地方应用型本科电气工程及其自动化专业课程体系构建

原菊梅 张烨 闫根弟 贾根元

摘  要 通过社会需求调研和岗位工作任务分析，确定电气工程及其自动化专业学生应该掌握的知识领域。结合太原工业学院实际情况，对电气工程及其自动化专业的课程进行整合与优化，形成以电力系统和电气技术两个方向为主、兼顾应用电子技术方向的课程体系，学生可以根据自己的就业方向选择其中一个方向进行学习。实践证明，所构建的课程体系有较强的社会适应性，学生就业较好。

关键词 应用型本科;电气工程及其自动化;课程体系

中图分类号：G642    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）06-0050-03

Course System Construction for Local Applied Undergraduate Electrical Engineering and Automation Specialty//YUAN Jumei， ZHANG Ye， YAN Gendi， JIA Genyuan

Abstract Through the investigation of social needs and the analysis of job tasks， the knowledge fields that electrical engineering and automation students should master are determined. Combined with the actual situation of our college， the courses of electrical enginee-ring and automation major have been integrated and optimized. A curriculum system was formed that focusing on the two directions of power system and electrical technology and taking into account the direction of applied electronic technology. Students can choose one direction to learn according to their direction of career. Practice has proved that the curriculum system constructed has a strong social adaptability， and students are better employed.

Key words applied undergraduate; electrical engineering and auto-mation; course system

0 前言

隨着新技术不断更新与换代，传统电气工程及其自动化专业人才培养理念陈旧滞后，课程体系设置科学性缺失，越来越满足不了当前社会对电气工程及其自动化人才的要求[1]。课程体系构建应根据本专业的培养目标、毕业要求， 结合教师、用人单位、行业、企业专家及学生（毕业生）反馈意见等进行设置与修订[2]。《国家教育事业发展“十三五”规划》中明确提出，我国高等教育要进一步深化本科教育教学改革。在人才培养模式、专业培养方案、教学团队、课程教材建设、教学方式、教学管理等方面重点指出，实行“产学研用”协同育人，探索通识教育和专业教育相结合的人才培养方式，推行模块化通识教育，促进文理交融;推行以学生为中心的启发式、合作式、参与式和研讨式学习方式，加强个性化培养;改进教学评价机制和学生考核机制[3]。

应用型本科院校作为高校群体中的重要组成部分，已取得长足发展，基于突出应用型、凝练特色的办学理念，以加强实践创新能力培养为重要内容，以培养适应社会经济需要的应用型人才、提升人才培养质量为目标进行综合教学改革，已成为同类院校的普遍原则性共识[4]。应用型本科院校电气工程及其自动化专业的定位就是培养复合型、应用型工程技术人才，专业知识具有强电与强弱电相结合、工程技术与信息技术相结合、运动与控制相结合、器件与系统相结合的特点，所培养的学生应在系统和控制方面观念强，具有硬件和软件相结合的观点与较强的综合应用和工程实践创新能力[5]。

太原工业学院是国家“十三五”应用型本科产教融合发展工程规划项目支持高校之一，是山西省确定的向应用型转变的首批试点高校，是山西省深化创新创业教育改革示范高校，2015年正式加入中国应用技术大学（学院）联盟。太原工业学院的电气工程及其自动化专业创建于1999年，经过20余年的建设，目前已经基本开设电气工程及其自动化专业所需的课程，但是专业的优势和特色不明显，学术研究和科学研究水平偏低。因此，有必要对该专业的课程体系进行整合与重构，以更好地适应社会对应用型人才的需要。

1 社会调研与分析

社会调研  通过发放问卷、电邮和走访的形式，调研太原工业学院的毕业生、行业内的部分相关企业和部分设有电气工程及其自动化专业的高校，调研问题主要包括目前电气专业毕业生主要从事的工作、单位在招聘时对毕业生的毕业院校和专业的看法、决定单位对电气专业应聘者取舍的重要因素、单位认为电气相关的技能证书对学生就业的影响、本科院校电气专业的学生学习理论知识和掌握实践技能的关系、单位需要电气专业人才的类型、目前单位认为哪些电气专业人才比较缺乏、目前电气专业毕业生的不足、企业是否愿意与学校建立合作关系，以及企业认为目前电气专业所开设课程重要性的认同和企业对电气工程及其自动化专业人才能力的要求。

