時間:2023-07-18 17:25:55
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電氣工程及其自動化特色,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
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。
參考文獻
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[5]馬景蘭.電氣工程及其自動化專業人才培養模式探索[J].中國電力教育,2014,(5).
[關鍵詞]應用型 專業定位 課程體系 構建
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)11-0121-02
一、引言
廣西科技大學于2009年開設了電氣工程與自動化本科專業,并于2010年開始招生。為更好地適應專業發展需求,按照科學規范、主動適應、繼承發展原則,經國務院學位委員會和教育部批復,2013年學校將電氣工程與自動化專業名稱調整為電氣工程及其自動化。新的電氣工程及其自動化專業是學校重點建設的專業之一,通過投入相應的課程和實驗、實訓條件建設以及師資隊伍建設經費,該專業的辦學條件有了較好的改善,綜合實力有了較大的提升。根據本科人才培養方案的指導思想要求,我校電氣工程及其自動化專業主要以培養電氣工程及其自動化相關領域的設計、運行、安全、維護和管理的高級應用型工程技術人才為主。針對專業結構調整、專業特色、人才培養定位,我校對電氣工程及其自動化專業課程體系的構建進行了改革與探索,以增強課程體系與專業培養方向、專業需求的適應性、應用性和先進性,制訂充分體現學校辦學特色,考慮區域經濟發展、行業應用背景、就業導向等因素的切實可行的人才培養方案,為實現應用型人才培養新目標奠定基礎。
二、應用型人才培養的分析與定位
我校為一般本科院校,應屬于中國高等學校人才教育培養定位的第二類[1],即培養理論基礎較扎實,實踐能力和創新意識較強,具有一定的工程應用能力,畢業后主要從事各種技術或管理工作的應用型人才。根據《教育部關于“十二五”期間加強學校基本建設規劃的意見》提出的“積極探索高等學校分類管理,進一步明確區域內高等學校的發展定位和服務面向”的要求,在充分體現《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》精神、充分體現廣西經濟社會發展對高等教育新要求的基礎上,結合自身實際,我校于2014年制訂了“突出優勢,通過分類指導,整合資源,實現錯位發展、優勢互補,建設有特色高水平應用型大學”的發展目標。
電氣工程及其自動化專業是一個寬口徑、與相關學科有較強的滲透性和融合性且實踐性較強的專業。該專業是由原專業目錄中的電力系統及其自動化、電機電器及其控制、高電壓與絕緣技術、電氣技術四個強電類專業合并而成的專業,內容較為廣泛。具有強電與弱電、電工技術與電子技術、硬件與軟件、元件與系統相結合的特點[2],是典型的“復合型”專業。我校電氣工程及其自動化專業是在自動化專業的基礎上新開設的專業。自1993年開辦以來,自動化專業先后成為廣西壯族自治區本科重點建設專業、自治區優質專業、廣西高校優勢特色專業、國家級特色專業、學校首批“卓越工程師教育培養計劃”試點專業和專業評估(認證)建設試點專業,在師資、辦學條件等方面具有明顯優勢。原電氣工程及其自動化專業的課程體系基本是在自動化專業的基礎上通過適當修改和增加強電類課程后形成的,具有“強弱結合、適當偏弱”的專業特色。經過近5年的建設和發展,專業師資、辦學條件等方面有了明顯進步和改善,但專業基礎、實驗條件和師資力量仍然有限,專業總體上處于較低的水平。為充分體現學校新的發展定位規劃目標,緊密結合當前智能電網、電力電子與新能源的發展及社會人才需求的變化,新的電氣工程及其自動化專業突出了“強電為主、弱電為輔,電力電子技術及應用與電氣控制相結合”的專業特色。通過應用型人才培養,使學生畢業后可到電力設計、電氣制造等企事業單位從事與電氣工程及其自動化相關領域的設計、運行、安裝、維護和管理等工作。
三、專業課程體系的構建
專業課程體系的構建本著加強基礎理論、優化課程結構、強調應用能力和加強實踐環節的原則[3]設置專業課程及專業方向課程模塊,并按照“大平臺+小模塊”構建專業課程體系。大平臺是指通識教育平臺、學科基礎課平臺和集中實踐課程平臺,小模塊則是指專業課程和專業方向課程模塊。為了更好地適應專業發展,新課程體系突出了電氣工程及其自動化專業的“強電為主、弱電為輔”的專業特色,并按照“厚基礎、寬口徑,重實踐、強應用”的應用型人才培養模式進行設置。結合當前電力工業發展前景及現有師資力量,將原電氣工程及其自動化專業的兩個專業方向(企事業供配電與自動化、樓宇供配電與智能化)調整為新的專業方向(電力系統及其自動化、電力電子技術及應用),其專業方向課程設置對比見表1,并在此基礎上構建電氣工程及其自動化專業的新課程體系,見表2。
表1 新舊專業方向課程設置對比
表2 新的電氣工程及其自動化專業課程體系
表2中,通識課教育平臺旨在提高學生基礎理論、基礎知識及相關領域知識等方面的綜合素質,訓練學生的科學思維方法,并培養學生的適應能力和發展潛力。此外,通識教育在創新人才培養中的完善學生知識結構、提高學生綜合能力、培養學生健全人格以及促進學生全面發展等方面起著十分重要的作用。[4]學科基礎課平臺的目的是在充分考慮專業今后拓寬口徑需要的基礎上,讓學生全面獲取電氣工程學科的基礎知識,為后續專業課程學習打下堅實的基礎。專業課程模塊以培養學生的專業特長為主,適當考慮地方經濟、產業特點及社會需求,緊緊圍繞專業方向,并突出專業特色。實踐教學是工程應用型人才培養必不可少的教學環節,集中實踐課平臺主要涵蓋了專業實習教學和綜合訓練教學兩大模塊[5],加上課程實驗教學模塊,構成了專業的實踐教學體系。除基本的實踐教學環節以外,鼓勵并積極組織學生參加各種層次的創新創業訓練計劃項目、“挑戰杯”大賽、自治區級和國家級電子設計大賽等科技創新活動,使學生在學習專業理論知識的同時,還可進一步了解專業的新知識、新技術和新領域,更好地養成分析問題、解決實際問題的能力,提高實踐創新能力和綜合應用能力。
四、結束語
科學定位是決定專業人才培養目標的關鍵所在,構建適宜的課程體系,是實現培養目標和提高人才質量的核心所在。[6]電氣工程及其自動化專業具有很強的實踐性,對于專業理論的教與學,必須建立在工程實際的基礎之上。應用型電氣技術人才不僅要具備扎實的理論知識,更重要的是具有較強的動手能力和創新能力。因此,在構建科學合理的課程體系的基礎上,還必須建立更有助于提高學生工程實踐能力和創新能力的多層次、全方位的專業實踐教學體系,這樣才能為今后培養出大量合格的高級應用型電氣工程技術人才提供更有力的保證。
[ 注 釋 ]
[1] 謝妍,毛哲,李素芬,等.應用型創新人才培養要求下電氣工程專業方向課程體系研究[J].中國電力教育,2012(3):74-75.
[2] 黃文力,何琳琳.電氣工程及其自動化專業應用型人才培養探索[J].中國電力教育,2013(8):5-7.
[3] 劉燕.地方應用型本科專業課程構建的思考――以電氣工程及其自動化專業為例[J].中國電力教育,2010(32):103-104.
[4] 孔德懿,魏丹.通識教育視野下的創新人才培養[J].大學教育,2015(3):66-68.
