时间:2023-07-17 17:22:18
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电气工程学科的重要性,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
国内外电气工程学科的快速发展对于培养这方面的人才提出了要求,学科拔尖人才能够帮助实现可再生能源的开发工作、实现可持续发展的战略目标,对于国家和世界来说都是至关重要的。本文主要介绍了为什么要培养电气工程学科拔尖人才,以及如何进行电气工程学科拔尖人才的培养工作。
关键词:
电气工程;学科拔尖人才培养
1前言
电气工程专业在各高校颇受欢迎,很多学生选择这个专业可能是因为它的就业前景,但是也有一些学生是真正爱上这个专业,并且乐于学习电气工程。不可否认,电气工程是一个非常有用而且重要的学科,无论在能源发掘、还是再生能源开发上面,电气工程的作用都是不可估计的。因此,培养出有用的、高素质的电气工程学科拔尖人才成为一大热门话题。
2培养电气工程学科拔尖创新人才的原因
目前,国家越来越重视电气工程学科拔尖创新人才的培养,笔者从以下几个方面分析了培养这方面人才的原因所在。
2.1电气工程的发展关系着国民经济的持续发展
与电气工程专业直接挂钩的是我国的电力行业,而电力作为能源的一种,在当前这个高科技、高能耗的世界中扮演着不可或缺的角色。电力行业是我国国民经济的基础产业,在整个国民经济的组成中有着举足轻重的地位。电力行业的健康、迅速发展,直接关系着国民经济的健康、迅速发展。目前中国推行建设资源节约型和环境友好型社会,面对这一目标,电气行业的发展就越发显得重要。事实上,传统的煤炭和石油等化石能源不可再生,且价格高,环境污染问题严重,日后必然走向枯竭。在这种形势之下,可再生能源就进入了大众的视线,可再生能源的开发利用受到了全世界的高度重视,己经成为很多国家能源战略的重要组成部分。21世纪,发掘水能、风能、热能等可再生能源是发展趋势,这些可再生能源能够支持我国经济持续健康发展,实现可持续发展战略,但同时我们也应该明了,这项工作任重而道远。这是因为,可再生能源的开发和利用是一项颇有技术含量的任务,需要大量相关技术人才参与其中进行科研工作。所以,培养电气工程专业拔尖人才对于国家经济的发展非常重要。
2.2电气工程学科拔尖人才能推动电力行业发展
电气工程学科拔尖人才必然能够推动电气行业的发展。人才是这个世界最为宝贵的资源,人才的存在影响着世界的发展,某些时候甚至能够决定着世界的发展。随着我国经济的发展,人才的需求量也大大增加。电气行业不可避免地需要大量拔尖人才来推动行业的发展,而电气工程学科拔尖人才就业后能够参与高压输电线路雷电防护研究、特高压直流入地电流对于交流系统影响研究、特高压换流站电磁干扰与雷电防护研究等工作,这些工作技术含量高,对工作人员的专业素质要求高,而想要这些工作能够顺利进行,进而推动电气行业的发展,电气工程学科拔尖人才是必不可少的因素。
3培养电气工程学科拔尖创新人才的措施
培养电气工程学科拔尖人才,要从以下几个方面入手。
3.1定位电气工程学科人才培养目标
有目标才有进步,电气工程专业学生首先要做的就是定位目标方向,注重培养基础扎实、创新能力强的电气工程人才。实践出真知,以实践为目的的培养目标是非常重要和关键的。在定位目标之后,还要因材施教,帮助学生发掘优点、克服缺点。对在学术研究方面有较大兴趣、素养和潜力的学生进行重点培养,使其成长为具有深厚的科学知识基础、较强创新能力、优秀的人文素养的优秀学生,并努力成长为拔尖创新人才。
3.2以科研为载体培养学生的专业能力
对于国内高校而言,在传统的人才培养方向的基础上,还要进行创新,不断探索多样化的人才培养模式,提高人才培养质量,以适应社会发展的需求。电气工程专业注重实践作业,很多时候会忽略科研的重要性。培养学科拔尖人才需要大力发掘热爱科研的学生,借鉴国际一流大学的人才培养经验,结合电气工程学科作为具有较强行业背景的基础学科的实际,建立科研为主的拔尖创新型人才培养模式。在专业内筛选最好的学生参与科研工作,重点培养,建立以科研为载体,以实验室为科研平台,做到学研结合,真正培养出全面发展的拔尖人才。
4结束语
电气工程学科拔尖人才能够真正实现电气工程对于国家能源发掘的作用,因此培养学科拔尖人才就显得至关重要。但是,培养电气工程学科拔尖人才不是一件简单的事情,需要学校和教育部门大力投入,比如科研实验室的建立、学生参观能源基地的费用和通行等,这些举措有利于提高学生的科研能力,引发学生对能源开发的兴趣,从而爱上电气科研工作。但是,这些投入和建设需要一定的过程和时间,要想真正实施并不容易。
参考文献:
[1]许晓东,王乘.拔尖创新工程人才培养模式实验区探索[J].2013(02).
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[4]袁艳红.技术应用型人才培养模式的探索与实践[J].现代教育管理,2016(09).
[5]马廷奇.我国研究型大学人才培养模式改革新进展[J].2012(05).
【关键词】:电气工程及其自动化;专业建设;探讨
中图分类号: TU855 文献标识码: A 文章编号:
引言:
科学技术的发展,促进了信息技术的快速发展,电气工程及其自动化也得到了迅猛发展,并且应用在生活中的各行各业。随着社会的发展,培养一批具有高素质、高技术水平的电气工程人才显得至关重要,并且这个问题应该受到高校教育工作者的重视。为此,高校应该以培养具有理论与实践相结合,既能动手也能动口的专业人才为目标,建设出一支强大的队伍,把高起点、高质量、高标准作为奋斗目标,加强资源上的整合,从而促进本专业建设的发展。
一.本专业的社会需求以及人才的培养
电气工程及其自动化作为一门传统学科,起到促进国民经济发展的作用,本学科得到了有关方面的重视,并且取得了快速发展。随着社会的发展,社会对电气工程类人才的需求会越来越大,因此,必然会对本专业提出新的要求。我国经济的持续发展,说明电气工程学科在对结构进行调整、对资源进行整合以及对条件进行改善的前提下,还有很大的发展空间,电气工程学科正越来越多地被应用到各行各业。电气工程在与计算机信息技术相结合之后,其专业更是焕发出了蓬勃的生机,并且更能适应社会的发展,适应市场经济的发展。
对于电气工程学科的学生而言,他们在毕业之后,将到各种电类企业、单位进行从事相关工作,因此,这就对他们提出了要求,那就是对其本专业熟练掌握程度的要求,要求本专业学生不仅要具备熟练的理论知识,还要具备较强的计算机能力、英语水平,创新能力以及应变能力等,这也是新形势下,社会对该专业学科所提出的要求,因此,我们要培养具有专业技术能力的高技术人才。
二.对本专业的建设
1.制定出完整的课程体系
为了实现本课程的培养目标,则要制定出一套完整的课程体系,而且这套课程体系不仅要具有先进性、科学性,还必须具有特色性及整体性,在对这套课程体系进行建立时,要把课程进行细致划分,分为精品、优秀、重点、特色、合格等几个方面。对于精品课程,要由具有较高学术造诣、并且课堂教学经验丰富的教授来进行传授,通过他们对精品课程的传授,从而形成具有较高教学水平,人员稳定的教师队伍,然后配有一定的实验教师和辅导教师,进一步鼓励硕士、博士多参加精品课程的建设;优秀课程呢,则要求要有一支合格的教师队伍,教师不仅授课水平要高,并且要取得好的效果,可以采取主讲教师负责制的原则,并且主讲的教师要是副教授或者教授,对青年教师队伍进行培养,在教学大纲上,要求不仅具有科学性,还要有实用性,并要具有一定的特色水平;重点建设课程,则要建立一支具有较高水平、并且结构上要合理的教师队伍,对于课程的教学,要有明确的计划,从课程特点出发,首先要制定出具有实用性、科学性的教学大纲,通过对现代教育技术水平的运用,对教学方法和手段进行改革、探讨;特色课程则对有经验的教师进行鼓励,鼓励他们编写有特色内容的讲义、教材,培养出专业人才为地方的经济建设作出贡献。
2.要有一支强有力的教师队伍做后盾
对于人才的培养,则首先要有一批强有力的教师队伍做坚强的后盾。作为电气工程学科的专业教师来说,则要在拥有丰富的理论知识的同时,还必须具备熟练的科学技能,也就是既要会动口,也要能动手的双师型的教师队伍。对于高校教师来说,很大部分都是在大学毕业之后就走上工作岗位,在社会实践方面缺少丰富的经验,因此,培养高素质应用型的人才对他们来说比较困难,学校可以要求这些教师在完成课业活动时,在节假日或者周末到相关单位进行锻炼,在企业中参与技术的开发,对技术进行研讨,并以此作为企业的技术资源进行共享。不仅如此,高校还要对这些教师多加鼓励,让他们积极参与课题的研究,以使他们能够把理论与实际进行完美的结合。久而久之,教师在这样的环境下,自然会成长为一支专业素质高、技术能力强的队伍。
3.使实验实训资源使用效率有所提高
3.1首先,要把校外的实训基地进行巩固并扩充,把校内的实训中心建立起来。可以通过资源整合的形式,根据自身的特点,建立设备先进、功能齐全的实训基地,使实训基地能够提高使用寿命。对于学生来说,可以根据他们自身的兴趣爱好以及自身特长,进行操作或技能学习,让学生在实训基地进行科学实验、进行技术研究等一些活动。校内实训基地有个显著特点,就是在教学上具有方便、随意性,并且能取得显著的特点,因此可以进行充分利用。对于高校来说,在目前的情况下建立校内实习工厂的可能性不大,还要进行校外实践教学,学校可以与校外的企业进行合作,寻找、挖掘一些稳定的公司作为实训基地,在对学生进行一些岗位培训之外,还可以使学生学到一些关于产品的设计、技术的革新以及管理方面的知识等相关内容。
3.2要使观念进行转变
首先,要对实践教学的重要性进行强调,使学生与教师都能有深刻的认识,清楚工程专业的根本在于实践,要深刻认识实践教学与理论教学一样,都有重要地位,只有经过努力实践,才能学到内在的知识,这也是成才之本。
3.3对实践教学进行探索
高校在进行实践教学时,要掌握一定的教学规律,要对技能与能力训练的培养进行重视,按照层次性、系统性的原则,进行循序渐进的教学活动,从而进行基本技能的学习、专项能力的操作以及应用能力水平的培养,把理论与实践进行相互结合。具体要做到以下几点:首先,要根据学校的专业进行定位,并且树立培养目标,在安排教学计划时,要把理论教学的学时进行缩短,进一步增加实践教学学时,把实践教学内容做进一步调整,在允许的条件下,对课程实验进行改造并使其得到充实,对于验证性的实验则要进行减少,可以适当增加一些设计性或者综合性较强的实验。其次,在进行实验授课时,要打破常规的实验方法、步骤,有意识地避免照本宣科地进行教学,而要做到灵活多变,使学生乐于接受。在进行综合性较强的实验教学中,教师可以根据实际需要,提供一些相关的设计课题,这些课题可以由学生独立进行。当学生在解决问题的过程中碰到困难时,教师可以与学生进行共同处理,寻求问题的答案。不仅如此,教师还可以根据学生的特点,从他们的爱好和兴趣出发,在对必须完成的项目完工之后,再根据自己的实际情况选择一些实验项目的课题,如此,才能发挥教师与学生的主观能动作用,激发学生学习知识的强烈欲望,使学生养成研究性学习的好习惯。除此之外,学校还要对第二课堂进行开辟,从而培养大学生的实践能力。可以组织学生参加学校组织的一些科研项目活动,学生在参加此项活动时,亲身经历了整个项目的全过程活动,包括对项目所做的申请、项目的制作过程以及结题的全过程,使学生得到全方位的锻炼,学校还可以开展各项活动,组织学生参加全国性的一些竞赛,从而进一步为开展全方位的实践训练打下基础。
