航天特色校建设下高职校电工实训课程体系调整研究

引言

随着我国航天事业由“探月探火”迈向“空间站运营”，大力发展航天产业不仅需要大批航天技术人员和技能型、技术型人才，也需要具备实践能力、创新意识、航天素养的人才。《“十四五”职业教育规划教材建设实施方案》明确指出：“对接产业发展趋势，融入行业新技术、新工艺、新规范”。在此背景下，高职院校可在加强学科专业建设的基础上，学校可结合学校特色创建学校航天特色。譬如某高职校全程参与“南京号”全国青少年科普卫星研制工作，是全国所有职业院校中唯一一家直接参与卫星发射项目的学校，学校拥有航天特色校创建的典型经验。电工实训是高职电气自动化、机电一体化等专业的核心实践类课程，其目的在于让学生掌握电路安装、设备调试和故障诊断的基本技能。传统的电工实训大多只是在进行常规的电学类项目的训练，未涉及到与航天相关的电气方面的教学内容，采取的教学模式也是传统的“教师演示 - 学生模仿”的形式，完全无法教会学生解决复杂的航天问题。基于航天特色的学校该如何构建电工实训课程体系兼顾电工技术本身的技能点与航天特色的融合[1]。

1 航天特色校建设下高职电工实训课程体系现状

目前高职电工实训课程体系在航天特色校建设背景下已初显改革端倪。一方面，在“全国职业院校航天飞行器研制工程与应用邀请赛”等活动中增加了部分学校的电工实训，例如增加卫星电源系统的认知实践环节以及航天器灯光控制等简单的实践环节；另一方面，在产教融合推动下，院校、企业共同创建了联合实训室，企业的工程师参入教学工作，将航天电气设备维修、调试等真实的任务转换成实训项目。例如，南京的某一高职校，在“南京号”卫星研制之后已经将卫星电气系统原理、电源管理等内容融入到电工实训选修模块，组织学生参观校内航天科普基地，使得航天文化与实训教学能够结合；但整体的课程体系中还没有突破传统的形式，也没有真正的让航天特色深入到课程的目标、课程的内容和课程的评价中。

2 航天特色校建设下高职电工实训课程体系现存问题

2.1 课程目标与航天人才需求脱节

以往电工实训课程的目标为“掌握通用电气设备操作技能”，比如：熟悉低压元器件、会装接照明电路、电机控制线路调试等，无法满足航天对电工技能的特有要求。航天电气系统具有高度可靠、高度集成、耐极端环境等特点，人员能胜任卫星电源系统的调试、航天器电缆布线的检查、航天器电子设备的故障诊断等工作，而课程目标没包含这方面的要求，导致学生毕业后需二次培训才能达到企事业单位岗位要求。

2.2 教学内容缺乏航天行业特色与跨学科融合

目前存在的电工实训，都是针对一些单一的电工作业项目的练习，比如“万用表使用”、“三相异步电机正反转控制”等，与真正的航天工程相距甚远。航天技术是多学科交叉，其电气系统中有许多不同学科的知识体系，比如航天技术中涉及到的抗高温电缆的材料知识，涉及到了信息科学里的数据传输电路以及各种控制系统等。但目前的课程依然是围绕着电工技术本身展开，未涉及到其他方面的课程和知识。实训项目大部分属于一种模拟性的或验证性的工作，大多数无法形成一个完整的、有难度的任务。例如：像“模拟祝融号火星探测车控制系统安装”“卫星电源系统故障排查”等综合类的任务较少涉及，导致学生感受不到电工技术在航天中的实际应用[2]。

2.3 教学模式难以支撑航天工程实践能力培养

传统的电工实训教学都是“老师讲理论—演示步骤—让学生跟着做”，学生全是跟着老师身后学东西，没有任何独立去解决问题的能力；在航天工程中，整个项目的人员都是需要去参与全流程的技术管理，需要方案细化和优化、需要同各团队一起协同工作等。但在实际的教学中，只有少数学生完成了“按图接线”单独工作任务，无法培养他们未来的专业实践能力，更不用说其他诸如工程设计、团队协作、过程监管等方面的能力。此外，实训多在实训室开展，缺乏航天科普基地或企业实景环境下的沉浸式体验，学生难以充分理解航天设备的组成结构与工作环境。

2.4 评价体系单一，忽视综合能力与航天素养

目前的电工实训评价主要依据“操作结果”给学员打分，例如看其是否能完成某项照明电路的安装、线路故障排查的正确率等，却忽略了学生的过程表现、团队协作情况和创新意识。与此同时，在我校进行航天特色校建设时，对学生的评价要求是培养其具备航天人的意志品质，即需要对爱国情怀、团队协作能力、创新能力等综合素质进行考察和评价。然而，现有的评价方法既无法体现学生整体的航天素养，也满足不了我们当前培养特色人才的需求[3]。

