地方高校电气工程专业人才培养体系探索与实践

摘要：服务地方经济发展是地方高校的存在价值与发展动力，地方高校的人才培养体系建设对于地方经济转型升级、提高人才培养效率、提升人才的创新创业能力具有重要意义。在山西省产业结构转型升级的背景下，对太原科技大学电气工程专业课程体系设计和专业实践环节的具体做法进行归纳和总结，以期为山西省能源动力领域的人才培养提供有价值的参考，并为同类院校、相同或者相近专业，在实践教学体系、学科建设和实验室构建方面提供借鉴。

关键词：电气工程;本科教学改革;培养方案;课程体系;

电气工程作为现代科技的核心学科之一，在传统技术和高新技术领域中不可或缺，其发达程度某种意义上代表着一个国家的科技发展水平。未来十年装备制造业将由中国制造向中国智造快速升级，自动化、信息化和网络化高度融合，企业电气化、自动化水平的日益提高，对电气人才也提出了更高要求。因此，一直以来电气工程专业在我国高校中都占据着十分重要的地位，专业口径宽，就业范围广，为社会和经济发展提供了众多的人才，尤其是电力、机械制造、石油化工、航海航天等领域，从事电气自动化系统及设备的操作控制、安装调试、技术升级、故障排查等工作的电气专家不胜枚举。

近年来，新能源、智能电网、全球能源互联网等电气工程新兴领域不断发展，特别是在《中国制造2025》提出了坚持“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”基本方针，企业要做大做强就必须转型升级，所需要的应该是具备较强的创新和创业能力、较高的知识综合应用能力和较好的实践能力，并具有相应的语言表达能力、团队合作能力和终身学习的能力的人才[1]。地方高校受到地理位置及区域经济水平的影响，在紧跟区域强势产业发展，培养应用新技术人才，以及学生实践动手、创新创业能力培养等方面存在一定的差距。如何培养既具有扎实的电气工程专业理论基础，又具有良好的工程实践能力的应用型人才，是高校教育工作者长期不懈探索的问题。因此，地方高校有必要改革目前教学体系和人才培养模式，以期解决与社会和企业需求间日益突出的矛盾[2,3,4]。

二、人才培养与地方经济的关系

山西是我国的煤炭大省，多年来为我国经济社会发展和保障国家能源安全做出了重大贡献，但在经济领域也形成了“一煤独大”的结构性问题，存在经济发展过多依赖煤炭产业、能源利用水平落后、生态环境损害严重等问题。面对能源革命的新形势、新机遇、新挑战，习近平总书记殷切希望山西能够成为全国能源革命排头兵，服务全省经济转型的战略目标，推动能源发展改革行稳致运。

面对山西省能源领域的变革，风力发电、光伏、微电网和能源互联网等方面的设计、制造和运维等，都需要具备较强的工程实践能力和创新能力的人才。山西本科院校对区域经济发展和产业转型升级具有支撑作用，面临经济发达地区的人才虹吸效应，培养具有地方特色、立志地区发展、拥有创新开发能力、符合市场需要的应用型人才成为山西高等教育的紧迫任务。

三、电气人才培养现状及问题

电气工程学科教育对国家工业发展水平具有重要影响。电气工程专业目标旨在培养行业领域相关的系统设计、装备制造、运行控制、信息处理、研究开发、经济管理，以及计算机应用等方面的应用型、复合型高级工程技术人才。专业课程体系庞杂，具有强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合的特点。现阶段专业本科教学持续四年，学生基本上是按照培养方案完成所有学习计划，但大多数学生对专业的认识相对零星、片面，仍然无法运用工程理念建立理论模型，也无法应用所学的理论知识去分析工程问题。随着地方高校人才培养与产业技术发展需求的契合度不断提升，必须实现专业及课程设置与工作岗位需求深度对接，与时俱进地调整和完善课程体系。

目前，本科课程教学主要存在理论课程内容交叉、重叠;实习实训流于形式，实施效果差;毕业设计内容过于陈旧;学生专业领域创新能力不足等问题。究其原因，在于教学模式单一，对课堂知识理解不深，理论知识不能活学活用、融会贯通，学生课堂参与度低、学习积极性欠佳。因此，亟待在课程建设及课堂教学方面进行改革创新，建立一套适合新工科专业的教学实践体系，真正体现以学生为中心主体，以学生自主活动为基础的原则，实现专业特色化发展[5,6]。

四、人才培养体系构建实践举措

为突破区域发展壁垒，我校电气工程及其自动化专业结合40余年的电气工程专业人才培养经验，打破传统的“基础课—专业基础课—专业技术课”的“老三段”体系，对接产业用人需求，构建了以就业为导向、以技能培养为主线，理论教学与实习实训有机结合的人才培养体系，(如图1所示)。

人才培养方案以社会认可的地方经济发展急需为目标构建，在理论教学和实践能力两方面深化工程教育教学改革，有针对性地提升学生的创新意识和工程实践能力，从不同角度提升人才竞争力。

(一)强化基础理论教学

为适应电气工程专业宽口径的工作要求，在充分调研电气学科最新研究热点和社会需求的基础上，立足于地方特色，针对技术发展更新知识体系，设置了多门主干课程，调整了原来的专业选修课程。根据知识结构和教学内容，以能力为本位打造了全新的专业方向课程模块，基本涉及工科基础类、电工技术类、电气控制类、电力系统类等多个门类的专业课程，涵盖电力工程、电力电子、智能电器、新能源等多个方向。通过课程和实验相结合的方式培养具有扎实专业理论基础的人才。专业理论课程设置方案如图2所示。

