发布时间:2023-08-03 16:44:29
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篇的电气工程的研究方向样本,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。
关键词:专业学位研究生;多元协同;实践教学体系
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1673-9094-(2017)01C-0007-03
南京工程学院是“服务国家特殊需求人才培养项目――学士学位授予单位开展培养硕士专业学位研究生”的试点工作单位之一。南京工程学院电气工程专业自2012年开始开展专业学位研究生的招生与培养工作。4年多来,电气工程专业领域密切联系电力行业企业,开展多元协同,探索出一条培养高质量电气工程专业学位硕士研究生的道路。
一、相关背景
(一)我国研究生发展概况
近年来,随着我国研究生规模的不断扩大,教学科研型岗位主要由博士研究生担任,而大量的一线应用型岗位主要由硕士研究生担任。特别是随着我国经济转型升级,社会对高层次应用型人才的需求越来越多,传统的以学术研究为导向的学术型研究生已不能满足社会经济发展的需求。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》明确提出,要加快发展专业学位研究生教育。目前,全国共设置专业学位39种,招收培养专业学位研究生200多万人。近几年来,硕士专业学位招生人数已接近研究生招生总量的一半。[1]
(二)“服务国家特殊需求人才培养项目”简介
2011年,国务院学位办批复首批“服务国家特殊需求人才培养项目――学士学位授权单位开展培养硕士专业学位研究生”63个试点工作单位,南京工程学院列在其中。之所以在这些单位开展培养专业硕士学位研究生的试点,主要是由于这些院校开展应用型本科教育普遍成果斐然,与行业、地方的产学研合作开展得较好,在学科建设、师资队伍建设、平台建设等方面c同类型高校相比具有优势,具备了开展专业硕士培养的条件。
(三)专业学位硕士研究生的基本特征
专业学位硕士研究生属于研究生培养中的一种类型,符合研究生的一般特征,比如需掌握较深的专业理论知识、基本具备独立从事科学研究的能力等。但不同于学术型硕士研究生以培养基础性、学术型理论研究人才为主,专业学位研究生具有很强的职业导向性,其培养的是工程实践能力强并具有一定创新能力的应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。[2]
二、加强协同创新,优化培养途径
(一)行业和区域优势明显
南京工程学院电力工程学院一直以来面向电力行业办学,为我国电力工业培养了大批人才。学校所在地江宁区为国家级电力自动化产业基地和国家电网公司智能电网科研产业基地,聚集了国电南瑞、国电南自、ABB、西门子等众多国内外知名企业。所以,无论从历史还是区域来看,学校与行业企业的合作都具有得天独厚的优势。
(二)成立江苏省“配电网智能技术与装备”协同创新中心
2012年,学校联合行业企业,与南瑞继保、国电南自、南瑞集团等行业领军企业共建江苏省“配电网智能技术与装备”协同创新中心。电气工程领域以协同创新中心的建设为契机,进一步加强和行业企业的紧密合作,突出以社会需求为导向,创新产学研相结合的人才培养模式,不断优化培养途径。
(三)产学研深度协同
2013年,学校与南瑞继保合作共建“江苏省柔性输变电装备工程技术研究中心”。迄今,学校已与南瑞继保、国电南自、南瑞集团和江苏省电力公司电力科学研究院等企业合作建立了7个研究生工作站和20多个联合培养基地。近3年来,电气工程领域校内导师共获得产学研合作课题100多项,科研经费逾3000万元。
三、加强校企合作,丰富培养载体
(一)校企共建创新学院,构建“层次清晰、对接工程”的实践教学体系
电气工程领域发扬与行业企业合作的优良传统,加强校企合作。与通用电气、西门子、三菱电机等8家世界前500强及11家行业龙头企业合作共建集基础实验、工程实训、项目教学、实践创新于一体的综合性实践教学中心――创新学院。积极构建“层次清晰、对接工程”的3层次专业学位硕士研究生实践教学体系(如下图所示),实现了“培养方向与行业需求对接,培养模式与专业学位对接,培养标准与职业资质对接”,充分体现了“基础―实践―理论―再实践―综合”的螺旋式提升的实践教学规律,有效实现了课内与课外、校内与校外的交替互补、全程贯通的实践培养模式。
电气工程专业学位硕士研究生实践教学体系按照基础训练、综合创新训练、专业实践3个层次逐步展开:
1.基础训练。安排在第一学期,内容为工程认知实践。主要通过工程案例分析、到相关企业进行参观、听取企业专家技术讲座等方式,培养学生多课程、多学科知识的综合运用能力。
2.综合创新训练。安排在第二学期,重在创新学院实施,内容包括工程综合技能训练和创新项目训练两部分。工程综合技能训练集中安排在第二学期的前两周,创新项目训练贯穿一年级整个学年,主要在课外完成,实行项目驱动、目标考核,培养学生针对产业共性技术的专业核心能力。
3.专业实践。从第三学期开始,导师负责安排研究生到校外实践基地(企业研究生工作站、产学研基地、工程中心)或校内实践基地(协同创新中心实验室、校企共建实验室)实践一年(按40周计算),其中校外实践不少于半年。学生参与校内、外导师共同制定的企业项目,强化工程实践能力和创新能力培养。
(二)新建一批高水平研究院和实验室