三.结束语:
总而言之,要对电气工程及其自动化专业进行建设,除了对本专业学生进行专业素养的培养外,还要提高他们的实践能力。为此,高校要不断地进行研究、探索,从而为国家培养出更高素质的应用型的人才。
【参考文献】:
[1]李晓,刘天野.电气工程及其自动化专业工程应用型人才培养研究[J],中北大学学报2007,23
[2]张爱玲,韩富春,卜庆华.电气工程及其自动化专业人才培养及课程体系改革的研究[J].太原理工大学学报,200l,19
一、建筑电气与智能化专业实践教学的现状
实践教学环节在建筑电气与智能化专业的教学计划中是必不可少的。然而,各高等学校普遍存在着重视理论教学环节、轻视实践教学环节,对实践教学的重要性、目的性和系统性研宄不够,在实践教学环节的设置上缺乏连续性、科学性。在对学生实践教学环节的考核上照搬照抄理论教学的考核方法,无法有效地评价学生的工程实践能力。甚至存在一些实践教学环节仅仅流于形式,没有实际效果或者实践教学的效果不明显,这不仅影响后续实践教学环节的实施,也影响理论教学的效果,影响学生分析问题和解决问题能力的提高。
部分实验课程教学理念陈旧,基本上针对理论教学的知识性验证,缺少相关课程和相近学科知识间的联系与验证,学生所学知识不连贯,缺乏系统概念;理论教学与实践教学脱节,理论课教师和实践课教师各司其职,缺少沟通;实验教学时间短,没有真正培养学生动手能力,没有调动学生主动性和创造性;实验课程质量监督体系和学生成绩考核机制不健全,导致学生对实验课程不重视;从事实验教学人员大多年轻,实践经验缺乏,实验教学不深入,效果欠佳;缺少学术交流氛围,学生不能及时了解和参与具有明显专业背景的科研项目和工程技术等。针对这些现实问题,建筑电气与智能化专业教育必须转变人才培养观念,创新实践教学管理与操作模式,切实培养学生对知识的系统综合和实际工程能力,以适应社会发展需求。
另外,我国建筑电气与智能化本科教育对实践教学特征的理解存在误区,主要表现在:一是因为强调建筑电气工程学科具有很强的实践性,就片面地理解为,在建筑智能化专业课程教学中,必须把工程实际操作作为主要教学内容和考核内容;二是因为强调建筑智能化教育必须深入实际工程环境,就简单地理解为让学生去某些企业熟悉建筑智能化工作的过程和具体的工程技术处理措施;三是因为强调必需提高学生适应社会需要的能力,而片面认为应把提高学生的实际操作能力作为直接教学目标。对此,我们必须从理论与实践的辩证关系出发,通过对建筑电气实践教学改革的研宄与探索,改变当前建筑智能化实践教学的实施方案,以适应应用型本科学生的教学要求。
二、建筑电气与智能化专业实践教学改革的基本思路和设想
结合多年从事建筑电气专业教学的体会,笔者认为建筑电气与智能化专业在实施实践教学过程中需要从以下几个方面考虑:
(一)构建完善、合理的实践教学体系
我校建筑电气与智能化专业本科以培养“应用型人才”为主要目标,在具备坚实的建筑智能化基本理论教育基础上,必须加强实践教学环节改革,以培养出具有较强动手能力的建筑智能化应用型人才。由于建筑智能化技术是随着现代化建筑的发展而形成的新技术,它集现代通讯技术、现代计算机技术、现代控制技术于一体,是一门综合的行业,学科知识更新快。建筑电气与智能化专业是建筑智能化技术与电气工程技术的融合,毕业生需要既具备建筑智能化专业的实践技能,又具备扎实的专业基础理论知识,才能适应知识的快速更新和现场条件、需求的变化,充分发挥学生自身的潜在能力,更好地适应社会对建筑电气人员的需要。因此,在建筑智能化专业实践教学改革中,一方面要加强专业实践性教学环节,同时不能忽视专业基本理论教学;逐步提高实践性教学环节在整个教学计划中的比重,加强培养实践动手能力,制定出符合建筑智能化‘‘应用型人才”教育要求的教学计划、专业发展规划、相关课程建设计划和专业实践教学计划。
为了实施实践教学,需要建立完整配套的电气智能化专业实践教学体系,实践教学内容应包括实习(包括认识实习、电子工艺实习与毕业实习)、课程实验、课程设计和毕业设计等环节。在实习教学的设置方面,与理论教学一样,各种实践教学环节均要精心编制教学大纲。各种实习都要求学生认真完成规定的实习任务、认真撰写实习报告、完整记录实习内容、仔细分析实习情况、归纳实习心得。
课程设计要强调专业课程的实用性、综合性,注重提高学生分析问题和解决问题的能力,制定相应的指导书和任务书。通过合适选题,锻炼学生全面分析、综合、解决实际问题的能力。开放实验室为学生提供实训条件,为愿意和有能力的同学提供试验平台,从而可以让他们体验成就感,提高学习兴趣与学习积极性。
毕业设计是学生毕业前对四年所学专业知识的概括与总结,要认真抓好毕业设计的选题与审题、设计指导和毕业答辩三个环节,目的是通过毕业设计这个教学环节,培养学生热爱建筑电气智能化专业的思想、严谨求实的工作作风和认真负责的工作态度,进一步培养学生综合运用所学知识进行分析问题与解决问题的能力,使学生受到良好的实际工程训练和一定的科研工作训练。毕业设计要制定相应的指导书和任务书,要抓好全过程监控与考核,强化毕业设计的全过程管理是保证毕业设计教学质量、提高学生实践能力的基础,而毕业设计的考核(答辩)是提高毕业设计的质量、衡量毕业设计水平的重要手段。
(二)加强基本理论课程设置和实践教学课程的结合
建筑电气与智能化专业教学计划所规定的课程中,各课程之间是既相对独立而又紧密结合,基础课的实践教学环节与专业课教学相互呼应。在教学计划的安排上,理论课和实践课的时间应合理分配,让有些课程的教学可在实践中完成。例如:《电子技术》《建筑消防控制系统》等课程,以解决学生对电子元件不认识和对电子设备概貌知识贫乏等问题,以便加深学生对建筑智能化专业相关知识的理解和提高学生的实际动手能力。毕业设计安排在最后,是对前面所学各门课程教学内容的提炼与升华,以体现建筑智能化技术综合能力的培养效果。
建筑智能化学科是一门实践性很强的专业学科,每门专业课程的学习,都要根据该课程的主要内容开设验证性(设计性)实验;为达到良好的实验效果,建立直观的工程印象,应尽量采用相对真实的,或者模拟真实环境的实验装备进行实验,使学生在完成课程实验的过程中,如同置身建筑电气工程实际生产的真实环境,从而达到实验目的,锻炼实践动手能力。同时,进一步完善电气工程综合实验室,扩大综合实验设备规模和涉及面,提升实验水平。建筑智能化专业的所有专业、综合实验室要对学生开放,让学生随时都可以来实验室进行课程实验,实现兴趣制作,以提高实验设备的使用效率。实验教师利用多媒体课件、仿真软件辅助教学,可以直观、形象地介绍建筑电气工程智能化设计、安装、调试、测试与运行的全过程。
(三)加强产学研合作,努力培植完善的校外实习场所
由于建筑电气与智能化专业是一个实践性很强的工程专业,所以利用各种条件与企事业或科研院所共建实验室,签定实习基地、产学研合作协议,联合指导毕业设计可全面提高学生的专业素质和人文素质。加大力度加强产学研合作,努力培植完善的校外实习场所,本着互惠互利原则,实行学校与企业共建,实现实践教学资源合理配置与使用,并努力使实习基地尽可能涵盖有代表性的相关企业。有些实习可以安排参观、考察,也可以是上岗参与专业相关的工作,实习时间一般不长,每学年将安排一次。
另外,可以安排学生到相关企业的技术及施工部门实习,请企业电气工程技术人员讲解有关产品的电气控制原理、设计、安装、调试、运行等相关问题。通过这种组织方式的实习,给学生们制造了身临其境的机会,接触实际工程,可以使学生更好地理解和掌握所学基础理论知识。而且,通过校外实习基地的现场实习,学生有机会到实际工作中演练,使学生在实习过程中增强对建筑电气工程工作的感性认识,提高学生的实践动手能力,提高学生对电气智能化专业技能进行综合运用的能力。同时,通过建立校外实习基地可以建立与企业的合作关系,争取现场生产与技术改造等方面的课题,使学校在社会上得以延伸发展,为企业技术人员、现场操作人员进行培训,提高企业人员的技术素质,从而使学校和企业获得双赢。
(四)加强师资队伍建设
教师是高校教育事业发展的基础和源泉,实践教学的效果与实践教学教师的经验和能力密切相关。普通高校,尤其是应用型本科院校现有教师大多是从学校到学校,没有在企业工作的经历,实践经验不足,理论脱离实际,为此,各高校应与电气工程相关的企业建立联系和交流机制。在不影响教学的前提下,鼓励并组织部分教师到企业、相关研究所等进修,让他们接触、熟悉电气工程实践,积累实践工程经验,提高实践能力,拓宽知识面。同时组织教师到兄弟院校参观学习,交流教学经验,邀请现场专业技术人员来学校讲学;组织有关企业与学校参加学术交流、研讨活动,提供相互学习的平台。在教学实施过程中,教师应有意识地将自己所获得的实践经验与技能传授给学生,以提高学生分析、解决实际问题的能力。
教师的科研工作是教师建立工程实践经验、提高工程设计能力的重要渠道,因此鼓励教师积极争取并完成纵横向科研项目,撰写专业学术论文。通过做项目、写论文,既可以提高教师实践工作能力,又可以提高教师的理论水平和授课水平。同时,鼓励学生积极参加教师的科研项目,在研究工作过程中,拓展知识面,培养兴趣,增长才干。
(五)完善实践教学评价体系,合理设置实践性教学考核方法
实践性教学体系的规范与完善,必然需要运用科学的考评方法,这是实践性教学改革的重点。电气智能化专业实践性教学的环节多,内容丰富,因此,对实践性教学的考核,最好通过答辩与实际现场考核相结合的方法。通过提问、实际操作的检查,可以综合考核学生理论与实践相结合的能力。
三、结语
关键词:储能技术;电气工程;应用;发展
中图分类号:TM72 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)10(c)-0000-00
电能的广泛应用被认为是20世纪中最具影响力的成就之一。随着电能的发展和技术的完善,现在电能已经逐渐深入到了国民经济和人们日常生活中的各个方面,是现代人类社会主要生存的基础。因此电力工业也是现阶段我国最重要的基础产业之一。由于过去传统电网在运行的过程中存在很多缺点,因此储能技术的应用在很大程度上提升了电网的安全性和灵活性,保证了经济的进步和发展。针对这种情况,本文就针对储能技术在电气工程领域中的应用和发展进行研究,以期对今后我国电力的发展和社会现代化水平的提升起到更大的积极影响[1]。
一、未来电气工程学科面临的主要问题及储能技术的作用
(一)电力系统安全高效运行问题更加突出
现代社会中我国的电力系统不断向着大电网的方向进行发展,因此保持电网的稳定不仅对电力的发展有着重要的影响,同时也对电力系统整体的安全运行产生重要的作用。随着现代电网规模的发展和扩大,互联电网将逐渐展现和传统电力系统不同的特征,在这个过程中,每个环节中的强耦合性、系统运行条件下的随意性等都会比之前更为突出。与此同时,大型的互联电网稳定性的逐渐丧失将给我们带来越来越大的影响。
(二)可再生能源的规模化利用和分布式能源系统的建立是必然的趋势
在社会的不断发展过程中,石油、煤炭等不可再生的化石能源随着不断使用和开发已经呈现了逐渐枯竭的趋势和状态,因此这也导致了全球范围内的能源危机,在这个基础上我们只有不断寻求更好的新能源对其进行替代,才能保证人类社会的正常发展和进步。因此太阳能、风能、地热能等可再生资源的有效利用,不仅能对这一问题进行解决,同时还能更好的实现可持续发展的基本要求,是一种有效地发展途径。但是在实际开发这些能源的时候,由于这些能源的共同特点都是稳定性较差,同时能量的密度也比较低,因此开发的过程中会存在很大的问题和困难,我们要不断对这一问题进行解决[2] 。
