前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇電氣工程及其自動(dòng)化內(nèi)涵范文,相信會(huì)為您的寫作帶來(lái)幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
電氣工程及其自動(dòng)化是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科,其中涉及到了電力電子技術(shù)、電機(jī)電器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及信息和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。電氣工程及其自動(dòng)化的主要特征是將強(qiáng)弱電進(jìn)行有效結(jié)合,機(jī)電結(jié)合,系統(tǒng)和元件相結(jié)合以及軟件和硬件相結(jié)合,換句話說(shuō),電氣工程和及其自動(dòng)化主要是將工程中的強(qiáng)力學(xué)和網(wǎng)絡(luò)信息匯總的軟件學(xué)進(jìn)行相互結(jié)合。也因此,人們?cè)趯?duì)電氣工程及其自動(dòng)化進(jìn)行學(xué)習(xí)的過(guò)程中,需要重點(diǎn)掌握計(jì)算機(jī)工程和電氣方面的知識(shí)。電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)科在設(shè)置一些具體的課程時(shí),將學(xué)生的動(dòng)手能力充分考慮在內(nèi),使得學(xué)生們?cè)谌粘5膶W(xué)習(xí)當(dāng)中,就能夠有效地掌握到該學(xué)科的重點(diǎn)知識(shí)。學(xué)生們通過(guò)對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化的學(xué)習(xí),不僅學(xué)習(xí)到了相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)還能夠根據(jù)自身的能力去挑戰(zhàn)一些更高水平的技術(shù)實(shí)驗(yàn)[1]。
2機(jī)器人內(nèi)涵
機(jī)器人主要是指那些能夠使用自動(dòng)功能進(jìn)行一些既定工作的機(jī)械設(shè)備。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)代的機(jī)器人能夠自如地進(jìn)行一些簡(jiǎn)單工作,比如一些投籃、快跑等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目以及協(xié)助人類從事一些危險(xiǎn)行為等。當(dāng)前該項(xiàng)技術(shù)較為先進(jìn)的國(guó)家,已經(jīng)在機(jī)器人的研究領(lǐng)域取得了較大的成功,使得機(jī)器人能夠有效投入到建筑學(xué)、醫(yī)學(xué)以及軍事建設(shè)等多方面的工作當(dāng)中,對(duì)于提高工作效率、減少人們工作量具有重要意義。機(jī)器人的研究水平越來(lái)越高,當(dāng)前的機(jī)器人已經(jīng)逐漸更趨向于高度人性化,不僅僅只是一些機(jī)械設(shè)備的堆砌,但是距離機(jī)器人能夠真正擁有和人類一樣的思維還用很長(zhǎng)一段路要走[2]。
3機(jī)器人設(shè)計(jì)中對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化的應(yīng)用
電氣工程及其自動(dòng)化是重要的技術(shù)手段,能夠?yàn)闄C(jī)器人的研究和開發(fā)發(fā)揮重要作用。當(dāng)前眾多的機(jī)器人設(shè)計(jì)中也將電氣工程及其自動(dòng)化作為了主要的技術(shù)支撐,通過(guò)對(duì)于機(jī)器人內(nèi)部設(shè)備的主要構(gòu)造情況進(jìn)行詳細(xì)分析,能夠有效發(fā)現(xiàn)電氣工程及其自動(dòng)化的應(yīng)用情況。通常情況下,機(jī)器人都是由多種機(jī)械部件進(jìn)行拼接,主要應(yīng)用了電機(jī)和連接桿的連接作用。在裝置機(jī)器人的電機(jī)時(shí),需要將步行或者跳躍的功能充分考慮在內(nèi),同時(shí)將生活中常見(jiàn)的鋁板鋁條做好構(gòu)建鏈接工作。機(jī)械人在完成構(gòu)件組裝工作后,需要進(jìn)行在相關(guān)裝置的檢測(cè)工作,從而能夠有效保證機(jī)器人內(nèi)部機(jī)械的運(yùn)行效果。檢測(cè)裝置是機(jī)器人初步完成之后的重要檢測(cè)工具,能夠有效記錄出機(jī)器人的內(nèi)部信息和實(shí)際信息,當(dāng)兩者之間的信息出現(xiàn)偏差較大的時(shí)候,需要及時(shí)進(jìn)行信息的設(shè)定工作,偏差較小則可以忽略,從而直接投入到實(shí)際使用當(dāng)中?,F(xiàn)代先進(jìn)的機(jī)器人能夠進(jìn)行相關(guān)信息的分析工作,從而能夠有效代替人類進(jìn)行相關(guān)對(duì)象的識(shí)別工作,同時(shí)還能夠及時(shí)地將這些識(shí)別信息進(jìn)行反饋,對(duì)于提高機(jī)器人工作的精度具有重要意義。機(jī)器人的組裝只是機(jī)器人能夠正常投入使用的一個(gè)前提,想要機(jī)器人真正自如地進(jìn)行工作,需要在其內(nèi)部安裝一定的驅(qū)動(dòng)裝置,利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)設(shè)備,能夠在機(jī)器人的內(nèi)部設(shè)置一些指定信號(hào),當(dāng)機(jī)器人接收到之后,就能夠進(jìn)行下一步的工作。除了少量機(jī)器人能夠根據(jù)已經(jīng)事先編排好的程序自動(dòng)動(dòng)作之外,大部分的還需要人為進(jìn)行操作。因而將電氣工程及其自動(dòng)化有效應(yīng)用到其中,能夠起到良好的作用和效果。電氣工程及其自動(dòng)化自身的優(yōu)勢(shì)和功能較多,能夠?yàn)闄C(jī)器人的設(shè)計(jì)工作提供重要的參考和輔助作用[3]。
【關(guān)鍵詞】電氣工程;辦學(xué)條件;專業(yè)規(guī)范
一、電氣工程專業(yè)教育概論
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè),主要包含計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等眾多領(lǐng)域,是綜合性相對(duì)較強(qiáng)的學(xué)科,具有機(jī)電相結(jié)合、元件與系統(tǒng)相結(jié)合、強(qiáng)弱電相結(jié)合、電工技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合、軟硬件結(jié)合等突出特點(diǎn),使學(xué)生掌握系統(tǒng)控制、電工電子、電氣自動(dòng)化裝置、電力系統(tǒng)自動(dòng)化和電氣控制技術(shù)等多方面的基本技能。
該專業(yè)主要培養(yǎng)能掌握電氣工程專業(yè)知識(shí)和工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí),具備分析和控制電氣工程技術(shù)問(wèn)題的能力的高級(jí)工程專業(yè)技術(shù)人才。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的宗旨是為社會(huì)培養(yǎng)出能在電氣工程及其自動(dòng)化、經(jīng)濟(jì)管理和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域工作的過(guò)硬綜合素質(zhì)高級(jí)技術(shù)專業(yè)人才。本文涉及的電氣工程專業(yè)一般是包含電氣工程和自動(dòng)化專業(yè)的。中國(guó)電力工業(yè)目前處于高速發(fā)展階段,對(duì)于電氣工程人才有大量需求,因此我國(guó)電氣工程領(lǐng)域?qū)ε囵B(yǎng)相應(yīng)的人才非常重視,并且我國(guó)主要的工科大學(xué)在教育和科研上對(duì)電氣工程專業(yè)的投入比重相對(duì)較大。
二、電氣工程專業(yè)的學(xué)科內(nèi)涵
中國(guó)電氣工程專業(yè)的研究對(duì)象是電能,主要研究電能從產(chǎn)生到利用各個(gè)階段的規(guī)律的專業(yè)。其理論基礎(chǔ)主要是電磁理論。電能從產(chǎn)生到利用的各個(gè)環(huán)節(jié)中需要充分掌握和利用電信息,因此電信息技術(shù)的研究是電氣工程和自動(dòng)化專業(yè)的不可或缺的內(nèi)容。
