发布时间:2023-05-23 17:12:12
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的电气工程类论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
本文受广东省教育科学研究项目“独立学院电气工程及其自动化专业实践教学模式改革创新与实践探索”项目资助。
摘 要:实践教学是培养学生实践能力、创新能力和综合能力的关键环节,对于增强学生的综合能力以及社会适应力都有重要作用。独立学院作为应用型人才的培养基地,实践教学的作用显得尤为重要。本文总结广州大学松田学院现行实践教学中存在的主要问题,逐步分析问题形成的原因,在此基础上结合电气工程及其自动化专业本身特点,在实验教学、毕业论文等多个方面提出新的改革方式,进而开展多层次、多渠道的实践教学改革,对促进独立学院教学工作具有重要意义。
关键词:电气工程及其自动化 实践教学 实习基地 毕业设计
中图分类号: G64文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(a)-0000-00
Exploration of teaching practice of the Independent College of electrical engineering and automation
Liao Ganzhou Ceng Xia Liu Yan
Guangzhou University sontan College Electrical and Automotive Engineering Department Guangdong Guangzhou 511300
Abstract: Practice teaching is the key to train students' practical ability, innovation ability and comprehensive ability, have an important role in enhancing students' comprehensive ability and social resilience. Independent colleges as applied talents training base, the role of practice teaching is particularly important . This article summarizes the main issues of Guangzhou University Sontan College teaching in current practice, and gradually formed the analysis of the problem, on the basis of combined electrical engineering and automation itself paper proposes a new experimental teaching reform in many areas, thesis, etc. way, and then carry out multi-level, multi-channel practice teaching reform has important significance to promoting independent college teaching.
Keywords: Electrical Engineering and Automation, practice teaching, practice base, graduation design
相对于理论教学,实践教学更具直观性、综合性和创新性,具有不可替代的作用。电气工程及其自动化专业主要是面向工程培养出基础扎实、知识面宽、实践能力强、具有创新能力的电气工程,自动化工程、电子与计算机应用工程等领域的“宽口径、复合型”高级技术人才。广州大学松田学院无论在学生的培养目标或课程设置上,都非常重视学生的实践能力。
1 现行实践教学存在的主要问题
实践教学主要包括各类实验课程、课程设计、专业实习和毕业论文等。目前的实践具有教学难以脱离课堂,与知识经济时代对创新人才的需求不相称等特点,且存在以下主要问题。
1.1 对实验课程重视不够
实验课程是在掌握理论知识和老师帮助的基础上,学生将所学理论知识应用于实践,以提高分析问题和解决问题能力的训练过程。目前,由于实验设备不足、教师在备课时没能将课程的实践教有机地融入课程体系中等原因,在实验环节只能简单的完成验证性实验,难以培养学生创新创造能力;此外,由于实验环节缺乏有效管理机制,甚至存在学生不参加实验课程、伪造实验数据,抄袭实验报告敷衍了事等情况,以致实验课程效果有限。
1.2 专业实习缺乏有效管理
由于本校采用“3+1”教学模式,学生大四在外进行专业实习、完成毕业论文,而缺乏学校的管理、老师的监督。久而久之学生容易产生倦怠心理,而在实习期间缺乏学校的帮助,接触本专业先进技术机会较少。
1.3毕业论文选题过于形式
由于独立学院工科的科研项目较少,在毕业论文选题上,教师只能自拟题目,导致有些选题过于陈旧,难以有突破;学生缺乏实验条件,导致难以完成本专业毕业设计,选题往往只能停留在电子电路设计、计算机程序设计等对实验条件要求较低的选题,不能和专业相结合,严重制约了学生的对毕业论文的积极性。
2 针对独立学院存在的问题进行的探索研究
2.1 实验教学方面
加大实验室投入,在原有实验室的基础上,新建“电力控制实验室”、“综合控制实验室”、“智能仿真实验室”,满足学生的实验课程学习需求,提高学生学习积极性。完善实验室管理制度,在原有制度的基础上,进一步完善各种规章制度,建立实验课程反馈机制,加强实验课程考核制度,提高学生对实验课程的重视程度。
2.2 加强校外实习基地的建设
增加实习基地的数量和质量,有助于学生更好地进行专业实习,使学生将所学理论知识与生产实践有机地结合起来,增强学生感性认识。我系采用集中实习、自主实习结合的方式,学生的和实习基地可以通过双向选择的方式进行合作。加强实习管理,本系建立学生校外实习工作的监督机制,每年有5-6次的实习检查安排,通过实习检查,可以了解到学生的实习状态、单位对学生的反馈意见,以便规范校外实习的相关管理制度、与实习基地建立起更紧密的合作关系。
2.3 强化毕业设计管理
毕业设计选题分为三类:与学生实习单位的相关的选题、指导教师科研题目和学生自拟题目,无论是何种选题,都必须具有一点的代表性,并且严格执行一人一题政策,一旦发现雷同或者抄袭,指导教师应及早制止并督促其独立完成。学生分别进行15分钟左右答辩,根据毕业论文以及答辩情况综合评定成绩。
3 结语
实践教学对于电气工程及其自动化专业有着极其重要的作用,在校内通过实验课加强学生的动手能力,为校外实习提供基础;在校外通过校外实习基地增强学生的实际工作能力,反之可以巩固学生在校所学的知识;最后通过毕业设计(论文)检验学生的学习成果。通过本学期的实验教学改革,学生的总体实验能力明显提高,对于校外实践教学以及毕业论文具有一定的引导作用。
参考文件:
[1] 张爱玲, 韩富春, 卜庆华. 电气工程及其自动化专业人才培养方案及课程体系改革的研究. [J] 太原理工大学学报(社会科学版).第19 卷 第1 期. 2001.3.
