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电气工程及其自动化的课程十篇

发布时间:2024-04-29 12:27:03

电气工程及其自动化的课程篇1

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、马克思主义基本原理、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.

电气工程及其自动化的课程篇2

一、引言

电气传动技术课程群是电气工程及其自动化本科专业的课程主线之一,其课程包括“电机学”、“电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电气数字控制技术”、“电气传动控制技术”等。课程的数量多、相互衔接和耦合紧密,因此对课程群中各门课程的所需基础、课程内容、掌握程度、时间安排和实践方式方法等都需要合理设计、规划和实施,否则出现一个环节不合理,就会影响整个教育质量。

目前,高校的教学改革主要针对两个方面:一个是宏观层次,即研究某一专业的课程规划和设置,以该专业学生在毕业之后应具备的素质和能力为牵引,提出全周期的总体课程规划和时间安排。例如,文献[1]讨论了电气工程及其自动化专业的总体培养目标及毕业后的服务对象,对专业四年中应当学习的公共基础类课程和专业技术类课程进行规划设置,但没有考虑课程的具体内容和统筹衔接。另一个是微观层次,即针对某一门具体的课程,提出相应的课程内容改革、教学方法改革等,如文献[2]、[3]等分别讨论了“电机学”、“电力电子技术”等课程的改革和教学方法,这些研究都是从课程自身建设的角度出发,都没有考虑该门课程和其他课程之间的接口关系。而课程群是处于二者之间的一种课程体系,它既讲究内容安排,又讲究衔接关系,集系统性和个体性于一体。现有的教育科研对电气工程专业的课程群系统教学方法鲜有研究。因此需要针对电气工程及其自动化专业本科学生的最终培养目标,对课程群中的各个课程的课程内容和授课时序等进行统筹安排,才能在达到良好教学效果的同时提高教学效率。

二、电气传动技术课程群的培养目标和课程设置

电气工程及其自动化专业学生的培养目标是要求学生在掌握电气工程学科基础理论、基本知识和学科研究方法的基础上,系统地掌握电气工程专业的专业理论,具有较强的实践实作、工程计算、仿真建模等方面的能力,能够综合运用所学知识分析解决工程技术实际问题。同时具有归纳、评估、处理各种资料信息并加以利用的能力。

电气传动技术课程群作为电气工程及其自动化专业的重要分支方向必然要配合专业的人才培养要求实现高素质人才的培养。结合电气工程及其自动化专业的总体人才培养目标以及电气传动技术课程群方向的实际情况,可制定电气传动技术课程群的分培养目标为:在掌握电路、电子技术基础、自动控制原理、数字信号处理等专业基础课程基本知识与实践方法的基础上,能够系统深入地掌握电机学、电力电子技术、电气传动控制技术的理论基础以及对电气传动系统进行数字控制的编程基础;能够综合运用所学的各门专业知识实现对电气传动系统的分析、计算与仿真,最终完成电气传动系统的软件、硬件设计与制作。

上述培养目标决定了电气传动技术课程群融合了电机学、电力电子技术、现代交直流电气传动技术以及数字控制技术等多个方向的理论知识与实践知识,在有限的教学周期内需要多门课程的理论教学与实践教学统筹规划才能更好地完成。

三、电气传动技术课程群教学内容统筹规划

在传统的教学方法中,课程群中的各个课程和课时虽然安排比较多,但是,一方面各个课程内容上交叉重复较多,另一方面仍然缺少电气传动技术所亟需的一些教学内容,因此需要进行合理的梳理和统筹规划,以提高教学效率和效果。为此采用以下措施。

(一)课程设置调整

取消“电力拖动基础”课程,把课程中的传统电力拖动部分的内容并入到“电机学”中进行讲授。把“现代交直流调速控制技术”课程调整为“电气传动控制技术”课程,课时由60学时调整为40学时,并新增40学时的“电气传动控制技术综合设计及实践”课程,以强化学员的综合分析、设计和实践能力。新增40学时的“电气数字控制技术”课程,使学员掌握电气传动控制所需要的单片机、pLC等方面的数字控制知识。

(二)课时及课程内容安排

“电机学”的课时由122学时调整为110学时,精简合并有关直流电机特性、特殊用途的直流电机、变压器的并联运行和不对称运行、非正弦分布磁场下绕组电动势中的高次谐波及削弱方法等部分内容,强化直流电动机的电力拖动和交流异步电动机电力拖动部分的教学内容,使得被取消了的“电气传动”课程中与传动电力拖动控制相关的内容在电机学中进行了补充。

“电力电子技术”作为电气工程专业的专业基础课程,除了为电气传动技术课程群服务之外,还要为电力系统自动化课程群服务,因此其教学时数保持60学时不变,但是对教学内容进行调整,删减部分基于晶闸管器件的教学内容,增补电气传动控制技术所需要的SVpwm、多电平控制、间接直流变换等内容。对于四大基本变流器以及pwm控制技术的内容仍然作为重点在“电力电子技术”课程中讲授。

调整后的“电气传动控制技术”变为40学时,删减pwm控制和变流技术部分的内容,该部分内容由“电力电子技术课程”统一讲授。

(三)教材调整

由于课程及课程内容进行了调整,因此对各个课程的教材也进行调整:

“电机学”的教材改为自编教材《船用电机学》;“电力电子技术”课程的教材改为王兆安编《电力电子技术》第5版;“现代交直流调速技术”课程调整为“电气传动控制技术”后,选用的教材为阮毅、陈伯时编写的《电力拖动自动控制系统》第4版;“电气数字控制技术”课选用的教材为:韩俊峰等编写的《单片机原理及应用》和王阿根等编写的《电气可编程控制原理与应用》。

(四)课程时序安排

课程群中的各个课程,既相对独立,又相互联系,有的课程需要其他的课程作为基础,因此在开课顺序上要合理安排,否则在授课和学习上都会造成困难。

电气传动技术课程群的各个课程中,“电气传动控制技术”及其综合实践应当是终极课程,其他课程都是为该课程服务并作为该课程的基础,因此应在其他课程之后开课。此外,“电机学”是所有其他课程的基础,应当在课程群中最先开课。因此在课程时序安排中,应当把握以上基本原则。

四、结语

电气工程及其自动化的课程篇3

1电气工程及其自动化专业介绍

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、电气工程及其自动化专业技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合、机电结合、软硬件结合。该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子、系统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问题基本能力的高级工程技术人才。本专业是电工与电子、电力控制与信息技术交叉渗透的综合型宽口径工科专业。培养具有扎实的数学、物理和电气信息基础知识,在电气工程与信息领域从事电力系统运行与控制、信息处理、试验分析、研制开发等工作的复合型高级工程技术人才。主干课程有电路原理、电子技术、工程电磁场、信号系统与信号处理、自动控制原理、微机原理及接口技术、电工与电机学、电力电子技术、电力系统分析、高电压工程、电力拖动与控制、电机控制。就业方向为适合到国民经济各部门从事与电气工程有关的系统控制、信息处理、电力电子技术应用、电器设备研制等工作,能在科研院所、高等学校从事科研教学工作,也可攻读电气工程、控制工程等相关学科的研究生。

2电气自动化专业教学中存在的问题

现代社会对电气自动化专业的毕业生能力的要求,这为教学工作提供了思路。与电气自动化专业岗位能力要求相比较,目前高等职业教育中电气自动化专业的教学中主要存在以下几个方面的不足:

2.1教学中电气自动化专业的教材陈旧,新的控制方法、控制理论不能及时走进课堂。例如:智能表的应用、变频器的综合应用等,这一类教材在市场只有理论方面的教材。

2.2教学中理论教学多,实验教学少。一是电气自动化专业的实验教学体系不够完备。虽然在教学过程中已开设了一些实验,但只是该门课程的实验,整个专业的实验并没有形成体系,使学生不能系统掌握专业的要求。二是电气自动化专业的实验设备不够先进,缺乏创造性。例如:pLC的实验设备是以程序验证性为主,学生在实验中只是掌握了程序的编制,而pLC在自动控制中怎样具体的应用,学生却一无所知,这有悖于高职的教育教学特点。

