面向國際化工程師培養的電氣工程專業實踐教學模式探索

劉世林，張 春，張 剛，陳其工

(1.安徽工程大學 電氣工程學院，安徽 蕪湖 241004；2.皖西學院 電氣與光電工程學院，安徽 六安 237012)

面向國際化工程師培養的電氣工程專業實踐教學模式探索

劉世林1，張 春1，張 剛2，陳其工1

(1.安徽工程大學 電氣工程學院，安徽 蕪湖 241004；2.皖西學院 電氣與光電工程學院，安徽 六安 237012)

實踐教學是培養學生的工程實踐能力的重要環節，在工程師培養中占有非常重要的地位。本文針對地方性應用型高校，分別從國際化工程培養過程中對學生實踐能力要求、目前存在的不足、改革和實施方案等幾個方面，探索國際化電氣工程師的工程能力培養問題，從而為電氣工程專業實踐教學模式改革提供幫助。

電氣工程；國際化工程師；實踐教學模式；應用型人才

近年來，電氣工程及其自動化專業在我國的工業化、創新性國家建設過程中發揮越來越重要的作用，電氣工程師的社會需求量不斷提高。同時，隨著全球經濟一體化格局的不斷深化，企業開展跨國經營活動已成為常態。因而，要求工程師不僅具有扎實的專業知識和良好的專業素養，還需要具有國際化視野和勝任國際化公司崗位的基本能力，以及能夠適應不同國別企業的運行機制和文化氛圍。實踐教學是培養學生工程能力的重要環節，在應用型高級人才培養中占有舉足輕重的地位[1-3]。為了適應工程師培養的這一新要求，本文將從地方性應用型高校的視角，以學生的實踐教學模式為切入點，探索國際化電氣工程師的工程實踐能力培養問題。

1 國際化電氣工程師實踐能力的要求

國際化工程師培養應以實際工程應用為背景，以工程技術創新為主線，著力提高學生的工程意識、工程素養和工程能力，培養造就創新能力強、能夠適應企業國際化發展需求的適用性人才。因此，針對國際化電氣工程師而言，應該具備的實踐能力總體上可以概括為產品開發能力、項目實施能力、溝通合作能力和環境適應能力等4個方面[4-5]，其中具體情況如圖1所示。

圖1 國際化電氣工程師實踐能力結構圖

在國際化電氣工程師應該具備的4個方面能力中，每個方面具有各自的內涵，且可能包括多種細分能力。下面分別對各種細分能力做簡要的說明。

新品開發能力包括發現問題、信息獲取、建模與仿真、試驗與分析等多個環節，要求工程師能夠綜合運用所掌握的理論知識、方法和技術，對新型電機、電力電子設備及系統、智能電器等新產品進行初步研發。

工程設計能力要求熟悉各種常見電氣設備與系統的技術標準或規范，能夠熟練掌握常用的電氣/電子CAD、電磁場分析等工程設計軟件，同時能夠運用相關的專業理論知識和技術手段，開展各種電機與電器、電力電子裝置、供配電系統、輸變電工程等設計工作。

現場工作能力包括工藝編制與管理、設備測試與試驗、電氣系統安裝調試和運行維護等方面，要求工程師能夠根據電氣產品生產過程，較熟練地進行工藝流程設計和工藝管理；熟悉電氣設備及系統的常規性能檢測、型式試驗、出廠試驗、工程現場調試及運行維護的內容、方法和步驟，并具有在現場組織和實施電氣安裝與施工的能力。

工程管理能力一方面要求工程師能夠根據電氣工程項目的技術目標、技術要求和技術指標，對項目的技術標書和設計圖紙進行論證與評估，并確定具體的實施方案；另一方面，要求工程師能夠使用合適的方法，管理計劃和預算、組織人力和物力，以及應對工程實施中的突發事件和危機。