同時(shí),現(xiàn)代通信和計(jì)算機(jī)載體主要是電信息。所以電信息技術(shù)的研究也屬于電類專業(yè),其中電氣工程是專業(yè)母體。電氣工程是基礎(chǔ)性的學(xué)科,因此具有較強(qiáng)的學(xué)科派生和交叉能力。如其與生命科學(xué)的交叉造就了新的專業(yè)―生物醫(yī)學(xué)工程和生物電磁學(xué);電氣工程同材料科學(xué)的結(jié)合造就了納米電工技術(shù)和超導(dǎo)電工技術(shù);電氣工程同電子科學(xué)的結(jié)合造就了電力電子技術(shù),而后者也進(jìn)一步推動(dòng)了電氣工程的發(fā)展,并且逐漸發(fā)展成為電氣工程的一個(gè)分支。電氣工程專業(yè)的范圍主要有電電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制、電氣裝備制造與應(yīng)用以及電工基礎(chǔ)理論三部分電氣工程的基礎(chǔ),是以電磁場(chǎng)理論和電路理論為主的電工理論。他們屬于電磁學(xué)的發(fā)展外延。
電工理論運(yùn)用于實(shí)踐產(chǎn)生了新的電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)等性技術(shù),因此電工理論是主要的理論基礎(chǔ)。電氣裝備制造一般涉及制造電動(dòng)機(jī)、變壓器、發(fā)電機(jī)等電機(jī)設(shè)備,也涉及用電設(shè)備等電氣設(shè)備和電器制造,同時(shí)包括電力控制裝置的制造、各種電氣控制裝置、電子設(shè)備的制造等內(nèi)容。電氣裝備的應(yīng)用則主要指上述裝置和設(shè)備的具體應(yīng)用。電力系統(tǒng)一般涉及電氣自動(dòng)化和電力網(wǎng)的運(yùn)行和控制等內(nèi)容。需要注意的是制造和運(yùn)行必須相互統(tǒng)一,電氣設(shè)備的制造同時(shí)要兼顧實(shí)際運(yùn)行狀況,如電力系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行需要依靠良好的設(shè)備。
三、電氣工程專業(yè)的方法論、影響因素、培養(yǎng)目標(biāo)和要求的介紹
電氣工程專業(yè)由于理論分析較多,比較注重對(duì)數(shù)學(xué)工具的使用。作為一門工科專業(yè),實(shí)驗(yàn)研電氣工程需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究來(lái)完成主要的學(xué)習(xí)和教學(xué)任務(wù),在一定的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)研究的支持下,學(xué)生在學(xué)習(xí)電氣工程專業(yè)知識(shí)過(guò)程會(huì)事半功倍。
電氣工程專業(yè)緊隨現(xiàn)代科技,引入了以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的仿真模擬技術(shù)進(jìn)行教學(xué)研究。同時(shí)在進(jìn)行電氣工程的理論分析、試仿真模擬和實(shí)驗(yàn)研究時(shí),教學(xué)也經(jīng)常運(yùn)用到等效與類比等科學(xué)方法。
電氣工程專業(yè)是一門典型的基礎(chǔ)性很強(qiáng)的學(xué)科專業(yè),在與其他學(xué)科的交叉過(guò)程中,派生出了很多如電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、通信工程專業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)專業(yè)等學(xué)科。這些專業(yè)由于是電氣工程專業(yè)派生而來(lái),被劃為電子與信息類專業(yè),電氣工程專業(yè)與其派生而來(lái)的專業(yè)統(tǒng)一被稱作為為電類專業(yè)。電氣工程專業(yè)作為電子與信息類專業(yè)的母體,又被派生而來(lái)的專業(yè)注入了新的發(fā)展活力。
電氣工作專業(yè)的專業(yè)宗旨主要是培養(yǎng)能夠在電氣工程領(lǐng)域的研究開發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)行、裝備制造、和相關(guān)管理等方面工作的,掌握技術(shù)開發(fā)、組織管理和科學(xué)研究能力的高素質(zhì)綜合型專業(yè)技術(shù)人才。電氣工程的培養(yǎng)具體目標(biāo)主要是,該專業(yè)學(xué)生要掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和電子技術(shù)等專業(yè)技術(shù),控制理論和電工理論等基礎(chǔ)理論知識(shí),通識(shí)性知識(shí)和對(duì)應(yīng)的專業(yè)知識(shí)。
基于電氣工程專業(yè)特點(diǎn),學(xué)生在下列知識(shí)和能力上也有要求:
第一,掌握扎實(shí)的數(shù)理化等基礎(chǔ)學(xué)科理論知識(shí),掌握人文學(xué)科的管理基礎(chǔ)知識(shí),具備一定的外語(yǔ)運(yùn)用能力;
第二,系統(tǒng)地學(xué)習(xí)與電氣工程相關(guān)的工程技術(shù)知識(shí),如信息處理、電機(jī)學(xué)、控制理論、計(jì)算機(jī)軟硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等知識(shí);
第三,得到良好的工程實(shí)踐訓(xùn)練,掌握對(duì)電氣工程領(lǐng)域?qū)嶋H問(wèn)題的分析和解決能力;
第四,熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力;
第五,能在電工領(lǐng)域內(nèi)掌握不低于1個(gè)專業(yè)方向的專業(yè)技術(shù)和理論,并清楚學(xué)科發(fā)展未來(lái)趨勢(shì);
第六,具備一定的適應(yīng)工作條件、進(jìn)行科學(xué)研究和信息管理等實(shí)際工作能力。
四、電氣工程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)要求和知識(shí)體系
第一,熟悉系統(tǒng)的模擬和數(shù)字電子技術(shù)和相關(guān)電路理論;熟悉并會(huì)運(yùn)用電子電路原理,會(huì)分析和解決相對(duì)復(fù)雜的電工電子電路問(wèn)題;能掌握基礎(chǔ)的電磁場(chǎng)理論;掌握控制理論、計(jì)算機(jī)軟硬件、程序設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí);具備能檢測(cè)、分析并處理電氣系統(tǒng)物理量的能力。
第二,掌握扎實(shí)的電力系統(tǒng)、電力電子技術(shù)和電機(jī)學(xué)理論等相關(guān)知識(shí);掌握力學(xué)和機(jī)械學(xué)科中最基本的原理和方法。
第三,能掌握不低于一個(gè)專業(yè)方向的基本技術(shù)和理論知識(shí)。第四,能掌握在工程中測(cè)試與表示常用物理量的能力,以及掌握設(shè)計(jì)和調(diào)試電氣系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。
電氣工程專業(yè)教育內(nèi)容和知識(shí)體系一般包括:
第一,通識(shí)教育和基礎(chǔ)教育;
第二,專業(yè)類基礎(chǔ)技術(shù)與理論知識(shí)(電磁場(chǎng)理論、控制理論、電路理論、、信號(hào)分析與處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等);專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一般涉及電力系統(tǒng)、電力電子技術(shù)和電機(jī)學(xué)基礎(chǔ)理論和知識(shí);
第三,專業(yè)方向技術(shù)與知識(shí)。如電機(jī)電器及其控制、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化、高電壓與絕緣技術(shù)以及其他專業(yè)方向的技術(shù)。
第四,實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐技能。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐技能主要包括簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)與調(diào)試電氣系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技能、設(shè)計(jì)和調(diào)試相對(duì)復(fù)雜電氣系統(tǒng)的初步實(shí)驗(yàn)的技能。
作者簡(jiǎn)介:張莉莉(1982-),女,漢,河南省洛陽(yáng)人,講師,碩士,畢業(yè)于江蘇大學(xué),主要研究方向?yàn)殡姎庾詣?dòng)化、現(xiàn)代控制等。
