电气工程与智能控制专业课程体系建设探索与实践

刘光平 杨勇 姚林泉

摘  要：文章针对我校电气工程与智能控制专业人才培养的现状，在专业定位分析的基础上，本着理论与实践并重的原则，优化课程设置，构建了专业课程体系和实践教学体系，突出了对应用型专业人才的培养。

关键词：电气工程与智能控制;应用型人才;课程体系;实践教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：2096-000X（2019）18-0192-03

Abstract： In view of the current situation of the training of electrical engineering and intelligent control professionals in our university， based on the analysis of professional orientation and the principle of laying equal stress on theory and practice， this paper optimizes the curriculum setting， constructs the professional curriculum system and practical teaching system， and highlights the training of applied professionals.

Keywords： electrical engineering and intelligent control; applied talent; curriculum system; practical teaching

引言

专业建设是高校的中心工作，其水平高低决定了高校的人才培养质量和办学特色。2012年，教育部对普通高等学校本科专业目录进行了较大规模的调整，首次将本科专业分为了基本专业和特设专业两大部分。基本专业是学科基础比较成熟、社会需求相对稳定、布点数量相对较多、继承性较好的专业;特设专业是针对不同高校办学特色，或适应近年来人才培养特殊需求设置的专业[1]。于应用型本科院校而言，特设专业在一定程度上更能体现和反映学校的办学水平和办学特色，它为高等院校的发展提供了新路径。

智能控制是当今社会的发展潮流，从智能家居到智能制造，各行业领域的智能化、无人化程度越来越高，智能控制已成为各种智能化设备的核心。智能化设备的广泛应用以及智能控制技术的快速发展，使具备智能设备设计开发、运行维护、技术服务能力的相关专业人才需求迅速增长。正是在这种背景下，教育部将电气工程与智能控制列为特设专业，以满足社会对该专业应用型人才的迫切需求。

我校1999年开设了电气工程及其自动化专业，2008年增设了电气工程及其自动化（城市轨道交通控制工程）专业方向。在此基础上，于2013年成功获批设立了电气工程与智能控制专业。作为新设专业，如何正确定位，如何打破原有传统专业建设理论的束缚，把本专业建设成为具有自身鲜明特色的专业是我们需要思考与探索的问题。本文结合我校近年来在电气工程与智能控制专业建设的经验，从专业定位、课程体系、实践教学体系等方面，就该专业的人才培养模式进行探讨与实践。

一、专业建设定位

找准专业定位，明确培养目标是办好专业的關键，也是培养合格专业人才的前提[2]。在制定专业人才培养方案时，首先应做好专业定位。各高校根据社会经济发展对本专业人才的需求，结合各自的办学性质、办学基础和办学条件，准确定位专业发展方向，在此基础上确定体现各校办学特色的专业人才培养方向和培养模式。目前我国开设电气工程与智能控制专业的高校有20余所，除了苏州大学、华东理工大学、西南交通大学为211高校外，其余高校均为二本或三本层次，如中北大学、山东科技大学、苏州大学文正学院等。从调研情况来看，很多院校根据自身发展定位，立足区域经济或行业发展，专业特色鲜明。如南京理工大学泰州科技学院的专业定位是以电气系统智能控制为主线，以智能服务机器人为特色，以无人机为亮点，培养能胜任现代化企业能力需求的“电气智能工程师”;辽宁工程技术大学原为一所煤炭高等院校，该校的专业定位是服务电力行业的电气设备智能制造与应用，并兼顾煤矿电气特色。西南交通大学主要培养城市轨道交通电气化与自动化技术、轨道交通电子电气智能控制技术、轨道交通电气装备等方面的高级工程技术人才，具有明显的行业特色。

近年来，我国的轨道交通行业进入快速发展期。以江苏为例，根据《江苏省沿江城市群城际轨道交通建设规划（2018-2025年）》，2025年前，江苏将建成9条沿江地区铁路。城市轨道交通方面，目前江苏省已有南京、苏州、无锡开通地铁，另外还有常州、徐州、南通3个城市地铁在建。控制技术的发展使轨道交通电气工程领域中的自动化、智能化程度越来越高，要确保系统和装备的可靠运行，需要大量从事轨道交通电气控制运营维护、技术管理等方面的高素质应用型人才。

