依托实训类课程培养电气类“双创”人才的研究与实践

荣德生，屠乃威

(辽宁工程技术大学 电气与控制工程学院，辽宁 葫芦岛 125105)

实践教学在本科高校人才培养中有着重要的地位,它是高等学校教学的重要组成部分,是培养应用创新型人才的必由之路，是科学研究的孵化器，是推进产学合作、产教融合、科教协同的有效载体，是校企合作、协同育人的桥梁和纽带。实训教学作为实践教学的重要组成部分，能够在最短的时间内使学生在专业技能、实践经验、工作方法、团队合作等方面的能力得到提高，增强学生的合作意识和创新意识，让学生养成工程思维和自主终身学习的习惯。

目前在实训教学中仍存在很多问题，主要包括：①传统课程体系过度强化理论教学，不适应创新创业人才培养。传统课程偏专业化，理论必修课程学时比较多，学生学习任务重；实践教学以验证性实验为主，缺少对探索精神及创新创业能力的培养。②传统的实训类课程教学模式陈旧，不注重“个性化培养”。传统的实训类课程仅限于电工电子类，教学方式陈旧，设计和综合类实训偏少，学生缺乏学习兴趣和动力，这就限制了创新创业能力的培养。③传统的实训类课程考核方式单一，不利于学生创新能力的培养。传统的实训类课程考核依据为实训报告，过程管理缺失，束缚了创新创业能力的培养。

基于上述情况，辽宁工程技术大学电气与控制工程学院以“能力为中心”，构建符合电气类“双创”人才培养的“334”实训教学体系(三个转变、三个结合、四项建设)。基于“以需求为导向”的理念，通过实施“双分”教学模式，将过程考核融入实训全过程，探索出一条个性化、多样化创新人才培养的有效途径。围绕“知识掌握-工程实训-工程分析-工程设计-创新创业”的培养主线，通过课程体系改革，推行“第一课堂夯基础，第二课堂育创新”的“双线”培养方式。

一、三个转变

将教师为核心的满堂灌、领着做、验证为主、实验报告为唯一考核依据的实践教学模式，转变为以学生为核心的自主设计实验内容、搭建电路、制定考核标准、发表论文和申报专利，让学生真正成为课程的“主角”，教师作为引导者、解惑者，帮助学生逐步养成工程分析能力、形成终身学习的习惯，并培养他们解决复杂工程问题的思维。

1.推行“第一课堂夯基础，第二课堂育创新”的教学模式

以“第一课堂夯基础”理念，修订培养方案，将实训类课程贯穿大学四年的第一课堂，在电路、数字电子技术和模拟电子技术等理论课程结束后，进行为期2周的电工电子实训(二年级下学期末)；在单片机、DSP和PLC控制等理论课程结束后，进行为期3周的单片机与PLC控制类实训(三年级下学期末)；在电力系统分析、电力系统继电保护和微电网等理论课程结束后，进行为期4周的电力系统微电网类实训(四年级上学期)。以“第二课堂育创新”理念，完善实训、竞赛和创新模式，在二年级学生完成电工电子实训后，必须参加学院每年6月份举办的“惠特杯”电子设计竞赛，成绩优异及有兴趣的学生可以参加全国电子设计大赛；三年级学生完成单片机与PLC控制类实训后，成绩优异及有兴趣的学生可参加全国电子设计大赛、挑战杯、“飞思卡尔”智能汽车大赛等科技竞赛，其余学生根据兴趣和需求参加暑期为期1个月的带薪校企合作教育项目；四年级学生在完成电力系统微电网类实训后，可申请大学生创新创业训练计划项目，参加教师科研项目团队和校外做毕业设计等，实现“科技竞赛育创新、工程创新带创业”的目的。

2.实施“双分”教学模式，体现以人为本的个性化培养

改变以往全部专业实训内容和形式完全相同的模式，按学生起点、学习需求和个性差异的不同，将电气类学生按专业分成三种类型(见图1)，即：测控类、自动化类和电气类，实施“分类指导”。采用不同的教学大纲，设计不同的实训项目，教师根据学生兴趣、需求和学习情况，可实时调整实践内容和项目，如表1所示。

