基于“一个核心三个层面”的电气工程及其自动化专业实践教学体系构建与实现

贾朱植，祝洪宇，沈 鹏，张玉龙

（1.辽宁科技大学应用技术学院，辽宁 鞍山 114000；2.辽宁科技大学电子与信息工程学院，辽宁 鞍山 114000）

电气工程及其自动化专业与社会发展及国民生产、生活紧密相关，而我国的经济发展亟须大量高技能型应用人才[1-2]，工程教育专业认证的提出更是体现了国家对培养应用型人才的高度重视[3]。因此，应用型本科高校的电气工程及其自动化专业的人才培养要适应社会发展、现代企业需求，以高素质的高技能型应用人才为培养目标[4-5]。应用型人才应具有充分的实践经验，能够在生产一线解决重要的技术问题[6-8]，所以，电气专业在应用型人才培养过程中应充分考虑到企业岗位对毕业生的能力需求，以能力培养为目标，高度重视实践教学体系的构建以及实践教学环节的实施。

本文以辽宁科技大学电气工程及其自动化专业为例，介绍应用型实践教学体系的构建与实现。我校电气专业一直秉承“面向冶金行业，服务地方经济”的原则，以企业岗位需求为导向，以“校企合作，协同育人”为途径，培养高素质的应用型人才。多年来，本专业在校企合作机制上逐步完善、不断创新，合作形式上不断深化，已经形成了具有本专业特色的“一个核心三个层面”的实践教学体系。

1 实践教学过程中存在的问题

1.1 实践教学项目形式单一，教学模式单调

本专业原有的实训项目，形式单一，题目陈旧，教学模式单调，与现代企业的需求不相匹配，导致学生动手能力很难提高，创新意识和创新能力不强，毕业后很难快速投入到岗位实践中。

1.2 实践教学硬件设施相对陈旧

电气专业是一个飞速发展的专业，而学校的实践教学硬件设施更新速度相对较慢。因此，相比高速发展的技术进步，学校的实践教学硬件设施相对陈旧，无法满足现代企业对高技能型人才的需求。

1.3 部分专业教师实践教学能力不足

本专业部分年轻教师为研究生毕业后直接投入到教学工作，缺乏一定的实践能力以及培养应用型人才所需的教学经验。

2 “一个核心三个层面”践教学体系的构建与实现

2.1 校企协同制订人才培养方案

为对标岗位能力、突出实践教学，本专业聘请多位企业技术骨干与专业教师共同组成“专业建设指导委员会”，经过反复研讨，确定了以岗位需求为导向的专业人才培养目标。以人才培养目标确定本专业毕业生的核心能力，并形成核心能力与培养目标之间的关联，以确定专业人才培养方案。

在人才培养过程中，使学生接受电气工专业的基本训练，获得电气专业基础知识和基本能力：掌握本专业领域基础理论知识；具有解决工程实际问题的能力；具有电气设备及自动化设备安装、施工、调试、运行、检测与使用维护方面的能力；具有从事电气设备及自动化产品的制造、控制及维护维修的基本能力；能够承担电气、信息及其交叉工程领域中的工作；具有较强的自学能力及自主知识更新的能力。

对原有课程体系进行了结构优化，构建“一个核心三个层面”的实践教学组织模式，即确立以培养学生实践和创新能力为核心的实践教学体系，并完成“基础―认知层、技能―提高层、综合―创新层”三个层面的培养。

2.2 “校企合作，协同育人”的模块化实践教学模式

2.2.1 “基础―认知层”实践教学模块

“基础―认知层”实践教学模块的训练目标是使学生对电气专业有初步的认识和了解，并掌握基础的电气绘图技能和专业基础知识，包括认识实习，模拟、数字电子技术实训和电气绘图实训。

