基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的電氣自動(dòng)化專業(yè)課程大綱的改革與實(shí)踐①

謝永華 王金聰 張澎濤

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?結(jié)合我校辦學(xué)理念和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，對照工程教育專業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)要求，以運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)為例，分析課程大綱中存在的問題，構(gòu)建畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與課程培養(yǎng)目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，從課程內(nèi)容和質(zhì)量教學(xué)閉環(huán)等方面出發(fā)，對課程大綱改革并提出持續(xù)改進(jìn)，為進(jìn)一步加強(qiáng)我校電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)建設(shè)起到促進(jìn)作用。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?工程教育專業(yè)認(rèn)證;成果導(dǎo)向;課程大綱

[中圖分類號(hào)] ?G642 ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ?2096-0603（2019）13-0072-02

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，各企事業(yè)單位的電氣自動(dòng)化技術(shù)程度都有了明顯的提高。特別是近幾年來，電網(wǎng)的迅猛發(fā)展以及企業(yè)對生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造和引進(jìn)，大大提高了電氣自動(dòng)化技術(shù)的程度。企、事業(yè)單位使用的生產(chǎn)設(shè)備和主要技術(shù)大多采用引進(jìn)與自行開發(fā)相結(jié)合的方式，迫切需要具有扎實(shí)的電氣工程基礎(chǔ)和專業(yè)技能、具有一定的工程實(shí)踐和解決復(fù)雜工程問題的能力、具有交流與團(tuán)隊(duì)合作能力的應(yīng)用型技術(shù)人才和管理人才。

自2007年以來，我國教育部在一些高校啟動(dòng)“工程教育專業(yè)認(rèn)證”試點(diǎn)以來，已有500多個(gè)專業(yè)點(diǎn)通過了“工程教育專業(yè)認(rèn)證”。在此過程中，越來越多的高校對工程教育專業(yè)認(rèn)證工作表示認(rèn)同。 在工程教育認(rèn)證中，最根本的考核目標(biāo)是培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)依賴于核心能力的達(dá)成，而要達(dá)成我們制定的專業(yè)核心能力，則離不開課程體系的構(gòu)建，但所有的設(shè)計(jì)和規(guī)劃最終仍然需要通過課程實(shí)施來落實(shí)。在任何一門課程實(shí)施之前，需要有盡可能嚴(yán)密的設(shè)計(jì)以保證教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，課程大綱就是實(shí)現(xiàn)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(dòng)化專業(yè)工程教育認(rèn)證背景下課程大綱的構(gòu)建與實(shí)施。

一、傳統(tǒng)課程大綱存在的問題

課程大綱是課程實(shí)施的綱領(lǐng)性文件，是人才培養(yǎng)方案在某一門課上的具體體現(xiàn)。傳統(tǒng)的課程大綱更像是用于存檔的資料而非指導(dǎo)教學(xué)的文件。從工程教育專業(yè)認(rèn)證的角度來看，無論是指導(dǎo)思想還是結(jié)構(gòu)體系都存在諸多不協(xié)調(diào)的地方，主要表現(xiàn)在：（1）過于強(qiáng)調(diào)知識(shí)導(dǎo)向而忽略成果導(dǎo)向;（2）教學(xué)以教師為中心，忽略學(xué)生主體地位;（3）重視過程的規(guī)范性，忽略教學(xué)過程考評(píng)和持續(xù)改進(jìn)。

二、基于工程教育認(rèn)證的課程大綱設(shè)計(jì)流程——以運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)為例

（一） 確定課程培養(yǎng)目標(biāo)

本課程是我校電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)核心課程。通過學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生掌握運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和控制規(guī)律;使學(xué)生掌握電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的靜動(dòng)態(tài)特性以及控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法;使學(xué)生在綜合運(yùn)用自動(dòng)控制元件、電力電子技術(shù)和自動(dòng)控制原理等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，具備分析、研究和設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。根據(jù)工程教育的理念，及課程與畢業(yè)要求的支撐關(guān)系，制訂課程培養(yǎng)目標(biāo)如下。

1.能夠運(yùn)用物理、數(shù)學(xué)、工程基礎(chǔ)知識(shí)，分析系統(tǒng)原理、選擇調(diào)節(jié)器類型、計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù)，并將其運(yùn)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的適當(dāng)表述之中。

2.針對雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，選擇合適的設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行論證。

3.以MATLAB語言和SIMULINK仿真工具為應(yīng)用平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和仿真實(shí)驗(yàn)，對仿真結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，得到合理有效的結(jié)論。

4.按照模板規(guī)范和設(shè)計(jì)要求完成設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫并提交給指導(dǎo)教師。

5.根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求制定整體工作方案，對課程設(shè)計(jì)涉及的工作進(jìn)行合理管控。

6.能夠運(yùn)用SIMULINK仿真軟件對雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和仿真實(shí)驗(yàn)。

7.具備撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告和表達(dá)陳述的能力，能夠回答指導(dǎo)教師提出的問題，并能理解指導(dǎo)教師和學(xué)生提出的質(zhì)疑和建議。

（二）明確課程對畢業(yè)要求的支撐

為了便于根據(jù)畢業(yè)要求開展相關(guān)教學(xué)活動(dòng)，我校將電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)要求分解成9條25個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，并體現(xiàn)在相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)中，根據(jù)畢業(yè)要求，設(shè)置了課程模塊，構(gòu)建課程體系，明確每門課對畢業(yè)要求的支撐情況，形成課程與畢業(yè)要求對應(yīng)的矩陣表，這是撰寫大綱的依據(jù)?！斑\(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

