工程创新人才培养的电气工程专业建设
来源：UC论文网2015-11-07 17:42
摘要：
摘要：哈尔滨工业大学电气工程及其自动化专业在建设过程中，构建了宽、专、交结合的新课程体系，并通过与知名企业建立国际联合实验室、利用科研成果研制综合实验系统等方式建
摘要：哈尔滨工业大学电气工程及其自动化专业在建设过程中，构建了宽、专、交结合的新课程体系，并通过与知名企业建立国际联合实验室、利用科研成果研制综合实验系统等方式建立了高水平实验教学平台，导师制、创新研修课、大学生创新实验计划和学科竞赛等政策和措施有力推进了研究性教学和工程创新人才培养。
关键词：工程创新人才；电气工程；专业建设；研究性教学
一、面向工程创新人才培养的课程体系建设
2008－2009年，根据学校要求重新修订了电气工程及其自动化专业培养方案。本次修订工作以培养工程创新人才为出发点，对课程体系进行了较大调整，做到宽、专、交兼顾，着力培养综合素质高、专业基础扎实、富于实践和创新能力的工程科技人才。
1、公共课程——注重自然科学教育与社会科学教育的有机结合。培养方案中设置了社会科学和自然科学相结合的综合化教育课程，即公共课程。针对学生所必需的知识和基础，注意培养学生的基本素质，着眼于学生的可持续发展并且为学生继续学习打基础，使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。公共课程由文化课程类、工具课程类、能力培养课程类构成，占总学分的16％。
2、技术基础课程、专业平台课程——拓宽专业口径，培养复合型人才。技术基础课程涵盖电路、电磁场、电子技术、机械基础、计算机软硬件及对应的实验和设计课程。为实行宽口径专业教育，建立了电气工程及其自动化专业平台课程群，将各专业方向的共同基础纳入该平台，包括：(1)强电类课程(电力工程导论、电机学、电力电子技术)；(2)控制类课程(自动控制理论、工业控制网络)；(3)信息类课程(信号处理技术、嵌入式系统原理及应用、仿真技术及应用)。
上述做法适应了知识经济、网络技术、信息技术对传统专业的新要求，使学生基础扎实，具有强、弱电结合，软、硬件兼顾的知识结构，以适应国防和经济建设的需求。
3、专业课程——接触学科前沿，注重设计和实践能力。本专业设有电机、电器、电力系统及其自动化、工业自动化和楼宇自动化5个专业方向，专业课程分为专业方向核心课、专业必修课和专业拓展课3个层面。专业方向核心课为本专业方向的支柱课程，有理论、有实验、有课程设计；专业必修课针对本方向的技术发展，选择接触学科前沿的学生必备的专业知识；专业拓展课不再按专业方向设课，鼓励学生交叉选修。在专业拓展课中，新开出了5门工程设计类课程：电子设计自动化(EDA)技术与实验、飞思卡尔(Freescale)单片机原理及应用、嵌入式电能参数测量系统设计、网络化运动控制工程设计专题、基于可编程控制器(PLC)的控制系统设计专题。
二、面向工程创新人才培养的实验教学平台建设和实验教学改革
工程创新人才培养中的实践能力培养无疑十分重要。在专业建设中我们历来十分重视实验、课程设计等环节，在学时紧张的情况下，仍持续加大实践环节比例。同时在实验教学平台建设和实验教学改革中，采取有力措施保障实践教学水平，切实提高学生的实践能力和创新能力。
1、建设国际联合实验室，构建高水平实验教学平台。由于资金紧张，加之高端专业设备价格昂贵，专业实验室建设一度成为专业建设的难点。为此，专业建设突破常规，提出“高起点出发，建设和发展国际联合实验室，以我为主，为我所用，创造双赢”的实验室建设新理念。经过多年的建设与实践，专业已建立了“哈工大一松下电工PLC控制技术联合实验室”、“哈工大一罗克韦尔控制技术联合实验室”等9个国际联合实验室，争取到公司和学校投资总计1000余万元，一大批国际先进水平的设备进入实验室，使本专业学生能够在高水平实验教学平台上进行设计型、综合型、创新型实验，全面提升了本科教学水平。
