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摘要:本文首先分析新工科背景下电气工程及其自动化专业人才培养存在的问题,然后从解决问题的角度出发,提出该专业人才培养创新模式方案,包括:5S专业人才培养创新模式、课程体系重构、教学内容重组、专业内涵外延和交叉学科融合等。学院已经与多家企业联合,进行该人才培养创新模式该专业人才培养模式的实践应用和延伸完善。
关键词:新工科教育;电气工程专业;人才培养模式创新
本文引用格式:周月娥,等.新工科背景下电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践[J].教育现代化,2019,6(59):6-8.
一 引言
为了推动工程教育改革创新,2017年2月教育部在复旦大学召开了高等工程教育发展战略研讨会,共同探讨了新工科的内涵特征、新工科建设与发展的策略。为适应以新技术、新产品、新业态和新模式为特征的新经济,国家深入实施“一带一路”、“互联网+”、等重要战略,迫切需要高校深化高等工程教育改革。我国高等教育改革发展提出新的要求高等院校的工程教育从注重技术应用转为注重工程实践,新工科是基于我国战略发展新需求而提出的工程教育改革方向,为高等院校的工程教育的改革探索提供了全新的思路[1]。
随着国际化进展逐步加深,各个企业竞争压力逐渐加大,已经从企业规模化生产、规范化管理的竞争,转变成企业技术实力、科技创新和人才发展等综合比拼。企业发展需要高新技术支撑,也迫切需要高等教育模式和内容能够与企业发展步伐相同步。随着科学技术的飞速发展,云计算、大数据和物联网等基础技术初步应用于自动化控制领域,AI(Artificial Intelligence人工智能)、VI(Visual Identity视觉识别)等多种人工智能技术也逐步应用于自动化控制工程中。层出不穷的新兴技术发展正在推动高校新工科专业人才教学模式和教学内容的改革创新。
本文结合新工科的内涵及发展,以培养合格工程科技人才为指导,提出对地方院校在新工科建设背景下电气工程及其自动化专业工程教育模式的思考。
二 人才培养面临问题
新工科是在现代产业化大背景下提出来的,旨在应对现代工业发展变化,推动塑造未来技术创新和产业融合,培养知识多元化和技术创新型的综合工程能力人才。新工科建设的实质是通过推动高等院校的工程教育改革,为新经济产业发展提供工程科技人才[2]。
工业领域的各类基础研究、应用开发、技术创新和产业拓展日益趋于融合,科技创新和大众创业思路快速更新。应用于现代工业的新技术、新产品、新方案和新模式层出不穷。在工科背景下迫切需要对高校的工程类教育进行改革和创新。
在新工科背景下电气工程及其自动化专业人才培养所面临的新技术发展、新模式创新和新思路拓展带来的冲击,解决现有理论知识和专业工程实践相结合的迫切需求。
(一)专业人才培养需要与企业科技创新和快速发展相同步
中国企业已经逐步融入到世界产业大环境中,各个企业所面临的压力不仅仅是简单的生产规模、产品价格和资金实力的竞争,更多的压力来自于企业技术实力、科技创新和人才发展等综合比拼。现代工业企业的技术创新和快速发展,需要更多的适应企业同步发展的综合性、多元化人才。在新工科背景下电气工程及其自动化专业人才培养模式和教育内容也需要进行全面改革和创新,与现代企业发展同步。
(二)科学技术飞速发展对专业人才培养提出最新需求
层出不穷的新兴科学技术发展正在推动高校新工科专业人才教学改革创新。在新工科建设背景下,高校教育教学理念需要进行转变和调整,需要将现代产业技术最新发展对行业人才培养的要求引入到专业教学中。在电气工程及其自动化专业人才培养过程中,逐步引入云计算、大数据和物联网等基础技术的教学,同时将AI、VI等多种人工智能技术也逐步与教学实践活动相结合。
(三)现有专业人才培养过于侧重于单一技术属性
现有传统的电气工程及其自动化专业人才的职业技能主要定位于相关专业技术的教学和操作实习,更加强“技术”教学,而忽略人才的综合性和多元化培养,同时也限制了学生创新思路的开拓。在新工科背景下,一方面,需要摒弃过去仅仅对单一学科专业的技术教学,采取多专业方向、多技术学科交叉融合教学模式,另一方面,需要加强学生在专业技能实践和科技创新发展等方面进行重点培养[3]。
三 专业人才培养创新模式方案
(一)新型专业人才培养模式概述
在新工科背景下,电气工程及其自动化专业人才培养模式创新,由高等院校和行业企业共同联合完成,紧跟高新技术发展步伐,从该专业学生的就业方向、能力培养、专业发展和技术创新的角度出发。
该专业人才培养创新模式以工业企业竞争需求、高新技术快速发展、人才素质教育、教学内容实践和科技创新创业为主线,进行该专业人才培养模式创新和内容创新。该创新模式包含5S(Five Stage)专业人才培养创新模式、课程体系的重构、教学内容的重组、专业内涵外延和交叉学科融合等。
(二)5S专业人才培养创新模式
在新工科背景下,高等院校和专业企业共同打造电气工程及其自动化专业人才培养模式,逐步形成5S专业人才培养创新模式,高校与企业共同人才培养分为5个阶段[4]。
