時間：2022-01-30 09:59:43
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇大一電工實訓總結，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
Abstract： Using of experimental equipment and simulation technique in the course practical training of Electronics in Electrical Engineering and Principles and Applications of Single Chip Microcomputer can stimulate students' interest to study and improve independent learning initiative. Through the application of computer simulation software, bottleneck of resources is solved in the practical training and new ways of practical training of basic courses are set.
關鍵詞： 機電專業；資源；計算機仿真；課程實訓；應用能力；新途徑
Key words： mechanical and electrical specialty; resources; computer simulation; practical training; application ability; new way
中圖分類號：G42文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）01-0296-02
0引言
由于教學改革的需要，在我院裝備分院對單片機原理與應用課程實訓中，采用計算機模擬技術和實物教學相結合的方式進行。經過實踐，收到了比較好的教學效果。以往的實訓課程，是在進行完電工電子實驗的基礎上，手工焊接一個實際的印刷電路和所需的元器件來完成。在教學資源相對緊張的情況下，此項實訓準備材料的周期長，采購、維護成本和場地費用高。同時，由于實訓環的課程安排均是在十或十二周的理論課程結束后進行。這段時間，各專業實驗室均是在包括白天、晚上星期六、日在內的滿負荷運行。我院在校生在一萬一千人以上，需要做實驗、實訓的師生人數眾多。為了保證實驗實訓質量，原制定了嚴格的制度，必須保證實驗、實訓時間和實驗、實訓質量。為此，實驗實訓資源和時間的矛盾在十二周到十九周這段實踐環節安排上，產生了比較突出的時間與資源瓶頸。采用軟件仿真技術與實物實驗實訓相結合，可以有效解決上述瓶頸問題。
1利用Protel印制板繪制軟件結合Multisim電工電子仿真軟件進行電工電子實訓課程教學訓練
Multisim電工電子學仿真軟件是加拿大InteractiveImageTech公司的產品，是世界公認的幾大電工電子仿真軟件之一?；趥€人計算機運行的該軟件，易學易用，高校電工電子學所教授的知識，采用該軟件均可進行計算機仿真驗證。PROTEL軟件是美國PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設計者的首選軟件，它較早就在國內開始使用，在國內的普及率也最高。
而采用此軟件可以仿真電工學、模擬電子學、數字電子學的基本電路和復雜電路，運行狀態直觀明晰，其結果與實物仿真完全一致。所以利用該軟件是可行的。
在仿真的基礎上，讓學生將仿真結果與實物運行的結果相對比，使學生產生立體的思維與學習，有效地擴展了學生的知識深度與廣度，收到了良好的效果。由于我院裝備分院的本科和專科學生需要進行電工電子實訓的學生數達到了11個班級，共計350人以上，實訓條件滿足不了要求。因此，我們利用Multisim教學版共享軟件首先在分院計算機中心開設了電工電子學的仿真訓練課程，編寫了詳細的實訓指導書。在上機實習前，對學生集中進行仿真實例和軟件基本操作的講解，然后指導學生上機操作。從軟件的安裝開始，對實訓指導書上精選的仿真實例進行全面的仿真訓練，教師全天候的現場輔導教學。由于我院硬件教學資源相對有限，而此軟件所提供的仿真直觀易用，并且只要有計算機就可以進行，所以，此種方法可解決實驗室硬件教學資源矛盾。在現今計算機極大普及的條件下，學生在理論教學上存在難以消化的問題，通過軟件仿真都可以得到計算機仿真的驗證。這種實訓安排，引起了學生的極大興趣與參與熱情。與此同時，我們開設了Protel線路板原理圖和印制板繪制軟件的訓練。兩套軟件在平均每個班級20學時的實訓課程中，收到了極好的實訓效果。學生普遍感到利用計算機軟件工具，實訓學到了自我提高電工電子學理論知識的捷徑。在采用此方法的11個班級中，實訓的成績普遍達到中等以上，取得良好以上成績的學生數達到了75%以上。最可貴的是，學生感到電工電子學不再是難學的理論，而是躍然在計算機屏幕上的鮮活的實例。并且過去感到不理解的問題，通過仿真分析變得簡單和容易掌握了。從仿真分析到印制版制作，通過實訓培養和鍛煉了學生分析問題與解決問題的能力。同時，為后續的課程如傳感器與檢測技術等專業課程的講授奠定了有力的基礎，也為教學資源相對緊張的條件下開辟實訓課程的新路子積累了經驗，節約了教學經費。
2利用Proteus單片機仿真軟件進行單片機仿真實訓教學
單片機課程的教學相比電工電子學的教學難度更大一些，不僅有硬件的學習，也要有匯編語言和C語言的學習。此實訓是在相應的單片機實物實驗的基礎上進行的。與電工電子學實訓面臨的狀態一樣，實物實訓安排非常緊張，就是安排下了，實訓的內容也是有限和單調的。同樣，對于學生來講，在單片機課程理論講授和課程實驗中取得的進展十分有限。為了使學生掌握單片機理論并熟練掌握匯編語言調試與仿真技術，在教學資源相對緊張的狀態下，我們在單片機實訓課程中引入了英國Labcenter公司開發的電路分析與單片機仿真軟件Proteus教學版軟件和美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機調試軟件Keil。Proteus軟件是目前最好的模擬單片機器件的工具，可以仿真 51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其電路（如LCD、RAM、ROM、鍵盤、馬達、LED、AD/DA以及部分SPI器件和部分IC器件）。Keil uVision2是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言和匯編語言軟件開發系統。兩種軟件聯合使用，進行仿真。針對單片機實訓課程，參考相關的資料，我們編寫了近160頁的單片機實訓指導書。以單片機AT89C51為例，例舉了70個單片機仿真調試線路，基本上做到學生對單片機從簡單到綜合應用的實例進行綜合性的訓練。同樣做到了兩人一組，每人一題，獨立繪制單片機應用原理圖，并進行匯編語言編制與調試。結合原理圖進行單步調試仿真以及斷點仿真和調試。同樣，首先由教師進行軟件操作和實例講解，然后由學生每人一機進行實例的仿真實訓，教師在實訓場地現場輔助指導。學生在計算機上仿照實例進行單片機仿真，并將仿真的結果與實驗箱實物仿真結果進行實踐對比。通過單片機仿真實訓，學生找到了熟悉和掌握學習單片機硬件電路和軟件學習的工具。通過對單片機應用實例的仿真調試，使學生對單片機軟硬件的熟悉程度有了極大的提高，增加了對單片機理論知識的學習熱情，為進一步深入掌握單片機的應用奠定了基礎。由于該軟件易學易用，通過仿真實訓，使學生對單片機的理論和應用不再畏懼，而是煥發了極大的學習熱情。單片機的實訓成績均在中等以上，優良率較采用此方法前提高了70%以上。
3經驗總結
通過利用以上教學版軟件開展的基礎課程的實訓，我們克服了實驗實訓資源相對緊張的矛盾，實訓的學時和內容不僅滿足了教學要求，而且學生通過實訓提高了對基礎課理論的深入理解和綜合應用。最有意義的是，學生掌握了對所學課程自我練習、自我提高的工具和鑰匙，有助于學生通過計算機仿真培養提高掌握課程的基本理論和應用的能力；有助于優秀學生在掌握課程基本理論和提高應用基礎上，進一步深入鉆研和學習，達到較高的綜合應用水平。同時，也為后續專業課程的講授、畢業設計的綜合應用，創造了有利的條件。也為理論課開展項目教學，以軟件動態多媒體演示和課堂講解的立體化教學模式積累了經驗。
由于教學版軟件屬于共享軟件，因此只要具備計算機硬件條件和有限的實驗室硬件資源，就可以開展相應的實訓。這種計算機仿真技術與實物的結合，為我們今后進一步總結經驗，創造更好的基礎課實訓條件開創了新的途徑，探索與豐富了在實訓環節中進行有效教學的新路。
參考文獻：
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【關鍵詞】電工電子教學 多媒體技術 仿真軟件 Protel軟件
【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）07-0239-02
引言
隨著最近30年經濟的飛速發展，出口貿易和內需驅動雙重引擎的刺激，使得經過中等職業教育的學生成為就業市場的寵兒，甚至很多地方出現了用工荒。但是通過對中職生用工企業這幾年的反饋來看，雖然我們的學生就業率很高，但是很多學校的學生很難做到“人盡其能，學以致用”，進入用工部門后需要重新培訓才能工作，或者培訓后也不能勝任綜合性較強的工作，這些不僅影響了中職學校畢業生的收入水平，也影響了中國的制造業向高端的發展。對比歐洲制造業強國德國，瑞士，因為其非常重視職業教育，畢業生素質很高，成為其強大工業體系的核心競爭力。筆者認為，造成這種局面很大一部分原因在于學校缺乏與社會的溝通，沒有處理好學生與就業的關系，不了解社會需要什么樣的人才，以陳舊的教學方式來教育學生，從而既不能提高學生的積極性，也不能有效的進行知識傳遞，造成職業教育在市場導向的教育改革中落后于形勢。