通过调研发现，电气工程及其自动化专业仍为目前急需的热门专业之一，人才需求量大，且呈逐年增长的趋势。目前电气工程及其自动化专业毕业生在企业从事的主要工作有设备调试、电气设备维修、电力系统设计、企业管理和PLC编程。企业中的原始设备已在逐步淘汰，取而代之的是新型现代化加工设备，因此，企业需要既适应时代特点，具有专业理论知识，又具有专业操作技能的复合型、实用型、现代型电气工程及其自动化人才。企业现在比较缺乏这样的人才，比如电气设计（CAD）人才、工业控制与PLC应用人才、变频技术与电力拖动以及单片机控制人才。另外，企业认为目前大学生最重要的是分析解决问题的能力和对专业知识的掌握，调查发现，选择分析解决问题能力的企业占大多数，其次是专业知识。结合部分企业对大学生的建议可以看出，能够用自己的专业知识去分析和解决问题、理论结合实际的人才，才更容易受企业的青睐。

同时，大多数企业认为学生的英语和计算机能力比较重要。全球经济处于一个高度融合的时代，而企业，特别是大型企业想要做大做强，就必须融入这个全球化的集体。这样的企业需要有国际化视野的人才，而语言则是国际化人才的基础。计算机是各行业的基本工具，计算机能力已经是大家公认的基本能力。

总之，各企业对广大大学毕业生给予积极评价，与此同时，客观地指出了他们普遍存在的缺点和不足，主要表现为：自身定位不准确，职业发展方向不明确，在一定程度上降低了求职成功率以及就业质量;普遍缺乏吃苦耐劳的精神，心浮气躁，不愿意接受基层锻炼，对自身认识不足，要求过高，盲目攀比心理较为严重;能力、知识宽而不精，知识结构不合理，没有很好地反映业界发展的最新动态。

岗位能力需求分析  从调研结果来看，企业电气工程师岗位主要有仪器仪表的检测与维护，电气控制设备的安装、调试、维护，电气设备自动化设计与技术服务和电气控制系统的应用开发、技术改造设计等岗位，其职业要求包括：具备对仪器仪表的安装检测与维护能力;掌握以可编程序控制器（PLC）为核心的自动控制技术;具备自动化控制设备的设计开发、技术管理、调试维护能力;具有较强的创新精神和创业意识，有遵守行业规范的工作意识和行为意识;沟通及表达能力强、动手能力强;等等。其中，仪器仪表的检测与维护的典型工作任务有电气仪器仪表的使用、检测与维护和电气设备运行与维护;电气控制设备的安装、调试、维护的典型工作任务有熟悉电气施工工艺和电气设备安装与调试;电气控制系统的应用开发的典型工作任务有电气控制系统设计和控制器的应用及编程。这些岗位任务基本素质要求有合格的政治素质、健康的身心素质、较强的质量意识和市场意识、较强的团队合作精神、良好的人际关系及协调能力、良好的沟通及表达能力、较强的事业心、高度的责任感，且敬职、爱岗。职业能力要求包括通用能力、岗位能力和拓展能力，其中，通用能力要求具备英语应用能力、数学应用能力、计算机操作技能、学习新技术能力与知识转移能力和调查研究与组织协调能力;岗位能力要求具备电气仪器仪表的安装检测与维护能力、电气施工工艺能力、电气设备运行与维护能力、电气设备自动化设计能力和电气系统设计能力;拓展能力要求具备网络应用能力、电气工程及管理能力、创新能力、创造能力、创业能力。

