面向工程教育专业认证的电气卓越工程师培养模式研究

杨 奕, 刘 伟, 贺晓蓉

(重庆理工大学 电子信息与自动化学院, 重庆 400054)

实验室创新

面向工程教育专业认证的电气卓越工程师培养模式研究

杨 奕, 刘 伟, 贺晓蓉

(重庆理工大学 电子信息与自动化学院, 重庆 400054)

以工程教育专业认证标准为参考,创新了电气卓越工程师人才培养模式。构建工程能力培养体系,分阶段地提升学生工程(认知+探究)、工程(实验+设计)、工程(实施+创新)能力,形成科学的工程能力发展曲线。设计了“三个关键环节为主导”的企业阶段实践方案,与企业联合设计培养方案并实行校内校外学分互认。经过多年的工程教育改革积淀,不仅理顺了工程教育专业认证与卓越计划之间的关系,而且以工程教育专业认证标准为参考,从培养计划、课程体系、工程条件、师资队伍建设等几个方面进行了综合改革。

工程教育专业认证; 卓越工程师; 人才培养模式; 工程能力

工程教育是我国高等教育的重要组成部分,对门类齐全、独立完整的工业体系的形成与发展,发挥了不可替代的作用。改革开放之后,工程教育成效显著,有力地支撑我国工业体系的发展。虽然我国工程技术人员总数居世界之首,但是人均产值却很低,每百万元产值的工程师人数,我国约为美国的16倍,德国的13倍。在国际竞争中与人才有关的指标排名落后,反映出我国合格的工程应用型人才严重不足[1-2]。导致上述问题的主要原因是:

(1) 工程教育模式滞后。高校扩招导致大量工科院校变成综合大学,对工科的重视程度下降。学生规模的剧增又使工科必需的实践环节削弱,具有工程实践经验的教师也严重缺乏[3]。

(2) 工程实践条件欠缺。我国尚未建立一个高教界和产业界之间协调发展、走产学研一体化道路的有效机制。工程训练主要仍局限于课堂和实验室,缺乏“自主性、设计性、创新性”[4]。

(3) 工程背景教师不足。工科教师大多数没有直接的生产实践经验；同时,许多教师把更多精力放在学术活动中,不愿从事工程项目设计或者相关的技术服务工作。

(4) 工程认证进展缓慢。高等工程教育专业认证在中国高校是一个比较新的概念。目前存在下列问题:①高校认识不足；②认证标准体系过于理想化,可操作性不强；③专业认证与工程师注册的衔接不够。

随着国家智能电网工程及能源互联网战略部署,电气工程培养模式的改革创新迫在眉睫。本文的研究意在捋顺工程教育专业认证与“卓越计划”之间的关系,以工程教育专业认证标准为参考,改革电气卓越工程师人才培养模式,为我国工程应用型人才的培养和工程教育水平的整体提升提供借鉴。

1 现状和已有的研究基础

我校电气工程及其自动化专业(下简称电气专业)创建于2004年,多年来就业率高达98%,毕业生质量得到社会的广泛认可。2011年,电气专业开始实施“卓越计划”,目前在课程体系优化、师资队伍建设、校内外工程实践基地建设等几个方面取得了一定成效,培养了一批具有创新创业能力的卓越工程师[1]。

1.1 以强化工程能力和创新能力为重点构建一体化课程体系

围绕该体系形成了以设计为导向的CDIO人才培养计划(见图1)。按三级项目对教学过程组织实施:

(1) 一级项目完整地、衔接地贯穿于整个本科教学阶段。

(2) 二级项目为包含一组相关核心课程、能力要求的项目,需要课程群的支撑,培养学生综合应用相关知识的能力、创新思维能力和自学能力。

(3) 三级项目为单门课程内为增强能力与理解而设的项目。旨在增强理解和培养相关能力,每门教学科目中的知识(点)的选择,多方联合设计教学大纲与课程计划,建设课程[1]。

图1 电气工程及其自动化专业卓越工程师“CIE-CDIO”培养计划鱼骨架图

1.2 初步形成了与课程体系和专业知识结构相适应的工程平台体系

本专业校内建有2个实验教学中心，校外与三峡水利等企业建有7个定点实习实践基地,有重庆市“宽口径、大工程”观下的电气信息类应用型人才培养模式创新实验区与重庆理工大学—重庆三峡水力发电有限公司工程实践教育中心2个市级人才实践培养平台。

1.3 与企业深度合作,“卓越计划”争取到多个知名企业的支持和资助

本专业高度重视校企合作,“卓越计划”争取到多个知名企业的资助及技术支持,与多个公司签署了合作共建协议。密切开展产学研合作,产学研成果丰硕。与企业建立成果转移孵化基地,教师依托基地进行产品开发与成果转化,卓越工程师全程参与。

