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導語:在電氣工程及其自動化認知的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。
[關鍵詞]電氣工程;自動化技術;設計;應用
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)08-0399-02
前言:隨著我國綜合國力的提升,在科技發展上也有了質的飛躍,但是同發達國家相比還有一定的差距,尤其在電氣工程等行業上。電氣工程及其自動化是一門新興的學科,作為當代技術的核心學科應當受到更多的重視,它是信息現代化的基礎,其良好的發展也象征國力的強大,因此需要讓更多的人認識到該學科的重要性和戰略意義。電氣工程已經應用于諸多行業中,它不但改變了人們的生活方式,也改變了工作模式,因此很多學校開設了這門課程,并分出了很多學科,學生畢業后,可以在很大程度上推動我國電氣工程事業的發展。
1、電氣工程及其自動化的概述
電氣工程是我國一項重要的研究領域,其在不同時期被賦予不同的定義。最初人們將電氣及與電子類相關的科學統稱為電氣工程,后來隨著經濟的發展和社會的進步,人們的認知逐步提升,對電氣工程的定義也不僅僅停留在表面上,而是從更深層次上認識了電氣工程,將電氣工程及其自動化技術定義為計算機技術、電子技術、機電一體化技術、信息控制技術等全面結合的,具有強弱電結合、軟件與硬件結合等特點的一門綜合性較強的學科,其廣泛地應用在了各個行業,并為各個行業飛躍式發展奠定了基礎。從某種程度上可以將電氣工程及其自動化技術的發展水平視為國家科技能力的重要指標,其極大程度上影響了國家的整體發展。
2、電氣工程及其自動化技術的設計
2.1 電氣工程及其自動化技術的分類
電氣工程及其自動化技術主要包含了檢修技術和管控一體化技術,其中管控一體化技術主要應用在信息處理的過程中,可以有效地幫助信息發揮自身的整體性和集成性,從而確保了管理和控制一體化實施。而狀態檢修技術是指對設備的檢修和維護,其可以提升設備的安全性和運行穩定性。同時檢修技術還能為設備工作提供重要的科學依據,其可以ι璞傅氖導試誦星榭黿行檢測,并根據預測結果對對應設備潛在的安全隱患進行故障診斷,及時排除故障因素的干擾[1]。
2.2 電氣工程及其自動化技術設計要點
就當前所學范圍,筆者認為,在進行電氣工程及其自動化技術設計時,要考慮兩個方面。首先是硬件方面的設計,要將設計因素全面地考慮進去,并遵循電氣工程及其自動化技術設計的原則,根據工業控制的實際需要設置中央服務器。其次在服務其核心的選擇上要盡量選取具有安全性和代表性的計算機,從而確保整個系統的穩定性,然后在教師的指導下選取針對性的電子元器件,最后要選擇傳感器和輔助設備。完成了上述工作后可以在教師的輔助下將原件進行正確連接,讓設備自行運轉,在運轉中要減少人為因素的干擾。同時,在電氣工程自動化技術設計中要本著經濟簡單為主體的原則,在學校條件允許的情況下最大程度地滿足機械工藝對電氣自動化控制的要求,更好地顯現設計理念和設計思路。在完成硬件設計之后就要對軟件進行設計,在此環節可采用學校購買的已經設計好的自動化軟件控制系統,避免自己開發。在選取自動化軟件控制系統時,要考慮其與之前設計的硬件系統的兼容性,需要良好地進行匹配,避免出現安全事故,危及校園安全。為了安全起見,教師要幫助學生利用電氣工程及其自動化技術,將火災自動報警與消防聯動系統以及設備自動化系統、安全防范系統加入到設計計劃中,充分發揮智能系統的優勢,從而使相關系統和設備組成一體化的系統[2]。
3、電氣工程及其自動化技術在建筑業中的應用
隨著我國建筑行業的飛速發展,電氣工程及其自動化技術已經廣泛地運用到了建筑工程當中,使建筑工程更加安全。電氣工程及其自動化技術在建筑行業中的應用可以更好地處理金屬設備中的信息,其通過獨特的運行方式,將數字程控交換機作為了監控中心網,從而對建筑工程進行全面的監測和自動化運行。同時電氣工程及其自動化技術的應用可以很好地避免電力外泄事故發生,其可以利用電子設備外殼與PE線進行連接的方式有效避免靜電發生,從而提升了建筑行業的安全性。此外,電氣工程及其自動化技術還能提升建筑行業的服務質量,它可以通過計算機中央服務器系統將大量信息匯聚在服務終端中心,更加便于信息的傳遞和儲存。
4、電氣工程及其自動化技術在電力系統中的應用
電力是我們日常生活中必不可少的能源,但目前在管理上還存在一些問題。電氣工程及其自動化技術的應用可以更好地將電能傳遞到千家萬戶,在應用的過程中,電氣工程及其自動化技術可以對電網信息進行采集,再將采集后的信息發向服務器終端,形成合理的電網結構,并對電網運行的過程進行實時的監控,發現問題會及時的報警,從而提升了電力系統的穩定性,可見電氣工程及其自動化技術的應用對電力設備的正常運行有著重要的作用[3]。此外電氣工程及其自動化技術的應用也可極大程度上提升電力管理的安全性,其可以利用自身技術的優勢有效地保護工作人員和使用人員的安全,即便發生事故也可以將事故控制在一定范圍之內。電氣工程及其自動化技術還可以對電網運行的安全方面進行實時分析,及時地發現問題,從而減少事故帶來的損失。可以說,只有電氣工程及其自動化技術得到很好的提高,電力系統的安全運行才能得到強有力的保障,因此,引進先進的技術是當今電業部門必須考慮的一個問題。
5、電氣工程及其自動化技術在中央空調中的應用
5.1 電氣工程及其自動化技術應用在中央空調中的重要意義
電氣工程及其自動化技術已經廣泛地應用到了中央空調中。中央空調消耗的電力能源十分巨大,以高層建筑物中安裝的中央空調為例,它的耗電量可以達到整棟樓所有用戶用電量的40~60%,因此,要改善中央空調電能消耗量大的問題,就必須對中央空調的系統進行徹底的優化和改造,而通過利用電氣自動化技術就成為改造中央空調的有效措施。同時,通過應用電子自動化技術除能夠有效降低中央空調的電能消耗量外,對于促進資源節約以及實現我國經濟的可持續發展也具有重要的意義[4]。
5.2 中央空調應用電氣自動化的策略
5.2.1 掌握中央空調的運行數據
電氣自動化技術應用在中央空調的改造過程當中,需要對其實際運行的情況進行全面的了解與評估,根據實際獲得的數據才能為工程的順利推進提供有效、可靠的參考依據。因此在應用電氣自動化技術過程中應該細致、認真、精確地進行實際測量工作,同時對測量數據進行詳細的登記與記錄。主要記錄數據內容應包括:建筑物自身的相關參數(例如建筑物的層高、空調實際坐標以及建筑物的應用類型等)、中央空調中主機的相關運行數據(例如運行功率、工作電流或者制冷量值等)、中央空調終端設備中的相關自身參數設定(例如設備的主要運行周期的相關數據)[5]。
5.2.2 中央空調電路設計
目前在水泵控制柜的構造設計當中大部分設計都是一致的,其中都包括了停止位的按鈕、自動位的按鈕以及手動位的按鈕,同時還包括了相關的指示燈、控制設備的終端借口等。通過自動化的水泵控制柜可以對環境中的溫度以及水流量的具體數值以及其他相關設備中的信號傳輸實現自動化的收集,同時還能到達非常顯著的節能作用。為了確保中央空調達到更精準的電氣自動化控制,可以通過對中央空調當中的相關變頻和工頻系統實施互鎖的改造來實現,這將會有效地提高中央空調中電子自動化技術的控制效果[6]。
5.2.3 電氣自動化控制軟件的應用
對于那些已經完成的工程項目來說,在改造過程中并不能對技術設施進行過度的改造和修改,這樣并不能達到良好的調節中央空調功能的作用。然而,我們可以通過利用相關設備,例如自動化控制柜、傳感器以及與控制器相關的變頻裝置設備等,對中央空調中的冷源系統實施更為智能的調整和控制,確保整個中央空調系統變得更加節能,從而提升其自動化水平。
6、電氣工程及其自動化技術的發展