2.3教学中注重知识的传授,缺少综合能力、应用能力的培养。大部分同学只有在学校接受老师传授的机会,很少有到工业企业第一线参加实践的机会,不能接触电气自动化技术的最新应用。

以上三个因素,使电气自动化专业教学中电气自动化专业滞后于电气自动化技术的发展步伐,使电气自动化专业的学生达不到教育标准。

3高职电气工程及其自动化专业教学改革方案

3.1高职电气自动化专业课程设置要勇于探索新的领域

高职电气自动化专业的教学是以应用教学为主,它不同于传统的电气自动化理论教学,因此其课程设置要灵活。为了和当前的工业电气自动化相结合,可以从以下方面加以改进。第一,精选教材。高职教师要针对当前工业电气自动化的现状,精选教材,这是教学改革的关键。但是在教学过程中,也不能只局限于教材。教材只是参考,应该结合实践情况作更多的延伸,一些先进的电气自动化设备是先有说明书,然后才被编入教材。第二,探索新的教学方法和手段。教学方法的改革是教学改革的重要内容,课堂教学是课程教学体系中的重要环节,它直接影响到教学质量。对课程的重点内容,教师要深入剖析其内在规律和逻辑关系,联系对口的科研和实践,加强学生创新能力的培养。充分运用现代化教学手段,加大和丰富教学内容,提高教学的趣味性,改善教学效果。同时,通过互联网为学生提供信息量大、速度快的丰富资料。制作的课件内容里包含了大量的网上资料,极大地丰富了授课内容,提高了教学质量。第三,高职电气自动化专业的课程设置要灵活,能够依据当前工业电气自动化的发展作相应的、及时的调整,保证电气自动化的课程设置不落后于当前工业电气自动化的发展。

3.2改变教学法,实施系统教学

在传统的教学中,学生在学习某一门课的过程中总会有一种疑问,这门课程学了到底有什么作用,从而使得学生在学习的过程中没有目的和方向,而系统教学法为学生解答了这个疑问。系统教学法是基于一个真实的电气工程及其自动化专业系统,从系统的角度去讲解相关的知识点,学生就会直观感受到所学知识的作用和用途,激发学生的学习热情,帮助学生把握知识的整体性、系统性、连贯性、渗透性,强化学科知识的系体化。系统教学方法在课程和课程内容的设置上紧扣培养目标,按岗位需求目标来设置课程,整合课程的内容。如要培养一个生产线安装,调试和维护的电气工程及其自动化专业操作人员,将以类似的生产线作为一个系统,在这样的一个系统中去讲解相关学科的知识。学生在学习的过程中就会知道所学知识的运用,从而激发学生的学习积极性,让学生做到有的放矢。在课程内容安排上,始终以一个系统为起点,所有的知识点的学习都是放在一个系统中进行讲解,即由整个系统到某个局部,最后再回到整个系统的教学方。

3.3高职电气自动化专业的实习、实训工作要积极和企业联系

电气工程及其自动化的课程篇4

[关键词]电力工程;课程群;优化方案

[中图分类号]G642.3[文献标识码]a[文章编号]2095-3437(2017)04-0063-02

电气工程及其自动化专业作为传统的工程学科,已有上百年的发展历史。为适应新时期社会对电气工程人才的不同需求,国内外高校不断推动电气工程教育的发展与改革,教育理念也随着时代的发展而变化,从原来的“重理论轻实践”,逐步发展为“厚基础、宽口径、重能力”。[1][2]

电力工程作为电气工程及其自动化本科生培养的主干课程,是电气工程本科生人才培养的重点课程,也是整个电气工程专业的基础课程。[3]可见,如何提高电力工程课程的教学水平,这对于提高本科生的教育水平及毕业质量有着重要的意义。电力工程作为一门整合工厂供电及电力系统分析两门课程的综合性课程,对构建本科生电力系统知识体系具有举足轻重的作用。课程内容的丰富性造成了学时紧张、讲课内容泛而不精的情况。为解决该问题,可以从宏观层面出发,将若干电力工程相关课程内容统一整合,从而优化学时,突出重点,推动电力工程课程群建设,使学生对电力系统的整体设备运行、调度、保护及设计有一个完整的了解,最终让学生构建完整的电力工程知识体系,满足电力工业对人才发展的需求。这样,加紧推进电力工程课程群建设与实践,就成为了电气工程本科生教育改革的首要任务。

一、课程群建设理念简介

20世纪90年代,北京理工大学在题为《在课程建设中应当以教学计划的整体优化为目标》的教育改革项目中,首先提出了课程群建设的总体思路,继而逐渐发展成为学科教育改革的新兴理念,为国内众多高校教育改革提供了参考。课程群的主要内涵为[4]:整合三门及三门以上学科相关课程,相互传承,相互B透,相互补充,从而整合课程授课内容,使课程结构合理,层次清晰,进一步挖掘课程的整体优势,从而建立起学科优势。课程群不仅能使学生能够在较短的学时内掌握重点、有效的知识,构建坚实的知识体系,也能使教师在授课过程中将有限的知识点讲透讲精。课程群的整体是全面而严谨的,这就避免了原来单一课程为求知识全面而进行“蜻蜓点水”般的讲课模式。

二、电力工程课程群建设方案

建立电力工程课程群,首先应分析原有课程授课模式的不足,然后参考课程群的内涵,选择合理的相关课程,建立对应的课程群,这样才能提出合理的优化整合方案。

(一)原有授课模式的不足

电力工程课程是整合工厂供电及电力系统分析相关课程的一门综合性课程,主要讲授电力系统的基本组成和运行原理,电力系统的元件参数计算、稳定运行分析和故障分析的基本方法,电力系统电气主接线设计、主要电器设备选择的原则和方法、继电保护等内容。由于囊括了工厂供电及电力系统分析两门课程的内容,其课程内容丰富且繁重。在有限的学时中讲授如此多的内容在给教师带来极大授课压力的同时,也会让学生渐渐失去学习热情,并最终影响其对整个电力系统知识体系的构建。

(二)课程群课程的选择

电力工程课程群建设,须秉承学科相近的原则,对知识点有重复或传承的课程进行整合优化,从而建立起合理有效的课程群,使教师能轻松地传播知识,学生能有效地学习知识。为此,结合我校电气工程教育的特色与传统,我们挑选出了电力系统继电保护原理、电气控制技术及电力系统调度自动化等三门课程,结合电力工程课程来建设电力工程课程群。

电力系统继电保护原理主要讲授继电保护的基本概念、输电线路的电流保护、接地保护、距离保护、纵联保护的基本原理,变压器保护的基本配置及主要保护的基本原理,自动重合闸、发电机保护、母线保护等内容。电气控制技术则主要讨论异步电动机拖动系统和直流电动机调速系统的起动和调速控制技术,以及电气线路的分析和设计,常用电磁式低压电器的作用与分类、结构与工作原理,可编程控制器的基本工作原理等。电力系统调度自动化则以电力系统“四遥”为主线,主要讲述电力系统调度自动化的有关理论,性能和运行特性,涉及电力系统稳态运行的相关基础理论。

