提升自动化专业学生工程实践能力的研究

实践能力是指从事未来职业实践的能力、从事专业实践所需的能力以及通过专业实践活动培养的能力。借鉴美国工程教育的定义，认为实践能力包括科学研究与技术开发、构建问题与解决问题、知识整合与信息处理、交流表达与团队协作、工程领导与组织管理五个方面的能力。
大学生实践能力不强的原因包含以下几方面：1.学生自身对实践能力重视不够，对学校组织的实践活动没有兴趣，不积极参与，将精力放在提高专业知识理论的学习上，因为成绩高低对就业和考研影响较大；生活中遇到问题不知道如何与人沟通交流，更缺乏团队协作的能力。2.学校的实训基地条件有限，甚至缺少实习基地，影响大学生实践能力的培养。3.实践考核方式单一,有些课程的实验在课程中的成绩占比较小，学生不在乎；有些课程的设计只交报告就可以及格，没有考核过程。4.教师自身的实践能力欠缺，大部分的教师缺少工程实践经验，多数都是从学校毕业后就进入学校，没有做过工程项目。5.考虑到安全因素，企业单位不愿意接纳没有经验的大学生进行实习，尤其是自动化程度较高的石化、化工等行业；即使进入现场，学生也只能走马观花似的参观，不能进行实际操作。
笔者于2016年对新疆的16家化工、石油、制造业、矿业企业进行了调研，统计数计和调研结果显示，工科院校目前培养的学生普遍存在以下问题：实践能力较弱，企业需要花费大量的时间、财力对这些毕业生进行二次培训，学校培养出来的学生无法满足企业的需求。学生反馈给学校的意见也同时表明，学校的实践教育应该从内容、形式和教学方法上进行改革。
一、基础实践教育平台的搭建
人才培养和教学大纲要求验证性实验、综合性实验和创新型实验应有一定的比例，尤其是创新型实验不能缺少。但目前大学物理、电工电子技术等基础课程的实验大多是验证性实验，学生根据教师的演示进行实验，记录实验结果后去验证学习的定律、理论是否正确。想要打造好基础实践的教育平台，应从实验室管理、教学方法、创新人才的培养上进行改革。
（一）实验室管理
在实验的过程中，可以选拔一些实践能力较强也愿意进实验室的学生，给予相应的实践学分，如每学期让学生自愿参与实验室的管理工作，如元器件测试与归类、测试仪器检查、电子电路的测试、元器件焊接、实验辅导，甚至是开发新实验，让这些学生在短期内成长为“师傅”，做好教师的助手工作。在实验室开放期间，解决其他学生碰到的问题，为低年级学生进行实验辅导。
（二）实验教学方法的改革
实验教学是决定学生实践能力的培养关键，根据教学大纲的要求将实验分成验证性实验、应用型实验、创新型实验，要根据教学班级的要求不同减少验证性实验比例；如自动化专业对实践能力要求较高，应提高应用型和创新型实验比例，这两种实验类型的比例不能低于60%。实验教学应多采用启发式、引导式、问题式等多种教学方法，激发学生的实验兴趣，在实验过程中积极培养和发掘实践能力强、有想法的学生，使他们快速成长为助教，开发新实验，建立有效的实验小组竞争机制，并给予相应的成绩或学分。
（三）创新型人才培养
1.利用大学生创新实验室，依托大学生电子协会和发明协会，积极开展电子EDA软件大赛、电子焊接大赛、电子产品设计大赛等竞赛活动，鼓励学生进行创作发明型实验，鼓励学生积极参与发明专利和实用新型专利申请，积极参加自治区电子创新大赛、挑战杯、全国机器人大赛。通过参加各项赛事，拓宽学生视野，提高学生创新学生能力。
2.设立大学生创新创业基金项目，并赋予学分，让学生在参与教师的科研课题过程中，通过指导教师的训练积累经验；组织高年级学生在教师的指导下完成创新项目的申报、研究和结题工作，从而提升学生的创新能力和科研能力。
二、集中实践教学环节的改革
自动化专业有40多学分的集中实践环节，这些实践课程集中安排在相应的课程学期末的后几周。时间基本固定不变，教学内容、实践内容和教学人员变化不大，学生实践水平提升空间不高。
（一）实践环节的灵活调整
