電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)探析

孔 漢 江 豪

鄭州輕工業(yè)學(xué)院電氣信息工程學(xué)院 河南鄭州 450002

教育部在2009年年底提出了卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃(以下簡稱“卓越計(jì)劃”)，該計(jì)劃對提高我國工科院校工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，促進(jìn)工程教育和工程師的國際互認(rèn)具有重要意義[1]，也是國家振興工程教育的一次重大探索。我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)于2011年被批準(zhǔn)為教育部第二批卓越計(jì)劃專業(yè)。在專業(yè)建設(shè)過程中，卓越計(jì)劃對實(shí)踐教學(xué)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)方法已不能完全滿足卓越工程師培養(yǎng)的需要。如何優(yōu)化卓越計(jì)劃的課程體系建設(shè)，按照培養(yǎng)目標(biāo)深化實(shí)踐教學(xué)改革，對卓越工程師培養(yǎng)具有重要意義。

1 卓越計(jì)劃對實(shí)踐能力的要求

卓越工程師是指優(yōu)秀的工程師，是具有從事工程系統(tǒng)操作、設(shè)計(jì)、管理和評價(jià)能力的高素質(zhì)、強(qiáng)能力的工程技術(shù)人員[2]。優(yōu)秀工程技術(shù)人員所具備的能力和素質(zhì)需要在實(shí)踐環(huán)節(jié)中鍛煉和提高。我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)按照卓越計(jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)要求，將畢業(yè)生需要在實(shí)踐教學(xué)中掌握的知識、能力和素養(yǎng)劃分為六個(gè)方面。

(1)工程推理和解決問題的能力。能夠認(rèn)識和系統(tǒng)表述電氣工程問題，并進(jìn)行判斷和定性分析、論證和求解，提出解決問題的方法和建議。

(2)分析和解決問題的能力。針對具體問題，查詢相關(guān)資料，制訂實(shí)驗(yàn)方案，組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究或驗(yàn)證，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。

(3)獲取最新技術(shù)和知識的能力。掌握運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索、資料查詢及整理的基本方法，提高運(yùn)用外語閱讀和計(jì)算機(jī)查閱文獻(xiàn)的能力，獲取本專業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

(4)具有工程項(xiàng)目分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)等能力。

(5)適應(yīng)環(huán)境的能力和自主學(xué)習(xí)的能力。不斷在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，通過探索和自主學(xué)習(xí)獲得最新的技術(shù)知識，以適應(yīng)不斷發(fā)展變化的工作環(huán)境。

(6)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。信任、合作與默契等協(xié)作精神是卓越工程師的基本品質(zhì)，通過實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉，特別是校外實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)畢業(yè)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

通過實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉，畢業(yè)生應(yīng)具備電氣工程專業(yè)執(zhí)業(yè)資質(zhì)的基本條件，能夠從事電氣產(chǎn)品、過程和電氣系統(tǒng)工程的初步設(shè)計(jì)、制造、檢測、施工、運(yùn)行和管理等工作，達(dá)到見習(xí)電氣工程師技術(shù)能力的要求，獲得見習(xí)電氣工程師技術(shù)資格，并具備電氣工程技術(shù)研究和開發(fā)的基本素質(zhì)和終生學(xué)習(xí)的能力。

2 卓越計(jì)劃實(shí)踐教學(xué)體系設(shè)計(jì)

我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)卓越計(jì)劃教學(xué)大綱按照項(xiàng)目化和模塊化的方式設(shè)置了7個(gè)專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)(見表1)。

表1 卓越計(jì)劃教學(xué)大綱設(shè)置的7個(gè)專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)

2.1 企業(yè)認(rèn)識實(shí)習(xí)