2 课程体系构建

岗位知识需求分析  根据职业能力分析可知各岗位所需的能力要求和相应的知识学习要求，也就是说仪器仪表的检测与维护要求掌握电工和电子技术的基本知识，能够正确规范地使用电子元器件，能够正确使用仪器仪表并进行检测与维护，相应地应该学习电工技术、电子技术、电子测量与自动检测技术。电气设备运行与维护要求具有机械基础知识，掌握电气设备的使用方法和维护方法，相应地应该学习机械基础、工厂电气控制设备。电气控制设备的安装、调试、维护要求了解电气施工规范标准，具有熟练的识图绘图的能力，掌握电机的特性及拖动调试方法，相应地应该学习电气工程及管理、电机与拖动、机械制图及AutoCAD。电气设备自动化设计与技术服务和电气控制系统的应用开发要求能繪制流程图，结构化程序设计方法，能够应用一种高级语言进行简单编程，能够熟练使用可编程控制器及组态软件进行编程应用，掌握单片机应用技术的基本硬件结构和编程方法，以及把单片机硬件、开发系统、程序设计有机地结合在一起的方法，能够通过实际问题进行单片机应用系统的设计与开发，能够理解过程控制技术相关理论，掌握电气控制系统设计方法，掌握变频器控制技术，相应地应该学习C语言程序设计、单片机应用技术、可编程控制器及应用、自动控制技术、变频器应用技术等。

课程体系构建  依据《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，面向地方经济和社会发展的服务领域用人需求，遵循教育教学发展和人才成长成才规律，坚持应用型办学定位，坚持基础课适用、专业基础课够用、专业课实用的原则，转变传统只重视知识传授、学科教育观念的专才培养理念，提出学习成效与能力素质教育相结合的理念，把宽口径基础知识与专业技能及个性发展相结合，传授知识、工程能力和创新能力相结合，本科教育与终生教育相结合，确定复合型、创新型人才培养目标，由此形成全新的创新教育理念、现代化教学方法。落实“以生为本”的教育理念，尊重学生的学习选择权，结合岗位能力需求、岗位知识需求及太原工业学院的实际情况，对太原工业学院电气工程及其自动化专业的课程体系进行整合优化，构建“以学生学习成效为主线，能力培养、素质养成为两翼，知识、能力、素质三者协调发展”的“一主两翼、三位一体”的人才培养模式，搭建理论教学体系、理论与实践一体化教学体系、综合实践教学体系等三个课程教学平台。

教学设置分为公共基础教育、专业基础教育和专业教育三个平台：公共基础教育平台按照学校的要求和岗位通用能力要求，设置人文社科类课程（思想政治理论、法律、伦理、经济、外语、体育等课程）、自然科学类课程（数学、物理学、计算机技术及应用类课程）、实验教学（包括大学物理实验和程序设计实验等）;专业基础教育平台必修课包括工程制图、电路分析、复变函数与积分变换、模拟电子技术、数字电子技术、工程电磁场与波、电机学、自动控制理论、微型计算机及控制技术和电力电子技术，取消专业基础教育平台中的选修课程;专业教育平台必修课包括MATLAB语言实训、电力系统基础、电力系统继电保护和电气测试技术，专业公共选修课程包括工程数值分析、工程研究方法论、电气控制与设计、电力拖动自动控制系统、电气工程专业外语、可编程控制器应用技术、高电压与绝缘技术、电力系统自动化技术、工业计算机网络与通信、电力市场基础、现代管理技术、新型控制策略、电气安全技术、控制电机、工控组态技术及应用、计算机控制系统、集散控制系统、智能电网、电力系统新技术和嵌入式控制系统等课程。

另外，按照分流培养、因材施教的原则，根据近几年学生的就业选择和就业岗位考试的课目，确定设置电力系统方向和电气技术方向两个专业模块。其中，电力系统方向包括发电厂电气工程技术、电力系统暂态分析和电工技术，电气技术方向包括电气维修技术、供配电技术和变频控制技术，以利于学生自主选择，注重个性发展需求。

