基于工程教育專業認證的電氣自動化專業課程大綱的改革與實踐①

謝永華 王金聰 張澎濤

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?結合我校辦學理念和專業培養目標，對照工程教育專業認證的畢業要求，以運動控制系統課程設計為例，分析課程大綱中存在的問題，構建畢業要求指標點與課程培養目標的對應關系，從課程內容和質量教學閉環等方面出發，對課程大綱改革并提出持續改進，為進一步加強我校電氣工程及自動化專業建設起到促進作用。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?工程教育專業認證;成果導向;課程大綱

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）13-0072-02

隨著科學技術的進一步發展，各企事業單位的電氣自動化技術程度都有了明顯的提高。特別是近幾年來，電網的迅猛發展以及企業對生產線進行技術改造和引進，大大提高了電氣自動化技術的程度。企、事業單位使用的生產設備和主要技術大多采用引進與自行開發相結合的方式，迫切需要具有扎實的電氣工程基礎和專業技能、具有一定的工程實踐和解決復雜工程問題的能力、具有交流與團隊合作能力的應用型技術人才和管理人才。

自2007年以來，我國教育部在一些高校啟動“工程教育專業認證”試點以來，已有500多個專業點通過了“工程教育專業認證”。在此過程中，越來越多的高校對工程教育專業認證工作表示認同。 在工程教育認證中，最根本的考核目標是培養目標的實現。培養目標的實現依賴于核心能力的達成，而要達成我們制定的專業核心能力，則離不開課程體系的構建，但所有的設計和規劃最終仍然需要通過課程實施來落實。在任何一門課程實施之前，需要有盡可能嚴密的設計以保證教育目標的實現，課程大綱就是實現這一目的的重要文件之一。本文主要研究我校電氣工程及其自動化專業工程教育認證背景下課程大綱的構建與實施。

一、傳統課程大綱存在的問題

課程大綱是課程實施的綱領性文件，是人才培養方案在某一門課上的具體體現。傳統的課程大綱更像是用于存檔的資料而非指導教學的文件。從工程教育專業認證的角度來看，無論是指導思想還是結構體系都存在諸多不協調的地方，主要表現在：（1）過于強調知識導向而忽略成果導向;（2）教學以教師為中心，忽略學生主體地位;（3）重視過程的規范性，忽略教學過程考評和持續改進。

二、基于工程教育認證的課程大綱設計流程——以運動控制系統課程設計為例

（一） 確定課程培養目標

本課程是我校電氣工程及自動化專業核心課程。通過學習運動控制系統的相關知識，使學生掌握運動控制系統的組成和控制規律;使學生掌握電動機調速系統的靜動態特性以及控制系統的工程設計方法;使學生在綜合運用自動控制元件、電力電子技術和自動控制原理等專業基礎知識的基礎上，具備分析、研究和設計運動控制系統的能力。根據工程教育的理念，及課程與畢業要求的支撐關系，制訂課程培養目標如下。

1.能夠運用物理、數學、工程基礎知識，分析系統原理、選擇調節器類型、計算調節器參數，并將其運用到系統設計的適當表述之中。

2.針對雙閉環直流調速系統的設計指標要求，選擇合適的設計方案并進行論證。

3.以MATLAB語言和SIMULINK仿真工具為應用平臺，進行數學建模和仿真實驗，對仿真結果進行分析和解釋，得到合理有效的結論。

4.按照模板規范和設計要求完成設計報告的撰寫并提交給指導教師。

5.根據課程設計要求制定整體工作方案，對課程設計涉及的工作進行合理管控。

6.能夠運用SIMULINK仿真軟件對雙閉環直流調速系統進行數學建模和仿真實驗。

7.具備撰寫設計報告和表達陳述的能力，能夠回答指導教師提出的問題，并能理解指導教師和學生提出的質疑和建議。

（二）明確課程對畢業要求的支撐

為了便于根據畢業要求開展相關教學活動，我校將電氣工程及自動化專業的畢業要求分解成9條25個指標點，并體現在相關教學環節中，根據畢業要求，設置了課程模塊，構建課程體系，明確每門課對畢業要求的支撐情況，形成課程與畢業要求對應的矩陣表，這是撰寫大綱的依據。“運動控制系統課程設計”課程目標與畢業要求的對應關系如表1所示。