2015年,学校成立了“智能电网研究院”,围绕智能电网相关技术领域开展协同攻关。电气工程领域争取中央与地方财政支持,建立了“电网实时仿真实验室”“新能源发电实验室”“变电站数模混合仿真实验室”“变配电新技术实验室”“交-直流混合型微电网实验室”等一批高水平实验室和工程训练中心。经过几年的建设,一个多元协同、优势互补、产学研相融合的优质育人平台已经形成,较好地满足了本领域研究生工程实践的要求。
四、加强学科协同,改革培养方法
(一)围绕“大电力”,开展学科协同
以国家大力发展全球能源互联网为契机,面向国家重大战略性新兴产业智能电网及行业相关专业领域,电气工程领域选取电力系统运行与控制、电力电子与新能源发电、智能电网及其信息工程3个方向开展科研及研究生培养工作。围绕“大电力”,以江苏省重点(培育)学科电气工程为主要支撑学科,以控制科学与工程、动力工程及热物理、通信与信息工程等学科为交叉支持学科。电气工程领域选聘校内导师40多名,涵盖了电力工程、能源与动力工程、通信工程和计算机工程等院系。
(二)实行“专家领衔、导师负责、团队培养”
为适应智能电网及新能源产业学科交叉、技术集成的特征,电气工程领域充分利用高校、企业、科研院所等多方平台和人力资源,改变传统师徒传承的指导方式,实行“专家领衔、导师负责、团队培养”,探索资源开放互动和人才柔性使用制度,并围绕研究生培养形成多元紧密融合的新模式。由领衔专家、校内导师、企业导师和协作导师共同组成培养团队来对学生进行指导。领衔专家由知名教授或企业知名专家担任,主要参与学生研究内容、培养方案的组织制定等;校内导师全面负责学生整个培养过程的具体工作;企业导师主要负责学生的企业实践、工程训练和学位论文指导;协作导由相关学科和实验教师担任,主要参与研讨确定重要环节的培养方案以及论文的阶段性指导和评议。此外,根据校外导师所承担的课题研究情况和本人学术水平,聘请部分校外导师或参与本领域培养方案、重要学术活动的组织制定,或担任研究生课程的教学工作。
五、电气工程领域专业硕士培养取得的成效
南京工程学院电气工程专业领域通过与电力行业企业开展多元协同,逐渐探索出一条高质量硕士专业学位研究生培养的道路。近年来,学校在研究生培养方面所取得的成效,主要有:
(一)研究生的工程实践能力显著提升
以电气工程领域首批入学的2012级17名研究生为例,学生直接参与企业研发课题达20多项。其中产品开发且通过型式试验的课题有3项,通过资质单位验收的课题有12项。
(二)研究生的创新能力显著提升
电气工程领域研究生在江苏省机器人大赛中获得一、二等奖共2项,承担江苏省普通高校专业学位研究生科研创新计划项目6项,校级科技创新计划项目30余项。在校研究生在包括权威期刊《电力系统自动化》等在内的刊物上共46篇,其中核心期刊18篇、EI检索6篇。在校生共申请专利36项,其中国家发明专利22项,实用新型专利14项。
(三)研究生的就业竞争力增强
2012届首批17名研究生中,有15人参加国家电网公司2015年招聘考试,成绩均超过各省电力公司录取线并通过面试,被江苏、浙江、安徽、山东和福建等省电力公司录用,1名学生被世界500强企业金佰利(中国)公司录用,1名学生考取东南大学博士研究生。
参考文献:
[1]孙也刚.服务需求,积极发展专业学位研究生教育[J].学位与研究生教育,2014(6).
[2]潘懋元.应用型人才培养的理论与实践[M].厦门:厦门大学出版社,2011.
【关键词】电气工程;自动化技术;运用
计算技术不断的发展进步,各行各业都开始利用计算机网络技术提高工作效率和工作质量,依托于计算机技术的各种自动化技术也广受欢迎。电力行业作为经济发展的基础,应用自动化技术提高工作管理技术水平是满足社会经济发展的客观需要。笔者凭借工作经验,对自动化技术在电气工程系统中的应用进行研究。
一、电气工程中自动化技术的应用
(一)电网调度自动化。电网调度自动化是保障电网安全、优质和经济性的基本方法,同时电网调度自动化还能够增强电网调度管理理念,保障电力生产的自动化和现代化。电气工程中的电网调度自动化主要体现在运动装置和调度主站体系。电网调度自动化过程能够帮助调度人员进行电压、负荷和周波的监控,掌握设备的运行状况,同时还能够使电网调度符合国家相关标准,满足用户用电、用水和用汽需要。
(二)发电厂自动化。发电厂自动化系统有自动电压控制系统、自动发电量控制系统、动力机械自动控制系统等。我国发电厂主要以水利发电和火力发电两种,无论是哪种类型的发电站自动化技术的应用都有些相同点,但是水力发电厂的自动化要比火力发电厂高。(1)水电厂自动化的主要应用有调速器、水轮机和水轮发电机励磁控制系统等。水电厂的自动化形式多种多样,主要有单机自动化、梯级水电厂综合自动化和公用设备自动化、全长自动化等。在水电厂中使用自动化设备能够显著提升水电厂的经济性、安全性,同时还能够提升供电质量。(2)火电厂自动化技术程度虽然不如水电厂,但是也已经形成了综合性的成熟技术。包括信息系统、自动保护、自动检测、顺利控制和设备管理等功能。自动化系统在火电厂中的应用形式主要有锅炉控制系统、汽轮机控制系统、计算机监控系统、发电机控制系统等。
(三)变电站自动化技术。变电站自动化技术的主要作用是提高变电操作的效率和准确性、稳定性,节省人力降低成本,充分发挥变电功能。变电站综合自动化采用分布式的系统结构形式,分层控制,基本功能的实现依靠电气设备的远动终端和继电保护装置通信实现。变电站的自动化技术能够实现的功能很多,有对变电系统的调整和保护、实时监控、信息的发送接收等。在变电站中采用新型计算机替代传统常规设备能够更好满足电网对变电站的功能要求,为整个电力系统功能的正常发挥提供保障。