关键词:地方院校;电气工程及其自动化专业;人才培养
作者简介:魏立明(1974-),男,吉林省吉林市人,吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院,教授;韩成浩(1972-),男,朝鲜族,吉林延吉人,吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院,教授。(吉林 长春 130118)
基金项目:本文系吉林省教育科学“十二五”规划课题(课题编号:GH12181)、2012年吉林建筑工程学院教学质量与建设工程项目的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0007-02
近年来,信息技术的迅猛发展给普通高等院校电气工程及其自动化专业带来了较多良好的发展机会,因此,如何对电气工程及其自动化专业人才进行培养成为各高校的重要任务之一。如何构建新的培养模式,优化相应的人才培养方案,制订良好的教学体系,培养具有创新能力和工程能力的电气工程及其自动化专业高级应用型人才成为应用型工科院校所面临的任务之一。吉林建筑工程学院是吉林省建筑类普通高等本科院校,属于二本院校,其办学理念是培养“理论基础坚实、实践能力扎实、思想作风朴实”、具有创新精神和创造意识的高级应用型专门人才。吉林建筑工程学院电气工程及其自动化专业的培养目标是使学生能够从事建筑电气领域内的相关设计工作、施工工作、运行与管理工作,并且把他们培养成为应用型高级技术人才。根据吉林省经济发展的需求和建筑行业的特点,加快电气工程及其自动化专业应用型人才的培养成为电气与电子信息工程学院实现飞速发展的有效渠道。为此,电气与电子信息工程学院在优化培养方案、加强教学质量工程建设、构建应用型实践教学体系等方面进行了有益的尝试和探索。
一、优化人才培养方案
地方应用型本科院校的办学定位应首先强调应用性,所以既不能延续普通本科传统的教学模式,也不能削弱相关基础理论的教学,而是应该两个方面同时发展。特别是应该加强学生工程应用能力的训练和培养,把相关课程中的应用环节(例如:实验、课程设计、实习等)充分融入到教学过程之中,以便提高学生的动手能力和应用能力。应用型本科院校在教学环节中应突出实践应用与理论教学的相互渗透,坚持工程实践与科学教育并重的原则,逐步建立合理的符合应用型本科人才培养的课程体系。这样做的目的主要有两个:一是给学生打下较扎实的基本理论基础;二是让学生在大学期间参加相关专业工程的基本训练,使学生具备建筑电气方面的专业技能、提高学生在认知过程中发现问题、分析问题和解决实际工程问题的能力。
因此,吉林建筑工程学院组织电气工程教研室教师进行了广泛调研,主要通过座谈会和实地访问等多种形式。通过调研了解用人单位对学校所培养的人才的需求和要求。同时向沈阳建筑大学、北京建筑工程学院等有关其他院校进行调研,获得其人才培养方案。学院还定期组织召开电气学院校友会,了解往届毕业生在工作中对大学期间所学知识、技能和能力要求的反馈。学院派教研室主任和骨干教师参加电气工程及其自动化专业的指导委员会会议,了解该专业最近动向,广泛听取设计院和施工企业中的专家、企业负责人的意见及建议。在上述调研的基础上,优化原有的电气工程及其自动化专业的培养方案,形成自身的特色。该方案应以夯实基础、开拓专业知识面、重视应用能力为主要原则,切实加强对学生工程能力的培养。
电气与电子信息工程学院对电气工程及其自动化专业的课程设置进行了优化,主要体现工程实践教育,删除课程之间重复的内容,构建了注重建筑特色的电气工程及其自动化专业人才培养方案。电气工程及其自动化专业课程体系的整合应依据吉林建筑工程学院的办学定位,主动汲取建筑设计院、建筑施工企业等相关单位的意见,合理确定专业课程的学时以及实践教学在整个课程体系中的比例。整合后的电气工程及其自动化专业的课程体系平台由“专业基础课程模块+专业课程模块”构成。该平台体现了课程的应用型人才培养。其中“专业基础课程模块”包括注册电气工程师资格考试应必备的理论基础,其中有模拟电子技术、电路原理、电机与拖动、电气控制技术、数字电子技术等课程。“专业课程模块”课程的设置应体现建筑行业的特点。我院设置了建筑电气技术措施、供配电技术、建筑照明、消防与安防系统、建筑电气施工与概预算等课程。每一模块含有理论教学、实验教学和课程设计三个内容。上述课程的设置使电气工程及其自动化专业符合建筑行业的特点和要求,使得学生在就业时更加明确自己的定位方向。同时课程体系平台还可以根据就业方向进行相关选修课程的设置,以满足工程应用性要求,例如设置综合布线、楼宇智能化技术、嵌入式系统等课程。
二、加强电气工程及其自动化专业教学质量工程建设
1.课程建设与教材建设
在优化专业课程、强调应用能力的课程建设原则指导下,应用型人才培养所需要的课程建设包括相关课程内容、教学方法改革、教学手段促进等方面的建设。我院电气工程及其自动化专业的所开课程中电气控制技术和数字电子技术被评为校级优秀课,单片机原理与应用被评为校级精品课,自动控制原理以及消防与安防系统两门课程被评为省级优秀课,电路原理被评为省级精品课。在进行课程建设的同时,电气与电子信息工程学院也非常重视电气工程及其自动化专业课程的教材建设。教材建设应该体现电气工程及其自动化专业教学成果,要积极推进纸质教材、电子教案、教学参考书以及教学课件四位一体化的教材建设,选用智能建筑专业指导委员会推荐的高质量教材,同时结合本学院课程撰写相关建筑电气教材。
2.教学管理制度的完善
规范有序的教学管理制度是提高学院的教学质量、推动学院教学改革的重要保证措施。为保证电气工程及其自动化人才培养方案的全面落实,电气学院充分发挥领导和学院教师的力量,建立起包括毕业设计(论文)规定和实习要求等相关教学管理的规章制度,对教师和教学管理人员的工作进行了具体规定,提出了明确要求,从制度上保证了电气工程及其自动化专业人才培养的质量。学院成立了由学院领导、教研室主任和实验室主任组成的二级教学督导组。督导组成员通过平时听课、 课下与教师、学生交流等形式了解教师教学状态以及学生的学习状态,在一定程度上促进了学院教师教学水平的提高,并且为学院进行教学二级化管理提供了相关的依据。
按照电气与电子信息工程学院教学质量评估实施规定,每学期由每一年级的辅导员组织各班学生对每一位专业任课教师的教学情况进行评估,根据学生所反映出的问题制订相应的整改措施,以促进教学质量的提高。针对毕业设计(论文)的应用环节,学院结合电气工程及其自动化专业特点,制订了相应的毕业设计(论文)工作流程和考核办法。该办法规范了毕业设计指导过程中存在的问题,保证学生毕业设计(论文)质量的有效性。
3.采取多种教学形式,提高课堂质量
在教学形式上,改革传统的“以老师讲解为主”的教学形式,实行“老师教与学生学互动”以及“学生之间互动”的教学模式,建立起以培养学生实践应用能力为主的教学方式。具体措施有:将老师的科研项目带入课堂,拓宽学生的知识面;学习优秀的学生在课后充当其他学生的“老师”;让学生讨论某一教学内容,采用分组讨论的形式。每一位老师将自己的科研项目引入课堂,将本专业的前沿知识引入课堂中,引导学生学习相应的知识点,同时讲授该课程知识点在科研项目中是如何应用的。优秀学生当“老师”就是拿出一部分较容易的教学内容让学生自己讲,提高学生学习的主动性和积极性。学生分组讨论就是在每一堂课中留出部分时间组织学生讨论,每一小组发表自己的观点,使学生在讨论中增强对知识点的理解,培养学生分析问题和逻辑思维能力。与此同时,教师应该充分利用计算机网络资源,搭建学生与教师沟通的新平台。具体措施包括建立相关专业课程QQ群、构建课程教学资源网站等。
三、构建以工程能力训练为特色的实践教学体系
电气与电子信息工程学院所构建的实践教学体系主要以工程能力训练为主要特色。这其中包括编写实践教学计划、实纲和、专业教材时将本专业的的技术实用性及时反映出来。在制订课程教学计划时,应该明确规定所有实践教学环节的目标和任务,并且按照每一个实践项目分批次规定教学内容、教学要求和考核办法等。以往的实验教学中主要以验证型实验为主,现在变为以设计型和综合型实验为主导。同时在实验考核要求上改变以往的考核方法,取而代之的是以每位学生实际操作能力、实验数据的分析能力以及实验过程中解决实验疑难问题的能力的综合考核方式。对于专业基础课实验考核(例如:电路原理、模拟电子技术等课程),应该在做实验的时候一人一组进行考核。考核时应该根据教师所提的要求单独设计相关实验方案,在规定时间内独立完成实验,获得正确的实验结果并且对实验结果误差进行分析。实践证明,上述做法对于提高学生的动手能力和创新能力是非常有效的。
我院拥有吉林省高等学校智能建筑系统集成与节能控制重点实验室和吉林省科技厅建筑电气综合节能重点实验室,上述两个实验室为电气工程及其自动化专业本科生提供实践训练的场所。我院建立了较完善的大学生课外科技活动制度,举办了全国大学生智能建筑实践技能竞赛(北方赛区),从2004年至今连续举办了九届校内大学生电子设计竞赛。这些活动丰富了学生的课外科技活动,也充分调动了学生学习的积极性。电气工程及其自动化专业的学生在所参加的各种课外科技活动中取得了优异的成绩,例如2010年参加吉林省大学生电子设计竞赛获得一等奖2项、二等奖3项、三等奖5项的好成绩,2010年参加全国大学生智能建筑实践技能大赛获一等奖。
四、结语
本文详细阐述了地方院校在电气工程及其自动化专业应用型人才培养方面的经验和做法。具体通过优化人才培养方案、加强专业教学质量工程建设、构建培养学生应用能力的实践教学体系等方面进行相应的改革与尝试。同时,根据吉林建筑工程学院人才培养目标提出了电气工程及其自动化专业人才培养中体现建筑行业发展和要求的新思路。
参考文献:
[1]陈小虎,刘化君,朱晓春,等.电气信息与电子信息类应用型人才培养体系的创新与实践[J].中国大学教学,2006,(4):55-56.