(三)环境保护问题的重要性
环境污染问题中一个比较重要的方面就是大气污染,特别是在现代社会中交通运输工具的发展下,越来越多的尾气排放都被排放到大气中,因此这一问题现在也引起了人们的广泛关注和重视。在传统交通工具的使用过程中,主要是以燃烧化石燃料为主要的动力来源,比如石油、柴油等。但是我们为了更好的对现代尾气问题和环境污染问题进行解决,我们也提出“低碳环保,绿色出行”的理念,因此交通运输工具的驱动系统逐渐转为电力驱动也是在这个背景下提出的。
二、现有储能技术的方式
(一)抽水储能技术
按照相关的容量对抽水储能电站进行建造,一般情况下,储存能量在释放的时候能释放少则几个小时,多则几天,并且效率都能保持在百分之七十五左右。这种方式通常应用在能量管理和频率控制的领域。抽水储能的一项最大的特征就是储存的能量非常大,也正是由于这项特点,所以和电力系统的发展是十分切合的[3]。
(二)蓄电池储能技术
用于储能的NaS电池可以对脉冲功率进行输出,同时由于高效的功率,因此在通常输出的功率也是额定功率的六倍,但是整项工作的开展通常不会超过三十秒。这一特点使得我们能更好的对电能进行调整和完善,将整体的设备经济性进行有效地提升和发展。
(三)超级电容器储能技术
一般情况下,超级电容器要比常规的电容器更具有介电常数、耐压力且拥有较大的表面积。例如,陶瓷超级电容器的绝缘能力就比较强,同时由于陶瓷超级电容器的耐压水平比较高,因此这项技术也被今后储能的应用和发展提供了良好的基础。
三、改善电能存储技术的主要方向
在社会的不断发展中,我国的现代化脚步也在逐渐加快,因此怎样更好的对高密度、大容量的电能存储技术和方式进行研究也是现阶段我们需要解决的主要问题[4]。
(一)发展电力电子技术
在电力行业的发展过程中,各种能量形式能否真正的进行有效地转换和发展,会直接对我国储能技术产生影响。因此对于快速、大容量同时成本又比较低的能量转换问题进行解决,就是一项非常重要的问题。因此在这个基础上,我们发展电力中的电能存储技术将是电力行业得到更有效的进步和提升。
(二)对于各种储能技术的有效利用
由于每项储能技术的特点不同,因此在优点和缺点上都会有很多不同。在实际生产建设过程中,我们也不可能只采用一种储能技术对工作进行开展和完成。在这个基础上我们就要对各种技术进行适当的发挥和利用,根据实际生产和应用的具体要求,我们要对储能技术中的优势进行有效地利用,对不足的地方进行改善[5]。
(三)寻找新的应用领域
在发展的过程中,我们在对储能技术进行完善和发展的过程中,也要适当的开发和研究新的储能技术,保证技术在不断地提升和进步。我们在对原有的技术和应用领域进行改善的时候,要及时的对原有的问题进行改善,避免出现局限性。同时我们要想让储能技术在应用的过程中向着更全面的方向发展,我们在进行服务的过程中就要不断开发新的应用行业和领域,将储能技术在今后的发展过程中得到更好的进步和应用。
结束语:
综上所述,我们通过研究了解到,作为我国社会发展中一项十分重要的基础性产业,电能无时无刻都在影响着我们的生活和社会的发展。而本文通过对储能技术在我国电气行业和工程中的应用进行分析,不仅对储能技术的重要性进行了有效地突出,同时还对我国今后怎样提升电能存储方式和方法提出了一定的建议,对电能的发展有着很大的帮助。希望通过本文的研究和分析,能帮助今后我国电力行业的发展起到更大的帮助作用,全面促进我国社会发展和现代化水平的进一步提升。
参考文献:
[1] 程时杰,李刚,孙海顺等.储能技术在电气工程领域中的应用与展望[J].电网与清洁能源,2011,25(2):1-8.
[2] 王碧波.储能技术在电气工程领域中的应用与展望[J].城市建设理论研究(电子版),2015,35(17):8138-8139.
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关键词:《电工与电子技术》实验课程;问题;对策
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)28-0240-02
一、理工科院校开好《电工与电子技术》实验课程的重要性
1.《电工与电子技术》是理工科院校的一门重要的专业基础课。河南工业大学是以工科为主的综合性大学,《电工与电子技术》是面向笔者所在学校非电类专业开设的一门重要的技术基础课,包括“电工技术”和“电子技术”两大部分,涉及电路、电机、电控、模拟电路、数字电路等,知识面宽、范围广,既是连接基础课和专业课学习,起承上启下作用必不可少的重要课程,也是培养创新型人才的重要组成部分。
2.《电工与电子技术》的学科性质决定其实验课程的重要性。从学科性质上看,《电工与电子技术》既是一门理论性学科,又是一门实验性很强的学科,实验教学是整个教学过程极其重要的一环,对学好理论知识,培养学生分析问题、解决问题以及动手能力起着重要作用,为今后从事工程技术工作和科学研究打下了一定的基础。因此,《电工与电子技术》实验教学具有重要的地位。
二、电气工程学院《电工与电子技术》实验课程教学的成功尝试
由于《电工与电子技术》是一门综合性学科,涉及物理,机械、计算机、电机、电气及自动控制等不同学科,理论性强,应用性强,同学们普遍认为概念抽象、难学难理解。实验课时又少,怎样在短短的2学时内,将学生的兴趣调动起来,提高实验课教学质量,实现改善实验教学效果的目的呢?笔者从以下方面进行了尝试探索。下面以三相鼠龙异步电动机正反转控制实验为例说明。
1.认真备课,精心安排,做好实验准备。实验目的:①通过对三相鼠笼式异步电动机正、反转控制线路接线,掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。②加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。③学会分析、排除“继电-接触”控制线路故障的方法。
重点和难点:接线;对保护、自锁、互锁概念的理解与实际操作。
本实验接线比较多,由于理论和实际的脱离,特别是控制部分,学生们接的线是五花八门,错误百出。其结果是一次实验课有一半同学做不出来,有的最后“比葫芦画瓢”凑合完事,根本达不到教学目的。
为此在备课时,笔者不仅自己多次做实验,找出难点和各种易出现的故障,还结合笔者校实验室的设备和仪器仪表特点,给同学们编写了通俗易懂、详细明确、可操作性强的实验指导书,可以更好地指导学生独立完成实验操作,达到教学所设定的目标。
同时针对学生经常出现的问题,结合学生实际情况,将原理图和实物进行梳理,根据多年在企业工作的经验和国家标准,将原理图划分为三部分:主电路、正转控制部分、反转控制部分。针对学生接线混乱、故障多样、效率低,不能很好的完成实验的现状,统一规范设计,即连线时主电路用黄绿红颜色的线,正转控制部分用蓝颜色的线,反转控制部分用黑颜色的线,并将线的颜色、规格、数量平均分配到各个实验小组,实验结束要求学生放回原处。用颜色区分各个部分,提前避免了很多错误。这一精心安排的举措解决了实验混乱,课堂效率低,实验效果差的问题。还有充分的时间将点动和自锁控制,竞赛考核加入进去,使电控实验形成了一个整体,提高了课堂效率,达到了较好的实验效果。
2.讲解透彻到位,抓住重点和要点。建立学生自主学习为主体、教师讲授为引导的新型实验教学模式。按照电工与电子技术实验课程标准及其理念的要求,学生的学习方式从大的方面来说,基本可定位在“自主、合作、探究”这样的学习方式。实验课老师讲解一定要讲透彻,首先对本次实验内容和方法进行讲解,使学生了解实验的具体步骤与方法;其次对实验中应注意的一些问题、重点和难点、常见故障进行讲解,关键是理论与实际要紧密结合起来,将各种参数、工作状态和实际应用结合起来;最后对实验中所使用的新仪器的结构和使用方法要进行较详细的讲解,以免发生仪器损坏的现象。本实验的重点是接触器控制原理,自锁和互锁的实现,接触器联锁与按钮联锁正反转控制的区别,等等,难点是控制电路的接线。在短短的15分钟内讲好,要求教师语言精练,风趣幽默,调动学生的实验积极性。
3.精心演示,设置悬疑,引起学生的浓厚兴趣。本实验学生们感觉有点难,无从下手,在讲解中加以演示,同时设置悬疑,会引起学生的浓厚兴趣,有兴趣,才能将“要学生学”变成“学生要学”。比如,热继电器的作用是什么?选用交流接触器的主要根据是什么?在电机正、反转控制线路中,为什么必须保证两个接触器不能同时工作?在控制电路中,短路、过载、失压、欠压保护等功能是如何实现的?还有,不说话,用动作怎么表示你成功的实现了自锁和互锁功能?学生在合作、探讨的氛围中很容易将课堂上枯燥的、难懂的理论知识理解了。
4.严格过程管理,把好实验质量关。在实验操作过程中,严格要求学生遵守纪律,按规范操作,培养学生的动手能力和科研能力,使学生养成实事求是的科学态度和严谨的工作作风。本实验分为主电路接线、控制电路接线、正反转实验、自锁互锁、点动实验几个过程,每个过程尽量检查。对出现故障的,先自行检查,尽量让学生自己解决,对出现漏做、错做的必须重测、重做。实验结束后必须把仪器、连接线等整理就绪,放回原处,养成良好的工作习惯。
5.引入考核竞赛机制,巩固实验成果。实验课的开设一般与理论教学同步进行,配合理论课,结合授课内容插入安排,所以对于实验课的考核要有一系列的规定,要达到“以考促教”和“以考促练”,以促进教学质量和学生技能水平的提高。
为此,本实验改变传统的考核方式,以竞赛代替考核,方法是最后10分钟,任意抽取一名学生代表本组参加竞赛,要求5分钟完成各项实验内容,学生兴致非常高,练得非常积极、熟练,总结经验,讨论最佳方案,巩固了实验成果。
经过多次实验证明:上述方法使绝大部分学生很好地完成了实验,有效地提高了实验课教学质量和课堂效率,实现了改善实验教学效果的目的。
三、《电工与电子技术》实验课程教学中存在的问题
1.仪器设备方面的问题。实验设备总的来说,数量能够满足教学要求,但是电控实验台只有16套,一次只能上1个班,学生课多时间紧,有时排不开,要中午或晚上排实验课,影响教学效果。有时也影响其他课程。
2.教学方面的问题。一方面,课时少内容多,学生电学基础薄弱,动手能力不强,兴趣不高,及格率低。另一方面,《电工与电子技术》课程实验的开设主要以验证性的实验为主,辅以选修实验。在实验的过程中往往片面地强调理论验证,忽视了实验教学在培养学生能力方面的独立性和重要性,致使在该门课程的教学实践中教师和学生都不同程度的存在着“重知识轻能力”、“重理论轻实验”、“重课堂轻课外”的倾向。
3.其他方面的问题。目前学校开设课程多,学生时间紧,没有充足的时间预习,疲于应付实验。实验老师任务重,待遇低,师资薄弱。
四、解决《电工与电子技术》实验课程教学中存在问题的对策
1.仪器设备方面。希望学校进一步重视实验教学,加强校内实验室建设,完善实验设备,提高实验课效率,让实验室充分发挥实验、实践和科学研究的作用。
2.教学方面。增加经费支持,增加教师开设实践课程的积极性。根据笔者所在学院的老师们的上课情况来看,绝大多数老师喜欢上理论课程,而不喜欢承担实践类课程,这说明了一是老师对实践课程不熟悉,二是与传统教育对实践课程不重视有关。实践课程势必要费较大功夫和很多精力,建议学校对实践课程在经费支持、课时费等方面进行支持,形成不是“要笔者上”,而是“笔者要上”的局面。
3.其他方面。加强正面宣传,纠正实验课教师低人一等的偏见,通过职称评定倾斜等措施提高实验教师待遇,加强实验教师队伍建设。
参考文献:
[1]王鲁云,等.教学过程管理模式的改革与实践[J].实验技术与管理,2013,(6).
