电气与新能源综合实验教学中心建设探究

姚志树， 周云龙， 胡国文， 何坚强

(盐城工学院 电气工程学院， 江苏 盐城 224003)



电气与新能源综合实验教学中心建设探究

姚志树， 周云龙， 胡国文， 何坚强

(盐城工学院 电气工程学院， 江苏 盐城 224003)

以省级实验教学与实践教育中心建设点“电气与新能源综合实验教学中心”的建设实际情况，结合验收标准对实验中心进行了实践实验教学资源、师资队伍结构、实践教学体系和教学方法以及原有管理体系管理方法等方面进行改革。建成实践实验理念先进，管理科学规范，教师队伍经验丰富，教学设备精良，具有较大辐射作用的省级示范中心。培养具有良好的学习能力、实践能力和创新、创业能力的高素质工科应用型人才，满足建设特色鲜明的高水平应用型大学的需求。

实验教学示范中心; 电气与新能源; 建设与改革

0 引 言

随着教育改革的深化和素质教育的全面推进，高等教育和科技进步、经济发展的结合日益强化，高校实验室的作用越来越重要。推进实验教学改革、加快实验室建设步伐，是高等学校面临的重要任务。高校的实验教学与实验室建设的水平，客观地反映了学校的办学实力，是学校人才培养质量的重要标志和教学水平、科研水平、管理水平的重要体现，也是学校可持续发展的重要资源和基础[1-5]。

电气与新能源综合实验教学中心是在1988年建立的电气技术专业类实验室的基础上，经过多年建设和多学科整合后于2011年组建成立，成为省级示范中心建设点。中心下设电气工程及其自动化、自动化、建筑电气与智能化、新能源科学与工程专业类实验室，以及服务面向全校的电工电子训练中心和一个监控中心。其中，电工电子训练中心已于2007年建设成为省级示范实验中心。依托电气与新能源综合实验教学中心，按照“面向行业、强弱结合、电气工程为本”的人才培养定位，以电气与新能源技术应用能力和创新意识培养为主线，完善电气类实践教学体系，提高专业人才培养的质量[5-7]。

为了实现上述培养理念，实验中心在获批省级实验教学示范中心后提出新的改革思路：① 对盐城工学院原有的电类实践实验教学资源进行改革和整合；② 对原有电类实践实验教学的师资队伍进行优化配置改革；③ 对原有电类实践实验教学体系和教学方法进行改革；④ 对原有管理体系和管理方法进行改革。

1 改革和整合实验、实践教学资源

1.1 改革实验教学体系与教学内容

中心面向全校各专业的电工电子实践实验课程体系和计算机实践教学体系进行了调整，同时对面向电气和信息类的各专业实践实验教学体系进行了具体改革。中心从顶层设计和全校角度出发构建了电气与新能源综合实验教学中心的实验、实践教学体系，具体体系图如图1所示。

中心配合全校开设电工电子课程各专业的教学内容改革相应的实验、调整实践教学内容；中心重点加强了电气工程及其自动化专业、自动化专业、建筑电气与智能化专业和新能源科学与工程专业的实验、实践教学内容改革。相对应的各专业实验、实践内容和能力培养改革如下。

(1) 电气工程及其自动化专业下分电力电子与电力传动和城市供用电技术两个方向；电力电子与电力传动方向主要培养拖到系统的静/动态分析能力、拖动系统的工程设计能力、电力电子电路的工程设计能力、系统的仿真/分析能力等；城市供用电技术方向主要培养供配电系统设计/计算能力、变电所运行/检修和处理故障的能力、系统的仿真/分析能力等。

(2) 自动化专业实验、实践内容主要培养建材工业自动化仪表应用能力、运动控制系统的应用能力、过程控制系统的应用能力、工业网络控制系统的应用能力和工业自动化控制系统分析设计能力等。