第一阶段:基础知识储备阶段,对学生进行基础专业知识教学,运用项目常用开发技巧,掌握基本的项目开发技能;
第二阶段:案例实训阶段,将项目进行细化分解,对各个知识点进行案例教学,结合企业项目案例,培养项目工程思想;
第三阶段:项目驱动阶段,进行项目策划、执行和操练,培养学生判断思考与解决问题的能力,提高职业素养技能;
第四阶段:实习就业阶段,在真实的企业工作环境中培养项目实施与交付能力;
第五阶段:创新创业阶段,进行创新系统研发、实施和落地,导师对项目规划和设备进行指导。
(三)课程体系重构和教学内容重组
在传统的工科课程架构中,学科导向成为专业课程体系建构的基本原则,课程结构体系具有稳定性,课程改革主要是在教学内容的调整方面。现有的电气工程及其自动化专业的课程设计主要侧重于电气设备和系统的操作和管理等,远远跟不上现代企业竞争发展的需求,也没有及时地引入高新技术的发展;动手能力和实践操作的培养缺乏,更没有融入科技创新创业的思路[5]。
新工科背景下电气工程及其自动化专业人才培养的课程体系设计就是要改革传统的工科教育模式,按照企业发展需求和人才职业要求,进行学科导向课程设计和重新架构。课程体系的设立不再局限于教师在校园里进行闭门开发,而是联合行业企业,采取“走出去、带进来”的多元协同规划思路,将行业企业的发展要求融入到专业课程体系的架构设计中[6]。高校与企业联合探讨专业培养目标、教育教学模式、课程设计思路和课程详细设计等,并在专业课程教学的实施过程中,对课程体系的各个要素进行细化分析,及时有效地纠偏,逐步形成动态优化的专业课程体系。
在专业课程体系设计过程中,对教学内容进行重组,以适应新工科背景形势。一方面,让行业企业深度参与到人才培养计划的修订、教学内容的调整和学生实习实践的指导,落实新工科的教学理念;另一方面,将最新科学技术和科研成果转化为专业教学内容,主要讲解专业研究最新进展、工程实践最新经验;如在专业人才培养过程中,逐步引入云计算、大数据和物联网等最新技术的教学,将AI、VI等多种人工智能技术也逐步与教学实践活动相结合。
(四)专业内涵外延和交叉学科融合
电气工程及其自动化专业人才培养过程中,注重挖掘该专业所含内涵的外延。在新工科背景下的电气工程及其自动化专业人才教学内容,不仅包含以电气工程为基础的生产系统的工程设计、现场施工、设备调试、系统运行、项目管理和平台维护等工作技术的培养,而且还需要进行专业内涵进行拓展外延,以智能控制技术应用为延伸,以智能机器人为特色,注重科学知识、动手能力和综合素质全面协调发展[7]。
随着现代工业化进程的推进,电气工程及其自动化专业学科不再是独立发展,而是与相关学科紧密联系、协同发展。在该专业人才教学过程中,重点对自动化控制相关科学技术和应用进行培养,同时增加工业互联网、企业信息化和机械工程等交叉学科教学内容,从而培养出具备较强专业技术、交叉学科应用和工程实践能力的综合型专业人才。全面体现出“新工科”学科交叉融合的特点,拓宽了该专业学生的自主就业和科技创新范围。
四专业人才培养创新模式实践
在新工科背景下,南京理工大学紫金学院积极进行电气工程及其自动化专业人才培养模式创新研究,与多家企业联合进行该专业人才培养模式的实践应用和延伸完善。我院先后与北京智联友道股份有限公司、北京华晟经世信息技术有限公司等企业建立人才培养模式和产学研发展合作协议,让企业参与到人才培养计划修订、专业课程开设调整、学生实践能力指导等工作,逐步形成5S专业人才培养创新模式,与企业一起培养新工科电气工程科研人才、工程技术人才和复合型人才。
五结束语
开展电气工程及其自动化专业新工科人才培养,是适应和引领未来行业和产业发展的必然选择。本文研究从新工科背景下电气工程及其自动化专业人才培养面临的问题分析入手,提出该专业人才培养创新模式方案,主要包含5S专业人才培养创新模式、课程体系的重构、教学内容的重组、专业内涵外延和交叉学科融合等。该专业人才培养模式已经由高校和企业联合实践应用,取得了良好的效果。我们将对该创新模式的应用范围拓展、专业内涵延伸和模式内容完善等方面进行继续研究。
参考文献
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[2]陆国栋,李拓宇.新工科建设与发展的路径思考[J].高等工程教育研究,2017(03):26-32.
[3]周晓晶,陈锦祥,况迎辉.高校实践类课程的创新教学[J].电气电子教学学报,2018,40(1):122-125.
[4]牛国成,苏承慧.基于5S理念的创新实践平台构建模式[J].实验技术与管理,2018,35(11):30-34.
[5]杜海莲,杜文霞,武现聪.电气工程及其自动化专业实践教学体系改革[J].江苏科技信息,2016(12):42-43.
[6]刘伟,杨奕,贺晓蓉."校企协同"电气工程专业工程实践教学改革与创新[J].实验技术与管理,2017,34(11):26-30.
秦海鸿,黄文新,曹鑫,等.电气工程专业领域复杂工程问题教学改革探究[J].电气电子教学学报,2016,38(5):7
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