面向企业需求的电气控制类课程设计创新教学模式

陈海霞, 王锁萍， 熊田忠

(三江学院 电气与自动化工程学院,江苏 南京 210012)

0 引 言

在《国家中长期教育改革和发展规划纲要》( 2010-2020)中明确提出高校在人才培养上要坚持“德育为先，能力为重，全面发展”的要求，旨在培养一大批适应经济社会发展需要的高素质各类型工程人才[1]。企业不仅需要技术过硬的软硬件研发工程师，还需要有专业背景的其它职位，如项目管理工程师、销售人员、售后服务和商务人员等。企业对于这些职位的人才不仅需要学生掌握一定的专业知识，更注重学生综合素质的能力。

我校是一所地方新建应用型大学，与国内外一流大学相比，尚不能定位在培养具有一流水平的研发创新型人才。最大程度地服务社会，培养综合素质全面的企业需要的人才是我们人才培养的根本目标。而毕业生走上工作岗位后，企业往往需要花费大量的人力、物力、财力对其重新培训，才能为企业所用[2-3]。

在应用型高校中，一般每学期至少都有两周课程设计。在调查了大量企业对人才需求的基础上，立足于本校自身的特点，并结合了笔者在荷兰同类学校访问的经验，提出了面向企业需求的电气控制类课程设计创新教学模式。

1 电气控制类课程设计创新教学模式

1.1 电气控制类课程设计创新教学模式的思路

课程设计是综合一门或多门课程知识的实践性环节，是学校实践教学环节的重要组成部也是培养学生综合素质的重要环节。对于电气控制类专业，比如自动化和电气工程及其自动化等专业，常见的课程设计有计算机程序课程设计、电子技术课程设计、嵌入式系统课程设计、电气工程综合课程设计、可编程逻辑控制课程设计和工业控制系统综合课程设计等，大部分课程设计都具有“硬件和软件相结合”的特点，实践性和实用性很强，与企业需求结合非常紧密，契合度较高。

基于该类课程设计的特点，在课程设计教学中，笔者打破原有的课程设计教学思路，采用与企业深度合作，将企业需求职位的专业和技能要求融入课程设计教学过程中，对学生进行有针对性的训练，在培养学生的创新精神和实践能力的同时，注重培养其良好的职业素养和综合能力。课程设计的内容结合相关企业的某个工程项目，教学过程尽可能与工程项目的运作过程接近，使学生熟悉工程项目的运作流程和不同职位的工作内容和专业技能要求。学生以团队合作的形式，由3～5人组成一个工作小组，根据企业需求，每位成员都有相对独立的任务分工。

通过这种方式的课程设计，学生可以对企业的需求有深入的了解，对自己的能力有进一步的认识。在此基础上结合自己的专长和爱好，学生可以尽早明确自己的工作方向，完善个人的职业规划，最大可能成为企业需求的综合性人才。

1.2 基于企业需求的电气控制类专业的职位

在课程设计创新教学模式中，课程设计的过程尽可能与企业中工程项目的运作过程接近。根据对企业职位设置的调研，笔者将该教学模式中团队中各成员的职位和任务说明如下：

(1)项目管理工程师是一个团队的核心人物，负责制定和管理项目进程，组织必要的讨论和会议。对于项目管理工程师而言，如何调动团队内每个成员的工作积极性，最大程度地发挥成员的专长是其主要任务。可见，良好的沟通能力和个人魅力最为重要。这个职位为学生毕业后的个人创业或某些管理职位提供了基本的训练。

(2)硬件工程师和软件工程师完成整个项目的核心技术工作，包括系统的方案设计、绘制图纸等。在国内外倡导工程教育的背景下，工程师的工作尤其要与企业需求和行业规范相结合，指导教师对软硬件工程师的具体工作提出严格的要求。

(3)外观或结构设计师需要机械类专业的知识，不是电气控制类专业的主要学习范畴，在教学实施过程中将机械类与电气控制类专业的学生进行混合，组成一个更加专业的团队，不仅有利于更好地完成任务，而且扩大了团队成员的知识面。而且，一般情况下电气控制类专业的学生也会学习机械制图(或AutoCAD)，若设计要求不是很高，他们也能完成任务。

