基于“一個核心三個層面”的電氣工程及其自動化專業實踐教學體系構建與實現

賈朱植，祝洪宇，沈 鵬，張玉龍

（1.遼寧科技大學應用技術學院，遼寧 鞍山 114000；2.遼寧科技大學電子與信息工程學院，遼寧 鞍山 114000）

電氣工程及其自動化專業與社會發展及國民生產、生活緊密相關，而我國的經濟發展亟須大量高技能型應用人才[1-2]，工程教育專業認證的提出更是體現了國家對培養應用型人才的高度重視[3]。因此，應用型本科高校的電氣工程及其自動化專業的人才培養要適應社會發展、現代企業需求，以高素質的高技能型應用人才為培養目標[4-5]。應用型人才應具有充分的實踐經驗，能夠在生產一線解決重要的技術問題[6-8]，所以，電氣專業在應用型人才培養過程中應充分考慮到企業崗位對畢業生的能力需求，以能力培養為目標，高度重視實踐教學體系的構建以及實踐教學環節的實施。

本文以遼寧科技大學電氣工程及其自動化專業為例，介紹應用型實踐教學體系的構建與實現。我校電氣專業一直秉承“面向冶金行業，服務地方經濟”的原則，以企業崗位需求為導向，以“校企合作，協同育人”為途徑，培養高素質的應用型人才。多年來，本專業在校企合作機制上逐步完善、不斷創新，合作形式上不斷深化，已經形成了具有本專業特色的“一個核心三個層面”的實踐教學體系。

1 實踐教學過程中存在的問題

1.1 實踐教學項目形式單一，教學模式單調

本專業原有的實訓項目，形式單一，題目陳舊，教學模式單調，與現代企業的需求不相匹配，導致學生動手能力很難提高，創新意識和創新能力不強，畢業后很難快速投入到崗位實踐中。

1.2 實踐教學硬件設施相對陳舊

電氣專業是一個飛速發展的專業，而學校的實踐教學硬件設施更新速度相對較慢。因此，相比高速發展的技術進步，學校的實踐教學硬件設施相對陳舊，無法滿足現代企業對高技能型人才的需求。

1.3 部分專業教師實踐教學能力不足

本專業部分年輕教師為研究生畢業后直接投入到教學工作，缺乏一定的實踐能力以及培養應用型人才所需的教學經驗。

2 “一個核心三個層面”踐教學體系的構建與實現

2.1 校企協同制訂人才培養方案

為對標崗位能力、突出實踐教學，本專業聘請多位企業技術骨干與專業教師共同組成“專業建設指導委員會”，經過反復研討，確定了以崗位需求為導向的專業人才培養目標。以人才培養目標確定本專業畢業生的核心能力，并形成核心能力與培養目標之間的關聯，以確定專業人才培養方案。

在人才培養過程中，使學生接受電氣工專業的基本訓練，獲得電氣專業基礎知識和基本能力：掌握本專業領域基礎理論知識；具有解決工程實際問題的能力；具有電氣設備及自動化設備安裝、施工、調試、運行、檢測與使用維護方面的能力；具有從事電氣設備及自動化產品的制造、控制及維護維修的基本能力；能夠承擔電氣、信息及其交叉工程領域中的工作；具有較強的自學能力及自主知識更新的能力。

對原有課程體系進行了結構優化，構建“一個核心三個層面”的實踐教學組織模式，即確立以培養學生實踐和創新能力為核心的實踐教學體系，并完成“基礎―認知層、技能―提高層、綜合―創新層”三個層面的培養。

2.2 “校企合作，協同育人”的模塊化實踐教學模式

2.2.1 “基礎―認知層”實踐教學模塊

“基礎―認知層”實踐教學模塊的訓練目標是使學生對電氣專業有初步的認識和了解，并掌握基礎的電氣繪圖技能和專業基礎知識，包括認識實習，模擬、數字電子技術實訓和電氣繪圖實訓。