根据自动化专业的人才培养方案，学生的集中实践教学环节时间大多集中在学期末，但学院的实习基地中粮屯河吉木萨尔番茄制品有限公司检修期在6月份，生产期在8-10月，与教学安排时间相差较大。学院应根据企业的生产周期，将生产实习、毕业实习等时间调整到与企业检修期和生产期相一致。特别在企业检修期时，可以将个别班级的电气识图、工厂电气控制及PLC应用实践、电机拆装与维护实训的教学放在这个时段，为学生提供真正的实训实践环境。教师应根据检修情况制定教学目标，与企业的技术人员共同按照要求完成教学任务。在企业的生产期时间，可以将毕业实习、顶岗实习、参观实习有序安排在不同的岗位上。企业接纳剩余的学生，可以将部分学生安排在学院的艾默生数字化工厂实训实验室、工程训练中心，通过仿真、模拟、实践训练完成实训任务。
（二）实践教师师资队伍建设
高水平工程教育师资队伍不能只看科研项目、发表的论文数，更要看学校的师资队伍的学术背景能否支撑工程教育目标。学院教师有80%来自于高校，实践能力大多来自毕业院校的生产实习、参观实习、参与导师的科研项目，缺乏企业工作经历，没有工程项目经验，具有工程经验的教师不足1%。要提高学生的实践能力，首先应提高教师的工程能力，提高双师型教师比例。
1.改进引入机制。从相关的自动化企业聘请技术
员、工程师、高级工程师担任学院实训教师，技术员负责学生的认识实习和参观实习，工程师负责学生的生产实习或顶岗实习、学院和企业的技术交流，高级工程师负责指导本科四年级学生的毕业论文、大一新生的专业导论、本科生的创新创业项目的指导工作。学生实践环节力争做到双导师制。
2.培训现有教师的工程能力。利用假期时间，安排教师进入自动化程度较高企业进行锻炼，如遇到企业的检修期、技术改造、生产线安装调试时期，应调整教师的教学任务，为进企业锻炼的教师提供时间和物质保障。保证学院教师每隔3年有进企业锻炼1年的时间和经历。
3.改变引进教师条件。将新进教师是否具有在企业锻炼至少3年的经历作为入职条件，对于高级工应当适当放宽学历条件限制。
4.根据学院需求和企业发展，聘请一批工程技术人员作为学院兼职教师。
5.引进企业的高级工程师到学院学术指导委员会，参与学院专业建设、人才培养方案的制定与修订工作，指导专业的集中实践环节教学，为应用型人才的培提供合理建议。
（三）实践环节考核
实践环节考核是检验学生实践能力的必要教学环节。实践考核与理论考核不同，单凭一张试卷就能确定学生的成绩。实践考核应从多方面、多角度考查学生实践能力，既要保证公平、公正，又要体现学生实践水平。以电工电子装配实训课程为例，该实训课程的考核分成四个阶段：EDA软件考试、焊接考试、电子电路调试考试、答辩。每一个阶段考试都需要4个监考和评审教师，2位教师一组，对学生同一部分的测试进行现场打分。
对于生产实习，则由带队实习教师与工程师共同对学生的实践过程进行考核。毕业设计的考核，要专门成立由学院教师和企业工程师组成的答辩委员会，下设几个答辩小组，对学生进行全方位考核。
三、校企合作共同培养应用型人才
《国家职业教育改革实施方案》中指出，职业院校应根据自身特点和人才培养需要，主动与具备条件的企业在人才培养、技术创新、社会服务等方面开展合作。学院根据文件精神，开启校企合作项目，率先与新疆铭鼎高科有限公司进行试点合作，对我院的自动化专业的9名学生进行联合培养。
（一）校企合作企业选择
自动化专业在自治区的各行各业应用领域较为广泛，自动化程度较高的有石油、化工、冶金、水处理、烟草加工、汽车装配、瓶装饮料加工等行业。学校地处工业园区，地域条件非常便利，企业欢迎学生进入企业实习，学校也为这些企业源源不断地提供人才。学生1周的参观实习、3周的生产实习期间可在自动化程度相对较低的企业例如酸奶、矿泉水等瓶装饮料加工企业，利用地域便利条件进行参观和认识实习教学。
对于自动化程度较高的企业如石油、化工、烟草加工和汽车装配企业等，这些企业在某些岗位已经使用机器人来替代人工，并且企业已经进入生产期，不能停止生产让学生实践操作，如果只是参观，学生对于自动化的生产过程认识有限，动手实践机会有限。如果这些企业进入检修期，学生、教师可以跟着师傅进行实地检修和操作，特别是自动化程度较高的机器人技术。这需要学校与企业签订相应的协议，在保证安全的前提下，企业工程技术人员可以手把手地带徒弟，也为教师参与企业的技术改造、技术更新，提升工程能力提供宝贵机会。