1.4 依托市级工程技术研究中心和试点工程项目开展工程教育

2015年获批重庆市能源互联网工程技术研究中心,2016年获批重庆市互联网+智慧能源试点项目,具备了良好的工程教育平台，有利于顺利开展工程教育。

2 研究内容

以实际工程为背景,以工程技术为主线,采取软件与硬件相结合的建设模式,利用学校和企业的优质资源共同搭建的卓越工程师培养平台,使学生具有6种能力:通识课程与大类课程的学习能力、专业基础课程与主干课程培养的专业能力、企业学习阶段培养的实践能力和管理能力、毕业设计与科研实践培养的创新能力、项目实战培养的团队协作能力，为我国高校电气信息类工程应用型高端人才的培养提供示范和可供借鉴的实践经验。

2.1 以工程教育专业认证标准为参考,创立卓越电气工程师人才培养模型

为使培养的人才符合时代及行业的需求,以工程教育专业认证标准为参考,提出卓越电气工程师的培养目标:具有一定国际视野、良好的个人素质、正确的价值观、面向工程的专业知识结构；有较强的沟通能力、协作精神和良好的职业道德；具备较系统专业知识、过硬电气工程能力,适应社会和行业环境的人才[5]。

2.2 以CDIO教学理念为指导,动态优化人才培养方案

在已有的卓越工程师CIE-CDIO培养计划的基础上,优化人才培养方案,校企全程协同,实现人才质量闭环控制。即学校和企业共同制定人才培养方案、共同建设师资团队、共同建设教育实践基地、共同开发专业核心课程、共同实施专业教学。以企业对就业学生的反馈,检验人才培养的质量,及时调整人才培养方案。

2.3 以工程能力发展曲线为依据,整合重构混搭式工程训练平台

针对电气工程过程实时性强、难重现、有危险性且设备成本高的特殊性,在实训体系的建设中,实施虚实结合(如动态模拟系统和三维虚拟仿真系统并存)、校内实验中心与校外培训基地结合(如实验室发配电操作、控制、调度与电力公司控调中心顶岗实习相结合)、中长期规划和分期建设结合的三结合模式,实现多平台科学混搭与深度融合,最大限度重现电力生产过程。

2.4 以提高教师工程素养为目标,改革完善教师培养、评价与考核体系

旨在转变以往高校只重理论和学术的观念,体现理论与实践融合,高校对工程类学科专业教师的职务聘任与考核要以评价工程项目设计、专利、产学合作和技术服务为主,优先聘任有企业工作经历的教师,教师晋升时要有一定年限的企业工作经历[6]。教师的培养和引入机制要进行一定的转变,重点培养双师型教师、复合型教师；除了引进高层次人才外,要适当聘任技能型教师作为兼职教师。

2.5 以校内校外学分互认为基础,系统设计卓越工程师企业阶段培养方案

明确工程能力内涵,与企业联合制定卓越工程师培养标准和培养方案。企业阶段培养重点体现电力生产过程的实际操作与控制、系统工程能力的培养和提升以及工程创新能力的培养。合作企业根据校企联合培养方案,落实学生在企业学习期间的各项教学安排。企业阶段培养是校内培养的高级阶段和延伸,应计相应的学分并实行校内校外学分互认。

3 采用的方法和实施方案

3.1 动态优化人才培养方案

在卓越工程师CIE-CDIO培养计划基础上,进一步优化人才培养方案。通过社会调研、人才市场调查、企业对就业学生的反馈、教学质量反馈,及时调整人才培养方案所涉及的核心课程开发、实训基地建设等关键环节,实现人才培养方案的动态优化。在其优化过程中,企业全程参与。学院与企业共同对核心课程开发、工程实践模块的内容进行实时改革与更新。

3.2 整合重构混搭式工程训练平台

当前实验教学改革的趋势是实施分层次、模块化、自主性、创新性模式的教学体系。构建3个混搭式工程实践训练平台,如图2所示。通过设计一批适合教学的典型工程项目,优化和整合教学内容, 建立了以能力培养为主线, 按类分层次、多模块的实验课程体系[7];构建与工程设计一致的实验设备、实践环境等,真正建设一个有利于产学研合作，集教学科研、工程实践、创新训练多功能于一体的工程实践平台。在每个平台完成一种工程能力培养的基础上,分阶段提升学生工程(认知+探究)、工程(实验+设计)、工程(实施+创新)能力,体现了渐进性。

图2 混搭式工程训练平台

3.3 改革完善教师培养、评价与考核体系

我国多数工科院校现有的科研成果标准会挫伤教师的积极性,最终使一些高水平的工程师、教授逐渐淡出卓越工程师培养的视野。按照“卓越计划”的主要目标和其显著特点,我们在建设一支胜任卓越工程师培养的师资队伍方面设计了3个Y型转变,如图3所示。

