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亚洲bet356体育电气自动化本科论文十篇

作者:小编 点击: 发布时间:2023-08-20 00:43:21

  亚洲bet356体育电气自动化本科论文十篇作者简介:李自成(1970-),男,四川资阳人,成都理工大学工程技术学院自动化系,副教授。(四川?乐山?614000)

  电气工程及其自动化专业在电气信息领域起着十分重要的作用,主要研究电能的产生、传输、转换、控制、储存和利用,同时有关电能的转换及使用的控制在该专业所占的地位也日益重要。[1,2]它和人们的日常生活及工业生产联系越来越紧密,因而发展迅速,已经成为高新技术产业的重要组成部分,并成为很多高校的一门重要学科。而成都理工大学工程技术学院在2005年成立了电气工程及其自动化专业,在专业发展过程中注重实践课程体系的建立。为了适应当今社会关于应用型人才的培养要求,加强学生的动手能力和实践技能,突出工程能力和工程素质的培养,结合电气工程及其自动化专业的人才培养方案制订了电气专业工程训练教学计划,形成了科学的电气工程实训课程体系。体系以培养学生在电机及其电力拖动技术、电力电子与电气传动技术、电气控制技术、电力系统自动化技术等方面的工程技能为基本目标,旨在提升学生在电气领域的知识应用水平和综合创新能力,构建起理论知识学习与实际技能训练、单项能力培养与综合素质提升之间的桥梁。

  课程体系反映了应用型本科对知识能力方面的要求。应用型本科同一般普通本科的培养体系是平行的,相比具有鲜明的技术应用性特征。[3]在培养规格上,应用本科培养的不是学科型、学术型、研究型人才,而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才;在培养模式上,应用本科以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以“应用”为主旨和特征构建课程、教学内容体系,重视学生技术应用能力的培养。基于应用型本科的性质,为了加强对学生实践能力的培养,使学生尽快掌握本专业领域的技能,因此整个体系强调建立一个系统化的实训过程,通过实训,学生应该具备以下技能:

  掌握电机和电力拖动技术,熟悉变压器、直流电机、交流电机的结构,通过实训熟悉电机运行原理和调速原理。

  掌握电力电子与电气传动技术,熟悉各种电力电子器件的应用,能正确使用变频器,并能初步进行电机调速电路的设计和调试。

  掌握电力系统自动化技术,通过实训熟悉继电保护基本原理,利用MATLAB进行潮流计算,并能进行初步的短路分析。

  熟练掌握工厂电气控制、电气设计软件等开发平台和应用技术,能够进行系统控制程序设计或者利用软件进行电路的设计。

  掌握电气系统或者控制程序的调试方法,能通过实际操作较好地判断出电气系统或者控制程序的缺陷,并进行改进。

  为了节约成本,加快开发过程,能够用仿真软件对电路进行仿真,熟练使用各种仿真软件,包括Protel DXP等。

  能熟练使用各种检测工具,具备对低压电器的认知和感性认识,熟悉每种低压电气的正确用法,能进行初步的设计,选择出满足要求的电器。

  实训基于各课程各章节内容或者课程之间联系,以实训项目为主体和载体,以程序或者电路系统设计作为驱动,实现知识、技术、能力和素质的全面提高。以实训课程体系作为实训目标的基础,制订完善的实训计划体系,同时坚持了以下原则:

  以就业实际需求为导向,以能力培养为核心,以学生适应就业岗位为目标,以岗位技能为重点,兼顾长远发展。

  注重知识、技术、能力、素质的协调发展,使学生通过实训既巩固了所学的知识和技术又提高了应用知识、技术的能力,使素质得到升华。

  以实践能力和工程训练为重点,突出技术应用能力培养,强调在应用中创新,通过解决问题综合运用所学的知识。

  课程体系与人才培养方案的课程体系衔接,分别针对电气技术、电力系统自动化、电力电子等方向设立实训课程。

  电气工程及其自动化专业主要是研究电能应用的专业。近几十年来,有关电能的转换、控制在该专业所占的地位日益重要,专业名称中的“及其自动化”反映了科学技术的这种发展和变化。电气工程及其自动化专业的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。[4,5]因此实训课程的设立也应该反映这些专业范围。首先,电工理论是电气工程的基础,主要包括电路理论和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展、延伸。而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展而诞生,电工理论是它们的重要基础。电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造,也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造,还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。电气装备的应用则是指上述设备和装置的应用。电力系统主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。制造和运行不可能截然分开,电气设备在制造时必须考虑其运行,如电力系统由各种电气设备组成,其良好的运行必然要依靠良好的设备。

  针对专业范围,电气工程及其自动化专业工程训练在学院工程训练中心进行。训练内容划分为工程认知训练、专业技能训练和综合创新训练三个层次。由于我院从专业建立初期就注重实验室的建设。目前训练条件优良,已建有电气技术实训室、电机及拖动实验室、电力自动化及继电保护实验室、电力电子及传动控制实验室等专业实验室。同时,学院工程训练中心为进一步提升学生在电气工程领域的综合创新能力,建设了数控加工中心、基于先进控制技术的运动控制实验室和柔性制造中心,突出真实的工业应用环境,突出强化学生在系统分析、系统设计、系统开发等方面的工程训练,有利于高水平应用型人才的培养。

  我院电气工程及其自动化专业课程体系设立了三个方向:电气技术方向、电力电子技术方向、电力系统及其自动化。针对不同方向和实训层次设立不同的课程。如图1所示。

  首先,工程认知训练是电气工程及其自动化专业整个教学过程中一个重要的实践性环节。该环节包括生产实习等内容,使学生在生产实际或者科研中验证从课本上学到的理论知识,加深对知识的理解和认识,从而巩固所学知识并体会知识的应用价值;培养学生综合运用所学的理论知识去观察、解释并进一步尝试解决生产实际或者科研过程中发生的问题,提高分析问题与解决问题的能力;使学生了解企业的生产工序、工艺流程、管理制度,从而获得与本专业有关的实际生产知识,并扩大专业知识面;培养学生从事技术专题调查、搜集资料和进行研究的能力,并为即将进行的毕业设计和论文打下良好的基础。其后是专业技能训练,针对专业应用领域设置模块,包括电机、电力电子技术、电力系统自动化、电气传动自动控制系统、PLC、电气CAD等。而学生专业技能是一个复杂的技能系统,诸多技能之间既相互关联又相互影响,其训练途径及实施办法亦多种多样,同时必须具备整体性、科学性和互动性。因此,专业技能训练方案的制订,内容上密切结合学科和紧扣本专业的培养目标,与专业培养方案一致,注重能力的提高和知识的应用,注重开放性和拓展学生的思维空间构建与理论教学相辅相成、以能力培养为主线的技能训练方案,为专业培养方案的贯彻执行服务,以适应教育教学改革发展的需要,全面提高人才培养质量。最后是综合创新训练,为实现个性化培养提供先进的创新设计、制作的环境与条件。通过综合创新训练为学生创造一个能培养兴趣、产生好奇心的环境,使他们在这里自己动手创新制作、激发创造力。以创新思维和创新制作能力的训练为核心,充分发挥学生的自主能力和综合运用所学知识的能力,培养更多高素质、复合型、应用型人才。综合创新训练不但能够培养学生的综合素质,增强学生的工程实践能力,而且还有助于培养学生的创新精神和创新思维,起着其他课程不能替代的作用。

  整个课程体系对应于工程素质训练、金工实习、电机及拖动技术实训、控制理论和控制系统实训、PLC与变频器应用技术实训、单片机技术工程训练、CAD实训、电力系统自动化实训、电力电子与电气传动实训、自控系统综合实习、调速系统综合设计、供配电系统综合设计等实训。同时为了突出应用型本科的特点,增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程。实训课内容如表1所示。

  通过该课程体系使学生能够初步了解机电工程的基本研究领域,具备电气基本操作技能,掌握电机及拖动系统的类型、组成和控制方法,掌握控制理论及自动控制系统的组成,具备对一般机电控制系统的安装、分析和维护技能,掌握常用电力电子器件的特性,并能根据要求设计出实用电路,掌握可编程和变频器的使用方法,具有一定的电气控制系统开发能力,在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力,具有较强的工作适应能力。

  电气工程及其自动化专业自2005年在成都理工大学成立以来,针对本学校学生的入学基础和就业的实际情况对实践方面的教学课程体系不断调整,增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程,增加了综合创新训练课程,已经形成了完整、科学的实训体系。从目前的实际运行情况来看,通过实训,学生的就业率得到提高,同时学生到企业后熟悉岗位的时间缩短,得到了用人单位的好评。

  [3]钱国英,徐立清,应雄.高等教育转型与应用型本科人才培养[M].杭州:浙江大学出版社,2007.

