时间:2023-07-18 17:25:55
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篇电气工程及其自动化特色,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。
关键词:电气工程及自动化;人才培养;构建
中图分类号:F24
文献标识码:A
doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.23.055
信息技术的迅速发展,计算机和通信载体的不断提升,工业4.0、微电子和“互联网+”信号的释放,使得人们的生活生产越来越离不开电力行业的支撑。一方面,新技术和新载体在电力行业得到广泛应用。另一方面,电力工业的发展也面临着新的挑战和机遇。作为培养电力行业的电气工程与自动化专业,一直以来是为电力输送人才的老牌专业。新形势下,如何构建教学体系、设计培养模式、保证教学质量,培养具有创新能力、实践能力和综合素质的高级应用型人才,这是时代赋予电气工程及自动化的难题,也是高等学校专业发展的首要任务和重要使命。
1 构建电气工程及自动化专业人才培养模式
电气工程及自动化专业要培养的是“知识、能力、素质”,集三位于一体的人才培养体系。该专业的人才首先要具备电力系统强电知识和技能,在关于电机、发电厂、电压及电力系统方面,培养出来的人才能够对其进行深入了解,灵活运用继电保护、电力电子等方面的知识,解决实际工作过程中遇到的问题。要具备电力系统控制和通信两方面的弱电知识技能,无论是计算机控制、微机保护、嵌入式系统、电气控制与PLC,还是信号与系统、通信网络、无线通信和光纤通信都能够驾轻就熟,灵活运用与把握。除此之外,该专业还要实现校企合作,让企业技术人员融入师资队伍,将行业前沿融入课堂教学,将研究过程中的科研成果纳入教学管理,实现课堂教学同步化、实践项目层次化、课程设计综合化与毕业设计实战化。好的人才培养模式,强调的是层层深入、理论与实践相结合,将课堂教学与实践项目有机融合起来,通过专业课程的设计,使得学生能够通过自身经验,设计一些题目,培养学生的创新意识和团队合作精神,根据时展的现实需要,选定毕业设计题目,在相关导师的指导下,实现自身专业运用知识的巩固与提高。
1.1 专业定位与专业特色
从专业定位和专业特色来说,电气工程及自动化专业培养的是满足社会主义现代化需要,掌握电气工程基本理论和知识,具备专业研究开发能力的,集设计、规划、运行、管理为一体的宽口径高级工程技术人才。改该专业对人才要求的重点是需要学生具备一定的综合素质,能够在短时间内适应复杂的工作环境。与此同时,要具备一定的创新精神和创业意识,有较强的计算机操作能力和学习能力,能够在面对电力工程相关技术问题时,独当一面,反思成才,成为行业中技术能手。
1.2 人才培养体系结构
现阶段的人才培养体系结构,往往是结合自身学校的特点,并没有真正适合专业学生的发展需要。因此,探讨电气工程及自动化专业人才培养模式,首先就是要建立需求导向,以专业人才培养为需求,而不仅仅是考虑学校的人才培养方便。建立人才培养模式专业课程体系,实现以电力行业需求为导向的知识、能力、素质分析为一体的课程内容体系,通过通识基础教育模块,专业基础教育模块和专业英语教育模块,完成好课程间知识的衔接与联系,形成富有专业特色的电气方向和输电线路方向两个“战略体系”。
1.3 课程设置“厚基础,宽口径”
电气工程及其自动化专业需要在课程设置上,体现学科基础课和专业基础课的有机融合,体现“厚基础,宽口径”的课程设置原则,在课程设置上,努力权衡学科基础课和专业基础课的比重,将两者与必修课程和选修课程统一起来。专业应用课程更多的体现学生的兴趣爱好,满足学生的特长和培育学生的兴趣,按照学生自身所需,选择适合自己的课程,在兴趣的引导下,提升自己的专业水平,实现“有专才”的核心竞争能力。在学科基础课上,满足社会主义现代化建设需求,将认知学习、金工学习、电子工艺学习、课程设计与综合实训结合起来,保证培养出来的人才具备最为基础的综合素质能力。
2 完善专业人才培养的保障措施
电气工程及其自动化专业需要促进人才培养,保证人才培养具备相应的措施。除了具备专业人才培养相关渠道外,还有完善相关的管理制度,在保证教师师资队伍的人才培养模式下,实现人才培养教学过程的监督管理。因此,好的专业人才培养,需要建立一整套的人才培养保障措施。
2.1 完善教学管理制度
人才培养模式需要有相应的教学管理制度进行保障和维护,学校实施人才培养计划,需要建立一套严格、科学、规范的教学管理制度。电气工程及其自动化专业培养的是应用型人才,各专业需要根据学校情况及电气工程相关情况,量身订制教学大纲,选用和实践结合紧密相关的教材,允许学生自主选课。好的教学管理制度要有弹性学制、改革考试制度、学分互补制度和实习加分制度,能够保证相关的学生进行综合素质评价。新的教学管理制度,不仅仅要满足行业需求,还需要考虑学生的自身特点,体现人才培养特色,从源头上和制度上为人才培养提供强有力的制度保障。没有规矩不成方圆,没有相应的教学管理制度,就不能够保证人才培养的规范化和规矩化,也不能保证专业人才培养的常态化。
2.2 加强师资队伍建设
人才培养的重要因素在于师资力量的保障。优质的师资力量能够提高人才培养质量和灵活教学的重要因素。高水平的能够掌握行业信息的师资队伍,充分利用学校的管理制度和机制,采用不同的聘任办法,以较为优秀的政策和办学条件吸引优秀人才的加盟。建立合理有效的激励机制,提高电气化工程及自动化专业的人才资源库,在学历层次和进修学习方面,予以倾斜和支持,不同地域不同专业的高学历人才,能够使得教师队伍的学缘结构开放化和多元化,也能够使得师资队伍兼具教学、实践、科研多方面的能力,在创新精神和能力培养方面,塑造新的优秀的教师团队。
2.3 培育教学监督机制
从人才培养的角度看,高校所培育出来的人才需要与社会要求相吻合,与经济和科学技术的发展相适应。人才培养从来就不仅仅是高校自身的内部事情,其更多的需要得到家长和社会的监督与认可。人才培养方案在经过教学单位的审核及研讨后,需要听取社会各界的相关建议,学校各级部门要逐步建立监督核查机制,保证人才培养方案的权威性和科学性,相关的教学参与部门要以人才培养方案为基础,合理安排课程中教师与教学环节,规范教学管理,设置教学安排,分配课程学时。人才培养方案具有一定的严肃性,教学监督机制具有一定的反馈性,要通过加强对人才培养方案的监督管理,确保新的人才培养方案的有效实施。
电气工程及自动化专业是我国现阶段培育行业人才,适应多元化、分层次发展,促进理论技术革新,使专业知识与社会发展联系更为紧密,促进学校、学生和企业三方的共同发展,实现电力行业特色的应用型人才发展。由于主客观因素的限制,电气工程及其自动化专业人才的培养,还需要更多的研究者参与进来,根据实际发展需求,反思人才培养过程中存在的问题,进一步探索、实践、完善,搭建电气工程及其自动化专业特色人才培养新平台。
参考文献
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[4]李凤婷.电气工程及其自动化专业创新人才培养模式研究[J].中国电力教育,2012.
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[关键词]应用型 专业定位 课程体系 构建
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0121-02
一、引言
广西科技大学于2009年开设了电气工程与自动化本科专业,并于2010年开始招生。为更好地适应专业发展需求,按照科学规范、主动适应、继承发展原则,经国务院学位委员会和教育部批复,2013年学校将电气工程与自动化专业名称调整为电气工程及其自动化。新的电气工程及其自动化专业是学校重点建设的专业之一,通过投入相应的课程和实验、实训条件建设以及师资队伍建设经费,该专业的办学条件有了较好的改善,综合实力有了较大的提升。根据本科人才培养方案的指导思想要求,我校电气工程及其自动化专业主要以培养电气工程及其自动化相关领域的设计、运行、安全、维护和管理的高级应用型工程技术人才为主。针对专业结构调整、专业特色、人才培养定位,我校对电气工程及其自动化专业课程体系的构建进行了改革与探索,以增强课程体系与专业培养方向、专业需求的适应性、应用性和先进性,制订充分体现学校办学特色,考虑区域经济发展、行业应用背景、就业导向等因素的切实可行的人才培养方案,为实现应用型人才培养新目标奠定基础。
二、应用型人才培养的分析与定位
我校为一般本科院校,应属于中国高等学校人才教育培养定位的第二类[1],即培养理论基础较扎实,实践能力和创新意识较强,具有一定的工程应用能力,毕业后主要从事各种技术或管理工作的应用型人才。根据《教育部关于“十二五”期间加强学校基本建设规划的意见》提出的“积极探索高等学校分类管理,进一步明确区域内高等学校的发展定位和服务面向”的要求,在充分体现《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》精神、充分体现广西经济社会发展对高等教育新要求的基础上,结合自身实际,我校于2014年制订了“突出优势,通过分类指导,整合资源,实现错位发展、优势互补,建设有特色高水平应用型大学”的发展目标。
电气工程及其自动化专业是一个宽口径、与相关学科有较强的渗透性和融合性且实践性较强的专业。该专业是由原专业目录中的电力系统及其自动化、电机电器及其控制、高电压与绝缘技术、电气技术四个强电类专业合并而成的专业,内容较为广泛。具有强电与弱电、电工技术与电子技术、硬件与软件、元件与系统相结合的特点[2],是典型的“复合型”专业。我校电气工程及其自动化专业是在自动化专业的基础上新开设的专业。自1993年开办以来,自动化专业先后成为广西壮族自治区本科重点建设专业、自治区优质专业、广西高校优势特色专业、国家级特色专业、学校首批“卓越工程师教育培养计划”试点专业和专业评估(认证)建设试点专业,在师资、办学条件等方面具有明显优势。原电气工程及其自动化专业的课程体系基本是在自动化专业的基础上通过适当修改和增加强电类课程后形成的,具有“强弱结合、适当偏弱”的专业特色。经过近5年的建设和发展,专业师资、办学条件等方面有了明显进步和改善,但专业基础、实验条件和师资力量仍然有限,专业总体上处于较低的水平。为充分体现学校新的发展定位规划目标,紧密结合当前智能电网、电力电子与新能源的发展及社会人才需求的变化,新的电气工程及其自动化专业突出了“强电为主、弱电为辅,电力电子技术及应用与电气控制相结合”的专业特色。通过应用型人才培养,使学生毕业后可到电力设计、电气制造等企事业单位从事与电气工程及其自动化相关领域的设计、运行、安装、维护和管理等工作。
三、专业课程体系的构建
专业课程体系的构建本着加强基础理论、优化课程结构、强调应用能力和加强实践环节的原则[3]设置专业课程及专业方向课程模块,并按照“大平台+小模块”构建专业课程体系。大平台是指通识教育平台、学科基础课平台和集中实践课程平台,小模块则是指专业课程和专业方向课程模块。为了更好地适应专业发展,新课程体系突出了电气工程及其自动化专业的“强电为主、弱电为辅”的专业特色,并按照“厚基础、宽口径,重实践、强应用”的应用型人才培养模式进行设置。结合当前电力工业发展前景及现有师资力量,将原电气工程及其自动化专业的两个专业方向(企事业供配电与自动化、楼宇供配电与智能化)调整为新的专业方向(电力系统及其自动化、电力电子技术及应用),其专业方向课程设置对比见表1,并在此基础上构建电气工程及其自动化专业的新课程体系,见表2。
表1 新旧专业方向课程设置对比
表2 新的电气工程及其自动化专业课程体系
表2中,通识课教育平台旨在提高学生基础理论、基础知识及相关领域知识等方面的综合素质,训练学生的科学思维方法,并培养学生的适应能力和发展潜力。此外,通识教育在创新人才培养中的完善学生知识结构、提高学生综合能力、培养学生健全人格以及促进学生全面发展等方面起着十分重要的作用。[4]学科基础课平台的目的是在充分考虑专业今后拓宽口径需要的基础上,让学生全面获取电气工程学科的基础知识,为后续专业课程学习打下坚实的基础。专业课程模块以培养学生的专业特长为主,适当考虑地方经济、产业特点及社会需求,紧紧围绕专业方向,并突出专业特色。实践教学是工程应用型人才培养必不可少的教学环节,集中实践课平台主要涵盖了专业实习教学和综合训练教学两大模块[5],加上课程实验教学模块,构成了专业的实践教学体系。除基本的实践教学环节以外,鼓励并积极组织学生参加各种层次的创新创业训练计划项目、“挑战杯”大赛、自治区级和国家级电子设计大赛等科技创新活动,使学生在学习专业理论知识的同时,还可进一步了解专业的新知识、新技术和新领域,更好地养成分析问题、解决实际问题的能力,提高实践创新能力和综合应用能力。
四、结束语
科学定位是决定专业人才培养目标的关键所在,构建适宜的课程体系,是实现培养目标和提高人才质量的核心所在。[6]电气工程及其自动化专业具有很强的实践性,对于专业理论的教与学,必须建立在工程实际的基础之上。应用型电气技术人才不仅要具备扎实的理论知识,更重要的是具有较强的动手能力和创新能力。因此,在构建科学合理的课程体系的基础上,还必须建立更有助于提高学生工程实践能力和创新能力的多层次、全方位的专业实践教学体系,这样才能为今后培养出大量合格的高级应用型电气工程技术人才提供更有力的保证。
[ 注 释 ]
[1] 谢妍,毛哲,李素芬,等.应用型创新人才培养要求下电气工程专业方向课程体系研究[J].中国电力教育,2012(3):74-75.
