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电气自动化技术基础知识十篇

发布时间:2024-04-26 02:06:15

电气自动化技术基础知识篇1

【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。

电气自动化技术基础知识篇2

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.

电气自动化技术基础知识篇3

关键词:电气工程;应用型人才;课程体系;实践教学

作者简介:黄文力(1974-),男,河南孟州人,郑州航空工业管理学院机电工程学院,副教授;何琳琳(1972-),女,河南郑州人,郑州航空工业管理学院机电工程学院,副教授。(河南郑州450015)

基金项目:本文系河南省教育厅科技攻关计划项目(项目编号:2010B470010)的研究成果。

中图分类号:G642文献标识码:a文章编号:1007-0079(2013)08-0005-03

近年来,由于隶属机制由原中国航空工业总公司转变为中央与地方共建、日常管理以河南省为主,同时学生的就业形势也由定向培养转变为双向选择、自主择业,因此为适应新形势发展要求,郑州航空工业管理学院改变过去单一管理类的专业设置,调整设立了“管工结合、文理并重、管理学科优势明显、多学科协调发展”的办学方针,大力发展工科专业。于2001年筹建了电气工程及其自动化专业,其后根据河南省区域经济发展的特点,对电气工程及其自动化专业进一步细分,于2008年新设置了自动化专业,从而引起了对电气专业原有的专业特色、人才定位、课程设置等一系列新的思考。本文主要介绍郑州航空工业管理学院电气工程及其自动化专业发展的特点,讨论相应课程体系的建设,及突出实践教学环节对本专业工程应用型人才的培养。

一、应用型人才培养的定位

1.电气工程及其自动化专业的特点

电气工程及其自动化专业是1998年教育部在高等学校专业目录调整时,把原来的“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”及“电气技术”四个强电类专业合并而成的专业,是新专业目录中合并调整原有专业最多的新专业之一。[1]新专业的建设遵循“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的原则,改变了过去专业设置过多、过细的做法,强调本科阶段对专业基础知识的掌握,具有强电与弱电、电工技术与电子技术、软件与硬件、元件与系统相结合的特点。由上述的发展可以看出,电气工程及其自动化专业应该是一个以强电为主、强弱电相结合的专业,应该体现以“强电为体、弱电为用”的理念,培养的学生既要懂强电又要懂弱电,既搞硬件也搞软件,既掌握电气技术的专业知识,亦了解计算机与电子技术的应用。[2]

郑州航空工业管理学院电气工程及其自动化专业的培养目标是:培养德智体全面发展的,适应社会主义市场经济需要的,具有良好的文化科学素质及电气工程专业知识和应用能力的,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、研究开发、经济管理以及电子与计算机应用等领域工作的宽口径、创新型、复合型高级工程技术人才。该专业的学生由于受到电工、电子、信息控制及计算机等技术的基础训练,既具有电气工程方面的专业知识,又具有自动化与计算机方面的基础知识,使其在今后的就业中具有较大的优势。

2.电气工程及其自动化专业面临的发展机遇

我国电力工业经过多年的快速发展,现今无论是发电装机总量还是年发电量在世界上均居第二位,仅次于美国,但人均装机量与人均年发电量都远远落后,仍有很大的发展空间。电力工业的“十一五”发展规划提出了特高压的发展战略,并且提出构建智能型坚强电网的概念与目标,为电力工业、电气设备制造业及相关的机械、材料工业提供了无限的发展潜力。[3]

河南省在第十一个五年发展规划中指出:“加强电网建设,增强电力输送能力。加快计算机技术、自动化技术和信息技术的推广应用,提高城网的自动化水平”与“重点发展高压超高压输变电成套设备,电站辅机以及中高端电工专用设备,风能、低温余热发电设备”。现如今,发展循环、低碳经济,建设环境友好型、资源节约型社会成为经济社会可持续发展的战略目标,电力工业必将在其中扮演更重要的角色。

事实表明,高质量的电能供应是中国社会现代化建设的重要保障,也是河南区域经济快速发展的基础条件,需要有大量合格的电气工程师,而这正是电气工程及其自动化专业的根本使命与发展前景。因此,郑州航空工业管理学院电气专业紧密跟踪我国电力工业的发展规划,结合地区经济发展的特点,及时调整专业的办学方向,力争办出专业特色,培养出更多的电气工程技术专门人才。

3.电气工程及其自动化专业的现状

郑州航空工业管理学院是一所按二本招生的普通本科院校,是面向地方经济和航空工业生产第一线,培养输出复合型应用人才的重要基地。电气工程及其自动化专业于2001年筹建,根据电力工业发展现状与区域经济特点,提出了电气工程及其自动化专业的应用型人才培养目标,并且结合郑州航空工业管理学院工科发展的水平及电气工程及其自动化专业的师资力量,编制了偏于电机电器及其控制的课程体系。电气工程及其自动化专业经过数年的建设,并且与21世纪电力工业的迅猛发展相适应,于2008年对原有的电气工程及其自动化专业进行了细分,新设置了自动化专业,并且该专业在师资方面也有了较大的进步,这些都促进了电气工程及其自动化专业强电本色的回归,推动了对相应课程体系及专业定位的思考。

虽然近几年郑州航空工业管理学院电气工程及其自动化专业有了较大的发展,但是专业基础与兄弟院校相比还很薄弱,实验条件与师资力量还很有限,仍然处于快速发展时期,总体仍处于较低水平。因此,目前的电气工程及其自动化专业仍需且必须定位于工程应用型人才的培养,学生毕业以后可以到电厂、电力设计单位、电气制造企业及各工矿企业从事与电气相关的设计、运行、管理等工作。

4.应用型人才的特点与培养

应用型人才的特点是学科基础知识扎实,实践能力与创新意识强,除了具有较好的科学素养外,还具有良好的工程素养,具备解决工程实际问题的能力,毕业以后主要在生产第一线从事运行与管理等工作。应用型人才首先是一种创新人才,具有把理论知识和技术转化为实践生产力的创新能力;其次也是一种复合型人才,因为应用型人才的工作是以解决实际问题为根本,而要解决一个实际问题往往不能仅靠一种专业知识,实践的创新多出现在学科边缘或者各学科的交叉处,因此应用型人才也是一种复合型创新人才。[4]

对应用型人才的培养,不是简单地增减几门课就能做到的,构建科学的课程体系是培养合格应用型人才的基础。如何建立以强电课程为主,渗透电子技术、信息技术与计算机技术的电气工程及其自动化专业的课程体系,是一项系统性的工程,需要透彻理解相关的课程及经受实践的检验。