[2]华红艳,楚随英.电气工程及其自动化专业实践教学改革探索[J].郑州航空工业管理学院学报(社会科学版),2005,24(1):97-98.
关键词:汽车电子;电力电子;教学改革
作者简介:吴晓刚(1981-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,副教授;周美兰(1962-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150080)
基金项目:本文系黑龙江省高等教育教学改革项目(项目编号:JG2201201107)、哈尔滨理工大学高等教育研究重点项目(项目编号:A201200004)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0098-02
随着汽车产业的发展,电子技术在汽车上的应用已成为汽车设计研究部门考虑汽车结构革新的重要原因。在国外,平均每辆汽车上的电子装置在整车成本中占20%~25%,一些豪华轿车上装有40多个微处理器,有的汽车电子产品甚至占整车成本的50%以上。许多汽车制造商都认为,增加汽车电子装备的数量,促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的有效手段。[1]
在对汽车电子技术的教学研究中,文献[2]提出优化“汽车电子与控制”配置课程的内容、改革结构体系、改革教学方法和手段、加强实验建设和课程设计环节等改革思路。文献[3]分析了“汽车电子控制技术”课程在理论教学和实践教学方面的问题,提出了灵活多样的理论教学改革方案和采用项目教学法等加强实践环节教学的建议。文献[4]介绍了汽车电子控制技术课程精品实验项目的设计思想、主要环节及具体实践。文献[5]将虚拟仪器LabVIEW软件应用于汽车电子技术综合性和设计性虚拟实验中,并进行了实验教学的实践。文献[6]开发了汽车电子控制系统实验教学所需要的嵌入式系统,完成了实验箱硬件及教学实验所需的支撑软件,并在此基础上开展了教学实践。文献[7]介绍了在电子信息工程专业开设汽车电子系列特色课程的研究。
在汽车电子中,涉及到电力电子技术的内容通常称为汽车电力电子技术,并且成为了电力电子技术的重要分支。哈尔滨理工大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业下的电力电子方向,在汽车电子研究上已有了十几年的基础。在依托汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心和黑龙江汽车电子技术研究中心科研基地的基础上,形成了以新能源汽车动力系统控制和汽车电子驱动控制为特色的研究方向,并培养了大量的硕士研究生和博士。因此,为了在本科教学中体现我校电气工程及其自动化专业的办学特色,结合在汽车电子方向上的研究成果,在2010年制定的电气工程及其自动化专业电力电子方向本科生培养方案中,特别增设了“汽车电子技术”专业方向选修课。本文以“汽车电子技术”课程作为研究和实践对象,通过课程结构优化设置和考核方式改革,结合现场教学和研究性教学的教学方法,实现具有特色的专业选修课教学。
一、“汽车电子技术”课程结构
“汽车电子技术”课程开设在大学四年级上学期,为专业选修课程,2学分,共32学时。其中理论教学22学时,实践教学10学时。根据电气工程及其自动化专业的基础课程和平台课程设置,结合汽车电子技术的主要特点,“汽车电子技术”课程的理论教学可分为6个模块,如图1所示。
在“汽车电子技术”课的理论教学环节中,第一部分,先介绍汽车电子的基本概念,回顾汽车电子技术的发展历史,通过实例分析介绍汽车电子对汽车安全与节能的影响,结合电气工程及其自动化专业的相关知识,讲述汽车电子与电力电子的关系。
第二部分,介绍汽车电子技术中常用的器件。包括光电、霍尔、电阻等各类传感器,常用于汽车电子控制系统中的单片机选型及选用依据,汽车电子控制系统中所用的交直流电机、电磁阀等执行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介绍的基础上,着重介绍汽车变速器电控、ABS系统、动力转向电控等汽车电子控制系统的设计方法,主要内容包括电控系统开发遵循的标准、硬件电路设计和软件编程方法,特别强调目前汽车电子控制系统中所用的V流程开发模式。
第四部分,结合新能源汽车的热点问题,充分发挥电气工程及其自动化专业知识在电动汽车方面的运用。本门课与目前车辆工程专业所开设的“汽车电子技术”不同之处在于,省去了传统以发动机作为主导的汽车动力系统控制部分,强化了电驱动系统的匹配与设计部分。该部分内容除了包含对于汽车动力系统设计方法和匹配规律的介绍外,还增加了对于电动汽车动力系统控制的一般方法介绍。
第五部分,介绍汽车电器系统,包括汽车仪表系统、灯光照明系统、电动门锁系统、电动车窗、电动后视镜、电动天窗、电动座椅、车载空调系统、车载音响系统、车载电视娱乐系统、车载无线通讯系统、电子导航与全球定位系统、智能交通系统和车载网络系统等方面的内容。
第六部分是课程的最后部分,介绍汽车电子控制系统中可靠性的评价标准和一般的故障诊断方法。
以上六部分构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”理论教学的主要内容。
在“汽车电子技术”课程的实践教学过程中,主要有实验和课程设计两种方式。实验课作为学生在校内实现理论联系实际的一种比较有效的手段,学生通过实验能够加深对课程理论知识的理解,并能够培养一定的实践能力。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”实验课的设置上,主要分为5个部分,如图2所示。
课程设计是提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,它不但可以使学生加深对理论和实验课程的理解,而且能够使学生将所学的课程内容与相关课程综合起来,提高了知识的应用能力。[8]“汽车电子技术”是一门实践性很强的课程,课程设计主要结合我校电气工程及其自动化专业平台课的知识,以电动汽车控制系统作为设计目标,让学生结合电力电子技术的相关知识进行设计。
二、“汽车电子技术”课程教学方法的改革
对于“汽车电子技术”课程来说,涉及到的汽车电子控制系统单靠语言描述是很难讲清楚的,而通过传统的板书教学方式,也很难清晰勾勒出汽车电子控制系统的原理和工作过程。因此本门课在授课方式上采用多媒体教学的方式,通过多媒体课件制作出的动画及示意图等来展示汽车电子控制系统的结构、组成及工作原理,使教学的内容直观清晰,易于理解。
在“汽车电子技术”课程的教学过程中,除了正常的多媒体课堂教学外,还采用了现场教学结合研究性教学的授课方法。现场教学即依托我校汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程中心的实验平台,使学生到工程中心参观现场演示,并试用工程中心开发的汽车电子产品实验样机。这些教学手段可以使学生对汽车电子的功能及开发有更直观的认识。除此之外,教学内容中以汽车电子产品的项目开发作为主导。例如在“汽车电子控制系统的设计”这部分内容讲授时,可自始至终以工程中心开发的汽车变速器控制单元作为对象,从汽车电子产品开发的前期调研、方案论证,到中间环节的样机开发、功能验证,再到最后环节的样机标定、测试等进行全方位的介绍。通过这样的讲授,学生对汽车电子的感性知识加深,在理论学习中的目的就会变得明确,清楚地认识到需要掌握的主要内容。
三、“汽车电子技术”课程考核方式