電氣工程及其自動(dòng)化是與電能生產(chǎn)和應(yīng)用相關(guān)的技術(shù),也是工程教育體系中的一個(gè)學(xué)科[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力需求越來(lái)越大,電力后備人才的培養(yǎng)迫在眉睫。目前,我國(guó)許多大學(xué)都開設(shè)有該專業(yè),是我國(guó)高校招收學(xué)生最多的專業(yè)之一。洛陽(yáng)師范學(xué)院也開設(shè)了該專業(yè),專業(yè)包含電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化、過(guò)程控制及其自動(dòng)化、電力電子與拖動(dòng)三個(gè)方向。 該專業(yè)安排的課程都是從事電力系統(tǒng)相關(guān)工作的基礎(chǔ)知識(shí),有理論性強(qiáng)、且與實(shí)際工程聯(lián)系密切的特點(diǎn),它要求學(xué)生有較高的動(dòng)手能力。但由于傳統(tǒng)教學(xué)方式存在不足,所以至今教學(xué)效果不夠理想[2]。該文在已有教學(xué)改革和實(shí)踐的基礎(chǔ)上,引入CDIO工程教育理念,并將教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合,確定課程教學(xué)方案,最終得出一套基于CDIO的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)(電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化方向)的教學(xué)方法,進(jìn)而培養(yǎng)出工程能力較強(qiáng)的學(xué)生。
1 洛陽(yáng)師范學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展和現(xiàn)狀
我校是師范院校,電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)開設(shè)較晚,與重點(diǎn)工科大學(xué)相比,在學(xué)校軟硬件方面都存在一定的差距。我校原為師范院校,開設(shè)該專業(yè)后在課程體系及教學(xué)方面還沿用了師范教學(xué)的一套理論,難免出現(xiàn)各種問(wèn)題。
在課程體系和教學(xué)內(nèi)容中,出現(xiàn)了一些問(wèn)題:一是注重理論教學(xué),忽略了實(shí)踐教學(xué),學(xué)生實(shí)踐能力較差;二是各門課程老師交流較少,各課程教師只是專注于自己教學(xué)課程,與相關(guān)課程老師交流過(guò)少,導(dǎo)致學(xué)習(xí)內(nèi)容上的連貫性不是很好;三是校企合作還有待提高;四是教學(xué)設(shè)備和設(shè)施不完善,校內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地和校外實(shí)踐教學(xué)基地尚未建設(shè)好;五是電氣工程及其自動(dòng)化是長(zhǎng)線專業(yè),具有很大的社會(huì)需求,尤其服務(wù)洛陽(yáng)地方經(jīng)濟(jì)和相關(guān)行業(yè)的能力仍待提高。
2 改革思路及方向
2.1 基于CDIO的理論教學(xué)改革
CDIO由構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)和運(yùn)作(Operate)四個(gè)英文單詞的首字母組成。它涵蓋了從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的整個(gè)周期,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)工程,并注重實(shí)踐以及課程之間的聯(lián)系,集中體現(xiàn)了“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”的理念,因此理論教學(xué)時(shí)應(yīng)注重實(shí)踐中的應(yīng)用內(nèi)容的講授。
2.1.1電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化方向?qū)I(yè)課程設(shè)置
電力系統(tǒng)是由多個(gè)環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng),包括發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等。為保證系統(tǒng)的良好運(yùn)作,還在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次之間設(shè)立了相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng),用來(lái)測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度電能生產(chǎn)的全過(guò)程,以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。電氣工程及其自動(dòng)化(電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化方向)主要任務(wù)就是理解、掌握并能設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)。因此該專業(yè)主要開設(shè)的專業(yè)主干課程有:電力電子技術(shù)、高電壓技術(shù)、發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、計(jì)算機(jī)仿真、電力系統(tǒng)規(guī)劃等課程等。
2.1.2理論教學(xué)改革
學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)專業(yè)主干課程對(duì)電力系統(tǒng)有一個(gè)全面深入的了解,為今后從事相關(guān)的工作打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。為了達(dá)到好的教學(xué)效果,以上各門與實(shí)際聯(lián)系緊密的課程講授時(shí)應(yīng)以CDIO的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),牢牢掌握電力系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。
以《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》課程為例[3],對(duì)課程基于CDIO的教學(xué),講解內(nèi)容應(yīng)分步實(shí)現(xiàn)。首先,要讓學(xué)生透徹理解繼電保護(hù)的內(nèi)涵,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)大型事故案例的分析來(lái)主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并構(gòu)思(conceive)。因?yàn)槔^電保護(hù)作用重大,能保護(hù)一次系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,學(xué)生們只有在分析系統(tǒng)正常運(yùn)行和故障運(yùn)行的電氣量特性差別的基礎(chǔ)上,才能設(shè)定保護(hù)方案,所以學(xué)生必須牢牢掌握。其次,掌握繼電保護(hù)方法是思考和解決保護(hù)問(wèn)題的基礎(chǔ),學(xué)生只有在此基礎(chǔ)上,才能對(duì)一次系統(tǒng)故障進(jìn)行分析,找出相對(duì)的辦法來(lái)切除故障,并完成設(shè)計(jì)(design)和實(shí)現(xiàn)(implement)過(guò)程;再次,典型完備的保護(hù)方案應(yīng)從企業(yè)那里借鑒,因?yàn)槠髽I(yè)在這方面配置十分成熟,啟發(fā)學(xué)生在配置保護(hù)時(shí)形成完整的概念,完成運(yùn)作(operate)過(guò)程。上述這種教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì),彌補(bǔ)了原來(lái)的繼電保護(hù)課程偏重于基本原理的介紹、不注重應(yīng)用的缺陷。
2.2 基于 CDIO 工程教育模式的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與實(shí)踐
