項目貫穿式實踐教學體系改革與實踐
——以高職電氣自動化技術專業為例

雷翔霄，唐春霞，徐立娟

（長沙民政職業技術學院 電子信息工程學院，湖南 長沙 410004）

《國家職業教育改革實施方案》指出，高職教育作為一種類型教育[1]，其基本特征之一是實踐教學。《教育部關于深化職業教育教學改革全面提高人才培養質量的若干意見》提出，高職教育要對接最新職業標準、行業標準和崗位規范，緊貼崗位實際工作過程，調整課程結構，更新課程內容[2]。《教育部關于職業院校專業人才培養方案制定與實施工作的指導意見》強調，要加強實踐性教學，實踐性教學學時原則上占總學時數50%以上，課程內容要緊密聯系生產勞動實際和社會實踐，突出應用性和實踐性[3]。《教育部財政部關于實施中國特色高水平高職學校和專業建設計劃的意見》再次重申，高職院校要培養滿足產業高端和高端產業的高素質技術技能人才，重點服務企業特別是中小微企業的技術研發和產品升級[4]，培養具備較強的實踐動手能力、系統設計能力和綜合運用知識能力的學生。培養高素質技術技能人才是國家、社會發展的客觀需求，是建設制造強國的必然要求，是行業企業的迫切期待。實踐性教學是培養滿足產業高端和高端產業的高素質技術技能人才的重要環節，是學生動手能力、工程實踐能力和系統設計能力形成的主陣地，是理解專業基礎理論和獲得專業感性認識的重要來源[5]。

近年來，高職院校在培養滿足產業高素質技術技能人才方面做了大量有益的探索和實踐。如利用場域理論、協同創新理論以及校企雙主體構建高職實踐教學體系[6-8]。但上述研究主要側重于“雙師型”隊伍建設、實訓基地建設、實踐教學過程控制以及實踐教學考核機制等，對實踐教學項目的系統設計著墨不夠。許多高職院校學生還存在工程實踐能力不足，系統設計能力欠缺等問題，主要體現在以下幾方面。

（1）實踐教學體系設計目標不明確，缺乏實際項目支撐。高職院校雖加大了實踐教學的比重，但實踐教學項目的設計目的不明確，且實踐項目缺少具體項目背景，以致學生不能在項目場景中靈活運用。

（2）碎片化教學，缺少系統設計。同一課程實踐教學內容之間缺乏載體聯結，以致教學內容較為孤立，實踐項目之間的連貫性不強。課程與課程之間的實踐內容缺乏項目聯結，以致實踐教學體系較為分散，未能系統、宏觀地將不同專業課程之間的實踐教學內容有效銜接，未能將理論、實踐與應用有機結合，導致學生難以學以致用，對專業認知不清、缺乏信心和興趣。

我校電氣自動化技術專業始終以培養符合產業高端和高端產業需求的高素質技術技能人才為目標，從實踐教學項目系統性設置角度對專業實踐教學體系進行探索和改革。基于“系統到部件、部分到整體”（system to device & part to whole, SDPW）模式，以典型工程案例為載體，構建項目貫穿式的高職電氣自動化技術專業實踐教學體系，在實踐教學中培育學生的勞動素養，激發學生的學習興趣，訓練學生的系統設計思維和提高實踐動手技能，為就業和職業生涯發展打下堅實的基礎。

1 SDPW 模式

SDPW 模式是將系統到器件的分解方法和部分到整體的設計方法應用于實踐教學體系構建的創新模式，SDPW 的基本結構如圖1 所示。這兩種方法廣泛應用于系統項目設計中，前者重視對系統概念的整體掌控，系統工程師根據所實現功能將項目分解為相對單一的功能模塊。后者以堆積木的方式實現項目，既符合學生的認知規律，也符合項目設計規律。不同于傳統實踐教學構建模式，SDPW 模式以實際工程項目為根基，由專業建設委員會對經典案例進行分析和分解，從專業的整體高度構建實踐教學體系；專業課程教師負責對課程涉及的每一個具體項目進行細化分解和進行必要的示范性指導；學生要完成每門課程小項目，并將小項目逐步組裝為大項目，最終實現整個項目功能。SDPW 模式可將離散、獨立的實踐教學環節通過項目有機地銜接起來，使之成為一個系統的、連貫的實踐教學體系。SDPW 模式既加深了學生對知識、技能的掌握，又有效解決了課程內容彼此割裂、相互銜接不夠等問題，從而培養學生的系統設計思維，提高學生的學習興趣和學以致用的能力。

圖1 SDPW 模式

2 SDPW 模式下的實踐教學體系構建

2.1 學習領域設置

根據《高等職業學校專業教學標準》電氣自動化技術專業教學標準中關于課程的設置[9]，以及合作企業崗位技術技能要求，設置“電工基礎”“電子技術”“電機與拖動”“傳感器與檢測技術”等為專業基礎課程，設置“電氣控制技術”“PLC 應用技術”“自動調速系統”“工業網絡與組態技術”“單片機技術”“運動控制技術及應用”“專業綜合實訓”等為專業核心課程。