電工電子專業屬于職業教育的熱門專業，也是企業需求最大的部分。我們知道，職業教育屬于行動體系，強調的是工作過程系統課程是基于知識應用， 所以電工電子專業課程主要是基于對是物理學中的電學的應用，然而對于進入中專學校的學生，一般來說物理基礎很不扎實，因此，摸好學生的”底子”，進行因材施教顯得非常重要。從這個角度來說，中職院校的電工電子教學，不僅要做到實用性，新穎性，更要做到差異性，區別于高等教育，從基礎抓起。因此，本文本著轉變思想，結合實際的出發點，對職業教育的電工電子專業教學提出了一些看法。
1.重實訓，循序漸進培養技能，實訓驅動基礎知識學習，基礎知識學習助力操作技能的提高
對于大多數中職學生來說，由于物理基礎的薄弱，畏難和面對抽象理論的不知所措都是導致厭學情緒的誘因。因此，接觸實訓，實踐電類裝配工作的基本操作，讓學生在具體真實的實物面前揭開電的神秘面紗，開啟探索的興趣。然后再開展理論教學會起到事半功倍的效果。
實際教學中，本著職業導向教學的目的，面對新生，首先帶領學生接觸導線，介紹導線的類型，導線的半徑與額定電流的關系等，動力線與信號線的選型區別。在學生對導線有了具體認識后，也就不覺得電學是抽象的了。然后培訓學生的焊接技能，反復練習導線的外皮的削剝，導線之間的連接，導線與接線柱和接插件的連接，二極管，三極管，表貼件和直插件等的焊接技巧，掌握好這些，就為連接一個完整電路打下了基礎，也為學生學習電工電子提供了自信，可以在此時進行引導，強調理論學習的重要性和必要性[1]。由于學生之前已經接觸過了普通元器件和導線，因此教學時對電路圖中的符號和導線的認識生動起來，記憶比較快；同時因為學生具備了組裝電路的能力，因此就有了設計電路系統的興趣需求，對基礎元器件的原理認識也變得迫切與渴求。當學生開始有了電路計算的能力時，可以設計幾個簡單的實驗，讓學生去實現。
以實現三相異步電動機的控制電路為例，該實驗不僅是電工實驗的基本案例，也是學生能力和工廠實際結合最近的地方。為了完成實驗，學生需要學習低壓電器和繼電接觸控制的有關知識，了解其規格、型號及使用方法，需要學習三相異步電動機直接起動、連續運轉、停止的控制電路原理，還需要學習使用萬用表排故的方法。這些都在學生掌握了相應的理論知識后才能完成，從這個角度來說，實訓驅動知識學習，知識助力技能提高。
同時對實訓來說，循序漸進，規范訓練是中職教育需要注意的，早期介入實訓固然可以讓學生減輕高不可攀的心理負擔，提高學習的興趣。但是搭建電路系統時，不僅要求學生接對線這么簡單，對焊點飽滿度的要求，走線的美觀，強弱電信號是否要分開布線等細節都必須要求到位[2]。這是由于中職教育的職業教育特性使然，更注重培養學生的職業習慣，以便將來快速的和工廠接軌。
2.開發興趣，小設計缺陷驅動解決問題能力
對于工廠來說，需要的不僅是嚴格執行圖紙的員工，更需要發現問題，排查解決問題的員工，由于硬件電路行業更注重調試經驗的積累，這是一份個人價值與從業時間成正比的工作。因此，對于電工電子專業的學生來說，培養起基本的故障解決思路，將會為他們日后工作高度的提升，起到不可估量的助力。
我們也注意到，中職學生本身基礎差，僅是知識的灌輸和預設實驗過程的復制也往往是差強人意，所以培養故障解決思想要從小做起，不能貪大求多，否則會使學生重新產生畏難情緒。為了實現這個目的，我們往往應在電路中加入一些小的設計缺陷或者比較明顯的故障，引導學生去解決問題。在這個過程中，解決了問題的學生不僅獲得了成就感，也因為故障的單一性便于去總結排故的方法。通過多次實踐，從而形成獨立的思路和習慣，在以后面對復雜問題可以保持思路清晰，靈活運行所學。
以制作前置音頻放大電路為例，提供給學生一套示例電路圖，并由學生進行電裝完成。進行實驗后發現，按照示例所組裝的電路放大能力不夠理想，引導學生從放大電路的原理出發，思考擴大方法倍數的方法，調整相關電阻電容，解決問題。問題本身并不復雜，但加深了學生對放大器的認識，為家電維修等課程開展也打下了基礎。
3.多媒體詳解技能過程，提高教學結果
中職教育著眼于培養專業熟練技術工人，所以更注重技能的傳授，技術細節是否教授到位，可能影響的是學生一生的操作習慣。在課堂和實驗室中，由于場地和視場的限制，學生不能有效掌握動作要領，這個時候，多媒體對動作進行剖析，讓學生看清楚，學明白是非常必要的[3]。
在實訓技能培訓時，元器件排布，導線頭的連接，表貼元件和直插元件是否虛焊，都是非常微小的操作，如果進行實焊演示，前排的同學即便能夠看得清楚，也不一定記得住全部動作要領，更不用說靠后的學生。所以，使用相機等多媒體手段重新規劃課程，把微小的局部按照動作順序分解，制作成PPT或視頻分享演示給學生，以形成最大的視覺沖擊，加深記憶。此外，采用多媒體手段的另一個好處是便于分析實訓成果，例如：布線規整有序的電箱和雜亂的電箱在圖片對比下一目了然，也可通過放大功能對布線細節進行分析[3]。
此外，多媒體手段對諸多基本理論的動態演示也具有得天獨厚的優勢。
4.重視仿真技術理解電學過程，提高機理分析能力
由于經費原因，面對昂貴的實驗儀器，中職院校的實驗室建設往往并不完善，為學生提供完全的實驗環境是不允許的。此外，由于課時和學生基礎的限制，搭建完全的硬件電路不僅耗時，而且容易出現各種故障，排故的過程不僅耗費老師的時間，也消耗著學生的熱情。
在進行正弦波振蕩電路實驗時，如果采用multisim7.0等軟件進行仿真，將起到事半功倍的效果。由于電阻電容電感等元器件的生產工藝差異性，按照統一原理圖搭建的電路的諧振頻率都是有差異的，這將影響學生對原理的理解。使用multisim7.0進行仿真，不僅保證輸入輸出的穩定性，還可以通過任意調整RLC參數，改變諧振頻率，也可以使用虛擬示波器獲得穩態積分波形。這些都大大加深學生對電路的理解程度，提高學習興趣[4]。
仿真實驗并不能完全取代實際實驗，在中職教育中，有選擇讓學生自己搭建一些簡單電路，將大大提高學生對電工電子系統的認知能力，以便將來勝任其維修維護工作。但是在實際實驗中，仿真試驗的也有很重要的驗證作用，在綜合訓練中，指導學生來搭建一套簡易頻率計電路，在設計完成，搭建電路之前，就可以讓學生使用先進行仿真驗證，以提高實驗效率，幫助學生分析問題，解決問題。
5.關注行業動態，重視Protel等軟件的教學，提高學生技能水平，融入產業鏈高端
當前的職業教育現狀中，中職學生在用工初期只能勝任重復性工作，之后由于基礎所限，導致學習意愿不強，無論是對電路調試還是簡單設計，只能做到簡單的模仿復制，很少做到舉一反三，同時工作經驗的積累，也均是落于口頭的傳承，很難達到原理清晰，落于圖紙之上。對于教師而言，也只是滿足于學生就業完成的數據，無心兼顧就業質量。這一點正是國內職業教育與國外職業教育的差距所在，僅這一點差距，就影響學生一生的職業高度。對中職生來說，不能僅僅只作為一個熟練操作工，處于產業鏈的下游部門。更需要掌握更多技能，勝任一些簡單的設計工作，提高自身的競爭力，從執行者晉身創造者。
電工電子行業中，Protel作為一款EDA軟件[5]，無論經典的Protel 99se，還是最新的Protel DXP，擁有最廣泛的使用者。由于基礎所限，并不是所有的學生的都能掌握Protel軟件，但是在教學中加強對Protel的教學，將會對優秀的學生產生不可估量的影響。同時由于課時限制，Protel教學應該側重規則的認知和熟練的規范性操作，而不是復雜電路的設計和應用。
Protel教學從以下兩點入手：（1）原理圖繪制和讀圖能力；（2）電路板繪制和調試能力。原理圖繪制應從熟悉的電路系統開始，比如一個照明電路，簡易頻率計電路，主要是訓練標準的繪圖方式，這其中包括自定義元件庫的建立，電線和連接線的區別，標準元件符號的識別等知識。這些知識點需要反復練習，其目的為將來的設計工作打下規范性的基礎，同時提高學生對標準圖冊的讀圖能力。電路板繪制以簡易頻率計作為實例，在原理圖基礎上，設計或導入封裝，從兩層板開始，學習對不同信號走線的分區排布規范和測試點的設置，設計缺陷分析等技能要點。中職生的軟件學習，應該出于兩點考慮：（1）要保證足夠的上機課時和足夠多的簡單實驗設計；（2）每一個實驗都必須輔以詳細的書面操作示例。這兩點措施首先避免了課程流于形式，注重基礎技能培養，同時降低了課程難度，提高了學生實踐的愿望，是切合中職教育的。
6.結束語
從筆者多年教學實踐總結而言。我們的職業教育，在當前工業轉型的驅動下，需要教育出基礎牢固，學習能力強，職業素養高的勞動者，他們能勝任更復雜的操作和現場狀況，能執行制造業的高端需求，有了這樣的人力資源，我國才能轉型成一個高端的制造業強國，職業教育也才算是滿足了階段性的社會需求。
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筆者認為，技工學校教育的成敗不能以就業率來衡量，而要以就業質量，即以學生就業后的工作能力、職業素養、企業評價、可持續發展等來綜合衡量。目前，部分技工學校畢業生無法在1～3年內達到企業崗位要求，他們主要存在的問題是：適應性差、實際應用能力不強、創新能力弱，這在很大程度上制約了技工學校服務區域產業經濟發展的能力。
筆者聯合我校就業部門教師和專業教師走訪近百家企業，經調查研究，發現企業對從業人員要求很高。第一，要求從業人員能夠吃苦，能做事情，要穩定不跳槽。第二，要求能夠勝任工作，企業不愿意聘用無工作經驗的人員。第三，個人素養要高。大型企業有專門的技術人員，而小型、微型企業缺少專業技術人員，有部分企業沒有專業電氣技術人員，只聘請一名電工從事生產，這些企業中很多屬于“三無”企業，無設計、無圖紙、無規范，學生就業后只能跟著師傅看一步學一步，入職培訓無計劃性，部分學生工作半年后還是一無所知。筆者抓住小型、微型企業急需高質量人才、自己又無法培養的契機，聯系數家小型、微型企業，幫企業生產產品、培養人才，真正做到了與企業無縫對接。
