新工科背景下电磁发射教学质量国家标准研究

［摘 要］ 在新工科背景下，电磁发射专业以电气工程为依托逐步发展起来，将新工科的建设体系与教学质量标准紧密结合，是助力新一轮工科教育改革的基础性工程。基于ISO 9000标准与PDAC模式建构电磁发射专业教学质量保障体系的实施路径。结合国内外工程教育标准体系对人才培养要求进行共现网络和归类分析，最后结合电磁发射专业现状构建新工科背景下电磁发射教学质量国家标准并对标准内容进行诠释，以期为电磁发射专业的教育质量保障提供重要参考。

［关键词］ 教学质量国家标准；新工科；电磁发射

［基金项目］ 2021年度军队重点院校和重点学科专业立项课题“电磁发射教学质量国家标准建设”（5001C701）

［作者简介］ 宋道远（1988—），男，湖北宜都人，硕士，海军工程大学军用电气科学与技术研究所电磁发射工程教研室讲师，主要从事电磁发射研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）32-0021-06 ［收稿日期］ 2022-07-06

引言

在高等教育改革新标准中，新工科建设是继“卓越工程师教育培养计划”（“卓越计划”）之后，实现人才全面发展、达成教育强国目标的重大举措。电磁发射是一种全新概念的发射方式，电磁发射技术在军事和民用领域都有着巨大的潜在优势和广阔的应用前景［1］。电磁发射工程专业随着电磁发射技术和相关武器装备的发展应运而生，它是在传统电气工程一级学科的孕育、延伸、扩展下产生的新型交叉融合的学科专业。海军工程大学于2017年首次招收电磁发射专业本科生，主要培养熟悉电磁发射技术的初级军官。然而，当前电磁发射专业处于初期起步阶段，因此，有必要为这一新生专业构建科学、合理、完善的教学质量标准、人才培养标准，以实现电磁发射专业创新发展，从而逐步提高电磁发射专业教学质量，优化高等教育布局，加快推进高等教育的稳步发展。

一、电磁发射专业教学质量标准建构基本思路

建立具有科学性、系统性、专业性和可操作性的教学质量标准是提升应用型高校教育教学水平的基本保障［2］。一般来说，教学质量标准可分为教学工作质量标准与人才培养规格标准两部分。在本科专业教学工作中，主要涉及教学资源建设、教学管理、教学环节测评等方面的工作质量标准。目前，在高等学校教育教学质量的保障方面，国内外使用较多的是ISO 9000标准。该标准最初是针对企业组织质量管理，如图1所示。顾客和其他相关方的要求是整个过程的输入，经过管理职责、资源管理、产品实现，以及测量、分析和改进四大板块的循环，最终以产品的形式输出，从而使得质量管理体系获得持续改进。由于高校和企业都具有人工系统组织的一般特征，所以ISO 9000质量管理标准的方法及功能适用于所有一切人工系统组织。电磁发射专业作为工科领域的新型专业，以电气工程为重要依托不断发展起来，需变革创新管理方式，在传统工科上升级与改造才能实现新的飞跃。因此，电磁发射专业教学质量标准建构也可参考ISO 9000标准，从国家和军队需求出发，最终达到学生能力培养和人才储备输出的目的。以过程的方法模式将教学管理职责、教学资源管理、教学培养方案、教学测评分析与改进串联起来，通过持续改进措施，可以不断提高教学质量。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》文件明确指出，建立和完善国家教育基本标准，制定教育质量国家标准，积极参与和推动国际组织教育政策、规则、标准的研究和制定［3］。为了贯彻增强学科专业教学质量管理体系的科学性与合理性，本研究引入PDCA循环作为质量保障支撑。PDCA循环是美国质量管理专家沃特·阿曼德·休哈特（Walter A. Shewhart）提出的质量管理领域中的一种通用模型。PDCA循环将质量管理分为四个阶段，即计划（Plan）、执行（Do）、检查（Check）和处理（Action）［4］。经过学者的反复论证以及多所学校构建教学质量标准体系的经验证明，基于PDCA模式构建的教学质量标准体系可以满足目前我国高校确立的以工程教育认证为目标的需求［5］。因此，本研究将ISO 9000质量管理标准作为基本准则，以PDCA循环为思想基础和方法依据，综合考虑电磁发射专业的特殊性，学院管理层及多名学科专家与教育专家进行沟通，结合专业发展情况和专家的指导意见，对电磁发射专业的教学质量标准实施路径进行初步建构。如图2所示，该体系的实施分为教学计划、执行过程、教学评价和教学改进四个环节，明确各环节的具体指标。例如，在教学计划阶段，需对电磁发射学科性质与适用范围精准定位，根据培养目标设置相关课程，对学时学分进行整体上的管控，在持续修订与完善中实现对教学质量标准的多维度、全方面监测，以期构建长效、稳定的教学质量保障机制。

