應(yīng)用型高校電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系構(gòu)建

胡曉東 胡慧 唐勇奇

摘 要：以湖南工程學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)為例，探討了基于工程教育專業(yè)認證的電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系的構(gòu)建，根據(jù)專業(yè)認證通用標(biāo)準和補充標(biāo)準及學(xué)校培養(yǎng)定位、專業(yè)培養(yǎng)特色，從四類課程闡述了課程體系的具體安排。實踐結(jié)果表明該課程體系能達成學(xué)生畢業(yè)要求，為工程教育認證背景下的電氣工程及其自動化專業(yè)本科人才培養(yǎng)提供了有效的借鑒。

關(guān)鍵詞：工程教育專業(yè)認證;電氣工程及其自動化專業(yè);課程體系;應(yīng)用型高校

中圖分類號：G4 ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.10.087

0 引言

教育部高等教育司司長吳巖指出：2016年6月我國成為《華盛頓協(xié)議》組織正式會員，其意義深遠，影響重大，我國高等工程教育必須深刻理解“學(xué)生為本、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”專業(yè)認證的核心理念，應(yīng)以專業(yè)認證為載體，推動工程教育改革;陳寶生部長在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會上強調(diào)：我國新工科理念正在形成高度共識，工程教育要把學(xué)科導(dǎo)向變成產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向，破除專業(yè)分割壁壘、進行跨界融合，新工科已得到產(chǎn)業(yè)界的積極響應(yīng)和支持，實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃升級版，強化辦學(xué)特色，面向區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求培養(yǎng)人才。因此，在新工科背景下，以專業(yè)認證作為切入點，深化人才培養(yǎng)模式改革，強化工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，對促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)合格人才具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。

自教育部實施工程教育專業(yè)認證和“卓越計劃”以來，我校電氣工程及其自動化專業(yè)積極參與這些項目的建設(shè)工作，在準備認證的幾年中，依據(jù)《工程教育認證標(biāo)準》，開展了專業(yè)建設(shè)，對專業(yè)認證的標(biāo)準內(nèi)涵有了進一步的理解，落實了“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，持續(xù)改進”的教育理念，學(xué)生的學(xué)習(xí)成果主要通過課程來實現(xiàn)。因此，課程體系的構(gòu)建是學(xué)生學(xué)習(xí)成果達成的關(guān)鍵，課程體系每門課程的設(shè)置都應(yīng)該對成果的達成，對學(xué)生能力的培養(yǎng)有所貢獻。

1 課程體系的構(gòu)建

產(chǎn)學(xué)聯(lián)合、產(chǎn)出導(dǎo)向，研究當(dāng)代工程師多元素質(zhì)要求，充分考慮社會、環(huán)境、法律、道德、文化、安全等當(dāng)代工程觀的多元素質(zhì)要求（圖1）及學(xué)校定位、社會經(jīng)濟發(fā)展需要，確立人文素質(zhì)、專業(yè)知識和創(chuàng)新能力并重的培養(yǎng)目標(biāo)。

基于產(chǎn)出導(dǎo)向的設(shè)計邏輯，從培養(yǎng)目標(biāo)入手，確定適合于應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)的畢業(yè)要求，根據(jù)指標(biāo)點優(yōu)化配置課程體系和培養(yǎng)環(huán)節(jié)，具體如下幾點。

1.1 數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程

通用標(biāo)準要求必須包括與專業(yè)畢業(yè)要求相適應(yīng)的數(shù)學(xué)和自然科學(xué)類課程（至少占總學(xué)分的15%）。電子信息與電氣工程類專業(yè)補充標(biāo)準要求與本專業(yè)畢業(yè)要求相適應(yīng)的數(shù)學(xué)類科目包括微積分、常微分方程、級數(shù)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等知識領(lǐng)域的基本內(nèi)容;與本專業(yè)畢業(yè)要求相適應(yīng)的物理類科目包括牛頓力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、近代物理等知識領(lǐng)域的基本內(nèi)容。

本專業(yè)的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程列于表1，全部為必修課共25.5學(xué)分，占總學(xué)分的15%，滿足通用標(biāo)準學(xué)分的要求。

1.2 工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程

按照通用標(biāo)準和補充標(biāo)準的要求，工程基礎(chǔ)類課程設(shè)12門，共33學(xué)分;專業(yè)基礎(chǔ)類課程共4門，14學(xué)分;專業(yè)類課程分電機電器及其控制方向和電力系統(tǒng)及其控制方向，各設(shè)5門，各10.5學(xué)分，其中電機電器及其控制方向中的《電氣工程基礎(chǔ)》課程包含了電力系統(tǒng)分析、高電壓技術(shù)等電力系統(tǒng)方面的核心知識，兩個方向的課程都包括了電機學(xué)、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)等知識領(lǐng)域的核心內(nèi)容，滿足專業(yè)補充標(biāo)準。

三類課程必修課合計57.5學(xué)分，占總學(xué)分的33.8%，選修課最低選修5學(xué)分，滿足通用標(biāo)準學(xué)分的要求。本專業(yè)工程基礎(chǔ)類、專業(yè)基礎(chǔ)類和專業(yè)類課程的構(gòu)建，是以扎實的基礎(chǔ)理論為前提，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，以現(xiàn)代電氣裝備與電氣系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展為主線，以電機電器、電力系統(tǒng)專業(yè)方向為特色而設(shè)置的。