认识实习主要带领学生参观企业的生产线，了解生产工艺以及关键岗位所需的能力，使学生对所学专业以及职业发展有初步认识。模拟电子技术实训和数字电子技术实训，主要训练学生熟练认知各种常用元器件及其选择、电路板的焊接、调试以及常见仪表的应用等，为后续课程打下坚实的基础。电气绘图实训包括电子线路设计和电气CAD两部分，使学生了解电子线路计算机设计的基本知识，掌握运用计算机进行电子线路设计的方法，为日后进行产品的设计打下一定基础。

2.2.2 “技能―提高层”实践教学模块

“技能―提高层”实践教学模块主要针对企业相应岗位的能力要求对学生进行实践训练，包括单片机实训、PLC实训、过程控制实训、自动控制系统实训、工业控制计算机实训和工厂供电实训等。

单片机实训主要针对新产品开发与技术指导，电子产品与设备的组装调试等岗位，训练学生进行单片机控制系统的设计、制作及调试，初步体验系统的设计过程，达到巩固和综合运用理论知识解决实际问题的目的。PLC技术实训主要针对电气设备制造与安装，电气设备现场调试与售后服务，电气设备日常维护、操作与运行等岗位，训练学生进行PLC控制系统的设计与调试。过程控制实训主要针对电气设备日常维护，电气设备的操作、运行、更新、改造、规划与实施，训练学生进行生产过程自动化系统的组建及调试。工业控制计算机实训主要针对工业控制计算机的软件二次开发，调试与售后服务、运行管理等岗位，训练学生对组态软件的编程及二次开发的能力。工厂供电实训针对电气线路与变配电设备的施工、维护与运行岗位，训练学生进行负荷计算、对输电线路、变电所等进行设计。

2.2.3 “综合―创新层”实践教学模块

“综合―创新层”实践教学模块是在前两个层面教学模块实施的基础上，进行提高与拓展，主要包括毕业设计，学科大赛，项目驱动实践，生产实习，顶岗实习等。

（1）毕业设计。毕业设计是实践教学环节的重中之重。本专业的毕业设计从题目选择、指导设计、论文撰写到毕业答辩全过程都要做到严谨、务实。

毕业设计的选题全部结合工程实际，分为电气传动、电子技术、供配电技术三大类，保证学生在完成毕业设计任务的同时，得到工程实践能力训练。每年至少有30%的题目来源于企业并由企业技术人员全程指导学生完成。指导教师要制订详细的任务书、指导书，每周对学生至少进行2学时指导，并有指导记录，由督导组全程监督。

（2）学生参加大赛。本专业每年有组织、有计划地选拔低年级学生预备参加各级各类学生大赛，同时为鼓励更多学生的参与，本专业每年也自行组织各类大赛。参赛过程提高了学生对新技术新设备的应用能力、解决综合、实际问题的能力，获得更多地实践经验，提升学生专业综合实力。

（3）项目驱动实践。以项目为驱动是最好的实践方式。2017年以来，利用校内实训室，专业教师积极申报各级各类教改和科研项目共25项以上，指导学生申请创新创业项目15项以上，受益学生百余人次。有效提高了学生的学习热情，培养了对实践创新的兴趣，同时提高了学生的工程实践能力。

（4）生产实习、顶岗实习。生产实习由企业技术人员带领学生深入了解1～2家企业的生产工艺以及设备控制系统的工作、维护及操作，由企业人员全程授课、讲解、指导。

顶岗实习是指学生在校期间到企业上岗实习，提前进入企业、熟悉岗位工作。顶岗实习在短期内有效提高了学生的实践能力。

2.3 内、外实践教学基地建设

实训基地是实践教学教学体系中必不可少的硬件设施，本专业与多家企业长期合作，建成了功能完善的现代化校内、外实践教学基地。

2.3.1 校内实训基地的建设

（1）基础实训室。基础实训室主要用于完成“基础―认知层”和“技能―提高层”实训模块。本专业已建成电工电子实训室、单片机实训室、工业控制计算机实训室、电气传动实训室、PLC实训室等5个基础实训室，并于2017年，与江苏国芯科技有限公司合作，对单片机实训室进行升级改造。现在的单片机实训室可供开出20余项单片机实训项目。

