電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的工程實(shí)踐分析

龐勝哲　修東凱　尹亮民

摘要：以工程教育認(rèn)證為背景，分析普通院校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)在實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題，探索實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)教學(xué)內(nèi)容和方法的改革措施，從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：電氣工程;實(shí)踐教學(xué)

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的基礎(chǔ)。工程教育認(rèn)證以學(xué)生為中心，成果導(dǎo)向教育理念，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題為目標(biāo)。通過(guò)工程教育認(rèn)證，高等院?？梢酝七M(jìn)工程教育改革，進(jìn)一步提高工程教育質(zhì)量。同時(shí)促進(jìn)工程教育與行業(yè)企業(yè)的聯(lián)系與合作，增強(qiáng)工程人才培對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的適應(yīng)性。并且促進(jìn)工程教育的國(guó)際互認(rèn)，提升工程教育的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

1.電氣專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程體系

電氣專(zhuān)業(yè)參與工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證，建立面向未來(lái)的課程體系，有助于專(zhuān)業(yè)建設(shè)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題能力。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證通過(guò)學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、持續(xù)改進(jìn)、師資隊(duì)伍和支撐條件七大方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中課程體系是支撐畢業(yè)要求的重要環(huán)節(jié)，課程能否有效支撐畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成是衡量課程體系是否滿(mǎn)足認(rèn)證畢業(yè)要求的主要判據(jù)。按照工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)，工程實(shí)踐和畢業(yè)設(shè)計(jì)是其重要組成部分，學(xué)分至少占總學(xué)分的 20%，對(duì)學(xué)生工程素質(zhì)和能力的培養(yǎng)起著關(guān)鍵作用。

電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)置完善的實(shí)踐教學(xué)體系，主要由實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)組成。各高校為體現(xiàn)辦學(xué)特色，適當(dāng)融入創(chuàng)新、仿真類(lèi)實(shí)踐課程，豐富實(shí)踐課程體系。實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué)是實(shí)踐課程體系中重要的組成部分。實(shí)驗(yàn)課程可鞏固理論知識(shí)，獲得分析問(wèn)題，解決問(wèn)題能力的有效途徑。通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)參觀學(xué)習(xí)、頂崗工作等環(huán)節(jié)，學(xué)生從實(shí)習(xí)課程中學(xué)習(xí)工程倫理、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，樹(shù)立環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，增強(qiáng)溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。

2. 實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué)存在的問(wèn)題及改革措施

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題及改革措施

普通院校無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)改善辦學(xué)條件，優(yōu)化師資力量，且很多學(xué)校缺乏或沒(méi)有專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員，達(dá)不到一人一臺(tái)、預(yù)約做實(shí)驗(yàn)的要求。有限的將來(lái)還會(huì)延續(xù)由授課教師擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，多人協(xié)作實(shí)驗(yàn)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)模式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取教師預(yù)先設(shè)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的步驟完成實(shí)驗(yàn)的被動(dòng)教學(xué)模式，缺乏分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過(guò)程，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)無(wú)法支持工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證中培養(yǎng)目標(biāo)，不能滿(mǎn)足培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的要求。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多以驗(yàn)證性為主，且相互獨(dú)立，交互性不強(qiáng)，不易組成復(fù)雜電氣實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，不利培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力。實(shí)驗(yàn)教師通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可獲得顯著成效。

教師改進(jìn)教學(xué)方法，進(jìn)行任務(wù)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師僅給出實(shí)驗(yàn)要求和必須完成的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)和小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法和步驟，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，教師審核實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告，確保實(shí)驗(yàn)內(nèi)容飽滿(mǎn)、實(shí)驗(yàn)方法和步驟可行。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，始終以學(xué)生為中心，教師指導(dǎo)為輔的教學(xué)模式，確保實(shí)驗(yàn)安全的前提下提高學(xué)生實(shí)踐能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力。

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)課程可設(shè)置分為三個(gè)層次，第一層次是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，分別由開(kāi)設(shè)相應(yīng)理論課程的學(xué)院完成;第二層次是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，第三層次為專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作的基本技能，掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)的方法。專(zhuān)業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的交互性，設(shè)計(jì)綜合性強(qiáng)的復(fù)雜電氣實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)能分成若干個(gè)子任務(wù)，子任務(wù)之間是遞進(jìn)關(guān)系。學(xué)生完成低級(jí)子任務(wù)后方可進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)，完成所有子任務(wù)后才能獲得有效結(jié)論。學(xué)生能夠解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力是工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的最終目標(biāo)，其中復(fù)雜工程問(wèn)題有眾多解釋。本文認(rèn)為，綜合實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并不是越復(fù)雜越好，但不能做完實(shí)驗(yàn)就獲得有效結(jié)論，學(xué)生必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得有效數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)后獲得結(jié)論。因?qū)嶒?yàn)方法和步驟不同，可能出現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，需要教師參與討論并引導(dǎo)，最終由學(xué)生得出有效結(jié)論。含子任務(wù)的綜合性實(shí)驗(yàn)可提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難度和復(fù)雜度，同時(shí)考驗(yàn)教師的理論水平和實(shí)踐能力。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中能夠應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，是獲得解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要途徑。

2.2 實(shí)習(xí)教學(xué)存在的問(wèn)題及改革措施

實(shí)習(xí)是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程體系中重要的環(huán)節(jié)之一。學(xué)生通過(guò)實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)社會(huì)責(zé)任、職業(yè)道德和規(guī)范在電氣相關(guān)領(lǐng)域工作中的重要性，同時(shí)獲得溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

