“中國制造2025”背景下電氣自動化技術專業的教學體系優化探討

【摘 要】本文結合當前“中國制造2025”實施過程中對電氣自動化人才的需求，從學生學習、教師能力、課程設置、技能訓練方法及教學設施方面，分析電氣自動化技術專業教學體系在高技能人才培養中存在的問題，并提出了相應的優化改革措施。

【關鍵詞】中國制造2025 技能人才 電氣自動化技術 教學體系優化

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）04C-0156-03

隨著世界經濟格局的變化，中國人口紅利的消失，勞動力成本不斷上漲，政府于2015年發布了“中國制造2025”發展綱領，預示中國制造業的變革。當前國內企業除了大型企業外，尚存在眾多的中小企業，這些中小企業的自動化程度比較低，企業為了生存、降低人工成本，采用自動化技術成為必然的趨勢，使得自動化技術迎來極佳的發展契機。未來幾年間對高技能專業人才需求將會比以往任何時候更加強烈，因此會產生數量龐大的就業崗位。作為培養高技能人才的高職院校擔當著重要的角色，對于從事電氣自動化技術及相關專業技術的教師無疑是一場挑戰，對教師的教學能力、技術水平和技能熟練程度提出了新的要求，是一次大考驗，值得教師去深思和探索。

一、人才需求分析

富士康集團已有超過4萬臺機器人全面參與到公司的生產流程中。東莞市政府2016年發布《關于大力發展機器人智能裝備產業，打造有全球影響力的先進制造基地的意見》文件，機器人產業被列入該市未來發展的重點產業方向，掀起東莞企業“機器換人”的熱潮。2015年柳州汽車總產量達到229.1萬輛，2016年柳州汽車產量突破240萬輛。柳州五菱汽車有限責任公司生產實現焊接、輸送、搬運、涂膠、上料等全工序自動化。這些事例具有自動化、集成化、信息化應用的特征。眾所周知，工業企業生產升級無非就是提高自動化水平。

相關的研究報告指出：我國技能勞動者僅占就業人員的19%，高技能人才數量不足5%。企業職工隊伍狀況普遍存在“四多四少”現象，即初級技工多，高級技工少；傳統型技工多，現代技工少；單一技能型技工多，復合技能型技工少；短訓速成的技工多，系統培養的技工少。整體上無論是數量還是技能水平都與“中國制造2025”有很大的差距。

隨著產業升級的加快，廣西（特別是柳州）產業發展，大量自動化設備、智能設備投入，社會人才需求格局發生很大變化，迫切需要既有較強的專業知識理論基礎，又有豐富的實踐經驗的技能型復合人才來從事維修、調試和運行工作。所以說電氣自動化專業人才在社會上的需求量會越來越大。

二、當前教學體系中存在的問題

電氣自動化技術專業涉及眾多技術，核心課程有PLC技術、變頻器技術、電氣控制技術、傳感器與檢測技術、氣動與液壓技術、工業網絡通訊技術、自動化生產線、組態監控技術等，學生在三年學習生涯中，最能體現學業效果的是最后的畢業設計環節。通過近年來對畢業設計的觀察，發現學生對此比較茫然，不知從何入手，說明了知識技能掌握不牢靠，存在諸多的問題。總結起來，可能的原因是：

（一）學生的勤奮程度不足。近年來，高職學院的生源多元化，有高考生，有自主招生，有中高職銜接，各個層次基礎不同。學生本來對電氣專業認識不足，學習過程欠缺自覺性，基本上只滿足于課堂內學習任務完成，課外少學習、惰于思考，對未來缺乏計劃、遠慮。

（二）課程之間的融合程度不夠，實訓設施與企業實際脫節。電氣自動化技術專業是一門工程學科，教師通常固定承擔幾門課程的任務，各門課程有自己相應的實驗實訓內容，相互間很少討論交流，例如PLC技術課程，輸出都是用LED燈模擬，但在現代電氣設備中負載多為繼電器、接觸器、電磁閥等，學生在做工程設計時只知連接LED燈，而不知如何連接其他的負載，說明了課程間的承前啟后考慮不夠，缺乏有機融合。與其他工程領域相比，在自動化中所用的生產設備都是資金密集型的，受制于資金和場地，課程實訓中大部分設備很多都是模擬式或仿真式的，與工業上使用的實際設備和器件有很大的差異。由于自動化技術是一門集機械、電氣、電子及計算機等技術于一體的綜合技術，因此導致學生很少有機會了解各種技術在實際工程的綜合應用，難以掌握真實生產系統所需的知識和技能，當學生進入企業后，面對實際的工業生產設備會感到陌生。

