基于“一個核心三個層面”的電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建與實現(xiàn)

賈朱植，祝洪宇，沈 鵬，張玉龍

（1.遼寧科技大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，遼寧 鞍山 114000；2.遼寧科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，遼寧 鞍山 114000）

電氣工程及其自動化專業(yè)與社會發(fā)展及國民生產(chǎn)、生活緊密相關(guān)，而我國的經(jīng)濟發(fā)展亟須大量高技能型應(yīng)用人才[1-2]，工程教育專業(yè)認證的提出更是體現(xiàn)了國家對培養(yǎng)應(yīng)用型人才的高度重視[3]。因此，應(yīng)用型本科高校的電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)要適應(yīng)社會發(fā)展、現(xiàn)代企業(yè)需求，以高素質(zhì)的高技能型應(yīng)用人才為培養(yǎng)目標[4-5]。應(yīng)用型人才應(yīng)具有充分的實踐經(jīng)驗，能夠在生產(chǎn)一線解決重要的技術(shù)問題[6-8]，所以，電氣專業(yè)在應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中應(yīng)充分考慮到企業(yè)崗位對畢業(yè)生的能力需求，以能力培養(yǎng)為目標，高度重視實踐教學(xué)體系的構(gòu)建以及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實施。

本文以遼寧科技大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)為例，介紹應(yīng)用型實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實現(xiàn)。我校電氣專業(yè)一直秉承“面向冶金行業(yè)，服務(wù)地方經(jīng)濟”的原則，以企業(yè)崗位需求為導(dǎo)向，以“校企合作，協(xié)同育人”為途徑，培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。多年來，本專業(yè)在校企合作機制上逐步完善、不斷創(chuàng)新，合作形式上不斷深化，已經(jīng)形成了具有本專業(yè)特色的“一個核心三個層面”的實踐教學(xué)體系。

1 實踐教學(xué)過程中存在的問題

1.1 實踐教學(xué)項目形式單一，教學(xué)模式單調(diào)

本專業(yè)原有的實訓(xùn)項目，形式單一，題目陳舊，教學(xué)模式單調(diào)，與現(xiàn)代企業(yè)的需求不相匹配，導(dǎo)致學(xué)生動手能力很難提高，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不強，畢業(yè)后很難快速投入到崗位實踐中。

1.2 實踐教學(xué)硬件設(shè)施相對陳舊

電氣專業(yè)是一個飛速發(fā)展的專業(yè)，而學(xué)校的實踐教學(xué)硬件設(shè)施更新速度相對較慢。因此，相比高速發(fā)展的技術(shù)進步，學(xué)校的實踐教學(xué)硬件設(shè)施相對陳舊，無法滿足現(xiàn)代企業(yè)對高技能型人才的需求。

1.3 部分專業(yè)教師實踐教學(xué)能力不足

本專業(yè)部分年輕教師為研究生畢業(yè)后直接投入到教學(xué)工作，缺乏一定的實踐能力以及培養(yǎng)應(yīng)用型人才所需的教學(xué)經(jīng)驗。

2 “一個核心三個層面”踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實現(xiàn)

2.1 校企協(xié)同制訂人才培養(yǎng)方案

為對標崗位能力、突出實踐教學(xué)，本專業(yè)聘請多位企業(yè)技術(shù)骨干與專業(yè)教師共同組成“專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會”，經(jīng)過反復(fù)研討，確定了以崗位需求為導(dǎo)向的專業(yè)人才培養(yǎng)目標。以人才培養(yǎng)目標確定本專業(yè)畢業(yè)生的核心能力，并形成核心能力與培養(yǎng)目標之間的關(guān)聯(lián)，以確定專業(yè)人才培養(yǎng)方案。

在人才培養(yǎng)過程中，使學(xué)生接受電氣工專業(yè)的基本訓(xùn)練，獲得電氣專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本能力：掌握本專業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論知識；具有解決工程實際問題的能力；具有電氣設(shè)備及自動化設(shè)備安裝、施工、調(diào)試、運行、檢測與使用維護方面的能力；具有從事電氣設(shè)備及自動化產(chǎn)品的制造、控制及維護維修的基本能力；能夠承擔電氣、信息及其交叉工程領(lǐng)域中的工作；具有較強的自學(xué)能力及自主知識更新的能力。

