基于工程教育专业认证的电气自动化专业课程大纲的改革与实践①

谢永华 王金聪 张澎涛

[摘           要]  结合我校办学理念和专业培养目标，对照工程教育专业认证的毕业要求，以运动控制系统课程设计为例，分析课程大纲中存在的问题，构建毕业要求指标点与课程培养目标的对应关系，从课程内容和质量教学闭环等方面出发，对课程大纲改革并提出持续改进，为进一步加强我校电气工程及自动化专业建设起到促进作用。

[关    键   词]  工程教育专业认证;成果导向;课程大纲

[中图分类号]  G642              [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）13-0072-02

随着科学技术的进一步发展，各企事业单位的电气自动化技术程度都有了明显的提高。特别是近几年来，电网的迅猛发展以及企业对生产线进行技术改造和引进，大大提高了电气自动化技术的程度。企、事业单位使用的生产设备和主要技术大多采用引进与自行开发相结合的方式，迫切需要具有扎实的电气工程基础和专业技能、具有一定的工程实践和解决复杂工程问题的能力、具有交流与团队合作能力的应用型技术人才和管理人才。

自2007年以来，我国教育部在一些高校启动“工程教育专业认证”试点以来，已有500多个专业点通过了“工程教育专业认证”。在此过程中，越来越多的高校对工程教育专业认证工作表示认同。 在工程教育认证中，最根本的考核目标是培养目标的实现。培养目标的实现依赖于核心能力的达成，而要达成我们制定的专业核心能力，则离不开课程体系的构建，但所有的设计和规划最终仍然需要通过课程实施来落实。在任何一门课程实施之前，需要有尽可能严密的设计以保证教育目标的实现，课程大纲就是实现这一目的的重要文件之一。本文主要研究我校电气工程及其自动化专业工程教育认证背景下课程大纲的构建与实施。

一、传统课程大纲存在的问题

课程大纲是课程实施的纲领性文件，是人才培养方案在某一门课上的具体体现。传统的课程大纲更像是用于存档的资料而非指导教学的文件。从工程教育专业认证的角度来看，无论是指导思想还是结构体系都存在诸多不协调的地方，主要表现在：（1）过于强调知识导向而忽略成果导向;（2）教学以教师为中心，忽略学生主体地位;（3）重视过程的规范性，忽略教学过程考评和持续改进。

二、基于工程教育认证的课程大纲设计流程——以运动控制系统课程设计为例

（一） 确定课程培养目标

本课程是我校电气工程及自动化专业核心课程。通过学习运动控制系统的相关知识，使学生掌握运动控制系统的组成和控制规律;使学生掌握电动机调速系统的静动态特性以及控制系统的工程设计方法;使学生在综合运用自动控制元件、电力电子技术和自动控制原理等专业基础知识的基础上，具备分析、研究和设计运动控制系统的能力。根据工程教育的理念，及课程与毕业要求的支撑关系，制订课程培养目标如下。

1.能够运用物理、数学、工程基础知识，分析系统原理、选择调节器类型、计算调节器参数，并将其运用到系统设计的适当表述之中。

2.针对双闭环直流调速系统的设计指标要求，选择合适的设计方案并进行论证。

3.以MATLAB语言和SIMULINK仿真工具为应用平台，进行数学建模和仿真实验，对仿真结果进行分析和解释，得到合理有效的结论。

4.按照模板规范和设计要求完成设计报告的撰写并提交给指导教师。

5.根据课程设计要求制定整体工作方案，对课程设计涉及的工作进行合理管控。

6.能够运用SIMULINK仿真軟件对双闭环直流调速系统进行数学建模和仿真实验。

7.具备撰写设计报告和表达陈述的能力，能够回答指导教师提出的问题，并能理解指导教师和学生提出的质疑和建议。

（二）明确课程对毕业要求的支撑

为了便于根据毕业要求开展相关教学活动，我校将电气工程及自动化专业的毕业要求分解成9条25个指标点，并体现在相关教学环节中，根据毕业要求，设置了课程模块，构建课程体系，明确每门课对毕业要求的支撑情况，形成课程与毕业要求对应的矩阵表，这是撰写大纲的依据。“运动控制系统课程设计”课程目标与毕业要求的对应关系如表1所示。

