工程專業(yè)認證背景下的卓越電氣工程師人才培養(yǎng)模式研究

于文新　趙延明　朱紅萍　李燕　陳娟

[摘 要]針對電氣工程及其自動化專業(yè)（卓越計劃）開展研究，對于順利通過工程專業(yè)認證和提升“卓越計劃”實施質(zhì)量具有重要意義。文章提出要從深化教學改革、改革人才培養(yǎng)方案、搭建校企合作平臺、建設高素質(zhì)的工程教育師資隊伍等方面構建符合認證標準的人才培養(yǎng)體系。

[關鍵詞]工程專業(yè)認證;卓越工程師;電氣工程;人才培養(yǎng)

[中圖分類號] G640 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）11-0160-03

當前我國高校工科專業(yè)學生在校人數(shù)已經(jīng)突破500萬，總數(shù)量在世界位居前列，但是我國高校工科專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)教育質(zhì)量等方面仍處于落后的狀態(tài)。面對國際競爭壓力和我國經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)型，為把我國打造成創(chuàng)新型國家，使我國在工程技術創(chuàng)新上能立足于世界前列，培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力、適應我國當前經(jīng)濟社會高速發(fā)展需要的高素質(zhì)工程技術人才已是一種趨勢。

傳統(tǒng)的電氣工程定義為用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關學科的總和。此定義本已經(jīng)十分寬泛，但隨著科學技術的飛速發(fā)展，21世紀的電氣工程概念已經(jīng)遠遠超出上述定義的范疇。斯坦福大學教授指出：今天的電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）是由國家教育部發(fā)起的高等工程教育改革，其服務于國家戰(zhàn)略要求和地方經(jīng)濟建設的發(fā)展需要。其目的是深入貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的精神，完善全面創(chuàng)新性人才計劃，從而適應我國發(fā)展的快速性和多樣性。湖南科技大學的電氣工程及其自動化專業(yè)是被教育部確立為“卓越計劃”的首批試點院校專業(yè)[1-5]。

電氣工程專業(yè)認證是促進電氣類學科發(fā)展的重要手段。我國于2006年3月成立了中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會，在2013年6月召開的國際工程聯(lián)盟大會上我國成為《華盛頓協(xié)議》的正式簽約成員， 2016年6月我國正式從簽約成員成為《華盛頓協(xié)議》的正式成員。我國工程專業(yè)在國際上得到認可，而這一身份的轉(zhuǎn)變，促進了我國工程教育的改革，且提高了我國對工程教育質(zhì)量的重視程度。教育部已經(jīng)明確規(guī)定，“卓越計劃”驗收的標準以試點專業(yè)最終通過專業(yè)認證為依據(jù)，在“卓越計劃”下針對電氣工程及其自動化專業(yè)開展研究，對于我們順利通過專業(yè)認證和保證“卓越計劃”實施質(zhì)量具有重要意義。同時，為了構建符合認證標準的課程體系，深化教學改革，我們應該以專業(yè)認證標準為模板制訂符合中國發(fā)展的人才培養(yǎng)計劃。

一、卓越電氣工程師的培養(yǎng)現(xiàn)狀

目前，我國的工程技術人員數(shù)量位居世界前列，但是就人均產(chǎn)值來看卻處于非常低的狀態(tài)，以每百萬產(chǎn)值的工程師人數(shù)為例，美國和德國分別約為我國的1/16和1/13，這導致我國在國際競爭中人才的相關指標的排名處于相當落后的局面，同時反映出工程應用型人才目前在國內(nèi)嚴重缺失。就“卓越計劃”下的電氣工程師培養(yǎng)現(xiàn)狀來說，想順利通過專業(yè)認證還存在不足，主要表現(xiàn)在如下幾個方面[6-12]。