借鑒德國職教經驗，運用項目教學、基于工作過程教學等教學模式，對照國家專業教學標準，結合學校特色，設置電氣自動化技術專業的主要學習領域如下。

（1）開關電源設計與裝調技術：主要包括電工基礎、電子技術等課程。

（2）繼電控制系統設計與裝調技術：主要含電氣控制技術、電機與拖動等課程。

（3）單片機控制系統設計與制作技術：主要內容有傳感器與檢測技術、單片機技術等課程。

（4）智能控制系統設計與裝調技術：主要為PLC應用技術、單片機技術、傳感器與檢測技術等課程。

（5）運動控制系統設計與裝調技術：主要有自動調速系統、運動控制技術及應用等課程。

（6）網絡控制系統設計與裝調技術：主要有工業網絡與組態技術、智能洗車機控制系統、智慧配餐系統等課程。

2.2 專業實踐教學平臺選擇

依據專業人才培養目標、核心知識點、技能點以及設置的學習領域，選取非接觸式智能洗車機系統為專業綜合實踐教學平臺，該平臺主要包括：電源模塊、RFID 刷卡模塊、清水沖洗模塊（高壓泵）、泡沫洗車模塊、車輛位置檢測模塊、車輛輪廓檢測模塊（超聲波檢測）、Y向行走（變頻電機）、X軸行走（伺服電機）、R軸旋轉（步進電機）以及觸摸屏控制部分等。

圖2 智能洗車機示意圖

2.3 專業實踐課程體系構建

電氣自動化技術專業旨在培養學生的實踐動手能力、系統集成能力、工程實踐能力以及團隊合作精神。實踐教學體系遵循由簡單到復雜，由單一到綜合，由部件到系統的原則，由課程實驗實訓、學期綜合實訓以及專業綜合實訓構成。課程實驗實訓完成驗證性內容和基本技能訓練。學期綜合實訓主要是課程內容的融會貫通和學以致用，其主要實訓項目構成專業綜合實訓的一個子模塊。專業綜合實訓是將學期課程綜合實訓的成果進行系統集成，完成智能洗車機控制系統的設計與裝調。基于SDPW 模式的項目貫穿式實踐教學體系構建思路如圖3 所示。

圖3 基于SDPW 模式的項目貫穿式實踐教學體系構建思路

2.4 課程實驗項目設計

電氣自動化技術專業的專業課程完全采用SDPW模式進行授課，將專業課程分為5 大模塊和多個實訓項目（見表1）。

表1 智能洗車機控制系統設計與裝調課程、實訓項目與模塊與系統

3 實踐與體會

SDPW 模式強調從系統到器件、從部分到整體，由已知探索未知。對于學生來說，未知代表尚未理解和掌握的知識或技能，已知代表已經掌握的知識。一個完整的模塊/系統設計包含若干未知知識，相互之間彼此關聯，學生可通過對已知知識的逐步拓展實現對未知知識、技能的理解，在項目、模塊等的實施中實現驗證學習，在不斷重復該步驟過程中，完成整個系統的設計。這種將已掌握的知識代入項目中進行分析，從而探索未知知識的方法，源于關聯主義理論[10]，是整合碎片化知識的有效方法[11]。

SDPW 構建的實踐教學體系注重從基本、單一知識點的項目入手，在已知的基礎上逐步向功能復雜的未知項目推進，符合學生的認知規律。從設計模式來看，SDPW 接近于企業項目設計管理的移植體，有利于提高學生的系統設計意識。在項目的實施過程中，學生可根據個體情況，對原設計的模塊進行功能擴展，使其具備額外的功能，有效提高學生的學習興趣，激發其學習原動力、求知欲望和探索未知的精神，鞏固了知識，錘煉了能力，學生的系統設計意識、能力以及綜合素養得到明顯提升。

基于SDPW 項目貫穿式實踐教學體系自2014 年開始在電氣自動化技術專業實施以來，取得了很好的效果。我校委托麥可思教育質量評估機構實施并完成了對2017 屆及以后畢業生的數據調研報告，從麥可思調研數據來看，專業就業率持續穩定在92%以上，對口就業率穩定在81%以上。行業主要用人單位對畢業生7 項能力指標評價的好評率在80%以上，高于其他同類專業，如圖4 所示。

圖4 用人單位對畢業生工作能力的滿意度

項目貫穿式實踐教學體系的示范效應輻射全省，省教育廳邀請專業負責人在高職院校專業負責人培訓班上就項目貫穿式實踐體系構建做專題報告，受到同行專家的好評。認為構建的基于SDPW 的項目貫穿式實踐教學體系具有先進性和系統性，利于學生項目開發的系統化思維培養，具有推廣價值。成果創新之處在于將系統與器件、部分與整體的思維有機結合，重構課程實訓項目和專業實踐體系，利于培養學生的實踐能力和系統化思維，顯著提高了人才培養的質量。

4 結語

基于SDPW 的項目貫穿式實踐教學體系將企業典型產品解構為單一部件，再通過課程知識點的設計重構碎片化的知識節點，以系統整體設計貫穿專業課程實訓項目，著重培養學生的工程實踐能力和系統設計能力。構建的實踐教學體系為智能制造類專業培養高素質技術技能型人才提供了有力支撐，也為相關專業構建項目貫穿式實踐教學體系提供了參考。