从上述三门课程讲授的内容可以看出,其与电力工程的课程内容互有传承,相互渗透,并有较多的重复。电力工程主要讲授电力系统分析的基础内容,继电保护则是在其基础上的升华。因为系统的稳定运行离不开保护装置的调节与动作,而保护装置的调节与动作又离不开电气控制设备的判断与运行,而这一切设备的自动化管理都离不开“四遥”技术的调度与管理。因此,从内容上可以较为清晰地看出,这四门课程存在明显的传承关系,因而在授课过程中存在较多知识重复的问题。建立电力工程课程群,就是以电力系统稳定运行为基点,逐步提升知识的难度与高度,使知识结构紧密,易于学生掌握。为建立结构合理、层次清晰的电力工程课程群,就要对教学内容及课时进行整体优化。

(三)电力工程课程群整体优化方案

可以从三个角度来优化电力工程课程群,分别为课程优化、实验优化以及考核优化。课程及实验优化主要以教师为主体,即明确“教什么”,而考核优化则主要以学生为主体,即明确“学什么”。

1.课程优化

针对四门课程授课内容的特点,可以首先将电力工程课程中的继电保护一节的内容移到电力系统继电保护课程专门讲授,而电力系统监测与控制的内容并入电力系统调度自动化课程中讲授,与开关电器电弧、灭弧相关的原理及相应保护设备,则并入电气控制技术的高低压电器一节讲授。此外,电力系统继电保护的微机保护一节与电力系统调度自动化课程内容有较大的重复,特别是硬件部分有许多相同之处,因此可以考虑将其并入电力调度自动化课程中讲授。由此,通过重新制订教学大纲,根据教学内容重新安排学时,可以使每一门课程的学时数得到合理安排。

2.实验优化

以往为促进学生理论与实践相结合的能力,每一门课程都配以相应的实验。该类实验的特点是与教材内容结合较为紧密,但主要以验证性及演示性实验为主,实验时间分散,实验内容缺乏系统化。学生通过实验只能片面地了解一部分课程内容,且只能了解部分设备的运行情况,缺乏对整个电力系统运行的深入理解。因此,有必要整合实验内容,将单一分散的实验课时整合为持续时间较长的整体的课程设计。

以上述四门课程为例,可以强调四门课程综合的课程设计,如要求学生设计某厂矿的变电所,从而考核学生电气设备选择、电气主接线设计、负荷计算等方面的知识。同时,还可以在此基础上增加继电保护装置的要求,并要求学生绘出遥信遥感的结构图,从而考查学生综合运用知识的能力,使学生能够通过课程设计,达到整体了解变电所设计运行的基本方法以及注意点,从而提高学生系统学习能力的目的。此外,还可以安排学生到临近变电站进行参观实习,让学生了解相关电气设备具体的作用,增强学生的感官认识。相较于以往效率较低的课程实验,这样可以极大地提高w生的学习效率,并促进学生知识的整体消化吸收。

3.考核优化

课程内容的优化必然带来考核内容的优化。以往由于课程知识点繁杂,学生在期末复习时需要记忆许多与本门课程内容关联度不高的知识点,而课程的核心知识点却由于复习时间紧而未能有效地掌握,从而影响了学生的成绩。因此,通过课程群内容的整体优化,每一门课程都有相应的重点内容,这使得学生能够在复习时能紧紧围绕课程的核心知识点展开,而将关联度并不高的内容放入课程群的其他课程中进行复习,从而提高每一门课程的学习和复习效率。这样既能够提高学生的学习成绩,也能使学生掌握合理有效的学习方法。

课程优化、实验优化以及考核优化有效地改善了教师与学生的教学及学习情况,使得教师讲授最优化,学生学习最优化,使学生在有效的时间内牢固掌握核心知识成为可能,从而实现了课程群建设的目标与意义。

三、结束语

本文针对建设的电力工程课程群,分析了课程群内不同课程的特点,从课程、实验、考核三个方面提出了具体的优化方案,为进一步推动电气工程本科生教育改革提供了参考。当然,相关优化方案还需在后续教学过程中根据实际教学效果不断地完善改进,这样才能使教学方法紧跟时展的脚步,使培养的学生能够符合社会对人才发展的要求。

[参考文献]

[1]丁守成,张爱华,黄瑞,等.电工电子实验系列课程体系建设[J].电气电子教学学报,2015(6):98-100,104.

[2]张涛,吴谨,熊庆国,等.电子电气类工程教育的探索与实践[J].大学教育,2013(5):30-31.

电气工程及其自动化的课程篇5

关键词:高职;电气自动化;教学改革

高等职业教育的目的是培养具有动手能力的应用型人才,为适应时展对高素质人才的需求,许多院校都在积极进行教学改革,探索人才培养的新模式。但与目前电气自动化领域的发展相比,高职电气自动化专业教学方面显然远远落后于该领域应用方面的发展。

1电气工程及其自动化专业介绍

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、电气工程及其自动化专业技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合、机电结合、软硬件结合。该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子、系统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问题基本能力的高级工程技术人才。本专业是电工与电子、电力控制与信息技术交叉渗透的综合型宽口径工科专业。培养具有扎实的数学、物理和电气信息基础知识,在电气工程与信息领域从事电力系统运行与控制、信息处理、试验分析、研制开发等工作的复合型高级工程技术人才。主干课程有电路原理、电子技术、工程电磁场、信号系统与信号处理、自动控制原理、微机原理及接口技术、电工与电机学、电力电子技术、电力系统分析、高电压工程、电力拖动与控制、电机控制。就业方向为适合到国民经济各部门从事与电气工程有关的系统控制、信息处理、电力电子技术应用、电器设备研制等工作,能在科研院所、高等学校从事科研教学工作,也可攻读电气工程、控制工程等相关学科的研究生。

2电气自动化专业教学中存在的问题

现代社会对电气自动化专业的毕业生能力的要求,这为教学工作提供了思路。与电气自动化专业岗位能力要求相比较,目前高等职业教育中电气自动化专业的教学中主要存在以下几个方面的不足:

2.1教学中电气自动化专业的教材陈旧,新的控制方法、控制理论不能及时走进课堂。例如:智能表的应用、变频器的综合应用等,这一类教材在市场只有理论方面的教材。

2.2教学中理论教学多,实验教学少。一是电气自动化专业的实验教学体系不够完备。虽然在教学过程中已开设了一些实验,但只是该门课程的实验,整个专业的实验并没有形成体系,使学生不能系统掌握专业的要求。二是电气自动化专业的实验设备不够先进,缺乏创造性。例如:pLC的实验设备是以程序验证性为主,学生在实验中只是掌握了程序的编制,而pLC在自动控制中怎样具体的应用,学生却一无所知,这有悖于高职的教育教学特点。

2.3教学中注重知识的传授,缺少综合能力、应用能力的培养。大部分同学只有在学校接受老师传授的机会,很少有到工业企业第一线参加实践的机会,不能接触电气自动化技术的最新应用。

以上三个因素,使电气自动化专业教学中电气自动化专业滞后于电气自动化技术的发展步伐,使电气自动化专业的学生达不到教育标准。

3高职电气工程及其自动化专业教学改革方案

3.1高职电气自动化专业课程设置要勇于探索新的领域

高职电气自动化专业的教学是以应用教学为主,它不同于传统的电气自动化理论教学,因此其课程设置要灵活。为了和当前的工业电气自动化相结合,可以从以下方面加以改进。第一,精选教材。高职教师要针对当前工业电气自动化的现状,精选教材,这是教学改革的关键。但是在教学过程中,也不能只局限于教材。教材只是参考,应该结合实践情况作更多的延伸,一些先进的电气自动化设备是先有说明书,然后才被编入教材。第二,探索新的教学方法和手段。教学方法的改革是教学改革的重要内容,课堂教学是课程教学体系中的重要环节,它直接影响到教学质量。对课程的重点内容,教师要深入剖析其内在规律和逻辑关系,联系对口的科研和实践,加强学生创新能力的培养。充分运用现代化教学手段,加大和丰富教学内容,提高教学的趣味性,改善教学效果。同时,通过互联网为学生提供信息量大、速度快的丰富资料。制作的课件内容里包含了大量的网上资料,极大地丰富了授课内容,提高了教学质量。第三,高职电气自动化专业的课程设置要灵活,能够依据当前工业电气自动化的发展作相应的、及时的调整,保证电气自动化的课程设置不落后于当前工业电气自动化的发展。