  电气信息类专业包括电气工程和自动化等与电相关的专业。该类专业的目标是让设备根据环境的变化自动调整运行,即通常所说的“智能化”。因此,该类专业大学生人才培养的主要任务是培养有能力胜任工业企业工作的高级电气人才。随着工业自动化水平的迅速提高和教育改革的不断深入,为适应工业界对具有实践性、创造性等综合能力强、素质高的技术人才的迫切需要,应重点关注学生工程实践和创新能力的培养,使大学生能够应用理论知识指导实践,而不仅仅局限于书本知识。

  而目前在大部分高校中,对于低年级大学生一般设置课程设计、企业参观实习或鼓励学生参加各种科技竞赛来提高学生的实际动手能力;对于毕业生一般通过毕业论文环节培养学生具有较强的实践能力和理论联系实际的综合分析能力。[1]这些固然是电气信息类专业教学中不可缺少的重要环节,但是一般高校的“课程设计”大都沿用以前的传统,虽然随着科学技术的发展以及工业企业需求的改变有一定的更新,但是相对来说,对于学生创新能力的培养具有一定的局限性;企业参观实习可以让学生进一步了解实际设备运行过程,但是时间相对仓促,真正能够深入的有限;参加科技竞赛的学生数量有限,只能锻炼部分学生的实践和创新能力;毕业论文环节一般由导师根据研究方向选定,能够较好地锻炼学生的实践和创新能力,但毕竟时间较短。本文从电气信息类专业的专业定位、学科内涵、人才培养的目标和要求出发,在传统的教学模式中引入了“项目实习制”人才培养模式。

  按照教育部电气信息类专业目录和定位,电气信息类专业方向涵盖电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、电子科学与技术、生物医学工程等专业。

  从学科内涵来看,电子信息类专业涉及的主干学科包括电气工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、电子科学与技术、信息与通信工程。由此决定了电子信息类专业教学应遵循以下四个原则:以电气工程为背景;以控制理论为基础;以信号分析和处理为手段;以计算机、电子技术为核心。

  从总体上来说,电气信息类专业大学生的人才培养目标是培养具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与引用、网络技术、电子技术和信息系统等基础知识,能从事与电气工程有关的系统运行、运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、信息处理、试验分析、管理与决策、电子与计算机技术应用、各类电子设备及信息系统的研究、设计、制造、集成、应用和开发等领域工作的宽口径“复合型”高级工程技术人才。[2,3]当然,对于归属于电气信息类专业下的各个子专业来说,根据其主干学科的侧重点不同,其人才培养目标各有侧重。

  要实现上述人才培养目标,对电气信息类专业本科毕业生在业务、能力和素质方面应提出以下要求:掌握扎实的数学、物理、化学等自然科学基础知识,具备较高的管理科学、人文社会科学和外语综合能力,具有较高的军政素质;掌握电子信息类专业领域必要的技术基础理论知识,主要包含电工理论、电路理论、电子技术、信号处理、控制理论、计算机技术基本原理与应用等;系统分析、设计、开发及应用方面的工程实践训练,具有较熟练的与本专业相关的计算机软硬件开发能力;掌握本专业领域内1~2个研究方向的理论知识与实践技能,了解本专业学科的发展趋势;在本专业领域内具有一定的科学研究、科技开发、组织管理、团队合作的实际工作能力,同时要具有较强的工作适应能力。

  目前,高校电气信息类专业课程体系设置主要包括公共课程、技术基础课程(又称专业基础课)、专业课程(简称专业课)三部分。[4]公共课程主要在低年级展开,包括文化课程类、工具课程类及能力培养课程类。公共课程是从学生可持续性发展的角度考虑,针对该类专业大学生必备的知识和基础,全面培养学生的基本素质,使学生获得较宽泛的公共基础学科的理论知识,从而为学生后续学习及工作打下坚实的基础。技术基础课程涵盖非常广,主要包括人才培养要求中提到的电路理论、电工理论、电磁场、电子技术、机械基础理论、计算机软硬件原理及对应的实验和设计等课程,使学生系统地掌握本专业领域必需的技术基础理论知识。专业课程根据电气信息类下属各专业特点选择相应的专业必修课、专业方向核心课以及专业拓展课,使学生掌握本专业方向的专业知识和技能,训练学生的专业设计、实践和创新能力,接触相应学科的学术前沿。

  综上所述,从课程体系来看,各个高校电气信息类专业课程设置都是严格遵循该类专业的专业定位、学科内涵、人才培养目标和要求而设置的,为学生提供了丰富的自然科学和专业技术知识,同时也在一定程度上提高了学生的实践和创新能力。然而,这种“始终以教师为中心”的统一的教学培养模式也不利于学生自主解决与课程对应的实验、设计过程中出现的各种问题,不利于学生系统理解和掌握电气信息类专业的各种相关技术,同时在一定程度上也影响了学生实践和创新能力的锻炼效果。

  因此,为了促进学生理论与实践相结合、培养学生的创新能力,必须在当前“以教师为中心”的培养模式中增加“以学生为中心”的培养模式,充分调动学生的积极性和主动性,激发他们的探索和研究精神,让学生在逐步深入的学习过程中构建自己的本专业知识框架体系。

  为了充分调动学生的积极性和主动性,达到电气信息类大学生人才培养的目标和要求,应让学生根据自己的兴趣选择喜欢的课题,真正参与到一些没有借鉴的实际开发类项目中,与教师或学生共同讨论、设计并实施项目方案,了解电气信息类项目的整体实现过程以及可能出现的问题。如在新加坡国立大学电气与计算机工程学院,学校教师 在学校主页上本科学生招聘信息(包括:项目名称、项目实现目标和要求、具体负责任务、对所招收学生的要求、联系方式等等);学生可以通过网站在线查找学校教师的招聘信息,针对自己感兴趣的项目可以联系相应教师,申请相关职位;教师收到学生申请要求后,组织面试;学生面试通过后正式加入该教师项目组,与团队协作共同完成项目任务。在国内高校,近年大量出现“大学生暑期企业实习计划”,即各企业在相关网页上暑期实习职位,相关专业大学生递交个人简历,申请企业提供的实习职位;企业组织相关人员进行简历筛选、笔试以及几轮面试,通过的学生进入企业进行实习。这种“大学生暑期企业实习计划”不仅让大学生了解和掌握了就业的相关知识、技能,锻炼和培养了大学生的社会实践以及进入社会的适应能力。同时,对于能够进入企业进行实习的学生,还能锻炼其创新思维、灵活应变的能力、持续学习和掌握新知识的能力、不断适应新环境的能力以及团队合作精神等等。

  由此可见,学生实践和创新等能力的提升需要实际的项目或任务支撑。为了更好地锻炼和培养电气信息类专业大学生的实践、创新能力,可以借鉴上述国外高校的人才培养方式以及“大学生暑期企业实习计划”,在本科生培养阶段可以引入“项目实习制”,引导学生尽早、更频繁地接触实际项目工作,感受专业氛围。

  另外,目前国内高校中一些青年教师指导的学生比较少。一方面,没有指导的研究生或者研究生数目比较少;另一方面,本科生毕业设计有时间限制(与项目进展不同步,缺乏延续性),因此导致教师有实际的科研项目但是缺乏足够的人力资源去实现。“项目实习制”不仅可以培养学生的创新实践能力,同时也能解决青年教师项目人员缺少的现状,对于高校来说是一个双赢策略。

  高校教师根据自身需求(如国家自然科学基金研发项目、企业横向项目等),通过各种渠道(如校内网站等)项目实习职位需求,相关专业的各年级大学生可以应聘感兴趣的职位,教师经过考核后聘用适合的学生。聘用后的学生要按项目进度完成教师交代的各项任务,出现问题可以查阅资料、与课题组其他组员以及教师商讨。以“水压试验机故障诊断”项目为例,学生首先需要到现场进行调研,了解水压试验机设备的运行原理和流程,学习PLC(可编程逻辑)、WinCC等软件编程方法,同时针对该设备的故障诊断问题提出可行的解决方法。此外,还要考虑方法的时效特性。

