工程专业认证背景下的卓越电气工程师人才培养模式研究

2021-11-03于文新赵延明朱红萍李燕陈娟

大学教育 2021年11期

于文新　赵延明　朱红萍　李燕　陈娟

[摘要]针对电气工程及其自动化专业（卓越计划）开展研究，对于顺利通过工程专业认证和提升“卓越计划”实施质量具有重要意义。文章提出要从深化教学改革、改革人才培养方案、搭建校企合作平台、建设高素质的工程教育师资队伍等方面构建符合认证标准的人才培养体系。

[关键词]工程专业认证;卓越工程师;电气工程;人才培养

[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）11-0160-03

当前我国高校工科专业学生在校人数已经突破500万，总数量在世界位居前列，但是我國高校工科专业创新人才培养教育质量等方面仍处于落后的状态。面对国际竞争压力和我国经济发展转型，为把我国打造成创新型国家，使我国在工程技术创新上能立足于世界前列，培养一批具有创新意识和创新能力、适应我国当前经济社会高速发展需要的高素质工程技术人才已是一种趋势。

传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。此定义本已经十分宽泛，但随着科学技术的飞速发展，21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴。斯坦福大学教授指出：今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是由国家教育部发起的高等工程教育改革，其服务于国家战略要求和地方经济建设的发展需要。其目的是深入贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》的精神，完善全面创新性人才计划，从而适应我国发展的快速性和多样性。湖南科技大学的电气工程及其自动化专业是被教育部确立为“卓越计划”的首批试点院校专业[1-5]。

电气工程专业认证是促进电气类学科发展的重要手段。我国于2006年3月成立了中国工程教育专业认证协会，在2013年6月召开的国际工程联盟大会上我国成为《华盛顿协议》的正式签约成员， 2016年6月我国正式从签约成员成为《华盛顿协议》的正式成员。我国工程专业在国际上得到认可，而这一身份的转变，促进了我国工程教育的改革，且提高了我国对工程教育质量的重视程度。教育部已经明确规定，“卓越计划”验收的标准以试点专业最终通过专业认证为依据，在“卓越计划”下针对电气工程及其自动化专业开展研究，对于我们顺利通过专业认证和保证“卓越计划”实施质量具有重要意义。同时，为了构建符合认证标准的课程体系，深化教学改革，我们应该以专业认证标准为模板制订符合中国发展的人才培养计划。

一、卓越电气工程师的培养现状

目前，我国的工程技术人员数量位居世界前列，但是就人均产值来看却处于非常低的状态，以每百万产值的工程师人数为例，美国和德国分别约为我国的1/16和1/13，这导致我国在国际竞争中人才的相关指标的排名处于相当落后的局面，同时反映出工程应用型人才目前在国内严重缺失。就“卓越计划”下的电气工程师培养现状来说，想顺利通过专业认证还存在不足，主要表现在如下几个方面[6-12]。

（一）知识传授的学术化壁垒顽固

在目前的电气工程及其自动化教学过程中，我国教师比较重视学习知识的深度和广度，强调专业课程的整体性和理论的完备性，形成知识的一个简单叠加过程。在我国电气类学科的课程教学体系中，培养电气现场操作技术和实际运用能力的课程相当少，现场教学内容更是欠缺，忽视了各学科之间的有机结合、综合运用、实践教学等环节。各方面的原因使学生参加相关企业实习的机会并不多。虽然大多数院校的教学计划中都包含了相应的工程实践和工程能力的培养环节，但是很多都是以理论教学的形式体现于课程之中，学生根本无法将企业生产中遇到的实际问题与他们在课堂上学到的理论知识相结合，这样最终导致学生很难满足企业对电气工程师的要求。

（二）知识、能力、素质的发展失衡

大部分高校还是采用传统的 “填鸭式”教学方式，大部分课程都是教师在上面讲，学生并不参与其中，沟通和交流也相对较少，这种教学方式忽视了学生的素质教育和培养，限制了学生个人能力的提升。根据我国对于电气工程师的素质与能力的要求可以发现，工程实践能力和创新能力往往是我国电气工程及其自动化专业学生目前最缺乏的。

