電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)模式與課程體系研究

譚博學(xué) 張存山 孫賢明 趙霞

摘要：在山東省特色名校工程建設(shè)的推動(dòng)下，結(jié)合山東理工大學(xué)“知識(shí)、能力、素質(zhì)”三位一體的人才培養(yǎng)體系，以及山東理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的辦學(xué)基礎(chǔ)和特色，對(duì)人才培養(yǎng)模式和課程體系構(gòu)建進(jìn)行了深化改革和創(chuàng)新研究，制訂了相應(yīng)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。首先介紹了山東理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)特色，其次介紹了“一強(qiáng)二弱，三融四化”的人才培養(yǎng)模式，以及與之相適應(yīng)的課程體系建設(shè)思路、實(shí)現(xiàn)方法及具體措施，總結(jié)了在新的培養(yǎng)模式下取得的教學(xué)改革成果。總的看來(lái)，通過(guò)對(duì)培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，培養(yǎng)方案的制訂以及教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化完善，在專業(yè)人才培養(yǎng)方面進(jìn)行了有益的嘗試和探索，對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)具有一定的啟示和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：電氣工程及其自動(dòng)化;人才培養(yǎng)模式;課程體系

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）33-0038-02

為解決山東省高等學(xué)校面臨的辦學(xué)模式單一、同質(zhì)化傾向明顯、學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)不能夠適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等問題，山東省在地方高校中遴選了一批基礎(chǔ)型、應(yīng)用型和高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)特色名校進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)。山東理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┤脒x了首批應(yīng)用型特色名校立項(xiàng)建設(shè)單位，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是我校重點(diǎn)建設(shè)的專業(yè)之一。

根據(jù)我校的辦學(xué)特色，以及電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)特點(diǎn)，設(shè)立的建設(shè)目標(biāo)是立足山東半島制造業(yè)和藍(lán)黃經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)，面向全國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造升級(jí)與智能電網(wǎng)發(fā)展，培養(yǎng)具有“基礎(chǔ)厚、能力強(qiáng)、扎根基層、踏實(shí)肯干”的應(yīng)用型人才。學(xué)校和學(xué)院從深化人才培養(yǎng)模式與課程體系改革，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，完善產(chǎn)學(xué)研合作體制機(jī)制，改善實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)，增強(qiáng)社會(huì)服務(wù)能力，輻射帶動(dòng)專業(yè)群等6個(gè)方面對(duì)專業(yè)進(jìn)行了建設(shè)。

一、專業(yè)基礎(chǔ)及特色

我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本專業(yè)前身為農(nóng)業(yè)電氣化專業(yè)，1977年開始招收本科生，1998年改為電氣工程及其自動(dòng)化。在30多年的發(fā)展歷程中，始終以培養(yǎng)具有“基礎(chǔ)厚、能力強(qiáng)、扎根基層、踏實(shí)肯干”的應(yīng)用型人才為目標(biāo)，積極服務(wù)于電力及其相關(guān)企業(yè)。本專業(yè)2007年被評(píng)為山東省特色專業(yè)，2009年被確定為國(guó)家級(jí)特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn);緊密圍繞智能電網(wǎng)建設(shè)以及節(jié)能降耗等生產(chǎn)實(shí)際，形成了智能配電網(wǎng)自動(dòng)化、輸電線路暫態(tài)分析與保護(hù)、現(xiàn)代電氣傳動(dòng)與節(jié)能技術(shù)、新能源發(fā)電及并網(wǎng)控制技術(shù)等特色優(yōu)勢(shì)方向。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)所在的電氣與電子工程學(xué)院現(xiàn)有4個(gè)本科專業(yè)，另外3個(gè)分別是自動(dòng)化、電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)。由于4個(gè)專業(yè)中既有“強(qiáng)電”專業(yè)，也有“弱電”專業(yè)，因此在發(fā)展和建設(shè)過(guò)程中，可以強(qiáng)弱結(jié)合，協(xié)調(diào)發(fā)展。

