馬雙蓉

（三峽大學，湖北 宜昌 443000）

世界第四次工業(yè)革命快速發(fā)展，我國實施“中國制造2025”“網(wǎng)絡強國”“互聯(lián)網(wǎng)＋”戰(zhàn)略，以創(chuàng)新驅動促發(fā)展，新技術、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式不斷涌現(xiàn)，新工科建設勢在必行?！皬偷┕沧R”明確指出新工科建設必須發(fā)揮學科綜合優(yōu)勢，培養(yǎng)工程能力強、科學基礎厚實、綜合素質高的人才?！疤齑笮袆印泵鞔_提出新工科人才的核心素養(yǎng)就是培養(yǎng)學生的工程思維、設計思維、數(shù)字化思維和批判性思維以及學生的家國情懷、國際視野、法治意識和生態(tài)意識?！氨本┲改稀泵鞔_指出，必須培養(yǎng)學生的工程倫理意識，著力培養(yǎng)學生的工匠精神。這些共識、行動路線和行動指南為電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)指明了方向，其中，實踐教學是培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力重要的一環(huán)，是實現(xiàn)新工科目標必由之路。

1 電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學現(xiàn)狀

強電弱電結合是電氣工程及其自動化專業(yè)基本特征，要求學生具備工程基礎理論扎實、實踐創(chuàng)新能力強、熟練解決實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的工程問題。電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學由于重視不夠、組織難度較大、設備設施投資較大及更新遲緩、教師實踐能力不強等諸多客觀原因，造成了本科教學重理論輕實踐，重知識傳授輕動手操作，即使有實驗課，也是以驗證性實驗和演示性實驗為主，造成了學生動手操作能力弱、創(chuàng)新能力不足。另外，與專業(yè)發(fā)展相聯(lián)系的科學技術發(fā)展迅猛，但學校教學內容比較陳舊，前沿知識不能及時傳授給學生，不能反映新技術、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。

2 電氣工程及其自動化專業(yè)學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)存在的問題

2.1 重視程度不夠

實踐出真知。實踐活動對提升電氣工程及其自動化專業(yè)學生的實踐能力非常重要，需要嚴密組織和高度重視。絕大多數(shù)高校電氣工程及其自動化專業(yè)實踐活動沒有成立專門的組織機構，也沒有專項經(jīng)費支持。進行實踐活動或競賽，必須有專門的專業(yè)教師負責培訓指導，有的高校沒有配備專業(yè)教師，有的配備了專業(yè)教師但重視程度不夠，積極性不高，雖然校、工程學院領導支持學生實踐活動或競賽，但在組織、培訓、資源配備等方面受到制度、活動經(jīng)費、師資、設備設施、實踐活動評價標準等方面的限制，各種資源只是滿足少數(shù)學生為了實踐活動而活動、為了競賽而競賽，沒有調動絕大多數(shù)學生參與各種實踐活動。2018年9月17日，教育部、工業(yè)和信息化部、中國工程院發(fā)布《關于加快建設發(fā)展新工科實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0的意見》明確指出：努力使50%以上工科專業(yè)學生在校期間參與一項訓練項目或賽事活動。因此，高校電氣工程及其自動化培養(yǎng)學生實踐能力必須提高認識，加強資源配備，將其納入教學管理的一個重要過程，全面提高所有學生的實踐能力。

2.2 實踐教學比例偏低或實施不到位

教育部明確提出高校本科實訓實習課時須占總課時30%以上。電氣工程及其自動化是一個實踐能力要求強的專業(yè)，實踐教學必須占據(jù)重要的地位，但目前，絕大多數(shù)高校電氣工程及其自動化課程體系設置仍然沿襲傳統(tǒng)的課程體系，重認知重理論教學，輕實踐輕能力培養(yǎng)，實踐課時和教學重視程度明顯偏低。很多課程即使設置了實踐教學環(huán)節(jié)，但設施設備與教學內容不配套，實踐教學缺乏教學標準，實踐教學設計由教師自己說了算，實踐教學過程隨意性大。實踐教學與理論教學缺乏有效銜接，理實一體教學機制有待完善。實踐教學缺乏嚴格的管理，實踐教學評價、考核和監(jiān)督缺位。實踐教學課外活動由于受到實驗室開放時間的限制、缺乏師資指導，學生主動實踐熱情未能得到激發(fā)。這些原因嚴重影響了電氣工程及其自動化專業(yè)學生實踐能力的培養(yǎng)。