實(shí)習(xí)難是電氣專(zhuān)業(yè)教師面臨的共性問(wèn)題，其難表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：聯(lián)系實(shí)習(xí)單位難，實(shí)習(xí)效果差。電氣專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)單位以電網(wǎng)、發(fā)電廠企業(yè)為主，以生產(chǎn)制造企業(yè)為輔。電網(wǎng)和發(fā)電廠企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)重，學(xué)生實(shí)習(xí)無(wú)法帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的效益，同時(shí)加重安全生產(chǎn)壓力導(dǎo)致相關(guān)企業(yè)對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)是消極的。大部分普通高校坐落于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，地區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈薄弱，電氣相關(guān)制造企業(yè)少，生產(chǎn)設(shè)備單一等問(wèn)題進(jìn)一步加重了實(shí)習(xí)單位的稀缺問(wèn)題。普通高校電氣專(zhuān)業(yè)缺乏固定的實(shí)習(xí)基地，且缺乏學(xué)校層面的頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃，其實(shí)習(xí)基地建設(shè)面臨較大困難。隨著實(shí)習(xí)基地建設(shè)的壓力增大，一些學(xué)校嘗試建設(shè)校內(nèi)實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，但大部分是以現(xiàn)有教學(xué)、研究設(shè)備為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)習(xí)教學(xué)，無(wú)法代替企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)教學(xué)。隨著高校持續(xù)擴(kuò)招，每一屆電氣專(zhuān)業(yè)學(xué)生人數(shù)眾多，無(wú)法進(jìn)行少數(shù)、小組制的實(shí)習(xí)教學(xué)，并且大部分企業(yè)都不安排頂崗生產(chǎn)實(shí)習(xí)。即便安排了頂崗，也是在一些不重要的工段開(kāi)展工作，難以使學(xué)生真正系統(tǒng)地學(xué)習(xí)到制造過(guò)程和工廠運(yùn)行情況。電氣專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)教學(xué)以參觀實(shí)習(xí)為主，有企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)行講解，學(xué)生以認(rèn)識(shí)設(shè)備、了解生產(chǎn)過(guò)程為主，對(duì)能力的提高作用有限。學(xué)校頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃，積極建設(shè)實(shí)習(xí)基地是提高實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量的重點(diǎn)。實(shí)習(xí)基地的建設(shè)不是一個(gè)專(zhuān)業(yè)能夠建設(shè)的，必須通過(guò)學(xué)校展開(kāi)校企合作模式，提高實(shí)習(xí)單位數(shù)量和多樣性。頂崗實(shí)習(xí)是實(shí)習(xí)教學(xué)中最有效的教學(xué)模式之一。學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作獲得的感受可有效提高他們的責(zé)任感和獲得感，是仿真、實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)無(wú)法代替的。積極建設(shè)實(shí)習(xí)基地，實(shí)現(xiàn)頂崗實(shí)習(xí)是提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的重點(diǎn)。

實(shí)習(xí)過(guò)程考核的多樣化也是改革重點(diǎn)之一。目前大部分高校以安全、規(guī)范考試，簽到和實(shí)習(xí)報(bào)告進(jìn)行考核，缺少過(guò)程考核。組織企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)行過(guò)程考核是改善實(shí)習(xí)過(guò)程考核的重要手段。實(shí)習(xí)過(guò)程中通常有企業(yè)文化、安全培訓(xùn)、生產(chǎn)操作等培訓(xùn)課程，每項(xiàng)課程可進(jìn)行在線考核。實(shí)習(xí)期間，學(xué)生按實(shí)習(xí)企業(yè)員工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考核和監(jiān)管。實(shí)習(xí)結(jié)束后，可由實(shí)習(xí)帶隊(duì)教師和企業(yè)專(zhuān)家組成考核小組進(jìn)行實(shí)習(xí)答辯。充分的過(guò)程考核可提高學(xué)生的實(shí)習(xí)積極性，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)精神和終身學(xué)習(xí)等能力。

安全教育是實(shí)習(xí)教學(xué)的重要組成部分，必須在實(shí)習(xí)全過(guò)程、全環(huán)節(jié)貫通實(shí)施。在進(jìn)行安全教育過(guò)程中應(yīng)融入工程倫理，社會(huì)責(zé)任，課程思政內(nèi)容，讓學(xué)生對(duì)電氣領(lǐng)域有充分的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)中國(guó)特色社會(huì)主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信有更加深刻的認(rèn)識(shí)。

3. 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)是電氣專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中重要的組成部分，教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生為中心，成果導(dǎo)向教育理念，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證有效促進(jìn)了高等學(xué)校的教學(xué)改革，多數(shù)學(xué)校在培養(yǎng)方案中加大了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比重。實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)，普通高校在辦學(xué)條件、師資隊(duì)伍受限的狀態(tài)下，可通過(guò)改革實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容和方法，積極建設(shè)實(shí)習(xí)基地，加強(qiáng)過(guò)程考核可顯著提高學(xué)生實(shí)踐能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] ?王博，黃永紅，孫宇新.基于工程教育認(rèn)證的電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2019，41（06）：49-53.

[2] ?林健.工程教育認(rèn)證與工程教育改革和發(fā)展[J].高等工程教育研究，2015（02）：10-19.

（作者單位：臨沂大學(xué)）