交流表達能力要求具有良好的口頭表達能力、人際交往能力，以及能夠運用計算機網絡通訊、多媒體等現代科技手段進行交流溝通。

語言應用能力是指具有英語或其他指定語種的聽、說、讀、寫能力，能夠閱讀和翻譯一般難度的電氣工程相關的技術資料。

文案撰寫能力是指能夠根據工程項目的需要，采用合適的技術語言，撰寫相關的項目可行性分析報告、項目建議書、技術方案、調試規程、產品使用說明書和進展報告等。

團隊工作能力表現在能夠在跨文化環境下控制自我情感，理解他人需求和意愿，求同存異，愿意為達成工程項目共同目標團結工作。

制度遵守能力是指能夠嚴格遵守國際化企業的規章管理制度，服從企業人事管理安排。

現場適應能力要求工程師具有較強的適應能力，能夠自信、靈活地處理新的且不斷變化的人際環境和工作環境。

文化認同能力是指工程師能夠充分理解國際化企業和團隊的文化環境差異，自覺尊重和包容企業文化氛圍，認同國際化企業經營的價值觀，做到自身和企業發展相協調。

2 現有實踐教學模式存在的不足

實踐教學體系主要包括各類課程實驗、課程設計、認識實習、生產實習和畢業設計等環節。這些實踐教學環節與當前社會經濟發展對創新型國際化工程師人才的需求已不相稱，主要問題表現在以下幾點：

2.1 實踐教學重視程度不夠

實踐教學是在學生掌握基礎理論知識的基礎上，在老師的指導和幫助下，將所學理論知識應用于實踐，以提高分析和解決問題能力的訓練過程。目前，由于對實踐教學認識不夠深刻，未能真正重視工程能力的培養，使培養的人才缺乏分析問題和解決問題的能力。

2.2 缺乏工程與創新訓練的保障手段

現有的實踐教學往往因為師資、經費、學生數量等原因，使各類實踐教學流于形式。課程實驗就是簡單地重復驗證實驗指導書；認識實習和生產實習僅成為現場參觀；課程設計的指導老師和選題數量有限，且疏于指導和管理，導致學生相互模仿和抄襲；畢業設計有些選題過于陳舊和簡單，無法體現本專業的先進理論與技術成果，甚至畢業設計報告也可以直接從互聯網上獲得。顯然，上述情況無法真正實現工程訓練和創新訓練的目標。

2.3 實踐模式過于被動

在現行的很多實踐教學環節中，學生未能真正成為實踐的主體，其僅是對教師設計的實驗場景進行簡單的重復，并未充分發揮其主觀能動性。過多的被動性實踐教學很難培養學生的創新性思維和工程創新能力，從而影響了學生將來從事創造性工作能力的鍛煉，這是當前工程教育遇到的突出問題。

2.4 各類實踐環節之間缺乏協同

現有的實踐教學計劃缺乏相對的獨立性和系統性，實踐內容比較零散，對學生實踐能力的培養沒有具體的細化目標；課程實驗安排缺乏充分論證，主次不清，且忽視了各實驗之間的內在聯系和相互銜接，缺少綜合性實驗和整體結構的優化；認識實習、生產實習和畢業實習等實踐環節缺乏遞進關系，實習內容空泛，從而導致學生工程訓練不足，動手和創新能力差。

2.5 國際化工程訓練背景缺失

如前所述，國際化工程師不僅要求具有電氣工程專業知識，還需要具有較強的語言應用能力和環境適應能力等。目前，大學英語僅作為通識課程開設，而專業英語又缺少必要的應用環境，從而導致學生的部分能力缺失，難以適應國際化工程師培養的要求。另外，現有的實踐教學模式也缺乏對學生的國際化視野和國際化工程能力的針對性訓練。

3 實踐教學模式改革和實施方案

3.1 以能力為驅動構建模塊化實踐教學體系

以國際化工程師實踐能力需求為指導[6]，構建能夠凸顯電氣工程及其自動化專業工程能力的、相對獨立的模塊化實踐教學體系。模塊化實踐教學模式借鑒模塊化程序設計理念，在既定的培養目標指導下，將實踐教學內容按照一定標準或規則進行分解，使其成為多個相對獨立的教學模塊，且各教學模塊之間可以按照一定的規則有選擇性地重新組合。以能力為驅動的電氣工程師模塊化實踐教學體系結構如圖2所示。

圖2 電氣工程師實踐教學體系結構圖

在圖2所示的實踐教學體系中，所有實踐項目被從兩個不同視角分別分成三類。一方面，從課程深度的視角分為三個層次：第一層次為一組基礎課程對應的項目，第二層次為一組相關專業核心課程對應的項目，第三層次為包含本專業主要核心課程和能力要求的項目。這三個層次的項目涵蓋從基本驗證實驗到綜合應用的整個培養過程，且逐步從學生的動手能力訓練發展到創新能力培養。另一方面，從實踐項目類型的視角分為三類：第一類為實驗類項目，主要是集中式教學；第二類為設計類項目，包括課程設計和畢業設計；第三類為實習類項目，主要包括專業基礎實習、認識實習和畢業實習。需要說明的是，這三類項目并不是針對每門課程開設，可以對應于多個相關課程或整個理論課程體系，從而能夠實現基本理論知識的綜合應用，達到從學生的動手能力訓練向全面工程能力培養的過渡。

