工程認證背景下電氣類專業課程體系優化

李成棟 閻俏 張桂青 鄭學漢

[摘 要] 科學合理的課程體系是影響高等學校人才培養質量的關鍵因素。山東建筑大學電氣工程及其自動化專業針對課程體系實施過程中的問題，遵循工程教育認證的核心理念，構建了“兩橫多縱”的課程體系。該課程體系以橫向課程平臺和縱向課程群作為課程建設和教師組織管理的基本單元，突出人才培養特色，圍繞培養學生解決復雜工程問題的能力，從課堂教學到實踐環節進行全方位的設計和優化，以期為其他工科專業的課程體系提供有益的參考。

[關鍵詞] 工程教育;課程體系;電氣工程及其自動化專業;復雜工程問題

[基金項目] 2018年度山東省研究生教育質量提升計劃建設項目“新舊動能轉換背景下地方院校學術學位研究生創新能力培養策略研究——以控制科學與工程專業為例”（SDYY18133）;2019年度山東省研究生教育質量提升計劃建設項目-優質課程“工程中的矩陣理論”（SDYKC19113）;2021年度山東建筑大學信電學院教研項目“工程教育認證背景下電氣工程及其自動化專業課程體系優化研究”

[作者簡介] 李成棟（1981—），男，山東費縣人，博士，山東建筑大學信息與電氣工程學院副院長，教授，主要從事人工智能、建筑智能化與能效管理研究。

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）05-0122-04 [收稿日期] 2021-09-30

自從2016年我國正式加入《華盛頓協議》以來，工程教育認證工作在高等學校工科專業中迅速展開，“以學生為中心、產出導向和持續改進”的工程教育理念被越來越多的人所接受。工程教育認證對于改革工程教育、提高本科教育質量的作用更加凸顯，已成為我國高等教育目前及今后發展的趨勢和方向。在《工程教育認證標準》的12項畢業要求中，有8項涉及“復雜工程問題”的描述，強調要培養學生“解決復雜工程問題”的能力[1]。這對于長期習慣于“知識、能力、素質”框架下的人才培養思路提出了新的要求和挑戰。

山東建筑大學電氣工程及其自動化專業抓住了歷史機遇，圍繞工程教育認證的核心理念，對人才培養目標進行了重新梳理，構建了“兩橫多縱”的新型課程體系和教師管理模式。該課程體系根據社會對電氣工程從業人員的職業能力需求和畢業要求進行調整，著重學生解決復雜工程問題的能力提升問題，對于培養高素質應用型人才具有重要的意義。

一、圍繞學校定位和行業需求確定培養目標

山東建筑大學是以培養創新性應用型人才為主要辦學目標的地方性工科院校，為國家建設事業和區域經濟社會發展提供了有力的人才支持。電氣工程及其自動化專業是山東省一流專業。經過多年的建設，已經在建筑電氣和智能建筑方向形成了鮮明的辦學特色。隨著城鎮化速度的加快和新技術的飛速發展，大量的智慧建筑、智慧居住區和智慧城市應運而生;建筑行業正經歷從傳統的建筑工程技術向智能建造、建筑工業化轉變的過程。同時，隨著雙碳目標的提出，充分利用可再生資源，構建“發、儲、配、用、云”一體化的園區級智能微網將成為今后的發展方向。在此背景下，電氣工程及其自動化專業的人才培養目標定位于培養和造就一批能夠適應新技術產業升級，在綠色建筑、智慧城市、智慧能源領域從事電氣工程的設計、施工、運維、研發、管理等工作的應用型高級專業人才。

二、以培養目標為指導設計課程體系

工程教育要求專業從面向學科辦學轉向面向社會需求辦學，根據社會需求確定專業的培養目標，同時要求建立培養目標和課程體系的合理性評價機制，邀請用人單位、畢業生和行業專家參與合理性評價和修訂工作，使人才培養符合國家經濟、社會及企業發展的需求[2]。

（一）現行課程體系存在的問題

通過分析本專業現行課程體系的現狀并結合用人單位和行業專家的反饋信息，發現現行課程體系主要存在以下三個方面的問題：（1）部分專業課程內容重復，任課教師各自為政，先行和后續課程無法實現有效銜接。（2）專業課程內容重視基礎理論教學，忽視了應用能力和綜合素質的培養，與社會和企業的需求脫節。（3）對“復雜工程問題”的理解不統一，教學環節缺乏對“培養學生解決復雜工程問題的能力”的有效支撐。

（二）構建“兩橫多縱”的課程體系

為解決上述問題，加強課程之間的關聯，形成科學合理的課程鏈，在進行課程體系優化時，首先將學科關聯性強的課程組成課程平臺或課程群，形成了“兩橫多縱”的“課程平臺+課程群”的新型課程體系。“兩橫”是將工程基礎或專業基礎課程科學組合，形成“電工電子技術基礎”和“信息技術基礎”兩個課程平臺，同時為學院其他電氣和電子信息類專業服務。“多縱”是將專業課程體系中關聯密切的專業課和特色課組成課程群，形成合力，聚焦某個學科知識的交叉融合和綜合應用，目前形成了“建筑電氣技術”“智慧建筑技術”“電力系統技術”和“測控技術”四個課程群，如圖1所示。每個課程平臺和課程群由4～5門核心課程及相應的實驗和課程設計等實踐環節組成。課程平臺或課程群建設的關鍵在于按照科學合理的構建邏輯對平臺（群）內的課程進行整合優化和再設計，重點研討前后銜接內容、交叉內容并明確解決方案，從而發揮整體大于部分之和的效果，避免流于形式[3]。

