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摘要:關于實踐教學的研究是高職專業教學改革的熱點,也是立德樹人在高職專業教學中落實的關鍵。當前,高職電氣工程及其自動化專業實踐教學存在較大的改革空間。因此,本文以高職電氣工程及其自動化專業為例,簡單介紹了專業實踐教學現狀問題,論述了專業實踐教學現實基礎,從更新教學理念、變革教學模式、豐富教學內容、注重過程考核等方面,探究了專業實踐教學改革方案,并對專業實踐教學改革效果進行了預期評估,希望為高職電氣工程及其自動化專業實踐教學的改革提供一些參考。
關鍵詞:高職;電氣工程及其自動化專業;實踐教學
一、高職電氣工程及其自動化專業實踐教學的現狀
(一)教學理念滯后
電氣工程及其自動化專業課程是針對實用性技能人才培養的課程,對教師教學理念先進性具有較高要求。當前,教師教學理念較為滯后,實踐教學多依附于理論教學,作為理論教學的驗證模塊,不注重將工匠精神引入到專業實踐課程教學過程中,不僅制約了職業教育價值的發揮,而且對立德樹人的踐行造成了影響。
(二)教學模式傳統
當前,高等職業院校在電氣工程及其自動化專業實踐教學過程中,多沿用傳統高校實訓模式,或者傳統“老師講解,學生聽講”的模式,未考慮高職生基礎能力薄弱現狀,多數學生處于被動狀態。加之電氣工程及其自動化專業技能課程抽象化水平較高,單純的實訓方法無法激發高職生參與興趣,導致課堂教學實效較低[1]。
(三)教學內容單一
高等職業院校在電氣工程及其自動化專業實踐教學過程中,教學內容較為單一,部分院校還存在照搬教材的問題,未融入現實電氣工程自動化崗位工作內容,也未根據電氣工程自動化行業發展進行綜合性實踐項目設置,無法滿足專業技能人才培養要求。
(四)不注重過程考核
當前,高等職業院校電氣工程及其自動化專業實踐教學考核多以期末實訓綜合評價的方式開展,不注重過程考核,考核結果中未體現學生學習態度、職業精神,期末沖刺情況屢見不鮮,不利于電氣工程及其自動化專業卓越工匠培養。
二、高職電氣工程及其自動化專業實踐教學的現實基礎
(一)專業實驗室
對于電氣工程及其自動化專業來說,需要具備電工實驗室、物理實驗室、電機與拖動實驗室、模電實驗室、PLC基礎實驗室、自動檢測技術實驗室、數控技術實驗室、信號與系統實驗室、微機原理與接口技術實驗室、電力電子實驗室等。其中,電機與拖動實驗室、電力電子實驗室負責完成電力拖動、電機學、電力電子、交流調速系統、運動控制系統等課程教學實驗(含科研實驗、演示實驗、二次開發實驗等);自動檢測技術實驗室、微機原理與接口技術實驗室負責完成產品信號采集部分加工、受控對象數學模擬、上位機輸出控制等實踐;其他實驗室則負責滿足電子、物理、通信、測量操作訓練需求。
(二)校企合作基地
當前,在應用型人才培育規范的指導下,越來越多高職院校與校外企業建立了合作關系,關于畢業生在企業單位開展認知實習、生產實習的組織體系日益完善,并跟隨企業生產經營狀況完成的輸配電、發電方面課程實習時間的調整。高職院校與企業合作基地的建立,在一定程度上適應了電氣工程及其自動化專業寬口徑的特點,為內容多、涉及面廣、知識容量大的專業實踐教學改革奠定了堅實的基礎[2]。
三、高職電氣工程及其自動化專業實踐教學的改革方案
(一)更新教學理念