表1 实训类别划分

“分层次教学”就是实践类型层次，即：基础型、设计型、综合型、研究型(见图1)。基础型，主要包括电工电子的用电常识，是为理论教学不同知识点设置的基本用电操作类实训，其目的是培养学生的科学态度、基本实验技能和工具使用技能。设计型，针对某个知识点或知识单元，明确想得到的结论、流程或实物等，学生根据实际情况来进行可行性的项目和实训设计，通过实训取得想要的结论和制作实物，培养学生工程认知、分析和设计能力。综合型，是依据一门或多门课程知识点的内在联系而设置的综合实训项目，采用多种实训手段或技巧，通过实训取得想要的结论和制作实物，培养学生综合运用专业知识的能力和创新意识。研究型，含竞赛型和工程实践型两类，学生必须参加其中一类。其中竞赛型是以科技竞赛的模式进行，为学有余力、兴趣浓厚的学生提供研究创新的实践机会，鼓励学生自主选题开展创新研究，其目的是增强学生的实践动手能力、沟通与合作能力以及创新意识，挖掘学生的学习潜能和创新能力。工程实践型又称创新创业实践型，在校外实践基地将实训知识和生产实际相结合，促进学生主动参与、充分发挥创新潜能，全面提升工程实践能力和创新能力。

图1 “四层三类型”实训模式示意图

3.改革实训课程的考核办法，实现过程考核

将传统的重实训报告结论性考核的教学模式转变为结论性评价与过程评价相结合的教学模式。以前考核存在实训报告雷同现象，而且抑制了学生的创新能力和思维，不利于培养学生的创新能力。以综合设计层次实验为例，教师应引导学生利用现有的实验设备独立设计模拟工程现实的实训内容，并动手操作完成。首先，由指导教师给出验收标准，然后听取每位实验设计者(也可以是小组或团队)对自己实验题目设计的构想、理论依据和实操步骤。其次，检验所设计电路的合理性和功能实现情况，最后综合考虑学生的知识运用能力、创新设计能力、遇到问题过程中分析、解决问题的能力，给出评判的实验分数。第三，注重实践过程的考核，由于大部分时间留给学生进行实训项目的独立分析、制作和调试的实践技能训“练”，期间教师以指导者和研讨发起人身份出现，对发现的问题予以解答，并及时记录学生的表现情况。第四，对于部分项目需要验收的，采用“连坐制”，即：教师任意抽取团队学生来答辩项目电路中的问题，如果回答不上来，团队全体成员均为不合格；在此后学生指派人员答辩最高成绩为合格；促进团队协作能力和学生相互学习、相互交流的效果。对于基础实验层次实验从上述第二步开始，对于科技竞赛层和工程实践层的实践除上述三步外，在学生团队配置、分工，项目主攻方向、内容及使用环境均需要设计。

最终考核也不再是将实训报告作为唯一形式，考核多样化。可以是实训相关的实物或者作品，可以是搜集资料形成的论文和调研报告，可以是针对实训设计综合性问题，经过分析、查阅资料所形成的解决方案等。

二、三个结合

实践教学核心内容就是一个“练”字，只有多见识、多动手、勤思考才能使学生真正掌握知识，做到“举一反三”。在此基础上将思维和实际问题相结合，产生“创新”，所以怎么才能让学生多练、愿意练、思考着练，就成为模式改革的根本。

1.注重课内课外实践相融合

首先，教师讲授仍然是实践教学的重要环节，但需要引入新的教学手段和方法。根据不同类型学生和开设不同层次实践的要求，依据教学大纲制作实验内容的课件或录制教学视频，以“案例式教学”模式将前沿性、实用性及趣味性实验融合到教学内容中，引导学生建立工程观念和扩展学术视野，激发学生对项目的兴趣。其次，学生作为实践的“主角”，在明确实训项目的应用背景下，通过课外自行预习、查阅资料，构思和设计实验的目的、步骤、结果及考核标准，并组建团队等，然后在课内完成实际操作、演示和后期考核工作。第三，教师作为引导者和解惑者，通过师生互动、问答式、辩论式的教学方法，让学生积极参与教学过程，培养学术思维。对于科技竞赛和工程实践层次，主要由学生课外完成，主要针对一些实践能力较强、在某些方面有特长及兴趣的学生，采用教师引导，学生自主式、合作研究式的实践教学模式，注重对学生独立解决问题、团队合作精神和创新意识的培养。

2.注重理论与实践相融合

根据不同专业增加实践学时数，特别是电气类学生增加到9周，增加设计型、综合应用型的实验项目时间，教师将实验项目相关的理论知识以任务书的形式说明，然后让学生自己组建团队，设计项目步骤、材料及效果等。例如三路抢答器制作与调试、双路直流稳压电源制作与调试、彩灯控制电路制作与调试等。学生也可以发现日常生活中存在的问题，提出实验申请书，教师审核后，引导学生一步步完成项目。例如单相电度表及照明电路安装、三相异步电动机的直接起动与正反转控制、声光报警器等项目。

在实验过程中指导教师要有意识地引导学生运用理论知识分析、思考、设计和解决实际问题，通过实践教学提高学生的理论分析和计算能力，锻炼学生实践动手能力、工程研究能力和系统分析能力，发挥理论实践相辅相成的作用。

