电气工程及自动化专业课程体系构建

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摘要：从行业特征和区域经济发展需求出发，结合某学院专业建设情况，剖析地方应用型高校电气工程及其自动化专业核心能力，完成了以专业核心能力为导向的课程体系的设计。在此基础上，从课程能力支撑矩阵建立、立体化课程资源开发、理实一体化平台建设等角度探讨了课程体系的实施路径。

关键词：专业核心能力；课程体系；实施路径

0引言

高校对大学生专业核心能力的培养是决定其就业竞争能力高低的重要因素，而课程体系是实现专业核心能力培养的关键。国内外学者对地方应用型本科课程体系的构建进行了诸多有益探索。文献［1］构建了“层次+模块”的课程体系，将理论课程和实践课程整合成不同层次的功能模块，根据学生素质发展需要设置课程体系。文献［2］基于学生个性化发展需求，针对不同专业对知识需求侧重点的差别，探讨了“分级分层”课程体系构建方法，以满足个性化发展意愿和差异化发展需求。文献［3］从专业认证视角，构建了理论与实践融合、技术与管理结合、专业素质与非专业素质联合的课程体系，以着重提高毕业生的工程实践能力。地方应用型本科高校肩负着培养“扎根地方、服务地方”的高素质应用型人才的重要使命，其课程体系的构建应以适应行业特征和地方经济发展需求为导向，着重提高毕业生服务区域经济的能力。但从现状看，许多高校构建课程体系时，没有全面考虑专业核心能力培养对提高毕业生实际工作能力的重要作用，导致人才培养目标与服务面向未能精准对接。本文以地方应用型高校电气工程及其自动化专业为例，从应用型人才定位及行业和企业发展需求出发，对该专业核心能力进行深入分析，构建了以强化专业核心能力培养为目的的“区块化”课程体系。在此基础上，对课程体系的实施路径进行了探讨。

1专业核心能力分析

1.1电气工程及其自动化专业现状

应用型高校是我国高等教育分类发展和应用转型的必然结果，应用型人才的基本特征是在服务区域经济发展过程中，逐步由理论知识接受型向实践技能应用型转化，同时根据岗位发展需要，通过创造性工作实现个人职业发展［4］。电气工程及其自动化专业涵盖能源技术、自动化技术、信息技术等诸多领域，具有涉及领域宽、综合性强的特点。学校所在区域内中小型电力相关企业成为应用型高校电气工程及其自动化专业毕业生的重要就业方向。以某地方应用型高校为例，对电气工程及其自动化专业2016—2021年的就业情况进行统计，结果显示：近80%毕业生进入黄河三角洲区域的石油化工、机械制造、信息传输等行业的中小型企业，从事供配电系统的运行、维护、管理等工作和电气设备的设计、开发、控制等工作。国家大型电力企业面向的是电能生产、传输、使用的整个环节，具有较强的宏观性和整体性。中小型电气相关企业则主要偏向电能的使用环节，对毕业生专业核心能力的要求更侧重于如何将电能有效地应用于生产实际，相比较而言，其强电因素偏弱，而弱电因素偏强。不同就业岗位对专业核心能力的要求不同，专业核心能力的确定需立足于不同类型人才的培养目标定位，充分考虑行业特点、社会经济发展特征和学生个性发展需求。

1.2电气工程及其自动化专业核心能力分析

专业核心能力是指学生在专业工作中保持持续优势的能力。该能力能够为学生未来的职业发展提供源源不断的能量且具有无法被模仿的特点，是保障学生在就业竞争中胜人一筹的核心。基于应用型人才培养定位，通过对电力行业内涵、外延和特色等方面的分析，凝练出地方应用型高校电气工程及其自动化专业学生所应具有的五大专业核心能力，分别为工程实践能力、团队合作能力、创新能力、跨界整合能力和自主学习能力，专业核心能力指标及其主要培养途径如表1所示。合作意识和能力的高低直接影响到该专业毕业生职业生涯中的工作质量。从外延性角度看，电力行业工作领域宽泛，涵盖电力系统、计算机控制、信息科学等知识体系。电气工程及其自动化专业的毕业生需要具有较强的专业英语应用能力以及运用计算机对电力系统运行状态进行仿真分析的能力。同时，随着大数据时代的到来，电力行业信息化水平突飞猛进，这就要求该专业毕业生必须拥有一定的运用信息技术进行数据分析与处理的能力。由于学生受教育期间无法确定未来具体的工作岗位和工作内容，同时工作岗位要求和工作内容等也存在一定的易变性，为确保毕业生在不同专业方向和层次上均具有较强的岗位胜任力，需要其具备突破电气专业局限进行知识跨界整合的能力。从特色发展角度看，应用型高校需要将学科专业特点与区域经济社会发展特点有效融合，走特色化发展之路。区域经济各具特色，同时电气行业属于传统行业，新原理、新装备、新工艺不断涌现，培养学生的创新意识和创新实践能力是确保其在专业领域拥有持久竞争优势并实现个性化发展的重要方法。此外，随着科技的飞速发展，知识更新换代加速，知识传播方式也在不断变化。大学生仅依靠课堂知识已远不能满足自身可持续发展的需求。只有拥有良好的自主学习能力，主动学习电力行业新知识，掌握电力行业新本领并树立起终身学习、持续学习的意识，才能够灵活应对知识的频繁更迭，将来成长为与企业共同进步的核心人才。