(3) 新能源科学与工程专业实验、实践内容主要培养风力发电机组电气数据和太阳能光伏发电系统数据检测、风力和太阳能光伏发电系统数据分析和计算、风力和太阳能光伏发电系统电气元件参数选择和初步设计、风力和太阳能光伏发电系统电气工程初步设计及机组维护和管理能力等。

(4) 建筑电气与智能化专业实验、实践内容主要培养楼宇设计施工图识读能力、楼宇自动化设备选型和安装使用能力、楼宇自动化信息处理能力、楼宇设备自动化系统初步工程设计和系统集成能力、楼宇设备自动化系统工程建设与管理能力等。

1.2 教学效果与成效

电气与新能源综合实验中心一直重视学生实验能力的培养，中心面向电气和信息类专业学生开展实践教学并建立完善的技能培养方案，通过课内讲授与课外训练加以贯彻各专业实践内容培养要求；中心注重实验教学的改革，在实验教学内容上加强对学生基本理论和基本技能培养，减少单纯的验证性实验，增加综合性实验和研究性实验；实验教学具有独立性、主动性、创新性，提高了实验教学的整体水平，加强了对学生实际动手能力和创新能力的培养[8-9]。

针对不同专业、不同课程的学生，共开设实验项目353个。在实验内容安排上坚持由浅到深、由简单到复杂，充分调动学生学习的主动性，让学生通过实验教学进一步巩固课堂理论知识、掌握基本的实验操作方法、正确使用仪器设备、认真观察实验现象、养成良好的实验习惯。对不同的实验进行科学分组，充分调动学生实验的热情，不断提高实验教学质量。

2 优化改革师资队伍

2.1 明确队伍建设建设目标

中心加强实验教学师资队伍建设，努力建立和培养一支适应实验教学改革、提升实验室水平的实验教学师资队伍，为此，在学校支持下，3年中，共引进8名博士和5名硕士充实实验室专兼职教师队伍；同时，不断提升现有教师的学术水平和能力，充分做到校内资源共享，大力推进专职实验教师队伍建设。目前，中心基本形成了一支稳定、高水平而又敬业的教师队伍，各项管理、保障措施日趋完善[10-12]。

2.2 人员结构合理

实验中心现有79人，由专、兼职的实验教师组成。其中博士22名，副高以上职称教师41名，硕士以上学位71名。中心人员队伍结构职称、学历、年龄配置合理，能满足教学要求和国家规定的专兼职人员学历层次要求。

近3年来，电气与新能源综合实验教学中心教师承担国家级项目2项，市厅级以上纵向项目11项，横向项目16项，到帐经费144.05万元。在国内外重要期刊发表论文150多篇，其中核心期刊100多篇，被SCI、EI、ISTP收录70多篇。取得知识产权11项，其中发明专利6项，实用新型专利2项，软件著作权3项。有12人接受过企业工程实践训练半年以上，有8人长期深入企业从事科技服务和技术改造工作，有5人直接从企业引进，具有多年工程实践经验。

3 改革实验教学方法与手段

实验教学方法和教学手段改革如下：① 采用多媒体教学和实物教学相结合；② 采用网络课件教学和实验室课堂教学相结合；③ 采用虚拟实验平台和真实实验平台教相结合；④ 采用视频公开课与实验室实验课程教学相结合的教学手段；⑤ 采用计划内实验项目和自主创新实验项目教学相结合的教学方法与教学手段；⑥ 采用验证性、设计性、综合性分层次螺旋上升的实验项目教学方法。

4 改革管理模式

4.1 完善管理体制

电气与新能源综合实验教学中心为校、院两级管理体系，下设电工电子实训中心和电气工程学院实验中心两个分中心，于2011年申请成为省级中心建设点后电气工程学院研究决定划分5个模块来建设，5个模块构成一个完整体系(见图2)。

4.2 建设管理信息平台

为了充分发挥计算机和网络通信技术在现代化教育中的重要作用，中心十分注重信息平台和网络环境建设，建立了网络化的实验教学和实验室管理信息平台，实现网上辅助教学和网络化、智能化管理[13]。