3 航天特色校建设下高职电工实训课程体系调整依据

3.1 政策与行业需求依据

《国家职业教育改革实施方案》指出，“职业教育要对接产业发展需求，深化产教融合、校企合作”。根据国家发改委制定的《国家职业教育改革实施方案》，航天产业作为国家“十四五”期间发展的重要战略性新兴产业，在十四期间规划中明确提出，要“加强高技能人才培养，完善院校与企业协同育人机制”。从岗位需求调研结果显示：85%的航天电气相关岗位均需“掌握航天电气设备调试技能”“具备跨学科协作能力”“了解航天工程基本流程”等资格要求，为课程体系调整指明了具体方向。

3.2 院校实践基础依据

该高职校在开展航天特色建设方面的实践，为学校课改夯实了实践基础。学校拥有高水平的专业化教师队伍，其中有6 名教师参加了“南京号”卫星研制；具备专门的教学条件，有专门的航天科普基地、卫星模拟实验室、校企联合实训室等教学条件，能够开展航天特色实训教学；已有《航天电工技术基础》等校本教材，以及“模拟卫星电源系统安装”等实训项目的设置先例，部分课程能够承接竞赛项目的训练工作。另外，该校参加过“全国职业院校航天飞行器研制工程与应用邀请赛”，可尝试与该项目相关的技能训练，如模拟构件装配等技术手段和装备样型[4]。

3.3 学生发展需求依据

该校对 2023 级电气类专业 200 名学生的问卷调查结果显示：该校约七成学生对航天十分关注，超过六成的学生期望能够参与到航天相关的实训，其中将近六成学生左右认为：学习好航天电工技能有利于提高自身今后的就业能力。随着学生对航天特色的实训需求和期望以及“学以致用”，以及“参加真实的工程项目”等真实世界的需求，推动学校调整课程体系。

4 航天特色校建设下高职电工实训课程体系调整策略

4.1 重构课程目标

从“航天岗位需求”出发，构建“三维一体”的课程目标体系，实现通用电工技能、航天专项技能以及航天素养的协同发展。第一，技能通用电工技能目标：能熟练使用电工工具；识读低压元器件；绘制电气线路图；能够按图布线及安装；会排除常见故障；符合《电工国家职业技能标准》（中级工）的要求。第二，掌握航天专项技能目标——航天电气系统（包括卫星电源、航天器照明和火星探测车等）安装、调试和故障诊断技能，熟悉模拟航天电气项目全流程实操。第三，航天素养目标是：爱党爱国，发扬“自力更生、艰苦奋斗、大力协同”的航天精神，具有跨学科学习和实践能力、团队协作精神和创新意识，例如，“卫星电源系统实训”模块目标为：“能够完成模拟卫星电源系统的安装与调试、理解航天电源系统的抗干扰设计原理、具有为完成本团队任务承担责任、为创新敢于做第一个吃螃蟹者的意识” [5]。

4.2 优化教学内容

4.2.1 构建“基础技能 + 航天专项 + 综合项目”三层内容体系

第一，基础技能层保持原有的“电工工具使用”、“低压元器件认知”、“基本电路安装”等内容，在教授给学生通用电工基本功的基础上穿插一些航天案例，如介绍“熔断器”的时候对比普通的工业熔断器和航天熔断器的区别（比如能经受一定的温度和振动）。第二，建设航天专项模块，比如“模拟卫星电源系统安装与调试”、“航天器灯光照明系统功能分解与线路设计”、 “模拟航天器电缆布线与测试” “航天电子设备故障诊断与维修”等实训模块；根据航天岗位真实的任务设置每一个模块，并参考航天企业技术规范要求。第三，开展跨学科学习，比如基于真实情境下的“模拟祝融号火星探测车控制系统设计与实现”综合项目，要求学生运用电工技术、信息技术和机械技术去完成综合项目的设计与开发，实现多学科的知识整合。

4.2.2 更新教材与教学资源

编写《航天电工实训教程》校本教材，将“南京号”卫星电气系统案例，航天企业真实故障排查案例编入书中；制作航天电气设备三维模型及仿真动画 （ 如：卫星电源系统工作原理动画），让学生观看感受更为直观；收集航天行业标准（ 如《航天器电缆设计规范》）等融入实训指导书，保障教学内容的对标性。

4.3 创新教学模式

基于航天工程实践流程，构建“课前预练 - 课中训练 - 课后拓练”三阶段、“任务准备- 导入探析- 规划协作- 展示评价- 应用拓展- 总结反思”六环节的项目化教学模式，具体实施如下：