我國(guó)智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展，加大了電力及其相關(guān)企業(yè)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才的需求。隨著山東半島制造業(yè)的蓬勃發(fā)展和山東“一藍(lán)一黃”經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的推進(jìn)，城鄉(xiāng)電力需求越來(lái)越大，城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)智能化改造升級(jí)陸續(xù)展開，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、設(shè)計(jì)開發(fā)、分析研究等人才需求越來(lái)越大。同時(shí)，相關(guān)企業(yè)對(duì)電氣傳動(dòng)與節(jié)能、新能源開發(fā)利用等技術(shù)人才的需求日趨旺盛。因此需要緊密結(jié)合電力及其相關(guān)企業(yè)的人才需求，根據(jù)行業(yè)的動(dòng)態(tài)發(fā)展，不斷改革培養(yǎng)模式和課程體系，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

二、人才培養(yǎng)模式建設(shè)思路及內(nèi)涵

根據(jù)山東省特色名校的建設(shè)要求，以及我校的辦學(xué)基礎(chǔ)和特色，我校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的辦學(xué)定位是應(yīng)用型人才培養(yǎng)。在學(xué)校制訂的“知識(shí)、能力、素質(zhì)”三位一體的人才培養(yǎng)體系的大框架下，針對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域的新發(fā)展、新要求，制訂了“一強(qiáng)二弱，三融四化”的人才培養(yǎng)模式。

“一強(qiáng)”指電力系統(tǒng)強(qiáng)電知識(shí)和技能。主要學(xué)習(xí)電機(jī)、發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術(shù)、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力電子等方面的知識(shí)和技能。

“二弱”指電力系統(tǒng)控制與通信兩方面弱電知識(shí)和技能。其中在電力系統(tǒng)控制方面，主要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)控制、電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)、嵌入式系統(tǒng)、電氣控制與PLC等方面的知識(shí)和技能;在電力系統(tǒng)通信方面，主要學(xué)習(xí)信號(hào)與系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信、光纖通信等方面的知識(shí)和技能。

“三融”指企業(yè)技術(shù)人員融入師資隊(duì)伍、學(xué)科前沿融入課堂教學(xué)、研究成果融入教學(xué)全程。其中企業(yè)專家融入師資隊(duì)伍，指從企業(yè)聘請(qǐng)具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員和管理人員擔(dān)任兼職教師，舉辦講座、指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)，參與專業(yè)建設(shè)、課程開發(fā)和教研教改活動(dòng);學(xué)科前沿融入課堂教學(xué)，指將行業(yè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成的新知識(shí)、新成果、新技術(shù)引入課堂教學(xué);研究成果融入教學(xué)全程，指將本專業(yè)在電力系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)與定位、智能配電與用電、電氣傳動(dòng)與節(jié)能、特種電機(jī)及其控制、分布式電源及其并網(wǎng)控制等方面的研究成果融入課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)全程。

“四化”指課堂教學(xué)同步化、實(shí)踐項(xiàng)目層次化、課程設(shè)計(jì)綜合化、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)化。其中，課堂教學(xué)同步化，指將數(shù)字電子技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)課實(shí)施“同步互動(dòng)式”課堂教學(xué)改革，課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)同步，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生進(jìn)行教學(xué)互動(dòng);實(shí)踐項(xiàng)目層次化，指實(shí)踐主要包括實(shí)驗(yàn)課程、電工電子實(shí)訓(xùn)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)，實(shí)驗(yàn)課程由驗(yàn)證性加深過(guò)渡到綜合性，由實(shí)驗(yàn)室過(guò)渡到實(shí)訓(xùn)中心，再由綜合性發(fā)展到創(chuàng)新性，由實(shí)訓(xùn)中心過(guò)渡到創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，分階段分層次進(jìn)行;課程設(shè)計(jì)綜合化，指專業(yè)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容綜合2門以上課程，3～4名學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)題目，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作精神，為做好畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ);畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)化，指畢業(yè)設(shè)計(jì)題目緊密聯(lián)系科研課題或生產(chǎn)實(shí)際，實(shí)行一人一題，真題真做。