（2）综合实训室。综合实训室主要为“综合-提高层”模块的实训服务，包括大型虚拟仿真实训室、自动化工厂实训室和现代化供电物联网实训室等。

为服务地方经济、服务冶金行业、建设冶金特色实训基地，本专业联合冶金、计算机等专业及企业技术人员，经过2年的研究，于2014年建成热连轧大型模拟仿真实训室。该实训室的建设及使用，不仅提高了专业教师的科研及实践能力，也为学生提供了生产现场般的实训环境，使学生更多地了解钢铁生产的工艺及控制过程，实现了实践教学与岗位的无缝对接。

自动化工厂实训室有过程控制实训平台、自动控制系统实训平台、烟气分析仪演示装置、恒压供水系统等实训装置，可供开出各类控制系统实训以及毕业设计实验。

深圳恒力电源设备有限公司与本专业共同建成了供电物联网实训室。该实训室能够完成供配电等相关设备的信号采集、监控等任务，使学生了解供配电相关的先进技术。

2.3.2 校外实训基地的建设

本专业与辽宁兰陵易电工程技术有限公司、鞍钢等十多家企业建立长期实习实训合作。企业提供认识实习、生产实习的机会，并派技术人员实习生提供讲座、培训以及开展就业指导服务。充分发挥了企业的能动性和主体作用。

2.4 校企协同共建师资队伍

专业过硬的师资队伍是实践教学体系建设的保障，因此本专业要求专职教师要参与校内、外实训基地的建设，参与本专业获批的科研和教改项目，每年有计划地指派1～2名中、青年教师到企业挂职锻炼并鼓励专职教师学历提升。

本专业与多家企业合作，建立了相对稳定的兼职教师队伍。目前，本专业从合作企业聘任兼职教师17人，占本专业专兼职教师总数的43.6%。兼职教师的主要教学任务为实训教学、生产实习、顶岗实习、毕业设计等实践教学环节的指导教师。

3 实施效果

3.1 学生动手实践能力显著增强，竞争力显著提升

职业本科招生对象为中等职业学校毕业生，学生基础知识欠缺，数学基础薄弱，因此竞争力较弱，自信心不足。但在本成果实施的5年中，本专业学生的实践能力显著增强，竞争力明显提升，学生自信心倍增。

2017年以来，本专业学生在省级以上专业技能大赛中获奖34人次以上，参与完成各级各类项目25项以上，参与完成创新创业训练项目15项以上。

3.2 毕业生就业率稳步提升，就业质量逐年提高

近五年，毕业生就业率一直保持在90%以上，并且稳步提升，就业质量也逐年提高，到中铁、国家电网等国有企业就业的学生数量明显增加，且专业对口。特别是考取国家电网的毕业生也在逐年增多。

3.3 招生规模逐步扩大，办学声誉显著提高

近几年，本专业办学声誉显著提高，生源质量逐年提升，招生规模也逐年扩大。2018年，本专业招收专升本学生80人，2019年招收120人，2020年和2021年分别招收200人，2022年招收240人。

3.4 专业教师职业素养和实践能力全面提升

本专业大力提倡并鼓励专业教师积极参与科研工作、专业建设、课程建设、校企合作实训室建设、鼓励教师参加各级各类大赛、下企业挂职锻炼以及提升学历。经过多年培养，专业教师的职业素养和实践能力得到全面提升。

目前，本专业具有博士学位教师3人，博士在读2人五年来，专业教师发表高水平科研和教学论文30余篇，编写实训指导书5部，建成校级一流本科课程7门，获得校级以上教学成果奖4项。2018年本专业获批辽宁省向应用型转型示范专业。

4 总结

多年来，本专业在校企合作机制上逐步完善、不断创新，合作形式上不断深化，已经形成了具有本专业特色的“一个核心三个层面”的实践教学体系。在该教学体系的支撑下，学生的实践能力和创新能力得到了大幅度的提高，毕业生就业质量明显提升，本专业的办学声誉显著提高。