電氣工程與自動化特色專業建設研究與實踐

王君艷,嚴 正,潘俊民

(上海交通大學電子信息與電氣工程學院電氣工程系,上海 200240)

0 引言

教育部“高等學校本科教學質量與教學改革工程(質量工程)”把“專業結構調整與專業認證”列為專業建設首要內容,并提出實施“專業標準與專業認證”,通過建立專業標準和認證辦法,構建我國工程教育的質量監控體系。開展工程教育專業認證的目標是:推進我國工程教育改革,進一步提高工程教育質量;建立與注冊工程師制度相銜接的工程教育專業認證體系,構建工程教育與企業界的聯系機制,增強工程教育人才培養對產業發展的適應性;促進我國工程教育的國際互認,提升國際競爭力。教育部同時提出“大力加強本科專業建設,按照優勢突出、特色鮮明、新興交叉、社會急需的原則,努力辦出特色”。這充分體現了專業認證和特色專業建設在高等學校本科教學質量工程中的重要性。為此,如何建立專業標準和專業認證方法,如何確定特色專業建設的目標和實施方案,明確專業標準、專業認證、特色專業的相互關系成為各高校本科教學質量工程建設的重要任務。

2007年6月上海交通大學電氣工程與自動化專業通過了專業認證,2008年本專業又被教育部批準為第一類特色專業。本文針對上海交通大學電氣工程與自動化專業的專業認證、特色專業建設等若干問題進行了探討。

1 專業認證和特色專業的相互關系

全國工程教育專業認證專家委員會組織專家分析了我國當前高等工程教育的實際狀況,參考了國際工程教育界在工程教育專業認證領域的經驗和做法,制定了《工程教育專業認證標準(試行)》,此標準提供了工程教育本科培養層次的基本質量要求。此標準由通用標準和專業補充標準組成。通用標準的指標體系分為7項,包含19個內涵。專業補充標準在畢業生的適應范圍、培養目標與要求、課程體系、教師隊伍(專業背景、工程背景)和專業條件(資料、實驗條件、實踐基地)等方面提出補充,體現電氣工程與自動化專業本身的要求,如表1所示。

專業認證標準突出了能力要求,即學生能力達到何種水平。認證標準明確提出10項畢業生能力要求。

質量工程明確指出:“以社會需求為導向,合理設置學科專業;密切與產業和行業的聯系,加緊緊缺人才培養。”因此,專業建設要從國家經濟、社會發展對人才的實際需求出發,調整專業結構,優化人才培養,密切與社會用人單位的聯系,培養滿足國家經濟、社會需要的各種專門人才;同時,專業建設也要加強與產業和行業的結合,充分發揮行業主管部門和企業的作用,加大緊缺人才培養力度,為產業部門提供人才和智力支持。按質量工程的要求,對于專業建設“要大力培育優勢明顯、特色鮮明的本科專業,加大建設力度,逐步形成專業品牌和特色。”由此可以看出:特色專業建設要圍繞社會需求、結合國家經濟建設、科技、社會發展對高素質人才的需求,依據專業所在高校的總體定位,科學確定專業培養目標、合理構建課程體系、深入改革教學內容、努力強化師資隊伍建設、大力加強實踐和動手能力培養,辦出優勢和特色,成為同層次、同類型高校相關專業的典范。

表 1 認證標準

專業認證標準體現通用性,是專業建設的基本要求;特色專業建設是相關專業的典范,特色專業建設要以專業認證標準為基礎,體現特色,但兩者基本目標是一致的。

電氣工程與自動化專業認證標準是高校電氣工程與自動化專業的基本準則,而電氣工程與自動化專業特色專業建設要依據不同高校的辦學定位、專業定位、學科背景、辦學條件、結合社會需求和發展要求來確定自己的個性發展目標,辦出自己的特色。

2 電氣工程與自動化專業建設目標

上海交通大學電氣工程與自動化專業以創新教育、素質教育和終身教育為理念,體現綜合性、高水平、研究型大學電氣工程人才的培養要求,培養具有國際競爭力的高素質創新人才。遵循學校的“起點高、基礎厚、要求嚴、重實踐、求創新”的辦學傳統以及“理論基礎寬厚、實踐創新突出、專業具有特色”的原則,體現本專業以強電為主,強弱電、軟硬件相結合的特色,實現專才向通才、教學向教育、傳授向學習的轉變,注重學生獲取、運用知識和創新實踐能力的培養。