[2] 黄文力,何琳琳.电气工程及其自动化专业应用型人才培养探索[J].中国电力教育,2013(8):5-7.
[3] 刘燕.地方应用型本科专业课程构建的思考――以电气工程及其自动化专业为例[J].中国电力教育,2010(32):103-104.
[4] 孔德懿,魏丹.通识教育视野下的创新人才培养[J].大学教育,2015(3):66-68.
关键词:DSM;电能管理;中国电能服务网
作者简介:田会峰(1980-),男,安徽萧县人,江苏科技大学(张家港)电气与信息工程学院,讲师;周瑜(1984-),女,江苏张家港人,江苏科技大学(张家港)电气与信息工程学院,实验师。(江苏张家港215600)
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)14-0048-02
在当今能源相对紧缺、世界环境日益变差的大环境下,节能减排显得尤其重要,一方面节约了能源的使用,另一方面又减少了污染物的排放,保护了环境。
电力需求侧管理DSM(Demand Side Management)是指在政府法规和政策的支持下,采取有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式,通过电力公司、能源服务公司、社会中介组织、产品供应商、电力用户等共同协力,提高终端用电效率和改变用电方式,在满足同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求,达到节约资源和保护环境的目的,实现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务所进行的管理活动。
文中按照电力需求侧管理的要求积极探索电气工程及其自动化专业的电能管理方向。
一、电气工程及其自动化专业方向
1998年,国家将本科专业目录进行了调整、合并和压缩。电工类和电子与信息类合并成电气信息类。原电工类的电机及其控制、电力系统及其自动化、高压电与绝缘技术、电气技术等专业合并为目前的电气工程及其自动化专业。[1]
电气工程及其自动化专业涉及电工技术、电气技术、电力技术、自动控制技术、计算机及其应用技术等诸多领域,是通用性很强的“宽口径大专业”。全国各高校根据国家经济发展对电气信息类人才的需求,依据各校的实际情况和办学条件,确定了彼此不同的专业方向、人才培养的方案和模式,体现出各校的办学特色。
江苏科技大学镇江校区电气工程及其自动化专业虽然从2000年开始招生,但是其前身可以追溯到1953年上海船舶工业学院创办的船舶电气控制专业,1978年镇江船舶学院开始招收船舶电气自动化本科专业,经过工业电气自动化专业、工业自动化专业等发展到现在的电气工程及其自动化专业。本专业是培养以船舶为特色的电气工程及其自动化人才,其专业建设是依托船舶行业,依靠教学、科学与管理,将其建设成以船舶电气自动化为主要特色、面向工程技术应用的专业。[2]
张家港校区因为远离校本部,又是异地新建校区,无法享受校本部几十年来在船舶电气自动化方面的教学和科研成果。虽然张家港校区自2005年开始招生,其专业方向表面上沿袭镇江校区的“船舶电气自动化”方向,但培养方案实际上与船舶相关的课程基本没有涉及,比如:本部开设的“船舶概论”“船舶电站自动化”“船舶机舱自动化”等课程。[3]因此,电气工程及其自动化专业是作为校区重点建设的专业之一,目前是以船舶电气自动化和工业电气自动化的混合体,专业方向不明确,不利于专业建设和学生就业。
随着社会经济的发展和国家战略的需求,电能管理越来越受国家的重视,国务院曾多次发文要大力发展电能需求侧管理。目前,在国内高校本科专业及方向设置中,还没有电能管理方向,市场需求量巨大。
为此,为了突出办学特色,服务经济,培养社会急缺的电能管理人才,校区与苏州太谷电力有限公司合作,共同建设电气工程及其自动化专业电能管理方向,并从2008级电气工程及其自动化专业开始设置电能管理方向。
二、电能管理方向建设探索
电气工程及其自动化专业电能管理方向是对负荷控制和管理,以及远程抄表和计费自动化。本着“科学管理电能,轻松降低成本”的电能管理新思路,确保电力用户有序用电,其技术领域涉及国家重点支持和发展的几大高新技术,即物联网技术、智能电网技术和节能减排技术。因此,电能管理方向有着及其广阔的发展空间。
电气工程及其自动化专业电能管理方向特色是实时监测和采集各电力用户的用电情况,对其用电情况进行分析评估,针对不合理或浪费用电的装备和线路,对其进行整改,优化电力用户的内部电网,以达到降低电能的目的。
电气工程及其自动化专业课程体系的构建应本着加强理论、优化课程结构、强调应用能力、加强实践环节来设置专业模块课程。[4]由于“电能管理”是新建专业方向,电气工程及其自动化专业原有的课程体系没有大的改变,目前只在第7学期增加了电能管理方面的两门方向选修课:“电能需求侧管理”和“电能优化技术”,下一步将根据人才培养方案要求,继续增加电力系统方面的两门课程“电力系统继电保护”和“ 电力系统故障分析”。
为了进一步优化课程体系,将电气工程及其自动化专业基础课和专业方向课内容相近或密切相关的几门课程组成课程组,有利于相关教师之间的教学交流和科研合作。具体分为5个课程组:
电工电子技术课程组:包括“电路”、“模电”、“数电”、“电力电子技术”、“CPLD及FPGA设计”等课程;计算机技术课程组:包括“计算机软件基础”、“微机原理与接口技术”、“单片机原理及应用”、“ DSP原理及应用”、“计算机控制技术”、“计算机网络基础”等课程;控制与检测技术课程组:包括“自动控制原理”、“现代控制原理”、“智能控制”、“计算机集散控制”、“检测与仪表”、“MATLAB语言与科学计算”等课程;电机与电气技术课程组:包括“电机与拖动基础”、“电气与PLC技术”、“机电一体化技术”、“电力传动自动控制系统”等课程;电能与电力技术课程组:包括“工程图学基础”、“电能需求侧管理”、“电能优化技术”、“供电技术”、“电力系统继电保护”、“电力系统故障分析”等课程。
三、电能管理方向建设实践
为了加强电能管理方向学生的工程实践能力,在制订人才培养方案时就将企业元素贯穿于整个教学环节,企业参与人才培养的始终,校企深度融合,学校引进企业高级人才到校任教,同时,学校派青年教师下到企业学习至少1年时间。见图1。
1.教材建设
“电能优化技术”被校区列为重点课程建设,建设内容包括与企业合作共同编写讲义,进一步编写教材,努力将“电能优化技术”打造精品课程。该课程内容主要包括电能质量:电压、谐波、三相不平衡、功率因数等;电源优化;配网优化;电能质量优化;电能轨迹优化;电能检测技术等。
“电能需求侧管理”已经编写成讲义,并投入教学使用,主要内容涉及电力系统、智能电网、供电技术、需求侧管理、DSM平台使用、电能系统构建等。
2.师资队伍建设
依托中国电能服务网(苏州太谷电力有限公司)和智能电力研究院(清华大学韩英铎院士领衔的科研团队),共同培养“双师型”教师。校区派青年教师去企业学习1年,参与企业的科研和工程实践,这样教师有了实际的工程背景,在讲授理论课程时,将理论与实践相结合,学生听课才会感兴趣,不会显得课程枯燥无味。
智能电力研究院坐落在校区,与学院有紧密合作关系,长期邀请清华大学的教授给学生做学术讲座,同时教师和部分优秀学生也参于研究院的科研项目。
3.电能管理实验室建设
为了实现工程教育,必须将工程实践教育贯穿于整个教学环节。由于企业拥有强大的经济基础、科研能力以及工程实践背景,学校与企业深度合作,共建实验室,为学生提供工程教育模式的实践教学平台。
校区与太谷电力共同建设“电能管理实验室”,使用“中国电能服务网”平台。该平台功能包括以下5个模块:电能在线模块、用电分析模块、辅助决策模块、有序用电模块和系统工具箱模块。
为了能采集电能数据,通过电能监测仪、电流互感器、服务器等器件,利用RS48总线和以太网,可以采集和监测的数据包括:监测电力指标,包括相电压、线电压、相电流、线电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等;电量指标,包括有功电量、有功电度、无功电量、无功电度等;质量指标,包括谐波电压、谐波电流、三相不平衡度、电压偏差、频率偏差、零线电流等。同时,还能通过温度传感器采集壳体的温度。