隨著我綜合國力的提升,電氣工程及其自動化技術也將得到重視,我國將對其投入更大的研發力量,使電氣工程及其自動化技術在各個行業都能有效的應用。如今社會對電氣工程及其自動化技術的需求也逐漸增多,相信隨著其技術的提升,在未來會有更加廣闊的應用前景。由于該專業對人才能力和素質要求較高,我國已經加大了對電氣工程及其自動化技術的人才培訓力度,在不久的將來會出現大量的專業人才,定能有效地建設電氣工程及其自動化技術的管理系統,使其在堅持企業的發展目標與經營目標的同時,還能將企業的經營目標納入到系統平臺的管理當中,使兩者相互促進、相互推動。此外,電氣工程領域產品的科技含量也會隨著科學技術的提升而不斷提升,進而能夠促進電氣工程領域產品的不斷創新,從而更好地服務于各行各業。
結論
綜上,電氣工程及其自動化技術的設計是一項綜合性極強的工作,要針對當前的設計問題做出具體分析,同時在設計中要充分地考慮各種因素對電氣元件的影響,并在教師的幫助下進行正確連接,讓電氣工程及其及自動化技術能夠真正的發揮作用,使其能夠廣泛地應用于各行各業。當前我國的經濟和科技發展的時間較短,與西方發達國家還存在較大的差距,在實際的工業控制中,我國很多企業還沒有實現自動化,嚴重地影響了生產的效率,相信隨著國家的重視,必然會加大對企業的扶持力度,這種現象定會得到明顯的改善。以上是筆者基于當前學習情況的總結,但這并不是結束,而是嶄新的開始。在研究中還存在諸多不足,希望各位老師和同學提出寶貴的意見和建議。
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關鍵詞:卓越工程師培養計劃;電氣工程及其自動化;選拔流程;培養模式
為貫徹落實2010年6月教育部聯合有關部委和行業協會共同組織實施的“卓越工程師”教育培養計劃,國內許多高校都在積極進行不同專業領域“卓越工程師”培養模式的研究與探索。
電氣工程及其自動化專業主要研究電能的生產、傳輸、分配、使用及其與之相關的科學和技術問題,具有理論深奧、概念抽象、學生難以理解的顯著特點。因此,要讓學生掌握相應知識的應用,需要理論聯系實際才能激發學習的積極性,增強創新意識,最終成為工程應用型人才。同時,我國目前電力工業的規模和裝備水平已置身于國際領先水平,但在大型電力設備制造、運行、維護技術、大型風力、太陽能發電技術、智能儀表技術、節能、減排技術等諸多領域急需一批高水平和起領軍作用的高級工程技術人才。因此,這對各高等院校的電氣工程及其自動化專業今后的發展方向和專業體系建設提出了新的挑戰。在新形勢下如何培養具有創新與工程實踐能力的卓越電氣工程師,使之更好地適應電力系統的發展要求就成為目前亟待解決的問題。
重慶理工大學(以下簡稱“我校”)電氣工程及其自動化專業創建于2004年,多年以來招生和就業形勢良好,畢業生質量得到國內外專家、機構和社會的廣泛認可。2009年底,我校電氣工程及其自動化專業獲得學校“卓越工程師”培養計劃試點專業,并開始實施,通過近兩年來的探索和實踐取得了一定成效和經驗。本文就我校電氣工程及其自動化專業“卓越工程師”培養模式、學生選拔、實施途徑等內容進行探討和介紹。
一、電氣工程及其自動化專業“卓越工程師”的培養模式
隨著我國教育部推行工科專業“卓越工程師”教育培養計劃以來,國內各高等院校都在積極探索不同專業領域的卓越工程師培養方案。總體來講,大多根據國外目前成熟的工程師培養模式,圍繞“卓越工程師”構成要素,結合我國國情和本校教學目標制訂相應的“卓越工程師”知識、能力和素質教學培養大綱,旨在培養綜合素質高、技術基礎扎實、社會適應能力較強的專業工程技術人才,以適應我國經濟的發展對人才的需求。
為了適應我國電力及相關工業的快速發展,進一步滿足國家、行業對電氣工程及其自動化專業人才的需求,我校電氣工程及其自動化專業卓越工程師培養擬采用“2+1+1”的人才培養模式,如圖1所示。
1.兩年基礎能力培養
我校電氣工程及其自動化專業“卓越工程師”基礎能力培養著眼于為學生終身學習奠定基礎,精選對學生職業生涯起作用、最核心的基礎理論、基礎知識以及必要的基本技能和方法,包括公共基礎、學科基礎、專業基礎三大模塊,如圖2所示。在學科基礎和專業基礎模塊,以核心課程為重點進行課程重組與整合,包括課程橫向整合與縱向整合,加強課程相互銜接與統籌協調,不僅僅強調專業知識體系內的知識要素和單元,更強調知識之間的關聯性、整體性,促進學生創新思維的形成和創新方法、創新工具的掌握,讓學生更早了解工程背景和學科前沿信息,為工程能力培養打好基礎。
2.一年專業能力培養
我校電氣工程及其自動化專業分為電力系統自動化和電力電子與電氣傳動兩個專業方向,“卓越工程師”學生按選擇的專業方向進行專業主干課程的學習。在這一階段,理論課程的學習根據課程性質可邀請企業專家到學校進行教學指導或帶領學生到現場進行專業知識的學習。任課教師也可以項目形式進行該門專業課程的學習,以提升專業教育質量,培養工程師基本素質和熟練的專業能力,有效解決教學內容的理論性和工程實踐性,實現人才培養與社會需求的良性互動;對于實踐課程的教學則通過課程設計、綜合設計和實驗等進行實施。
3.一年工程能力培養
我校電氣工程及其自動化專業“卓越工程師”工程實踐能力培養貫穿于大學第三、四學年的學習當中,包括基本工程能力培養和綜合工程能力培養兩方面。其中基本工程能力培養不僅要求學生掌握電氣識圖、畫圖、接線、調試、檢修和維護等基本知識,而且需要深入企業進行認知實習和社會實踐,使學生初步了解專業性質、行業應用、企業工作環境、企業要求等知識;同時,學習企業先進技術、先進理念和了解先進設備,培養工程實踐能力和管理能力,增強對企業、社會的了解和對企業社會的適應能力,熟悉企業環境和企業文化,培養工作經驗、團隊協作、人際關系和職業道德等方面知識。此外,在卓越工程師培養過程中實驗教學也有著不可替代的作用,開放式實驗不僅有利于發展學生個性思維、培養自主創新能力,而且能激發學生的學習熱情和創新開發思維。
綜合工程能力培養主要包括電氣綜合設計和畢業設計,每位學生都指派一名學校導師和企業導師,即雙導師制,采取項目驅動制實施方案,共同負責學生培養的全過程。學生具體的企業培養計劃由兩位導師共同制定,共同指導該學生完成課程設計和畢業設計等。
二、學生參與電氣工程及其自動化專業“卓越工程師”的選拔途徑
1.選拔原則
卓越工程師培養計劃能否順利實施的前提條件是要選拔一批具有較強發展潛力、品學兼優、立志從事技術創新和工程實踐的優秀學生,[2]以將其培養成為適應社會和經濟發展需要、具有較強創新能力和實踐能力的卓越工程技術人才。
首先,整個選拔工作應遵循學生自愿的原則,在選拔之前應面向所有學生對“卓越工程師”培養計劃、培養方案和優勢等進行宣傳和講解,讓學生了解整個“卓越工程師”培養過程,并根據自己的學習情況、興趣和發展方向等自愿報名;其次,堅持貫徹“公開、公平、公正”的原則,做到信息公開、流程規范、溝通及時;最后,按照擇優錄取的原則,以學生的綜合素質作為參考指標進行選拔。
2.選拔時間
不同學校具體的選拔時間不同,總體來講有在招生或入校時進行選拔的,也有在大一或大二結束時開始的。為了提供學生更多的專業了解和選擇空間,擴大知識面,以更好地適應社會需求,我校2010年開始實行電氣信息大類招生政策,即學生在填報大學志愿時不填寫電氣信息類具體專業,入校后同院系的同學在大學一、二年級的教學計劃是一樣的,到大學二年級下學期時再根據個人的興趣、條件選擇所學專業方向。因此,我校電氣工程及其自動化專業“卓越工程師”的選拔工作和電氣信息大專業分流同步進行,在大二下學期所有電氣信息類大專業學生根據自愿都可以參與報名。為保證培養質量,“卓越工程師”選拔名額為20名學生,進入“卓越工程師”的學生自動轉入電氣工程及其自動化專業。
3.選拔流程
經過學院領導和專業老師反復醞釀和討論,為保證培養效果,將具有較好工程潛質的學生選,確定了我校電氣工程及其自動化專業“卓越工程師”的選拔流程,如圖3所示。