認識實習主要帶領學生參觀企業的生產線，了解生產工藝以及關鍵崗位所需的能力，使學生對所學專業以及職業發展有初步認識。模擬電子技術實訓和數字電子技術實訓，主要訓練學生熟練認知各種常用元器件及其選擇、電路板的焊接、調試以及常見儀表的應用等，為后續課程打下堅實的基礎。電氣繪圖實訓包括電子線路設計和電氣CAD兩部分，使學生了解電子線路計算機設計的基本知識，掌握運用計算機進行電子線路設計的方法，為日后進行產品的設計打下一定基礎。

2.2.2 “技能―提高層”實踐教學模塊

“技能―提高層”實踐教學模塊主要針對企業相應崗位的能力要求對學生進行實踐訓練，包括單片機實訓、PLC實訓、過程控制實訓、自動控制系統實訓、工業控制計算機實訓和工廠供電實訓等。

單片機實訓主要針對新產品開發與技術指導，電子產品與設備的組裝調試等崗位，訓練學生進行單片機控制系統的設計、制作及調試，初步體驗系統的設計過程，達到鞏固和綜合運用理論知識解決實際問題的目的。PLC技術實訓主要針對電氣設備制造與安裝，電氣設備現場調試與售后服務，電氣設備日常維護、操作與運行等崗位，訓練學生進行PLC控制系統的設計與調試。過程控制實訓主要針對電氣設備日常維護，電氣設備的操作、運行、更新、改造、規劃與實施，訓練學生進行生產過程自動化系統的組建及調試。工業控制計算機實訓主要針對工業控制計算機的軟件二次開發，調試與售后服務、運行管理等崗位，訓練學生對組態軟件的編程及二次開發的能力。工廠供電實訓針對電氣線路與變配電設備的施工、維護與運行崗位，訓練學生進行負荷計算、對輸電線路、變電所等進行設計。

2.2.3 “綜合―創新層”實踐教學模塊

“綜合―創新層”實踐教學模塊是在前兩個層面教學模塊實施的基礎上，進行提高與拓展，主要包括畢業設計，學科大賽，項目驅動實踐，生產實習，頂崗實習等。

（1）畢業設計。畢業設計是實踐教學環節的重中之重。本專業的畢業設計從題目選擇、指導設計、論文撰寫到畢業答辯全過程都要做到嚴謹、務實。

畢業設計的選題全部結合工程實際，分為電氣傳動、電子技術、供配電技術三大類，保證學生在完成畢業設計任務的同時，得到工程實踐能力訓練。每年至少有30%的題目來源于企業并由企業技術人員全程指導學生完成。指導教師要制訂詳細的任務書、指導書，每周對學生至少進行2學時指導，并有指導記錄，由督導組全程監督。

（2）學生參加大賽。本專業每年有組織、有計劃地選拔低年級學生預備參加各級各類學生大賽，同時為鼓勵更多學生的參與，本專業每年也自行組織各類大賽。參賽過程提高了學生對新技術新設備的應用能力、解決綜合、實際問題的能力，獲得更多地實踐經驗，提升學生專業綜合實力。

（3）項目驅動實踐。以項目為驅動是最好的實踐方式。2017年以來，利用校內實訓室，專業教師積極申報各級各類教改和科研項目共25項以上，指導學生申請創新創業項目15項以上，受益學生百余人次。有效提高了學生的學習熱情，培養了對實踐創新的興趣，同時提高了學生的工程實踐能力。

（4）生產實習、頂崗實習。生產實習由企業技術人員帶領學生深入了解1～2家企業的生產工藝以及設備控制系統的工作、維護及操作，由企業人員全程授課、講解、指導。

頂崗實習是指學生在校期間到企業上崗實習，提前進入企業、熟悉崗位工作。頂崗實習在短期內有效提高了學生的實踐能力。

2.3 內、外實踐教學基地建設

實訓基地是實踐教學教學體系中必不可少的硬件設施，本專業與多家企業長期合作，建成了功能完善的現代化校內、外實踐教學基地。

2.3.1 校內實訓基地的建設

（1）基礎實訓室?；A實訓室主要用于完成“基礎―認知層”和“技能―提高層”實訓模塊。本專業已建成電工電子實訓室、單片機實訓室、工業控制計算機實訓室、電氣傳動實訓室、PLC實訓室等5個基礎實訓室，并于2017年，與江蘇國芯科技有限公司合作，對單片機實訓室進行升級改造。現在的單片機實訓室可供開出20余項單片機實訓項目。