  高校制定有关使“项目实习制”进入正规化渠道。学校制定学生实习津贴标准,根据学生的考核成绩划分为五档:A档(考核成绩 90分),B档(80分,考核成绩90分),C档(70分,考核成绩80分),D档(60分,考核成绩70分),E档(考核成绩60分)。根据学校规定的标准以及学生参与实习的时间,教师从项目人力资源经费中支出学生的津贴。

  在项目实习的过程中,学生会遇到各种实际问题,通过自身所学理论知识、查阅相关资料、现场调研与高年级学生以及教师交流积极主动解决实际项目中出现的问题。“项目实习制”不仅能够培养学生技术方面解决实际问题的专业能力,而且对于学生个人综合素质(包括:创新思维、灵活应变的能力、持续学习和掌握新知识的能力、不断适应新环境的能力、良好的沟通能力、团队合作精神等)的培养也非常有益。相比而言,“项目实习制”比“大学生暑期实际计划”更加灵活,便于学生在项目实施的过程中发现问题,促进对书本知识的理解和运用。

  综上所述,通过这种“项目实习制”人才培养方式,本科生可以跟随教师进行研究性学习,并且可以充分利用实验室设备以及博士、硕士资源,把课堂“填鸭式”教学扩展为现场教学,为本科生今后的工程实践打下良好的基础。同时,大学生可以在本科阶段接触多个研究方向,有利于学生对本专业主要的研究方向有一个较清晰的认识,进而明确自身爱好所在,为学生继续求学或就业指明方向。

  在本科教学中引入“项目实习制”教学策略能够培养学生具有更强的工程实践能力、创新能力、表达能力、沟通能力、心理承受能力以及团队协作能力,使学生具备主动获取知识、主动参与自主创新的积极性和过硬的社会竞争力,对于满足岗位需求能力具有现实意义。

  [1]李寒林,林洪贵,蔡振雄,等.毕业论文指导中的创新实践能力培养探析[J].集美大学学报,2012,13(1):126-128.

  [2]邹逢兴,陈立刚,徐晓红,等.关于自动化专业电子信息类课程教学改革的探索与思考[J].中国大学教学,2011,(9):37-40.

  在“通才”与“专才”两个高等教育人才培养目标的基本模式下,我国的人才培养模式有着明显的时代性。在社会经济的迅猛发展和不断深化变革中,我国的高校人才培养模式也在不断发生着变化。大学是高等教育实践的主要阵地,担负着向社会输送优秀人才的重任,并且在传播知识、促进社会科技进步中发挥着重要的作用。电气工程及其自动化专业就是为了适应社会主义建设的需要,培养德智体美全面发展的掌握基本的理论知识的工程技术人才,一直是对社会经济发展反应最为活跃的基础学科,可以说是许多新兴学科生长的温床。在我国,电气工程及其自动化专业人才培养在新形势发展成为了我国的社会、经济和科技的发展的表现,所以电气工程的发展就要符合新形势的发展,从而更好地为我国的社会经济和科技服务。

  为了能够适应21世纪人才培养和发展的需要,就需要转变传统的人才培养模式,从而提高人才培养的质量,增强毕业生的专业技能和社会适应能力,这也是电气工程及其自动化专业的教育工作者需要认真研究和不断探索的一个课题。通过长期的教学实践,我们认为电气工程及其自动化专业人才培养模式可以从以下几个方面着手。

  科学定位是电气工程及其自动化专业人才培养的关键所在,是决定人才培养质量的首要因素。“以学生为根本,以教师为主导,以教学为中心,以质量为宗旨,以市场为导向,以地方为依托,培养下得去、为得住、干得好的基层应用型高级技术人才”作为本专业建设的理念,通过进一步加强电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究,强化对学生实践能力和创新能力的培养,加强对师资队伍的建设,提升教育教学的水平,从而确保教学的质量。要达到对电气工程及其自动化专业人才培养模式的科学定位,又可以从以下几点来思考:

  (1)首先要有明确的专业培养目标。电气工程及其自动化专业培养的人才就是“要适应21世纪社会主义现代化建设的需要,德智体全面发展,综合素质高,应用能力强,基础扎实,知识面宽,以强电为主,强弱电相结合”。在培养方案中要让学生受到基本的电气工程、电工电子技术、计算机控制技术、控制理论等方面的训练,从而实现理论与技能兼修和“基层应用型”的高级技术人才。

  (2)发展专业特色。电气工程及其自动化专业可以具体分为电力系统及其自动化和输电线路工程设计三个专业方向。在专业培养中,为了使本专业的特色得到最大的发挥,可以让学生在前两年进行“通识”教育,之后再跟对社会市场的人才需求并结合个人的特长,进行专门技能的学习和训练。

  教育教学的内容和课程体系的设置被认为是实现和提高人才质量的核心,对传统的课程体系进行变革是电气工程及其自动化专业人才培养模式中最有力的方法。变革传统的课程体系,就需要构建“理论――技能”相并重的教育模式,在优化课程体系的过程中,使学生能够在理论学生的过程中也实现技能的提升,使学生能够实现自身专业素养的提高。在变革传统课程体系中,我们可以把专业课程分为基础类的、实践类的和专业技术类的三种。在基础类课程中教育工作者就需要在遵循教育教学的规律中转变原有的陈旧的教学理念和教学方式;在实践类课程中教师要注重学生理论知识的转化,在实践操作的过程中将知识实现为自身的技能。

  电气工程及其自动化专业是培养基层应用型人才,因此教师在加强理论教育的同时也要注重强化实践教学的环节,从而提高学生在计算机应用、工程创新和实践以及创业等方面的能力。

  (1)首先在课程设计方面要突出实践教学。“课程设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节,是对学生进行的一次专业训练”,因此在课程设计方面可以增加诸如电力系统及其自动化方向的电力系统的短路电流计算课程设计、单片机原理与接术课程设计等。增加这些实践教学环节就是要学生巩固和加深所学到的专业理论知识,并在实践的过程中培养和实现学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力。

  (2)其次要增加实习环节。为了提升学生的实践能力,在培养中还应该注重学生的实习教学环节,让学生可以在真实状态下进行实际的操作,从而将知识内化为自身的一种能力。例如,可以安排学生到与学校有合作关系的企业实习,在实习中让学生做好实习日记,并且在实习完成之后也实习报告,对整个的实习过程有一个整体的反思和评价。在实习教学中科学的设置和安排符合培养的目标,能够使学生加强对专业知识的理解,同时增强自身的感性认识。

  通过对电气工程及其自动化专业的科学定位、变革传统的课程体系以及加强实践教学、理论与实践并重为主要模式来加强对电气工程及其自动化专业的人才培养具有重要的现实意义。无论采取何种培养模式,都需要针对本校的实际教学情况,从而制定出更具有针对性的人才培养目标和方案,使我国的电气工程及其自动化专业的人才培养更能符合我国社会主义事业的各项发展的需要。

  [1] 胡敏强,程明,李扬.新形势下电气工程及其自动化专业人才培养模式与知识体系框架[J].电气电子教学学报,2003(2).

  [2] 黄肇,罗庆跃,袁旭龙,等.电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践[J].中国电力教育,2010(31).