二、课程体系的建设

在电气专业新课程体系的设置上着重突出“以强电为主,弱电为辅,强弱电、软硬件、电气控制与信息技术相结合”的专业特色,主要依据四个基本原则:一是突出强电特色,并且结合电力发展前景与现有师资力量,设置了电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个专业方向的课程模块;二是紧密结合自动化技术在电气工程领域的应用,保持电子与计算机技术相关课程教学四年不断线;三是强化本专业应用型人才培养的特色,保持实践教学环节四年不断线;四是激励学生的个性化发展,结合学生就业需要,注重课程安排的科学性与系统性。

新课程体系的主要特点是适应郑州航空工业管理学院原电气工程及其自动化专业细分为电气工程及其自动化专业与自动化专业的发展需要,突出了电气工程及其自动化专业的强电特色,根据“厚基础、宽口径、重实践、强应用”的应用型人才培养模式而设置。

1.课程体系的改革

郑州航空工业管理学院原电气专业结合了电气工程及其自动化与自动化两个专业的内容,专业的特点为“强弱结合、适当偏弱”;新电气专业的特点转变为“强弱结合、强电为主”,专业课程的口径相对变窄。新电气专业的课程设置不再是电气专业与自动化专业的区分,而是电气专业内电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个方向的设立。由此考虑把原来的学科基础课—专业基础课—专业选修课—跨专业选修课—实践环节的课程体系改为更符合新电气专业特点的一级学科基础课—二级学科选修课—跨二级学科选修课—跨专业选修课—实践环节的课程体系,如表1所示。新的课程体系保证了学生的理论教学在满足基本学分的前提下,能够小于2500学时,同时优化了课程内容,扩大了选修课程范围,扩展了学生的知识面,激励了学生的个性化发展。

表1电气工程及其自动化专业新的课程体系

课程类型课程名称

一级学科

基础课自动控制原理(双语)、模拟电子技术、数字电子技术、电路(双语)、电磁场、微机原理与接口技术、复变函数与积分变换、电机学、电力系统分析、电力电子变流技术、信号分析与处理、专业技术讲座

二级学科

限选课电力系统自动化、电力系统继电保护、电力系统远动及调度自动化、发电厂电气部分

电机设计及优化、电机与拖动基础、电力拖动自动控制系统、电器学

跨二级学科

选修课高电压技术、发电厂动力部分、供配电技术、电力市场基础、电力系统的matLaB/SimULinK仿真与应用;检测技术及仪表、传感器应用技术、楼宇自动化系统、微特电机、交直流调速系统与matLaB仿真;单片机原理及应用、DSp原理及应用、电气与pLC控制技术;机械制图CaD技术、软件技术基础(双语)、可视化程序、eDa技术(双语)、工业组态技术;科技论文写作

跨专业

选修课管理学、市场营销学;音乐欣赏、美术鉴赏;机械设计基础、计算机网络(双语)

实践教学

环节金工实习、专业实习、专业调查、认识实习、军事训练、社会调查、公益劳动、毕业实习、毕业设计;单片机课程设计(选)、pLC课程设计(选)、电力系统继电保护课程设计(选)、发电厂电气部分课程设计(选)、电力拖动课程设计(选);电气专业制作实践、电力系统分析课程设计、电机学课程设计、电力电子课程设计

2.课程内容的优化

新的课程体系在强电专业“宽口径”的前提下,突出“厚基础”的要求,公共基础课与学科基础课的学时比例达到总学时的74%。在实现了同一专业的通识教育课、专业基础课完全打通,专业主干课程也基本相同,而专业方向的不同只体现在专业课程中的非主干课程及实践环节的要求的基础上,[1]新课程体系既实现了对学生人文社会科学与自然科学知识的培养,又强化了对学生对本专业基础知识的要求,同时还突出了不同的专业方向特色。

新课程体系在课程内容上更加突出强电特色,突出计算机技术与弱电控制技术在本专业领域内的运用。按照电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个专业方向,设置了两个特色显著的课程模块作为任选的必修环节。另外,按照“拓宽”与“加深”的原则,开设总数达到19门的二级学科选修课,学生可以选修其中的5~7门。按照提高学生综合素质的要求,设置了跨专业选修课与全校公共选修课,要求学生在人文社科、经济管理等方面修习约6门课程。

3.授课时序的调整

按照先基础后专业、由浅入深、循序渐进的原则,保持计算机教学、英语教学不断线,科学分配各门课程的授课时间与学时。

(1)保持计算机教学不断线。计算机课程按照教学次序包括:“计算机应用基础”、“C++语言”、“机械制图CaD技术”、“软件技术基础”、“微机原理与接口技术”、“工业组态技术”、“电力系统的matLaB/SimULinK仿真与应用”、“单片机原理”、“交直流调速系统与matLaB仿真”、“eDa技术”、“可视化程序”、“计算机网络”、“毕业设计”。

(2)保持英语教学不断线。建议取消“专业英语”课程,增开双语课程教学。用英语(或双语)教学的相关课程包括:“大学英语”、“电路”、“软件技术基础”、“自动控制原理”、“eDa技术”、“计算机网络”、“毕业设计”。

(3)科学分配各学期的课时量。如第一、第二学年学生的学习效果较好,可以适当增加基础课与专业课的课时量;第四学年学生因社会实践、找工作、考研等,学习效果下降,此时可以突出计算机与实践教学环节,利用课程的强实用性平抑学生的浮躁心态,最大限度保证学习效果。

三、加强实践教学环节

实践教学是高等院校培养工程应用型人才的必备环节,是提高人才核心竞争力的决定性要素。各高校电气工程及其自动化专业培养的人才水平的高低,取决于实践教学水平的高低,包括实验条件的完善、实验内容的设计及实验教师的素质。郑州航空工业管理学院电气专业的实践环节主要由课程实验、课程设计、生产实习与毕业设计等组成,组成了一个比较系统、由线到面、由基础到综合,分层次、全方位的内容体系。[5]

1.课程实验与课程设计

课程实验包括电工电路、电子技术、电力系统继电保护、电力系统自动化、电力电子技术、电机与拖动、C++语言、单片机原理、电气pLC原理等。

课程设计是工科专业实践教育的重要一环,是培养大学生独立思考、信息检索、相互合作,初步从事科学研究能力的重要途径。课程设计实践环节主要由核心专业课程与部分实用性强的专业课程如“电机设计”、“电力系统分析”、“单片机原理”、发电厂电气部分等的课程设计构成。

