自动化专业工程应用能力培养的探索

王 琦，白建云，孙竹梅，李 昀

(1.山西大学工程学院，山西太原030013;2.上海电力学院，上海200090)

我校自动化专业通过多年的教学研究和实践，逐步摸索出一条行之有效的突出工程训练的自动化专业人才培养途径，并在教学过程中得到落实。学生的培养质量显著提升，电力生产的工程实践能力得到企业的认同。

1 思路方法建设

1.1 营造教研氛围

营造什么样的教学研究氛围，能够调动教师的教学研究积极性和教学改革的主动性，是我们首先需要解决的问题。

为了推动教学研究，学校在政策上有针对性地进行了调整，即在关乎教师发展、荣誉和收入等多方面，将教学研究项目纳入考核体系。职称评聘强调教研成果、评优评先教学质量一票否决和绩效改革突出教研考核等一系列政策扶持，使得围绕教学质量提升的教研活动成为教师积极参与和乐意付出的教学工作。

1.2 探索培养途径思路

笔者认为应依照三个步骤探索学生工程应用能力的培养途径:①借鉴国内外名校经验，逐步定位自动化专业的突出工程能力培养的课程;②走访现场，了解电力行业的工程实践，明确本行业工程能力的具体指向;③在自动化专业课程体系中确定2～3门系统性强、工程实践性相对较强的课程，融入工程理念和工程训练。

1.3 创造教学改革的软、硬条件

教与学是师生互动的过程，要在教学过程中充分发挥教师的组织和引领作用，教师本身的工程实践能力训练需要不断强化［1]。在突出工程应用能力培养的教学过程中，工程实践所涉及的仪器设备等条件也是不可或缺的保障。实验实训场地、硬件条件和教师的训练，需要学校的支持，财政的投入和教师的时间精力投入。

2 培养方案的制定

2.1 明确专业、行业工程实践的能力需求

为了紧密联系学生从业行业，能力培养体现行业的需求，开展毕业生的知识结构、能力结构需求调研。通过走访发电企业、毕业生用人单位，问卷调查等多种形式，从毕业生的工作岗位和主要工作任务角度汇总其胜任工作应具备的知识和能力要素。

自动化专业毕业生应具备《2012本科专业目录》所要求的知识和能力。对于热控工程技术人员的培养，则更要强调下述知识能力要素。

⑴熟悉电力生产的专业理论;熟知电力生产的安规、检规、技术管理法规、仪表检修工艺规程、仪表校验规程、热控监督规程。

⑵熟知各类热控仪表及设备的原理、构造以及检修、调试方法及质量标准，熟知热工测量及控制系统安装技术要求。

⑶能识读并绘制较复杂的热工仪表工作原理图、热工信号图、顺控与保护装置原理图、热工自动装置原理图、安装接线图及零件加工图。

⑷能进行压力、流量、温度、水位等测量系统的设计、选型工作。熟练完成压力、流量、温度、水位测量系统的大、小修及调试、校验和运行维护工作。

⑸能进行DCS和DEH系统的大、小修工作，及修后的调试投运工作;能进行系统的各种试验，系统参数的整定与计算;能准确分析系统出现的问题及各控制回路中的缺陷，并提出改进措施;能对系统进行组态修改。

2.2 调整人才培养方案等教学文件

在明确面向电力行业的自动化学生知识、能力培养目标的基础上，逐一落实各知识点和能力要素的课程归属，明确能力要素的培养目标和训练方法。确定突出学生工程应用能力培养的自动化专业人才培养方案，课程教学大纲和教学计划。

教学大纲的调整重在阐明课程的培养目标对于工程应用能力提高的贡献，即强调理论知识向实践能力的转化，包括转化的方法，凭借的手段及载体。换言之，是将课程的知识点放在测、控系统里讲解，将知识点与系统工作有机结合，通过系统实践需求促进知识向应用的转化，引发知识的横向贯通，帮助学生建立系统化的概念，树立点面结合、顾全大局的工程应用思想。

教学计划的调整强调电力生产测控系统的构建和控制装置的应用。开发并优化“分散控制系统”、“PLC及应用”和“现场总线技术”等突出工程应用能力训练的装备类课程和相关的实践环节。

如:优化了“PLC及应用”和“分散控制系统”两门课程的理论教学和实验教学的比例，增加学生的实验动手机会。在课程学习的过程中，学生基本具备小型控制系统(如交通灯控制系统、水箱液位控制系统)的软硬件组态和调试能力。