2.3 專業(yè)教師實踐經(jīng)驗不足、操作能力欠佳

新工科要求產(chǎn)教融合、校企合作，要求專業(yè)教師的實踐經(jīng)驗突出，但高校電氣工程及其自動化專業(yè)教師大多是從學校畢業(yè)走上教學工作崗位的，也就是專業(yè)教師是從學校到學校一個閉合路徑成長起來的，大多屬于純理論型教師，專業(yè)教師以年輕教師居多，實踐經(jīng)驗不足，加上學校對專業(yè)教師走向企業(yè)鍛煉提高操作能力缺乏激勵機制和獎勵制度，教師提高工程操作能力缺乏動力和條件。

2.4 實踐教學評價體系不完善，考核方法缺乏標準

電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系以培養(yǎng)學生專業(yè)能力、基礎能力、創(chuàng)新能力和綜合能力為主線的系列教學。各高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學條件不盡相同，但建立完善的實踐教學評價體系對培養(yǎng)學生實踐能力至關重要，據(jù)筆者所在學校實踐教學過程看，學校注重專業(yè)能力（課程設計、電氣控制綜合實驗、電氣工程綜合實驗）和綜合能力（畢業(yè)實習、畢業(yè)設計、專業(yè)實習、電氣工程實訓、MATLAB仿真綜合實訓）的實踐教學，對基礎能力（認識實習、基礎課實驗、通識類課程實驗上機）和創(chuàng)新能力（大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練、學科競賽、科技創(chuàng)新活動）實踐教學不全面，缺乏校外實踐基地實踐教學環(huán)節(jié)。實踐教學考核由專業(yè)教師自己確定，教什么就考什么，缺乏實踐教學考核標準。

2.5 專業(yè)實驗室和校內外實習基地建設有待加強

以三峽大學為例，電氣工程及其自動化專業(yè)建成了基本電工電子實驗室、電機拖動電力電子實驗室、單片機PLC實驗室、維修電工實訓室等多個基礎課及專業(yè)課實驗室，已與省內一些高校企業(yè)和葛洲壩集團、中國三峽集團、國網(wǎng)湖北電力等企業(yè)建立了實習基地，由于受到建設資金、管理制度和相關方利益博弈等影響，加上重視程度不夠，依然存在如下主要問題：一是實驗室設備設施比較陳舊，設備更新落后于科學技術的發(fā)展，比如，對應“智能電網(wǎng)”“智能配電網(wǎng)”“新型儲能技術”“新能源發(fā)電技術”的新型的電氣設備還是空白。二是實驗室管理、使用滿足不了教學和學生實驗需要，開放程度不高，同時，是實驗管理員素質有待加強。三是校內外實習基地的建立缺乏建設標準、工作標準、評價標準和監(jiān)督標準，校企合作處于游離狀態(tài)，使用率比較低。

3 新工科背景下電氣工程及其自動化專業(yè)學生實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)路徑

3.1 改革和完善人才培養(yǎng)方案

人才培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)目標、課程體系、教學內容、課時安排、實踐教學條件等方面的集成，是落實黨和國家對人才培養(yǎng)總體要求、安排教學任務、組織教學的規(guī)范性文件，是實施人才培養(yǎng)和開展教學質量評價的依據(jù)，必須經(jīng)過規(guī)劃與設計、調研與分析、起草與審定、發(fā)布與更新來制定。第一，調研市場需求，將適應工程生產(chǎn)崗位需求的復合型高級電氣工程技術人才作為培養(yǎng)的主要目標。第二，根據(jù)專業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標實施相應的素質教育和能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學生符合“復旦共識”“天大行動”“北京指南”提出的知識、素質、能力和結構。第三，強化工程教育教育，將工程教育貫穿于人才培養(yǎng)的全過程中。以立德樹人為根本、通識教育和專業(yè)教育并重全面培養(yǎng)學生。通識平臺主要為培養(yǎng)學生工程倫理意識、家國情懷、國際視野、法治意識和生態(tài)意識打好基礎，同時，掌握工程工具的使用，強化工程基礎。工程學科平臺程強化工程實踐訓練，實現(xiàn)學生知識創(chuàng)新、工程創(chuàng)新、設計創(chuàng)新、工藝和技術創(chuàng)新、知識運用創(chuàng)新，提升學生工程素質和能力。第四，增加選修課的種類和數(shù)量，開設跨學科輔修專業(yè)和跨系選修課等多種形式，拓寬學生的知識面和專業(yè)面，使學生獲得可持續(xù)性發(fā)展的能力。