一、電氣專業生產企業產品實訓模式界定
所謂生產企業產品實訓模式，就是學生在實訓課中生產實際產品，要求生產出來的產品能夠拿到企業應用。此模式的優點：真正做到與企業無縫對接。
二、生產企業產品實訓模式的要求
因為企業對生產的產品有很高的質量要求，所以對學生的能力也有一定的要求，要求學生有相應的基礎(如要求電氣專業學生能夠識圖、安裝、接線)，有一定的調試能力，有一定的故障排除能力。我校生產企業產品實訓模式的教學對象是二年級學生，他們在一年級已經實訓了12周，能夠簡單識圖，能夠安裝、調試簡單的接觸器繼電器線路，會排除模擬鉆床Z3040的電氣故障。
生產企業產品實訓模式對教師的要求更高，教師要能夠將企業的產品生產出來，能夠滿足企業的要求，能夠指導學生，還要能幫助學生解決問題，并能對產品質量進行檢驗。我校實訓教師都有豐富的工廠實踐經驗，要求在工廠工作至少兩年，帶一名徒弟共同指導學生電氣實訓。
生產企業產品實訓模式對企業的要求是產品有一定的代表性，學生能夠做出來，還能夠放手讓學生生產，并給予學生適當的指導。目前，筆者主要從兩方面開展生產企業產品實訓，一是電氣控制箱的生產，二是電氣部分的維護。合作的企業中電氣控制箱是PLC、變頻器、觸摸屏控制，電氣維護部分是我校實訓車間各種機床的電氣部分。
生產企業產品實訓模式對學校的要求是學生的實訓要有連續性，通常是周實訓；企業和教師之間要經常溝通；對教師提供支持。我校是以周為時間單位開展實訓的，對實訓教師非常支持，希望教師能走出去，為企業排憂解難，服務地方經濟發展。
三、生產企業產品實訓模式的開展
模塊一：電氣控制箱是高速塑料波紋管成型機配套的控制箱，內部采用PLC、變頻器、觸摸屏控制，線路復雜，調試難度高。
教師要對機器有全面的了解，能夠生產出該產品。因為很多企業是無設計、無圖紙、無規范的“三無”企業。設計環節對學生而言難度很大，但它又很關鍵，關系到學生創新能力的培養。由于學生無法到企業生產現場，這就要求教師將機器工作的視頻和圖片展示給學生，對機械要求進行說明，讓學生根據這些要求提出自己的設計思路。在設計環節，學生5人一組，共8組。如主電機設計，學生通過半小時的討論和查資料，在教師的引領下，提出以下5種方案：改變齒輪傳動比、直流調速、電磁離合器、變頻器、電風扇調速，學生寫下該調速的優點。指導教師總結分析各種調速的優點和缺點，并給出實際無級調速、性價比高、現應用最廣泛的變頻調速。教師給每組發變頻器使用說明書，指導學生設計主電機的主電路和控制電路。在工作臺的升降電路中，8組學生都提出采用電動機的正反轉來實現升降，在控制電路中相差很大，設計出點動、自鎖、延時三種，連鎖方面有單連鎖、雙重連鎖、機械連鎖。在速度顯示上，學生的方案更有新意，利用了很多書本上沒有的知識，如光柵測速、紅外測速、GPS測速等。整個設計過程花了一天多時間，教師給出自己的設計思路(因為要根據企業現有的元器件進行生產)供學生參考，并對學生提出的思路進行總結，在發回學生自己設計的圖紙后，讓他們分組討論，最后確定圖紙。
學生最感興趣、積極性最高的是生產。但學生發現使用的元器件，他們基本不認識，因為學校實訓時采用的是學生易看懂、互換性好、成本低的元器件，不符合工業產品體積小、性能高的要求。采用的工具也是企業工人工作中使用的，比學校用的工具的性能好很多。學生通過查資料和聽指導教師講解，對元器件和工具使用情況都掌握得非常好。通過參考本地專業生產變壓器的大企業的技術要求及實際安裝與接線，學生掌握了線槽的切割安裝、元器件布置、接線、程序輸入、參數設置、調試以及各種工具的使用。控制箱生產平均需要6天時間，最后3天學生用Protel畫圖。通過兩周實訓課的學習，學生感覺學到了很多東西，很有成就感。
模塊二：我校實訓設備包括不同的普車40多臺，各種數控機床30多臺及其他設備，價值2 000多萬元。這些設備新舊不一，維護保養困難，在采用生產企業產品實訓模式以前以生產廠商修理為主，但存在速度慢、費用高、質量不能保證的問題。
在采用生產企業產品實訓模式前，我校學生學習故障排除是為了能夠通過電工中級考試中規定的故障排除這個項目，要求學生40分鐘排除一個主電路、兩個控制電路故障，學生只能學會部分排除故障思路，很難解決現實中碰到的問題。采用生產企業產品實訓模式后，實訓車間設備維修單會迅速被送到電氣實訓組，電氣實訓組在第一時間安排維修小組，通常由5人組成，通過填寫表格，一步一步開展維修，使整個維修過程程序化，問情況、找圖紙、畫草圖、找故障、分析、討論、判斷、排故障。在教師的指導下，學生通常需要半天時間解決問題，有力地保障了學校相關專業實訓正常開展。
學校在每學期開學初對實訓設備開展一次半年檢，在實訓教師指導下，學生對要檢查的各項逐一檢查，并填寫相應表格，確保學校的電氣安全。
學生通過真實的電氣維護實訓，能夠掌握維護技能，而不是僅僅去應付中級工考試，使學生走入工作崗位就能對電氣進行維護。
四、生產企業產品實訓模式的瓶頸
通過采用生產企業產品實訓模式，學生眼界打開了，自信提高了，企業得到了合格的產品，學校也能享受電氣維護的迅捷服務，但也存在瓶頸，筆者認為主要存在以下幾個問題：
(1)企業產品比較少，不能全面覆蓋。我校正準備與另外幾家典型小型、微型企業合作，其中一家是生產罐頭流水線的，一家是專門生產配電箱的，一家是電氣服務公司，還有一家專門從事維護的企業，我們力求使企業產品豐富化。
(2)對教師要求過高。我校以前的實訓內容相對來說比較簡單，而企業的產品要求比較高，并且很多東西超過了教師的知識和能力，這要求實訓教師要不斷自我學習，不斷指導學生。
(3)與企業銜接問題。產品做好后，電氣控制箱要和機械設備一起調試，而學校與企業有一定的距離，所以學生很難到企業進行調試。在電氣維護上，學校的設備不可能每天都壞，故障大多是一次性的，很少出現重復的情況，而每小組5個人，這樣就導致大部分學生不能親自排除故障。目前，我們準備將出現的故障拍成視頻，但也很難使大部分學生能有故障排除的親身體會。
【關鍵詞】職業教育；實習；工學結合；企業參與
1.重慶三峽職業學院概況
1.1 重慶三峽職業學院簡介
學院校園占地600畝，建筑面積20余萬平方米，教學、科研設備投入5700萬元。學院建有校內實習實訓中心92個，校外實習基地135個；設有國家勞動和社會保障部命名的“全國特有工種職業技能鑒定站”和“計算機信息高新技術培訓考試站”。是重慶農機高端應用人才星火計劃培養基地、重慶市三峽庫區移民勞動技能培訓基地和萬州區農村勞動力轉移培訓基地、萬州區農業職業經理人培訓基地。
1.2 重慶三峽職業學院汽車檢測與維修技術專業簡介
汽車檢測與維修技術專業設立于重慶三峽職業學院農業機械與車輛工程系，該專業開設時間為2009年，在校學生人數300余人，其中畢業學生人數60人，大三學生人數120人，大二學生人數100人，大一學生人數120人。在校三個年級學生人數基本一致。該專業專業教師人數8人，實訓老師1人。本專業學生需修專業課程名稱：汽車機械基礎、機械制圖、CAD制圖、互換性測量技術、汽車概論、發動機構造與維修、汽車底盤構造與維修、汽車電子電工技術、汽車電氣設備檢測與維修、汽車電控系統檢測與維修、汽車美容等。
1.3 重慶三峽職業學院合作企業簡介
重慶三峽職業學院地處三峽庫區腹地——重慶市萬州區，萬州區作為重慶市第二大城市有著較強的經濟實力。因此，汽車市場在重慶市萬州區分部十分廣闊。從進口汽車及合資品牌的奔馳、寶馬、奧迪、大眾、雷克薩斯、斯巴魯、三菱、福特、豐田、本田、鈴木、起亞汽車城市展示廳及4S店到國產汽車BYD、長城、華晨汽車、長安汽車、江淮汽車等都在萬州落戶。和學校達成長期合作協議、并且作為重慶三峽職業學院汽車檢測與維修技術專業學生校外實習基地的企業主要有：重慶帝威汽車銷售服務有限公司（東風本田汽車）、重慶互邦集團（廣州本田、一汽豐田）、BYD銷售服務有限公司、中汽西南萬州、商社汽貿、中邦汽車（長安汽車）、林海汽車（長城汽車）等企業。
2.往屆學生學期中見習模式及該模式出現的主要問題
2.1 往屆學生學期中見習模式
按照2012年前人才培養計劃，汽車檢測與維修技術專業學生第三學期（大二上學期）中（11月至12月）將安排學生到企業進行為期4周的學期中實習課程。這4周中，所有學生均被同事安排到學校校外實習基地中去。
表1 往屆學生實習安排表
2012年汽車檢測與維修技術專業學生學期中實習安排表
班級 實習地點 實習時間 備注
汽檢1班 帝威東本（20人）
重慶互邦（15人） 11月5日至12月1日
汽檢2班 BYD（15人）
中汽西南（10人）
商社汽貿（12人） 11月5日至12月1日
汽檢3班 中邦汽車（20人）
林海汽車（15人） 11月5日至12月1日
2.2 往屆學生學期中見習模式的主要問題
參照2012年前人才培養計劃，學生學期中實習過程存在一些問題，這些問題主要表現在：
（1）企業歡迎度不高
由于每年11月份至12月份是汽車售后市場較為繁忙的銷售、保養、維修等旺季，企業人員特別是維修技師和管理人員都比較忙，學生進入企業后，師傅無暇顧及帶學生學習實際接待、保養、維修等。因此，學生學習效果不佳。
（2）學生進入同一個企業人數過多
學生進入同一企業人數過多也是造成學生學習效果不佳的主要原因之一，一個售后接待人員或者一個維修技師最多能夠在工作時為2-3位學生演示、講解。如果人數過多，勢必會造成師傅重復講解、學生注意力不集中等問題。
（3）專業課老師無課可上
按照這種模式實行學期中實習，該專業所有專業教師都會在這4周中沒課可上，造成師資浪費情況發生。
3.新學生學期中見習模式探討
3.1 新模式運作過程
為了避免往屆學生學期中實習出現的主要問題，我們創建了一種新的實習模式，這種模式能夠較好的解決學生同時進入同一個企業帶來的問題，如表2。
表2 汽車檢測與維修技術專業學期中實習安排表
實習時間 汽檢1班 實習單位 汽檢2班 實習企業 汽檢3班 實習企業
