基于“實戰(zhàn)驅動、校企協(xié)同”的電氣專業(yè)工程實踐教學改革

劉 偉, 賀曉蓉, 楊 奕

(重慶理工大學 電子信息與自動化學院，重慶 400054)

基于“實戰(zhàn)驅動、校企協(xié)同”的電氣專業(yè)工程實踐教學改革

劉 偉, 賀曉蓉, 楊 奕

(重慶理工大學 電子信息與自動化學院，重慶 400054)

重慶理工大學電氣工程及其自動化系針對學生工程實踐能力培養(yǎng)這個難題，從電氣信息類本科教育教學的內在規(guī)律和要求出發(fā)，創(chuàng)新性地構建了基于“實戰(zhàn)驅動、校企協(xié)同”的電氣專業(yè)“2+1+1”工程能力培養(yǎng)體系。首先參照工程教育專業(yè)認證標準和卓越計劃通用標準，解析了工程能力內涵；其次詳述了工程實踐教學改革的具體內容：包括以實戰(zhàn)驅動為核心的工程化實踐教學體系構建，以循序漸進為特征的遞進式工程實訓平臺整合，以校企協(xié)同為導向的緊密型校企合作機制研究等。經過多年的工程教育改革積淀，不僅使我們培養(yǎng)的學生具有強烈的工程意識、良好的工程素質和扎實的工程實踐能力，也使得師資隊伍工程化素質不斷增強，取得了豐碩的教研成果，實現(xiàn)產學雙贏。

工程實踐教學改革; 實戰(zhàn)驅動; 校企協(xié)同； 電氣專業(yè)

0 引 言

工程教育是我國高等教育的重要組成部分[1]，在高等教育體系中“三分天下有其一”，工程教育在國家工業(yè)化進程中，特別是國家提出打造“工業(yè)化強國”的今天，對門類齊全、獨立完整的工業(yè)體系的形成與發(fā)展，發(fā)揮了不可替代的作用[2]。

我校電氣工程及其自動化系抓住學生工程實踐能力培養(yǎng)這個難題，從電氣信息類本科教育教學的內在規(guī)律和要求出發(fā)，結合兩項重慶市高等教育教學改革重大項目“電氣信息類工程應用型人才培養(yǎng)模式的研究與實踐”和“面向工程教育專業(yè)認證的電氣卓越工程師培養(yǎng)模式研究”[1]，依托重慶市人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)與重慶市大學生校外實踐教育基地2個市級人才實踐培養(yǎng)平臺，創(chuàng)新性地構建了基于“實戰(zhàn)驅動、校企協(xié)同”的電氣專業(yè)“2+1+1”工程能力培養(yǎng)體系：即2年“基礎強化、課堂培養(yǎng)”為特征的學科基礎及專業(yè)基礎教育；1年“項目驅動、梯度培養(yǎng)”為特征的校內工程能力預培養(yǎng)，1年“實戰(zhàn)驅動、系統(tǒng)培養(yǎng)”為特征的企業(yè)階段工程能力再培養(yǎng)。整個培養(yǎng)體系建設、培養(yǎng)課程實施以實戰(zhàn)驅動為核心、校企全程協(xié)同。

1 工程導向，明確電氣工程師工程能力內涵

為了培養(yǎng)的工程型人才能夠符合時代的要求、滿足行業(yè)的需要，我系參照工程教育專業(yè)認證標準和卓越計劃通用標準，結合電氣工程及其自動化專業(yè)的教育現(xiàn)狀，首先明確了電氣工程師工程能力內涵，見表1。從工程能力的內涵出發(fā)，全面貫徹實施“2+1+1”工程能力培養(yǎng)體系[3]。

2 實戰(zhàn)驅動，構建工程化實踐課程體系

2.1以“基礎強化”進行課程體系整合優(yōu)化

“2+1+1”培養(yǎng)體系前2年，構建系統(tǒng)整合、整體優(yōu)化的大基礎課程體系,強調工程教育的基礎性和通用性。在課程體系改革中，通過壓縮部分必修課課時，前置部分第3年的專業(yè)理論課，為實施工程能力預培養(yǎng)騰出時間。此階段是以“基礎強化、課堂培養(yǎng)”為特征進行工程基礎培養(yǎng)。

2.2以“項目驅動”進行校內階段工程能力預培養(yǎng)

第3年進入專業(yè)模塊的學習，此階段我系大幅整合原有零散的課程實驗和課程設計，以項目驅動方式重新設置實踐課程，逐步建立以能力導向，分層次、 模塊化、相互銜接的工程能力培養(yǎng)體系。此階段是以“項目驅動、梯度培養(yǎng)”為特征進行工程能力預培養(yǎng)。