2.实习基地

实习基地由校内与校外两部分组成。校内实习基地主要由校办工厂组成,完成金工实习、电工电子技术、计算机辅助设计等基础性专业训练;校外实习基地主要包括陕西航空电气有限责任公司、成都飞机制造厂、贵州飞机制造厂等,学生在校外实习基地主要接受现代化企业的生产教育,培养工程实践能力。

3.毕业设计

电气工程及其自动化专业毕业设计的课题多来自于工程实践。题目通常由导师自行拟定,或者来自于导师科研项目的某一模块,或者来自于导师熟悉的专业领域,与工程实际结合紧密。针对毕业设计中存在的问题,如题目陈旧、知识面过窄、实验条件较差、学生支差应付、成果可操作性不强等问题,现阶段可积极采取以下措施:一是加强对教师和学生的管理。对教师尤其是青年教师中期抽查考核,组织讨论,询问学生等;对学生加强考勤,不定期考查,组织中期检查与预答辩等。二是鼓励和引导学生在学科知识范围内自由选题,激励他们选择来自于生活实践、能够解决实际问题的课题。三是创造条件允许学生到实习或工作单位做设计,聘请企业中有高级职称的人员参与毕业设计的指导工作。

除了以上基本的专业实践环节之外,还可以积极组织学生参加“挑战杯”、“电子设计”等全国大赛,鼓励学生进行科技创新制作,建设专业的开放型实验室,积极探索有助于提高学生创新能力、工程实践能力的教育教学模式。

四、结束语

电力工业巨大的发展空间与郑州航空工业管理学院办学方针的转变,为电气工程及其自动化专业提供了良好的发展机遇。抓住此发展契机,基于“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的电气专业的教育理念,构建了科学有效的课程体系,为今后培养大量合格的应用型电气技术人才奠定了基础。对该专业课程体系的建设与应用型人才的培养过程仍需经受实践的检验。

参考文献

[1]丁坚勇,向铁元,张承学.电气工程及其自动化专业教学改革之管见[J].中国电力教育,2000,(1):34-37.

[2]华容.“电气工程及其自动化”专业建设和课程设置的思考及探索[J].上海应用技术学院学报,2002,(2):34-37.

[3]黄文力,张丹.构建和谐电力系统研究[J].郑州航空工业管理学院学报,2009,27(3):53-55.

电气自动化技术基础知识篇4

关键词:电气传动技术;课程群;系统化教学;统筹规划

中图分类号:G642.41文献标志码:a文章编号:1674-9324(2016)27-0156-02

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

电气传动技术课程群是电气工程及其自动化本科专业的一组主体课程,其专业基础课程及专业课程主要包括“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”。课程群的培养目标是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,并最终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。

课程群中的各个课程内容既有衔接,又有重叠,相互结合紧密,因此需要从系统的角度,对课程群中的各个课程进行统筹规划,才能在有限的课时内达到良好的教学效果。本文针对我校电气工程及其自动化专业电气传动技术课程群的实际情况,从课程设置、课时及课程内容调整、课程教材调整、课程时序调整、课程实验内容统筹规划等多个方面进行了系统设计和规划,并在教学改革中进行应用,取得了良好的教学效果。

参考文献:

[1]黄肇,罗庆跃,袁旭龙.电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践[J].中国电力教育,2012,(04).

[2]翟庆志,张筱慧.“电机学”课程教学的改革与实践[J].中国电力教育,2012,(03).

[3]韩春.《电力电子技术》课程的教学改革与实践[J].南京工程学院学报(社会科学版),2004,(12).

[4]马鸿文.交流电机磁场定向矢量控制调速原理教学实践[J].实验室科学.2013,(05).

电气自动化技术基础知识篇5

针对上述人才培养目标,在电气自动化专业教学体系设置和教学模式上应充分体现其特点。为此,我们通过多门基础、专业课程建设,对电气专业课程体系、课程设置,特别是课程教学改革、实践与创新教学的改革进行了探究和实践,形成了以专业课程群为教学背景,基于“项目导向,任务驱动”的教学组织形式,结合专业技能竞赛的教学新模式,体现了电气专业创新性和实践性人才培养的特点。

1构建具有创新性的专业课程群体系

电气工程及其自动化专业是一个工程性很强的专业,其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3个部分。因此专业课涵盖的范围比较广,涉及学科较多。在我院,该专业课程体系按照综合教育模块—学科教育模块—专业教育模块—专业实践实训模块的体系设置。其中,综合教育模块和学科教育模块是公共基础课,进行通识性教育;专业教育模块包括专业基础课、专业方向选修课和专业相关选修课,是培养电气专业本科人才的核心课程教育模块;专业实践实训模块包括课程综合实验和专业实践实训两部分,是培养学生实践能力和创新精神的重要部分。专业教育课程设置见表1。

表1电气工程及其自动化专业课程体系

以往各门课程的讲授都是各位教师孤立授课,授课内容、案例、实验都是各自为政,学生学习结束后无法建立整体观,理论知识无法融会贯通和灵活应用。为了克服这一现象,并适应社会对电气专业人才的需求,培养具有电气专业素养、实践能力强和富于创新的电气人才,需要对专业课程体系结构功能进行进一步的改革和调整。我们根据课程性质以及课程间的联系,将专业课程划分为3个课程群:

(1)电气传动类课程群:由电力系统基础、电机与拖动基础、运动控制系统、电气控制及pLC技术、传感器与现代检测技术和单片机原理及接口技术6门课程组成,是电气自动化的主干课程群,主要教学目的是利用计算机技术和电子技术实现对电力电子电路的控制和电机参数的检测,从而实现交直流电机的调速和控制[1]。

(2)控制类课程群:由自动控制原理、现代控制理论、计算机控制技术、现场总线技术、控制系统仿真5门课程组成。其主要教学目的是培养学生对控制系统中控制理论与方法的掌握。

(3)信号处理类课程群:由信号分析与处理、DSp原理与应用、嵌入式系统3门课程组成。其主要教学目的是培养学生对信息处理和分析方法与实践应用的掌握。

综上可见,每个课程群由多门基于教学内容相互贯通、相互融合的课程构成。课程群中各门课程的理论知识具有较强的衔接性和连贯性,并存在知识点覆盖、重复的现象。因此在进行课程教学过程中,对课程内容的设计应充分考虑课程群教学内容的优化与整合,在教学内容、形式、实践、考核等方面需要体现课程群内部课程的相关性和综合性,充分利用课程内容上的关联性相互支撑和强化,培养学生以工程项目为驱动的学习模式。我们基于电气传动类课程群进行教学新模式探讨。

