基于电气工程专业核心课程群的工程能力培养立体化建设

唐贤伦　陈功贵　刘想德

摘要：分析了基于电气工程及其自动化专业核心课程群的工程能力培养立体化建设的必要性，对基于核心课程群的工程能力培养立体化建设方法进行了研究，建立了立体化建设体系，并在培养学生的创新意识及工程能力方面进行了实践。

关键词：电气工程；核心课程群；工程能力；培养；立体化建设

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）53-0177-02

电气工程专业的实践性、工程性很强，其目的是培养在与工业与电气工程有关的电气工程、电力电子技术、电力检测与自动化仪表、运动控制、工业过程控制、电子与计算机技术等领域从事工程设计、系统分析、系统运行、管理与决策等工作，或从事各种电气自动化设备的研究开发、生产制造以及使用维护等工作的高级工程技术人才，所培养的学生除了要具有扎实的基础理论，也必须具备较强的实践能力和工程能力。

一、基于核心课程群的工程能力培养立体化建设的必要性

电气工程专业核心课程群包括“电力电子技术”、“电力系统分析”、“自动控制原理”、“电机学”、“运动控制系统”、“电气系统及继电保护原理”、“供配电技术”等课程。目前电气工程及其自动化专业课程体系教学模式遵循的是先基础后专业，即首先学习“电机学”、“电力电子技术”、“自动控制原理”、“电力系统分析”，然后学习“运动控制系统”、“电气系统及继电保护原理”、“供配电技术”等课程。电气工程及其自动化专业核心课程群的实践教学主要为分离的认识验证型和简单设计型实验，在开设时间上受限于理论课，且实验各课程间系统性不强，极易形成理论和实验实训脱节。对电气工程类专业的学生来讲，由于缺乏必要的工程训练体系支撑，平时的课程设计、综合设计、毕业实习和毕业设计等，往往是独立开设且前后联系不紧密，这样，学生通过这些实践环节很难形成逐步深化提高的工程训练实践技能，无法实现电气工程类专业实践实训能力的系统化，更无法保障综合技能和创新意识的培养。

综上所述，对基于电气工程及其自动化专业核心课程群的工程能力培养立体化建设进行探索和实践，对于提高电气工程专业学生的工程实践能力，完善电气工程及其自动化专业的教学模式具有重要的意义。

二、基于核心课程群的工程能力培养立体化建设方法及体系

电气工程专业教学体系改革，必须以社会需求为目标，以实际操作为前提，以工程技术为主，以工程能力为培训的核心，着力培养学生的工程操作、工程技术和工程能力、创新能力与自我学习能力，并建立以学生为中心的培养模式和自主式的实践模式。因此，我们对基于核心课程群的工程能力培养立体化建设方法进行了研究，并建立了立体化建设体系。基于电气工程及其自动化专业核心课程群的工程能力训练包括基础训练、综合训练、提高与创新训练三大层次。

（一）基础训练层次

基础训练层次包括基础的工程实验实训内容，主要涵盖“电力电子技术”、“自动控制原理”、“电机学”、“电力系统分析”等基础课程的知识，有的课程依托信息学科进行实验实训，为学生后续利用信息技术打下基础。主要目的是让学生掌握与电气工程及其自动化基础理论相关的工程基本技能，加深对电气工程及其自动化入门理论知识的理解和应用，为后续课程的学习打下基础。一方面，使学生直接接触实际的测试、控制元件与系统，在传感器、电力电子器件、电机、简单控制系统等方面受到具体的感性认识与初步训练；另一方面，培养学生计算机辅助设计的能力，例如要求学生掌握基于MATLAB、Labview的控制、信号处理、电力系统分析的建模与仿真等，为实际的工程设计与研发打下坚实的基础。

（二）综合训练层次

综合训练层次包括一般综合训练和专业综合训练，涉及应用型和设计型工程训练两大类型，都强调训练的开放性和系统性。一般综合训练要求能将基础课程与“运动控制系统”、“供配电技术”、“电气系统及继电保护原理”、“电气测控与仪表”等专业课程的知识进行融合应用。专业综合训练主要涵盖上述电气工程及其自动化专业核心课程群的知识，要求学生能对多门课程知识进行综合实践，独立完成训练内容，充分发挥学生的创新能力和自主学习能力。让学生通过设计型和应用型的实践操作训练，具有与电气工程理论相对应的基本操作能力和专业性的工程技术能力，加强对电气工程基础操作的理论知识和专业理论知识的理解与应用，为学生提高创新能力的训练提供很大的理论和实践支撑。

