高職電氣自動化專業培養融合崗位創新人才的基本樣態與實踐路徑*

吳國強

(湖州職業技術學院 教務處，浙江 湖州 313000)

高職電氣自動化專業主要培養生產一線的自動化技術高技能人才。隨著工業4.0時代的到來,以智能制造為核心的技術發展趨勢必將倒逼中小企業轉型升級，對高端技術技能人才的要求也相應改變。因此，高職電氣自動化專業作為服務制造業的主力軍，如何培養更好適應企業轉型升級的高素質技術技能型人才，尤其是學生在職業崗位上的創新能力，是當前面臨的新挑戰、新課題。本文結合湖州職業技術學院電氣自動化專業的實踐，深入探討了地方性高職院校融合崗位創新培養自動化人才模式，以及電氣自動化專業課程體系的優化、教學手段的創新、質量評價體系的完善等關鍵環節，使人才培養更好地適應產業轉型升級的要求。

一、高職電氣自動化專業培養融合崗位創新人才的背景及面臨的主要問題

《中國制造2025》[1]提出：“以促進制造業創新發展為主題”“加快制造業轉型升級”。教育部、人社部、工信部出臺的《制造業人才發展規劃指南》[2]提出要“推進制造業人才供給結構改革”。高職院校的人才培養面臨著兩大挑戰。第一，隨著《中國制造2025》的全面推進，廣大制造企業創新能力不斷增強，生產工藝和產品的更新換代明顯加快，自動化水平迅速提高，對高職自動化類人才的職業能力提出了更高的要求。具體表現為四大特征[3]：一是操作技能更復雜。企業轉型升級后的生產系統更高端、復雜，柔性生產成為提高企業競爭力的主要生產方式之一，個性化產品定制更多，使得操作人員的維保、操作技能要求大大提高。二是對創新要求更高。智能制造要求企業從設計、工藝到售后維護都需要不斷創新，只有不斷創新和融合，才能提高生產效率。因此，需要從業者不斷進行創新研究，才能保障智能制造技術的發展與應用。三是專業技能復合化程度更高。在智能制造背景下，設計、生產相互交融，這就要求人的能力更全面。四是生產服務一體化。智能制造將生產與客戶串聯起來，生產人員要直接與客戶溝通，使得操作人員既需要生產技能，又需要良好的溝通能力。

第二，隨著“中國制造”向“中國創造”的轉變,機械自動化程度逐年提高。企業在未來的用人中，對復合型的人才會更加重視，具備自動化設備“二次開發與應用”能力的學生必將深受歡迎。然而，當前的人才培養還沒有較好地適應這一趨勢。主要存在以下幾個問題：一是課程體系設計不合理。不少學校電氣自動化專業的課程設置還沒能擺脫學科體系的影子，與當前企業現場技術應用的要求還存在一定差距。二是結合專業滲透到全課程的創新能力訓練教學改革還不夠到位。大部分高職院校還沒有完備的實訓設備及實訓教學項目來支撐學生崗位創新能力的培養。三是教學評價方式還不夠科學。多數高職院校還未能就學生的專業創新能力及教學資源、訓練體系開展有效評估，影響了學生工程實踐與融合崗位創新能力的培養。四是學生技術應用能力不高。受制于設備、實訓條件、師資等多方面因素，當前各高職院校電氣自動化專業還不同程度的存在重理論輕實踐探究的教學現狀，導致學生解決工程實際問題的能力不強。

二、高職電氣自動化專業融合崗位創新的基本樣態

從事制造企業生產一線的安裝、調試、運行維護、設備管理、技術改造等技術崗位的自動化類學生，[4]面對中小企業的轉型升級，不僅需要自動化設備操作技能，更要結合中小企業的不同情況，具備自動化系統改造、優化的“二次開發與應用”能力，開展崗位創新。例如，筆者所在的湖州職業技術學院電氣自動化專業在整合職業能力觀的指導下，重點聚焦學生具備自動化系統改造、“二次開發與應用”能力的培養，系統開展了融合崗位創新的高職電氣自動化專業人才培養改革。

(一)融合崗位創新的“二次開發與應用”

高職自動化專業面向中小企業，服務行業廣泛，包括加工業、制造業、能源生產業、生物醫藥業等。在這些行業中，企業的生產工藝多樣、產品眾多，工藝升級和產品更新迅速。[5]為此，解決好高職自動化專業服務中小企業問題，需要對中小企業自動化崗位群的典型工作任務進行分析和歸納提煉。

高職自動化專業應以PLC等應用技術為核心，具備結合崗位工作實際的自動化技術應用能力。典型工作任務歸納如表1所示。

表1 中小企業自動化技術崗位工作任務分析

(二)融合崗位創新的“整合職業能力”