目前我國(guó)工程教育不僅重視科學(xué)基礎(chǔ),還重視對(duì)學(xué)生個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及系統(tǒng)適應(yīng)和調(diào)控能力的培養(yǎng)。要真要做到這些,要改革工程人才培養(yǎng)模式。參照CDIO理念進(jìn)行改革是一種有效可行的思路。這種理念以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、以能力培養(yǎng)為目標(biāo),可通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)將整個(gè)課程體系系統(tǒng)地、有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。該研究為學(xué)生設(shè)置了1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)三個(gè)級(jí)別的項(xiàng)目。1級(jí)項(xiàng)目涵蓋該專業(yè)核心課程,體現(xiàn)專業(yè)主要能力要求,貫穿于整個(gè)本科教學(xué)階段,對(duì)學(xué)生進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的整體訓(xùn)練;2級(jí)項(xiàng)目則僅涉及一組相關(guān)核心課程的學(xué)習(xí),重點(diǎn)突出對(duì)某項(xiàng)能力的要求;3級(jí)項(xiàng)目則針對(duì)單門課程,專為增加學(xué)生對(duì)該門課程的理解而設(shè)。各級(jí)項(xiàng)目設(shè)立的必要性、所涉及的能力要求等,均根據(jù)課程需要而定。通過(guò)以上設(shè)計(jì),整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃形成有機(jī)整體。
2.2.1基于 CDIO 模式的課程設(shè)計(jì)的設(shè)置(3級(jí)項(xiàng)目)
該校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)有多達(dá)二十幾門的專業(yè)課課程設(shè)計(jì),為了達(dá)到實(shí)際效果,電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化方向的學(xué)生重點(diǎn)對(duì)電力電子技術(shù)、高電壓技術(shù)、發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理、Matlab控制系統(tǒng)與仿真、單片機(jī)原理及應(yīng)用等課程進(jìn)行課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。通過(guò)增加實(shí)踐環(huán)節(jié),增設(shè)每一門課的課程設(shè)計(jì),可以很好的提高學(xué)生的動(dòng)手能力,改善學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解水平,為使學(xué)生形成完整的知識(shí)體系以及應(yīng)用能力打下良好的基礎(chǔ)。
3級(jí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)旨在鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和綜合學(xué)習(xí)。項(xiàng)目通過(guò)開展學(xué)術(shù)研討活動(dòng),推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)建模、模型分析、仿真開發(fā)等技能。教師在課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目中要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)技術(shù)研討、方案選擇等形式啟發(fā)創(chuàng)新思維。在這種新型模式的課程設(shè)計(jì)下,學(xué)生對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)模型分析計(jì)算,可培養(yǎng)其用數(shù)學(xué)邏輯方法精確描述電力系統(tǒng)的能力。項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)要考慮學(xué)生個(gè)體能力的差異,為不同水平的學(xué)生提供不同復(fù)雜程度的選擇。按照各自的要求完成設(shè)計(jì)任務(wù),也可以達(dá)到鞏固知識(shí)和鍛煉能力的目的。比如電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)置:⑴單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的設(shè)計(jì);⑵正弦波同步移相觸發(fā)電路的設(shè)計(jì);⑶單相半波可控整流電路的設(shè)計(jì);⑷單相橋式半控整流電路的設(shè)計(jì);⑸單相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì);⑹三相半波可控整流電路的設(shè)計(jì);⑺三相橋式半控整流電路的設(shè)計(jì);⑻三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì);⑼單相正弦波脈寬調(diào)制SPWM逆變電路的設(shè)計(jì);⑽半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì);⑾單相交流調(diào)壓電路的設(shè)計(jì)。以上設(shè)計(jì)難易程度有所差別,適合不同水平的學(xué)生,使不同層次學(xué)生都能得到鍛煉。
2.2.2基于 CDIO 工程教育理念的“課程群“綜合設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)設(shè)置(2級(jí)項(xiàng)目)
2級(jí)項(xiàng)目則引導(dǎo)一組相關(guān)核心課程的學(xué)習(xí),重點(diǎn)突出對(duì)某項(xiàng)能力要求。我校把電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的所有課程建立了四個(gè)課程群,其中專業(yè)課程群有四個(gè):電子電路課程群、自動(dòng)控制類課程群、電力系統(tǒng)及自動(dòng)化課程群、嵌入式系統(tǒng)課程群。這里重點(diǎn)討論電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化方向的課程群。
電力系統(tǒng)及自動(dòng)化課程群主要涉及電能的產(chǎn)生、變換、輸送、分配、控制的理論,電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、運(yùn)行規(guī)律,以及相應(yīng)的設(shè)備、測(cè)量、保護(hù)、調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng)的理論和技術(shù)。本課程群建設(shè)的目的就是將電力電子、電力系統(tǒng)分析等相關(guān)的理論課程和繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣部分、高電壓等技術(shù)課程同實(shí)際電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái), 通過(guò)上述訓(xùn)練,學(xué)生能掌握電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,并鍛煉了分析、計(jì)算和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。因此,該課程群的設(shè)置對(duì)培養(yǎng)從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、技術(shù)開發(fā)、信息處理、設(shè)計(jì)施工等領(lǐng)域工作的應(yīng)用型工程技術(shù)人才具有重要意義。
課程群綜合設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)項(xiàng)目的設(shè)置有個(gè)原則,那就是必須注重專業(yè)核心課程之間知識(shí)點(diǎn)的相互聯(lián)系,強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作都要基于項(xiàng)目進(jìn)行。讓課程群綜合設(shè)計(jì)給學(xué)生更多參與實(shí)踐的機(jī)會(huì)。如該院進(jìn)行不同電壓等級(jí)變電站設(shè)計(jì)與保護(hù)的課程群綜合設(shè)計(jì)時(shí),將具有很強(qiáng)內(nèi)在聯(lián)系的電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、發(fā)電廠電氣部分、計(jì)算機(jī)仿真等課程融合成一個(gè)課程群設(shè)計(jì)。以發(fā)電廠電氣主接線方案為平臺(tái),依托短路計(jì)算和潮流計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中設(shè)備選擇與運(yùn)行,通過(guò)分析故障特征并進(jìn)行整定計(jì)算來(lái)設(shè)定保護(hù)、最后通過(guò)計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)過(guò)程仿真分析等環(huán)節(jié)[4]。在這一個(gè)課程群設(shè)計(jì)下,學(xué)生工程實(shí)踐能力得到提高,而且在學(xué)習(xí)理論課之前,就能對(duì)立電力系統(tǒng)整體知識(shí)點(diǎn)有宏觀把握。綜合性設(shè)計(jì)通過(guò)利用開放性實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐,可以獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的實(shí)踐操作訓(xùn)練時(shí)間。通過(guò)自主性、綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置,可以進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。