2电气传动类课程群教学新模式

2.1调整并优化课程内容

电气传动类课程群是专业课程体系中的重要组成部分,6门课程覆盖二、三年级,既有专业基础课,也有专业方向选修课和专业相关选修课。其中,电机与拖动技术是专业基础课程,主要讲授电机的基础知识和原理,着重分析三相异步电动机和直流电动机的结构及基础知识,如启动、制动、调速性能及相关的计算;电力电子技术主要讲授电力电子器件制造技术和变流技术,如整流、逆变、斩波、变频、变相等;运动控制系统主要讲授直流调速、交流调速和随动系统;电气控制及pLC技术涉及电气基本控制方法及系统设计、可编程控制器原理及应用等知识,培养学生电气控制分析与设计的能力;单片机技术主要讲授基于微处理器的数据采集、显示、驱动等内容;传感器与现代检测技术主要是对传感器和常见检测手段的介绍。

可见,基于课程群的教学必须具有整体观和统一性,课程教学内容的设计,需要综合考虑各课程内容之间的联系,避免相同内容重复讲授;同时需要注重基础知识与专业知识之间的相互衔接,在教案、案例设计上统一规划,强调知识体系的完整性与系统性。

在课程群课程教学过程中,可以将同一实际项目贯穿于整个课程群教学中,例如围绕交流电机或直流电机的速度控制系统的设计与实现进行举例,不同的课程对应系统实现的不同部分进行知识点讲解:电机与拖动技术、运动控制系统主要围绕电机结构、性能和调速方法设计教学内容;电力电子技术则可着眼于电器原件的选型、主电路的设计、参数的计算等进行讲解;传感器与现代检测技术阐述了速度检测的方法选择、检测电路和具体实现方法;电气控制及pLC技术、单片机技术则解释监控系统可以用两种形式来实现。通过一个实际项目贯穿于多门课程,即实现了从理论分析到具体实现的整个过程。当完成该课程群教学后,学生将建立起一个完整而生动的知识结构,具有较好的教学效果。

2.2三层次实践教学

课程群的实践教学分成3个层次:基础实验教学、综合实践教学和竞赛创新教学。

2.2.1基础实验教学

该层次的实践教学主要是对理论教学内容进行验证,让学生加深对课堂教学内容的理解。基础性实验教学除了在实验室中进行外,还根据课程教学内容,在理论课程中引入多种仿真软件,如Simulink,protus,multisim对相应控制系统和电路系统进行仿真。让学生深刻理解理论知识,并适当让学生设计实验,通过实际操作获得实验结果。

2.2.2综合实践教学

为了体现课程群实践教学的开放性、研究性和创新性[2]。我们在验证性和设计性实验的基础上,针对课程体系特点开发了综合性实验。如在完成检测技术和单片机两门课程的学习后,需要完成大论文的实践训练和基于单片机环境监控系统设计的开放性论题。鼓励学生利用所学知识,完成对某一环境参数的监控设计。

2.2.3竞赛创新教学

结合课程,鼓励不同年级的学生参加各类学科竞赛,形成课程学习—教学实践—创新竞赛相结合的教学模式,激发学生学习动力。例如:在完成电子技术、电子设计创新(1)学习后,组织学生参加全国电子设计与开发大赛;学习完单片机原理及接口技术、传感器与现代检测技术、电子设计创新(2)后,组织学生参加全国单片机设计与开发大赛;在完成电子设计创新(3)和专业综合实践后,组织学生参加物联网全国创新类大赛。近几年已有多名学生参加了竞赛并获得了佳绩。这一与竞赛相结合的创新实践教学模式激发了学生的兴趣,并加强了学生对本专业的认识,增强了学生创新能力的培养。

2.3与技能认证相结合

在教学过程中,结合电气工程师类认证考试设置教学知识点和重点,鼓励学生参加各类电工电气类工程师认证,加强学生的实践能力,并且为学生的就业提供保障。

3结束语

基于课程群的教学模式,可以让学生通过学习将各门专业课程有机地联系起来,增强学生对课程的整体把握、完整理解和综合应用;多层次的实践教学激发了学生学习的兴趣,并锻炼了实际动手能力;教学与技能认证的培养方式提高了学生就业竞争力。我们已经按照该方案在某些课程上进行了改革探索,并取得了一定的效果。但是在具体实施过程中仍存在较多的困难,如课件整体规划存在难度,不同课程教师的配合度以及学生的接受能力和考核方式的具有局限。我们将在后续的课程建设中继续努力,找到一条真正适合的教学之路。

参考文献

[1] 梁永春,刘建业.电气传动课程群开放式课程设计体系研究[J].中国电力教育,2011,21:167-168.

电气自动化技术基础知识篇6

abstract:3+3sectionalizedtrainingofsecondaryandhighervocationaleducationisanimportantpartofthemodernvocationaleducationsystem.thekeyofthelinkofsecondaryandhighervocationaleducationisestablishmentoftalenttrainingobjectiveandstructuringintegratedcoursesystem.theauthorintroducesthetalenttrainingobjectiveofthe"3+3sectionalizedtrainingteachingreformproject"inJiangyinpolytechnicCollege,thebasicideaandframeworkofthecurriculumsystemandtheteachingarrangementofthemaincourse.

p键词:中高职;3+3分段培养;电气自动化技术;人才培养方案

Keywords:secondaryandhighervocationaleducation;3+3sectionalizedtraining;electricalautomatictechnology;talentcultivationplan

中图分类号:G718文献标识码:a文章编号:1006-4311(2017)23-0169-02

0引言

为了贯彻落实《江苏省现代职业教育体系建设试点项目》(苏教高[2012]5号)的精神,2012年,江阴职业技术学院与江苏省江阴中等专业学校联合,选择中高职“3+2”分段培养项目进行试点,由江阴中等专业学校的省级品牌专业与江阴职业技术学院的省特色专业电气自动化技术专业进行对接,2013年至今,根据省教育厅最新文件要求,两校试点模式改为中高职“3+3”分段培养。经过近五年的合作试点,在人才培养方案、课程体系,教学师资、实习基地、校企合作、教育科研、成果转化等方面实行共建共享。已初步达到了办学目标实、培养模式活、课程体系新、实践效果好的预期目标。