學生自愿報名是“卓越工程師”培養計劃實施的第一步,凡品德優良、身體健康、有志成為卓越電氣工程師的學生均可報名,以全面、綜合選拔具有工程實踐潛力者。根據報名情況學院組織筆試,筆試內容主要涉及數學、電路原理、數電/模電等知識。按選拔總分10分計算,筆試成績占3分,大學第一學年和大學第二學年所修課程綜合成績占4分,避免了部分優秀學生因為筆試發揮不好而落敗。隨后學院組織專家和專業老師進行面試,面試成績占3分。面試內容包括知識面、邏輯思維能力、表達能力、團隊精神以及實踐動手能力等,同時根據學生在學習期間參加各種科技競賽及獲獎情況適當加分,通過面試全面考查每位學生的創新能力、對工程實踐的興趣程度及對工程實踐的理解和認知程度,并在一定程度上讓學生明確自己的發展方向,為老師制訂個性化的培養模式奠定基礎。最后,根據面試成績和考試成績進行綜合統計和排序,擇優錄取前20名,并對錄取結果進行公示。
三、培養電氣工程及其自動化專業“卓越工程師”的實踐探索
未來的卓越電氣工程師不僅應具有扎實的基礎知識和專業知識,更應具有較強的工程實踐能力和創新能力。扎實的理論知識不僅能指導工程實踐,而且是解決實際問題和開發創新的基礎,同時較強的工程實踐能啟發和強化學生對理論知識的認識、理解及運用,做到理論與實踐較好地結合。
長期以來,我國高等院校的學生更多的是進行理論知識的學習,嚴重缺乏工程實踐環節的培養。根據我校電氣工程及其自動化專業“卓越工程師”培養方案,在培養工程實踐環節采取“雙導師制”,[3]即每位學生分配一個學校導師和一個企業導師共同負責學生培養的全過程。通過選拔進入“卓越工程師”培養計劃的學生在第三學年開學時經過“雙向選擇”進行分組和確定導師,并開展第一期卓越工程師的培養。一名合格的電氣工程師不僅應了解電氣行業的規程、規范,而且應具有識圖和繪圖等工程基本知識。[4]因此第一階段的卓越工程師培訓主要涉及電氣識圖、畫圖、接線、調試、檢修和維護等基本知識的學習,同時走進企業進行現場系統或設備的學習。在學生對工程實踐有了初步認識之后,擬從導師的科研項目或企業工程項目以“項目制”方式著手第二期卓越工程師的培養,培養學生理論聯系實際、運用電氣工程專業知識解決實際工程項目的能力,熟悉企業項目開發過程和開發管理知識,加強產品的開發設計和創新能力。第三期卓越工程師的培養目標集中在對學生的職業道德、團隊協作和工程管理等素質的培養。
四、結語
“卓越工程師教育培養計劃”的實施不僅能整合高校和企業的教育資源,還能激發學生對學習的積極性和興趣,以掌握與本專業相關的工程科學基礎知識和一定的企業工程實踐能力,具備良好的人文科學素養、團隊協作和交流管理能力等工程素質,增強社會競爭力,從而適應不斷發展的社會需要。同時,“卓越工程師教育培養計劃”作為國家中長期教育改革和發展規劃,在提高我國工程型人才的培養質量和工程素質、促進我國從工程教育大國走向工程教育強國具有重要意義。
參考文獻:
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關鍵詞:電氣工程及自動化;人才培養;構建
中圖分類號:F24
文獻標識碼:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.23.055
信息技術的迅速發展,計算機和通信載體的不斷提升,工業4.0、微電子和“互聯網+”信號的釋放,使得人們的生活生產越來越離不開電力行業的支撐。一方面,新技術和新載體在電力行業得到廣泛應用。另一方面,電力工業的發展也面臨著新的挑戰和機遇。作為培養電力行業的電氣工程與自動化專業,一直以來是為電力輸送人才的老牌專業。新形勢下,如何構建教學體系、設計培養模式、保證教學質量,培養具有創新能力、實踐能力和綜合素質的高級應用型人才,這是時代賦予電氣工程及自動化的難題,也是高等學校專業發展的首要任務和重要使命。
1 構建電氣工程及自動化專業人才培養模式
電氣工程及自動化專業要培養的是“知識、能力、素質”,集三位于一體的人才培養體系。該專業的人才首先要具備電力系統強電知識和技能,在關于電機、發電廠、電壓及電力系統方面,培養出來的人才能夠對其進行深入了解,靈活運用繼電保護、電力電子等方面的知識,解決實際工作過程中遇到的問題。要具備電力系統控制和通信兩方面的弱電知識技能,無論是計算機控制、微機保護、嵌入式系統、電氣控制與PLC,還是信號與系統、通信網絡、無線通信和光纖通信都能夠駕輕就熟,靈活運用與把握。除此之外,該專業還要實現校企合作,讓企業技術人員融入師資隊伍,將行業前沿融入課堂教學,將研究過程中的科研成果納入教學管理,實現課堂教學同步化、實踐項目層次化、課程設計綜合化與畢業設計實戰化。好的人才培養模式,強調的是層層深入、理論與實踐相結合,將課堂教學與實踐項目有機融合起來,通過專業課程的設計,使得學生能夠通過自身經驗,設計一些題目,培養學生的創新意識和團隊合作精神,根據時展的現實需要,選定畢業設計題目,在相關導師的指導下,實現自身專業運用知識的鞏固與提高。
1.1 專業定位與專業特色
從專業定位和專業特色來說,電氣工程及自動化專業培養的是滿足社會主義現代化需要,掌握電氣工程基本理論和知識,具備專業研究開發能力的,集設計、規劃、運行、管理為一體的寬口徑高級工程技術人才。改該專業對人才要求的重點是需要學生具備一定的綜合素質,能夠在短時間內適應復雜的工作環境。與此同時,要具備一定的創新精神和創業意識,有較強的計算機操作能力和學習能力,能夠在面對電力工程相關技術問題時,獨當一面,反思成才,成為行業中技術能手。
1.2 人才培養體系結構
現階段的人才培養體系結構,往往是結合自身學校的特點,并沒有真正適合專業學生的發展需要。因此,探討電氣工程及自動化專業人才培養模式,首先就是要建立需求導向,以專業人才培養為需求,而不僅僅是考慮學校的人才培養方便。建立人才培養模式專業課程體系,實現以電力行業需求為導向的知識、能力、素質分析為一體的課程內容體系,通過通識基礎教育模塊,專業基礎教育模塊和專業英語教育模塊,完成好課程間知識的銜接與聯系,形成富有專業特色的電氣方向和輸電線路方向兩個“戰略體系”。
1.3 課程設置“厚基礎,寬口徑”
電氣工程及其自動化專業需要在課程設置上,體現學科基礎課和專業基礎課的有機融合,體現“厚基礎,寬口徑”的課程設置原則,在課程設置上,努力權衡學科基礎課和專業基礎課的比重,將兩者與必修課程和選修課程統一起來。專業應用課程更多的體現學生的興趣愛好,滿足學生的特長和培育學生的興趣,按照學生自身所需,選擇適合自己的課程,在興趣的引導下,提升自己的專業水平,實現“有專才”的核心競爭能力。在學科基礎課上,滿足社會主義現代化建設需求,將認知學習、金工學習、電子工藝學習、課程設計與綜合實訓結合起來,保證培養出來的人才具備最為基礎的綜合素質能力。
2 完善專業人才培養的保障措施
電氣工程及其自動化專業需要促進人才培養,保證人才培養具備相應的措施。除了具備專業人才培養相關渠道外,還有完善相關的管理制度,在保證教師師資隊伍的人才培養模式下,實現人才培養教學過程的監督管理。因此,好的專業人才培養,需要建立一整套的人才培養保障措施。
2.1 完善教學管理制度
人才培養模式需要有相應的教學管理制度進行保障和維護,學校實施人才培養計劃,需要建立一套嚴格、科學、規范的教學管理制度。電氣工程及其自動化專業培養的是應用型人才,各專業需要根據學校情況及電氣工程相關情況,量身訂制教學大綱,選用和實踐結合緊密相關的教材,允許學生自主選課。好的教學管理制度要有彈性學制、改革考試制度、學分互補制度和實習加分制度,能夠保證相關的學生進行綜合素質評價。新的教學管理制度,不僅僅要滿足行業需求,還需要考慮學生的自身特點,體現人才培養特色,從源頭上和制度上為人才培養提供強有力的制度保障。沒有規矩不成方圓,沒有相應的教學管理制度,就不能夠保證人才培養的規范化和規矩化,也不能保證專業人才培養的常態化。
2.2 加強師資隊伍建設
人才培養的重要因素在于師資力量的保障。優質的師資力量能夠提高人才培養質量和靈活教學的重要因素。高水平的能夠掌握行業信息的師資隊伍,充分利用學校的管理制度和機制,采用不同的聘任辦法,以較為優秀的政策和辦學條件吸引優秀人才的加盟。建立合理有效的激勵機制,提高電氣化工程及自動化專業的人才資源庫,在學歷層次和進修學習方面,予以傾斜和支持,不同地域不同專業的高學歷人才,能夠使得教師隊伍的學緣結構開放化和多元化,也能夠使得師資隊伍兼具教學、實踐、科研多方面的能力,在創新精神和能力培養方面,塑造新的優秀的教師團隊。