(1) 開設9個專題講座。把學生在理論課程中學到的專業(yè)知識系統(tǒng)化、工程化，由具有工程經歷的校內導師和聘請的校外導師共同講授，包括：①工程師及能力的培養(yǎng);②發(fā)電廠系統(tǒng)及輔機設備;③發(fā)電機及其實驗;④變壓器的規(guī)范及運行;⑤直流系統(tǒng);⑥配電系統(tǒng);⑦發(fā)電廠防雷與過電壓保護;⑧繼電保護;⑨電氣倒閘操作原則及注意事項。

表1 電氣工程師工程能力內涵

(2) 整合7大實訓模塊。通過購置新的實驗系統(tǒng)和對原有實驗平臺進行整合、重構，基本構建了一個能夠真實再現(xiàn)發(fā)、輸、變、配電全景過程的電力系統(tǒng)動態(tài)模擬平臺?；谠撈脚_，把以往一個或幾個單一性實驗內容整合成綜合性實訓項目，各項目模塊計相應學分，同時聯(lián)合企業(yè)編撰了對應培訓教材，并實時更新。部分企業(yè)也給我們提供了配套的實訓設備，整合后的實習實訓課程內容以工程項目為驅動，包含以下幾大模塊：①發(fā)電運行與控制實訓項目;②輸變電運行與控制實訓項目;③供配電運行與控制實訓項目;④電氣測試與控制實訓項目;⑤高壓電氣設備絕緣檢測技術實訓項目;⑥電磁仿真計算分析項目;⑦電氣基本技能培訓項目[4]。

通過綜合性實訓項目的訓練，能讓學生體驗真實工程環(huán)境，循序漸進地培養(yǎng)學生的電力系統(tǒng)運行、控制、維護、管理等工程實踐與科技創(chuàng)新能力，為下一年在企業(yè)階段的綜合實訓打下了良好的基礎。使學生有能力參與企業(yè)真實生產，在生產中完成教學行動，助企業(yè)創(chuàng)造效益，讓企業(yè)接受，受企業(yè)歡迎。

我們到企業(yè)進行調研，針對學生的知識結構、實際動手能力與企業(yè)所需人才之間存在的差異，校企協(xié)同對工程實踐模塊進行實時改革與更新，共同制定學生就業(yè)崗位的素質需求、核心技能、創(chuàng)新能力及可持續(xù)發(fā)展等方面的有關課程[5]。

2.3以“實戰(zhàn)驅動”進行企業(yè)階段工程能力再培養(yǎng)

第4年學生在企業(yè)實訓及做畢業(yè)設計，由企業(yè)資深工程師和企業(yè)背景教師共同指導。企業(yè)階段培養(yǎng)方案見表2。此階段是以“實戰(zhàn)驅動、系統(tǒng)培養(yǎng)”為特征進行工程能力再培養(yǎng)，其實戰(zhàn)項目幾乎全部來源于企業(yè)的生產實際。企業(yè)階段培養(yǎng)重點體現(xiàn)電力生產過程的實際操作與控制、系統(tǒng)工程能力的培養(yǎng)和提升以及工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。企業(yè)階段培養(yǎng)是校內培養(yǎng)的高級階段和延伸，計相應的學分。該方案明晰培養(yǎng)內容、步驟和目標，做到針對性強、校內校外不重復，“真刀真槍”進行項目實戰(zhàn)、完成畢業(yè)設計[6]。

表2 企業(yè)階段工程實戰(zhàn)培養(yǎng)方案

3 校企協(xié)同，共謀緊密型校企合作機制

3.1以“全程參與、工程實戰(zhàn)”為目標確立校企合作內容

校企全程合作應該始于工程能力培養(yǎng)目標的制定，貫穿工程能力培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)[6]，止于工程能力培養(yǎng)目標的實現(xiàn)，我系與企業(yè)在培養(yǎng)電氣工程師過程中的合作主要在以下幾個環(huán)節(jié)：共同制訂培養(yǎng)目標和培養(yǎng)標準，共同改革課程體系和教學內容，共同建設工科教師隊伍，共同研究教學組織形式和教學方法，共同制定企業(yè)培養(yǎng)方案，共同建設工程實踐教育中心，共同實施企業(yè)培養(yǎng)方案，共同指導畢業(yè)設計或學位論文，共同評價學生培養(yǎng)質量[7-11]。

