吳建強，吳 輝

（哈爾濱工業(yè)大學 電氣工程系，黑龍江 哈爾濱 150001）

0 引言

經濟的全球化發(fā)展，特別是服務貿易的全球化，帶動了工程技術職業(yè)的全球化發(fā)展。工程師越來越多地參與國際項目，參與跨國團隊工作。如何保證工程技術人員彼此之間能夠有效合作是一個現實問題。為促使國際合作項目的順利完成，要求參與者不僅要有語言溝通能力和專業(yè)技能，而且還要有基本的專業(yè)技術理論水平作保證。近年來，英美等國實行的專業(yè)認證制度作為保證高等工程教育質量、實現工程教育水平和職業(yè)資格相互認可的重要措施，受到了越來越多的關注，并在研究和實踐層面有了一定程度的發(fā)展［1，2］。

通過評估與認證促進教育質量的提高，是世界各國高等教育發(fā)展和質量建設的共同經驗，盡早建立具有國際實質等效性的工程教育專業(yè)認證制度成為共識。這一體系和制度的實施必將對高等學校的工程教育產生巨大的潛在影響：一是實施專業(yè)認證將引導高等學校調整工程教育計劃的課程設置、教學方法以及改革方向；二是推動大學自身建立起有效的質量保障體系，加強工程教育與產業(yè)的結合、與企業(yè)的聯(lián)系與合作，進而實現校外質量保障體系與校內質量保障體系的結合。

作為非電類專業(yè)的一門必修技術基礎課，“電工學”課程在許多非電類專業(yè)的工程認證標準中都作為一個重要的考察指標。如何建立起能適應新形勢下的滿足工程認證標準要求的“電工學”課程體系，是從事電工學教學研究的教育工作者亟待解決的問題。

哈工大以“規(guī)格、嚴格，功夫到家”為校訓，抓基礎、重實踐、鼓勵創(chuàng)新的辦學特色造就了一大批受社會廣泛歡迎的實踐能力強、作風嚴謹的工程技術人才。在綜合性學科布局和研究型大學的結構下，為繼續(xù)保持高質量的工程教育水平，學校著力構建具有研究型大學先進水平和特色的工程教育體系，進一步拓展基礎理論和基本技能訓練，大力提升創(chuàng)新性教育，建立健全校內教學質量管理體系，實現教學質量的全過程監(jiān)控。同時，哈工大積極參加國際國內專業(yè)評估與認證，以此作為自身保持高質量、健康發(fā)展的內在要求和有效機制之一。

2008年哈工大機械制造及自動化專業(yè)成為教育部首批專業(yè)認證試點。并在認證過程中一次通過，得到認證專家的高度評價。作為機械制造及自動化專業(yè)的重要技術基礎課“電工學”課程，在認證的過程中，以其課程內容先進，實踐環(huán)節(jié)合理，為該專業(yè)一次性認證通過起了積極的作用。

1 建設理念和建設思路

哈工大的“電工學”課程具有悠久的歷史傳承，在實踐中形成了自己教學特色。在新形勢下，與時俱進。在弘揚自己傳統(tǒng)特色的同時，把“工程教育和工程實踐貫穿電工學課程教學的全過程”，樹立了本課程建設的理念。并且在這一理念的指導下，將課程建設得更趨完善。

在《工程教育專業(yè)認證標準（試行）》稿中明確了認證專業(yè)的培養(yǎng)目標，其中“具有綜合運用所學科學理論和技術手段分析并解決工程問題的基本能力”提升為重要的培養(yǎng)目標［3］；在認證過程課程體系設置標準中，對實踐環(huán)節(jié)要求是［4］：“設置完善的實踐教學體系，使學生在自主、動手、綜合、實驗和創(chuàng)新能力等方面得到一定的鍛煉”。針對這些要求確定了本課程的建設思路：加強基礎性和實踐性。

2 課程體系建設

1）課程目標

哈工大“電工學”課程目標是使學生通過電工課的學習，能夠掌握電工、電子技術的基本理論、基本知識和基本分析方法，了解電工、電子技術領域的新技術、新知識，結合實踐教學環(huán)節(jié)，提高學生實際用電技術的能力，進一步使學生懂得電工電子技術對科技發(fā)展和社會進步的影響，在工程實踐及日常生活中能夠運用科學的觀點和所學的電學知識分析問題和解決問題，為相關學科和專業(yè)的發(fā)展起一個推動的作用。