(4)销售工程师在企业人员的职位中也是比较重要的角色。在我校电气控制类专业的毕业生中，有不少同学都从事市场或销售方面的工作。一方面企业需要有该类专业背景的毕业生，另一方面电气控制类专业某些学生善于言谈，亲和力强，更喜欢做与人沟通的工作。销售工程师需要掌握一定的销售理论，做全面的市场调研，提炼产品特色和产品卖点，制定完整的销售计划。

(5)秘书的主要任务是会议记录，制作项目陈述PPT，撰写论文等文字性工作。从方案设计开始，秘书就开始构思并撰写论文。秘书的工作是整理和总结资料，大部分的文档原始资料都需要其它成员提供。秘书需要经常和每一个成员沟通，尽量按照毕业设计论文的标准完成课程设计论文的撰写。

2 课程设计创新教学模式的实施

2.1 对课程设计团队的要求

团队人数要适宜，若人数过多，任务分配不均，必然有成员的工作较轻松，易偷懒，造成不团结；若人数过少，每个人承担任务较多，不能起到成员间交流合作，培养良好职业素养的目的。经过实践，根据任务复杂程度，一个课程设计团队的组成人数以3～5人为宜。团队中每个成员根据需要可以承担多项工作，比如项目管理工程师可以兼任其他任何职位，外观设计工程师兼任销售工程师，采购人员兼任秘书；而软件和硬件工程师一般独立设置，而且在项目软件编程任务较多时，可以采用模块化设计，由多个人共同承担。

团队内每位成员按照分工都有自己明确的工作任务，具有强烈的责任感和使命感。而且，由于是团队工作的性质，团队之间的竞争更为激烈，在工作过程中每位成员也会强烈地感受到集体的凝聚力和荣誉感。在这种情况下，个体能力强并不意味着集体的成功，只有大家团结合作、互帮互助才能取得最终的成功。因此，在做好课程设计的同时培养了成员的工作主动性、积极性和团队协作意识。

2.2 选题要求

多数应用型大学的电气控制类课程设计都是诸如电子钟、交通灯的控制之类的小题目，设计题目单一，与专业技术的当前应用脱节[4]，而且容易查找到现成的资料，不利于培养学生的实践能力和创新精神。

由于以团队形式工作，人数增加，可以适当地增加课程设计题目的难度。课程设计选题可以结合教师科研项目，与企业进行深度合作并能为其解决实际问题的综合性选题最好。比如在单片机系统课程设计中，与某企业合作，设计题目为“多功能电压力锅”；在工业控制系统综合课程设计中，与某自动化公司合作，设计题目为“恒压供水系统的PLC 控制与远程监控”[5]。在课程设计过程中不满足于只考虑软硬件是否能实现任务要求的基本功能，还可以在图纸的完整性和规范性、系统的安全性和可靠性等方面提出更高的工程要求。

2.3 工作流程

在课程设计实施过程中，教师引导团队的工作过程尽可能与实际项目的运作过程接近[6]，在任务量、时间节点等方面制定详细的计划，使成员在具有一定压力下，既紧张又有条理地完成任务。课程设计基本工作流程如图1所示。

小组会议是一个较为正式的环节，由项目管理工程师主持，秘书做会议记录，指导教师或企业工程师以及组内成员参加，目的是引导学生明晰工作目标和工作内容，合理安排时间，顺利完成任务。在第一次会议上，项目管理工程师陈述系统总体设计方案，各成员分别总结前期研究内容和明确后期的工作步骤和内容，并制定详细的工作计划。

在团队成员分工后，项目管理工程师也可以根据需要多次组织会议，秘书做好会议记录，为最终的论文提供素材。指导教师在以学生主导的会议中，有目的、有意识地引导，培养学生在设计过程中有计划地学习、研究问题，综合运用自己的理论、专业和实践知识进行解决问题，从而提高实践创新能力[7]。指导教师通过提问掌握每个学生的工作进展情况，并对存在的问题做出正确的启发，鼓励学生进行互动讨论。各成员总结自己的阶段性成果，提出工作中遇到的困难，成员之间充分沟通。