（三）教師數量不足，教師本身的技能不夠熟練。近年來，學生數量猛增，原有教師數量較少，為了完成教學任務，個人的教學時數遠超出正常的工作量，致使教師疲于應付教學任務，無暇抽出時間、精力作深層次的思考，無法出外學習進修提高，難以提升教學水平和技能水平。

（四）教學計劃不夠科學，對技能訓練重視不夠。教學的基本規律應是循序漸進、前后兼顧。然而實施中，因為某些原因而難以實現，例如變頻調速度技術需要關聯到PLC技術，但兩課程分隔在不同的學期，當學習到變頻調速技術，學生往往對PLC內容已忘得一干二凈。課程學習過程過多倚重知識傳授，如PLC應用技術課程，指令功能的講解和編程占了大量時間，忽略了器材選型、接線等基本技能的學習，如在以PLC為主的畢業設計課題中，就有學生選擇晶體管輸出單元的PLC連接交流接觸器，也有學生對PLC供電電源接錯，燒毀PLC的事例。這里面既有學生主動性、參與性欠缺的原因，也有教師個人備課不充分的因素。

三、優化改革措施

調查分析表明，企業內電氣自動化技術人員從事的主要崗位是電氣設備控制系統的運行維護及維修、技術改造，因此優化原則要朝“實際、實用、實踐”的方向邁進。以應用為主，注重解決問題的方法與能力培養。

（一）加強引導，促進學業規劃形成。將到企業參觀列入教學計劃，邀請企業或行業專家技術人員到校開展講座，促進老師和學生對企業生產設備的了解熟悉，開拓眼界，讓學生了解與感受專業的職業特點、工作內容及能力要求，認識到未來職業、崗位的現狀與發展前途，弄清楚需要具備哪些知識與技能，明確專業學習的目的和內容，初步形成對專業的感性認識。切實做好入學初專業介紹和引導，促進學習興趣的形成，幫助指導學生規劃自己的學習生涯，在后續的學習中不斷實現這些規劃內容。提倡鼓勵學生通過所見、所聞、所聽，觀察身邊的電氣設備（技術），思考它的組成、原理，以期疑惑的產生，帶著問題進入課堂，然后在實踐中解決問題，收獲知識與技能。

（二）加強師資建設，改進教學策略。專業教師必須與時俱進，適應新形勢要求。一方面不斷提高自身的教學能力、職業能力，一方面不斷追蹤新技術、新工藝的應用，鞏固和拓展與專業相關的知識技能，深入企業學習，掌握前沿技術和發展趨勢，尤其是新教師。教師在進入教學場地前需反復演練，思考將要講授指導的內容，必須做到爛熟于心，多準備幾套教學設計方案，應對不同班級或不同的現場狀況。

為了培養過硬的崗位技能，必須改變實踐教學過分依附于理論教學的狀況，形成相對獨立的實踐性教學體系。實踐教學以少講授、多接觸、多動手、多討論為主。教學中貫徹“做中學，學中做”的思想，堅持三部曲：先演示，目的是引起興趣，預先了解控制效果；后講解，講解是建立在學生現有水平的基礎上，對完成任務所用知識和技能做必要的解析，引導思考，促使疑問產生；再動手，在練習中解決存疑，如此反復，形成能力，培養出細致工作作風。

教師應擴大專業相關書籍和資料的閱讀量，并從中篩選非教材類、由專業人士撰寫的工程實踐方面的書籍推薦給學生，讓學生逐步了解和接觸實際項目的開展過程、步驟及方法，用以擴大知識面和增進認知。

（三）加強課程融合，加強工學結合。教師應該承擔多門連貫課程教學任務，體驗前后課程之間的銜接關系，適當減少某些課程的理論教授時數，增強實訓時數。在設計實訓項目時，應該篩選和整合實訓內容，針對未來工作崗位的典型工作任務，創設與企業實際生產過程有直接關系的、具有實用價值的項目，著重電氣控制的系統分析、安裝、接線、編程、調試、運行、故障診斷等能力訓練，縮短與實際應用之間的差距。