3.2改变教学法,实施系统教学

在传统的教学中,学生在学习某一门课的过程中总会有一种疑问,这门课程学了到底有什么作用,从而使得学生在学习的过程中没有目的和方向,而系统教学法为学生解答了这个疑问。系统教学法是基于一个真实的电气工程及其自动化专业系统,从系统的角度去讲解相关的知识点,学生就会直观感受到所学知识的作用和用途,激发学生的学习热情,帮助学生把握知识的整体性、系统性、连贯性、渗透性,强化学科知识的系体化。系统教学方法在课程和课程内容的设置上紧扣培养目标,按岗位需求目标来设置课程,整合课程的内容。如要培养一个生产线安装,调试和维护的电气工程及其自动化专业操作人员,将以类似的生产线作为一个系统,在这样的一个系统中去讲解相关学科的知识。学生在学习的过程中就会知道所学知识的运用,从而激发学生的学习积极性,让学生做到有的放矢。在课程内容安排上,始终以一个系统为起点,所有的知识点的学习都是放在一个系统中进行讲解,即由整个系统到某个局部,最后再回到整个系统的教学方。

3.3高职电气自动化专业的实习、实训工作要积极和企业联系

先进的电气自动化设备往往是先应用到企业,因此在高职电气自动化专业的实习、实训工作中,学校要积极与企业联系,建立实习基地,使高职电气自动化专业的学生能够和先进的工业电气自动化技术紧密接触。第一,高职电气自动化专业的教学可因地制宜。企业需要什么样的员工,学校可以有针对性的培养,学校应有相应的师资力量,但也要在相关、相邻的知识上保证学生接受新事物的能力,使学生进入企业实习后能快速掌握企业中先进的电气自动化设备。第二,实习实训工作可与电气自动化工程的企业相联合,使学生的知识直接应用到某一个电气自动化项目中,从而使学生能站在电气自动化的前沿,保证高职电气自动化专业的学生能够应用到最先进的电气自动化设备。第三,高职电气自动化专业的学生可深入到电气自动化生产设备的第一线实习、实训。电气自动化设备的生产企业具有先进的制造设备和高精专的工作人员,学生到这类企业中实习、实训,能深入了解电气自动化设备的生产过程和专业技术,有利于学生把握这类电气自动化设备的发展动向。

总之,电气工程及其自动化专业专业课的教学大纲、授课方法必须进行改革、完善。高职院校教师首先必须确立先进的教学理念。因为我们的办学宗旨就是培养能够直接参加生产第一线的技术骨干,而这些人员确实需要具备更多实践动手能力,才能解决生产实际问题,才能在人才竞争的社会里立足、发展、生存,注重学生的能力培养,那么,我们高职院校的发展将会前途光明。

参考文献

[1]王艳君,等.电气工程及其自动化专业应用型人才培养的改革与实践[J].高等农业教育,2007(8).

[2]王春峰.系统教学法在电气工程及其自动化专业教学中的运用[J].科技资讯,2008(3).

[3]肖宏志,刘一兵.以就业为导向的高职电气工程及其自动化专业专业课程体系的构建[J].中国电力教育,2009(2).

电气工程及其自动化的课程篇6

1研究背景

许昌学院电气工程及其自动化专业在2019年通过国际工程教育专业认证,根据认证要求该专业所有课程要按照要求进行课程的教学及考核评价。数字电子技术实验是电气工程及其自动化重要的专业基础课之一,所肩负着实验技能人门和专业实验能力初步培养的双重作用[2],是高等院校培养学生基本实验技能和工程实践能力的重要环节,不但要进行知识传授、理论验证,还要激发学生探索未知的兴趣、培养其独立解决问题和创新的能力[3]。我院电工电子实验教学示范中心数字电子技术实验室通过多年摸索学习,根据电气工程及其自动化专业认证的理念及要求,在数字电子技术实验课程中实施“项目驱动+过程考核”的教学改革,逐步建立了“模块化的项目驱动课程教学体系及多样化过程考核评价方案。针对课程改革方案,在18及19级电气工程及其自动化专业进行数字电子技术实验教学改革实施,实施效果表明,本课程对该专业的毕业要求起到了很好的支撑,成效显著,值得进一步完善和推广。

2“项目驱动+过程评价”教学模式的应用

按照电气工程及其自动化专业工程教育认证的理念和要求,数字电子技术实验室从项目驱动实验任务设计、考核评价对课程进行了教学改革,构建了模块化的项目驱动实验内容体系及多样化的过程考核。在2020及2021年春对照“工程教育认证”的要求,对18及19级电气工程及其自动化专业实施了全方位的课程教学改革与实践。

2.1数字电子技术实验项目驱动任务设计

根据工程教育认证的要求,“数字电子技术实验”课题组对原有课程体系内容进行重新安排,结合电气工程及其自动化专业实验教学大纲和学生情况,提出将课程实验教学内容通过5个项目模块来实现,并对每个模块进行任务分解,设计出对应的12个驱动任务,建立如表1所示的实验项目分解。

2.2多样化过程考核和评价体系构建

科学的考核体系不仅能够从客观公正对学生的实践能力进行评价,也能够进一步激发学生实验学习的积极性,提高学生的专业实践能力[4-9]。每个实验项目的考核和评价标准如表2所示,其中,实验态度包含课前预习、实验认真、不迟到早退及旷课、不玩手机;实验报告包括:内容完整、格式规范、条理明了、体会深刻;实验室安全与环境维护要求学生在实验过程中保持实验环境卫生整洁、结束后规范提交芯片、实验台及示波器电源断开、实验台整理及实验记录本填写。各项考核内容所占比例:实验态度10%,电路图设计及绘制15%、结果验收20%、问题回答20%、实验报告20%、实验室环境维护15%。老师依据每项考核内容对学生的实验表现进行等级评价,各个级别的评价系数设置如下:a为1,B为0.85;C为0.7,D为0.55,e为0.4,每个实验项目按照其难度和复杂度设置其不同的比例,实验1、2占5%;实验3、4、11、12各占7.5%;实验5~10各占10%。

3结语

通过对18、19级电气工程及其自动化专业的数字电子技术实验实施“项目驱动+过程考核”的教学改革,并与其他未实施改革的专业进行对比,本专业学生的实验技能、实验兴趣及实验原理的理解等方面等都有了极大的提升。为了更好地评价本课程对学生能力的培养,在课程结束后对全体学生进行了问卷调查。在2020及2021年的问卷调查中,“课程有助于对专业知识的扩展延伸”“课程提升了本人的专业实践能力”“课程极大地提升了个人创新能力”“课程培养了本人的团队协作精神”等4个方面的平均得分均在89~95之间。实践表明通过改革,实施“项目驱动+过程考核”教学改革后,数字电子技术实验课程对电气工程自动化专业的毕业要求起到了很好的支撑,成效显著,值得进一步完善并在本院其他电类专业推广。

参考文献

[1]何建新,何彪,何焰蓝,丁道一.精益思想在高等学校人才培养中的应用[J].高等理科教育,2012(04):15-19.

[2]李建霞,闫朝阳.工程教育专业认证背景下数字电子技术实验改革[J].实验室研究与探索,2017,36(01):156-159.

[3]厉旭云,梅汝焕,叶治国,富丽琴,夏强,陆源.高校实验教学研究的发展及趋势[J].实验室研究与探索,2014,33(03):131-135+197.