项目陈述和答辩环节是课程设计创新模式中重要的一个环节，培养学生总结能力、表达能力和PPT的制作和展示能力，使其学生在公众下能够不怯场，敢于表现自己。

2.4 考核与评分

在课程设计创新教学思路和创新模式的引导下，考核也要更新观念，要与人才培养目标相一致。借鉴荷兰高校对学生实践能力的考核方法，不仅注重基于任务分工表现出的实践应用能力，而且还要兼顾学生在课程设计过程中展现的思路创新、表达沟通和团队协作能力[8]。

由于课程设计的教学时间一般为一至两周，所以考核与评分不能过于繁琐，笔者在两轮课程设计实践基础上总结了一套与培养目标一致、相对公平和便于实施的考核评分方案，如表1所示。个人的最终成绩是由小组成绩和个人成绩两部分组成[9]，各占50%，其中小组成绩由指导教师根据不同分项及其权重给出，个人成绩由指导教师和组内成员共同给出。组内成员互评均分权重为0.2，这个独创的考核细节大大激发了学生的工作热情并营造了工作团队内互帮互助的和谐氛围，培养了学生的团队合作精神。

图1 课程设计基本工作流程

成绩组成考核内容权重小组成绩方案设计0．1验收任务0．2陈述和答辩0．1报告0．1个人成绩组内成员互评均分0．2指导教师根据工作内容、创新点和综合表现评分0．3

3 课程设计创新教学模式的支撑体系

(1) 加强师资队伍的培养。对于应用型大学而言，高水平的师资队伍是应用型创新人才培养的关键。要培养出企业需要的应用型人才，必须建立一支综合素质强的“双师型”教师队伍。而大多数教师从学校毕业又进入学校授课，本身没有在企业工作过，教师的工程素质和实践经验不足，具有丰厚工程背景又有学术水平的“双师”型教师尤其缺乏[10-12]。一方面，可以建立教师有计划分批次轮流到企业锻炼的常规制度；另一方面，吸引企业的优秀工程师兼职或全职到教师岗位，充分发挥其多年来的企业工作经验。

(2) 重视校企合作。校企合作是解决实践教育缺失的根本途径[13-14]。一方面大力吸引企业参与到高校实践教学过程中来，在教学计划和教学内容上广泛征询和适当采纳相关业内专家的意见；另一方面，增加学生在企业进行专业技能训练和专业拓展课程的学习机会，理论联系实际，开拓视野，拓宽思路，促进学生的创新意识与创新灵感，为课程设计创新教学模式提供强有力的实践平台支撑。与相关企业建立长期合作关系，良性循环，最大可能实现更多学生毕业和就业上岗的零过渡，校企共同培养“适销对路”的应用型人才。

(3) 开设公共选修课。公共选修课是高校面向全体学生开设的综合素质培养课程，对学生知识结构完善，知识面扩大，兴趣和个性发展和综合素质提高有重要意义。对于工科专业来说，根据企业对人才的需求，高校开设如市场营销、会计、社交技巧等人文类和经济类选修课，不仅有利于培养学生的综合能力，而且学生也可以结合自身职业生涯规划科学地进行选课，为将来的职业储备和积累知识[15]。

4 结 语

该课程设计的创新教学模式是实践教学改革的新尝试，面向企业对人才的需求，在课程设计中建立团队，团队成员有不同的职位和分工，大家团结合作，共同完成任务。笔者已经开展了两轮实践，从学生的反馈意见和任务完成情况来看，表明这种模式大大提高了学生的参与积极性和热情，使学生在综合应用专业知识基础上，深入熟悉企业的职位特点和专业知识和技能要求。经过多次此类课程设计，使学生进行更为成熟的职业生涯规划，最大可能实现更多学生毕业和就业上岗的零过渡，让企业获得可以直接使用的应用型人才。

[1] 林 建．“卓越工程师教育培养计划”学校工作方案研究[J]． 高等工程教育研究，2010(5): 30-36．

LIN Jian．On the university working program of “A Plan for Educating and Training Outstanding Engineers” [J]． Research in Higher Education of Engineering, 2010(5): 30-36．

[2] 刘东升， 徐建成， 居里锴，等．基于现代企业角色体验教学的研究与实践[J]. 实验室研究与探索，2012，31(5): 150-153.

LIU Dong-sheng， XU Jian-cheng， JU Li-kai，etal. Research and practice of experience teaching based on the modern enterprise role[J].Research and Exploration in Laboratory, 2012，31(5): 150-153.