通过此DSM平台,学生能够清楚的了解电能的输入、传输、消耗的全过程。
4.网络教学平台建设
本专业目前共有6门课程,包括“电路”、“数电”、“电力电子技术”、“电能优化技术”、“微机原理与接口技术”、“单片机原理及技术”等课程实现网络教学,网络学堂包括教学课件、电子教案、教学大纲、习题、教学案例、在线答疑、师生互动等,教学资料丰富。
5.工程实践能力培养
工程实践能力是学校人才培养的终极目标,学校和企业各有强项,优势互补,将学校的人才培养方案与企业的用人需求紧密结合,企业积极参与人才培养方案的研讨和制定,实践环节的教学以及教材的建设等。企业的科研项目与学校的实践教学相结合,实践教学实现学校企业双导师制。
由太谷电力有限公司挑选经验丰富的高级工程师兼任“电能管理”专业方向工程实践培养指导教师,每周安排2学时,总计32学时的工程实践课程。
另外在第8学期安排学生去企业顶岗实习6个月,并将在今后逐渐扩至1年,达到“卓越工程师”计划培养方案的“3+1”模式,即3年在学校学习理论知识,1年在企业顶岗实习。实习期间要求学生现场安装与调试,并参与企业应用设计。
通过实习,学生对工程项目比较熟悉,将在企业里根据实际工程项目完成本科毕业设计。
6.联合培训“电能管理师”
目前,社会上急缺电能管理师,每年的用电高峰期,政府为了完成减排任务,都要求企业“拉闸限电”,对企业造成了比较大的损失。企业内部的电工紧紧是会用电,但是不能根据企业实际情况,优化企业内部电网,降低电能。因此,校区教师和太谷电力合作共同培训“电能管理师”。
四、结束语
目前,全国大约200多所院校设置电气工程及其自动化专业,甚至一些以文科见长的综合型大学也在办此专业。[5]对于本科院校异地新建校区,如果电气工程及其自动化这样宽口径的电类大专业,没有形成自己鲜明的专业特色,很难与其他老牌院校的此专业相比,这样不利于服务地方经济和学生就业等。
因此,设置电气工程及其自动化专业电能管理方向,在响应国家节能减排、培养“卓越工程师”计划、大力发展智能电网等方面都具有积极的意义。
参考文献:
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关键词:电气工程及其自动化;实践教学体系;教学改革
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)05-0256-01
电气工程及其自动化专业在我国已经有100余年的办学历史,是一门实践性很强的学科,学生需进行大量的实践活动,才能培养其动手、创新等专业综合能力。要使学生在四年短暂的时间内,将所学理论知识转换为实际工作能力,必须十分强调实践能力的培养和训练。因此,实践教学体系至关重要,必须高度重视。
1 电气工程及其自动化专业实践教学体系现状
1.1 第一课堂实践教学体系现状
第一课堂实践教学内容是整个实践教学体系的基础。在电气工程及其自动化专业本科人才培养计划中,课程设置注重实验课程的比例,专业实验有验证性、设计性、综合性实验。
目前开设的课程实验教学学分数占总学分的12%,现有两个专业实验室,分别是电气控制与继电保护实验室、电力电子与电机拖动实验室。所配实验装置配备完善、设备先进,能满足本科课程所开设的实验,实验开出率达到85%。
专业实验(实践)教学由长期稳定的校外实习基地担任,目前与四川省电力公司下属的2个实训基地签署了校企合作协议。校外实习基地设施齐全,基本能满足学生参观、检修、生产运行实习的需要。
毕业论文(设计)是培养学生应用所学的专业知识解决实际工程应用的综合能力的一门实践教学课程,其学分数占总学分的9%。大多数任课教师能够根据实际工程选择多个论文(设计)题目,基本能满足学生的需要。
这一课堂通过理论、实践两种教学方式的相辅相成,培养了学生的专业基本技能。
1.2 第二课堂实践教学体系现状
第二课堂实践教学内容是整个实践教学体系的提高和有益补充部分。电气工程及其自动化专业本科人才培养计划中,注重开放性实验、学生参与教师科研、学术讲座、科技竞赛、社会实践活动等实践教学活动。
电力系统继电保护、电力电子技术等课程是电气工程及其自动化专业学生的必修课程,为了配合课堂教学,使所学理论知识与实际紧密结合,培养学生的实际运用知识的能力,本专业对实验室进行了合理的时间和项目上的开放式管理。将科研和专业实验教学有机结合,提供一定的开放实验选题,培养学生的研究兴趣、科研素质和创新能力,并鼓励学生参与教师的科研项目研究和工程实践。
近年来,学校一直非常重视学生的实践能力和创新能力的培养。组织学生积极参加各项科技活动,积极有效地推动学生各具特色的科技文化活动的开展;并且开展力度大,种类多,学生参与面广;取得了显著的效果和优异的成绩,培养了学生创新精神和实践能力。
丰富多彩的学术讲座有利于培养学生的专业兴趣,拓宽学生的知识面。一方面聘请校外专家和学者来校开展学术交流活动,另一方面积极在校内开展专业教师的学术研讨,带动了学生的学习兴趣,获得了学生一致好评。
显然,第二课堂的实践教学在第一课堂的实践教学的基础上培养了学生的专业综合能力。
2 电气工程及其自动化专业实践教学体系中存在的问题
近年来学校发展迅速,招生规模和专业数量都有了快速增长。电气工程及其自动化专业作为新办专业,在实践教学体系构建上仍然处于摸索阶段,存在着诸多方面的不足:
(1)实验教学体系。
实验是实践教学体系的重要部分。传统的实验教学手段简单,实验教学效果不理想,达不到培养学生独立思考和创新能力的目的;实验项目与实际工程存在部分脱节;实验师资队伍建设力度不足等问题。
(2)校内外实习及实践基地建设。
培养高级专门工程应用人才必须有良好的硬件设施和条件,也是形成应用型特色的物质基础。
3 电气工程及其自动化专业实践教学体系改革思路
3.1 第一课堂实践教学体系改革思路
为了更科学的设置实践教学体系,在原有第一课堂实践教学环节的基础上进行深入研究,并结合“电气工程及其自动化专业应用型人才培养方案改革与实践”教改研究项目的进行,拟从实验师资队伍、课程体系改革、实验体系改革等方面完善第一课堂实践教学体系的建设。
继续实施学校高层次人才引进办法,在中青年实验师资骨干、高学历青年人才引进上有较大进展,创造条件在现有师资队伍中培养“双师型”骨干教师。
学校拟对课程体系进行深入研究与改革,现已启动“电力电子课程体系的改革与实践”教改研究项目。
实验教学体系拟从两个层次进行改革。第一层次为基础理论与操作技能,培养学生的基本实验技能和理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。基础课、专业基础课和专业课实验要改变以验证性实验为主的局面,逐步减少这类实验的比例,增加设计性、综合性实验。第二层次为科学技术研究与创新实践,为高年级学有余力的优秀学生提供一个综合设计、开发研究的环境,鼓励学生自主选题,从而培养学生的创新意识与创新能力。
3.2 第二课堂实践教学体系改革思路
电气工程及其自动化专业实践教学体系在学校运行取得了一定的成绩,今后除继续巩固已取得的成绩外,拟在金工实习基地建设、校外实训实习基地建设等方面完善第二课堂实践教学体系的建设。
金工实习是工科类专业学生必不可少的实践性教学环节。为了适应学科发展和社会需求,将筹建适用范围广的金工实习基地,满足电气工程及其自动化专业人才培养的需要,提高学生的实际动手能力。
在专业实习方面,与已有的担任实践教学任务的校外实习基地保持良好联系的基础上,积极寻找与电气工程及其自动化专业实践教学环节相符合的校外实习基地,保证完成实践教学任务,使学生的工程实践能力真正得到培养。
总之,在巩固现有实践教学体系取得的成绩基础上,按以上第一、第二课堂实践教学体系改革思路进行改革,将会逐步建立起科学合理的实践教学体系,提高电气工程及其自动化专业的教学质量和在社会上的声誉。
参考文献
[1]有关电气工程及其自动化专业实践教学体系的汇报[J].成都信息工程学院控制工程系,2007.
[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),2005,1.