關鍵詞:DSM;電能管理;中國電能服務網
作者簡介:田會峰(1980-),男,安徽蕭縣人,江蘇科技大學(張家港)電氣與信息工程學院,講師;周瑜(1984-),女,江蘇張家港人,江蘇科技大學(張家港)電氣與信息工程學院,實驗師。(江蘇張家港215600)
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0048-02
在當今能源相對緊缺、世界環境日益變差的大環境下,節能減排顯得尤其重要,一方面節約了能源的使用,另一方面又減少了污染物的排放,保護了環境。
電力需求側管理DSM(Demand Side Management)是指在政府法規和政策的支持下,采取有效的激勵和引導措施以及適宜的運作方式,通過電力公司、能源服務公司、社會中介組織、產品供應商、電力用戶等共同協力,提高終端用電效率和改變用電方式,在滿足同樣用電功能的同時減少電量消耗和電力需求,達到節約資源和保護環境的目的,實現社會效益最好、各方受益、最低成本能源服務所進行的管理活動。
文中按照電力需求側管理的要求積極探索電氣工程及其自動化專業的電能管理方向。
一、電氣工程及其自動化專業方向
1998年,國家將本科專業目錄進行了調整、合并和壓縮。電工類和電子與信息類合并成電氣信息類。原電工類的電機及其控制、電力系統及其自動化、高壓電與絕緣技術、電氣技術等專業合并為目前的電氣工程及其自動化專業。[1]
電氣工程及其自動化專業涉及電工技術、電氣技術、電力技術、自動控制技術、計算機及其應用技術等諸多領域,是通用性很強的“寬口徑大專業”。全國各高校根據國家經濟發展對電氣信息類人才的需求,依據各校的實際情況和辦學條件,確定了彼此不同的專業方向、人才培養的方案和模式,體現出各校的辦學特色。
江蘇科技大學鎮江校區電氣工程及其自動化專業雖然從2000年開始招生,但是其前身可以追溯到1953年上海船舶工業學院創辦的船舶電氣控制專業,1978年鎮江船舶學院開始招收船舶電氣自動化本科專業,經過工業電氣自動化專業、工業自動化專業等發展到現在的電氣工程及其自動化專業。本專業是培養以船舶為特色的電氣工程及其自動化人才,其專業建設是依托船舶行業,依靠教學、科學與管理,將其建設成以船舶電氣自動化為主要特色、面向工程技術應用的專業。[2]
張家港校區因為遠離校本部,又是異地新建校區,無法享受校本部幾十年來在船舶電氣自動化方面的教學和科研成果。雖然張家港校區自2005年開始招生,其專業方向表面上沿襲鎮江校區的“船舶電氣自動化”方向,但培養方案實際上與船舶相關的課程基本沒有涉及,比如:本部開設的“船舶概論”“船舶電站自動化”“船舶機艙自動化”等課程。[3]因此,電氣工程及其自動化專業是作為校區重點建設的專業之一,目前是以船舶電氣自動化和工業電氣自動化的混合體,專業方向不明確,不利于專業建設和學生就業。
隨著社會經濟的發展和國家戰略的需求,電能管理越來越受國家的重視,國務院曾多次發文要大力發展電能需求側管理。目前,在國內高校本科專業及方向設置中,還沒有電能管理方向,市場需求量巨大。
為此,為了突出辦學特色,服務經濟,培養社會急缺的電能管理人才,校區與蘇州太谷電力有限公司合作,共同建設電氣工程及其自動化專業電能管理方向,并從2008級電氣工程及其自動化專業開始設置電能管理方向。
二、電能管理方向建設探索
電氣工程及其自動化專業電能管理方向是對負荷控制和管理,以及遠程抄表和計費自動化。本著“科學管理電能,輕松降低成本”的電能管理新思路,確保電力用戶有序用電,其技術領域涉及國家重點支持和發展的幾大高新技術,即物聯網技術、智能電網技術和節能減排技術。因此,電能管理方向有著及其廣闊的發展空間。
電氣工程及其自動化專業電能管理方向特色是實時監測和采集各電力用戶的用電情況,對其用電情況進行分析評估,針對不合理或浪費用電的裝備和線路,對其進行整改,優化電力用戶的內部電網,以達到降低電能的目的。
電氣工程及其自動化專業課程體系的構建應本著加強理論、優化課程結構、強調應用能力、加強實踐環節來設置專業模塊課程。[4]由于“電能管理”是新建專業方向,電氣工程及其自動化專業原有的課程體系沒有大的改變,目前只在第7學期增加了電能管理方面的兩門方向選修課:“電能需求側管理”和“電能優化技術”,下一步將根據人才培養方案要求,繼續增加電力系統方面的兩門課程“電力系統繼電保護”和“ 電力系統故障分析”。
為了進一步優化課程體系,將電氣工程及其自動化專業基礎課和專業方向課內容相近或密切相關的幾門課程組成課程組,有利于相關教師之間的教學交流和科研合作。具體分為5個課程組:
電工電子技術課程組:包括“電路”、“模電”、“數電”、“電力電子技術”、“CPLD及FPGA設計”等課程;計算機技術課程組:包括“計算機軟件基礎”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及應用”、“ DSP原理及應用”、“計算機控制技術”、“計算機網絡基礎”等課程;控制與檢測技術課程組:包括“自動控制原理”、“現代控制原理”、“智能控制”、“計算機集散控制”、“檢測與儀表”、“MATLAB語言與科學計算”等課程;電機與電氣技術課程組:包括“電機與拖動基礎”、“電氣與PLC技術”、“機電一體化技術”、“電力傳動自動控制系統”等課程;電能與電力技術課程組:包括“工程圖學基礎”、“電能需求側管理”、“電能優化技術”、“供電技術”、“電力系統繼電保護”、“電力系統故障分析”等課程。
三、電能管理方向建設實踐
為了加強電能管理方向學生的工程實踐能力,在制訂人才培養方案時就將企業元素貫穿于整個教學環節,企業參與人才培養的始終,校企深度融合,學校引進企業高級人才到校任教,同時,學校派青年教師下到企業學習至少1年時間。見圖1。
1.教材建設
“電能優化技術”被校區列為重點課程建設,建設內容包括與企業合作共同編寫講義,進一步編寫教材,努力將“電能優化技術”打造精品課程。該課程內容主要包括電能質量:電壓、諧波、三相不平衡、功率因數等;電源優化;配網優化;電能質量優化;電能軌跡優化;電能檢測技術等。
“電能需求側管理”已經編寫成講義,并投入教學使用,主要內容涉及電力系統、智能電網、供電技術、需求側管理、DSM平臺使用、電能系統構建等。
2.師資隊伍建設
依托中國電能服務網(蘇州太谷電力有限公司)和智能電力研究院(清華大學韓英鐸院士領銜的科研團隊),共同培養“雙師型”教師。校區派青年教師去企業學習1年,參與企業的科研和工程實踐,這樣教師有了實際的工程背景,在講授理論課程時,將理論與實踐相結合,學生聽課才會感興趣,不會顯得課程枯燥無味。
智能電力研究院坐落在校區,與學院有緊密合作關系,長期邀請清華大學的教授給學生做學術講座,同時教師和部分優秀學生也參于研究院的科研項目。
3.電能管理實驗室建設
為了實現工程教育,必須將工程實踐教育貫穿于整個教學環節。由于企業擁有強大的經濟基礎、科研能力以及工程實踐背景,學校與企業深度合作,共建實驗室,為學生提供工程教育模式的實踐教學平臺。
校區與太谷電力共同建設“電能管理實驗室”,使用“中國電能服務網”平臺。該平臺功能包括以下5個模塊:電能在線模塊、用電分析模塊、輔助決策模塊、有序用電模塊和系統工具箱模塊。
為了能采集電能數據,通過電能監測儀、電流互感器、服務器等器件,利用RS48總線和以太網,可以采集和監測的數據包括:監測電力指標,包括相電壓、線電壓、相電流、線電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等;電量指標,包括有功電量、有功電度、無功電量、無功電度等;質量指標,包括諧波電壓、諧波電流、三相不平衡度、電壓偏差、頻率偏差、零線電流等。同時,還能通過溫度傳感器采集殼體的溫度。
通過此DSM平臺,學生能夠清楚的了解電能的輸入、傳輸、消耗的全過程。
4.網絡教學平臺建設
本專業目前共有6門課程,包括“電路”、“數電”、“電力電子技術”、“電能優化技術”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及技術”等課程實現網絡教學,網絡學堂包括教學課件、電子教案、教學大綱、習題、教學案例、在線答疑、師生互動等,教學資料豐富。
5.工程實踐能力培養
工程實踐能力是學校人才培養的終極目標,學校和企業各有強項,優勢互補,將學校的人才培養方案與企業的用人需求緊密結合,企業積極參與人才培養方案的研討和制定,實踐環節的教學以及教材的建設等。企業的科研項目與學校的實踐教學相結合,實踐教學實現學校企業雙導師制。
由太谷電力有限公司挑選經驗豐富的高級工程師兼任“電能管理”專業方向工程實踐培養指導教師,每周安排2學時,總計32學時的工程實踐課程。
另外在第8學期安排學生去企業頂崗實習6個月,并將在今后逐漸擴至1年,達到“卓越工程師”計劃培養方案的“3+1”模式,即3年在學校學習理論知識,1年在企業頂崗實習。實習期間要求學生現場安裝與調試,并參與企業應用設計。
通過實習,學生對工程項目比較熟悉,將在企業里根據實際工程項目完成本科畢業設計。
6.聯合培訓“電能管理師”
目前,社會上急缺電能管理師,每年的用電高峰期,政府為了完成減排任務,都要求企業“拉閘限電”,對企業造成了比較大的損失。企業內部的電工緊緊是會用電,但是不能根據企業實際情況,優化企業內部電網,降低電能。因此,校區教師和太谷電力合作共同培訓“電能管理師”。
四、結束語
目前,全國大約200多所院校設置電氣工程及其自動化專業,甚至一些以文科見長的綜合型大學也在辦此專業。[5]對于本科院校異地新建校區,如果電氣工程及其自動化這樣寬口徑的電類大專業,沒有形成自己鮮明的專業特色,很難與其他老牌院校的此專業相比,這樣不利于服務地方經濟和學生就業等。
因此,設置電氣工程及其自動化專業電能管理方向,在響應國家節能減排、培養“卓越工程師”計劃、大力發展智能電網等方面都具有積極的意義。
參考文獻:
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[3]劉維亭,王德明,朱志宇.電氣工程及其自動化專業建設與實踐[J].華東船舶工業學院學報(社會科學版),2002,(4).