在中小企業的轉型升級中，企業的生產工藝和產品都在不斷升級。高職自動化專業學生不僅要掌握自動化技術知識，更重要的是結合不同工作崗位實際，針對產品和工藝的具體要求解決實際問題。因此，對能力的要求更加綜合。

整合職業能力觀認為：“所謂能力，就是個體在現實的職業工作表現中所體現出來的才智、知識、技能和態度的整合”。[8]主張將個體素質與工作任務整合起來，把職業能力與特定的工作情景或工作角色聯系起來。整合職業能力觀把個體素質、工作任務、工作情景列為職業能力的三個基本要素，形成了職業能力的基本結構。同時，又把三個基本要素統一在職業能力的學習之中(如圖1)。這種能力觀以“職業”為出發點，以互動、整合的視角透視了職業能力的內涵。

圖1 職業能力的基本結構

由圖1可見，一是高職自動化專業學生融合崗位創新的能力培養需要在強化技能訓練的同時加強理論知識學習，使得自動化技術有良好的基礎；[9]二是需要把理論、技能遷移到工作情景之中，開展“教、學、做”一體化教學，針對中小企業工作情景的多種變化，進行自動化技術的“二次開發與應用”；三是延續“自動化單元—自動化裝置—自動化系統”遞進的崗位要求，設計由簡單到復雜的理論知識學習、操作實訓、工作情景實踐等，融合崗位創新，培養自動化技術“二次開發與應用”的能力。

三、高職電氣自動化專業培養融合崗位創新人才的實踐路徑

湖州職業技術學院電氣自動化專業緊扣學生創新能力的培養，以典型工作任務為主線建立了“三級遞進”的課程體系，并在每門課程中設計了“基本項目+拓展項目”的訓練方式來達成創新能力的培養。同時開發了一系列能夠進行探究項目教學與研究、以生產現場為原型的系列實訓設備。為了有效評估和改進課程教學效果，還制定了理論、實操、作品三結合的評價機制，實現了課程、課堂、教法、評價的有效聯動。

(一)融合崗位創新，開發“三級遞進”課程體系

分析典型工作任務的技術組成與要求，按照自動化“單元—裝置—系統”的技術主線，以職業崗位典型任務為載體，重構教學內容，開發了“三級遞進”的專業課程體系(如圖2)，并將崗位創新要求融合在教學的全過程。

圖2 融合崗位創新的“三級遞進”課程體系

專業課充分融入職業崗位的典型任務,把理論知識、專業實踐、崗位創新內容統一到同一課程之中。以PLC控制技術應用的課程內容整合為例：

模型中,絕緣子串可以使用兩種簡化方法:① 將絕緣子串視為剛體;② 將其視為變形體,如為變形體則需賦予很大的彈性模量.本文在鐵塔有限元模型建立過程中,將絕緣子串視為剛體.為簡化計算和分析,文中假設在塔-線體系模型中不含有螺栓、鐵板等小輔助零件,僅令桿塔的質量、特征尺寸與實際吻合.

理論知識。PLC原理；典型指令、典型設計方法；PLC及配件的選型依據；PLC施工規范；經典控制系統實現方法。

專業實踐。構建梯形圖并傳輸；PLC外部電路的連接；PLC指令的應用、編程軟件的使用、程序的調試實踐；電氣原理圖、安裝圖、接線圖的繪制；PLC基本單元和擴展單元，及外圍元件的選取；PLC控制系統常見故障分析判斷與排除；編寫使用說明書、設計方案等技術文檔。

崗位創新。根據被控對象的工藝要求，設計控制系統的方案；按照設備控制要求，進行PLC控制設備的控制設計、安裝與調試工作；國家標準和行業規范的執行。

(二)融合崗位創新，施行“1+X”探究式項目教學

在具體的課程設計上，結合工作崗位典型任務對應技術應用的難易程度組合課程。融合崗位創新的要求，參照國家職業標準評價等級開發基于工作過程的探究式項目，形成“基本項目+拓展項目”課程訓練模式。利用項目開展理實一體化教學，按照“任務發布資料收集方案論證與制定繪制工程圖安裝調試考核評價交付工程文件小組討論總結”的流程組織實施教學。讓學生按照工程實踐的要求實現做中學、學中做、做中探，系統訓練學生的職業核心能力和融合崗位創新的能力。

如《小型工業系統裝調》課程，施行“識圖→典型單元探究→簡單系統裝調→單工位裝置設計→綜合系統裝調”的教學思路，完成“1+X”探究式項目教學(如表2)。

表2 《小型工業系統裝調》教學設計

在探究式項目的教學中，鼓勵學生面向企業設立探究項目，提供開放的實訓環境，開展教師的過程指導。在《應用電工技術》課程的學習中，學生研發了“一種環衛供水及后備消防聯動系統”“一種自斷電插頭組件及包含該插頭組件的自斷電控制系統”等專利技術。在《小型工業系統裝調》課程的學習中，學生探究領域更為廣泛，開發了自動升降辦公桌、嬰兒車、智能樓道座椅、噴水織機等項目或作品。