1中高职3+3分段培养电气自动化技术专业人才培养目标

1.1职业岗位和职业能力分析

通过广泛的企业调研,分析各类调查问卷和麦可思公司的关于高职院校电气自动化技术专业的社会需求与培养质量年度报告,得到电气自动化技术专业市场需求基本情况如下:①电气自动化技术就业口径宽、企业需求大;②企业需要操作、维护和检修合一的复合型人才;③以pLC应用技术为核心的自动化生产线及电气控制设备维护、维修人才最为稀缺;④维修电工高技能人才市场需求旺盛;⑤电气技术类班组管理岗位大部分由高职院校毕业生承担。根据市场需求,分析得到电气自动化技术专业职业岗位对专业技能和知识要求见表1。

1.2人才培养目标

根据上述电气自动化技术的职业岗位和职业能力的分析结果,在校企共建的平台上,按照行业企业对电气自动化技术人才要求,依据企业工作过程的要求,中高职学生的认知特点,在校企合作的基础上共同制定中高职衔接的人才培养目标见表2所示。

2中高职3+3分段培养电气自动化技术课程体系构建

中高职3+3分段培养课程体系构建的基本思路,应从职业面向分析入手,根据不同阶段的培养目标要求,构建以岗位、职业能力为核心的中、高职一体化的课程体系和教学资源。中高职课程体系的构建,既要避免课程或教学内容的重复,又要使中高职教育课程的相对独立与完整。因此中职阶段重点加强基础知识、基础技能和继续学习能力的培养;高职阶段要深化课程改革,重点在新知识、新技术和综合创新实践能力的培养,中高职教育课程体系的构建重点在衔接性、实践性和职业性。

中高职3+3分段培养电气自动化技术专业主要课程安排见表3,表中课程分为公共基础课程、专业基础课程、专业核心课程和专业实践课程四个模块以及每个模块中的主要课程和开设学期。

3结语

从13年开始,江阴职业技术学院电气自动化技术专业试点3+3中高职分段培养,就重点着手人才培养方案和课程体衔接的研究和实践,积累了一定的经验,并取得可喜的成果。但一方面自动化生产领域新知识新技术不断涌现;另一方面学生的知识结构和认知水平也在不断变化,因此电气自动化技术专业的人才培养方案和课程体系尚需在实践中不断发展和完善。

参考文献:

[1]吴繁红.高职电气自动化技术专业人才培养方案的探索与实践[J].江苏广播电视大学学报,2011(5):37-40.

电气自动化技术基础知识篇7

关键词:it技术专业课融合

中图分类号:tp29文献标识码:a文章编号:1007-9416(2013)07-0213-01

在高校开设电气工程及自动化专业,其目的是为培养适应当代经济社会发展,具备基本理论知识和技能的专业工程师。让学生通过学习掌握电气及控制、电力控制、电力系统及自动化等知识。培养能够从事电气系统的设计、制造、研发、测试和分析工作,进行系统运行、自动控制、电力电子技术管理及生产管理的应用型高级技术人才。电气工程及自动化专业于上世纪80年代中期在高校开设,在90年代中后期课程的设置有了较大的发展,形成了电气工程及自动化专业的特色,具备了完备的专业课程体系,在课程安排、实验教学、教材体系设计、教学手段及方法上有了较大的改进和完善。

1it技术融合到电气工程及自动化专业课程中的改革

在制订电气工程及自动化专业教学计划时,由于部分类别的课程所设置的口径过于狭窄,于是在课程设计时将课程内容陈旧的部分进行了合并和更新,增加了许多新的基于信息技术的课程,如电子信息技术基础、计算机网络等课程,特别是加入了“现场总线技术”、“网络化测量技术”、“智能测控技术”等课程,作为信息技术的基础课程,在基于计算机技术、自动控制技术、网络通讯技术的基础上,建立起了与信息技术相融合的课程。对于电气工程及自动化专业的毕业生而言,可有效的拓宽就业领域。由于电气工程及自动化专业学生课程与社会用人单位的实际需求结合较好,很多建筑设计单位特别是承接了智能化住宅建筑项目的单位非常欢迎此专业的毕业生。这些改革后的课程已放到在校大学生“教学计划”的课程教学体系中。建立了计算机技术、自动化控制技术、网络通信技术基础上的全新的专业课程体系。电气工程及自动化专业的课程在融入it技术后,与计算机技术和网络通信技术的核心课程属于同一范畴内。

2it技术融合到电气工程及自动化专业课教学中的实践环节配套建设

随着科学技术的发展,电气工程及自动化专业所研究的内容发生了较大的变化,在技术研究的学科结构中已经包涵了电气工程领域、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等领域,电力电子技术和自动化技术、电气工程及其自动化专业的内涵也越来越广泛,强电和弱电及硬件和软件相结合的系统,要求学生在电气工程、电子信息控制、计算机技术等方面有较高的能力。电气工程教学中的主要任务是要提高电力系统和电气设备的技术掌握的能力,以提高实际工作中的运行质量,提高操作的合理性和可靠性,提高经营效率。在教学中强、弱电教学的融合是电气工程专业教育的必然趋势。大学电气工程及自动化专业的实验室建设较早,在缺少成熟案例、经验欠缺的情况下,根据目前国内外楼宇智能化工程技术的标准,规划设计了实验室,并进行了建设,由学校外部的专家组对学校实验室的建设进行了分析,在基于浏览器/服务器模式下组建了学校的计算机网络系统,构建了系统的硬件和软件框架,基于信息技术建立和更新了相关的实验课程,因此实验设备的利用率极高,学生在实验室实验学习的效果良好。

3精品课程建设及应用

3.1精品课程建设

电气工程及自动化专业要加大精品课程的建设,促进教学工作的开展。如开设楼宇智能化技术课程,在信息传输网络技术的教学过程中,加入智能大厦智能化技术、建筑设备自动控制技术、pDS布线技术、信息传输网络技术、楼宇自动化技术、互联网建设技术等,加大建筑中的安全技术的应用、智能建筑消防技术的应用等。在基于计算机技术、自动控制技术、网络通信技术基础上,展开教学课程的教学与学习。在课程教学的实践中,以自主创新为指导思想,鼓励学生思考,自主学习,加深对知识的理解。比如对于智能化技术、门禁系统、可视对讲系统的学习探索与实验,加强网络监控系统、智能消防控制系统等安全系统的学习,研究智能抄表系统的应用,并通过实验的方式多加理解,进行各种软件应用的实验。通过多方位的实习让学生能够掌握更多的专业知识进行更多的实践操作。目前已进行了开放型、自主型的实验,通过这些实验可加强实践教学。在电气工程及自动化专业的教学中,采用传统的课堂教学与多媒体教室相结合的方式,通过教师制作的优秀课件的方式加深学生对于专业课程的理解,通过it技术可实现网上学习、网上提问答疑等工作。