9月-10月 實習 分別安排至7個校外實訓基地，每一個企業人數約4人 上課 分別安排至7個校外實訓基地，每一個企業人數約4人 上課 分別安排至7個校外實訓基地，每一個企業人數約4人
10月-11月 上課 實習 上課
11月-12月 上課 上課 實習
12月-1月 上課 上課 上課
3.2 新模式成效總結
新模式創建并實施后，能夠較好解決學生進入企業后學習效果不佳的情況，首先，進入同一企業的學生人數在4-5人左右，企業師傅在平時工作、作業過程中能夠輕松為學生講解、演示操作過程。第二，這種模式下，進入企業的學生人數分撒，企業容納學生壓力不大，企業歡迎度變高。第三，不會出現專業課教師無課可上的局面，由于這種模式運作后，沒門課程的老師可以在同一學期中對同一內容在不同時間上3遍，這有助于專業課教師總結教學經驗。
參考文獻：
隨著計算機技術的發展，出現了虛擬仿真技術。我們將仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂，在講解理論的同時，利用計算機進行多媒體演示，搭建電路，設置參數，通電實驗，在顯示屏上可以直接顯示實驗結果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論上的抽象性。例如，在基本放大電路中，靜態工作點選擇的是否適合，直接影響到放大器的性能。若設置不當將會產生飽和失真或截止失真。在理論課上，學生往往對于公式的推導及曲線的講解不能深刻體會，導致對于基本放大電路的知識點不能較好地掌握。而通過仿真軟件EWB的展示，可以給學生一種直觀的認識。同時，有興趣的同學還可以自己設參數，觀察靜態工作點選擇的是否合適，如果不合適會產生什么樣的失真結果。這樣的理論課學生學起來有積極性，學習效果也就有很大提高。再舉個例子，在模擬電子線路中，三極管的基極（b）、集電極（c）和發射極（e）三個極之間的電流，存在Ie=Ic+Ib這樣的關系，教材中指出這個公式是經過多次實驗得出的結論，同時列出實驗數據表格。然后，老師在課堂上讓學生驗證一下表格里的數據，的確符合上述規律。這樣的理論教學，學生沒有體驗，就事論事，學生只有死記硬背。但如果利用模擬仿真，搭建電路，讓學生親手用EWB軟件中提供的電流表實際測量一下，自己得出上述結論，那效果就會不一樣，學生很快就會記住三極管三個極之間的電流關系。正如一位教育學家總結的：“你告訴我，我會忘記；你給我示范，我會記??；你讓我自己做，我會明白，而且一輩子都不會忘記?！彼?，利用模擬仿真技術進行理論教學，可以將復雜問題簡單化，抽象問題形象化，理性知識感性化，讓我們的學生在理論學習時不感到枯燥，調動起他們的思維，讓學生在不斷的探索中學習。
實踐教學中的應用
實踐教學在電工電子技術的課程中安排比重較大，因為這是一門專業技能課，實踐性很強。在上電工電子技術課的第一天，老師就要重點講用電安全，因為做任何事情，安全總是第一位的。學生進行各種實驗操作，一定要規范操作，注意操作規程，但仍不排除會有意外的發生。所以，作為電類的教師，在上實驗課時難免會有各種擔心。這是其一。其二是由于經費的問題，很多實驗，由于實驗室元器件、設備不全，規格不合適等原因而不能完成。就算能完成，也要花很大一筆開銷。如果采用虛擬仿真技術，我們只需要計算機，在計算機房就能完成很多實驗，而且不存在安全隱患和設備不足的問題，特別是驗證性的實驗，很快就能得到結果。虛擬實踐教學平臺的建立，使學生可以不受場地與設備限制，只要有計算機，就可以進行各種相關電路的設計與仿真，有效做到理論與實踐的結合，加深了學生對理論知識的理解，提高了學生的應用能力及實踐能力，培養了學生學習的自主性，大大改善了教學效果。例如，在數字電路的實踐教學中，仿真軟件中的邏輯轉換儀非常有用。實際工作中并沒有這個儀器，它能夠將邏輯電路和真值表、邏輯表達式之間進行轉換。利用這一功能，學生在設計組合邏輯電路時，非常的方便實用。另外，在項目實訓中，對于設計各種電路而言，利用仿真模型，可以減少元器件損耗，方便更換不同型號規格的元件，減少設計成本。再比如，在整流濾波實驗中，我們也可以讓同學利用仿真技術進行先行實驗。首先，搭建整流濾波電路，在儀表欄中調出雙蹤示波器，A通道接輸入端，B通道接輸出端，接通仿真電源，在示波器上就可以看到整流的效果，改變電路中電容參數，還可以觀察波形的變化，不同電容量，波形脈動的成分是不同的。這表明了電容濾波的效果。這樣的仿真實驗，讓學生在實物實驗之前就有一個深刻的了解，包括實驗步驟、實驗結果、注意事項等，在實物操作時，做到心中有數，提高了實物實驗的效率。雖然，仿真實驗有很多優點，但實踐性的教學不能完全依靠仿真技術，我們還是要將仿真實驗和實物實驗結合起來，充分發揮仿真技術的作用，讓仿真技術為真正的實驗教學服務，達到提高學生操作技能的目的。
仿真技術應用的思考
仿真技術應用于教學中，毫無疑問地提高了教學效果和效率。首先，利用仿真教學，激發了學生的學習興趣，有利于突破教學中的難點。仿真技術引入課堂后，把許多抽象、難以理解的教學內容變得生動有趣，動態地顯示實驗現象和結果，化難為易，能夠促使學生積極思考，提高自主學習和創新思維能力。其次，仿真教學在一定程度上可以彌補實驗設備不足，并且可以模擬一些實物實驗不易進行的實驗項目。但是，在實際應用中，不能完全用仿真教學代替實物實踐教學。仿真教學，只能起到輔助作用，實際動手操作能力，必須要通過實物性的實驗操作才能得到提高。而且，真正的實驗不能因此而減少。模擬仿真軟件種類比較多，選擇一款簡單易學、適合教學的才是最好的。經過教學實踐證明，運用電子仿真技術作輔助，在優化課堂教學、提高教學效率、增強教學效果方面起到了重要作用，是一種先進的教學手段，很值得推廣。（本文作者：王心紅單位：大連海洋學校）
【關鍵詞】 高職教育；工程光學；教學改革；考核方式
【中圖分類號】G642.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）33-0-02
武漢軟件工程職業學院激光加工技術專業是國家骨干高職院校的重點建設專業，《工程光學》作為該專業的一門專業基礎課程，掌握好這門課程的基礎知識和實踐技能，對學生后續課程的學習和未來的工作，將起到非常重要的作用。但在這門課程的教學過程中，往往很難達到理想的教學效果，分析其主要原因有兩點：一是教學內容與企業對高職學生所要掌握的基本技能有一定的差距；二是教師在教學方法和教學內容上往往沿用本科院校的教學方法。因此，加強對高職工程光學基礎課程的教學研究，使之適應高職教學要求，充分調動學生的學習積極性，提高教學質量十分必要。筆者結合實際教學經驗，提出從教學內容、教學方法、教學手段和考核方式等幾個方面進行教學構建。
一、明確培養目標
高職院校光電類專業是面向社會實際需求，培養德、智、體、美全面發展，適應生產、建設、管理和服務的第一線需要，掌握光伏太陽能、光電器件、光電儀器等方面的專業理論知識，從事光電子產品的裝配、調試、檢測、維護等工作的高素質技能型專門人才。
目前，高職院校在《工程光學》課程教學中普遍存在的問題是：高職《工程光學》的通用教材不夠完善，很少有與實際工程問題相聯系的例子[1]，缺少生動性、趣味性和啟發性的教學內容；在總課時的分配上，理論課時較多，實踐應用課時較少；課程考核方式上，理論比重考核大而實踐考核少，導致培養的學生所掌握的基本技能與企業對學生所要掌握的基本技能相差較大。因此，在教學中應重新構建如何使高職院校的工程光學課程的設置適應企業對人才的培養目標需求，如何使專業基礎理論與后續課程設計銜接、過渡與鋪墊，培養學生過硬基本功。
二、改革教學內容
課程教學要以培養學生的綜合職業能力、創新能力和高新技術應用能力為抓手。從職業能力培養的角度來分析，確定教學的要求、突出課程的基本內容，這是對課程教學的普遍要求。而落實到《工程光學》這門課程，總體要求是掌握光學的基本概念、基本原理，使學生能根據所學的專業知識來解決工程中的一些實際問題[2]。因此，在教學內容方面筆者根據對人才培養的要求作了如下調整：
（1）重視基礎知識和基本原理，適當減少繁雜的數學推導
根據學院國家骨干高職院校的建設方案，以及借鑒兄弟院校的教學經驗和企業對人才的需求，完善人才培養方案，重新明確了教學內容和教學要求[3]，《工程光學》屬于專業基礎課，高職學生一般在大一就開始了該課程的學習。因此，教師應將《工程光學》教學內容緊密、巧妙地融合于各門專業課程中，為學生后續課程的學習打下基礎。在理論課程的講授過程中，由于工程光學課程要求學生具有較扎實的高等數學知識，這恰恰是高職學生的短板。因此，在教學中保證夠用的原則下，應注重基本原理、定律的復習引導，適當減少繁雜的數學推導，強調概念的物理意義及其應用，同時既要涉及到相關原理的擴展應用，又要注意把握擴展的深度，這樣在學習過程中就可以做到事半功倍，學生學起來也會相對輕松。
（2）根據市場需求，調整教學內容，深化教學改革。
由于《工程光學》課程涉及的內容非常廣泛，在保證系統講授工程光學基礎知識的前提下，將生產一線涉及到的新技術、新工藝、新產品、新設備等相關的研究前沿和研究成果融入課堂教學中，同時根據人才培養方案的要求，來選取不同的教學內容。如：激光加工技術專業的學生通過學習幾何光學、物理光學的基礎知識，光學儀器使用及調試等基本知識從而使之掌握基本光學儀器測量技術，基本光路及光學現象的分析，激光光學器件調試技能，光學零件檢測、特性分析等基本技能；光電子技術專業的學生必須具備光學元件的加工與檢測，光學元器件的特性分析及調試，光電子設備和精密儀器的光學成像和測量系統分析。
（3）教學內容分理論、實驗、實訓三大模塊有序開展。