2.3 培育教學監督機制
從人才培養的角度看,高校所培育出來的人才需要與社會要求相吻合,與經濟和科學技術的發展相適應。人才培養從來就不僅僅是高校自身的內部事情,其更多的需要得到家長和社會的監督與認可。人才培養方案在經過教學單位的審核及研討后,需要聽取社會各界的相關建議,學校各級部門要逐步建立監督核查機制,保證人才培養方案的權威性和科學性,相關的教學參與部門要以人才培養方案為基礎,合理安排課程中教師與教學環節,規范教學管理,設置教學安排,分配課程學時。人才培養方案具有一定的嚴肅性,教學監督機制具有一定的反饋性,要通過加強對人才培養方案的監督管理,確保新的人才培養方案的有效實施。
電氣工程及自動化專業是我國現階段培育行業人才,適應多元化、分層次發展,促進理論技術革新,使專業知識與社會發展聯系更為緊密,促進學校、學生和企業三方的共同發展,實現電力行業特色的應用型人才發展。由于主客觀因素的限制,電氣工程及其自動化專業人才的培養,還需要更多的研究者參與進來,根據實際發展需求,反思人才培養過程中存在的問題,進一步探索、實踐、完善,搭建電氣工程及其自動化專業特色人才培養新平臺。
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論文關鍵詞:電氣工程及其自動化;專業建設;人才;培養
電氣工程是現代科技領域中的核心學科之一,更是當今高新技術領域中不可或缺的關鍵學科,電氣工程的發達程度代表著國家的科技進步水平,因此電氣工程的教育和科研一直在發達國家大學中占據十分重要的地位。
隨著新的科學技術成就不斷涌現,現代電子學和計算機技術飛速發展,并迅速滲透到傳統電工學科的各個領域,使電工學科理論和技術發生了巨大的變化。在新形勢下如何培養和造就具有創新意識的電氣工程人才是電氣工程教育界關注和積極探索的問題。
一、依托電氣學科優勢,加強特色專業建設
福州大學是一所以工科為主的“211工程”大學,電氣工程及其自動化專業是國家特色專業建設點,作為傳統學科創建于1958年,經過近幾年大力度的投入、改革和建設,在工程能力和創新能力培養等方面已形成一定的優勢與特色。現階段面臨很多很好的發展機遇,特別是福建省在海峽西岸經濟區建設綱要中明確提出人才強省、走新型工業化道路、大力發展科技含量高的高新技術產業的建設思路,更為福建高校電氣學科的進一步發展帶來了新的契機。
在近幾年的學科建設中,我們依托福建省電氣制造行業的發展優勢和電力行業的發展,利用電氣工程及其自動化學院的福建省電機、電器行業技術開發基地科研平臺,結合電氣學科優勢和學生就業狀況及市場需求狀況,將課程、專業、學科和實驗室建設融為一體,進行綜合教學改革,優化教學內容和課程體系,打破傳統的“基礎課—專業基礎課—專業技術課”的“老三段”體系,凝煉和建立體現個性化教育和工程應用的實踐教學新模式,系統構建實踐教學新體系。在工程應用和創新能力培養方面,建立認知層、基礎層、拓展層、創新層四個層次結構實踐教學體系及基本型、設計型、綜合型、研究創新型四種類型的實驗課程內容,把工程設計與應用貫穿于課程教學、課程設計、畢業設計等諸多環節,同時通過創新實驗室等第二課堂,舉辦各種專題實踐競賽,鼓勵學生參加各種實踐活動和科技競賽,通過實踐鍛煉提高學生綜合素質,通過真實的工程環境熏陶與系統的實踐訓練讓學生親身體驗學習與實驗、研究與創新的全過程,激發創新熱情,獲得創新樂趣,培養其科學精神。利用這些豐富的實踐教學環節和各級各種競賽機會,強調自主開發、自主研究,培養學生的創新精神和創新能力,開拓學生的個性潛力,激勵學生的實踐創新,增強學生的工程設計能力和綜合應用素質,促進優秀人才在提高中脫穎而出。
二、樹立創新教育理念,建立多元培養模式
根據電氣工程及其自動化領域的新發展、新要求,圍繞發揮特色專業優勢,培養電氣創新人才的主題,我們在制訂培養計劃時轉變繼承性教育思想,樹立創新教育的理念。結合卓越工程師培養計劃、國際合作辦學、培養創新拔尖人才等教學工作,動態優化重構人才培養方案,探索多元人才培養模式,建立系統傳授與探索研究相結合的新教育體系。
1.追蹤學科發展,優化培養計劃
追蹤學科的發展,推行以創新為核心的素質教育,修訂課程教學大綱,更新教學內容,以培養工程實踐能力和創新能力為目標,優化原有的培養計劃,將計算機、電子與控制等新興技術及新能源應用引入,重視與行業企業共同開發緊密結合,在專業課教學中引進企業(集團)生產實踐典型案例。組織力量編寫反映學科特色的教材及生產實際的特色教材,滿足課程建設的需要。
改革課程教學內容和優化課程體系,開設國際化課程,對傳統專業進行更新改造、實施研究型教學、重構實踐創新教學體系,加強新形勢下特色專業建設的探索與實踐,突顯產、學、研一體化的辦學優勢,以知識、能力和素質協調發展為原則,創建強化工程意識、工程能力和創新思維的電氣工程人才培養新模式。
2.重視工程教育,實施卓越計劃
自福州大學電氣工程及其自動化專業成為國家卓越工程師計劃實施試點專業后,先后與上海諾雅克電氣有限公司、臺灣康舒科技股份有限公司、德國英飛凌(中國)公司等企業建立了卓越工程師計劃合作關系,成立了校企卓越工程師人才聯合培養指導委員會,指導本學院有關專業方向卓越工程師人才培養計劃的制訂和執行。培養計劃在保證本專業基本理論知識學習的基礎上,建立與實施貫穿人才培養全過程的工程實踐和科研訓練體系,采取集中與分散相結合的方式完成實踐環節,打造一批工程教育特色課程,如電氣工程創新性設計、電氣設備制造與測試技術等新的實踐課程。 轉貼于
對參加卓越計劃的學生實行校內、外雙導師制。在大學一年級和二年級的基礎學習階段配備校內專業導師,對學生開展學業規劃和指導,進入大學三年級后再為學生配備校內和企業雙導師,根據學生情況和企業生產實際需要選定合適的培養方向,并為學生學習、實踐、畢業設計和科技創新提供指導。一些實踐性強的課程或項目聘請企業工程技術人員授課或學生到企業通過實踐完成,同時引導學生參與各類實踐活動,注意培養學生的工程應用能力、協調能力和創新能力,以綜合應用能力作為教學評價的主要依據,體現卓越工程師人才培養實驗班教育的特色。培養學生用科學的方法和觀點發現、分析、解決工程實踐問題,提升學生的實踐能力與創新精神。
3.加強個性教育,培養拔尖人才
探索建立拔尖創新人才培養的新機制和促進拔尖創新人才脫穎而出是現代高水平大學的歷史使命,是建設人力資源強國的迫切要求。
福州大學電氣工程與自動化學院對具有學術理想和創新潛質的優秀學生進行創新教育,學生在國家規定的必修課外可自主制訂學習計劃和個性化的人才培養計劃,根據興趣、愛好和特長可自主選擇課程,自主參與科研項目。實施全程有效的學科導師制,引導學生進行研究性學習、主動實踐和科技創新,學生全面接受科研方法的訓練,每位學生都要參加導師的科研課題,以真實科研項目為平臺條件,將專業理論知識的學習與科研項目實訓緊密結合,增強學生自主和快速學習能力、創新思維能力和實踐動手能力。學生在學科導師的指導下按個性化培養方案完成學業。
4.國際合作辦學,提升教育品牌
2005年開始電氣學院與德國凱澤斯勞滕大學聯合辦學,突破了以往封閉的辦學模式,開創了面向世界開放辦學的人才培養新途徑。中德雙方學校共同制訂培養方案,實施“5+5”培養方案(前5個學期福州大學學習,后5個學期在德國學習),學科學習成績相互承認,選拔學習能力強、外語水平高的學生進入中德班學習,學生畢業后可以獲得中、德雙方頒發的畢業證書和學位證書。
教育的國際化一方面可以將發達國家人才培養的經驗和方法引進來,促進我國高等教育培養模式盡快達到一個新的水準;另一方面,在社會上樹立起優質的教育品牌,豐富了福州大學電氣工程與自動化學院辦學的特色,也為國際化合作辦學探索出一條新路。
三、加強師資隊伍建設,打造優秀教學團隊
