构建电气信息类专业基础课程的优质平台,培养学生的创新能力

发布者:荆栋发布时间:2018-11-02

按照“电气与信息融合、强弱电并重、软硬件结合”的新工科建设思路,在电气工程及其自动化国家特色专业,电力电子与电力传动山东省特色重点学科,自动化山东省特色专业,“信息技术与课程教学深度融合模式探索”等教育部和省级教研项目的推动下,经过多年的建设和实践,将电气信息类专业共同开设的核心课程资源重新整合,构建了电气信息类专业基础课程六位一体的优质平台,包括:

师资队伍百千万人才工程1人、山东省有突出贡献的中青年专家1人、山东省教学名师1人,双师型教师比例达到50%1个山东省高校黄大年式教师团队,1个山东省电工电子教学团队,1个山东省高校优秀科研创新团队。

精品在线课程构建了“5个类别多个模块”的专业基础课程体系,建成10门山东省精品课程、12门信息化改革课程,探索四融五化教学模式,设计教学有效性评价指标体系,信息技术与教学的深度融合成效显著。

新形态教材创建“五位一体”新形态教材体系,出版12部教材,其中,2部“十二五”国家级规划教材, 5部“十一五”国家级规划教材,2部教材获山东省优秀教材一等奖、1部二等奖。

教研与科研承担省级以上教学研究课题6项,2012年以来,发表教学研究论文31篇,获得山东省教学成果特等奖1项、一等奖1项、二等奖2

主持国家863计划课题2项、国家自然科学基金项目4项,获省级科技进步一等奖1项、二等奖2项。

虚拟实验平台开发线下虚拟实验205个,在线网络虚拟实验93个。

实践教学平台创新12345”实验教学模式,建成1个实验教学示范中心,5个校内创新创业实践基地和19家校外教学科研实践基地。

围绕平台建设,重点做了以下工作:

(1)构建5个类别多个模块的专业基础课程体系

依据OBE理念,按照毕业要求与课程体系的对应关系,将电气信息类专业基础课程按内容相关性和科学内涵,构建“磁与路类、电子类、信息控制类、计算机类、电机类”5个类别多个模块”的专业基础课程体系,对不同类型的培养目标,采取不同的培养方案和不同的学分要求,发表了“电气工程及其自动化专业人才培养模式与课程体系研究”等论文。

 (2)探索信息技术与教学的深度融合

围绕着三个转变四个重点的原则进行。

三个转变以教为主向以学为主转变,以课内为主向课内外结合转变,以结果考核为主向结果和过程结合转变,强调理论、实践、应用相结合。

四个重点重在教学设计的合理,重在课程资源的丰富,重在教学模式的形成,重在学习评价的构建,形成一个有效的闭环系统。

创建了“四融五化”混合式教学模式。

四融将翻转课堂融入教学、将对分课堂融入教学、将问题导向融入教学、将合作学习融入教学。

五化教学实验一体化、虚拟实验全程化、认知过程层次化、综合设计项目化。

 (3)编写与系列课程体系配套的教材,创建了新形态教材体系

新形态教材指以纸质教材为基础,纸质文本与相关数字资源整体规划设计,多种形态的资源(音频、动画、图片、视频案例等)通过二维码技术与文本有机紧密关联,支持学习者通过移动终端进行学习的新型教学和学习资源集合体,出版了12部教材,发表了模拟电子技术基础课程的立体化教材建设论文。

   (4) 将教学改革成果融入教学内容,科研促进教学内容的更新

将教学改革成果融入教学内容:将教学改革成果融入教学内容,以模拟电子技术课程内容改革为例,主要思路是“精选内容,软硬结合,注重应用,启发创新”。

科研促进教学内容的更新:将教师的科研成果引入教学与实践,如研制的“有源配电网静态模拟系统”,使学生感受到真实配电网的实际运行情况,模拟系统每一个符号都对应着屏后的一个元件,用来模拟现场的实际设备。发表了“静态并网型分布式发电模拟装置的研究与实现”等系列科研促教学论文。