我校作为一所应用型地方本科院校，其办学定位是面向地方或区域经济建设和发展，培养生产和管理一线的应用型人才。结合学校办学定位和社会需求，我校电气工程与智能控制专业的培养目标为：培养具备扎实的专业基础知识、基本理论和专业技能，具有较强的综合素质、工程实践能力和一定的创新精神，能够在轨道交通电气工程、轨道交通机电设备控制、电气设备自动控制等领域从事系统运行控制、设备检修维护、工程设计开发、生产制造经营等技术或管理工作的高素质应用型人才。

二、专业课程体系的构建

应用型本科院校强调应用性，培养的是介于研究型人才和具有某一职业技能人才之间的应用型人才，他们既要有一定的理论做基础，又要有一定的实践应用能力[3]。为此在专业课程体系构建中，按照工程理论和工程实践并重的原则，整合知识体系结构，优化课程设置，形成注重轨道交通特色的电气工程与智能控制专业人才培养方案。

专业课程体系按照基础、专业和应用三个层次，由通识教育、专业基础、特色课程三大课程模块组成。

通识教育模块包括人文素质教育、外语类、军体类及思政类课程，由学校统一规划设置。通识教育模块着眼于学生的可持续发展，主要培养学生的人文素养和综合素质，在创新人才培养中的完善学生知识结构、提高学生综合能力、培养学生健全人格以及促进学生全面发展等方面起着十分重要的作用[4]。

专业基础模块主要包括专业导论、计算机基础、微积分、线性代数、普通物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、自动控制原理、电机与拖动等专业必修课程。其中专业导论是新增的一门新生入门课程，该课安排在第一学期。本课程从整体上将本专业知识予以纲要性的介绍，使学生对所学专业有全面、清晰的宏观认识，对进一步学习专业知识起到“导航”作用[4]。

特色课程模块体现专业办学特色，由限选课程和任选课程两部分组成。限选课程包括工程制图，轨道交通概论、工程数学（复变）、信号与系统、计算机网络、单片机原理及应用、检测技术、电气控制与PLC、城轨供配电技术、城轨环境与设备监控等课程。任选课包括电气CAD、MATLAB工程应用、工控应用软件、车辆牵引传动与控制技术、工程力学、电力系统分析、电力继电保护与自动化、DSP技术与应用、计算机控制、智能控制等课程。

限选课程为学生必备专业知识与技能的学习，重在培养学生的工程实践能力和创新能力。其中单片机原理及应用、电气控制与PLC、城轨供配电技术这三门限选课后续均安排了相应的独立课程设计，以培养学生综合运用专业知识解决生产一线实际问题的能力和创新能力。

应用型院校大部分学生毕业后选择就业，但有一部分选择读研继续深造。考虑到学生今后的发展方向，本专业的任选课既有应用型课程如工控应用软件，又有理论型课程如电力系统分析，学生可根据自身的兴趣爱好及今后的发展方向选择相应的课程学习，为求职就业或研究生阶段的学习打下基础[5]。

三、实践环节系建设

（一）专业实践课程体系

创新源于实践，实践教学是培养学生创新意识和工程实践能力的重要环节。科学合理的实践课程教学体系不仅在于向学生传授实验知识、验证理论、培养实践技能，更重要的是实现理论和实践的结合，引导学生掌握科学的思维方法，提升分析问题和解决问题的能力，培养学生创新意识和实践动手能力[6]。

实践课程教学体系主要包括各类课程实验、课程设计、实习和毕业设计等环节。

1. 课程实验环节

课程实验是专业实践教学体系的重要一环，它贯穿于从大一开始的基础课程实验到大四的专业课程实验。课程实验不仅有助于学生巩固所学理论知识，提高学生理论联系实际的应用能力，还可以帮助学生建立科学的实验方法，养成良好的实验习惯。除了部分专业任选课外，本专业其他专业课程基本上均开设了相应的课内实验。在实验内容的安排上尽量减少验证性和演示型实验，增加设计性和综合性实验的比例。其中单片机原理及应用、电气工程与PLC等课程的设计性、综合性实验比例超过70%。

2. 课程设计环节

课程设计是独立开设的综合性实验课程，其主要目的是帮助学生系统的掌握所学专业理论知识，培养他们应用所学理论知识解决实际工程问题能力和工程实践能力。电子技术（模电、数电）、单片机原理及应用、电气控制与PLC、城轨供配电技术等都是实践性很强的专业课，这些课程关系到学生核心专业能力的培养。因此，电气工程与智能控制专业与之对应开设了PCB设计与仿真、单片机课程设计、PLC课程设计、城轨供配电课程设计等实验课程，这些实验课程学时为1周或2周，均安排在相对应的课程教学结束后进行。学生主要通过团队式合作、研究式分析、工程化设计来完成课程设计任务。