关键词:电气工程及其自动化 专业 简介 发展
正是因为电气工程的发展,才有今天庞大的电力工业,人类才不可逆转地进入伟大的电气化时代。人类发展到任何时候也离不开能源,而能源是人类永恒的研究对象,而电能是利用最为方便的能源形式,以电能为研究对象的电气工程及其自动化专业有着十分强大的生命力。
一、专业内容介绍
电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术、机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科。电气工程及其自动化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。电气工程及其自动化专业的基础性也决定了它具有很强的学科交叉和融合能力。
培养要求:该专业培养能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的“高素质、强能力、应用型”高级工程技术人才。学生主要学习电工技术、电子技术、信息控制、计算机技术等方面较宽广的工程技术基础和一定的专业知识。本专业主要特点是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件结合、元件与系统结合,学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力。
主干学科:电气工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。
主要课程:电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论等。
电气工程一般分为电力系统和应用电子(也就是电力电子)。
二、专业发展前景
电气工程学科涉及工业、农业、交通运输、国防及人民生活等各领域,与电子科学与技术、计算机科学与技术、控制科学与工程、信息与通信工程、环境科学与工程、生物医学等学科交叉渗透,拓宽了电气工程学科的内涵与外延。随着科技的发展,电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化。电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合。例如“电气工程”和“电子技术”以及“控制科学”交叉融合产生了“电力电子技术”; “电气工程”与“材料科学”的交叉融合产生了“超导电工技术”和“纳米电工技术”; “ 电气工程”与“机械工程”及“计算机学科” 的交叉融合产生了“机电一体化”新学科,已形成了以“机械”为主体、电气工程和计算机控制为技术核心、“机械+电气+计算机”的有机融合,“机电一体化”技术实际上就是电气自动化技术高度发展的一个阶段的必然产物,它是电气自动化领域中机械技术与电子技术有机结合的一种高新技术,也可以说隶属于“电气工程及其自动化”的专业范畴。随着科学技术的高速发展,电力成为国民经济中重要的生产资料及人民生活中必不可少的生活资料。当今,电气化水平的提高使得各种经济活动都离不开电(用油的交通工具除外),我国电能占终端能源消费的比重已接近20%,高于世界平均水平。我国的电气化水平也决定了电力数据具有大范围的覆盖性。有专家表示,电力工业的发展方向是智能电力系统,或者是坚强智能电网或者是智能电网。智能电力系统是实现电力工业发展价值特征的最有效途径,也是现代电力工业的发展方向,发展智能电力系统能够确保更安全、更经济、更绿色、更和谐,同时智能电力系统是一个广义的坚强智能电网,能够有效地破解未来发展的挑战。
三、专业应用与就业方向
电气工程及其自动化的几个方向:
电力系统、电气技术、应用电子技术、高电压与绝缘技术、电机电器及其控制
1.电力系统方向
电力系统专业方向是电气工程及其自动化专业中最具有优势和特色的专业方向,为国家级一类特色专业的重要组成部分,主要培养从事高压电器设备设计、制造和运行维护等方面的高级工程技术人才。该专业方向依托电气工程一级博士学位授权学科和博士后科研流动站,覆盖了高电压与绝缘技术和电介质工程2个二级博士、硕士学位授权学科,电力系统为国家级重点学科。同时,该专业方向设置高电压绝缘技术和电气绝缘与电缆两个专业模块。
就业方向:可在电力设备制造行业从事高电压设备的设计、开发、生产和管理等工作,可在电力系统从事高压设备的运行维护方面的技术工作和管理工作,就业于电业局、供电局、发电厂,也可在科研院所从事教学和科研工作。
2.电气技术方向
电气技术是电气工程及其自动化专业的一个方向。该专业是重点专业,具有电气工程一级学位博士学位授予权,电气工程领域拥有博士后流动站,在高电压与绝缘技术、电机与电气和电力电子与电力信息处理学科具有工学硕士授予权。
就业方向:电气技术方向主要培养电气测量与控制技术方面的高级电气工程技术人才,从事电参量和磁参信息获取与处理技术研究工作,以及电气技术自动化控制领域的装置与系统的设计开发与应用研究工作。学位获得后,可在电气工程技术领域的企业、承担理论研究、技术开发、运行管理等技术工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
3.电机与电气方向
电机与电气学科在一体化电机的理论与技术方面,主要研究了步进电机、无刷直流电机、感应同步器等。在电机的电力电子驱动技术方面,研究了电动车、电机驱动系统的结构与控制策略,变频电源谐波抑制技术。在高环境、高可靠电机与电器方面,研究了高环境电器可靠性理论与技术航天电器的理论与技术、卫星姿控用飞轮的可靠性设计。在新型电磁机构的理论与应用方面,研究了特种电机、磁性流体密封、旋转轴的在线平衡、电磁成型技术。其中在步进电机和无刷直流电机等特种电机及航天电器方面具有较大的影响。
就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事电子领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
4.应用电子技术方向
应用电子技术方向是电气工程及其自动化专业的一个特色专业方向,特点是电气与电子兼备,电力电子与信息电子相融。培养从事电气工程、电子技术、电力电子技术、自动控制、信号变换与处理等方面工作的宽口径、复合型高级工程技术人才。
就业方向:可在电力、电子、通信、机械、交通、建筑等行业从事应用电子技术领域的研究、设计、开发、运行及管理等工作,也可以在研究机构和高等学校从事研究与教学工作。
关键词:电气工程及其自动化;电气装备;课程体系
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0160-02
一、引言
平顶山学院的电气工程及其自动化专业为省级特色专业、河南省普通高等学校本科工程教育人才培养模式改革试点专业,所属的电气工程学科为校级重点学科。该专业多年来服务于平顶山地区的经济发展,培养区域经济发展所需要的电气类专业人才。紧紧围绕平顶山市重点发展装备制造业的战略部署,2013年,平顶山学院下发了《关于学科专业群的建设意见》,明确提出重点建设电气信息类专业群。电气信息类专业群的发展目标定位:建设服务于智能电力设备行业产业发展需要,富有地方特色的、优势突出的应用型专业群;服务面向定位:立足平顶山,面向河南,对接智能电力设备行业产业,为区域经济社会发展服务。2014年,学校将电气信息类专业群中的电气工程及其自动化、软件工程、物联网工程3个专业列入首批转型试点,电气工程及其自动化负责培养智能电力装备的本体及硬件设计开发所需要的应用型人才。为此,电气工程及其自动化专业的电气装备方向面临着前所未有的机遇和挑战。
课程体系的开设是培养人才的基础。目前,我校电气工程及其自动化专业的课程设置都是根据学科知识结构的内在逻辑来展开的,强调学科知识的系统性和完整性,强调全面掌握学科领域知识,忽视知识的实用性,整个课程体系学术性很强,技能性缺乏。课程设置几届甚至更长时间都固定不变,没有结合当今科技与社会经济发展的实际,只满足于课堂教学,给学生提供动手的机会很少,缺乏应有的灵活性,不能根据学生的需求采用不同的技能训练模式。虽然有毕业实习、金工实习、电工实训、电子技术课程设计、专业综合课程设计,但持续学习时间短,学生未能真正深入进去,专业见习更是走马观花,学生纯粹是看热闹,没有任何实质性学习。因此,教学效果不够理想,对于学生的实践动手能力的提高帮助有限。在科学技术日新月异、知识不断更新的时代,这种课程体系无法应对新形势的挑战。
为满足专业群建设的需要,培养应用型人才,平顶山学院电气工程及其自动化专业在整合现有资源的基础上,在实践中开展多维调研与深度探究,积极构建电气装备方向的全新的课程体系。
二、构建电气装备方向课程新体系
通过到国内知名高校和平顶山地区的电力装备制造企业进行调研以及对毕业生的跟踪调查,得到企业对电气工程及其自动化专业的毕业生的知识结构、能力素质的要求,从理论教学环节和实践教学环节构建了电气装备方向的新的课程体系。
1.构建理论课程新体系。根据电气工程及其自动化专业培养目标定位和专业应用型人才的知识结构要求,理论教学环节设置了通识必修课、学科基础课、专业必修课和专业选修课。(1)通识必修课。通识必修课按照素质教育的理念,强调德、智、体、美相互渗透,设置的课程有:思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学英语、大学体育。学生通过通识必修课的学习,获得必要的价值分析、探究方式与能力的训练,形成合理的思维方式和准确的观察判断能力以及清晰的沟通表达能力。(2)学科基础课。学科基础课课程的设置是针对电气信息类专业群所必需的知识和基础,注意培养学生的基本素质,着眼于学生的可持续发展,着眼于为学生继续学习打基础,使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。设置的课程有:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术。(3)专业必修课。我校电气工程及其自动化专业设立了“电气装备”和“电气控制”两个专业方向,专业必修课是这两个方向必修的课程,主要培养学生的基本专业技术和能力,使学生系统掌握电气工程的基础理论、基本知识。设置的课程有:电机学、电力电子技术、电气控制及PLC技术、自动控制原理、电力工程基础、单片机原理及应用、MATLAB在电气工程中的应用、自动检测技术、专业英语。(4)专业选修课。专业选修课是针对专业方向的需要安排的课程,根据应用型人才培养的要求以及课程的前后逻辑关系,按照“有用、可用、管用”的原则,根据“电气装备”方向的特点,精心设置了“电气装备”方向的课程:电气CAD基础、机械设计基础、高电压技术、电器学、高压电器、电气装备的计算机控制技术、智能电器、电气新技术讲座。学生必须完整修完自己专业方向的课程,其他专业方向的课程可作为个性课程选修。另外,为高年级学生开设电气新技术讲座,聘请企业教授级高工、知名大学教授开讲座,介绍学科研究热点、发展趋势,使学生了解学科发展的最新动态。
2.构建实践课程新体系。据行业和企业专家的要求,结合专业群内现有人才培养资源,电气工程及其自动化专业电气装备方向实行校企联合培养和“3+1”人才培养模式。前3年在学校培养,注重人文,强化基础,着重培养“自主学习、主动实践、实学创新”的意识和能力;第4年进入合作企业,以企业为主,开展校企联动的工程实践教育,参与项目实训和毕业设计,从而培养学生的工程实践能力、运用专业知识解决实际问题的能力,熟悉工程项目的基本流程、过程管理及业务规范等方面的知识,培养团队合作精神和创新意识。为此,在实践课程新体系中,设置了独立实验课、集中实践课、第二课堂。(1)独立实验课。减少验证性实验,增加研究性、设计性、综合性实验,尽可能模拟电气工作的现实环境,在实验中分配给学生一定的工作任务,学生得以找到宝贵的机会将所学知识提前应用到未来的工作中,达到真正提升学生素质和能力的目的。设置的独立实验课程有:大学物理实验、电路分析实验、电子技术实验、电机学实验、电器学实验。其中,电路分析实验、电机学实验、电器学实验等利用项目来进行教学,寻求的是以学生在课题和项目完成的过程中来自主形成电气专业知识体系,综合培养学生的知识、技能和工作的态度等。(2)集中实践课。包括校内集中实践和企业实践两部分。校内集中实践强化基于项目的科学研究和工程实践训练,设置的环节有:军训、金工实习、电子技术课程设计、电气测量实训、电机控制实训、电子技术课程设计、电力电子课程设计、电力工程课程设计、PLC课程设计。企业实践,包括企业认知实习、企业专业实习和毕业设计等3个环节。①企业认知实习。这主要锻炼学生综合运用所学的科学理论方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力,培养学生的创新意识和进行产品开发与设计、技术改造与创新的初步能力。以《电力工程基础》课程为例,该课程要求学生通过学习掌握供配电系统的结构及运行的基本知识,为达到上述要求,首先带领学生到几家不同企业进行参观,了解供配电系统的线路及设备,让学生总结各企业供配电网络的特点,然后回到学校学习相关理论知识,在学校进行基本知识的学习后,再到企业去参观实习,找出存在的问题并改进。②企业专业实习。目的是使学生了解和掌握本专业基本的生产实际知识及本专业的科技发展水平和方向;验证、巩固和丰富所学过的专业知识,培养学生在生产实际中发现问题、分析问题和解决问题的能力。这主要采用以下方式:参加企业技术培训、担任技术员助理、施工员助理、项目经理助理等。在上述多个岗位中,每个学生侧重1个岗位,实际工作不少于2~3个月,以保证学生对相关岗位有足够的认识和感受,能够了解其中的精髓。③毕业设计。采用校内指导教师作为主导师、企业副高级以上职称人员作副导师共同指导的方式,主要解决企业生产实际中遇到的问题,培养学生的创新意识和独立工作的能力,使学生提前熟悉工程环境,为培养适合企业实际工程应用能力的人才打下基础。(3)第二课堂。学生在大二、大三时通过进一步培训就可以参加AutoCAD绘图竞赛、电机控制竞赛、PLC程序设计竞赛、单片机编程竞赛、MATLAB程序设计竞赛、电子设计大赛、大学生科技创新、创业活动等实践;在暑假、寒假期间,安排一些学生到实践教学基地和相关企业实习;鼓励学生到我校的供配电实训室和高压智能开关工程技术研究中心进行开放实验;请大公司的工程师来做讲座、工程培训,缩短毕业生进入企业的适应期,节省企业培训成本和时间。第二课堂不但能提高学生的实践能力、表达交流能力、自主学习能力、自我管理能力等,还可培养学生的工程意识、团队合作意识。
三、结束语
课程体系的构建只是专业群建设的开端,该课程体系的顺利实施还要依赖实践教学平台的建设和“双师型”师资队伍的建设等一系列具体举措。在校、院两级领导的推动下,实践教学平台和“双师型”师资队伍的建设已初具成效,相信在不久的将来,我院电气装备方向将会对平顶山乃至全国的电力装备行业输送大量优秀人才。
参考文献:
[1]刘伯鸿,李国宁,等.构建铁路特色专业课程新体系 提高人才培养质量[J].自动化与仪器仪表,2013,(4):218-219.