(四)发电厂分散测控系统。发电厂分散测控系统采用分层分布的结构形式,主要环节有过程控制单元、运行员工作站、工程师工作站,通过高速数据通讯网络实现连接。过程控制单元由可冗余配置主控模件和智能I/O模件组合,直接通过I/O总线实现和生产过程之间的连接,接收现场变送器、热电偶、电气量、开关量等信号并进行相关处理,了解设备的运行参数和运行状态,并且生成输出信号 驱动执行机构进行生产过程的全时间段监控以及连锁保护。发电厂分散测控系统还具有人机交互接口,运行人员可以通过人机接口实现口令,为工程师进行维护或者对系统数据的更改提供渠道。
(五)电力一次设备智能化。电力一次设备和二次设备通常安装地点之间相互分离一段距离,通过强信号电力电缆和大电流控制电缆连接。智能化的电力一次设备是指在进行一次设备的设计和安装时就地实现二次设备的部分或者全部功能,节省信号线缆和控制线缆,也可以理解为一次设备自带测量和保护功能。主要实现形式有智能化开关、智能化开关柜、智能化箱式变电站等。一次设备的智能化技术难点在于电子部件在大电流开断时会受到高强度电磁场的干扰,关键性技术有电子部件的供电电源和外部通信接口协议标准等。
(六)电气工程配电自动化。相较于传统的调度自动化,我国的配电自动化程度较小。电气工程中的配电自动化是现代计算机网络技术、现代控制技术、数据传输技术、信息综合处理技术等多种技术之间的整合。配电自动化改变了传统电能质量,降低了工作人员的劳动强度,保证了经济目标同时还能够提高配电的可靠性。相比较之下,国外配电自动化的技术进展较快,实现了规模化的转变进程,还尝试了人工智能和光纤通信等技术的应用。我国的配电自动化研究主要体现在就地控制馈线自动化和配点管理以及配电自动化相结合的模式,在子站和主站之间采用网络进行连接,同时加强了电子仪器、通信技术和微机、单片机等的应用。
二、电气工程自动化技术应用发展方向
(一)管控一体化技术。管控一体化技术是把通讯环节和自动化技术进行整合集成。把信息管理和集成控制进行统一的信息控制,并通过执行体系和单位规划体系之间的连接保障相关技术的可靠性,采用计算机信息管理软件实现和电气工程数据库之间的整合。
(二)状态整修技术。借助资产管理体系和诊断技术进行状态监视,提供更加可靠的信息数据。采用更加合理的判定和检修措施,及时发现和处理电气工程中的隐患,把故障检修逐渐转变为预防性检修,提高电气工程设备的安全性和操作性。
(三)先进管理方案的运用。计算机体系在电气工程中得到了广泛的应用。但是受到我国计算机控制掌握程度的限制,我国在大量吸收国外管理技术软件的同时却不能实现技术的本土化,影响了软件功能的正常发挥,浪费了宝贵的国家资源。为了解决这个问题,我们需要发展自有电力行业控制软件,培养电气工程自动化水平,在提高引进管理软件的利用效率的同时还要努力研发具有自主知识产权的控制软件,减少对国外软件的依赖性,这是我国电力安全的战略性发展目标。
三、结语
电气工程的建设和应用过程中合理运用自动化技术能够保证在远程或者就地条件下实现对整个电力系统的合理性控制。自动化技术在电力系统中的应用能够提高电力系统的运行安全性能,节省人力,降低电气工程供电成本,有利于供电企业的长远发展。
参考文献
关键词:电气自动化;电气工程;应用
现代社会的经济水平快速发展,自动化技术也迅速提高,为了使大型电气设备的自动化程度提高,在电气工程中应用了许多电子信息技术。电气自动化在电气工程中的应用可以保证电气系统在大型电气设备正常工作时高效的运行,这样可以提高电气设备的服务质量。一般需要大量的人力和物力才能完成的工程用电气自动化技术来操作会极大的提高工作效率,使生产出来的产品质量更加有保障,电气自动化的广泛应用,为电气企业的生产和管理都提供了便利,电气自动化使我国的电气事业有了很大的提升。
1电气工程及其自动化概述
大型的电气设备都在应用电气自动化技术,这种技术的的原理是在电气和自动化设计的基础上,融入先进的计算机信息技术,实现智能的自动化控制。电气自动化对原有的电气设备进行再设计,电气自动化是电气设备领域的发展更新趋势。各行各业在应用电气自动化技术时,要在机械的控制中心设置自动控制系统,比起其他的设备操作系统,电气自动化操作模块的操作频率较低,所以需要一定的保护措施,防止电气自动化系统扰,导致不能正常的工作,要提高电气设备的可靠性和抗干扰能力。现代社会的高新技术在不断的发展,电气工程的自动化技术也是其中的一部分,如今电气自动化技术已经广泛的应用到农业、工业以及国防建设中,是国民经济快速发展的一个主要原因。
2电气自动化在电气工程中的发展情况
电气工程是一种所设计范围较广的学科。从电气工程的宏观角度来看,电气自动化技术的应用趋势还是在于大型设备智能化的研究,对于多次设备的在线检测研究方向来说,自动化技术可以很大程度的减少电气工程中各种电缆以及电力信号的需求量。自动化技术还可以对电气工程中的不足之处进行进行纠正和改善,有效的消除电气工程中可能会出现的隐患。因为电子信息在自动化技术的应用,自动化技术的重要性决定了电气工程的发展方向。电子信息技术比起电气工程有更加广泛的涉及面,导致其他工程与电气工程交叉相互影响,电子信息技术拥有高速、准确的信息收集特点,这些特点使得电气工程更加容易地选择符合电气特点的工程设计方案,更加快速地选择有针对性的电气工程管理办法。电气工程主要应用集中化监控的设计理念,这种监控方法的系统设计工作很容易实现,系统出现之后维修起来也比较简便,对于电气控制站没有太高的要求。