  电气工程及其自动化是一个涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术等诸多学科的领域,是一个综合性很强的学科,内容丰富多样化,其特点为:强弱电结合、机电结合、软硬件结合,是解决电气工程技术分析与控制问题的前言科技学科。

  电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,触角伸向各行各业,生活中的大小事务,均可见它的身影,与社会工业生产密切相关,发展十分迅速。

  电气工程及其自动化的起源要追溯到18世纪,美国人富兰克林(B. Franklin,1760-1790)著名的“风筝实验”为人类解开来了电的神秘面纱,不仅如此,电在自然界中的存在,也为电气工程的发展奠定了最直接的受体。

  19世纪初期,电流的磁效应、电磁感应定律相继被外国科学家研究出来。19世纪中后期,麦克斯发现的电磁理论,让电气工程的理论基础趋于完善。与20世纪交接的年代,西方发达国家陆续将电气工程专业植入大学课程,这是电气工程专业最早出现的地方。

  对于前期闭关锁国的中国来说,一直到洋务运动时期,电气工程专业才被引进到我国,由南洋大学堂(交通大学前身)第一个引进理论,并且设置了电机专科,这是我国大学最早的电气工程专业,至今约莫一百年左右,可以说电气工程在我国的发展历程也是较有历史的。到20世纪中期,我国高校陆续开设电气工程专业,也逐步将电气工程纳入国家重点科研项目,大力培养相关人才。20世纪末端,因特网互联世界,电气工程不再是单纯的电力工程,而是一项与计算机信息技术相互交叉的一门前沿学科。进入21世纪后,电气工程及其自动化发张迅猛,成为涵盖人类生活最广的一门实用学科。

  在电气工程及其自动话主要在电力系统中应用,现代电力系统自动化的主要特征为:大机组、大电网、高度自动化。电气工程中自动化技术的在电力系统运用主要体现在电网调度自动化、发电厂自动化,变电站自动化和配电自动化这四个方面。

  电网调度自动化主要通过安全分析与对策提出(SA)、数据采集与安全监控(SCADA)和自动发电控制(AGC)与经济调度控制(EDC)三个手段来实现对电网安全经济运行调整。发电厂自动化系统主要包括了动力机械自动控制、自动发电量控制系统(AGC)和自动电压控制系统(AVC)系统。发电厂自动化系统能自动对发电厂进行自动检测、电能预估、调节、监视和管理,提高发电厂运行效率。变电站综合自动化系统的5个子系统包括控制系统、继电子保护系统,电压、无功综合控制子系统、通信子系统和低频减负荷控制及备用电源自动投入子系统。通过计算机硬件系统或者自动化装置,代替人工进行各种运行作业,提高变电站运行水平和管理水平的自动化系统。配电系统自动化的主要功能是降低电网的损耗、监控配电网的运行状况、优化配电网的运行方式、提高配电网设备自身的可靠性运行能力以及减轻了运行人员的劳动强度以及维护费用。

  除了传统电气工程设计到的电力系统,现如今,电气工程是一门覆盖面广,内容丰富的交叉学科。电气工程还涉及到建筑物多项改造活动,对建筑物结构性能的变化有较大的影响。根据勘测结果显示,建筑物电气工程结构像设备运行、线路连接、现场操控等方面,均对建筑物本身有很大影响。

  同时,信息技术作为推动电气工程及其自动化发展的原动力,理所当然会将电气工程及自动化的热门技术用在本行业。随着当今市场的需求驱动,电气自动化与IT平台实现了逐步的融合,而当前全球电子商务的普及将大大加速这一融合过程。

  智能电网是由电力智能控制系统控制的新型电网结构,其主要特点包涵6点:坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化。具有能够自动检测、分析故障,实现故障隔离和系统自我恢复的功能,有效抵御自然灾害或人为的外力破坏,保证电网安全可靠运行,并且实现资源合理配置,提高能源利用效率,减少电能损耗,降低投资成本和运行维护成本。具有良好的发展前景。

  在电力系统中,利用GPS的光纤通信技术和同步相量测量技术,结合传统技术与新的安全监控技术相互结合,实现了精确的时间和地点相量控制。

  电力设备在线监测系统由容性设备绝缘在线监测装置、避雷器绝缘在线监测装置、断路器在线监测装置组成,系统涵盖了变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测,监测参量多、功能齐全。系统也可以灵活配置,由其中的一套或两套装置组成,必要时也可选配变压器油色谱监测装置。其特点为:配置灵活,扩展性好,数据可靠,安装简便,维护简单。

  现代生产和科学技术的发展,随着工业化进程的飞速发展以及人民生活水平跳跃式发展,对自动化技术提出越来越高的要求, 同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。未来电气工程及其自动化趋向于更智能化、适应工业生产方向的控制系统上发展;趋向于多机模型处理问题的设计分析;趋向于日益增长的先进的控制原理以及趋向于信息技术化的自动化产品。

  更为重要的是,电气工程及其自动化的应用范围不再局限于单纯的电力工程系统体系,而是更加广泛的融入人类生产活动中。例如企业的综合性自动化系统、交通控制自动化系统、经济管理自动化控制系统都将投入运行中。自动化将在更大程度上匹配当今社会飞速发展的速度,在最大程度上实现拟人化。

  在新世纪中,自动化控制类学科将具有更加开阔的前景,研究内容将更加富有挑战性,覆盖范围将更加广阔,关注和学习电气自动化专业控制类课程的人员将不断地增加。

  为了构建工程教育质量监控体系和工程教育与工程界的联系机制,实现我国工程教育的国际互认,提升我国高等工程教育的国际竞争力[1],教育部于2006年3月正式启动了工程教育专业认证试点工作。作为四个试点认证专业之一,电气工程专业的认证筹备会议于2006年4月5日在北京召开,着手起草相关文件和认证标准等;随后的会议又进一步修改与完善了相关文件等[2]。

  电气工程专业认证首要的关键问题是判断培养目标、课程设置及教学内容等是否符合专业认证通用标准[3]和补充标准[4]。为此,对照上述标准的要求,我校电气工程及其自动化专业进行了课程设置方面的相应改革,为顺利通过专业认证[5]奠定了基础。

  我校按照理论课程16学时对应1学分、独立设置的实验课程30学时对应1学分进行学分设置。根据培养计划,电气工程及其自动化专业学生必须修满168个学分方可毕业,包括理论教学学分和集中实践环节学分。理论教学占132学分、集中实践环节占36学分;其中,理论教学中的必修课为98学分,人文及社会科学选修课为6学分,选修课为28学分。

  为了全面推进素质教育,激励学生树立创新意识,培养学生的实践能力和创新能力,提高学生综合素质,学校鼓励学生积极参加第二课堂活动,制定了《长沙理工大学第二课堂学分认定暂行办法》。第二课堂活动主要包括:各级各类竞赛,论文和科技成果,科研活动,各类过级考试和职业技能考核,社会实践活动,公益劳动等,“大学生素质拓展中心”或“阳光艺术团”组织的各类培训班,学生会或学生社团联合会组织的活动,各学院根据自身特点确定的活动或项目。学生参加上述各类活动并至少获得10学分方可毕业(第二课堂学分不包含在毕业总学分之中)。

  我校对于教学计划修订有较为完善的制度,一般每隔4年左右就对培养方案进行一次修订,教学计划的修改随同进行。培养方案和教学计划一经确定,将保持一定的稳定性;其修订原则上根据国家或社会发展的要求进行。教学计划批准后,教学组织和实施严格按照教学计划表执行。

  根据电力行业的发展需求,近年来,电气工程及其自动化专业分别于2006年、2008年、2010年和2013年对教学计划进行了修订,由专业负责人带头、骨干教师参与,广泛征询学生和相关行业的企事业单位意见,并经学校组织的校内外专家评审通过后才确定。2013年在遵循学校指导原则的大前提下,结合学院培养目标,尤其是在听取校外的企业专家对培养方案审核意见的基础上,为了更好的彰显专业特色,增强本专业人才培养的工程适应性与工程应用性,同时为了使课程之间的衔接更为合理,针对本专业培养方案细节进行了相应调整。例如,增加了本专业直接与工程应用紧密相关的几门最重要的专业课和专业平台课的学时:“发电厂电气部分”、“继电保护原理”、“电力系统暂态分析”三门课程的课时由原方案的56学时增加为64学时,“高电压技术”课程由原方案的40学时上升为48学时;另外,适当加强了与本专业工程应用联系较为紧密的基础课与专业基础课:“线学时,“电路理论A(上)”与“电机学A(上)”皆由48学时增加为56学时,并新增了一门选修课“工程力学”;为了使课程安排与衔接更为合理,将“线性代数”提前到第一学年的秋季学期,以便与课程“电路理论A”更好的衔接,将“发电厂动力部分”提前到第二学年春季学期,使其与“认识实习”更好的配合,将比较重要的专业限选课“电力系统自动控制技术”提前到第三学年春季学期,以加强其教学效果;将限选课“电力电子技术A”提前到第三学年秋季学期,以便与“电力系统自动控制技术”更合理的衔接;另外考虑到原方案中所设置的高电压专业方向的应用面较窄,往届学生选择该专业方向的很少,甚至无法开班,因此,本次方案中取消了高电压专业方向,但为了适当加强高电压技术方面的内容,增加了“高电压技术综合应用”这门选修课。