理論教學指導實驗、實訓教學；反過來實驗教學有利于對理論知識的理解，實訓教學有利于對理論知識的升華。然而傳統的實驗教學通常在課堂時間內安排一些驗證理論知識的實驗內容，較少運用理論知識去解決實際問題，而且由于受課時的限制，學生只能做事先安排好的實驗，幾乎沒有選擇的余地，這種實驗教學模式不利于發揮學生的學習積極性、不利于拓寬學生的知識面、不利于培養學生的工程意識及解決實際問題的能力。結合我院實際，對工程光學課程的實驗教學進行了改革，將工程光學實驗設置為一門單獨的實驗課程，制定獨立的實驗教學大綱，將課程學時數提高到48學時，系統地安排實驗，在實驗教學內容方面本著“逐步引導、循環上升”的原則[4]開展教學，在完成教學大綱規定的教學任務之余，實驗室還面向學生開放，學生不受學時限制，可根據自己的時間來預約實驗時間和內容，管理員只需準備好相應的實驗器材，在實驗過程中出現的問題，主要依靠學生自行解決，教師進行適當的指導，這樣極大的鍛煉了學生解決實際問題的能力。
實訓教學實行“項目型教學”，使學生真正體驗“學習的內容是工作，通過工作實現學習”，采用基于工作過程的光學零件加工工藝的實訓課程，《光學零件CAD與加工工藝》是一門理論與實踐結合緊密的實訓課程，是光電儀器設計、光電器件、光學檢測技術、光通訊等專業課程的重要聯接紐帶，是光學工程師和光電儀器工程師所必備的專業基礎知識。通過實訓使真正實現教室—車間，學生—員工，教師—師傅的轉變，在整個實訓過程中，分綜合型和設計型兩部分來安排實訓教學內容：
1）綜合性實訓是通過理論與實踐相結合的方式，幫助學生深入理解課程內容。實驗內容中包含了“光學零件的上盤、下盤技術”、“光學零件加工工藝流程”、“光學零件加工質量檢驗技術”、“光學零件的鍍膜和膠合工藝”等綜合實驗。“光學零件的上盤、下盤技術”主要是針對光學零件生產過程中所必需的加工夾具進行設計；“光學零件加工工藝流程”要求學生掌握光學零件的粗磨成型工藝、細磨工藝、拋光工藝、定心磨邊工藝和檢測的全套生產流程；“光學零件加工質量檢驗技術”要求學生會對加工工件的表面質量檢驗、面形檢驗、棱鏡的角度檢驗、幾何尺寸的檢驗；“光學零件的鍍膜和膠合工藝”主要訓練學生掌握光學零件特種工藝中薄膜設計和按一定技術進行結合的基本能力。
2）設計性實訓是結合課程教學或獨立于課程教學而進行的，實訓內容具有一定的綜合性、探索性。要求學生根據所掌握的Zemax等相應的光學設計軟件在電腦上對所設計的產品進行仿真，著重培養學生獨立解決實際問題能力和創新能力。
三、改革教學方法和教學手段
教學方法的變通，有利于學生對教學內容的理解，從而提高教學效果。結合實際情況，在授課過程中主要從以下幾個方面進行了教學方法和教學手段的改革。
1、利用現代化的教學手段，提高學生的學習興趣
工程光學課程圖多、知識面廣、公式推導復雜且具有一定抽象性。應用多媒體課件借助顏色、圖像、動畫等多種技術將授課內容圖文并茂的展示給學生，加深學生對課堂內容的理解，提高學生的學習興趣，而且可以大幅度擴展授課信息量，收到事半功倍的效果。另外，精心設計的多媒體課件，包括一些典型例題、習題的講解、現代光學的實際應用，甚至一些光學知識專題講座，用于課堂教學，同時上傳到校園網上，供學生課后學習，以適用于不同要求、不同程度學生的需要。在講授一些抽象的知識點時，使用多媒體課件能將單調、枯燥的理論知識變為生動、形象的動態畫面，易于學生理解和吸收[5]；同時節約了大量的作圖時間，有效提高課堂效率，從而解決了課程容量大與有限學時的矛盾。
（2）多做課堂演示實驗，多設光學實驗選修課程，激發學生的學習激情
課堂講解與演示實驗相結合，學生觀看教師的實際操作，更有利于定理、定律的理解，有利于提高教學效果。充分利用已有的示教儀器和設備，適當增加演示實驗教學。部分簡單的光學演示實驗可帶到課堂上，對于一些比較復雜的光學儀器如邁克爾遜干涉儀等設備，可以在實驗室進行理論教學，在講到顯微鏡結構和物鏡類型的時候，可將顯微鏡和物鏡拿到課堂上，對著實物逐個部分講解，再結合書上的光路圖，學生就很容易記住顯微鏡的結構形式和性能參數。在全校大力宣傳每年在武漢舉辦“中國光谷”光博會等重大活動，組織學生到光博會現場參觀和學習，同時面向全院增設一些交叉性較強的光學實驗公選課，內容向普及性、趣味性方向轉移，以激發學生的學習激情。
（3）重視互動教學，創新教學模式，鼓勵學生深度學習
為了提高學習效果，采用互動教學法，互動主要包括學生-老師互動、學生-學生互動、學生-內容互動等幾種形式。運用互動教學能激發學生在學習上的興趣，同時鼓勵學生深度學習。結合筆者的教學經驗：在講授課程時，要在教學實施方案中設有交流、討論專題，一般先由教師提出討論題目、要點、閱讀書目，學生可據此進行準備。討論前可將全班同學分成幾個學習小組，組內的每位同學分別承擔不同的任務，通過討論讓學生交流各自的學習情況，使學生能相互啟發、相互促進，從知識運作、技能訓練、語言表達、歸納總結等方面得到充分的鍛煉。在討論過程中，教師可根據學生表達的不同觀點，對每個小組的結果進行考評。因此，每個小組成員不但期望自己同組的同學努力，而且自己也會加倍努力，這樣大大刺激了學生的學習積極性，有效地幫助師生完成教學任務，同時使師生之間、學生之間的交流更加密切，整個學習過程是通過“組內合作，組間競爭，課堂內外結合[6]”來完成。使同學思維更加活躍，培養了學生探究問題的興趣、自學能力和獨立思考的能力。
四、改革考核方式
課程考核在某種程度上具有導向作用，采取何種形式進行課程考核將關系到教學效果的好壞和教學質量的高低。根據《工程光學》課程內容特點對學生的成績進行評定時，既要包括對基本知識掌握情況的考核，又要包括知識應用能力的考核。學生的總評成績可由以下幾部分[1]構成。
一是課堂表現和出勤情況，占15%。要求學生定期對教師所講的教學內容進行總結，并在課堂上談談自己在學習中遇到的困難以及最終解決這個問題的辦法。
二是知識考試，占40%。轉變傳統的考試觀念，樹立以能力測試為中心的考試制度，同時對考試命題提出較高要求，考題要能體現學生分析問題、解決問題的能力，要有利于學生發散性思維、創造性思維的培養。逐步探索多種考試方式，例如可以實行教考分離，考評主要由企業來完成等。
三是實踐技能考試，占45%。實踐技能主要分實驗和實訓兩部分來進行考核，考核是對學生實踐動手能力的高低進行評價，通過考核促使學生努力提高自己的實踐技能。
五、結束語
工程光學課程是一門理論性和應用性較強的課程，由于現代光學學科的迅速發展，對工程光學課程的教學改革是教學發展的必然要求。實踐證明，通過不斷改進教學內容、教學方法對實現高職《工程光學》教學改革的總體目標和提高學生應用光學的能力很有幫助。
參考文獻
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[3]武旭華，肖韶榮，張仙玲.“工程光學”教學改革初探與實踐[J].電氣電子教學學報增刊.2009（31）：35-36.
[4]丁茹，李輝，趙麗，鄭桐.測控專業“光學基礎”課程教學改革探討[C].天津工程師范學院學報
1明確培養目標，建立層次化實訓教學內容體系
把握競賽精神，明確電子設計競賽控制系統設計方向的培養目標，關鍵在于把握競賽命題內容，與時俱進，從而引導實踐教學的發展，全面提高學生工程實踐能力。在實踐教學過程中重點解決兩個問題，一是如何加強學生的基礎能力，二是如何提高學生的綜合設計能力，最終使學生的電子制作技能、控制系統設計調試技能及解決實際問題的能力達到全國大學生電子設計競賽所要求的標準。分析歷屆控制類題目的命題內容發現，對大學生控制系統設計能力的培養，涉及傳感器應用、模擬電路制作、功率電路制作、數字電路制作、控制算法編寫、機械制作等多方面的知識，具有非常強的綜合性。典型的控制系統結構框圖如圖1所示。其中檢測電路主要涉及各類傳感器及其相應調理電路的設計制作；控制電路涉及單片機、ARM、FPGA等控制器的應用；驅動電路主要包括電機驅動和其他功率電路的設計制作；機械統主要包括電機的應用、機械結構的制作等。另外根據具體要求，還可能需要通信電路和其他的擴展電路。針對控制系統設計所需的知識結構，建立層次化的實訓教學內容體系，合理分配基本性實驗、設計性實驗、綜合性實驗比例，按階段實施學習計劃，逐步培養學生從基礎模塊訓練到驅動程序的編寫能力，再到PID控制算法的編寫與調試能力，最終使學生達到一般控制系統的綜合設計能力，具體的教學內容如表2所示。實踐教學內容整體包含了3個層次的訓練：①訓練學生掌握電工電子工程實踐的基礎知識和基本技能；②訓練學生掌握儀器儀表的使用方法及與單片機有關的基礎知識；③訓練學生掌握與控制系統設計有關的各個功能模塊的設計與調試方法；④對學生知識面進行拓展，訓練學生學習與高級控制系統設計有關的知識。
2以開放實驗室為基礎，改革實踐教學管理體制
為了全面提高學生控制系統設計能力這一實踐教學的根本目標，一方面要打破傳統的實踐教學模式，不再以“自動控制原理”“電機學”“傳感器檢測技術”等理論課程的界限劃定分屬于各門課程的實踐教學，而是要建立起由驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗綜合構成的層次化實踐教學內容體系；另一方面要在管理上打破陳規，建立以學生自主管理為基礎的開放實驗室，模糊課堂與課余的時間概念，將實踐教學向課堂外有效延伸。開放實驗室作為學生開展課外科技活動的主要場所，是支撐實踐教學環節的基本物質保障，近年來得到了各高校的重視。開展較早的院校均通過向學生開放實驗室資源培養出了許多優秀的工程實踐人才，通過參加學科競賽、課程設計、畢業設計等教學環節的評比，這些學生的動手能力、協作精神以及創新思維等綜合素質都明顯提高，獲得了教師、同學、社會的普遍認可。但是，隨著越來越多的學生積極參與開放實驗室，隨之而來的場地、設備、經費及管理方面的問題也日益凸顯，制約了實踐教學活動的順利展開，教師引導并幫助學生實現實驗室自主管理成為解決該問題的有效途徑。在如何引導學生的自主管理體制問題上，學校也做了積極的探索，包括以下3個方面。（1）模擬公司管理制。將學生以班集體的組織形式招收到開放實驗室中，實驗室的日常管理主要由班長負責，教師主要與班長進行溝通協調，一般不直接參與管理，基本的管理組織結構如圖2所示。班長作為總負責人定期安排組織工作，下屬5個部門的具體分工如下：①技術部，主要負責實驗室的儀器儀表等設備的管理以及技術培訓工作；②財務部，主要負責班費的管理工作；③元器件庫，主要負責學生常用元器件的購買、分發、管理工作；④網絡部，主要負責網站的建設和管理工作；⑤辦公室，主要負責組織協調安全、衛生、紀律、規章制度等日常管理工作。（2）師徒培訓制。對技術知識的渴望是開放實驗室中組建班集體的核心動力來源，為了讓學生們能夠得到有效的技術培訓，可采用師徒制的方法引導學生互幫互助，先進帶動后進，形成“大三帶大二、大二帶大一、老師帶大四”的基本制度。這種制度不僅讓更多的學生受益，而且師生之間建立了深厚的師徒情分，在實踐過程中提高了學生的團隊合作意識，不僅為電子競賽，也為學生畢業后進入社會合作創業打下了堅實的感情基礎。（3）項目考核制。為了對每個團隊學生的階段性學習成果進行測試，可利用學校的各種政策和經費支持，通過創新項目對學生團隊進行綜合性考核，讓學生對工程項目的立項申請、方案論證、項目實施、實驗驗證、總結報告等環節有一個系統性的認知，培養更加有效的工程思維能力。具體的項目經費不僅可以通過國家大學生創新項目獲得，也可以通過校企合作、大學計劃等多個方式獲得，作為開放實驗室的重要物質保障。