3.2以“源于工程、循序遞進”為特征共建工程實訓平臺

當前，實驗教學改革的趨勢是實施分層次、模塊化、自主性、創(chuàng)新性模式的教學體系。由于實驗教學體系的構建和實驗課程內容優(yōu)化設置，往往依托于實驗室建制及其設備、用房配置。因此，對我院傳統(tǒng)實驗室、實驗中心、工程實踐基地進行科學合理的重構是十分必要的[11]。同時地方高校聚集了優(yōu)質智力資源和實驗設備資源，應和企業(yè)聯(lián)合推進科技創(chuàng)新平臺建設，使學生的實踐教學活動與在共享平臺上開展的為地方企業(yè)服務的科技活動有機地結合起來，實現(xiàn)高校學生與企業(yè)的有效對接[11]。

基于以上兩點，結合學院實驗資源的實際配置情況，通過更新培養(yǎng)理念，重構課程體系、整合教學資源，我們構建了“工程基礎、工程專項、工程綜合”三級遞進式工程實訓平臺。平臺重構以再現(xiàn)電力系統(tǒng)真實場景和過程、培養(yǎng)學生系統(tǒng)工程能力為目的，遵循工程能力遞進式增長曲線，設計一批適合教學且源于典型工程項目的實訓模塊，同時考慮教學和企業(yè)科研服務有機結合，實現(xiàn)高校學生與企業(yè)的無縫對接。真正建設了一個集教學、科研、工程實踐、創(chuàng)新訓練“四元一體”的工程實踐平臺，分階段地提升學生認知+探究、實驗+設計、實施+創(chuàng)新3類工程能力, 體現(xiàn)了能力訓練的漸進性[4,13]。

(1) 工程基礎平臺——培養(yǎng)認知+探究能力。該平臺含企業(yè)見習、基礎實驗、電氣電子實踐技能訓練3個子平臺，主要模塊為：電路電子基礎實驗、電子技術應用實驗、電子綜合應用實驗、微機原理及應用實驗、單片機實驗、金工實習、參觀實習。此階段主要培養(yǎng)學生工程認知+探究能力，夯實工程基礎。

(2) 工程專項平臺——提升實驗+設計能力。該平臺含電力生產過程虛擬仿真實驗教學中心、發(fā)輸配動態(tài)模擬聯(lián)合實驗室、新能源汽車零部件檢測及傳動技術實驗中心、重慶市電工電子教學示范中心。主要模塊為：發(fā)電運行與控制實訓 、輸變電運行與控制實訓 、供配電運行與控制實訓、電氣測試與控制實訓、高壓電氣設備絕緣檢測實訓[4]、電磁仿真計算分析、電氣技能培訓 。此階段主要提升學生工程實驗+設計能力，使學生得到系統(tǒng)的工程能力訓練。

(3) 工程綜合平臺——錘煉實施+創(chuàng)新能力。該平臺含重慶市能源互聯(lián)網工程技術研究中心、校外工程實踐教育基地群、大學生科技創(chuàng)新實踐基地、成果轉移孵化基地。主要涵蓋：始業(yè)教育、發(fā)電實戰(zhàn)模塊、輸電實戰(zhàn)模塊、變電實戰(zhàn)模塊、用電實戰(zhàn)模塊、畢業(yè)設計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐。此階段主要錘煉學生工程實施+創(chuàng)新能力，讓學生真正參與工程實戰(zhàn)。

3.3以“產學研訓、校企協(xié)同”為導向共謀校企合作機制

我系根據(jù)自身的實際情況，考慮到到電氣工程專業(yè)的特點，提出了緊密型產學研訓合作機制。“產學研訓”是一種合作系統(tǒng)工程，即生產、學習、科學研究、實習實訓的有機融合。產學研訓合作教育充分利用學校與企業(yè)、科研單位等多種不同教學環(huán)境和教學資源以及在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢，把以課堂傳授知識為主的學校教育與直接獲取實際經驗、工程能力為主的生產、科研實踐有機結合的教育形式[14]。

(1) 產學結合。在學校建立職工培訓基地，依靠學校完善的培訓管理體系，完整的培訓課程體系，經驗豐富的培訓師資隊伍，為企業(yè)員工開展電氣理論與實踐技能培訓。我系的人才培訓基地已成為重慶三峽水利電力集團、重慶匯能達電子有限公司、重慶機電職業(yè)技術學院等單位技術人才的重要培訓基地。同時在企業(yè)建立工程教育基地，企業(yè)為青年教師和學生提供工程對象、工藝流程培訓，校企合作完成企業(yè)科研課題，為學生工程實踐提供工程案例和應用環(huán)境。企業(yè)技術專家受聘碩導、兼職導師，部分解決校內工程教育師資匱乏問題。