为了有效地组织教学,突出“汽车电子技术”课程的实践性,改革了这门课程的考核方式。我校其他专业课程的考核方式大部分是以平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%的比例进行综合评定。而由于“汽车电子技术”课程面向电气工程及其自动化专业电力电子方向的本科生,选课人数基本维持在40~60人范围内,这样的人数规模便于授课教师进行小范围内的专业指导,因此在考核方式上提出了平时成绩、作业成绩、实验成绩、课程设计与专业论文撰写相结合评定的方式。与其他课程不同之处还在于,其他课程安排的课程设计都是最终给定一个独立的成绩,而作为专业选修课,本门课程的课程设计成绩只是最终成绩的其中一部分。
目前该门课程的考核采用平时成绩占10%,作业成绩占10%,实验成绩占10%,课程设计占30%,专业小论文占40%的比例权重进行成绩的评定。这样做的好处是,不但能够充分发挥本门课理论与实践紧密结合的特点,并且可以充分激发学生的学习兴趣,培养学生的团队合作精神。
专业小论文作为考核的主要部分,在撰写过程中,授课老师首先利用2学时的时间对学生进行科技论文撰写的培训,而后引导学生充分利用学校图书馆的资源,根据各自分配到的科技论文主题进行文献的检索;学生分成了3至4名成员一组,选择关于汽车电子的主题项目,可建议主题为电动汽车整车控制器的设计、汽车防抱死ABS系统设计、汽车自动变速器控制系统设计等,学生也可以自己提出新的主题。给定主题一段时间以后,学生提交科技论文,并以学术会议的形式在课堂上进行交流,老师和其他同学可以自由根据报告者的内容提问,并提出意见和建议。该部分成绩可以当场给出,这样做的好处是激发学生的积极性,所给定的成绩能够实现主观与客观兼顾的效果,令所有同学信服。
四、结论
根据“汽车电子技术”理论与实际紧密结合的特点,结合所开设课程在电气工程及其自动化专业的实际情况,提出了教学中课程内容优化配置,现场教学结合研究性教学的授课方法;考核上提出了平时、作业、实验、课程设计与科技论文撰写相结合的方式。通过这些教学改革,提高学生学习的积极性和主动性,真正能够在有限的学时内获得最实用的知识,增强学生的实践能力。
参考文献:
[1]李建秋,赵六奇,韩晓东.汽车电子学教程[M].第2版.北京:清华大学出版社,2011.
[2]周雅夫,连静,李琳辉,等.《汽车电子与控制》课程教学改革的探析[J].科技创新导报,2010,(16):190.
[3]赵科.汽车电子控制技术教学探讨[J].新西部:理论版,2011,(27):221-222.
[4]赵秀春,徐国凯,陈晓云.汽车电子控制技术精品实验项目设计与实践[J].大连民族学院学报,2010,12(5):497-499.
[5]仇成群.LabVIEW在汽车电子虚拟实验教学中的应用[J].仪器仪表用户,2011,18(6):97-98.
[6]张新丰,陈慧,孟宗良,等.控制器V型开发模式实验教学探索[J].实验室研究与探索,2012,31(2):131-134.
[关键词]电气工程;自动化;弊端;措施
中图分类号:TM762 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)42-0061-01
1、引言
进入21世纪以来,社会经济的发展水平不断提高,科学技术也随之加快发展的速度,电气工程及其自动化的应用范围也越来越广,逐渐存在于各个商业领域,所发挥的作用越来越重。对于中国科学技术的发展,其不断发展提高的标志是电气工程及其自动化的使用广泛度和技术高度,这是中国社会的生产力。在电气工程及其自动的快速发展过程中,其需求量和技术要求越来越大 、越来越高。然而在发展的过程中出现了一些后天的缺陷,所以,为了提高电气工程及其自动化的水平和技术,本论文对其进行深入的研究,找出其中的弊端,然后采取针对性的措施,提高电气工程及其自动化的水平。
2、电气工程及其自动化发展的现状
随着科学技术的快速发展,电气工程及其自动化的发展速度也不断的提高,极大的促进了中国的国民经济的快速发展,同时也为中国国家工业化的发展起到了非常重要的作用。
随着以计算机为核心的电子信息技术的发展,并且不断地融合到电气工程及其自动化中,两者的结合更加促进了电气工程及其自动化的发展,广泛的应用于农业、工业和国防等方面的领域,更加推动了中国国民经济的发展。电气工程及其自动化也普及到广大群众,改善着人们的生活方式,为人类的生活带来更多的方便。
3、电气工程及其自动化中存在的弊端
随着社会经济的快速发展,电气工程在跟随其发展的同时,也突出了一些自身存在的弊端,接下来本文从以下几点进行举例分析:
电气工程本身存在的问题。对于电气工程中存在的问题,主要表现在在使用过程中表现出来的节能和质量问题。在工业的生产运作过程中,电气工程及其自动化的技术应用普遍,发挥着非常重要的作用。近来,随着中国在工业化方面投入的精力越来越多,生产能力越来越高,自动化的智能化水平越来越高。为了提高工业生产的效率和产品质量,中国在引进电气工程的同时,也引进了先进的仪器设备。但是,由于技术的不成熟,在进行广泛使用以及大量使用的同时,也消耗了大量的资源,导致资源浪费,最终不利于中国工业的发展。其次是电气工程及其自动化的质量方面,质量在所有工程中都很重要,关心到工程的使用的安全性能和时间期限,即寿命。虽然电气工程及其自动化的发展速度很快,并且普及到商业的各个领域,但是一些公司或有关单位为追求速度,还是忽视了质量问题和安全问题;在进行监督检测中,同样的忽略质量检测,取而代之的是对产品结构的重视,最终影响到了质量的发展。
电气工程自动化中的问题,即网络结构不统一,自动化的集成程度低。首先是关于网络结构不统一的问题,网络结构能够使电气工程自动科学、高效的发展,使系统更加快捷。但是由于中国电气工程自动化的网络结构不统一,导致自动化发展速度减缓且发展质量也明显降低。而对于自动化的集成程度,主要表现在技术方面。虽然中国的自动化技术的发展水平有了明显的提高,但是目前自动化的集成程度依然很低,而独立自动化所占的比例很高,最终造成了信息的不共享、功能的单一,减缓自动化技术的发展速度,影响自动化的作用。
4、电气工程及其自动化应对办法研究
为加快电气工程及其自动化的健康快速发展,本文针对其中的弊端采取相对应的措施,具体的措施如下:
(1)提高电气工程及其自动化的节能减排技术
在进行电气工程设计时,不断对节能减排进行优化,降低能源的消耗,其次采用低耗能的电力变压器,尽量采用清洁、可循环利用的能源,减少不必要的设备设施,最终促进电气工程及其自动化的发展。
(2)加强电气工程及其自动化的质量管理
质量管理是工程中的重中之重,要充分认识到质量管理的重要性。提高施工队伍的整体水平,强化工作人员的能力,提高工作人员的综合素质。其次,对于施工材料,要确保材料的质量,加强监督管理的力度。最终达到提高质量管理的目的,保证了电气工程及其自动化的稳健发展。
(3)建设统一的电气工程及其自动化的网络结构
在电气工程及其自动化的发展过程中,要不断对其网络结构进行改进和完善,建设统一的网络结构。在进行电气工程及其自动化的运行过程中,要不断进行各方面的完善,如,引进先进的仪器设备和管理技术,建设信息共享平台,最大程度上的达到信息网络的统一,最终推动电气工程及其自动化的健康快速发展。
(4)提高电气工程及其自动化的集成化程度
在电气工程及其自动化的发展过程中,要不断的提高技术员工的综合素质和技术水平,提高自主研发和创新的能力,最终提高电气工程及其自动化的集成化程度,使电气工程自动化中各部分之间能够进行融洽的连接,减少其在运行过程中的成本和费用,提高电气工程自动化的集成化程度,最终提高电气工程及其自动化的水平。
5、结论
电气工程及其自动化所应用的范围很广,对于国家、社会以及广大群众都具有重大的意义。本文通过分析电气工程及其自动化的弊端,以及找到相应的措施,尽量的提高自动化的水平,以此为社会带来更多的经济利益。但由于时间有限,不能做更深入的研究,今后还可以从以下方面进行探究:人才培养;电气工程及其自动化的性能;开发环境的影响。
参考文献
[1] 冯健朗.探讨智能建筑电气自动化的设计和技术[J].城市建设理论研究(电子版),2012(18).