关键词 电气工程及其自动化;控制系统;系统功能;发展策略、趋势
中图分类号 TM76 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)082-0185-01
随着电子信息技术的发展,电气工程及其自动化已融于生产和社会生活的各个领域,文章通过介绍电气综合自动化系统的功能,设备智能化水平的提高使得对现场设备状况的精确掌握成为可能,展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。在工业自动化领域,立足人才培养目标,按照高质量、高起点、高标准的原则,完善教学管理和教学质量监控体系五个方面对电气工程及其自动化专业建设进行了探讨。
1 电气自动化发展状况
电气自动化是伴随着自动化技术在社会生产、生活中的广泛应用而兴起的。它主要研究自动控制的原理和方法,自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。建国初期,人民政权面临的是百废待兴的局面,社会主义经济建设需要有先进的生产技术。于是在党和国家的支持下,一批学校如清华大学、北京大学、上海交通大学、北京理工大学都纷纷设立了相关专业教育和专业技术研究所。近二三十年来,现代电子技术、计算机技术和可再生能源技术的迅猛发展并渗透到传统的电气工程的各个领域,使电气工程学科的理论和技术发生了巨大的变化。在电气工程领域工作的科技人员仅具备传统的电工理论及其应用的知识结构已无法胜任工作。
2 电气综合自动化系统的功能
现代生产和科学技术的发展,对自动化技术提出越来越高的要求,同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容,并得到迅速发展。
任何一台自动化设备都是由执行元件,传感器部分,控制器部分三部分组成,当自动化设备突然出现故障不工作,或者工作顺序失常,就必须进行故障诊断。例如:
1)检查自动化设备的所有电源,气源,液压源。电源,气源和液压源的问题会经常导致自动化设备出现故障。比如供电出现问题,包括整个车间供电的故障,比如电源功率低,保险烧毁,电源插头接触不良等;气泵或液压泵未开启,气动三联件或二联件未开启,液压系统中的泄荷阀或某些压力阀未开启等。检测自动化设备时应包括以下几个方面:电源,包括每台设备的供电电源和车间的动力电。气源,包括气动装置所需的气压源。液压源,包括自动化设备液压装置需要的液压泵的工作情况。
2)检查自动化设备的传感器位置是否出现偏移。由于设备维护人员的疏忽,可能某些传感器的位置出现差错,比如没有到位,传感器故障,灵敏度故障等。要经常检查传感器的传感位置和灵敏度,出现偏差及时调节,传感器如果坏掉,立刻更换。很多时候,此外,由于自动化设备的震动,大部分的传感器在长期使用后,都会出现位置松动的情况,所以在日常维护时要经常检查传感器的位置是否正确,是否固定牢固。
3)检查自动化设备的继电器,流量控制阀,压力控制阀。继电器和磁感应式传感器一样,长期使用也会出现搭铁粘连的情况,从而无法保证电气回路的正常,需要更换。在气动或液压系统中,节流阀开口度和压力阀的压力调节弹簧,也会随着设备的震动而出现松动或滑动的情况。这些装置与传感器一样,在自动化设备中都是需要进行日常维护的部件。
4)检查电气,气动和液压回路连接。如果以上三步都没有发现任何问题,那么检查所有回路。查看电路中的导线是否出现断路,尤其是线槽内的导线是否由于拉扯被线槽剐断。检查气管是否有损坏性的折痕。检查液压油管是否堵塞。如果气管出现严重折痕,立刻更换。液压油管一样要更换。
3 应对电气自动化问题的发展策略
电气自动化控制系统在使用过程中,避免不了会出现一系列问题状况,在应用电气自动化控制系统时,要及时采取措施解决问题和障碍。
1)随着电气化的不断发展,对操作人员的要求与越来越高,电气自动化控制系统在设计与安装过程中,随时维护和操作该设备人员了解安装过程,这有助于操作人员对新系统产生感性认识。
2)IT技术与电气工业自动化紧密结合,现代化的信息技术对工业世界的渗透主要来自于,一是信息技术的横向扩展和自动化的设备、机器和系统中,信息技术以渗透到产品所有的层面,不仅包括传感器和执行器,而且包括控制器和仪表。二是从管理层纵向的渗透,企业的业务数据处理系统要对当前生产过程的数据进行实的存取。
3)通用的网络结构。一个成功的自动化系统离不开通用的网络结构。任何企业的网络结构对于设备控制、监督系统、企业管理系统之间的数据通讯畅通无阻必须予以保证。数据添加和整理工作结束后,要对中心管理机和其他通讯管理机进行网络通讯配置,以便系统能够协调工作,传送正确数据。虚拟现实技术和视频处理技术的应用,将对未来的自动化产品产生直接的影响。
4)标准化的程序接口。使用WindowsNT/Windows2000作为操作系统,使用TCP/IP作为办公环境的通讯标准,PC可以在自动控制和管理平台之间建立一种最好的接口。标准化的程序接口还保证了不同厂家的软硬件产品的交换,不需担心它们之间的通讯问题。
4 电气自动化控制系统的发展趋势
现代生产和科学技术的发展,对自动化技术提出越来越高的要求,同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。将对未来的自动化产品,如人机界面和设备维护系统的设计产生直接的影响。相对应的软件结构、通讯能力及易于使用和统一的组态环境变得重要了。软件的重要性在不断提高。这种趋势正从单一的设备转向集成的系统。70年代以后,自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展,并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域,实现更大规模的自动化,例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展,如医疗自动化、人口控制、经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能,机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用,专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效果。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容,并得到迅速发展。
5 结束语
在新世纪中,控制类学科将具有更加光明的前景,控制类研究内容将具有挑战性,研究的范围将更加广阔,电气自动化专业控制类课程的内容将不断地发展和更新,电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究也将进一步进行下去。
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自2005年底教育部正式批准设置建筑电气与智能化专业以来,已经有40多所大学设置了建筑电气与智能化专业。由于专业开办历史短,缺乏专业沉淀,如何体现建筑电气及智能专业特色就成为相关学校关注和研究的热点问题。文章结合建筑节能的大环境和建筑电气及智能化专业的基础,对如何提升建筑电气与智能化专业的核心竞争力进行了探讨。
关键词:建筑节能;建筑电气及智能化专业;专业特色;学科研究
中图分类号:G420 文献标志码:A 文章编号:
10052909(2013)04000504
自2005年底教育部正式批准设置建筑电气与智能化专业以来,已经有40多所大学设置了建筑电气与智能化专业,在校生已达3 000人,建筑电气与智能化已经成为土建一级学科下的五个二级学科之一。尽管建筑电气与智能化专业知识体系和学科基础与电气工程及其自动化、计算机科学与技术、建筑环境与设备工程、通信工程等其他专业学科有交汇重叠之处,但这些传统的专业
又无法完全涵盖和体现建筑电气与智能化的发展与特征;另一方面,在建筑领域,建筑电气与智能化技术的发展非常迅速,不仅对相关专业技术人才需求快速上升,而且也显示出区别于传统专业的技术特征,需要以学科的角度和专业的视野审视建筑电气与智能化技术的发展。正是这一发展趋势促使了建筑电气与智能化成为土建专业的二级学科,可以说该专业的设置,既体现了专业的发展需求,也填补了土建类专业的空缺。然而,由于建筑电气与智能化专业创办历史短,缺乏专业沉淀,而建筑电气与智能化专业又具有多学科交叉的特征,如何体现该专业不同于其他专业的特色,如何确定专业人才培养模式、专业教学内容和课程体系等,成为专业指导小组和开办该专业的学校关注和研究的热点问题。本文结合建筑节能的大环境和该专业的基础,对如何体现和提升建筑电气与智能化专业的核心竞争力进行了探讨,以期能够为该专业的发展提供一些有益的思路。
一、建筑节能和建筑电气与智能化专业的发展
(一) 建筑节能是中国节能减排的重要内容
节能是当今世界经济发展的主题,是社会可持续发展的基本要求。工业的增长,城镇化进程的加快,人民生活水平不断提高,使得对能源、经济资源的需求更加迫切。目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。据中国国家统计局2010年8月的统计数据,2009年中国能源消费总量达30.66亿t标准煤,建筑用电和其他类型的建筑用能折合为电力,总计约为5500亿度/年。图1是2009年中国能耗构成示意图,由图可见,建筑能耗占全国社会终端电耗的比例达28%,而且普遍认为该比例非常保守。根据发达国家经验,随着城市化的推进,建筑能耗将超越工业、交通等其他行业而居于社会能源消耗的首位。按目前的能耗趋势,2020年建筑能耗将达到11亿t标准煤,相当于目前建筑能耗的三倍[1]。因此,建筑能耗不容小视,中国国家“十二五”规划明确要求完成17%的节能减排目标。要完成这一目标,有效降低建筑能耗是节能减排的重要内容,具有十分重要的意义。
(二) 建筑节能和建筑电气与智能化专业优势
建筑能耗属于终端能耗,有效降低终端能耗,不仅可直接降低建筑能耗,而且对能源生产投资、改善环境具有更重要的意义。降低建筑终端能耗一般有几类基本措施:一是采用新型、高效节能设备,提高设备运行能效;二是改善建筑围护结构的保温隔热性能,减小能源损耗;三是优化设备运行方式,降低运行能耗;四是通过管理手段,合理使用建筑设备,直接减小能耗。