關鍵詞:電氣工程及其自動化;實踐教學體系;教學改革
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2008)05-0256-01
電氣工程及其自動化專業在我國已經有100余年的辦學歷史,是一門實踐性很強的學科,學生需進行大量的實踐活動,才能培養其動手、創新等專業綜合能力。要使學生在四年短暫的時間內,將所學理論知識轉換為實際工作能力,必須十分強調實踐能力的培養和訓練。因此,實踐教學體系至關重要,必須高度重視。
1 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系現狀
1.1 第一課堂實踐教學體系現狀
第一課堂實踐教學內容是整個實踐教學體系的基礎。在電氣工程及其自動化專業本科人才培養計劃中,課程設置注重實驗課程的比例,專業實驗有驗證性、設計性、綜合性實驗。
目前開設的課程實驗教學學分數占總學分的12%,現有兩個專業實驗室,分別是電氣控制與繼電保護實驗室、電力電子與電機拖動實驗室。所配實驗裝置配備完善、設備先進,能滿足本科課程所開設的實驗,實驗開出率達到85%。
專業實驗(實踐)教學由長期穩定的校外實習基地擔任,目前與四川省電力公司下屬的2個實訓基地簽署了校企合作協議。校外實習基地設施齊全,基本能滿足學生參觀、檢修、生產運行實習的需要。
畢業論文(設計)是培養學生應用所學的專業知識解決實際工程應用的綜合能力的一門實踐教學課程,其學分數占總學分的9%。大多數任課教師能夠根據實際工程選擇多個論文(設計)題目,基本能滿足學生的需要。
這一課堂通過理論、實踐兩種教學方式的相輔相成,培養了學生的專業基本技能。
1.2 第二課堂實踐教學體系現狀
第二課堂實踐教學內容是整個實踐教學體系的提高和有益補充部分。電氣工程及其自動化專業本科人才培養計劃中,注重開放性實驗、學生參與教師科研、學術講座、科技競賽、社會實踐活動等實踐教學活動。
電力系統繼電保護、電力電子技術等課程是電氣工程及其自動化專業學生的必修課程,為了配合課堂教學,使所學理論知識與實際緊密結合,培養學生的實際運用知識的能力,本專業對實驗室進行了合理的時間和項目上的開放式管理。將科研和專業實驗教學有機結合,提供一定的開放實驗選題,培養學生的研究興趣、科研素質和創新能力,并鼓勵學生參與教師的科研項目研究和工程實踐。
近年來,學校一直非常重視學生的實踐能力和創新能力的培養。組織學生積極參加各項科技活動,積極有效地推動學生各具特色的科技文化活動的開展;并且開展力度大,種類多,學生參與面廣;取得了顯著的效果和優異的成績,培養了學生創新精神和實踐能力。
豐富多彩的學術講座有利于培養學生的專業興趣,拓寬學生的知識面。一方面聘請校外專家和學者來校開展學術交流活動,另一方面積極在校內開展專業教師的學術研討,帶動了學生的學習興趣,獲得了學生一致好評。
顯然,第二課堂的實踐教學在第一課堂的實踐教學的基礎上培養了學生的專業綜合能力。
2 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系中存在的問題
近年來學校發展迅速,招生規模和專業數量都有了快速增長。電氣工程及其自動化專業作為新辦專業,在實踐教學體系構建上仍然處于摸索階段,存在著諸多方面的不足:
(1)實驗教學體系。
實驗是實踐教學體系的重要部分。傳統的實驗教學手段簡單,實驗教學效果不理想,達不到培養學生獨立思考和創新能力的目的;實驗項目與實際工程存在部分脫節;實驗師資隊伍建設力度不足等問題。
(2)校內外實習及實踐基地建設。
培養高級專門工程應用人才必須有良好的硬件設施和條件,也是形成應用型特色的物質基礎。
3 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系改革思路
3.1 第一課堂實踐教學體系改革思路
為了更科學的設置實踐教學體系,在原有第一課堂實踐教學環節的基礎上進行深入研究,并結合“電氣工程及其自動化專業應用型人才培養方案改革與實踐”教改研究項目的進行,擬從實驗師資隊伍、課程體系改革、實驗體系改革等方面完善第一課堂實踐教學體系的建設。
繼續實施學校高層次人才引進辦法,在中青年實驗師資骨干、高學歷青年人才引進上有較大進展,創造條件在現有師資隊伍中培養“雙師型”骨干教師。
學校擬對課程體系進行深入研究與改革,現已啟動“電力電子課程體系的改革與實踐”教改研究項目。
實驗教學體系擬從兩個層次進行改革。第一層次為基礎理論與操作技能,培養學生的基本實驗技能和理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力。基礎課、專業基礎課和專業課實驗要改變以驗證性實驗為主的局面,逐步減少這類實驗的比例,增加設計性、綜合性實驗。第二層次為科學技術研究與創新實踐,為高年級學有余力的優秀學生提供一個綜合設計、開發研究的環境,鼓勵學生自主選題,從而培養學生的創新意識與創新能力。
3.2 第二課堂實踐教學體系改革思路
電氣工程及其自動化專業實踐教學體系在學校運行取得了一定的成績,今后除繼續鞏固已取得的成績外,擬在金工實習基地建設、校外實訓實習基地建設等方面完善第二課堂實踐教學體系的建設。
金工實習是工科類專業學生必不可少的實踐性教學環節。為了適應學科發展和社會需求,將籌建適用范圍廣的金工實習基地,滿足電氣工程及其自動化專業人才培養的需要,提高學生的實際動手能力。
在專業實習方面,與已有的擔任實踐教學任務的校外實習基地保持良好聯系的基礎上,積極尋找與電氣工程及其自動化專業實踐教學環節相符合的校外實習基地,保證完成實踐教學任務,使學生的工程實踐能力真正得到培養。
總之,在鞏固現有實踐教學體系取得的成績基礎上,按以上第一、第二課堂實踐教學體系改革思路進行改革,將會逐步建立起科學合理的實踐教學體系,提高電氣工程及其自動化專業的教學質量和在社會上的聲譽。
參考文獻
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關鍵詞:電氣工程及其自動化 專業 簡介 發展
正是因為電氣工程的發展,才有今天龐大的電力工業,人類才不可逆轉地進入偉大的電氣化時代。人類發展到任何時候也離不開能源,而能源是人類永恒的研究對象,而電能是利用最為方便的能源形式,以電能為研究對象的電氣工程及其自動化專業有著十分強大的生命力。
一、專業內容介紹
電氣工程及其自動化涉及電力電子技術、計算機技術、電機電器技術信息與網絡控制技術、機電一體化技術等諸多領域,是一門綜合性較強的學科。電氣工程及其自動化的專業范圍主要包括電工基礎理論、電氣裝備制造和應用、電力系統運行和控制三個部分。電氣工程及其自動化專業的基礎性也決定了它具有很強的學科交叉和融合能力。
培養要求:該專業培養能夠從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發、經濟管理以及電子與計算機技術應用等領域的“高素質、強能力、應用型”高級工程技術人才。學生主要學習電工技術、電子技術、信息控制、計算機技術等方面較寬廣的工程技術基礎和一定的專業知識。本專業主要特點是強弱電結合、電工技術與電子技術相結合、軟件與硬件結合、元件與系統結合,學生受到電工電子、信息控制及計算機技術方面的基本訓練,具有解決電氣工程技術分析與控制技術問題的基本能力。
主干學科:電氣工程、計算機科學與技術、控制科學與工程。
主要課程:電路原理、電子技術基礎、電機學、電力電子技術、電力拖動與控制、計算機技術(語言、軟件基礎、硬件基礎、單片機等)、信號與系統、控制理論等。
電氣工程一般分為電力系統和應用電子(也就是電力電子)。
二、專業發展前景
電氣工程學科涉及工業、農業、交通運輸、國防及人民生活等各領域,與電子科學與技術、計算機科學與技術、控制科學與工程、信息與通信工程、環境科學與工程、生物醫學等學科交叉滲透,拓寬了電氣工程學科的內涵與外延。隨著科技的發展,電氣工程的學科結構、研究領域、技術領域發生了很大變化。電氣工程愈來愈多地應用信息技術、計算機技術、通信技術、電力電子技術和自動化技術,電氣工程及其自動化專業內涵也發展演變為強電和弱電結合、電工技術和電子技術結合、軟件和硬件結合、元件和系統結合。例如“電氣工程”和“電子技術”以及“控制科學”交叉融合產生了“電力電子技術”; “電氣工程”與“材料科學”的交叉融合產生了“超導電工技術”和“納米電工技術”; “ 電氣工程”與“機械工程”及“計算機學科” 的交叉融合產生了“機電一體化”新學科,已形成了以“機械”為主體、電氣工程和計算機控制為技術核心、“機械+電氣+計算機”的有機融合,“機電一體化”技術實際上就是電氣自動化技術高度發展的一個階段的必然產物,它是電氣自動化領域中機械技術與電子技術有機結合的一種高新技術,也可以說隸屬于“電氣工程及其自動化”的專業范疇。隨著科學技術的高速發展,電力成為國民經濟中重要的生產資料及人民生活中必不可少的生活資料。當今,電氣化水平的提高使得各種經濟活動都離不開電(用油的交通工具除外),我國電能占終端能源消費的比重已接近20%,高于世界平均水平。我國的電氣化水平也決定了電力數據具有大范圍的覆蓋性。有專家表示,電力工業的發展方向是智能電力系統,或者是堅強智能電網或者是智能電網。智能電力系統是實現電力工業發展價值特征的最有效途徑,也是現代電力工業的發展方向,發展智能電力系統能夠確保更安全、更經濟、更綠色、更和諧,同時智能電力系統是一個廣義的堅強智能電網,能夠有效地破解未來發展的挑戰。
三、專業應用與就業方向
電氣工程及其自動化的幾個方向:
電力系統、電氣技術、應用電子技術、高電壓與絕緣技術、電機電器及其控制
1.電力系統方向