2）課程特色

（1）有一個好的歷史傳承

秦曾煌教授主編的“電工學”教材在國內有重大影響。目前已出第七版，被國內許多院校選為教材。

（2）強化實踐，提高學生動手能力

在“電工學”課程2005年被評為國家精品課程以來，我們將電氣工程和電子信息工程領域內的新理論、新技術引入“電工學”教學實踐，改變原來“以課堂教學為主，實驗教學為輔”的教學模式，建立了實驗教學占重要地位的“電工學”課程新的教學模式。

（3）建立了適應新形勢的教學模式

針對該課程為非電類學生講授的特點，結合各相關專業(yè)，樹立基礎課為專業(yè)課服務的教學觀念。在以學生為本的前提下，該課程已逐步形成“課堂教學、實驗教學、網絡教學和EDA教學”相互交叉、相互融合的立體化教學結構。

（4）凝練課程內容，使學生成為教學的主體角色

為適應“電工學”及相關專業(yè)新技術飛速發(fā)展的要求，在課堂學時數有限的的情況下，整合“電工學”課程內容和體系，精煉教學基本內容。處理好基礎與發(fā)展、基礎與應用、理論與實踐、重點內容和知識面的關系。采用課內外相結合的方式，提高了學生自學和自我探討問題的能力。

（5）鼓勵學生參加科技活動，培養(yǎng)創(chuàng)新意識

利用學校電工電子實驗中心良好的實驗條件，引導和鼓勵優(yōu)秀學生參加科技制作活動。通過這些活動使學生的創(chuàng)新意識根植心中，為今后的實際工作打下良好的基礎。

3 課程內容

04年中國電工學會的蘭州會議確定的“電工學”教學的基本要求，結合哈工大電工學課程授課的不同專業(yè)對象，確定本課程由電工技術、電子技術、現代傳動及其控制技術、電工電子實驗、電工學新技術實踐五個部分組成。課程的基本內容與相關技術學科之間的關系如下：

圍繞著教學大綱和新形勢下相關專業(yè)對電技術應用的需要，教學內容涵蓋以下方面：

1）電工技術

直流電路；交流電路；電路的暫態(tài)分析；計算機電路仿真介紹；電機及其控制；可編程控制器及通用變頻器。

2）電子技術

（1）模擬電子技術

半導體器件的基本知識；放大電路；集成運算電路；波形的產生與變換；電源變換技術。

（2）數字電子技術

數字電路基本知識及集成邏輯門電路；組合邏輯電路；集成觸發(fā)器及邏輯功能的轉換；時序邏輯電路；單穩(wěn)態(tài)電路及多諧振蕩器；數－模、模－數轉換電路。

3）現代傳動及其控制技術

電機及其控制；可編程控制器及通用變頻器；現代電氣傳動速度控制系統(tǒng)；現代電氣傳動伺服系統(tǒng)。

4）課程的實踐環(huán)節(jié)

對于實踐教學，分成以下三個層次：

（1）理論的驗證以及基本實驗技能的培養(yǎng)

在這一層次里，實驗的內容是對課堂教學所學的一些內容進行實驗驗證。通過實驗鞏固并加深理解電工學的基本理論，初步掌握常用的電工儀表、電子儀器及常用電機、電器等設備的使用方法。能按預定的實驗要求安排和操作較簡單的電工、電子實驗，能準確地讀取實驗數據，測繪波形和曲線，分析實驗結果，寫出合乎要求的實驗報告。

（2）提高動手能力和綜合用電技術能力的培養(yǎng)

在這一層次里，實驗的內容是綜合本學期的教學內容，要求學生完成有一定深度和工作量的綜合型和設計型的實驗項目。實驗室給出課題要求和所能提供的物質條件。同學據此從查資料、選擇元器件、構思實驗步驟，再到調試電路，直到課題的完成，均獨立進行。實驗室只負責驗收。這樣的實驗，增強了學生的實驗興趣，調動了學生的主動參與性和加強了實踐能力的培養(yǎng)。

（3）掌握高新技術實踐能力的培養(yǎng)

學生應利用實驗室的有利條件，盡可能多地了解和掌握高新技術，像可編程控制器、變頻器、可編程邏輯器件、計算機仿真技術等，這樣使學生在以后的實際工作中，具有更多的本領、更高的能力、更強的競爭力。