對原有課程體系進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，構(gòu)建“一個核心三個層面”的實踐教學(xué)組織模式，即確立以培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力為核心的實踐教學(xué)體系，并完成“基礎(chǔ)―認知層、技能―提高層、綜合―創(chuàng)新層”三個層面的培養(yǎng)。

2.2 “校企合作，協(xié)同育人”的模塊化實踐教學(xué)模式

2.2.1 “基礎(chǔ)―認知層”實踐教學(xué)模塊

“基礎(chǔ)―認知層”實踐教學(xué)模塊的訓(xùn)練目標是使學(xué)生對電氣專業(yè)有初步的認識和了解，并掌握基礎(chǔ)的電氣繪圖技能和專業(yè)基礎(chǔ)知識，包括認識實習(xí)，模擬、數(shù)字電子技術(shù)實訓(xùn)和電氣繪圖實訓(xùn)。

認識實習(xí)主要帶領(lǐng)學(xué)生參觀企業(yè)的生產(chǎn)線，了解生產(chǎn)工藝以及關(guān)鍵崗位所需的能力，使學(xué)生對所學(xué)專業(yè)以及職業(yè)發(fā)展有初步認識。模擬電子技術(shù)實訓(xùn)和數(shù)字電子技術(shù)實訓(xùn)，主要訓(xùn)練學(xué)生熟練認知各種常用元器件及其選擇、電路板的焊接、調(diào)試以及常見儀表的應(yīng)用等，為后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。電氣繪圖實訓(xùn)包括電子線路設(shè)計和電氣CAD兩部分，使學(xué)生了解電子線路計算機設(shè)計的基本知識，掌握運用計算機進行電子線路設(shè)計的方法，為日后進行產(chǎn)品的設(shè)計打下一定基礎(chǔ)。

2.2.2 “技能―提高層”實踐教學(xué)模塊

“技能―提高層”實踐教學(xué)模塊主要針對企業(yè)相應(yīng)崗位的能力要求對學(xué)生進行實踐訓(xùn)練，包括單片機實訓(xùn)、PLC實訓(xùn)、過程控制實訓(xùn)、自動控制系統(tǒng)實訓(xùn)、工業(yè)控制計算機實訓(xùn)和工廠供電實訓(xùn)等。

單片機實訓(xùn)主要針對新產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)指導(dǎo)，電子產(chǎn)品與設(shè)備的組裝調(diào)試等崗位，訓(xùn)練學(xué)生進行單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計、制作及調(diào)試，初步體驗系統(tǒng)的設(shè)計過程，達到鞏固和綜合運用理論知識解決實際問題的目的。PLC技術(shù)實訓(xùn)主要針對電氣設(shè)備制造與安裝，電氣設(shè)備現(xiàn)場調(diào)試與售后服務(wù)，電氣設(shè)備日常維護、操作與運行等崗位，訓(xùn)練學(xué)生進行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試。過程控制實訓(xùn)主要針對電氣設(shè)備日常維護，電氣設(shè)備的操作、運行、更新、改造、規(guī)劃與實施，訓(xùn)練學(xué)生進行生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)的組建及調(diào)試。工業(yè)控制計算機實訓(xùn)主要針對工業(yè)控制計算機的軟件二次開發(fā)，調(diào)試與售后服務(wù)、運行管理等崗位，訓(xùn)練學(xué)生對組態(tài)軟件的編程及二次開發(fā)的能力。工廠供電實訓(xùn)針對電氣線路與變配電設(shè)備的施工、維護與運行崗位，訓(xùn)練學(xué)生進行負荷計算、對輸電線路、變電所等進行設(shè)計。

2.2.3 “綜合―創(chuàng)新層”實踐教學(xué)模塊

“綜合―創(chuàng)新層”實踐教學(xué)模塊是在前兩個層面教學(xué)模塊實施的基礎(chǔ)上，進行提高與拓展，主要包括畢業(yè)設(shè)計，學(xué)科大賽，項目驅(qū)動實踐，生產(chǎn)實習(xí)，頂崗實習(xí)等。

（1）畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重中之重。本專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計從題目選擇、指導(dǎo)設(shè)計、論文撰寫到畢業(yè)答辯全過程都要做到嚴謹、務(wù)實。