但是这种电气系统集中处理会增加自动化处理器的负担,会使电气自动化系统的处理速度带减慢速度。所以在自动化技术中应用集中化监控是很有必要的,在电气设备器件处于集中状态时,利用集中化监控可以充分的利用主机的电缆插口,增加电缆数量,使主机的利用率提高,同时还能监视控制集中控制中的系统工作状态,提高了系统运行的可靠性。现场总线控制是自动化技术中的一部分,现阶段的电气工程正在广泛地应用这一电气自动化技术,这一技术有利于使设备的针对性提高,在远程控制系统中,现场总线控制也属于这一自动化控制范畴。为了使电气工程的成本降低,保证企业的经济利益,将远程化监控理念引入进了电气工程中。这种自动化基础的优点在于它可以大程度的节约原材料、工程安装费用和电线电缆的需求量。还能使电气工程自动化系统的可靠性提高,使工程的设计更加科学化。但是它也有一定的不足,比如远程化监控不适合应用在通讯量大的电气工程中,只能在一些小的电气项目中可以充分的发挥自己的作用。
3电气的自动化在电气工程中的具体应用
电气企业的工程管理工作需要自动化技术的参与。对于传统的管理办法来说,自动化技术的参与极大的提高了管理的效率和管理的可靠性。它将传统管理工作的重点转化到集中PCL控制系统和集散DCS的范畴中,电气的自动化可以准确地采取温度和压力的数据,实现了输出和检测的功能。电气自动化技术在变电站中有着很大的作用,有了电气自动化技术作为基础,变电站可以实现全自动的操作和监控管理。为了实现屏幕监控形式,可以用电气自动化技术产物的全微机来替代传统的电磁装置,这样会为电气工程的进行带来极大的便利。
4总结
电气自动化在电气工程的应用范畴越来越广,由此可看出电气自动化技术的发展空间还是很大的。所以在电气工程中可以加大对电气自动化的投入,使电气工程的智能系统越来越完善。系统统一的开发平台可以减少电气工程所需要投入的成本,缩短工程时间,为电气企业带来了更大的经济利益。电气自动化技术代表了我国技术发展的程度,随着电气自动化理论的实时更新,我国的自动化技术也需要专业人员来通过工程实践来完善,通过与理论的结合来不断的创新,这样才能使我国的电气自动化技术在电气工程中充分的发挥作用。
作者:郭资超 单位:山东科技大学济南校区
参考文献:
关键词:电气工程;自动化;实践教学;改革探索
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)03-0066-02
社会在不断进步,人类文明在飞速向前发展,社会经济的繁荣发展,科学技术的突飞猛进需要更加适应社会发展的大批现代型科技人才。电气工程及其自动化的新时代人才的需求给高校实践教学改革提出更高的要求。如何实现全新的人才发展道路和不断创新的实践教学改革新模式是现阶段高校电气工程及其自动化专业不断得以发展的新的导航器,那么,在不断改革创新过程中我们在不断探索新的发展方向,只有不断寻找新的发展途径,才能促进电气工程及其自动化专业快速发展。
1 电气工程及其制动化专业教学实践现状
电气工程及其制动化专业在高校教学发展中属于新兴发展的专业,具有近代化发展趋势和现代化发展气息,带有十分浓厚的新时展气息。这一专业处于科学发展和社会发展以及时展的前沿,具有十分广阔的发展前景。虽然,在教育教学实践中教育部门和教学机构给予很大的关注力度,但是,究其发展现状而言,存在一些方面的不足。例如实践教学经验不少教学机构还有待加强,时间教学力度和实践教学条件还相对过于薄弱,不能满足现阶段社会对人才发展的需要,理论性过强实践性过弱导致人才发展畸形,不利于现实社会发展对人才培养的需要。
理论与实践在很多环节上难以得到有机衔接,导致理论性教学无法与实践性教学相融合,这样,个哦电气工程及其自动化专业学生的学习发展在毕业就业过程中设置了许多无形的障碍。例如实验教学和实习教学相分离,过于单一化的实验教学导致学生在进入企业实习过程中力不从心,从而较低就业力,降低这一专业人才的实际价值,从而计划了校企矛盾,泛才现象严重,导致这一专业的普通型人才供过于求,不利于电气工程及其自动化专业的就业发展。这样,导致许多相关行业发展的企业厌倦实习生而不愿接受实习生进入企业进行实习工作,从而给社会就业施加压力,不利于应用型人才和精英型人才的长足发展。
2 电气工程及其自动化专业实践教学改革措施
2.1 创新实践教学体系
不断探索新的实践教学方式,创新该专业的实践教学体系。例如专业课程教学体现强电与弱电结合、软件与硬件结合、元件与系统结合的特点,增加实践教学学时,使其达到总学时的四分之一。增加实践环节的学分,增加实践教学的系统性。再如,在实验、课程设计、实习、技能训练、毕业设计的指导下,全面分析和整合实践教学,不断激发学生的学习兴趣和实践的主动性,刺激学生探索科学知识和创新发展的细胞,达到创新教学和活化科学知识的目的。
2.2 加强电气工程及其自动化专业教师教学的能力建设
教师是实现教学发展的重要媒介,不可小视。加强教学中师资力量的建设更加有利于高等人才的培养。教师自身实践教学能力的培养和不断引进高级专业人才来实现电气工程及其自动化专业的理论性和实践性教学的重要途径。例如不断实现教师教学效果绩效评比机制和教学能力竞争淘汰机制,薪酬激励的同时也有级别淘汰评比的惩罚,另一方面,不断引进既有高素质高能力的教师人才资源,实现强有力的师资队伍。
2.3 加强实验平台建设
现有试验设备对提高学生实践技能具有重要的作用,要充分利用现有的实验设备,并采用采购和自行研发的思路,加强实验平台建设,为实验教学提供良好的硬件设备。一般的实验装置包括微机原理与计算机控制实验装置;检测技术、组态测控、plc实验装置、电力电子电机实验装置、工厂供电实验装置。
