基于“實戰驅動、校企協同”的電氣專業工程實踐教學改革

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“實戰驅動、校企協同”的電氣專業工程實踐教學改革

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這個難題，從電氣信息類本科教育教學的內在規律和要求出發，創新性地構建了基于“實戰驅動、校企協同”的電氣專業“2+1+1”工程能力培養體系。首先參照工程教育專業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，實現產學雙贏。

工程實踐教學改革; 實戰驅動; 校企協同； 電氣專業

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化進程中，特別是國家提出打造“工業化強國”的今天，對門類齊全、獨立完整的工業體系的形成與發展，發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這個難題，從電氣信息類本科教育教學的內在規律和要求出發，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模式的研究與實踐”和“面向工程教育專業認證的電氣卓越工程師培養模式研究”[1]，依托重慶市人才培養模式創新實驗區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平臺，創新性地構建了基于“實戰驅動、校企協同”的電氣專業“2+1+1”工程能力培養體系：即2年“基礎強化、課堂培養”為特征的學科基礎及專業基礎教育；1年“項目驅動、梯度培養”為特征的校內工程能力預培養，1年“實戰驅動、系統培養”為特征的企業階段工程能力再培養。整個培養體系建設、培養課程實施以實戰驅動為核心、校企全程協同。

1 工程導向，明確電氣工程師工程能力內涵

為了培養的工程型人才能夠符合時代的要求、滿足行業的需要，我系參照工程教育專業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的教育現狀，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，全面貫徹實施“2+1+1”工程能力培養體系[3]。

2 實戰驅動，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化

“2+1+1”培養體系前2年，構建系統整合、整體優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年的專業理論課，為實施工程能力預培養騰出時間。此階段是以“基礎強化、課堂培養”為特征進行工程基礎培養。

2.2以“項目驅動”進行校內階段工程能力預培養

第3年進入專業模塊的學習，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體系。此階段是以“項目驅動、梯度培養”為特征進行工程能力預培養。

(1) 開設9個專題講座。把學生在理論課程中學到的專業知識系統化、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;②發電廠系統及輔機設備;③發電機及其實驗;④變壓器的規范及運行;⑤直流系統;⑥配電系統;⑦發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發、輸、變、配電全景過程的電力系統動態模擬平臺?；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，同時聯合企業編撰了對應培訓教材，并實時更新。部分企業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境，循序漸進地培養學生的電力系統運行、控制、維護、管理等工程實踐與科技創新能力，為下一年在企業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真實生產，在生產中完成教學行動，助企業創造效益，讓企業接受，受企業歡迎。

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

2.3以“實戰驅動”進行企業階段工程能力再培養

第4年學生在企業實訓及做畢業設計，由企業資深工程師和企業背景教師共同指導。企業階段培養方案見表2。此階段是以“實戰驅動、系統培養”為特征進行工程能力再培養，其實戰項目幾乎全部來源于企業的生產實際。企業階段培養重點體現電力生產過程的實際操作與控制、系統工程能力的培養和提升以及工程創新能力的培養。企業階段培養是校內培養的高級階段和延伸，計相應的學分。該方案明晰培養內容、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、完成畢業設計[6]。

表2 企業階段工程實戰培養方案

3 校企協同，共謀緊密型校企合作機制

3.1以“全程參與、工程實戰”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目標的制定，貫穿工程能力培養的各個環節[6]，止于工程能力培養目標的實現，我系與企業在培養電氣工程師過程中的合作主要在以下幾個環節：共同制訂培養目標和培養標準，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，共同制定企業培養方案，共同建設工程實踐教育中心，共同實施企業培養方案，共同指導畢業設計或學位論文，共同評價學生培養質量[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質智力資源和實驗設備資源，應和企業聯合推進科技創新平臺建設，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服務的科技活動有機地結合起來，實現高校學生與企業的有效對接[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。平臺重構以再現電力系統真實場景和過程、培養學生系統工程能力為目的，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科研服務有機結合，實現高校學生與企業的無縫對接。真正建設了一個集教學、科研、工程實踐、創新訓練“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+創新3類工程能力, 體現了能力訓練的漸進性[4,13]。

(1) 工程基礎平臺——培養認知+探究能力。該平臺含企業見習、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、發輸配動態模擬聯合實驗室、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，使學生得到系統的工程能力訓練。

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

3.3以“產學研訓、校企協同”為導向共謀校企合作機制

我系根據自身的實際情況，考慮到到電氣工程專業的特點，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、科研單位等多種不同教學環境和教學資源以及在人才培養方面的各自優勢，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、重慶機電職業技術學院等單位技術人才的重要培訓基地。同時在企業建立工程教育基地，企業為青年教師和學生提供工程對象、工藝流程培訓，校企合作完成企業科研課題，為學生工程實踐提供工程案例和應用環境。企業技術專家受聘碩導、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、科研平臺為企業開展技術攻關和新產品研發。在企業建立科技成果孵化基地，把我們的技術成果提供給企業進行成果轉化，實現研訓平臺一體化。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與成果轉化，部分學生全程參與，近3年累計實現產值3 000多萬元。