走進(jìn)企業(yè)，了解變電站的概況，在電網(wǎng)中的地位，各電壓等級主接線形式，主要設(shè)備的選型、布置方式及特點(diǎn)，防雷接地措施等；了解變電站的運(yùn)行工作內(nèi)容，安全生產(chǎn)保障體系、操作方式、管理模式等；了解電氣產(chǎn)品生產(chǎn)制造的主要設(shè)備，生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)用料等；了解企業(yè)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量保證體系和全面質(zhì)量管理方式等。

2.2 電子實(shí)習(xí)

通過電子實(shí)習(xí)，學(xué)生建立電子技術(shù)在工程應(yīng)用中的概念和意識，培養(yǎng)和提高理論與實(shí)踐相結(jié)合及分析和解決問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐打下良好基礎(chǔ)。具體要求如下：掌握常用電子元器件檢測技術(shù)；掌握晶體管主要特性參數(shù)的測量、色環(huán)電阻的標(biāo)注方法和標(biāo)稱值的判別；掌握使用萬用表測量晶體管參數(shù)的方法；掌握裝配對象的工作原理和技術(shù)指標(biāo)；掌握根據(jù)工作原理圖檢測和排除故障的技能等。

2.3 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

通過綜合運(yùn)用電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等課程的基本知識，學(xué)生具備電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐的能力。學(xué)會(huì)查閱相關(guān)電子器件文獻(xiàn)；學(xué)會(huì)Protel軟件的使用以及PCB的制作；學(xué)會(huì)整理和總結(jié)設(shè)計(jì)文檔報(bào)告等。

2.4 微控制器系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

本環(huán)節(jié)著重于對微控制器系統(tǒng)硬件電路及程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生熟悉微控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和工作過程；確定系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)方案，選擇合適的元器件；進(jìn)行電氣原理圖的繪制和微控制器內(nèi)部程序的編寫；進(jìn)行控制系統(tǒng)的模擬仿真等。

2.5 電氣控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

該課程著重于對可編程控制系統(tǒng)的控制原理及程序設(shè)計(jì)的能力培養(yǎng)。通過電氣控制及可編程控制器知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉可編程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際工程需要統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)，提出設(shè)計(jì)方案，選擇合適參數(shù)的設(shè)備，繪制電氣控制原理圖，按要求完成硬件配置和程序設(shè)計(jì)、調(diào)試，完成符合功能要求的控制系統(tǒng)。

2.6 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

本環(huán)節(jié)通過綜合運(yùn)用電機(jī)學(xué)、電力工程基礎(chǔ)、電氣CAD及相關(guān)選修課等先修課程的基本知識，根據(jù)電力行業(yè)規(guī)程進(jìn)行變電站電氣部分設(shè)計(jì)，使學(xué)生具有電力工程初步設(shè)計(jì)能力。要求學(xué)生能夠進(jìn)行原始資料分析；電氣主接線方案的選擇論證；正確進(jìn)行短路電流計(jì)算；正確進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇與檢驗(yàn)；繪制電氣主接線圖等。

2.7 創(chuàng)新實(shí)踐

本環(huán)節(jié)通過學(xué)?，F(xiàn)有的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺，通過引導(dǎo)學(xué)生申報(bào)國家大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目和參加國家大學(xué)生電子競賽及全國“飛思卡爾杯”智能汽車競賽等，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。該實(shí)踐主要安排在暑期，不但可在學(xué)校進(jìn)行，也可到相關(guān)企業(yè)利用其開發(fā)平臺進(jìn)行創(chuàng)新性鍛煉，為學(xué)生的自主創(chuàng)業(yè)打下基礎(chǔ)。

2.8 企業(yè)學(xué)習(xí)

針對企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，學(xué)生進(jìn)行多崗輪訓(xùn)，完成生產(chǎn)加工、裝備維護(hù)、生產(chǎn)組織等方面的訓(xùn)練。學(xué)生通過參與企業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)，接受電氣產(chǎn)品、電氣裝置、電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工藝編制等方面的訓(xùn)練。企業(yè)學(xué)習(xí)分為兩個(gè)階段，第一階段是電力工程運(yùn)行與管理學(xué)習(xí)，在國家電網(wǎng)公司鄭州柳林集控中心進(jìn)行；第二階段是電力設(shè)備、智能電器、新能源產(chǎn)品制造與檢測學(xué)習(xí)等，在許繼集團(tuán)有限公司、河南森源集團(tuán)有限公司、河南思達(dá)高科技股份有限公司、鄭州萬特電氣股份有限公司進(jìn)行。

