跨学科工程师培训技术

试论“卓越电气工程师”专业知识要素及培养

论文摘要：结合国家教育部“卓越工程师”试点专业的教育培养目标，针对电气工程专业许多本科毕业生缺乏必备、扎实的专业知识，不能较快适应企业的上岗要求的现状，提出了学生经过大学阶段学习后所应具备的专业知识要素，探讨了在本科教育阶段培养这些知识要素的意义和做法。 论文关键词：卓越工程师教育；专业知识要素；多方向定向培养 随着科学技术和社会经济的发展，现代工程需要一大批能综合应用现代科学理论和技术手段，懂经济、会管理，兼备人文精神和科学精神的高素质工程技术人才。然而长期以来高等教育人才培养与社会需求脱节现象比较严重。首当其冲的问题是：许多本科生毕业时仍很缺乏必备、扎实的专业知识，不能较快适应企业的上岗要求，有的甚至长期没法适应企业岗位要求而另寻出路。而持续的问题就是科技工程领域缺乏高素质工程技术人才。针对这种现象，国家教育部在2010年度启动了工科专业“卓越工程师”教育培养计划。浙江科技学院电气学院（以下简称“我院”）电气工程及其自动化本科专业成为教育部首批试点专业。根据教育部的人才培养改革思路和企业界对人才的要求，围绕“卓越工程师”的要素构成，工科专业人才的培养目标发生很大变化。同时相应的培养模式和对学生知识能力的要求也必然随之而变。目前各校“卓越工程师”试点专业基本上都是借鉴“CDIO”教学理念，结合本校教学目标定位来制定相应的“卓越工程师”知识、能力和素质教学培养大纲。其目的都是希望让学生通过高校的培养阶段，初步具备一名工程师所应有的知识、能力和素质，较快地适应工程师岗位要求，为将来成为“卓越工程师”打下良好基础。CDIO培养大纲将工程毕业生能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力及工程系统能力四个方面。那么作为培养工程师的摇篮——大学，为了培养学生能成为将来的“卓越工程师”，在工程基础知识即专业知识教育方面应考虑哪些因素是值得思考的问题。本文就这个问题，探讨了“电气现场工程师”专业知识要素及其培养方式，其对应的教学环节也已在我院电气工程及其自动化教学培养计划中得以体现。 一、“卓越电气工程师”的专业知识需适应地方相关产业对人才的需求 目前我国存在着两类地方高校，一类是脱胎于中央部委的部属院校，这些学校往往有着较强的行业背景（教育部直属院校除外），比如湖南工程学院原隶属机械工业部，其中电气专业培养的学生面向机电行业，但主要服务于电机制造产业。这些学校由于办学的历史经历，一些专业培养的学生为某一特定产业服务的痕迹仍然很深。而另一些是新兴的地方高校，这些学校一般不具有行业背景，即使一个专业培养的学生也会在多类产业领域工作。我校就属于这类地方院校，电气专业培养的学生主要是为浙江和华东地区经济发展服务。但是本地区电气行业的特点是中小企业和民营企业多、电气产品和产业类别多。例如有电机与控制产品制造产业、电源及电力电子产品制造产业、电器制造产业、电力系统设备制造产业等。这种很具特色的电气产业结构，决定了地方对技术人才知识需求多样化的特点。作为地方高校来说，培养的人才主要是为本地区经济建设服务，因此应把握地方工业发展的脉搏。根据浙江省的电气行业的特点，在制定教学培养计划中，专业知识教学体系的构建就不能仅偏重于某个特定制造行业。否则，学生毕业后就业适应面就窄，也就有可能学而无用。但是电气学科是一个大学科，制造产业涉及的知识，即使是工程基础的知识，其范围也很广，学生在高校学习期间根本不可能覆盖。因此，按多个方向设置专业知识模块来构建知识培养体系是比较好的方法。具体做法是：在高年级阶段让学生选择其中某一方向的知识模块学习，并引导学生分流选择，使几个模块都有学生选择。可以说这是一种多方向的定向培养模式。这样可以使培养的毕业生能基本覆盖本地区电气行业的各种产业，满足电气行业不同制造业对未来“工程师”的需求。以本校电气专业制定的“卓越工程师”教学计划为例，专业课程体系是由三个专业方向模块和一个辅助跨学科模块构成：电机与控制技术类、可再生能源与电能变换技术类、供配电与高低压电器技术类及电子与计算机网络通讯类。前三个模块属于强电模块，后一个模块属弱电模块。这些模块包含的知识基本覆盖了本地区电气行业所需的工程基础知识。当然对学有余力的学生也允许其多选一个模块或相应的模块课程学习。需要说明的是，是否要按方向构建知识培养体系，应根据地方高校所在地区行业特点而定。如果本地区的电气行业没有多类别的产业，这样做反而可能使学生失去了学以致用的机会。 二、“卓越电气工程师”应掌握比较完整的工程基础知识体系 专业知识是指从事某一专业工作所必须具备的知识，一般具有较为系统的内容体系和知识范围，掌握专业知识是培养专业技能的基础。但许多高校学者长期以来都强调人才培养要宽口径，厚基础。所谓宽口径一般指学生在大学学习期间要学习掌握多学科的知识，包括其他跨学科的工程技术知识，并认为这样培养的大学生适应性更强。因此，大学里往往给学生开设了许多跨学科的课程，学生学习的知识杂而多，但恰恰本专业的直接面向工程实际的课程却不开设。例如本校电气专业以前实施的教学计划中，就没有“电工材料”、“电磁兼容技术”、“电力保护及电力设备”等工程技术性课程，学生毕业后根本没有这类知识概念。有些人认为，培养应用型专一人才好像是专科学校的任务，本科院校就是培养宽口径，厚基础的万金油人才。然而，这种思想和做法已不符合当今社会对本科毕业生人才要求。首先，拿本地区而言，电气行业中多是中小企业和民营企业，在这样的企业中许多没有岗前培训机构和培训计划，也没有师傅带徒弟的见习制度。这些企业希望毕业生一进企业就能很快上手，这就要求毕业生首先要具有比较完整的专业基础知识。但按照培养宽口径，厚基础人才的做法多年实践下来，发现企业并不十分看好所谓的“宽口径，厚基础”的人才，因为这些“人才”到了一个企业后需要花较多时间熟悉企业产品的知识，这往往会使企业感到“等不及”。如果“人才”的自我学习能力也欠缺，较长时间不能适应，那更不会受企业青睐。因而这种情况迫使企业更倾向于吸收工作多年的、有经验的`人才。显然，按多方向定向培养的思路，建立比较完整的、方向性的工程技术知识教学体系，才能使学生掌握某个产品行业比较完整的工程基础知识，以适应企业和社会的现实需求。例如为电源和新能源技术制造业培养人才，就需要进行电工材料及电工工艺学、新能源和电能变换技术、电磁兼容技术等配套知识的教学，让今后从事该行业工作的学生具备有该行业产品的知识背景，从而能达到企业“上手快”要求。目前我校电气专业新的“卓越工程师”教学计划就设置了方向模块内知识联系密切的课程。