三、課程體系建設(shè)

課程體系建設(shè)是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)，在對(duì)電力行業(yè)及相關(guān)企業(yè)充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校自身特點(diǎn)和專業(yè)特色，緊密圍繞智能電網(wǎng)建設(shè)、新能源開發(fā)與利用、廠礦企業(yè)節(jié)能降耗的發(fā)展需求，在專業(yè)課的設(shè)置上，構(gòu)建“一強(qiáng)二弱，三融四化”課程體系，提出以精品課程體系建設(shè)為龍頭，構(gòu)建模塊化培養(yǎng)框架，[1]在公共必修課、學(xué)科基礎(chǔ)課和素質(zhì)教育課的基礎(chǔ)上，專業(yè)課由專業(yè)公共課、電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化、電力電子及其應(yīng)用4個(gè)方向模塊構(gòu)成，如表1所示。

表1 電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系

序

號(hào) 課程類別 課程名稱 備注

1 專

業(yè)

課 強(qiáng)電課程 弱電課程 專

業(yè)

公

共

課

控制類 通信類

電機(jī)學(xué)

電力電子技術(shù)

電力系統(tǒng)分析

電氣控制與PLC

高電壓技術(shù)

電力系統(tǒng)電氣部分設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 自動(dòng)控制原理

嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)

電氣檢測(cè)技術(shù) 信號(hào)與系統(tǒng)

現(xiàn)代通信原理

電力系統(tǒng)通信

電力系統(tǒng)安全分析

電力系統(tǒng)控制

學(xué)科前沿課（1） 學(xué)科前沿課（2） 電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制方向

電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)原理與算法

電力系統(tǒng)自動(dòng)化

學(xué)科前沿課（1） 學(xué)科前沿課（2） 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)化方向

電力傳動(dòng)與控制系統(tǒng)

電力系統(tǒng)柔性輸配電技術(shù)

學(xué)科前沿課（1） 學(xué)科前沿課（2） 電力電子及其應(yīng)用方向

2 公共必修課 大學(xué)英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、C語(yǔ)言、馬克思主義基本原理、毛澤東思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、形勢(shì)與政策、軍事理論、體育、文獻(xiàn)檢索

3 學(xué)科基礎(chǔ)課 高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)、大學(xué)物理、工程制圖、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電路、電磁場(chǎng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)

4 素質(zhì)教育課 中國(guó)傳統(tǒng)文化、大學(xué)生發(fā)展與職業(yè)規(guī)劃、大學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)、學(xué)科導(dǎo)論、經(jīng)濟(jì)學(xué)概論等

5 實(shí)踐環(huán)節(jié) 入學(xué)教育及軍訓(xùn)、社會(huì)實(shí)踐、公益勞動(dòng)、金工實(shí)習(xí)

電子工藝實(shí)訓(xùn)、電氣工程實(shí)訓(xùn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)

模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、綜合課程設(shè)計(jì)

畢業(yè)實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)鑒定

提出對(duì)“嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)”“電機(jī)學(xué)”“電氣控制與PLC”“發(fā)電廠電氣部分”“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”“高電壓技術(shù)”“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”等專業(yè)核心課程按照省級(jí)精品課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè);對(duì)實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程，如“電力系統(tǒng)安全分析與控制”“電力系統(tǒng)柔性輸配電技術(shù)”“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”“電力信息技術(shù)”等，開展校企共建，即按照企業(yè)工作流程、崗位技能和綜合素質(zhì)要求，確定課程結(jié)構(gòu)、選擇課程內(nèi)容、開發(fā)專業(yè)教材、共同組織教學(xué);先由學(xué)校的專業(yè)教師進(jìn)行課程基礎(chǔ)知識(shí)講授，再由企業(yè)一線工程師進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)戰(zhàn)技巧講解，并形成教學(xué)案例。

