协同视域下电气工程专业人才培养的实践探索

2024-03-08彭乾刚

山东电力高等专科学校学报 2024年1期

彭乾刚

（华北电力大学，北京 102206）

0 引言

随着新一轮工程教育改革的深入推进，“新工科”建设、卓越工程师培养越来越强调学科交叉融合、产教融合等协同育人方式。同时，我国提出了“双碳”目标，电力行业是实现这一目标的主力军，这对电气工程专业高素质复合型人才的培养提出了新的要求。在国家“双碳”战略、工程教育改革日益深化的背景下，创新电气工程专业人才培养模式以及构建协同育人的人才培养体系已成为必然趋势。

在中国知网平台以“电气工程专业人才培养”为主题检索近5 年相关文献发现，研究对象包括国内重点高校、电力行业特色高校和地方院校；研究主要聚焦于人才培养模式的宏观层面研究以及专业建设、课程改革、实践教学、创新创业教育等中观和微观层面的研究。相关研究大多立足于国内高校实际情况，对国外高校电气工程专业人才培养情况的研究较少。

本文以新加坡南洋理工大学电气与电子工程专业（以下简称“电气工程专业”）为例，运用比较研究方法，从协同育人视角分析其人才培养模式，分析国内高校电气工程专业人才培养现状，在此基础上，提出深化电气工程专业人才培养模式改革的路径。

1 协同育人视角下南洋理工大学电气工程专业人才培养模式

电气工程专业是南洋理工大学1981 年建校时最早开设的3 个专业之一，该专业注重塑造学生面向未来、应对挑战的能力。通过理论和实践平衡、跨学科联合课程、行业实习实践等加强学生理论基础、实践能力、创新思维、全球视野的培养，形成了多元协同的人才培养模式。

1.1 “电气工程+”专业设置模式

南洋理工大学注重跨学科人才培养，构建了“电气工程+”的专业设置模式，即以电气工程专业为主干，设立涵盖多个学科领域的第二专业、双学位以及辅修专业作为补充，为学生提供灵活多元的选择。电气工程专业的学生，可选修第二专业、双学位或辅修专业，在毕业时获得工学学位（电气工程）及相应选修专业学习凭证。

表1 “电气工程+”专业设置表

进入大三学年时，电气工程专业的学生将会在电气与系统工程、电子工程以及信息与通信工程这3个领域内进行分流，共分为8 个不同的研究方向。这一安排旨在让学生获得更加深入和专业化的知识。

1.2 “理论+实践”大课程体系

课程体系分为3 个模块：专业主干课程（83～84学分）、跨学科协作核心课程（32学分）以及选修课程（21 学分）。这一课程体系涵盖了物理科学基础、电气工程专业教育以及其他非技术类学习内容。它不仅注重通识教育与专业教育的结合，也强调理论与实践相结合，具有明显的跨学科特色和实践导向。

1.2.1 理论课程设置

理论课程主要包括三类。

1）“主干课程”模块中的数学课程、物理课程、电气工程学科核心课程以及选修专业理论课程。

2）“跨学科协作核心课程”模块、“选修课程”模块的理论课程，有助于学生涉猎非技术领域，拓展知识的广度和深度。

3）第二专业、双学位和辅修专业培养计划规定的课程，由一个或多个学院合作开设。通过多个学科交叉融合培养，有助于增强学生跨学科解决复杂问题的能力。

1.2.2 实践课程设置

实践课程主要包括两类。

1）学位课程中的设计与创新项目、专业实习、毕业年级项目。学生运用课程和实习中所学知识解决行业真实问题，完成“主干课程”模块的设计与创新项目、“跨学科协作核心课程”模块的专业实习以及毕业年级项目。

2）学位课程外的“研究与开发经历”项目分为院级和校内两个层面，包括电气与电子工程学院等个别学院自主开设的“本科生研究机会计划”项目以及面向全体学生开设的“校园本科研究经历”项目。以后者为例，该项目涵盖了工程、生物科学、通信、商业管理、会计和人文学科等多个学科领域，学生可根据兴趣选择项目。在导师指导下，学生在项目实施周期内投入至少8 个月（每周10 小时）的精力，通常从当年8 月持续至次年6 月，共计11 个月。为保持研究经历的连续性，学生可在毕业年级项目中继续“校园本科研究经历”项目的研究。

1.3 “校企+校际+国际”培养方式

南洋理工大学基于国内外高校和行业企业的教育资源，构建了校企、校校、国际等多主体合作的教育模式，重点体现在专业实习和全球学习计划方面。

1）专业实习是学位课程的一部分，通常在大三学年开展，为期20 周，特点是与行业深度融合。学生有机会进入新加坡本土或海外的私人公司、公共机构，在实际工作环境中应用所学知识，接受专业培训，这有助于提升他们的职业素养和人际交往能力。

2）全球学习计划是学校层面设立的培养项目，旨在培养学生的全球公民意识。电气工程专业学生通过该计划可以选择在新加坡国立大学、新加坡管理大学、新加坡科技设计大学以及全球范围内超过350 个合作高校中进行学习交流。通过学期交换和短期课程，为学生提供丰富的学习体验。