[2] 程柳莹.浅谈电气工程及其自动化的建设及发展[J].中国科技纵横,2011(8).
【关键词】常用建筑电气工程安全保护措施
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
一、影响建筑电气工程安全的因素
1、电气火灾而引起的爆炸
电气火灾爆炸一般指的是由于在操作过程中出现的不规范行为或者基础设计不当而引起了电路系统中供电不稳,出现电路短路、发热、过载等状况,电路局部逐渐过热带来的火灾隐患。而每年因为电气原因出现的火灾隐患更是不可计数。出现这种情况有以下几个原因:
(1)很多人都没有电气工程的常识,安全意识淡薄。在生活中为了一些蝇头小利,私拉电线,乱接线头,这很可能会导致线路长期处于电流过载的情况,发生局部过热,使其加速绝缘层的老化,引起火灾的发生。
(2)很多人常常使用违规的电器,例如,使用电器设备的插头与插座的接触不良的插排、开关等。这样的行为也会导致在电器的使用过程中,线路瞬间电压过高,发生线路打火,产生电火花而引发火灾。
(3)在阴雨天气中,常常会伴随雷击现象的发生,一些建筑在建设过程中偷工减料,没有做好避雷设施,或建筑物的接地不良,致使建筑物在雷击时瞬间电流极度升高,而产生的大量电流又无法及时排除,导致火灾,出现人员伤亡。
2、静电原因造成的危险
静电虽然没有漏电那样有如此严重的后果,但其危险性也是不可小事的,是人们在生产生活中最易忽视的。静电产生的原因一般是由于连接的设备装置与接地之间的关系处理不当,使得静电对电气设备的内部的原件进行损害,使得放出大量静电,对人身造成一定的危害。
3、电磁造成的危害
建筑电气的使用和设置一定程度上都是受电磁场的影响,电磁对人体有一定的好处,但是不适当的使用,造成大量电磁释放,电磁辐射超出人体所能接受的范围也对工作人员的身体安全造成影响。
4、触电、漏电的危险
触电、漏电相比较于电磁危险、静电危险是比较直观的危险现象,也是我们在对建筑电气进行操作时必须避免的。引起触电、漏电的原因一般为工作人员在前期设计的过程中疏忽漏电点的出现,或是因为在系统的使用中违规操作电气,使得电气的正常运行造成破坏,不注意日常的电气维护和保养,造成电气设备老化而导致的漏电、触电等伤人事故的发生。
二、建筑工程中常用的安全保护措施
1、接地保护
(1)保护接地
为了保证人身安全,防止触电事故,把在故障情况下可能呈现危险的对地电压的金属部分同大地紧密地连接起来,叫做保护接地。对电力系统来说。保护接地的方法一般只适用于中性点不接地的电网中,只有在这种电网中。凡有金属外壳及构件的用电设备才可以采用保护接地来保证人身安全。
(2)重复接地
在中性点直接接地的低压系统中,为确保零线安全可靠,除在电源(如变压器)中性点进行工作接地外,还必须在零线的其他地方进行必要的重复接地。比如电缆和架空线在引入到建筑物处,零线应重复接地,如果不进行重复接地,则在零线发生断线并有一相碰壳时,接在断线后面的所有设备的外壳都将呈现接近于相电压的对地电压,这是很危险的。
(3)防雷接地
所谓的防雷接地指的就是为了防止受到雷电的危害从而实行的接地。这种防雷接地的作用很明显,如果不进行接地就不能将雷电流释放。相关的规定已经对如何利用建筑物的基础主体钢筋来做接地以及如何引下线和人员怎么进行接地装置等等都作了全面而具体的要求。在设计为了防雷而实施接地时所产生的阻值也给出了一定的参数,规定也要求在接地体以及引下线的工作完成之后进行必要的测试,但是要在接闪器安装完成之后系统才算完成可以测试。在这里要注意的是人工在接地引下线的时候要顺直.不能存在死角,需要将引下线的金属保护管与相应的引下线之间电气连通。这样避雷带的形成可以一定范围的防止静电的危害。人工在接地装置时接地体之间的距离不能小于5m也是为了可以降低接地体的屏蔽功能。
2、漏电保护
电流通过人体时,其能量的大小、持续的时间、以何种方式通过人体、电流运行的频率,同时还有人体本身的身体状况等等。这些因素都会影响到电流对人体造成的伤害程度,而影响最为明显的就是电流的大小和在人体身上持续的时间长短。因此,采用漏电保护器就变得极为重要,漏电保护器其实就是在人体触电可能有致命危险或者是建筑设备出现了漏电事故时对其进行保护。漏电保护器也叫漏电保护开关,在选择漏电保护器时,要正确合理地选择其中的额定漏电动作电流。漏电保护器动作与否要有一定的额定动作电流控制,只有在发生触电或者是泄露的电流超出了额定漏电电流的允许值时,漏电保护器才可能有选择的动作。否则在一般的正常泄漏电流作用下,漏电保护器不应该动作,这是为了防止正常运作下的各种生产和生活用电因为突然间的供电中断而造成各种不必要的损失。目前在我国的大多数民用建筑工程中,对漏电保护器的采用和日本与西欧是一样的,都是采用30mA/s作为漏电保护器的设计依据。这种规格的漏电保护器可以满足触电保护的要求,安全系数很高,并且都经过了实验的铡试。
3、绝缘保护
所谓的绝缘就是指带电体要用绝缘材料进行包装或者是封闭。目的是隔离带电体的导体,或者是带电体中不同部位的导体。将电流的流通路径限制在一定的范围之内,要保证线路和设备的正常运行,就需要有良好的绝缘条件。这在很大程度上可以防止触电事故的发生。除此之外。绝缘材料还有散热冷却、机械支撑和固定、防潮、防霉以及保护导体等作用。在施工中如果绝缘层因为工艺的需要而受到了损害.应该采用色相带或者绝缘胶布恢复材料的绝缘等级。《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB 50303—2002)中.已经对电气施工中的主要设备、材料、成品和半成品等的进场验收作了详细的规定,要求材料和设备进场时必须做绝缘检查。
4、等电位保护措施
等电位一般包括局部等电位连结和总等电位连结两部分。其要求是接零支线和接地支线要分别与接零总线和接地总线相接,不可以串联。同类插座同一回路的接地干线要在连接后连到分户箱内接地汇流排,使得汇流排可以与总等电位箱进行连接。总等电位一般重复接地点,使用黄绿相间的接地线。
局部等电位在新图集苏D101—2003 中进行了新的修改,其中包含两点:(1)对于卫生间等场所的用电设备需要严格进行接地保护,遵照等电位接地原则,以免发生因水连电的现象发生。(2)必须做好等电位系统和现浇板内部的受力筋之间的焊接,保证用电的安全性、可靠性。
5、短路过载保护措施
在电气建设中一般用熔断器对短路现象进行保护。这要求熔断器一定要符合国家规定的标准,要标好额定电流、额定电压。针对不同建筑系统中的最大故障电流的大小,选择相应配置的熔断器。
过载现象一般指的是线路中的电流超出了正常电流的负荷,使得线路本身不能负荷,发生漏电或火灾等现象。过载保护由自动开关进行设置。而根据实际状况,自动开关包括失压脱扣器、分励脱扣器、电流脱扣器。同时负载电流一定要和额定电流进行匹配,以免发生过载现象,引起伤亡。
【参考文献】
[1]盛力 论常用的建筑电气工程安全保护措施[期刊论文]-黑龙江科技信息2009(36)
[2]林育龙 浅析电气工程的质量控制和安全管理[期刊论文]-价值工程2010,29(16)
关键词:实验教学;研究生;电气工程
作者简介:解璞(1977-),女,河北定州人,军械工程学院车辆与电气工程系,副教授;赵锦成(1962-),男,陕西西安人,军械工程学院车辆与电气工程系,教授。(河北 石家庄 050003)
基金项目:本文系军械工程学院教学研究课题(课题编号:Jxlx1382)的研究成果。