2.9 畢業(yè)設(shè)計(jì)

本環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識和基本技能，分析和解決電氣工程實(shí)際問題的能力。設(shè)計(jì)選題可結(jié)合所在企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目，由企業(yè)教師與專業(yè)教師共同指導(dǎo)。在第七學(xué)期后期，由聯(lián)合培養(yǎng)企業(yè)提出學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，并指定企業(yè)指導(dǎo)教師，經(jīng)本專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)小組審定后，由學(xué)生選擇。

3 卓越計(jì)劃實(shí)踐教學(xué)的實(shí)現(xiàn)方式

通過整合校內(nèi)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，在校內(nèi)建設(shè)工程訓(xùn)練中心，在校外聯(lián)合企業(yè)建立穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地等方式，為學(xué)生的課程設(shè)計(jì)、技能實(shí)訓(xùn)、專業(yè)實(shí)習(xí)、工程設(shè)計(jì)、學(xué)科競賽、科技創(chuàng)新實(shí)踐等創(chuàng)造良好的工程實(shí)踐環(huán)境，讓學(xué)生在工程環(huán)境中學(xué)習(xí)工程，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和工程素質(zhì)。

3.1 整合校內(nèi)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，打造專業(yè)基礎(chǔ)、工程實(shí)踐與科技創(chuàng)新三位一體的實(shí)踐教學(xué)平臺

按照課程實(shí)驗(yàn)—綜合應(yīng)用—技能培訓(xùn)—科技創(chuàng)新—成果轉(zhuǎn)化實(shí)踐教學(xué)體系改革的要求，重組現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備資源，優(yōu)化資源配置，購置技能型、創(chuàng)新型、綜合應(yīng)用型等實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，建設(shè)分模塊化專業(yè)方向的實(shí)驗(yàn)平臺，為各層次的實(shí)踐教學(xué)服務(wù)。

把現(xiàn)有的電工電子實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心、電機(jī)實(shí)驗(yàn)室、電氣工程基礎(chǔ)與繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)室、電力系統(tǒng)與電網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度實(shí)驗(yàn)室、PLC實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)場總線實(shí)驗(yàn)室、微控制器實(shí)驗(yàn)室、自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室、檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、中國PROFIUBS/PROFINET技術(shù)培訓(xùn)中心、中國IEC 61131-3培訓(xùn)中心等組合成電力工程專業(yè)方向、智能電器方向、電氣控制方向和新能源技術(shù)方向4個(gè)實(shí)踐教學(xué)平臺，并依托大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)中心，廣泛開展課外科技創(chuàng)新與實(shí)踐活動(dòng)，豐富學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。

3.2 建立長期化、多方位、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的校企合作方式

我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)在卓越計(jì)劃企業(yè)實(shí)踐過程中，結(jié)合自身優(yōu)勢和行業(yè)背景，分別遴選了許繼集團(tuán)有限公司、河南森源集團(tuán)有限公司、河南思達(dá)高科技股份有限公司及鄭州萬特電氣股份有限公司4家在行業(yè)內(nèi)具有一定影響力和品牌知名度的企業(yè)作為校企合作伙伴，建立了有效的校企合作平臺。依托該平臺，結(jié)合我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)方案中的各項(xiàng)能力素質(zhì)培養(yǎng)，具體落實(shí)企業(yè)培養(yǎng)階段的實(shí)施細(xì)則、考核規(guī)范等內(nèi)容，在真實(shí)的項(xiàng)目和工程環(huán)境中完成和達(dá)到培養(yǎng)方案所規(guī)定的企業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。參與卓越計(jì)劃的校內(nèi)導(dǎo)師要長期參與企業(yè)的項(xiàng)目申報(bào)和研發(fā)，不斷提高自身的科研水平，利用高校自身優(yōu)勢參與企業(yè)的科技獎(jiǎng)勵(lì)申報(bào)。學(xué)校請企業(yè)設(shè)立優(yōu)秀學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金，激勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新。校企雙方可在不斷合作探索中創(chuàng)造一種多方位、精細(xì)化的長期校企合作方式。