跨学科整合的一种教育方法。在发现和解决实际问题的过程中，单一学科的知识和方法不够用时，才产生跨学科的需要。但是，仅用单一学科就可以发现和解决的实际问题大量存在，没必要为了形式上的跨而跨。无论如何，单一学科核心概念的理解和掌握是基础，离开了学科基础，跨学科也很难开展。

跨学科指的是超越一个单一的学科边界而进行的涉及两个或两个以上学科的知识创造与传播活动；是指通过整合两个及更多学科或专业知识体系的信息、数据、技术、根据、视角、概念以及理论，以促进基础理解或解决单一学科或领域难以解决的问题。

跨学科的实施

在我们的语文、数学教学中，语文的教学，能提高学生的阅读能力、理解能力、审题能力……等等，在语文学科知识与其他学科知识的融合中，并没有要求由其他任课教师在自己的课堂上进行融合，是由学生自主融合的。数学的教学，能提高学生的计算能力、逻辑思维能力……等等。

在数学学科知识与其他学科知识的融合中，并没有要求由其他任课教师在自己的课堂上进行融合，是由学生自主融合的。这两门学科，都收到了跨学科知识融合的良好效果。因此，学生是创新教育跨学科知识融合的主体，我们应该充分相信学生，把创新教育跨学科知识的融合交给学生去完成，才能收到事半功倍之效。