在培養(yǎng)計(jì)劃的制訂過(guò)程中，對(duì)專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重新審視和更新，不求全和細(xì)，重視精和新，并且要求每門課程至少有3名教師可以講授，制訂了所有課程的教學(xué)大綱。在制訂過(guò)程中充分注意了課程之間的銜接，剔除了后續(xù)課程中學(xué)生在其他課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，減少課程門數(shù)和課程內(nèi)容的重復(fù)，實(shí)現(xiàn)了課程的重組和整合，提高了課程綜合化程度。[1]

在教師教學(xué)過(guò)程中，鼓勵(lì)教師進(jìn)行先進(jìn)教學(xué)方式改革。在山東省特色名校工程建設(shè)的資助下，學(xué)院通過(guò)硬件條件的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了“嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)”課程的“同步互動(dòng)式”教學(xué)，即講、學(xué)、練、考一體化的教學(xué)方式，取得了很好的教學(xué)效果，下一步將對(duì)“電氣控制與PLC”等實(shí)踐性強(qiáng)的課程進(jìn)行“同步互動(dòng)式”教學(xué)改革;另外，學(xué)院積極鼓勵(lì)教師將科研成果向教學(xué)轉(zhuǎn)化，改革教學(xué)內(nèi)容，組織教學(xué)案例，對(duì)專業(yè)性很強(qiáng)的課程，如“電路系統(tǒng)自動(dòng)化”“電力系統(tǒng)分析”等進(jìn)行了“案例式教學(xué)”改革，[2，3]拓寬學(xué)生的視野;為了加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);鼓勵(lì)教師進(jìn)行“框架式”教學(xué)改革，打破傳統(tǒng)的“教與學(xué)”課堂教學(xué)模式，在教學(xué)大綱和教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生參與到課堂教學(xué)中來(lái)，并能自主創(chuàng)新的完成教學(xué)內(nèi)容。

四、主要改革成果

第一，在“一強(qiáng)二弱，三融四化”人才培養(yǎng)模式的引領(lǐng)下，制訂了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)方案，對(duì)未來(lái)人才培養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)、主干學(xué)科、課程體系、專業(yè)主干課程、主要實(shí)踐環(huán)節(jié)及教學(xué)安排進(jìn)行了規(guī)定，并進(jìn)行了實(shí)施。培養(yǎng)方案中增加了實(shí)踐性課程的比重，通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等環(huán)節(jié)的課時(shí)和科目，在保證質(zhì)量的前提下，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。

第二，通過(guò)“培養(yǎng)、引進(jìn)、共享”的師資隊(duì)伍建設(shè)措施，對(duì)人才隊(duì)伍進(jìn)行了建設(shè)，每年選派至少2名骨干教師到國(guó)內(nèi)外知名高校訪學(xué)，啟動(dòng)了青年教師素質(zhì)提升工作，通過(guò)到知名高校助課、下企業(yè)鍛煉、學(xué)歷提升等渠道，對(duì)青年教師的教學(xué)和科研素質(zhì)進(jìn)行提升，同時(shí)每年至少聘任兩名行業(yè)企業(yè)技術(shù)骨干擔(dān)任兼職教師。

第三，對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件進(jìn)行了建設(shè)，新建高電壓技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，110KV變電站仿真實(shí)驗(yàn)室，擴(kuò)建了電力自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)室，使電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容更加貼近行業(yè)及相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際。

第四，積極發(fā)揮已有精品課程的示范和引領(lǐng)作用，按照精品課程的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)了多門核心課程、校企共建課程和雙語(yǔ)課程，形成高質(zhì)量課程教學(xué)資源。

第五，通過(guò)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)建設(shè)的帶動(dòng)作用，促進(jìn)自動(dòng)化、電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的人才培養(yǎng)模式和課程體系改革，并且對(duì)3個(gè)專業(yè)的師資隊(duì)伍建設(shè)、核心課程、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件等方面起到了很好輻射帶動(dòng)作用，帶動(dòng)了3個(gè)專業(yè)的發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：王意琴）