杜 懌 孫宇新 潘 偉 黃永紅 朱熀秋

江蘇大學 江蘇鎮(zhèn)江 212013

工程教育認證（以下簡稱“認證”）是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎[1]。

我國從1992年開始試點認證工作，原建設部在清華大學、同濟大學、天津大學和東南大學4所高校的6個專業(yè)進行了試點。2006年，教育部牽頭并會同有關部門出臺了《工程教育專業(yè)認證實施辦法（試行）》，正式啟動了全國范圍內(nèi)的工程教育專業(yè)認證試點工作；同年，全國工程教育專業(yè)認證專家委員會成立，并參考國際工程教育的通行做法和國內(nèi)認證試點情況研制出了我國有關專業(yè)認證工作的一系列管理辦法和工作指南。2015年10月，中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會成立，作為教育部主管、中國科協(xié)的全國性團體會員，該協(xié)會致力于“通過開展工程教育專業(yè)認證，提高我國工程教育質(zhì)量，為工程教育改革和發(fā)展服務，為工程教育適應政府、行業(yè)和社會需求服務，為提升中國工程教育國際競爭力服務”。2016年6月，我國正式加入國際上最具影響力的工程教育學位互認協(xié)議《華盛頓協(xié)議》。至此，我國工程專業(yè)教育質(zhì)量標準可以通過認證協(xié)會的認證實現(xiàn)國際實質(zhì)等效，相應的工程教育質(zhì)量保障體系以及畢業(yè)生學位得到《華盛頓協(xié)議》及其他組織的認可，我國工程教育的國際影響力得到極大提升[2]。

江蘇大學電氣工程及其自動化專業(yè)（以下簡稱“本專業(yè)”）由農(nóng)業(yè)電氣化、電機與電器、電氣技術專業(yè)發(fā)展而來。為適應我國工科高等教育發(fā)展趨勢，本專業(yè)于2013年下半年開始著手準備專業(yè)認證，并于2016年11月21日至2016年11月23日接受了專家組的現(xiàn)場考察，最終順利通過了專業(yè)認證。本研究以電機學課程教學為例，探討如何面向工程教育專業(yè)認證改革本專業(yè)課程教學模式，以更好地提升學生專業(yè)水平能力和專業(yè)能力，并形成持續(xù)改進機制。

1 對照認證要求 探索和推進培養(yǎng)計劃修訂

成果導向是工程教育認證的核心理念之一，是高等教育教學設計的出發(fā)點。成果導向理念是以學生為中心，基于學習產(chǎn)出的模式，依據(jù)學生畢業(yè)達成要求逆向設計并評價其培養(yǎng)目標、教學設計、教學管理等一系列教育活動[3,4]。為滿足專業(yè)認證條件，專業(yè)認證前，由學院領導牽頭對本專業(yè)培養(yǎng)計劃進行了一系列改革。

2014年6月，學院教學委員會召開了專題會議，學習和體會有關工程教育專業(yè)認證的通用標準、專業(yè)補充標準和相關文件，對照工程教育專業(yè)認證的標準對培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、現(xiàn)行培養(yǎng)計劃、課程體系等內(nèi)容進行了梳理，并啟動對2012年版專業(yè)培養(yǎng)計劃的修訂工作。

2014年11月，學院召開2014～2015學年第一學期期中教學評價師生座談會，圍繞學生表達能力、主動學習能力、團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新意識等綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng)展開討論，并以“既強調(diào)工程實踐能力，又加強人文素養(yǎng)”為培養(yǎng)目標提出了一系列實施方案。

2015年3月，教務處領導、學院領導、系主任、專業(yè)負責人等與企業(yè)行業(yè)專家一起，針對2012年版培養(yǎng)計劃的實施情況，結(jié)合2015年工程教育認證的新標準，進行了修訂專業(yè)培養(yǎng)計劃的專題討論，形成了培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求和部分課程設置的修訂意見，在此基礎上確定了2012年版培養(yǎng)計劃修訂版，經(jīng)學院、學校審定后生效并于2015年9月起實施。

2 依據(jù)成果導向 細化和實施課程改革內(nèi)容

2.1 結(jié)合課程性質(zhì) 對應畢業(yè)要求指標點

電機學是本專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎課程，是聯(lián)系前期基礎課程和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁。結(jié)合“中國工程教育認證通用標準”和“補充標準—電氣信息與電氣工程類專業(yè)”，按照本課程性質(zhì)，形成電機學課程對應畢業(yè)指標點支撐如下。

