應用型電氣工程及其自動化專業實踐教學建設與實踐

摘要：在新建應用型本科院校中，除了讓學生掌握系統的專業理論知識，更需要加強對學生的實踐與創新能力的培養。以金陵科技學院電氣工程及其自動化專業為例，闡述了以“課程設置崗位化，課程組織模塊化，課程實施工程化”的“三化”標準構建實踐教學體系，以“技能推動，項目驅動，創新帶動”的“三動”理念促進實踐教學改革，取得了良好的實施效果。

關鍵詞：三化；三動；應用型；電氣工程及其自動化；實踐教學改革

作者簡介：劉旭明（1975-），男，江蘇宿遷人，金陵科技學院機電工程學院，副教授。（江蘇#8194;南京#8194;211169）

基金項目：本文系教育部人文社會科學研究專項任務項目“工程科技人才培養研究”（項目編號：13JDGC018）、金陵科技學院教學改革項目（項目編號：40713017）的研究成果。

中圖分類號：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2014）14-0170-03

金陵科技學院作為一所新建地方應用型本科院校，在人才培養中堅持以社會需求為導向，以培養學生能力為根本，堅持“知識、能力、素質”協調發展，培養“高素質、應用型、復合型、創新型”的高級應用型人才。電氣工程及其自動化專業作為一個應用型工科專業，始終把實踐教學作為培養學生應用能力和創新能力的主要手段，近年來在學校教學主管部門的領導下積極進行實踐教學改革的探索，不斷更新實踐教學理念和高實踐教學質量與水平，以“課程設置崗位化，課程組織模塊化，課程實施工程化”的“三化”標準構建實踐教學體系，以“技能推動，項目驅動，創新帶動”的“三動”理念促進實踐教學改革，全面促進了學生實踐應用和創新創業能力的培養。“三化”與“三動”的關系如圖1所示。

一、以“三化”構建實踐教學體系

電氣工程及其自動化專業以“課程設置市場化，課程組織模塊化，課程實施工程化”的“三化”標準構建實踐教學體系。一是在實踐課程的設置上“崗位化”，即以就業崗位需要為目標設置了當前學生求職時所需技能必備的實踐課程。二是在課程的組織上“模塊化”，按照“基礎實踐課程、專業實踐課程、研究創新性實踐課程、社會生產實踐課程”設置了4個實踐課程模塊。三是在實踐課程的實施上“工程化”，即選擇工程化的課題實施實踐教學，課題的設置以滿足實際工程應用為標準。

1.課程設置崗位化

當前的工程教育是動態的，隨著電氣行業新產品、新技術的不斷出現，本科應用型人才的課程設置尤其是實踐課程的設置必須通過市場調研不斷進行更新和調整。電氣工程及其自動化專業在培養計劃的制訂中堅持高等應用型院校的工程教育須以求職為導向，在實踐課程課目的選擇和安排上堅持以市場需要為目標，在培養計劃中設置了當前學生求職時所需技能必備的實踐課程，重點培養學生學以致用、理論聯系實際以適應將來求職之需的能力和素質。在實踐教學效果評價上，將學生的從業能力作為檢驗人才培養質量的重要指標。

通過與企業及行業的專家交流，金陵科技學院結合對畢業生調查反饋，在歷年的培養計劃修訂中及時對實踐課目的選擇進行調整和完善。除了專業課程的基礎性實驗之外，本專業重點加強集中性實踐環節的課程教學，根據調查統計，電氣專業的畢業生在畢業后一部分從事企業的電氣控制與維護工作崗位，故安排了電工工藝實習、電機控制設計、電氣工程系統設計等集中性實踐課程；一部分學生從事電力系統工程實施和維護工作，故安排了電力電子實習、電力工程實習、電力系統設計等強電方面的集中性實踐課程；一部分從事單片機系統開發工作，故安排了電子技術設計、單片機系統設計、電工電子綜合設計等弱電方面的集中性實踐課程；還有的是從事自動化生產線方面的工作崗位，故安排了自控系統設計、系統仿真設計、綜合實踐等集中性實踐課程。

2.課程組織模塊化

在電氣工程及其自動化專業的人才培養方案修訂中，合理配置、循序漸進地安排基礎性實踐課程、專業性實踐課程、研究創新性實踐課程、社會實踐課程四個模塊組成的實踐教學內容，全面培養學生的基本實踐能力、專業應用能力、創新能力和綜合實踐能力，并將各專業課程教學的目標和任務落實到具體的實踐教學環節中，讓學生在實踐教學中掌握系統的電氣工程師必備的技能和技術，達到本專業具體的實踐能力標準。電氣工程及其自動化專業實踐課程模塊如圖2所示。