2.2.3基于 CDIO 模式的“產(chǎn)、學(xué)、研”相結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程改革(1級(jí)項(xiàng)目)
CDIO 工程教育思想要求學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)工程技術(shù),并將課程和實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系起來(lái)。這符合當(dāng)前高等教育改革和發(fā)展趨勢(shì):即將教學(xué)過(guò)程與相關(guān)行業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系起來(lái)。該院1級(jí)項(xiàng)目必須完整的貫穿于整個(gè)本科教學(xué)階段,使學(xué)生完整的得到構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作等方面的系統(tǒng)訓(xùn)練。該校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的1級(jí)項(xiàng)目分初級(jí)階段和高級(jí)階段。初級(jí)階段在一到三年級(jí)完成,任務(wù)是:了解CDIO理念,通過(guò)解剖產(chǎn)品實(shí)例來(lái)了解其組成部分及設(shè)計(jì)原理,使學(xué)生增加感性認(rèn)識(shí),并了解本專業(yè)核心課程與實(shí)際產(chǎn)品之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,讓他們可以未來(lái)工程師的角色定位去看待所學(xué)知識(shí);學(xué)生經(jīng)歷項(xiàng)目構(gòu)思與設(shè)計(jì)的實(shí)踐過(guò)程后,對(duì)專業(yè)的興趣會(huì)大大提高,創(chuàng)新思維也能得到鍛煉。畢業(yè)設(shè)計(jì)是1級(jí)項(xiàng)目的高級(jí)階段,任務(wù)是:學(xué)生在完成課程學(xué)習(xí)與項(xiàng)目訓(xùn)練后,利用所學(xué)知識(shí),完成一個(gè)產(chǎn)品項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作等的訓(xùn)練。設(shè)置1級(jí)項(xiàng)旨在讓學(xué)生從解決實(shí)際問(wèn)題出發(fā)學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),激發(fā)學(xué)生對(duì)工程問(wèn)題的興趣,引導(dǎo)其探索并掌握解決問(wèn)題的方法。
該院鼓勵(lì)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)與工礦企業(yè)相結(jié)合,具體參與到某個(gè)產(chǎn)品或者是某個(gè)電力建設(shè)過(guò)程中去,通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)著重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問(wèn)題、組織管理、社交、獨(dú)立工作等各種能力,以及嚴(yán)謹(jǐn)、扎實(shí)的工作作風(fēng)和強(qiáng)烈的事業(yè)心、責(zé)任感。只有具備這些能力和素養(yǎng),學(xué)生將來(lái)走上工作崗位后,才能順利完成所承擔(dān)的建設(shè)任務(wù)。
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是,通過(guò)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,使學(xué)生了解電氣工程設(shè)計(jì)基本原理和方法,掌握一般電氣工程設(shè)計(jì)的基本技能;根據(jù)情況合理選擇實(shí)施方案;熟練進(jìn)行電氣工程各方面的計(jì)算,并設(shè)計(jì)出合乎規(guī)范的電氣工程施工圖紙。評(píng)估學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),要將實(shí)施過(guò)程和成果相結(jié)合進(jìn)行,要重視過(guò)程和社會(huì)需求者的評(píng)價(jià),對(duì)于結(jié)果則可以看得輕些,做到以社會(huì)需求為導(dǎo)向進(jìn)行評(píng)價(jià)。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)估由畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫(40%)、畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程(40%)、社會(huì)需求評(píng)價(jià)(10%)和平時(shí)表現(xiàn)(10%)四部分組成。以項(xiàng)目實(shí)施與理論掌握情況考核為主,兼顧社會(huì)需求與平時(shí)成績(jī),這樣才可以較為全面地評(píng)估學(xué)生的能力。
依據(jù)近期國(guó)家提出的深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的新形勢(shì),對(duì)如何培養(yǎng)創(chuàng)新型電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)(以下簡(jiǎn)稱電氣專業(yè))人才進(jìn)行了多方面的探究。在新形勢(shì)下電氣專業(yè)的特點(diǎn)及其存在的問(wèn)題、人才的定位及培養(yǎng)目標(biāo)、創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)改革嘗試等方面進(jìn)行了具體研究,致力于探尋實(shí)現(xiàn)面向全體、分類教授、緊貼專業(yè)、加強(qiáng)實(shí)踐,促進(jìn)學(xué)生自由全面發(fā)展,不斷完善和改進(jìn)電氣專業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體制機(jī)制。為了滿足電氣專業(yè)的高要求、高目標(biāo),應(yīng)為我國(guó)培育出具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才而努力奮斗。
關(guān)鍵詞:
電氣工程;教學(xué)改革;復(fù)合型人才;電氣專業(yè)
新形勢(shì)下,在電氣專業(yè)各個(gè)方向上都需要大批人才,僅僅強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)擁有高級(jí)知識(shí)的專業(yè)人才已經(jīng)變得不與時(shí)俱進(jìn)。當(dāng)前面臨的問(wèn)題是如何在學(xué)生中有效普及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育,使新一輪大學(xué)生適應(yīng)新形勢(shì)下創(chuàng)業(yè)引領(lǐng)計(jì)劃預(yù)期的目標(biāo)。就上述觀點(diǎn),本文先分析了新形勢(shì)下電氣專業(yè)培養(yǎng)特點(diǎn)以及存在的問(wèn)題,進(jìn)而闡述了新形勢(shì)下電氣人才的定位及培養(yǎng)目標(biāo),最后提出了新形勢(shì)下電氣專業(yè)的教學(xué)改革嘗試的部分措施。
1新形勢(shì)下電氣專業(yè)的特點(diǎn)及存在問(wèn)題
目前,我國(guó)電氣專業(yè)發(fā)展水平提升明顯,已基本達(dá)到國(guó)際水平,甚至某些領(lǐng)域已達(dá)到國(guó)際前沿水平。盡管如此,我國(guó)的電氣總體水平仍略低于國(guó)際先進(jìn)水平。新形勢(shì)下,有必要重新分析電氣專業(yè)特點(diǎn)及其存在的問(wèn)題,有針對(duì)性地解決問(wèn)題。
1.1新形勢(shì)下電氣專業(yè)的特點(diǎn)