3.3 企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)行項(xiàng)目負(fù)責(zé)制

我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)卓越計(jì)劃的企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)均采用模塊化、項(xiàng)目化的形式進(jìn)行。每個(gè)項(xiàng)目指定一名校內(nèi)教師和一名企業(yè)教師為負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的計(jì)劃制訂、企業(yè)學(xué)習(xí)期間的學(xué)生動(dòng)態(tài)、實(shí)習(xí)問題的解決及實(shí)習(xí)總結(jié)等。我們采取“雙導(dǎo)師、小組化工作方式”。所謂“小組化工作方式”，是將卓越班30名學(xué)生按照自己的學(xué)習(xí)興趣及愛好分成5個(gè)固定的工作小組，每組6人左右，將其派駐上述4家校企合作單位完成企業(yè)實(shí)踐。企業(yè)為其配備經(jīng)驗(yàn)豐富的高級工程師作為指導(dǎo)教師，根據(jù)企業(yè)每年實(shí)際項(xiàng)目情況制訂校企聯(lián)合培養(yǎng)方案，落實(shí)學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)期間的各項(xiàng)教學(xué)安排。

3.4 組建“雙師型”教師隊(duì)伍，開發(fā)“校企共建”課程體系[3]

優(yōu)秀的“雙師型”師資隊(duì)伍是順利實(shí)施卓越計(jì)劃的必然要求。我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)不斷在教學(xué)實(shí)踐中培養(yǎng)優(yōu)秀的校內(nèi)和企業(yè)教師，校內(nèi)教師要長期參與企業(yè)生產(chǎn)和實(shí)踐，對企業(yè)的運(yùn)行情況非常了解；企業(yè)教師要經(jīng)常到學(xué)校給學(xué)生開設(shè)專業(yè)課程，定期參與校內(nèi)的教學(xué)工作?！半p師型”教師不但要具有高度的責(zé)任心，還要具有扎實(shí)的專業(yè)知識和豐富的工程實(shí)踐能力。我校緊緊圍繞企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際和企業(yè)對人才需求的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，大膽進(jìn)行課程改革，確定課程結(jié)構(gòu)體系、選擇課程內(nèi)容、開發(fā)專業(yè)教材，將企業(yè)需要的知識、關(guān)鍵的技能、重要的素質(zhì)提煉出來，融入課程之中，將過去的單純實(shí)習(xí)變成到企業(yè)完成實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)。

4 結(jié)束語

實(shí)踐教學(xué)是工程教育的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、充分運(yùn)用所學(xué)基本知識進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、加強(qiáng)能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、開發(fā)能力、獨(dú)立分析問題和解決問題能力，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)踐教學(xué)效果，對提高教學(xué)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)有著至關(guān)重要的作用。

[1]潘艷平,包秋燕,江吉彬.基于卓越工程師培養(yǎng)的本科實(shí)踐教學(xué)體系改革[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2011,14(6):213-216.

[2]王濤,劉美.卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃中實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)的幾點(diǎn)建議[J].中國電力教育,2011(30):159-160.

[3]樊立萍.適應(yīng)卓越工程師培養(yǎng)的師資隊(duì)伍建設(shè)問題探討[J].中國電力教育,2011(27):3-4.

[4]李志永,牛宗偉,趙國勇,司馬中文.卓越工程師培養(yǎng)過程中實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)形式初探[J].教育教學(xué)論壇,2012(39):207-209.