堅持積極引進為主和自己培養為輔的道路,優化師資隊伍結構和人才資源配置,提高辦學質量和效益。建立以學科帶頭人、專業帶頭人、課程負責人和實驗室建設負責人及教學名師為首的教學團隊,以學科建設為龍頭,以課程(群)建設為基礎,以品牌特色專業方向建設為重點,以實驗室建設為保障,不斷深化教學內容和教學方法的改革,以打造優秀教學團隊為重點,組成國家特色專業“電氣工程及其自動化”建設小組,促進科學研究與教學工作的有機融合,大力加強教師隊伍的教學能力建設和整體提高工作,特別是青年教師的工程能力培養工作;適當引進電氣制造企業(集團)的工程技術人員參與教學工作,努力建設一支教學水平與學術造詣高、學歷職稱結構合理、充滿生機和活力的高素質、高水平教學團隊,為進一步提高人才培養質量奠定堅實基礎。
關鍵詞:電氣工程;自動化技術;分析;設計
隨著我國經濟的快速發展,在電氣工程以及自動化技術上有了很大的發展和技術提升,但是相比于一些科技較為發達的國家,我國在這個領域的發展上時間比較短,技術水品相對偏低,所以我國在這個領域所做的投入比重也很大,尤其是電氣工程等重點行業,針對行業的現實存在的弊端,出臺了一系列的鼓勵政策來激勵在這行業上的發展。電氣工程是一種新興行業學科,是現在新興技術的核心類技術。在人們的認知里可能會認為,隨著科技的發展以及電氣工程行業的興起,促使由有機械時代快速的跨入了信息時代,提升了人們在生活上的品質,也提高了在工作上的效率和質量,所以說電氣工程的快速發展已經成為了現代科技進步的重要標志。也正是因為電氣工程在科技發展上的重要作用,才使得我國在電氣工程上得到了快速的提升,在如何提高電氣工程的問題上,現在很多高校都開設了相應的課程學習和研究機構,這樣就可以在最大化地推動電氣工程行業的發展進步。
1電氣工程以及自動化技術的簡單介紹
自動化技術和電氣工程和現在人們的實際生活是相關聯的,現在已經融入到了現實生活的方方面面,比如我們在日常生活中的許多家用電器都有在電氣工程和自動化技術方面的應用,由于在現實生活中人們對這方面的需求量與日俱增,也就促使電氣工程行業的發展越來越快。在高校的教育上通過將電氣工程學引入課堂學習,使得我們在電氣工程人才培養上得到了大大的增強,也只有這樣才能夠使得電氣工程行業有著更好更快的發展。
2電氣工程與自動化技術的主要設計理念
在對電氣工程以及自動化技術的實際應用與設計上,主要應該針對硬件設施和軟件設施這兩大塊來進行分析研究,在一般情況下,應該首先對硬件進行設計,根據實際需求,對所需求的電子元器件進行有針對性的選擇。第一,應對中央服務器進行設置,采用現在最先進的計算機設備來作為這個系統的核心所在;第二,選擇的輔設備,如傳感器、控制器、檢測設備等;第三,將所有相關設備按照一定的條件、要求和操作規程進行連接,然后組成一個具有相應功能較為完善的系統,能夠完成各項工作任務的電氣自動化設備。在實際的運用當中,除了要遵循理論上的問題外,還需要在實際應用中著重注意。在現有生產環境的條件下針對自動化系統的設計,需要在不改變原本生產基礎的條件下進行理念設計,所以在硬件的實際安裝上的標準和要求也是較高的,同時設備自身的體積必須適應安裝要求,不能過大或過小,過大會嚴重影響安裝的可行性,過小也會影響在實際上的操作。因此設計人員在設計的時候必須進行實地考察,充分研究和分析在這方面的兼容性,以保證元器件的兼容問題。在對硬件設施的設計完成以后,就需要進行對軟件系統設施進行設計,在市面上,現在的自動化控制系統在類型上多種多樣。但是,要想促使元器件在自動化上的能力得到最好的發揮,生產商就會選擇相匹配的軟件設計單位,來根據自身的需要設計出有針對性的相匹配的軟件系統。
3電氣工程以及自動化系統在實際應用
隨著社會需求的不斷加大,電氣工程以及自動化在是應用領域上也是變得越來越廣,下面就對其實際應用從多方面進行分析。
3.1在供熱系統方面的主要應用
在供熱系統上來說,建設主要從電網的調度和變電站的自動化這兩個方面來進行。在針對電網的調度上,通過在使用這項技術能夠促使供熱系統最大程度上實現自動化運行和管控,這樣就能夠提高安全生產的系數,同時也能增加在實際工作上的效率,同時也可以利用這方面技術進行生產數據監控和分析,這樣就能夠更有效的對系統的運行做好評定標準。
3.2在變電站上的主要應用
電力設備在運行上是否平穩、是否安全、是否可靠是電氣工程以及自動化技術在保障上的根本要求及標準,所以在電力設備的監控系統方面的保護和控制上的相關措施是不可缺少的,但是,由于經濟的快速發展,科技的不斷創新,變電站在電力設備的應用上也是越來越多,同時,在電力設備的實際應用、運行方面也是越來越復雜,為了確保電力系統的安全有效運行,相關單位投入大量的物資和人力來進行維護以保障運行。但是,將電氣工程以及自動化技術運用到實際變電站的工作當中,就能夠盡量簡化操作流程同時也能提高安全系數。在變電站的建設上,采用自動化系統就會事這項技術的作用更加凸顯出其優勢。能夠最大化的優化變電站的實際工作程序,同時達到進行自動化控制的要求,盡可能的提高變電站在實際工作上的效率,同時也提高了變電站的安全性保障;在變電站的監控系統上運用這項技術也能夠使其在性能上得到更大的提高。
3.3在電網調度中的主要應用
在電力系統應用自動化方面電網調度在自動化上的應用有著十分重要的作用,我國的地域十分廣闊,在進行電網的調動上可以利用自動化技術來進行輔助完成,同時也可以用來對整個電網進行運行狀態的實時監控,進而大大減少在人員和物資上的消耗,同時能夠保證相關人員清楚的把持全局,及時發現在電網調度實際運行商出現的突發問題,避免問題的進一步擴大,更好的保護了電網的穩定和安全以及在實際經濟上的利益,進而也將大大降低事故問題的發生幾率,盡可能地減少和降低不必要的經濟損失。
3.4在鋼鐵行業中的主要應用
鋼鐵是我國的主要經濟支柱產業之一,在我國部分區域的發展上起著十分重要的作用,但是隨著社會的發展與進步,鋼鐵行業要想快速的發展,進行自動化的應用也是必將進行的工作。在這個行業中,使用這項技術主要應用在兩個方面的問題上,首先,就是在鋼鐵的生產過程中使用自動化技術,就會使生產質量有較大的提高,在安全問題上,也能減少安全隱患問題的發生。其次,在鋼鐵生產管理上的主要優化,將自動化應用到鋼鐵的生產過程當中,可以節省鋼鐵行業的人力資源的浪費,同時也可以有效的降低在工作中人員的管理難度,總的來說自動化的應用給鋼鐵行業的生產提供了極大的工作便利。
3.5在智能化建筑物方面的主要應用
在建設智能化的建筑過程當中很容易在安全和能耗的方面出現問題,但是,將電器工程以及自動化技術應用到這項工作當中來就可以盡可能的解決在這方面出現的問題。第一,是電氣工程以及自動化技術的應用可以成功的解決在智能化建設當中因為設備過多而產生的安全問題的發生。利用這項技術,將安全用電設備接入到建筑當中,可以大大降低用電安全問題的產生,從側面增加里用電的安全系數。第二,是使用這項技術可以盡可能的解決智能建筑在靜電上存在的問題,降低了智能建筑在靜電上造成的危害。在電子設備的使用過程當中經常會產生或者積蓄一定的靜電,如果得不到有效的排解,由于設備較多,就會造成產生的靜電變大,嚴重的影響相關設備的正常使用時間。在這項技術的應用上可以盡可能的避免靜電現象的出現,盡可能的減少靜電安全問題的產生,從而為設備的正常運行提供良好的條件。第三,是電氣工程以及自動化技術在智能化建筑上的應用,可以極大的減少因為惡劣雷雨天氣對建筑自身所產生的嚴重影響,我們在生活常識中也能夠知道,在雷雨天氣,越高的物體,越容易被雷電擊中,而電氣工程以及自動化技術的應用就可以為建筑物起到一個保護的作用,能夠使雷電在危及到建筑的時候,成功的將其引入地下。
4在實際應用方面所需要思考的問題