  根据专业认证通用标准[3]和补充标准[4],在电气工程及其自动化特色专业课程体系的基础上,根据本专业培养目标定位,其培养规格、培养途径和培养质量都以培养目标达成为导向,课程的开设也紧紧契合培养目标和毕业生能力要求。本专业课程体系称为“6+1”结构:由人文及社会科学类、数学与自然科学类、工程基础类、专业基础类、专业类、工程实践与毕业设计(论文)6个模块和课外教育活动模块组成,课程结构比例为:人文及社会科学类课程(含外语)占总学分的21.1%,数学与自然科学类课程占总学分的15.5%,工程基础类课程、学科专业基础类课程与专业类课程占总学分的43.2%,工程实践与毕业设计(论文)占总学分的20.2%;具体课程开设情况见表1,主要课程的先修关系如图1所示。课外教育活动主要考虑学生综合素质及个性化能力培养,在课堂之外可获得的创新学分(我校普教本科生第二课堂活动学分折算表见表2)。

  (1)通过人文及社会科学类课程,培养学生人文科学素养、社会责任感和职业道德,使之具备一定的经济和管理知识;并具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力;

  (2)通过数学与自然科学类课程的学习,培养学生应用数学与自然科学知识解决本专业中工程问题的能力;

  (3)通过工程基础类课程的学习,培养学生掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关国内外最新科技文献的能力;

  (4)通过专业基础类课程的学习,掌握学科基础知识和专业基本理论知识,培养学生不断学习和适应发展的能力;

  (5)通过专业类课程的学习,了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发,能正确认识电力技术对于国民经济和社会发展的影响;了解本专业的前沿发展现状和趋势;

  (6)通过工程实践与毕业设计(论文)等工程实践环节,提高学生综合运用理论和技术手段解决实际问题的能力和追求创新的态度和意识;培养学生的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。

  显然,上述课程体系满足了《工程教育专业认证通用标准》[3]中培养学生“十大”能力的要求,同时通过专业基础、专业课的学习,满足《电子信息与电气工程类专业认证补充标准》[4]中知识要求、能力要求、工程要求和特别要求条款。通过选修课的设置,学生可根据自身实际及职业规划的需要有选择性的学习。

  建筑行业是我国重要的经济增长行业之一,对国民经济的发展和人们生活水平的提高有着密切的关系。伴随着科学技术的发展和经济文化的交流,人们的生活水平和生活质量有了巨大的提升,对建筑工程的设计施工以及管理都提出了更为严格的要求,传统的实用和简单的具有外部的艺术美感已经难以满足人们日益多元化的需求,加强对建筑行业的电气自动化研究,对建筑行业设计施工中,配备先进的现代化电气设备,实施建筑工程项目的电气自动化,这是现代化建筑设计施工和满足人们日益多变的经济文化需要的客观要求。经过实践证明,建筑工程的电气自动化,不仅仅关系到整个项目工程的施工进度,更是建筑工程行业实施质量竞争的核心和关键。在现代化的建筑工程设计施工中,实施电气自动化,提高自动化水平,是我国建筑行业的发展要求。

  在我国的建筑行业,通过多年不断的发展和研究,电气的自动化已经初具规模,电气自动化程度日渐加深,电气自动化水平逐渐提高,电气自动化在我国建筑行业的应用和发展,为我国的建筑行业的繁荣作出了重要贡献,但是从我国的整体工程建筑电气自动化水平来看,依旧存在着很多问题,新设备新技术应用缓慢,电气自动化的设计施工不够科学,管理不够完善等一系列问题,使得我国在电气自动化进程中,无论是电气自动化水平还是电气自动化程度,都远远落后于西方发达国家,使得我国的建筑行业相对于西方发达国家而言,无论是在电气的设计施工上,还是电气自动化的安全稳定上,都缺乏很强的竞争力,新时期下,正确理性面对我国建筑电气自动化的现状,找出存在的缺陷,加大对电气自动化的研究,提高我国建筑行业的电气自动化水平,是我国现代化发展的客观要求和必然选择。

  我国目前的建筑行业整体规模相对小,资金积累不够,难以留住高端的优秀管人才,企业的积累缺乏,使得整个建筑行业中电气自动化设计施工的高层核心技术人员缺失,使得整个建筑行业电气自动化缺乏活力和技术保证。

  我国的建筑行业在电气自动化上有了一定的发展,但是缺乏钻研突破的研究技术精神,缺乏对核心技术的研究,自动化设备多采用进口和引进,且应用的速度缓慢,难以形成自己企业的核心专利,难以保持自动化的核心竞争力。自动化市场尚不完善,不够健全,恶性竞争,市场规范不严格,且产品品牌单调,品牌知名度不高,难以和国际知名自动化品牌竞争

  建筑行业发展迅速,很多管理者多想尽一切手段来提高建筑工程的效益,为了大幅度降低成本,使用假冒伪劣的电气设备和电气产品,设计部符合国家标准的施工安装方式,使用质量难以达到质量标准的材料等一系列问题,使得整个电气自动化的设计施工中,质量难以得到保证,同时,很多施工的企业由于企业的自身实力有限,缺乏一定的电气自动化的监测设备和监控设施,在施工和对整个电气化管理中,难以全面,难以科学精细,这些方面都严重影响到整个电气自动化的水平和质量。

  实施电气自动化,加强对先进技术和设备的应用速度,采用科学严谨的设计方式和施工程序,加强对电气自动化的管理,加强对各种电气设备,电气材料的管理监督,保证了整个工程建筑的工程质量,同时,可以大幅度降低工程成本,并合理的控制工程的进度,电气自动化的水平提高,亦有助于保证整个工程建筑中的安全。

  电气自动化的进程加快,对整个电气行业的技术人员和管理人员都提出了更高的要求,不仅仅要求有丰富的管理经验,更需要有精湛的电气技术和较高的工作素养,同时,电气自动化很大程度上减少了工程中的暗箱操作等弊端,敦促着工作人员依法办事,严格执行相关的规章制度,有助于促进整个建筑市场的规范化管理。

  纵观我国目前的建筑工程发展行情,电气自动化的发展应用,智能化是其核心部分,所谓智能化表现在其具有多种新功能。在在建筑行业控制方面,有关的现场仪表在一起,在现场实现自主调节,从而实现控制的彻底分散使调节要加及时,并提高了整个系统的可靠性。

  建筑行业中竞争越发激烈,对工程产品质量的要求越来越严格,实施电气自动化,先进技术的采用,科学管理方式的实施,整个建筑工程的自动化水平不断升高,使得施工标准更为严格,产品的精度朝着更高的方向发展,因此,自动化在建筑工程中会有着更严密精确的要求。

  在现代的建筑行业,电气自动化能够实现非接触传输,特别适用于恶劣环境或振动、高速旋转对象的监控,而且降低了安装成本、持续降低运行维护成本,同时更换方便,便于升级。还能够减少接插件故障,移动自由且不受限制,建筑行业电气自动化是工厂测控模式的变革,将会有力的推进我国建筑行业电气自动化进程。

  建筑工程电气自动化企业关系到国民经济的发展和人们生活水平的提高,政府加大对建筑行业电气自动化的支持引导,政府部门要引导自动化企业转变观念、稳定心态,提高产品质量以及服务质量,引导优秀的国产品牌进入重要领域,为民族企业的发展提供空间。

  建筑行业要加强对各种电气设备和电气设计施工技术的研究探讨,加强各个建筑单位之间的通力合作,不断加大对新技术新设备和心的管理理念的引进和运用,加大投入,实现各种电气自动化核心技术的突破,使得建筑行业实现整个设计施工方式的转变,提高整体的核心竞争力。

  建筑行业关系到国计民生,实现建筑行业的电气自动化,加大对各种电气自动化技术的研究,不断实现各种技术和管理方法的突破,是提高人们生活水平和生活质量,促进整个建筑行业快速健康发展的客观要求,必须得到各方面的支持和重视,以建筑行业的电气自动化,带动整个社会的自动化进程,这是促进我国整个社会自动化的有效方式之一。

  [1]孙成明 沈滢 王然冉 建筑行业对电气工程及其自动化专业人才专业素质、知识结构和实践技能要求分析 [会议论文],2007 - 第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会