電力系統專業方向是電氣工程及其自動化專業中最具有優勢和特色的專業方向,為國家級一類特色專業的重要組成部分,主要培養從事高壓電器設備設計、制造和運行維護等方面的高級工程技術人才。該專業方向依托電氣工程一級博士學位授權學科和博士后科研流動站,覆蓋了高電壓與絕緣技術和電介質工程2個二級博士、碩士學位授權學科,電力系統為國家級重點學科。同時,該專業方向設置高電壓絕緣技術和電氣絕緣與電纜兩個專業模塊。
就業方向:可在電力設備制造行業從事高電壓設備的設計、開發、生產和管理等工作,可在電力系統從事高壓設備的運行維護方面的技術工作和管理工作,就業于電業局、供電局、發電廠,也可在科研院所從事教學和科研工作。
2.電氣技術方向
電氣技術是電氣工程及其自動化專業的一個方向。該專業是重點專業,具有電氣工程一級學位博士學位授予權,電氣工程領域擁有博士后流動站,在高電壓與絕緣技術、電機與電氣和電力電子與電力信息處理學科具有工學碩士授予權。
就業方向:電氣技術方向主要培養電氣測量與控制技術方面的高級電氣工程技術人才,從事電參量和磁參信息獲取與處理技術研究工作,以及電氣技術自動化控制領域的裝置與系統的設計開發與應用研究工作。學位獲得后,可在電氣工程技術領域的企業、承擔理論研究、技術開發、運行管理等技術工作,也可以在研究機構和高等學校從事研究與教學工作。
3.電機與電氣方向
電機與電氣學科在一體化電機的理論與技術方面,主要研究了步進電機、無刷直流電機、感應同步器等。在電機的電力電子驅動技術方面,研究了電動車、電機驅動系統的結構與控制策略,變頻電源諧波抑制技術。在高環境、高可靠電機與電器方面,研究了高環境電器可靠性理論與技術航天電器的理論與技術、衛星姿控用飛輪的可靠性設計。在新型電磁機構的理論與應用方面,研究了特種電機、磁性流體密封、旋轉軸的在線平衡、電磁成型技術。其中在步進電機和無刷直流電機等特種電機及航天電器方面具有較大的影響。
就業方向:可在電力、電子、通信、機械、交通、建筑等行業從事電子領域的研究、設計、開發、運行及管理等工作,也可以在研究機構和高等學校從事研究與教學工作。
4.應用電子技術方向
應用電子技術方向是電氣工程及其自動化專業的一個特色專業方向,特點是電氣與電子兼備,電力電子與信息電子相融。培養從事電氣工程、電子技術、電力電子技術、自動控制、信號變換與處理等方面工作的寬口徑、復合型高級工程技術人才。
就業方向:可在電力、電子、通信、機械、交通、建筑等行業從事應用電子技術領域的研究、設計、開發、運行及管理等工作,也可以在研究機構和高等學校從事研究與教學工作。
關鍵詞:電氣工程及其自動化;電氣裝備;課程體系
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)31-0160-02
一、引言
平頂山學院的電氣工程及其自動化專業為省級特色專業、河南省普通高等學校本科工程教育人才培養模式改革試點專業,所屬的電氣工程學科為校級重點學科。該專業多年來服務于平頂山地區的經濟發展,培養區域經濟發展所需要的電氣類專業人才。緊緊圍繞平頂山市重點發展裝備制造業的戰略部署,2013年,平頂山學院下發了《關于學科專業群的建設意見》,明確提出重點建設電氣信息類專業群。電氣信息類專業群的發展目標定位:建設服務于智能電力設備行業產業發展需要,富有地方特色的、優勢突出的應用型專業群;服務面向定位:立足平頂山,面向河南,對接智能電力設備行業產業,為區域經濟社會發展服務。2014年,學校將電氣信息類專業群中的電氣工程及其自動化、軟件工程、物聯網工程3個專業列入首批轉型試點,電氣工程及其自動化負責培養智能電力裝備的本體及硬件設計開發所需要的應用型人才。為此,電氣工程及其自動化專業的電氣裝備方向面臨著前所未有的機遇和挑戰。
課程體系的開設是培養人才的基礎。目前,我校電氣工程及其自動化專業的課程設置都是根據學科知識結構的內在邏輯來展開的,強調學科知識的系統性和完整性,強調全面掌握學科領域知識,忽視知識的實用性,整個課程體系學術性很強,技能性缺乏。課程設置幾屆甚至更長時間都固定不變,沒有結合當今科技與社會經濟發展的實際,只滿足于課堂教學,給學生提供動手的機會很少,缺乏應有的靈活性,不能根據學生的需求采用不同的技能訓練模式。雖然有畢業實習、金工實習、電工實訓、電子技術課程設計、專業綜合課程設計,但持續學習時間短,學生未能真正深入進去,專業見習更是走馬觀花,學生純粹是看熱鬧,沒有任何實質性學習。因此,教學效果不夠理想,對于學生的實踐動手能力的提高幫助有限。在科學技術日新月異、知識不斷更新的時代,這種課程體系無法應對新形勢的挑戰。
為滿足專業群建設的需要,培養應用型人才,平頂山學院電氣工程及其自動化專業在整合現有資源的基礎上,在實踐中開展多維調研與深度探究,積極構建電氣裝備方向的全新的課程體系。
二、構建電氣裝備方向課程新體系
通過到國內知名高校和平頂山地區的電力裝備制造企業進行調研以及對畢業生的跟蹤調查,得到企業對電氣工程及其自動化專業的畢業生的知識結構、能力素質的要求,從理論教學環節和實踐教學環節構建了電氣裝備方向的新的課程體系。
1.構建理論課程新體系。根據電氣工程及其自動化專業培養目標定位和專業應用型人才的知識結構要求,理論教學環節設置了通識必修課、學科基礎課、專業必修課和專業選修課。(1)通識必修課。通識必修課按照素質教育的理念,強調德、智、體、美相互滲透,設置的課程有:思想道德修養與法律基礎、中國近現代史綱要、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、形勢與政策、大學英語、大學體育。學生通過通識必修課的學習,獲得必要的價值分析、探究方式與能力的訓練,形成合理的思維方式和準確的觀察判斷能力以及清晰的溝通表達能力。(2)學科基礎課。學科基礎課課程的設置是針對電氣信息類專業群所必需的知識和基礎,注意培養學生的基本素質,著眼于學生的可持續發展,著眼于為學生繼續學習打基礎,使學生獲得較寬厚的公共基礎學科、專業基礎學科的知識。設置的課程有:高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理、電路分析、模擬電子技術、數字電子技術。(3)專業必修課。我校電氣工程及其自動化專業設立了“電氣裝備”和“電氣控制”兩個專業方向,專業必修課是這兩個方向必修的課程,主要培養學生的基本專業技術和能力,使學生系統掌握電氣工程的基礎理論、基本知識。設置的課程有:電機學、電力電子技術、電氣控制及PLC技術、自動控制原理、電力工程基礎、單片機原理及應用、MATLAB在電氣工程中的應用、自動檢測技術、專業英語。(4)專業選修課。專業選修課是針對專業方向的需要安排的課程,根據應用型人才培養的要求以及課程的前后邏輯關系,按照“有用、可用、管用”的原則,根據“電氣裝備”方向的特點,精心設置了“電氣裝備”方向的課程:電氣CAD基礎、機械設計基礎、高電壓技術、電器學、高壓電器、電氣裝備的計算機控制技術、智能電器、電氣新技術講座。學生必須完整修完自己專業方向的課程,其他專業方向的課程可作為個性課程選修。另外,為高年級學生開設電氣新技術講座,聘請企業教授級高工、知名大學教授開講座,介紹學科研究熱點、發展趨勢,使學生了解學科發展的最新動態。
2.構建實踐課程新體系。據行業和企業專家的要求,結合專業群內現有人才培養資源,電氣工程及其自動化專業電氣裝備方向實行校企聯合培養和“3+1”人才培養模式。前3年在學校培養,注重人文,強化基礎,著重培養“自主學習、主動實踐、實學創新”的意識和能力;第4年進入合作企業,以企業為主,開展校企聯動的工程實踐教育,參與項目實訓和畢業設計,從而培養學生的工程實踐能力、運用專業知識解決實際問題的能力,熟悉工程項目的基本流程、過程管理及業務規范等方面的知識,培養團隊合作精神和創新意識。為此,在實踐課程新體系中,設置了獨立實驗課、集中實踐課、第二課堂。(1)獨立實驗課。減少驗證性實驗,增加研究性、設計性、綜合性實驗,盡可能模擬電氣工作的現實環境,在實驗中分配給學生一定的工作任務,學生得以找到寶貴的機會將所學知識提前應用到未來的工作中,達到真正提升學生素質和能力的目的。設置的獨立實驗課程有:大學物理實驗、電路分析實驗、電子技術實驗、電機學實驗、電器學實驗。其中,電路分析實驗、電機學實驗、電器學實驗等利用項目來進行教學,尋求的是以學生在課題和項目完成的過程中來自主形成電氣專業知識體系,綜合培養學生的知識、技能和工作的態度等。(2)集中實踐課。包括校內集中實踐和企業實踐兩部分。校內集中實踐強化基于項目的科學研究和工程實踐訓練,設置的環節有:軍訓、金工實習、電子技術課程設計、電氣測量實訓、電機控制實訓、電子技術課程設計、電力電子課程設計、電力工程課程設計、PLC課程設計。企業實踐,包括企業認知實習、企業專業實習和畢業設計等3個環節。①企業認知實習。這主要鍛煉學生綜合運用所學的科學理論方法和技術手段分析并解決工程實際問題的能力,培養學生的創新意識和進行產品開發與設計、技術改造與創新的初步能力。以《電力工程基礎》課程為例,該課程要求學生通過學習掌握供配電系統的結構及運行的基本知識,為達到上述要求,首先帶領學生到幾家不同企業進行參觀,了解供配電系統的線路及設備,讓學生總結各企業供配電網絡的特點,然后回到學校學習相關理論知識,在學校進行基本知識的學習后,再到企業去參觀實習,找出存在的問題并改進。②企業專業實習。目的是使學生了解和掌握本專業基本的生產實際知識及本專業的科技發展水平和方向;驗證、鞏固和豐富所學過的專業知識,培養學生在生產實際中發現問題、分析問題和解決問題的能力。這主要采用以下方式:參加企業技術培訓、擔任技術員助理、施工員助理、項目經理助理等。在上述多個崗位中,每個學生側重1個崗位,實際工作不少于2~3個月,以保證學生對相關崗位有足夠的認識和感受,能夠了解其中的精髓。③畢業設計。采用校內指導教師作為主導師、企業副高級以上職稱人員作副導師共同指導的方式,主要解決企業生產實際中遇到的問題,培養學生的創新意識和獨立工作的能力,使學生提前熟悉工程環境,為培養適合企業實際工程應用能力的人才打下基礎。(3)第二課堂。學生在大二、大三時通過進一步培訓就可以參加AutoCAD繪圖競賽、電機控制競賽、PLC程序設計競賽、單片機編程競賽、MATLAB程序設計競賽、電子設計大賽、大學生科技創新、創業活動等實踐;在暑假、寒假期間,安排一些學生到實踐教學基地和相關企業實習;鼓勵學生到我校的供配電實訓室和高壓智能開關工程技術研究中心進行開放實驗;請大公司的工程師來做講座、工程培訓,縮短畢業生進入企業的適應期,節省企業培訓成本和時間。第二課堂不但能提高學生的實踐能力、表達交流能力、自主學習能力、自我管理能力等,還可培養學生的工程意識、團隊合作意識。