提高设备运行能效,开发新型高效节能设备,主要涉及设备制造专业领域;改善建筑围护结构的保温隔热性能是建筑节能的有效措施,主要涉及建筑规划专业领域。在建筑规划和设计阶段,充分考虑气候特征,采取相关措施,可获得较好的效果。由于改善建筑围护结构的保温隔热性能涉及建筑外观,涉及到既有建筑节能改造,会受到较多因素的制约。通过优化设备运行控制方式和管理技术降低建筑运行能耗,不仅可以应用于新建建筑,而且由于不涉及建筑立面和围护结构,是既有建筑节能改造最有效的措施,具有更广泛的实用性。这一类节能措施所涉及的技术领域包括建筑环境与设备、自动控制、电气自动化、信息等传统专业领域,跨专业特征明显。建筑环境与设备专业是建筑节能领域的主力,主要从营造建筑环境的角度研究、设计和配置建筑设备系统,开发与运用新型高效节能设备、新型能源是其关注重点,或者说建筑环境与设备专业侧重于建筑设备系统的静态设计,而在设备运行控制方面的技术基础则不足,往往无法独立实现建筑设备系统的运行控制。自动控制、电气自动化专业关注动态调节,对设备运行调节技术具有深入的研究,但由于对建筑设备运行物理过程的认识不够深入,通常需要由设备专业提供物理模型后再完成控制模型和实现设备运行控制。计算机、信息类专业关注信息传输与处理过程,在系统集成和信息处理领域具有优势,但同样由于对设备运行物理过程的认识不够深入,通常也无法独立完成建筑设备系统的优化运行与管理。
建筑电气与智能化专业教学体系强调建筑、电气、智能、信息、控制、设备等专业知识的教学[2-4],跨专业特征明显。专业人才培养目标是具有多学科基础知识的复合型工程技术人才。通过优化设备运行控制和管理技术降低建筑运行能耗的方式都与该专业密切相关。因此把握国家对建筑节能的重视和引导趋势,充分发挥多学科交叉教学的优势,凸显专业技术特征是建筑电气及智能化专业不容错过的发展机遇。
二、建筑节能技术是建筑电气与智能化专业的核心竞争力
(一) 智能化的管理与优化控制是建筑电气与智能化专业的优势
在建筑电气与智能化专业申报过程中,该专业的学科基础和发展方向一直是关注的重点,论及控制技术,已经有电气工程、自动化等学科;论及信息处理技术,已经有计算机科学与技术、通信工程等学科;论及建筑设备,已经有环境与设备工程等学科,如果仅考虑单一的学科基础,建筑电气与智能化专业都不具备与传统专业竞争的优势。但是如果综合考虑,特别是在建筑节能技术领域,通过优化设备运行控制方式和管理技术降低建筑运行能耗是国家倡导的主要发展方向。要实现建筑设备系统的优化运行与管理,既要以现代信息技术和控制技术为主导,同时还需要对建筑设备运行的物理过程进行深入研究,才能得到优化的节能控制策略和合理的技术管理方案。如前所述,在建筑节能技术领域,传统专业各自的优势非常突出,但不足也十分明显,它们通常无法独立完成建筑设备系统的节能优化运行与管理,而建筑电气与智能化专业恰恰能弥补其不足。在总结建筑电气与智能化专业特色时,对该专业学科的特征概括为“建筑设备是对象,自动控制是手段,信息技术是支柱,建筑环境是目标”[5],这一特征充分体现了该专业的内涵,这也正是智能化管理与优化控制的本质需求。因此,在智能化管理与优化控制上具有优势的建筑电气与智能化专业,无论在人才培养,课程体系建设,还是专业研究方向都应围绕这一专业优势,兼收并蓄,把握建筑节能发展机遇,才能形成专业特色,提升专业核心竞争力。
(二)建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础
建筑电气与智能化专业是在原建筑电气专业和电气自动化专业的基础上发展起来的。已设置建筑电气与智能化专业的学校,大部分也将该专业设置在电气自动化、自动控制、计算机等专业学科平台内。在人才培养方案和课程体系中,沿袭传统专业优势,但对建筑设备的重要性认识不足。如果单纯以培养“能够从事工业与民用建筑电气及智能化技术相关的工程设计、工程建设与管理、系统集成、信息处理等工作,并具有建筑电气与智能化技术应用研究和开发的初步能力”的人才为目的,这种设置无可厚非。但如果要形成建筑电气与智能化专业的核心竞争力,把握建筑节能给专业带来的良好机遇,如果缺乏对建筑设备运行物理过程的深入认识,很难真正在建筑设备智能化管理与优化控制领域形成竞争力。
目前,建筑节能技术领域仍然以有建筑环境与设备专业背景的研究团队为主导。尽管在智能化技术和控制领域,控制与信息类专业具有明显的技术优势,但在建筑设备智能化的管理与优化控制领域,控制和信息类专业仍然处于辅助地位。其主要原因还是在于控制和信息类专业背景的团队,对建筑设备运行的物理过程认识不足,无法独立开展系统的、整体的优化控制模式研究,或提供合适的基于智能化管理与优化控制的节能改造方案,因而仍然需要依靠建筑环境与设备专业提供物理模型,主导节能改造。例如,在建筑中央空调系统中,末端设备都具有换热器和送风机,但由于设备类型不同,其功能和运行模式不同,即便相同的设备,也由于空气处理要求不同,而具有不同的控制策略,因此只有对建筑设备运行的物理过程进行深入研究,才能得到优化的节能控制策略。换句话说,控制技术、信息技术在建筑节能工程应用中,是实现设备优化与节能运行的手段,核心的控制策略必须建立在对建筑设备运行机理的认识之上,亦即建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础。
(三)暖通空调系统优化控制是建筑节能的重要内容
公共建筑能耗构成中,暖通空调系统能耗高达60%以上;其次是照明系统,通常二者所占能耗达80%以上。目前,对建筑照明系统,最有效节能措施是采用高效光源,采用智能控制和管理技术节能投入高,节能改造经济效益受到制约。暖通空调系统不仅能耗高,而且系统设备多,在不同的环境条件下,运行模式和控制策略也不尽相同,系统设备和参数之间往往具有多干扰、多参数耦合、滞后大的特征。尽管其节能优化一直是研究热点,但也一直存在较多需要解决和深入研究的问题。如果说建筑设备是建筑电气与智能化专业的重要基础,暖通空调系统的节能优化运行则是最具有研究前景的重要内容。
(四)以现代控制技术和信息处理技术研究建筑节能技术是建筑电气与智能化专业的核心内涵
建筑电气与智能化专业要求具有宽口径的知识结构,但如果没有核心内涵,专业就没有核心竞争力。现代技术发展趋势需要宽口径知识结构的人才,但只有依托某一专业核心内涵下的宽口径的知识结构,才能形成核心竞争力。因此,以现代控制技术和信息处理技术的角度研究建筑设备系统,研究建筑节能技术,往往会有不同的视野和思路,并具有广阔的研究空间,这也是建筑电气与智能化专业的优势和核心内涵。
例如将网络控制技术和信息处理技术应用于建筑中央空调系统,实现对中央空调系统智能化管理、优化运行控制、分户冷量计费等多种功能。在对中央空调系统设备运行模式深入研究的基础上,以系统优化运行为目标,在管理平台与现场控制器中嵌入设备相应的优化控制策略,可以获得更好的综合节能效益[6],这种模式已经成为建筑节能领域的发展趋势。又例如,传统的暖通空调系统中,冷热源系统调节基本上采用以用户当前负荷的集中和滞后效应作为控制依据,不能很好地体现用户负荷变化的实际情况和保证所有用户的舒适性。控制模式的缺陷,已经成为进一步降低中央空调节能运行能耗的技术瓶颈。在应用网络控制技术后,获取中央空调系统末端设备运行和环境参数已没有技术障碍。如果能够直接根据这些参数,以更广阔的视野,以系统的角度研究中央空调系统节能优化控制策略,一定会形成有
别于传统控制模式的新思路。
三、结语
建筑电气与智能化专业规范明确指出,该专业以建筑这一特定的对象为核心,以建筑设备为对象,以现代控制技术、信息技术为主要手段,以建筑节能为主题,强电与弱电并重,设备与控制一体,以此为基础,开展相应的教学和科研。建筑节能是国家的发展战略,目前还有一系列技术问题需要解决。智能化的管理与优化控制是建筑电气与智能化专业的优势,也是建筑节能的重要内容。以现代控制技术和信息处理技术的角度研究建筑节能技术,既存在广阔的研究空间,更是建筑电气与智能化专业的优势和核心内涵,是形成该专业核心竞争力的基础。
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Core competitiveness of the building electrical and intelligent specialty: building energy efficiency
XU Xiaoning, DING Yunfei, WU Huijun, YOU Xiuhua, HAO Haiqing
(School of Civil Engineering, Guangzhou University,Guangzhou 510006, P. R. China)
Abstract:
“液压与气压技术”课程是理工科机械类本科学生必修课程之一。石河子大学机械电气工程学院开课专业为“机械设计制造及其自动化专业”和“农业机械化及其自动化专业”,课程学时数设为64学时,其中液压技术授课学时数为42学时,气压技术授课学时数为22学时。课程组自2012年起,在授课中引入翻转课堂教学模式,改变传统教学理念,树立学生自主学习理念,对“液压与气压技术”课程进行改革。“液压与气压技术”课程教学内容设计是实施网络教学的根本。网络学习强调以学为核心,注重学生自主学习,在“液压与气压技术”网络课程设计过程中,设计了大量帮助学生进行自主学习的资源,促进学生的自主思维及思维深度,促进学生学习的参与度。丰富的网络资源,必须在统一的网络教学环境下管理与使用。
2基于翻转课堂教学模式的教学设计
教学环境设计主要指在统一的教学支持平台下的自主学习资源设计,而不是网络教学软件的设计。重点需关注如何在网络平台设计具体的学习支持资源,比如与网络课程学习直接有关的课程大纲、练习题、常见问题、讨论论题等,所有内容直接在统一的网络教学平台界面中录入,或通过标准的TXT或RTF文件提供。依托清华大学青果软件建立的石河子大学教务网络管理平台,搭建在典型的“液压与气压技术”网络教学系统。促进学生自主学习的教学环境资源设计主要包括:讨论论题及内容设计、设计课程疑问及解答、设计在线交谈话题、设计课程资源、设计测验试题等。
2.1讨论论题及内容设计
