面向卓越工程師培養(yǎng)的“電工學(xué)”課程改革

高有華，翟慧萍，邵 岳，龔淑秋，劉曉明

(沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110870)

0 引言

我國(guó)是工程教育的大國(guó)，但不是工程教育的強(qiáng)國(guó)，目前合格的工程技術(shù)型人才奇缺，遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。高等工科教育培養(yǎng)工程技術(shù)人才是高等學(xué)校人才培養(yǎng)模式重要之一，應(yīng)該置于重要的位置。在重視加強(qiáng)科學(xué)基礎(chǔ)的前提下，當(dāng)前更要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力、表達(dá)交流溝通能力與團(tuán)隊(duì)合作精神、終生學(xué)習(xí)能力、職業(yè)道德及社會(huì)責(zé)任、社會(huì)人文、經(jīng)濟(jì)管理和環(huán)境保護(hù)等知識(shí)。高等教育培養(yǎng)出數(shù)量足夠并且能夠面向生產(chǎn)一線的優(yōu)秀工程技術(shù)人員，這是中國(guó)高等工科院校不可推卸歷史責(zé)任［1］。

為了貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010－2020年)》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010－2020年)》，推進(jìn)高等工程教育改革，教育部于2010年發(fā)布了《教育部關(guān)于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的若干意見》(教高［2011］1號(hào))文件，目的在于以“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”為突破口，促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)。我校是第二批獲得“卓越計(jì)劃”的高校，通過(guò)對(duì)“卓越計(jì)劃”的實(shí)施，促進(jìn)學(xué)校工程教育改革創(chuàng)新和人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。最終實(shí)現(xiàn)全校符合“卓越計(jì)劃”實(shí)施領(lǐng)域?qū)I(yè)的完全覆蓋，將學(xué)校打造成為卓越工程師后備人才培養(yǎng)的重要基地，因此，形成能夠進(jìn)行自我調(diào)整和更新的、獨(dú)特的、面向卓越工程師培養(yǎng)體系的教學(xué)改革是值得研究的重要課題。

1 “卓越計(jì)劃”培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)要求

美國(guó)工程教育的認(rèn)證由美國(guó)工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)(ABET)制定了11條工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，可視為一名合格的現(xiàn)代工程師應(yīng)具備的能力和素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn):①具備應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)與工程等知識(shí)的能力;②具備設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)據(jù)處理的能力;③具備根據(jù)需要設(shè)計(jì)一個(gè)部件、一個(gè)系統(tǒng)或一個(gè)過(guò)程的能力;④具備經(jīng)多種訓(xùn)練形成的綜合能力;⑤具備驗(yàn)證、指導(dǎo)及解決工程問(wèn)題的能力;⑥具備對(duì)職業(yè)道德及社會(huì)責(zé)任的了解;⑦具備有效表達(dá)與交流的能力;⑧懂得工程問(wèn)題對(duì)全球環(huán)境和社會(huì)的影響;⑨具備終生學(xué)習(xí)的能力;⑩具備有關(guān)當(dāng)今時(shí)代問(wèn)題的知識(shí);○11具備應(yīng)用各種技術(shù)和現(xiàn)代工程工具去解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

當(dāng)前，我國(guó)高等院校工程教育人才培養(yǎng)模式單一，欠缺多樣性和適應(yīng)性;工程性缺失和實(shí)踐薄弱的問(wèn)題長(zhǎng)期未解決，政產(chǎn)學(xué)研合作不到位;評(píng)價(jià)體系導(dǎo)向重論文，輕設(shè)計(jì)，缺實(shí)踐，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新教育與創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練的重視和投入不足。正是由于工程性與創(chuàng)新性缺位，導(dǎo)致我國(guó)高等工程教育難以培養(yǎng)出能夠滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的創(chuàng)新型工程科技人才。因此，如何彌補(bǔ)高等院校工程教育中工程性和創(chuàng)新性缺失，是深化院校工程教育改革的一個(gè)重要抓手，也是工程科技教育界亟待破解的難題。

“卓越計(jì)劃”正是為解決上述難題而提出的，由此可見，“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)是具有國(guó)際視野的行業(yè)領(lǐng)軍人才、國(guó)際認(rèn)可的高級(jí)工程技術(shù)人才和創(chuàng)業(yè)研發(fā)型高端人才。卓越工程師的核心是創(chuàng)新能力，面向卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的教學(xué)改革，不僅要培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)的能力，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力、思維開創(chuàng)性和創(chuàng)新性等能力。