二、电磁发射专业教学质量国家标准制定与诠释

通过对电磁发射专业教学质量标准实施路径的初步建构，明确了电磁发射专业教学质量国家标准主要包括八个方面的内容，分别是概述、适用专业范围、培养目标、培养规格、师资队伍、教学条件、质量保障体系、专业类知识体系。

（一）概述

电磁发射专业是在传统电气工程一级学科基础上，随着电磁发射技术和相关武器装备发展应运而生的新型交叉融合学科专业，目前隶属于电气工程一级学科。近几年，各院校一直致力于提高电磁发射专业教学质量，并依据《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准·电气类教学质量国家标准》（以下简称《电气类教学质量国家标准》）［6］，《工程教育认证标准通用标准》［7］，《卓越工程师教育培养计划通用标准》［8］，教育部、工业和信息化部、中国工程院《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》［9］等的要求，以及《新工科人才培养质量通用标准研制》［10］，结合电磁发射专业特点和各高校电气工程类专业人才培养方案，明确电磁发射专业内涵、学科基础、发展历程、人才培养方向以及师资队伍建设等内容。

（二）适用专业范围

该部分明确标准适用的专业和代码。根据军委训管部的文件精神，电磁发射工程本科教育专业隶属于电气工程类学科专业。

（三）培养目标

电磁发射专业是基于电气类专业逐步发展而来的，因而，在培养目标的制定上与电气类专业有一定的关联性。《工程教育认证标准通用标准》和《电气类教学质量国家标准》中均要求电气工程类专业需培养能掌握电气工程相关技术与应用，有良好社会职业道德和综合素养，可以从事相关领域工作，具有科学研究、技术开发与组织管理能力的高素质专门人才。除此之外，《新工科人才培养质量通用标准研制》从学科专业知识、职业素质、复杂工程问题分析、复杂工程问题研究、复杂工程问题解决方案、工程师责任和伦理、沟通与团队工作、工程领导力、终身学习和创新发展，这九个方面设定卓越工程人才标准。

电气工程作为现代科技领域中的核心学科之一，国内很多高校都设置有电气工程及其相关专业，并且在多年的发展中，学科优势已逐步凸显。综合考虑各高校专业发展情况以及进行优势对比后，选取清华大学、浙江大学、西南交通大学、武汉大学、华中科技大学五所高等院校作为参考，剖析五所院校的电气工程人才培养方案，总结各院校培养目标的共性以及学科特色。如表1所示，各高校对学生的德智体美全面发展、基础知识、技术应用等多方面都有明确规范与要求，符合国家专业通用标准，并且根据院校的发展实际情况提出适合本专业的目标要求。

电磁发射专业培养目标的制定需符合《电气类教学质量国家标准》，并且参照新工科卓越工程师培养计划与各大高校人才培养要求，结合专业特点，发挥专业优势。总体来看，电磁发射专业的培养目标强调自然科学基础知识，且重视人文素养。具体而言，是面向电磁发射领域，培养掌握电气、计算机、机械、自动化、材料等方面的专业基础知识，以及电磁发射机理与理论、论证与设计、监造与监修、运行与管理、使用与维护等知识，具备政治、智慧、组织训练、管理部队、基层政治工作能力，具有良好军事素质、心理素质、文化素质，基本达到电磁发射工程专业质量标准，能够从事电磁发射等试训、作战、保障部队的电磁发射装置中队长或助理工程师，以及装备助理员、监修监造军代表等工作岗位，具备相应的任职知识与能力基础的高素质军事人才。

