性和完整性,对于电气防雷及接地、电气照明、供配电系统的运行和管理等部分的内容,作为辅助篇,留给学生自学。这样不仅解决了职称课程内容多课时少的矛盾,而且还加强了供电系统设计的基础理论以及基本计算方法的讲解,并这对教材相对落后的现状,增添供电设计的新资料新规范、新标准、新技术和新设备,尽量使学生的设计成果与目前供电技术的发展相适应,夯实了学生的设计基础。
2..2、教学方式的改革—做好课程设计,加强学生综合技能的培养
由于工厂供电课程属于强电类的课程,课程设计与实验相对困难,以往的教学活动只是做一些简单的实验,没有课程设计,为了适应“工程项目驱动式”创新教学模式,在教学方式上增添了课程设计部分。课程设计是对学生进行工程训练的重要教学环节,有助于培养学生的工程意识,是围绕“工厂供电”课程所做的综合训练。着重让学生掌握工厂供电系统的设计步骤、设计内容和基本的工程设计概念。通过课程设计,将课本中每章的内容联系起来,有助于学生建立完整的供电系统的概念,加强了学生的工程实践和创新能力,加深了对本课程和本专业的认识。以学校的供电实际作为学生课程设计的题目进行模拟设计,然后与实际相比对,找出差距予以改进。这是作为工程项目供电设计的初步阶段,可以有力地帮助学生建立起工程的概念,具备初步的工程意识。#p#分页标题#e#
2.3、教学手段的改革—板书、演示、多媒体、现场教学、实习基地相结合
首先从理论教学入手,让学生掌握工厂供电的基本知识后,结合工程训练项目,对工程项目设计的实际过程进行深入分析。对需要的设备(如变压器)在课堂上模型演示,多媒体放映观看、到学校变配电所进行现场教学,在此基础上带领学生到实习基地去实习,实习是要结合工程训练项目的内容进行实训。实习结束后结合小组分组情况,根据某工厂变配电实际进行设计,到建筑设计院配合设计人员对建筑设计中的配电部分进行设计。然后在整个教学设计工作中,针对“工程项目”任务,准确调整确定和描述所对应的学习领域的知识、能力、态度内涵,确定课程体系的学习目标和学习内容。并在此基础上,进而对技术实践知识和技术理论知识进行目标分解,产生技术实践知识和技术理论知识相应的教学模块。按其性质、功能以及内容和它们相互间的内在联系的整合,构建课程门类。根据各课程类的深度、广度、技术技能熟练程度,确定课程标准。围绕项目任务为中心,从具体到一般,从应用到基础,从实践到理论将各课程类进行有效的系统集成,形成课程序列,完成“工程项目驱动式 “课程教学模式。
三、“工程项目驱动式”创新教学模式改革的措施
3.1 选择合适的工程既不能太大、也不能太难或太简单,为此在项目的设置上我们遵循以下几个原则:项目内容应基本涵盖工厂供电课程的绝大部分知识点,并且是学生感兴趣的和熟悉的;选择的项目应有一定的综合性,且要具有一定的难度、深度,不应过于简单,难度太大,学生容易丧失信心,但是难度太小,学生会没有兴趣;项目完成应能看到具体的效果学生经摸索完成后有成就感,使他们真正掌握供配点设备或系统设计的基本方法。对此我们与安阳成翔电气设备有限公司结合,让一部分学生设计配电柜;与建筑设计院结合让一部分学生设计建筑内的变配电等,都取得了良好的效果。
3.2、培养适应“工程项目驱动式”教学的“双师”型教师队伍
“双师”型师资队伍建设,是开展“工程项目驱动式”教学模式改革的系统工程之一。通过这一模式的建立,有助于使教师在科研、专业知识和专业实践能力得到锻炼和提高。一方面,通过工程项目合作,促进了学校对专业教学内容和教学方法的改革和提高,避免专业教学定位的模糊性,促使教学与企业需求紧密结合。在“双师”型教师队伍的建设中,我们将专业教学团队根据不同情况分为:设计师、助理设计师和指导教师三个团队,由校内专职和企业兼职两部分组成,且企业兼职占有相当比例。其中设计师要求必须熟悉供电的设计和市场对人才需求的状况,具有一定的项目管理经验和掌握高等教育教学规律。助理设计师是开展好工程项目教学的核心力量,协助设计师完成各项设计任务,要求具有实际工作经验或一般的设计经验。指导教师要求具有扎实的专业理论知识和较好的岗位操作技能、教学经验,以指导、管理学生为主。为了培养“双师”型教师,每年派教师到企业挂职定岗锻炼。