中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)25-0155-02
实验教学对于培养学生实践能力和创新能力具有不可替代的作用。[1]军械工程学院电气工程学科针对装备供电“安全、可靠、优质”的军事需求,围绕装备电气系统中电能的发、输、配、变、控、管、用等技术环节,以提高电气装备的性能和维修保障能力为目标,研究装备电气工程新理论、新技术和新方法,体现为机械与电气、强电与弱电、设备与系统相结合,技术内涵有别于民用电网,具有明显的军事特色和学科特色。本学科要求研究生除需熟悉电气工程学科的科学研究方法,具有独立获取新知识以及从事科学研究的能力,还应掌握较强的实验技能和解决实际问题的能力。
研究生的实践能力和创新能力是衡量研究生培养质量的重要指标。实验教学是电气工程学科教学的重要环节之一。然而,相比于课堂教学和学位论文研究,实验教学一直是研究生培养工作中亟待加强的环节。[2]重理论轻实践,致使大部分研究生理论水平很高,但动手能力和解决实际问题的能力欠缺。因此如何优化实验教学内容,丰富实验教学方法,打造实验教学平台,培养出综合性、创新型人才是实验教学的关键。
一、传统实验教学存在的主要问题
目前研究生的实验教学没得到足够重视,导致很多研究生实验课程变成了一种形式上的教育,成为研究生用来“混学分”的课程。究其原因,目前研究生实验教学主要存在以下不足之处。
1.实验内容设置欠合理
目前大多研究生实验沿用本科方式,依据理论教学的需要而设置,所开设实验中原理性、验证性的基本实验内容较多。由于受经费及现有实验条件的限制,针对装备电力系统发、输、配、变、用等各个环节电能的测量、调节、补偿、控制则只能部分地进行演示性实验,无法反映电力系统的动态环节,不同程度脱离工程实际和装备实际。另外,与研究生创新能力培养息息相关的综合性、设计性实验数量相对较少,实验内容趋简避繁,从而导致研究生只能进行低水平的重复实验,而缺乏对其创新性思维的培养。
2.实验教学方法不足
传统实验教学方法是教师在课堂上讲授实验内容、演示实验操作,再让学生在规定时间内按照固定实验步骤进行实验。这是一种灌输式的教学模式,比较局限与死板。研究生大多只是忙于完成实验内容,而对实验原理及实验过程中出现的问题没能进行独立而深入的思考。该教学模式严重制约了研究生的独立思考和解决实际问题的能力,无法达到应有的实验效果。
3.实验资源利用率低下
目前多数院校简单地按任务目标和所属部门划分实验室[3],教学实验室基本不涉及科研工作,科研实验室很少顾及教学,人为地将教学与科研割裂开来,不利于实验室资源的充分利用。实验室开放不够,研究生很少有机会进入专业性更强、设备更先进的科研实验室进行综合性与研究性的实验。有些研究生导师会利用自己的课题经费购置或研制一些先进的实验设备,但出于对设备的保护,利用率低,很少为研究生实验教学所公用。
二、研究生实验教学改革中采取的措施
如何解决研究生实验教学过程存在的上述问题,充分利用实验教学提高电气工程研究生的创新能力?本文结合笔者在研究生实验课程教学中的体会,以及军械工程学院电气工程学科在研究生实验教学过程的实践经验,提出几点改革措施。
1.优化实验教学内容
实验内容的安排、选择及合理分配对实验教学是非常重要的。为此,我们根据电气工程学科不同层次、不同研究方向的研究生,由浅入深、由点到面,分层次优化实验教学内容。目前的实验内容主要分为:验证型实验设计型实验科研型实验。
验证型实验主要用于对研究生学员的基本实验技能进行培训。通过常规实验操作方法的培训,提高学员动手能力,为下一步进入论文阶段并顺利开展打下坚实的基础,每名研究生必须完成这一阶段的训练。
设计型实验主要培养研究生观察问题、分析问题及最终解决问题的能力。让研究生根据自己的专业研究方向设计具有综合性、典型性、开拓性和创新性的实验,由导师和任课教员共同指导学员查阅相关的参考资料,并对实验设计和实施给以指导和帮助。此类实验既锻炼研究生形象思维,又培养其逻辑思维,是促进研究生创新思维、创新意识和创新能力不断提高的有效途径,并可充分调动学员的创新意识和科学研究兴趣,为培养创新型人才打下良好的基础。通过综合实验的设计、实施、分析到完成实验任务,能更好地提高研究生的创新科研能力。
科研型实验是让研究生主动参与到科研实际。充分发挥学科优势,利用科研实验室资源和强大的科研队伍,与武器装备和科研课题接轨,将前瞻性、先进性的科研成果融入到实验教学环节中去,从而使研究生在进入做论文阶段之前熟悉各种专业设备并掌握现本学科中具有代表性的重要研究方法,了解和掌握现代最先进的技术思想,达到依托科研实践培养创新能力的目的,为研究生学员到部队任职打下坚实的基础。
实验教学内容改革要服从服务于人才培养的需要。军校研究生的培养,是为了适应军队建设和信息化条件下作战的需要,为我国国防现代化建设培养各级各类的自主创新人才。在进行实验教学内容优化时,必须在遵循本学科发展规律的前提下,针对武器装备建设和发展中面临的实际问题及研究生后续的课题,明确军事应用背景。
以本教研室的电气工程硕士点为例,该学科针对目前我军装备野战供电保障多采用内燃动力发电机供电而油料保障压力大、战场安全性低、制约军事意图实现等不足,为适应装备供电保障发展趋势,坚持自主创新,构建了风—光—柴混合能源互补供电系统。该微型供电示范系统填补了我军装备野战供电系统保障在混合能源互补供电领域的空白,并将此科研成果应用到研究生的实验教学中。目前依托该平台可开展混合能源互补供电组网、监控、分配、变换、防护等实验,使学员巩固理论知识,了解前沿动态,掌握实验方法,一方面为后续研究生学员开展新能源发电技术、实时智能控制器、新型蓄电池及其充/放电控制技术、混合能源互补供电能量管理与监控技术等方面的课题研究提供了基础和保障,另一方面也使实验课程的内容更加具体化,促进了课程教学内容改革和创新。
2.丰富实验教学方法
教学方法是实验教学的关键。研究生的培养目标是成为独立从事科研工作的个体,因此研究生的实验教学不能停留在传统的教条式层面上。
实验教学方法的改革就是要本着“学员为主,教员为辅”、“学员独立设计,教员重点辅导”的原则。在实验教学环节,有必要培养研究生的实验流程自行规划能力。比如对于验证型的实验,只给出实验节点要求,研究生则要按照自身的理解,自行设计实验步骤,并整理实验结果,甚至自行补充实验内容,进行创新性实验学习。在与研究生课题联系紧密的科研型实验中导师应尽量放手,让研究生充分发挥聪明才智,让实验教学成为一种探索、求知、求新的过程。
同时实验教学应贯穿于研究生培养的全过程,导师应及时根据研究生的课题进展情况,了解其实验中遇到的问题并给予指导或协助解决,让研究生少走弯路,提高效率,这也是一个教学相长的过程。通过这种研究式的实验,可以循序渐进地培养研究生独立分析解决问题的能力。
3.打造实验平台
实验平台是实验教学的保障。为弥补实际装备缺乏所造成的教学条件不足,利用科研资源优势改善研究生实验教学环境,解决实验教学对实际装备的依赖。我院电气工程学科依托军队“2110”装备野战电力支持实验室的建设,结合装备野战供电的发展趋势及需求,以“瞄准前沿、围绕目标、结合装备、强化特色”为发展目标相继搭建了军用电站装备综合技术保障、野战电力支持仿真、电能质量监测与控制3个特色鲜明并互为补充的实验系统。
(1)电力综合技术保障实验系统。该系统能培养电气工程研究生在装备野战电力支持方向的理论联系实际意识和基本实验技能,为电机学、电力系统分析、电气检测技术、供配电技术、电能质量分析与控制等专业课程学习提供了实验条件和良好的科研背景。
