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教改前沿

围绕立德树人根本任务,培养复合型高素质工程技术人才

——电气工程学院本科教育教学示范案例

1.案例学院情况

电气工程及其自动化专业是学校传统强势专业之一,源于1929年河北省立工业学院机电工程学系,1958年设电机专业和电器专业,2009年获评教育部高等学校特色专业,2011年入选“教育部卓越工程师培养计划”,2017年通过国家工程教育专业认证,2019年被评为国家级一流专业。

本专业坚持“兴工报国”办学传统,突出以先进电工装备关键技术为基础,以新能源、新型电力系统为发展方向的人才培养特色,培养符合国家发展需求,具有扎实基础知识与专业理论知识;具有优秀的团队协作能力、全面的工程实践能力、主动探究的创新能力、解决复杂工程技术问题的综合能力;具有坚定的理想信念、高尚的道德情操、浓厚的家国情怀、宽广的国际视野;能够从事与电气工程有关的科学研究、运行管理、工程设计、技术开发等工作的专业精英和社会栋梁。

2.案例简介及主要解决的教学问题

电气工程及其自动化专业坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,落实立德树人根本任务,弘扬河北工业大学“勤慎公忠”校训精神和“工学并举”办学特色,立足京津冀协同发展和雄安新区规划建设,面向电工装备制造、能源电力等电气工程及相关领域的重大需求,在本科教育教学方面开展了一系列具有系统性、整体性、前瞻性、协同性的综合改革与创新实践。

在优化课程体系方面,设置模块化课程,将课程分为基础模块、专业模块以及选修模块,让学生可以根据自己的兴趣和职业规划选择适合的课程组合。注重新兴技术的引入,使学生能够掌握最新的行业知识和技术。增加实验课、实习课的比例,让学生在实践中学习理论,提高解决实际问题的能力。

在创新教学方法方面,通过翻转课堂,利用网络资源让学生在课前完成基础知识的学习,在课堂上进行讨论和答疑,增加师生互动。通过实际项目来驱动学习,让学生在完成项目的过程中掌握知识技能,并培养团队合作能力。

在强化师资队伍建设方面,引进高水平教师,吸引具有丰富实践经验的专业人才,提高教学质量。加强教师培训,定期为教师提供进修机会,提升其专业知识水平和教学能力。建立合理的激励与惩戒机制,鼓励教师积极参与科研活动和社会服务,提升教师的积极性和创造性。

在校企协同育人方面,与企业合作建设实训基地,提供给学生真实的生产环境进行实习。实行学校教师与企业专家共同指导学生毕业设计的双导师制度,提升学生的实践能力和就业竞争力。鼓励学校与企业开展联合研究项目,推动科研成果的转化应用,同时也能为企业输送所需的人才。

主要解决的教学问题

(1)理论与实践脱节问题。通过构建完善的课程体系,加强实践课程与理论课程的衔接,以及开展工程结合的实验教学等方式,让学生能够将所学理论知识应用到实际工程中,提高学生的实践操作能力和解决实际问题的能力。

(2)学生创新能力不足问题。创新实践平台的建立、研究性教学方法的采用以及鼓励学生参与创新创业项目和学科竞赛等措施,激发了学生的创新思维,提高了学生的创新能力,解决了传统教学中创新能力培养不足的问题。

(3)教师教学能力和师德师风问题。师资队伍建设中的教师专业发展和师德师风培训,提高了教师的教学能力和思想政治素质,确保教师能够在教学过程中高质量地传授知识,同时发挥立德树人的榜样作用。

(4)人才培养与社会需求不符问题。校企协同育人模式使企业参与人才培养的全过程,将企业的需求和行业标准融入教学内容,确保培养出的学生符合社会和企业的需求。同时,前瞻性地在教学中融入行业前沿知识,使学生能够适应电气工程领域快速发展的需求。

3.案例解决教学问题的方法

(1)优化课程体系。在电气工程及其自动化国家一流专业建设的基础上,结合专业特色,以国家战略和社会发展为指引,紧跟京津冀地区电气设备制造业基地建设、高端技术研发、绿色低碳的产业发展趋势,面向高端装备制造、新能源、新材料、氢能与储能等战略新兴及未来产业,以学生、学校、企业和社会的内外需求为导向,与电工装备制造、新能源电力系统运维等电气工程及相关领域的重大需求相契合的专业产业需求联动,突出以先进电工装备关键技术为基础,以新能源、新型电力系统为发展方向的专业定位及建设思路,围绕高端装备、新能源、新材料构建适应新质生产力需要的专业知识体系和课程体系。

