吳建強，吳 輝

（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 電氣工程系，黑龍江 哈爾濱 150001）

0 引言

經(jīng)濟的全球化發(fā)展，特別是服務(wù)貿(mào)易的全球化，帶動了工程技術(shù)職業(yè)的全球化發(fā)展。工程師越來越多地參與國際項目，參與跨國團隊工作。如何保證工程技術(shù)人員彼此之間能夠有效合作是一個現(xiàn)實問題。為促使國際合作項目的順利完成，要求參與者不僅要有語言溝通能力和專業(yè)技能，而且還要有基本的專業(yè)技術(shù)理論水平作保證。近年來，英美等國實行的專業(yè)認(rèn)證制度作為保證高等工程教育質(zhì)量、實現(xiàn)工程教育水平和職業(yè)資格相互認(rèn)可的重要措施，受到了越來越多的關(guān)注，并在研究和實踐層面有了一定程度的發(fā)展［1，2］。

通過評估與認(rèn)證促進(jìn)教育質(zhì)量的提高，是世界各國高等教育發(fā)展和質(zhì)量建設(shè)的共同經(jīng)驗，盡早建立具有國際實質(zhì)等效性的工程教育專業(yè)認(rèn)證制度成為共識。這一體系和制度的實施必將對高等學(xué)校的工程教育產(chǎn)生巨大的潛在影響：一是實施專業(yè)認(rèn)證將引導(dǎo)高等學(xué)校調(diào)整工程教育計劃的課程設(shè)置、教學(xué)方法以及改革方向；二是推動大學(xué)自身建立起有效的質(zhì)量保障體系，加強工程教育與產(chǎn)業(yè)的結(jié)合、與企業(yè)的聯(lián)系與合作，進(jìn)而實現(xiàn)校外質(zhì)量保障體系與校內(nèi)質(zhì)量保障體系的結(jié)合。

作為非電類專業(yè)的一門必修技術(shù)基礎(chǔ)課，“電工學(xué)”課程在許多非電類專業(yè)的工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中都作為一個重要的考察指標(biāo)。如何建立起能適應(yīng)新形勢下的滿足工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求的“電工學(xué)”課程體系，是從事電工學(xué)教學(xué)研究的教育工作者亟待解決的問題。

哈工大以“規(guī)格、嚴(yán)格，功夫到家”為校訓(xùn)，抓基礎(chǔ)、重實踐、鼓勵創(chuàng)新的辦學(xué)特色造就了一大批受社會廣泛歡迎的實踐能力強、作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ碳夹g(shù)人才。在綜合性學(xué)科布局和研究型大學(xué)的結(jié)構(gòu)下，為繼續(xù)保持高質(zhì)量的工程教育水平，學(xué)校著力構(gòu)建具有研究型大學(xué)先進(jìn)水平和特色的工程教育體系，進(jìn)一步拓展基礎(chǔ)理論和基本技能訓(xùn)練，大力提升創(chuàng)新性教育，建立健全校內(nèi)教學(xué)質(zhì)量管理體系，實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的全過程監(jiān)控。同時，哈工大積極參加國際國內(nèi)專業(yè)評估與認(rèn)證，以此作為自身保持高質(zhì)量、健康發(fā)展的內(nèi)在要求和有效機制之一。

2008年哈工大機械制造及自動化專業(yè)成為教育部首批專業(yè)認(rèn)證試點。并在認(rèn)證過程中一次通過，得到認(rèn)證專家的高度評價。作為機械制造及自動化專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課“電工學(xué)”課程，在認(rèn)證的過程中，以其課程內(nèi)容先進(jìn)，實踐環(huán)節(jié)合理，為該專業(yè)一次性認(rèn)證通過起了積極的作用。

1 建設(shè)理念和建設(shè)思路

哈工大的“電工學(xué)”課程具有悠久的歷史傳承，在實踐中形成了自己教學(xué)特色。在新形勢下，與時俱進(jìn)。在弘揚自己傳統(tǒng)特色的同時，把“工程教育和工程實踐貫穿電工學(xué)課程教學(xué)的全過程”，樹立了本課程建設(shè)的理念。并且在這一理念的指導(dǎo)下，將課程建設(shè)得更趨完善。