3.3、建设适合“工程项目驱动式”教学的实训基地
实训基地建设包括校外实训基地和校内实训基地两部分,校外实训基地通常选择与工程项目紧密结合的企业,这样能结合新技术的开发、规范的管理和岗位的对口等多个方面,以校企“双赢”为原则,建立健全合作机制,为学生“顶岗实训”提供机会。校内实训基地建设按企业模式围绕项目的开展来安排,这样既能满足学生对项目过程的有效把握,又能使学生在“做中学”,直接参与到真实项目中,实现了与职业活动岗位的零距离。又可以进行现场教学提高教学效果,增加学生对供电系统的感性认识,结合本校实际,在每个教学周期,安排学生参观学学校变配电所的生产现场。请经验丰富的现场工人带领学生认识高、低压开关柜,了解学校的供电情况,认识干式变压器、互感器、系统模拟图等现场实物,加强感性认识。学生回去后,把看到的生产设备与课堂上的讲解以及他们想象的设备模型进行比对,加深认识。每次参观过后,学生都普遍反映收获很大。结合本校的实际情况,充分利用学校观有的供配电实训室,在学习低压一次设备时,带领学生到实训室里进行现场教学。学生看到实物后,将实物与课本上的图形和结构进行对照,有不明白的地方直接向教师提问,教师针对学生现场提出的问题进行讲授。学生在掌握了设备的同时,也亲眼目睹了设备在现场的配置情况,增强了系统的概念。讲解二次系统时,教师利用现有设备,精心制作需要的教具,先向学生进行展示,然后把低压配电柜的接线图展示给学生,学生看的一知半解,自然就开始提问如这个符号表示什么含义、各个设备之间的连接如何表示等,在教师的带领下,让学生自己去发现问题,变“要我学”为“我要学”。学生根据原理图分小组讨论,看二次系统接线图,有条件的班级做二次系统的接线和通电调试,学生看着自己小组的作品成功通电,兴奋之情溢于言表,收获的不仅是课本上的知识和现场操作的技能,还有可贵的团队合作精神和对职业的热爱。
3.4.全面推广计算机应用,提高学生电气工程设计的计算机应用能力
随着计算机应用的发展,电气工程设计中已全面应用计算机进行设计和绘制设计图纸,用于电气设计的软件也越来越多。为适应社会需求,毕业生必须具备一定的计算机应用知识,以解决工程实际问题。在讲课过程中,增添了对供电设计中常有的一些设计软件的学习,如浩辰电气工程设计软件。这些软件对工厂供电课程设计涉及繁琐的负荷计算和短路计算,方便又准确,要求学生采用很好的掌握AutoCAD、Protel、DXP或其它电气绘图软件绘制配电系统图、平面布置图。另外,设计说明书也要求使用计算机编写。这样可以使学生了解并使用现代设计工具,不断提高计算机的应用能力。
3.5、开展“工程项目驱动式”双主体教学,提高培养人才的创新能力和竞争力
双主体是指在教学过程中学生是主体,教师也是主体的理念。教师和学生都是课程资源的开发者,共创共生,形成学习共同体。工程项目驱动下的双主体互动式教学活动是指从一个具体的工程项目出发,理论教学与实际演练相互契合。在教学活动中,教师视学生为学习的主人,为学生创设背景,提供充分的表现机会,留有足够的思维空间,还给学生应有的权利,视学生为发展中的人、具有主体性的人,充分调动学生学习的积极性,变外部的指导为学生内部的能动活动,从而实现学生的认知由理性到感性再上升到悟性的螺旋式上升的教学活动的目的。“工程项目驱动式”的教学模式,是以建构主义为指导的课堂教学实践,对学生创新能力有着正面的积极的影响,对学生的创新思维、创新人格、创新技能都有一定的提高。学生在基于工程项目项目参与过程中,教师以引导的方式,让学生带着问题主动、积极地去思考问题,解决问题,这是一种开放型的创新能力的培养。同时在与企业项目的接触过程中也开阔了学生面向行业未来发展的长远的眼光,了解基本的创新思维和研究方法,学生职业素质得到加强,就业竞争能力得到了提高,保证了学生具有的可持续发展的能力。#p#分页标题#e#