3采用實例化教學手段，自制實驗設備
實驗設備的選用是實踐教學體系形成的重要環節，為了適應大學生電子設計競賽的要求，結合學校實踐教學體系的內容特點以及學生掌握知識結構的基本情況，實驗室自行研制了更加符合學校實際情況的實驗設備，不僅節約了設備購置經費，降低了成本，還能夠以自制設備為基礎，拓展一些有特色的實踐教學課程，并應用于課程設計、畢業設計等其他教學環節。根據一般控制系統設計的基本特點，以培養學生對于簡單系統建模、理論模型的工程應用、PID控制算法設計、C語言實現以及控制系統分析5個方面的能力為目的，選擇有代表性的、學生感興趣的控制系統設計案例作為教學對象，以實例帶動學生學習，讓學生直觀地感受到控制系統設計的難度和技巧，激發學生的學習興趣和想象力，促進學生創新實踐水平的提高。如圖3所示，結合歷屆電子競賽題目，自制ARM、FPGA等開發板以促進學生對高級嵌入式系統處理器的學習和掌握，自制智能小車、兩輪自平衡小車、四軸飛行器等比較典型的控制系統作為實驗教學設備，由簡入繁，逐步深入，具有一定的代表性，且受到大學生的普遍喜愛。興趣與理論的結合能進一步提高學生的設計能力。實驗設備研制過程中，通過組織學生申請立項，使其積極參與示例程序的編寫與硬件調試工作，并且將學生設計使用過程中的實際感受及時反饋記錄，最終開發出了符合學校實際情況的教學設備，提升了實踐教學效果。
4實踐教學方法的創新性設計
實踐教學方法是指導教師以工程實踐為主，培養學生工程素養、獲得工程技能的一系列教學活動的組合，實踐教學與理論教學相輔相成。實踐教學方法的創新，有賴于打破傳統的以理論教學為主、實踐教學為輔的教學觀念。為了吸引學生興趣，以實踐教學推動理論知識的掌握和吸收，可以從以下3個方面進行把握。（1）實踐教學課程的設置更加具有針對性和系統性，有效整合學校分散的實踐教學資源，形成系統化解決某個問題的課程體系。比如以控制系統設計為目的，相關的課程設置可以涵蓋如下5個方面：①控制系統常用傳感器課程，包括溫度傳感器、光電傳感器、超聲波傳感器、傾角傳感器、角度位移傳感器、音頻信號檢測器等；②控制系統常用微控制器課程，包括單片機、FPGA、ARM、DSP；③控制系統常用模塊課程，包括鍵盤和LED控制、液晶顯示器、觸摸屏、ADC和DAC、無線收發模塊、語音模塊等；④控制系統常用電機控制課程，包括舵機、直流電機、步進電機的控制等；⑤控制系統PID控制算法課程，包括增量式PID算法設計、位置式PID算法設計等。（2）提倡學生先做后學，學完再做。首先在實踐過程中發現實際問題，然后通過理論學習與實驗解決問題，使學生獲取的知識結構更加具有針對性，過程中教師要注意引導學生掌握解決某個問題的有效途徑和方法，了解學生的思維方式，而不是把主要精力放在問題本身上，積極營造民主、寬松的實踐教學氛圍，鼓勵學生大膽提問，不唯師、不唯書，通過討論、網絡、請教、看書等各種各樣的方法最終達到解決問題的目的。（3）突出學生在實踐教學過程中的主體地位。教師引導學生以工程項目化的方式面對并解決問題，激發學生的學習興趣，使教師對學生的實踐教學成為一種自我意識激發下的活動，模糊課堂與生活的界限，鼓勵學生利用課余時間主動投入到實踐活動當中來，當學生從實踐中獲得成就感和榮譽感后，就會感染更多的學生參與，形成良性循環。
5結語
關鍵詞關鍵詞：CDIO；協同創新；物聯網；卓越工程師；培養模式
DOIDOI：10.11907/rjdk.161988
中圖分類號：G434文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2017）001018504
引言
“十三五”規劃將“建設物聯網應用基礎設施和服務平臺”列入信息產業未來發展的重大舉措，物聯網行業進入加速發展時期，需要大批能將科技成果迅速轉化為生產力的創新型技術人才。物聯網工程的人才培養特點可概括為：高、新、快，即高要求，需建立全新培養體系，人才需求緊迫[1]。因此，研究如何做好人才培養的頂層設計，探索具有指導意義的緊缺人才培養規律與方法，并指導踐行，成為物聯網工程專業可持續發展的核心問題，也是高校服務國家戰略與社會需求的一個熱點問題。武漢理工大學是全國第一批獲批物聯網工程專業的院校，本文以該校物聯網專業作為研究個案，基于CDIO與協同創新理論，結合教育部“卓越工程師教育培養計劃”實踐，提出一種應用型卓越人才培養新模式優化框架，并探討在此框架指導下的專業建設實踐。
1國內外研究現狀
國家教育部2010年推出“卓越計劃”，把培養創新型工程師作為重要戰略目標，物聯網工程專業培養的很大一部分正是“工程應用型”人才（另外一部分是繼續深造的科學研究型人才）。校企聯合培養環節是“卓越計劃”人才培養標準及其實現矩陣建構的關鍵因素，是有效實施“卓越計劃”的保障，其重要性已獲得很多國家共識。國外比較成功的校企合作模式有：德國的“雙元制”模式、英國的“三明治”模式和美國的“合作教育”模式等[2]。國內不少高校相繼采取了形式多樣的校企合作方式，例如：卓越工程師計劃、卓越教師計劃、訂單式人才培養模式、產學研一體化、校企合作培養、3C立體培養、局域項目學習等培養模式[3]。
國家教育部在2012年提出“協同創新”計劃，指出“高校要與科研機構、企業開展深度合作，建立協同創新的戰略聯盟”。協同創新理念下校企合作的內涵是高校和企業利用各自不同的教育方法和教育理念，相互融合，以促進資源的流動和整合，培養符合國家和社會需要的創新型人才，提高高校人才培養質量，實現創新價值的最大化。在協同創新中，協同是手段，創新是目的[4]。文獻[5]將校企協同創新具體舉措總結為參與培養過程、校企共建、企業贊助、委托培養、合作培養等5類17種。
為解決創新工程型人才培養過程中出現的問題，美國麻省理工學院聯合4所大學通過4年國際合作研究創立了CDIO工程教育方法（CDIO Approach）。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）。它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的方式，按照課程之間的內在有機聯系學習工程理論和實踐[6]。CDIO核心內容包括1個愿景、1個大綱和12條標準[7]，該方法繼承和發展了歐美20多年來工程教育改革的大工程理念。在此基A上，國內外有多所大學和研究機構采用CDIO作為改革方法，并提出體現教育目標的CDIO教學大綱和體現系統化改革的CDIO標準，具有很高的借鑒價值。
我國開設物聯網工程專業的高校，從2010年首批的30所，增加到目前的約600余所。經過幾年的發展，我國在創新工程型人才培養模式研究領域，無論是在理論研究還是實踐應用方面都取得了很大進步，但是大多數高校物聯網工程類專業主要還是采用以理論教學和實驗室為中心的傳統人才培養模式。武漢理工大學于2009年開始進行物聯網工程方向試點，獲首批物聯網工程專業后，參考國內外相關經驗，并結合本院實際情況，形成了一套切實可行的物聯網專業卓越工程師培養模式的系統方案，獲批第七批國家特色專業。
2物聯網工程專業卓越工程師培養模式優化框架人才培養模式指在一定的教育思想和教育理論指導下，學校根據人才培養目標，對培養對象采取的某種特定的人才培養結構、策略、體系及教育教學活動的組織樣式和運行方式的總稱[8]。人才培養模式的優化涉及培養目標、課程體系、教學與管理隊伍、考核與激勵機制等多個維度。協同創新理念下的“卓越計劃”內容與CDIO內容在人才培養模式的多個維度具有高度的融合性（見表1），兩者結合具有相互促進的作用。因此，本文以CDIO和協同創新理論為基礎，以卓越工程師教育培養計劃為中心，并結合學校物聯網專業的實際情況，提出一種工程型卓越人才培養新模式。以企業需求為邏輯起點，從校企觀念轉變與文化融合的頂層設計入手，建立以學校為主體、企業參與的創新創業人才培養目標、課程體系、教學模式、實踐基地，以及共同評價人才培養質量的人才培養體系，其框架結構如圖1所示。
該框架借鑒國內外CDIO工程教育的經驗，結合物聯網專業卓越計劃的特點，構建穩定的卓越計劃實踐教育平臺；提出校企共建實踐基地的新方法，學校和企業明確各方的職責、任務和利益，企業積極參與大學生實踐基地建設，學生們在基地里參與企業的工程設計、產品制造、項目管理等工作，在實踐中鍛煉工程素質，使企業、學校都在基地建設中取得成果，形成多贏的局面；建立企業層面的校企協同內在需求機制，在借助企業崗位實訓提高物聯網專業學生應用實踐能力的同時，還可以依托高校的科研力量，提升企業的研發和創新能力，確保企業從卓越計劃中直接受益。
3物聯網工程專業卓越工程師培養模式實踐
