電氣工程及其自動化鐵路特色專業的建設與實踐

摘要：論述了蘭州交通大學電氣工程及其自動化專業為適應社會發展對高質量人才的需求而進行教育教學改革的情況。結合學校實際情況分析了電氣工程及其自動化專業建立鐵路特色專業方向的重要性和必要性，就特色專業方向的建立、課程設置的優化、師資隊伍建設、配套資源的優化組合等一系列問題進行了探討。特色專業方向的設立經過初步運行已取得實效，為普通高校特色專業發展提供了良好的借鑒作用。

關鍵詞：教學改革；鐵路特色專業；電氣工程及其自動化

作者簡介：蘇宏升（1969-），男，甘肅靖遠人，蘭州交通大學自動化與電氣工程學院電氣工程系副主任，教授；董海鷹（1966-），男，陜西臨潼人，蘭州交通大學自動化與電氣工程學院副院長，教授。（甘肅 蘭州 730070）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）33-0027-03

一、歷史沿革

蘭州交通大學電氣工程及其自動化專業的前身是1958年由姜嘉猷教授等一批電機工程專家組建的電力機車專業和1959年組建的電力機車供電專業。1999年，學校根據國家新的本科專業目錄，設立了電氣工程及其自動化本科專業，并于同年開始招生。2000年，該專業被教育部列入國家管理的專業點名單，并于2004年獲得了財政部的中央與地方共建高校專項資金資助。[1]

電氣工程及其自動化專業自成立以來，沿襲蘭州交通大學（蘭州鐵道學院）多年優良的辦學傳統，本著服務鐵路和面向地方電力系統領域進行人才培養的原則，已為國家培養了1000多名鐵道電氣化工程領域的專業技術人才，為國家建設，特別是西部鐵路建設作出了重要貢獻。

二、專業定位

隨著高等教育教學改革的發展，我國高校高等教育已從精英教育時期轉變為大眾化教育時期，而大眾化教育所面臨的最大問題是畢業生的就業分配問題。嚴峻的就業形勢已經演變成一個備受關注的社會問題，而這僅僅通過提升教學質量，狠抓教學水平的努力是難以辦到的。因此必須從社會分析做起，正確定位，找好高校人才培養和社會需求的結合點，做好高等教育的專業教學改革，完成高校肩負的三項主要職能：人才培養、科研轉化和服務社會。

電氣工程及其自動化專業是我國工科院校普遍設立的一個專業，專業規模相對龐大，就業競爭異常激烈。如前所述，蘭州交通大學如何能夠培養出適應時代需求的學生，在當前諸多高校中占有一席之地，是關系到該專業生存發展的重要問題。為此，蘭州交通大學電氣工程系在對當前該專業深入分析的基礎上，結合原鐵路院校類特色，進行了大膽的嘗試和改革，即將蘭州交通大學電氣工程及其自動化專業定位于鐵路特色專業，在原電氣工程及其自動化專業原有方向的基礎上設立了電氣化鐵道牽引供電和接觸網工程兩個特色專業方向，一方面拓展了學生的就業渠道，進一步明確了教學目標，另一方面兼顧了學生的學習興趣。經過兩年的專業嘗試，證明電氣工程系將電氣工程及其自動化專業定位于鐵路特色專業的實踐是完全正確的，出現了畢業生供不應求的局面，不少人已在本職崗位上取得了良好成績，深受用人單位歡迎。

三、特色專業方向的設立

教育部《普通高等學校專業設置的規定》明確規定：“普通高等學校根據社會特殊需要及自身優勢和特點，可在完成基礎課教學后，在現設專業范圍內自主審定專業方向”。在此規則指導下，蘭州交通大學電氣工程系開展了在電氣工程及其自動化專業下設立特色專業方向的探討和研究工作。

1.電氣專業寬口徑下的問題分析

縱觀當前電氣工程及其自動化專業的狀況，所存在的問題主要表現在：一是人才培養目標不夠明確。部分高校沿襲著我國高等教育中重理論、輕知識傳授的教育理念，忽略了人自身的教育，又缺乏明確的專業定位，導致培養目標過大而無法適應時代需求，也不能適應社會對人才的多層次需求。二是人才培養模式落后，缺乏創新。教學以具體專業為導向，將相應的專業知識灌輸給學生，較少考慮學生是否能將所學知識完全消化，是否形成了合理的知識結構，是否能夠運用這些專業知識解決實際問題。隨著信息技術的高速發展，技術專業化日益突出，培養更加專業的電氣方面人才是社會發展的必然。