在《工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（試行）》稿中明確了認(rèn)證專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，其中“具有綜合運用所學(xué)科學(xué)理論和技術(shù)手段分析并解決工程問題的基本能力”提升為重要的培養(yǎng)目標(biāo)［3］；在認(rèn)證過程課程體系設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)中，對實踐環(huán)節(jié)要求是［4］：“設(shè)置完善的實踐教學(xué)體系，使學(xué)生在自主、動手、綜合、實驗和創(chuàng)新能力等方面得到一定的鍛煉”。針對這些要求確定了本課程的建設(shè)思路：加強基礎(chǔ)性和實踐性。

2 課程體系建設(shè)

1）課程目標(biāo)

哈工大“電工學(xué)”課程目標(biāo)是使學(xué)生通過電工課的學(xué)習(xí)，能夠掌握電工、電子技術(shù)的基本理論、基本知識和基本分析方法，了解電工、電子技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新知識，結(jié)合實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實際用電技術(shù)的能力，進(jìn)一步使學(xué)生懂得電工電子技術(shù)對科技發(fā)展和社會進(jìn)步的影響，在工程實踐及日常生活中能夠運用科學(xué)的觀點和所學(xué)的電學(xué)知識分析問題和解決問題，為相關(guān)學(xué)科和專業(yè)的發(fā)展起一個推動的作用。

2）課程特色

（1）有一個好的歷史傳承

秦曾煌教授主編的“電工學(xué)”教材在國內(nèi)有重大影響。目前已出第七版，被國內(nèi)許多院校選為教材。

（2）強化實踐，提高學(xué)生動手能力

在“電工學(xué)”課程2005年被評為國家精品課程以來，我們將電氣工程和電子信息工程領(lǐng)域內(nèi)的新理論、新技術(shù)引入“電工學(xué)”教學(xué)實踐，改變原來“以課堂教學(xué)為主，實驗教學(xué)為輔”的教學(xué)模式，建立了實驗教學(xué)占重要地位的“電工學(xué)”課程新的教學(xué)模式。

（3）建立了適應(yīng)新形勢的教學(xué)模式

針對該課程為非電類學(xué)生講授的特點，結(jié)合各相關(guān)專業(yè)，樹立基礎(chǔ)課為專業(yè)課服務(wù)的教學(xué)觀念。在以學(xué)生為本的前提下，該課程已逐步形成“課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和EDA教學(xué)”相互交叉、相互融合的立體化教學(xué)結(jié)構(gòu)。

（4）凝練課程內(nèi)容，使學(xué)生成為教學(xué)的主體角色

為適應(yīng)“電工學(xué)”及相關(guān)專業(yè)新技術(shù)飛速發(fā)展的要求，在課堂學(xué)時數(shù)有限的的情況下，整合“電工學(xué)”課程內(nèi)容和體系，精煉教學(xué)基本內(nèi)容。處理好基礎(chǔ)與發(fā)展、基礎(chǔ)與應(yīng)用、理論與實踐、重點內(nèi)容和知識面的關(guān)系。采用課內(nèi)外相結(jié)合的方式，提高了學(xué)生自學(xué)和自我探討問題的能力。

（5）鼓勵學(xué)生參加科技活動，培養(yǎng)創(chuàng)新意識

利用學(xué)校電工電子實驗中心良好的實驗條件，引導(dǎo)和鼓勵優(yōu)秀學(xué)生參加科技制作活動。通過這些活動使學(xué)生的創(chuàng)新意識根植心中，為今后的實際工作打下良好的基礎(chǔ)。

3 課程內(nèi)容

04年中國電工學(xué)會的蘭州會議確定的“電工學(xué)”教學(xué)的基本要求，結(jié)合哈工大電工學(xué)課程授課的不同專業(yè)對象，確定本課程由電工技術(shù)、電子技術(shù)、現(xiàn)代傳動及其控制技術(shù)、電工電子實驗、電工學(xué)新技術(shù)實踐五個部分組成。課程的基本內(nèi)容與相關(guān)技術(shù)學(xué)科之間的關(guān)系如下：

圍繞著教學(xué)大綱和新形勢下相關(guān)專業(yè)對電技術(shù)應(yīng)用的需要，教學(xué)內(nèi)容涵蓋以下方面：

1）電工技術(shù)

直流電路；交流電路；電路的暫態(tài)分析；計算機電路仿真介紹；電機及其控制；可編程控制器及通用變頻器。

2）電子技術(shù)

（1）模擬電子技術(shù)

