电类应用型人才培养模式的探索

章家岩 李勇 冯旭刚

摘要：本文对电类应用型人才培养现状进行了介绍，针对传统人才培养模式的不足提出了改进。根据电类专业工程应用型人才培养要求，依照实际条件积极创造各种教学的有效途径和手段培养学生的事件创新能力和综合素质，采用流程模拟与系统智能建模技术，开发新一代多功能的电类专业工程技术实验装置和平台。针对具体要求，模型的设计由浅入深，由局部设备到全流程，以便学生在逐渐掌握了各类设备的控制方案后，使其满足新时代社会人才培养的需求。

关键词：电类专业，应用型，人才培养

引言

近年来，我国工业实力持续增强，稳居世界制造业第一大国，对全球制造业的影响力不断提升[1-3]。但是发展方式粗放、产业结构不合理、缺乏核心竞争能力这些因素，严重阻碍了我国从制造业大国向制造业强国转变。要适应这个转变，需要大批高素质的工程应用型人才，因此，高校人才培养工作面临着前所未有的机遇和挑战。

高等学校应当透彻把握人才培养目标的变化，深入改革现有的人才培养体系，才能为整个社会和行业输送各类大批的综合素质较高的创新型工程技术人才[4-6]。这就要求高校人才培养模式必须与市场紧密相结合，突出分析、设计、综合和解决实际问题能力的培养，制定设计型、综合型、创新型和探索型实验教学计划，探索以能力素质模型为核心的工程应用型人才培养机制。

1人才培养现状

目前国内的电类专业人才培养教学体系过度偏重于课堂理论教学，工程实践环节不仅偏少，而且与工程实际严重脱节，直接导致了学生工程实践能力较弱，解决实际问题能力不强，无法很好地满足国内制造业对人才素质和能力的要求[7]。这固然与目前普遍缺乏理想的电类工业生产过程实验教学模型和装置有关，但根本原因在于：实际工业生产过程具有过程复杂、规模庞大等特点，生产过程常常伴有高温、高压等环节，因此很难在实验室里构建与工业装置相近的实验对象[8]。

许多学校采用以水槽、加热器为主要被控对象的实验模型进行实验教学，这类实物仿真装置具有外形直观的优点，学生可以看到变送器、控制器、执行机构的实物，在入门阶段对于认识系统的组成具有相当好的教学效果。但是，其表现的对象特性、系统复杂程度与工业真实装置相差甚远，仅仅能够满足认知型实验的要求。具體的不足之处在于：

（1）实验对象过于简单，与真实生产装置差别太大。实验装置在相当小的尺寸范围内采用水作为介质来模拟实际生产工艺，实验系统过于简化，时间常数过小，动态特性与实际装置相比差异很大，非线性环节、大滞后、高阶等过程工业常见的被控对象特性都无法在实验装置中得以有效地体现。许多在这类实验装置上进行训练的学生都误以为过程控制就是流量与液位的控制。

（2）被控环节类型简单、数量少，只能进行比较基础和数量有限的过程控制实验，而复杂控制、先进控制和优化控制等方面的内容极少。对目前国家急需的节能、减排和安全控制等新兴领域的应用方向，无法展开相应的实验教学。

（3）实验教学效果不佳。由于对象过于简单，检测点与执行机构数量和种类的限制，导致学生只能按照实验的规定路线进行简单的重复步骤。从教学效果上看，学生往往只记忆步骤，而缺乏思考，达不到设计型、综合型和创新性的实验要求。

（4）安全性和可靠性差。实验装置普遍需要220V或380V交流电源，高温加热泵等设备，对实验学生都将构成一定的危险性。传感器与执行机构由于频繁启停，导致性能急剧恶化和损坏，维护成本大，系统可靠性不高，管道尺寸过小，安装过于紧凑，导致流体实验重复性差。

2培养模式的探索

基于上述问题对实验环节提出了设计型、综合型、创新型和探索型四个更高层次的目标。以改革传统的实践教学模式，创建新的实践教学体系。具体内容包括：加大整合演示性、验证性实验项目的力度，淘汰陈旧的过时的技术验证性实验，保留经典的基础实验项目，增加一批内容新颖、难度适中的设计型、综合开发型和应用型实验项目，并相应的提高实验的学时数。有助于学生在实践能力培养过程中做到因材施教，使学生根据专业特点有足够的时间来消化和掌握所学的知识和技能。

由于实际工业过程相对复杂，生产过程往往伴有高温、高压、强非线性等单元，把实际生产装置直接移植到实验室进行控制实验是不现实的。采用流程模拟与系统智能建模技术，开发新一代多功能的电类专业工程技术实验装置和平台，以有效解决当前电类专业学生工程技能培养的难题。运用高精度工业仿真引擎及实验监测软件构建工业级模拟实验装置，实验对象特性与工业装置完全一致，多种信号与通讯方式、数十个检测点与十多个执行机构可以允许学生自由地设计、探索各种控制算法与方案，真正实现电类专业人才培养提出的基本目标，同时也满足了行业对人才培养的需求。

将全数字仿真技术与半实物实验装置结合，开发出集多种教学和实验功能于一身的工业级实验教学平台，不仅可以进行初级与中等复杂程度的电类专业工程技能实验、也可以进行高级复杂的过程与控制实验，并满足节能、安全、环保等实验系统的要求，在克服了传统水槽实验系统的不足的同时，将推动工业仿真实验教学设备开发的技术进步。

3结论

本文以仿真技术和传统教学方法有机结合的教学手段，运用工业级高精度定量动态数学模型，模拟全工况下真实工艺流程，增强学生学习的主动性以及教学的实效性，突出重点，启迪学生思维，把问题作为导人，引导学生在思考、讨论中掌握知识，对工科院校的电类专业建设和创新人才培养具有借鉴意义和推广价值。

参考文献

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[2]王海波.高职电类专业虚拟仿真技术探究[J].数字技术与应用，2019，37（01）：235-236.

[3]刘付刚，郑爽，夏洪洋，王娟，陈曦.电类专业全程化立体式科技创新人才培养模式构建[J].科技创新导报，2019，16（03）：207-208.

[4]李国培，陈海滨.电类专业课“做学教合一”模式的思考与实践[J].职业，2018（36）：88-90.

[5]郭明良，赵岩，王朋.电类专业创新创业人才培养模式探讨[J].河南教育（高教），2018（11）：98-100.

[6]王海燕.电类专业基础课程创新人才培养的教学改革研究[J].花炮科技与市场，2018（04）：271-272.

[7]王海燕.应用型本科电类专业学生创新、创业培养模式探索[J].南方农机，2018，49（18）：222-223.

[8]孙梯全，卢娟，许凤慧，龚晶，关宇.电类专业基础实验教学体系的改革与创新[J].中国电子教育，2018（03）：68-73.