（1）掌握數(shù)學與自然科學知識，并能應用于解決電氣工程問題。

（2）掌握電氣工程專業(yè)基礎知識，具有分析和解決復雜電氣工程問題的初步能力。

（3）具備對分解后的復雜電氣工程問題進行表達和建模的能力。

（4）能夠通過開展文獻研究，改進復雜電氣工程問題的解決方案，以使得結(jié)論趨于合理。

（5）初步掌握解決復雜電氣工程問題所需的MatLab，Multisim，AutoCAD，Maxwell等現(xiàn)代工程工具的應用。

（6）能夠運用現(xiàn)代工程工具和文獻檢索工具分析、表達復雜電氣工程問題，并理解其局限性。

（7）具有終身學習的知識基礎，掌握自主學習的方法，了解拓展知識和能力的途徑。

2.2 結(jié)合畢業(yè)指標點 明確課程教學目標

電機學課程先介紹各種傳統(tǒng)電機，包括變壓器、感應電機、同步電機和直流電機的結(jié)構(gòu)和工作原理，通過內(nèi)部電磁關系分析，推導出電壓、磁動勢、受力平衡等關系，得到電機的數(shù)學模型，再通過數(shù)學模型分析電機的各種運行特性。課程目標包括知識目標和能力目標，并具體確定為以下五方面。

（1）了解電機的作用、分類，熟悉電機常用材料。掌握變壓器、異步電機、同步電機和直流電機的基本結(jié)構(gòu)、基本原理和基本分析方法，能正確建立電動勢平衡方程式和轉(zhuǎn)矩方程式，明確電機中的能量關系，熟練運用等效電路、基本方程和相量圖，并具有分析未學過的電機或新電機的能力。

（2）能夠建立電機穩(wěn)態(tài)運行的數(shù)學模型，測量并計算模型的參數(shù)。能夠利用電機數(shù)學模型計算電機的各物理量，如電壓、電流、電磁轉(zhuǎn)矩、功率等。

（3）能夠利用電機數(shù)學模型分析計算電機的運行性能，能夠選擇電機的起動、調(diào)速、制動方案，并進行參數(shù)計算。

（4）具有運用仿真軟件完成電機的磁場分析和數(shù)學模型驗證的能力。

（5）掌握自主學習電機相關知識和理論的方法，能針對個人或職業(yè)發(fā)展的需求自主深入學習電機設計、拖動與控制等相關內(nèi)容，適應今后發(fā)展需要。

2.3 結(jié)合教學目標 制訂課程教學內(nèi)容

本專業(yè)電機學課程共有80個學時，其中，課程教學學時64個，上機學時16個。采用由中國電力出版社出版、胡敏強等編著的《電機學》第三版作為課堂教材。

一方面，64課堂教學學時主要用于對電機內(nèi)的基本電磁學基礎知識以及變壓器、感應電機、同步電機和直流電機（包括無刷直流電機）的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、電磁關系、運行特性等內(nèi)容的逐項講解，課堂講解過程側(cè)重于讓學生了解和掌握電機內(nèi)的基本電磁關系，例如磁路基本概念、變壓器等效電路、三相繞組磁動勢計算等。

另一方面，考慮到電機學內(nèi)容相對復雜、抽象，本課程設置16個上機學時，主要使用現(xiàn)代化有限元仿真軟件按要求構(gòu)建常見電機的模型，并由此觀察各類電機內(nèi)電磁場分布；計算電機輸出性能與電機各關鍵參數(shù)之間的關系；研究不同運行狀態(tài)時，負載對電機性能的影響，讓學生能更加直觀、形象地理解電機這一復雜機電能量轉(zhuǎn)換裝置，激發(fā)學生學習熱情。該部分內(nèi)容的具體設置為：（1）驗證磁路基本定律和電機的電磁基本理論；（2）變壓器空載和負載運行電磁仿真；（3）交流繞組的感應電動勢和磁動勢仿真；（4）三相感應電機空載和負載運行電磁仿真；（5）單相感應電機起動和負載運行電磁仿真；（6）隱極同步電機空載和負載運行電磁仿真；（7）凸極同步電機空載和負載運行電磁仿真；（8）直流電機空載和負載運行電磁仿真。

2.4 結(jié)合現(xiàn)代化工具 強化專業(yè)知識綜合運用能力

“綜合運用專業(yè)知識解決電氣工程領域復雜工程問題”是2015年工程教育認證標準中的新增內(nèi)容，是全面考查學生掌握專業(yè)知識解決實際工程問題的能力的有效手段。

秉承“持續(xù)改進”的精神，針對“綜合運用專業(yè)知識解決電氣工程領域復雜工程問題”的要求，本專業(yè)設置了具體的電氣工程領域復雜工程問題教學與實踐訓練環(huán)節(jié)—“變頻調(diào)速用三相異步電機電磁設計及其直接轉(zhuǎn)矩控制”的教學訓練項目。該項目建立在電機學、電力電子與功率變換技術、電力拖動自動控制系統(tǒng)等專業(yè)基礎課程和專業(yè)方向課程學習的基礎之上，內(nèi)容包括變頻調(diào)速三相異步電機的設計和變頻調(diào)速三相異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的設計兩大部分，并在《電氣工程工具軟件訓練I》《電氣工程工具軟件訓練III》和《電氣工程綜合實訓II》等環(huán)節(jié)中具體實施。