在這方面技術理論的發展上來看,我們要將理論與實際進行充分的融合,只有在理論成熟的條件下,才能進行實際的應用與實踐,這兩者之間的關系十分密切。現在電氣自動化行業隨著在實踐中的不斷發展與壯大,如今已經形成了一門較為系統、全面的學科類技術知識,如今在許多高校都開設了相應課程的學習和研究,從某種現實意義上來說,電氣自動化技術的興起就是為了滿足我們在現實生產與生活上的各種需求而產生的一種新興技術。比如在生產加工方面,在傳統模式下的生產加工過程中,都是采用人工加工的方法來完成各項工作的,這樣的工作效率遠遠達不到我們社會需求的標準。隨著社會經濟的不斷發展,在產品設備方面的需求量也是在逐年的增加,在這樣的情況下,僅僅依靠人來完成這項工作已經無法滿足生產的要求了,必須進行改革創新,提高生產工作效率,在現實的市場競爭當中,企業要想在實際中獲取更多的利益,就必須在生產成本上進行合理的控制,而如何進行控制有成為了企業自身十分頭痛的問題,但是通過電氣工程以及自動化技術的廣泛應用,就能極大的解決在這方面產生的問題,能夠是我們的生產成本得到極大的降低。為我們的企業發展創造了良好的條件,同時也為電氣工程以及自動化技術的發展和創新做好了鋪墊。
5結語
電氣自動化這門技術作為一種新的技術手段,他能夠極大的提高我們現實生活和工作方面的效率,因此也受到了相關方面充分的重視,想要提高這方面的工作效率,就必須下大力氣在人才的培養方面,只有人才隊伍建立起來才能讓電氣自動化在創新與發展當中的到穩步的提升,從本文中也可以知道,受到現實環境和條件的影響,我國在這方面的發展時間較短,與其他發達國家相比還有一定的差距,在實際的應用當中,很多相關企業還沒用意識到這項技術在實際應用當中存在的好處和優勢,也就造成很多企業無法全面時間自動化技術的應用,嚴重的制約了在生產效率上的最大化,通過本文的分析我相信,在未來的發展過程當中,隨著應用技術逐漸被人們接受,這個行業必將受到廣泛的關注與應用,也將極大的改變我們的生活質量和工作效率。
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>> 高職電氣自動化技術專業課程體系研究與實踐 電氣自動化技術專業實踐教學體系構建的研究與實踐 電氣自動化技術專業課程體系改革的研究與實踐 體育教師評價指標體系的構建與評價自動化系統設計 高職電氣自動化技術專業課程體系改革與實踐 高職“電氣自動化技術專業”應用能力體系構建與實踐 電氣自動化技術國家骨干專業建設的探索與實踐 高職院校旅游專業實習質量評價指標體系研究與實踐 高職電氣自動化技術專業單片機與傳感器課程聯合教學的實踐研究 高職自動化類專業課程體系的研究與實踐 高職電氣自動化技術專業實踐教學探究 高職電氣自動化技術專業學生專業認知實習實踐與成效 淺議高職電氣自動化專業實踐教學體系存在的問題及對策 高職院校專業帶頭人考核指標體系的研究與實踐 高職英語校本教材評價指標體系的構建 電氣自動化專業雙證融通教材的開發與課程實踐 電氣自動化技術專業的“多層化”的實踐教學體系研討 基于工作過程的高職電氣自動化技術專業課程體系優化研究 高職電氣自動化技術專業教學與管理實踐總結 電氣工程及其自動化專業實踐課程體系研究與改革 常見問題解答 當前所在位置:.
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從入學情況調查發現,并不是所有人對自己所投身的事業都有著清楚的了解。盡管在新生入學后,系里的老師就為同學們做了專業認知方面的報告,但是在這些報告中并未對整個電力行業作過多介紹,也缺乏對電力專業的就業前景分析,而這恰恰是大部分同學關心卻又不清楚的。經觀察和調研,目前報考電力專業的同學大體可分為3類:一是在填報志愿時第一志愿并未填寫電力專業,因未及其他專業分數線而經調整而來。二是填報志愿時并不了解專業實質,只因專業“時髦”、“熱門”而盲目填寫。三是對電力專業有一定的客觀了解,立志投身電力行業。但這一類同學的數量大約只占總人數的1/5左右,且其中大部分屬于電力系統的子弟。
由此可見,電力專業的高校學生對專業、行業缺乏了解的大有人在,對就業前景的迷茫,甚至是因性別因素對未來工作的顧慮等導致的消極影響,致使學生中彌漫著一股沮喪的情緒,很多人后悔自己當初的選擇,甚至有人已經開始打算畢業后轉行。電力行業是否真的已成為一個夕陽產業,毫無發展前途?性別差異在電力系統中究竟有多嚴重?現階段電力行業的就業形勢又是怎樣的?
電力行業的形勢分析
目前我國已進入大電網、大電廠、大機組、高電壓輸電、高度自動控制的新時代。雖然時至今日,電力工業經過長時期的發展已經幾近完善,但隨著國民經濟的飛速發展,整個社會對電力的需求仍不斷增加,加之計算機網絡等新技術在電力中的采用,整個電力行業的發展前景非常廣闊。電力行業的發展雖然不如新興的電子通信行業那樣突飛猛進,但作為推動一切新興產業發展的基礎能源工業,電力工業還是邁著堅實的步伐,正以穩定的速度向前發展。電力行業屬于技術密集型、知識密集型產業,要求從業人員擁有較高的理論水平和處理問題的能力。從目前整個電力職工隊伍的素質看還存在較大的提升空間,迫切需要大批具有高學歷、高能力的優秀人才的加盟。
電力專業畢業生就業現狀
每年全國各高校的電氣工程及其自動化專業都有大量畢業生走向社會,主要流向的工作崗位大致分為4個方向:(1)高等院校。留在各高等學校的電力專業任教。本科生畢業生因學術知識水平有限,一般從事學生管理等非教學工作,而從事教學崗至少需要具備碩士以上學歷。(2)科研院所。包括各級電力科學研究院及下屬研究機構,主要負責電力技術的科研開發,向電力相關企業提供技術信息、技術服務以及負責電力基建項目的調試工作。(3)電力企業,包括國家、地區、省的各級電力公司及市縣的供電局,負責電力部門的行政管理工作和調度全國各級電網進行電力的輸送和分配;發電廠,包括各級火電站、水電站、核電站;電力建設,包括各省的火電建設工程公司和直屬國電公司的13個水電工程局,擔負著全國大型電力設施及其配套工程的建設工作,同時還包含各電管局下屬的電力工程設計院,主要從事電力工程的設計工作。(4)高新技術產業,進行電力電子相關產品的制造開發、技術研究。這類單位屬于純粹的經濟企業,工作強度大但相應待遇也很好,是許多大學生畢業后工作選擇的去向。
以上可見,電力專業研究范圍廣,應用前景樂觀,畢業生就業形勢大都較好。電力專業畢業生具有“點多、面寬、適應性強”的特點。一般來說,畢業生能夠在電氣工程相關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗技術、研制開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等領域擔任重要工作,也能到各級發電廠、供電局、電網調度所、各類大中型企業從事電力設計、建設、調試、生產、運行、管理、市場運營、科技開發和技術培訓等工作,或從事電氣設備的維護、檢修、安裝和調試等方面的工作。此外,還可從事其他行業中的電氣技術工作。
電力專業學生應該面對的問題
對于“電氣工程及其自動化”專業的學生,各院校普遍要求經過三到四年的本專科教育后應具備的知識和能力包括:(1)掌握本專業所必需的數學、物理、電工理論、電機學、電子技術、自動控制理論、電力系統、計算機技術等方面的基礎理論和應用知識。(2)掌握必要的工程技術知識和現代化的專業知識,初步了解本專業范圍內科學技術發展的新動向。(3)具有本專業所必需的實驗、測試、設計等基本技能和較強的計算機應用能力。(4)具有一定的經濟和管理知識、人文和社會科學知識。(5)初步具備科學研究、科技開發和解決工程實際問題的能力,并具有較強的適應能力和一定的組織管理能力。(6)掌握一門外語,具有聽、說、寫、譯的基礎,能夠順利地閱讀本專業外文書刊。
關鍵詞:電氣類專業;實驗教學體系;實驗教學模式;創新型
作者簡介:吳復霞(1979-),女,山東定陶人,南京郵電大學電氣工程系,講師;張騰飛(1980-),男,河南商丘人,南京郵電大學自動化學院,副教授。(江蘇 南京 210046)
基金項目:本文系南京郵電大學教學改革研究項目(項目編號:JG00508JX19)的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0164-02
