[出处] 教育教学论坛_2022年第5期

李成栋 阎俏 张桂青 郑学汉

[关键词] 工程教育;課程体系;电气工程及其自动化专业;复杂工程问题

[基金项目] 2018年度山东省研究生教育质量提升计划建设项目“新旧动能转换背景下地方院校学术学位研究生创新能力培养策略研究——以控制科学与工程专业为例”（SDYY18133）;2019年度山东省研究生教育质量提升计划建设项目-优质课程“工程中的矩阵理论”（SDYKC19113）;2021年度山东建筑大学信电学院教研项目“工程教育认证背景下电气工程及其自动化专业课程体系优化研究”

[作者简介] 李成栋（1981—），男，山东费县人，博士，山东建筑大学信息与电气工程学院副院长，教授，主要从事人工智能、建筑智能化与能效管理研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）05-0122-04 [收稿日期] 2021-09-30

自从2016年我国正式加入《华盛顿协议》以来，工程教育认证工作在高等学校工科专业中迅速展开，“以学生为中心、产出导向和持续改进”的工程教育理念被越来越多的人所接受。工程教育认证对于改革工程教育、提高本科教育质量的作用更加凸显，已成为我国高等教育目前及今后发展的趋势和方向。在《工程教育认证标准》的12项毕业要求中，有8项涉及“复杂工程问题”的描述，强调要培养学生“解决复杂工程问题”的能力[1]。这对于长期习惯于“知识、能力、素质”框架下的人才培养思路提出了新的要求和挑战。

山东建筑大学电气工程及其自动化专业抓住了历史机遇，围绕工程教育认证的核心理念，对人才培养目标进行了重新梳理，构建了“两横多纵”的新型课程体系和教师管理模式。该课程体系根据社会对电气工程从业人员的职业能力需求和毕业要求进行调整，着重学生解决复杂工程问题的能力提升问题，对于培养高素质应用型人才具有重要的意义。

一、围绕学校定位和行业需求确定培养目标

山东建筑大学是以培养创新性应用型人才为主要办学目标的地方性工科院校，为国家建设事业和区域经济社会发展提供了有力的人才支持。电气工程及其自动化专业是山东省一流专业。经过多年的建设，已经在建筑电气和智能建筑方向形成了鲜明的办学特色。随着城镇化速度的加快和新技术的飞速发展，大量的智慧建筑、智慧居住区和智慧城市应运而生;建筑行业正经历从传统的建筑工程技术向智能建造、建筑工业化转变的过程。同时，随着双碳目标的提出，充分利用可再生资源，构建“发、储、配、用、云”一体化的园区级智能微网将成为今后的发展方向。在此背景下，电气工程及其自动化专业的人才培养目标定位于培养和造就一批能够适应新技术产业升级，在绿色建筑、智慧城市、智慧能源领域从事电气工程的设计、施工、运维、研发、管理等工作的应用型高级专业人才。

二、以培养目标为指导设计课程体系

工程教育要求专业从面向学科办学转向面向社会需求办学，根据社会需求确定专业的培养目标，同时要求建立培养目标和课程体系的合理性评价机制，邀请用人单位、毕业生和行业专家参与合理性评价和修订工作，使人才培养符合国家经济、社会及企业发展的需求[2]。

（一）现行课程体系存在的问题

通过分析本专业现行课程体系的现状并结合用人单位和行业专家的反馈信息，发现现行课程体系主要存在以下三个方面的问题：（1）部分专业课程内容重复，任课教师各自为政，先行和后续课程无法实现有效衔接。（2）专业课程内容重视基础理论教学，忽视了应用能力和综合素质的培养，与社会和企业的需求脱节。（3）对“复杂工程问题”的理解不统一，教学环节缺乏对“培养学生解决复杂工程问题的能力”的有效支撑。

（二）构建“两横多纵”的课程体系

为解决上述问题，加强课程之间的关联，形成科学合理的课程链，在进行课程体系优化时，首先将学科关联性强的课程组成课程平台或课程群，形成了“两横多纵”的“课程平台+课程群”的新型课程体系。“两横”是将工程基础或专业基础课程科学组合，形成“电工电子技术基础”和“信息技术基础”两个课程平台，同时为学院其他电气和电子信息类专业服务。“多纵”是将专业课程体系中关联密切的专业课和特色课组成课程群，形成合力，聚焦某个学科知识的交叉融合和综合应用，目前形成了“建筑电气技术”“智慧建筑技术”“电力系统技术”和“测控技术”四个课程群，如图1所示。每个课程平台和课程群由4～5门核心课程及相应的实验和课程设计等实践环节组成。课程平台或课程群建设的关键在于按照科学合理的构建逻辑对平台（群）内的课程进行整合优化和再设计，重点研讨前后衔接内容、交叉内容并明确解决方案，从而发挥整体大于部分之和的效果，避免流于形式[3]。

