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摘要：我国制造业最新的发展前景为制造业的“数字化、智能化和网络化”。在这个发展背景下，传统的电气专业的本科培养已经无法与产业升级相适应。本文通过对跨学科交叉融合为特色的实验体系的研究，有助于为新时代背景下的教学及人才培养提供良好的平台支撑，还可以拓展学生的专业视野和思维模式，培养学生积极的创新意识，进而推动高校相关学科群协同发展和人才培养机制的改革。
关键词：学科交叉融合；实验体系设计；人才培养机制改革
本文引用格式：李明，等.基于学科交叉融合的电气工程实验体系研究[J].教育现代化,2019,6(62):122-123.
一 引言
“电气工程及其自动化专业”以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学，涵盖电能的转换、利用和研究三方面。[1,2]。第二次工业革命以来，电气工程中的控制与自动化所占比重日益增加，专业名称中的“及其自动化”就是这种发展和变化在高等教育中的直接体现。“电气工程及其自动化专业”是工科专业，具有显著的工程背景，正是因为“电气工程”的在几次工业革命中的巨大贡献，才有了促进人类文明飞跃发展的电力工业和电气化时代。当前，将“机械、电子、电气、信息、自动化、人工智能”等学科结合起来，形成了新型的机电一体化技术，可以实现制造过程实时监控和最优化智能化控制，这已经成为世界制造业发展的大趋势和科技发展的前沿领域[3]。当前，大数据技术、物联网技术、人工智能技术等日益兴起，对电气等各个产业产生了强烈的冲击，各类学科独自发展的情况已经无法适应当今学科交叉创新发展的需要，所以应该紧跟产业发展的需求，积极引入产业发展所需的新兴技术，更新专业培养方案，与行业同步发展。学科交叉融合的推进实施，离不开与之适配的实验体系的设计和实验教学工作的开展[4,5]。
二 学科交叉融合实验体系的总体设计
在多项新兴技术强烈冲击传统学科及产业的时代背景下，时代要求的人才需要具有创新意识、创新能力、创新思维，需要是复合型、创新型人才，从这个角度上看，学科交叉融合是不可或缺的。因此，必须尝试打破现有学科之间的壁垒，实现相关学科群的协同发展，实现技术共同突破，人才培养相互促进，改变各个学科独立发展的现状[6,7]。
建设中要重视学科交叉研究和知识创新体系的构建，重视多样化的创新研究平台建设，并形成交叉融合机制，重视制定教师和学生的绩效激励政策，从系统整合的角度将分散在各个专业的技术门类系统性地关联起来，构建内涵丰富、相互交叉的实验体系，突出探索性的特色，形成创新性实验为主体的创新实践与创新能力培养机制[8]。借助跨学科协作，各学科间的硬件条件和技术力量可以相互共享，在此基础上构建的实验体系，一方面为学生提供多学科综合实践的平台，另一方面还能促进跨学科的实验教学仪器设备的研究与开发，进而推动创新型人才的培养。具体来说，相关专业的教师首先要在有效的组织下进行良好的沟通，相互了解不同学科之间的专业理论知识和实验需求，在不同的专业视角下对现有的实验体系和实验流程进行分析和探索。在此基础上，根据跨学科协作与融合的思想，研究实验教学的改革方式和实现途径，提高实验综合创新水平，促进学科交叉融合的推进，为培养创新型人才和构建一流学科打下实践基础。
三 学科交叉融合实验体系的实施
学科交叉融合的实验体系具有多个学科技术互补与提高的优势，体系对于多个学科的实验教学均具有促进作用。目前，此项研究仍处于初始阶段，实验体系的建设可以从以下三个角度进行实施。
（一） 以科研为起点，促进学科融合与资源共享
各个学科都有各自的科研平台，在此基础上，以多学科交叉的科研项目为载体，在科研项目的研究过程中，有对各个学科技术的应用，这里产生的交叉可以带动带动不同学科之间专业领域的交叉发展，促成技术的交叉应用，形成融合的突破口。推进各工科专业进行跨学院交叉融合，优化学院组织模式，建立跨学科交融的新型机构，尝试构建服务于学科群交叉融合发展的组织、体制及环境氛围，打破原有的学科之间的壁垒，实现相关学科群的协同发展，实现技术共同突破，人才培养相互促进，改变各个学科独立发展的现状。
（二） 以课程为载体，探索实验内容与实验创新
实验课程的开设以学生工程实践能力的培养为根本目的，形式上不拘泥于课程，允许学生在专业培养框架体系内自由选题并组建实验小组参与，教师需要根据所选实验的难度和学生的专业背景进行合理规划。在实验设计上，以验证性实验为基础，根据学生的专业、兴趣及发展需求，定制不同的实验课程体系，即使是同一内容，也要进行不同难度、不同深度的实验设计，在满足常规实验的基础上，给部分同学开展进一步的探究性实验的项目。开展形式上，除了原有的基础性及综合性的实验项目，可以打破课时的约束，以小组为单位，围绕着选定的课题，在老师的指导下，自主开展探索性的实验，并建立激励探索未知内容的层次化考核机制。
（三） 以竞赛为延拓，促进教学科研协调发展
目前，实验课程已经不再局限于课程内部，也就是说除了针对专业课程开设实验外，根据专业认证的要求，应该全方位地加强培养学生解决复杂工程问题的能力。参与各类学科竞赛便是非常好的途径之一。学科竞赛首先可以紧密结合课堂教学的基本知识和技能，然后以具有一定难度和综合性、创新性要求的竞赛，有效培养学生的工程实践能力和创新研究能力。在高校中精选一些高质量的学科竞赛并组织教师和学生积极参与对大学生实践能力、科研能力、创新能力、团队合作精神等综合素质的培养起着积极的作用。显然，我们可以借助学科竞赛，培养大学生创造意识和创新精神，以使学生综合素质和动手能力得到全面提高等。在此基础上，我们可以把学科竞赛归纳到跨学科实验体系之中。学科竞赛一般自带综合性，需要电子、电气、控制、物联网等各个学科的知识和技能，学生在参加的过程中能有效促进这些专业知识的融合。将学科竞赛归纳到实验体系中，学生参与，老师指导，使得实验体系的柔性大大增强，因材施教的特点可以完全发挥出来。
四 结语
本文首先分析了电气工程的专业特色，并结合当前的工业发展趋势，揭示了该专业所面临的机遇与挑战，那就是以产业发展需求为导向，积极引进新技术，促进学科交叉融合发展。关于学科交叉融合的实验体系构建，本文给出了总体设计思路，并提出了“以科研为起点，促进学科融合与资源共享”，“以课程为载体，探索实验内容和实验形式”，“以竞赛为延拓，促进教学科研协调发展”等三个角度进行学科交叉融合的实验体系的实际构建。
参考文献
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