（三）明确以学生为中心的教学过程

在教学内容选取上，以学生为中心意味着要讲授的内容并不是依据教师的熟悉程度及重视程度，而是学生的需求。

1.设计任务与要求（0.5天）（支撑课程目标5）

内容：设计任务;设计功能;设计性能指标。

要求：学生领取设计任务，明确设计要求，确定设计目标和整体方案;复习SIMULINK仿真的相关知识;查阅资料，做好设计之前的准备工作。

2.系统原理分析（0.5天）（支撑课程目标1）

内容：双闭环直流调速系统的构成及工作原理;双闭环直流调速系统静特性的分析;双闭环直流调速系统起动过程的特点。

要求：学生掌握双闭环直流调速系统的构成和工作原理、静特性以及起动过程的特点。

3.调节器参数计算（0.5天）（支撑课程目标2）

内容：调节器类型;调节器参数;参数校验。

要求：学生确定调节器类型;计算调节器参数;根据设计要求校验参数。

4.SIMULINK建模仿真（2天）（支撑课程目标3、6）

内容：系统建模、系统仿真、参数整定、仿真结果分析、给出有效结论。

要求：学生以SIMULINK為仿真工具，建立系统的SIMULINK模型，并在此基础上对系统进行仿真，依据仿真结果整定参数，给出最终仿真结果，分析系统性能是否满足设计要求。

5.撰写设计报告（1天）（支撑课程目标4）

内容：设计说明书。

要求：学生按照模板规范和设计要求完成设计报告的撰写并提交给指导教师。

6.考核总结（0.5天）

内容：考核评分表。（支撑课程目标7）

要求：学生现场以分组的形式进行仿真结果的展示并对仿真结果进行分析;指导教师提问，小组成员作答。总计时长为每组10分钟左右。

（四）注重教学方法

在运动控制系统课程设计教学过程中，以学生自行设计为主，教师指导答疑为辅，结合设计综合、报告撰写、考核总结等教学环节共同实施。设计过程中，教师为小组提供咨询，检查工作进度，帮助学生改善方案，从而使学生更好地解决课程设计过程中存在的实际问题。

（五）注重过程考核

工程专业认证十分重视学习产出的评估，也就是学生学得怎么样，采用以成果为导向的教学评估由重点评估“教师的教”转变成评估“学生的学习成果”。以成果为导向的教学评估遵循持续改进，以成果为导向的教学评估不是传统总结性的评估过程，而是形成性的动态的评价过程，所以课程的考核不能单采用试卷的分数，要结合过程化评价和终结性考核。“运动控制系统课程设计的过程考核内容如表2所示：

三、持续改进，形成闭环教学

基于工程教育认证理念构建的质量管理体系具有双闭环特征——内部闭环和外部闭环。通过监督发现偏差，并分析产生偏差的原因，进一步采取改进措施减小偏差，所以工程教育是一个持续改进的过程。通过持续改进机制能够持续的改进培养目标和毕业要求，以保障其始终与内外部需求相符合。当一门课程学习完成后，教师能通过大纲反思自己的教学效果，学生能反思自己的学习效果。 在一个教学学期结束后，课程教学团队要对大纲执行过程中发现的问题进行研讨、修正，构成良性循环，可不断发挥课程大纲对教学的规范性和指导性的作用。

课程大纲作为教育过程中的重要文件，它的设计、制定和实施应该与我们的教育理念保持一致，需要有理论指导以保证其科学性。在笔者看来，传统的课程大纲更像是一个课程开发文件而非指导教学的纲领性文件，它只考虑了教师的需求，没有关注到学生的需求，与工程教育专业认证的学生中心理念相抵牾，所以有必要用更为实用和简洁的课程大纲来取而代之。而以工程教育专业认证标准为理论指导的课程大纲，是保障工程教育得以实施、提高普通高校教育教学质量的重要举措。

参考文献：

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[2]贾宏志，郑继红，徐伯庆.工程教育专业认证背景下光电专业物理光学教学探讨[J].教育教学论坛，2017（1）.

[3]张净，唐成华，易新河.基于工程教育专业认证的计算机卓越人才实践教学管理探索与实践[J].科技经济导刊，2016（36）.

[4]蒋山泉，孙向卫，凌立新.工程教育专业认证和职业资格制度背景下的环境工程教育改革[J].广东化工，2017（3）.

编辑 陈鲜艳