电气工程及其自动化专业工程应用型人才培养改革探讨

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摘要：教育界“回归工程”的呼吁已经引起工程教育界的广泛关注和思考。探讨了目前电气工程及其自动化专业在理论教学和实验实践教学中存在的问题，阐述了如何使用系统方法论指导电类专业人才培养，给出了具体的措施，实施效果良好。

关键词：工程教育；人才培养；系统方法论

作者简介：刘美（1967-），女，广东廉江人，广东石油化工学院计算机与电子信息学院副院长，教授；廖晓文（1977-），男，广东梅州人，广东石油化工学院计算机与电子信息学院自动化系副主任，讲师。（广东茂名525000）

基金项目：本文系广东省高等教育教学改革工程项目（BKZZ2011041）、广东省高等教育教学成果奖培育项目（201139277）、2011广东石油化工学院应用型人才培养示范项目（214121）的研究成果。

中图分类号：G642      文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）09-0052-02

工程是人们综合运用科学理论和技术手段改造客观世界的实践活动，是一种创造性活动。20世纪90年代中期，美国工程教育界认识到该时期美国工程本科和硕士的培养计划多是为博士研究准备生源的。这种教育模式必须改变，大学的工程教育和工程应保持密切的关系，工程本科和硕士计划应明确着眼于培养实际的工程师。[1]基于此目标，美国工程教育学会发表了《面对变化世界的工程教育》，麻省理工学院提出了《大工程观与工程集成教育》，美国国家科学基金会发表了《重建工程教育：集中于变革――NSF工程教育专题讨论会报告》，这些报告集中体现的思想就是工程教育改革的方向要使现在建立在学科基础上的工程教育回归其本来的涵义。[2]

我国教育界长期形成的以传承知识为中心的观念使教师注重传授知识，忽视工程能力的培养，使学生满足于知识的学习和记忆，注重模仿和重复，应付考试，缺乏解决实际问题的能力。与此同时，大学生就业难的问题日益凸现，已成为社会关注的焦点。究其原因，缺乏必要的工程应用能力是问题的关键所在。

一、专业人才培养中存在的问题

1.机械世界观下的理论教育

在信息与控制技术出现以前，人们认识自然和改造自然的方法主要是以经典自然科学为基础的机械方法。机械方法把自然或人工系统看作互不联系的各个部分简单相加的总和，把系统的运动看作是一个个孤立过程的总和。这就是机械的世界观和方法论。

机械的世界观决定了工程教育的内容就是工程世界的机械模型，具体体现在机械地根据教育部1998 年颁布的专业目录[3]中专业的培养目标及课程体系，把工程教育分解成一门门孤立的课程和实践，然后通过简单的相加，以期获得工程教育的目的。

而在国外教育发达国家，相关专业随着信息和控制技术向各种传统学科渗透，相应的传统工程和创新工程专业的教学思想都已经完成了从机械的方法论向系统的方法论的转变。系统的工程教育方法论决定了工程教育内容必须是以工程系统为对象。

2.实验实践教学欠缺系统化

检测与控制是电气工程及其自动化专业的核心系列课程，其中检测的教学内容主要包括传感器技术、检测技术、信号分析与处理等课程内容。控制包括自动控制原理、现代控制工程、智能控制理论和计算机控制技术等课程内容。传统的检测与控制实验都是以模拟实验箱和数字仿真实验等实验为主，具体的局限性表现在：首先，实验教学没有明确的实验对象，各门实验课程联系不够紧密；其次，实验偏重于演示及理论验证，缺乏应用性的并能与实际工程对象相结合的系统化检测与控制工程实验，导致学生在学完相关的课程并做完相关的实验后仍旧对工程的本质内容缺乏系统的理解，对知识缺乏融会贯通，因此，更不可能具有综合应用检测与控制的理论和方法去解决电气工程实践问题的能力。

二、使用系统方法论指导电气工程及其自动化专业人才培养[4]

测控技术作为主宰自动化系统行为的普遍原理，必须与具体电气测控系统相结合才能体现其作用。这也是辩证唯物主义中有关事物普遍性和特殊性关系的很好例证。普遍性与特殊性的结合总是体现在具体的系统当中。系统方法论的观点就是将电气工程及其自动化专业各个专业方向的专业基础课和专业课的教学、实验放到某个具体的、典型的电气测控对象中进行，而不是分割教学、分割实践，这样通过多门课程同时实践一个典型电气测控对象或研究系统，有助于学生理解专业、课程之间的内在联系、整体和部分之间的联系，让学生在掌握和理解单门课程知识的同时掌握系统工程的方法。