三、結束語
課程體系的構建只是專業群建設的開端,該課程體系的順利實施還要依賴實踐教學平臺的建設和“雙師型”師資隊伍的建設等一系列具體舉措。在校、院兩級領導的推動下,實踐教學平臺和“雙師型”師資隊伍的建設已初具成效,相信在不久的將來,我院電氣裝備方向將會對平頂山乃至全國的電力裝備行業輸送大量優秀人才。
參考文獻:
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[關鍵詞]應用型本科電氣工程實踐教學
中圖分類號:G64文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120183-01
一、新時期本科電氣工程及其自動化專業人才培養目標定位
目前,許多工科大學都開設電氣工程及其自動化專業,從專業的定位設置及學生的就業來講,電氣工程及其自動化專業是屬于應用型專業,應用型本科教育的任務是培養面向生產、工程、管理和服務等一線的高級應用型專門人才,它既不是基于技能的職業型教育,也不是基于理論的研究型教育,而是培養介于技能應用型和工程研究型之間的工程應用型人才。我校基于這樣的培養目標,確定我校電氣工程及其自動化專業建設目標,圍繞“重基礎、寬口徑、強實踐、擅應用”的應用型人才培養目標,通過加強師資隊伍建設和實驗室建設,加強產學合作,將其建成具有特色明顯的應用型工程技術專業,培養具有較強實踐能力和創新精神的應用型高級工程技術人才。
二、實踐教學在電氣工程專業人才培養中的重要性
應用型本科實踐教學必須是專業技術應用能力和專業技術理論有機的結合。電氣工程及其自動化的崗位群是具有較高科技含量的設計部門及相關企業。因此,針對為高科技部門、技術密集產業培養的高級技術應用型人才,故要求既具有一定的基礎知識理論、又具有較高的綜合素質、同時還具有較強的實踐能力和適應性,而且還具有一定創新潛力的技術和技術開發能力,具備解決工程實際問題能力的現場工程師。因此,要培養學生具有上述能力,離開實踐教學或者是實踐教學不足都是想像,除此之外,實踐教學在培養過程中還可進一步拓寬專業面和知識面,加強學生創新能力和實際工作能力的培養,就業后能很好實現后續發展。
三、我校電氣工程及其自動化專業學科特色
我校過去是屬于鐵路高校,2000年后歸到甘肅省管理,我校電氣工程及其自動化專業學生主要是為鐵路培養,電氣化鐵路及相關供電是具有鮮名特色的,尤其是電氣化鐵路與其它供電相比是有比較大的差別的。目前鐵路處于一個跨越式大發展時期,需要大量具有一定的電氣化鐵路基礎知識理論、又具有較高的綜合素質、同時還具有較強的實踐能力和解決工程實際問題能力的畢業生,這也就促使我校電氣工程專業必須主要面向鐵路,制定具有電氣化鐵路特色的電氣工程及其自動化相關教學計劃和相關的實踐性教學環節。
四、目前大都數工科電氣工程專業實踐教學出現的問題
目前工科院校人才培養計劃中的實踐教學環節一般都有隨課的實驗教學、課程設計、畢業實習和畢業設計。這些實踐教學環節大多為具體的理論課程服務,沒有形成體系,整體優化程度低,模式比較單一,綜合性實踐教學環節較缺乏;部分實踐教學的培養目標不明確或教學內容與培養目標脫節;設計性的實踐教學大多停留在書本上、圖紙上,而結合工程實際的內容較少,實施性差;針對實際應用的實踐環節對象陳舊,脫離實際;學生一般處于被動學習狀態,創造性難以得到發揮等。
五、我校電氣工程實踐教學的實施方案
(一)實驗教學
對于基礎實驗,對于二、三年級學生,主要利用短學期的有效時間開放實驗室,開設設計型實驗,一門課一般為兩個設計型實驗,并鼓勵寫出實驗型小論文。逐步提高學生動手、分析總結的綜合實驗能力。第四年,進入專業方向訓練后,專業課程實驗通過實驗室和生產現場實驗(實習)相結合的方式進行,以便使同學更好地聯系生產實際。
(二)各類實習
電氣工程專業實習類型有:工藝實習、專業實習、頂崗實習。
1.工藝實習形式有:金工實習、電子工藝實習、電子儀表組裝、電子元器件市場調研與自主設計、EDA綜合實驗、常用電力測試儀表應用等內容。通過各類實習要求學生能夠熟練使用電氣作業現場經常使用的各類電力測試儀器、儀表,并能夠進行若干常規測試,為后面的生產實習和畢業設計打下實踐基礎。
2.我校電氣工程專業實習包括認識(參觀)實習和生產實習兩部分。參觀實習主要是到蘭州供電局下屬變電站、蘭州鐵路局供電段、蘭西機務段等單位參觀地方和鐵路供電部門的生產調度、設備運行、檢修維護等項目;生產實習主要是到蘭州鐵路局職工培訓站進行牽引供電、接觸網等項目的實際操作和演練、使學生真正參與到生產實際中來提高自己的實踐能力。通過專業實習,使學生對自己所學的專業有了一個全新的認識,甚至可以找到自己今后的就業方向和發展道路。
3.頂崗實習,頂崗實踐教學環節與其它實踐環節不同。其一是所處學習階段特別,執行時間一定要在學生已學完公共基礎課、專業基礎課,而專業課已開設一段時間后,通常安排在第七學期。其二是教學環境特別,執行場所一定要在專業對口的企業進行,學生在工作崗位上與工程技術人員或工人一起工作、學習,真實地進行工程綜合能力訓練。其三是學習目的特別,執行的目的一定是針對實際工作對象解決實際問題,面對的是立體的事物、交叉的技術,而不是平面的、單一理論上的問題。因此,頂崗實踐教學的教學形式、內容、方法和手段都要進行相應的改革。頂崗實踐教學的總體思路是:根據人才培養目標要求,以實踐技能訓練為手段,充分利用社會資源,結合理論知識,培養學生的工程綜合素質和創新能力,以達到學以致用的目的。學校應與企業建立長期互利的合作關系。學校在企業創建實習基地,簽訂長期產學合作的協議,一方面企業為學校提供頂崗實習基地,委派有經驗、能勝任的工程技術人員或高級技術工人給學生集中講課,指導學生現場操作,形成良好的“師徒”關系。另一方面,學校為企業提供強大的技術支持,幫助企業解決生產中的技術攻關課題。再一方面,企業可以在實習的學生中擇優挑選滿意的學生作為企業的后備人才,提高了學校的一次就業率,同時也提高了企業的知名度。我校在各企業都建有實習基地,針對學生所學專業方向的不同,把學生分散到鐵路供電站段,采用崗位輪換的辦法,安排學生從事技術、管理、生產等不同的工作崗位,按每個崗位的性質不同,定期輪換,在指導教師的指導下參與實際工作,提高動手能力和解決實際問題的能力,實現真正意義上的頂崗。在生產過程中與企業技術人員溝通交流,再對照書本上講過的理論知識,從理論到實際,從淺到深,從表面到內涵,從知其然不知其所以然到完全理解,學生從真正意義上掌握了所學知識,學以致用。
(三)專業課程設計與畢業設計
1.課程設計。其基本思路是通過一個開放式的綜合性課程設計,使學生得到一次系統化的綜合應用的實踐鍛煉。針對電氣工程類專業,具體想法是:將電子技術、電機學、電力電子技術、自動控制理論、電力傳動與控制技術、電力牽引供變電技術、EDA技術、接觸網技術、機械基礎、建筑電氣等課程聯系起來,以電氣工程專業大學生創新實踐基地為實訓場地,開設以工程實際為背景的設計題目。將構思、方案設計、功能設計、評價設計、系統調試進行一條龍訓練,要求學生針對某一選題,4~5人為一個小組,在教師提供的開放式平臺的基礎上進行自主設計,獨立實踐。
2.畢業設計。畢業設計是對學生實踐創新能力的檢驗。電氣工程專業是一個實踐性很強的專業,根據實際情況畢業設計分為三類:
第一類是學生的全部畢業設均在校內完成,選題由指導教師確定,實驗室和機房為其開放;第二類是學生在畢業設計前期到相關企業或將來的工作單位實習,四月底回學校完成剩余內容。選題可以自定,也可以是企業的相課題;第三類是學生的整個畢業設計全部在企業完成,選題必須是企業的相關課題,但畢業答辯必須回校完成。
學生可根據自己的實際情況自愿選擇相應種類的畢業設計,實踐證明,通過畢業設計可極大地提高學生的實踐創新能力,同時也是對其實踐創新能力的綜合檢驗。
六、實踐教學的實施效果
通過上述實踐教學后培養出來的學生,用人單位普遍反映:(1)學生的綜合素質明顯提高。(2)競爭意識、質量意識、創新意識明顯提升。(3)自信心明顯增強。經過各個崗位的輪換后,學生還清楚地了解到自己真正適合什么樣的工作,畢業時有目的地尋找適合自己的工作崗位,明確了自己奮斗的目標,最大程度地實現自我價值。我校電氣工程及自動化專業的學生就業率幾年來一直將近100%。
應用型本科院校畢業生在實踐教學環節中的收獲不僅體現在專業知識的拓展、專業技能的提高上,而且還塑造出了膽大心細,不迷信書本,實踐出真知的創新意識。在人際方面,畢業生還充分認識到與人為善、尊重他人、寬容的為人之道。
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1 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系現狀
1.1 第一課堂實踐教學體系現狀
第一課堂實踐教學內容是整個實踐教學體系的基礎。在電氣工程及其自動化專業本科人才培養計劃中,課程設置注重實驗課程的比例,專業實驗有驗證性、設計性、綜合性實驗。
目前開設的課程實驗教學學分數占總學分的12%,現有的專業實驗室分別是電氣控制與繼電保護實驗室、電力電子與電機拖動實驗室。所配實驗裝置配備完善、設備先進,能滿足本科課程所開設的實驗,實驗開出率達到85%。