[2]刘顺新,黄文力.电气工程及其自动化专业的课程设置与选修[J].中国电力教育,2011,(3):185-186.
[关键词]应用型本科电气工程实践教学
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120183-01
一、新时期本科电气工程及其自动化专业人才培养目标定位
目前,许多工科大学都开设电气工程及其自动化专业,从专业的定位设置及学生的就业来讲,电气工程及其自动化专业是属于应用型专业,应用型本科教育的任务是培养面向生产、工程、管理和服务等一线的高级应用型专门人才,它既不是基于技能的职业型教育,也不是基于理论的研究型教育,而是培养介于技能应用型和工程研究型之间的工程应用型人才。我校基于这样的培养目标,确定我校电气工程及其自动化专业建设目标,围绕“重基础、宽口径、强实践、擅应用”的应用型人才培养目标,通过加强师资队伍建设和实验室建设,加强产学合作,将其建成具有特色明显的应用型工程技术专业,培养具有较强实践能力和创新精神的应用型高级工程技术人才。
二、实践教学在电气工程专业人才培养中的重要性
应用型本科实践教学必须是专业技术应用能力和专业技术理论有机的结合。电气工程及其自动化的岗位群是具有较高科技含量的设计部门及相关企业。因此,针对为高科技部门、技术密集产业培养的高级技术应用型人才,故要求既具有一定的基础知识理论、又具有较高的综合素质、同时还具有较强的实践能力和适应性,而且还具有一定创新潜力的技术和技术开发能力,具备解决工程实际问题能力的现场工程师。因此,要培养学生具有上述能力,离开实践教学或者是实践教学不足都是想像,除此之外,实践教学在培养过程中还可进一步拓宽专业面和知识面,加强学生创新能力和实际工作能力的培养,就业后能很好实现后续发展。
三、我校电气工程及其自动化专业学科特色
我校过去是属于铁路高校,2000年后归到甘肃省管理,我校电气工程及其自动化专业学生主要是为铁路培养,电气化铁路及相关供电是具有鲜名特色的,尤其是电气化铁路与其它供电相比是有比较大的差别的。目前铁路处于一个跨越式大发展时期,需要大量具有一定的电气化铁路基础知识理论、又具有较高的综合素质、同时还具有较强的实践能力和解决工程实际问题能力的毕业生,这也就促使我校电气工程专业必须主要面向铁路,制定具有电气化铁路特色的电气工程及其自动化相关教学计划和相关的实践性教学环节。
四、目前大都数工科电气工程专业实践教学出现的问题
目前工科院校人才培养计划中的实践教学环节一般都有随课的实验教学、课程设计、毕业实习和毕业设计。这些实践教学环节大多为具体的理论课程服务,没有形成体系,整体优化程度低,模式比较单一,综合性实践教学环节较缺乏;部分实践教学的培养目标不明确或教学内容与培养目标脱节;设计性的实践教学大多停留在书本上、图纸上,而结合工程实际的内容较少,实施性差;针对实际应用的实践环节对象陈旧,脱离实际;学生一般处于被动学习状态,创造性难以得到发挥等。
五、我校电气工程实践教学的实施方案
(一)实验教学
对于基础实验,对于二、三年级学生,主要利用短学期的有效时间开放实验室,开设设计型实验,一门课一般为两个设计型实验,并鼓励写出实验型小论文。逐步提高学生动手、分析总结的综合实验能力。第四年,进入专业方向训练后,专业课程实验通过实验室和生产现场实验(实习)相结合的方式进行,以便使同学更好地联系生产实际。
(二)各类实习
电气工程专业实习类型有:工艺实习、专业实习、顶岗实习。
1.工艺实习形式有:金工实习、电子工艺实习、电子仪表组装、电子元器件市场调研与自主设计、EDA综合实验、常用电力测试仪表应用等内容。通过各类实习要求学生能够熟练使用电气作业现场经常使用的各类电力测试仪器、仪表,并能够进行若干常规测试,为后面的生产实习和毕业设计打下实践基础。
2.我校电气工程专业实习包括认识(参观)实习和生产实习两部分。参观实习主要是到兰州供电局下属变电站、兰州铁路局供电段、兰西机务段等单位参观地方和铁路供电部门的生产调度、设备运行、检修维护等项目;生产实习主要是到兰州铁路局职工培训站进行牵引供电、接触网等项目的实际操作和演练、使学生真正参与到生产实际中来提高自己的实践能力。通过专业实习,使学生对自己所学的专业有了一个全新的认识,甚至可以找到自己今后的就业方向和发展道路。
3.顶岗实习,顶岗实践教学环节与其它实践环节不同。其一是所处学习阶段特别,执行时间一定要在学生已学完公共基础课、专业基础课,而专业课已开设一段时间后,通常安排在第七学期。其二是教学环境特别,执行场所一定要在专业对口的企业进行,学生在工作岗位上与工程技术人员或工人一起工作、学习,真实地进行工程综合能力训练。其三是学习目的特别,执行的目的一定是针对实际工作对象解决实际问题,面对的是立体的事物、交叉的技术,而不是平面的、单一理论上的问题。因此,顶岗实践教学的教学形式、内容、方法和手段都要进行相应的改革。顶岗实践教学的总体思路是:根据人才培养目标要求,以实践技能训练为手段,充分利用社会资源,结合理论知识,培养学生的工程综合素质和创新能力,以达到学以致用的目的。学校应与企业建立长期互利的合作关系。学校在企业创建实习基地,签订长期产学合作的协议,一方面企业为学校提供顶岗实习基地,委派有经验、能胜任的工程技术人员或高级技术工人给学生集中讲课,指导学生现场操作,形成良好的“师徒”关系。另一方面,学校为企业提供强大的技术支持,帮助企业解决生产中的技术攻关课题。再一方面,企业可以在实习的学生中择优挑选满意的学生作为企业的后备人才,提高了学校的一次就业率,同时也提高了企业的知名度。我校在各企业都建有实习基地,针对学生所学专业方向的不同,把学生分散到铁路供电站段,采用岗位轮换的办法,安排学生从事技术、管理、生产等不同的工作岗位,按每个岗位的性质不同,定期轮换,在指导教师的指导下参与实际工作,提高动手能力和解决实际问题的能力,实现真正意义上的顶岗。在生产过程中与企业技术人员沟通交流,再对照书本上讲过的理论知识,从理论到实际,从浅到深,从表面到内涵,从知其然不知其所以然到完全理解,学生从真正意义上掌握了所学知识,学以致用。
(三)专业课程设计与毕业设计
1.课程设计。其基本思路是通过一个开放式的综合性课程设计,使学生得到一次系统化的综合应用的实践锻炼。针对电气工程类专业,具体想法是:将电子技术、电机学、电力电子技术、自动控制理论、电力传动与控制技术、电力牵引供变电技术、EDA技术、接触网技术、机械基础、建筑电气等课程联系起来,以电气工程专业大学生创新实践基地为实训场地,开设以工程实际为背景的设计题目。将构思、方案设计、功能设计、评价设计、系统调试进行一条龙训练,要求学生针对某一选题,4~5人为一个小组,在教师提供的开放式平台的基础上进行自主设计,独立实践。
2.毕业设计。毕业设计是对学生实践创新能力的检验。电气工程专业是一个实践性很强的专业,根据实际情况毕业设计分为三类:
第一类是学生的全部毕业设均在校内完成,选题由指导教师确定,实验室和机房为其开放;第二类是学生在毕业设计前期到相关企业或将来的工作单位实习,四月底回学校完成剩余内容。选题可以自定,也可以是企业的相课题;第三类是学生的整个毕业设计全部在企业完成,选题必须是企业的相关课题,但毕业答辩必须回校完成。
学生可根据自己的实际情况自愿选择相应种类的毕业设计,实践证明,通过毕业设计可极大地提高学生的实践创新能力,同时也是对其实践创新能力的综合检验。
六、实践教学的实施效果
通过上述实践教学后培养出来的学生,用人单位普遍反映:(1)学生的综合素质明显提高。(2)竞争意识、质量意识、创新意识明显提升。(3)自信心明显增强。经过各个岗位的轮换后,学生还清楚地了解到自己真正适合什么样的工作,毕业时有目的地寻找适合自己的工作岗位,明确了自己奋斗的目标,最大程度地实现自我价值。我校电气工程及自动化专业的学生就业率几年来一直将近100%。
应用型本科院校毕业生在实践教学环节中的收获不仅体现在专业知识的拓展、专业技能的提高上,而且还塑造出了胆大心细,不迷信书本,实践出真知的创新意识。在人际方面,毕业生还充分认识到与人为善、尊重他人、宽容的为人之道。
参考文献:
[1]夏建国、刘晓保,应用型本科教育:背景与实质[J].高等工程教育研究,2007,(3).
[2]倪伟、马从国,电气信息类专业应用型本科人才培养模式的探索[J].中国电气教育,2007,(11).
[3]樊立萍,电气工程及其自动化专业实践教学体系构建及分析[J].中国电力教育,2008,(5).