電氣學科是一個以電氣系統為對象、信息科學為紐帶、計算機技術為手段的交叉性學科。電氣類人才越來越多地被社會各行各業所需要,創新之根源于實踐,為培養電氣類創新型人才就必須實施素質教育,在對其進行理論教育的同時多方面地進行實踐能力的培養,高等學校應不斷研究與實踐,為學生創造一個良好的、新型的實驗教學環境。
一、實驗教學體系改革
以往的實驗教學過分依賴于理論課程,絕大多數以驗證性實驗為主,實驗性教學多停留在分散而獨立地驗證某個概念、理論、方法的層次上。這些實驗多是讓學生進行簡單的插接線程序,不需動腦,按照操作規程就能完成。這不利于培養學生的主觀能動性,不能激發學生的創造性。傳統實驗室多以課程或專業方向為單位,各實驗間無關聯,只完成對特定課程或專業方向的相關知識的驗證和鞏固,沒有知識系統化的環節,造成學生掌握知識零散,與現實差距大,不利于學生課程的系統化學習。
為適應社會發展的需要,培養出創新型的電氣專業人才,必須大力開展實踐教學,因為它是培養創新意識和實踐能力的主渠道。因此構建新的實踐教學體系,充分融合實驗教學與理論教學是我們的重要任務。
1.構建模塊化、系列化、系統化的實踐教學體系
南京郵電大學自動化學院有兩個電氣類專業:“電氣工程及其自動化”專業和“智能電網信息工程”專業。學院依據電氣類專業人才培養的目標定位,按照個性化、創新型、綜合型人才培養要求,結合“卓越工程師教育培養計劃”的實施,通過分析、論證構建了新型的電氣工程學科大類模塊化、系列化、系統化的實踐教學體系,把實踐環節從過去的“輔助”地位提升到與理論教學并重的地位,把各類實踐類課程進行系統化的連接,強化學生“實踐能力”與“創新能力”的培養。
改變單純以課程為基礎設置實驗的實踐教學體系,根據“專業技能、綜合訓練、創新培養”三個層次的培養目標,將實踐教學體系劃分為“專業基礎、專業綜合、實踐訓練、科技創新”四個訓練模塊,使學生的實踐創新能力得到連續不斷、分層遞進式的強化培養(大一、大二學年對應專業基礎和專業技能教育,初步實現實踐技能培養;大三、大四學年對應綜合訓練以及科技創新實踐教育,強化專業綜合能力和創新能力的培養)。
新的實踐教學體系以課程實驗為單元、課程組實驗及課程設計為模塊、課程組為系列、專業方向為系統,通訊網絡為紐帶。各實踐環節體現在基礎層(電路、電子、信號處理、微機原理、自動控制原理、計算機通信與網絡、電力系統基礎等)、提高層(相應的專業課實驗、課程設計、專業實習)和研究與創新層(專業綜合設計、畢業設計)三個層次,能完成電氣工程學科的培養方案要求。體系包括了專業基礎課程實驗、專業課程實驗、課程設計、綜合性設計、生產實習、畢業設計,是一個貫穿大學四年的全程化實踐教學方案。開設的實驗在滿足課程教學要求的同時,還按專業方向、學科方向及其發展形成系列和系統,學生通過系統的實驗可體會到專業基礎各門課程之間、專業課和基礎課之間的關系與銜接,從單門課程、系列課程到專業方向,由點到線、由線成面、由面建體逐步培養學生的實踐能力。
2.更新實驗內容和實驗平臺
依據模塊化、系列化、系統化的實踐教學體系,本著加強基礎、整合資源、提升檔次、增強活力、擴大開放、強化學科交叉融合的總體思路,在實驗教學中心的建設中已采取一系列改革措施,創新實驗教學方法、更新實驗教學內容,構建大型、綜合性、設計性、開放型實驗平臺,全面提升學生的工程實踐能力和技術創新能力。根據教學內容與創新型人才培養要求,構建了特色鮮明的實驗教學模式和多種實驗教學方法、手段。
在實驗教學內容上,構建體現“專業基礎、專業綜合、實踐訓練、科技創新”四個訓練模塊的實驗平臺,連續不斷、分層遞進式強化培養學生的實踐創新能力。注重學生已有知識體系和認知特點,由淺入深、由易到難、循序漸進,突出實踐創新活動的導向性、趣味性、開放性及綜合性,積極鼓勵與引導學生參加教師的科研工作和校企合作,為學生的實踐創新提供廣闊的思考空間,促進學生的個性化發展,積極探索和努力培養優秀的新能源發電與控制領域的高級專門專業人才。
二、實驗教學模式改革
1.推出立體化、開放性的實驗教學模式
立體化表現在實驗內容多層次,實驗設置多模塊,實驗手段多樣化。在以上體系中,既有簡單的演示性和驗證性實驗,使理論教學形象化,加深學生對理論的理解,又有難度較大的設計性、綜合性和創新性實驗,鍛煉學生的創新實踐能力。學生可根據自己的學習情況自主選擇與實際能力相符的實驗項目。
開放性表現在各實驗室資源面向全校學生全方位開放,即實驗內容、實驗場所、實驗時間的開放。近五年來,實驗教學中心利用課內實驗、課外實驗、自擬實驗、開放實驗項目和創新性實驗項目等形式實現了實驗內容的開放;結合研究生助教和本科生助管制度,形成了實驗室專職老師、專業教師、研究生、勤工助學本科生相結合的實驗室指導與管理隊伍,實現了實驗場所和實驗時間的開放。該實驗教學模式在傳統實驗方法的基礎上極大激發了學生自主探究的興趣,促使學生創造性的思維與有效解決問題,提高了學生自主實驗與創新能力。
2.“教學、實踐、科研三位一體,互動、互促”的閉環機制
依托南京郵電大學控制科學與工程、信息與通信工程、儀器科學與技術、電子科學與技術和電氣工程一級學科建設,通過科學研究提升水平、壯大實力、促進教學;科研成果與研究工作為教學內容更新、教學水平提升提供源泉;豐富的各級各類科研項目為實踐創新活動提供了選題背景,為學生畢業設計(論文)的真題真做提供保障;學生在創新實踐與助研過程中激發興趣、鍛煉能力;教師在理論教學、創新實踐指導中不斷發現問題,并不斷調整和改進教學過程。通過教學相長、實踐創新與科學研究相結合,實現了以科研提升教學、通過教學指導實踐、實踐深化科研的三位一體、相輔相成、協調共贏的人才培養機制,走出了“教學、實踐、科研互動、互促、同步相長”的特色之路。
3.虛擬仿真與類工業化系統相結合的實驗教學
采用了仿真驗證與實體操作相結合的方式。在江蘇省智能電網信息工程綜合訓練中心現有實驗基礎上,充分依托校企合作實驗資源,已建設成三個虛擬仿真實驗子平臺:可再生能源并網控制虛擬仿真平臺、微電網運行控制虛擬仿真平臺和電動汽車與電網互動虛擬仿真平臺。學生基于實驗室提供的仿真平臺,采用仿真工具搭建虛擬實驗對象,驗證實驗原理,熟悉實驗過程;根據仿真實驗結果,完成對基于物理實驗平臺的實體對象的實驗操作。
實驗教學中心自主開發設計建成的電氣信息綜合實驗系統,以高性能DSP為控制核心,以大功率電力電子變換裝置、大功率三聯交流機組、二聯直流無刷電動機組為控制對象,配有各種測量儀表、轉矩轉速傳感器及顯示儀。以工業以太網為基礎,通過配置上位機即可完成組網,構成工業電氣DCS系統,通過預先設定的通信協議實現遠程監視與控制。
三、實驗教學改革成效
實驗中心先后獲江蘇省教育廳批準成立省級實驗教學示范中心5個,分別為自動化實驗教學示范中心、智能電網信息工程綜合訓練中心、通信技術實驗教學示范中心、通信與信息處理實驗教學示范中心、電工電子實驗教學示范中心,其中省級“自動化實驗教學示范中心”因網評成績優異被作為優秀示范代表確定為實地考察驗收對象,并取得了網上評議和實地考察雙優秀的佳績。將5個省級實驗教學示范中心整合在一起,構建了自動化、電子信息、儀器、電氣4個專業類資源融合的實驗教學中心支撐體系,實現了場地、設備、師資力量的共享。
近年來,產生了一批優秀的教學研究成果,“學做合一、研創結合,自動化創新人才“閉環”培養模式研究與實踐”獲得江蘇省高等教育教學成果一等獎,“以生為本,創新管理,提升本科人才培養質量――本科教學管理改革的探索與實踐”獲得江蘇省高等教育教學成果二等獎,“電機學”、“電力電子技術”和“嵌入式系統及應用”被評為校級精品課程,“自動控制原理”教學團隊獲校級、省級優秀教學團隊。我院積極開展大學生創新創業訓練計劃,2010年機器人創新實踐基地榮獲江蘇省教科系統“工人先鋒號”;“基于機器人創新活動構建大學生創新能力培養體系的研究與實踐”獲南京郵電大學教學成果一等獎。依托實驗教學中心以及大學生創新活動基地,近三年來共獲得校級重點和省級STITP創新項目近100項,學生依托實驗教學中心在國際、全國、省級各類主題競賽中取得了優異成績。