[4]陈静,李文鑫.项目驱动教学法在数字电路实验教学中的研究与实践[J].软件导刊(教育技术),2017,16(08):28-29.

[5]李梦.数字电子技术实验的教学实践[J].集成电路应用,2022,39(02):160-161.

[6]王革思,周天,潘大鹏,高明生,李杨.基于探究式教学的“数字电子技术”实验案例设计[J].实验技术与管理,2017,34(02):166-169.

[7]叶成彬.数字电子技术渐进式实验教学改革与实践[J].微型电脑应用,2021,37(11):86-89.

[8]张辉,樊亚妮.基于VivadoHLS的数字电子技术实验课程教学实践[J].集成电路应用,2021,38(11):102-103.

电气工程及其自动化的课程篇7

一培养目标与业务要求

1.培养目标

本专业培养能够从事电气传动和电力系统等与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、试验分析技术管理等领域工作的应用型工程技术人才。

2.业务要求

具有较扎实的自然科学基础;掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识,主要包括电工理论、电子技术、控制理论、电机与拖动、电力工程等;获得较好的工程实践训练,具有较好的动手能力;具有本专业领域的专业基本知识与技能。

二高职电气工程及其自动化专业课程改革方案

1.电气工程及其自动化专业课程体系构建

依据课程体系构建的原则,在与企业的深度耦合中,通过对职业岗位群从业人员以及在职业岗位上工作的学生的调查,经过分析、归纳、整理、综合,并结合高职教育的特色,分别构建了以模块化课程为基础的理论课程体系与实践课程体系和专门化课程体系。理论课程体系构建按职业岗位群应掌握的知识和能力进行,以知识应用为主线,打破了原有的学科和“三段式”课程设置体系,对课程内容进行优化和整合,有针对性地设置专门化教学模块,并对各个教学模块之间相互重复与交叉的知识进行综合化改造,强调知识间的相互联系和衔接,删减重复的教学内容,不讲求理论知识的系统性和完整性,强调针对性和应用性。据此,我们将专业的理论知识组成一些模块化课程,并设置相关的选修课程,通过这些课程的学习,从知识需要的角度既满足电气工程及其自动化专业学生再学习的基本要求,又满足学生学习的实用性。基础模块包括体育、数学、英语等基础素质课程,主要是国家统定的教学内容,是大学生素质教育的必备环节。

电气工程及其自动化专业岗位的特点决定了电气工程及其自动化专业毕业生要具有良好的专业素质,掌握电气工程及其自动化专业必需的基础知识、基本理论、基本技能,具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新的精神,受到工程设计和科学研究方法的基本训练,具备一定的本专业及适应相近专业的工作能力和素质,掌握一种外国语的基础知识,能够阅读本专业外文科技文献和资料,具有正确运用本国语言和文字的表达能力。本课程要做到综合性、实用性、实践性强,完成综合运用知识能力、综合实践能力培养。

通过专业分流,科学运用竞争激励机制,改变原有单一、被动的学习,建立和形成发挥学生主体性的多样化的学习方式,可从根本上激发学习热情,培养竞争意识,促进校风和学风建设,实现专业培养目标。

2.强化实践,培养学生的科学精神

强化实践就是知识的应用,在这一阶段的教学中,既要巩固知识,进行技能性的转化,又要完成把知识转化为能力的任务,还要考虑适应学生不同智力水平。如果学生有了知识,不去引导他们用于生产实践,也就不可能有所发现、有所创新,所以培养学生的创造能力,一是要培养学生热爱劳动的习惯,二是要严格遵循科学理论和规律,认真踏实去实践、探索。如电气工程及其自动化专业实践教学体系,即:基本技能训练、专项技能训练主要在院内完成,综合技术应用能力训练由学院和企业共同完成。通过师生双方边教、边学、边做来完成具体教学目标和教学任务。该模式具有应用性、综合性、先进性、仿真性等特点,使教学更接近企业技术发展水平,并与企业实际技术同步滚动;营造浓郁的职业氛围,达到能力与素质同步培养的目的;借助先进的生产设备和教学装备,融理论教学、实践教学、技术服务与生产为一体。

参考文献

电气工程及其自动化的课程篇8

关键词:电气工程及其自动化;教学体系改革;教学实验

作者简介:周勇(1990-),男,山东淄博人,曲阜师范大学电气信息与自动化学院本科生;张强(1990-),男,山东枣庄人,曲阜师范大学电气信息与自动化学院本科生。(山东日照276826)

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2013)36-0107-02

电气工程及其自动化专业作为一门实践性很强的课程,学生除了要具备基本的理论水平外,还需要开展大量的课外实践活动来充实自身理论水平,通过实践来提升创新能力。因此,全面促进电气工程及其自动化专业实验教学体系改革,建立理论与实践相结合的教学模式就成为当前教学工作的重点。近年来,根据我国高等教育改革的发展规划,创新教育和创造教育逐渐推进,构建特色专业,发挥高校专业特长,努力推荐实验教学改革,全面地创新了电气工程及其自动化专业的实验教学体系和教学模式,并且取得了很多优秀的教学成果。

一、电气工程及其自动化实验教学的现状

电气工程及其自动化实验是一项非常重要的基础性实验课程,通过课程的学习,可以加深学生对于一些电气、电子电路等专业理论知识的理解,也可以开发学生的创新能力,提高学生的动手能力,为其他工科类的课程学习以及科学研究打好坚实的基础。目前,高校电气工程及其自动化实验教学中还存在着很多方面的问题。

1.实验教学方面

当前,高校电气工程及其自动化专业的实验教学手段较为简单,教学方法和教学效果并不理想,学生的创新能力和独立思考能力得不到有效的发挥,无法提升学生的学习积极性。另外,实验教学手段的简单化也造成了实验教学成绩评估缺乏真实性,实验设备的落后致使学生动手能力与理论水平能力不足;实验师资队伍的建设能力不足等。

2.校外实习方面

高校工科技术应用人才的培养必须要有良好的硬件设备,这是高校专业特色的重点所在。但是当前由于高校经费不足,实习单位接待困难以及其他安全方面的因素,造成了电气工程及其自动化专业实习效果难以得到有效的保障。更多的是学生自行联系实习单位或者虚造实习单位,无法实现电气工程及其自动化专业的基本培养目标。

3.课程设计和毕业设计方面

当前,高校电气工程及其自动化专业的设计题目较为单一,每届学生的设计题目都大同小异,缺乏更新和创新。学生实践性少,极易出现课程设计和毕业设计雷同的现象。加之指导教师缺乏工程设计实践经验,因此整体上课程设计和毕业设计缺乏一定的创新,学生的理论和实践结合能力欠缺。

4.开放性实验

由于当前高校实验室更多以科研为主,科研设备的投入资金较大,因此实验室开放性能力不足,学生对于实验设备和实验平台缺乏应有的了解,一些开发性的实验就无法开展,在实验设计的过程中也就缺乏创新性。对此,高校实验室应该加大对学生的开放力度,同时不断提升实验室的软硬件,以适应课程实验教学的需要。

二、实验教学体系改革的方案

1.课堂教学与工程实践训练同步进行

电气工程实践训练课程的设置是高校电气工程及其自动化专业人才培养的重点。一般来说,该课程的设置共分为工程实践训练基础和工程实践训练实验两个部分。前者以课堂教学理论为主,主要是从课程理论的方法和技术上为后面的工程实践训练打好基础,其目的在于能够将用于工程实践训练实验的理论学习透彻,引导学生能够积极思考和讨论。按照提出问题、分析问题和解决问题三步走的思路,充分调动学生的学习积极性。后者则以实验教学为主,注重学生的动手能力,将课堂理论知识搬到实验中,带领学生熟悉有关的电气设备,并且设计实验方案让学生能够自主地对设备进行安装、调试和测量,使讲课和实验有机结合起来,引导学生边学边用,更大程度地激发学生的学校兴趣,使学生全身心地投入到电气工程实践实验训练中。

