“中國制造2025”背景下電氣自動化技術(shù)專業(yè)的教學(xué)體系優(yōu)化探討

【摘 要】本文結(jié)合當前“中國制造2025”實施過程中對電氣自動化人才的需求，從學(xué)生學(xué)習(xí)、教師能力、課程設(shè)置、技能訓(xùn)練方法及教學(xué)設(shè)施方面，分析電氣自動化技術(shù)專業(yè)教學(xué)體系在高技能人才培養(yǎng)中存在的問題，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化改革措施。

【關(guān)鍵詞】中國制造2025 技能人才 電氣自動化技術(shù) 教學(xué)體系優(yōu)化

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）04C-0156-03

隨著世界經(jīng)濟格局的變化，中國人口紅利的消失，勞動力成本不斷上漲，政府于2015年發(fā)布了“中國制造2025”發(fā)展綱領(lǐng)，預(yù)示中國制造業(yè)的變革。當前國內(nèi)企業(yè)除了大型企業(yè)外，尚存在眾多的中小企業(yè)，這些中小企業(yè)的自動化程度比較低，企業(yè)為了生存、降低人工成本，采用自動化技術(shù)成為必然的趨勢，使得自動化技術(shù)迎來極佳的發(fā)展契機。未來幾年間對高技能專業(yè)人才需求將會比以往任何時候更加強烈，因此會產(chǎn)生數(shù)量龐大的就業(yè)崗位。作為培養(yǎng)高技能人才的高職院校擔(dān)當著重要的角色，對于從事電氣自動化技術(shù)及相關(guān)專業(yè)技術(shù)的教師無疑是一場挑戰(zhàn)，對教師的教學(xué)能力、技術(shù)水平和技能熟練程度提出了新的要求，是一次大考驗，值得教師去深思和探索。

一、人才需求分析

富士康集團已有超過4萬臺機器人全面參與到公司的生產(chǎn)流程中。東莞市政府2016年發(fā)布《關(guān)于大力發(fā)展機器人智能裝備產(chǎn)業(yè)，打造有全球影響力的先進制造基地的意見》文件，機器人產(chǎn)業(yè)被列入該市未來發(fā)展的重點產(chǎn)業(yè)方向，掀起東莞企業(yè)“機器換人”的熱潮。2015年柳州汽車總產(chǎn)量達到229.1萬輛，2016年柳州汽車產(chǎn)量突破240萬輛。柳州五菱汽車有限責(zé)任公司生產(chǎn)實現(xiàn)焊接、輸送、搬運、涂膠、上料等全工序自動化。這些事例具有自動化、集成化、信息化應(yīng)用的特征。眾所周知，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)升級無非就是提高自動化水平。

相關(guān)的研究報告指出：我國技能勞動者僅占就業(yè)人員的19%，高技能人才數(shù)量不足5%。企業(yè)職工隊伍狀況普遍存在“四多四少”現(xiàn)象，即初級技工多，高級技工少；傳統(tǒng)型技工多，現(xiàn)代技工少；單一技能型技工多，復(fù)合技能型技工少；短訓(xùn)速成的技工多，系統(tǒng)培養(yǎng)的技工少。整體上無論是數(shù)量還是技能水平都與“中國制造2025”有很大的差距。

隨著產(chǎn)業(yè)升級的加快，廣西（特別是柳州）產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大量自動化設(shè)備、智能設(shè)備投入，社會人才需求格局發(fā)生很大變化，迫切需要既有較強的專業(yè)知識理論基礎(chǔ)，又有豐富的實踐經(jīng)驗的技能型復(fù)合人才來從事維修、調(diào)試和運行工作。所以說電氣自動化專業(yè)人才在社會上的需求量會越來越大。

二、當前教學(xué)體系中存在的問題

電氣自動化技術(shù)專業(yè)涉及眾多技術(shù)，核心課程有PLC技術(shù)、變頻器技術(shù)、電氣控制技術(shù)、傳感器與檢測技術(shù)、氣動與液壓技術(shù)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、自動化生產(chǎn)線、組態(tài)監(jiān)控技術(shù)等，學(xué)生在三年學(xué)習(xí)生涯中，最能體現(xiàn)學(xué)業(yè)效果的是最后的畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)。通過近年來對畢業(yè)設(shè)計的觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對此比較茫然，不知從何入手，說明了知識技能掌握不牢靠，存在諸多的問題?？偨Y(jié)起來，可能的原因是：