（三）校内外电气工程实践平台有待革新

目前我校所设置的课程，大都是依据专业、课程的不同而独立设置的，其独立性相对较强，并没有实现我们所要求的系统化、模块化，特别是缺少工程项目的实践环节。缺乏创新性在我国教学体系、课程培养环节、实践教学模式中比较突出，在调动学生积极性方面存在局限性，这使得学生对实验课程的兴趣并不浓厚，学生的实践创新能力培养受到限制。企业现场是卓越电气工程师锻炼的舞台，目前许多高校都追求和企业的项目合作，然而大部分企业只追求企业利益，对于高校抛出的橄榄枝视而不见，更别说建立可持续发展的实践平台。

（四）培养方案较少考虑学生的综合素质和能力的培养

电气工程及其自动化专业学生普遍缺乏人文素养，这一现象并不利于工程技术人员综合素质的培养，同时这对学生创新能力的提升产生了制约。

二、解决措施

（一）以卓越电气工程师的专业为抓手，建立适应地方相关产业要求的人才培养体系

对于高校而言，要以经济建设的需要为依据，培养相关方面的人才，需要了解和把握工业发展的趋势。考虑到电气行业领域涉及内容广泛，需要在教学培养计划制订中，更加注重专业知识教学体系的多方位构建，使学生具有较强的适应能力，否则，学生毕业后可能因为就业面窄而无法适应工作岗位。电气学科属于综合性学科，具有交叉学科的性质，在制造产业中所涉及的理论知识，即使是工程基础的知识，其知识面也很广，学生在校学习期间不可能有足够的精力应对全部的专业知识学习。因此，根据知识体系间的关联性，按多个方向设置专业知识模块来构建知识培养体系是比较符合实际的方式。

针对电气行业对于应用型和创新型人才培养的需求，在卓越电气工程师专业基础理论课学习的基础上，加强实践教学的内涵建设，增加适当的实践和实训课程的学习，有利于学生在学习过程中将理论与实践相结合以及相互促进，提高学生适应各种工程实践的能力。高校应制订一个既有理论学习又有实习实践，既包括基础知识学习又含有专业知识学习的较为合理的培养方案。培养方案的主要内容为：第一学年主要进行基础教育和通识教育，包括设置电气工程及其自动化专业所需的高等数理类工科基础等课程。第二学年注重电气类核心专业基础知识和技术的学习，包括电路与电气基础、电气自动化控制、电力与电子、电气设备应用课程，用于分析和解决电气系统中的复杂工程问题。第三学年应强调高级工程基础知识的学习，包括电气传动控制系统设计、电力系统与供配电、电器智能化控制课程。第四学可带领学生在企业进行实习，由企业选派优秀高级工程师进行指导，实习环节包括轮岗实习、项目设计，并须完成相关的报告，这使学生能在企业中将课堂上学到的电气知识与企业生产中的设计、开发、调试及工艺等方面有机结合，从而提升学生的实践与创新能力。

（二）根据电气工程及其自动化专业认证标准，以“卓越计划”为契机，对卓越电气工程师教学课程体系进行改革

在工程专业认证的背景下，对卓越电气工程师教学课程体系中的教学内容、教学方法、教学手段等方面进行改革，以培养学生能力、专业认证的培养目标和社会及产业界的需求为导向，增加实践课程设置比例，探索提高课堂教学质量的教学方法，学习过程兼顾学生的工程实践能力。卓越电气工程师教学课程体系的设置要结合各行业需求以及专业认证的标准，这样有利于构建更为合理的专业课程框架结构，也有利于学生理解课程体系结构，熟悉各课程在整个教学体系中的地位和作用，避免学生片面地学习单个知识点而忽略对全局的了解。但课程体系的调整效果究竟如何，还需要市场和社会的检验。

以学生为中心，在学生中大力推行研究性学习方法，以研究促学习，以学习拓眼界，将学习知识与研究问题相结合。在研究性学习中，教师可根据实际问题，设置学习研究专题，指引学生查阅相关资料和参考文献，给出问题分析的切入点，并对研究方向进行引导。要培养学生独立思考的能力，引导学生自主学习相关知识，主动寻找解决问题的途径，通过分析、研究得出解决问题的方案与具体措施，并将其在与教师和同学的共同讨论过程中逐步完善。在这方面湖南科技大学做了有益的尝试，成绩斐然。以2016级电气卓越班为例，该班的王晶同学以第一作者身份在国际期刊发表SCI四区论文一篇，以通信作者身份发表SCI二区论文一篇，并授权一项实用新型专利;彭志威同学以第一作者身份在国际期刊发表SCI四区论文一篇，并授权一项实用新型专利;何涛同学在第八届教育机器人大赛中获智能搬运国家特等奖;何先科同学在第十二届全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛中获全国总决赛一等奖。这些成绩的取得均与推行研究性学习方法密不可分。