比如,电气工程及其自动化实验实训基地大都有成套的装置和设备,都是模拟一个变电工程,一般2~4个学生可以共用一套装置。而课程设置则可以涵盖到供电系统的设备安装、调试、测量、信号、控制等内容,可以对学生进行全过程的工程实践训练。每个学生还可以根据老师布置的课程进行独立的设计实验方案,绘制相关的图纸并且根据设备的型号和有关的技术特性,将设备安装到实验屏上再亲自进行全部接线、核对和通电检测,并且进行各种参数的测量和一些事故的试验排查等。教师也可以设置多种多样的事故,让学生们反复实践和探索,逐一进行论证,得出结论。

2.结合学生就业单位开设专业综合实验

电气工程及其自动化专业属于一个综合性和实践性较强的专业。一般大学四年级会开展有关的实验课程,而专业指导教师也可以根据自身的研究特长来为学生开设不同的实验课题。专业指导教师还可以根据学生的签约单位生产特征来给学生进行独立的课程设计,使实验能够与生产实际工程结合起来,这样也有助于学生今后的工作开展。

一般来说,电气工程及其自动化专业开设的实验主要有小接地电流系统的实验、铁磁谐振实验、电网调度自动化通信综合实验、发电机综合实验、变压器综合实验等等。要出色地完成这些综合实验项目,必须做到以下几点:第一,做好资料的查找工作。学生可根据课题研究的方向,查阅相关的资料,根据查阅的资料设计相关的实验方案和实验步骤,拟定所需的实验仪器设备和有关的实验费用。第二,对实验方案进行解释和论证。在指导教师的帮助下,要学会对设计的方案进行论证,指导教师要对学生的方案进行复核,指出其方案操作中可能存在的问题。通过这种方式的实训,可以更好地培养学生的创新能力,使得综合运用知识的能力得以全面提升。

三、构建实验课程体系的保障

1.建立创新研究理念,搭建产学研联合培养模式

创新研究理念是指在电气工程实验教学内容中引入能够反映本学科专业的前沿理论知识和一些先进的现代研究成果,以此来更新和完善教学内容,而不是单纯依赖于教科书。在教学手段上,要综合运用诸如多媒体实验教学、现代通讯技术等来活跃实验课程氛围;教学方式上则可以采用一些诸如回归启示法、故意出错法等研究型的教学方法和双向的教学模式,改变以往的简单灌输式的教学方式,以示范和学生探索为主,积极开发学生的实验创新能力。另外,还可以根据实验项目课程的安排,有选择性地设置一些课外研究课题,教授学生如何独立地对有关的课堂进行立项、分析、论证和方案设计以及实验成果总结。必要的时候,可以充分应用现代化的生产技术,使学生的实验课程与当前的实际生产相结合,以课程群方式建设数字化的工厂实验室、校内外实践基地。通过搭建产学研联合培养模式,来培养学生的实际操作能力。

2.建立科学管理体制,完善管理制度

实验教学体系改革需要一套完善的管理制度和科学的管理体制作为保障,因此,要深化管理制度的改革,深化教学改革,实现办学水平的全方位提升。由于我国高等院校管理制度的复杂性和多样性,各项制度之间常出现互相抵触的现象。为此,有必要以现代管理理念对现行的高校管理制度进行研究,使其形成一个完整的体系,更好地促进教学管理水平的提升。要积极制订与电气工程及其自动化专业实验教学相配套的教学管理制度,制订有利于符合培养目标要求和完善的教学计划,健全实验教学质量管理责任制,建立科学化系统化的教学质量监控和评估体系,加强科研管理水平,努力提高实验教师队伍的整体素质,创新教师队伍管理,重视高校工科技能型人才的培养意义。

3.开放实验室,开展科技活动

实验室建设是实验教学体系改革的重点,实验室是学生学习的第二课堂,有利于学生实践能力的培养,也是学生创新能力和创造能力发挥的重要场所。近几年,我国高等院校加大了实验室的建设投资力度,购买和开发了许多的先进仪器设备,并且建立了完善的实验室管理制度。实验室建设涵盖的专业和研究领域众多,课题研究的能力得到了极大的提升。各实验室还配备了实践经验丰富和责任心强的实验教师,部分高校还利用业余时间开发专业实验室,让更多的学生直接参与到高校的课题研究项目中。另外依托一批实验系统开发平台,更多的同学有机会参与到电气工程实验课题的联合实验中,教师也可以引导学生利用平台对实验进行模拟,与学生一起联合进行课题实践。因此,实验室的开放既解决了学生找不到开展科技活动的仪器设备和实践场地的难题,又有效地避免了高校实验室资源过度浪费的现象。

参考文献:

[1]康重庆,董嘉佳,董鸿,等.电气工程学科本科拔尖创新人才培养的探索[J].高等工程教育研究,2010,(5).

电气工程及其自动化的课程篇9

关键词:教学改革;CDio;工程课程置换

作者简介:郭明良(1970-),男,辽宁海城人,黑龙江科技大学电气与控制学院,教授。(黑龙江哈尔滨150027)

基金项目:本文系黑龙江省教育科学“十二五”规划课题(项目编号:GBB1212052)的研究成果。

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2014)02-0158-02

CDio工程教育模式是近年来国际工程教育及应用型人才培养改革提出的全新教育理念和最新成果,CDio分别代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(implement)和运作(operate)。[1]CDio是一种以工程项目设计为导向、工程能力培养为目标的新型工程教育模式,在教学活动中课程设置、理论教学设计、实践环节、实习及毕业设计等都围绕“项目设计”这个核心,形成一个有机的整体。实践证明,CDio工程教育模式适合电类本科教育教学各个环节,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式进行学习。[2]

黑龙江科技大学(以下简称“我校”)是地方特色鲜明的一所高等院校,我校电气工程及其自动化专业被评为黑龙江省重点专业、国家特色专业,与很多国有矿业、电力企业建力了长期合作关系。为推动东部煤电化基地建设及国家振兴东北老工业基地对人才的需求,从2007年起,在已经完成的电气工程实践部级精品课程建设和电气工程实践部级教学团队建设的支持下,在教学体系中开始引进CDio教育模式。将原来理论教学+实验+工程实训的独立教学体系进行研究和改革探索,将专业课程划分成4个核心专业课程群,采用CDio三级项目模式。整个培养计划以一级项目为主线,以二级项目为支撑,以三级项目为基础,并创新性提出三级项目实施理论教学三级项目再实施的第三级项目实施方案,将核心课程群建设与三级项目实施有效结合起来,强调学生作为主体参与整个教学过程,学生要亲自完成项目,真正实现“做中学”和“基于项目教育和学习”。将过去的被动学习变为主动学习,增强了学生的学习兴趣,教学效果明显提高。

一、CDio试验实践工程项目体系构建

在培养方案制定的过程中,将CDio三级项目实践教学体系紧密融合进电类本科教学的各个阶段,CDio工程项目体系自上而下共分为三级:一级项目处于顶层,贯穿于整个电类本科教学阶段,包括具有我校特色的导师制、学生职业生涯规划、电子大赛、大学生科研立项、认识实习和毕业实习等环节,使学生在四年的学习过程中得到构思(C)、设计(D)、实现(i)、运作(o)的系统训练。二级项目以电气工程实践教学示范中心为依托,将全部专业课程划分为若干核心课程群,一核心课程群以对学生能力的相关能力要求为基础,主要培养学生综合应用相关课程群知识解决实际工程问题的能力,以及学习能力、创新能力。三级项目以单门专业课程为基础,根据单门专业课程学习的需要设立小规模工程实践项目,加深和强化学生对课程理论的理解与应用。根据我校电气工程及其自动化专业培养方案和目标,将专业课程划分为4个核心课程群,合理选择和设置CDio三级项目体系,如图1所示。