在“兩橫多縱”的課程體系下，教師管理模式也相應地發生了變化：打破傳統的以教研室為單位的教學工作管理模式，實行課程平臺（群）負責人制度。按課程平臺（群）組織教師團隊，由骨干教師擔任課程平臺（群）負責人;課程團隊負責課程建設的全部環節，開展課程大綱修訂、課程內容研究、課程質量的持續改進等工作。

通過設立專業基礎平臺課，可以打破專業之間的壁壘，集中優勢資源進行統一管理和規劃，解決課程各自孤立、知識點重復的弊端。專業課按課程群進行建設和管理，可以有效地落實主體責任，以學科體系為指導，發揮課程間彼此支撐、承上啟下的作用，加強學生對整體知識的融合和應用[4]。

（三）課程體系圍繞復雜工程問題進行優化

本科工程教育強調培養學生解決復雜工程問題的能力。該能力的培養不是一蹴而就的，也無法僅通過某一門或幾門課來實現。因此，在此次課程體系優化過程中，按照支持“解決電氣工程領域復雜工程問題”畢業要求達成的需要來設計課程體系，將任務分解、落實到人才培養的課程教學和實踐教學等各個環節。

1.課程教學。在課程體系優化過程中，對于每門專業課程推薦研究型教學，圍繞“解決問題”設計教學活動，把問題看作學習的動力和起點，注重引導學生探索和自主思考，促使學生掌握分析和解決復雜問題的基本思想和方法[5]。以“工程項目管理”課程為例，課堂教學主要包含項目管理組織、成本、質量、安全、合同等管理內容。在課程后期布置一項案例分析的大作業，要求以小論文的形式提交分析報告。案例背景為：“某建筑電氣工程中，某處電氣管線因躲避消防水管導致彎曲半徑過小，不符合國標要求，驗收不合格。”以此為案例，進行角色設定分析：如果你是項目經理，應如何制定事故預防和解決方案;如果你是質量負責人，分析造成問題的原因，并制定相應解決措施。這道題目涉及了項目管理全流程的基礎理論，同時需要具備其他課程或其他學科的綜合知識，需要學生進行研究型學習，經過深入思考和分析才能把握復雜工程問題的內在聯系和本質特征，最終得到解決復雜工程問題的明確思路和對應措施。

2.實踐教學。實踐教學環節是培養解決復雜工程問題能力的重要途徑。在此次課程體系改革優化中，建立了“基礎→進階→綜合”階梯形的工程實踐環節，從部分到系統、從單一到復雜，學生逐步完成了不同復雜等級的項目，實現了復雜工程問題解決能力的培養[6，7]。基礎階段的實踐環節由金工和電工實習、電路原理實驗和電子技術課程設計等組成，該階段側重于電氣常用工具的認知和使用，使學生對電氣元件、電工技術建立感性和理性認識。進階階段包含專業課程的課程設計、前沿講座和生產實習等環節。指導教師深度凝練課程設計的課題，使待解決的問題具有一定深度、相互關聯且涉及工程、技術及其他因素，具備復雜問題的某些特征和復雜場景。通過進階環節，重點培養學生的系統設計、開發能力，以及創新性思維。綜合實踐階段包含專業綜合實驗、畢業實習和畢業設計，是實現本專業人才培養目標和畢業能力達成的關鍵環節。

研究型的課堂教學和階梯式的實踐教學，使學生獲得了解決復雜工程問題能力的全面鍛煉，有力地支撐了面向建筑電氣領域高級專業人才的培養。近三年，本專業畢業生的就業率都在95%以上，畢業生質量獲得了用人單位的認可[8]。

工程教育認證對高等學校的人才培養工作提出了新的要求。在此背景下，山東建筑大學電氣專業圍繞培養目標和畢業要求，對課程體系進行了優化和改革，構建了兩個課程平臺和四個專業課程群，突出了辦學特色，探索了新型的教師管理和課程建設思路，注重學生解決復雜工程問題能力的培養。本專業課程體系的優化思路可為其他相關專業的人才培養和工程教育認證工作提供有價值的參考。

參考文獻

[1]中國工程教育專業認證協會.工程教育認證標準[EB/OL].（2020-02-17）[2021-09-10].https：//www.ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/rzcxjbz/gcjyrzbz/tybz/599711/index.html.

[2]陳江璋.基于“OBE”理念的電氣工程及其自動化專業課程體系的研究與實踐[J].電腦知識與技術，2017（8）：135-136.

[3]謝幫靈，廖金團，韓立星.“新工科”背景下高職“三橫四縱”專業核心課程體系構建研究[J].現代職業教育，2021（10）：120-121.

[4]韓婷，李紅斌，文勁宇，等.培養復雜工程問題解決能力的一體化課程體系——華中科技大學電氣工程及其自動化專業改革[J].高等工程教育研究，2018（2）：52-59.

[5]蔣宗禮.本科工程教育：聚焦學生解決復雜工程問題能力的培養[J].中國大學教學，2016（11）：27-30+84.

[6]楊亞龍，方潛生，汪明月，等.多學科交叉融合的建筑電氣與智能化專業人才培養體系構建[J].高等建筑教育，2021，30（4）：53-61.

[7]王博，黃永紅，孫宇新.基于工程教育認證的電氣類專業課程體系[J].電氣電子教學學報，2019，41（6）：49-53.

[8]山東建筑大學2019—2020學年本科教學質量報告[R/OL].（2020-12-23）[2021-09-10].https：//www.sdjzu.edu.cn/xxgk/info/1049/2478.htm.

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