在“两横多纵”的课程体系下，教师管理模式也相应地发生了变化：打破传统的以教研室为单位的教学工作管理模式，实行课程平台（群）负责人制度。按课程平台（群）组织教师团队，由骨干教师担任课程平台（群）负责人;课程团队负责课程建设的全部环节，开展课程大纲修订、课程内容研究、课程质量的持续改进等工作。

通过设立专业基础平台课，可以打破专业之间的壁垒，集中优势资源进行统一管理和规划，解决课程各自孤立、知识点重复的弊端。专业课按课程群进行建设和管理，可以有效地落实主体责任，以学科体系为指导，发挥课程间彼此支撑、承上启下的作用，加强学生对整体知识的融合和应用[4]。

（三）课程体系围绕复杂工程问题进行优化

本科工程教育强调培养学生解决复杂工程问题的能力。该能力的培养不是一蹴而就的，也无法仅通过某一门或几门课来实现。因此，在此次课程体系优化过程中，按照支持“解决电气工程领域复杂工程问题”毕业要求达成的需要来设计课程体系，将任务分解、落实到人才培养的课程教学和实践教学等各个环节。

1.课程教学。在课程体系优化过程中，对于每门专业课程推荐研究型教学，围绕“解决问题”设计教学活动，把问题看作学习的动力和起点，注重引导学生探索和自主思考，促使学生掌握分析和解决复杂问题的基本思想和方法[5]。以“工程项目管理”课程为例，课堂教学主要包含项目管理组织、成本、质量、安全、合同等管理内容。在课程后期布置一项案例分析的大作业，要求以小论文的形式提交分析报告。案例背景为：“某建筑电气工程中，某处电气管线因躲避消防水管导致弯曲半径过小，不符合国标要求，验收不合格。”以此为案例，进行角色设定分析：如果你是项目经理，应如何制定事故预防和解决方案;如果你是质量负责人，分析造成问题的原因，并制定相应解决措施。这道题目涉及了项目管理全流程的基础理论，同时需要具备其他课程或其他学科的综合知识，需要学生进行研究型学习，经过深入思考和分析才能把握复杂工程问题的内在联系和本质特征，最终得到解决复杂工程问题的明确思路和对应措施。

2.实践教学。实践教学环节是培养解决复杂工程问题能力的重要途径。在此次课程体系改革优化中，建立了“基础→进阶→综合”阶梯形的工程实践环节，从部分到系统、从单一到复杂，学生逐步完成了不同复杂等级的项目，实现了复杂工程问题解决能力的培养[6，7]。基础阶段的实践环节由金工和电工实习、电路原理实验和电子技术课程设计等组成，该阶段侧重于电气常用工具的认知和使用，使学生对电气元件、电工技术建立感性和理性认识。进阶阶段包含专业课程的课程设计、前沿讲座和生产实习等环节。指导教师深度凝练课程设计的课题，使待解决的问题具有一定深度、相互关联且涉及工程、技术及其他因素，具备复杂问题的某些特征和复杂场景。通过进阶环节，重點培养学生的系统设计、开发能力，以及创新性思维。综合实践阶段包含专业综合实验、毕业实习和毕业设计，是实现本专业人才培养目标和毕业能力达成的关键环节。

研究型的课堂教学和阶梯式的实践教学，使学生获得了解决复杂工程问题能力的全面锻炼，有力地支撑了面向建筑电气领域高级专业人才的培养。近三年，本专业毕业生的就业率都在95%以上，毕业生质量获得了用人单位的认可[8]。

工程教育认证对高等学校的人才培养工作提出了新的要求。在此背景下，山东建筑大学电气专业围绕培养目标和毕业要求，对课程体系进行了优化和改革，构建了两个课程平台和四个专业课程群，突出了办学特色，探索了新型的教师管理和课程建设思路，注重学生解决复杂工程问题能力的培养。本专业课程体系的优化思路可为其他相关专业的人才培养和工程教育认证工作提供有价值的参考。