  [2]张勇 浅谈电气自动化管理 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年14期

  [3]金永旺 电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势 [期刊论文] 《企业导报》 -2012年4期

  [4]于泽轩 实现电气自动化及其发展战略研究 [期刊论文] 《商品与质量:学术观察》 -2012年2期

  [5]刘冬梅 某大型原料输送工程的电气自动化系统设计 [期刊论文] 《科技信息(科学教研)》 -2008年7期

  [6]陈俊峰 超高建筑电气自动化设备项目工程管理论述 [期刊论文] 《中国房地产业》 -2011年12期

  本科院校作为我国高等教育的生力军,是培养应用型高级专门人才的主要阵地,它们以培养应用型、复合型人才为出发点,按照“基础扎实、知识面宽、应用能力强、素质高、有较强的创新精神”的要求,以人为本,使其培养的学生“会学习”、“会创新”、“会做人”。针对在人才培养上的应用型特色,在学生的知识构建上应把握好通识教育与专业教育的关系,强调知识体系的完整、系统和科学性,要有较强的动手能力、技术创新和技术的二次开发能力[1]。电气工程及其自动化专业目标是培养德智体全面发展的,能适应社会主义现代化建设需要,具有电力系统及其自动化、继电保护及自动化、电气技术、计算机应用等方面的基本理论素质、专业基本知识和较高综合素质的复合型高级工程技术人才。毕业生能在电力部门、科研院所、国民经济管理部门、工矿企业等单位从事与电气工程有关的系统运行与维护、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析以及电子与计算机应用等工作一线的应用型高级技术人才。

  随着新的科学技术成就不断涌现,现代电子学和计算机技术飞速发展,并迅速渗透到传统电工学科的各个领域,使电工学科理论和技术发生了巨大的变化。在电工行业中工作的科技人员,只具备传统电工理论及其应用的知识结构已经无法胜任工作。[2]在新形势下如何培养和造就新一代电气工程人才是世界各国电气工程教育界关注和积极探索的问题。电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化,电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合,要求培养的学生应受到电气工程、电工电子、信息控制、计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程与自动控制技术问题的基本能力。电气工程学科的主要任务是提高电力系统和用电设备的技术含量和运行质量,提高运行的合理性和可靠性,提高运行效率。弱电知识需要越来越多,强弱电融合是电气工程专业教育的必然趋势。

  注册电气工程师制度的实施将对高校电气工程及其自动化专业的教学产生重大影响,它要求专业定位要贯彻“厚基础、宽专业”的方针,基础课程与专业课程的覆盖面要满足注册电气工程师的基本要求;专业课程内容要及时反映学科的新发展,包括新领域、新技术、新规范;要切实加强工程训练,加强实践环节的教学,努力提高学生的工程设计能力。然而,目前电气工程及其自动化专业教育还存在着与注册电气工程师制度不适应的问题,如轻实践、面向工程不够;课程结构设置不够、不合理;教师工程经验缺乏等。为此需要建立起与注册电气工程师制度相适应的电气工程及其自动化专业教育。

  1根据现代高等教育的发展趋势以及社会对专业人才的培养要求,结合我校的实际情况,现在学院有我省首批批准建立的示范性教学中心“电工电子实验示范教学中心”,部级创新实验区“农业电气化与自动化专业人才培养模式创新实验区”。在理论教学工作中,学院加强校内外实习基地建设,目前已在大庆龙凤热电厂、大庆油田供电公司、同创集团、农垦通信公司、哈尔滨新中新集团等企事业单位建立了19个相对稳定、质量较高的校外教学实习基地。学院与北京科瑞尔斯公司和达内公司进行校企合作办学,培养理论和实践相结合的人才。

  我校电气工程及其自动化专业坚持“强弱电相结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件相结合、元件与系统相结合、运行与研制相结合”的专业办学特点,坚持“传授知识与探索研究结合、教学与科研结合、教师与学生结合、课内与课外结合、校内校外结合”的人才培养模式,按照“加强基础、拓宽面向、增强素质、提高能力”的建设思路,以知识、能力和素质协调发展为原则,改革课程教学内容和优化课程体系、实施研究型教学、重构实践创新教学体系、推进产学研合作等途径,培养具有创新精神和较强工程能力的宽口径高级工程技术人才。

  2课程设计应着重学生测试、调试、设计和初步的开发能力的培养,电气工程及其自动化专业主干课程都铺排课程设计环节,课程设计环节对学生的工程概念、系统概念和系统设计能力以及进步工程基本素质,培养较强工程实践能力至关重要。课程设计时间一般只有一二周,故课题难度不宜太大,但要有一定的广度。课题必需有一定的代表性,能够笼盖课程的主要部门,要夸大工程基本素质的培养。学生可以结合个人偏好自行选题,也可以选择教师布置的课题,并对课题进行分析、设计、编程、安装、焊接与调试,终极提交产品和设计讲演。学生们在做课程设计之初,任务对于他们来说有些难度,但通过整个环节,他们得到了很好的锻炼,主要的收成并不是学会了多少详细的设计计算方法,而是学会了如何着手做事。在这里,教师的作用是给同学们引导方向,借助课程设计的载体帮他们把以前学过的知识有机地串起来,只有他们碰到自己解决不了的题目时才协助他们解决,充分体现了“授之以渔”而不是“授之以鱼”。毕业实习应着重培养学生综合运用专业知识,独立分析和判定出产中的技术题目的能力。通过2~3周的毕业实习,使学生把握发电厂电气运行、维护的基本知识,了解电厂出产的各项轨制,增强事业心和责任感;认识电能出产的主要环节,分析电厂电气设备的布置及二次设备(继电保护、自动装置等)的配置;学习电厂的事故处理、事故设想和防范措施;了解继电保护屏、中心信号及控制屏的设计、安装、接线、调试;了解电力企业的出产治理和各职能部分的地位和作用;搜集毕业设计有关资料。

  3.实际学习中,做好创新性学习,有意义的学习,探究学习,投入式学习,浸润式学习,协作式学习,自主学习等,处理好“学会”与“会学”的关系。根据社会需要和学校自身办学条件,强调理论与实践相结合的高阶能力培养(问题求解,决策判断,批判性思维和创新性思维)。课程体系的反馈与调整课程体系建立的中心任务是培养社会需要的人才,最终要在社会上检验,同时社会的进步与发展对人才需求的内涵也在逐步变化。因此,在完成内部反馈调控同时要注意外部资源的吸收整合,以提高产学研相结合的培养效率,因外资非常丰富,我们要像生物体细胞一样消化吸收和扬弃,从而达到有效利用的效果,在综合需求资源的前提下,进行下一轮课程体系的调整,使之成为真正的、有效的、持续健康发展的完善的课程体系。

  该学院电气工程及其自动化专业的“电气工程基础”课程在课程体系中具有承上启下和举足轻重的地位。该文主要是想通过对目前该院工科课程电气工程基础教学方法与手段改革的研究探索,建立一套对工科学生具有实际教育特色的“校企合作、产学结合、工学交替”的人才培养模式,形成一套对于我院工科学生最具特色鲜明的课程教学方式。培养技术力量雄厚、专业技能突出的双师结构教师队伍,搭建信息覆盖面广、服务对象范围宽的信息化平台,实现优质教学资源上网共享,建设设备先进、技术一流的校内外实训基地,提高教学质量,拓宽学生的就业渠道及提高学生就业质量。努力把电气自动化技术专业建设成办学理念先进、产学结合紧密、特色鲜明、就业质量高的特色专业。

  该文主要针对创造、创新和创业型的人才培养需求,让学生对本课程的认真学习,建立对电力行业及其相关知识的基本认识,能够通过理论和实践的学习扎实掌握电力系统的稳态分析、暂态分析以及常见的故障分析和相关的计算方法。为以后专业课程的学习以及制作毕业设计和实践实习打下坚实的理论基础。

  (1)培养目标的确定。该院重点以岗位和职业资格要求为依据,使学生通过在校的努力学习4年的专业知识,不但掌握了专业的理论知识和实践知识,同时拥有专业的就业技能,毕业之时能够获得毕业证和多张技术证书。