1 电气工程及其自动化专业实践教学体系现状
1.1 第一课堂实践教学体系现状
第一课堂实践教学内容是整个实践教学体系的基础。在电气工程及其自动化专业本科人才培养计划中,课程设置注重实验课程的比例,专业实验有验证性、设计性、综合性实验。
目前开设的课程实验教学学分数占总学分的12%,现有的专业实验室分别是电气控制与继电保护实验室、电力电子与电机拖动实验室。所配实验装置配备完善、设备先进,能满足本科课程所开设的实验,实验开出率达到85%。
专业实验(实践)教学由长期稳定的校外实习基地担任,校外实习基地设施齐全,基本能满足学生参观、检修、生产运行实习的需要。
毕业设计是培养学生应用所学的专业知识解决实际工程应用的综合能力的一门实践教学课程,其学分数占总学分的9%。大多数任课教师能够根据实际工程选择多个设计题目,基本能满足学生的需要。
这一课堂通过理论、实践两种教学方式的相辅相成,培养了学生的专业基本技能。
1.2 第二课堂实践教学体系现状
第二课堂实践教学内容是整个实践教学体系的提高和有益补充部分。电气工程及其自动化专业本科人才培养计划中,注重开放性实验、学生参与教师科研、学术讲座、科技竞赛、社会实践活动等实践教学活动。
电力系统继电保护、电力电子技术等课程是电气工程及其自动化专业学生的必修课程,为了配合课堂教学,使所学理论知识与实际紧密结合,培养学生的实际运用知识的能力,本专业对实验室进行了合理的时间和项目上的开放式管理。将科研和专业实验教学有机结合,提供一定的开放实验选题,培养学生的研究兴趣、科研素质和创新能力,并鼓励学生参与教师的科研项目研究和工程实践。
近年来,学校一直非常重视学生的实践能力和创新能力的培养。组织学生积极参加各项科技活动,积极有效地推动学生各具特色的科技文化活动的开展;并且开展力度大,种类多,学生参与面广;取得了显著的效果和优异的成绩,培养了学生创新精神和实践能力。
丰富多彩的学术讲座有利于培养学生的专业兴趣,拓宽学生的知识面。一方面聘请校外专家和学者来校开展学术交流活动,另一方面积极在校内开展专业教师的学术研讨,带动了学生的学习兴趣,获得了学生一致好评。
显然,第二课堂的实践教学在第一课堂的实践教学的基础上培养了学生的专业综合能力。
2 电气工程及其自动化专业实践教学体系中存在的问题
近年来学校发展迅速,招生规模和专业数量都有了快速增长。电气工程及其自动化专业作为新办专业,在实践教学体系构建上仍然处于摸索阶段,存在着诸多方面的不足:
(1)实验教学体系。
实验是实践教学体系的重要部分。传统的实验教学手段简单,实验教学效果不理想,达不到培养学生独立思考和创新能力的目的;实验项目与实际工程存在部分脱节;实验师资队伍建设力度不足等问题。
(2)校内外实习及实践基地建设。
培养高级专门工程应用人才必须有良好的硬件设施和条件,也是形成应用型特色的物质基础。
3 电气工程及其自动化专业实践教学体系改革思路
3.1 第一课堂实践教学体系改革思路
为了更科学的设置实践教学体系,在原有第一课堂实践教学环节的基础上进行深入研究,并结合“电气工程及其自动化专业应用型人才培养方案改革与实践”教改研究项目的进行,拟从实验师资队伍、课程体系改革、实验体系改革等方面完善第一课堂实践教学体系的建设。
继续实施学校高层次人才引进办法,在中青年实验师资骨干、高学历青年人才引进上有较大进展,创造条件在现有师资队伍中培养“双师型”骨干教师。
学校拟对课程体系进行深入研究与改革,现已启动“电力电子课程体系的改革与实践”教改研究项目。
实验教学体系拟从两个层次进行改革。第一层次为基础理论与操作技能,培养学生的基本实验技能和理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。基础课、专业基础课和专业课实验要改变以验证性实验为主的局面,逐步减少这类实验的比例,增加设计性、综合性实验。第二层次为科学技术研究与创新实践,为高年级学有余力的优秀学生提供一个综合设计、开发研究的环境,鼓励学生自主选题,从而培养学生的创新意识与创新能力。
3.2 第二课堂实践教学体系改革思路
电气工程及其自动化专业实践教学体系在学校运行取得了一定的成绩,今后除继续巩固已取得的成绩外,拟在金工实习基地建设、校外实训实习基地建设等方面完善第二课堂实践教学体系的建设。
金工实习是工科类专业学生必不可少的实践性教学环节。为了适应学科发展和社会需求,将筹建适用范围广的金工实习基地,满足电气工程及其自动化专业人才培养的需要,提高学生的实际动手能力。
随着社会各界对电气工程及其自动化专业人才的需要,要更加注重对人才培养模式的研究,要突出学生职业素质教育培育,尤其是学生的实践能力和创新精神,加大教学培育创新力度,以适应社会的需要。本文结合工作实践,对电气工程及其自动化专业建设与人才培养模式进行研究了探索研究。
关键词:
电气工程;自动化;人才培养
目前,随着社会的不断发展,电气工程及其自动化专业人才培养越来越需要加强。要根据社会经济发展,结合当前工作社会的需求,认真研究分析教育培养中存在的缺点,积极探索教学模式创新,突出学生职业素质、实践能力和创新精神培养,大力培养学生成为高级工程技术人才和管理人才。
1要树立创新理念,在多元化培养模式上求突破
在制订培养计划时,我们要根据专业的新发展和新要求,以如何发挥特色专业优势为中心,加大培养电气创新人才的力度,注重优化重构人才培养方案,在探索多元人才培养模式求突破,努力构建创新教育体系。在优化教学课目内容时,要优化原有的培养计划,将计算机、电子自动控制等新兴技术的应用,重视与行业企业共同开发新课题。我们就要集中精力,组织力量编写一批反映专业特色的教材及生产实际的特色教材,以满足课程建设的需要。在改革课程教学内容和优化课程体系过程中,要要加大对传统专业的更新改造力度,注重加强新形势下特色专业建设的探索与实践,突显目前我们不断倡导的产、学、研一体化的办学优势,不断创建电气工程人才培养新模式。在教学实践中,要断鼓励学生参与到实践中去。在实践中,我们的学生要完成教学目标,既要拥有本专业各种知识,还要自学其他的很多其它知识,这就需要学生积极参与到实践教学改革中,这样不仅有助于提高大学生的自学和创新能力,更对学生的实践动手能力,更能锻炼学生的实践动手能力,进一步促使学生综合应用能力的提高,还不断优化他们的智力结构。在实践中,参与设备开发的学生分别负责不同内容,既要注重团结协作;更要通盘考虑,整体设计。因此,实践教学内容及教学模式的改革,对于培养学生的团结协作的精神是大有裨益的。实践教学改革的成果可用于相同设备及类似设备的二次开发,具有一定推广价值;提高了实验设备的功能和现代化程度,拓宽实验设备的应用范围,开发后的实验装置不仅能用于教学任务,还可用于科学研究。可避免设备过早淘汰,具有一定的经济效益。
2要依托学科优势,要注重特色专业建设上下功夫
依托电气制造行业的发展优势和电力行业的发展,结合电气学科优势和学生就业状况及市场需求状况,将课程、专业、学科和实验室建设融为一体,进行综合教学改革,优化教学内容和课程体系,打破传统的“基础课―专业基础课―专业技术课”的“老三段”体系,凝炼和建立体现个性化教育和工程应用的实践教学新模式,系统构建实践教学新体系。在工程应用和创新能力培养方面,建立认知层、基础层、拓展层、创新层四个层次结构实践教学体系及基本型、设计型、综合型、研究创新型四种类型的实验课程内容,把工程设计与应用贯穿于课程教学、课程设计、毕业设计等诸多环节,同时通过创新实验室等第二课堂,举办各种专题实践竞赛,鼓励学生参加各种实践活动和科技竞赛,通过实践锻炼提高学生综合素质,通过真实的工程环境熏陶与系统的实践训练让学生亲身体验学习与实验、研究与创新的全过程,激发创新热情,获得创新乐趣,培养其科学精神。利用这些丰富的实践教学环节和各级各种竞赛机会,强调自主开发、自主研究,培养学生的创新精神和创新能力,开拓学生的个性潜力,激励学生的实践创新,增强学生的工程设计能力和综合应用素质,促进优秀人才在提高中脱颖而出。
3要加强个性教育,在注重培养拔尖人才求突破
在高等教育阶段,我们不仅要探索建立普遍的人才教育计划,更要对拔尖创新人才培养做出计划,这也是我国高等院校促进拔尖创新人才脱颖的迫切要求。所以,在教育过程中,要对具有学术理想、创新潜质等条件特别优秀的学生创设教育计划。让学生在完成规定的课程外,可以根据每个人的兴趣、爱好和特长可进行自主选择喜欢的课程,同时也自主参与学校的科研项目。主要引导学生们进行研究性的学习、加强科技创新,对于每位学生来说,都要主动参加导师的科研课题,要做到以真实科研项目为平台条件,将专业理论知识的学习与科研项目实训紧密结合,增强学生自主和快速学习能力、创新思维能力和实践动手能力。
4要注重加强师资队伍建设,在提升现代化教学力量求突破
在教学中,要充分认识到教师在专业教学中的重要性,对师资队伍结构以及人才资源配置不断优化,大力提高办学质量和效益。建立以学科带头人、专业带头人、课程负责人和实验室建设负责人及教学名师为首的教学团队,以学科建设为龙头,以课程(群)建设为基础,以品牌特色专业方向建设为重点,以实验室建设为保障,不断深化教学内容和教学方法的改革,以打造优秀教学团队为重点,组成国家特色专业“电气工程及其自动化”建设小组,促进科学研究与教学工作的有机融合。另外,还要大力加强教师队伍的教学能力建设和整体提高工作,注重对青年教师的工程能力培养;也可以适当引进电气制造企业(集团)的工程技术人员参与教学工作,努力建设一支教学水平与学术造诣高、学历职称结构合理、充满生机和活力的高素质、高水平教学团队,为进一步提高人才培养质量奠定坚实基础。
5结束语
综上,应该充分认识到电气工程及其自动化专业的重要性,在培养期间,应该进一步树立创新思想,积极推进教学改革和课程建设,办出自己的专业特色,为社会经济发展培养更优秀的创新型人才。
参考文献:
[1]孟祥萍,张运波,张红等.电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践[J].长春工程学院学报(社会科学版),2012,(8):71-73.