根據國際化電氣工程師的工程能力要求， 在實踐課程體系規劃中應該精簡第一層次的項目，重點建設第二和第三層次項目。圍繞國際化電氣工程師細分實踐工程能力，分別重點建立不同層次的設計性、工程性、創新性項目實踐體系，在整個實踐教學體系的不同階段貫穿逐漸深入的電氣工程專業相關技能項目；通過引入問題式、項目式、探究式、任務驅動式等實踐教學方法，專業教師和企業工程師共同主導學生實踐課程的設置和實施，使學生完成構架、設計和實現等多個完整專業技能項目實踐，以螺旋式上升的方式培養學生的工程應用能力。

為了切實培養學生的工程能力，實踐項目需要在校內、校外實踐基地以及企業穿插進行。校外基地主要面向電器制造企業、電力工程企業和電氣自動化企業，針對開設電氣裝置設計、電力工程設計、一次系統倒閘操作實踐、電力系統繼電保護原理實踐、先進控制技術設計等一系列實踐課程。同時，校外實踐還需包括電氣工程相關的國際化企業，例如西門子、ABB等，有助于拓展學生的國際化視野和培養學生的國際化工程能力。校外實踐課程可以實行校內導師和企業導師合作制，重點培養學生的分析和解決問題能力、設計能力、研發能力以及電氣工程現場實施和運維能力等。

3.2 以項目為驅動培養工程與創新能力

以項目為驅動的模塊化實踐教學就是將相關企業需求放在首位，某些實踐項目設置根據企業項目需求做相應地調整，形成面向職業的實踐教學模塊，這些模塊既是相對獨立又是相互聯系。

例如，實踐教學系統中的“生產實習”環節，可以以電氣企業配電柜制造項目的實際需求為背景，以某一型號的低壓配電柜生產為例對教學內容進行設置。首先，讓學生從配電柜功能需求分析入手，并使用AutoCAD軟件對其電氣原理圖、裝配圖進行設計；其次，為學生提供柜體、電力元器件和導線等必須材料，讓學生進行模擬裝配；最后，為學生提供模擬運行環境，讓其對裝置進行運行調試。通過上述實踐內容設置，讓學生真正掌握電氣設備從設計到調試的全部生產流程(如圖3所示)，有助于學生快速適應企業環境。

圖3 配電柜生產的主要流程

從上例可知，以項目需求為驅動的模塊化實踐教學是服務于企業項目的，將學生的實踐教學與企業項目直接掛鉤，從而使高等工程教育既符合以求職為導向的教育方法，又符合國際工程教育理念。

3.3 以國際化為驅動營造工程訓練環境

為了適應國際化電氣工程師培養的需要，必須按照細分工程能力的需求，在人才培養的全過程營造濃厚的國際化工程訓練環境。主要舉措包括：

1)重新規劃和構建電氣工程相關專業實驗室和工程訓練中心，并借鑒國外工程教育經驗，按照基礎課程、專業課程和綜合訓練三個層次，面向實驗、設計和實習三類實踐課程，整合專業實驗室的教學資源，補充項目型、創新型和綜合應用型實驗平臺。同時，注重與國際化公司合作，聯合建設相關專業實驗室，營造國際化環境氛圍。

2)通過在校內建設工程訓練中心和模擬生產車間等方式，營造真實的工程環境，將專業工程能力培訓融入工程實踐項目中，讓學生在真實的生產環境中進行分析、設計、安裝調試和生產運行，真正培養學生的開發設計、現場工作、環境適應等工程能力。另外，可以通過聘請具有豐富國際化企業工作經驗的資深電氣工程師開設相關實訓課程或培訓，向學生傳達國際化工程理念和工作思路。

3)通過與國際化企業共同建立實踐基地和定向培養等合作模式，讓企業從人才培養方案的制定到實踐課程的實施全程參與，實現雙方資源共享、優勢互補[7]。通過學校與國際化企業之間的多層次交替反復漸進工程訓練過程，強化訓練學生的工程意識和實踐能力，并在實踐實習過程中使學生受到國際化企業文化的熏陶，真正參與企業工程項目的構思、設計、實施和運行管理等，全面獲得國際化工程師所應具備的工程能力。