3. 实习和毕业设计

电气工程与智能控制专业实习主要有金工实习、电装实习和生产实习。其中金工实习和电装实习属操作性实习，安排在校内实习基地进行。生产实习主要是在校外实习基地以参观的形式进行，校外实习基地主要分生产制造型企业（如苏州固德威电源科技）和设备使用型企业（如苏州地铁）两类。在生产制造型企业，学生主要参观生产流水线，了解设备生产的工艺流程以及电气设备产品从毛坯到半成品乃至成品的整个过程。在设备使用型企业，学生可以看到电气自动化系统及设备的运行和操作，了解设备的使用情况和性能[7]。生产实习是学生了解社会、接触生产实际的过程，它在树立劳动观念、激发创新与创业意识、理论联系实际能力的训练等方面具有重要意义。

毕业设计是实践教学的最后一道关，它强调的是知识的综合应用，在一定程度上能体现学生的素质、能力及质量水平。电气工程与智能控制专业毕业设计要求一人一题，聘请校外实习基地工作经验丰富的企业工程师作为兼职教师，和学校专业教师共同指导毕业设计，这样不仅解决了毕业设计指导教师不足的问题，而且让毕业设计与工程实际联系更加紧密，更加贴近企业和社会需求。在毕业设计课题的选择上，围绕应用型人才培养目标并适当考虑专业特点，减少理论分析研究型课题，尽量选择硬件设计、系统设计等设计类和来源于生产实际的应用型课题，让学生的实际应用能力得到锻炼和加强。

（二）实践教学特色

我校将职业资格证书制度引入实践教学环节，通过实行技能证书认定学分制度，以鼓励学生获取各类职业资格证书或技能证书。

电气工程与智能控制专业将“电气智能工程师”、“电工证”、“CAD工程师”、“智能楼宇管理师”、“可编程序控制系统设计师”这五种专业职业资格证书的有关标准和要求纳入专业人才培养计划，使职业能力的培养渗透至日常教学和考核中。鼓励学生参加专业职业资格培训，只要考核鉴定通过，并获取相应的职业资格证书，即可申请认定电气工程与智能控制专业选修课程学分。每一张职业资格证书的获得，不仅使学生工程素质和工程能力的培养得到加强，更重要的是学生的工程能力得到了行业和企业的认可，增强了学生的就业竞争力[8]。

四、结束语

在科学定位的基础上构建适宜的专业课程体系和实践教学体系，是实现专业人才培养目标和提高人才质量的关键所在。苏州大学文正学院电气工程与智能控制专业根据学校发展定位，围绕应用型人才培养目标，在专业课程体系和实践教学体系建设方面做了一些探索和实践，为专业合格人才的培养奠定了基础。电气工程与智能控制专业作为一种刚刚起步的新专业类别，其专业建设的探索与实践任重道远。我们将继续努力，不断提升专业建设水平，为社会培养更多受欢迎的工程应用型人才。

参考文献：

[1]鲁宁.海警特设专业建设的实践与思考[J].公安海警学院学报，2016，

15（3）：49-52.

[2]周立求.电气工程类应用型本科人才培养模式探究[J].黄石理工学院学报，2008，24（4）：56-59.

[3]吴巧媚.独立院校电气工程及其自动化专业人才培养的思考与探索[J].教育教学论坛，2012（22）：37-38.

[4]郝丽丽，邵如平，杨静.电气专业卓越工程师培养探索[J].中国电力教育，2013（2）：26-28.

[5]樊晓虹，贺伟，韩耀飞，等.创新人才培养模式探索——以电气工程专业为例[J].高教学刊，2015，34（2）：26-28.

[6]戴憲滨.电气工程应用型创新人才培养研究[J].中国电力教育，2013（7）：13-14.

[7]张仰飞，刘江伟，郝思鹏，等.应用型本科院校电气工程及其自动化专业实践教学体系建设与思考——以南京工程学院为例[J].南京工程学院学报，2012，12（1）：64-68.

[8]雷万忠，季宝杰.电气信息类工程实践教学体系的构建[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：332-335.