  (2)课程体系的重构。电气工程及其自动化专业课程体系的建设是以社会需求的职业岗位为核心,建立适应相应的岗位需求的技术性人才,故而重点突破整个课程框架中该课程的主线地位,有效组织学生进行相应的实践课程培训学习,构建具有我院特色专业的工学结合的课程体系。

  (3)整体课程的设置。针对当前社会的需求,电气工程及其自动化专业课程的设置必须从社会岗位需求考虑,把握以工作任务为要领,经过对学生在校期间对课程的专业学习,培养以学生就业为导向目标,让专业课程的内容能满足社会中对该行业岗位或相关多岗位之间工作上的专业知识技能需求。

  (4)以项目为主体建设专业核心课程。重点打破传统的以课堂讲授知识为主要特征的传统学科课程模式,转变为以学生适应社会中企业或公司的工作岗位任务为中心,集中精力组织相关专业课程内容,让学生能将所学专业知识运用到项目中,同时又能在执行项目过程中熟悉所学理论知识。

  通过校企合作是本院电气工程及其自动化专业课程开发的最有效、最基本的途径,共同开发、开发的具体方法如以下几点。

  (1)教师讲授与学生自学结合,采取案例教学方法试行研究。为了培养学生将所学的电气工程基础专业理论课程能够灵活运用到实际问题中,采取通过具体事例教学方式和课题理论相结合方式。如在讲授电力系统无功功率与电压调整这部分内容时,可设计案例:某工厂由于功率因数过低,导致每月均有大量罚款,而该工厂认为这项罚款不可避免,可以改善吗?在讲授电力系统潮流分布中环路电势的概念前,将某电厂在先后购置的两台变压器并联运行时出现的环网损耗的计算作为实际案例。案例教学提高了学生分析问题、解决问题的能力和创新能力,同时也提高了学生的语言表达能力和心理素质,激发了他们的学习兴趣,形成教师与学生互动的学习氛围。

  (2)采用启发式和基于仿真的教学方式,落实我院该课程的技术理论联系实践的教学改革。“启发式”教学法是符合教学基本规律的,积极的采取科学的方式能够让学生开动脑筋、思维和实践,进而能够掌握实际性的知识和技能。基于仿真的教学方法主要是针对本课程的主要内容:输电线路稳态和暂态模型、各种基于计算机编程的潮流计算方法、同步发电机电磁暂态数学模型、同步电机三相短路分析、不对称短路故障分析、机电暂态分析、电压稳定性分析等难教难学内容,采取建立大量的仿真案例进行实际分析方式,使学生真正能够观察到各种短路后的波形,而且可以判断系统的稳定性、同时能够验证潮流计算结果等。这样在调动学生学习兴趣的同时,又能够很自然的让学生抓住该课程的重点所在。

  (3)研究制作一套完整的适用于电气工程基础理论与实践相结合的课程教学方法和改革手段所需的PPT电子演示文稿幻灯片。主要是通过围绕专业领域核心技术能力的培养,解决公共课程实数较多,专业课程实数较少与日益增多的教学内容矛盾,能够在有限的专业课程教学时数内,采取对专业课程实习优化教学设计、简化教学过程和精选重点教学内容,使教学应更具备企业岗位需求的针对性。

  (4)加强“双师型”教师队伍建设。应该着重考虑企业人才及市场需求,着力于培养复合型、开放型和创新型的电气自动化专业技术人才。

  工学院作为我校具有工科教育特色的一个院系,有很多动手、协作、团队的课程培养是通过项目研究来实现的。因此,加强我院电气自动化专业实践性课程项目研究的建设,以帮助学生提高创新创业能力尤为重要。经过对该专业中的电气工程基础课程教学方法和手段的改革研究,对我院工科学生将会受到更多更广良好的工程试验基础训练,同时还有大量上机实习等实际锻炼的机会。学生将在企业的控制与生产自动化以及针对当前社会需求岗位的自动控制与自动化软件应用方面获得系统分析、设计、开发与研究的基本能力。

  [1] 刘涤尘.电气类专业基础核心课程体系与教学改革研究与实践[R].教育部面向21世纪课题研究报告,2004.

  [2] 罗毅,吴耀武,娄素华,等.校园网实现“电气工程基础”课程网络辅助教学[J].电气电子教学学报,2007,29(1):131-132.

  电气工程及其自动化建设的水平是影响我国经济建设,提高工业建设水平的重要支点。随着我国经济建设水平的不断发展,信息化建设水平的提高,电气工程及其自动化越来越成为经济建设的核心内容。近些年随着一些高新技术、装备、信息网络的成熟,电气工程及其自动化的建设有了新的发展点,效率也在不断进步,使我们的生产生活更加方便快捷,也推动了电气工程本身在行业内的发展。该文主要论述了当前我国电气工程自动化的发展现状和面临的问题,提出了相应解决对策。

  在很长一段时间里,制约电气工程自动化发展的主要问题是效率问题。在计算机技术和信息技术发展的初级阶段,电气工程的信息化程度不高,专业化水平低,从业人员的知识面窄,自动化与其他专业之间的融合度低,这些都是传统电气工程的一些发展现状特点。

  从现在来看,缩短电气工程及其自动化的汇编程序时间,提高工作效率,以集成化的思维融入电气工程从而实现系统控制,这是当前主要的发展方向。再者对电气工程信息和数据的处理与存储可以大大节约数据信息传输和控制的时间,这就需要不断加强对介质访问的控制和研究。现场对总线的控制可以解决很多宏观层面的问题,对企业而言,总线控制加快了数据和信息传输的效率和精准性,也是电气工程未来科学化发展的前提条件,同时也给企业带来了成本上的节制。尽管从电气工程及其自动化的外部建设水平和内部治理结构上看,信息和数据处理的自动化水平随着网络科学技术的发展而有所进步,电气自动化也使得很多企业得利,但还面临很多问题需要解决。

  总体而言,对电气工程及其自动化的发展中所存在的问题可以从其内部系统结构与质量管控两个主要方面进行分析。

  (1)内部系统结构与组织。组织是系统的主要框架和核心,组织的组成对系统的目标实现有决定性作用。对电气工程的系统组成来说,主要分为系统的用电和供电两个方面,也可以将电气信息系统加入到其中。而由于对电气工程及其自动化整体考虑,很多时候电气工程的设计人员往往注重其中一个方面而忽视了其他两个方面,这使得电气系统在组织架构上存在缺漏,尚不能形成一个整体,不利于系统的长远发展和运营。

  (2)质量水平是工程建设的核心问题,如果电气工程建设中不对质量进行严格监督与控制,系统就会存在很大风险,甚至引发安全问题。当前我国的电气工程建设人员由于缺乏对标准规范的理解与掌握,在实际工程建设中更多是依靠经验,暴露出很多安全隐患。从企业的层面而言,电气工程建设缺乏一个系统、联动的控制系统,导致很多环节上管理的难度大大增加,设计人员没有从思想上矫正观念,导致设计的质量水平会不达标,很多时候强调结果而忽视过程,强调问题而忽视解决措施,这是不利于电气工程及其自动化发展的。

  电气工程及其自动化建设水平的高低直接影响企业的发展与管理水平,影响区域与经济建设的发展水平,也会影响到自动化行业发展的成熟与创新,针对之前提出的两个方面问题,笔者认为提高自动化建设水平应做好以下几方面工作。

  (1)合理科学地组织电气工程及其自动化的系统构架。合理完善的系统构建是提高电气工程自动化建设水平的第一步。在当前信息化背景下,计算机技术、大数据技术、信息处理与存储技术、程序语言的汇编技术都应该根据自己的特点被合理运用到系统的构建中。开机、测试、管理、检测和维护都应该一体化设计与考虑,对系统的运行应坚持节约成本、提高效率为原则。针对不同应用层面的目标,系统的开发人员和设计人员要能够合理、科学地植入当前最先进和最具有创新性的技术措施。

  (2)提高网络信息传输结构的效率。电气工程系统中,网络结构对信息的传输有控制作用,完善的通用网络结构可以保证信息和数据快捷、高效地呼唤与传递。此外,通用网络结构在系统对数据进行处理后可以提高资源的配置,管理和协调电气系统各个组成部分,保证数据传输的精准性和科学性。

  (3)提高电气自动化建设的专业性。提高电气工程及自动化的专业性要从体系和人才两个方面进行。电气工程及其自动化在设计与安装过程中要严格遵守相关的技术标准和规范,针对不同企业管理和应用层面,对设计人员和操作人员进行专业化训练,使他们对现有的控制系统和开发系统有清晰了解,使他们明白电气系统维护与运营的环境特征,将合理的设计运用到合理的工程建设中,将客户的安全和质量目标摆在第一位。

  (4)提高电气工程及其自动化的学术研究水平。学术研究水平的提升有助于运用价值。当前我国电气工程自动化的学术研究还不够成熟,一些新的观点和研究思路尚未应用到实际工程中,只有针对学术研究和应用实践进行不断论证和新再论证才可以完善技术,完善电气工程自动化的发展思路。

  电气工程及其自动化在社会经济建设中,企业管理方面的应用越来越广泛,在工业发展如此迅速的年代,电气工程及其自动化的建设水平必须结合新的形势,依托于信息和科学技术的发展,同时需要理论与实践的不断结合,需要一批专业化的电气工程自动化专业人才。

  [1] 徐立新.电气工程及其自动化的发展趋势分析[J].科技致富向导,2015,5(4):106-107.