從上述實踐課程模塊中可以看出，電氣工程及其自動化專業的實踐教學體系按照“基礎實踐課程、專業實踐課程、研究創新性實踐課程、社會生產實踐課程”四個實踐課程模塊進行組織。其中基礎實踐課程模塊主要由各專業課程的課程實驗組成，目標是培養學生的基本實踐能力；專業實踐課程模塊主要由專業課程的集中性實踐環節組成，目標是培養學生的專業實踐能力；創新性實踐課程模塊主要由集中性實踐課程中的綜合性課程為主，配合各類創新實踐項目和學科競賽等，目標是培養學生的研究創新能力；社會生產實踐課程模塊主要由社會生產實習、畢業實習及畢業設計等課程組成，目標是培養學生的專業與社會適應能力。

3.課程實施工程化

在安排實踐課程的教學內容時，改變以往的實踐課程內容主要是驗證教材的原理性理論知識。在實踐課程的實施時，按照電氣工程行業的工程應用來設計教學內容，要求學生完成一個完整的工程化課題，以培養學生在電機及其電力拖動技術、電力電子與電氣傳動技術、電氣控制技術、電力系統自動化技術等方面的工程技能，增強學生在電氣領域的知識應用水平和綜合創新能力。在學校立項建設的“電氣工程及其自動化專業集中性實踐課程指導教程”編寫過程中，各個專業課程均在此作出了較為明確的規定，不拘泥于某一具體的課題，而是結合當前的工程應用進行開放式選題，在課題選擇時注重工程化應用。

二、以“三動”促進實踐改革

電氣工程及其自動化專業在實踐教學的建設與改革過程中逐漸形成了“技能推動、項目驅動、創新帶動”的“三動”并舉式學生實踐能力培養模式。“技能推動”是學生應用能力培養的三大動力之一，是一個“注入”的概念，是培養學生應用能力最直接的手段，通過對學生職業技能的培養推動實踐課程改革、優化實踐課程結構、夯實學生實踐基礎。“項目驅動”是通過在集中性實踐教學環節具體實施中采用項目化教學，通過一個完整的項目對專業課程進行知識融合，是一個“集聚”的概念，是提升層次、促進知識結構調整的重要載體。“創新帶動”是依靠創新項目和學科競賽激發與帶動學生自主學習能力與創新能力的提升，是一個“轉化”和“釋放”的概念，是學生實踐能力培養的最終目標。

1.技能推動

職業能力作為高等應用型院校學生最基本的能力，是他們走向社會并成功立足、求得生存的基石和看家本領。在定位人才培養目標時，首先培養的是面向電氣工程及其自動化行業某一職業崗位的應用技術型人才。為了使學生在校期間具備一定的職業特征，金陵科技學院在加強學生實踐動手能力的同時，將職業資格考證納入實踐教學內容。以卓越工程師的標準要求學生的職業能力培養，讓學生在畢業前完成崗前培訓，獲得與本專業相關的職業資格或技術等級證書，保證了學生畢業時具有從事某項職業工作的上崗資格和基本的專業技能，為就業又增加一塊“敲門磚”。目前，我們開設了“維修電工中級”、“維修電工高級”、“計算機輔助設計”、“三菱電機自動化系統應用工程師”、“IAAT項目認證工程師”等職業技能鑒定的培訓與考證。電氣專業與國家、省、市職業技能鑒定部門合作，建立基于職業技能訓練要求和職業資格考試訓練要求的職業基本技能訓練平臺與相應的考證考級平臺，專業每屆學生的職業資格證書持有率達到85%以上。

2.項目驅動

傳統的教學過程突出“以教師為中心，以教材為中心，以課堂為中心”，在這種模式中教師是教育的主動實施者，而學生是被灌輸知識的對象，是被動接受者。項目驅動教學法是指在教學實施過程中，以學生為中心、以實際項目為驅動的教學方式。這種模式中，學生是知識的主動建構者，教師是教學過程的組織者、指導者，教材所提供的知識不再是教師唯一傳授的內容，而是學生主動建構的對象，師生在實訓室共同實施一個完整的項目案例。在項目驅動法中，學生不再把學習當做負擔，而是根據項目需求來主動學習，由被動地接受知識變為主動地尋求知識。F. J. Philip認為“項目驅動教學法旨在引導學習者融入有意義的項目完成的過程之中，讓學習者積極地進行探究與發現，自主地進行知識的整合與建構，以現實的、學生生成的新知識和提高完成項目任務的能力為主要成就目標，項目完成的過程也是學習者學習活動進行的過程”。項目化教學實施過程如圖3所示。

（1）成果驅動。項目的主題與真實世界密切聯系，以成果為驅動力。在實施項目驅動教學的過程中，要求學生必須以一個實際的電氣項目為課題，并在答辯時展示設計成果。從已經開展的項目化教學課程中，學生的設計成果具有非常強的實用性和創新性，例如圖書館座位自動顯示系統可實時根據溫度調節轉速的電風扇、可冷熱兩用的飲水機等實物系統。部分設計成果鼓勵學生申報實用新型專利，或者發表論文。