專業實驗(實踐)教學由長期穩定的校外實習基地擔任,校外實習基地設施齊全,基本能滿足學生參觀、檢修、生產運行實習的需要。
畢業設計是培養學生應用所學的專業知識解決實際工程應用的綜合能力的一門實踐教學課程,其學分數占總學分的9%。大多數任課教師能夠根據實際工程選擇多個設計題目,基本能滿足學生的需要。
這一課堂通過理論、實踐兩種教學方式的相輔相成,培養了學生的專業基本技能。
1.2 第二課堂實踐教學體系現狀
第二課堂實踐教學內容是整個實踐教學體系的提高和有益補充部分。電氣工程及其自動化專業本科人才培養計劃中,注重開放性實驗、學生參與教師科研、學術講座、科技競賽、社會實踐活動等實踐教學活動。
電力系統繼電保護、電力電子技術等課程是電氣工程及其自動化專業學生的必修課程,為了配合課堂教學,使所學理論知識與實際緊密結合,培養學生的實際運用知識的能力,本專業對實驗室進行了合理的時間和項目上的開放式管理。將科研和專業實驗教學有機結合,提供一定的開放實驗選題,培養學生的研究興趣、科研素質和創新能力,并鼓勵學生參與教師的科研項目研究和工程實踐。
近年來,學校一直非常重視學生的實踐能力和創新能力的培養。組織學生積極參加各項科技活動,積極有效地推動學生各具特色的科技文化活動的開展;并且開展力度大,種類多,學生參與面廣;取得了顯著的效果和優異的成績,培養了學生創新精神和實踐能力。
豐富多彩的學術講座有利于培養學生的專業興趣,拓寬學生的知識面。一方面聘請校外專家和學者來校開展學術交流活動,另一方面積極在校內開展專業教師的學術研討,帶動了學生的學習興趣,獲得了學生一致好評。
顯然,第二課堂的實踐教學在第一課堂的實踐教學的基礎上培養了學生的專業綜合能力。
2 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系中存在的問題
近年來學校發展迅速,招生規模和專業數量都有了快速增長。電氣工程及其自動化專業作為新辦專業,在實踐教學體系構建上仍然處于摸索階段,存在著諸多方面的不足:
(1)實驗教學體系。
實驗是實踐教學體系的重要部分。傳統的實驗教學手段簡單,實驗教學效果不理想,達不到培養學生獨立思考和創新能力的目的;實驗項目與實際工程存在部分脫節;實驗師資隊伍建設力度不足等問題。
(2)校內外實習及實踐基地建設。
培養高級專門工程應用人才必須有良好的硬件設施和條件,也是形成應用型特色的物質基礎。
3 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系改革思路
3.1 第一課堂實踐教學體系改革思路
為了更科學的設置實踐教學體系,在原有第一課堂實踐教學環節的基礎上進行深入研究,并結合“電氣工程及其自動化專業應用型人才培養方案改革與實踐”教改研究項目的進行,擬從實驗師資隊伍、課程體系改革、實驗體系改革等方面完善第一課堂實踐教學體系的建設。
繼續實施學校高層次人才引進辦法,在中青年實驗師資骨干、高學歷青年人才引進上有較大進展,創造條件在現有師資隊伍中培養“雙師型”骨干教師。
學校擬對課程體系進行深入研究與改革,現已啟動“電力電子課程體系的改革與實踐”教改研究項目。
實驗教學體系擬從兩個層次進行改革。第一層次為基礎理論與操作技能,培養學生的基本實驗技能和理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力。基礎課、專業基礎課和專業課實驗要改變以驗證性實驗為主的局面,逐步減少這類實驗的比例,增加設計性、綜合性實驗。第二層次為科學技術研究與創新實踐,為高年級學有余力的優秀學生提供一個綜合設計、開發研究的環境,鼓勵學生自主選題,從而培養學生的創新意識與創新能力。
3.2 第二課堂實踐教學體系改革思路
電氣工程及其自動化專業實踐教學體系在學校運行取得了一定的成績,今后除繼續鞏固已取得的成績外,擬在金工實習基地建設、校外實訓實習基地建設等方面完善第二課堂實踐教學體系的建設。
金工實習是工科類專業學生必不可少的實踐性教學環節。為了適應學科發展和社會需求,將籌建適用范圍廣的金工實習基地,滿足電氣工程及其自動化專業人才培養的需要,提高學生的實際動手能力。
隨著社會各界對電氣工程及其自動化專業人才的需要,要更加注重對人才培養模式的研究,要突出學生職業素質教育培育,尤其是學生的實踐能力和創新精神,加大教學培育創新力度,以適應社會的需要。本文結合工作實踐,對電氣工程及其自動化專業建設與人才培養模式進行研究了探索研究。
關鍵詞:
電氣工程;自動化;人才培養
目前,隨著社會的不斷發展,電氣工程及其自動化專業人才培養越來越需要加強。要根據社會經濟發展,結合當前工作社會的需求,認真研究分析教育培養中存在的缺點,積極探索教學模式創新,突出學生職業素質、實踐能力和創新精神培養,大力培養學生成為高級工程技術人才和管理人才。
1要樹立創新理念,在多元化培養模式上求突破
在制訂培養計劃時,我們要根據專業的新發展和新要求,以如何發揮特色專業優勢為中心,加大培養電氣創新人才的力度,注重優化重構人才培養方案,在探索多元人才培養模式求突破,努力構建創新教育體系。在優化教學課目內容時,要優化原有的培養計劃,將計算機、電子自動控制等新興技術的應用,重視與行業企業共同開發新課題。我們就要集中精力,組織力量編寫一批反映專業特色的教材及生產實際的特色教材,以滿足課程建設的需要。在改革課程教學內容和優化課程體系過程中,要要加大對傳統專業的更新改造力度,注重加強新形勢下特色專業建設的探索與實踐,突顯目前我們不斷倡導的產、學、研一體化的辦學優勢,不斷創建電氣工程人才培養新模式。在教學實踐中,要斷鼓勵學生參與到實踐中去。在實踐中,我們的學生要完成教學目標,既要擁有本專業各種知識,還要自學其他的很多其它知識,這就需要學生積極參與到實踐教學改革中,這樣不僅有助于提高大學生的自學和創新能力,更對學生的實踐動手能力,更能鍛煉學生的實踐動手能力,進一步促使學生綜合應用能力的提高,還不斷優化他們的智力結構。在實踐中,參與設備開發的學生分別負責不同內容,既要注重團結協作;更要通盤考慮,整體設計。因此,實踐教學內容及教學模式的改革,對于培養學生的團結協作的精神是大有裨益的。實踐教學改革的成果可用于相同設備及類似設備的二次開發,具有一定推廣價值;提高了實驗設備的功能和現代化程度,拓寬實驗設備的應用范圍,開發后的實驗裝置不僅能用于教學任務,還可用于科學研究。可避免設備過早淘汰,具有一定的經濟效益。
2要依托學科優勢,要注重特色專業建設上下功夫
依托電氣制造行業的發展優勢和電力行業的發展,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。
3要加強個性教育,在注重培養拔尖人才求突破
在高等教育階段,我們不僅要探索建立普遍的人才教育計劃,更要對拔尖創新人才培養做出計劃,這也是我國高等院校促進拔尖創新人才脫穎的迫切要求。所以,在教育過程中,要對具有學術理想、創新潛質等條件特別優秀的學生創設教育計劃。讓學生在完成規定的課程外,可以根據每個人的興趣、愛好和特長可進行自主選擇喜歡的課程,同時也自主參與學校的科研項目。主要引導學生們進行研究性的學習、加強科技創新,對于每位學生來說,都要主動參加導師的科研課題,要做到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。
4要注重加強師資隊伍建設,在提升現代化教學力量求突破
在教學中,要充分認識到教師在專業教學中的重要性,對師資隊伍結構以及人才資源配置不斷優化,大力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。另外,還要大力加強教師隊伍的教學能力建設和整體提高工作,注重對青年教師的工程能力培養;也可以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。
5結束語
綜上,應該充分認識到電氣工程及其自動化專業的重要性,在培養期間,應該進一步樹立創新思想,積極推進教學改革和課程建設,辦出自己的專業特色,為社會經濟發展培養更優秀的創新型人才。
參考文獻:
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關鍵詞:電氣工程;培養方案;改革;復合型人才
作者簡介:王曉剛(1976-),男,吉林長春人,廣州大學機械與電氣工程學院自動化系副主任,副教授;王清(1963-),女,黑龍江哈爾濱人,廣州大學機械與電氣工程學院自動化系主任,副教授。(廣東 廣州 510006)
基金項目:本文系廣州大學“專業綜合改革試點”項目的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)36-0131-02
目前我國電氣工程領域有以下兩個發展特點:一是隨著我國年發電量和總裝機容量的逐年增長,未來20年,我國電力工業和電工制造業將持續高速發展,對電氣工程及其自動化專業的人才需求量越來越大。二是電子技術、計算機技術以及能源技術迅速滲透到傳統電工領域,出現了微電網、智能電網等新事物,這對高校電氣工程及其自動化專業的畢業生提出了新的要求。與此同時,教育部提出實行“卓越工程師教育培養計劃”,旨在培養一批創新能力強、適應社會經濟發展需要的高質量工程技術人才,促進工程教育改革和創新,全面提高我國工程教育人才培養質量。在這樣的大背景下,各高校都對電氣工程及其自動化專業培養方案作出修訂。[1-7]廣州大學(以下簡稱“我校”)電氣工程及其自動化專業原有的培養方案已經不適合于當今社會對人才的要求,因此從2011年開始對專業培養方案進行了大規模的修訂,經專家評審通過并從2012年開始實施。新培養方案的最大特點是側重于對學生綜合能力的培養。
一、專業培養目標