（一）知識傳授的學術化壁壘頑固

在目前的電氣工程及其自動化教學過程中，我國教師比較重視學習知識的深度和廣度，強調(diào)專業(yè)課程的整體性和理論的完備性，形成知識的一個簡單疊加過程。在我國電氣類學科的課程教學體系中，培養(yǎng)電氣現(xiàn)場操作技術和實際運用能力的課程相當少，現(xiàn)場教學內(nèi)容更是欠缺，忽視了各學科之間的有機結合、綜合運用、實踐教學等環(huán)節(jié)。各方面的原因使學生參加相關企業(yè)實習的機會并不多。雖然大多數(shù)院校的教學計劃中都包含了相應的工程實踐和工程能力的培養(yǎng)環(huán)節(jié)，但是很多都是以理論教學的形式體現(xiàn)于課程之中，學生根本無法將企業(yè)生產(chǎn)中遇到的實際問題與他們在課堂上學到的理論知識相結合，這樣最終導致學生很難滿足企業(yè)對電氣工程師的要求。

（二）知識、能力、素質(zhì)的發(fā)展失衡

大部分高校還是采用傳統(tǒng)的 “填鴨式”教學方式，大部分課程都是教師在上面講，學生并不參與其中，溝通和交流也相對較少，這種教學方式忽視了學生的素質(zhì)教育和培養(yǎng)，限制了學生個人能力的提升。根據(jù)我國對于電氣工程師的素質(zhì)與能力的要求可以發(fā)現(xiàn)，工程實踐能力和創(chuàng)新能力往往是我國電氣工程及其自動化專業(yè)學生目前最缺乏的。

（三）校內(nèi)外電氣工程實踐平臺有待革新

目前我校所設置的課程，大都是依據(jù)專業(yè)、課程的不同而獨立設置的，其獨立性相對較強，并沒有實現(xiàn)我們所要求的系統(tǒng)化、模塊化，特別是缺少工程項目的實踐環(huán)節(jié)。缺乏創(chuàng)新性在我國教學體系、課程培養(yǎng)環(huán)節(jié)、實踐教學模式中比較突出，在調(diào)動學生積極性方面存在局限性，這使得學生對實驗課程的興趣并不濃厚，學生的實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)受到限制。企業(yè)現(xiàn)場是卓越電氣工程師鍛煉的舞臺，目前許多高校都追求和企業(yè)的項目合作，然而大部分企業(yè)只追求企業(yè)利益，對于高校拋出的橄欖枝視而不見，更別說建立可持續(xù)發(fā)展的實踐平臺。

（四）培養(yǎng)方案較少考慮學生的綜合素質(zhì)和能力的培養(yǎng)

電氣工程及其自動化專業(yè)學生普遍缺乏人文素養(yǎng)，這一現(xiàn)象并不利于工程技術人員綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，同時這對學生創(chuàng)新能力的提升產(chǎn)生了制約。

二、解決措施

（一）以卓越電氣工程師的專業(yè)為抓手，建立適應地方相關產(chǎn)業(yè)要求的人才培養(yǎng)體系

對于高校而言，要以經(jīng)濟建設的需要為依據(jù)，培養(yǎng)相關方面的人才，需要了解和把握工業(yè)發(fā)展的趨勢。考慮到電氣行業(yè)領域涉及內(nèi)容廣泛，需要在教學培養(yǎng)計劃制訂中，更加注重專業(yè)知識教學體系的多方位構建，使學生具有較強的適應能力，否則，學生畢業(yè)后可能因為就業(yè)面窄而無法適應工作崗位。電氣學科屬于綜合性學科，具有交叉學科的性質(zhì)，在制造產(chǎn)業(yè)中所涉及的理論知識，即使是工程基礎的知識，其知識面也很廣，學生在校學習期間不可能有足夠的精力應對全部的專業(yè)知識學習。因此，根據(jù)知識體系間的關聯(lián)性，按多個方向設置專業(yè)知識模塊來構建知識培養(yǎng)體系是比較符合實際的方式。