畢業(yè)設(shè)計的選題全部結(jié)合工程實際，分為電氣傳動、電子技術(shù)、供配電技術(shù)三大類，保證學(xué)生在完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)的同時，得到工程實踐能力訓(xùn)練。每年至少有30%的題目來源于企業(yè)并由企業(yè)技術(shù)人員全程指導(dǎo)學(xué)生完成。指導(dǎo)教師要制訂詳細的任務(wù)書、指導(dǎo)書，每周對學(xué)生至少進行2學(xué)時指導(dǎo)，并有指導(dǎo)記錄，由督導(dǎo)組全程監(jiān)督。

（2）學(xué)生參加大賽。本專業(yè)每年有組織、有計劃地選拔低年級學(xué)生預(yù)備參加各級各類學(xué)生大賽，同時為鼓勵更多學(xué)生的參與，本專業(yè)每年也自行組織各類大賽。參賽過程提高了學(xué)生對新技術(shù)新設(shè)備的應(yīng)用能力、解決綜合、實際問題的能力，獲得更多地實踐經(jīng)驗，提升學(xué)生專業(yè)綜合實力。

（3）項目驅(qū)動實踐。以項目為驅(qū)動是最好的實踐方式。2017年以來，利用校內(nèi)實訓(xùn)室，專業(yè)教師積極申報各級各類教改和科研項目共25項以上，指導(dǎo)學(xué)生申請創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目15項以上，受益學(xué)生百余人次。有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)了對實踐創(chuàng)新的興趣，同時提高了學(xué)生的工程實踐能力。

（4）生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)。生產(chǎn)實習(xí)由企業(yè)技術(shù)人員帶領(lǐng)學(xué)生深入了解1～2家企業(yè)的生產(chǎn)工藝以及設(shè)備控制系統(tǒng)的工作、維護及操作，由企業(yè)人員全程授課、講解、指導(dǎo)。

頂崗實習(xí)是指學(xué)生在校期間到企業(yè)上崗實習(xí)，提前進入企業(yè)、熟悉崗位工作。頂崗實習(xí)在短期內(nèi)有效提高了學(xué)生的實踐能力。

2.3 內(nèi)、外實踐教學(xué)基地建設(shè)

實訓(xùn)基地是實踐教學(xué)教學(xué)體系中必不可少的硬件設(shè)施，本專業(yè)與多家企業(yè)長期合作，建成了功能完善的現(xiàn)代化校內(nèi)、外實踐教學(xué)基地。

2.3.1 校內(nèi)實訓(xùn)基地的建設(shè)

（1）基礎(chǔ)實訓(xùn)室。基礎(chǔ)實訓(xùn)室主要用于完成“基礎(chǔ)―認知層”和“技能―提高層”實訓(xùn)模塊。本專業(yè)已建成電工電子實訓(xùn)室、單片機實訓(xùn)室、工業(yè)控制計算機實訓(xùn)室、電氣傳動實訓(xùn)室、PLC實訓(xùn)室等5個基礎(chǔ)實訓(xùn)室，并于2017年，與江蘇國芯科技有限公司合作，對單片機實訓(xùn)室進行升級改造。現(xiàn)在的單片機實訓(xùn)室可供開出20余項單片機實訓(xùn)項目。

（2）綜合實訓(xùn)室。綜合實訓(xùn)室主要為“綜合-提高層”模塊的實訓(xùn)服務(wù)，包括大型虛擬仿真實訓(xùn)室、自動化工廠實訓(xùn)室和現(xiàn)代化供電物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室等。

為服務(wù)地方經(jīng)濟、服務(wù)冶金行業(yè)、建設(shè)冶金特色實訓(xùn)基地，本專業(yè)聯(lián)合冶金、計算機等專業(yè)及企業(yè)技術(shù)人員，經(jīng)過2年的研究，于2014年建成熱連軋大型模擬仿真實訓(xùn)室。該實訓(xùn)室的建設(shè)及使用，不僅提高了專業(yè)教師的科研及實踐能力，也為學(xué)生提供了生產(chǎn)現(xiàn)場般的實訓(xùn)環(huán)境，使學(xué)生更多地了解鋼鐵生產(chǎn)的工藝及控制過程，實現(xiàn)了實踐教學(xué)與崗位的無縫對接。

自動化工廠實訓(xùn)室有過程控制實訓(xùn)平臺、自動控制系統(tǒng)實訓(xùn)平臺、煙氣分析儀演示裝置、恒壓供水系統(tǒng)等實訓(xùn)裝置，可供開出各類控制系統(tǒng)實訓(xùn)以及畢業(yè)設(shè)計實驗。