对实践性较强的课程都配置了相应的理实一体化课程和独立设置的实训课程。此外，还专门开设电工技术实训、电机装配与检修、电气传动综合等提高学生动手能力的训练周。在专业实训教学过程中采用基于项目的教学模式，采取以问题为导向，以大作业、专题研究报告、文献综述报告、研究性实验报告等为载体的探索式学习模式，注重培养学生从工程全局出发，综合运用多学科知识、各种技术和现代工程工具解决工程实际问题的能力和综合素质，强化培养学生的自主学习能力、创新意识和探索未知领域的兴趣。如开设电力系统综合仿真、典型电气控制设备专项训练、电力系统继保与装置综合训练和电厂辅网控制系统设计等综合实践教学。

3 新课程体系运行效果

新课程体系中设置了电力系统和电气技术两个方向，兼顾应用电子技术方向。电力系统方向培养学生在电力设备制造行业从事高电压设备的设计、开发、生产和管理等工作的能力，可在电力系统从事高电压的运行维护方面的技术工作和管理工作。电气技术方向培养电气测量与控制技术方面的高级电气工程技术人才，从事电参量和磁参量的信息获取与处理技术工作，以及电气技术自动化控制领域的装置与系统的设计开发与应用工作。应用电子技术方向培养学生在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事应用电子技术领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作。因此，太原工业学院电气工程及其自动化专业的毕业生近几年就业较好。

以2018届学生为例，共有毕业生141人，总体就业率为83.7%，尚未就业的毕业生中绝大多数再战考研。其中，以签订就业协议书形式就业的毕业生占56.7%，以签订劳动合同形式就业的毕业生占14.9%，灵活就业的毕业生占5%，升学的毕业生占7.1%。从所在单位性质来看，国有企业有28人，占就业总人数比例为23.7%;其他企业有50人。从分布结构来看，毕业生进入国有企业、股份制企业意向较强，进入民营企业的需要也在逐渐增大，而自主创业人数较少。从工作岗位性质来看，毕业生就业行业主要集中在国家电网、电厂、通信技术公司，软件类、科技类公司等，其中与电气工程及其自动化专业相关的行业占48.3%。统计结果体现了新课程体系符合新一代电气工程及其自动化技术发展的需求，专业培养目标明确，专业课程体系设置合理，培养的学生所学知识扎实，接受知识的能力较强，对于工作岗位有很强的适应性。

4 结论

经过社会需求调研，对电气工程及其自动化专业学生就业岗位的工作任务进行分析，明确了电气工程及其自动化专业学生应该掌握的知识领域。根据工作岗位能力要求和知识要求，结合太原工业学院目前的实际状况，对电气工程及其自动化专业的课程进行整合与优化，形成以电力系统和电气技术两个方向为主、兼顾应用电子技术方向的课程体系。经过实际的运行应用，表明所构建的课程体系培养的应用型人才能较好地适应社会需求。

参考文献

[1]朱明祥，陶伟，孙红艳，等.应用型本科院校电气工程及其自动化专业人才培养模式研究[J].中国农村教育，2019（4）：8-9.

[2]余雷，陈良.电气工程及其自动化专业教学体系的持续改进措施研究[J].高等教育论坛，2019（10）：203-204.

[3]苗风东，陈永超，孙志富，等.地方应用型本科电气工程及其自动化专业综合改革探索与实践：以安阳师范学院为例[J].大学教育，2019（5）：164-166.

[4]方波，白政民，张元敏.应用型本科电气工程及其自动化专业综合改革探索：以許昌学院为例[J].中国成人教育，2013（7）：150-152.

[5]时国平，孙佐，钱叶册.应用型本科院校电气工程及其自动化专业建设与发展[J].黑龙江科技信息，2016（9）：95.

*基金项目：山西省高等学校教学改革创新项目（项目编号：J2019195）。

作者：原菊梅，太原工业学院自动化系，教授，博士，研究方向为复杂系统建模、优化、控制与决策;张烨、闫根弟、贾根元，太原工业学院自动化系（030008）。