关键词:电气工程;培养方案;改革;复合型人才
作者简介:王晓刚(1976-),男,吉林长春人,广州大学机械与电气工程学院自动化系副主任,副教授;王清(1963-),女,黑龙江哈尔滨人,广州大学机械与电气工程学院自动化系主任,副教授。(广东 广州 510006)
基金项目:本文系广州大学“专业综合改革试点”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)36-0131-02
目前我国电气工程领域有以下两个发展特点:一是随着我国年发电量和总装机容量的逐年增长,未来20年,我国电力工业和电工制造业将持续高速发展,对电气工程及其自动化专业的人才需求量越来越大。二是电子技术、计算机技术以及能源技术迅速渗透到传统电工领域,出现了微电网、智能电网等新事物,这对高校电气工程及其自动化专业的毕业生提出了新的要求。与此同时,教育部提出实行“卓越工程师教育培养计划”,旨在培养一批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量工程技术人才,促进工程教育改革和创新,全面提高我国工程教育人才培养质量。在这样的大背景下,各高校都对电气工程及其自动化专业培养方案作出修订。[1-7]广州大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业原有的培养方案已经不适合于当今社会对人才的要求,因此从2011年开始对专业培养方案进行了大规模的修订,经专家评审通过并从2012年开始实施。新培养方案的最大特点是侧重于对学生综合能力的培养。
一、专业培养目标
本专业旨在培养能够从事与电气工程有关的装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、电力电子等技术开发以及计算机应用等领域工作的宽口径复合型工程技术与管理人才。在新培养方案中开设了电力系统自动化、工业自动化和智能电网与新能源技术三个专业方向,相应方向的学生毕业后可在电力行业、电气装备制造和应用行业,或者工业自动化设备集成制造行业、自动化设备和技术的应用行业从事电气、电子、自动化产品的研究、开发、集成、管理、安装、检测与维护等技术工作。
二、新版培养方案介绍
本专业课程基本框架设置为三个层次:第一层次以公共基础课程、学科基础课程、专业必修课程为本专业的主干课程。在此基础上,第二层次设置专业选修课程,选修课程分为电力系统自动化方向选修课、工业自动化方向选修课、智能电网与新能源技术方向选修课和跨方向公共选修课。第三层次设置集中实践环节,包括课程设计、认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计。
本专业基本学制为四年,允许在七年的弹性学制内完成学业。毕业的总学分不少于164,且各层次课程应满足相应模块的修业要求。公共基础课程平台包括通识类必修课和通识类选修课,分别要求达到36学分和11学分。学生至少需获得4个第二课堂学分方能毕业。多余学分可申请以50%的比例折算抵免通识类选修课程学分。在专业选修课程中,要求毕业前必须选修不少于38学分的课程。通识类必修课程、学科基础课程、专业必修课程是本专业全体学生修读的课程,如果考试不及格,按学校文件规定,必须重修。所有集中性实践教学环节是全体学生必须完成的实践环节。学生可根据自己的学习兴趣在第三学年开始选修电力系统自动化、工业自动化或智能电网与新能源技术方向的课程,在相应方向所选修的课程要求至少要分别达到12、9.5及10学分。
另外还建议学生每学期至多选修2学分的通识类选修课程,并选择适当的经济管理类通识课程,以丰富自己知识结构。学生应特别重视学科基础课程和专业必修课程的学习,为后续学习、工作打下坚实基础。
开设的课程具体包括:
1.通识类教育课程平台(通识类必修课)
包括思想道德修养与法律基础、思想和中国特色社会主义理论体系概论等政治类课程以及大学体育、大学英语、计算机基础、心理健康教育等,共36学分。
2.通识类教育课程平台(通识类选修课)
分为人文科学类、社会科学类、自然科学类、工程技术类、体育艺术类、教师教育类六大类别,要求学生跨学科选修两类以上(含两类)课程,且要求在精品通识课程中选修不少于2学分,与专业相同或相近的课程不计入总学分。通识类选修课要求修满11学分。
3.学科基础课程平台(学科基础课程)
包括专业导论、高等数学、大学物理、机械制图、C程序设计、电路等,共30学分。
4.专业课程平台(专业必修课程)
包括模拟电子技术、数字电子技术、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、电力电子技术、自动控制原理等,共17学分。
5.专业课程平台(专业选修课程——模块课)
电力系统自动化模块包括发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护原理、电力系统自动化、电力系统调度、电力系统新技术专题、配电网自动化、高电压技术等,要求修够12学分。
工业自动化模块包括电机拖动技术、电力工程基础、电力电子技术装置及应用、现代控制理论、自动化仪表与过程控制、运动控制系统、电梯控制技术、智能控制、机器人技术、物流自动化技术等,要求修够9.5学分。
智能电网与新能源技术模块包括发电厂电气部分、电力系统分析、智能变电站技术、电力系统继电保护原理、智能电网技术、微电网技术、新能源发电技术等,要求修够10学分。
6.专业课程平台(专业选修课程——跨模块课)
这部分课程3个方向的学生都可以选修,要求模块课和跨模块课的总学分至少达到38。包括单片机原理与接口技术、复变函数与积分变换、电磁场、概率论与数理统计、电子电路CAD技术、专业英语、电气控制与可编程控制器、计算机虚拟仪器技术、DSP系统设计与应用、计算机控制技术、无线传感器网络技术、学科研究方法论等。
7.实践教学平台
包括军训、金工实习、电工电子实习、认识实习、电子技术应用课程设计、单片机应用系统课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计。此外,3个方向的学生还要完成相应模块的课程设计,分别为电力系统课程设计、控制系统课程设计、智能电网技术课程设计,为期均为1周。实践课的总学时为28。
新培养方案各类课程的学分数、学时数及其所占百分比见表1。
三、新版培养方案所采取的改革措施
1.专业方向改革
与原培养方案相比,专业方向作了很大改动,这样做的原因有三:
第一,原培养方案并不分方向,所有学生都只是根据自己的兴趣在专业课程平台的26门专业选修课中自行选课,且要求毕业前修够至少36学分。这种方式存在很大的弊端,这是因为学生对专业方向的把握能力不够,所选的课程不够系统化,导致学生毕业时对电气工程及其自动化专业的内涵仍不明确,从而直接对考研或工作造成影响。
第二,原培养方案的课程侧重于工业自动化方向,电力相关课程较少。然而从近几年我系学生的就业情况来看,进入电网公司和发电厂等电力企业就业的学生每年都占据一定的比例,迫使我系对专业方向进行更合理的设置。
第三,随着电力工业的发展,电子、计算机、通信等信息技术以及能源技术与传统电工技术不断融合,丰富了电气工程及其自动化专业的发展方向。例如智能电网、新能源技术、微电网技术等新兴技术的出现要求本专业应及时地调整专业方向。
综上,在新的培养方案中将学生分为电力系统自动化、工业自动化以及智能电网与新能源技术3个方向,学生必须选定一个方向,并在相应的模块课程中修够一定的学分。这一改革措施的目的是使学生有更明确的学习目标,实现个性化发展,毕业时有更好的专业素养,也为学生在电力部门和新能源产业就业打下更好的基础。同时要求学生要选修一定学分的跨模块课,成为宽口径复合型人才。
2.课程结构改革
对比表1和表2可以看出,与原培养方案相比,新培养方案的学分数略有减少,而学时数减少的幅度较大。这是因为学校规定1学分由18学时减少至16学时,如电机拖动技术由原来的3学分64学时(含10学时实验)改为现在的2学分32学时。而专业课总学分的要求几乎不变,从而要求学生修更多门课,接触更多的专业知识,体现了全面发展的原则。
另外,新版培养方案要求学生至少获得4个第二课堂学分方能毕业。所谓第二课堂,即鼓励学生在校学习期间积极参加第一课堂以外的学术科技、文化艺术、社会实践等活动,提高学生的综合素质。学生课外参加学科竞赛项目获奖、获得专利、、成果技术转让、完成科研课题和社会调查、获得技能证书等均可获得相应的学分。将学生在第二课堂的活动进行学分量化,与第一课堂学分共同构成综合素质评估体系,更为准确全面地反映学生的综合素质情况。
3.课程设置改革
由于专业方向的改动较大,因此课程设置上也有较大变化。改动较大的是专业课程平台,增设了多门电力系统及其自动化和智能电网与新能源技术方向的课程。工业自动化方向增设了电力电子技术装置及应用、物流自动化技术。在跨模块专业选修课程中,删去工业控制总线、电子电路故障诊断技术、楼宇自动化系统等课程。
另外,在课程教学内容上,要求紧跟理论和技术的发展动向,对每门课的教学内容都做了优化,保证学生学到最新最实用的理论和技术。
四、结论
电气工程领域的理论和技术随着电子技术和计算机技术的渗透而发生了巨大变化,高校电气工程及其自动化专业的培养方案应及时做出修订以适应社会对人才的要求。本文对新培养方案做出介绍,从专业方向、课程结构和课程设置三个方面进行了改革。新培养方案将更好地为社会培养宽口径复合型工程技术与管理人才。
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【关键词】电气工程;办学条件;专业规范
一、电气工程专业教育概论
电气工程及其自动化专业,主要包含计算机技术、电力电子技术、机电一体化技术和网络控制技术等众多领域,是综合性相对较强的学科,具有机电相结合、元件与系统相结合、强弱电相结合、电工技术与电子技术相结合、软硬件结合等突出特点,使学生掌握系统控制、电工电子、电气自动化装置、电力系统自动化和电气控制技术等多方面的基本技能。
该专业主要培养能掌握电气工程专业知识和工程技术基础知识,具备分析和控制电气工程技术问题的能力的高级工程专业技术人才。电气工程及其自动化专业的宗旨是为社会培养出能在电气工程及其自动化、经济管理和计算机技术应用等领域工作的过硬综合素质高级技术专业人才。本文涉及的电气工程专业一般是包含电气工程和自动化专业的。中国电力工业目前处于高速发展阶段,对于电气工程人才有大量需求,因此我国电气工程领域对培养相应的人才非常重视,并且我国主要的工科大学在教育和科研上对电气工程专业的投入比重相对较大。
二、电气工程专业的学科内涵
中国电气工程专业的研究对象是电能,主要研究电能从产生到利用各个阶段的规律的专业。其理论基础主要是电磁理论。电能从产生到利用的各个环节中需要充分掌握和利用电信息,因此电信息技术的研究是电气工程和自动化专业的不可或缺的内容。
