面向创新人才培养特色课程设计的探索与实践

创新型人才的培养是高等教育的首要任务，特别是高水平研究型大学更应承担起这一重任。电气工程及其自动化专业是本校的新办专业，作为国民经济发展的基础性专业，与社会经济发展和科技进步密切相关。本文结合本校电气工程及其自动化专业的总体培养目标，探讨了实施特色课程设计与多元化创新人才培养的相互关系，阐述了特色课程设计的内容及实施情况，通过几年特色课程设计的探索与实践，证明这一教学体系的可行性。

创新人才 课程设计 探索与实践

一、引言

随着我国社会经济和科学技术的高速发展，对创新型人才的需求越来越迫切，科学技术是第一生产力，科技发展就得靠一批有创新精神的科技人员。如何有效地培育大批高素质创新人才是大学、特别是研究型大学必须回答的基本课题，回溯高等教育的发展历程，不难发现，加强课堂理论教学与科学研究以及工程实践相结合，是培养创新型人才的重要途径之一。电气工程专业作为国民经济发展的基础性专业，反映了社会经济发展和科技进步，电力电子、信息、计算机、通讯、自动控制等技术在电气工程领域中得到了广泛的应用，因此作为研究型大学，培养具有广博的基础知识，开阔的视野，融会贯通的思维能力，熟知不同学科领域的知识，具有不断调整知识结，构的能力的创新型人才责任重大。

电气工程及其自动化专业是吉林大学2000年开办的新专业，在借鉴国内其它高校办学经验基础上，研究国外相关专业教学思想，优化人才培养方案，实施多元化创新人才培养方式，适应当代社会经济和未来科技发展对信息化、智能化、网络化的宽口径电气工程专业人才培养目标的总要求。为此本专业进行的特色课程设计实践性教学环节的探索与实践，主要是针对本科生创新能力个性化培养所进行的教学探索，经过几年的教学实践，取得了一定的教学效果。

二、电气工程专业特色课程设计的设想

本校电气工程及其自动化专业培养方案致力于培养电气信息相关的装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、计算机应用等宽口径领域的科学技术与管理人才。每学年按“两长一短”三学期制安排教学计划，“两长”指每年两个长学期主要进行理论课程教学和课程实验，“一短”则是每学年的一个短学期计6周（三年共计18周）的集中实践教学，主要进行特色课程设计。课程设计是实践教学环节的重要组成部分，是强化学生实践能力的重要环节，是在课程理论知识讲解和课堂实验进展到一定阶段后进行的综合设计项目，体现“一个补充、三个提高”指导思想，即针对本专业课程设置情况，每学年利用“一个短学期”补充长学期主干课理论与实验教学不足之处，一是提高理论知识应用能力，对所学课程从全局角度进行概括、总结，实现对课程的归纳、提高和升华，通过课程设计，可以实现质的飞跃；二是提高学生的实践动手能力，强化实践应用，训练对课本知识的实际运用，培养工程设计的理念和解决实际问题本领；三是提高学生综合素质，培养学生获取信息、查阅资料的能力，培养严谨治学、一丝不苟、百折不挠的科学精神，团队协作精神，综合性设计报告的撰写能力。

课程设计内容与培养目标可归纳如下：（1）一年级全体学生，针对电路、数字电子技术等课程，安排CPLD数字系统设计实习项目，目的是培养学生掌握数字系统的初步设计能力；（2）二年级全体学生，针对模拟电子技术、信号与系统、数字信号处理、微机原理与接口技术等课程，安排直流稳压电源、信号发生器、滤波器等设计，Matlab数字信号处理、微机与单片机程序设计等内容，目的是培养学生掌握电路制作、调试与初步设计能力，数字信号分析处理与编程的初步训练；（3）三年级，针对电机与电力拖动、电力电子、电机控制、可编程控制技术、电力系统分析、发电厂电气等课程，主要开设项目类课程设计，学生可根据兴趣和能力进行选题，注重学生个性和层次培养，设计类题目按项目进行管理。第一类：电力电子综合实践；第二类：新能源电气系统仿真等；第三类：电气控制及可编程控制综合实践等；第四类：电力系统分析综合实践：进行火电厂、水电厂或变电站电气系统设计，并编程完成相关的电气计算。部分项目结合科研及工程应用，锻炼学生独立开展设计实验，培养科研开发能力，综合设计能力、软件编程能力、拓宽学生的专业方向。课程设计结束后，安排学生进行生产及认识实习，到火力发电、水力发电、风力发电、输变电、电力计量与设备制造等生产单位，了解现场电气设备外形、布置及电能生产、输送分配等过程。通过大一到大三几年课程设计内容的安排，学生从基础性的电路制作、调试与初步设计，到数字信号处理及编程语言使用等练习，再到大三的综合课程设计，实现了从实验、实践到科研工作的入门，提高本科生创新实践能力和科研素养。

三、电气工程专业特色课程设计的实施

电气工程专业特色课程设计的实施，横向上是从教学组织管理、题目的拟定、教师指导、考核等过程进行，纵向上是从学生选题、明确设计任务、制定设计方案、具体实施、最终实现课程设计的目标等过程逐步进行。