2.4 教育机构应实现现代化的稳定的实训基地
实现稳定的校内校外实训基地相结合和建立,更有利于学生的实践能力培养,拓宽学生的思维空间,有利于刺激学生的创造性思维。例如国外不少科研机构和科学实验基地,就是为了拓宽实验者的四维空间,利于创造性思维的不断发展,电气工程及其自动化专业在发展中具备实践性和实验性这两重属性,由此,更需要实现稳定的实训基地来实现对学习者的能力培养。
3 电气工程及其自动化专业实践教学改革新探索
3.1 不断增强学生的实践能力和实际操作能力
实践出真知,实践是检验真理的唯一标准,没有实践,理论性的东西无法实现其发展的现实目标,因此,实现实践性的能力培养更有利于增强学生自身能力培养的信心,更有利于这一专业人才的培养。例如专业实习和综合实训使学生掌握了设备的设计、安装、调试的相关操作,提高了设计能力和工程实践能力。
3.2 加强校企合作,实现产学研创新发展
在教学实践中不断加强校企合作,促进发展的新渠道,为电气工程及其自动化专业注入新的源头活水。企业和教育机构联合起来,建立应用型人才长足发展的同时实现精英型人才的不断发展,从而增强企业和学校教学发展的核心竞争力,实现多向互利共赢。
4 结语
综上所述,电气工程及其自动化专业的教学在发展中应该顺应时展的潮流,与时俱进,不断发展创新,在教学发展中不仅满足现实社会中企业的人才需求,同时也进一步培养更具挑战性和独具核心竞争力的精英型高端人才,那么,首先要求教育机构具备更高能力的教学人才队伍,实现校企不断合作的新型产学研多向发展的创新渠道,为电气工程及其自动化专业注入新兴源头活水,时期长远地呈现出欣欣向荣的繁荣景象。
参考文献
[1] 王洪坤,聂晶,蔡新红.电气工程及其自动化专业毕业实习改革探索[J].农业网络信息,2011,(1).
[2] 董立占,刘静云.在开放实验室基础上运用多种方式促进电工电子实践教学的改革[J].农业网络信息,2011,(5).
[3] 李有安,赵法起,郗忠梅.电气工程及其自动化专业建设的实践及思考[J].高等农业教育,2010,(12).
[4] 任玲,岑红蕾,张宁.电气专业综合课程设计研究[J].农业网络信息,2011,(8).
[5] 王庆龙,谭敏,王俊,刘伟.电气信息类专业实践教学体系的构建与改革—以合肥学院电气信息类专业为例[J].宿州学院学报,2010,(5).
关键词:电气工程 自动化实验室 研究
1“递进式”实验的内涵与特征
“递进式”实验是指从基础性实验到综合性实验,以及创新性实验的顺序进行实验。根据电气工程及其自动化专业的培养目标和要求,通过实验室结构的调整,将原来单一课程单一实验室的基础上,整合成三大模块,将本专业实验室分成三个层次:①基础性实验,就是把本专业基础课程对应的实验室整合到一起,满足各门课程实验教学的需要;②综合式实验,就是实验项目不局限于某门单一的课程,通过实验室结构的整合和调整,将课程相关的实验室建立在一个综合性的实验室,支持开出将几门课程综合运用的实验项目,这既有利于提高学生综合运用知识的能力,同时为课程设计和毕业设计提供了一个平台;③创新式实验,就是根据本专业培养目标的特点,建立起产学研结合的开发性实验室。创新性实验是在指导师指导下,在自己的研究领域或老师选定的学科方向,针对某一课题或某一研究方向,进行研究和探索的实验,是学生参加科学研究、教学科研相结合的一种重要形式。
2“递进式”实验模式的探索与实践
电气工程专业实验室是学院建设较早的实验室,在多年的教学改革和实践中,实验教学一直是学校进行改革的重点。六年来,按照基本原理、基础应用、综合实践、应用设计四个层次来规划和改善实验条件;通过整合教学内容、改进教学方法来更新教学观念;通过强化管理、培养队伍素质来确保实验教学的改革。
2.1 整合专业实验教学设施
围绕电气工程及其自动化专业的人才培养目标整合实验教学内容,学院电气工程及其自动化专业自升本以来,根据社会人才培养的需要,开设了“电力系统及其自动化”和“工业自动化”两个专业方向,在实验室的改革与建设中也依据两个专业方向的要求整合。将原来按课程开设的实验项目、课程设计及毕业设计,整合为反映课程体系的基础实验、突出应用能力的综合性实验及培养创新型人才的设计性实验和探索研究性科研项目,形成了“基础性实验-综合性实验-创新性实验”三个层次递进的实验教学体系,强调了学生能力培养的系统性和科学性。在具体运作上,两个专业方向的基础课程相同,因此,建立了一个统一的基础性实验平台和专业综合性实验平台,这样可以同时满足两个专业方向实验教学的需要,起到资源共享的目的。专业方向实验平台的建设,是根据本专业开设的两个专业方向的需要,建立专门的实验室,电力系统及其自动化专业实验分室是以发电、配电及其自动化控制为目标的实验教学基地,工业自动化实验分室是以工业生产的过程自动化控制为目标的实验教学基地。
建立两个相对独立的实验室,不仅是目前两个专业方向和人才培养的需要,也为今后两个专业方向的发展提供了有利的保障,有利于两个专业方向今后的发展。
2.2 整合实验教学内容、改进实验教学方法
根据学院电气工程及其自动化专业教学计划的要求,针对学院原来实验教学的状况和存在的问题,科学整合实验教学内容,并不断探讨和改进实验教学方法。在教学内容上,彻底改变原来单一课程开设单一实验的状况,对教学内容进行“递进式”的整合。