（二）校企联合培养方式
校企联合培养方式多种多样，可以是一个讲座、一门课、一个实训环节，或者是生产实习、毕业设计，甚至是一学年的联合培养。学校教师的优势是强大的专业理论知识，弱点是工程实践能力；企业的工程技术人员恰恰相反，他们的优势在于较强的工程经验，弱点是缺乏专业理论知识。为了培养出理论和实践结合紧密的应用型人才，就要充分利用学校教师和企业工程师双方的优势资源。例如自动化专业的机器人技术应用这门课，教师可以介绍机器人的定义、构成、应用领域、发展趋势，企业工程师可以利用自身优势现场讲解工业机器人的检修、故障处理，让学生全方位了解机器人在工业中的应用。对于机器人应用实践课，则可以直接放在企业里进行，由企业工程师直接指导。教师进入现场不仅能提升自身工程水平，还能负责学生管理和指导学生撰写实训报告，实现双赢。
学生的毕业设计时间较长，根据学生的兴趣进行专业方向分类和进行双导师指导，对于今后想从事电力自动化方向的学生，可将其分给电力行业的工程师进行指导；对机器人技术感兴趣的学生，可由汽车装配和烟草加工的行业工程师进行指导。教师从撰写论文的角度对学生的毕业论文进行审定，保证学生从实践到理论的知识提升。
对于联合培养时间为一年的学生，应选择自动化设计、安装、调试、技术改造等行业的高新科技公司，学院从大四的学生中按照自愿原则进行双向选择。学院根据自动化专业的人才培养大纲和教学大纲，提出专业培养所需的知识要求和技能要求，并对指导学生的企业工程师提出相应要求。学院要定期组织自动化专业的双师型教师对联合培养的学生在专业课程和实践课程进行理论和实践考核，并给出对应课程的成绩和学分。
（三）教师工程能力提高
工程实践能力是基于生产实践工艺技术提炼而形成的服务于生产实践的外在表现。教师工程实践能力是高等教育为社会服务的本质体现，是高等教育功能的标志之一。提升教师工程能力是提高学生实践能力的必要条件。
1.改革教师职称晋升制度。在职称晋升过程中，将是否具有工程实践经历、是否承担或参与企业工程项目、是否参与产学研项目、是否有科技转化成果等条件作为职称晋升评审的重要条件之一，积极引导教师主动进企业，积极提升自身的工程实践能力。
2.在年度考核中，增加在企业锻炼的考核内容，并进行定性和定量考核。
3.学校出台相应的政策，为教师提供企业锻炼机会，与自动化程度较高的企业签订产学研基地合作协议，引入企业工程师进课堂。表彰和奖励在产学研合作方面有突出贡献的教师。
4.定期聘请企业技术员、工程师进入校园进行技术交流，教师定期进入企业进行实践，了解自动化的生产工艺及技术难题，作为教师科研的研究方向，并将科研成果进行转化。
5.科研审批时向与工程结合紧密的项目倾斜。

表1实践能力评估指标表
四、总结
根据申超研究的工科生实践能力结构八要素：应用知识能力、团队协作能力、沟通表达能力、工程操作能力、研究与创新能力、工程分析与设计能力、工程商务与管理能力、领导力[7]，我们对参与校企联合培养学生的实践能力前五项能力进行了调查问卷评估，问卷按照重要性程度从低到高进行1-5分赋值，统计数据如表1所示。
数据表明企业对学生的团队协作和沟通表达能力比较满意，分值均大于4分；对于应用知识能力和工程操作能力满意，分值接近4分；对于学生的创新能力满意度不高，学院应加大和重视对学生创新能力的培养。
以实践能力为中心，从课程实验、课程实训到生产实习、毕业实习，从实验室到工程训练中心，从校内到企业，从课内到课外，全面提升自动化专业学生实践能力的培养，既符合国家的发展计划，又符合自治区企业对人才的需求。通过不断改进实践教学的方式，学校自动化专业学生的能力不断提升：在自治区举行的大学生电子竞赛中有3组学生分获二等奖和三等奖；在自治区职业技能大赛中一位学生获得了一等奖的好成绩；在全国的机器人大赛中获得二等奖的优异成绩；参与校企联合培养的学生在就业过程中与重点大学的学生同场竞技，信心倍增。我们期待通过不断改进的实践教学改革，让学生的实践能力更上一层楼。