本專業的建設以培養德、智、體、美全面發展,知識、能力、素質相互協調為目標,使學生能夠綜合運用所學的科學理論與技術方法從事與電氣工程相關的系統運行和控制、電工技術應用、信息處理、試驗分析、研制開發、工程管理以及計算機技術應用等領域工作,具備電力系統及各類電氣設備的設計、分析、測量、控制和故障診斷等科技研究、教學、開發與應用的能力,以及具有繼續深造、終身學習、專業發展和一定國際競爭能力的寬厚型、復合型、創新型的技術與管理人才。本專業畢業生應具有為國富民強而奮斗的志向和責任感,具有愛崗敬業、艱苦奮斗、團結合作的品質,具有良好的思想品德、社會公德和工程職業道德,以及高尚的科學人文精神和較高的身心修養。

3 課程教學體系建設

3.1 課程體系

《工程教育專業認證標準(試行)》給出了電氣工程與自動化專業學生10項能力要求(即培養目標具體表達),本專業對于其中內涵較豐富的能力要求,又給出了子目標要求。

圍繞能力要求的每一項(細化到子目標)設置課程,能力要求通過具體課程實現。子目標要求和課程設置同時體現上海交通大學電氣工程與自動化專業以強電為主、強弱電結合、軟件與硬件結合,抽象(電磁場)與形象(機電裝置)結合,器件設備與系統相結合的專業特色。

1)英語和雙語課程建設

綜合性、研究型與國際化是上海交通大學長期堅持的辦學目標和發展戰略,不斷提高游學、留學的學生比例,創造與國際接軌的校園教學環境,擴大英語授課的范圍,是上海交通大學國際化辦學中的重要內容。電氣工程與自動化專業選取了部分專業基礎課和專業方向課程用英語授課或雙語授課,請由海外引進的教師或具有留學經歷,且教學效果好的教師來擔任英語授課或雙語授課任務,并定期進行英語授課和雙語授課教學跟蹤和教學交流工作。且規定電氣工程與自動化專業學生在本科期間必須選擇至少1門英語授課課程。學校、學院及系三方為學生海外游學,參加學術活動提供了很多機會,英語授課或雙語授課促進了這些計劃的執行。

2)重實踐

增加實踐類課程所占比例,課內實驗、單獨開課實驗、綜合實驗、課程設計、各種實習、畢業設計等實踐課程共72學分。

除《工程教育專業認證標準(試行)》規定的實踐課程類型而外,還有:

(1)工程實踐與科技創新

工程實踐與科技創新通過科技創新實踐可以提高學生運用所學的科學理論和技術手段分析并解決實際工程問題的能力以及創新實踐能力,同時增強學生的合作能力和人際交流能力。

“工程實踐與科技創新”要求不少于8學分,分為兩大階段實施:第一階段為1-2年級,安排3-4學分的子模塊;第二階段為3-4年級,安排4-5學分的子模塊。每個科技創新子模塊都是由教師或實驗室申報,經教學指導委員會審批通過的。此8學分中的4學分也可用參加PRP項目和如參加全國電子設計大賽等學科競賽獲獎來完成。

(2)PRP項目

大學生研究項目PRP(Participation in Research Program),給電氣工程與自動化專業學生提供了一個很好的實踐平臺。

(3)學科競賽

電氣工程系積極組織學生參加“全國電子設計大賽”、“全國大學生智能車競賽”、“全國大學生節能增效設計競賽”等各種學科競賽,且在賽前就組織學生培訓。由一些經驗豐富的教師進行指導,豐富了學生的科研活動,學生參加踴躍。

3)個性化教育課程

增加個性化教育課程是為了貫徹因材施教的原則,給學生更多的學習選擇權。選修第二專業所獲學分可充抵本模塊學分。學生也可選修其它理論教學課程和實踐教學課程,包括:電氣工程與自動化專業選修課、通識教育任選課、外專業計劃內課程;電氣工程與自動化專業實踐環節選修課、外專業實踐環節選修課、PRP項目、工程實踐與科技創新、學科競賽、通識教育實踐活動等。

3.2 評估每項能力要求是否達到的方式

《工程教育專業認證標準(試行)》規定課程設置必須根據能力要求(即培養目標具體表達)設置,能力要求通過具體課程實現。考核課程教學是否達到培養計劃的能力要求十分重要。

理論知識能力通過考試、課程作業、課堂表現、書面報告、專題論文等進行綜合評定;對于專業技能方面的能力通過在規定時間內完成設計和完成實驗的情況、實驗筆記、設計和實驗的報告等綜合評定;思維技能和通用技能方面的能力通過課外活動、利用信息技術完成課外作業、合理計劃和安排時間、嚴格按時完成作業、選擇和應用恰當的方法解決問題、口頭和書面交流的能力、團隊工作和團隊領導能力、計算機應用能力等綜合評定;理論和實踐相結合的能力通過課程設計、畢業設計和科技競賽綜合評定。

每個課程組都根據本專業的培養目標討論制定具體的評估標準和方法,明確寫在課程的教學大綱中。任課教師依據教學大綱要求,在教學過程中嚴格組織學生進行各項考評,并記錄每位學生每項的考核結果。