半導(dǎo)體器件的基本知識；放大電路；集成運算電路；波形的產(chǎn)生與變換；電源變換技術(shù)。

（2）數(shù)字電子技術(shù)

數(shù)字電路基本知識及集成邏輯門電路；組合邏輯電路；集成觸發(fā)器及邏輯功能的轉(zhuǎn)換；時序邏輯電路；單穩(wěn)態(tài)電路及多諧振蕩器；數(shù)－模、模－數(shù)轉(zhuǎn)換電路。

3）現(xiàn)代傳動及其控制技術(shù)

電機及其控制；可編程控制器及通用變頻器；現(xiàn)代電氣傳動速度控制系統(tǒng)；現(xiàn)代電氣傳動伺服系統(tǒng)。

4）課程的實踐環(huán)節(jié)

對于實踐教學(xué)，分成以下三個層次：

（1）理論的驗證以及基本實驗技能的培養(yǎng)

在這一層次里，實驗的內(nèi)容是對課堂教學(xué)所學(xué)的一些內(nèi)容進(jìn)行實驗驗證。通過實驗鞏固并加深理解電工學(xué)的基本理論，初步掌握常用的電工儀表、電子儀器及常用電機、電器等設(shè)備的使用方法。能按預(yù)定的實驗要求安排和操作較簡單的電工、電子實驗，能準(zhǔn)確地讀取實驗數(shù)據(jù)，測繪波形和曲線，分析實驗結(jié)果，寫出合乎要求的實驗報告。

（2）提高動手能力和綜合用電技術(shù)能力的培養(yǎng)

在這一層次里，實驗的內(nèi)容是綜合本學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容，要求學(xué)生完成有一定深度和工作量的綜合型和設(shè)計型的實驗項目。實驗室給出課題要求和所能提供的物質(zhì)條件。同學(xué)據(jù)此從查資料、選擇元器件、構(gòu)思實驗步驟，再到調(diào)試電路，直到課題的完成，均獨立進(jìn)行。實驗室只負(fù)責(zé)驗收。這樣的實驗，增強了學(xué)生的實驗興趣，調(diào)動了學(xué)生的主動參與性和加強了實踐能力的培養(yǎng)。

（3）掌握高新技術(shù)實踐能力的培養(yǎng)

學(xué)生應(yīng)利用實驗室的有利條件，盡可能多地了解和掌握高新技術(shù)，像可編程控制器、變頻器、可編程邏輯器件、計算機仿真技術(shù)等，這樣使學(xué)生在以后的實際工作中，具有更多的本領(lǐng)、更高的能力、更強的競爭力。

結(jié)合上面三個層次的實驗要求，安排了如下的實驗內(nèi)容：

疊加原理；戴維南定理；RLC串并聯(lián)諧振和RC電路的頻率特性；三相電路；電路的過渡過程；電動機繼電接觸器控制；PLC基本操作及應(yīng)用；電子儀器儀表的使用；集成運算放大器的應(yīng)用；組合邏輯電路及其應(yīng)用；觸發(fā)器及時序邏輯電路；電路仿真軟件PSPICE的使用；OrCAD9.2軟件仿真方法；模擬電子電路設(shè)計；數(shù)字電子電路設(shè)計；MAX＋plus II軟件的使用；Altera公司可編程邏輯器件EPF10K10應(yīng)用實踐；可編程控制器編程及其控制應(yīng)用實踐；FPWIN－GR編程軟件的應(yīng)用；變頻器的應(yīng)用。

4 教材建設(shè)

哈工大電工學(xué)教材建設(shè)有著悠久的歷史傳統(tǒng)，20世紀(jì)50年代初，由我校國內(nèi)著名學(xué)者秦曾煌教授在蘇聯(lián)專家建議下組織翻譯蘇聯(lián)基泰耶夫主編的《普通電工學(xué)》，作為教育部推薦高等學(xué)校教材試用本。其后，秦曾煌教授從國情實際、工程應(yīng)用和非電專業(yè)的需要出發(fā)編寫教材。他編寫的通用教材，1962年12月第一版的《電工學(xué)》教材問世，該教材被全國各大專院校相繼采用。