此外，通过全球学习计划，学生可以参与海外实习、海外创业计划以及与国际学生进行在线互动的虚拟教育课程。其中，海外实习也作为专业实习的一部分。这些经历有助于学生体验多样化的学术教学、全新的文化氛围，学习新的语言，加强国际交往，并发展文化智力。

综上所述，南洋理工大学电气工程专业协同育人模式涵盖专业设置、课程体系、培养方式等方面，这种模式不仅考虑了社会发展和工程实践的需求，更体现了以学生为中心的理念，具体体现在3 个方面。一是重视跨学科培养，“电气工程+”的专业设置模式、跨学科协作核心课程、专业实习以及“校园本科研究经历”项目等，充分展现了其跨学科性。二是注重理论与实践相结合，学生除了学习数理基础课程和电气工程专业理论课程外，还要完成一系列实践课程，例如设计与创新项目、专业实习和毕业年级项目。特别是专业实习与行业深度融合，为学生提供了实践机会。三是关注学生个体发展需求，提供多元化、个性化的专业选择、广泛的选修课程以及自主探索的“研究与开发经历”项目等，有助于促进学生的个性化发展。

2 国内高校电气工程专业人才培养现状

电气工程专业在高等教育中扮演着重要的角色。近年来，为了应对工程教育改革和国家战略的需要，国内高校积极推进电气工程人才培养的改革实践。举例来说，清华大学采取了一系列措施，包括加强学科交叉、改革工程教育和教学模式、统筹本科与研究生教育、全面推进课程与思政相结合等［1］。华中科技大学则致力于重构“电气化+”背景下的电气工程本科人才培养体系，特别注重通过真实项目和产品研发构建新工科的工程实践教学体系［2-3］。另外，一些电力特色高校和地方高校也在积极推进教育教学改革。然而，由于不同高校之间改革的不平衡性，整体上看，现有的人才培养模式还存在一些不足。

2.1 学科专业交叉融合不够

在新型电力系统的背景下，目前高等学校电气工程专业的课程体系存在跨学科知识融合不足的问题［4］。这导致在能源互联网、信息技术、大数据、人工智能等领域的学科交叉性得不到充分展现［5］。同时，人才培养时对“双碳”背景下电力系统降碳技术知识体系的讲解还不够，也未能全面涵盖“智能电网”“微电网”以及“能源互联网”等代表新一代电力系统和“人工智能”“大数据”“区块链”等先进信息技术知识体系的讲解［6］。

2.2 实践教学环节较为薄弱

传统教学环节主要侧重于理论教学，通常仅限于开展与课程相关的电工技术实验，而与专业课程融合的实际操作和实践交互还不够［7］。对学生实践能力的培养存在系统性和有效性不足的问题，整体的实践教学环节分布较为零散，缺乏全面的内容设计，并且学分要求相对较低［8］。同时，实习和实训中存在一些形式化的现象，执行效果还不够好［9］。

2.3 创新创业能力培养不足

一方面，课程设置不利于学生创新能力的培养。创新能力相关课程较少，学分设置也偏少，导致学生参与大学生创新创业训练项目的积极性不高，选修课程在总课程中所占的比例较低。另一方面，教学过程中未能充分让学生自主探索。教学时仍以传统的讲授式教学方法为主，学生在其中的参与度有限，限制了他们的个人能力发展［10］。

3 构建电气工程专业协同育人模式的实践路径

面对工程教育改革新趋势和“双碳”战略对人才的新需求，结合南洋理工大学电气工程专业人才培养经验和国内高校人才培养现状，基于协同育人理念，提出以下3个深化人才培养模式改革的建议。

3.1 深化学科协同育人

学科交叉融合是人才培养的重要途径。首先，应构建“电气工程+”多元化专业模式，促进电气工程学科与其他新兴学科的交叉融合，可以通过设置双学位、辅修专业、跨学科专业等方式来实现，以适应工程教育改革，满足新型电力系统所需人才的培养需求。

其次，着手打造跨学科课程。需要更新并优化电气工程专业的课程和教材，增加关于能源互联网、人工智能等新一代技术和行业发展热点的知识。同时，加强通识课程和选修课程的建设，融合金融、经管、法学等学科知识，以拓展学生的知识面。

3.2 深化产教协同育人

产教融合是当前工程教育改革创新的重要方向。首先，从实践教学改革着手，构建适用于电力行业的实践教学体系，修订人才培养方案，增加课程实习实训、毕业设计等实践环节的比重。通过校企联合共建实习基地、实训中心，并让学生参与到行业生产一线实习中，将企业项目引入教学过程中，营造真实的工程环境。此外，积极主动与行业企业合作开展“双创”教育，建立“双创”平台，将行业新技术和新需求纳入创新创业训练项目，提高学生的实践和创新能力。

其次，促进电力行业企业深度参与高校人才培养的各个环节。支持优势高校建设现代产业学院和卓越工程师学院，以此为契机，将行业企业的最新成果和需求融入人才培养方案的制定、课程的建设、教材的编写以及教学过程中，这有助于实现高校人才培养与产业需求的有效对接。同时，加强校企之间的人员交流，提升高校师资队伍的工程化水平和教学实践能力。