電類應用型人才培養模式的探索

章家巖 李勇 馮旭剛

摘要：本文對電類應用型人才培養現狀進行了介紹，針對傳統人才培養模式的不足提出了改進。根據電類專業工程應用型人才培養要求，依照實際條件積極創造各種教學的有效途徑和手段培養學生的事件創新能力和綜合素質，采用流程模擬與系統智能建模技術，開發新一代多功能的電類專業工程技術實驗裝置和平臺。針對具體要求，模型的設計由淺入深，由局部設備到全流程，以便學生在逐漸掌握了各類設備的控制方案后，使其滿足新時代社會人才培養的需求。

關鍵詞：電類專業，應用型，人才培養

引言

近年來，我國工業實力持續增強，穩居世界制造業第一大國，對全球制造業的影響力不斷提升[1-3]。但是發展方式粗放、產業結構不合理、缺乏核心競爭能力這些因素，嚴重阻礙了我國從制造業大國向制造業強國轉變。要適應這個轉變，需要大批高素質的工程應用型人才，因此，高校人才培養工作面臨著前所未有的機遇和挑戰。

高等學校應當透徹把握人才培養目標的變化，深入改革現有的人才培養體系，才能為整個社會和行業輸送各類大批的綜合素質較高的創新型工程技術人才[4-6]。這就要求高校人才培養模式必須與市場緊密相結合，突出分析、設計、綜合和解決實際問題能力的培養，制定設計型、綜合型、創新型和探索型實驗教學計劃，探索以能力素質模型為核心的工程應用型人才培養機制。

1人才培養現狀

目前國內的電類專業人才培養教學體系過度偏重于課堂理論教學，工程實踐環節不僅偏少，而且與工程實際嚴重脫節，直接導致了學生工程實踐能力較弱，解決實際問題能力不強，無法很好地滿足國內制造業對人才素質和能力的要求[7]。這固然與目前普遍缺乏理想的電類工業生產過程實驗教學模型和裝置有關，但根本原因在于：實際工業生產過程具有過程復雜、規模龐大等特點，生產過程常常伴有高溫、高壓等環節，因此很難在實驗室里構建與工業裝置相近的實驗對象[8]。

許多學校采用以水槽、加熱器為主要被控對象的實驗模型進行實驗教學，這類實物仿真裝置具有外形直觀的優點，學生可以看到變送器、控制器、執行機構的實物，在入門階段對于認識系統的組成具有相當好的教學效果。但是，其表現的對象特性、系統復雜程度與工業真實裝置相差甚遠，僅僅能夠滿足認知型實驗的要求。具體的不足之處在于：

（1）實驗對象過于簡單，與真實生產裝置差別太大。實驗裝置在相當小的尺寸范圍內采用水作為介質來模擬實際生產工藝，實驗系統過于簡化，時間常數過小，動態特性與實際裝置相比差異很大，非線性環節、大滯后、高階等過程工業常見的被控對象特性都無法在實驗裝置中得以有效地體現。許多在這類實驗裝置上進行訓練的學生都誤以為過程控制就是流量與液位的控制。

（2）被控環節類型簡單、數量少，只能進行比較基礎和數量有限的過程控制實驗，而復雜控制、先進控制和優化控制等方面的內容極少。對目前國家急需的節能、減排和安全控制等新興領域的應用方向，無法展開相應的實驗教學。

（3）實驗教學效果不佳。由于對象過于簡單，檢測點與執行機構數量和種類的限制，導致學生只能按照實驗的規定路線進行簡單的重復步驟。從教學效果上看，學生往往只記憶步驟，而缺乏思考，達不到設計型、綜合型和創新性的實驗要求。

（4）安全性和可靠性差。實驗裝置普遍需要220V或380V交流電源，高溫加熱泵等設備，對實驗學生都將構成一定的危險性。傳感器與執行機構由于頻繁啟停，導致性能急劇惡化和損壞，維護成本大，系統可靠性不高，管道尺寸過小，安裝過于緊湊，導致流體實驗重復性差。

2培養模式的探索

基于上述問題對實驗環節提出了設計型、綜合型、創新型和探索型四個更高層次的目標。以改革傳統的實踐教學模式，創建新的實踐教學體系。具體內容包括：加大整合演示性、驗證性實驗項目的力度，淘汰陳舊的過時的技術驗證性實驗，保留經典的基礎實驗項目，增加一批內容新穎、難度適中的設計型、綜合開發型和應用型實驗項目，并相應的提高實驗的學時數。有助于學生在實踐能力培養過程中做到因材施教，使學生根據專業特點有足夠的時間來消化和掌握所學的知識和技能。

由于實際工業過程相對復雜，生產過程往往伴有高溫、高壓、強非線性等單元，把實際生產裝置直接移植到實驗室進行控制實驗是不現實的。采用流程模擬與系統智能建模技術，開發新一代多功能的電類專業工程技術實驗裝置和平臺，以有效解決當前電類專業學生工程技能培養的難題。運用高精度工業仿真引擎及實驗監測軟件構建工業級模擬實驗裝置，實驗對象特性與工業裝置完全一致，多種信號與通訊方式、數十個檢測點與十多個執行機構可以允許學生自由地設計、探索各種控制算法與方案，真正實現電類專業人才培養提出的基本目標，同時也滿足了行業對人才培養的需求。

將全數字仿真技術與半實物實驗裝置結合，開發出集多種教學和實驗功能于一身的工業級實驗教學平臺，不僅可以進行初級與中等復雜程度的電類專業工程技能實驗、也可以進行高級復雜的過程與控制實驗，并滿足節能、安全、環保等實驗系統的要求，在克服了傳統水槽實驗系統的不足的同時，將推動工業仿真實驗教學設備開發的技術進步。

3結論

本文以仿真技術和傳統教學方法有機結合的教學手段，運用工業級高精度定量動態數學模型，模擬全工況下真實工藝流程，增強學生學習的主動性以及教學的實效性，突出重點，啟迪學生思維，把問題作為導人，引導學生在思考、討論中掌握知識，對工科院校的電類專業建設和創新人才培養具有借鑒意義和推廣價值。

參考文獻

[1]王海波.虛擬仿真技術在電類專業課程教學中的改革與實踐[J].數字通信世界，2019（03）：272.

[2]王海波.高職電類專業虛擬仿真技術探究[J].數字技術與應用，2019，37（01）：235-236.

[3]劉付剛，鄭爽，夏洪洋，王娟，陳曦.電類專業全程化立體式科技創新人才培養模式構建[J].科技創新導報，2019，16（03）：207-208.

[4]李國培，陳海濱.電類專業課“做學教合一”模式的思考與實踐[J].職業，2018（36）：88-90.

[5]郭明良，趙巖，王朋.電類專業創新創業人才培養模式探討[J].河南教育（高教），2018（11）：98-100.

[6]王海燕.電類專業基礎課程創新人才培養的教學改革研究[J].花炮科技與市場，2018（04）：271-272.

[7]王海燕.應用型本科電類專業學生創新、創業培養模式探索[J].南方農機，2018，49（18）：222-223.

[8]孫梯全，盧娟，許鳳慧，龔晶，關宇.電類專業基礎實驗教學體系的改革與創新[J].中國電子教育，2018（03）：68-73.