(5)研制适合系列课程课堂教学和实践的虚拟实验

将虚拟实验“进教材、进课堂、进寝室、进实验、进设计”。开放式网络虚拟仿真实验能够进行虚拟实验的自动指导、自动批改、成绩统计查询等功能,发表了 “基于Matlab/Simulimk的直流调速系统虚拟实验教学”等系列论文。

(6) 创新“12345”实验教学模式

创新“一强化、二主线、三引入、四层次、五平台的“12345”实验教学模式。发表了“信息化背景下培养学生创新能力的实践教学改革”等系列论文。

①“一强化”形成以学生为中心的实验教学新模式,强化学生的科学思维和创新意识。

②“二主线”将系列实验和实践教学按硬件(实物)实验和软件仿真两条主线来安排。

③“三引入”将信息技术引入实践教学、校企合作引入实践教学、研究成果引入实践教学。

将信息技术引入实践教学:将信息技术与实践教学深度融合,以培养学生敢于表达自己的主张,形成探究学习的习惯。

校企合作引入实践教学:与山东铝业公司等19家企业联合建立了校外教学科研实践基地,学生在基地完成部分实践教学环节。

研究成果引入实践教学:通过实施导师计划,科研项目转化计划等项目,将教师的科研成果转化为教学案例和教学仪器设备,使学生通过实实在在的科研项目加深对理论知识的理解,锻炼学生的科研能力,培养创新意识。

④“四层次”把实验分为“基础层、设计层、综合型和开放层”四个层次的教学,开发了便携式实验箱口袋实验室等,学生可以把实验箱带到宿舍或教室,自主地进行实验,引导学生研究性学习。

⑤“五平台”创建了5个层次实践教学平台,发表了“提高大学生创新能力的教学探索”等系列论文。

引导启发实践平台:“兴趣”和“成就感”是激发学生主动学习的最大动力;在大一开设“电工电子工程引导性实验”,设计“引导性实验”项目,引导和激发学生的学习兴趣和求知欲望。

基础训练实验平台:基础实验学习与基本实验技能训练。

综合应用实践平台:教学内容涉及系统设计与虚拟实验等。

工程实训实践平台:集中时间对学生进行一些小型电气信息类工程项目的训练,培养学生的设计、制作与工程应用能力,激发学生的创新潜力。

创新创业实践平台:依托学校和学院创新创业类课程资源,开设《创新思维训练》等课程,建成了2个校内创新创业实践基地。

 (7)成果推广应用范围

①成果覆盖面广

该项目的系列课程覆盖了我校电气工程及其自动化、自动化等13个专业,其优质的平台建设使得每年有近3000余名学生受益,2015-2017年的课程成绩统计分析显示,12门信息化深度融合的课程,其学生成绩不及格率总体呈下降趋势,优、良率整体呈上升趋势,各层次实践教学训练和创新设计的锻炼极大地提升了学生的创新能力,近3年,获国家一等奖38人次,二等奖93人次;省级一等奖162人次;2016年承担国家级的大学生科技创新实验项目30项。

     ②教材建设硕果累累

在出版的12部系列教材,其中十二五国家级规划教材《单片机原理及应用》已再版4次,发行3万多册,十二五国家级规划教材《模拟电子技术》已发行1万余册,出版的系列教材被济南大学、中国石油大学20余所高校选作教材或参考书。

③教研论文影响力

2012年以来,课题组成员发表教学研究论文29篇,总计下载次数5392次(知网数据)。

④国内交流愈加深入

是全国电工电子开放课程建设联盟理事,是山东省电工学教学研究会副理事长,2015年以来,主持人作为专家,在国内教学会议和各大院校作邀请报告20余次,其中在全国第二届电工电子在线开放课程建设与应用研讨会、山东省高等学校电工学研究会20周年年会、山东省高等学校新工科建设论坛暨省属高校课程联盟、苏鲁皖高校电子线路课程教学研究会等会议上均作了邀请报告。


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