針對電氣行業(yè)對于應用型和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的需求，在卓越電氣工程師專業(yè)基礎理論課學習的基礎上，加強實踐教學的內(nèi)涵建設，增加適當?shù)膶嵺`和實訓課程的學習，有利于學生在學習過程中將理論與實踐相結合以及相互促進，提高學生適應各種工程實踐的能力。高校應制訂一個既有理論學習又有實習實踐，既包括基礎知識學習又含有專業(yè)知識學習的較為合理的培養(yǎng)方案。培養(yǎng)方案的主要內(nèi)容為：第一學年主要進行基礎教育和通識教育，包括設置電氣工程及其自動化專業(yè)所需的高等數(shù)理類工科基礎等課程。第二學年注重電氣類核心專業(yè)基礎知識和技術的學習，包括電路與電氣基礎、電氣自動化控制、電力與電子、電氣設備應用課程，用于分析和解決電氣系統(tǒng)中的復雜工程問題。第三學年應強調(diào)高級工程基礎知識的學習，包括電氣傳動控制系統(tǒng)設計、電力系統(tǒng)與供配電、電器智能化控制課程。第四學可帶領學生在企業(yè)進行實習，由企業(yè)選派優(yōu)秀高級工程師進行指導，實習環(huán)節(jié)包括輪崗實習、項目設計，并須完成相關的報告，這使學生能在企業(yè)中將課堂上學到的電氣知識與企業(yè)生產(chǎn)中的設計、開發(fā)、調(diào)試及工藝等方面有機結合，從而提升學生的實踐與創(chuàng)新能力。

（二）根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)認證標準，以“卓越計劃”為契機，對卓越電氣工程師教學課程體系進行改革

在工程專業(yè)認證的背景下， 對卓越電氣工程師教學課程體系中的教學內(nèi)容、教學方法、教學手段等方面進行改革，以培養(yǎng)學生能力、專業(yè)認證的培養(yǎng)目標和社會及產(chǎn)業(yè)界的需求為導向， 增加實踐課程設置比例， 探索提高課堂教學質(zhì)量的教學方法， 學習過程兼顧學生的工程實踐能力。卓越電氣工程師教學課程體系的設置要結合各行業(yè)需求以及專業(yè)認證的標準，這樣有利于構建更為合理的專業(yè)課程框架結構，也有利于學生理解課程體系結構，熟悉各課程在整個教學體系中的地位和作用，避免學生片面地學習單個知識點而忽略對全局的了解。但課程體系的調(diào)整效果究竟如何，還需要市場和社會的檢驗。

以學生為中心，在學生中大力推行研究性學習方法，以研究促學習，以學習拓眼界，將學習知識與研究問題相結合。在研究性學習中，教師可根據(jù)實際問題，設置學習研究專題，指引學生查閱相關資料和參考文獻，給出問題分析的切入點，并對研究方向進行引導。要培養(yǎng)學生獨立思考的能力，引導學生自主學習相關知識，主動尋找解決問題的途徑，通過分析、研究得出解決問題的方案與具體措施，并將其在與教師和同學的共同討論過程中逐步完善。在這方面湖南科技大學做了有益的嘗試，成績斐然。以2016級電氣卓越班為例，該班的王晶同學以第一作者身份在國際期刊發(fā)表SCI四區(qū)論文一篇，以通信作者身份發(fā)表SCI二區(qū)論文一篇，并授權一項實用新型專利;彭志威同學以第一作者身份在國際期刊發(fā)表SCI四區(qū)論文一篇，并授權一項實用新型專利;何濤同學在第八屆教育機器人大賽中獲智能搬運國家特等獎;何先科同學在第十二屆全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽中獲全國總決賽一等獎。這些成績的取得均與推行研究性學習方法密不可分。