本專業旨在培養能夠從事與電氣工程有關的裝備制造、系統運行、自動控制、信息處理、試驗分析、電力電子等技術開發以及計算機應用等領域工作的寬口徑復合型工程技術與管理人才。在新培養方案中開設了電力系統自動化、工業自動化和智能電網與新能源技術三個專業方向,相應方向的學生畢業后可在電力行業、電氣裝備制造和應用行業,或者工業自動化設備集成制造行業、自動化設備和技術的應用行業從事電氣、電子、自動化產品的研究、開發、集成、管理、安裝、檢測與維護等技術工作。
二、新版培養方案介紹
本專業課程基本框架設置為三個層次:第一層次以公共基礎課程、學科基礎課程、專業必修課程為本專業的主干課程。在此基礎上,第二層次設置專業選修課程,選修課程分為電力系統自動化方向選修課、工業自動化方向選修課、智能電網與新能源技術方向選修課和跨方向公共選修課。第三層次設置集中實踐環節,包括課程設計、認識實習、生產實習、畢業實習和畢業設計。
本專業基本學制為四年,允許在七年的彈性學制內完成學業。畢業的總學分不少于164,且各層次課程應滿足相應模塊的修業要求。公共基礎課程平臺包括通識類必修課和通識類選修課,分別要求達到36學分和11學分。學生至少需獲得4個第二課堂學分方能畢業。多余學分可申請以50%的比例折算抵免通識類選修課程學分。在專業選修課程中,要求畢業前必須選修不少于38學分的課程。通識類必修課程、學科基礎課程、專業必修課程是本專業全體學生修讀的課程,如果考試不及格,按學校文件規定,必須重修。所有集中性實踐教學環節是全體學生必須完成的實踐環節。學生可根據自己的學習興趣在第三學年開始選修電力系統自動化、工業自動化或智能電網與新能源技術方向的課程,在相應方向所選修的課程要求至少要分別達到12、9.5及10學分。
另外還建議學生每學期至多選修2學分的通識類選修課程,并選擇適當的經濟管理類通識課程,以豐富自己知識結構。學生應特別重視學科基礎課程和專業必修課程的學習,為后續學習、工作打下堅實基礎。
開設的課程具體包括:
1.通識類教育課程平臺(通識類必修課)
包括思想道德修養與法律基礎、思想和中國特色社會主義理論體系概論等政治類課程以及大學體育、大學英語、計算機基礎、心理健康教育等,共36學分。
2.通識類教育課程平臺(通識類選修課)
分為人文科學類、社會科學類、自然科學類、工程技術類、體育藝術類、教師教育類六大類別,要求學生跨學科選修兩類以上(含兩類)課程,且要求在精品通識課程中選修不少于2學分,與專業相同或相近的課程不計入總學分。通識類選修課要求修滿11學分。
3.學科基礎課程平臺(學科基礎課程)
包括專業導論、高等數學、大學物理、機械制圖、C程序設計、電路等,共30學分。
4.專業課程平臺(專業必修課程)
包括模擬電子技術、數字電子技術、模擬電子技術實驗、數字電子技術實驗、電力電子技術、自動控制原理等,共17學分。
5.專業課程平臺(專業選修課程——模塊課)
電力系統自動化模塊包括發電廠電氣部分、電力系統分析、電力系統繼電保護原理、電力系統自動化、電力系統調度、電力系統新技術專題、配電網自動化、高電壓技術等,要求修夠12學分。
工業自動化模塊包括電機拖動技術、電力工程基礎、電力電子技術裝置及應用、現代控制理論、自動化儀表與過程控制、運動控制系統、電梯控制技術、智能控制、機器人技術、物流自動化技術等,要求修夠9.5學分。
智能電網與新能源技術模塊包括發電廠電氣部分、電力系統分析、智能變電站技術、電力系統繼電保護原理、智能電網技術、微電網技術、新能源發電技術等,要求修夠10學分。
6.專業課程平臺(專業選修課程——跨模塊課)
這部分課程3個方向的學生都可以選修,要求模塊課和跨模塊課的總學分至少達到38。包括單片機原理與接口技術、復變函數與積分變換、電磁場、概率論與數理統計、電子電路CAD技術、專業英語、電氣控制與可編程控制器、計算機虛擬儀器技術、DSP系統設計與應用、計算機控制技術、無線傳感器網絡技術、學科研究方法論等。
7.實踐教學平臺
包括軍訓、金工實習、電工電子實習、認識實習、電子技術應用課程設計、單片機應用系統課程設計、生產實習、畢業實習、畢業設計。此外,3個方向的學生還要完成相應模塊的課程設計,分別為電力系統課程設計、控制系統課程設計、智能電網技術課程設計,為期均為1周。實踐課的總學時為28。
新培養方案各類課程的學分數、學時數及其所占百分比見表1。
三、新版培養方案所采取的改革措施
1.專業方向改革
與原培養方案相比,專業方向作了很大改動,這樣做的原因有三:
第一,原培養方案并不分方向,所有學生都只是根據自己的興趣在專業課程平臺的26門專業選修課中自行選課,且要求畢業前修夠至少36學分。這種方式存在很大的弊端,這是因為學生對專業方向的把握能力不夠,所選的課程不夠系統化,導致學生畢業時對電氣工程及其自動化專業的內涵仍不明確,從而直接對考研或工作造成影響。
第二,原培養方案的課程側重于工業自動化方向,電力相關課程較少。然而從近幾年我系學生的就業情況來看,進入電網公司和發電廠等電力企業就業的學生每年都占據一定的比例,迫使我系對專業方向進行更合理的設置。
第三,隨著電力工業的發展,電子、計算機、通信等信息技術以及能源技術與傳統電工技術不斷融合,豐富了電氣工程及其自動化專業的發展方向。例如智能電網、新能源技術、微電網技術等新興技術的出現要求本專業應及時地調整專業方向。
綜上,在新的培養方案中將學生分為電力系統自動化、工業自動化以及智能電網與新能源技術3個方向,學生必須選定一個方向,并在相應的模塊課程中修夠一定的學分。這一改革措施的目的是使學生有更明確的學習目標,實現個性化發展,畢業時有更好的專業素養,也為學生在電力部門和新能源產業就業打下更好的基礎。同時要求學生要選修一定學分的跨模塊課,成為寬口徑復合型人才。
2.課程結構改革
對比表1和表2可以看出,與原培養方案相比,新培養方案的學分數略有減少,而學時數減少的幅度較大。這是因為學校規定1學分由18學時減少至16學時,如電機拖動技術由原來的3學分64學時(含10學時實驗)改為現在的2學分32學時。而專業課總學分的要求幾乎不變,從而要求學生修更多門課,接觸更多的專業知識,體現了全面發展的原則。
另外,新版培養方案要求學生至少獲得4個第二課堂學分方能畢業。所謂第二課堂,即鼓勵學生在校學習期間積極參加第一課堂以外的學術科技、文化藝術、社會實踐等活動,提高學生的綜合素質。學生課外參加學科競賽項目獲獎、獲得專利、、成果技術轉讓、完成科研課題和社會調查、獲得技能證書等均可獲得相應的學分。將學生在第二課堂的活動進行學分量化,與第一課堂學分共同構成綜合素質評估體系,更為準確全面地反映學生的綜合素質情況。
3.課程設置改革
由于專業方向的改動較大,因此課程設置上也有較大變化。改動較大的是專業課程平臺,增設了多門電力系統及其自動化和智能電網與新能源技術方向的課程。工業自動化方向增設了電力電子技術裝置及應用、物流自動化技術。在跨模塊專業選修課程中,刪去工業控制總線、電子電路故障診斷技術、樓宇自動化系統等課程。
另外,在課程教學內容上,要求緊跟理論和技術的發展動向,對每門課的教學內容都做了優化,保證學生學到最新最實用的理論和技術。
四、結論
電氣工程領域的理論和技術隨著電子技術和計算機技術的滲透而發生了巨大變化,高校電氣工程及其自動化專業的培養方案應及時做出修訂以適應社會對人才的要求。本文對新培養方案做出介紹,從專業方向、課程結構和課程設置三個方面進行了改革。新培養方案將更好地為社會培養寬口徑復合型工程技術與管理人才。
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【關鍵詞】電氣工程;辦學條件;專業規范
一、電氣工程專業教育概論
電氣工程及其自動化專業,主要包含計算機技術、電力電子技術、機電一體化技術和網絡控制技術等眾多領域,是綜合性相對較強的學科,具有機電相結合、元件與系統相結合、強弱電相結合、電工技術與電子技術相結合、軟硬件結合等突出特點,使學生掌握系統控制、電工電子、電氣自動化裝置、電力系統自動化和電氣控制技術等多方面的基本技能。
該專業主要培養能掌握電氣工程專業知識和工程技術基礎知識,具備分析和控制電氣工程技術問題的能力的高級工程專業技術人才。電氣工程及其自動化專業的宗旨是為社會培養出能在電氣工程及其自動化、經濟管理和計算機技術應用等領域工作的過硬綜合素質高級技術專業人才。本文涉及的電氣工程專業一般是包含電氣工程和自動化專業的。中國電力工業目前處于高速發展階段,對于電氣工程人才有大量需求,因此我國電氣工程領域對培養相應的人才非常重視,并且我國主要的工科大學在教育和科研上對電氣工程專業的投入比重相對較大。
二、電氣工程專業的學科內涵
中國電氣工程專業的研究對象是電能,主要研究電能從產生到利用各個階段的規律的專業。其理論基礎主要是電磁理論。電能從產生到利用的各個環節中需要充分掌握和利用電信息,因此電信息技術的研究是電氣工程和自動化專業的不可或缺的內容。
同時,現代通信和計算機載體主要是電信息。所以電信息技術的研究也屬于電類專業,其中電氣工程是專業母體。電氣工程是基礎性的學科,因此具有較強的學科派生和交叉能力。如其與生命科學的交叉造就了新的專業―生物醫學工程和生物電磁學;電氣工程同材料科學的結合造就了納米電工技術和超導電工技術;電氣工程同電子科學的結合造就了電力電子技術,而后者也進一步推動了電氣工程的發展,并且逐漸發展成為電氣工程的一個分支。電氣工程專業的范圍主要有電電力系統運行和控制、電氣裝備制造與應用以及電工基礎理論三部分電氣工程的基礎,是以電磁場理論和電路理論為主的電工理論。他們屬于電磁學的發展外延。
電工理論運用于實踐產生了新的電子技術和計算機硬件技術等性技術,因此電工理論是主要的理論基礎。電氣裝備制造一般涉及制造電動機、變壓器、發電機等電機設備,也涉及用電設備等電氣設備和電器制造,同時包括電力控制裝置的制造、各種電氣控制裝置、電子設備的制造等內容。電氣裝備的應用則主要指上述裝置和設備的具體應用。電力系統一般涉及電氣自動化和電力網的運行和控制等內容。需要注意的是制造和運行必須相互統一,電氣設備的制造同時要兼顧實際運行狀況,如電力系統穩定的運行需要依靠良好的設備。