2.鐵路特色專業方向建立的可行性和必然性

我國能源資源分布的不均衡以及越來越多的外出務工人員，決定了我國鐵路交通運輸在未來國民經濟發展中仍將占據十分重要的地位，而鐵路電力牽引相比其他牽引方式在高速、重載、環保等方面具有很大的優越性，因而是未來鐵路交通運輸行業主要發展的牽引模式。“九五”后期，隨著一批時速超過200km的客貨共線鐵路和200～350km的客運專線鐵路的建成，我國鐵路進入高速發展期，加上這些鐵路多采用信息技術控制和管理，客觀上決定了對鐵路牽引供電專業的更高要求：要求電氣專業對鐵道知識有深入的理解和掌握；要求作為鐵路自動化、現代化和科技化代表的牽引供電系統要從可靠性到先進性滿足高速鐵路建設的要求；要求現代的電力牽引供電要向專業化、科技化和信息化的方向發展。

目前我國鐵路建設掀起了新一輪高潮，且正在向新疆、西藏等邊遠地區滲透，而這些鐵路建設的特點是高起點和高標準，急需大量掌握現代科學知識的鐵路供電和接觸網方面的人才，從事與牽引變電所與接觸網有關的運營維護工作，確保大動脈的安全暢通。另外，由于蘭州交通大學電氣專業培養目標不夠明朗或培養計劃滿足不了高速鐵路發展的要求，致使人才培養與社會需求脫節，畢業生就業困難。

根據我們在烏魯木齊、呼和浩特、哈爾濱、武漢、鄭州、蘭州等鐵路局和青藏鐵路公司，以及南車、北車等鐵路機車車輛制造企業的調查而得出的結論來看，這些企業每年對牽引供電專業畢業生的人才需求是學校能夠提供的三分之一，缺口達一半以上，而且這些鐵路企業對牽引供電的人才需求還將繼續增長。

一方面是寬口徑下電氣專業學生由于技能欠缺和諸多高校學生人數日益增多帶來的就業壓力；另一方面是鐵路牽引供電專業的人才匱乏，出現了多家用人單位提前到學校爭搶人才而無法滿足人才需求的局面。鑒于此，根據蘭州交通大學原鐵路類院校特色，蘭州交通大學電氣工程系決定在電氣工程及其自動化專業下開辟牽引供電專業方向。同時，考慮到接觸網是電力牽引必不可少的載體，與運營維護工作往往糾結在一起，密不可分，因此又設立了接觸網工程方向。這樣和原來的電力系統自動化專業方向一起，蘭州交通大學電氣工程及其自動化專業共有三個專業方向，即兩個鐵路特色專業方向和一個傳統專業方向，較好地滿足了用人單位的需求，也給學生提供了更多的選擇空間。

四、鐵路特色專業方向改革的具體措施

電氣工程系鐵路特色專業方向一經確定就成為蘭州交通大學的一個重要專業方向，這也是甘肅省乃至西北地區唯一的一個有該方向的本科院校。為了滿足鐵路特色專業方向（即鐵道供電和接觸網方向）的教學要求，院系兩級在人才培養模式、課程設置、教材選取和平臺建設等方面成立了專門的課題研究小組，并得到了學校的大力資助。

1.教學計劃的修訂和課程設置的完善

電氣工程系原有的教學計劃和大綱是針對電氣工程及其自動化本科專業而設置的，具有課程門類比較齊全，覆蓋面廣的特點。缺點是缺乏特色，定向模糊，培養目標不清晰，導致畢業生就業困難。為了能和鐵路特色專業培養目標相匹配，必須對現有的教學計劃進行調整，使之既能符合電氣工程及其自動化專業的培養計劃，又能體現鐵路特色供電專業的培養目標。為此，研究小組認為：新教學計劃的制定應該體現知識的完整性和連貫性；充分反映本課程方向的新技術和發展前景；刪減就繁，除舊布新，突出重點；理論聯系實際，注重實踐能力的培養。正是基于這樣的原則，結合大綱對原教學計劃從公共基礎課程教學平臺、專業基礎課程教學平臺、專業課程教學平臺以及工程實踐能力教學平臺四個方面進行了修訂。[2]

（1）公共基礎課程教學平臺的修訂。除執行全校公共基礎課程體系外，學院還構建了由14門課程組成的計算機應用能力平臺：“程序設計基礎”、“數據結構”、“離散數學”、“微機原理”、“單片機原理及系統設計”、“數值計算與MATLAB方法”、“嵌入式系統設計”、“計算機導論”、“DSP技術及應用”、“數字信號處理”、“軟件開發技術基礎”、“數據庫技術及應用”、“Web技術及應用”、“計算機網絡”，為學生今后的發展奠定了基礎。

鑒于鐵路特色專業方向對數學有較高的要求，因此在修訂計劃時增加了工程數學教學方面的內容，包括“數學物理方程”、“矢量分析與場論”、“概率與數理統計”、“復變函數與積分變換”課程，為學生專業方向課程的學習中打下厚實的基礎。