（三）以校內(nèi)校外學分互認為基礎，系統(tǒng)設計卓越工程師企業(yè)階段培養(yǎng)方案，搭建校企合作平臺

要充分發(fā)揮國家級實驗教學示范中心的作用，基于省級重點學科實驗室平臺，努力縮小學科實驗室與先進企業(yè)之間設備的差距，加強學生專業(yè)知識與企業(yè)需求的連貫性，提高實驗實踐成績在學生總成績評估中的比重，以引起學生對實踐能力的重視。湖南科技大學電氣工程及其自動化專業(yè)采用校企聯(lián)合人才培養(yǎng)模式：學生前三年在校學習，最后一年在企業(yè)進行生產(chǎn)實踐與項目設計，同時挖掘與聘請既懂教育又懂企業(yè)運行機制的復合型人才來加強學校與企業(yè)之間的聯(lián)系，并對學校的實踐教育進行及時的信息反饋。學生在企業(yè)的生產(chǎn)實踐中，因為企業(yè)和其他條件的限制，不一定能接觸頂級的儀器、獲取高尖端的企業(yè)設備應用知識，但可以熟悉企業(yè)的各個崗位的最基礎運作方式。學校采取輪崗制度，讓學生在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的每一個崗位上都能體驗與學習一段時間，這一方面能提高學生自己作為一名電氣工程師的全局視野，另一方面為提前就業(yè)做好充足準備。同時，學校把項目設計放入企業(yè)實踐中，讓學生在實踐中開始和升華自己的課題，培養(yǎng)學生做實際項目的能力。在參加生產(chǎn)實踐這一年，學生先是熟悉電氣裝置的設計、安裝、調(diào)試，獲得初步的工程實踐能力，最后學生在企業(yè)指導教師和學校指導教師的協(xié)作下，選定畢業(yè)設計題目，并在企業(yè)完成這一課題。由于采用校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，學校要充分考慮到企業(yè)的實際條件與實際需求，應采取措施提高企業(yè)在這種模式中的話語權，滿足企業(yè)的部分需求，讓企業(yè)重視培養(yǎng)學生，從而讓學生能進入優(yōu)秀的適合自己未來發(fā)展的企業(yè)中去學習。在項目設計階段，要鼓勵學生進行創(chuàng)新，并對實踐表現(xiàn)好、理論知識扎實且有創(chuàng)新能力的學生給予一定的項目補助，最好也是以校企聯(lián)合的方式來發(fā)放補助，補助不一定是錢，也可以是電力生產(chǎn)過程中某些先進設備的一次試驗權，以此來提高學生做項目的積極性與容錯性。

（四）建設高素質(zhì)的工程教育師資隊伍

提高學生綜合能力最關鍵的一環(huán)還是教師隊伍的建設。目前，湖南科技大學信息與電氣工程學院有教職工100多人，專職教師70人，高級職稱教師30余人，擁有博士學位的教師人數(shù)占50%。近幾年來，隨著教師學歷的提高，教師的教學水平也在不斷提升，教師的專業(yè)素質(zhì)也更加多元化，然而仍然存在諸多問題。譬如教師的考核標準偏向性太重。為了響應建設一流高校和應對各項考核指標，學校過于注重對教師科研成果的考核，致使教師忙于搞科研，而疏于本科教育，部分教學水平優(yōu)秀、培養(yǎng)人才能力強的教師得不到重視。應該平衡高校教師在科研與教學之間的關系，加大對教育的考察重視程度，讓科研與育人齊頭并進。再例如教學與實際電氣生產(chǎn)脫節(jié)的問題。學校應購進先進的電氣設備，聘請具有實踐經(jīng)驗的企業(yè)工程師或?qū)＜易鳛榧媛毥處煟闷錁I(yè)務優(yōu)勢來補充教學與電氣實踐相脫離的缺陷，同時可以通過他們來了解現(xiàn)階段企業(yè)的需求與發(fā)展方向，以對學生進行有針對性的預測性的教育，讓學生可以提前一步或是兩步進入實際生產(chǎn)中去。另外，學校自身也要培養(yǎng)一批現(xiàn)代科學理論扎實、實踐經(jīng)驗豐富的教師，要鼓勵教師去校外實習考察。學校也可以引進相當一部分有校外工作經(jīng)驗的高技術人才來當專職教師，讓教師不但成為先進的科研生產(chǎn)力，也是先進的教育生產(chǎn)力。

三、結語

當前，大多數(shù)地方院校電氣工程及其自動化專業(yè)的現(xiàn)狀離工程教育認證標準確實存在較大差距。從近處著眼為了通關工程認證，從長遠來看為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，開展專業(yè)教育教學改革都勢在必行，要通過改進教學方式與教學內(nèi)容，來全面提高教學的質(zhì)量，培養(yǎng)出符合當代社會需求的先進工程技術人才。根據(jù)市場的需求與市場的發(fā)展方向來確定學生的專業(yè)知識，通過學校的實驗室和教學示范中心與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)學生對專業(yè)知識的應用能力，這是本專業(yè)教育教學改革的重點。

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[責任編輯：鐘 嵐]