3.4 以目標為驅動建立實踐教學考核機制

為了保障實踐教學的實效，提高人才培養質量，針對本專業的工程能力培養目標，在深入企業尤其是國際化企業調研的基礎上，強化實踐教學的考核意識，制定各個實踐環節的質量考核標準，編制相應的實踐教學考核綱要，對實踐能力、工程素質和創新能力的考核內容、評價標準、考核方法和成績評定辦法進行具體規定，保證實踐教學能夠實現既定的工程能力培養目標[8]。

例如，在“生產實習”環節的考核綱要中，明確規定采用過程考核和成果考核相結合的考核機制，對學生的出勤情況、工作表現、實踐技能與能力、實踐報告等考核內容均進行細化，并規定相應成績的權重。結合現場電氣工程師的能力要求，可以規定具體的考核內容包括：

1)組織紀律性、團隊協作能力、嚴謹的工作態度以及設計報告撰寫能力等；

2)對電氣安全工作規程、電氣設計技術規程與規范、電氣安裝調試規范、運行與檢修規程的掌握程度；

3)對電氣工程相關企業的生產組織與管理的認知程度；

4)電氣設計與研發、電氣設備的運行與維護、檢修與試驗、事故處理等相關技能與能力等。

4 結語

隨著社會對國際化、創新型高級工程人才需求越來越旺盛，高校的人才培養模式、方法和手段將面臨新的挑戰。本文以應用型高校的工程人才培養為背景，在對國際化電氣工程師的工程能力和目前培養模式存在的不足進行分析的基礎上，提出了電氣工程專業實踐教學模式改革和實施方案，從而切實提高應用型人才的國際化工程能力。

[1]黃紹平，林友杰，唐勇奇，等.電氣工程師的知識能力要求[J].電力系統及其自動化學報，2011，23(4)：148-152.

[2]盧清華，李先祥，葉樹林，等.面向卓越工程師培養的實踐教學改革探索[J].實驗科學與技術，2013，11(3)：39-42.

[3]陳東輝，江敏，錢平.電氣工程專業工程實踐教學體系的構建[J].實驗室研究與探索，2013，32(11)：193-196.

[4]韓超，張明艷，查君君.大學生創新實踐能力培養方法淺析[J].皖西學院學報，2016，32(2)：133-136.

[5]薛毓強.電氣工程及其自動化專業建設與人才培養模式探索[J].中國電力教育，2012(9)：54-58.

[6]王擇忠，王兆安，沈頌華.電氣工程及其自動化專業規范研究[J].電氣電子教學學報，2010，32(S1)：5-8.

[7]劉佳.校企合作聯動機制研究[J].科技管理研究，2011(7)：87-90.

[8]樓建明，傅越千，包蕾，等.應用型本科院校學生實踐能力測評機制的研究[J].寧波工程學院學報，2010，22(2)：76-78.

ResearchonPracticeTeachingModeofElectricalEngineeringMajortoMeettheRequirementofTrainingtheInternationalEngineers

LIU Shilin1, ZHANG Chun1, ZHANG Gang2, CHEN Qigong1

(1.CollegeofElectricalEngineering,AnhuiPolytechnicUniversity,Wuhu241004,China;2.CollegeofElectricalandOptoelectronicEngineering,WestAnhuiUniversity,Lu’an237012,China)

For practice teaching is an important step in training students’ engineering practical ability, it occupies very important position in training engineers. Focusing on the local and application-oriented universities, this paper studies the main problems of training the practical abilities of international electrical engineers from the following aspects, such as the requirements of practical abilities, the present shortages, and the reform and implementation plans. The research results will help the reforms of the electrical engineering practice teaching mode.

electrical engineering; international engineers; practice teaching mode; application-oriented talents

TN-4

A

1009-9735(2017)05-0027-04

2017-07-05

安徽省高等教育省級振興計劃重大教改項目(2015zdjy093)；安徽省高校優秀青年人才支持計劃重點項目(gxyqZD2016242)的階段性研究成果。

劉世林(1978-)，男，安徽六安人，博士，副教授，碩士生導師，研究方向：智能電網運行與控制，計算智能在電力系統中的應用；通信作者：陳其工(1961-)，男，安徽滁州人，教授，博士生導師，研究方向：網絡控制，微電網優化運行與控制等。