课程实验针对社会需求和学科专业热点，引入现代化学实验教学手段，通过改革实验教学方法，面向不同层次和不同方向的学生开展针对性培养，真正体现以学生为中心主体，以学生自主活动为基础的原则。以基础实验为筛选手段，挑选优秀学生进行强化培养，组织参与竞赛和科研项目。图3是为全面提升学生课程实验技能而进行的专业实验技能训练。

(二)完善实践教学体系

实践教学环节除课程实践环节之外，还设置集中实践环节。在实习实训教学中，不同层级的实验、实训课程在实施运作中相互交叉，同层次的实验、实训课题在实践运用中相互渗透，以满足不同层次、多种面向的电气技术专业人才培养需求。本专业所有学生在第二学年通过金工实习培养基本的动手能力;在第三学年通过生产实习和“电力拖动课程设计”“电力电子课程设计”“电力系统课程设计”等综合设计课程培养工程实践能力;在第四学年通过毕业实习和毕业设计进一步提高工程实践能力。

在课外创新实践中，加强了专业实践条件，通过开放实验室等多种途径吸引学生，不断提高实践环节课程教学质量。我校以电子信息工程学院为基础建立了电工电子技术培训中心，以“山西省自动化工程技术研究中心”“山西省互联网+3D打印协同创新中心”“先进控制与智能信息系统山西省重点实验室”“山西省装备数字化与故障预测工程研究中心”和“山西省装备诊断与故障预测研究生教育创新中心”等省级教学创新中心和科研机构为支撑，对的动手能力强且参加大学生学科竞赛的学生开放平台，利用平台设备在教师的指导下开展探索性实验和创新创业训练项目(图4)，进一步提高学生的动手能力和创新意识。

(三)培养科研创新能力

基于新工科培养模式和理念，我校多年来通过导师制等措施和方法吸引优秀的学生积极参与教师的科研项目，以教师科研和工程实践推动人才培养。在科研环境和氛围下，大批量学生提高了自身的动手能力和工程应用能力，为走向社会奠定了坚实的理论和实践基础。目前，本专业充分整合校内外资源创造实践条件，已经形成了以较高科研素养的教师为核心，青年教师为骨干，博士和硕士为辅助，本科优秀学生为基础的科研团队，实现了协同育人。近年来，我校本科生积极参与申请省市级纵向科研课题，协助教师完成企业横向课题项目，加强了创新思想和专业技术成果转化，发表了数篇高水平学术论文，申请了多项专利。

此外，我校充分利用学科竞赛载体，以增强学生动手能力为目标，组织学生参加各级技能大赛，包括“全国大学生数学建模竞赛”“互联网+大学生创新创业大赛”“全国计算机仿真大赛”“大学生挑战杯竞赛”和“全国大学生电子设计竞赛”等学科竞赛项目，通过“教、学、练、赛”的良性循环，使学生进一步提高自主学习的意识和能力，取得了多国家级和省级奖励，也帮助学生建立了专业方面的自信心，同时提高了我校在全国的影响力。

综上，我校电气工程专业以工程应用能力为主导，以培养电气应用型人才为核心，以提高学生的动手能力和创新意识为目标构建人才培养体系，理论课程设置充分结合了传统课程与新兴技术，并开设了多门电力系统设计和仿真软件选修课。实践环节方面，通过技能培训、参与科研项目和各级各类竞赛，使得学生在校期间科研能力得到了有效提升，提高了社会竞争力。

五、结论

服务地方经济发展是地方高等院校的存在价值与发展动力，面对21世纪日益激烈的人才竞争，地方高校电气工程专业需要深入分析区域产业的人才需求，以新工科教育理念为指导，创新人才培养模式。本文针对区域产业特点，探讨了电气工程技术专业人才的培养模式及具体措施，通过调整专业人才培养目标，重构课程体系和教学内容，加强实践教学环节，优化创新创业实践体系等，有效提高教学质量及学生的综合素质，以期培养基础扎实、工程实践能力和创新能力强的高素质工程技术人才，提高资源型省份的人才培养效率和水平，为我国区域经济发展及国家综合竞争提供人才支撑。

参考文献

[1] 舒薇.校企合作模式下应用型本科院校实践教学体系改革——以怀化学院电气工程及其自动化专业为例[J].信息周刊,2019(4):1-2.

[2]刘晋,牛印锁,韩民晓.基于项目的电气工程实验教学体系研究[J].电气电子教学学报,2018,40(4):136-139.

[3]朱桂萍,林今,孙宏斌,等.面向能源互联网的电气工程本科教学体系改革与实践[J].中国电机工程学报,2020,40(13):4063-4071.

[4]李文才,彭程,贾新立,等.基于工程教育专业认证的实践教学体系设计——以电气工程及其自动化专业为例[J].中国现代教育装备,2020(19):31-32+35.

[5]贺秋丽,李如琦,陈斌,等.电气工程专业实验教学体系的改革与实践[J].高等理科教育,2012(2):141-145.

[6]陈岚峰,吕嫣,程立英,等.基于Matlab/Simulink的电力电子仿真实验教学研究[J].沈阳师范大学学报(自然科学版),2017,35(3):364-369.