新工科背景下电气工程及其自动化专业拔尖人才培养方案

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　　摘要：在新工科背景下，有必要对电气工程及其自动化专业创新实验班制定拔尖人才培养方案。太原理工大学电气工程及其自动化专业坚持“宽口径、厚基础、重创新、个性化、国际化”的原则，对电气工程及其自动化专业创新实验班培养方案进行了积极的探索与改革。
　　关键词：电气工程及其自动化专业;创新实验班;拔尖人才;培养方案
　　中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2020）22-0102-03
　　一、前言
　　当前世界范围内新一轮科技革命和产业变革正在加速进行，我国经济发展进入新常态，国家正在实施“大众创业，万众创新”“中国制造2025”“互联网+”等重大战略，高等教育也步入了新的阶段。高校将专业人才教育、工程教育与创新创业教育相结合，为新工科背景下的人才培养体系提供完善的基础平台，卓越工程师教育、创新实验班等培养模式在许多高校相继展开。创新型国家和制造业强国建设对电气工程领域拔尖科技人才的专业知识、科技创新能力、国际交流能力和工程实践能力等都提出了更高要求[1，2]。在新工科建设背景下，培养拔尖工程科技人才成为一流学科建设的当务之急。为了集中优势生源和优质教学科研资源，培养拔尖人才，从2017年开始太原理工大学选拔高考成绩优秀的60名学生，组成两个实验班，分别在就业率较高的电气工程及其自动化专业和建筑学专业成立工程实验班，目的在于培养一批相应专业的德才兼备、全面发展的高质量高素质精英人才。为保证将实验班学生培养成高水平、国际化、创新性领军人才，如何为实验班学生制定与培养目标相一致的培养方案，是我校面临的一项课题。
　　本文以培养拔尖创新人才为目标，努力改革和探索地方高校拔尖人才培养方案，推动学校人才培养的深层次改革和体制机制创新，促进学校一流学科高层次人才培养质量的进一步提高。为解决传统电气工程及其自动化专业课程体系中存在的与新需求、新技术、新形势不匹配，课程体系不合理与经济和社会发展需求相脱节的问题[3]，以及在电气工程及其自动化专业人才培养定位上普遍的同质化问题[4]，完善拔尖工程科技人才培养的相关課程体系及课程设置，更新教学内容，优化人才培养模式和提高人才培养质量，在实验班培养方案的制定中，通过广泛专业调研、专业答辩、企业导师参与审核、多次反复讨论修改、广泛征求国际顶尖学校专家意见建议，结合实验班学生培养目标，在2016版普通班电气工程及其自动化专业培养计划基础上形成了实验班培养方案。本文着重介绍实验班培养方案的改革，以期为地方高校电气工程及其自动化专业实验班培养方案的制定提供借鉴与参考。
　　二、培养目标
　　实验班学生均是当年高考成绩优异者（2017年实验班录取成绩较普通班高出50～100分），其中大部分学生要进行本硕博连读培养，对此部分学生的培养目标定位是面向电气工程领域拔尖工程科技人才需求、面向继续深造时研究生阶段研究的需求、面向走向国际大舞台时国际化视野和能力的需求进行个体化培养，立足本土，面向世界，培养其良好的科学素养，使其成为具有独立思考能力、分析能力、批评能力和解决问题能力的电气工程类拔尖人才[5，6]。
　　三、培养方案基本框架
　　为了制定实验班培养计划，学院多次组织相关教师、企业专家和教学管理人员就拔尖创新人才培养方案基本框架进行讨论，确定电气工程及其自动化专业实验班培养方案的基本框架为四个部分。第一部分为通识类课程，包含公共基础课程和通识选修课程;第二部分为学科基础课程，包括学科基础必修课程和学科基础选修课程;第三部分为专业课程，包含专业必修课程以及体现个性化培养的专业内选修课程和专业外选修课程;第四部分为实践教学环节，包括认识实习、生产实习、毕业实习、专业实训、科技创新实践、课程设计和毕业设计。
　　四、培养方案制定基本原则
　　在经济社会迅速发展、全球经济一体化的环境下，根据实验班人才培养定位、学生自身优势和未来工作学习的需求，在实验班培养方案的制定过程中，我们坚持“厚基础、宽口径、重创新、个性化、国际化”的原则。