（三）明確以學(xué)生為中心的教學(xué)過程

在教學(xué)內(nèi)容選取上，以學(xué)生為中心意味著要講授的內(nèi)容并不是依據(jù)教師的熟悉程度及重視程度，而是學(xué)生的需求。

1.設(shè)計(jì)任務(wù)與要求（0.5天）（支撐課程目標(biāo)5）

內(nèi)容：設(shè)計(jì)任務(wù);設(shè)計(jì)功能;設(shè)計(jì)性能指標(biāo)。

要求：學(xué)生領(lǐng)取設(shè)計(jì)任務(wù)，明確設(shè)計(jì)要求，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)和整體方案;復(fù)習(xí)SIMULINK仿真的相關(guān)知識(shí);查閱資料，做好設(shè)計(jì)之前的準(zhǔn)備工作。

2.系統(tǒng)原理分析（0.5天）（支撐課程目標(biāo)1）

內(nèi)容：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理;雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的分析;雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程的特點(diǎn)。

要求：學(xué)生掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理、靜特性以及起動(dòng)過程的特點(diǎn)。

3.調(diào)節(jié)器參數(shù)計(jì)算（0.5天）（支撐課程目標(biāo)2）

內(nèi)容：調(diào)節(jié)器類型;調(diào)節(jié)器參數(shù);參數(shù)校驗(yàn)。

要求：學(xué)生確定調(diào)節(jié)器類型;計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù);根據(jù)設(shè)計(jì)要求校驗(yàn)參數(shù)。

4.SIMULINK建模仿真（2天）（支撐課程目標(biāo)3、6）

內(nèi)容：系統(tǒng)建模、系統(tǒng)仿真、參數(shù)整定、仿真結(jié)果分析、給出有效結(jié)論。

要求：學(xué)生以SIMULINK為仿真工具，建立系統(tǒng)的SIMULINK模型，并在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，依據(jù)仿真結(jié)果整定參數(shù)，給出最終仿真結(jié)果，分析系統(tǒng)性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。

5.撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（1天）（支撐課程目標(biāo)4）

內(nèi)容：設(shè)計(jì)說明書。

要求：學(xué)生按照模板規(guī)范和設(shè)計(jì)要求完成設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫并提交給指導(dǎo)教師。

6.考核總結(jié)（0.5天）

內(nèi)容：考核評(píng)分表。（支撐課程目標(biāo)7）

要求：學(xué)生現(xiàn)場以分組的形式進(jìn)行仿真結(jié)果的展示并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析;指導(dǎo)教師提問，小組成員作答。總計(jì)時(shí)長為每組10分鐘左右。

（四）注重教學(xué)方法

在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，以學(xué)生自行設(shè)計(jì)為主，教師指導(dǎo)答疑為輔，結(jié)合設(shè)計(jì)綜合、報(bào)告撰寫、考核總結(jié)等教學(xué)環(huán)節(jié)共同實(shí)施。設(shè)計(jì)過程中，教師為小組提供咨詢，檢查工作進(jìn)度，幫助學(xué)生改善方案，從而使學(xué)生更好地解決課程設(shè)計(jì)過程中存在的實(shí)際問題。

（五）注重過程考核

工程專業(yè)認(rèn)證十分重視學(xué)習(xí)產(chǎn)出的評(píng)估，也就是學(xué)生學(xué)得怎么樣，采用以成果為導(dǎo)向的教學(xué)評(píng)估由重點(diǎn)評(píng)估“教師的教”轉(zhuǎn)變成評(píng)估“學(xué)生的學(xué)習(xí)成果”。以成果為導(dǎo)向的教學(xué)評(píng)估遵循持續(xù)改進(jìn)，以成果為導(dǎo)向的教學(xué)評(píng)估不是傳統(tǒng)總結(jié)性的評(píng)估過程，而是形成性的動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)過程，所以課程的考核不能單采用試卷的分?jǐn)?shù)，要結(jié)合過程化評(píng)價(jià)和終結(jié)性考核。“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的過程考核內(nèi)容如表2所示：

三、持續(xù)改進(jìn)，形成閉環(huán)教學(xué)

基于工程教育認(rèn)證理念構(gòu)建的質(zhì)量管理體系具有雙閉環(huán)特征——內(nèi)部閉環(huán)和外部閉環(huán)。通過監(jiān)督發(fā)現(xiàn)偏差，并分析產(chǎn)生偏差的原因，進(jìn)一步采取改進(jìn)措施減小偏差，所以工程教育是一個(gè)持續(xù)改進(jìn)的過程。通過持續(xù)改進(jìn)機(jī)制能夠持續(xù)的改進(jìn)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，以保障其始終與內(nèi)外部需求相符合。當(dāng)一門課程學(xué)習(xí)完成后，教師能通過大綱反思自己的教學(xué)效果，學(xué)生能反思自己的學(xué)習(xí)效果。 在一個(gè)教學(xué)學(xué)期結(jié)束后，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)要對大綱執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行研討、修正，構(gòu)成良性循環(huán)，可不斷發(fā)揮課程大綱對教學(xué)的規(guī)范性和指導(dǎo)性的作用。

課程大綱作為教育過程中的重要文件，它的設(shè)計(jì)、制定和實(shí)施應(yīng)該與我們的教育理念保持一致，需要有理論指導(dǎo)以保證其科學(xué)性。在筆者看來，傳統(tǒng)的課程大綱更像是一個(gè)課程開發(fā)文件而非指導(dǎo)教學(xué)的綱領(lǐng)性文件，它只考慮了教師的需求，沒有關(guān)注到學(xué)生的需求，與工程教育專業(yè)認(rèn)證的學(xué)生中心理念相抵牾，所以有必要用更為實(shí)用和簡潔的課程大綱來取而代之。而以工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為理論指導(dǎo)的課程大綱，是保障工程教育得以實(shí)施、提高普通高校教育教學(xué)質(zhì)量的重要舉措。

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編輯 陳鮮艷