图3 师资队伍建设的3个Y型转变

(1) 引进机制的转变。单一的引进高层次人才为主转换为引进高层次人才+聘用技能型兼职教师,形成固定加流动、专职兼职结合、学校与企业交叉的工程化教师队伍[8]。

(2) 培养机制的转变。单一的以培养教学型教师为主转换为培养双师型教师+复合型教师。依托产学研项目、建立校企合作交流平台,加强“双师型”师资队伍建设。同时要加大工程国际化评价权重,督促教师学习和吸收国外工程教育先进成果。

(3) 评价机制的转变。单一的以学术能力评价为主转换为学术能力评价+工程能力评价。要合理构建教师的教学评价体系、科技成果奖励体系、专业技术职务(职称)晋升体系等,使之形成一个以实践化、综合化为核心的工程教师多元评价体系[8]。

通过3个Y型转变,使得建设的师资队伍具有以下几个方面的能力:具有较为突出的创新意识和能力、具有丰富的工程实践背景和能力、具有将科技研发能力转化为工程教学的能力。

3.4 系统设计卓越工程师企业阶段培养方案

我院在“大基础、大工程”的教育理念指导下,加强了工程实践能力培养环节,开始“2 + 1 + 1”人才培养模式改革实践[9]。卓越工程师累计3年在校学习(2年同步基础学习+1年卓越班学习),累计1年在企业学习以及做毕业设计,实行高校与企业联合培养。

4 结语

学校和企业一起实施“卓越计划”时要注意企业之间的差异性,应针对每个企业特点,制定一些特定的、量身定做的具体培养方案细则,对“卓越计划”总体方案进行补充,使得学生实践的目的性更强,实践过程也更加系统、饱满[10]。只有这样,学生、学校和企业三者才会有机结合起来,共同圆满完成“卓越计划”。

References)

[1] 刘伟,贺晓蓉,贺娟. 电气工程及其自动化专业卓越工程师培养模式探讨[J]. 中国电力教育,2012(6):58-59,63.

[2] 李山,贺晓蓉,郭燕. 以“大基础、大工程”创新电气信息类应用型人才培养模式[J]. 高教论坛,2011(7):12-14,54.

[3] 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.

[4] 傅越千,楼建明. 电类应用型卓越工程师培养途径的研究[J]. 宁波工程学院学报,2010(4):67-71.

[5] 贾卫平.工程教育认证背景下的应用型机械类人才工程能力培养体系的构建[J].实验技术与管理，2015，32(1)：38-40，47.

[6] 佚名.教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”:面向工业界、面向世界、面向未来,培养卓越工程师后备人才[J]. 中国大学教学,2010(7):4-5.

[7] 杨奕,施海,施帮利. 电工电子实验教学改革思路探索[J]. 实验科学与技术,2008(增刊):332-334.

[8] 郭炜煜,包万平. “卓越工程师”教育培养计划与师资专业化问题研究[J]. 大学(学术版),2012(5):27-34,26.

[9] 杨奕,徐鹏,彭小峰. 电子设计竞赛与实践教学改革[J]. 实验室研究与探索,2013,32(4):172-175.

[10] 俞霖,陈伦琼. 电气工程“卓越工程师”工程能力培养的探索[J]. 中国校外教育,2014(18):94-95.

Study on training mode of electrical excellent engineers facing engineering education professional certification

Yang Yi, Liu Wei, He Xiaorong

(School of Electronic Information and Automation, Chongqing University of technology, Chongqing 400054, China)

According to the actual situations of our school, this paper has applied advanced engineering education idea to ‘Excellence Program,’ and innovated the training model of the electrical excellence engineer with a reference of the Engineering Education Professional Certification Standard. An engineering ability training system was established to improve students’ engineering ability gradually, from cognition and exploration to experiment and design and to implementation and innovation, and a scientific engineering capacity development curve was drawn. This paper has designed enterprise phased practice program, it contains “three key links,” and jointly designed training program with company. College recognizes academic credit with company mutually. With years of experience of engineering education reform, the relationship is clear between Professional Certification and Excellent Engineering Education, and this paper puts forward the comprehensive reform on training program, curriculum structure, engineering conditions, and construction of teaching staff with a reference of the Engineering Education Professional Certification Standard.

engineering education professional certification; excellent engineers; talent training mode; engineering capacity

2016-10-18

重庆市高等教育教学改革研究重大项目(161013)；重庆市高等教育学会高等教育科学研究课题(CQGJ15191C；153114)；重庆理工大学重大教学成果培育项目(2013016)的阶段性研究成果

杨奕(1970—),男,重庆,硕士,教授,重庆理工大学重庆市实验教学示范中心主任,研究方向为电气信息.

E-mail:5602081@qq.com

G642.0

A

1002-4956(2017)3-0016-04