(1) 门禁和视频监控系统。电气与新能源综合实验教学中心建设完成监控中心，主要功能为实验室和周边环境进行视频监控，各实验室设置门禁系统，与校园卡对接实现一卡通，目前电气工程学院和信息工程学院已建设完成，电工电子实训中心准备下期建设。监控中心已实现实训预约，学生教师可以从网络平台上预约开展实验和科研项目测试，结构图见图3。

(2) 门户网站和管理信息系统。利用学校的网络系统，建立电气与新能源综合实验教学中心信息网络平台见图4，为师生提供一个良好的网络教学与学习环境，并通过建设学校天空教室网、精品课程网和实验中心实验课程网，使学生可以方便地进行网上学习；所有网站资源均24 h开放使用，师生可以随时查找，中心网络信息平台立足本校面向社会开放。

通过信息网络平台加强对学生实验的跟踪。教师可以通过网站的师生交流平台及时了解实验课程、实验室使用情况和学生在实验过程中各个环节的实验操作的状态变化，并及时对学生的反映作出相应的措施；学生可以通过该平台与教师和同学进行在线交流，从而形成良好的学习环境。

激发学生学习的自主性和积极性。教师和学生可以通过网络平台，进行专题性的学术交流讨论，在网络正常管理下，形成一个公开的学习交流环境。

前置胎盘并发胎盘植入属于临床较为严重并发症，会对产妇与胎儿的生命安全造成直接威胁。胎盘植入具体是指：胎盘绒毛由于子宫脱膜比较严重，因发育不良等原因渗入在子宫肌层内，若是缺少有效处理，则会直接造成产中、产后大出血，同时还会发生子宫穿孔与破裂等，甚至存在死亡风险[5]。

学生可以通过网络平台，全面的了解各高校基础实验室的基本情况，以便于学习其他高校的先进教学方法、测试手段、教学经验等，可以自主设计实验项目通过网络申请使用实验室。

学生已在教学实验中心的网络平台上进行实验课程的开放教学，教学效果较好，争取在今后的网络信息平台上扩充教学内容和自主学习环境，将信息平台的作用充分发挥出来。

图3 电气与新能源综合实验教学中心管理信息平台结构图

4.3 理顺运行机制

中心加大实验室的开放力度，通过完善各项制度，构建开放、科学、规范的管理运行机制。

目前，中心围绕实验设备运行与管理机制、实验教师队伍管理运行机制、培养方案规定的课内实验教学运行机制、培养方案规定的课内实验教学开放运行机制、学生自主设计的实验项目开放运行机制、学生创新实践训练项目运行机制建设、大学生学科竞赛实践项目运行机制建设和对校外实验与科技服务运行开放机制，建立健全了相应的规章制度[12]。

围绕实验中心的开放，实验室于每学期初制定实验室开放计划，在完成实验教学任务的同时，采取各种方式对全校师生实行全方位开放，所有实验室均实行全天开放，其中课内实验由实验室提供实验项目对学生实行预约式开放，课外实验则以学生自带课题或以参与老师科研实验等方式由学生填写开放实验申请表，经实验中心同意后即可进入开放实验室。在开放管理方面，课内开放实验由指导老师负责实验室的使用和管理。课外实验有指导教师在场指导进行，并由指导教师参与实验室的管理。在开放实验项目方面，可以是中心提供选修项目，也鼓励学生自带课题或以参与老师科研实验等方式进入开放实验室。

目前实验中心开放实验室支持的大学生创新项目有：全国“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、江苏省大学生电子电气大赛、全国大学生电子大赛、全国大学生机器人大赛，全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛以及盐城工学院的各种技能大赛等。实验中心派专门人员负责各种大赛的培训和指导工作。