专业教育作为整个工程教育的一个子系统，应遵从工程教育的一般规律与方法，而且只有站在整个工程教育的高度来全面系统地思考电气工程及其自动化专业的教育改革问题才能从根本上解决好电气工程及其自动化专业教育改革的本质问题。

三、工程应用型人才培养具体措施

采用系统的方法对教学内容、方法和手段进行全面改革，使学生既能了解基本原理又能了解实际测控方法和对象，理论联系实际，科学主导工程；提高学生的动手能力和创新能力，提升整个专业的教学水平，使学生能够广泛适用于电气工程、电子信息工程、机电一体化、工业自动化等方向的就业需求。

面向大一学生的工程训练中心进行基础工程教育，认识电气工程测控系统：通过简单和典型的电气工程测控系统的认知或拆装，了解电气工程测控系统的基本组成和基本原理，同时了解一些复杂的电气工程测控系统。

面向大二和大三学生进行专业基础教育。结合典型的电气测控系统设计，将模拟电子、数字电子、传感器技术、检测技术、电气控制、信号分析、测控电路、PLC技术及应用计算机原理及应用（微机原理、单片机系统原理及DSP技术）等课程教学融入工程训练过程中了解过的典型电气工程测控系统中，学生通过亲自设计、焊接、调试和组装系统中的典型模块（软、硬件组装）完成系统控制，全面掌握工程电气测控系统的建模、分析、控制器设计、软硬件设计和调试等方法。

面向大三、大四学生的专业教育和综合创新教育。通过给出有一定工作量的与生产实际贴合紧密的电气测控系统设计课题，使学生掌握的科技知识、人文知识、经济管理知识得以集成化，工程意识、实践技能和解决实际工程问题的能力得到系统训练，实现工程实践综合化，同时，在此过程中实现对学生非智力因素的培养。

四、实践效果

在以上前两种措施的基础上，在广东石油化工学院电气2004～2007级的部分学生中进行了相应的试点实验。让大二的学生较早接触两个较典型的电气测控系统：“基于S3C2410B的微弱信号检测与采集系统”及“基于嵌入式以太网的异步电机无速度传感控制系统”。这两个系统比较好地集成了模电、数电、计算机原理及应用、传感器与检测技术、电力电子技术、测控电路、电磁兼容及PCB设计、信号分析、计算机网络、高级语言程序设计、软件技术基础、嵌入式系统原理及应用、计算机控制技术、自动控制原理、现代控制工程等课程内容。

参与试验的学生均体现出较好的就业优势，就业一年后均成为专业技术骨干，甚至有学生在跨国企业当研发组的组长。

五、结束语

从世界各国的情况来看，培养一个工程师大体需要7～9年时间，一是工程科学知识的学习，二是工程实践的训练，三是工程经历。[5]我国高等工程教育主要进行第一阶段，其他两个阶段要放到企业中去完成。经过调查，企业大多不愿意在新员工培训上花费过多的精力与成本，学生工程经验太少，严重影响就业率。作为理论与工程结合紧密的电气工程及其自动化专业，工程教育要舍弃“科学化”的情结，建立工程教育的主体意识，理直气壮地认定工程教育就是“工程专业教育”，而不是“科学教育”，也不是“科学教育加人文教育”。要重点培养学生作为一个设计工程师的能力与自信，尤其要重视密切联合企业，培养适应社会经济发展需求的各种行业卓越后备工程师。[6，7]另外，本文所探讨的工程应用型人才培养模式虽然取得了一定的成果，但在实践过程中还要特别注意避免因注重培养工程应用型人才而偏离了厚基础、宽口径的人才培养模式。

参考文献：

[1]王正洪,陈正刚.大工程观的教育理念与工科本科院校的办学特色[J].中国高教研究,2006,(1).

[2]国家教委工程教育赴美考察团.“回归工程”和美国高等工程教育改革[J].中国高等教育,1996,(3).

[3]教育部高教司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京:高等教育出版社,1998.

[4] 深圳市德普施科技有限公司.测控专业创新实验室体系整体解决方案[EB/OL]. www.省略/xsyd/show_down.asp?id=1410.

[5]杨琳.大工程观背景下大学生科技创新与工程素质的培养[J].江苏高教,2006,(2).

[6]教育部.《国家中长期教育改革和发展规划纲要2010- 2020年》(征求意见稿)[Z].

[7]教育部.《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》

(教高[2011]1号)[Z].