（一）學(xué)生的勤奮程度不足。近年來，高職學(xué)院的生源多元化，有高考生，有自主招生，有中高職銜接，各個層次基礎(chǔ)不同。學(xué)生本來對電氣專業(yè)認識不足，學(xué)習(xí)過程欠缺自覺性，基本上只滿足于課堂內(nèi)學(xué)習(xí)任務(wù)完成，課外少學(xué)習(xí)、惰于思考，對未來缺乏計劃、遠慮。

（二）課程之間的融合程度不夠，實訓(xùn)設(shè)施與企業(yè)實際脫節(jié)。電氣自動化技術(shù)專業(yè)是一門工程學(xué)科，教師通常固定承擔(dān)幾門課程的任務(wù)，各門課程有自己相應(yīng)的實驗實訓(xùn)內(nèi)容，相互間很少討論交流，例如PLC技術(shù)課程，輸出都是用LED燈模擬，但在現(xiàn)代電氣設(shè)備中負載多為繼電器、接觸器、電磁閥等，學(xué)生在做工程設(shè)計時只知連接LED燈，而不知如何連接其他的負載，說明了課程間的承前啟后考慮不夠，缺乏有機融合。與其他工程領(lǐng)域相比，在自動化中所用的生產(chǎn)設(shè)備都是資金密集型的，受制于資金和場地，課程實訓(xùn)中大部分設(shè)備很多都是模擬式或仿真式的，與工業(yè)上使用的實際設(shè)備和器件有很大的差異。由于自動化技術(shù)是一門集機械、電氣、電子及計算機等技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，因此導(dǎo)致學(xué)生很少有機會了解各種技術(shù)在實際工程的綜合應(yīng)用，難以掌握真實生產(chǎn)系統(tǒng)所需的知識和技能，當學(xué)生進入企業(yè)后，面對實際的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備會感到陌生。

（三）教師數(shù)量不足，教師本身的技能不夠熟練。近年來，學(xué)生數(shù)量猛增，原有教師數(shù)量較少，為了完成教學(xué)任務(wù)，個人的教學(xué)時數(shù)遠超出正常的工作量，致使教師疲于應(yīng)付教學(xué)任務(wù)，無暇抽出時間、精力作深層次的思考，無法出外學(xué)習(xí)進修提高，難以提升教學(xué)水平和技能水平。

（四）教學(xué)計劃不夠科學(xué)，對技能訓(xùn)練重視不夠。教學(xué)的基本規(guī)律應(yīng)是循序漸進、前后兼顧。然而實施中，因為某些原因而難以實現(xiàn)，例如變頻調(diào)速度技術(shù)需要關(guān)聯(lián)到PLC技術(shù)，但兩課程分隔在不同的學(xué)期，當學(xué)習(xí)到變頻調(diào)速技術(shù)，學(xué)生往往對PLC內(nèi)容已忘得一干二凈。課程學(xué)習(xí)過程過多倚重知識傳授，如PLC應(yīng)用技術(shù)課程，指令功能的講解和編程占了大量時間，忽略了器材選型、接線等基本技能的學(xué)習(xí)，如在以PLC為主的畢業(yè)設(shè)計課題中，就有學(xué)生選擇晶體管輸出單元的PLC連接交流接觸器，也有學(xué)生對PLC供電電源接錯，燒毀PLC的事例。這里面既有學(xué)生主動性、參與性欠缺的原因，也有教師個人備課不充分的因素。

三、優(yōu)化改革措施

調(diào)查分析表明，企業(yè)內(nèi)電氣自動化技術(shù)人員從事的主要崗位是電氣設(shè)備控制系統(tǒng)的運行維護及維修、技術(shù)改造，因此優(yōu)化原則要朝“實際、實用、實踐”的方向邁進。以應(yīng)用為主，注重解決問題的方法與能力培養(yǎng)。