(2) 研訓并舉。在學校建立工程技術研究中心(2015年我系獲批重慶市能源互聯(lián)網工程技術研究中心)，利用學校工程化師資隊伍和完備的試驗、測試、科研平臺為企業(yè)開展技術攻關和新產品研發(fā)。在企業(yè)建立科技成果孵化基地，把我們的技術成果提供給企業(yè)進行成果轉化，實現(xiàn)研訓平臺一體化。例如與重慶匯能達電子有限公司共建成果轉移孵化基地，教師依托基地進行產品開發(fā)與成果轉化，部分學生全程參與，近3年累計實現(xiàn)產值3 000多萬元。

(3) 校企協(xié)同。實踐教育基地，校企共建：我們結合自身優(yōu)勢和行業(yè)背景，分別遴選重慶三峽水利發(fā)電有限公司、電力科學研究院、重慶水輪機廠、重慶匯能達電子有限公司及南岸供電局等5家在行業(yè)內具有一定影響力和品牌知名度的企業(yè)作為校外工程實踐基地，建立了校外工程實踐教育基地群。合作企業(yè)共同為基地提供實踐教育資源，為學生一年的企業(yè)實訓打造良好的外部環(huán)境。其中“重慶理工大學—重慶三峽水利發(fā)電有限公司工程實踐教育中心”于2012年獲批為重慶市“本科教學工程”大學生校外實踐教育基地。

教學計劃實施，校企協(xié)同：校企共同改革課程體系和教學內容，為了使我們的人才培養(yǎng)計劃符合市場的需求，符合企業(yè)對人才的需求，與時俱進，校企協(xié)同對人才培養(yǎng)體系實施閉環(huán)控制。即通過社會調研和人才市場調查，通過企業(yè)對就業(yè)學生的反饋，及時調整人才培養(yǎng)方案所涉及的核心課程開發(fā)、專業(yè)教學實施、實訓基地建設等關鍵環(huán)節(jié)，增強人才培養(yǎng)的針對性和時效性。

4 主要特色與創(chuàng)新

(1) 構建了“以3個遞進層次為主線”的工程實踐課程體系。傳統(tǒng)實踐課程體系多依附于理論課程，驗證性試驗比重大，缺乏綜合性和系統(tǒng)性，不利于工程能力的培養(yǎng)，改革為“基礎強化、項目驅動、實戰(zhàn)驅動”3個遞進層次組成的工程化實踐課程體系。前2年為表層，夯實工程基礎，以“基礎強化、課堂培養(yǎng)”為特征進行工程基礎培養(yǎng)；第3年為中間層，整合原有課程實驗和課程設計，以“項目驅動、梯度培養(yǎng)”為特征進行工程能力預培養(yǎng)；第4年為核心層，在企業(yè)“真刀真槍”進行項目實戰(zhàn)、完成畢業(yè)設計，此階段以“工程實戰(zhàn)、系統(tǒng)培養(yǎng)”為特征進行工程能力再培養(yǎng)。

(2) 重構了“以3個梯度平臺為基石”的工程能力培養(yǎng)平臺。通過對原有實驗中心、實踐基地以及實驗室的整合重構，搭建了“工程基礎、工程專項、工程綜合”3個梯度式平臺，奠定了工程能力培養(yǎng)的基石，各平臺相互支撐、有機融合、科學銜接、梯度推進，循序漸進地提升學生認知+探究、實驗+設計、實施+創(chuàng)新3類工程能力，形成科學的工程能力發(fā)展曲線。

(3) 設計了“以3個關鍵環(huán)節(jié)為主體”的企業(yè)階段實踐方案。企業(yè)階段培養(yǎng)是工程實踐教學環(huán)節(jié)中非常關鍵的階段，該方案以“始業(yè)教育、項目實戰(zhàn)、畢業(yè)設計”3個關鍵環(huán)節(jié)為主體，其目的是使學生受到電氣領域工程師基本訓練，具有能夠綜合運用所學專業(yè)知識分析并解決工程實際問題的能力；具備電力系統(tǒng)、電機系統(tǒng)設計、運行、管理的基本技能，具備一定的組織管理能力、交流溝通能力和團隊合作能力，具備在電氣工程及相關領域進行科學研究、產品開發(fā)、技術管理和知識創(chuàng)新的綜合能力和較強的國際競爭力[15]。