（三）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，搭建校企合作平台

要充分发挥国家级实验教学示范中心的作用，基于省级重点学科实验室平台，努力缩小学科实验室与先进企业之间设备的差距，加强学生专业知识与企业需求的连贯性，提高实验实践成绩在学生总成绩评估中的比重，以引起学生对实践能力的重视。湖南科技大学电气工程及其自动化专业采用校企联合人才培养模式：学生前三年在校学习，最后一年在企业进行生产实践与项目设计，同时挖掘与聘请既懂教育又懂企业运行机制的复合型人才来加强学校与企业之间的联系，并对学校的实践教育进行及时的信息反馈。学生在企业的生产实践中，因为企业和其他条件的限制，不一定能接触顶级的仪器、获取高尖端的企业设备应用知识，但可以熟悉企业的各个岗位的最基础运作方式。学校采取轮岗制度，让学生在企业生产环节的每一个岗位上都能体验与学习一段时间，这一方面能提高学生自己作为一名电气工程师的全局视野，另一方面为提前就业做好充足准备。同时，学校把项目设计放入企业实践中，让学生在实践中开始和升华自己的课题，培养学生做实际项目的能力。在参加生产实践这一年，学生先是熟悉电气装置的设计、安装、调试，获得初步的工程实践能力，最后学生在企业指导教师和学校指导教师的协作下，选定毕业设计题目，并在企业完成这一课题。由于采用校企联合培养模式，学校要充分考虑到企业的实际条件与实际需求，应采取措施提高企业在这种模式中的话语权，满足企业的部分需求，让企业重视培养学生，从而让学生能进入优秀的适合自己未来发展的企业中去学习。在项目设计阶段，要鼓励学生进行创新，并对实践表现好、理论知识扎实且有创新能力的学生给予一定的项目补助，最好也是以校企联合的方式来发放补助，补助不一定是钱，也可以是电力生产过程中某些先进设备的一次试验权，以此来提高学生做项目的积极性与容错性。

（四）建设高素质的工程教育师资队伍

提高学生综合能力最关键的一环还是教师队伍的建设。目前，湖南科技大学信息与电气工程学院有教职工100多人，专职教师70人，高级职称教师30余人，拥有博士学位的教师人数占50%。近几年来，随着教师学历的提高，教师的教学水平也在不断提升，教师的专业素质也更加多元化，然而仍然存在诸多问题。譬如教师的考核标准偏向性太重。为了响应建设一流高校和应对各项考核指标，学校过于注重对教师科研成果的考核，致使教师忙于搞科研，而疏于本科教育，部分教学水平优秀、培养人才能力强的教师得不到重视。应该平衡高校教师在科研与教学之间的关系，加大对教育的考察重视程度，让科研与育人齐头并进。再例如教学与实际电气生产脱节的问题。学校应购進先进的电气设备，聘请具有实践经验的企业工程师或专家作为兼职教师，利用其业务优势来补充教学与电气实践相脱离的缺陷，同时可以通过他们来了解现阶段企业的需求与发展方向，以对学生进行有针对性的预测性的教育，让学生可以提前一步或是两步进入实际生产中去。另外，学校自身也要培养一批现代科学理论扎实、实践经验丰富的教师，要鼓励教师去校外实习考察。学校也可以引进相当一部分有校外工作经验的高技术人才来当专职教师，让教师不但成为先进的科研生产力，也是先进的教育生产力。

三、结语

当前，大多数地方院校电气工程及其自动化专业的现状离工程教育认证标准确实存在较大差距。从近处着眼为了通关工程认证，从长远来看为了提高人才培养质量，开展专业教育教学改革都势在必行，要通过改进教学方式与教学内容，来全面提高教学的质量，培养出符合当代社会需求的先进工程技术人才。根据市场的需求与市场的发展方向来确定学生的专业知识，通过学校的实验室和教学示范中心与企业联合培养学生对专业知识的应用能力，这是本专业教育教学改革的重点。

[ 参考文献 ]

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