三、電氣工程專業的方法論、影響因素、培養目標和要求的介紹
電氣工程專業由于理論分析較多,比較注重對數學工具的使用。作為一門工科專業,實驗研電氣工程需要通過實驗研究來完成主要的學習和教學任務,在一定的實驗條件和實驗研究的支持下,學生在學習電氣工程專業知識過程會事半功倍。
電氣工程專業緊隨現代科技,引入了以計算機技術為基礎的仿真模擬技術進行教學研究。同時在進行電氣工程的理論分析、試仿真模擬和實驗研究時,教學也經常運用到等效與類比等科學方法。
電氣工程專業是一門典型的基礎性很強的學科專業,在與其他學科的交叉過程中,派生出了很多如電子科學與技術專業、電子信息工程專業、通信工程專業、計算機科學與技術專業專業等學科。這些專業由于是電氣工程專業派生而來,被劃為電子與信息類專業,電氣工程專業與其派生而來的專業統一被稱作為為電類專業。電氣工程專業作為電子與信息類專業的母體,又被派生而來的專業注入了新的發展活力。
電氣工作專業的專業宗旨主要是培養能夠在電氣工程領域的研究開發、系統運行、裝備制造、和相關管理等方面工作的,掌握技術開發、組織管理和科學研究能力的高素質綜合型專業技術人才。電氣工程的培養具體目標主要是,該專業學生要掌握計算機技術、信息技術和電子技術等專業技術,控制理論和電工理論等基礎理論知識,通識性知識和對應的專業知識。
基于電氣工程專業特點,學生在下列知識和能力上也有要求:
第一,掌握扎實的數理化等基礎學科理論知識,掌握人文學科的管理基礎知識,具備一定的外語運用能力;
第二,系統地學習與電氣工程相關的工程技術知識,如信息處理、電機學、控制理論、計算機軟硬件和網絡技術等知識;
第三,得到良好的工程實踐訓練,掌握對電氣工程領域實際問題的分析和解決能力;
第四,熟練運用計算機的能力;
第五,能在電工領域內掌握不低于1個專業方向的專業技術和理論,并清楚學科發展未來趨勢;
第六,具備一定的適應工作條件、進行科學研究和信息管理等實際工作能力。
四、電氣工程專業知識結構要求和知識體系
第一,熟悉系統的模擬和數字電子技術和相關電路理論;熟悉并會運用電子電路原理,會分析和解決相對復雜的電工電子電路問題;能掌握基礎的電磁場理論;掌握控制理論、計算機軟硬件、程序設計等相關知識;具備能檢測、分析并處理電氣系統物理量的能力。
第二,掌握扎實的電力系統、電力電子技術和電機學理論等相關知識;掌握力學和機械學科中最基本的原理和方法。
第三,能掌握不低于一個專業方向的基本技術和理論知識。第四,能掌握在工程中測試與表示常用物理量的能力,以及掌握設計和調試電氣系統的相關知識。
電氣工程專業教育內容和知識體系一般包括:
第一,通識教育和基礎教育;
第二,專業類基礎技術與理論知識(電磁場理論、控制理論、電路理論、、信號分析與處理、計算機網絡、電子技術、檢測技術等);專業基礎知識一般涉及電力系統、電力電子技術和電機學基礎理論和知識;
第三,專業方向技術與知識。如電機電器及其控制、電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術以及其他專業方向的技術。
第四,實驗和實踐技能。實驗和實踐技能主要包括簡單的設計與調試電氣系統實驗技能、設計和調試相對復雜電氣系統的初步實驗的技能。
隨著社會的不斷發展,社會各界對于人才的要求越來越高,因此我國近年來不斷進行教育改革,避免學生與當今社會對讓人才的要求脫軌。工程教育一直是我國教育中的短板,而CDIO工程教育理念的提出,使得工程教育有了新的發展方向。本文通過查閱相關資料,簡要介紹了CDIO工程教育的基本理論、CDIO工程教育視角下的電氣工程及其自動化改革的特點,以及CDIO工程教育視角下的電氣工程及其自動化改革的教學方式,以期為廣泛應用CDIO工程教育模式提供有價值的參考。
關鍵詞:
CDIO;工程教育視角;電氣工程自動化;專業改革
我國教育改革近年來取得了非常不錯的成果,但在工程教育領域依然存在很多問題,而CDIO教育理念的提出雖然為工程教育提供了很大的發展空間,但我國關于CDIO教育理念的了解和實施還不夠徹底,并未完全發揮出其應用的作用,因此相關單位應加強對此教育理念的研究。
1CDIO工程教育基本理論
CDIO工程教育理念的提出對于教育領域來說,是非常具有代表性的教育改革,其與歐美國家向來倡導的工程教育理念相符,并且經過多年的發展和教育改革,如今的CDIO教育理念更加系統、更加具有可操作性,并且其具有獨具特色的測評方式和標準,相關研究表明該教育理念下的標準更加適用于當今社會對人才的要求,并且通過應用該教育理念,可以有效提升學生的綜合能力,對提升教育成果方面能夠起到非常大的作用。CDIO教育理念具有三個重要的組成部分,即1個愿景,1個大綱和12條標準,愿景的中心思想是希望能夠為廣大學生提供更為完善的工程教育,并且該工程教育重視工程基礎、真實實踐等方面;大綱則將工程師的等級做出了合理的等級劃分,使工程建設有了更加清晰的發展方向;而12條標準的提出則起到了規范實施的作用。該理念的提出時間雖然并不是很長,但截至至2013年,全世界范圍內有多個國家的高等學府引入該教育理念,甚至成立了CIDO組織,而我國著名的多所大學也參與了此項教育理念的研究和應用,如清華大學、北京交通大學等,足以表明該教育理念的受重視程度,相信在不久后勢必成為普遍應用的教學理念,并發揮出更大的作用。
2CDIO教育視角下的電氣工程及其自動化專業改革特點
2.1為未來就業奠定堅持基礎的教學模式
當今社會對人才的要求越來越越高,人才的培養模式也越來越多元化,雖然我國不斷在進行教育改革,但始終與當代社會的發展速度存在差距,而傳統的教學方式更是早已被時代淘汰,尤其對于工程教育方面來說,理論知識的掌握固然重要,但要成為優秀的人才必須具備將理論與實踐完美結合的能力。理論與實踐相結合是實施CDIO教育理念的重要手段,并且該教育理念的提出和實施也充分印證了工程教育不應趨于靜止狀態,作為當代社會背景下的工程專業學生,在對其進行教育培養時不應只是根據以往的教學經驗,而是應該提前做好市場調查,明確當今企業對于工程型人才的綜合要求,并以此為依據改善教學方法,另外,各高校應重視學生的實踐問題,除了在校園內為學生盡量設置實踐課程外,也應將校企合作重視起來,如此才能為學生提供更多的工作實踐機會,并且能夠使學生提前適應工作模式和要求,對學生的整體發展來說有非常好的推動作用。
2.2宏觀的教學手段
全能型人才是當今社會對人才的最高要求,也是每個單位對人才的渴望,以及學校培養學生的最高目標,傳統的教學方式無法滿足全能型人才的培養要求,尤其對于工程教育方面來說,目前對于工程師的需求量越來越大,當下教育體系下培養的學生無法很快具備工程師資格,而CDIO教育模式則可以有效解決此問題。在工程教育體系中,電氣工程及其自動化專業是比較重要的專業之一,在該專業教學中引用CDIO工程教育理念,可以有效避免學生過多將精力集中于某一學科,相反其可以將學生的視野拓展,使其真正了解工程的意義以及更加全面的內容,另外教師該教育理念也能夠有效提升自身認知和教學能力,因此單單提升學生的認識是不夠的,只有使教師的認知程度也得到提升,才能真正推動培養全能型人才的步伐。
3CDIO教育視角下的電氣工程及其自動化專業改革方式
3.1開展項目式教學
“項目式教學”是CDIO工程教育下顯著的教學方式,其主要倡導在教學過程中應用各項工程項目做素材,教育理念為“項目為主線、教師為主導、學生為主體”,這樣我國近年來實施的課改要求有異曲同工之妙,同樣可以使學生更多的參與到課堂學習中。電氣工程及其自動化專業是工科專業中極具代表性的專業,綜合性強是該專業的特點,因此學生想要獲得該專業工程師資格是存在很大的困難的,因為傳統的教學模式過多重視理論教學,即使近年來由于教育改革增加了學生的實踐機會,但依然存在無法進行綜合實踐的現象,這對于電氣工程及其自動化專業來說是非常不利的。而“項目式”教學可以很好的解決這一問題,通過完整的完成某項項目可以接觸到各個專業課知識,并在實踐中將其進行融會貫通。另外,通過“項目式教學”可以使學生充分發現自身問題的所在之處,可以通過與同學的交流討論,或經過教師指導得到完善,這對提升學生分析能力、實踐能力等具有非常大的幫助。
3.2進行專業板塊教學
對于電氣工程及其自動化專業來說,電氣控制模塊是非常重要的部分,其在控制領域可以發揮很大的作用,因此各大高校可以積極開辦電氣控制實驗室,并加大學生實踐課程的設置,另外在學習和實踐的過程中,教師應注意避免“填鴨式”教學,在布置完教學任務后充分調動學生積極性,使學生樂于自己動手嘗試。另外除了控制領域外,單片機或電路相關的行業也是目前工程專業學生就業的好去向,尤其是近年來電子產品的廣泛應用,使得各個企業對工程師的需求量不斷增加,因此在今后的教學中,各大高校除了“模擬電子技術”或“單片機原理及應用”等專業知識的講授外,也應大幅度增加實驗課時,使學生有更多機會接觸電路板,并充分具備自行安裝和調試的技能,研究表明,經過長時間實踐的學生與極少進行實踐的學生而言,專業技能相差不只一點點,這對學生今后就業有非常大的影響。另外,電氣工程及其專業化領域中,電力系統的設計同樣是非常重要的部分,對保證系統正常運行、減少成本投入等方面有非常大的影響,因此也應加強電力系統設計方面的理論和實踐。
4結語
綜上所述,我國關于CDIO工程教育視角下的電氣工程及其自動化專業改革還處于初級階段,國際上引入CDIO教育模式的國家和高校有很多,并且也都取得了不錯的效果,但目前我國只有少數的幾個高校引入了CDIO教育模式,這對促進我國電氣工程及其自動化專業的發展有非常大的影響,因此我國應盡快將此教育理念投入到更多高校中。
作者:綦帥 單位:西南石油大學電氣信息學院
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