(三)融合崗位創新，研發以生產現場為背景的系列實訓設備

為培養學生的基本單元設計能力、自動化裝置的裝調能力、小型控制系統開發的綜合能力提供訓練載體，按照融合崗位創新、實施三級遞進方案，進行了實訓設備的研發和實訓室整合。先后建成了以生產現場為背景的繼電線路實訓室、PLC基礎實訓室、機床電氣控制實訓室、PLC控制系統實訓室、小型工業系統裝調實訓室等系列實訓室，自主研發了“水塔控制系統”“電梯門控制系統”“西門子全自動網絡控制系統”“流量綜合控制系統”等設備。通過校企合作開發了“退火爐控制系統”“高速杯裝食品生產線自動裝箱系統”“物流倉儲控制系統”“亞龍機電一體化柔性系統”“光機電一體化系統”等實驗設備。

融合生產性、探究性的實踐要求，在建設實訓室時開發具有能夠支持基本實訓項目+拓展性實訓項目的教學設備。如電氣控制裝置實訓室、PLC網絡實訓室，可以開展一系列的拓展性項目教學。

表3 實訓室設備與功能

建構企業生產、研發現場環境。學生實訓時按照企業規范進行設計、電氣繪圖、裝配、調試，教師按照“提交方案——提供實訓材料——開放實訓室——師生研討——作品研討”的流程組織實踐教學，將崗位創新融合到實踐教學中。

(四)融合崗位創新，實施“三結合”教學質量評價

整合職業能力觀并不是機械地把工作任務細化、分解,而是結合工作任務的復雜性、創造性要求，結合工作情景進行目標細化。因此，在自動化教學過程中，一方面對理論知識、技術技能要求、崗位創新點進行具體化；另一方面，還要根據工作實際進行整體性評價。以《低壓電器控制線路裝調》課程為例，形成了理論知識、技術技能、崗位創新三方面的教學要求。

1.理論知識要求

掌握安全用電知識；掌握低壓電器產品安全標準、低壓電器控制設備安裝配線工藝標準；掌握常用低壓電器、液壓氣動元件原理、測試方法和好壞判斷；了解元件布置圖、設備互連圖等圖紙繪制標準；了解警示標志；掌握電氣繪圖與讀圖知識。

2.技術操作要求

按照6S標準使用電氣設備；常用低壓電器的選用；正反轉等典型控制線路的裝調；典型機床的裝調與維護。

3.崗位創新要求

能夠根據不同的控制工藝設計裝調一般復雜的繼電器控制系統；能夠規范編寫技術文檔；能編制設備大修工藝。

在教學評價中，根據學生的項目，實施理論、實操、作品三結合的評價方式。

如《低壓電器控制線路裝調課程》以M1432磨床電氣控制線路的裝調項目作為課程的考核項目。在評價過程中，將理論知識、實踐技能與作品評價完全結合在一起。在進行項目考核時，要求學生首先按照企業規范進行M1432磨床電氣控制線路設計，同時標出元件規格型號，考核學生低壓電器元件、產品選用、典型拖動線路等方面的知識。完成設計之后再要求學生完成電氣原理圖、元件布置圖、元件安裝圖、接線圖的繪圖，以提交圖紙文件來考核學生電氣繪圖與讀圖知識以及應用國家CAD標準的技能。在此基礎之上學生完成M1432磨床電氣控制線路的安裝與調試工作，以學生的作品來評價學生的相關知識和工藝技能、故障排查技能。最后要求學生編寫設計說明書和使用說明書以及大修工藝。以學生提交的技術文件來考察學生的知識應用能力和崗位創新能力，整個項目的考核過程實現了知識、技能、作品評價的有機結合。

四、結語

針對企業轉型升級背景下廣大企業對具有崗位創新能力的高職電氣自動化專業人才的迫切需求，湖州職業技術學院電氣自動化專業重點加強學生基于職業崗位的自動化技術“二次開發與應用”能力的培養。經過幾年的實踐，由第三方進行的調查顯示學生社會滿意度連續3年90%以上,學生適崗能力逐年提升；學生創新能力明顯提升，近三年學生獲授權專利150多件，其中發明專利近40件；學生科技競賽水平不斷提升,近三年國家技能大賽獲獎8項、省技能大賽獲獎35項。這些成績證明融合崗位創新型的人才培養實踐助推了電氣自動化專業的教學質量和水平。

融合崗位創新的教學改革，適應了中小企業轉型升級的需要，系統拓展了高職電氣自動化專業的教學改革方向，對于解決高等職業教育如何適應企業智能化水平不斷提高的新課題具有重要意義。