積極參加各級組織舉辦的技能競賽，將技能競賽的內容、思想消化吸收，融合進課程中，設計相應的實踐項目。柳州鐵道職業技術學院自2008年開始參加自動化教指會和教育部舉辦的全國性技能比賽，如自動化生產線安裝與調試、現代電氣控制系統的安裝與調試，均取得良好成績，參賽選手的動手能力和解決問題的能力較不參賽選手有質的不同，能夠輕松獲得就業崗位，現在都成了所在單位的骨干力量和技術能手，得到用人單位的好評。這些事例證明了技能競賽對教學改革有非常好的指引作用，是實現工學結合的有效途徑，應予加強推廣，惠及全體學生。

（四）加強校企結合，重點建設校內實訓基地。德國雙元制教學模式是成功的典范，但在國內顯得水土不服，緣于政府激勵政策不夠，企業參與職業教育得到的實惠不多，因此參與的積極性不高。學生能到企業實習，往往是在生產高峰用工短缺時，工作內容一般與專業不相關，得不到應有的實習效果。因此培養人才的根本任務還應在校內完成，校內實訓基地的先進性、實用性、與實際崗位的相似性是校內實施校企結合的重要保障。

校內實訓基地可以通過以下路徑實現：充分認識自動化技術在“中國制造2025”國家戰略中的地位和作用，爭取上級領導部門加大資金投入；邀請企業專家共同規劃；參照生產現場新建或改良實訓室，營造所見即真實的場所；每個實訓室布局合理，以學生為主體，各種元件器材應采用工業件，能夠按照“教、學、做”一體開展完成教學過程。基地建設要能夠適用于多門課程的理論與實踐教學需要，實現功效最大化，避免重復建設，造成浪費。

（五）大力構建輔助教學資源。由于教學時間有限，學生的理解與掌握未必會與教師的計劃、理想相符合，不理解而存疑是必然的事情，而學生眾多，教師工作的繁忙使得課后不能及時輔導，即使有，效果也會大打折扣。如果學生的存疑沒有得到及時解決，造成的后果是災難性的，日積月累，學生的興趣全無。以變頻器調速中的模擬量調速方式為例，模擬量信號來源有多種，可以是外接電壓（流）源、PLC的輸出或變送器輸出等方式。由于缺少設備，教學過程通常只是接觸外接電壓源一種，其他的方式依靠微課視頻去彌補，供學生課后學習練習。在微課制作中，以工程角度著眼，依照工程分析、計劃、實施、調試、驗收、書面報告撰寫等環節展開。微課是非常好的教學資源，極大補充和豐富了教學手段，實踐表明效果良好。

（六）增設新的課程。工業機器人的核心是伺服技術，數控機床加工機械零件的進給運動需要由伺服電動機、步進電動機或三相電動機驅動，自動化生產線由各個工作站組成，各工作站間要傳送協作運行的數據信息。所有這些設備的控制涉及傳感器、PLC、變頻器、電氣控制、組態等課程，是這些課程的綜合，比照當前的課程設置，僅自動化生產線裝調較能體現綜合性，但內容不夠充實。因此應該增加“運動控制實訓”課程，增進學生對以上課程的整體理解，訓練綜合運用能力。增加“工業網絡通訊實訓”課程，選擇如西門子為主，內容包括GD通訊、MPI通訊、DP通訊、Ethernet通訊等設備組態、編程、調試及故障排除。

“中國制造2025”如果沒有一大批具有高技能的人才作支撐，是難以實現的。為實現制造大國向制造強國轉型，職業教育承擔著重任，因此職業院校教師既要加強自身建設，努力成為“雙師型”教師，也要堅持育人為本，創新工學結合，結合地方經濟發展需要深入研究教學中的薄弱環節，及時改革與新形勢不相適應之處，不斷把優化人才培養結構，將提升人才培養質量作為重要課題研究，才能為社會和企業培養合格的、急需的高技能應用型人才。

【參考文獻】

[1]吳曉蓓.《中國制造2025》與自動化專業人才培養[J].中國大學教學，2015（8）

[2]吳倩，程宜康.技術素養：中國制造2025背景下的高職人才培養質量思考[J].職教論壇，2016（6）

[3]唐伶.基于“中國制造2025”的技能人才培養研究[J].技術經濟與管理研究，2016（6）

【作者簡介】黃戈里，柳州鐵道職業技術學院副教授，研究方向：電氣自動化技術，職業教育。

（責編 丁 夢）