在教学方法上,改变过去以老师讲授和演示为主的教学方法,采取引导和启发的方式培养学生的操作能力和创新思维。对于基础性实验教师作技术指导,对于综合性、设计性及研究探索性实验项目建立以学生为主体的教学方法。对于综合性和创新性实验,学生需填写课题项目申请书(课题来源、课题研究目的、具备的实验条件、拟采取的方法、预期的实验效果),让学生多角度、多方位地思考,培养学生进行科学研究的能力,培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。与此同时,根据学生动手能力的高低进行因材施教,加强过程监控,通过学生自查、教师中期检查、递交结题报告并进行结题答辩等形式,加强全部实验过程的管理,这样,较好地实现了“递进式”实验的预期效果,也适应了不同层次人才培养的需要。
2.3 加强实验教学管理
电气工程及其自动化专业“递进式”实验教学模式的实施必须有完善的管理体制和管理措施作保证。在具体的实践中,通过和其他高校实验教学管理制度的交流和学习,再根据学院的实际情况,制定了一套行之有效的管理制度,建立反映学生实验能力和创新能力的实验教学评价体系,对具备条件的实验室实行开放,实现了“递进式”实验教学的有序进行。
2.4 加强师资队伍建设
师资队伍建设是实验室建设的重要因素,是确保实践教学的前提和条件。近年来,通过引进和培养两种方法来提高实验队伍的素质。对实验队伍先从学历上进行提高,采用派遣教师到工厂企业进行培训和学习等形式来提高实验技能,强化队伍建设。实现了学历上达标,年龄结构、学员结构及职称结构合理,实验技能提升的实验团队,使每个指导教师具备辅导两门实验课程的能力。此外,学校还将在实验室工作评优、实验室建设工作量计算、实验室工作人员职称晋级、待遇等方面采取一些稳定队伍的措施,让优秀实验教学人才“引得进,留得住,用得好”。
介绍了以工程教育认证为引导的电气工程专业综合改革措施,具体包括优化人才培养方案、课程建设、改革课堂教学方法、改革实践教学环节、加强师资队伍建设、加强学科建设等几个方面。通过专业综合改革,培养学生成为社会普遍认可的、专业基础知识扎实、富有创新精神和良好工程实践能力的应用型高素质人才。
关键词:
电气工程;工程教育认证;专业改革
我国教育部于2006年3月成立中国工程教育专业认证协会。2013年6月19日,在韩国首尔召开的国际工程联盟大会上,我国成为《华盛顿协议》签约成员,标志着我国的工程教育得到了国际社会的认可。目前,浙江大学、上海交通大学、华北电力大学、华南理工大学等10余所著名高校的电气工程及自动化专业通过了中国工程教育认证协会的认证,更多的高校正在为申请认证做积极的准备或者以达到认证标准作为专业建设和改革的目标[1-7]。本文介绍了广州大学机械与电气工程学院电气工程与自动化系在工程教育认证背景下,面对新形势所采取的一系列综合改革措施。
一、专业综合改革的必要性
我系电气工程专业的现状与工程教育认证标准相比存在一定差距。为了提高人才培养质量,必须开展专业综合改革。专业综合改革的目的,是要全面提高教学质量,培养出社会需要的优秀科学技术人才。直接针对市场、面向就业,根据社会需要确定学生应掌握的专业知识和知识的应用能力,是高校教育教学改革的重点。申请认证、通过认证不是最终目的,而是以工程教育专业认证为引导,通过专业综合改革,培养学生成为社会普遍认可的、专业基础知识扎实、富有创新精神和良好工程实践能力的应用型高素质人才。
二、专业综合改革措施
(一)优化人才培养方案工程教育认证标准规定专业必须有明确、公开的毕业要求,且人才培养方案的课程体系能支持毕业要求的达成。因此,专业改革的第一步是优化人才培养方案。毕业要求是达成培养目标的支撑,培养目标是对毕业生在毕业后5年左右能够达到的职业和专业成就的总体描述。它是专业人才培养的总纲,是构建专业知识、能力、素质结构,形成课程体系和开展教学活动的基本依据。毕业要求是对学生毕业时所应该掌握的知识和能力的具体描述。包括学生通过本专业学习所掌握的技能知识和能力,是学生完成学业时应该取得的学习成果。制定培养目标和毕业要求时,应深入开展社会调查,请毕业生、用人单位等多方人员参加,力求制定得合乎内外需求。制定时注意将毕业要求(即毕业生能力)细化为能力指标,以方便落实在具体教学环节中,并且能对其进行定量或定性评价的条款。教学内容是达到毕业要求的支撑,毕业要求与教学内容的对应关系和毕业要求与课程体系的对应关系有所不同,前者是局部的,是某一条或某几条毕业要求与某一门或某几门课程的对应关系,而后者是整体的。也就是说,要把毕业要求逐条地落实到每一门课程的教学大纲中去,从而明确某门具体课程的教学内容对达到毕业要求的贡献。传统教育的课程教学大纲仅对教材所规定的教学内容进行安排。它规定了每个章节的学时以及每堂课的授课内容,至于每个章节、每堂课的教学内容与毕业要求之间的关系,以及对达到毕业要求的贡献,则通常不会提及,因而常常造成师生的迷茫。成果导向的教学设计要求教学大纲的编写必须首先明确本门课程对达到毕业要求的哪几条有贡献,然后对这几条毕业要求逐条确定与之相对应的教学内容,再后确定完成这些教学内容所需的教学时数。成果导向教学设计的教学大纲是按所涉及的毕业要求的条目,而不是按教材的章节编写。这样,对于每一堂课,无论是老师还是学生都会十分清楚自己所教或所学对达到毕业要求的贡献。毕业要求与教学内容的对应关系,又为确定课程的教学内容和教学时数提供了依据。