（三）明確以學生為中心的教學過程

在教學內容選取上，以學生為中心意味著要講授的內容并不是依據教師的熟悉程度及重視程度，而是學生的需求。

1.設計任務與要求（0.5天）（支撐課程目標5）

內容：設計任務;設計功能;設計性能指標。

要求：學生領取設計任務，明確設計要求，確定設計目標和整體方案;復習SIMULINK仿真的相關知識;查閱資料，做好設計之前的準備工作。

2.系統原理分析（0.5天）（支撐課程目標1）

內容：雙閉環直流調速系統的構成及工作原理;雙閉環直流調速系統靜特性的分析;雙閉環直流調速系統起動過程的特點。

要求：學生掌握雙閉環直流調速系統的構成和工作原理、靜特性以及起動過程的特點。

3.調節器參數計算（0.5天）（支撐課程目標2）

內容：調節器類型;調節器參數;參數校驗。

要求：學生確定調節器類型;計算調節器參數;根據設計要求校驗參數。

4.SIMULINK建模仿真（2天）（支撐課程目標3、6）

內容：系統建模、系統仿真、參數整定、仿真結果分析、給出有效結論。

要求：學生以SIMULINK為仿真工具，建立系統的SIMULINK模型，并在此基礎上對系統進行仿真，依據仿真結果整定參數，給出最終仿真結果，分析系統性能是否滿足設計要求。

5.撰寫設計報告（1天）（支撐課程目標4）

內容：設計說明書。

要求：學生按照模板規范和設計要求完成設計報告的撰寫并提交給指導教師。

6.考核總結（0.5天）

內容：考核評分表。（支撐課程目標7）

要求：學生現場以分組的形式進行仿真結果的展示并對仿真結果進行分析;指導教師提問，小組成員作答。總計時長為每組10分鐘左右。

（四）注重教學方法

在運動控制系統課程設計教學過程中，以學生自行設計為主，教師指導答疑為輔，結合設計綜合、報告撰寫、考核總結等教學環節共同實施。設計過程中，教師為小組提供咨詢，檢查工作進度，幫助學生改善方案，從而使學生更好地解決課程設計過程中存在的實際問題。

（五）注重過程考核

工程專業認證十分重視學習產出的評估，也就是學生學得怎么樣，采用以成果為導向的教學評估由重點評估“教師的教”轉變成評估“學生的學習成果”。以成果為導向的教學評估遵循持續改進，以成果為導向的教學評估不是傳統總結性的評估過程，而是形成性的動態的評價過程，所以課程的考核不能單采用試卷的分數，要結合過程化評價和終結性考核。“運動控制系統課程設計的過程考核內容如表2所示：

三、持續改進，形成閉環教學

基于工程教育認證理念構建的質量管理體系具有雙閉環特征——內部閉環和外部閉環。通過監督發現偏差，并分析產生偏差的原因，進一步采取改進措施減小偏差，所以工程教育是一個持續改進的過程。通過持續改進機制能夠持續的改進培養目標和畢業要求，以保障其始終與內外部需求相符合。當一門課程學習完成后，教師能通過大綱反思自己的教學效果，學生能反思自己的學習效果。 在一個教學學期結束后，課程教學團隊要對大綱執行過程中發現的問題進行研討、修正，構成良性循環，可不斷發揮課程大綱對教學的規范性和指導性的作用。

課程大綱作為教育過程中的重要文件，它的設計、制定和實施應該與我們的教育理念保持一致，需要有理論指導以保證其科學性。在筆者看來，傳統的課程大綱更像是一個課程開發文件而非指導教學的綱領性文件，它只考慮了教師的需求，沒有關注到學生的需求，與工程教育專業認證的學生中心理念相抵牾，所以有必要用更為實用和簡潔的課程大綱來取而代之。而以工程教育專業認證標準為理論指導的課程大綱，是保障工程教育得以實施、提高普通高校教育教學質量的重要舉措。

參考文獻：

[1]穆浩志，薛立軍，牛興華.工程教育專業認證背景下工程制圖課程大綱的改革與實踐[J].圖學學報，2016（5）.

[2]賈宏志，鄭繼紅，徐伯慶.工程教育專業認證背景下光電專業物理光學教學探討[J].教育教學論壇，2017（1）.

[3]張凈，唐成華，易新河.基于工程教育專業認證的計算機卓越人才實踐教學管理探索與實踐[J].科技經濟導刊，2016（36）.

[4]蔣山泉，孫向衛，凌立新.工程教育專業認證和職業資格制度背景下的環境工程教育改革[J].廣東化工，2017（3）.

編輯 陳鮮艷