目前,在高新技術(shù)領(lǐng)域中電氣技術(shù)已成為主角,電氣專業(yè)的綜合性、適應(yīng)性、滲透性很強(qiáng),屬跨行業(yè)專業(yè),應(yīng)用性廣泛。智能化發(fā)展水平為其衡量標(biāo)準(zhǔn),具有亟待創(chuàng)新的特點(diǎn)。電氣專業(yè)集網(wǎng)絡(luò)控制、信息和電機(jī)電器等諸多專業(yè)技術(shù)于一身,是一門綜合性極強(qiáng)的專業(yè)學(xué)科,在很多科學(xué)領(lǐng)域都具有極強(qiáng)的適應(yīng)性、滲透性。電氣專業(yè)跨行業(yè)專業(yè)的特點(diǎn)與新形勢(shì)下以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、走新興工業(yè)化道路的國(guó)情相符合。這就要求電氣專業(yè)不斷創(chuàng)新,培養(yǎng)能促進(jìn)工業(yè)化社會(huì)高速發(fā)展,滿足各種智能化系統(tǒng)的發(fā)展需求的高素質(zhì)人才。
1.2新形勢(shì)下電氣工程專業(yè)存在的問(wèn)題
新形勢(shì)下,電氣工程領(lǐng)域面臨的主要問(wèn)題是電力系統(tǒng)的安全問(wèn)題,以及如何對(duì)可再生資源進(jìn)行規(guī)劃及規(guī)模化利用的研究。這些問(wèn)題都對(duì)電氣專業(yè)的人才培養(yǎng)造成了重要的影響。當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題主要有“重學(xué)輕能”現(xiàn)象嚴(yán)重、課程專業(yè)設(shè)置不合理、課程教材難以適應(yīng)新形勢(shì)下的發(fā)展需要、教學(xué)模式單一、缺乏較強(qiáng)的師資力量、設(shè)備落后、實(shí)習(xí)手段缺乏、人才知識(shí)結(jié)構(gòu)與需求不對(duì)等等一系列問(wèn)題。學(xué)生在應(yīng)用能力方面比較弱,學(xué)校在專業(yè)建設(shè)上“重學(xué)術(shù)、輕能力”的傳統(tǒng)思想仍比較嚴(yán)重。電氣專業(yè)因其學(xué)科較多、交叉性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),導(dǎo)致相應(yīng)的教材更新比較困難,實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)非常困難;專業(yè)課程師資力量嚴(yán)重不足的情況突出,實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏,與現(xiàn)場(chǎng)脫節(jié)。此外,傳統(tǒng)的單一課堂教學(xué)模式,嚴(yán)重影響了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力難以發(fā)揮,創(chuàng)新教育明顯滯后。
2電氣工程人才定位及培養(yǎng)目標(biāo)
2.1電氣工程專業(yè)人才的定位及其目標(biāo)
培養(yǎng)高素質(zhì)、高端應(yīng)用型技術(shù)人才是電氣工程專業(yè)的教育目標(biāo),以正確的指導(dǎo)思想定位為前提,以堅(jiān)持服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)為宗旨,將就業(yè)作為導(dǎo)向,培養(yǎng)出符合技術(shù)、生產(chǎn)、服務(wù)、管理第一線需要,具有良好職業(yè)道德的高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才,使他們成為電氣生產(chǎn)、設(shè)備安裝、調(diào)試、維修及操作的主力軍。評(píng)價(jià)電氣工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)已成為創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。
2.2電氣工程創(chuàng)新型人才的內(nèi)涵
創(chuàng)新型電氣人才是指具有較高層次的電氣專業(yè)知識(shí)層次高、基本功扎實(shí)、業(yè)務(wù)精湛,個(gè)人素質(zhì)和職業(yè)道德較高、具有較強(qiáng)科技和管理創(chuàng)新能力,又具有管理協(xié)調(diào)能力的人,尤其是善于將發(fā)明創(chuàng)造轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的高端人才。
3電氣專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)改革
面對(duì)飛速發(fā)展的社會(huì),教學(xué)方式的改革迫在眉睫,主要可從以下7個(gè)方面入手:①完善師資隊(duì)伍體系;②改善教學(xué)方法和考核方式;③按時(shí)完善教材建設(shè);④強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié);⑤進(jìn)行課程體系改革,加強(qiáng)專業(yè)課程之間的銜接和融合;⑥完善教學(xué)管理制度;⑦創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制;⑧校企合作建設(shè)“產(chǎn)學(xué)研”培養(yǎng)基地、創(chuàng)新性試驗(yàn)基地以及試驗(yàn)中心;⑨以創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè),以創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)。要加強(qiáng)對(duì)青年教師的培養(yǎng),使其成長(zhǎng)為教學(xué)骨干的中堅(jiān)力量,加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與創(chuàng)業(yè)就業(yè)指導(dǎo)專職教師隊(duì)伍,支持教師以各種形式將科技成果產(chǎn)業(yè)化,并鼓勵(lì)領(lǐng)導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè);改革考試考核方式,注重考查學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力,突破“高分低能”的瓶頸,開展教材內(nèi)容的及時(shí)更新。在實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)中利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源,促使學(xué)生深入學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系;加強(qiáng)建設(shè)科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)體系和行之有效的教學(xué)管理制度等;探索建立以需求為導(dǎo)向的學(xué)科結(jié)構(gòu),以及以創(chuàng)業(yè)為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)新機(jī)制,堅(jiān)持走“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合的道路,促進(jìn)教學(xué)、科研、生產(chǎn)三者的結(jié)合;大力推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)教結(jié)合的改革模式,實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)。
4結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前形勢(shì)下,電氣專業(yè)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育以深入貫徹黨的教育方針、政策,全面落實(shí)立德樹人為根本任務(wù),開辟了創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)的新路子,積極、主動(dòng)地適應(yīng)了經(jīng)濟(jì)新常態(tài),重點(diǎn)推進(jìn)了以素質(zhì)教育為主題,以提高人才綜合素質(zhì)為核心,以創(chuàng)新型人才培養(yǎng)重點(diǎn),以完善設(shè)施條件和相關(guān)政策保障為支撐,加快培養(yǎng)了富有創(chuàng)新精神、敢于投身實(shí)踐的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才隊(duì)伍。
作者:于少娟 谷將 劉立群 單位:太原科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院
參考文獻(xiàn)
[1]張俊權(quán).關(guān)于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(07).