以工程基礎(chǔ)類課程《電路理論》、專業(yè)基礎(chǔ)類課程《電機學(xué)》和專業(yè)類課程《電機設(shè)計》為例來說明工程基礎(chǔ)類、專業(yè)基礎(chǔ)類和專業(yè)類課程能體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)能力的培養(yǎng)。

工程基礎(chǔ)類課程《電路理論》培養(yǎng)學(xué)生掌握電路模型與電路定律、電阻電路的等效變換、電阻電路的一般分析、電路定理、含運算放大器電路的初步分析、儲能元件、一階電路和二階電路的時域分析、相量法、正弦電流電路的穩(wěn)態(tài)分析、含有耦合電感的電路、電路的頻率響應(yīng)、三相電路、非正弦周期電流電路和信號的頻譜、線性動態(tài)電路的復(fù)頻域分析、電路方程的矩陣形式、二端口網(wǎng)絡(luò)、非線性電路的分析等相關(guān)知識。重在培養(yǎng)學(xué)生掌握電路的基本理論知識和基本分析方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決電路問題的能力，為后續(xù)的專業(yè)課奠定基礎(chǔ)。

專業(yè)基礎(chǔ)類課程《電機學(xué)》培養(yǎng)學(xué)生掌握電機的概念及分類、磁路的基本定理、常用的鐵磁材料及其特性、磁路的計算、電機的基本電磁理論、變壓器的基本結(jié)構(gòu)、直流電機的工作原理和基本結(jié)構(gòu)、交流電機理論、感應(yīng)電機的結(jié)構(gòu)、同步電機的基本結(jié)構(gòu)、電機的溫升和溫升限值等。重在培養(yǎng)學(xué)生掌握交流電機和直流電機的基本知識、基本理論、基本計算方法和一般運行分析問題的能力，為后續(xù)電機設(shè)計奠定電機方面的專業(yè)基礎(chǔ)。

專業(yè)類課程《電機設(shè)計》培養(yǎng)學(xué)生掌握電機主要參數(shù)關(guān)系式、電機幾何相似定律、電磁負荷選擇、主要尺寸確定、系列電機設(shè)計特點、磁路計算概述、空氣隙及鐵心齒部磁壓降的計算、繞組電阻、電抗計算、漏電抗的計算及標(biāo)幺值、發(fā)熱計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計、感應(yīng)電機的電磁設(shè)計等。重在培養(yǎng)學(xué)生獲得電機設(shè)計的基本理論、基本知識和基本技能，使其具備電機的初步設(shè)計能力，具備運用所學(xué)理論知識及利用現(xiàn)代工具建立仿真等解決工程實際問題的初步能力。

1.3 工程實踐與畢業(yè)設(shè)計

電氣工程及其自動化專業(yè)的企業(yè)實習(xí)采用校內(nèi)和校外企業(yè)相結(jié)合的方式，開展實習(xí)、實訓(xùn)，為學(xué)生提供參與工程實踐的機會。

1.3.1 校內(nèi)實習(xí)

電氣工程及其自動化專業(yè)每個學(xué)生必須參加的校內(nèi)企業(yè)實習(xí)，見表2。

1.3.2 校外實習(xí)

學(xué)校創(chuàng)建了企業(yè)深度參與的多層次、多模塊、柔性化的校企聯(lián)合培養(yǎng)企業(yè)學(xué)習(xí)方式—“分段遞進”式培養(yǎng)方式，按照教育規(guī)律，分階段、分層次，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力。1年的企業(yè)實習(xí)（企業(yè)專業(yè)實踐、項目設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計）是我校電氣工程及其自動化專業(yè)重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在企業(yè)學(xué)習(xí)的1年時間里，采用“輪崗制”和“項目制”培養(yǎng)方式，分為輪崗實習(xí)、工程項目設(shè)計與工藝訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計三個階段。學(xué)生在企業(yè)學(xué)習(xí)期間，由學(xué)校指導(dǎo)教師和企業(yè)指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)，完成輪崗實習(xí)、項目設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，并由學(xué)校導(dǎo)師與企業(yè)導(dǎo)師共同評定成績，即實施“雙導(dǎo)師制”。

2 總結(jié)

上述課程體系是湖南工程學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)2016年制定的本科人才培養(yǎng)方案中的安排。從2014年開始已經(jīng)歷了五年的校企深度融合辦學(xué)，已有五屆卓越班學(xué)生采用“3+1”的模式，經(jīng)過多年的運行，在進行了企業(yè)專家的建議以及應(yīng)屆畢業(yè)生、校友和用人單位多方調(diào)查問卷反饋結(jié)果來看，總體效果較好，能夠達到學(xué)生的畢業(yè)要求。在運行過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處，在新一版人才培養(yǎng)方案修訂中，結(jié)合企業(yè)、行業(yè)需求及工程教育專業(yè)認證的總體思想，將針對電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的不足進行修訂，對課程體系進行持續(xù)改進。

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