四、結論
電氣類實驗教學的改革與實踐進一步促進了產學研緊密結合,提升了專業建設的整體水平,構建了滿足高水平創新型人才培養的軟硬件平臺,促進了實踐教學改革,提高了教學質量,拓寬了學生的知識面,為高水平創新型人才的培養提供了有利條件。
參考文獻:
[關鍵詞]課程設計;電機調速;工程教育認證;新工科
一、背景
國內的工科教育先后經歷了20世紀50年代的“技術范式”、20世紀80年代的“科學范式”以及20世紀90年代的“工程范式”。2006年我國啟動工程教育專業認證,對工程技術人才培養模式提出了更高的要求。中國工程教育認證協會于2012年7月重新修訂了《工程教育專業認證標準》,其認證的通用標準以“學生”為中心,強調達成度過程評價和持續改進[1]。2017年2月,教育部高等教育司了《關于開展新工科研究與實踐的通知》,明確指出新工科項目的開展與實施應當圍繞工程教育改革的新理念、新結構、新模式、新質量和新體系進行[2][3]。同時,電氣化是20世紀最偉大的工程成就;進入21世紀后,電氣化向更寬更深發展,并且直接面向智能制造。電機調速與控制[4][5]是電氣工程及其自動化的專業課,掌握各種類型電機的調速原理,對學生畢業參與機器人、數字機床等智能制造領域工作有極大的幫助。加強實踐環節是工程教育認證的迫切要求,沒有實踐的理論是蒼白無力的,同時也難以被學生深刻掌握。電機調速與控制課程對應的課程設計可以幫助學生將所學的理論知識用于實際的工程活動中。華僑大學電氣工程及其自動化專業已于2019年通過工程教育認證受理,在此之前便以工程教育認證為指導思想,對電機調速與控制課程設計進行了改革探索,旨在增強所培養學生解決復雜工程問題的能力。
二、現有課程設計存在的問題
電機調速與控制課程設計是電氣工程專業的一門重要實踐課,可以加深學生對課程基礎知識的理解,同時也能提高學生運用知識和實踐的能力。而傳統的課程設計教學方式如下:在兩周內布置課題任務,給定目標電機參數,學生通過MATLAB仿真軟件,設計其閉環控制方式與整定環路參數。這種教學方式的弊端在于:(1)教學與學生實施安排過于集中:此前的課程設計一般安排在理論課程知識教授結束后的兩周內完成,學生尚未對理論知識充分理解,并且短時間內難以建立與工程的聯系,實施的效果不佳。(2)課程設計題目固化:此前課程設計一般由電機調速與控制原理教材上的例題改編,設計題目較為固定,或者只對其中的電機參數、控制結構簡單改動,學生的設計一般可以參考往年學生留下的模板,甚至有照搬現象。因此在設計過程中,學生并沒有真正理解電機控制原理,從而導致課程設計流于形式,無法達到考查的目的。(3)課程設計使用的設計工具單一:在電機調速與控制的課程設計中,雖然借助了計算機輔助仿真軟件MATLAB,但是單一的設計工具限定了學生發揮的空間;并且在將來學生走向科研、工作崗位后,使用的開發工具可能有所不同。(4)課程設計脫離工程實際:此前的課程設計先通過理論計算進行電機控制系統的參數計算,并在MATLAB仿真軟件上進行模型驗證。學生完成課程設計后仍無法理解實際工程中的電機調速系統是何種形式,其控制系統載體以及軟件實現又是什么樣的,因此并沒有真正打通理論和工程實踐這條通路。(5)課程設計缺乏交叉融合:眾所周知,電氣工程是一門交叉融合的綜合性學科,電路、模擬電子、數字電子、電力電子此電類課程是本專業的基礎課程,電機調速與控制是在此類課程基礎上的專業應用型課程。但是配套的課程設計并沒有真正實現電類課程的融合,學生在課程設計實施完后,并不能很好地掌握如電子元器件的使用、電力電子拓撲的選取等內容。針對上述問題,為了適應工程教育認證以及新工科學科建設要求,加強學生理論知識和實踐能力的聯系,以及提高其解決復雜工程問題的能力,筆者提出了一些措施對電機調速與課程設計的教學進行改革。
三、教學改進措施
(一)教學組織的改革
傳統的電機調速與控制課程設計實施安排過于集中,且與日常教學相脫節,學生在學習理論知識后不能馬上通過實踐鞏固,不能較好地達到課程設計應有的效果[6]。針對該問題,將課程設計實踐環節按照工程項目管理中的任務目標分解的方式,結合到理論課程的教學工作中。在學期開始時即布置總體設計任務,并且在理論課程各個章節講授中布置分解任務,如講授緒論,可讓學生開展關于目前工業應用的電機及其驅動器的調研,了解關于驅動器拓撲及功率器件型號、控制板和驅動板的器件選型等方面內容;在較寬裕的學期安排中,可提前布置學生熟悉相關的仿真軟件以及電路設計軟件;在講授第三章關于轉速電流雙反饋電機調速系統時,布置的作業可與學生要開展的設計題目結合,學生在理論課程學習時可完成參數計算,減輕之后的設計工作量。通過這種以學生學習為中心全周期的工程實踐培養模式,既加深了學生對理論知識與課程設計實踐的關聯性,同時也使得整個課程設計開展在相對輕松的氛圍下進行。
(二)課程設計題目的改革
在課程設計題目的改革方面,經過高校教師、企業專家共同參與的培養方案修訂研討會,將課程設計名稱變更為基于電路設計軟件的電機控制系統課程設計,并以學生發展為中心,設計具有挑戰性的教學目標和教學內容,使實踐教學內容與時俱進。課程設計的目標為中小型直流、交流電機控制系統設計驅動電路,通過設計掌握中小型電機驅動方法及電路設計軟件的使用。在課程設計的目標對象電機上,與實際工程應用更加貼合,選取了工業制造應用的實際電機參數。要求學生根據電機的工作原理,分析電機驅動的基本形式,完成驅動電路的方案設計,主要包括:主電路拓撲、直流母線電壓等級、整流電路、濾波電路、斬波電路、電流檢測電路、轉速/位置檢測電路等,并利用輔助設計軟件繪制驅動電路原理圖、布板,撰寫設計總結報告。報告內容主要包括:設計目的與要求、系統技術指標或設計要求、系統控制方案、器件選型、硬件工作原理及有關參數計算、主要參考資料及心得體會。差異化的課程設計題目,既可以讓學生形成分組討論,又不容易陷入固有模式。
(三)開發性的設計工具
此前的課程設計使用單一的設計軟件,原因是課程設計題目和教學內容的局限性。由于改革了教學目標和內容,學生在課程設計實施過程中可使用多種工具,如參數計算與模型仿真時可使用MATLAB,硬件電路原理設計與布板布線時可使用AltiumDesigner、Protel、KiCad等,在虛擬仿真時可使用Protues,在控制軟件設計時可使用Keil、CCS等不同處理器平臺的開發環境。這種開發的方式,不強制學生使用何種工具進行開發,可以激發學生探索的熱情,開展自主性深度學習,并投身到更具挑戰性的工程實踐中。
(四)與工程實踐接軌
課程設計的改革在專業基礎上,結合新工科發展趨勢,注重學科交叉和綜合性;在理論學習基礎上,加強學生動手方面的訓練,增強學生工程、成本和項目管理意識,提高學生解決復雜工程問題的能力。例如,通過課程設計期望學生掌握電機調速系統的功能需求、標準、電路設計與器件選型以及控制算法仿真和軟件編寫;并熟悉項目開發的一般流程、工程文檔的編制。課程設計不僅可以增強學生的動手能力,也在一定程度上增加了學生的行業認知,畢業后可更快地投入工作中。
(五)注重專業融合
課程設計的改革,更加注重專業內的融合[7]。如在電機調速系統拓撲的設計上結合了電力電子技術課程中的PWM變換器與逆變器部分;在硬件設計上結合了模擬電子線路與電路;在數字化控制技術方面,對于微處理的應用結合了數字電路與單片機應用技術;在電機控制軟件的實現上,結合了自動控制理論內容。通過一個完整的實踐訓練,學生能更加理解專業內課程的聯系以及其應用場合,并且能夠以學習效果為中心,進行有效檢驗與實施,并形成性教學評價。
四、實施效果
本課程設計從教學組織形式、教學目標、教學內容等方面進行了改革,并從2018—2019學年起在電氣工程及其自動化專業2016級兩個班進行了試點,至今已開展實施2年,學生的評教有顯著提高,相應的理論課程的學習效果也有所提高,學生的動手與工程能力也明顯提升,學生去往相應的工作單位已初步具備行業認知,可以更快融入工作。圖1、圖2為學生開展課程設計提交的PCB設計圖與硬件設計原理圖。
五、持續改進