  [2] 刘海蛟.电气工程及其自动化的发展[J].科技创新与应用, 2013(18):124.

  [3] 武现聪.电气工程及其自动化专业实践教学体系改革[J].江苏科技信息,2016(12):42-43.

  随着广东省电力工业的快速发展,对电气工程及其自动化专业的人才需求增加,因此专业的建设与发展具有很好的前景。作为一所独立院校,我院以服务地方经济社会发展为出发点,为广东经济社会发展培养自动化专业的高素质应用型人才。同时,我们需要看到自我国高校实行扩招以来,大学生数量大幅度增加,毕业生数也随之增加,因此未来本专业大学毕业生就业形势也不容乐观。在这种形式下,如何正确定位本专业的培养目标和培养规格,把本专业建设成为具有自己鲜明特色的专业就需要我们思考与探索。本文在广东技术师范学院天河学院的基础上,主要针对独立院校的电气工程及其自动化专业的人才培养模式进行探讨。

  电气工程及其自动化专业是通用性强的“宽口径大专业”,是由原电工类的电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电气技术等专业合并而成[1]。各高校根据社会经济发展对本专业人才的需求,依据各自的实际情况、办学条件,确定了彼此不同的、体现各校办学特色的专业方向、人才培养的方案和模式[2]。独立学院不同于重点高校与职业技术学院,他以培养介于研究型人才和具有某一职业技能人才之间的应用型人才。他们既要有一定的理论做基础,又要有一定的实际动手能力。因此我院电气工程及其自动化专业以培养基础扎实、知识面宽,具备自动控制理论、控制系统、信息处理、PLC和单片机控制技术、供配电及其自动化等方面的基本理论和专业知识,能在工业过程控制和电气系统等领域从事系统分析、系统运行与维护、开发与设计、管理与决策等工作的应用型工程技术人才

  电气工程及其自动化专业具有多学科交叉、内涵丰富、外延宽广等鲜明的特点,作为电类本科专业来说培养的人才应是宽口径、高素质的工程应用型人才[3]。为此在专业的理论教学体系构建中,按照“大平台+小模块”构建知识体系。大平台指公共基础课平台、专业基础课平台和专业必修课平台,小模块指按市场需求而灵活设置的专业方向课程群。

  ①公共基础课平台由公共基础、相关知识、专业拓展等系列课程构成,意在培养学生的基本素质,为学生后续学习打基础,全面提高学生综合素质和多角度的科学思维方法。②专业基础主要由数学、电路、数电、自动控制理论、电气控制技术等专业基础课程构成,教授学生专业相关基本知识,同时考虑将来专业口径的拓宽,为后续专业学习打下扎实的基础。③专业必修课平台主要由电力系统分析、继电保护原理、发电厂电气部分、工厂供配电、电力系统调度自动化、电力电子技术等专业课、限选课、任选课等组成。使学生掌握专业系统知识,着重培养学生分析和解决实际问题的能力。④结合我院现有资源及市场需求情况分析,专业方向课程群设置了两个专业方向,一是电力系统及其自动化专业方向,主要课程有电力设备运行与维护、电力系统程序设计、电力系统规划设计、变电站设计与运行等,注重培养电力系统、电气装备领域的系统设计、系统运行、研制开发、试验分析、工程建设与管理的高级工程应用型人才。二是电气控制方向,主要课程有单片机原理及应用、PLC原理及应用、DSP原理及应用、计算机控制技术等,培养掌握电机及电气控制、自控原理及系统、微机控制、掌握现代控制技术等理论知识,以及具有全面的电气自动化应用实务能力的应用型人才。

  应用型人才培养模式主要是以能力为中心,以培养技术应用型专门人才为目标[4]。我院的实践教学体系以工程实践为主,通过理论联系际,培养学生独立分析问题、解决实际问题的能力。在实践教学中针对应用型人才培养的要求,遵循技能与能力训练培养的教学规律,按照系统性、层次性和循序渐进的教学原则,将实践教学体系划为以下三种层次:

  ①基本技能层:包含各基础课程实验、专业基础课程实验,进行基本技能训练,培养学生的实践能力。②专业技能与工程实践层:包含专业课程实验、工程实训、课程设计、进行专业相关的技能和工程实践能力的训练。③综合应用能力与创新能力培养层:包含毕业设计、专业实训,认识实习、毕业实习、科技创新等进行综合应用能力和创新能力培养。

  这种层次渐进的实践教学体系形成了由单一到综合,按照先基础、后综合、再创新的思路,循序渐进地安排实验教学计划。目前我院电气工程及其自动化专业建立了基础实验室、专业实验室、实训基地等校内外实习实践教学基地,专业实践的教学条件已有较好的基础,给学生提供了更先进的实践硬件条件和环境。

  ①完善校内实训中心,发展校外实训基地。要培养高素质的高级工程应用型人才,除了完善的理论教学外,还必须有较好的实验和实习环境,以提高学生的实践能力[1]。通过资源整合、学校投入,已经完成电工电子等基础实验室、电力系统综合自动化等专业实验室的建设。这些实验室的设备在质量和数量上都能够满足实践教学的需要,并具有开放性、功能先进性,允许学生在此从事科技实验、技术革新等创造性活动。学生可以根据自身特长和兴趣到实训中心进行操作和技能训练,应用型人才的培养是建立在大量实践的基础上的,在学校外的职业环境中进行实习是形成优秀职业能力的重要环节[3]。我校鼓励学生走向社会,培养适应社会的能力。根据课程设置和培养方案,每年都会有学生到校外进行认识实习、毕业实习,让学生较早地接触工程实践环境,培养学生运用所学理论知识分析解决实际工程问题的理念,提高学生的工程意识和工程能力,为学生走上工作岗位打下良好的基础。同时,我们积极建立自己的校外实习基地,已经与广东民建实业有限公司等十多个企业进行产学合作,走“产学研”的人才培养模式。②积极开辟第二课堂,开展课外学术科技活动。学生参加学科竞赛和科技文化活动有利于学生运用理论知识和实践能力解决实际问题。我院有计划地引导、鼓励、组织学生参加各种课外科技文化活动,成立了专门的专业兴趣小组、专业特色作品设计大赛等课外科技活动委员会,积极引导学生参与其中;鼓励学生参加各种校外学科比赛,以扩大视野、启发科学思维,他们可以参加数学建模比赛、智能汽车大赛、电子设计大赛等。在理论与实际相结合的各种学术活动中,增长学生的见识,让学生充分施展自己的才华和兴趣,提高实践能力和综合素质。开展课外学术科技活动以来,先后有9人次在全国大学生电子设计比赛中获奖。

  作为一所独立院校,我们始终以应用型人才培养为目标,服务于地方经济。我们将根据学科发展的要求,结合独立学院的办学特色,不断地探索研究,相信通过我们的不懈努力,一定能将我院的电气工程及其自动化专业办成独具特色的专业,培养出更多具有创新能力、受社会欢迎的高素质应用型人才,为地方经济建设作出更大的贡献。

  [2]李明伟,李建月.我院电气工程及其自动化专业建设的思考与探索[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2009,(12).

  [3]谢卫才,黄绍平,李靖,彭晓.应用型电气工程及其自动化本科专业教学模式探索[J].电气电子教学学报,2008,(8).


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