3.2 面向新工科，重構電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系

依據(jù)專業(yè)特點和人才培養(yǎng)規(guī)律，采用課內實驗、實訓、實習實施實驗教學，通過上機、實驗等實踐環(huán)節(jié)加深理論學習，通過課程設計和實訓實習訓練學生的電氣系統(tǒng)設計、試驗、運行和維護。實踐教學改革可以從如下方面進行：減少戴維寧定理和電阻元件伏安特性等驗證性的實驗，補充熔斷器指示電路的制作、相序指示器制作等綜合性、設計性實驗，提高綜合性實驗和設計性實驗的占比。以FM收音機、PLC 控制自動往返工作臺和低壓配電盤等為載體，將電氣電子典型產(chǎn)品的教學內容有效融合，培養(yǎng)學生綜合素養(yǎng)和復合能力。充分利用實踐教學基地的作用，開展課外實踐教學，比如，與葛洲壩集團、中國三峽集團、國網(wǎng)湖北電力等企業(yè)學習新能源發(fā)電技術，圍繞大規(guī)模風電接入電網(wǎng)、風電機組故障診斷、能源互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)劃與優(yōu)化等方向與企業(yè)聯(lián)合開展實踐教學，拓展專業(yè)視野，提高學生的專業(yè)學習興趣。

3.3 充分利用虛擬仿真，豐富實踐教學內容

傳統(tǒng)的電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學資源一般通過搭建實物系統(tǒng)進行實驗教學，前期投入大，后期維護保養(yǎng)費用高。隨著與專業(yè)相聯(lián)系新技術的快速發(fā)展，只能通過更換設備和新建實驗室升級，虛擬仿真實踐教學平臺是一個很好的選擇，既減少前期的投入，降低維護成本，又能緊跟前沿技術達到實驗教學的效果。例如，建設全數(shù)字仿真發(fā)電廠、數(shù)字仿真變電所、電網(wǎng)調度DYS仿真系統(tǒng)，呈現(xiàn)電能生產(chǎn)、電能輸送、電能供配整個工程流程和工程環(huán)境，學生參與互動，培養(yǎng)學生的崗位能力。建設升降壓斬波實驗、H橋雙極性PWM控制實驗、晶閘管單相橋式全控整流實驗、并網(wǎng)逆變器控制實驗、三相兩電平全橋逆變器SPWM實驗等虛擬仿真實踐教學平臺，可以身臨其境地學習控制理論知識和電力電子系統(tǒng)的工作原理，鍛煉學生搭建電力電子系統(tǒng)拓撲結構的動手能力。虛擬仿真實踐教學平臺教學，實時仿真和完善的硬件系統(tǒng)開放性好，情景逼真，學生容易動手操作，極大地提高了實驗教學的效果，培養(yǎng)了學生職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)精神和工程能力。

3.4 依托校企合作資源，完善實驗平臺的功能

隨著電氣工程及其自動化專業(yè)發(fā)展，在傳統(tǒng)實驗室的基礎上，將現(xiàn)有的變電站自動化實驗室、高壓電器實驗室、單片機實驗室、數(shù)模電子實驗室進行整合，加入智能設備嵌入式系統(tǒng)開發(fā)相關試件和電工電器實驗儀器，形成專業(yè)開放式、功能齊全的創(chuàng)新實驗平臺。試件購買、設備更新以校企共同進行。充分利用高校實驗室平臺與企業(yè)聯(lián)合開展科學技術研究和攻關，學生參與其中，既培養(yǎng)鍛煉學生，也推動產(chǎn)教融合校企合作，促進創(chuàng)新成果的應用和轉化。

3.5 加強師資隊伍建設

師資隊伍是高校發(fā)展的核心要素。電氣工程及其自動化專業(yè)師資隊伍建設，需要多方協(xié)同。高校利用學科優(yōu)勢、科研能力、國際合作鍛煉教師工程能力、家國情懷、國際視野，利用產(chǎn)學研用基地鍛煉教師實踐教學能力和動手操作能力。構建老、中、青相結合的實驗教學團隊，通過有經(jīng)驗教師的傳幫帶和師徒結對，提高專業(yè)教師整體的素質和能力。建立完善的激勵機制和獎勵制度（包括與職稱評定、職務升遷、薪酬掛鉤的制度），鼓勵教師與企業(yè)的聯(lián)系，特別是年輕教師，定期或常態(tài)化到企業(yè)鍛煉，鍛煉教師的工程素養(yǎng)和能力。

4 結語

加強學生實踐創(chuàng)新能力是電氣工程及其自動化專業(yè)重要一項任務，也是落實新工科要求的具體做法。高校要提高認識，對照“復旦共識”“天大行動”“北京指南”提出的共識、行動路線和行動指南開展行動，并落實到教學的全過程。電氣工程及其自動化專業(yè)應該抓住新技術創(chuàng)新和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史機遇，勇于改革，以實踐教學為抓手，構建專業(yè)新結構，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力，實現(xiàn)高校電氣工程及其自動化專業(yè)的高質量發(fā)展。