結合上面三個層次的實驗要求，安排了如下的實驗內容：

疊加原理；戴維南定理；RLC串并聯(lián)諧振和RC電路的頻率特性；三相電路；電路的過渡過程；電動機繼電接觸器控制；PLC基本操作及應用；電子儀器儀表的使用；集成運算放大器的應用；組合邏輯電路及其應用；觸發(fā)器及時序邏輯電路；電路仿真軟件PSPICE的使用；OrCAD9.2軟件仿真方法；模擬電子電路設計；數字電子電路設計；MAX＋plus II軟件的使用；Altera公司可編程邏輯器件EPF10K10應用實踐；可編程控制器編程及其控制應用實踐；FPWIN－GR編程軟件的應用；變頻器的應用。

4 教材建設

哈工大電工學教材建設有著悠久的歷史傳統(tǒng)，20世紀50年代初，由我校國內著名學者秦曾煌教授在蘇聯(lián)專家建議下組織翻譯蘇聯(lián)基泰耶夫主編的《普通電工學》，作為教育部推薦高等學校教材試用本。其后，秦曾煌教授從國情實際、工程應用和非電專業(yè)的需要出發(fā)編寫教材。他編寫的通用教材，1962年12月第一版的《電工學》教材問世，該教材被全國各大專院校相繼采用。

在上世紀八、九十年代，他提出電工學課程內容應具有基礎性、應用性和先進性，編寫一本教材應注重教學方法和注重能力的培養(yǎng)，一本教材應落實好教好學，即三“性”、兩“注重”和一“落實”。還提出要正確處理“內容多與學時少”、“理論與實際”、“繼承與更新”、“教與學”幾方面的關系。在這些先進的教學思想的指導下，《電工學》第三版、第四版相繼問世。至今該教材已出六版，每版對教學內容和體系勇于改革和創(chuàng)新，與非電類專業(yè)要求和科技發(fā)展相適應，并凝聚了豐富的教學經驗。該教材被廣泛采用并在境外展銷，發(fā)行量大，影響廣，四十年經久不衰，一直處于國內同類教材的領先地位，對電工學課程建設起到一定的導向作用。至今，這六個版次的印數累計已超過400萬套（近900萬冊）。第三版于1987年獲全國普通高等學校優(yōu)秀教材獎；第四版于1997年獲國家級教學成果二等獎、國家級科技進步三等獎；第五版被評為面向21世紀課程教材、普通高等教育“九五”國家級重點教材；第五版于2002年獲全國普通高等學校優(yōu)秀教材二等獎；第六版被評為普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材、高等教育出版社“高等教育百門精品課程教材建設計劃”精品項目?？梢哉f，哈工大電工學課程建設的歷史，就是伴隨電工學教材建設發(fā)展的歷史。繼秦曾煌教授的《電工學》第六版出版后，“電工學課程立體化教材建設及整體教學解決方案研究（教材）”教研項目獲2005年高等教育國家教學成果二等獎；“《電工學》立體化教材建設”，獲2005年黑龍江省高等教育教學成果一等獎。

除此之外，在老一輩人留下了巨大的教材資源基礎上，新一輩正將這光榮傳統(tǒng)發(fā)揚光大。教材建設取得了豐碩的成果。根據不同專業(yè)需求開設的三種學時的電工學課程，我們編寫出版了：

《電工學（電工技術）》、《電工學（電子技術）》、《電工學（現代傳動及其控制技術）》；《電工學學習輔導與習題選解》；《電工學（土建類）》；《電工學學習指導（土建類）》；《數字集成電路應用基礎》；《電工學試題精解與答題技巧》；《Pspice仿真實踐》；《可編程控制原理及應用》；《電工學新技術實踐》；《電工學實驗教程》。

這些教材作為電工學課程的輔助教材，在教學活動中發(fā)揮了巨大的作用，收到了很好的教學效果。

5 國際聯(lián)合實驗室建設的全面展開

為加強實踐環(huán)節(jié)有效平臺的建設，哈工大自從上世紀90年代就積極與國外大公司、大企業(yè)一起開展國際聯(lián)合實驗室的建設工作，創(chuàng)造國際化工程教育的環(huán)境氛圍。到目前已經取得非常明顯的效果，為學生提供了有效平臺。