在上世紀(jì)八、九十年代，他提出電工學(xué)課程內(nèi)容應(yīng)具有基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和先進(jìn)性，編寫一本教材應(yīng)注重教學(xué)方法和注重能力的培養(yǎng)，一本教材應(yīng)落實好教好學(xué)，即三“性”、兩“注重”和一“落實”。還提出要正確處理“內(nèi)容多與學(xué)時少”、“理論與實際”、“繼承與更新”、“教與學(xué)”幾方面的關(guān)系。在這些先進(jìn)的教學(xué)思想的指導(dǎo)下，《電工學(xué)》第三版、第四版相繼問世。至今該教材已出六版，每版對教學(xué)內(nèi)容和體系勇于改革和創(chuàng)新，與非電類專業(yè)要求和科技發(fā)展相適應(yīng)，并凝聚了豐富的教學(xué)經(jīng)驗。該教材被廣泛采用并在境外展銷，發(fā)行量大，影響廣，四十年經(jīng)久不衰，一直處于國內(nèi)同類教材的領(lǐng)先地位，對電工學(xué)課程建設(shè)起到一定的導(dǎo)向作用。至今，這六個版次的印數(shù)累計已超過400萬套（近900萬冊）。第三版于1987年獲全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材獎；第四版于1997年獲國家級教學(xué)成果二等獎、國家級科技進(jìn)步三等獎；第五版被評為面向21世紀(jì)課程教材、普通高等教育“九五”國家級重點教材；第五版于2002年獲全國普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎；第六版被評為普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材、高等教育出版社“高等教育百門精品課程教材建設(shè)計劃”精品項目?？梢哉f，哈工大電工學(xué)課程建設(shè)的歷史，就是伴隨電工學(xué)教材建設(shè)發(fā)展的歷史。繼秦曾煌教授的《電工學(xué)》第六版出版后，“電工學(xué)課程立體化教材建設(shè)及整體教學(xué)解決方案研究（教材）”教研項目獲2005年高等教育國家教學(xué)成果二等獎；“《電工學(xué)》立體化教材建設(shè)”，獲2005年黑龍江省高等教育教學(xué)成果一等獎。

除此之外，在老一輩人留下了巨大的教材資源基礎(chǔ)上，新一輩正將這光榮傳統(tǒng)發(fā)揚光大。教材建設(shè)取得了豐碩的成果。根據(jù)不同專業(yè)需求開設(shè)的三種學(xué)時的電工學(xué)課程，我們編寫出版了：

《電工學(xué)（電工技術(shù)）》、《電工學(xué)（電子技術(shù)）》、《電工學(xué)（現(xiàn)代傳動及其控制技術(shù)）》；《電工學(xué)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題選解》；《電工學(xué)（土建類）》；《電工學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)（土建類）》；《數(shù)字集成電路應(yīng)用基礎(chǔ)》；《電工學(xué)試題精解與答題技巧》；《Pspice仿真實踐》；《可編程控制原理及應(yīng)用》；《電工學(xué)新技術(shù)實踐》；《電工學(xué)實驗教程》。

這些教材作為電工學(xué)課程的輔助教材，在教學(xué)活動中發(fā)揮了巨大的作用，收到了很好的教學(xué)效果。

5 國際聯(lián)合實驗室建設(shè)的全面展開

為加強實踐環(huán)節(jié)有效平臺的建設(shè)，哈工大自從上世紀(jì)90年代就積極與國外大公司、大企業(yè)一起開展國際聯(lián)合實驗室的建設(shè)工作，創(chuàng)造國際化工程教育的環(huán)境氛圍。到目前已經(jīng)取得非常明顯的效果，為學(xué)生提供了有效平臺。

1）哈工大－日本松下電工PLC控制技術(shù)實驗室

哈工大－松下電工PLC控制技術(shù)聯(lián)合實驗室籌建于1994年9月，1995年6月6日正式揭牌。實驗室自1995年春季學(xué)期以來一直承擔(dān)著大量本科生研究生的PLC教學(xué)實驗任務(wù)。另外還承擔(dān)多次技術(shù)培訓(xùn)并接待了大量的的校內(nèi)外參觀。實驗室承擔(dān)PLC控制的相關(guān)實驗課，累計上課人時數(shù)：86400人時；目前年均人時數(shù)：9600人時／年。