2、科研成果引入教学，研制综合实验系统。在“十五”和“十一五”国防特色重点专业建设中，除实验室常规建设外，借助专业的科研优势，着力建设综合型、研究型专业实验教学平台，研制多套适合对学生进行系统设计能力培养的高水平实验系统。目前已基本构建3个综合实验系统。
(1)控制技术综合实验教学系统——包括集散控制实验系统、开放式伺服运动控制及负载模拟综合实验装置、直升机姿态控制系统。
(2)电机及其控制综合实验系统——包括卫星姿态控制飞轮电机系统和导弹舵机电动伺服控制系统。
(3)嵌入式及网络监测与控制综合实验系统—包括基于嵌入式系统的电力监控器和控制器局域网络(CAN总线)通信实验装置。
这些装置结合教师的科研实践，将最新的研究成果引入其中，反映了相应技术的发展前沿。同时进行精心设计，具有开放性，学生可以对其进行二次开发，完成综合设计型实验项目，成为课程设计、毕业设计的实验平台。
3、实验教学改革，使实验真正成为学习新知识、培养实践能力的有效手段。实验不应仅是理论知识的验证手段，而应成为获取新知识，提高实践能力的有效途径。以此思想为指导，为充分利用上述实验资源，开出更多的综合型实验项目，本次培养方案中部分实验独立设课，并对课程内容进行更新。电机学、电力电子技术2门重要的平台课实验独立设课，实验学时由12学时增加至24学时，其中8学时为仿真、研究型实验。在对实验装置进行升级、改造的基础上，开出新的设计型实验，并要求学生针对设计中的问题进行仿真分析。电力系统和楼宇自动化方向专业实验也分别独立设课，改变以往实验附属于课程，内容分散、单元化的缺点，整合实验内容，开出综合实验。使学生拿出相对集中的时间在实验室完成设计和研究工作。
三、研究性教学模式的探索与实践
研究性教学的核心是“教学与研究相统一”，强调从创设问题情境出发、激励、引导和帮助学生主动发现问题、分析问题和解决问题。作为研究型大学，应充分利用师资条件和研究氛围，开展研究性教学。本专业在日常教学中大力开展研究性教学：在理论课教学中，鼓励教师使用启发式、案例式、参与式教学方法，引导学生从问题出发，自由探究、自主思考，并鼓励学生大胆质疑已有观点，变“授人以鱼”为“授人以渔”：实验教学中减少验证型实验，增加设计型、综合型实验的比例，要求学生自主完成设计、自主分析和解决所遇到的问题，激发其探索精神和研究意识。此外，通过对研究性教学的不断探索，我们还按照以下途径推进研究性教学。
1、导师制——引导学生尽早进入实验室，感受科研气氛。学生在二年级开始选择导师，通过学生与老师的双向选择，达到以“本科生导师制”为主的一对一指导。学生可以跟随导师进行研究性学习，尽早进入实验室感受科研气氛，为今后的工程实践工作打下良好的基础。充分利用博士、硕士研究生资源，参与导师的科研工作，指导本科生的学习和生活。不同层次的学生通过共同的导师联系起来，互相学习，合作研究，形成本科生、研究生、教师三者间密不可分的联系。
2、开设创新研修课——实现学习、研究一体化。我校自2007年开设创新研修课，本专业已开出23门，课程均由博士生导师担任主讲教师。每期选修人数限制在6～10人，课程内容以实践、研究为主。课程内容以教师相应的科研项目为依托，从项目中提炼，突出实践性、创新性。使学生在教学过程中参与研究，实践了集“知识传授与研究创新”为一体的“以教师为主导，以学生为主体”的研究性教学新模式。
3、实施大学生创新实验计划——引导学生自主研究。大学生创新实验计划以项目为载体，由本科生个人或团队，在导师的指导下，自主选题，自主进行实验方法设计，独立组织实施并进行数据分析、处理和撰写总结报告。在完成项目过程中学生分析问题、解决问题和团队协作的能力得以充分锻炼。在2008、2009两年的大学生创新性实验计划项目评奖中，我专业的23个项目中获得5项一等奖，3项二等奖、4项三等奖。