从工程应用能力进阶培养角度出发，与装备类课程配套，将以往纯控制方案设计型的“过程控制系统课程设计”和“顺序控制系统课程设计”两个实践环节，调整成为融过程控制系统设计和DCS组态为一体的“过控系统课程设计”，以及融顺序控制系统设计和PLC组态为一体的“顺控系统课程设计”。指导教师根据实验设备的具体情况，开发课程设计任务，要求学生根据任务要求完成测控系统的设计、组态，并实际调试。在测控系统构建过程中，学生要完成测、控信号的连接，控制模块的选择、安装，控制网络的连接，控制组态调试等工作。经过控制系统软硬件组态、调试和功能实现的实践，学生的系统设计能力、设备选型统筹、系统集成和系统调试能力显著提高。突出能力训练的实践环节将自动检测技术、自动控制理论和自动控制系统的调试等知识紧密联系在一起，达到工程应用能力培养的目的。

3 培养体系的建立

3.1 建立全面深入的校企合作机制

由于我校的电力行业背景，使得学校和企业建立了具有实质意义的校企合作机制，企业从学校招聘毕业生，接收在校学生的生产认识实习、毕业实习和教师现场培训［2];学校为企业培训入职新员工，负责企业人员的知识更新，教师参与企业的技术攻关和系统改造，校企联合申报课题和专利等。互惠双赢的合作机制成为可持续发展的合作途径。

3.2 建立高水平的工程训练中心

为了确保学生的工程训练的覆盖面和训练水平，我校自动化专业根据电力企业同类设备的应用情况及应用水平，购置了西门子、罗克韦尔、FESTO以及博世力士乐等国际化大公司的先进设备，并建成了西门子先进自动化联合示范实验中心、罗克韦尔自动化电力行业示范中心等工程训练中心。从被控对象、测量变送器到控制装置，实现了测控设备的系统化。训练中心的设备配置水平既可以满足学生的简单项目训练、复杂系统实现，还可以用于教师的科研项目开发，为师生的工程应用能力训练提供了较好的硬件支持［3]。

3.3 与国际化大公司开展教育合作

在控制工程中心建设过程中，通过积极与西门子、罗克韦尔和博世力士乐公司的大学项目部沟通，确立大学项目合作关系，既得到设备的价格优惠，又得到一定量的软、硬件赠送，还得到多人次的教师技术培训和优秀学生奖学金，实现工程中心建设的利益最大化。更可喜的是，基于工程中心的设备配置水平和自动化专业学生PLC训练的开展情况，自动化系得到了西门子公司培训认证的授权开展认证工作。自动化专业的学生不仅能够在西门子的设备上完成各种功能的系统设计、编程和调试，还可以通过考核获得全球认可的西门子PLC工程师证书。

3.4 鼓励学生参加专业竞赛和科技创新活动

我校依托自动化协会，组织学生开展科技创新活动、进行专业能力训练。通过科技创新项目，促进学生的创新思维和动手实践。如太阳能发电逐日系统等创新项目由自动化系拨专款资助，从功能设计、器件选型到安装调试均由学生自主实现。我校这些科技创新活动调动了自动化协会乃至全系学生的参与热情［4]。

此外，自动化系还选派选手参加西门子成罗克韦尔公司组织的专业技能大赛。学生的课外活动工程能力训练效果日渐显著，“小投入，高效益，大回报”是学生课外科技创新活动意义的高度概括。

4 结语

综上所述，突出学生工程应用能力培养的人才培养模式，不仅仅局限于教学环节的改革和实践，更涉及了教育资源、教育环境和教育渠道等诸多方面拓展［5]。真正的系统工程，需要以大系统的高度设计和实施，选对路子，才能使教师和学生充分的施展，突出工程应用能力的培养才能成为可能，才能形成规模，成为值得借鉴的培养模式。

［1] 王贵和，吕建国.工科大学生工程意识的内涵与培养途径［J] .北京，中国地质教育，(4):62-64，2006.

［2] 黄道平，胥布工，乔连芝.产学研结合创新人才培养模式探索与实践［J] .南京，电气电子教学学报34(4):11-12，2012.

［3] 李俊.卓越工程师培养创新实验平台建设［J] .南京，电气电子教学学报，34(6):81-82，115，2012.

［4] 周杨.以人才培养模式创新为核心深化本科教育教学改革［J] .北京，中国大学教育，(4):4，81，2011.

［5] 杜慰纯，雷庆，庄子惠.加强校企合作创新人才培养模式百年工程教育研究的主题演进可视化分析［J] .长春，现代情报，33(5):66-69，2013.