（四）培养规格

高等学校人才培养规格是各专业培养目标的细化，是学校对毕业生培养质量要求的规范，是学校制订教学计划和课程教学大纲，组织教学、检查和评估教育质量的重要依据。电磁发射专业的培养规格明确规定了电磁发射类的学制、授予学位、参考总学时或学分，并提出了政治思想品德、业务知识能力等人才培养的基本要求。依据《电气类教学质量国家标准》，电气类本科专业的学制为4年，授予学位为工学学士，参考总学时或学分为140～190学分。此外，《电气类教学质量国家标准》从政治思想品德和业务知识能力两方面规定了人才培养的基本要求。清华大学、华中科技大学、武汉大学、浙江大学、西安交通大学、北京航空航天大学、华北电力大学等高校制定的《电气工程及其自动化专业培养方案》中均规定电气工程专业的学制为4年，授予学位为工学学位。但是各高校在学时或学分上的要求不完全相同，具体如图3所示。

图3显示，清华大学的电气工程及其自动化专业的本科培养总学分为162学分，其中校级通识教育课程为46学分，专业教育课程为11学分，自由发展课程为5学分。华中科技大学要求完成学业最低课内学分（含课程体系与实践教学环节）190学分，其中，课程体系由通识教育基础课程、学科基础课程和专业课程三大模块构成，共161.5学分。实践教学环节包括军事训练、公益劳动、电工实习、金工实习、认知实习、生产实习、课程设计以及毕业设计（论文），合计28.5学分。除此之外，还规定学生须通过参加社会实践活动、竞赛、科研项目、发表论文等方式获得课外学分，最低课外学分的要求为5学分。浙江大学的电气工程及其自动化专业的最低毕业学分为183.5学分，其课程设置包括通识课程、专业基础课程、专业课程、个性修读课程、跨专业模块、国际化模块以及第二课堂、第三课堂和第四课堂。该课程设置充分体现了培育具有国际视野和全球竞争力的德智体美劳全面发展的高素质创新人才和领导者的人才培养宗旨。由此可知，电磁发射本科专业的学制应为4年，授予学位为工学学士，规定总学分应在140～190学分范围内。

（五）师资队伍

师资队伍建设包括数量和结构、教师学科专业背景和水平、教师教学发展条件等内容。参照《电气类教学质量国家标准》和《普通高等学校基本办学条件指标（试行）》，电磁发射专业师资队伍数量和结构要求应满足如下规定：首先，专任教师数量和结构满足本专业教学需要，师生比不高于28∶1。其次，对于像电磁发射这样的新开办专业至少应有10名专任教师，在240名学生的基础上，每增加25名学生，须增加1名专任教师。再次，专任教师中具有硕士、博士学位的比例不低于50%，专任教师中具有高级职称的比例不低于30%，年龄在55岁以下的教授和45岁以下的副教授分别占教授总数和副教授总数的比例原则上不低于50%，中青年教师为教师队伍的主体。最后，有部队或行业专家作为兼职教师，并有相关管理制度。

在教师背景和水平要求方面，电磁发射专业的大部分专任教师应具备相关的学科背景，在其本科、硕士研究生或博士研究生的学历中至少有一个阶段是电气类专业学历。专任教师应了解电磁发射技术发展现状和未来前景。学校应为教师发展提供充分支持，要保证教师在做好本职工作以外有精力参加学术活动、工程实践，不断提升个人专业能力。

（六）教学条件

该部分明确电磁发射专业的基本办学条件、基本信息资源、教学经费投入，包括实验室、实验教学仪器设备、实践基地、图书信息资源、教材及参考书、教学经费等量化要求。各高校开设电磁发射专业首先应满足教学设施要求：（1）具有物理实验室、电工实验室、电子技术实验室和专业实验室，实验设备完好、充足，能满足各类课程教学实验和实践的需求；（2）基础实验室满足两名学生一组实验的要求，专业实验室满足三名学生一组实验的要求，有特殊安全要求的实验除外；（3）实验室有良好的管理、维护和更新机制，使得学生能够方便地使用，有实习和实训基地，能够在教学过程中为学生提供参与工程实践的平台，如图4所示。