1.一级项目构建

首先在电气工程及其自动化专业学生中实施导师制,从新生入学开始,为每名学生选配专业教师担任整个四年学习的导师,导师根据学生的特点、兴趣爱好、专业课程的设置、未来就业意向等为学生制定学习规划,选择合适的工程项目案例,让学生有目的地学,主动地学,使学生得到构思(C)、设计(D)、实现(i)、运作(o)的系统训练。加强导师对学生的学业辅导,同时开设职业生涯规划课程,并在职业道德、诚信和职业素质上予以指导。

认识实习和毕业设计是一级项目训练的主要实施方式之一。二者相互衔接,让学生从解决工程问题的角度学习专业理论课程,激发学生对工程的兴趣,逐步掌握工程思维方法。在实施的过程中,加大对毕业设计和认识实习方式的改革,将毕业设计的开始时间前提至大三下学期,与CDio二级项目体系较好地衔接过渡。

根据电气工程及其自动化专业的特点,通过组织学生成立电子协会、课外活动小组、电子设计大赛小组,申报校级和省级大学生立项项目、参与导师的科研项目、举办小型学术讨论,参加省、国家电子大赛、航模大赛、建模大赛等方式,进行工程项目的团队实现,培养协同工作能力和系统协调能力。

2.二级项目构建

二级项目以电气工程实践教学示范中心为依托,将教学培养方案中的课程进行模块化划分,形成若干核心课程群,如由单片机原理、pLC、计算机控制技术、传感器与检测技术形成的计算机控制核心课程群,由电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术组成的电子基础课程群,由计算机基础、C语言程序设计、计算机网络及应用课程组成的计算机应用基础核心课程群,由电力系统分析、继电保护、工厂供电、高电压技术、发电厂及变电站二次回路等课程组成的电力系统核心课程群等。以相关核心课程群及专业能力要求为基础,构建二级项目,二级项目既是对核心课程群内各课程能力培养的综合,也是对整个教学体系的补充,为一级项目的实施提供支撑。

3.三级项目构建

以单门课程为基础,构建三级项目,并创新采用了实践—理论—再实践的项目实施方法,即课程之前先进行三级项目工程实践实施,让学生在实践中找到需要学习和掌握的知识和重点,快速对所有学习的核心课程及应用有基本的理解,对所学课程更加感兴趣,带着问题进行理论学习,避免了学习的盲目性。理论学习结束之后,再次进行更加深入综合的三级项目实施,即三级项目实施理论教学三级项目再实施的第三级项目实施方案,取得了良好的教学效果。

根据课程教学自身需要设立小规模实践项目,既可以是课堂上针对某个知识的小组设计讨论,也可以是几个章节的综合应用,如单片机基础工程实践,主要包括单片机流水灯控制、步进电机控制、LeD显示等实践内容,加深学生对单片机接口、汇编语言编程等的理解和应用。

开设反映电气工程领域科技前沿的特色选修讲座和交叉学科选修课,作为核心课程的有益和可选择的补充,以开阔学生视野和个性化的培养。

二、CDio三级项目体系的实施

1.电气工程实践基地建设

我校的电气工程实践基地是CDio试验实践教学体系改革的平台(见图2)。[3,4]根据专业课及核心课程群的设计,建成了电子工艺、电子工程、通信工程、计算机装配、电气控制和单片机基础等12个基础工程实践基地。有单片机应用、aRm、DSp、aSiC、传感器及检测技术、pLC应用等13个专业工程实践基地以及3个大学生创新工程实践基地。

基础工程实践基地主要负责三级项目的实施,针对核心课程群的主干课程,根据课程教学大纲,合理安排实践内容,强化学生对课程内容的理解,并创新采用了实践—理论—再实践的单机项目实施方法,即课程之前先进行三级项目工程实践,让学生在实践中找到需要学习和掌握的知识和重点,快速对所有学习的核心课程及应用有基本的理解,带着问题进行理论学习,理论学习结束之后,进行第二次三级项目,加深理解,取得了良好的教学效果。

专业工程实践基地主要负责二级项目的实施,根据核心课程群的划分,选取综合运用核心课程群内各课程知识的二级项目,如采取指导教师提出任务、学生分组协作完成的方式,调动学生的积极性,也使学生组织能力、团队精神得到锻炼和提高。

三个大学生创新工程实践基地主要为学生电子设计大赛、大学生科研立项、电子协会等学生组织活动及学生毕业设计需要的试验和调试等提供支持,负责一级项目的实施。

2.电气工程实践安排

在大二下学期学生开始接触专业基础课程开始,到大四上学期,在制定培养方案时充分考虑CDio三级项目体系实施的需要,每学期安排5个教学周进行三级项目的实施,共计20个教学周的工程实践,根据每学期所开设核心课程群中专业课程的进度安排合理选择工程实践项目。[5]核心课程群内全部课程理论教学及三级项目完成之后,分阶段安排在专业实践平成二级项目,第8学期结合导师安排的毕业设计题目,选择相应的实践基地或大学生实践创新基地安排10周的综合工程实践。

3.构建电气工程实践网络教学体系

依托电气工程实践国家精品课的丰富教学资源,构建独立于传统理论教学体系的实践教学体系网络平台,为教学提供丰富多彩的多媒体内容、辅助学习工具以及交流通讯工具,图形、音频、视频、软件、参考资料等。学生可以有效利用网络平台自主学习,与理论实践教学互为补充。

三、“工程课程置换”学生培养模式

根据我校特色及电气工程及其自动化专业的特点,与很多国有矿业、电力企业建力了长期合作关系。为推动东部煤电化基地建设及国家振兴东北老工业基地对人才的需求,积极探索“工程课程置换”的教育模式。在大四上学期,学生完成全部专业基础课的学习及部分专业课程的学习,经过一部分一级项目及二级项目的训练,对所学专业有了一定的了解,根据学生的学习情况、特长,以及未来的就业取向,和企业合作实现工程项目和专业课程的“工程课程置换”,学校和企业共同确定工程课程置换培养目标和方案,学生深入企业参与特定的工程项目,在工程项目训练的同时,完成对置换专业课程的学习及深入应用,使学生及早熟悉了解企业需要的知识和技能,提高了学生对理论知识的理解。

四、结论

结合电气工程及其自动化专业的特点和培养目标及黑龙江科技大学的特色,将CDio项目工程教育理念融入实验实践教学体系构建中,建立CDio三级项目实践教学体系,并根据专业课程学习的特点和难点,创新在CDio第三级项目实施的过程中采用实践—理论—再实践的实施方式,同时与企业合作实施“工程课程置换”模式,全面实现“做中学”和“基于项目教育和学习”,取得了良好的效果。

参考文献:

[1]王正洪,陈志刚.大工程观的教育理念与工科本科院校的办学特色[J].中国高教研究,2006,(1):29-31.

[2]刘会英,盖玉先,徐宁.探索适合我国国情的CDio工程教育模式[J].实验室研究与探索,2011,(7):119-123.

[3]张彩霞.电气工程与自动化专业综合实验平台建设的思考与探索[J].中国电力教育,2008,(11):102-103.