培養新時代大國工匠是高等職業院校肩負的重要責任,而將立德樹人這一根本教育任務融入高職專業實踐教學各環節,則是新時代工匠培養的重要路徑。因此,在既有專業實踐教學經驗的基礎上,教師應從多個視角把控立德樹人的內涵,尋求立德樹人的踐行路徑。教師可以深入剖析黨的十八大報告、黨的十九大報告中與立德樹人教育有關的精神,明確職業院校在傳承工匠文化、培育工匠精神的職責,并細化基于工匠文化的高等職業院校立德樹人教育特征?;诟叩嚷殬I院校立德樹人教育關鍵要素,從高層次著手,遵循產教融合、校企合作、工學結合、知行合一的原則,開展立德樹人的差異化實踐。根據電氣工程及其自動化專業教育內容或者教育主體的差異變更教育載體、教育方式。同時結合院校專業立德樹人教育現狀,深度推進合理育人、協同育人,形成各教育要素之間相互作用、親密聯系的協同機制,提高大國工匠培育實效[3]。在立德樹人踐行過程中,教師不單單需要清晰講解專業學科涉及的主要概念、方法、原理,而且需要有意滲透社會主義工匠精神,同時將工匠精神融入專業課程教學目標中,形成集價值塑造、知識傳授、能力培養為一體的課程目標體系。在課程目標的指導下,由教師與學生共同挖掘電氣工程及其自動化專業教學中蘊含的工匠思想、觀點、哲理與精神,填充教與學案例庫,在幫助學生理解復雜專業知識的同時,加深其對工匠思想的認同。例如,在講述“觸電的防護措施”內容時,教師可以引入雷電巨人特斯拉的故事,結合特斯拉紀錄片,簡單介紹尼古拉?特斯拉在設計現代交流電系統以及制造人造閃電的過程,剖析特斯拉對科學的追求以及奮斗精神,促使電氣專業學生認識到掌握科學的方法可以促使電為人所用,而不合理用電則會產生極大的危害,幫助學生樹立科學用電以及勇于創新、堅持奮斗的工匠精神。在案例教學的基礎上,教師可以邀請在電力行業工作的歷屆畢業生錄制小視頻,為在校生解讀電力行業企業文化,在滿足在校生了解電氣行業企業工作環境與內容要求的同時,調動學生工作積極性,樹立腳踏實地做好本職工作、全力拼搏保供電的意識和品格。
(二)變革教學模式
1.開展學科競賽
電氣工程及其自動化專業是基于電子技術、電子信息工程而設立的專業,為形成特色教學模式,教師應主動進入兄弟院校以及畢業生用人單位,開展廣泛調研,吸納、歸總育人經驗,及時改進現有教學模式的不足。教師應落實以教興賽、以賽促教的方針,推進專業學科競賽與實踐教學的有機結合,定期組織學生參與電子設計及智能制造大賽,為電氣工程及其自動化專業學生實踐能力提升提供依據[4]。在組織學生參與社會舉辦的多類別專業競賽活動的基礎上,教師還可以組織校內競賽。借助校內競賽開展契機,以導師制教育模式,與企業高級技術人員合作,帶領學生代表參與競賽,在培養高職生綜合實踐能力的同時,提升學生團隊精神。
2.產學研協同育人
根據電氣工程及其自動化專業特點,教師可以借助調研兄弟院校以及畢業生用人單位契機,與周邊大型電氣工程自動化相關企業溝通,簽訂產學研合作協議,完善校外實習基地建設方案,定期將校內學生輸送到校外實習基地現場生產場地、工藝加工場地以及生產銷售環節中,促使高職生對現代企業關于技術人才的需求有更加深刻的理解,并督促學生借助專業實習與實訓機會幫助企業解決生產實際中關鍵問題。在產學研協同育人模式下,教師應積極與合作企業溝通,根據合作企業生產需求,制定實踐教學任務。在實踐教學任務明確后,順序推進任務討論、資料查詢、元器件選擇、原理圖規劃、程序編寫、仿真調試與系統調試環節,強調高職生的參與主動性,促使高職生親身體驗問題發現、處理與解決過程,為高職生工程實踐能力提升提供依據。除了與企業合作外,高職院??梢耘c兄弟院校開展聯合人才培養項目,集成雙方或多方資源優勢,推動電氣工程及自動化專業人才培養進入良性循環[5]。
3.CDIO工程教育