（一）加強引導(dǎo)，促進學(xué)業(yè)規(guī)劃形成。將到企業(yè)參觀列入教學(xué)計劃，邀請企業(yè)或行業(yè)專家技術(shù)人員到校開展講座，促進老師和學(xué)生對企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的了解熟悉，開拓眼界，讓學(xué)生了解與感受專業(yè)的職業(yè)特點、工作內(nèi)容及能力要求，認識到未來職業(yè)、崗位的現(xiàn)狀與發(fā)展前途，弄清楚需要具備哪些知識與技能，明確專業(yè)學(xué)習(xí)的目的和內(nèi)容，初步形成對專業(yè)的感性認識。切實做好入學(xué)初專業(yè)介紹和引導(dǎo)，促進學(xué)習(xí)興趣的形成，幫助指導(dǎo)學(xué)生規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)生涯，在后續(xù)的學(xué)習(xí)中不斷實現(xiàn)這些規(guī)劃內(nèi)容。提倡鼓勵學(xué)生通過所見、所聞、所聽，觀察身邊的電氣設(shè)備（技術(shù)），思考它的組成、原理，以期疑惑的產(chǎn)生，帶著問題進入課堂，然后在實踐中解決問題，收獲知識與技能。

（二）加強師資建設(shè)，改進教學(xué)策略。專業(yè)教師必須與時俱進，適應(yīng)新形勢要求。一方面不斷提高自身的教學(xué)能力、職業(yè)能力，一方面不斷追蹤新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，鞏固和拓展與專業(yè)相關(guān)的知識技能，深入企業(yè)學(xué)習(xí)，掌握前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢，尤其是新教師。教師在進入教學(xué)場地前需反復(fù)演練，思考將要講授指導(dǎo)的內(nèi)容，必須做到爛熟于心，多準備幾套教學(xué)設(shè)計方案，應(yīng)對不同班級或不同的現(xiàn)場狀況。

為了培養(yǎng)過硬的崗位技能，必須改變實踐教學(xué)過分依附于理論教學(xué)的狀況，形成相對獨立的實踐性教學(xué)體系。實踐教學(xué)以少講授、多接觸、多動手、多討論為主。教學(xué)中貫徹“做中學(xué)，學(xué)中做”的思想，堅持三部曲：先演示，目的是引起興趣，預(yù)先了解控制效果；后講解，講解是建立在學(xué)生現(xiàn)有水平的基礎(chǔ)上，對完成任務(wù)所用知識和技能做必要的解析，引導(dǎo)思考，促使疑問產(chǎn)生；再動手，在練習(xí)中解決存疑，如此反復(fù)，形成能力，培養(yǎng)出細致工作作風(fēng)。

教師應(yīng)擴大專業(yè)相關(guān)書籍和資料的閱讀量，并從中篩選非教材類、由專業(yè)人士撰寫的工程實踐方面的書籍推薦給學(xué)生，讓學(xué)生逐步了解和接觸實際項目的開展過程、步驟及方法，用以擴大知識面和增進認知。

（三）加強課程融合，加強工學(xué)結(jié)合。教師應(yīng)該承擔(dān)多門連貫課程教學(xué)任務(wù)，體驗前后課程之間的銜接關(guān)系，適當減少某些課程的理論教授時數(shù)，增強實訓(xùn)時數(shù)。在設(shè)計實訓(xùn)項目時，應(yīng)該篩選和整合實訓(xùn)內(nèi)容，針對未來工作崗位的典型工作任務(wù)，創(chuàng)設(shè)與企業(yè)實際生產(chǎn)過程有直接關(guān)系的、具有實用價值的項目，著重電氣控制的系統(tǒng)分析、安裝、接線、編程、調(diào)試、運行、故障診斷等能力訓(xùn)練，縮短與實際應(yīng)用之間的差距。

積極參加各級組織舉辦的技能競賽，將技能競賽的內(nèi)容、思想消化吸收，融合進課程中，設(shè)計相應(yīng)的實踐項目。柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院自2008年開始參加自動化教指會和教育部舉辦的全國性技能比賽，如自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，均取得良好成績，參賽選手的動手能力和解決問題的能力較不參賽選手有質(zhì)的不同，能夠輕松獲得就業(yè)崗位，現(xiàn)在都成了所在單位的骨干力量和技術(shù)能手，得到用人單位的好評。這些事例證明了技能競賽對教學(xué)改革有非常好的指引作用，是實現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的有效途徑，應(yīng)予加強推廣，惠及全體學(xué)生。