4.3.1 课前预练阶段

第一，任务准备。教师利用超星平台发布航天项目（“模拟卫星电源系统安装”），上传相关资料（航天电源原理视频，行业标准等），然后由学生组建三人到四人的学习小组（即项目小组），确定项目组长、电路设计员、调试员、记录员四个工作岗位，并且做好各岗位的相关工作。第二，导入探究。学生调研航天项目案例，看卫星发射视频，并分析任务要求，提出自己的初步方案。老师通过线上的答疑，让学生自主思考“航天电源系统与普通电源系统的差异”引起学生兴趣。

4.3.2 课中训练阶段

第一，与学生开展头脑风暴活动，制订详细实施方案 （ 电路设计、材料清单、时间节点等）， 并在实验室或航天科普基地中实践，老师巡回指导，重点考察学生是否按要求执行相关航天规范（ 例如电缆布线的抗干扰要求等）。第二，公布成绩。各组介绍作品情况（如：电路安装效果、调试的数据等）说明设计思路和解决的问题。老师以航天行业标准进行点评，同学之间开展互评，着重评价方案的创新点、操作是否符合规范及团队合作的表现等方面。

4.3.3 课后拓练阶段

第一，结合课程所学知识，将所思所想应用于拓展实践，既可以开展项目的改进优化，例如思考如何提高模拟卫星电源系统的稳定性；也可以进行新项目的开发设计，比如设计模拟航天器应急供电系统。第二，通过团队撰写、总结反思，教师搜集和反馈学生的项目报告，并在反思的基础上再次优化。利用学校独具特色的航天资源组织学生前往学校内部航天科普基地、卫星研制实验室了解真实航天设备以及到航天合作企业的电气设备调试项目学习，实现“教室—基地—企业”场景共融。

4.4 建立分层多元评价体系

4.4.1 评价维度多元化

构建“专业技能 + 航天素养 + 过程表现”三维评价维度。第一，一是从专业技能的角度考察学习者电工线路连接的准确度、故障排查的速度、操作的规范性以及对于航天专项，卫星电源系统的调试精度操作技能的掌握情况；二是从航天素养的角度考查学习者的爱国情怀、团队协作能力、创新意识等；三是过程表现维度，主要记录了课前是否积极查寻资料了解相关的航天标准、课中能否与同学团结协作，课后能否开展相关的学习探究。

4.4.2 评价主体与方式分层化

第一，评价主体是评价者，采取“教师评价 + 学生互评 + 企业评价”的形式，分别对学生专业技能、过程表现、团队协作、创新意识及项目成果的行业适配性等内容做出评定。第二，评价方式上针对学生差异进行分层评价，基础层的学生完成规定的任务即可达标，进阶层学生提出对规定的任务优化改进的方案达标；卓越层的学生需要针对规定的任务加以改进，并且自己进行设计创新项目，完成后再结合教材相关内容补充说明。比如“模拟卫星电源系统实训”评价，基础层完成“正确完成线路安装和基本调试”任务即达标；进阶层分析调试数据提出至少一条优化建议；卓越层完成设计“模拟卫星应急供电模块”，请企业工程师点评三个不同层级的教学成果。

5 结语

航天特色校建设下高职电工实训课程体系调整，是职业教育对接航天产业需求，寻求差异化发展的有效方式之一。以重构课程目标，优化教学内容，创新教学模式，完善评价机制为途径，搭建了“航天特色鲜明、能力导向清晰、产教融合紧密”的课程体系，并将其应用于一定的教学范围内，发现该体系能够解决部分传统课程与航天人才需求脱节的问题。新课程体系的调整有利于强化学生专业技能、航天素养和就业竞争能力，支撑航天特色校建设，也可以为后续相关学校的发展提供借鉴。

参考文献：

[1] 林廷艺 . 新工科背景下电工实习教学改革探究——以贵州理工学院工程训练中心为例 [J]. 贵州农机化 ，2020，（02）：36-38.

[2] 沈彬彬 . 理实一体化教学对高校电工电子课程的重要性研究 [J]. 大众标准化 ，2020，（20）：32-33.

[3] 时慧喆 ， 贝广霞 ， 蒋忠赟 ， 等 . 电工电子实训在工程实训课程中的探究 [J].科技风 ，2022，（03）：22-24.

[4]张圆圆，王跃飞，庄远，等.面向工程能力培养的“电工电子实训”课程改革[J].装备制造技术 ，2022，（06）：193-195+198.

[5] 周鹏 ， 刘伟 ， 李尧 ， 等 . 电工电子技术基础课程的混合式“金课”教学模式构建与实践 [J]. 物联网技术 ，2022，12（03）：143-146.

论文来源于课题：建设航天特色校背景下的《电工实训》课程项目化教学改革实践与研究编号：ky202433。

作者简介：蒋可可，（1986-9 ）男，民族：汉，人，南京机电职业技术学院讲师，主要研究方向： 从事电气控制技术。