3.2精品课程应用

电气工程及自动化专业的许多实验课采用了开放型、自主型的教学方式。在课程设计时方便与实验室系统平台结合在一起,学生在实验时进行实践操作,有着特别浓厚的兴趣。在电气工程及自动化专业的教学中充分利用多媒体教室,采用优秀的课件来开展课堂教学活动,增强学生学习课程的兴趣,激发学生学习交互式的课程,丰富课堂教学内容,让学生课程学习难度降低,增大了学习的信息量,提高了教学的效率。

4结语

采用it技术与电气工程及自动化专业课融合的教学体系,在高校的教学研究和实践中取得了非常显著的成绩。在当前信息技术飞速发展,经济建设日新月异的时代,要让电气工程及自动化专业的教学跟上时代的发展,还需要进一步健全和完善课程设置,在基于组件技术的专业课程的基础上展开一系列的教学改革。顺应当代社会的发展要求,提高对电气工程及自动化专业的学生的要求,学生除应具备较强的基本理论外,还要具备非常完备的专业知识,并需要密切联系实际,有较强的动手能力。这样的人才能满足社会的需求,更好地服务于社会。

参考文献

电气自动化技术基础知识篇8

【关键词】“3+4”;中职本科衔接;液压和气动控制技术;教学改革

【中图分类号】G712【文献标志码】a【文章编号】1005―6009(2017)04―0052―03

“液压和气动控制技术”课程是中职与普通本科“3+4”分段培养试点项目“电气自动化”的专业基础课程。本课程开设在中职阶段三年级,通过学习使学生了解液压和气动的基本概念和基础知识;熟悉液压和气动元件的工作原理、元件符号,能正确选用液压和气动元件;掌握液压和气动系统工作原理分析方法,具备分析典型液压和气动系统的能力,初步具备简单回路的设计能力,为后续专业课程的学习奠定扎实的基础。

“3+4”中职本科衔接的生源是初中毕业生,录取分数高于五年制高职学生,基础较好,认知能力和动手能力普遍优于五年制高职学生,因此,现有的针对五年制高职学生开设的“液压与气动技术”课程不能适用于“3+4”中职本科衔接学生的学习。而“3+4”中职本科衔接以培养“工作现场技术(工艺)工程师和技师‘双师型’技术技能人才”为目标,更是与五年制高职培养技能型人才的目标有差异。因此,在现有课程教学的基础上结合“3+4”中职本科衔接人才培养的特点,进行“液压和气动控制技术”课程的教学改革是非常必要的。

一、整合教学内容,实施项目教学,衔接本科教学

基于“3+4”中职本科衔接的学生情况和培养目标,教学内容改革应注重实用性、技术性和创造性,避免中职和本科阶段的重复,还应拓宽、加深课程内容。“3+4”学生基础较好,学习主动性较强,在教学内容编排上,采用学生主体、教师主导的方式,以任务为驱动,促进学生进行讨论式、研究式的学习。除此以外,学生在中职阶段除了学习所需知识和技能外,还应具备自主学习的能力和研究探索的精神,以便在升入本科院校后能m快适应大学的学习。

基于上述原因,本课程对原有学科体系框架进行调整,将传统以知识为线索的教学内容整合为模块化、项目化的课程内容。课程分为液压和气动两个模块,又分别将两个模块各分为五个项目,每个项目按照主要知识点分为若干任务,每个任务包含一个或几个知识点。以液压模块的教学内容整合情况为例,将知识整合、调整后形成五个项目,具体如图1所示。每个项目包含了相应知识点,知识点又对应了相关技能操作,实现学即用、用即总结、总结即反馈的良性循环,充分发挥学生的自主能动性,改善学习效果。学生通过任务的完成,掌握相应理论知识,获得相应技能,形成自主学习的意识,并在小组合作中逐渐培养出研究精神。表1描述了液压系统模块项目学习的目标要求,在目标要求中,除了要求学生获得基本的知识和技能,还根据“3+4”学生基础较好、独立思考能力较强等特点以及升入本科学校就读的知识和技能需要,确定了有针对性的拓展目标。

二、关注学生特点。改革教学方法,促进学生综合能力提升

“3+4”中职本科衔接的学生特点明显,具备初步自主学习的观念,能主动探究。但对进入本科学习存有疑虑,害怕自己不够好,缺乏自信。这就导致有些学生进入本科后不能很好地适应,甚至被淘汰,不能达到成为工作现场技术(工艺)工程师和技师“双师型”技术技能人才的发展目标。针对学生的这些特点,在“液压和气动控制技术”课程的教学中,主要采用“授渔”方式开展教学,将学生作为课堂学习的主体,使学生在整个学习中充当起主人的角色。

结合项目教学内容,在每个任务实施前,由教师首先提出学习目标进行任务分析,使学生在学习初期便明确具体的知识目标、能力要求和学习的主要任务。随后教师通过不断抛出问题,学生以小组形式研究探讨解决问题的方法,逐一解决学习任务中的小问题,学生在不知不觉中积累了越来越多的知识和技能。随后,教师再抛出一个综合运用知识的任务,由学生整合所学知识,完成任务问题。任务完成后,教师设置相应拓展延伸问题,供学生拓展使用,并进一步引导学生就自己所完成的任务提出质疑,探索出更好的解决方法,实现对知识和技能更高层次的提升。

三、注重过程性评价,开展多元化考核,综合评价学生学习效果

“液压和气动控制技术”课程的过程性评价涵盖了学生学习的整个过程,如出勤、学习状态、问题解决的程度、小组合作的效果、讨论反馈的情况等。为了更具实施性,对每个项目都单独进行过程性评价设计,对项目中需要掌握的知识点、技能等方面的内容进行有针对性的评价设计,让学生在评价中更加深刻地反思自己的学习情况,总结学习效果,查漏补缺,不断进步。

“3+4”中职本科衔接的学生各有特点,有些学生擅长计算分析、有些学生擅长小组协作、有些学生擅长操作实践,他们在自己的小组中发挥着不可或缺的作用。如果采用单一的考核方式,难免会影响到学生的学习积极性。因此,进行多元化的考核对于综合评价学生的学习情况是很有必要的。在“液压和气动控制技术”课程的评价方案中,采用三方评价机制(即学生自己、小组、教师),主要从项目准备、项目完成中各阶段(分析、计算、操作等)的情况、项目成果、交流沟通、分析协作等方面多方位进行评价(详见表2),更客观、更合理地反映学生综合学习情况,受到学生的欢迎。