(2)创新教学方法。采用多种教学方法相结合的方式,深入推进项目式教学。例如,以《综合电路设计》课程“测量交流大电流峰值和平均值”项目为例,教师带领学生分析实验室中激磁电流源产生非正弦交流大电流的工作原理、测量此类参数的工程应用背景等,学生经过思考及查阅资料后获得项目设计方案,完成此项目需要用到变压器、互感器、峰值表、平均值表、滤波器、单片机等相关理论知识,学生在教师的指导下整合这些知识,通过查阅芯片手册及相关书籍设计大电流产生和参数测量电路并进行实际元器件选择、搭建、焊接、调试和测量等工作。项目以小组为单位,学生相互协作,完成项目后做汇报讲解,促进理论与实践相结合。

(3)强化师资队伍建设。本专业设有电气综合类、电路电磁场类、电子技术基础类、电力电子类、电力系统与高压类、电器类、电机与控制类共7大课程教学团队,强化任课教师管理与培训。进一步强化教师的思想政治教育,出台了师德育人考核办法,把师德规范要求融入人才引进、课题申报、职称评审、导师遴选等评聘和考核各环节,实施师德“一票否决”制。在团队教师教学管理及评聘考核方面严格执行《河北工业大学教师本科教学任课资格认定管理办法(试行)》、《河北工业大学课堂教学质量提升专项工作实施方案》、《河北工业大学本科教学质量优秀教师评选办法(试行)》等文件,激励教师参与教学并保障教学质量。

(4)推进校企协同育人。注重产教融合和校企协同的深化,着力培养复合型工程技术技能新质人才。积极联系行业企业专家参与人才培养方案修订工作,专业教学工作委员会成员至少包括1名行业/企业专家,负责培养目标合理性评价及修订改进工作,形成《电气工程及其自动化专业本科人才培养方案培养目标论证报告》,结合毕业生反馈、行业专家意见进行修订,建立了完整的教学过程跟踪评估与评价体系。与中国天津职业技能公共实训中心、天津市电工技术科学研究院等20余家国企、央企、行业龙头企业保持了长期实习实践合作,为学生提供了稳定的实习基地。定期组织企业工程师进校园,开展讲座和工作坊,分享行业前沿知识和实践经验。

4.案例的创新点

(1)专业课程群建设

专业基础课程:包括电路原理、电子技术、自动控制原理等基础课程,为后续专业课程的教授夯实基础。

专业课程:如电力电子技术、电机学、电力系统分析等,确保专业核心课程内容紧跟行业发展。

自主学习课程:包括但不限于智能电网技术、储能技术等领域课程,能够帮助学生了解并掌握行业前沿技术。

跨学科融合课程:鼓励与其他工程学科(如计算机科学、材料科学)的交叉融合,培养学生跨学科解决问题的能力。

(2)本科创新实验室建设

创新实验室:设立既能支持基础实验又能进行复杂项目研究的多功能实验室,建立开放式的实验平台,允许学生根据自己的兴趣和需要设计实验项目,鼓励创新思维。与企业合作,引入先进的设备和技术,让学生有机会接触到实际工程项目,增强实践能力。设立专门的区域用于学生作品展示和各类科技竞赛准备,激发学生的参与热情。

(3)虚拟仿真实验室建设

开发先进的虚拟仿真软件,模拟电气系统的运行情况,降低实体实验的成本和风险。开发远程访问系统,让学生可以通过互联网访问虚拟实验室,不受时间和地点限制地进行学习。利用VR/AR技术提高虚拟实验的互动性和沉浸感,使学生能够更加直观地理解和操作复杂的电气系统。集成评估工具,对学生在虚拟实验中的表现进行实时监控和反馈,帮助他们及时调整学习策略。

5.改革成效及案例的推广应用效果

在人才培养质量方面,本专业坚持产教融合、科教融汇,不断强化本专业学生实践创新能力的培养,学生的实践能力和创新意识得到了显著提高,综合素质得到了全面提升。近年来本专业获批大学生创新创业训练计划项目国家级重点1项、河北省大中学生科技创新培育项目1项。学院学生在ABC三类竞赛中获国家级奖项11人、省(市)级奖项15人。

在毕业生就业数据方面,近三年本科生平均毕业率、学位授予率为99.7%。毕业生在电力系统、电力设备制造企业、新能源等领域得到了广泛认可,积极服务国家和地方经济社会高质量发展,90%的毕业生供职于京津冀区域电力行业、科研院所等。毕业生在工作中表现出较强的实践能力和创新意识,得到了用人单位的高度评价。用人单位认为本专业毕业生学习能力、专业性知识与技能、通识性知识与技能、执行能力等相对突出,用人单位对我院毕业生满意度结果均在85%以上。

本专业教育教学质量与成果提升显著,获批国家级一流专业建设点,《电路理论基础I》《电器可靠性试验、评价及失效分析虚拟仿真实验平台》获国家级一流课程,“一流学科建设引领下电气工程学科高素质创新人才培养与实践”获省级教学成果一等奖。

单位审核:刘旭