(4) 確立了“以多元互融模式為支撐”的緊密校企合作機制。產學結合、研訓并舉、校企協(xié)同、多元互融。樹立學校服務企業(yè)的思想，充分利用學校人才優(yōu)勢和設備，為企業(yè)開展人才培訓、技術攻關和科研成果轉化，促進校企互信和校企長效利益共同體形成。教學計劃實施過程中，校企全程共建，校企協(xié)同對人才培養(yǎng)體系實施閉環(huán)控制。

5 結 語

電氣專業(yè)“2+1+1”工程能力培養(yǎng)體系建設、培養(yǎng)課程實施以實戰(zhàn)驅動為核心、校企全程協(xié)同，基本解決了：①原有實踐平臺難以支撐工程實踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的問題；②原有實踐教學內容雜散且與工程實際脫節(jié)的問題；③工程實訓基地“建立難、針對性差、費用高、不穩(wěn)固”的問題；④校內具有“工程背景”的教師匱乏問題[16]。

該體系突出了工程應用能力的培養(yǎng)，教學理念新穎，方案思路清晰，具有很強的可操作性。不僅對我校電氣工程應用型人才的培養(yǎng)產生極大的促進作用，也對其他同類高校的人才培養(yǎng)工作具有廣泛的輻射作用和良好的示范效果。該項改革自2010年開始實施以來，歷時7年，受益學生約計1 200余人，接受應用檢驗并逐漸完善。自實施該培養(yǎng)體系后，我系畢業(yè)生就業(yè)率均超98%，就業(yè)質量逐年提高，80%的學生進入電網、發(fā)電、電力設備制造等電力電氣行業(yè)的大中型企業(yè)，通過對近幾屆畢業(yè)生的跟蹤調查，學生因在校期間接受了全面系統(tǒng)的工程實踐訓練，受到社會普遍好評。騰訊、華龍網等媒體曾針對本專業(yè)作了“這個專業(yè)很牛”的專題報道，指出“重慶理工大學電氣工程及其自動化專業(yè)不論是課程設置還是設施設備，都與企業(yè)進行了緊密結合，所以學生才能夠得到企業(yè)的好評”，并詳細報道了近年來畢業(yè)生就業(yè)的代表性情況，引起了強烈的社會反響。我們還將在今后的工作中再接再厲，使我們培養(yǎng)的學生具有強烈的工程意識、良好的工程素質和扎實的工程實踐能力，使得人才培養(yǎng)途徑和手段更具特色。

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ElectricalProfessionalEngineeringEducationReformBasedonthePracticingDrivenandEnterpriseCooperation

LIUWei，HEXiaorong，YANGYi

(School of Electronic Information and Automation, Chongqing University of Technology, Chongqing, 400054, China)

College of electrical engineering and its automation in Chongqing University of science and technology has made a lot of efforts on the problem of students’ engineering practice ability training.Based on the inherent law and principle of teaching in undergraduate education of electrical information, an innovative electrical professional “2+1+1” engineering ability training system is established, which is also fullfilling the requirement of “practicing driven, cooperation of university and enterprise”.Firstly, this paper analyzes the connotation of engineering capability by referring to the standard of education professional certification standard and excellent project.Secondly, it describes the specific content of engineering education reform.The core content of the reform is about the practical engineering practice teaching system construction.Also, it includes progressive engineering training platform integration, as well as close university-enterprise cooperation mechanism research oriented by synergy between colleges, etc.After many years of practices on engineering education reform, these approaches are not only cultivating the students with a strong sense of engineering, good engineering quality and strong engineering practice ability, also enhancing the teachers engineering quality.Besides, fruitful research results are achieved and a win-win between production and education is established.

engineering education reform; practicing driven; cooperation of university and enterprise; electgrical professional

G 642

A

1006-7167(2017)10-0248-05

2017-01-16

重慶市高等教育教學改革研究重大項目“面向工程教育專業(yè)認證的電氣‘卓越工程師’培養(yǎng)模式研究”(161013)；重慶市高等教育學會高等教育科學研究課題“基于行動導向教學法的電氣工程專業(yè)課程改革應用與研究”(CQGJ15191C)；“電氣工程卓越工程師工程能力培養(yǎng)體系的構建與實施”(153114)。

劉 偉(1963-),男,重慶巴南人,碩士,副教授,重慶市能源互聯(lián)網工程中心副主任,研究方向：電力系統(tǒng)運行與控制。Tel.：13908355595；E-mail：liuwei@cqut.edu.cn