[3] 鲁兴举， 彭学锋， 郑志强.提高自动化专业学生工程素质——以倒立摆实验为例[J]． 实验室研究与探索，2011，30(10):272-275.

LU Xing-ju， PENG Xue-feng， ZHENG Zhi-qiang. Improving engineering quality of students in automation major——The inverted pendulum experiments[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2011，30(10):272-275.

[4] 卢亚玲，张双德，周 龙，等.电子信息工程专业课程设计的改革探索[J]．电气电子教学学报， 2012(8)：78-79.

LU Ya-ling，ZHANG Shuang-de，ZHOU Long，etal. Probing of course project of electronic information engineering[J].Journal of Electrical & Electronic Education, 2012(8)：78-79.

[5] 吉顺平，王锁萍，陈海霞. 工控新技术课程模块的研究与实践[J]．电气电子教学学报， 2012(12)：29-30.

JI Shun-ping，WANG Suo-ping，CHEN Hai-xia. A survey of industrial automation course module and its application[J].Journal of Electrical & Electronic Education, 2012(12)：29-30

[6] 郝凤涛, 祝名钰.采用应用型题目提高单片机课程设计实验教学效果[J]．实验室研究与探索，2005，24(9):224-226.

HAO Feng-tao, ZHU Ming-yu. Improving experimental teaching of a single chip computer course design by applying of practical subject [J].Research and Exploration in Laboratory, 2005，24(9):224-226.

[7] 刘克平，于微波， 李 岩， 等．自动化专业实习实践教学改革与探究[J]． 实验室研究与探索，2011，30(10): 371-373.

LIU Ke-ping， YU Wei-bo， LI Yan，etal. Reform of and research in practice teaching of automation major[J].Research and Exploration in Laboratory, 2011，30(10): 371-373.

[8] 徐 林．自动化专业课程设计考核模式改革与实践[J]．实验室研究与探索，2011，30(10): 354-356．

XU Lin. Reform and practice of examination mode of course design for automation major[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2011，30(10): 354-356．

[9] 张立新， 纪文刚， 戴 波， 等.面向能力素质培养的自动化专业系列课程建设[J]．实验室研究与探索，2011，30(10):351-153.

ZHANG Li-xin, JI Wen-gang, DAI Bo,etal. Construction of competence-oriented courses for automation majors[J].Research and Exploration in Laboratory, 2011，30(10):351-153.

[10] 李培根，许晓东，陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J]． 高等工程教育研究，2012(3): 1-6．

LI Pei-gen, XU Xiao-dong, CHEN guo-song. On practical teaching of undergraduate engineering eduction in China: problems and causes[J]． Research in Higher Education of Engineering, 2012(3): 1-6．

[11] 张彩霞， 陈惠卿.地方高校电气工程与自动化专业创新实践教学模式[J]．实验室研究与探索，2012，31(8): 350-352．

ZHANG Cai-xia, CHEN Hui-qing. Innovation on practice teaching mode of electrical engineering and automation major in local colleges[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2012，31(8): 350-352．

[12] 孙 丽，刘永臣，常 绿． 地方高校应用型创新人才培养体系构建[J]．实验室研究与探索，2011，30(1): 143-145．

SUN Li, LIU Yong-chen, CHANG Lu. Building of applied innovative talents training system in local colleges[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2011，30(1): 143-145．

[13] 朱高峰.中国工程教育的现状和展望[J]． 高等工程教育研究，2011(6): 1-4．

ZHU Gao-feng.Current status and prospects of engineering education in China[J]． Research in Higher Education of Engineering, 2011(6): 1-4．

[14] 徐淑华, 马 艳, 刘华波.校企联合探索人才培养新模式[J]．实验室研究与探索，2008，27(12):10-12.

XU Shu-hua, MA Yan, LIU Hua-bo. New pattern for training qualified personnel through joint education of school and enterprise[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2008，27(12):10-12.

[15] 刘新影．提高本科高校公共选修课程开设质量的思考[J]．绥化学院学报，2009,29(6):167-169.

LIU Xin-ying. Thought of improving the quality of university’s public elective course [J].Journal of Suihua University, 2009,29(6):167-169.