(3) 校企協同。實踐教育基地，校企共建：我們結合自身優勢和行業背景，分別遴選重慶三峽水利發電有限公司、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家在行業內具有一定影響力和品牌知名度的企業作為校外工程實踐基地，建立了校外工程實踐教育基地群。合作企業共同為基地提供實踐教育資源，為學生一年的企業實訓打造良好的外部環境。其中“重慶理工大學—重慶三峽水利發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計劃符合市場的需求，符合企業對人才的需求，與時俱進，校企協同對人才培養體系實施閉環控制。即通過社會調研和人才市場調查，通過企業對就業學生的反饋，及時調整人才培養方案所涉及的核心課程開發、專業教學實施、實訓基地建設等關鍵環節，增強人才培養的針對性和時效性。

4 主要特色與創新

(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，缺乏綜合性和系統性，不利于工程能力的培養，改革為“基礎強化、項目驅動、實戰驅動”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”為特征進行工程基礎培養；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”為特征進行工程能力預培養；第4年為核心層，在企業“真刀真槍”進行項目實戰、完成畢業設計，此階段以“工程實戰、系統培養”為特征進行工程能力再培養。

(2) 重構了“以3個梯度平臺為基石”的工程能力培養平臺。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+創新3類工程能力，形成科學的工程能力發展曲線。

(3) 設計了“以3個關鍵環節為主體”的企業階段實踐方案。企業階段培養是工程實踐教學環節中非常關鍵的階段，該方案以“始業教育、項目實戰、畢業設計”3個關鍵環節為主體，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知識分析并解決工程實際問題的能力；具備電力系統、電機系統設計、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、技術管理和知識創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、校企協同、多元互融。樹立學校服務企業的思想，充分利用學校人才優勢和設備，為企業開展人才培訓、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，校企協同對人才培養體系實施閉環控制。

5 結 語

電氣專業“2+1+1”工程能力培養體系建設、培養課程實施以實戰驅動為核心、校企全程協同，基本解決了：①原有實踐平臺難以支撐工程實踐與創新能力培養的問題；②原有實踐教學內容雜散且與工程實際脫節的問題；③工程實訓基地“建立難、針對性差、費用高、不穩固”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，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產生極大的促進作用，也對其他同類高校的人才培養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。自實施該培養體系后，我系畢業生就業率均超98%，就業質量逐年提高，80%的學生進入電網、發電、電力設備制造等電力電氣行業的大中型企業，通過對近幾屆畢業生的跟蹤調查，學生因在校期間接受了全面系統的工程實踐訓練，受到社會普遍好評。騰訊、華龍網等媒體曾針對本專業作了“這個專業很?！钡膶ｎ}報道，指出“重慶理工大學電氣工程及其自動化專業不論是課程設置還是設施設備，都與企業進行了緊密結合，所以學生才能夠得到企業的好評”，并詳細報道了近年來畢業生就業的代表性情況，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，使得人才培養途徑和手段更具特色。

[1] 教育部啟動實施“卓越工程師教育培養計劃”——面向工業界、面向世界、面向未來,培養卓越工程師后備人才[J].中國大學教學,2010(7):4-5.

[2] 楊 靖.我國工程教育質量狀況到底怎樣[N].科技日報,2014-11-27,007.

[3] 俞 霖,陳倫瓊.電氣工程“卓越工程師”工程能力培養的探索[J].中國校外教育,2014(18):94-95.

[4] 蔣東榮,賀曉蓉,李 山.電氣工程專業綜合實踐基地建設探討[J].中國電力教育,2014(3):155-156,158.

[5] 董東謀.試論商務英語專業推行工學結合人才培養模式改革與實踐[J].讀與寫(教育教學刊),2011(3):17-18.

[6] 傅越千,樓建明.電類應用型卓越工程師培養途徑的研究[J].寧波工程學院學報,2010(4):67-71.

[7] 林 健.校企全程合作培養卓越工程師[J].高等工程教育研究,2012(3):7-23.

[8] 林 健.高校“卓越工程師教育培養計劃”實施進展評析(2010～2012)(下)[J].高等工程教育研究,2013(5):13-24,35.

[9] 楊 奕,劉 偉,賀曉蓉.面向工程教育專業認證的電氣卓越工程師培養模式研究[J].實驗技術與管理,2017(3):16-19,31.

[10] 張志剛.應用技術型高校工程實踐教育的優化與創新[J].貴陽學院學報(自然科學版),2016(3):82-84.

[11] 馬 臣,薛 強,劉 卉,等.“卓越計劃”下機械類本科生實踐創新能力培養的研究與實踐[J].中國輕工教育,2014(2):76-78.

[12] 白忠喜,胡卓君.基于資源整合共享的實驗室重構及其管理[J].實驗室研究與探索,2007(8):110-112.

[13] 李 山,賀曉蓉,郭 燕.以“大基礎、大工程”創新電氣信息類應用型人才培養模式[J].高教論壇,2011(7):12-14,54.

[14] 翟 國.研究生創新能力培養探討[J].南京審計學院學報,2011(4):106-108,111.

[15] 卿上樂,吳朝建.基于“卓越計劃”的全開放實驗教學模式的構建研究——以湖南工程學院為例[J].湖南工程學院學報(社會科學版),2013(2):97-100.

[16] 楊 奕.“分階反芻”混合式學習培養模式探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2017(3):241-244.

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“面向工程教育專業認證的電氣‘卓越工程師’培養模式研究”(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,重慶市能源互聯網工程中心副主任,研究方向：電力系統運行與控制。Tel.：13908355595；E-mail：liuwei@cqut.edu.cn