5 示范辐射

5.1 省内外高校的交流

实验中心加强与国内外和省内外高校合作交流，3年来中心先后接待英国格林威治大学、东南大学、中国矿业大学、陕西科技大学、浙江湖州学院等国内外23多所高校学者参观访问，实验中心的建设理念与建设方法得到普遍认同。中心多次组织实验教学交流与示范交流活动，管理模式已在校内得到推广，为高校系统的实验室建设提供示范作用[13-15]。

5.2 建设成果在校内外得到广泛应用

实验中心自行研制以及与企业共同开发了新能源技术应用实验装置、计算机控制装置、单片机应用实验装置、电气控制装置等多种类型实验仪器设备，被成功应用于实验教学过程，其中，室内外风力发电系统、计算机控制实验系统、电气PLC等实验装置已被许继集团、启东计算机总厂有限公司等企业推广应用，实验中心的建设方法被外校借鉴引用。编写的《民用建筑电气技术与设计》、《电气控制与PLC》、《单片机原理及应用》、《现代民用建筑电气工程设计》、《工控机及组态控制技术原理与应用》、《电子系统设计与实践》、《电工电子实验技术》等教材在全国多所院校广泛使用。其中《现代民用建筑电气工程设计》、《建筑电气控制技术》、《电工电子实验技术》、《电气控制与PLC》等教材被评为江苏省精品教材。

5.3 实验中心教学资源共享

实验中心除了服务于电气学院学生各类实践(实验)教学， 同时服务于全校学生电工电子课程实验、检测技术、微机原理、过程控制与仪表、电气控制技术等专业课程实验，此外还为同城高校学生提供教学服务，为盐城师范学院物理科学与电子技术学院学生、盐城工业职业技术学院机电学院学生提供实践教学服务。现已培训校外相关专业学生达到9 000人时数。

5.4 社会服务功能得到延伸

实验中心注重与地方政府和企业的联系，面向社会开放，实验中心接待地方企业、事业单位学习展多种形式的技能培训、技术咨询、产品开发、校企合作等[16]。承接横、纵向科研项目及教改项目，扩大中心在社会的影响。实验中心与西门子自动化、力控组态公司等国内外知名企业合作共建实验室。目前，中心已成为落户于盐城的国家海上风电技术装备研发中心以及西门子用户、三维力控、长虹集团、同和涂装装备公司等企业的相关科技人员的培训基地。现已培训相关工程技术人员达到7 060人时数。

6 结 语

经过几年实践和建设，结合自身情况，电气与新能源综合实验教学中心按照“拓宽基础、强化应用、重视实践、整体优化”原则制定各专业培养计划，不断改革教学方法，积极推进实验中心实验室开放，为各类学科竞赛提供实践平台。具备了一定的特色和示范性，取得了一些成果。中心的建设是一项系统工程，今后我们继续以创建国家级实验教学示范中心为目标，不断发展、完善，通过现代化和科学化的管理，不断提高实验教学质量，为社会培养具有创新意识、创新精神和实践能力的高素质应用型人才。

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Construction Research of Provincial Electrical and New Energy Demonstration Center

YAOZhi-shu，ZHOUYun-long，HUGuo-wen，HEJian-qiang

(College of Electrical Engineering， Yancheng Institute of Technology， Yancheng 224003， China)

According to actual situation of construction of "Provincial Comprehensive Experimental Teaching Center of Electrical and New Energy" in Yancheng Institute of Technology. The experimental center takes the reforms on the four aspects, i.e., experimental teaching resources, teaching staff structure, practice teaching system and teaching method. These reforms combine with the acceptance criteria, and improve the electrical system of practical teaching, improve the quality of talent training. After several years of practice, it has produced certain demonstration radiation effects.

experimental teaching demonstration center; electrical and new energy; construction and reform

2014-12-18

江苏省重点专业建设项目(2012JSZDZY-B185)

姚志树(1978-)，男，江苏盐城人，硕士，讲师，主要研究方向：电力电子技术及电气控制，实验室技术与实验室管理。

Tel.：18361665013；E-mail：zhishuyao@126.com

G 642.0

A

1006-7167(2015)11-0140-05