（三）创新与提高训练

创新与提高训练包括一般创新训练和研究提高训练，是提高学生综合应用电气工程知识，培养创新意识，提升学生分析和解决电气工程领域问题的实践研究能力的重要途径。根据已学的电气工程理论知识和仪器仪表的使用知识，通过文献查阅、资料收集、调查结果进行分析和优化，让学生能完成研究分析，自己动手设计训练方案、实验电路、编写程序，并在学习实际应用系统、了解工艺结构、运行调试、分析与排除故障的基础上，培养学生的创新意识和研究能力，为学生竞赛提供支撑。

三、基于核心课程群的工程能力培养立体化建设实践

1.建立有层次的基于核心课程群的工程实践训练体系，以更好地优化工程应用研究型人才的培养方式。为让学生系统、全面地掌握电气工程学科的知识，并具备实践应用的能力，分阶段、分层次地重点对电力电子、运动控制系统、电力系统等方面进行系统的实验实训，并将课程设计、综合设计、毕业设计融合进来形成实验实训体系。

2.为使学生形象化、立体化的理解电气工程学科的主要知识点及各课程间的关系，也为了锻炼学生的设计和研究能力，教师设计和开发了电气工程及其自动化核心课程群中紧密结合课程知识点的仿真题目和设计题目，加深了学生对相关知识点和实际应用课题的印象。

3.在毕业设计中培养学生的综合工程能力。对于毕业设计选题，需要合理分配方向，提高工程应用型题目所占的比例。在相关开发项目题或者实际问题的基础上，利用项目驱动的设计方法，使设计内容尽可能地符合工程实际。同时教师也应该利用自己的科研成果来进行毕业设计的选题，使学生能够接触到本领域的前沿技术。另外，努力培养学生的创新意识和工程能力，使学生在完成毕业设计的过程中，逐步具备产业研发能力、实践动手能力和团队协作能力等。endprint

4.构建“分层次，课内外结合，创新实践一体化”的实践教学方式，逐步整合电气工程实践训练课程，探索适应学生个性发展、开放创新的工程训练实践教学新方法和新体系，以及多学科基础知识交叉渗透的工程训练教学大平台。

5.分层次采取实践教学方式。基础训练层次，往往是教师讲授为主，辅以学生的认知训练。综合训练层次，是教师设计初步方案，再由学生选择实验设备和材料，设计实验方案。根据实验内容进行具体分工，在共同实验的过程中培养学生的自主学习及团队协作的能力。创新研究层次，教师引导学生通过自行设计、自编工艺、自己制作、小组组装等程序，完成从理论设计到产品雏形开发的全开放学习过程。

6.从低年级开始，选拔优秀学生参与教师科研项目或与合作企业的实际项目研究。通过参与实际项目，学生可以对电力行业相关项目开发过程和各项开发管理规程有更为深入的了解，培养学生灵活运用电气工程专业知识与实际工程规范，在较高层次上培养学生的创新意识和对产品进行开发设计、技术改造的能力。

7.加强电气工程及其自动化专业核心课程群教师队伍建设。加强相关课程教师间的交流，组织教师对同一课程及前后衔接紧密的课程内容的教学方式进行交流探讨，尽量让每一个教师在几年时间内对整个课程体系中的重要课程都能够讲解一遍，使得每一个教师对整个课程群有透彻的了解。坚持“以科研促教学”，鼓励教师参加电气工程学科的相关科研活动，了解该学科的最新前沿动态，教师对教材相关内容的理解更为深入，并应用于教学过程中，加强理论知识与实践的结合。

四、结语

构建了基于电气工程及其自动化专业核心课程群的工程能力培养立体化建设体系，并对基本涵盖电气工程及其自动化专业核心课程群主要内容的，融基础性、综合性、创新性于一体的工程训练方法及其实践教学方式进行了探索，在培养电气工程及其自动化专业学生的创新意识及工程能力方面取得了较好的效果。

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