武漢理工大學物聯網工程專業依據上述人才培養模式優化框架制定了“3330策略”、“2544目標”系列建設規劃（見表2）[1]。其中3330策略為：優先建設3個基礎（隊伍、知識體系、實踐訓練條件）；3個結合（與校內相關專業結合、與相關培訓單位結合、與行業結合）；3個折中（近期與遠期、傳感層與系統集成、新體系與老專業）；在專業組建初期開展“零點行動”，即：全國都在起步階段，務必強抓競賽與教材建設。近期與中遠期制定了兩階段目標，概括為“2544目標”，即兩年內建成5個平臺，4年4類知識融合，包括計算機、控制、通信、海量數據處理融合。
專業卓越工程師培養模式比較序號CDIO的12條標準協同創新+“卓越”理念本校培養模式優化1*專業培養理念（將產品和系統生命周期的發展原理，即“構思一設計一實施一運行”作為工程教育背景）校企聯合培養人才機制協同的物聯網卓越工程師培養體系2*學習效果（與專業目標一致，并得到利益相關者驗證的個人人際能力和產品、 過程與系統建造能力以及學科知識）按通用標準和行業標準培養工程人才基于CDIO的物聯網卓越工程師培養方案3*一體化課程計劃（一個由相互支持的專業課程和明確集成個人人際交往能力以及產品、過程和系統建造能力為一體的方案所設計出的課程計劃）4工程導論（一門導論課程，提品、過程和系統建造中工程實踐的所需框架，并且引出個人所需培養的能力）5*設計-實現的經驗（在課程計劃中應有兩個或更多的設計-實現經驗，其中一個為初級，一個為高級）以強化工程能力和創新能力為重點改革人才培養模式特色實訓課程設置6工程實踐場所（工程實踐場所和實驗室能支持和鼓勵學生通過動手學習產品、過程和系統建造，學習學科知識和社會知識）基于協同合作理念的崗位實訓方案7*一體化學習經驗（一體化學習經驗帶動學科知識與人際交往能力，產品、過程和系統建造能力的獲?。娀囵B學生的工程能力和創新能力教學資源平臺課堂教學形式改革8主動學習（基于主動經驗學習方法的教與學）9*提高教師的工程實踐能力（提高教師的人際交往能力以及產品、過程和系統建造的能力）擴大工程教育的對外開放“走出、引進”的師資培養方案10提高教師的教學能力（提高教師在提供一體化學習、使用主動經驗學習方法和考核學生學習等方面的能力）改革完善工程教師職務聘任、考核制度 11*學習考核（考核學生在人際交往能力，產品、過程和系統建造能力以及學科知識等方面的學習情況）教育界與工業界聯合制定人才培養標準校企共同參與的質量評價體系12專業評估（對照12條標準評估專業，并以持續改進為目的，向學生、教師和其他利益相關者提供反饋）注：12條標準中，有7條是最基本的（用*號表示），體現了CDIO與其它教育模式的不同。另外5條標準反映了工程教育的最佳實踐，作為補充標準
3.1協同式物聯網卓越工程師培養體系
協同式創新強調高校與企業兩種資源和諸多優勢要素的合理配置、全面共享和有機融合，不僅為學生的實習、企業實訓等工程實踐教育環節提供了更多機會、途徑和保障，也為企業改進技術、促進科技成果轉化、提高工程質量贏得了更多智力資源，實現了校企協同的互利共贏局面，在更深層次和更高水平上推進高校與企業的聯合。因此，要結合物聯網工程行業背景，優選合作企業。2013年物聯網專業與無錫感知博覽園等企業簽訂了校企合作意向書，雙方通過不斷商榷、修訂，結合學校優勢專業，聯合制定了本專業的知識體系、課程與實驗體系，以及專業培養方案，形成了突出交通、物流應用背景和科研成果特色的物聯網專業培養方向。
3330策略3類資源結合：結合社會、校內、行業資源3項折衷原則：折衷近/遠期、高起點/適用性、分層/系統技術“零點行動”：在建設起點采用競賽、興趣項目促進自主學習與知識更新傳感網絡平臺智能終端開發平臺2年建5個平_雛形數據服務平臺（云服務平臺）基礎訓練平臺（接口、通信、現場總線控制）2544目標工程實踐平臺（智能抄表、家居、物流、交通）C3SD融合（計算機/通信/控制，海量數據處理技術）
4年4項任務完善實驗教學環境及體系完善工程實踐體系面向我校三大行業服務應用3.2基于CDIO的物聯網卓越工程師培養方案
在積極參與國內物聯網專業建設研討會和各種形式調研的基礎上，從社會和企業的實際需求出發，優化“卓越”課程體系，綜合統籌制訂培養方案，主要包括：設計專業知識與應用技能培養課程體系、創新能力培養課程體系；建立包含核心理論課程、開發應用類課程和創新類課程等階段性培養任務的方案；基于協同合作理念制定崗位實訓方案；制定培養學生創新能力的綜合實踐計劃，強調學生交流溝通能力與團隊協作意識的培養，注重提高學生主動學習的能力。
把課程體系劃分為核心理論課程、實訓實驗課程和應用創新類課程3部分，提高應用性較強的課程比重，加強應用開發實踐的參與性，降低一些理論深、與項目應用開發實踐相關度低的課程比重。通過卓越工程師教育培養計劃的運用，優化應用型創新人才知識結構。
3.3特色實訓課程設置
針對物聯網專業部分特有的實訓實驗課程（傳感器技術實驗課程、RFID實驗課程、無線傳感網技術實驗課程、智能家居實訓系統、多點傳感數據傳輸、傳感數據簇聚優化實時處理等實驗課程）進行優化設置，并制定完善的物聯網工程專業實驗課程建設方案。
3.4校內外實訓與實驗保障
在多次到全國物聯網先進戰略基地與研發企業調研的基礎上，結合學校“十二五”建設規劃，確立物聯網工程實驗和實訓中心的建設原則為：充分利用校企合作模式，建立健全物聯網專業綜合性創新實踐基地，為學生提供需求分析師、測試工程師、系統研發工程師、產品經理、硬件安裝與銷售工程師等多種崗位的實習。依托實踐基地，以項目實踐訓練為中心任務，切實提高物聯網專業學生的合作和應用能力。
實驗和實訓中心包括5大實驗和實訓平臺：傳感技術應用平臺、嵌入式與移動智能終端開發應用平臺、云計算與服務計算平臺、物聯網應用工程實訓平臺、物聯網基礎技術支撐平臺。實驗平臺涵蓋了物聯網架構的各個層次，可滿足本科教學與研究需要。同時，建立“物聯網綜合演示實訓中心”，并與“教育部信息中心”聯合建立了“全國物聯網技術應用人才培養認證湖北實訓基地”，相關環節充分體現了卓越計劃和CDIO的特色。
3.5教學資源平臺
根據物聯網專業技術知識面寬、實踐教學內容豐富的特點，將物聯網專業的實踐教學內容進行整合創新，提出以物聯網專業人才知識能力生長規律為引領的實踐教學平臺構架，以有效提升大學生的工程技術能力。
在教學資源建設過程中，改革傳統以固定教材為中心的教學資源組織形式，聯合具有實用工程知識、豐富實踐經驗和工程創新能力的企業高級工程技術人員，建立以工程項目實施為目標的教學資源平臺，將源于工程實踐的具體問題、實際案例，以及來自行業企業的設計與研發項目轉化為教學資源。
3.6課堂教學形式改革
優化傳統教學組織模式，需要采取靈活多樣的教學形式。基于項目的教學法與卓越工程師培養目標具有極強的融合性。教在組織教學內容時，以項目需求劃分知識單元，最大化地增加以項目應用開發為中心的實踐教學內容，堅持精講多練，夯實專業基礎。同時，并未完全摒棄傳統的以教為主的教學模式，而是與以學生為本位的教學方法相結合，靈活使用以項目設計為導向（Design-Directed Learning）的能力培養理念、基于問題學習（Project-Based Learning）的教學模式、探究式課堂教學（Inquiring-based Learning）與實踐教學（Experimental Learning）等[9]多種教學方法，引導學生積極思考，并穿插討論、實操等環節，培養學生發現、探索與解決問題的能力，以及在實踐中的創新思維和應變能力。
為了構建學生的自主學習環境，促進專業教師的知識更新以及將專業和學科建設的研究成果付之實踐，武漢理工大學與教育部信息中心合作，聯合建立了“物聯網工程訓練中心”，以及物聯網工程專業“大學生創新設計競賽集訓中心”。物聯網工程專業學生已組建了多個創新興趣小組，學生參加了第七屆“博創杯”全國大學生嵌入式設計大賽、“TI杯”首屆全國大學生物聯網創新應用設計大賽、第二屆中國大學生服務外包創新應用大賽、中國大學生計算機設計大賽等，并取得佳績。
3.7高水平工程教育教師隊伍建設
基于CDIO的課程教學改革是一項長期的工程，需要教師持之以恒，同時也需要學校制定相應的教師培養方案與考核機制，激勵教師參與教改，做到教學與科研均衡發展。因此，需要依托校企合作、校校合作等形式，以跟蹤掌握物聯網最新技術動態和提升工程項目技能為重點，設計長期有效的師資培訓體系。
武漢理工大學為保證專業領先發展，除資金投入保證外，還堅持與國際化大環境密切聯系，采取了“走出去、引進來”措施?！耙M來”即從海外引進優秀人才，強化教師隊伍。在引進人才的同時，也將先進理念引入培養過程。定期聘請海內外學者、知名企業的高級技術人員到學校開設培訓課程，如“開源硬件平臺報告”、“大數據時代報告”等，由此拓展教師的專業國際視野，有針對性地培養掌握先進技術和先進教學理念的雙師型教師隊伍；“走出去”即每年派遣骨干力量赴海外研修訪問，組織教師參加教指委專業建設研討，讓教師進入企業全職在崗學習，深入企業了解和掌握新技術及其實際生產流程。
3.8學習考核與專業評估
改變以往以課程為單元的考試形式，以校企共同參與的方式，采用兼顧項目實踐過程和效果評價的考核形式，強調對學生應用技能和創新能力的評價，提高學生的學習積極性和主動性。
制定一個校企共同參與的具有CDIO特色的物聯網專業教學質量評價體系，以檢驗學生的應用和研發技能。以工程項目實踐為單位進行考察，以考察工程項目實踐的完成過程及效果為主要手段，結合過程評價與效果評價，建立準確、可監控的校企共同評價體系，包括評價框架體系、考核指標、評分標準等。評價體系由校方提出實施原型，給予企業在實施中進行修正調整的權限，使標準逐步變得精準。
4實踐成效與展望