四、“工程项目驱动式”教学模式实践的效果与体会
通过“工程项目驱动式“教学法在工厂供电课程中的教学实践,学生分组完成设计任务,改变了传统教学的弊端,以其独有的教学形式、交流方式、师生参与程度、学习效果深受广大师生的欢迎。对这两种方式进行比较如表1所示。
表1 传统教学法和工程项目驱动式教学法的比较表
传统教学法 工程项目驱动式教学法
教学目标 传授、学习知识和技能 传授、学习、运用知识和技能
教学形式 教师为主教授,学生被动接受 双主体、互动学习,设计研讨
交流方式 单方面,虽有互动,但也较少 双向互动,师生共同参与、设计
参与程度 学生按规定听从老师教授被动学习 学生主动学习,解决问题
特 色 根据教学计划,完成授课内容 工程设计,引导学生开展设计活动
学习效果 以知识体系为主 以实用能力培养体系为主
教学内容 围绕大纲,讲授知识 围绕大纲,讲授知识 完成工程整个内容
从表1可以看出“工程项目驱动式”教学法是提高教育质量的有效方法。在工程项目教学中,学习过程成为一个人人参与的创造实践活动,注重的是完成项目的过程,得出如下的体会。
4.1、“工程项目驱动式”教学法激发了学生的学习积极性,调动了主观能动性学生在工程项目实践过程中,理解和把握课程要求的知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题和解决问题的方法。而且,学生能从工程设计过程中体验构思——电路图绘制——理论计算——设备选择——成本核算——检查完整的工艺流程等,改变了传统的“教师讲解——教师示范——强调要领——学生练习”的教师拿教学参考书上课的教学程序。同时,通过工程项目研究,使体会到学习科学技术与自己今后成长具有密切的关系,从而进一步激发起学生学习的兴趣。
4.2.多媒体、现场教学的充分应用与适度应用
传统的板书,经过教师的精心设计,可以完整系统地展示每一节课的教学内容。教师一边板书,一边示范,一边讲解,学生可以从容地跟随教师的思路,经过大脑的思考,将知识进行内化。但传统板书的缺点主要表现为对动态过程的演示不够直观和对图片、照片的展示无能为力,而这正是现代教育的重要工具——多媒体的突出优点。“工厂供电”这门课程涉及大量的图片和动态过程,包括电气设备的实物认识、操作演示、内部展示、现场的图片展示等,多媒体教学图文并茂、声像俱佳,可以将传统板书无法呈现的过程完美地再现于课堂中。所以,多媒体在本门课的课堂上得到了充分的应用。但不应太多,如负荷的计算,完全利用多媒体效果就不太好。现场教学过多,会影响教学进度,所再利用多媒体和现场教学时既要充分又要适度。
五、结束语
“工程项目驱动式”教学模式突破了传统的教学特点,通过围绕真实的工程项目来组织教学活动,既达到了给学生传授知识和技能,解决实际应用问题的目的,又培养了学生良好的职业道德和团队合作精神;“双主体”互动式教学活动可以有效地实现教师-学生双主体互动式教学,实现教学重心逐步向学生主体的转移,充分展现教师主体和学生主体亲密合作、协调互动,构建起学生在学习过程中的主体地位以及教师在教学过程中的主体地位,有效地实现课堂内教学向课堂外教学的延伸,达到学校培养具有高素质的创业型人才的教育目的;构建了高等学校与企业之间合作关系的平台,企业接受学生的积极性得到了提高,方便了企业找到自己需要的能够直接上岗的应用性人才,从而间接推动本地区经济的发展。
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