网络教学有良好的异步交互的优良特性,通过网络可以有效地对某一个论题进行深入的讨论。课堂讨论由于时间有限、参与人数讨论发言简要,讨论往往浮于表面层次,缺少非常理性的思考。授课过程中,基于WEB的BBS系统,开展对典型液压回路、典型液压系统的分析与设计。教师在进行课程设计时充分考虑教学内容的性质,深入理解课程的教学内容,针对液压系统典型的工程案例提出一些可以有多侧面、多角度分析的问题,并做好讨论发言资料收集,以便在课堂讨论过程中诱导讨论展开的方向,促进讨论展开的深度与广度。经课程授课实践表明,BBS系统讨论以有效的形式展开,引发学生的积极参与,充分调动学生自主思维,促进学生对相关知识的认识深度。
2.2设计课程疑问及解答
在设计课程疑问及解答中应利用恰当的问题,引导学生有意识、有选择的注意。提出问题是吸引和保持学生注意课程的重要信息并参与的非常有效的一种注意策略。在学习新内容前有针对性地提出问题,让学生带着问题去学习,不仅有助于将学生注意力吸引至重要的信息上,而且设问还具有“推敲”的功能,通过推敲使信息含义更为明了,从而促进学生对所学内容的记忆和理解,提高学习效率。鉴于问题在吸引和保持学生注意方面的重要作用,在具体课程设计中,应根据学习目标和学习内容的特点,精心设计问题的位置和问题的类型。“液压与气压技术”课程各章节中的重点难点内容,均可通过前置问题和后置问题的设计,达到设计疑问的目的。前置问题的设计通过创设问题情境或提出与学习内容有关的一些问题来达到。为了促使学生回忆已学过的学习材料,强化记忆,可通过后置问题的设计来达到目的。
2.3设计在线交谈话题
同步讨论类似于面对面讨论方式,学生与教师之间可实现实时跨越地理位置的交流。在线讨论比较适合用于新观念、新想法的交流,教师也可以实现实时答疑和辅导。在线交谈的平台不仅仅是网络教学平台,通过建立的课程学习交流QQ群及微信圈等网络交流的便捷手段,均可以实现课程学习的在线讨论。通过教师课程设计时应注意设计一些实时讨论的问题,引导学生参与讨论。问题设计应具有情感交流的情形,讨论话题集中,以便能启发新思路、新观点。
2.4设计课程资源
教师设计的主体教学内容信息容量相对有限,若没有丰富的教学资源支持,不利于学生多面性对知识的探索、发现。网络教学资源的开放性与全球化,为课程设计提供了最适宜的基础条件。“液压与气压技术”网络课程资源设计遵循以下原则:①教学资源要与各章节课程内容密切相关,避免与课程教学目标无关的资源。②课程资源以良好结构的方式来架构,以便学生能够快速的定位各知识资源。③课程资源具备丰富的消息量,给学生提供足够学习空间。④课程资源以丰富的表现形态及多样性。涵盖媒体素材(音频、视频、动画、文本、图形)、案例素材、文献资料、课件素材等多种形式,满足学习多样性的需求。⑤课程资源内容不同资源以不同的阐述角度,在内容的深度上具有不同的层次,满足学习需求的多样性。⑥教学资源之间具有相对的独立性,可重用性较强,具有比较合理的“颗粒度”。⑦课程资源对课程各章节的每一个教学知识点都有一定数量的教学资源支持。
2.5设计测验试题
测量与评价都是教学过程中的重要环节,是保证教学质量的重要手段之一。网络教学平台中的测评系统可以对网上教学中的考试与作业提供全面的支持。“液压与气压技术”课程设计试题时应遵循以下两项原则。
2.5.1试题组织
试题的组织与编写必须以学科的知识点结构为依据,注意学科知识点结构的区别。“液压与气压技术”课程中各知识点之间具有严密的逻辑性,在组织试题时,尤其是在设计题库管理系统时,要充分考虑并适应本学科知识点结构的区别。在设计“液压与气压技术”课程测试和作业试题时,常用的问题类型有选择题、填充题、简答题、计算题、绘制液压原理图等。试题的分布结构:试题数量要足够多,以知识点、难度与认知为核心属性,形成三维立体交叉网络,以核心结构的基础测试为主,注重试题在题型和区分度上的合理分布,使其保持均衡状态。
2.5.2试题质量要求
试题内容要科学、无歧义性、表述简单明确,针对课程的难点和疑点,注重试题与课程内容的结合。
3结束语
一、电赛基本情况
(一)电赛的指导思想和发展
全国大学生电子设计竞赛由教育部和信息产业部共同举办,目的在于推动高校电类学科课程改革;促使高校注重素质教育;培养创新、协作、理论联系实际的学风;提高学生工程实践素质和能力;为优秀人才的脱颖而出创造条件。[1]随着电赛的发展,影响范围日渐广大,参赛高校逐年增多。截至2009年最近的一届全国电赛,共有30个省市自治区的926所院校组成的9042支队伍参赛,参赛选手共计有27126人,目前已成为中国电子信息类学科竞赛中持续时间最长、规模最大、颇具影响力的大学生学科竞赛活动。[2]同时,高校也日趋重视电赛的日常培训与竞赛条件建设。
(二)电赛的形式、内容及考核方式
全国电赛始于1994年,并在1995年举办了第二届,随后每奇数年份在全国范围举办一届,至目前为止已成功举办九届,每偶数年份由各赛区(一般以省为单位)举办赛区内电子设计竞赛。电赛一般在9月份举行,统一命题,赛期4天。各高校组织具体赛程,每支参赛队由三名学生组成,采用“半封闭、相对集中”的形式。赛题以电路设计为主,主要考核利用专业理论解决实际问题的能力。大体分为以下几类:电源类、信号源类、信号及功率放大类、无线电技术类、自动控制类、仪器仪表类。[3]涵盖了信息和电子类专业本、专科多数课程,如:模拟电路、数字电路、微机原理、单片机、EDA等。考核内容既有理论分析与设计又有实际制作。评分方式为,设计报告30分,包括方案设计、理论分析、设计文件、测试方案与结果,文档规范;基础电路制作50分;功能发挥部分50分。
二、电赛与日常教学考核
(一)对日常教学和考核方式的改革与促进
电赛促进了日常教学与课外实践的联系,许多高校受电赛的影响在实验室建设、教学与实验环节的考核、课外科技制作评比方面加大了力度。如在竞赛之外的时间开设开放实验室,鼓励学生进实验室;[4]开设赛前培训班课程,针对竞赛内容进行专业培训,有的高校还因此设计了专门的选修课程。受赛题中各专业课综合应用能力的要求影响,各高校纷纷改革课堂与实验教学模式及平时考核方式,提高了实验、实践课程占总考核课程的百分比。如河南工业大学电气工程学院将电子技术类课程考试中理论与实践的比例调整为:闭卷笔试成绩占总成绩的60%~70%,实践作品制作占40%~30%。[5]同时在实验安排方面也作了较大的改革,如减少验证性实验比例,提高相应实验要求;注重设计性实验,增加综合性实验。[6]
(二)电赛存在的一些问题
由于电子信息类专业的特点,对于仅学习了专业基础课尚未学习专业课的大一大二阶段学生,并未具备参赛水平。但有的高校为了提高比赛成绩,不顾基本教学规律,对低年级学生进行封闭式的电赛预培训,以培养后备力量,[7]这容易引起过于偏重技能培养而忽视理论学习,而本科阶段的理论基础直接决定了其工作后继续学习的后劲。部分高校提出对参赛得奖学生进行免修免试的待遇,[8]有的高校干脆对参赛得奖学生进行免试保送研究生,这就势必造成学生把电赛当作了一种特殊的免试途径,扭曲了电赛促进教改,提高素质教育的本意。电赛并没有否定理论学习的重要性,评分标准中仍有理论成绩部分。目前电赛评分标准中是否需要增加理论考核权重;竞赛得奖与是否可以代替日常考试,对参赛选手进行免试免修,值得仔细商榷。此外,全国电赛每两年举办一次,也就造就了“大小年”。个别高校在全国电赛年份,花大力气突击培养几支种子队,在其他年份对于其他学生仍旧采用原有的教学模式,这与电赛“面向广大大学生的群众性科技活动,推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力”的初衷背道而驰,回到了传统的应试教育模式。
论文关键词:电机电器及其控制专业;生产实习;教学改革
一、专业概况
哈尔滨理工大学电气工程及其自动化专业是由原电机电器及其控制、高电压绝缘技术、电气技术等专业整合而成的。目前在教学中又分为电机电器及其控制、高电压技术、电气绝缘与电缆、电力电子与电力传动和电力系统及其自动化等5个专业方向。各专业方向针对学生今后的就业趋势及专业特色开设课程及各种实践环节。电机电器及其控制专业方向的毕业生主要从事电机与电器设备的设计、制造、运行、控制与维护等方面工作,因此对本科教育中的实践教学环节提出了明确的要求。生产实习是教学过程中的一个重要环节,是理论联系实际的重要方式,是理论教学、生产实践和科学研究三结合的结合点,总结生产实习中存在的问题并对如何提高生产实习的质量进行探讨具有重要的意义。
二、生产实习的内容及存在的不足
哈尔滨理工大学生产实习一般安排4周时间,实习的内容除全面了解电机的设计、生产、工艺、总装和试验等整个过程外,还要求学生结合专业知识熟悉电力设备的配置、运行方式以及电力部门的工作流程等。但在具体的实践中,目前的生产实习模式存在以下不足:
一是目前国内电机行业随着我国经济的发展而迅猛发展,面临市场竞争激烈,生产任务饱满以及对生产安全要求高,使得他们对接待在校大学生生产实习态度消极。加之各高校众多学生集中进行实习,超出了企业的接待能力,因而使得实习质量难以保证。学生越来越难以有机会实际动手,生产实习逐渐发展为参观实习,随着这种现象的日趋严重,学生实习的积极性和主动性受到打击,最终使生产实习流于形式。
二是经费不足。市内企业的实习费用逐年见涨,市外实习所需的交通住宿费用较多。而学校对实习费用的投入增长缓慢,远远抵不上实习成本的上涨,使得实习经费预算捉襟见肘。
三是教学中普遍存在学生对实践教学重视不够的问题,对生产实习的重要性认识不足,未将生产实习作为能够把所学理论知识在实际中应用的良机而很好把握。另外,用人单位也未将学生的生产实习内容及成绩作为是否录用的主要参考指标,这也使学生对生产实习的作用产生怀疑而未能高度重视。结果导致学生在实习过程中缺乏主动性,实习效果大打折扣。
三、生产实习新模式的探索实践
1.实习内容
(1)增设实习导论课。为保证生产实习教学质量,充分调动学生的积极性,我们在实习前两周开设实习导论课。在实习导论课上,由实践经验丰富的教师给学生详细讲解生产实习设置的目的、意义、主要实习内容及教学模式。并结合专业具体情况向大家介绍今后工作中需要的而理论教学中学不到的、生产实习中能够掌握的知识。实习导论课极大地调动了学生的学习热情,引起了学生对生产实习的重视,为生产实习教学的顺利开展奠定了良好的基础。
(2)实习内容的优化。