同时,现代通信和计算机载体主要是电信息。所以电信息技术的研究也属于电类专业,其中电气工程是专业母体。电气工程是基础性的学科,因此具有较强的学科派生和交叉能力。如其与生命科学的交叉造就了新的专业―生物医学工程和生物电磁学;电气工程同材料科学的结合造就了纳米电工技术和超导电工技术;电气工程同电子科学的结合造就了电力电子技术,而后者也进一步推动了电气工程的发展,并且逐渐发展成为电气工程的一个分支。电气工程专业的范围主要有电电力系统运行和控制、电气装备制造与应用以及电工基础理论三部分电气工程的基础,是以电磁场理论和电路理论为主的电工理论。他们属于电磁学的发展外延。
电工理论运用于实践产生了新的电子技术和计算机硬件技术等性技术,因此电工理论是主要的理论基础。电气装备制造一般涉及制造电动机、变压器、发电机等电机设备,也涉及用电设备等电气设备和电器制造,同时包括电力控制装置的制造、各种电气控制装置、电子设备的制造等内容。电气装备的应用则主要指上述装置和设备的具体应用。电力系统一般涉及电气自动化和电力网的运行和控制等内容。需要注意的是制造和运行必须相互统一,电气设备的制造同时要兼顾实际运行状况,如电力系统稳定的运行需要依靠良好的设备。
三、电气工程专业的方法论、影响因素、培养目标和要求的介绍
电气工程专业由于理论分析较多,比较注重对数学工具的使用。作为一门工科专业,实验研电气工程需要通过实验研究来完成主要的学习和教学任务,在一定的实验条件和实验研究的支持下,学生在学习电气工程专业知识过程会事半功倍。
电气工程专业紧随现代科技,引入了以计算机技术为基础的仿真模拟技术进行教学研究。同时在进行电气工程的理论分析、试仿真模拟和实验研究时,教学也经常运用到等效与类比等科学方法。
电气工程专业是一门典型的基础性很强的学科专业,在与其他学科的交叉过程中,派生出了很多如电子科学与技术专业、电子信息工程专业、通信工程专业、计算机科学与技术专业专业等学科。这些专业由于是电气工程专业派生而来,被划为电子与信息类专业,电气工程专业与其派生而来的专业统一被称作为为电类专业。电气工程专业作为电子与信息类专业的母体,又被派生而来的专业注入了新的发展活力。
电气工作专业的专业宗旨主要是培养能够在电气工程领域的研究开发、系统运行、装备制造、和相关管理等方面工作的,掌握技术开发、组织管理和科学研究能力的高素质综合型专业技术人才。电气工程的培养具体目标主要是,该专业学生要掌握计算机技术、信息技术和电子技术等专业技术,控制理论和电工理论等基础理论知识,通识性知识和对应的专业知识。
基于电气工程专业特点,学生在下列知识和能力上也有要求:
第一,掌握扎实的数理化等基础学科理论知识,掌握人文学科的管理基础知识,具备一定的外语运用能力;
第二,系统地学习与电气工程相关的工程技术知识,如信息处理、电机学、控制理论、计算机软硬件和网络技术等知识;
第三,得到良好的工程实践训练,掌握对电气工程领域实际问题的分析和解决能力;
第四,熟练运用计算机的能力;
第五,能在电工领域内掌握不低于1个专业方向的专业技术和理论,并清楚学科发展未来趋势;
第六,具备一定的适应工作条件、进行科学研究和信息管理等实际工作能力。
四、电气工程专业知识结构要求和知识体系
第一,熟悉系统的模拟和数字电子技术和相关电路理论;熟悉并会运用电子电路原理,会分析和解决相对复杂的电工电子电路问题;能掌握基础的电磁场理论;掌握控制理论、计算机软硬件、程序设计等相关知识;具备能检测、分析并处理电气系统物理量的能力。
第二,掌握扎实的电力系统、电力电子技术和电机学理论等相关知识;掌握力学和机械学科中最基本的原理和方法。
第三,能掌握不低于一个专业方向的基本技术和理论知识。第四,能掌握在工程中测试与表示常用物理量的能力,以及掌握设计和调试电气系统的相关知识。
电气工程专业教育内容和知识体系一般包括:
第一,通识教育和基础教育;
第二,专业类基础技术与理论知识(电磁场理论、控制理论、电路理论、、信号分析与处理、计算机网络、电子技术、检测技术等);专业基础知识一般涉及电力系统、电力电子技术和电机学基础理论和知识;
第三,专业方向技术与知识。如电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术以及其他专业方向的技术。
第四,实验和实践技能。实验和实践技能主要包括简单的设计与调试电气系统实验技能、设计和调试相对复杂电气系统的初步实验的技能。
随着社会的不断发展,社会各界对于人才的要求越来越高,因此我国近年来不断进行教育改革,避免学生与当今社会对让人才的要求脱轨。工程教育一直是我国教育中的短板,而CDIO工程教育理念的提出,使得工程教育有了新的发展方向。本文通过查阅相关资料,简要介绍了CDIO工程教育的基本理论、CDIO工程教育视角下的电气工程及其自动化改革的特点,以及CDIO工程教育视角下的电气工程及其自动化改革的教学方式,以期为广泛应用CDIO工程教育模式提供有价值的参考。
关键词:
CDIO;工程教育视角;电气工程自动化;专业改革
我国教育改革近年来取得了非常不错的成果,但在工程教育领域依然存在很多问题,而CDIO教育理念的提出虽然为工程教育提供了很大的发展空间,但我国关于CDIO教育理念的了解和实施还不够彻底,并未完全发挥出其应用的作用,因此相关单位应加强对此教育理念的研究。
1CDIO工程教育基本理论
CDIO工程教育理念的提出对于教育领域来说,是非常具有代表性的教育改革,其与欧美国家向来倡导的工程教育理念相符,并且经过多年的发展和教育改革,如今的CDIO教育理念更加系统、更加具有可操作性,并且其具有独具特色的测评方式和标准,相关研究表明该教育理念下的标准更加适用于当今社会对人才的要求,并且通过应用该教育理念,可以有效提升学生的综合能力,对提升教育成果方面能够起到非常大的作用。CDIO教育理念具有三个重要的组成部分,即1个愿景,1个大纲和12条标准,愿景的中心思想是希望能够为广大学生提供更为完善的工程教育,并且该工程教育重视工程基础、真实实践等方面;大纲则将工程师的等级做出了合理的等级划分,使工程建设有了更加清晰的发展方向;而12条标准的提出则起到了规范实施的作用。该理念的提出时间虽然并不是很长,但截至至2013年,全世界范围内有多个国家的高等学府引入该教育理念,甚至成立了CIDO组织,而我国著名的多所大学也参与了此项教育理念的研究和应用,如清华大学、北京交通大学等,足以表明该教育理念的受重视程度,相信在不久后势必成为普遍应用的教学理念,并发挥出更大的作用。
2CDIO教育视角下的电气工程及其自动化专业改革特点
2.1为未来就业奠定坚持基础的教学模式
当今社会对人才的要求越来越越高,人才的培养模式也越来越多元化,虽然我国不断在进行教育改革,但始终与当代社会的发展速度存在差距,而传统的教学方式更是早已被时代淘汰,尤其对于工程教育方面来说,理论知识的掌握固然重要,但要成为优秀的人才必须具备将理论与实践完美结合的能力。理论与实践相结合是实施CDIO教育理念的重要手段,并且该教育理念的提出和实施也充分印证了工程教育不应趋于静止状态,作为当代社会背景下的工程专业学生,在对其进行教育培养时不应只是根据以往的教学经验,而是应该提前做好市场调查,明确当今企业对于工程型人才的综合要求,并以此为依据改善教学方法,另外,各高校应重视学生的实践问题,除了在校园内为学生尽量设置实践课程外,也应将校企合作重视起来,如此才能为学生提供更多的工作实践机会,并且能够使学生提前适应工作模式和要求,对学生的整体发展来说有非常好的推动作用。
2.2宏观的教学手段
全能型人才是当今社会对人才的最高要求,也是每个单位对人才的渴望,以及学校培养学生的最高目标,传统的教学方式无法满足全能型人才的培养要求,尤其对于工程教育方面来说,目前对于工程师的需求量越来越大,当下教育体系下培养的学生无法很快具备工程师资格,而CDIO教育模式则可以有效解决此问题。在工程教育体系中,电气工程及其自动化专业是比较重要的专业之一,在该专业教学中引用CDIO工程教育理念,可以有效避免学生过多将精力集中于某一学科,相反其可以将学生的视野拓展,使其真正了解工程的意义以及更加全面的内容,另外教师该教育理念也能够有效提升自身认知和教学能力,因此单单提升学生的认识是不够的,只有使教师的认知程度也得到提升,才能真正推动培养全能型人才的步伐。
3CDIO教育视角下的电气工程及其自动化专业改革方式
3.1开展项目式教学
“项目式教学”是CDIO工程教育下显著的教学方式,其主要倡导在教学过程中应用各项工程项目做素材,教育理念为“项目为主线、教师为主导、学生为主体”,这样我国近年来实施的课改要求有异曲同工之妙,同样可以使学生更多的参与到课堂学习中。电气工程及其自动化专业是工科专业中极具代表性的专业,综合性强是该专业的特点,因此学生想要获得该专业工程师资格是存在很大的困难的,因为传统的教学模式过多重视理论教学,即使近年来由于教育改革增加了学生的实践机会,但依然存在无法进行综合实践的现象,这对于电气工程及其自动化专业来说是非常不利的。而“项目式”教学可以很好的解决这一问题,通过完整的完成某项项目可以接触到各个专业课知识,并在实践中将其进行融会贯通。另外,通过“项目式教学”可以使学生充分发现自身问题的所在之处,可以通过与同学的交流讨论,或经过教师指导得到完善,这对提升学生分析能力、实践能力等具有非常大的帮助。
3.2进行专业板块教学
对于电气工程及其自动化专业来说,电气控制模块是非常重要的部分,其在控制领域可以发挥很大的作用,因此各大高校可以积极开办电气控制实验室,并加大学生实践课程的设置,另外在学习和实践的过程中,教师应注意避免“填鸭式”教学,在布置完教学任务后充分调动学生积极性,使学生乐于自己动手尝试。另外除了控制领域外,单片机或电路相关的行业也是目前工程专业学生就业的好去向,尤其是近年来电子产品的广泛应用,使得各个企业对工程师的需求量不断增加,因此在今后的教学中,各大高校除了“模拟电子技术”或“单片机原理及应用”等专业知识的讲授外,也应大幅度增加实验课时,使学生有更多机会接触电路板,并充分具备自行安装和调试的技能,研究表明,经过长时间实践的学生与极少进行实践的学生而言,专业技能相差不只一点点,这对学生今后就业有非常大的影响。另外,电气工程及其专业化领域中,电力系统的设计同样是非常重要的部分,对保证系统正常运行、减少成本投入等方面有非常大的影响,因此也应加强电力系统设计方面的理论和实践。
4结语
综上所述,我国关于CDIO工程教育视角下的电气工程及其自动化专业改革还处于初级阶段,国际上引入CDIO教育模式的国家和高校有很多,并且也都取得了不错的效果,但目前我国只有少数的几个高校引入了CDIO教育模式,这对促进我国电气工程及其自动化专业的发展有非常大的影响,因此我国应尽快将此教育理念投入到更多高校中。
作者:綦帅 单位:西南石油大学电气信息学院
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