2）哈工大－惠普電子學(xué)實驗室

1997年哈工大電子學(xué)實驗室得到美國惠普公司的贊助，建立了哈工大－惠普電子學(xué)實驗室。每年大約接待1500名學(xué)生；目前年均人時數(shù)：7.5萬人時／年。哈工大－惠普電子學(xué)實驗室是我校電子類科技創(chuàng)新活動和電子競賽的主要基地。1995開始組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，并作為黑龍江賽區(qū)專家組組長單位，負(fù)責(zé)全省的競賽組織工作。受學(xué)校委托，負(fù)責(zé)組織大學(xué)生的電子類課外科技創(chuàng)新活動，這些活動有力地提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

在創(chuàng)新教學(xué)實踐過程中提煉出的理論創(chuàng)新成果表現(xiàn)在：

（1）從教育學(xué)的高度認(rèn)識第二課堂的作用：認(rèn)為第二課堂以活動形態(tài)的文化張力來消解第一課堂面臨的障礙，為第一課堂的深化拓展提供動力保障。以此為理論依據(jù)探索出利用第二課堂引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的有效途徑。

（2）制定了科學(xué)、完善的培養(yǎng)方案，以項目研究為主題，同時注意理論素養(yǎng)的同步提升。注重人才的個性化培養(yǎng)、提倡自主式學(xué)習(xí)，強調(diào)學(xué)生團隊精神和意志品質(zhì)教育。實踐證明，這種培養(yǎng)模式能夠顯著提高學(xué)生實踐能力和綜合素質(zhì)。

（3）哈工大－日本巖崎電子技術(shù)實驗室

哈工大－巖崎電子學(xué)聯(lián)合實驗室建于2001年2月，實驗室的40臺DS－8608A數(shù)字存儲示波器系日本巖崎電子公司捐贈，總價值61萬余元。目前開課情況30，000人時／年。

到目前為止在哈工大電工－電子實驗教學(xué)中心建立的國際聯(lián)合實驗室還有：哈工大－西門子自動化與驅(qū)動實驗室、哈工大－羅克韋爾自動化實驗室、哈工大－英飛凌電機控制聯(lián)合實驗室、哈工大－ALTERA公司EDA實驗室、哈工大－臺灣友達(dá)光電聯(lián)合實驗、哈工大－飛思卡爾單片機實驗室、哈工大－意法半導(dǎo)體單片機技術(shù)實驗室、哈工大－德國Endress＋Hauser儀表實驗室、哈工大－臺灣迅技聯(lián)合實驗室、哈工大－美國德州儀器信號處理實驗室、哈工大－美國ZILOG單片機開發(fā)中心。

6 實踐效果

哈工大“電工學(xué)”課程經(jīng)過多年的努力，正朝著面向工程教育的教學(xué)模式發(fā)展，在建設(shè)過程中結(jié)出一些碩果。2005該課程被評為國家級精品課；2007年電工電子實驗教學(xué)中心被批準(zhǔn)為國家級實驗教學(xué)示范中心；這兩項成果的取得奠定了該課程先進(jìn)性的基礎(chǔ)。與此同時，還有多項教學(xué)成果獲得國家和省級獎勵，其中“電工學(xué)實驗教學(xué)新體系的研究與實踐－‘電工學(xué)新技術(shù)實踐’課程的創(chuàng)建”獲得2005年黑龍江省教學(xué)成果一等獎，“構(gòu)建高水平本科實驗教學(xué)平臺的重要模式—國際聯(lián)合實驗室的建設(shè)與實踐”獲得2009年國家教學(xué)成果二等獎。在教育部首批試點工程認(rèn)證中，哈工大機械制造及自動化專業(yè)順利通過專家的考評，在認(rèn)證過程中專家對電工學(xué)課程的建設(shè)給予了很高的評價。

總之，貼近實踐、面向工程的課程建設(shè)理念使得哈工大的“電工學(xué)”課程日趨完善，為培養(yǎng)面向21世紀(jì)的具有應(yīng)對國際挑戰(zhàn)能力的新型人才發(fā)揮著越來越大的作用。

［1］ 王孫禺，孔鋼城，雷環(huán).《華盛頓協(xié)議》及其對我國工程教育的借鑒意義，高等工程教育.2007，1

［2］ 余壽文，王孫禺.中國高等工程教育與工程師的培養(yǎng)，清華大學(xué)教育研究.2004，3

［3］ 張文雪等.高等工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的研究與建議，高等工程教育研究.2006，5

［4］ 羅正祥.工程教育專業(yè)認(rèn)證及其對高校實踐教學(xué)的影響，實驗室研究與探索.2008，6