2 “電工學(xué)”課程教學(xué)的現(xiàn)狀

“電工學(xué)”課程是一門理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科基礎(chǔ)課程，既強(qiáng)調(diào)知識(shí)的綜合性、實(shí)用性，又強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力、綜合分析和解決生產(chǎn)實(shí)踐問(wèn)題的能力，這也是“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃所要求的。但現(xiàn)有的教學(xué)存在一些問(wèn)題亟待解決，一切都是由教師決定，學(xué)生只能被動(dòng)的參與［2］。如三相對(duì)稱交流電路及分析是電工技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容，也是一個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容。在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，非電類學(xué)生對(duì)此方面內(nèi)容的掌握始終比較困難，相、線電壓概念不清，相、線電流計(jì)算錯(cuò)誤等?，F(xiàn)有課程內(nèi)容體系建立在知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性之上，在知識(shí)點(diǎn)的選擇和安排上沒(méi)有脫離傳統(tǒng)的教學(xué)理念，所用教材的知識(shí)內(nèi)容體系創(chuàng)新性不夠，沒(méi)有體現(xiàn)“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃中所要求的“能力”主線，與生產(chǎn)實(shí)際要求的課程內(nèi)容或知識(shí)點(diǎn)的編排存在一定的差距。同時(shí)教師不注意采取先進(jìn)的教學(xué)手段來(lái)充實(shí)自己的教學(xué)活動(dòng)，忽視案例教學(xué)、問(wèn)題教學(xué)等方式的運(yùn)用，導(dǎo)致教學(xué)信息量太小，無(wú)法傳授更多的知識(shí)［3］。課程教學(xué)中只是理論知識(shí)的簡(jiǎn)單講解，沒(méi)有結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行教學(xué)［4］。

3 面向卓越工程師培養(yǎng)的課程改革

3.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容體系

用現(xiàn)代教育教學(xué)理念，改革電工學(xué)課程體系，構(gòu)建非電類理工科專業(yè)電工電子課程模塊化教學(xué)體系，以適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的需求。電工學(xué)課程組與專業(yè)教學(xué)負(fù)責(zé)人深入地探討應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，將電工學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容重新整合，形成不同的教學(xué)模塊，以便于各專業(yè)按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式合理選擇與組合教學(xué)內(nèi)容。例如:我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化專業(yè)、材料成型與控制專業(yè)，教學(xué)內(nèi)容選擇了所有教學(xué)模塊，這樣學(xué)生可以較全面地掌握電工電子技術(shù)的基本理論和基本知識(shí)，為專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。對(duì)于“文經(jīng)管藝”類專業(yè)，對(duì)電類知識(shí)的要求更為寬泛、實(shí)用，趨向于科普化。為此，課程組可通過(guò)開設(shè)大學(xué)生素質(zhì)教育課，采用全新的教學(xué)內(nèi)容體系，采用有較強(qiáng)針對(duì)性和特色的講義和教材，引導(dǎo)學(xué)生初步了解電技術(shù)及其應(yīng)用，為今后的工作、學(xué)習(xí)和生活培養(yǎng)“電”的基本素質(zhì)，成為真正的應(yīng)用型人才。

3.2 教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的積極性和興趣，促使學(xué)生更好地接受知識(shí)。改變傳統(tǒng)的教師臺(tái)上講、學(xué)生被動(dòng)聽的教學(xué)模式為討論交流式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，形成教學(xué)互動(dòng)，例如講解RC動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)時(shí)，啟發(fā)學(xué)生自己聯(lián)想冰箱保護(hù)器的應(yīng)用實(shí)例，一方面可以考查學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容的理解程度，另一方面鍛煉了學(xué)生的思維和口才能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，并參與到教學(xué)互動(dòng)中。

案例型教學(xué)法是一種創(chuàng)新性的教學(xué)方法，其教學(xué)過(guò)程能體現(xiàn)建構(gòu)主義和多元智能理論在現(xiàn)代教學(xué)中的科學(xué)運(yùn)用，特別是教師在教學(xué)中的地位和作用發(fā)生了根本性的變化，真正體現(xiàn)了學(xué)生在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的主體地位。案例教學(xué)法強(qiáng)調(diào)通過(guò)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)來(lái)獲得知識(shí)和技能，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。

