“中国制造2025”背景下电气自动化技术专业的教学体系优化探讨

【摘 要】本文结合当前“中国制造2025”实施过程中对电气自动化人才的需求，从学生学习、教师能力、课程设置、技能训练方法及教学设施方面，分析电气自动化技术专业教学体系在高技能人才培养中存在的问题，并提出了相应的优化改革措施。

【关键词】中国制造2025 技能人才 电气自动化技术 教学体系优化

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）04C-0156-03

随着世界经济格局的变化，中国人口红利的消失，劳动力成本不断上涨，政府于2015年发布了“中国制造2025”发展纲领，预示中国制造业的变革。当前国内企业除了大型企业外，尚存在众多的中小企业，这些中小企业的自动化程度比较低，企业为了生存、降低人工成本，采用自动化技术成为必然的趋势，使得自动化技术迎来极佳的发展契机。未来几年间对高技能专业人才需求将会比以往任何时候更加强烈，因此会产生数量庞大的就业岗位。作为培养高技能人才的高职院校担当着重要的角色，对于从事电气自动化技术及相关专业技术的教师无疑是一场挑战，对教师的教学能力、技术水平和技能熟练程度提出了新的要求，是一次大考验，值得教师去深思和探索。

一、人才需求分析

富士康集团已有超过4万台机器人全面参与到公司的生产流程中。东莞市政府2016年发布《关于大力发展机器人智能装备产业，打造有全球影响力的先进制造基地的意见》文件，机器人产业被列入该市未来发展的重点产业方向，掀起东莞企业“机器换人”的热潮。2015年柳州汽车总产量达到229.1万辆，2016年柳州汽车产量突破240万辆。柳州五菱汽车有限责任公司生产实现焊接、输送、搬运、涂胶、上料等全工序自动化。这些事例具有自动化、集成化、信息化应用的特征。众所周知，工业企业生产升级无非就是提高自动化水平。

相关的研究报告指出：我国技能劳动者仅占就业人员的19%，高技能人才数量不足5%。企业职工队伍状况普遍存在“四多四少”现象，即初级技工多，高级技工少；传统型技工多，现代技工少；单一技能型技工多，复合技能型技工少；短训速成的技工多，系统培养的技工少。整体上无论是数量还是技能水平都与“中国制造2025”有很大的差距。

随着产业升级的加快，广西（特别是柳州）产业发展，大量自动化设备、智能设备投入，社会人才需求格局发生很大变化，迫切需要既有较强的专业知识理论基础，又有丰富的实践经验的技能型复合人才来从事维修、调试和运行工作。所以说电气自动化专业人才在社会上的需求量会越来越大。

二、当前教学体系中存在的问题

电气自动化技术专业涉及众多技术，核心课程有PLC技术、变频器技术、电气控制技术、传感器与检测技术、气动与液压技术、工业网络通讯技术、自动化生产线、组态监控技术等，学生在三年学习生涯中，最能体现学业效果的是最后的毕业设计环节。通过近年来对毕业设计的观察，发现学生对此比较茫然，不知从何入手，说明了知识技能掌握不牢靠，存在诸多的问题。总结起来，可能的原因是：

（一）学生的勤奋程度不足。近年来，高职学院的生源多元化，有高考生，有自主招生，有中高职衔接，各个层次基础不同。学生本来对电气专业认识不足，学习过程欠缺自觉性，基本上只满足于课堂内学习任务完成，课外少学习、惰于思考，对未来缺乏计划、远虑。

（二）课程之间的融合程度不够，实训设施与企业实际脱节。电气自动化技术专业是一门工程学科，教师通常固定承担几门课程的任务，各门课程有自己相应的实验实训内容，相互间很少讨论交流，例如PLC技术课程，输出都是用LED灯模拟，但在现代电气设备中负载多为继电器、接触器、电磁阀等，学生在做工程设计时只知连接LED灯，而不知如何连接其他的负载，说明了课程间的承前启后考虑不够，缺乏有机融合。与其他工程领域相比，在自动化中所用的生产设备都是资金密集型的，受制于资金和场地，课程实训中大部分设备很多都是模拟式或仿真式的，与工业上使用的实际设备和器件有很大的差异。由于自动化技术是一门集机械、电气、电子及计算机等技术于一体的综合技术，因此导致学生很少有机会了解各种技术在实际工程的综合应用，难以掌握真实生产系统所需的知识和技能，当学生进入企业后，面对实际的工业生产设备会感到陌生。