　　2018年6月，学院电气工程及其自动化专业第二次通过工程教育专业认证专家组的考察，根据专家组建议，结合实验班培养目标，在实验班培养方案制定时充分考虑企业及行业专家对培养方案的意见，广泛邀请企业及行业专家参与培养方案的论证，经过反复研讨，决定在实验班培养方案课时的安排上体现“厚基础”。与普通班培养计划相比较，通识类基础课程增加6.5学分，主要体现在加大与电气工程及其自动化专业后续学习研究密切相关的数学、物理等课程，如增加数学教学学时、加深教学内容。在学科基础课程及专业课程安排上体现实验班人才培养的“宽口径”。学院电气工程及其自动化专业普通班培养计划在学科基础课及专业课设置时分三个方向分别设置模块课，而对实验班30名学生不再分专业方向培养。考虑到实验班学生接受能力和自学能力强，学科基础课程与专业必修课程共减少21.5学分。统一课程学习阶段总体减少8学分，但后续指导教师可充分利用实验班学生基础好、自学能力强的特点，根据每个同学的“个性化”培养需求，引导学生制定个性化培养方案，根据学生自身科研需求选择跨专业方向或跨专业选课。实验班学生全部进行“个性化”培养，每位学生从第三学期开始均双向选择，除指导教师且课程设置不同外，为达到强化实践教学、提升创新能力的目的，实验班学生实践环节增加4学分，其中科研创新实践3周时间，由指导教师根据学生具体科研活动需求单独安排，学生必须加入指导教师的科研团队，促进学生科研与教学互动，培养学生自主发现问题、分析问题和解决问题的能力。这样实验班学生总学分较普通班学生减少4学分（但选修课比例增加10%以上）。为了体现对实验班学生的“国际化”培养，要求实验班全英文及双语授课不少于10学分，本专业与国际名校联合培养本科生的机会优先提供给实验班学生。在培养学生的国际化视野和国际工程素质方面拟增加2门国际选修课，通过自学及外教指导，提交学习报告，最终使学生具有国际视野、通晓国际规则、了解国际标准。为了提高实验班学生的科技创新能力，要求学生在四年本科学习阶段听科技类讲座不少于6个。同时在实验班培养方案制定过程中充分考虑了本硕连读时课程衔接。这样每个实验班学生的培养方案均由统一培养计划和个性化培养计划（学分不限）两部分组成。 　　五、培养方案改革措施
　　鉴于实验班学生与普通班学生培养目标的不同，在实验班培养计划制定过程中进行了以下改革。
　　1.实验班学生作为拔尖人才培养，大部分学生要继续深造，为了实验班学生后续硕博连读做准备且考虑到课程衔接，根据电气工程及其自动化专业特点及后续研究需要，将原普通班所开设的数学类课程从高等数学、线性代数及复变函数等课程改变为实验班的工科数学分析、空间解析几何与线性代数及数学物理方法，且数学类课程增加136学时。对于学科基础必修课程及专业必修课程，同一门课程要体现实验班与普通班教学内容的不同，体现实验班本硕连读时课程内容衔接，为实验班学生制定不同的课程大纲。
　　2.高校的人才培养必须结合地方经济建设转型跨越发展需求。结合山西省能源结构调整，争当能源革命排头兵，提高新能源的供给等方面对拔尖人才培养的需求，相较于普通班，电气工程及其自动化专业实验班增加超高压/交直流输电技术、新能源与智能电网、新能源电力电子变换技术、变频技术、物联网等与新能源相关及后续课题研究需要的选修课程，且实验班培养方案中选修课开设比例远高于普通班。
　　3.结合创新型拔尖人才培养需求，在培养计划制定过程中因材施教，针对学生的特长和发展方向对实验班学生制定和实施个性化培养方案，鼓励导师根据课题研究需要为实验班学生开设个性化课程，同时学院鼓励实验班学生跨专业、跨学科选课（学校为实验班学生教学全程开绿灯），最大限度满足学生自由选择学习课程的要求。例如为了研究电气设备内温度场、应力场分布，个别实验班学生需要选修传热学、流体力学等课程。
　　4.学院鼓励实验班学生自主选择研究方向、自主选择指导教师，学生需要在二年级第一学期确定自己的指导教师，逐渐开始参加科研训练。所以在实验班培养计划中的实践环节，专门安排3周科技创新实践时间给指导教师，以期结合课题及继续深造需要对学生进行个性化实践环节培养，鼓励学生参与导师的科研工作。学院现有与电气工程及其自动化专业相关的国家级实验室1个、省级重点实验室3个，3个省级实验教学示范中心全部对实验班学生开放，需要跨院系、跨专业开展实验研究的实验班学生，可以通过申请进入其他院系实验室开展科研活动。
　　5.学院电气工程及其自动化专业以《工程教育认证通用标准》和《电气类专业补充标准》为依据，不断改进本科生培养方案。在此基础上，借鉴牛津、剑桥等世界一流大学本科生培养经验，对实验班制定跨学科交叉融合、与国际接轨的培养方案，同时要求从二年级开始，每星期指导教师至少辅导学生一次，给学生布置需要通过广泛收集资料、独立思考、动手实践才能完成的小课题，最大限度地挖掘学生潜能和激發学生的创新思维能力。同时学校从资金、政策上优先鼓励实验班学生出国学习或进行中外联合培养。
　　经过以上措施可为实验班学生的后续发展及研究生阶段的学习和研究打好基础，为山西省成为能源革命排头兵培养电气工程领域后备拔尖人才。