电气自动化技术基础知识篇9

关键词:电气工程及其自动化;独立学院;专业建设

中图分类号:G650文献标志码:a文章编号:1674-9324(2012)08-0037-02

随着广东省电力工业的快速发展,对电气工程及其自动化专业的人才需求增加,因此专业的建设与发展具有很好的前景。作为一所独立院校,我院以服务地方经济社会发展为出发点,为广东经济社会发展培养自动化专业的高素质应用型人才。同时,我们需要看到自我国高校实行扩招以来,大学生数量大幅度增加,毕业生数也随之增加,因此未来本专业大学毕业生就业形势也不容乐观。在这种形式下,如何正确定位本专业的培养目标和培养规格,把本专业建设成为具有自己鲜明特色的专业就需要我们思考与探索。本文在广东技术师范学院天河学院的基础上,主要针对独立院校的电气工程及其自动化专业的人才培养模式进行探讨。

一、专业建设定位

电气工程及其自动化专业是通用性强的“宽口径大专业”,是由原电工类的电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电气技术等专业合并而成[1]。各高校根据社会经济发展对本专业人才的需求,依据各自的实际情况、办学条件,确定了彼此不同的、体现各校办学特色的专业方向、人才培养的方案和模式[2]。独立学院不同于重点高校与职业技术学院,他以培养介于研究型人才和具有某一职业技能人才之间的应用型人才。他们既要有一定的理论做基础,又要有一定的实际动手能力。因此我院电气工程及其自动化专业以培养基础扎实、知识面宽,具备自动控制理论、控制系统、信息处理、pLC和单片机控制技术、供配电及其自动化等方面的基本理论和专业知识,能在工业过程控制和电气系统等领域从事系统分析、系统运行与维护、开发与设计、管理与决策等工作的应用型工程技术人才

二、课程体系建设

电气工程及其自动化专业具有多学科交叉、内涵丰富、外延宽广等鲜明的特点,作为电类本科专业来说培养的人才应是宽口径、高素质的工程应用型人才[3]。为此在专业的理论教学体系构建中,按照“大平台+小模块”构建知识体系。大平台指公共基础课平台、专业基础课平台和专业必修课平台,小模块指按市场需求而灵活设置的专业方向课程群。

①公共基础课平台由公共基础、相关知识、专业拓展等系列课程构成,意在培养学生的基本素质,为学生后续学习打基础,全面提高学生综合素质和多角度的科学思维方法。②专业基础主要由数学、电路、数电、自动控制理论、电气控制技术等专业基础课程构成,教授学生专业相关基本知识,同时考虑将来专业口径的拓宽,为后续专业学习打下扎实的基础。③专业必修课平台主要由电力系统分析、继电保护原理、发电厂电气部分、工厂供配电、电力系统调度自动化、电力电子技术等专业课、限选课、任选课等组成。使学生掌握专业系统知识,着重培养学生分析和解决实际问题的能力。④结合我院现有资源及市场需求情况分析,专业方向课程群设置了两个专业方向,一是电力系统及其自动化专业方向,主要课程有电力设备运行与维护、电力系统程序设计、电力系统规划设计、变电站设计与运行等,注重培养电力系统、电气装备领域的系统设计、系统运行、研制开发、试验分析、工程建设与管理的高级工程应用型人才。二是电气控制方向,主要课程有单片机原理及应用、pLC原理及应用、DSp原理及应用、计算机控制技术等,培养掌握电机及电气控制、自控原理及系统、微机控制、掌握现代控制技术等理论知识,以及具有全面的电气自动化应用实务能力的应用型人才。

三、实践环节建设

应用型人才培养模式主要是以能力为中心,以培养技术应用型专门人才为目标[4]。我院的实践教学体系以工程实践为主,通过理论联系际,培养学生独立分析问题、解决实际问题的能力。在实践教学中针对应用型人才培养的要求,遵循技能与能力训练培养的教学规律,按照系统性、层次性和循序渐进的教学原则,将实践教学体系划为以下三种层次:

①基本技能层:包含各基础课程实验、专业基础课程实验,进行基本技能训练,培养学生的实践能力。②专业技能与工程实践层:包含专业课程实验、工程实训、课程设计、进行专业相关的技能和工程实践能力的训练。③综合应用能力与创新能力培养层:包含毕业设计、专业实训,认识实习、毕业实习、科技创新等进行综合应用能力和创新能力培养。

这种层次渐进的实践教学体系形成了由单一到综合,按照先基础、后综合、再创新的思路,循序渐进地安排实验教学计划。目前我院电气工程及其自动化专业建立了基础实验室、专业实验室、实训基地等校内外实习实践教学基地,专业实践的教学条件已有较好的基础,给学生提供了更先进的实践硬件条件和环境。

四、突出特色

①完善校内实训中心,发展校外实训基地。要培养高素质的高级工程应用型人才,除了完善的理论教学外,还必须有较好的实验和实习环境,以提高学生的实践能力[1]。通过资源整合、学校投入,已经完成电工电子等基础实验室、电力系统综合自动化等专业实验室的建设。这些实验室的设备在质量和数量上都能够满足实践教学的需要,并具有开放性、功能先进性,允许学生在此从事科技实验、技术革新等创造性活动。学生可以根据自身特长和兴趣到实训中心进行操作和技能训练,应用型人才的培养是建立在大量实践的基础上的,在学校外的职业环境中进行实习是形成优秀职业能力的重要环节[3]。我校鼓励学生走向社会,培养适应社会的能力。根据课程设置和培养方案,每年都会有学生到校外进行认识实习、毕业实习,让学生较早地接触工程实践环境,培养学生运用所学理论知识分析解决实际工程问题的理念,提高学生的工程意识和工程能力,为学生走上工作岗位打下良好的基础。同时,我们积极建立自己的校外实习基地,已经与广东民建实业有限公司等十多个企业进行产学合作,走“产学研”的人才培养模式。②积极开辟第二课堂,开展课外学术科技活动。学生参加学科竞赛和科技文化活动有利于学生运用理论知识和实践能力解决实际问题。我院有计划地引导、鼓励、组织学生参加各种课外科技文化活动,成立了专门的专业兴趣小组、专业特色作品设计大赛等课外科技活动委员会,积极引导学生参与其中;鼓励学生参加各种校外学科比赛,以扩大视野、启发科学思维,他们可以参加数学建模比赛、智能汽车大赛、电子设计大赛等。在理论与实际相结合的各种学术活动中,增长学生的见识,让学生充分施展自己的才华和兴趣,提高实践能力和综合素质。开展课外学术科技活动以来,先后有9人次在全国大学生电子设计比赛中获奖。

五、总结

作为一所独立院校,我们始终以应用型人才培养为目标,服务于地方经济。我们将根据学科发展的要求,结合独立学院的办学特色,不断地探索研究,相信通过我们的不懈努力,一定能将我院的电气工程及其自动化专业办成独具特色的专业,培养出更多具有创新能力、受社会欢迎的高素质应用型人才,为地方经济建设作出更大的贡献。

参考文献:

[1]王晰.独立学院应用型人才培养模式研究[J].大连理工大学,2010.