這樣學生既能在大電類基礎課程教學平臺的寬口徑下學習，又能掌握特色專業方向課的基礎課教學內容，為以后分專業方向學習奠定了堅實的基礎。

（2）專業基礎課程教學平臺的修訂。電氣工程及其自動化專業基礎課程教學平臺包括“電路分析”、“電路實驗”、“電子技術”、“電子技術實驗”、“工程電磁場”、“自動控制原理”、“電機學”、“電氣工程導論”、“電力系統分析”、“電力系統通信與網絡技術”10門課程，與公共基礎課程共同構成大電類基礎課程教學大平臺。

由于接觸網專業對機械和力學知識有較嚴格的要求，因此在專業基礎平臺中增加了“機械設計基礎”和“工程力學”課程，豐富了學生的專業知識面，也為以后學好接觸網專業方向奠定了基礎。

（3）專業課程教學平臺的修訂。電氣工程及其自動化專業課程教學平臺主要涉及“高電壓技術”、“電力電子技術”、“電力系統繼電保護原理”、“電氣測試技術”、“電器控制與可編程控制器”、“電力系統自動化”、“專業英語閱讀與寫作”、“電氣設備狀態監測與故障診斷”、“配電網絡自動化”等課程，與畢業設計、課程設計一起構建專業技能獲取平臺。

專業課程教學平臺的修訂對確保鐵路特色專業方向成功至關重要，因此做了較大的調整。針對電氣化鐵道牽引供電專業方向，增加了“電氣化鐵道供電系統與設計”、“電氣化鐵道供電系統及裝備”、“城市軌道交通供電系統”、“牽引供電所設計與施工”課程以及這些課的課程設計。針對接觸網工程專業方向，增加了“接觸網工程與設計”、“接觸網規程與規則”、“接觸網施工”、“接觸網檢測”以及“接觸網工程與設計課程設計”。上述兩個特色方向除必修課外，均有9個學分的選修課。表1是調整后電氣工程及其自動化鐵路特色專業方向課程教學計劃。

（4）工程實踐能力教學平臺的修訂。工程實踐能力教學平臺的調整主要基于兩方面：一是調整工程實踐平臺本身的實訓內容，如認識實習由參觀劉家峽水電站改為參觀蘭州鐵路局供電段蘭東牽引變電所，生產實習由原來的蘭州電機廠實習改為蘭州鐵路局職工培訓站隴西分站接觸網實訓基地實習。二是開辟新的實訓內容或實訓基地，如增加了有關牽引供電系統和接觸網專業方向的零部件拆裝實習，以及開辟了蘭州鐵路局供電段電調中心實習基地。此外，學院還定期聘請各大鐵路局、設計院、中鐵電氣化公司、青藏鐵路公司等現場專業人員來學院任課或作報告，使得學生們不出校門就能學習到現場的知識。

2.師資隊伍建設的研究

電氣工程及其自動化專業鐵路特色專業方向是一個嶄新的方向，師資力量的配備直接影響到專業建設的成敗。在優化師資配置資源的基礎上，必須加大師資培訓，提高教師的專業水平。具體措施：一是安排教師到相關院校進行實習培訓，加強學習交流。如2008年安排張廷榮、李紅兩位青年教師去華東交通大學學習，安排李亞寧教師去鐵道部第一設計院學習，2009年安排張廷榮、李紅去鐵道部第一設計院蘭州分院學習，2010年安排閔永智教師去西南交通大學學習，提高了教師的理論水平。除了每年安排相關教師進修實習外，學院還著力出臺了“1+2”研修計劃和“1+1”幫帶計劃。二是鼓勵教師利用暑、寒期到工廠或鐵路建設現場實地考察，與現場工人、技師交流學習，做到真正實踐學習。三是在院內積極開展鐵路特色專業方向方面的科研工作，加大對科研方面的投入。通過承擔和參與科研項目，提高教師發現和解決工程實際問題的能力，豐富教師的工程實踐經驗。四是強化教師專業隊伍，引進高水平人才，要特別加強從企業引進具有較高學術水平和豐富工程實踐經驗的高級專業技術人才，提高師資隊伍的整體工程實踐能力和水平。