电气工程及其自动化的课程篇10

21世纪,随着各国对海洋的重视,不断的开发,己经成为沿海国家面临的战略任务。纵观历史上世界各国强弱的更替,有着各种各样的原因。但在史学界普遍认同一个观点,海洋强是国家强的必要条件。海洋事业中最重要的组成部分是航运事业,航运在任何一个沿海国家的发展历程中,发挥着重要的关键作用,并对整个国民经济影响非常大。航运的发展离不开航海类高校的发展水平,航海类高校为航运提供人才支持和智力保障以及科学研究,而这些的基础就是航海类高校课程的建设。轮机工程作为航海类高校的特色专业和主干专业,是航海类高等院校的核心专业之一。

船舶所有运转的机械设备都离不开电气及自动化。目前,各航运企业迫切需要机电合一的轮机综合管理人才[1]。电气及自动化类课程一直是轮机工程专业的必修和主课程。根据StCw78/95公约规定,船舶从2002年2月1日起不再强制设电机员,因而,以前电机员完成的工作任务将由轮机员来承担[2]。StCw公约2010年修正案(马尼拉修正案)也对船员培训以及适任证书等方面提出了新的要求。这就使得电气自动化类相关课程在现有的教学模式下需加以改进,以保证轮机专业毕业的学生能够更好的适应工作环境。在过去轮机工程专业培养人才方面,一直是以机为主,以电为辅。轮机员在实际工作中偏重于机械设备的管用养修,而电气自动化方面只要求要能了解电机、电站和电气控制系统的管理维护知识,能进行一般的故障诊断即可。新规定的实施,促使在专业培养教学中,在维持机方面的深度以外,电气自动化也变得非常重要。

1轮机专业电气自动化类课程现有教学模式

1.1电气自动化类专业课程的内容及教学要求

电气自动化类专业课程主要包括《船舶电气及设备》、《轮机自动化基础》即《自动控制原理》、《轮机自动化》、《船舶电站》等相关课程的教学。其内容涉及到船舶上的所有跟电气相关的设备以及自动控制系统的讲解。

很好的掌握电气自动化类相关课程知识是一名合格的轮机员必备的素质。开设此类课程的主要目标和要求是:培养航运企业需要的机电合一的具有一定管理维护、分析解决问题的能力的轮机综合管理人才;在理论与实践相结合中,培养德才兼备的专业人才;在理论的指导下,提高综合管理能力;同时,还要与国际专业人才培养相接轨。培养出能独立承担相应的轮机管理人才[3]。

1.2讲授为主,应试为主的教学模式

电气自动化类相关课程在传统的教学模式中,主要以讲授为主的教学模式,相对于主、辅机、动力设备等相关的课程,实践教学环节较少。学生以应试为主,考试及格为唯一目标,在新规定实施之前,不涉及到适任证书的培训及考试。在一些具有一定优势航海类名校,如大连海事大学等高校,设有电气方面的加强班,专门培养电气自动化方面突出的人才。在大部分航海类高校,电气自动化仍然是以传统教学模式为主。

2电气自动化类课程现有教学模式存在的问题

传统的电气自动化类课程的教学模式,对课程不够重视,同时也存在很多的问题。面对新规定的实施,新形势下有新的要求,此类课程传统教学模式中存在的一些问题更加暴露无疑,具体有以下几个方面。

2.1强机弱电,电气自动化方面要求较低

在传统的教学模式下,主辅机和动力设备的教学一直是轮机工程专业教学任务的重中之重,占有的课时量非常之大。电气自动化方面,一般高等高职院校的教学模式仍是以了解为主,教学质量要求较低。对于已经上岗的两年以上的轮机管理专业毕业生,大部分缺乏电气方面知识,对于自动化系统、仪表等方面的知识更是一头雾水,进而限制了实际能力的发展。很多轮机员在船上工作到了一定职位后,电气自动化方面知识的缺陷就凸显,使得船舶航行中,对电机员的依赖性依然很大,机电一体化成为了一句空话。

2.2应试教育模式,学生综合技能差

航海类院校的培养学生最基本的是要求其通过海员适任证书的考试。院校在培养轮机专业学生的总体情况中,电气方面的知识较薄弱。随着船舶技术的发展,船舶的自动化程度越来越高,对轮机员的电气理论知识和技术能力要求也越来越高,并且轮机员在补充电类知识之后的实践证明,轮机人员的各个方面的能力还未能达到船舶电气教学的目标[4]。主要原因是现有教学计划中实践性项目是针对三管轮适任证书考试制定的,着重强调应试实训,没有强调能力的培养。在新规定实施之前,电气自动化类课程非考证科目,应试教学的模式往往容易忽略非考证科目的培训和指导。

2.3实践训练少,实践技能培养效果差

过去,由于实践教学大多作为一种辅助教学,教学管理部门对实践教学课程考核没有具体的规定和要求,存在较大的随意性以及人为因素的影响。而作为实践教学的场所实验室,由于缺乏规范化的管理,以及资金的短缺和设备的陈旧,一部分教师和实验技术人员缺乏对实践课重要性的认识,致使实践教学的质量不高。有很多院校,在电气自动化类课程的教学过程中,没有强调实践能力的培养,并且存在实训时间短、训练人数多、训练内容陈旧等原因,导致学生实践操作技能的培养效果较差。

3新形势下的电气自动化类相关课程的教学工作

不管是为了应对StCw公约2010年修正案对船员培训以及适任证书等方面提出的新要求,还是从全面培养船员实践技能,为航运界提供全面综合人才的方面出发,电气自动化课程教学模式都需要做出一定的变革。具体有以下几点建议。

3.1调整教学计划,优化教学内容

轮机工程专业课程杂而多,一直为学生所诟病。现在又要在电气自动化方面增加课时量,显然,教学难度很大,很难达到预期的效果。因此有必要进行优化教学计划,精简教学内容。结合轮机专业的特点,为了让学生在有限的课时内掌握相关的知识,符合海事局实操评估的要求,顺利通过大证考试。例如,可以把《自动控制原理》与《轮机自动化》两门课放在一个学期,把这两门课程的课时量相加后再压缩,更好的把握重点。在考证复习的时候,又可以把电气以及自动化的所有相关课程作为一门课程来上复习课,把它们之间关联的题目交叉讲解,使得学生能够更系统的掌握知识。

3.2进行创新型教学,提高学生综合能力

学习室一门枯燥的事情,如何培养学生的兴趣,需要我们在实际的教学工作中不断的摸索,探讨和总结。每门课程的学习都具有相通性,例如,“机”是轮机管理人员的强项,在讲解“机”方面课程的同时,稍微介绍下控制方面的内容,在在讲解电气自动化方面内容的时候,引导学生回忆动力系统的他们已经学懂了的知识,提高他们学习的积极性。这样教学内容就显得具体、丰富和完整,学生就比较容易理解和接受。学生走上工作岗位以后,在分析各种故障时,能做到机电方面综合考虑。

创新型教学有利于充分调动学生的积极性,能动性,发挥学生的主体作用,使学生在掌握知识的同时发展创新能力。比如,在上课讲解到某个控制系统如何实现的过程,可以把系统的每个部分进行角色分工,让同学们分别扮演不同的角色,完成整个系统完成的任务,这样,就把抽象的问题具体化,学生也能够更容易的接受抽象的知识。

3.3注重实践教学,提高学生动手能力

对于技术类操作类工作人员,动手能力才是真正工作所需要的。根据imo的StCw78/95公约的新求,国家海事局规定在校航海类学生必须经过电气部分实操考核后才能参加适任证书的理论考试,新规定更是在电气方面有所增加。在校学生动手能力的培养主要取决于实验室其效果直接影响学生的综合素质。加强实验教学,提高动手能力,首先教师本身要提高对实验教学重要性的认识,不能重理论轻实践,重课堂教学轻实训操作。其次学生是实验教学的主要参与者,因此有必要让每位学生从思想上端正学习态度,切实感受到实践环节对船舶机电管理人员的重要性,提高实验教学的效果。最后,对于一些实验仪器的,一定要求其准确性和适用性。作为教师,要与实验室工作人员经常沟通,使得实验室的仪器设备跟的上最新的实验要求,对于一些陈旧设备,需要及时报告更换。这样学生才可以在实践教学中更加接近以后的工作实践,使得学生综合能力有更大的提高。