（2）綜合實訓室。綜合實訓室主要為“綜合-提高層”模塊的實訓服務，包括大型虛擬仿真實訓室、自動化工廠實訓室和現代化供電物聯網實訓室等。

為服務地方經濟、服務冶金行業、建設冶金特色實訓基地，本專業聯合冶金、計算機等專業及企業技術人員，經過2年的研究，于2014年建成熱連軋大型模擬仿真實訓室。該實訓室的建設及使用，不僅提高了專業教師的科研及實踐能力，也為學生提供了生產現場般的實訓環境，使學生更多地了解鋼鐵生產的工藝及控制過程，實現了實踐教學與崗位的無縫對接。

自動化工廠實訓室有過程控制實訓平臺、自動控制系統實訓平臺、煙氣分析儀演示裝置、恒壓供水系統等實訓裝置，可供開出各類控制系統實訓以及畢業設計實驗。

深圳恒力電源設備有限公司與本專業共同建成了供電物聯網實訓室。該實訓室能夠完成供配電等相關設備的信號采集、監控等任務，使學生了解供配電相關的先進技術。

2.3.2 校外實訓基地的建設

本專業與遼寧蘭陵易電工程技術有限公司、鞍鋼等十多家企業建立長期實習實訓合作。企業提供認識實習、生產實習的機會，并派技術人員實習生提供講座、培訓以及開展就業指導服務。充分發揮了企業的能動性和主體作用。

2.4 校企協同共建師資隊伍

專業過硬的師資隊伍是實踐教學體系建設的保障，因此本專業要求專職教師要參與校內、外實訓基地的建設，參與本專業獲批的科研和教改項目，每年有計劃地指派1～2名中、青年教師到企業掛職鍛煉并鼓勵專職教師學歷提升。

本專業與多家企業合作，建立了相對穩定的兼職教師隊伍。目前，本專業從合作企業聘任兼職教師17人，占本專業專兼職教師總數的43.6%。兼職教師的主要教學任務為實訓教學、生產實習、頂崗實習、畢業設計等實踐教學環節的指導教師。

3 實施效果

3.1 學生動手實踐能力顯著增強，競爭力顯著提升

職業本科招生對象為中等職業學校畢業生，學生基礎知識欠缺，數學基礎薄弱，因此競爭力較弱，自信心不足。但在本成果實施的5年中，本專業學生的實踐能力顯著增強，競爭力明顯提升，學生自信心倍增。

2017年以來，本專業學生在省級以上專業技能大賽中獲獎34人次以上，參與完成各級各類項目25項以上，參與完成創新創業訓練項目15項以上。

3.2 畢業生就業率穩步提升，就業質量逐年提高

近五年，畢業生就業率一直保持在90%以上，并且穩步提升，就業質量也逐年提高，到中鐵、國家電網等國有企業就業的學生數量明顯增加，且專業對口。特別是考取國家電網的畢業生也在逐年增多。

3.3 招生規模逐步擴大，辦學聲譽顯著提高

近幾年，本專業辦學聲譽顯著提高，生源質量逐年提升，招生規模也逐年擴大。2018年，本專業招收專升本學生80人，2019年招收120人，2020年和2021年分別招收200人，2022年招收240人。

3.4 專業教師職業素養和實踐能力全面提升

本專業大力提倡并鼓勵專業教師積極參與科研工作、專業建設、課程建設、校企合作實訓室建設、鼓勵教師參加各級各類大賽、下企業掛職鍛煉以及提升學歷。經過多年培養，專業教師的職業素養和實踐能力得到全面提升。

目前，本專業具有博士學位教師3人，博士在讀2人五年來，專業教師發表高水平科研和教學論文30余篇，編寫實訓指導書5部，建成校級一流本科課程7門，獲得校級以上教學成果獎4項。2018年本專業獲批遼寧省向應用型轉型示范專業。

4 總結

多年來，本專業在校企合作機制上逐步完善、不斷創新，合作形式上不斷深化，已經形成了具有本專業特色的“一個核心三個層面”的實踐教學體系。在該教學體系的支撐下，學生的實踐能力和創新能力得到了大幅度的提高，畢業生就業質量明顯提升，本專業的辦學聲譽顯著提高。