饶凌平　胡钋　李嘉思

[摘 要]在当前电气工程及其自动化专业本科教学中，电气信息类课程模块教学严重偏离“卓越工程师教育培养计划”的目标和要求。该研究以武汉大学电气工程本科教学为例，探索通过 “整合重组，立足理论，瞄准工程，通盘优化”的改革措施构建专业化、多维化、一体化的新型电气信息类课程体系，打造整个“卓越工程师教育培养计划”人才培养方案中的全新课程体系，以增强学生的理论基础和工程实践这两方面素质，促进学生全面发展。

[关键词]“卓越工程师”；电气信息类课程；课程体系构建

[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）07-0069-02

“卓越工程师教育培养计划”是教育部为落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》于2010年推出的首个重大教育改革计划。该计划旨在通过改革工程人才培养传统模式，创新高校与工业企业联合培养人才的机制，培养一大批创新能力强、适应经济社会快速发展需求的高质量工程技术人才。[1][2][3]目前，“智能电网”和“特高压”是我国电力工业研究的热点，为了使武汉大学所培养的电气“卓越工程师”能够成为持续支撑和深度创新我国“智能电网”和“特高压”背景下的现代电力工业、具有国际竞争力的综合创新型工程技术人才，我们创建了电气工程“卓越工程师”电气信息类课程群（即“电路原理”“信号与系统”“数字信号处理”和“自动控制原理”）的多维一体化教学体系。

一、电气信息类课程模块教学现状

（一）电气信息类课程模块内容

电气信息类课程包括“电路原理”“信号与系统”“数字信号处理”和“自动控制原理”四门基础课程。“电路原理”作为电气工程专业最为重要的专业基础课程之一，集数学、物理、电学和工程于一体，在整个课程体系中起承上启下的作用。“信号与系统”集成了应用数学、电路理论、信号系统和其他领域的基本理论和方法，并已成为电气、通信、雷达等众多学科的重要理论和技术基础，应用范围极其广泛。“信号与系统”和“数字信号处理”这两门课程的教学内容有着密切的“母子联系”。“自动控制原理”课程则是控制理论与控制工程学科的主要基础内容，研究有关自动控制系统设计和分析的基本理论与方法，用于指导工程实践，它与“信号与系统”课程都要讲授信号与线性系统的基本概念和分析方法。

（二）电气信息类课程模块存在的主要问题

首先，因为电气信息类各门课程之间存在不可分割的联系，有些内容无法单纯地割裂分开到某一课程中，这就造成了四个课程内容交叉、重叠。例如在“电路原理”和“信号与系统”中都有典型电路的时域分析，“信号与系统”和“自动控制原理”中都有系统的零极点分布与频率特性和系统的稳定性分析等内容。其次，课程彼此之间衔接不合理，系统性、连贯性缺失，重点内容不突出，系统全面性不足。最后，课本知识与工程实际严重脱钩，迫切需要大量的实验与实践性教学内容，特别是面向和涉及工程的教学内容。

综上所述，电气信息类课程设置并不能适应“卓越工程师”培养的需要，我们需要在这些课程中进行通盘系统考虑，构建面向“卓越工程师”的专业化、多维化、一体化新型电气信息类课程体系。

二、新型电气信息类课程体系构建

新型电气信息类课程体系旨在促进教学工作，创新教学内容，课程体系设置也是以这两方面为出发点的。

（一）促进教学工作

1.整体优化配置教学内容

上述四门课程的相关教学内容按“卓越工程师”培养目标与要求进行一体化改造、重组， 实现最优的学时分配，使教学过程合理衔接， 既不会发生教学内容的简单重复， 又可以实现整个课程体系的科学系统化。

2.全面立足于现代工程教学

我们强化基本概念、理论和方法与电气工程实际特别是现代电气工程的前沿技术与方法的有机联动，促进以现代工程教学为轴心的教与学双向高效率教学，使“卓越工程师”电气信息类课程群教学的各个环节都真正成为培养出色工程师的“富全营养剂”。

（二）创新教学内容

1.理论与工程双重融合

我们以工程素质和创新能力培养为目标，使课程群中课程间除了在理论内容上还在它们所对应的工程应用上相互融合，瞄准工程实际与工程前沿。

2.书本与实验有机一体

我们设计四门课程一体化实验，即在同一实验中有机融入四门课程的内容，进行通贯式综合实验，研究以学生自主、教师指导为辅的自主设计与创新性工程化实验的形式和内容。这将大大有利于提高现代工程型教学的质量，使学生接收到的专业理论知识有“形”胜于有“影”，大大塑造与提升他们提出、分析和解决实际工程问题的能力。