1）哈工大－日本松下電工PLC控制技術實驗室

哈工大－松下電工PLC控制技術聯(lián)合實驗室籌建于1994年9月，1995年6月6日正式揭牌。實驗室自1995年春季學期以來一直承擔著大量本科生研究生的PLC教學實驗任務。另外還承擔多次技術培訓并接待了大量的的校內外參觀。實驗室承擔PLC控制的相關實驗課，累計上課人時數：86400人時；目前年均人時數：9600人時／年。

2）哈工大－惠普電子學實驗室

1997年哈工大電子學實驗室得到美國惠普公司的贊助，建立了哈工大－惠普電子學實驗室。每年大約接待1500名學生；目前年均人時數：7.5萬人時／年。哈工大－惠普電子學實驗室是我校電子類科技創(chuàng)新活動和電子競賽的主要基地。1995開始組織學生參加全國大學生電子設計競賽，并作為黑龍江賽區(qū)專家組組長單位，負責全省的競賽組織工作。受學校委托，負責組織大學生的電子類課外科技創(chuàng)新活動，這些活動有力地提高了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

在創(chuàng)新教學實踐過程中提煉出的理論創(chuàng)新成果表現在：

（1）從教育學的高度認識第二課堂的作用：認為第二課堂以活動形態(tài)的文化張力來消解第一課堂面臨的障礙，為第一課堂的深化拓展提供動力保障。以此為理論依據探索出利用第二課堂引導學生進行研究性學習的有效途徑。

（2）制定了科學、完善的培養(yǎng)方案，以項目研究為主題，同時注意理論素養(yǎng)的同步提升。注重人才的個性化培養(yǎng)、提倡自主式學習，強調學生團隊精神和意志品質教育。實踐證明，這種培養(yǎng)模式能夠顯著提高學生實踐能力和綜合素質。

（3）哈工大－日本巖崎電子技術實驗室

哈工大－巖崎電子學聯(lián)合實驗室建于2001年2月，實驗室的40臺DS－8608A數字存儲示波器系日本巖崎電子公司捐贈，總價值61萬余元。目前開課情況30，000人時／年。

到目前為止在哈工大電工－電子實驗教學中心建立的國際聯(lián)合實驗室還有：哈工大－西門子自動化與驅動實驗室、哈工大－羅克韋爾自動化實驗室、哈工大－英飛凌電機控制聯(lián)合實驗室、哈工大－ALTERA公司EDA實驗室、哈工大－臺灣友達光電聯(lián)合實驗、哈工大－飛思卡爾單片機實驗室、哈工大－意法半導體單片機技術實驗室、哈工大－德國Endress＋Hauser儀表實驗室、哈工大－臺灣迅技聯(lián)合實驗室、哈工大－美國德州儀器信號處理實驗室、哈工大－美國ZILOG單片機開發(fā)中心。

6 實踐效果

哈工大“電工學”課程經過多年的努力，正朝著面向工程教育的教學模式發(fā)展，在建設過程中結出一些碩果。2005該課程被評為國家級精品課；2007年電工電子實驗教學中心被批準為國家級實驗教學示范中心；這兩項成果的取得奠定了該課程先進性的基礎。與此同時，還有多項教學成果獲得國家和省級獎勵，其中“電工學實驗教學新體系的研究與實踐－‘電工學新技術實踐’課程的創(chuàng)建”獲得2005年黑龍江省教學成果一等獎，“構建高水平本科實驗教學平臺的重要模式—國際聯(lián)合實驗室的建設與實踐”獲得2009年國家教學成果二等獎。在教育部首批試點工程認證中，哈工大機械制造及自動化專業(yè)順利通過專家的考評，在認證過程中專家對電工學課程的建設給予了很高的評價。

總之，貼近實踐、面向工程的課程建設理念使得哈工大的“電工學”課程日趨完善，為培養(yǎng)面向21世紀的具有應對國際挑戰(zhàn)能力的新型人才發(fā)揮著越來越大的作用。

［1］ 王孫禺，孔鋼城，雷環(huán).《華盛頓協(xié)議》及其對我國工程教育的借鑒意義，高等工程教育.2007，1

［2］ 余壽文，王孫禺.中國高等工程教育與工程師的培養(yǎng)，清華大學教育研究.2004，3

［3］ 張文雪等.高等工程教育專業(yè)認證標準的研究與建議，高等工程教育研究.2006，5

［4］ 羅正祥.工程教育專業(yè)認證及其對高校實踐教學的影響，實驗室研究與探索.2008，6