首页 -> 2008年第2期
谈电气自动化专业课程体系的构建
作者：叶斌元 徐月华 余蔚荔 杨 阳
关键词：电气自动化专业；课程体系
电气自动化专业是一个宽口径专业，学习的内容多，覆盖面广。对学生而言，由于不清楚与本专业相关的工作任务环境和典型技术主线，感觉每一门课程都很重要，每一项技术都是重点，学生对自己未来的职业道路通常会感到迷茫，对学习的重点难以有效把握。对教师而言，培养学生的职业能力包括三个方面，即完成工作任务需要采取的动作、行为及所需要的知识，因此应该对工作任务及过程有更深刻的认识。为了解决这个问题，我们以职业教育学“基于职业属性的专业观”和“基于工作过程的课程观”作为理论指导，在专业培养目标上满足职业要求，在课程体系的构建上以相关工作任务和过程分析为基础。课程设置必须与工作任务与职业要求相匹配，并以工作任务为中心选择、组织课程内容，以完成工作任务为主要学习方式，尽早让学生进入工作实践，逐步实现从学习者到工作者的角色转换，并最终为学生的终身职业生涯发展做好准备。
工作任务分析
与电气自动化专业相关的工作任务涉及很多细节，我们采取的分析策略是由整体到部分，由面到点，从四个不同的视角进行深入分析，可以归纳为“抓主线，找共性，补漏洞，挖细节”。其中“抓主线”是从工作任务客体的视角，对主流工作任务及其客观要求进行分析；“找共性”是从工作任务主体即人的视角，对学生完成工作任务应该具备的要素进行分析；“补漏洞”是从找问题的视角，对当前电气自动化专业课程体系中存在的与企业工作任务要求不适应的问题进行分析；“挖细节”是从课程体系开发技术的视角，对构建课程体系过程中出现的一些细节问题进行处理。
（一）主流工作任务
电气自动化专业培养的毕业生，其未来职业道路有两个主要方向。一是电子技术员，主要工作于弱电环境，从事电路板的设计、焊接、调试、维修等工作；另一个是电气技术员，主要工作于强电环境，从事电力供给、自动化设备（或生产线）设计、安装、调试、维护等工作。调查表明，学生在工作时，往往只能选择其中的一个方向，但在教学中，学生两方向的内容都要学。考虑到工作实际需要，我们建议学生根据兴趣选择其中的一个方向作为未来职业发展方向进行深入钻研。
经过对广州、深圳等多家大、中型企业的调研，发现要胜任当前企业的电子类技术（或技术开发）工作，作为技能型电子工程师（或技术员）必须掌握的内容有：电路基本理论、电子元器件封装形式、EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）、数字集成电路、单片机软件和硬件及CPLD/FPGA。其中CPLD/FPGA属于高级技能，需要经过高级培训和实践方能掌握。要胜任当前企业的电气类技术（或技术开发）工作，作为技能型电气工程师（或技术员）必须掌握的内容有：电力系统、供配电、AUTOCAD、电机、数控机床、变频器、继电器与PLC控制等。
（二）完成工作任务的必备要素
作为学生个体，完成工作任务应具备的要素可以概括为三个方面：获取及消化相关资料的能力、专业技能和良好的职业素质。有趣的是，其中第一个要素最重要，却往往被忽略。在企业工作，如果没有相关资料，是很难完成高水平工作任务的，而资料是要自己去寻找并消化的，所以获取及消化资料的能力显得尤为重要。
由此得到两点启示：一是新构建的专业课程体系仍应保留部分传统意义上的学科课程，全部推倒原来的学科课程，重建项目课程体系是不现实的。项目课程的建设是一项系统工程，应由小到大、由点到面、循序渐进地进行。如果把学科课程作为项目课程的补充资料，既能发挥学科课程系统性强、方便归纳与检索的优势，又能培养学生获取及消化相关资料的能力。例如，原有专业课程体系中《PLC》、《液压与气动》、《检测与转换技术》三门课程的知识，是在工作岗位上综合应用的，因此新的课程体系开设了一门综合性的项目课程《电气自动化系统设计》，并且仍然保留了《PLC》、《检测与转换技术》两门原有课程，（适当缩短学时）。
第二点启示是考试方式改革，在有些科目上，将传统的闭卷考试改为开卷考试。如果学生查阅书本会做（当然题目应增加难度），应当认为是合格的。因为工作的时候是可以翻看书本和查阅资料的。开卷考试将学生由应付考试（闭卷）的被动机械记忆学科课程资料引导到理解和消化学科课程资料的主动学习中来，并直接培养学生走进为兴趣而学习和完成工作任务的正确途径。
（三）专业技能培养的薄弱环节
通过分析多家企业电子技术员岗位技能要求，我们发现按照现有的人才培养方案培养出来的学生，在专业技能上存在薄弱环节，具体表现在以下几个方面。
集成电路应用能力差电子类企业中集成电路得到了极为广泛的应用。例如，传统的收音机电路就集成在一个芯片上，其外形尺寸只有6×6×0.85mm大小，可以广泛应用于手机、MP3等便携式产品中。学生专业技能的薄弱环节表现为对集成电路的应用能力差，不能举一反三，本质上没有掌握集成电路的应用技巧与方法。
对硬件电路朝着柔性化、智能化方向发展缺乏深刻认识现在的电子产品基本上离不开微处理器（或单片机）以及可编程逻辑器件的使用。数字电视、空调、冰箱、洗衣机、数码相机、手机、笔记本电脑、MP3、智能仪器仪表等等，都使用了单片机进行智能控制。可编程逻辑器件（如FPGA、CPLD）则适合于时序、组合等逻辑电路应用场合，它可以替代几十甚至上百块通用IC芯片。这种芯片具有可编程性和实现方案容易改动的特点，由于芯片内部硬件连接关系的描述是通过编程实现的，因而在芯片及外围电路保持不动的情况下，可以通过更改软件实现不同的功能。学生虽对单片机的使用有一定认识，但缺乏深度，对可编程逻辑器件的使用则基本上是空白。
不熟悉电子元件的封装形式目前广泛使用的电子元件的管脚越来越密，体积越来越小，封装形式多种多样。例如0402是目前企业常用的电阻、电容封装形式，与传统的直插式电阻、电容在形状上完全不同。电子元件封装是完成电子产品设计的必要条件，不清楚封装形式就无法完成PCB的设计。此外，在维修、焊接这类电子产品时也会出现很多麻烦和问题，如缺乏辨识能力和焊接技巧等。
EDA技术应用能力差设计一个简单的电子产品，其工作任务包括原理图设计、PCB设计、焊接、编程和调试。学生在原理图设计和PCB设计上，距离企业要求差距很大。造成这种现象的原因是学校对EDA技术重视程度不够、教学学时不多、内容难度偏低、EDA教学与电子技术类相关课程严重脱节等方面。EDA技术主要用来设计电子线路图纸，包括原理图和PCB图。常用的设计软件有：Protel、OrCAD、PowerPCB、Candence等等。调查表明，电气自动化专业的学生对EDA技术的掌握明显不如对AUTOCAD技术（用于设计机械图纸）的掌握。EDA技术是电子技术课程理论与应用实践相结合的重要桥梁，但是在电子技术类课程的教学中，没有把电路设计与EDA技术融合在一起，造成从学校、教师到学生，未能对EDA技术足够重视，以至于相关专业的大学生毕业后连简单的电路图都不能自己设计。
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