(2)野战电力支持仿真实验系统。该系统由1台高效专业服务器和6台台式计算机及显示设备和专业的电力支持仿真计算软件组成,该仿真系统可弥补实验技术的不足,提高研究进度,降低研究费用,具有灵活性、可重复性及安全性高的特点,研究生学员可在装备野战供电系统建模和稳态/暂态仿真分析计算,优化装备野战供电系统设计,提高系统的电能质量、控制运行系统的运行效率和安全稳定性等方向开展实验。
(3)电能质量监测与控制实验系统。该系统为开展负荷结构特性对电能质量的影响研究,实现了负载形式的典型、多样化,兼顾了实际和科研的需要。一方面配置了小型化的电机拖动、照明、变频调速电机、逆变装置等非线性、冲击性负荷,另一方面配置了电子负载、阻感负载等以便建立极端条件下的综合负荷模型,同时还具有国际先进水平的交/直流电压跌落模拟器,可模拟极端的电能质量问题。为研究生电能质量专业课程学习提供了实验条件,为硕士研究生的培养提供了科研环境手段。
目前该实验室面向研究生学员全面开放,共享及利用率较高,已能满足野战条件电能的产生、组网、分配、变换、监控和保障等方面的科学研究,可在更高的研究层次培养研究生创新能力。近三年来以实验室为背景,先后培养各类研究生12名,已毕业硕士研究生8名。实验室在建设中自主开发实现了部分功能,混合能源互补供电系统培养研究生3名,分别实现了混合能源互补供电系统的实时监控和铅酸蓄电池的虚拟测试;军用电站性能检测与测试分系统培养研究生3名,分别开展了军用电站电气参数检测及模块电源虚拟测试系统的研究;2名研究生则分别开展军用电站AVR检测诊断平台及逆变电源供电负荷适应性研究。把实际科研用的装置用于实验教学,使研究生在课程学习中就接触到课题了,这些设备就是下一步研究生做课题直接要用的设备,这些科研平台的设计、运行、实现方法都成为课题可借鉴的资料。这使研究生尽早接触到学科发展的前沿,拓展视野,并加强了研究生实践能力、创新能力的培养。
三、结语
几年来的实践证明,加强对研究生实验教学的改革,一方面加深了研究生对本学科理论知识的进一步理解和掌握,拓宽了知识面,另一方面也使他们学到了许多实验室工作的知识和技能,提高了实验动手能力、语言表达能力、组织教学的能力和理论联系实践的能力,培养了严谨的科学作风,促进了学业的进步。研究生教育要围绕学科特色优势,重视研究生扎实的实验基础、综合运用技能和创新思维的培养,同时还应优化实验教学内容,丰富实验教学方法,打造良好的实验平台,从而为实验教学提供良好的条件,进一步提高研究生实验教学效果,达到全面提升电气工程研究生综合素质的目标。
参考文献:
[1]邝溯琼,杨定新,陶利民.开放式研究生综合实验中心的探索与实践[J].实验室研究与探索,2012,31(3):109-111.
[2]周爱华,唐玲.电气专业综合实验中心建设的构思[J].中国电力教育,2011,(33):187-188.
[3]丁坚勇,饶凌平.加强大学生实验教学 培养电气工程高素质人才[J].中国电力教育,2007,(1):111-113.
[4]潘再平,唐益民.加强电力电子技术和电机控制类课程实验教学[J].实验室研究与探索,2002,(1):29-30.
关键词:实训课程;分层次;模块化
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)
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)20-0086-02
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。
一、课程目标定位
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。
二、课程体系的构成原则
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。
课程体系体现了开放性、灵活性,及时反映了新能源技术的发展以及新技术的应用。
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。
三、分层次模块化实训教学体系的设立
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,掌握可编程控制器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。
四、结论
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。
参考文献:
[1]贾文超.电气工程导论[M].西安:电子科技大学出版社,2007.
[2]范瑜.电气工程概论(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.
[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.
关键词 电气工程及其自动化 工程实践能力 地方经济发展
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.05.024
Exploration on the Development of Electrical Engineering and
Automation Specialty in Local University
JIA Qun
(School of Mechanical and Electrical Engineering, Huai'nan Normal University, Huai'nan, Anhui 232038)
Abstract Local Application-oriented Institutions Oriented open electrical engineering and automation professional must serve the local economic development, to teaching as the center focus on expansion of the engineering practice ability of students, to meet the demand of the professional personnel from the local economy. In place of the normal universities, the transition to engineering and other aspects of the adjustment process, because of its engineering professional foundation is weak, professional accumulation time is short, local colleges and universities need to further integrate various resources, find out for their own development characteristics of students training objectives, requirements, quality requirements.