（四）加強校企結(jié)合，重點建設(shè)校內(nèi)實訓(xùn)基地。德國雙元制教學(xué)模式是成功的典范，但在國內(nèi)顯得水土不服，緣于政府激勵政策不夠，企業(yè)參與職業(yè)教育得到的實惠不多，因此參與的積極性不高。學(xué)生能到企業(yè)實習(xí)，往往是在生產(chǎn)高峰用工短缺時，工作內(nèi)容一般與專業(yè)不相關(guān)，得不到應(yīng)有的實習(xí)效果。因此培養(yǎng)人才的根本任務(wù)還應(yīng)在校內(nèi)完成，校內(nèi)實訓(xùn)基地的先進性、實用性、與實際崗位的相似性是校內(nèi)實施校企結(jié)合的重要保障。

校內(nèi)實訓(xùn)基地可以通過以下路徑實現(xiàn)：充分認識自動化技術(shù)在“中國制造2025”國家戰(zhàn)略中的地位和作用，爭取上級領(lǐng)導(dǎo)部門加大資金投入；邀請企業(yè)專家共同規(guī)劃；參照生產(chǎn)現(xiàn)場新建或改良實訓(xùn)室，營造所見即真實的場所；每個實訓(xùn)室布局合理，以學(xué)生為主體，各種元件器材應(yīng)采用工業(yè)件，能夠按照“教、學(xué)、做”一體開展完成教學(xué)過程?；亟ㄔO(shè)要能夠適用于多門課程的理論與實踐教學(xué)需要，實現(xiàn)功效最大化，避免重復(fù)建設(shè)，造成浪費。

（五）大力構(gòu)建輔助教學(xué)資源。由于教學(xué)時間有限，學(xué)生的理解與掌握未必會與教師的計劃、理想相符合，不理解而存疑是必然的事情，而學(xué)生眾多，教師工作的繁忙使得課后不能及時輔導(dǎo)，即使有，效果也會大打折扣。如果學(xué)生的存疑沒有得到及時解決，造成的后果是災(zāi)難性的，日積月累，學(xué)生的興趣全無。以變頻器調(diào)速中的模擬量調(diào)速方式為例，模擬量信號來源有多種，可以是外接電壓（流）源、PLC的輸出或變送器輸出等方式。由于缺少設(shè)備，教學(xué)過程通常只是接觸外接電壓源一種，其他的方式依靠微課視頻去彌補，供學(xué)生課后學(xué)習(xí)練習(xí)。在微課制作中，以工程角度著眼，依照工程分析、計劃、實施、調(diào)試、驗收、書面報告撰寫等環(huán)節(jié)展開。微課是非常好的教學(xué)資源，極大補充和豐富了教學(xué)手段，實踐表明效果良好。

（六）增設(shè)新的課程。工業(yè)機器人的核心是伺服技術(shù)，數(shù)控機床加工機械零件的進給運動需要由伺服電動機、步進電動機或三相電動機驅(qū)動，自動化生產(chǎn)線由各個工作站組成，各工作站間要傳送協(xié)作運行的數(shù)據(jù)信息。所有這些設(shè)備的控制涉及傳感器、PLC、變頻器、電氣控制、組態(tài)等課程，是這些課程的綜合，比照當前的課程設(shè)置，僅自動化生產(chǎn)線裝調(diào)較能體現(xiàn)綜合性，但內(nèi)容不夠充實。因此應(yīng)該增加“運動控制實訓(xùn)”課程，增進學(xué)生對以上課程的整體理解，訓(xùn)練綜合運用能力。增加“工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊實訓(xùn)”課程，選擇如西門子為主，內(nèi)容包括GD通訊、MPI通訊、DP通訊、Ethernet通訊等設(shè)備組態(tài)、編程、調(diào)試及故障排除。

“中國制造2025”如果沒有一大批具有高技能的人才作支撐，是難以實現(xiàn)的。為實現(xiàn)制造大國向制造強國轉(zhuǎn)型，職業(yè)教育承擔(dān)著重任，因此職業(yè)院校教師既要加強自身建設(shè)，努力成為“雙師型”教師，也要堅持育人為本，創(chuàng)新工學(xué)結(jié)合，結(jié)合地方經(jīng)濟發(fā)展需要深入研究教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，及時改革與新形勢不相適應(yīng)之處，不斷把優(yōu)化人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，將提升人才培養(yǎng)質(zhì)量作為重要課題研究，才能為社會和企業(yè)培養(yǎng)合格的、急需的高技能應(yīng)用型人才。

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【作者簡介】黃戈里，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向：電氣自動化技術(shù)，職業(yè)教育。

（責(zé)編 丁 夢）