（2）綜合性。項目的選取既可在本專業也可跨專業選取實施綜合性項目，具有學科交叉性和綜合能力運用的特點。在學生選項目的過程中，注重引導學生融合已經學習過的各種專業課程。例如在第四學期開設的“電工電子綜合設計”課程，要求學生必須融合電路分析、電工基礎、模擬電子、數字電子技術等已經學過的課程，同時有條件的同學還加入了檢測技術、單片機應用技術等后面學習的課程。第七學期開設的“綜合設計”課程要求學生融合電路、電子技術、檢測技術、計算機控制技術、電機學、電氣控制與PLC、單片機技術、人機界面、網絡與通信技術等大多數專業課程。

（3）自主性。學生根據自己的興趣選擇內容和展示形式的決策機會，學生能夠自主、自由地進行學習，從而有效地促進學生創造能力的發展。學生全程參與項目的計劃、實施以及管理。從項目的確立到團隊成員的成績核定，學生不僅僅是這個項目的參與者和實施者，也是管理者。分組以后學生推選出組長，組長的職責相當于項目經理，負責人員的組織、時間的把控以及最后組員平時成績的核定。

（4）開放性。主要體現在學生圍繞主題所探索的方式、方法、展示和評價具有多樣性、選擇性，項目計劃的確定、實施等均由學生討論決定。學生在教師的指導下親自處理一個項目的全過程，學生全部或部分獨立組織、安排學習行為，解決在處理項目中遇到的困難，提高了學生的興趣，自然能調動學習的積極性。

（5）學習評價的多元性。項目教學法的評價注重學生在項目活動中能力的發展，測評內容包括學生參與活動各環節的表現以及完成項目成果的質量。在對實踐課程的驗收環節中，結合校內的“電工技能大賽”、“電工電子設計大賽”、“自動化系統應用競賽”等賽事自行設計評審表，通過對項目成果的綜合評定，包括學生團隊的現場答辯演講能力、現場實施能力、現場協調能力進行考核，同時考核項目成果的實用性、創新性、綜合性等方面指標，對學生的學習效果進行綜合評價。

3.創新帶動

主要通過學科競賽和參與教師科研等方式培養學生的創新能力，以形式多樣的各種創新活動全面促進學生綜合應用能力的提高。

（1）學科競賽。創新型人才的培養分不同層次和類型，主要有學術型知識創新人才和應用型技術創新人才。新建本科院校定位于培養具有創新精神和實踐能力的高級應用型人才，盡管學校學術型知識創新不足，但適宜培養地方所需的應用型技術創新人才。從新建本科院校承擔的使命來看，新建本科院校一般是地方的“科技中心”，重在解決生產生活中的技術難題，技術創新占主要任務，培養應用型技術創新人才為主。對于電氣工程專業，諸多學科競賽的題目都采用富有現實意義的問題，要求擬定解決方案或按所設置的測試標準設計、制作作品。

建設“學生科技活動、學科競賽以及校企共建的綜合創新實驗室”三位一體的學生創新創業訓練平臺。為了保證學生有足夠的時間和濃郁的創新氛圍，金陵科技學院設立了一個開放性的創新實驗室，依托電氣系“科技創新菁英協會”，學生開展自主創新活動。創新實驗室每天對學生開放，由學生自主管理，并邀請專業水平高、科研能力強的教師為指導教師，平時由指導教師或學生提出題目，獨立或合作完成設計方案。在實踐過程中，指導教師只起答疑指導的作用，給學生提供動手實踐的機會。開放創新實驗室的建立為學生創新能力的培養提供了一個不可替代的活動平臺，讓學生有一個可以交流創新思想、實現技術創新的場所。

（2）教師科研。學生通過參與教師與企業產學研合作的課題實踐，與教師一起解決實踐中遇到的技術難題。電氣工程及其自動化專業實踐教學改革最終是以培養學生創新精神、創新能力和創新素質為目標，鼓勵教師將科研成果和在研項目引入實踐教學環節，開設研究性實驗項目、擬定課程設計課題，讓學生能夠參與到真實的科研項目和科學實踐活動當中。

（3）創新項目。本專業在鼓勵學生參與教師科研的同時，還積極推進大學生實踐創新訓練計劃的實施，鼓勵學生獨立承擔實踐創新和科研項目。學生獲得江蘇省大學生實踐創新訓練項目，并與指導老師合作一起申報了一項實用新型專利，學生通過這些項目的申報和研究，更大程度上鍛煉和提高了自己的實踐創新能力。

三、結束語

經過近三年的實踐教學改革，80%的集中性實踐課程實施了項目化教學，開放實驗室隨時可見學生在實踐，學生職業證書持證率85%以上，參與學科競賽等科技創新活動學生比例占50%以上，近三年歷屆畢業生的協議就業率均為100%，而且經第三方調查畢業學生對本專業的滿意度也較高，說明本專業的實踐教學符合了應用型人才培養的要求，基于“三化”加“三動”的應用型電氣工程及其自動化專業的實踐教學成果具有一定的應用性，適合在應用型高校各工科專業的學生職業技能、工程應用、創新能力培養方面予以嘗試和推廣。

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（責任編輯：王祝萍）