3.培养目标与国际接轨

我们参考国内外著名大学现代电气工程专业对于“卓越工程师”在电气信息领域的培养目标和要求，促进我国按照国际标准培养工程师、提高工程技术，培养出高素质的国际化工程型人才。

三、新型电气信息类课程体系具体实施办法

（一）基于课程整体框架，建立工程教学互联体系

我们利用上述四门课程教学内容之间的密切联系，以信号处理为基础，电路分析为桥梁，理清课程群的内在联系，整合重组，科学地构建电气工程“卓越工程师”电气信息类课程多维一体化教学体系。

为了实现教学内容局域化体系与全局化工程教学体系的建立与互联，我们开展了以下五项基础工作：一是建立电气信息类课程中各种教学模块之间的联系，从不同侧面完整地介绍其工程背景与实际应用，使相关重要概念和方法找到鲜活的载体及其对应的互联关系。二是改变“信号与系统”课程仅注重理论的现象，与实际控制系统结合，给出典型应用方法与实例。三是将“电路原理”和“信号与系统”的典型电路时域分析结合起来，形成更加系统化的多视角分析方法。四是介绍电阻元件时，引入超导、热敏电阻、光敏电阻、降低设备温升措施的内容；学习动态电路时，引入电力系统过电压、过电流问题的讨论；学习电容元件时，引入雷电冲击实验；学习交流电路部分，引入交直流输电争论，我国当代的高压输电工程等内容。教师将自己的科研成果加以提炼并结合文献资料形成实际例子，在教学过程中多与实际联系，结合工程问题探讨，有利于学生工程素养的培养和能力的提高。对传统的经典内容，合理地安排教學内容，按应用层面要求详略得当。五是打通与模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术等后续课程的窗端，有利于学习兴趣引导与知识贯通。

（二）立足于理工理论渗透，探索工程应用教学方法

为了实现教学方法以理工渗透为本源的工程应用化，开展下述三项基础工作：一是将课堂教学、实验教学、课程研讨、网络教学等有机结合起来，充分利用富含现代电气工程信息的多媒体教学手段提高教学效率，创造视觉新感受，激发学生的学习兴趣和热情。二是通过设计和提出能体现现代工程背景又涵盖重要理论内容，与先进科技发展同步的小项目，引导学生深入工程学习。三是充分利用建立的网上工程教学资源和开放的工程实验教学资源，引导学生注重并积极参与工程应用的学习和实践。

（三）着眼于现代电气工程，创新人才资源联动模式

开发国内国际两种工程教育素材和资源，使培养模式在工程层面上更加多样化；充分利用公司、科研机构和企业具备的真实工程环境和先进的工程实践条件，以利于培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新创造能力。

（四）實施效果

改革后的电气信息类课程体系已在我校电气工程学院“卓越工程师”班实施了一段时间，取得了如下效果：一是在不增加课时的情况下实现了“电路原理”“信号与系统”“数字信号处理”和“自动控制原理”四门课程教学内容的重新配置，使其内容联系更紧密。二是在课程中加入工程实际应用内容，课程间除了在理论内容上还在它们所对应的工程应用上相互融合，瞄准工程实际与工程前沿，使学生能够理论实践“两手抓”，两手都要硬。三是在课程群中加入一体化实验教学，帮助学生巩固知识的同时，增强学生的科学思维、工程应用和创新发展三方面素养。四是培养目标和培养内容与国际接轨，有利于快速促进我国按照国际标准培养工程师，提高工程技术人才的培养质量。

相关调研表明，目前国内外尚未开展面向“卓越工程师”的新型电气信息类课程体系方面的研究，而且高等教育的很多工科类专业都有电气信息类课程群课程。因此，本文研究的电气信息类课程体系也可以推广到其他学校、其他专业的“卓越工程师”的培养方案制定中，部分研究成果已经直接应用于我校电气工程学院其他10个班。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究，2011（2）：47-55.

[2] 毕萍，刘毓.面向“卓越工程师”目标进行“信号与系统”课程教学改革[J].实验室研究与探索，2014（1）：190-193.

[3] 马钧，张一斌，曾小勇，何纯芳.电气信息类“卓越工程师”创新实践能力培养探索[J].中国电力教育，2014（24）：25-26.

[4] 张春燕.电气信息类“卓越工程师”人才培养模式研究与实践[J].中国电力教育，2013（5）：12-13.

[责任编辑：庞丹丹]