2专业核心能力导向的课程体系构建方案

课程体系是人才培养目标最直接的体现，不同课程体系代表着不同的价值和功能［7］。围绕专业核心能力指标及其主要培养途径，分析课程目标、课程内容及课程之间的内在联系，电气工程及其自动化专业构建了由共性课程、特性课程和个性课程3个区块构成的“区块化”课程体系，同时将工程教育课程和双创教育课程纵向贯穿融合于三大横向区块，使课程体系具有“三横两纵”的典型特征。“区块化”课程体系结构如图1所示，其中横向区块在内容上不分主次，相互协调，均衡发展；纵向区块在时间上纵向贯穿于学生整个大学学习阶段。横向区块的主要课程设置如表2所示。共性课程是遵循应用型学科逻辑，为实现专业教育基本目的所设立的课程。这部分课程与其他高校同类专业的课程有较大程度的同质性，故称其为共性课程。共性课程中的理论部分包括全校性通识教育必修课，以及专业特性较明显的基础课程，如大学物理、电路分析、电子技术、自动控制原理等。共性课程中的实践部分以验证性实验、基础性设计和认识性实习为主要内容，涵盖通识教育实验、专业基础实验、课程设计和专业认识实习，如电子技术实验、电路分析实验、电气专业导论与研讨、电气认识实习等，通过该环节的实施，帮助学生初步建立工程意识和创新意识，引导其迈入“电气专业之门”。特性课程是与电力行业发展特征以及学校所在区域经济特点密切匹配的课程。通过电机与拖动、电力工程、继电保护等理论环节的设置，重点培养学生电气工程专业的基本素质。同时，增加与区域经济发展特点密切匹配的特色课程，使整个课程体系具有区别于其他区域发展需要的特征。黄河三角洲具有明显的油区特色。通过融入“石油工业概论”“油田生产过程自动化”等课程，促使专业走特色化发展之路。特性课程中的实践课由专业性实验、创新型设计和专业性实习组成。在专业实验和专业实习中开展项目化教学，培养学生的工程实践能力及团队合作能力，同时通过创新环节加强创新能力培养。个性课程用以满足具体就业岗位及学生个性化发展要求。个性课程联合企业开发，具有“依岗而设”“私人订制”的特点，如与油田联合开发“区域变电站二次回路与识图”“油田电气节能技术”等课程。个性课程中的实践部分主要以综合性实验、岗位性实习和职业技能训练为主，旨在培养学生的跨界整合能力。同时，通过联合企业开展就业岗位训练和职业技能训练，持续增强学生的自主学习能力，帮助其树立终身学习意识，提升毕业生在不同就业方向上的可持续发展能力。工程教育和双创教育融入3个横向课程区块，呈现分阶段、4年连续的纵向贯通特点。工程教育和双创教育灵活设置，不拘泥于教材，也不拘泥于课堂固定时间。工程教育课程根据区域经济特点及就业岗位要求制定，包括项目化教学的理论课，也包括设计类、实训类课程。双创教育课程以通识课程和专业课程为依托建立，有效渗入专业课程教学中，具有较强的专业协同性。