4 教材、教輔建設

積極鼓勵教師編寫、出版優質教材和著作。近五年來,電氣工程系教師已經編寫出版教材、專著17部,其中國家級規劃(重點)教材2部。目前,正在編寫的教材中,有6部列入教育部“十一五”規劃教材,2部列入2010年度校級教材編寫規劃。所編寫的教材是教師在教學、科研工作中多年積累的基礎上編撰而成的,在教材中所反映的最新科研成果和國內外最新動態也有利于提高學生學習積極性。

組織課程組在教務處課程中心網站建立課程教學平臺,包含課程簡介、教學大綱、教師介紹、教學日歷、課程錄像、課程資料、課件、課程視頻、例題精講、優秀課程論文、作業范例、參考資料、課程互動、論壇、作業、問卷調查、在線測試,還有網上答疑、網上互動、以及網上在線測試系統,使教學手段多元化。

5 實驗室、實習基地建設

5.1 增設特色實驗室

除建有《工程教育專業認證標準(試行)》規定的物理實驗室、電工電子實驗室、電子信息與電氣工程類專業實驗室,還積極開展校企合作工作,吸引社會資源參與學校的專業建設。如:施耐德電氣聯合實驗室(含配電系統實驗室、電力系統監控實驗室、運動控制系統實驗室、變頻傳動實驗室、系統集成實驗室)、德州儀器聯合實驗室、Microchip聯合實驗室等的建設以及人才培養等多方位、多層次的合作。使先進的設備和技術應用于實踐教學中。

創建“科技創新和課外實踐開放實驗室”,使之成為學生課外實踐、創新的基地。

5.2 長期穩定的實習基地的建立

電氣工程與自動化專業所在的電氣工程系對專業生產實習非常重視,在不斷完善校內實踐基地的同時,積極通過“產學研”結合建立長期穩定的校外實習基地。讓學生直接參與供電公司、變電所等的管理,了解和接觸生產實際,學到校內課堂上無法學到的東西。目前,電氣工程與自動化專業已建立了多個校外教學實踐基地,有效地提高實習和畢業設計的質量,增強了學生在人才市場的競爭力。主要的實踐教學基地有:石洞口電廠、新安江水電站、上海電機廠、施耐德電氣(中國)有限公司、上海市電力公司、思源電氣有限公司、阿海琺輸配電公司等。

6 國際化合作辦學

積極開展國際化辦學,如在歐盟資助下,電氣工程系與德國達姆施塔特工業大學Techische Universitat Darmstat(T UD)、意大利都靈工業大學T urin—Politecnico Di Tonno(PDT)共同參建了“歐盟-中國大學電氣工程合作網”,每年向這些學校派出學生進行深造。另外,電氣工程系依托學校、學院的資源,與美國、日本、德國、法國等國際知名大學開展海外游學計劃以及雙碩士培養計劃,以提高學生的學業水平,開拓學生的國際視野。同時,電氣工程系還廣泛地開展學術交流,通過各種途徑和方式,吸引了國內外眾多著名學者來系里開展合作交流,為學生開設講座,以拓展學生知識面,緊跟國際學術前沿。

7 教師隊伍建設

專業建設的關鍵是一流的師資隊伍。電氣工程系十分重視師資隊伍的建設,進一步培養或引進在國內外有一定影響的學術帶頭人,并大力培養和造就一批中青年學術骨干。電氣工程系實行開放式人才培養和引進機制,并加大力度,在工作條件、出國深造、分配、配套設施、人員和資金等方面給予學術帶頭人和中青年學術骨干更多地支持,充分發揮學術帶頭人和中青年學術骨干在教學、科研等學術工作中的主體地位和作用。

8 結語

專業認證、特色專業建設是高等學校最重要的教學建設,它決定著人才培養質量與辦學水平,對高校的改革與發展具有深遠的影響。電氣工程與自動化專業是上海交通大學的傳統優勢專業,長期以來,該專業都注重本科人才的培養工作,堅持教育教學改革與實踐,大膽創新,在人才培養方案、師資隊伍、課程建設、教材建設、國際化辦學等諸方面都取得了顯著的成績,已逐漸形成了一套適應學科發展和社會需要的專業人才培養體系。

[1]全國工程教育專業認證專家委員會.工程教育專業認證標準(試行).2009.4

[2]教育部.關于加強“質量工程”本科特色專業建設的指導性意見.教高〔2008〕208號文件

[3]潘再平等.全面優化本科教學平臺,培養電氣工程創新人才[J].電氣電子教學學報.2010,32(2):20-23

[4]畢家駒.關于中國工程專業認證的所見所思[J].高教發展與評估.2009,25(3):10-18