CDIO工程教育(Conceive、Design、Implement、Operate)是一種將做中學理念與項目化教學模式有機整合的模式,將學生主動參與、實踐過程、專業課程進行了有機整合,可以為電氣工程及其自動化專業高職生實際問題解決能力、創新能力提升提供依據。首先,教師可以根據現實電氣工程及其自動化專業企業工作內容,策劃包括電子設計工程實踐項目、電子工藝工程實踐項目、信號處理工程實踐項目在內的若干小規模工程實踐項目,如三相異步電機PLC降壓啟動控制、三相異步電機PLC長動控制等,初步強化高職生對基本工程素養的認識。其次,教師可以基于專業電路、數字電子技術、模擬電子技術、信號與系統課程,對標高職生專業能力培養要求,設置綜合性工程實驗項目,如電子綜合設計、計算機控制仿真綜合設計、發電廠及變電所設計、單片機高級綜合項目、PLC系統高級綜合項目等。其中PLC系統高級綜合項目主要指反映PID控制原理、電機與拖動技術、PLC技術等多項實踐技術聯系的綜合項目,如基于PLC的液位PID控制系統、基于PLC的直流電動機調速系統等。最后,教師可以面向電氣工程及其自動化專業整個教學過程,全面開展職業生涯規劃、認知實習、創新創業項目等活動,培養高職生綜合實踐能力。其中職業生涯規劃主要是在畢業實習前由教師指導規劃職業生涯,并以小規模討論會的形式,培養高職生對職業生涯的認知;認知實習主要是以實地參觀考察電氣類相關企業與企業專家入校講座相結合的方式,可以幫助高職生對專業知識體系以及實踐工作內容具有更加深入的了解;而創新創業活動則是將工程應用鍛煉與綜合性實驗項目有效銜接,在提高高職生就業成功率的同時,為高職生實踐技能個性化發展提供支持。
(三)豐富教學內容
在培養大國工匠這一目標的指導下,教師應落實按需發展、分類培養發展,構建涵蓋基礎層次、專業進階層次、提高層次三個層次的人才培養方案。其中,基礎層次實踐課程為模塊電路設計,主要在一年級下學期開展,包括焊接與拆焊工藝、元器件識別與檢測、基本工具與儀器儀表使用、功能完整的模塊電路設計與焊接(音樂門鈴、數字鐘、穩壓電源、信號發生器等)等[6]。具體課程內容需集成電路理論、數字電子技術、模擬電子技術、電子工藝等,結合校內創新實訓實驗室現有條件,進行針對性調整,一般需涵蓋電子實驗指導書、電工實驗指導書、電工電子實訓指導書、電機與電力拖動實驗指導書等教材。專業進階層次實踐課程為綜合應用與工程實踐,主要在二年級上學期、下學期開展,包括基于微控制器單片機的電子產品設計制作、基于微控制器DSP的電子產品設計與制作等。具體課程內容需集成自動控制原理、單片機原理與接口技術、電力電子技術、傳感器應用、電機與拖動專業教材,并融入往年學科競賽題目[7]。同時結合校內專業課程實驗室、創新實訓實驗室以及重點科研平臺,針對性開展PLC實驗指導書、機器人實驗指導書、運動控制實驗指導書等實踐教材編寫。提高層次實踐課程為拓展訓練及自主創新,主要在三年級上學期開展,包括基于國家發展戰略的電子產品制造、基于專業優勢的電子產品創新等。具體課程需要依托校內實訓基地、校企合作基地工業實際生產現場,因地制宜地開展電力電子技術實驗指導書、電機實訓指導書等專用實踐教材編寫。例如,依托光伏并網發電及儲能實驗室,強化光伏新能源發電產品制作指導教材創新,為高職生后期發展打下堅實基礎。同時教師可以增設涵蓋學術后備人才課程、創新創業人才課程、行業企業人才課程的個性拓展模塊,允許高職生在完成學科專業實訓課程后根據自身實際情況選擇個性拓展課程,為高職生社會競爭力提升提供依據。
(四)注重過程考核
在傳統結果考核評價的基礎上,教師應融入過程評價,增設日常作業、出勤、實驗操作技術報告撰寫、實驗操作過程規范遵循情況、現場實踐問答環節,并明確其在過程考核中的比例,推動過程考核與結果考核評價有機整合,為電氣工程及其自動化專業高職生實踐技能與創新能力的提升提供依據[8]。
四、高職電氣工程及其自動化專業實踐教學的改革效果
經過專業實踐教學改革,低年級學生對課程理論內容理解程度更加深刻,基本形成了電氣工程素養。中年級學生積極參與工程項目實踐,應用多專業課程知識解決實際電氣工程問題的能力顯著提高;高年級畢業生則通過扎實的基本功、熟練的操作技能獲得了多家企業的認可,在企業工作過程中,較快融入角色,使就業成功率較高。
作者:嚴龍珠 鐘方 魏星 單位:江西生物科技職業學院 中共江西省委黨校