(二)课程建设由教学团队负责人和课程组组长负责对培养方案中各课程的关系进行梳理,制定本专业基础核心课程目录。围绕核心课程构成几个课程组,由专人负责组织各课程组的课程建设。如以“电力系统分析”为核心的电力系统课程组,负责“电力系统分析”、“发电厂电气部分”、“电力系统继电保护原理”、“电力系统自动化”、“电力系统调度”等课程的建设;以“电力电子技术”为核心的电力电子与运动控制课程组,负责“电力电子技术”“、电机学”、“电机拖动技术”、“运动控制系统”等课程的建设。
(三)改革课堂教学方法以学生为中心,着力推行研究性学习方法。研究性学习以分析、研究和解决实际问题的过程为平台,以师生互动和同学合作为形式,将学习知识与研究问题相结合。有三种基本形式,即基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习和基于项目的参与式学习。在研究性学习中,教师如“导演”,起主导作用,主要是围绕实际问题,设置学习研究专题,介绍相关的知识,提供主要学习资料和参考文献,给出分析的切入点与研究路径的提示。学生则如“演员”,是学习的主体,他们主动学习相关知识,自主寻找解决问题的理论依据,通过分析、研究得出解决问题的方案与建议,并在与教师和同学讨论过程中改进和完善。在此过程中,学生即获得了学科知识,又学会了学习方法,这是培养创新精神和实践能力的必要条件。另外,在团队交流与合作过程中还形成和提高了个人素养。教师相应地就要做大量艰苦细致的工作,要学习的过程中进行启发、观察,并给出指导和评价。由于学生的参与,答案往往不是唯一的,教师必须让学生了解每一种答案的优缺点。经过探索,我系已经在“电力电子技术”、“计算机控制技术”“、微电网技术”等课程中成功应用上述方法改善了课堂教学效果[8-10]。
(四)改革实践教学环节电气工程是一个理论性和实践性都很强的学科,我系特别重视实践教学环节的建设和改革。除了优化实验项目,增大综合性设计性实验所占比例等一般措施之外,我系还遵循工程教育认证标准所要求的“教室、实验室及设备在数量和功能上满足教学需要。”这一条件,拟开展开放性实验设备的开发。我系教学实验室大量采用集成实验设备作为实验平台。这种设备主要由独立的实验模块挂箱组合而成,优点是接线简单,能快速验证实验原理。缺点是由于集成度高,学生很容易变成简单的“接线员”,看不到挂箱内的元器件和电路,难以感受到做实验的氛围,兴趣受到影响。系统调试过程短,不利于锻炼学生的动手能力和发现问题、解决问题的能力。我系计划由师生共同开发一些开放型实验设备,增加学生亲自动手去搭建、调试电路的机会,作为上述集成实验设备的补充,目前已经开发了“基于DSP的逆变器实验平台”。另外,实习基地是实践教学的硬件,是培养高级工程技术人才的必备物质条件。我系从以下三方面加强实习基地的建设:一是在校内建立实习基地;二是加强与企业的合作,建立更多校外实习基地;三是通过校级合作使用其他学校的实习基地,与兄弟院校合作,做到资源共享、基地共建共用。
(五)加强师资队伍建设电子信息与电气类工程教育认证补充标准要求从事本专业教学工作的教师中,具有企业或相关工程实践经验的教师应占总数的20%以上。但是,目前电气工程专业师资队伍存在的最大问题是教师普遍缺少工程经验。我系教师均具有博士或硕士学位,但是大多数教师毕业后即到我系工作,没有企业工作经历,对生产设备缺乏了解,无法为学生提供足够的指导,达不到工程教育认证标准的要求。针对以上问题,我们采取了一系列措施。首先调整对应聘者的要求,除了考察教学科研能力之外,优先聘用有企业工作经历者。其次选派青年教师到校外实习基地等与我系有合作关系的企业锻炼,提高现有教师的工程能力。最后从企业聘请工程经验丰富的人才到我系承担授课、讲座、毕业设计等教学工作,不仅为学生和教师带来行业最新动态,更重要的是弥补了教师工程实践的不足。
(六)加强学科建设整合学术资源,形成了新能源发电与微电网技术、配电网可靠性分析等若干研究方向。近年来,获得省部级以上的研究课题多项,获得了一系列具有高科技含量的科研成果。加强学位点建设和标志性成果建设,将本专业的学术水平和科研水平提高一个层次。加强高层次人才的培养和引进,提升团队的学历层次和职称结构,形成一支以学科带头人、研究方向带头人为核心的科研教学团队,建立一支适应学科工作与改革发展要求,年龄、职称、学历结构合理、教学科研水平高、团结协作的学科队伍。
三、结束语
电气工程专业以培养电气工程专业的工程师和技术人员为目标,强调理论性的同时也特别强调工程实践。工程教育认证对高校的人才培养提出了更高的要求,为了培养学生的工程能力和实践能力,各高校应以认证引领专业综合改革,促进人才培养质量的提高。
参考文献
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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。
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关键词:人工智能;电气工程;自动化技术;电力系统
中图分类号:F407 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)28-0043-02
近年来,伴随着我国科学技术的不断发展创新,人工智能技术也作为一门崭新的科学技术日渐发展起来。人工智能可谓是集合社会科学与自然科学为一体的一门技术学科,并且学科与学科之间彼此相互产生影响、产生渗透,研究的范围也非常之广泛。人工智能的研究范围包括有:自然语言处理系统、人工神经网络系统、专家系统、语言识别系统、图像识别系统、智能系统等。而电气工程的主要研究分析方向便是同电气工程有关的电力系统分析、电力电子技术、自动控制系统、模拟电子系统等综合电子应用领域内容。