3强化专业核心能力的课程体系实施路径

3.1建立课程对专业核心能力支撑权重矩阵

课程是能力培养的载体，课程体系的设置以专业核心能力达成为主要目的。为明确区分各门课程对专业核心能力的支撑力度，构建了课程能力支撑权重矩阵，部分课程能力支撑矩阵如表3所示。支撑权重指标用I级、II级、III级3个等级加以区分，分别代表较强支撑、普通支撑和较弱支撑。不同课程对核心能力支撑力度的强弱由课程内容及具体教学实施过程等因素决定。以“电力工程”为例，该门课程包含电力系统接线方式、电气参数等值电路、电力系统潮流计算、电力系统有功功率最优分配、电力系统暂态稳定分析等，涉及电力工程图纸认知、电力工程计算、电气运行与控制等，对于工程实践能力的培养起到较强支撑作用。具体教学实施过程中，在讲解“复杂电力系统潮流的计算机算法”等内容时，可运用案例教学法，引入典型案例让学生以团队合作方式完成学习任务，因此该门课程还对团队合作能力的培养起到一定支撑作用。各门课程对不同核心能力的支撑情况主要取决于课程内容设置并可通过教学模式进行适当调节。构建课程能力支撑矩阵时，需从课程体系整体层面全面客观地考虑五大核心能力的均衡培养。课程能力支撑矩阵的建立，是通过课程体系实现专业核心能力培养的重要参考。通过课程能力支撑矩阵，教师可以准确地把握核心能力培养对所授课程的要求，更加科学地规划课堂教学，提升教学质量；学生则可以根据核心能力与课程之间的关联度，理清个人发展路径，制定修读计划，提升学习效果。

3.2开发立体化课程资源

专业核心能力的培养需要通过课程体系实现，而课程体系的实施离不开课程资源的开发与利用。现有课程资源以静态资源为主，信息化资源建设不足，无法满足灵活学习、自主学习的要求，不能有效契合专业核心能力培养需求。电气工程及其自动化专业以现代教育理论为指导，创新教学资源开发理念和方法，将网络资源与纸质教材、实习实训设备、虚拟仿真软件、移动终端设备等进行深度融合，形成了纸质资源、音视频资源、虚拟化资源相融合的多维度立体化教学资源。一是将“电子技术”“EDA仿真与电子系统设计”等课程的纸质教案、教材等传统静态教学资料升级拓展为微课、雨课堂等动态音视频资料，通过多媒体教学平台开展混合式教学，充分融合线下课堂的互动性和线上课堂的灵活性，提升教学效果。二是利用VR技术，对“电力工程”“继电保护”等开展虚拟仿真课程资源建设，通过虚实结合实现电气生产过程的直观化和可操作化。教学资源库的多维度立体化建设能够为学生提供崭新的学习空间，在以灵活方式加强知识传输的同时，强化电气工程及其自动化专业与其他专业的交叉融合，充分培养学生的工程实践能力、跨界整合能力和自主学习能力。

3.3建设理实一体化教学平台

应用型人才的特点是基于理论、突出实践、强化应用。目前，高校输出的应用型人才与企业需求之间仍有较大差距。毕业生在一定程度上存在“眼高手低”“理论强、实践弱”等理论与实践脱节现象，导致上岗前的适应周期偏长，工作上手能力偏弱。将理论知识与实践技能融为一体，开展理实一体化教学平台的建设符合应用型人才的培养要求。电气工程及其自动化专业应充分发挥区域资源优势，与相关企业协同建设理实一体化教学平台，加强理论教学和实践教学在内容和时间上的融合。一是针对区域内中小型企业用电特点和应用型学生学习特点，构建电气类课程综合性仿真教学平台，将理论知识从教室“外迁”至机房、实验室。运用仿真模型的趣味性、灵活性解决电气专业知识难教、难学的问题，让学生边学、边试。二是依托区域内发电厂、变电站、相关电力用户构建生产性项目实践平台，将企业生产过程作为案例“内移”至课堂，以项目方式驱动教学，提高学习效果。通过理论环节“外迁”和实践环节“内移”，将之前先理论后实践的教学模式改为边理论边实践，两大教学环节相互补充、互释互融，在“教学做”一体化过程中加强学生工程实践能力、团队合作能力和创新能力的培养，实现校企同步协同，进一步增强了人才输出与企业需求之间的匹配度。

4结语

电气工程及其自动化专业是典型的学科交叉型专业，专业核心能力的培养是整个人才培养工作的重要环节。本文结合某地方应用型高校专业发展特点，深入剖析了地方应用型高校电气工程及其自动化专业学生所需拥有的五大核心能力，并以此为导向构建了以强化专业核心能力为目的的“三横两纵”式“区块化”课程体系，同时从课程能力支撑矩阵、立体化课程资源、理实一体化教学平台等角度探讨了课程体系实施路径，以不断提高应用型人才培养质量，并为专业的特色化发展、可持续化发展提供动力。

作者:王铭 单位:山东石油化工学院