（三）教师数量不足，教师本身的技能不够熟练。近年来，学生数量猛增，原有教师数量较少，为了完成教学任务，个人的教学时数远超出正常的工作量，致使教师疲于应付教学任务，无暇抽出时间、精力作深层次的思考，无法出外学习进修提高，难以提升教学水平和技能水平。

（四）教学计划不够科学，对技能训练重视不够。教学的基本规律应是循序渐进、前后兼顾。然而实施中，因为某些原因而难以实现，例如变频调速度技术需要关联到PLC技术，但两课程分隔在不同的学期，当学习到变频调速技术，学生往往对PLC内容已忘得一干二净。课程学习过程过多倚重知识传授，如PLC应用技术课程，指令功能的讲解和编程占了大量时间，忽略了器材选型、接线等基本技能的学习，如在以PLC为主的毕业设计课题中，就有學生选择晶体管输出单元的PLC连接交流接触器，也有学生对PLC供电电源接错，烧毁PLC的事例。这里面既有学生主动性、参与性欠缺的原因，也有教师个人备课不充分的因素。

三、优化改革措施

调查分析表明，企业内电气自动化技术人员从事的主要岗位是电气设备控制系统的运行维护及维修、技术改造，因此优化原则要朝“实际、实用、实践”的方向迈进。以应用为主，注重解决问题的方法与能力培养。

（一）加强引导，促进学业规划形成。将到企业参观列入教学计划，邀请企业或行业专家技术人员到校开展讲座，促进老师和学生对企业生产设备的了解熟悉，开拓眼界，让学生了解与感受专业的职业特点、工作内容及能力要求，认识到未来职业、岗位的现状与发展前途，弄清楚需要具备哪些知识与技能，明确专业学习的目的和内容，初步形成对专业的感性认识。切实做好入学初专业介绍和引导，促进学习兴趣的形成，帮助指导学生规划自己的学习生涯，在后续的学习中不断实现这些规划内容。提倡鼓励学生通过所见、所闻、所听，观察身边的电气设备（技术），思考它的组成、原理，以期疑惑的产生，带着问题进入课堂，然后在实践中解决问题，收获知识与技能。

（二）加强师资建设，改进教学策略。专业教师必须与时俱进，适应新形势要求。一方面不断提高自身的教学能力、职业能力，一方面不断追踪新技术、新工艺的应用，巩固和拓展与专业相关的知识技能，深入企业学习，掌握前沿技术和发展趋势，尤其是新教师。教师在进入教学场地前需反复演练，思考将要讲授指导的内容，必须做到烂熟于心，多准备几套教学设计方案，应对不同班级或不同的现场状况。

为了培养过硬的岗位技能，必须改变实践教学过分依附于理论教学的状况，形成相对独立的实践性教学体系。实践教学以少讲授、多接触、多动手、多讨论为主。教学中贯彻“做中学，学中做”的思想，坚持三部曲：先演示，目的是引起兴趣，预先了解控制效果；后讲解，讲解是建立在学生现有水平的基础上，对完成任务所用知识和技能做必要的解析，引导思考，促使疑问产生；再动手，在练习中解决存疑，如此反复，形成能力，培养出细致工作作风。

教师应扩大专业相关书籍和资料的阅读量，并从中筛选非教材类、由专业人士撰写的工程实践方面的书籍推荐给学生，让学生逐步了解和接触实际项目的开展过程、步骤及方法，用以扩大知识面和增进认知。

（三）加强课程融合，加强工学结合。教师应该承担多门连贯课程教学任务，体验前后课程之间的衔接关系，适当减少某些课程的理论教授时数，增强实训时数。在设计实训项目时，应该筛选和整合实训内容，针对未来工作岗位的典型工作任务，创设与企业实际生产过程有直接关系的、具有实用价值的项目，着重电气控制的系统分析、安装、接线、编程、调试、运行、故障诊断等能力训练，缩短与实际应用之间的差距。