3.注重科技竞赛、工程实践与创新能力培养相融合

科技竞赛和工程实践作为学生解决复杂电气工程问题的载体之一，有着常规教学不可及的特殊的创新教育功能，是培养学生创新精神与实践能力的重要途径之一，对学生动手能力、创新设计能力和工程系统分析能力都起到至关重要的作用。

自2011年开始，学院提出“分层次大学生创新团队”培养模式(见图2)，实训中心7个实训室就作为学生各类大赛的校内培训基地，同时每年学院举办一届覆盖全部电气类二、三年级学生的“惠特杯”电子设计大赛，每届都取得了不错的成绩，为参加每年8月份的全国大学生电子设计大赛和飞思卡尔智能汽车大赛奠定了基础。科技竞赛对激发学生实验兴趣、提高学生实践能力、促进实验教学改革以及共享优质实践教学资源有重要意义。部分有兴趣的学生每年夏天利用一个月时间去大学生校外实践教育基地开展工程实践训练，促进学生主动参与、主动思考、主动探究，充分发挥创新潜能，全面提升工程实践能力和创新能力，缩短学生的就业适应期。

图2 分层次大学生创新团队建设体系

三、四项建设

目前，实践教学已成为培养“双创”人才的必要手段，国家投入也在不断加大，学院通过对实验平台、教学设备、实验项目和师资队伍的改造和建设(见图3)，为学生提供更加优质的创新创业能力培养条件。

图3 实训课程的教学体系

1.师资队伍建设

若想通过电工电子实训课程提升学生的创新能力，教师起到非常关键的作用。一支理论水平高、工程实践能力突出的教师队伍，是保证新建实验项目和仪器设备充分发挥作用的前提和保障。因此，在培养学生创新能力的同时，教师也应当培养自身的理论和实践能力。①安排理论教师参加实验室、科技竞赛和企业实践的指导；②对专业教师进行定期工程能力培训。只有教师的能力素质提高了，才能使学生的能力素质得到提高，进而更好地培养学生的创新能力。

2.完善实践平台

实践平台作为开展实践教学的重要场所，是实施实践教学的保障，是实现教学模式转变的重要条件。①与企业合作，建立大学生校外实践基地；②建立大学生创新创业工作室；③建立虚拟仿真、网路化的实践教学平台；④建立教务交流平台，实现资源共享、实现教学数字化。

与葫芦岛优质企业共建共享生产性实训基地，在三年级春季学期末与校企合作单位沟通，强化校企合作所需知识，夏季学期到企业进行为期4～6周的合作教育。部分四年级学生春季学期直接到签约单位进行3个月的合作教育。

3.改造实践设备

电工电子实训教学要真正负担起创新型、技能型应用人才的培养任务，就必须要依托先进的实训教学资源优势，充分保障实验教学条件，大力开展综合性、设计性、开发性、创新性的实验教学，才能真正带动创新型应用人才的培养与成长。针对上述问题，学院制定了阶段性的设备更新计划，从2013年开始升级改造电工和电子实训室、风光储实验室、智能家居实验室、模拟变电所和半模拟仿真实训室等，为培养“双创”人才提供了良好的实训环境。

4.实践项目升级

实验项目的设计与制定直接决定学生参与实训课程的质量和效果。以往电工电子实训课程项目过于简单，只注重基础，缺少与工程应用的结合，不能因材施教，不利于培养学生的工程能力，很难激发学生的创新意识和能力。因此，对实验项目建设势在必行。为此，学院结合学生特点，尝试开发若干设计性、综合性实验项目。例如，三路抢答器制作与调试、双路直流稳压电源制作与调试、彩灯控制电路制作与调试、声光报警器和万用表的设计与制作等项目，这些贴近日常生活的设计项目，能有效激发学生的兴趣，提升学生创新思维和能力。

四、实践效果

目前从电工电子实训教学改革实践效果来看，结果是令人满意的，已初步形成了“以实训促创新，以创新带创业”的新格局。

通过课程模式的改革，学生的学习积极性、综合能力、思维习惯都得到较大提高，受益学生达到13 672人。通过学科竞赛型、工程实践型等实验的训练，每年有600余人次参与学院举办的“惠特杯”大学生电子设计竞赛。在“大学生电子设计大赛”“飞思卡尔智能汽车大赛”“挑战杯”等中，共获得国家级奖励28项，省级奖励132项，发表论文25篇，申请专利12项，申报大学生创新创业训练计划项目28项，电气类专业连续五年就业率98%。学生以“专业基础扎实、动手操作娴熟、工程分析到位、设计思维敏锐”得到行业和社会的广泛认可。