問(wèn)題教學(xué)法是教育理論中熟知的一種互動(dòng)式教學(xué)方法。通過(guò)設(shè)置問(wèn)題，使學(xué)生用已有的知識(shí)去分析新問(wèn)題，理解和接受新知識(shí)，把培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)思維能力作為側(cè)重點(diǎn)，使他們從煩瑣的記憶中擺脫出來(lái)。讓學(xué)生在圍繞問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)，能準(zhǔn)確地把握住要點(diǎn)，以提高學(xué)習(xí)效率。

項(xiàng)目教學(xué)法是指在教師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理。其中信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)，都由學(xué)生全部或部分獨(dú)立組織、安排學(xué)習(xí)行為，解決在處理項(xiàng)目中遇到的困難。這樣不僅傳授給學(xué)生理論知識(shí)和操作技能，而且培養(yǎng)了他們的職業(yè)能力。更能符合“卓越計(jì)劃”對(duì)人才培養(yǎng)模式的需求。

針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，我?！半姽W(xué)”課程組在教學(xué)手段方面也做了大量的工作，在教學(xué)過(guò)程中采用了多種教學(xué)手段，包括多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂和在課堂教學(xué)中采用CAI教學(xué)軟件和EWB工具軟件等，輔助教師的課堂講授，起到了良好的成果，同時(shí)將科研成果引入課堂教學(xué)，注重凝練國(guó)內(nèi)外學(xué)科發(fā)展最新動(dòng)態(tài)中的新知識(shí)，在授課中將凝練的新知識(shí)、新進(jìn)展介紹給廣大同學(xué)，擴(kuò)大學(xué)生視野，拓寬學(xué)生知識(shí)面，有效地促進(jìn)了師生交流，取得了極佳的教學(xué)效果，目前已經(jīng)建立了完善的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。

3.3 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

開放式教學(xué)法的應(yīng)用，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有益嘗試。通過(guò)實(shí)踐，我們深深體會(huì)到學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)中態(tài)度的變化，即學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性明顯增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量更高，預(yù)習(xí)準(zhǔn)備更加充分。開放式教學(xué)中涌現(xiàn)出一大批有潛力和動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生，提出很多創(chuàng)新的思路，為成為出色的應(yīng)用型人才打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我校電工學(xué)實(shí)驗(yàn)的開放包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的開放、實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間的開放、實(shí)驗(yàn)室的開放以及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的開放。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放，是開放式教學(xué)法成功的關(guān)鍵。由于基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)所占比例較大，影響了提高型和綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)開設(shè)的數(shù)量，培養(yǎng)質(zhì)量得不到保障。為此，我們只設(shè)置教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)目，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的菜單化滿足了對(duì)不同層次學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)需求，激勵(lì)了學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情，提高了實(shí)驗(yàn)效果。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放，真正做到了因材施教。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)室的開放，增加了實(shí)驗(yàn)開設(shè)的靈活性，讓學(xué)員自主選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加人性化。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的開放，進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)室在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主參與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新活動(dòng)的積極性，激發(fā)學(xué)員創(chuàng)新性思維。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的開放，為學(xué)生科學(xué)文化素質(zhì)和工程素質(zhì)能力的培養(yǎng)提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，學(xué)員的實(shí)踐能力、運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力得到大幅提升。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的特點(diǎn)，提出了非電類電工學(xué)課程的教學(xué)改革和對(duì)策。通過(guò)建立科學(xué)的教學(xué)體系，切實(shí)提高大學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力，為參加生產(chǎn)實(shí)踐和后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)過(guò)程中能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高的協(xié)調(diào)發(fā)展。在電工學(xué)課程的教學(xué)改革中，只有對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)途徑等不斷進(jìn)行改革與優(yōu)化，才能不斷提高教育教學(xué)效果，適應(yīng)應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式的需要，提高高等教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

［1］ 林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究［J］.北京:清華大學(xué)教育研究，2011，32(2):47－55

［2］ 王桂琴，王墨林，詹迪鈮.電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革與探索［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32(4):84－85

［3］ 鄧紅雷，李春茂，張廷鋒.“電工學(xué)”教學(xué)方法的研究與實(shí)踐［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31(4):108 －109

［4］ 熊蘭等.“電工學(xué)”課程的PBL教學(xué)模式初探［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31(3):98－99