4、开展学科竞赛活动——激发学生创新潜能。学科竞赛紧密结合教学内容，以竞赛的方法，锻炼学生理论联系实际和独立工作的能力。通过实践发现问题、解决问题，磨炼意志，增强自信。本专业根据学校的有关政策，积极组织学生参加电子设计、数学建模等竞赛，成效显著。
关键词：工程创新人才；电气工程；专业建设；研究性教学
一、面向工程创新人才培养的课程体系建设
2008－2009年，根据学校要求重新修订了电气工程及其自动化专业培养方案。本次修订工作以培养工程创新人才为出发点，对课程体系进行了较大调整，做到宽、专、交兼顾，着力培养综合素质高、专业基础扎实、富于实践和创新能力的工程科技人才。
1、公共课程——注重自然科学教育与社会科学教育的有机结合。培养方案中设置了社会科学和自然科学相结合的综合化教育课程，即公共课程。针对学生所必需的知识和基础，注意培养学生的基本素质，着眼于学生的可持续发展并且为学生继续学习打基础，使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。公共课程由文化课程类、工具课程类、能力培养课程类构成，占总学分的16％。
2、技术基础课程、专业平台课程——拓宽专业口径，培养复合型人才。技术基础课程涵盖电路、电磁场、电子技术、机械基础、计算机软硬件及对应的实验和设计课程。为实行宽口径专业教育，建立了电气工程及其自动化专业平台课程群，将各专业方向的共同基础纳入该平台，包括：(1)强电类课程(电力工程导论、电机学、电力电子技术)；(2)控制类课程(自动控制理论、工业控制网络)；(3)信息类课程(信号处理技术、嵌入式系统原理及应用、仿真技术及应用)。
上述做法适应了知识经济、网络技术、信息技术对传统专业的新要求，使学生基础扎实，具有强、弱电结合，软、硬件兼顾的知识结构，以适应国防和经济建设的需求。
3、专业课程——接触学科前沿，注重设计和实践能力。本专业设有电机、电器、电力系统及其自动化、工业自动化和楼宇自动化5个专业方向，专业课程分为专业方向核心课、专业必修课和专业拓展课3个层面。专业方向核心课为本专业方向的支柱课程，有理论、有实验、有课程设计；专业必修课针对本方向的技术发展，选择接触学科前沿的学生必备的专业知识；专业拓展课不再按专业方向设课，鼓励学生交叉选修。在专业拓展课中，新开出了5门工程设计类课程：电子设计自动化(EDA)技术与实验、飞思卡尔(Freescale)单片机原理及应用、嵌入式电能参数测量系统设计、网络化运动控制工程设计专题、基于可编程控制器(PLC)的控制系统设计专题。
二、面向工程创新人才培养的实验教学平台建设和实验教学改革
工程创新人才培养中的实践能力培养无疑十分重要。在专业建设中我们历来十分重视实验、课程设计等环节，在学时紧张的情况下，仍持续加大实践环节比例。同时在实验教学平台建设和实验教学改革中，采取有力措施保障实践教学水平，切实提高学生的实践能力和创新能力。
1、建设国际联合实验室，构建高水平实验教学平台。由于资金紧张，加之高端专业设备价格昂贵，专业实验室建设一度成为专业建设的难点。为此，专业建设突破常规，提出“高起点出发，建设和发展国际联合实验室，以我为主，为我所用，创造双赢”的实验室建设新理念。经过多年的建设与实践，专业已建立了“哈工大一松下电工PLC控制技术联合实验室”、“哈工大一罗克韦尔控制技术联合实验室”等9个国际联合实验室，争取到公司和学校投资总计1000余万元，一大批国际先进水平的设备进入实验室，使本专业学生能够在高水平实验教学平台上进行设计型、综合型、创新型实验，全面提升了本科教学水平。
2、科研成果引入教学，研制综合实验系统。在“十五”和“十一五”国防特色重点专业建设中，除实验室常规建设外，借助专业的科研优势，着力建设综合型、研究型专业实验教学平台，研制多套适合对学生进行系统设计能力培养的高水平实验系统。目前已基本构建3个综合实验系统。