武漢理工大學于2009年開始進行物聯網工程方向試點，獲批首批物聯網工程專業后，招收本科生人數逐年遞增，現已培養了200多名本科生。自進行人才培養模式優化實踐以來，本專業CDIO模式基本形成，已建立完整的包含課程結構、教學模式、資源平臺等內容的教學體系，并通過教育質量評價體系檢驗了其有效性，教學效果良好。本專業學生表現出很高的學習熱情，積極參加各類大賽，以體驗式與自主方式學習的學生明顯增多，學生綜合素質與工程能力有較大提升，并且培養了若干名物聯網技術人才認證資質教師。2015年，在全國213所獲批此專業的學校中，武漢理工大學排名前11，其物聯網人才培養模式獲湖北省教學成果2等獎。然而，相關人才的培養要實現可持續發展，還需要不斷優化完善培養模式、與時俱進。物聯網工程專業將來在深度國際交流合作、行業與政府支持等方面還有更多提升空間。
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關鍵詞：南華大學；礦物加工；核特色
作者簡介：胡凱光（1964-），男，湖南寧鄉人，南華大學核資源學院，教授；王清良（1969-），男，湖南寧鄉人，南華大學核資源學院，教授。（湖南 衡陽 421001）
基金項目：本文系湖南省普通高等學校教學改革研究課題（項目編號：2012-217）、南華大學高教研究課題（課題編號：2011XJG020）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0094-02
南華大學礦業工程學科是國防科學技術工業委員會和湖南省共建學科，具有明顯的國防和鈾特色。該學科1998年獲采礦工程碩士學位授予權；2004年獲礦業工程領域工程碩士學位授予權；2005年獲采礦工程博士學位授予權；2009年獲礦業工程一級學科博士后科研流動站；2010年獲礦業工程一級學科碩士和博士學位授予權。礦業工程學科包括礦物加工工程、礦物資源工程和資源勘探工程。南華大學礦物加工專業1959年開始招收礦物加工工程本科生，幾十年來，在教學、科研和對地方經濟服務方面做出了巨大貢獻。在核工業創業時期，國家對鈾礦行業投入了巨大的人力及資金，使鈾礦業形成了相當規模。改革開放后，核工業民，經費人員縮減，核特色地礦類專業的發展陷入困境。
進入新世紀，核電的快速發展使得鈾礦企業對核特色礦物加工專業人才的需求加大。核特色礦物加工專業的畢業生重新成為企事業單位受歡迎的人才。在時代賦予的機遇和挑戰面前，礦物加工本科人才培養課程體系等進行必要的調整和改革，成為迫切需要重視和解決的問題。
2012年，湖南省高等學校招生委員會決定將中南林業科技大學、南華大學、湖南科技大學等5所二本高校調整到本科一批錄取，這給核特色礦物加工專業的生存發展提供了新的挑戰與機遇，同時也對核特色礦物加工專業本科人才培養提出了更高要求。
一、專業建設及培養方案改革
1.跨學科交叉研究
為改善培養人才的知識結構和專業人才對前沿學科、新興學科知識的掌握與應用，礦物加工工程專業堅持以國際先進水平為目標，圍繞鈾、傳統選礦和濕法冶金進行跨學科的交叉研究，實現礦物加工過程的“高效益、低能耗、無污染”。專業研究發展形成以下幾個主要的方向。
（1）濕法冶金。包括地浸采鈾、地表堆浸采鈾和原地爆破浸出采鈾的理論及關鍵技術；鈾礦石高效破碎系統；泥巖型鈾礦制粒的粘結劑；細菌浸鈾理論及關鍵技術等。
（2）鈾水冶理論與工藝。包括鈾礦浸出液的分離純化、鈾的吸附淋洗、重鈾酸鹽的精制理論、技術及工藝；不同類型鈾礦浸出液中鈾的吸附與淋洗的機制等。
（3）鈾礦冶輻射防護與環境保護。包括鈾礦山及周邊地區放射性核素在地下水和土壤中的遷移轉化機制、放射性廢水的生物和生物-化學處理的機制和技術；鈾尾礦庫放射性污染物在淺層地下水中遷移、轉化的機制與治理技術等。
2.改革培養方案
南華大學礦物加工專業自2005年重新招生以來，分別制定了2005版、2007版、2009版、2011版人才培養方案并進行了實踐，取得了較好成績，在此基礎上又制定了2012版人才培養方案。在2012版人才培養方案中更好地體現了因材施教的思想，實現模塊化、差異化教學，促進學生的全面發展，提高人才培養質量。2012版人才培養方案中，核特色礦物加工本科人才培養課程體系在更加突出核特色的同時，兼顧了濕法冶金和傳統選礦。
南華大學正處于向教學研究型大學轉型階段，目前已進入一本招生學校行列，同時隨著學校教育規模的擴大，學生之間的個性差異、能力差異、興趣差異、城鄉差異將會明顯加大，為此，高等教育質量觀和人才觀必須作出相應變革，課程建設及課程教學也必須進行相應調整，教學改革應首先從培養方案的改革著手。
二、礦物加工課程體系改革
課程是教育的心臟，必須通過課程的教學來實現人才的培養目標。
1.課程改革的基本思路
（1）推進課程的結構化教學。將教學計劃中的課程設置為公共基礎課板塊、學科基礎課板塊、專業方向課板塊和選修課板塊，以實現課程體系的整體優化。
（2）專業課程模塊化。南華大學礦物加工工程專業學生畢業后就業方向主要有三方面：一部分學生進入核工業礦山、工廠從事鈾水冶工作；另一部分進入銅、金等金屬、非金屬礦山從事濕法冶金工作；第三部分到金屬、非金屬選礦廠從事傳統的選礦工作。因此專業課的安排也圍繞鈾水冶工藝、濕法冶金、選礦三大塊，教師應以綜合能力培養為中心開發課程，組織教學，使專業課的教學更加貼近生產實際，培養出的學生更符合用人單位的要求。
（3）加強課程的實踐性。為加強課程的實踐性，“鈾水冶工藝學”、“溶浸采鈾”、“礦物加工學”、“礦物巖石學”、“礦物加工試驗研究方法”、“分析測試技術”等大部分專業課程開設了實驗課，“鈾水冶工藝學”、“礦物加工試驗研究方法”和“選礦廠設計”三門課開設了課程設計。實驗課程內容減少驗證性實驗，增加綜合性、設計性和研究探索性實驗以培養學生實踐能力和創新精神。
2.南華大學礦物加工工程專業課程體系
近年來，我國礦物加工教育界對礦物加工工程專業的課程體系進行了許多研究和探討。南華大學礦物加工工程專業在制定教學計劃時充分考慮和借鑒了學者們的成果，并結合本校礦物加工核特色，將整個課程體系分為公共基礎課程平臺、學科基礎課程平臺和專業課程平臺如表1所示。
（1）課程體系的整體優化。
1）公共基礎課程平臺。公共基礎課程主要包括思想政治理論、外語、體育、計算機基礎、軍事理論和訓練等課程。大學四年會一直開設外語和信息技術課程，且采取分類、分層次的教學方法。一、二年級開設大學英語和計算機基礎課，高年級安排雙語教學課程、專業英語、計算機專業應用及包含外語和計算機教學內容和要求的選修課程。
公共基礎課一方面為學生學習專業奠定知識和能力基礎，另一方面為學生形成科學的世界觀、價值觀和完善人格奠定知識、情感和意志基礎。
2）學科基礎課程平臺。學科基礎課程平臺是向學生傳授從事某一學科方向所必須的基本理論、知識、技能和態度，并為學習專業課奠定基礎，為學生日后的交叉綜合研究能力的形成打下堅實的基礎，課程設置盡可能采用綜合化課程，從而拓寬學生的知識面，達到“寬口徑”的要求，同時使學生對自己以后學習、從事的專業有所了解。
南華大學礦物加工工程專業、礦物資源工程專業和礦物勘探專業三個專業合在一起成為地礦類大類，這一大類內的學生大一課程一樣，而通過大一一年學習后，學生自主選擇專業。
3）專業課程平臺。專業課程平臺強調專業的前沿信息和專業發展的前瞻性，按照拓寬專業口徑與靈活設置專業方向相結合的原則，課程設置要突出專業特色，以增強學生就業的針對性。表2列出了南華大學礦物加工工程專業基礎課程和專業課程平臺的具體課程。
選修課板塊可以拓展學生的自主學習空間、營造個性發展的環境、激發學生的創造意識，學生通過選修不同知識層面的學科，形成特殊的知識結構、拓寬視野、訓練創新思維。
4）實踐教學環節。集中性實踐教學環節包括軍訓（2周）、實習（金工實習、電工電子實習、認識實習、生產實習、畢業實習）、課程設計、學年論文、項目實訓、畢業設計（論文）、社會實踐（獨立生產實習）等。
5）第二課堂。積極開辟第二課堂，探索“研究型”課外教學模式，教師在教學實踐中，對于學有余力，而又有志于從事科學研究的學生，除了對其鼓勵和引導以外，還應積極為他們開辟第二課堂，使其利用課余時間進行探索性實驗。
為提高學生的工程實踐能力，可以讓學生直接參加教師的科研項目。學生的畢業論文選題絕大部分是結合教師科研任務進行。
三、效果與問題
1.研究與實踐的初步效果
自從南華大學重新開辦礦物加工工程專業以來，一直突出強調堅持“核”特色，努力把礦物加工工程專業建成南華大學的品牌專業，為核工業和地方經濟培養適應社會主義現代化建設以及國防工業、核工業發展需要，具有良好敬業精神、較高的道德水準和科學素養，具備從事礦物（鈾及其他金屬、非金屬）分選加工和礦產資源綜合利用的生產、設計、科學研究、開發、技術改造及生產管理能力的高級工程技術人才。通過近幾年的教學改革，本校礦物加工工程專業特色教育已經取得初步成效，主要表現在畢業生的就業率和考研率上。詳細數據見表3、表4、表5、表6?？偟目磥?，近四年來礦物加工專業畢業生人數每年增加，讀研率每年增加，畢業生在核工業系統內就業的比例在10%～30%左右，一次就業率100%，讀研率在20%左右。
2.存在的問題
南華大學礦物加工專業一直堅持走“鈾礦冶”特色、兼顧濕法冶金和傳統選礦的辦學道路，取得了一定的成績，但是還存在一些不足之處。
（1）師資力量不足、專任教師的專業結構不太合理。目前，南華大學礦物加工工程專業有專任教師7人，5名教師本科畢業于化學專業，都是從核工業第六研究所進入南華大學，從事的研究方向也與礦業相關，例如：溶浸采鈾、細菌冶金、鈾礦浸出液的分離純化、鈾的吸附淋洗、重鈾酸鹽的精制的理論、技術及工藝、鈾礦冶輻射防護與環境保護等。他們對目前該校礦物加工方向教學的要求還不太適應。
（2）缺乏合適的核方面專業教材。關于礦物加工核方面的專業教材不多，最近兩年相關教師已編寫三本核方面教材《核工業微生物學》、《鈾水冶工藝學》和《溶浸采鈾》。
（3）教學經費不足。礦物加工工程專業是一個實踐性很強的專業，本校堅持走“鈾礦冶”特色、兼顧濕法冶金和傳統選礦，因此學生必須到鈾礦山、濕法冶金礦山、選礦廠實習，但是分配到礦物加工工程系的教學經費非常有限，制約了許多教學環節（如讓學生到一些較遠礦山實習等）的開展。
參考文獻：
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