Key words Electrical Engineering and Automation; engineering practice ability; local economic development
电气工程及其自动化专业是一门特色非常鲜明的应用型工程技术类专业。本专业主要是研究有关于电能的生产、输送、应用、测量、转换和控制等方面的内容。电气工程及其自动化专业适用范围广,毕业生既可以从事于强电领域、又可以从事于弱电控制等领域,也可在国家电力生产行业、国家电网、火电、水电、风电、太阳能等绿色新能源领域工作,对于地方性本科院校在电气工程及其自动化专业的发展上更应注重学生应用性能力的培养。
1 地方院校培养电气工程及其自动化专业的定位
电气工程及其自动化专业是一个归并了多个电类专业的宽口径专业,它以物理学、电子学、电工学、自动控制、计算机、测量技术等原理为基础的一门综合性技术科学。在电气工程学科的历史沿革中一直具有很强的实际应用背景,航天、航空、交通、电力、冶金、化工、电力、石油、食品、生产制造等行业的需求是自动化学科的诞生和发展的主要动力,可以说电气工程专业的应用范围已经涉及到社会生产和发展的各个方面,电气工程学科必然能够为实现国家战略目标和国民经济的跨越式发展发挥巨大的作用。①
随着我国能源利用的结构性调整,未来我国在核能的利用和发展、高铁电气化线路的规划和实施、广大农村的电网改造工程、城镇电网和变电站的优化和升级工程、电动汽车及充电桩电网工程等,这些具有标杆性的国家大项目、大工程的建设和发展上,将对具有高素质、电气技术过硬的电气工程专业毕业生保持旺盛的专业需求。我校申办电气工程及其自动化专业主要考虑到学校所在城市是国家重要的煤炭、电力、化工、能源基地,需要电气工程及其自动化专业及相关强电专业背景的人才,同时安徽省在近些年经济快速发展过程中也需要大量的本专业人才来充实到工业生产的第一线,可以说电气工程及其自动化专业应该和区域经济社会发展需要有较强的吻合度。所以,在电气工程及其自动化的专业建设上应需要厚实基础,有效地进行专业积累,整合各方面的教学资源,专业特色的挖掘,找出适合自身发展的目标,而不能停留在模仿和学习别人,要在别人经验基础上找出适合自己发展的途径,并立足于教学这条生命线,积极根据职场的定位需求,认真合理地找出本专业的定位。②③④
2 电气工程及其自动化专业培养目标分解
关于人才培养模式,教育部原副部长周远清曾作过简明扼要的阐述:所谓人才培养模式,实际上就是人才培养目标、培养规格和基本方式。
教育部《关于深化教学改革,培养适应21世纪需要的高质量人才的意见》也指出:人才培养模式是学校为学生构建知识、能力、素质结构,以及实现这种结构的方式。
在电气工程及其自动化本科专业人才培养方案修订过程中,应遵循教育教学规律,更新教育教学观念,正确处理理论与实践、知识与能力等关系,注意协调统一;进一步优化和整合课程结构体系。⑤⑥ (如表1所示)
3 适合我校电气工程及其自动化专业特点的培养目标和要求
我校是一所地方性、应用型本科高校。学院在升本后这几年的发展过程中,始终本着以“质量立校、人才强校、特色兴校、依法治校”的发展策略,不断地进行改革和创新,并进一步统筹办学规模与质量、统筹师范教育与非师范教育、统筹招生与就业、统筹办学资源与办学效益、统筹师资队伍数量与结构,努力做到规模、结构、质量、效益的协调发展,初步形成具有特色的教学和科研发展工作的新局面。我院明年将面临本科专业评估,这要求我们在抓教学质量的同时必须上规模,只有尽快创造条件进行规模建设,从而降低办学成本,提高办学效益,所以我们考虑整合现有的教学资源,融合其他相关的学科,构成互相交叉,共同发展的学科群,根据人才市场的需求来调控教学模式和培养方向的能力。
突出以教师为主导、学生为主体,加强实践教学环节、创新实践教学的内容,培养应用型、创新型人才为重点,深化教学体系改革,优化课程教学体系及注重教学环节的实效,使电气工程及其自动化专业的教育理念、教学内容、教学方法、教学手段、教学效果以及教学模式,能后适应本阶段培养人才的需求,创造良好的教学情境与教学氛围。贯彻好我校师范性、地方性、应用型的办学定位,人才培养的强弱结合、强电为主。立足淮南,服务周边,面向安徽,辐射全国,为本地区及安徽省内其他地区的电力行业、工矿企业、研发单位、科研院所、技术公司等输送具有宽口径、厚基础、强能力、高素质,优秀的应用型工程技术人才。
培养目标:本专业培养能够掌握电力系统自动化、电机及其控制等工程技术领域基础理论和基本知识,具有电气工程师基本素养,能在电力工程、制造加工、化工生产等行业领域,从事设计制造、研制开发、试验分析、系统运行、自动控制、电力电子技术、生产管理以及电子与计算机技术应用等方面工作的高素质应用型专门人才。
知识要求:掌握高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理等数理知识,掌握电路分析、模拟电子、数字电子等电子技术基础知识;了解电气工程领域的新技术、新方法,掌握电机学、电力系统分析、电力电子技术、自动控制原理、电力系统继电保护等电气工程专业知识。
能力要求:掌握电子技术、电工技术等方面的基本知识和实验技能;具有一定的制图绘图能力、程序设计能力、电子设计能力。具备电力系统工程理论分析、设计能力和应用能力,具有较宽的知识面、较强的适应和发展能力,并具有自主学习的能力。
素质要求:具有强烈的社会责任感和主人翁意识,具有良好的环境保护意识和职业道德;养成良好的体育锻炼和卫生习惯,具有健全的心理和健康的体魄,达到国家规定的大学生体质测试标准要求;了解相近专业及基本的人文社科知识,具备较宽的知识面和一定的社会实践能力;具有良好的从事实际工作的心理准备。
4 以教学为中心的具体措施和初步成效
(1)实验装置潜能的挖掘:随着学校政策倾斜和支持力度加大,应该说近两年来电气工程及其自动化专业实验室建设发展速度很快,购置了很多大型、重型设备,但同时由于实验装置本身具有一定的复杂性,且教师人数偏少,所以今后随着教学任务的开展,我们教研室的主要工作就是要深入挖掘实验装置的潜能,合理安排教学资源,构思好设计性、综合性实验项目等。
(2)教师的应用能力水平需要进一步提高:教师要注重学习、注重知识的更新、注重理论联系实际、做好“双师型”方向的发展,结合好这两年新建的实验装置,充分发挥实验装置的效能及实验项目的延伸。
(3)课程之间内容上的关联性需要深入梳理。专业课程之间在内容上往往会有很多的相关性、关联性,由于任课教师在授课环节上基本上是独立进行的,且根据自身的知识结构在授课内容可能有一定的随意性,这可能会造成学生在上不同的课程时会感觉到有些内容是不同教师重复讲过的内容,这将造成教学效果的下降。所以,针对这一问题应积极开展教学内容、教材内容的梳理,同时规范各门专业课程内容合理的教学范围,以此规避教学内容上的重叠。
我校电气工程专业虽起步迟,但通过多年来不断的工作付出和卓有成效的努力,逐步建立起较为完善的立体化教学体系,并在学校的政策支持下不断地进行实验室硬件建设,形成了具有发电厂电气控制仿真系统、供配电控制系统、电力系统分析平台、电工技术实训平台等较为完备的电气工程方向实验实训教学框架体系,在此基础上本专业学生在西门子、飞思卡尔等全国知名工程类赛事上获得了较优异的(下转第104页)(上接第48页)成绩。
4 结语
总之,做好一个专业需要投入较大精力,地方院校可能更关注生源和招生数量,往往在资源配置上由于专业较多很难集中有效的教学力量来切实有效地应用到电气工程专业发展和建设中。专业方向要有所调整和分析,要紧随国家能源政策的步伐,在课程的开设上力图符合时展的脉搏。
基金资助:淮南师范学院2014年校级教研项目(编号:2014hsjyxm03)基金资助
注释
① 巫付专,王晓雷,付邦胜.电气专业应用型人才培养方案的构建[J].中国电力教育,2010(6):46-47.
② 赵丽华.电气工程及其自动化专业水电特色实践教学体系探索[J].科教导刊,2014(10).
③ 艾欣,刘宝柱.华北电力大学电气工程及其自动化专业的建设及发展[C].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集:92-95.
④ 宋起超,杨春光,乔爽,王希凤.应用型本科院校电气工程及其自动化专业多元化实践教学模式的构建[J].中国冶金教育,2010(2):12-15.