积极参加各级组织举办的技能竞赛，将技能竞赛的内容、思想消化吸收，融合进课程中，设计相应的实践项目。柳州铁道职业技术学院自2008年开始参加自动化教指会和教育部举办的全国性技能比赛，如自动化生产线安装与调试、现代电气控制系统的安装与调试，均取得良好成绩，参赛选手的动手能力和解决问题的能力较不参赛选手有质的不同，能够轻松获得就业岗位，现在都成了所在单位的骨干力量和技术能手，得到用人单位的好评。这些事例证明了技能竞赛对教学改革有非常好的指引作用，是实现工学结合的有效途径，应予加强推广，惠及全体学生。

（四）加强校企结合，重点建设校内实训基地。德国双元制教学模式是成功的典范，但在国内显得水土不服，缘于政府激励政策不够，企业参与职业教育得到的实惠不多，因此参与的积极性不高。学生能到企业实习，往往是在生产高峰用工短缺时，工作内容一般与专业不相关，得不到应有的实习效果。因此培养人才的根本任务还应在校內完成，校内实训基地的先进性、实用性、与实际岗位的相似性是校内实施校企结合的重要保障。

校内实训基地可以通过以下路径实现：充分认识自动化技术在“中国制造2025”国家战略中的地位和作用，争取上级领导部门加大资金投入；邀请企业专家共同规划；参照生产现场新建或改良实训室，营造所见即真实的场所；每个实训室布局合理，以学生为主体，各种元件器材应采用工业件，能够按照“教、学、做”一体开展完成教学过程。基地建设要能够适用于多门课程的理论与实践教学需要，实现功效最大化，避免重复建设，造成浪费。

（五）大力构建辅助教学资源。由于教学时间有限，学生的理解与掌握未必会与教师的计划、理想相符合，不理解而存疑是必然的事情，而学生众多，教师工作的繁忙使得课后不能及时辅导，即使有，效果也会大打折扣。如果学生的存疑没有得到及时解决，造成的后果是灾难性的，日积月累，学生的兴趣全无。以变频器调速中的模拟量调速方式为例，模拟量信号来源有多种，可以是外接电压（流）源、PLC的输出或变送器输出等方式。由于缺少设备，教学过程通常只是接触外接电压源一种，其他的方式依靠微课视频去弥补，供学生课后学习练习。在微课制作中，以工程角度着眼，依照工程分析、计划、实施、调试、验收、书面报告撰写等环节展开。微课是非常好的教学资源，极大补充和丰富了教学手段，实践表明效果良好。

（六）增设新的课程。工业机器人的核心是伺服技术，数控机床加工机械零件的进给运动需要由伺服电动机、步进电动机或三相电动机驱动，自动化生产线由各个工作站组成，各工作站间要传送协作运行的数据信息。所有这些设备的控制涉及传感器、PLC、变频器、电气控制、组态等课程，是这些课程的综合，比照当前的课程设置，仅自动化生产线装调较能体现综合性，但内容不够充实。因此应该增加“运动控制实训”课程，增进学生对以上课程的整体理解，训练综合运用能力。增加“工业网络通讯实训”课程，选择如西门子为主，内容包括GD通讯、MPI通讯、DP通讯、Ethernet通讯等设备组态、编程、调试及故障排除。

“中国制造2025”如果没有一大批具有高技能的人才作支撑，是难以实现的。为实现制造大国向制造强国转型，职业教育承担着重任，因此职业院校教师既要加强自身建设，努力成为“双师型”教师，也要坚持育人为本，创新工学结合，结合地方经济发展需要深入研究教学中的薄弱环节，及时改革与新形势不相适应之处，不断把优化人才培养结构，将提升人才培养质量作为重要课题研究，才能为社会和企业培养合格的、急需的高技能应用型人才。

【参考文献】

[1]吴晓蓓.《中国制造2025》与自动化专业人才培养[J].中国大学教学，2015（8）

[2]吴倩，程宜康.技术素养：中国制造2025背景下的高职人才培养质量思考[J].职教论坛，2016（6）

[3]唐伶.基于“中国制造2025”的技能人才培养研究[J].技术经济与管理研究，2016（6）

【作者简介】黄戈里，柳州铁道职业技术学院副教授，研究方向：电气自动化技术，职业教育。

（责编 丁 梦）