1)哈尔滨理工大学电机电器及其控制专业方向对原有生产实习内容进行了整合优化,并结合目前各大电机厂对电机专业本科生要求,在生产实习的内容中增加了电机的计算机辅助设计、计算机绘图、电机工程应用软件等内容。利用生产实习第一周的时间让学生采用国家标准机座号进行电机的电磁设计,用AutoCAD软件绘出电机定转子冲片图及绕组连接图,采用Ansoft软件对所设计电机的电磁场进行计算,应用Matlab对电机的性能曲线进行仿真,最后指导学生自己绕制绕组并下线,通过试验看可行否。可行总结积累经验,不可行分析设计中的环节,重新设计。这样,学生对电机设计的整个内容就真正掌握了,教学质量真正提高了。
2)充分利用多媒体教学手段,融入了本专业教师的科研内容。利用一周的时间增加了电机设计制造中的新工艺、新材料、新技术和部分特种电机的内容。为学生介绍了如特殊工作环境的潜油电机、特殊结构形式的采煤机用高功率密度防爆电机、特殊供电形式的变频电机、适应当前国家节能形势的高压高效节能电机、采用遗传算法蚁群算法等全局优化算法对电机优化设计等专业教师所承担的国家级、省部级及企业委托课题等项目中的特殊电机的设计。请佳木斯电机厂、哈尔滨大电机研究所的电机设计专家结合他们企业的具体情况为学生做电机设计的新技术、新工艺、新机型等内容的专题讲座。把科研中的内容和工厂技术专家的讲座融入生产实习教学中,学生觉得学的内容贴近实际应用,既能调动同学们的积极性,又能开阔大家视野,深受学生喜欢。
3)为拓宽知识面,实习内容安排饱满,在介绍科研内容的一周内同时安排学生参观发电厂、变电站、电气设备制造厂家等,使学生熟悉电力设备的配置、运行方式以及电力部门的工作流程,增加就业竞争力。
4)最后两周的实习时间联系校企合作厂家,安排学生在企业跟班实习,参与电机铁心的冲剪、机座端盖的铸造及加工、线圈的绕制、下线、铸铝、装配、试验等整个电机的生产过程。每个环节由企业配备生产、技术一线员工对学生一对一指导,学生真正实际动手操作,真正熟悉和了解电机的生产过程。
2.实习基地的建设
哈尔滨理工大学电机电器及其控制专业方向前身是哈尔滨电工学院的电机专业,本科专业设立于1958年,无论人才培养还是工程技术与科学研究均形成了自己的特色,在相应的行业中享有较高的知名度。广大校友现在多是各大电机厂的技术骨干和重要领导,利用校友起到联系学校和企业的纽带作用,加强校企合作建立校外实习基地。学校和哈尔滨电机厂有限公司联合建立了“大型电机电气与传热技术工程研发中心”,和佳木斯电机股份有限公司联合建立了“节能电机工程研发中心”,和南阳防爆电气集团联合建立了“防爆电机工程研发中心”,和江苏华鹏变压器有限公司联合建立了“江苏变压器研发中心”。这些工程中心加强了校企合作的同时又能满足学生的生产实习。 同时良好的合作使得这些企业愿意接纳学生进行生产实习,并愿意安排学生进行跟班实习,在师傅的带领下实际动手操作。实习基地的建设成功能够有力地保证了生产实习教学质量。另外,由于这些企业均为行业内著名企业,学生感觉能够在这些企业实习非常荣幸,都认真对待,珍惜这来之不易的实习机会,客观上也保证了实习质量。部分同学在实习的过程中,获得企业的认可,就与企业签订了就业合同。达到了学校、学生、企业三赢。
3.教师队伍建设
生产实习指导教师队伍的建设事关实习能否顺利进行和实习质量能否提高。指导教师应该由本专业理论基础扎实、实践经验丰富的教师来担任。但一般这样的教师都是博导、教授和硕导,他们承担课题多,指导的研究生多,加上科研任务繁重,很难有足够的精力指导生产实习。因此本专业目前指导生产实习的教师多是青年教师,他们年富力强,精力旺盛,学科理论知识扎实,但缺乏深入的生产实践经验。哈尔滨理工大学正在参与国家的“卓越工程师”培养计划,该计划要求工程类学科专业教师有在企业工作的经历。结合这一计划,哈尔滨理工大学选拨年轻教师到对口合作企业从事1~2年的实践工作,有力地促进了生产实习指导教师队伍的建设。这一举措极大地激发了青年教师学习的积极性,对青年教师综合能力的培养起到了催化作用,造就了一批理论素质高、工程能力强的后备队伍,为学科进一步发展打下了坚实的基础。
4.实习经费
哈尔滨理工大学目前对生产实习经费的划拨标准按照245元/生。实习经费主要用于企业实习费用、外地火车票、租车费、住宿费和专家讲课费等几大块。实际上经费根本不够。由于专业在行业内的良好声誉和用人单位对毕业生的高度认可,合作企业或实习基地为加强校企合作,更为了能够吸引学生去该企业工作,他们一般会减免实习费用,并适当对每个学生的交通费用和在厂实习期间的住宿、伙食费用给予补助,这样一定程度上缓减了实习经费紧张的所造成的困难。
5.自主选择实习单位
对于部分将来不从事电机行业的学生,学校允许学生自主选择实习单位。但自主选择并不意味着放弃管理。必须监督学生按照生产实习教学计划要求,结合自身的就业意向及个人兴趣爱好,在教师的指导下选择合适的生产实习单位。具体实施中要求自主选择实习单位的学生必须提供以下材料:实习单位加盖公章的接收函,并承诺保证学生在厂实习期间的人身安全;学生本人及家长签字的安全保障协议;实习手册(含实习日记、实习报告、完备的实习鉴定表和实习期间的照片)。没有上述材料则视实习无效。实习期间要求实习单位必须指定一名技术人员作为企业导师,和校内老师密切配合,共同指导学生完成实习任务。这样既调动了学生的积极性,又可增强实习的针对性,提高实习的效果。
四、实习效果
自2006年哈尔滨理工大学实施新的人才培养计划以来,本专业方向对生产实习模式进行了改革,拓宽了学生的知识面,使其学到很多在书本上学不到而在实际中很有用的知识。调查表明,通过实习导论课,93%的学生明确了实习目的、意义和任务,调动了积极性,提高了学习热情;87%的学生认为实习时间和任务安排饱满合理,实习效果好;98%的学生喜欢这种实习模式。
通过对新模式的实践,实习学生和实习企业的信息反馈表明我们对生产实习教学改革的探索是切实可行的,提高了生产实习的教学质量,取得了良好的教学效果。主要收获有:充分考虑了学生的兴趣爱好以及就业需求,为其提供了自由的选择机会,受到学生们的普遍欢迎;学生在实习单位能够实际动手操作,极大地激发了学生的积极性,锻炼了学生的工程实践能力、研究能力、创新能力和综合素质;有力地促进了学生与企业的接触,为学生就业和企业考察学生提供了良好的平台。
【摘要】电子材料与器件课程作为电子材料专业的基础和入门课程,对于学生夯实基础、激发学习兴趣、展开深层次学习具有至关重要的作用。而该课程的教学方式方法,对于学生掌握电子材料与器件知识有着重要影响,在本文中,笔者将新形势下电子科技学科教学改革的特点和教学经验相结合,通过对电子材料与器件课程的教学内容、课程安排、教学形式等方面的研究,探索更加完善的教育教学方法,努力提高电子材料与器件课程的教学质量。
关键词 电子科学与技术;电子材料与器件;教学方法
电子材料与器件课程是电子科学技术相关专业的基础性课程,对于学生巩固基础知识和提高专业技能是极为重要的。而提高电子材料与器件课程教学的质量,使课程与社会需求相结合,是高校教师探索的重中之重。笔者承担着我校电子材料与器件课程的教学任务,在总结教学经验的基础上,笔者在教学内容、课程安排和教学形式等方面进行了尝试,并取得了一定的教学成果。
1.电子材料与器件简介
处于电子科学技术产业链前端的电子材料和元器件是众多核心基础产业的重要组成部分,是计算机网络、通讯、数字音频等系统和相关产品发展的基础。电子材料与器件是指在电子技术和微电子技术中使用的材料和器件,包括半导体材料与器件、介电材料与器件、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料光电子材料和磁性材料、电磁波屏蔽材料以及其他相关材料与器件。电子材料与器件是现代电子产业和科学技术发展的重要物质基础,同时又是科技领域中技术导向型学科。它涉及到物理化学、电子技术、固体物理学和工艺基础等多学科知识。根据材料的化学性质,可以分为金属电子材料,电子陶瓷,高分子电子、玻璃电介质、气体绝缘介质材料,电感器、绝缘材料、磁性材料、电子五金件、电工陶瓷材料、屏蔽材料、压电晶体材料、电子精细化工材料、电子轻建纺材料、电子锡焊料材料、PCB制作材料、其它电子材料。
2.电子材料与器件课程教学模式
2.1电子材料与器件课程教学形式
电子材料与器件课程既包含电子材料的物理特性和电子器件的工作原理,还包含丰富的电子材料与器件的理论知识,并且与实践应用紧密结合。为了更好的培养学生的时间能力,增强实践意识,达到学以致用的目标。因此,电子材料与器件的课程教学应采取实验教学和理论教学相结合的教学形式,教师安排合理的实验活动,将理论教学与实验教学有机结合,达到学生巩固理论知识、增强实践技能的教学目标。
2.2电子材料与器件教学课时安排
教学采用教材《电子材料与器件原理》。在电子材料与器件教学的课时安排上,该课程作为电子科学与技术专业的核心课程,电子材料与器件课程的总课时应不少于80学时,理论课学时设计应在64学时左右,实验课学时应在16学时左右,任课教师可以根据教学过程中的实际情况增加或减少某一章节的课时安排。
2.3电子材料与器件课程教材选择
在电子材料与器件课程的教材选择方面,由于电子材料与器件是电子科学技术的一部分内容,目前我国关于电子科学技术的参考书籍很多,其中也不乏经典教材,但考虑到本科生对于该课程接触时间段、基础知识薄弱等特点,笔者认为任课教师可以自行编写课件和讲义,以便学生更好的理解教学内容。除此之外,由加拿大萨斯喀彻温大学电气工程系教授、加拿大电子材料与器件首席科学家萨法·卡萨普编写的《电子材料与器件原理(第3版)》也是业界公认的电子材料与器件教学的参考书籍。
3.电子材料与器件课程的理论教学
在新时期素质教育的背景下,电子材料与器件课程的理论教学更侧重于加强学生的实践能力,因此需要对传统的电子科学技术教学中重视原理、定律和规律的模式进行调整,在教学内容的设置方面,为了便于学生更好的理解知识体系,以笔者讲授电子材料与器件理论课程(共80学时)为例,该理论课程共被划分为材料科学的基本概念、固体中的电导和热导、量子物理基础、现代固体理论等四个章节,这四个章节阐述了电子材料与器件涉及的基础理论,内容包括材料科学基础理论、固体中的电导和热导、量子物理基础和现代固体理论,以及对各种功能材料与器件的原理与性能的讨论。另外,在讲授每章内容时,任课教师应注意弱化理论知识,增加实践知识。
4.电子材料与器件课程的实验教学