[2]賈世川.淺析我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀[J].科技資訊,2015,13(11).
[3]劉桂英,粟時(shí)平.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式探討[J].中國(guó)電力教育,2009(04).
[關(guān)鍵詞]電力工程;課程群;優(yōu)化方案
[中圖分類號(hào)] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2017)04-0063-02
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)作為傳統(tǒng)的工程學(xué)科,已有上百年的發(fā)展歷史。為適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)對(duì)電氣工程人才的不同需求,國(guó)內(nèi)外高校不斷推動(dòng)電氣工程教育的發(fā)展與改革,教育理念也隨著時(shí)代的發(fā)展而變化,從原來(lái)的“重理論輕實(shí)踐”,逐步發(fā)展為“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力”。[1][2]
電力工程作為電氣工程及其自動(dòng)化本科生培養(yǎng)的主干課程,是電氣工程本科生人才培養(yǎng)的重點(diǎn)課程,也是整個(gè)電氣工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程。[3]可見(jiàn),如何提高電力工程課程的教學(xué)水平,這對(duì)于提高本科生的教育水平及畢業(yè)質(zhì)量有著重要的意義。電力工程作為一門整合工廠供電及電力系統(tǒng)分析兩門課程的綜合性課程,對(duì)構(gòu)建本科生電力系統(tǒng)知識(shí)體系具有舉足輕重的作用。課程內(nèi)容的豐富性造成了學(xué)時(shí)緊張、講課內(nèi)容泛而不精的情況。為解決該問(wèn)題,可以從宏觀層面出發(fā),將若干電力工程相關(guān)課程內(nèi)容統(tǒng)一整合,從而優(yōu)化學(xué)時(shí),突出重點(diǎn),推動(dòng)電力工程課程群建設(shè),使學(xué)生對(duì)電力系統(tǒng)的整體設(shè)備運(yùn)行、調(diào)度、保護(hù)及設(shè)計(jì)有一個(gè)完整的了解,最終讓學(xué)生構(gòu)建完整的電力工程知識(shí)體系,滿足電力工業(yè)對(duì)人才發(fā)展的需求。這樣,加緊推進(jìn)電力工程課程群建設(shè)與實(shí)踐,就成為了電氣工程本科生教育改革的首要任務(wù)。
一、課程群建設(shè)理念簡(jiǎn)介
20世紀(jì)90年代,北京理工大學(xué)在題為《在課程建設(shè)中應(yīng)當(dāng)以教學(xué)計(jì)劃的整體優(yōu)化為目標(biāo)》的教育改革項(xiàng)目中,首先提出了課程群建設(shè)的總體思路,繼而逐漸發(fā)展成為學(xué)科教育改革的新興理念,為國(guó)內(nèi)眾多高校教育改革提供了參考。課程群的主要內(nèi)涵為[4]:整合三門及三門以上學(xué)科相關(guān)課程,相互傳承,相互B透,相互補(bǔ)充,從而整合課程授課內(nèi)容,使課程結(jié)構(gòu)合理,層次清晰,進(jìn)一步挖掘課程的整體優(yōu)勢(shì),從而建立起學(xué)科優(yōu)勢(shì)。課程群不僅能使學(xué)生能夠在較短的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握重點(diǎn)、有效的知識(shí),構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的知識(shí)體系,也能使教師在授課過(guò)程中將有限的知識(shí)點(diǎn)講透講精。課程群的整體是全面而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模@就避免了原來(lái)單一課程為求知識(shí)全面而進(jìn)行“蜻蜓點(diǎn)水”般的講課模式。
二、電力工程課程群建設(shè)方案
建立電力工程課程群,首先應(yīng)分析原有課程授課模式的不足,然后參考課程群的內(nèi)涵,選擇合理的相關(guān)課程,建立對(duì)應(yīng)的課程群,這樣才能提出合理的優(yōu)化整合方案。
(一)原有授課模式的不足
電力工程課程是整合工廠供電及電力系統(tǒng)分析相關(guān)課程的一門綜合性課程,主要講授電力系統(tǒng)的基本組成和運(yùn)行原理,電力系統(tǒng)的元件參數(shù)計(jì)算、穩(wěn)定運(yùn)行分析和故障分析的基本方法,電力系統(tǒng)電氣主接線設(shè)計(jì)、主要電器設(shè)備選擇的原則和方法、繼電保護(hù)等內(nèi)容。由于囊括了工廠供電及電力系統(tǒng)分析兩門課程的內(nèi)容,其課程內(nèi)容豐富且繁重。在有限的學(xué)時(shí)中講授如此多的內(nèi)容在給教師帶來(lái)極大授課壓力的同時(shí),也會(huì)讓學(xué)生漸漸失去學(xué)習(xí)熱情,并最終影響其對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)知識(shí)體系的構(gòu)建。
(二)課程群課程的選擇
電力工程課程群建設(shè),須秉承學(xué)科相近的原則,對(duì)知識(shí)點(diǎn)有重復(fù)或傳承的課程進(jìn)行整合優(yōu)化,從而建立起合理有效的課程群,使教師能輕松地傳播知識(shí),學(xué)生能有效地學(xué)習(xí)知識(shí)。為此,結(jié)合我校電氣工程教育的特色與傳統(tǒng),我們挑選出了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理、電氣控制技術(shù)及電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化等三門課程,結(jié)合電力工程課程來(lái)建設(shè)電力工程課程群。
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理主要講授繼電保護(hù)的基本概念、輸電線路的電流保護(hù)、接地保護(hù)、距離保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)的基本原理,變壓器保護(hù)的基本配置及主要保護(hù)的基本原理,自動(dòng)重合閘、發(fā)電機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等內(nèi)容。電氣控制技術(shù)則主要討論異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)和直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)和調(diào)速控制技術(shù),以及電氣線路的分析和設(shè)計(jì),常用電磁式低壓電器的作用與分類、結(jié)構(gòu)與工作原理,可編程控制器的基本工作原理等。電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化則以電力系統(tǒng)“四遙”為主線,主要講述電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的有關(guān)理論,性能和運(yùn)行特性,涉及電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的相關(guān)基礎(chǔ)理論。
從上述三門課程講授的內(nèi)容可以看出,其與電力工程的課程內(nèi)容互有傳承,相互滲透,并有較多的重復(fù)。電力工程主要講授電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)內(nèi)容,繼電保護(hù)則是在其基礎(chǔ)上的升華。因?yàn)橄到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行離不開保護(hù)裝置的調(diào)節(jié)與動(dòng)作,而保護(hù)裝置的調(diào)節(jié)與動(dòng)作又離不開電氣控制設(shè)備的判斷與運(yùn)行,而這一切設(shè)備的自動(dòng)化管理都離不開“四遙”技術(shù)的調(diào)度與管理。因此,從內(nèi)容上可以較為清晰地看出,這四門課程存在明顯的傳承關(guān)系,因而在授課過(guò)程中存在較多知識(shí)重復(fù)的問(wèn)題。建立電力工程課程群,就是以電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行為基點(diǎn),逐步提升知識(shí)的難度與高度,使知識(shí)結(jié)構(gòu)緊密,易于學(xué)生掌握。為建立結(jié)構(gòu)合理、層次清晰的電力工程課程群,就要對(duì)教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)進(jìn)行整體優(yōu)化。