在第一部分內(nèi)容實施過程中，對每組學生分別給出不同的三相異步電機設計要求。由于變頻調(diào)速設計條件的加入，增加了電機設計的難度，因此每組學生需要分頭查找變頻調(diào)速異步電動機設計的相關資料，針對特定需求的電氣系統(tǒng)，分析變頻電機的設計特點與步驟，再運用現(xiàn)代化有限元軟件Maxwell進行相應的電機設計，分析關鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)設置的影響和作用，進而得到電機基本設計參數(shù)。該環(huán)節(jié)使學生熟悉電機的電磁設計計算過程、文獻的查找與運用、Maxwell軟件的使用，是一次比較全面的電機電磁設計基本技能訓練。第二部分內(nèi)容實施則要求學生在MatLab/Simulink中搭建變頻調(diào)速三相異步電機系統(tǒng)仿真模型，通過仿真討論和研究變頻調(diào)速電機和恒壓恒頻電機設計上的差異，并通過設計合理的控制系統(tǒng)參數(shù)，實現(xiàn)整個驅(qū)動系統(tǒng)性能的合理化。最后，每位學生需要結(jié)合每組的設計要求和個人的具體分工提交課程報告，以回顧和總結(jié)項目實施過程中的收獲與心得。

該項目涉及機械（電機結(jié)構(gòu)、制圖）、電機與電磁、電力電子和電力拖動控制等多方面的知識，強調(diào)實際動手能力的訓練，運用所學電磁學、電機學、機械學、電力電子技術等學科的基本原理進行多學科知識的綜合應用，要求學生做到理論與實踐相結(jié)合。通過給出具體的工程問題設計具有復雜性的實踐環(huán)節(jié)，充分調(diào)動學生的主動性和團隊協(xié)作精神，全方位鍛煉和培養(yǎng)學生運用專業(yè)知識解決電氣工程領域復雜工程問題的能力。按照工程教育認證標準，本專業(yè)設置的“變頻調(diào)速用三相異步電機電磁設計及其直接轉(zhuǎn)矩控制”實踐教學環(huán)節(jié)合理，符合復雜工程問題的五大特征。與傳統(tǒng)實驗和實踐性環(huán)節(jié)相比，借助現(xiàn)代化工具軟件實施“綜合運用專業(yè)知識解決電氣工程領域復雜工程問題”教學方案，更有利于為每位學生提供相對獨立的具體實施任務，更能激發(fā)學生對具體實施項目的興趣，也更具可操作性，對培養(yǎng)學生獨立開展工程問題的培養(yǎng)目標效果十分顯著。

3 關注實施效果 加強持續(xù)改進措施

持續(xù)改進是工程教育專業(yè)認證的基本思想之一。本專業(yè)建立了持續(xù)改進的信息交流和反饋機制，確保來自教學督導、學生評教、應屆生座談、往屆生座談、往屆生問卷調(diào)查以及第三方用人單位、學校教育教學研究與評估中心和校外高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量專業(yè)評估機構(gòu)等方面的評價結(jié)果能夠及時、有效地反饋給專業(yè)負責人、課程負責人、任課教師、實習指導教師等相關人員，進而應用于培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系、教學環(huán)節(jié)、師資隊伍、支持條件等的持續(xù)改進。

教學質(zhì)量評價的具體內(nèi)容包括調(diào)查問卷、訪談、評教、督導等對培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求、課程體系設置、主要教學環(huán)節(jié)進行評價。根據(jù)來自內(nèi)部和外部各種評價反饋意見進行深入分析，通過定期改進措施、執(zhí)行監(jiān)督等途徑實現(xiàn)對課程教學的持續(xù)改進，并依次建立持續(xù)改進機制。

以電機學課程為例，針對課程PPT課件單一，相關概念學生理解有困難；課時緊縮，課堂上習題講解時間偏少，學生對部分內(nèi)容的掌握有所欠缺等問題，學院專門成立了電機學課程組，結(jié)合“842T”課程建設，課題組制作了多媒體課件，建立了習題庫和網(wǎng)絡教學平臺，豐富了教學手段和交流平臺。針對部分青年教師教學經(jīng)驗不夠豐富的問題，學院加強對青年教師上講臺前的試講制度；給青年教師配備老教師指導。通過學校、學院組織的教師教學競賽等活動，進行教學指導。舉辦了最受學生歡迎的十佳教師的示范課，要求40歲以下青年教師參加示范課學習。

4 結(jié)語

工程教育專業(yè)認證是構(gòu)建我國工程教育的質(zhì)量監(jiān)控體系、推進我國工程教育改革、進一步提高工程教育質(zhì)量的主要手段，是建立與注冊工程師制度相銜接的工程教育專業(yè)認證體系、構(gòu)建工程教育與企業(yè)界的聯(lián)系機制、增強工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應性的重要保障，是促進我國工程教育的國際互認、提升國際競爭力的關鍵因素。為滿足專業(yè)認證要求，江蘇大學電氣工程及其自動化專業(yè)按照專業(yè)認證的要求重新修改了培養(yǎng)目標，梳理了畢業(yè)要求，區(qū)分了培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的能力培養(yǎng)層次，根據(jù)“以產(chǎn)出為導向”的“OBE”的理念完善了課程體系，同時進行了課程教學大綱的修訂，將培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求與課程教學目標、教學內(nèi)容一一對應，為培養(yǎng)目標的實現(xiàn)提供保障，課程教學改革取得了顯著效果。