如果将人工智能技术应用到电气工程自动化系统之中,便可以非常有效地实现工程生产的智能自动化,这对于提高生产质量、优化生产结构、促进生产效率而言起到了至关重要的作用。本文针对人工智能技术在电气工程自动化中的应用进行了阐述,其内容如下:
1 人工智能技术的理论阐述
如若简单一点形容人工智能技术,它便是指通过计算机这种智能现代化的科技来替代传统的人工操作,这种技术可谓是对传统人工操作技术的一种彻底颠覆,是一种现代化的智能技术。人工智能技术的工作原理便是通过对人类智能思维活动规律的探寻与总结,通过对人类思维活动的模仿,编制出非常强大的计算机程序,促使这种程序拥有与人脑一般的思维能力与行为能力,继而来达到代替人类或者模拟人类进行控制、下达指令等活动的完成。这种技术需要将机器设备智能化,使其拥有与人脑思维相同的功能,如此来替代本是人类手工操作的工作任务。近年来,伴随着我国电器工程自动化的纵深发展,人工智能技术在电气工程方面的应用领域也开始更为广泛。当前,人工智能技术可以在电气设备自动化的运作工程中实现智能的控制与调整,可以非常有效地降低人力资源的投入,减少对于机器设备、电气线路、变压器等各种设备的依赖,从而便能够有效地提高工作效率,促进工作生产。
2 人工智能技术在电气工程自动化中的应用优势与应用措施分析
2.1 人工智能技术应用于电气工程中的优势分析
2.1.1 人工智能技术与传统控制技术相比,控制得更为精准。人工智能技术与传统的控制器技术相比,在正常运作的过程之中,不容易受到不利因素的影响而导致结果不精准。例如说:人工智能技术不需要非常精准的动态模型,故此模型的设置参数纵然变化,也不会对其产生影响;又或者是人工智能技术对于使用环境也没有较为特殊的要求,这促使设备在运行的过程中,不会因为不确定因素而导致产生失误。总的来说,人工智能技术能够实现较为精准化的智能自动化控制。
2.1.2 人工智能技术的应用操作十分方便,且生产效率有所保障。人工智能控制技术在电气工程中的应用一般需要通过神经网络控制、模糊控制以及专家系统控制这三种手段来达成。人工智能控制技术能够非常准确有效地对开关量以及模拟量等各种数据实行集中采集,且做出相应的统一化处理与储存。除此之外,人工智能技术具备非常精良的系统界面显示功能,操作者可以非常清楚地了解该设备的具体运行状态;人工智能技术还具备自动化报警功能,当数据一旦出现威胁或异常情况,便会自动发出警报。由此可见,人工智能技术非常便于人工操作,并且能够有效提高生产工作的效率。
2.2 人工智能技术在电气工程中的具体应用措施分析
2.2.1 利用人工智能技术的特点可以有效地提高产品质量与电气工程的性能。人工智能技术当中最为显著的优点便是能够模拟人类的智能思维。故此,将人工智能技术当中的遗传算法合理应用到电气设备当中有两大特点:其一,它能够非常有效地优化产品的质量与性能。如果将人工智能技术科学合理地应用于电气工程的自动化控制系统当中,则可以非常有效地完善电子自动化系统的性能,且能够显著提高电气设备的实际运行效率,为电气自动化控制系统的精准性提供保障,从而来减少电气工程智能自动化系统方面的人力资源投入,有效降低劳动投资成本,推动电气工程的可持续发展;其二,人工智能技术能够非常有效地辅助计算机辅助设计技术(CAD-Computer Aided Design)应用于各种各样的电器产品的设计过程当中。如此一来,便能够非常有效地减少电子产品的开发设计周期,提高计算机辅助设计技术的开发以及应用程度,降低设计难度,从而改善电气产品的应用质量。
2.2.2 人工智能技术中的智能信息检索系统可以非常有效地为电气设备的正常运行提供保障。人工智能技术可谓是利用人类智能思维中的模拟理论而设计产生的一种新科技方法。这种崭新的科技优势在于其能够准确有效地对网络当中的各种不确定因素与模糊因素进行科学的换算与推理,从而促使许多以前难解的问题找到有效的解决方案。人工智能技术可以非常准确及时地传达指令,促使各种机器设备合理运转,完成各自的
任务。
3 人工智能技术带动电气工程的智能化控制
利用人工智能技术带动电气工程的智能化控制,从而提高工作质量与工作效率。人工智能技术所采用的控制器与传统的控制器有很大差别,它所采用的是智能化的控制其设备,它可以促使该技术在电气工程中的应用更为有效。并且,智能化控制器能够依照下降以及响应的时间有效实现智能调节控制程度的设定。如此一来,便可以合理改善电气工程自动化的控制性能,为电气工程自动化控制打下坚实的基础。与此同时,在智能化控制器应用于电气工程的自动化系统中以后,它便可以依照信息数据的变化而自动调节,并不需要有专门的技术操作人员对其进行现场的监督与操作,只需要采用计算机远程操控即可,这对于电气工程的可持续发展而言,起到了不可估量的重要作用。
4 结语
综上所述,伴随着我国微电子技术的迅猛发展以及计算机软件系统的快速提高,人们的生活水平也随之提高了很多。随着时间的推移,无数的科研成果开始走入生产的一线中,这些科学技术改变着人们日常生活中的一点一滴,并且促进着人工智能技术的广阔发展。随着人工智能技术的广泛应用与纵深发展,人工智能技术的控制能力与监控精度已经成为了许多技术无可替代的精良之作。由此可见,人工智能在电气工程自动化的控制之中,一定会获得更大的发展空间,并且会非常有效地促进电气工程的可持续发展。
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