(燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院 河北 秦皇島 066004)

一、引言

能力導(dǎo)向教育(Outcome based education，OBE)于1981年由Spady等人在著作《基于產(chǎn)出的教育模式：爭議與答案》中提出，很快得到重視與認(rèn)可，成為美國、英國、加拿大等國家教育改革的主流理念。2013年6月，我國加入了《華盛頓協(xié)議》，成為該協(xié)議簽約成員。工程教育專業(yè)認(rèn)證遵循三個基本理念：成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)。這些理念對引導(dǎo)和促進(jìn)專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革、保障和提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要。電氣類專業(yè)教學(xué)理論知識難度大，實(shí)踐知識要求高，難以獲得非常滿意的效果，因此，不斷改進(jìn)專業(yè)教學(xué)模式成為研究熱點(diǎn)，如何推進(jìn)專業(yè)核心課程改革與建設(shè)成為人才培養(yǎng)模式改革和專業(yè)特色發(fā)展重要的關(guān)注點(diǎn)。MATLAB軟件是一種工程上常用的計(jì)算機(jī)語言，具有強(qiáng)大的數(shù)值分析、圖形處理、系統(tǒng)建模仿真等功能。基于MATLAB的強(qiáng)大優(yōu)勢，可將MATLAB融入到電氣工程專業(yè)課的教學(xué)中，有助于增加學(xué)生的解決問題的能力，也更好地貫徹OBE理念。

二、課程研究性教學(xué)改革的探索

從電氣類專業(yè)核心課程普遍采用的教學(xué)手段來看，截止目前，已相繼出現(xiàn)了任務(wù)引領(lǐng)、項(xiàng)目模塊化課程、情景案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等理念。微課、慕課等教學(xué)方法也已經(jīng)逐漸地運(yùn)用到課程教學(xué)中，這些教學(xué)方法的廣泛運(yùn)用，需要大量的課程資源作為支撐，輔助多種教學(xué)模式的改革與實(shí)踐。

遵循OBE理念制定的研究性教學(xué)課程大綱明確了課程目標(biāo)、課程目標(biāo)對學(xué)習(xí)成果的支撐關(guān)系、教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)的關(guān)系、課程考核方法、課程目標(biāo)達(dá)成度評價(jià)等內(nèi)容，通過教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施和考核，應(yīng)對制定的課程目標(biāo)進(jìn)行評價(jià)。在燕山大學(xué)電氣工程專業(yè)主要開設(shè)學(xué)位課有電力系統(tǒng)分析、發(fā)電廠主系統(tǒng)、繼電保護(hù)原理、高電壓技術(shù)、電力拖動自動控制、自動控制原理、電力系統(tǒng)自動控制。電氣工程專業(yè)課程關(guān)系如圖1所示，電氣類課程與控制類課程可以在MATLAB課程教學(xué)內(nèi)容上形成交叉教學(xué)。因此，教學(xué)內(nèi)容關(guān)鍵在于把專業(yè)理論知識和工程應(yīng)用技術(shù)需要穿插在MATLAB整個教學(xué)過程中。

圖1 電氣工程專業(yè)主體課程與MATLAB關(guān)系圖

(一)信息化教學(xué)手段改革實(shí)踐

近年以來，信息化技術(shù)得到飛速的發(fā)展，高等學(xué)校相關(guān)課程的建設(shè)和教學(xué)改革也因此擁有了更加豐富的資源和手段，教學(xué)方法相較以往都發(fā)生了很大的變化。MATLAB這類編程仿真平臺課程教學(xué)，多媒體的應(yīng)用至關(guān)重要，可采用具有多媒體功能的計(jì)算機(jī)房進(jìn)行授課，并且要求全程課程教學(xué)都要在機(jī)房中進(jìn)行，通過機(jī)房PPT邊講教學(xué)內(nèi)容邊及時(shí)操作練習(xí)的教學(xué)方法，使得學(xué)生達(dá)到容易印象深刻和及時(shí)理解相關(guān)課程內(nèi)容的效果，從而可提高課程教學(xué)效率和效果，有效解決專業(yè)實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)間局限、設(shè)備裝置局限以及安全性的問題。

(二)分組式教學(xué)改革實(shí)踐

為了提高學(xué)生興趣，以及培養(yǎng)學(xué)生的競賽和團(tuán)隊(duì)合作意識，并且在教學(xué)過程中，進(jìn)行分組隊(duì)教學(xué)，對一些較復(fù)雜和交叉的理論知識點(diǎn)，進(jìn)行組隊(duì)競爭，最后，考核編程、仿真方法、團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)等，將這些統(tǒng)計(jì)入平時(shí)考核成績中。進(jìn)行分組式教學(xué)不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，而且可讓學(xué)生增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識，激發(fā)學(xué)生的進(jìn)行創(chuàng)新研究的熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

(三)開展研究性教學(xué)改革實(shí)踐

傳統(tǒng)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，一般都采用常規(guī)內(nèi)容、常規(guī)方法、常規(guī)練習(xí)等，很難滿足電氣工程專業(yè)背景學(xué)生的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)要求。電氣類專業(yè)的典型核心課程理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，在教學(xué)改革過程中，理論與實(shí)踐課時(shí)均占了較大的比重，在許多的教學(xué)單元中，由于實(shí)驗(yàn)條件等因素的影響，部分實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目無條件在實(shí)驗(yàn)室開展。

課程研究性教學(xué)為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)與分析提供了一種全面的解決方案，分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，效率高，實(shí)用性強(qiáng)，可有效解決實(shí)驗(yàn)儀器、器件和場地條件的不足，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。課程研究性教學(xué)的引入就可以大大地加強(qiáng)實(shí)踐單元的教學(xué)效果，也有效縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，大部分專業(yè)問題都可以直接或間接地運(yùn)用仿真工具進(jìn)行輔助分析。

根據(jù)燕山大學(xué)電氣工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)計(jì)劃以及電氣工程專業(yè)自身特色，將MATLAB課程內(nèi)容與電氣工程專業(yè)課程做一定交叉融合教學(xué)。不僅提高學(xué)生編程和仿真能力，而且加強(qiáng)學(xué)生基本工程實(shí)踐和應(yīng)用技能的能力。單門課程為實(shí)現(xiàn)知識的運(yùn)用而開設(shè)“三級項(xiàng)目”，在“三級項(xiàng)目”內(nèi)容上進(jìn)行深化和提升，可形成“二級項(xiàng)目”。經(jīng)過仿真學(xué)習(xí)后，許多抽象地、在實(shí)驗(yàn)室里無法做出的項(xiàng)目，學(xué)生無論在課內(nèi)還是課外，隨時(shí)可通過計(jì)算機(jī)方便地進(jìn)行仿真分析。通過仿真也加深了學(xué)生對相關(guān)理論知識的理解和掌握，提升了對于專業(yè)課學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到明顯改善。

四、結(jié)論

在當(dāng)前的信息化高速發(fā)展的大背景下，電氣類核心課程研究性教學(xué)改革對于提升教學(xué)效果，強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)素質(zhì)教育方面意義十分重大。為了幫助學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)、扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)與儲備，為了幫助專業(yè)教師能夠更高效更有針對性地進(jìn)行仿真教學(xué)，應(yīng)側(cè)重基本理論、基本技能的掌握，突出工程應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為核心，在突出應(yīng)用能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練宗旨指導(dǎo)下，強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性和前瞻性。