3.實驗室建設和實習基地的建立

實驗是教學的重要環節，相應的實驗室建設對于專業發展尤為重要。鐵道電力牽引供電系統和接觸網專業方向建立之前，我們就對實驗室建設進行了大量的考察和論證工作，一經專業方向確立就開始了實驗室建設工作。由于鐵路特色專業方向的特殊性和龐大性，所需建設資金缺口較大，研究如何利用有限的資金完成有代表性的實驗設備從而完成實驗室建設，滿足日常教學需求，幫助學生理解和接受所學專業知識提高學生學習主動性異常重要。學校采取了以自我建設為主的方式，同時加強外來資金的引入。一方面，學校利用日元貸款大力建設鐵路特色專業方向實驗室，先期建成電氣化鐵道供電系統模型實驗室，包括一個電力系統沙盤及一個牽引供電系統沙盤；全部償、半補償及接觸網簡單懸掛模型；斷路器、隔開關、互感器、避雷器等牽引變電所電力設備模型；AT、BT及接觸網直供方式下的掛板模型；牽引所二次回路、直流操作電源的掛板模型，滿足鐵路特色專業方向學生學習的基本需求。另一方面，利用財政部與地方共建實驗室和特色辦學機會，爭取國家財政支持。通過各方積極努力，獲得財政部數百萬元建設基金，建立了遠動及綜合自動化實驗室。最后利用現有的實驗設備，學校投入配套資金進行二次開發，展開對遙測、遙信和遙控系統的深入研究，完善實驗室設備和技術。[3]

關于實習基地的建設問題，接觸網專業方向要求學生必須通過相應的安全規程測試，合格后方能上崗，其特殊性決定了實習的重要性。利用現有條件和依托相關企業單位建設新的實習基地是我們必須思考的問題。學校利用蘭州鐵路局職工培訓站接觸網實習基地的優勢，在實習階段將學生送到接觸網實習基地進行接觸網零部件拆裝練習，并設法考取上崗證。另外，和企業積極聯合，建立新的實習基地。如與蘭州鐵路局蘭東供電段達成就業實習協議，給學生一個熟悉和實習的機會，做到理論和實踐相結合。

4.教學方式多樣化，注重學生能力培養

為了增加學生的學習興趣，電氣工程及其自動化專業鐵路特色專業方向的課程從內容到形式上都進行了不斷地嘗試，目的是尋求利于學生學習和能力提高的最佳結合點。

教學內容上不再采取單純的灌輸式教學，而是豐富教學內容。首先在教材的選取上采用“三位一體”的教材，再經過大量的比對，選取最好、最先進的教材。對不恰當的教材經過教師和專業技術人員的共同努力進行修正；課堂采取不同的教學方法，利用多媒體課件教學，一方面從交流單位引進錄像，另一方面根據需要去現場實地制作教學錄像，提高了學生的學習興趣。

課堂教學注重能力培養。為了提高學生能力，充分發揮學生的學習主動性，一些課程采取了教師講授、學生參與的方式。例如，對于軌道交通概論，任課教師講完部分課件后，布置學生課后通過資料查取完成一定任務，并讓學生們課堂講解。由于學生查閱的知識多種多樣，不僅豐富了學生的視野，而且教師在其中也可以學到不少知識，共同受益。提高了學生的學習主動性、自學能力。

五、鐵路特色專業方向取得的實效

蘭州交通大學電氣工程及其自動化專業鐵路特色專業方向一經開始就顯示了極其強大的生命力和發展潛力。在校內受到領導和廣大教師的支持，為學生提供了一個新的就業機會和選擇。經過兩年的建設和發展，得到了鐵路局、設計院、中鐵電氣化局、中鐵建和機車車輛制造企業的認可和好評。目前除部分畢業生考取研究生外，大部分學生已走上工作崗位，總體呈現出供不應求的局面。在最近連續三屆的畢業生就業分配中，無1人待業。在最近連續兩年的高考中，報考該專業學習的學生數量大大增加。該專業與鐵路信號、機車控制兩個專業配套，構造了“三位一體”的學科優勢，填補了學科專業建設的空白。

六、結束語

自1999年電氣工程及其自動化專業恢復招生以來，歷經10年有余。在校、院兩級領導的支持下，電氣工程系教師孜孜不倦、嘔心瀝血，建立了國家特色專業和省級實驗示范中心兩個平臺，設立了電氣工程一級碩士學位授權點和一個工程碩士學位授權點，并吸引了大連交通大學、西南交通大學、華東交通大學、寧夏大學、蘭州理工大學、蘭州工業?？茖W校、河西學院、隴東學院、甘肅工業職業技術學院、酒泉工業職業技術學院、烏克蘭克列門丘格國立大學和斯洛伐克馬捷貝爾大學等院校教師來中心參觀、學習，取得了令人矚目的成績。

參考文獻：

[1]蘇宏升.電氣工程及其自動化鐵路特色專業建設的研究與實踐[J].中國科教創新導刊，2011，（5）：193-195.

[2]趙峰，董海鷹，蘇宏升.構筑培養方案四大平臺 突出人才培養特色 培養高質量的電氣工程專業畢業生[A].第四屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集（上冊）[C].2007：112-115.

[3]Su，Hongsheng，Dong Haiying，Zhao Feng. Research and thinking on experiment-teaching innovation on electric engineering experiment-teaching centre[A].Proceeding of the 2011 International Conference on Economic，Education and Management[C].Hong Kong：Engineering Technology Press，2011：107-110.

（責任編輯：孫晴）