　　六、培养方案比较
　　与2016版培养计划相比较，实验班专业选修课环节增加了由导师根据学生科研实际需要开设的个性化课程及跨专业的专业外选修课程，实践教学环节安排3周科技实践，同时实验班总学分较普通班减少6学分。为突出对实验班学生实践能力和创新能力的培养，学校优惠政策规定，全校所有实验室对实验班学生实行全天候开放，要求实验班学生除完成教学计划中规定的实验课时外，利用完成实验室开放项目、大学生创新项目的机会额外完成设计性、综合开发性、创新性实验的课时数不得少于规定实验课时一半。通过以上实验班培养方案的制定，以期达到培养工科基础扎实、工程实践和创新能力强、综合素质全面的创新研究型拔尖人才。
　　七、结论
　　本文电气工程及其自动化专业创新实验班培养方案的制定，可以为地方高校电气工程领域拔尖才培养方案制定提供借鉴和参考，同时也是培养具有扎实基础知识、优良科学素养、强烈社会责任感、宽广国际视野、求实创新的电气工程领域拔尖人才的基本保证。培养方案具有拔尖人才培养特色，为电气工程领域拔尖人才培养目标的实现奠定了基础。
　　参考文献：
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　　[2]夏建国，赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017，3：15-19+65.
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　　[5]郑庆华.深化本科教育教学改革“四位一体”培养拔尖创新人才[J].高等工程教育研究，2016，（03）：80-84.
　　[6]袁驷，张文雪.“清华学堂人才培养计划”改革与探索[J].中国大学教学，2014，（03）：9-13.
　　The Top-Notch Talent Training Program for Electrical Engineering and Automation Against the Background of Emerging Engineering Construction
　　WANG Shu-hong， HAN Xiao-qing， MA Chun-yan， QIN Wen-ping
　　（College of Electricity and Power Engineering， Taiyuan University of Technology， Taiyuan， Shanxi 030024， China）
　　Abstract： Against the background of emerging engineering construction， it is very necessary to develop a top-notch talent training program for the innovative experimental class in electrical engineering and automation discipline. The electrical engineering and automation specialty of Taiyuan University of Technology， which adheres to the principles of wide-caliber， thick-foundation， innovation， individualization， and internationalization， carries out active exploration and reform of its training program for innovative experimental class.
　　Key words： the electrical engineering and automation specialty; innovative experimental class; top-notch talent; training program
　　收稿日期：2019-09-09
　　资助项目：2018年教育部新工科研究与实践项目“电气工程及其自动化专业高层次人才培养模式探索与实践”（编号：2018262）
　　作者简介：王淑红（1965-），女，山西万荣人，博士，教授，硕士生导师，研究方向：电气工程。
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