深圳恒力電源設(shè)備有限公司與本專業(yè)共同建成了供電物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室。該實訓(xùn)室能夠完成供配電等相關(guān)設(shè)備的信號采集、監(jiān)控等任務(wù)，使學(xué)生了解供配電相關(guān)的先進技術(shù)。

2.3.2 校外實訓(xùn)基地的建設(shè)

本專業(yè)與遼寧蘭陵易電工程技術(shù)有限公司、鞍鋼等十多家企業(yè)建立長期實習(xí)實訓(xùn)合作。企業(yè)提供認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)的機會，并派技術(shù)人員實習(xí)生提供講座、培訓(xùn)以及開展就業(yè)指導(dǎo)服務(wù)。充分發(fā)揮了企業(yè)的能動性和主體作用。

2.4 校企協(xié)同共建師資隊伍

專業(yè)過硬的師資隊伍是實踐教學(xué)體系建設(shè)的保障，因此本專業(yè)要求專職教師要參與校內(nèi)、外實訓(xùn)基地的建設(shè)，參與本專業(yè)獲批的科研和教改項目，每年有計劃地指派1～2名中、青年教師到企業(yè)掛職鍛煉并鼓勵專職教師學(xué)歷提升。

本專業(yè)與多家企業(yè)合作，建立了相對穩(wěn)定的兼職教師隊伍。目前，本專業(yè)從合作企業(yè)聘任兼職教師17人，占本專業(yè)專兼職教師總數(shù)的43.6%。兼職教師的主要教學(xué)任務(wù)為實訓(xùn)教學(xué)、生產(chǎn)實習(xí)、頂崗實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)教師。

3 實施效果

3.1 學(xué)生動手實踐能力顯著增強，競爭力顯著提升

職業(yè)本科招生對象為中等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)生，學(xué)生基礎(chǔ)知識欠缺，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱，因此競爭力較弱，自信心不足。但在本成果實施的5年中，本專業(yè)學(xué)生的實踐能力顯著增強，競爭力明顯提升，學(xué)生自信心倍增。

2017年以來，本專業(yè)學(xué)生在省級以上專業(yè)技能大賽中獲獎34人次以上，參與完成各級各類項目25項以上，參與完成創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目15項以上。

3.2 畢業(yè)生就業(yè)率穩(wěn)步提升，就業(yè)質(zhì)量逐年提高

近五年，畢業(yè)生就業(yè)率一直保持在90%以上，并且穩(wěn)步提升，就業(yè)質(zhì)量也逐年提高，到中鐵、國家電網(wǎng)等國有企業(yè)就業(yè)的學(xué)生數(shù)量明顯增加，且專業(yè)對口。特別是考取國家電網(wǎng)的畢業(yè)生也在逐年增多。

3.3 招生規(guī)模逐步擴大，辦學(xué)聲譽顯著提高

近幾年，本專業(yè)辦學(xué)聲譽顯著提高，生源質(zhì)量逐年提升，招生規(guī)模也逐年擴大。2018年，本專業(yè)招收專升本學(xué)生80人，2019年招收120人，2020年和2021年分別招收200人，2022年招收240人。

3.4 專業(yè)教師職業(yè)素養(yǎng)和實踐能力全面提升

本專業(yè)大力提倡并鼓勵專業(yè)教師積極參與科研工作、專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)、校企合作實訓(xùn)室建設(shè)、鼓勵教師參加各級各類大賽、下企業(yè)掛職鍛煉以及提升學(xué)歷。經(jīng)過多年培養(yǎng)，專業(yè)教師的職業(yè)素養(yǎng)和實踐能力得到全面提升。

目前，本專業(yè)具有博士學(xué)位教師3人，博士在讀2人五年來，專業(yè)教師發(fā)表高水平科研和教學(xué)論文30余篇，編寫實訓(xùn)指導(dǎo)書5部，建成校級一流本科課程7門，獲得校級以上教學(xué)成果獎4項。2018年本專業(yè)獲批遼寧省向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型示范專業(yè)。

4 總結(jié)

多年來，本專業(yè)在校企合作機制上逐步完善、不斷創(chuàng)新，合作形式上不斷深化，已經(jīng)形成了具有本專業(yè)特色的“一個核心三個層面”的實踐教學(xué)體系。在該教學(xué)體系的支撐下，學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力得到了大幅度的提高，畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量明顯提升，本專業(yè)的辦學(xué)聲譽顯著提高。