(1)控制技术综合实验教学系统——包括集散控制实验系统、开放式伺服运动控制及负载模拟综合实验装置、直升机姿态控制系统。
(2)电机及其控制综合实验系统——包括卫星姿态控制飞轮电机系统和导弹舵机电动伺服控制系统。
(3)嵌入式及网络监测与控制综合实验系统—包括基于嵌入式系统的电力监控器和控制器局域网络(CAN总线)通信实验装置。
这些装置结合教师的科研实践，将最新的研究成果引入其中，反映了相应技术的发展前沿。同时进行精心设计，具有开放性，学生可以对其进行二次开发，完成综合设计型实验项目，成为课程设计、毕业设计的实验平台。
3、实验教学改革，使实验真正成为学习新知识、培养实践能力的有效手段。实验不应仅是理论知识的验证手段，而应成为获取新知识，提高实践能力的有效途径。以此思想为指导，为充分利用上述实验资源，开出更多的综合型实验项目，本次培养方案中部分实验独立设课，并对课程内容进行更新。电机学、电力电子技术2门重要的平台课实验独立设课，实验学时由12学时增加至24学时，其中8学时为仿真、研究型实验。在对实验装置进行升级、改造的基础上，开出新的设计型实验，并要求学生针对设计中的问题进行仿真分析。电力系统和楼宇自动化方向专业实验也分别独立设课，改变以往实验附属于课程，内容分散、单元化的缺点，整合实验内容，开出综合实验。使学生拿出相对集中的时间在实验室完成设计和研究工作。
三、研究性教学模式的探索与实践
研究性教学的核心是“教学与研究相统一”，强调从创设问题情境出发、激励、引导和帮助学生主动发现问题、分析问题和解决问题。作为研究型大学，应充分利用师资条件和研究氛围，开展研究性教学。本专业在日常教学中大力开展研究性教学：在理论课教学中，鼓励教师使用启发式、案例式、参与式教学方法，引导学生从问题出发，自由探究、自主思考，并鼓励学生大胆质疑已有观点，变“授人以鱼”为“授人以渔”：实验教学中减少验证型实验，增加设计型、综合型实验的比例，要求学生自主完成设计、自主分析和解决所遇到的问题，激发其探索精神和研究意识。此外，通过对研究性教学的不断探索，我们还按照以下途径推进研究性教学。
1、导师制——引导学生尽早进入实验室，感受科研气氛。学生在二年级开始选择导师，通过学生与老师的双向选择，达到以“本科生导师制”为主的一对一指导。学生可以跟随导师进行研究性学习，尽早进入实验室感受科研气氛，为今后的工程实践工作打下良好的基础。充分利用博士、硕士研究生资源，参与导师的科研工作，指导本科生的学习和生活。不同层次的学生通过共同的导师联系起来，互相学习，合作研究，形成本科生、研究生、教师三者间密不可分的联系。
2、开设创新研修课——实现学习、研究一体化。我校自2007年开设创新研修课，本专业已开出23门，课程均由博士生导师担任主讲教师。每期选修人数限制在6～10人，课程内容以实践、研究为主。课程内容以教师相应的科研项目为依托，从项目中提炼，突出实践性、创新性。使学生在教学过程中参与研究，实践了集“知识传授与研究创新”为一体的“以教师为主导，以学生为主体”的研究性教学新模式。
3、实施大学生创新实验计划——引导学生自主研究。大学生创新实验计划以项目为载体，由本科生个人或团队，在导师的指导下，自主选题，自主进行实验方法设计，独立组织实施并进行数据分析、处理和撰写总结报告。在完成项目过程中学生分析问题、解决问题和团队协作的能力得以充分锻炼。在2008、2009两年的大学生创新性实验计划项目评奖中，我专业的23个项目中获得5项一等奖，3项二等奖、4项三等奖。
4、开展学科竞赛活动——激发学生创新潜能。学科竞赛紧密结合教学内容，以竞赛的方法，锻炼学生理论联系实际和独立工作的能力。通过实践发现问题、解决问题，磨炼意志，增强自信。本专业根据学校的有关政策，积极组织学生参加电子设计、数学建模等竞赛，成效显著。