(三)電力工程課程群整體優(yōu)化方案
可以從三個(gè)角度來(lái)優(yōu)化電力工程課程群,分別為課程優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化以及考核優(yōu)化。課程及實(shí)驗(yàn)優(yōu)化主要以教師為主體,即明確“教什么”,而考核優(yōu)化則主要以學(xué)生為主體,即明確“學(xué)什么”。
1.課程優(yōu)化
針對(duì)四門課程授課內(nèi)容的特點(diǎn),可以首先將電力工程課程中的繼電保護(hù)一節(jié)的內(nèi)容移到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程專門講授,而電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制的內(nèi)容并入電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化課程中講授,與開關(guān)電器電弧、滅弧相關(guān)的原理及相應(yīng)保護(hù)設(shè)備,則并入電氣控制技術(shù)的高低壓電器一節(jié)講授。此外,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的微機(jī)保護(hù)一節(jié)與電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化課程內(nèi)容有較大的重復(fù),特別是硬件部分有許多相同之處,因此可以考慮將其并入電力調(diào)度自動(dòng)化課程中講授。由此,通過(guò)重新制訂教學(xué)大綱,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容重新安排學(xué)時(shí),可以使每一門課程的學(xué)時(shí)數(shù)得到合理安排。
2.實(shí)驗(yàn)優(yōu)化
以往為促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力,每一門課程都配以相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。該類實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是與教材內(nèi)容結(jié)合較為緊密,但主要以驗(yàn)證性及演示性實(shí)驗(yàn)為主,實(shí)驗(yàn)時(shí)間分散,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)化。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)只能片面地了解一部分課程內(nèi)容,且只能了解部分設(shè)備的運(yùn)行情況,缺乏對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的深入理解。因此,有必要整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將單一分散的實(shí)驗(yàn)課時(shí)整合為持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的整體的課程設(shè)計(jì)。
以上述四門課程為例,可以強(qiáng)調(diào)四門課程綜合的課程設(shè)計(jì),如要求學(xué)生設(shè)計(jì)某廠礦的變電所,從而考核學(xué)生電氣設(shè)備選擇、電氣主接線設(shè)計(jì)、負(fù)荷計(jì)算等方面的知識(shí)。同時(shí),還可以在此基礎(chǔ)上增加繼電保護(hù)裝置的要求,并要求學(xué)生繪出遙信遙感的結(jié)構(gòu)圖,從而考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,使學(xué)生能夠通過(guò)課程設(shè)計(jì),達(dá)到整體了解變電所設(shè)計(jì)運(yùn)行的基本方法以及注意點(diǎn),從而提高學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力的目的。此外,還可以安排學(xué)生到臨近變電站進(jìn)行參觀實(shí)習(xí),讓學(xué)生了解相關(guān)電氣設(shè)備具體的作用,增強(qiáng)學(xué)生的感官認(rèn)識(shí)。相較于以往效率較低的課程實(shí)驗(yàn),這樣可以極大地提高W生的學(xué)習(xí)效率,并促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的整體消化吸收。
3.考核優(yōu)化
課程內(nèi)容的優(yōu)化必然帶來(lái)考核內(nèi)容的優(yōu)化。以往由于課程知識(shí)點(diǎn)繁雜,學(xué)生在期末復(fù)習(xí)時(shí)需要記憶許多與本門課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)度不高的知識(shí)點(diǎn),而課程的核心知識(shí)點(diǎn)卻由于復(fù)習(xí)時(shí)間緊而未能有效地掌握,從而影響了學(xué)生的成績(jī)。因此,通過(guò)課程群內(nèi)容的整體優(yōu)化,每一門課程都有相應(yīng)的重點(diǎn)內(nèi)容,這使得學(xué)生能夠在復(fù)習(xí)時(shí)能緊緊圍繞課程的核心知識(shí)點(diǎn)展開,而將關(guān)聯(lián)度并不高的內(nèi)容放入課程群的其他課程中進(jìn)行復(fù)習(xí),從而提高每一門課程的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)效率。這樣既能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī),也能使學(xué)生掌握合理有效的學(xué)習(xí)方法。
課程優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化以及考核優(yōu)化有效地改善了教師與學(xué)生的教學(xué)及學(xué)習(xí)情況,使得教師講授最優(yōu)化,學(xué)生學(xué)習(xí)最優(yōu)化,使學(xué)生在有效的時(shí)間內(nèi)牢固掌握核心知識(shí)成為可能,從而實(shí)現(xiàn)了課程群建設(shè)的目標(biāo)與意義。
三、結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)建設(shè)的電力工程課程群,分析了課程群內(nèi)不同課程的特點(diǎn),從課程、實(shí)驗(yàn)、考核三個(gè)方面提出了具體的優(yōu)化方案,為進(jìn)一步推動(dòng)電氣工程本科生教育改革提供了參考。當(dāng)然,相關(guān)優(yōu)化方案還需在后續(xù)教學(xué)過(guò)程中根據(jù)實(shí)際教學(xué)效果不斷地完善改進(jìn),這樣才能使教學(xué)方法緊跟時(shí)展的腳步,使培養(yǎng)的學(xué)生能夠符合社會(huì)對(duì)人才發(fā)展的要求。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 丁守成, 張愛(ài)華, 黃瑞,等.電工電子實(shí)驗(yàn)系列課程體系建設(shè)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2015(6):98-100,104.
[2] 張濤,吳謹(jǐn),熊慶國(guó),等.電子電氣類工程教育的探索與實(shí)踐[J].大學(xué)教育,2013(5):30-31.
電氣工程 電氣安全論文 電氣專業(yè) 電氣設(shè)計(jì)論文 電氣培訓(xùn)總結(jié) 電氣控制論文 電氣預(yù)算 電氣施工總結(jié) 電氣調(diào)查報(bào)告 電氣專業(yè)論文 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