电子材料与器件的实验教学要与理论教学紧密结合,并重点介绍理论课上讲过的电子材料与器件,实验课程学时不能偏少,开设实在要安排在理论教学完成之后,使学生能够充分将理论知识应用于实践中。在实验开始前,教师要要求学生充分掌握理论知识,实验结束后,学生要写实验报告,使实验切实产生作用,而不是走马观花。在实验课程的设定方面,要尽量避免与其其它验课程的重复,还要确保理论与实践相辅相成,充分利用实验资源。
5.电子材料与器件课程的学生评价体系
素质教育的电子材料与器件课程的学生评价标准应区别于传统的考试评价方式,教师要将学生的平时表现、理论知识掌握、实践能力等纳入对学生的评价体系中。促使学生不再局限于对电子材料与器件规律、定义等知识的僵化掌握,而是将学习重点偏向于实践和应用。这种评价方式的转变,有利于学生积极主动的掌握知识,在实践中巩固理论知识,在理论中深化实践知识,全面提高电子材料与器件的课程教学效率和质量。
电子材料与器件在信息产业的发展与科学技术的研究中的重要性与日俱增。它既是电子科学技术体系专业知识中的重要环节,更为电子科学专业的学生提供了良好的科研基础和就业竞争力。本文通过对电子科学与技术专业特点与电子材料与元器件课程内容的分析,探讨了电子材料和元器件在电子科学专业领域的重要性,笔者还结合自身多年电子科学专业的教学经验,对电子材料与元器件教学的教学形式、课时安排、教材选择进行了新的探索,对电子材料和元器件的理论和实践课程提出了新的意见和建议,以便于提高教学质量,提升学生专业素养。
参考文献
[1]萨法·卡萨普.《电子材料与器件原理(第3版)》.西安交通大学出版社.2009年6月
[2]安毓英,刘继芳,李庆辉.光电子技术[M].3版.北京:电子工业出版社,2013
关键词:信息素养;研究生;数据;北京交通大学
中图分类号:G643 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2012)18-0245-03
信息素养是指人们在解决问题时利用信息的技术和技能。这个概念是1974年由美国信息产业协会主席保罗·泽尔斯基首次提出后又经该协会定义的。随着计算机等现代技术的发展,信息量以几何级数的方式递增。一方面,准确完整的信息是做好决策的基础,另一方面,如何进行有效的检索,是利用信息从而解决问题的关键,这两者均取决于人的信息素养。
研究生教育担负着为国家建设发展培养高素养、创造型人才的重任。现代管理学之父德鲁克曾经说过:“知识工作者的生产率是21世纪管理的最大挑战。”
在北京交通大学,早在2004年,便把信息素养的教育列入了研究生学期教育的内容,为了全面掌握研究生信息素养情况,使信息素养教育更具有针对性,我们于2011年9月对北京交通大学的博士研究生和学术型硕士研究生进行了抽样调查,并结合访谈的形式对于相关重点问题进行了确认。
一、样本与调查维度说明
调查根据各院系学术型研究生数量的相对比例,共随机抽取360位研究生进行调查。经检查核对,最后共获得有效问卷343份,有效问卷回收率为95.27%,样本总量占6 847名学术型研究生总量的5.3%。有效样本在各学院的分布情况为:电子信息工程学院50人,计算机学院29人,经济管理学院97人,交通运输学院29人,土木建筑工程学院39人,机械与电子控制工程学院20人,电气工程学院20人,理学院21人,人文社会科学学院11人,软件学院17人,建筑艺术系5人,语言与传播学院5人。在全部被调查者中,硕士研究生为主体,占84.54%,其余为博士研究生;从年级分布看,一年级占45.18%,二年级研究生占43.73,三年级研究生只占11.07%;从性别构成看,男性占57.73%,女性占42.27%,与我校男女生总体比例58.4∶41.6持平。
调查的维度包括研究生信息素养教育基础、获取并利用专业信息的途径、对提高自身信息素养的途径选择与期望三个大的方面,共包含22个问题。
二、调查结果
1.研究生信息素养教育基本情况。调查表明:近四成研究生在本科阶段没有受过正规的信息素养教育。有34.74%的被访者在本科阶段没有学习过科技信息检索或类似的课程;有40.12%的被访者没有学过学术论文和学位论文写作的课程或听过相关讲座。
2.获取并利用专业信息的途径。在使用各种信息资源方面,以图书馆资源配合网络搜索引擎为主;将近1/3的学生经常使用纸本书和期刊,并通过专业相关论坛学习;还有一小部分学生利用免费的(见表1)。
在对既有资源的深入使用方面,对我校图书馆的使用情况的调查表明:有80.62%的学生使用过借还书服务;61.67%的学生做过电子数据库检索;44.49%的学生进行过书刊阅览;只有36.12%的学生使用过学术资源门户;26.43%的学生做过信息咨询;17.62%的学生使用过馆际互借;甚至有20%未使用过借还书服务(见表2)。
计算机技术发展到今天,涌现出很多面向公众的免费软件,这些开源软件除了在社交网络方面,在各专业领域里也层出不穷,熟练运用这些免费软件将是对我们当前有限资源的一个有效补充。但使用情况并不普遍。有15.42%的学生没有用过任何一款开源软件(见表3)。
研究生对本专业领域内优秀文献及前沿信息的掌握情况在一定程度上决定其创新力。研究生对其专业核心期刊及网站信息的掌握途径如下:60.79%的学生请教导师或同学,46.26%的学生利用期刊导航系统,28.63%的学生利用CSSCI或CSCD获知,11.45%的同学咨询图书馆员,其他途径为4.41%(见表4)。
从外文数据库的使用情况来看,有3.08%的学生从不使用本专业外文数据库;有43.17%的学生不熟悉外文数据库但常用Google找英文文献阅读;只有29.52%的学生经常使用本专业的外文数据库。由此可见,我校的专业外语和外文数据库的培训亟须加强(见表5)。
学术数据库的便捷和及时已成为研究生学习、研究过程中不可或缺的工具。随之而来的大量电子文档如果得不到系统的管理,会浪费掉很多时间和精力。与国外学校情况相比,我校研究生对参考文献管理工具的认识和使用情况令人担忧。以三种最广泛使用的管理工具为调查对象,使用过endnote、noteexpress或 refwork这三种管理软件的学生分别占16.74%、12.33%和8.81%,竟有近63.88%的学生没有使用过任何参考文献管理软件(见下页表6)。
3.提高研究生信息素养的方向与途径选择。调查显示:31.42%的被访者不太能对所浏览的网站的权威性作出判断,2.65%的被访者完全不能判断出所浏览网站的权威性;有40.27%的被访者回答能够判断网站的权威性,但根据的是模糊的经验;只有25.66%的被访者因为听过有关讲座,从而能够准确判断所浏览网站的权威性。
信息搜索能力提高途径方面,43%的同学希望采取听主题讲座的方式;22%的同学选择上选修课;20%的同学选择自学;15%的同学愿意请教导师和同学。
三、分析与建议
1.需强调信息技术教育与信息素养教育的结合。近四成研究生在入学之前没受过正规的信息素养教育,这样的数据映射了中国对于信息素养教育的认识严重不足。国外对信息素养问题的研究可谓由来已久。20世纪60年代至今,相关的研究已相当深入。通过Elsevier、Infotrieve等检索系统都可以检索到众多的研究文献。而通过“google”进行网络检索则返回了1 180 000条记录。这些记录中包含大量的信息素养研究组织、论坛、专门研究网站和资源网站,可以找到数量丰富的研究报告、论文、会议文献及有关的项目和计划等资料。资料还反映出信息素养概念的内涵逐渐由最初单纯的信息技能掌握到人的整体素养层面的演进以及信息素养重要性被广泛认可的过程。
相对而言,国内信息素养理论研究比发达国家滞后得多。1984年,教育部《关于在高等学校开设〈文献检索与利用课〉的意见》,奠定了《文献检索与利用课》作为中国高校大学生用户教育主要形式的地位。此后,受国外影响,中国图书情报界对用户教育活动的理论思考逐渐演变上升为信息素养层面的研究。就发文量而言,中国对信息素养问题的真正研究始于20世纪中期。1995年首次在研究文献中出现了“信息素质”和“信息素养”的概念,但之后发文数量一直非常有限,到2011年一共682篇。反映出中国对信息素养问题的研究多年来一直徘徊在较低的水平。
在对被调查者的访谈中,他们接受的信息教育要么就是计算机教育(简称为“计算机课”、“电脑课”)和在此基础上有所发展的信息技术教育,并以掌握计算机、网络等信息技术的知识和技能为最终目的;要么就是信息化教育,即将计算机、投影仪等设备用于辅助教育。从2000年开始,信息素养概念已进入一部分信息技术教育研究人士的视野,在国家信息技术教育相关政策中也出现了“信息素养”的提法,但基本上是将信息素养的培养局限于信息技术教育之中。而图书情报界则主要是从原有的用户教育、尤其是文献检索课的视角来看待信息素养。
因而,针对于研究生的信息素养教育,应该强调信息技术与人的学习、生活和工作的联系,强调信息和信息技术在各个层次上的学习与应用,特别强调信息素养在终身学习与自主学习中的作用,强调信息素养与个人发展的关系。
2.有待建立统一的信息素养标准,涵盖教育的全过程。信息素养标准是信息素养评估的依据,也是信息素养教育的课程目标。因此,各国积极建立适合本国国情的信息素养标准。在这一方面,美国、英国、澳大利亚制定的信息素养标准都对其他国家产生了一定的影响。美国最具有影响力的信息素养标准分别制定于1998年和2000年。1998年美国学校图书馆协会与教育交流技术协会制定了《学生学习的九大信息素养标准》,并且涵盖了教育的全过程,是从中小学基础教育到高等教育的一个重要主题。
中国的信息素养教育研究起步比较晚,目前还没有制定出一套全国通用的信息素养评估体系。《北京地区高校信息素养能力指标体系》是中国第一个正式的并且比较有权威的信息素养评价标准体系。该指标体系参照了美国、英国和澳大利亚高校的信息素养评价标准,共分为7个一级指标、19个二级指标、61个三级指标。
信息素养教育和其他任何一种教育领域一样,素养的提高是多个相互联系的因素持续作用、形成合力的结果,局部的强化难以实现。且研究生中的绝大多数毕业后便要走向职场,与其他层次的教育相比,除了传统意义上的学习的压力,还有面临从学生到职场人的转变的压力。如果单纯从研究生阶段加强信息素养教育,即使体系完备,也难以避免学生现学现用,不成系统的弊端。
3.信息素养教育亟待与学科课程整合。最新的研究文献数量表明:国外的信息素养教育的重点已经转向培养学生的终身学习能力和评判性思维能力,探讨促进图书馆、学生、教师及管理层的密切合作、谋求多学科的信息素养教学已经是研究重点之一。