课程设计题目应具有典型性、代表性，能够涵盖相关课程的众多知识点，反映课程的重要内容和学科方向，制作或设计具体的、具有实际应用价值的（软、硬件）产品为目的，部分题目面向企业技术需求，并且也代表了指导教师的专业方向，将教学内容的理论知识和企业技术需求相结合，将课程所学的理论知识在课程设计实施过程中进行演练，将已有理论知识和技能综合应用解决工程实际问题。学院组织教师根据教学计划、课程教学大纲的要求，拟定课程设计题目及设计任务，制定了相应的课程设计大纲，给出题目的工程意义以及所能达到的效果，从而使学生从总体上把握题目方向以及实现目标。学生可根据兴趣和能力进行选题，另外，题目的深度、广度和难易度要适当，使学生在计划时间内经努力能够完成任务。

每一个课程设计题目都作为项目进行实施，学生通过实施一个完整的项目，把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘了创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。在课程设计实施过程中，学生通过查阅必要的参考资料，向教师和专家进行请教等多种途径获得所需的理论知识和实现的具体方法，对于分组进行的项目，还要集体分工准备，互相交流，以调动全体成员的积极性和创造性，写出项目的设计及实施方案，独立提出解决问题的方法。题目实施主要靠学生的自主学习和相互间的协作为主，在此阶段教师随时掌握每个项目组的设计方案、工作进度和出现的问题，密切注意设计动态，及时调整或更正课程设计中每一个环节出现的问题，对学生遇到的问题给予指导，从而保证课程设计的顺利进行。

课程设计的考核是对整个课程设计实施情况的验收，对于编程类题目，要考核学生对所做软件进行讲解及运行调试，个别程序还可以通过现有工程软件进行对比验证。对于硬件设计类题目，要通过仪器对设计的各项指标进行测试，课程设计成绩主要根据学生设计态度、设计任务完成进度、设计任务完成质量综合评定，综合运用知识能力和实践动手能力情况，组织验收和答辩。学生在课程设计结束后，提交设计报告及软、硬件等。教师对学生在该项目执行过程中取得的成绩做出评价，在课程设计过程中提出更好的算法或实现增强功能，可以额外加分，找出存在的问题，为下一年课程设计任务的完善提供依据。

通过几年的教学实践，学生们根据兴趣和能力进行选题，自主参与项目的设计和开发工作，在大三的四项课程设计中，平均每项目有20多名学生参与，完成了课程设计的基本要求，部分同学出色地完成了算法编程软件或增强部分附加功能，通过三个年级的课程设计实践，为学生高水平的完成大四毕业设计奠定了坚实的基础。同时，教师和学生深入企业，发现问题，找到了科研工作的切入点，师生共同研究，帮助企业解决生产过程中所遇到的难题和关键技术问题，部分研究成果已在企业进入试用阶段，产生直接经济效益，形成教学、科研与实践的良性循环。

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在2009年，学院又进一步提出本科生创新能力个性化培养“科技学术实践六个一工程”实施方案，主要包括以下内容：独立完成一项课程计划外实验项目，独立完成一份专业领域科技调研报告，小组合作完成一项创新实验项目或科研项目或申请一项专利，撰写一篇中文科技学术论文，撰写一篇外文科技学术论文，参加一项学科竞赛等六项。这些措施的实施是更进一步推动了教育教学与人才培养模式的改革，提高了本科生创新实践能力和科研素养，学生们可以在完成了每一年的课程设计的基础上进行深入总结和概括，进而完成“科技学术实践六个一工程”的总体目标。通过上述培养目标，为研究生输送大批优秀生源，为毕业生直接就业从事科技工作提升竞争实力，培养社会所欢迎的创新型、研究型人才。

四、结束语

科学技术是第一生产力，科技发展就得靠一批有创新精神的科技人员，高等教育要适应时代、适应科技和经济社会发展、适应人的全面发展对教育的新要求，应以质量为核心，强化创新型人才培养、科学研究和社会服务三大功能，走有特色、高水平的内涵式发展道路。课程设计是高等教育最重要的实践性教学环节，是学生在完成一门或多门专业课程理论教学的基础上，综合利用专业知识，查阅相关资料完成方案比较论证、方案设计与完善的实践性教学环节，它是由学生独立完成的一项综合性、创造性、设计性的大型作业。课程设计是将课本上的理论知识和工程实际问题有机地结合起来，为学生提供了―个既动手又动脑，独立实践的机会，锻炼了学生分析、解决实际问题的能力，在专业课的教学及本科生创新能力个性化培养过程中发挥了重大作用。学院和教师们要组织管理好课程设计的整个过程，从课程设计出题、选题、指导到验收评估考核等过程，及时总结经验完善成果，下一步还要结合学院提出的“科技学术实践六个一工程”的培养要求培养社会所欢迎的创新型、研究型人才而努力。课程设计教学改革任重而道远，需要不断的探索、实践和完善。

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