[2]李明伟,李建月.我院电气工程及其自动化专业建设的思考与探索[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2009,(12).

[3]谢卫才,黄绍平,李靖,彭晓.应用型电气工程及其自动化本科专业教学模式探索[J].电气电子教学学报,2008,(8).

电气自动化技术基础知识篇10

关键词:《电气控制与pLC应用》;项目驱动教学;研究与改革

中图分类号:G642.0?摇文献标志码:a文章编号:1674-9324(2013)06-0044-02

《电气控制与pLC应用》作为应用广泛、实践性较强、企业急需的一门专业课程,目前在全国很多高校的机电一体化技术、数控技术等专业均有开设。该课程的前半部分是从讲解低压电器元器件,设置了典型环节和电气控制系统,为研究分析继电—接触器控制线路工作原理的原理提供了典型事例,并结合具体的工程实例进行全面系统地讲解电气接线图的工艺设计思想;后半部分的pLC,是以微处理器为核心的,它融合了微型计算机技术、自动化技术及通信技术,成为现代一种新型的工业自动化控制设备[1]。目前,《电气控制与pLC应用》被应用于全国各行各业的生产过程中,成为一种可靠性高的现代工业自动化控制的主要手段。从目前该课程的发展形势看,如何让学生学好学透该课程成为当前教学的首要任务。为此,我们对该课程的教学模式不断进行研究,期望通过教学让学生掌握该技能,满足企业对生产技能型人才的需求。经过多年的反复借鉴和研究,我们大胆地对传统教学方式进行了改革,确定了“强化实践,重在技能”的培养方向,建立与能力挂钩的教学模式,改革教学的内容和方法,以工业生产的大项目为实践基地,采用获取技能证书的教学模式,通过一段时间对学生的教学尝试取得了良好的效果。

一、教学内容的改革

传统的教学注重学生所学的理论知识,pLC的指令枯燥乏味,使学生上课缺乏激情,精力不能集中,学习兴趣很差,导致学生的基础知识掌握不牢。《电气控制与pLC应用》课程的基础知识较简单,大部分学生能够理解,但是如果要将其灵活运用到实践中,对于大多数学生来说存在一定的难度。在此基础上,我们需要带领学生进行大量的试验,在试验中讲解理论课程,让学生即锻炼了动手能力,又理解了基础知识。不足的是,一方面,根据我们现有的状况,设备不足,只能进行一些最基础的实验,另一方面,现代社会发展日新月异,我们对现代工业控制新技术方面的根本没有条件开设实验,也就是我们的实验环节跟不上社会的发展[2]。因此,要使学生真正掌握这项实际工程技术还是相当困难的。传统的教学过程中,教学与实验的手段相对很单一,填鸭式教学对于刚刚学习机电的学生来说,理论课程占了大部分比例,学生动手很少,这样就不能使学生所学的基础知识与实践结合在一起,课程也枯燥乏味,学生学习效果很差。我们通过改革,采用项目教学法,即项目课程一体化的教学模式。在此教学方式中,我们增加了学生的实验训练部分,让实验占了较大部分课堂实践,使学生都能动手参与电路的设计和检查,自己解决电路故障,锻炼了学生自主编程调试的能力,同时也让学生深刻理解了理论知识,真正实现了“由理论带动实验”转变为“由实验带动理论”。在此基础上,我们就典型的就业岗位的工作过程、任务、内容,承担此项工作所需要的能力、证书和知识进行了分析,让学生明确了电气控制行业的“能力领域”和“知识领域”。在教学内容上,我们遵循了“来自于企业,用之于企业”的原则,以企业的项目为蓝本,设立了若干个典型的电气控制系统项目。我们将本课所有实验分成了三大类:(1)基础型实验,主要是让学生完成电机电动控制,为下一阶段实验打基础;(2)综合设计型实验,主要目的是为了锻炼学生对编程的思想和调试方法,为下一阶段实验打基础;(3)能力创新型实验,主要目的是让学生能够在真正意义上应用所学知识来处理故障,进行编程控制。

二、教学方式的改革

要获得良好的教学效果,教学方法是值得探讨的方面。教学方法是否适当,是课程实践教学模式改革的是否成功的关键。学校在开《电气控制与pLC应用》时,首先要组织学生到校内外工业生产的实习基地进行实地参观,最好参与实习,让学生对即将要学习的课程内容有个初步的认识。结合正确的教学理念,学校在教学设计上,应多结合课程实际案例,把项目实验实习贯穿于整个课程的教学过程中。学校最好将教学地点由教室转移至实验室,每堂课都以项目导向、任务驱动的方式来进行。所谓的任务驱动,就是使学生接触一个典型的pLC程序,让学生对其进行设计来展开教学活动,带领学生先处理简单的问题,后循序渐进地过渡到相对更难的任务中,使学生在此过程中深刻理解理论知识,并将其运用到实践中,从而在学习的过程中获得真正属于自己的知识和技能,在学生完成“项目”的过程中,也充分培养了学生的分析问题以及解决问题的能力。[3]应用任务驱动教学模式进行教学时,教师的“教”和学生的“学”均以“如何完成一个具体的任务”来进行。在此过程中,教师必须明确教学任务,这就要求教师要认真地分析教材,研究大纲,确定教学的目标、内容、重点以及难点,此外还要综合考虑学生的学习心理和学习兴趣。在设计项目时,一定要注意遵循实用性、渐进性等原则,让学生在学习与实践的过程中,认真分析问题所在,并深入思考解决该问题所需的知识、方法和步骤,让学生循序渐进地掌握各种知识、技能,培养学生的综合能力。

3加强学生的技能训练,鼓励其获得职业技能证书

我国中高等职业技术教育学校是学生获得理论知识和相应职业能力的地方。从中高等职业技术教育学校出来的学生必须具备超强的从业能力,我们鼓励在校学生获得相应的实用电工技能证书,从而学校领导人把职业技能训练作为学生综合实训项目,从而加强学生对理论知识的理解,提高学生的动手能力以及分析问题和解决问题的能力,将他们培养成具有专业职业能力的人才。我校要求学生均要参加国家举办的各种培训活动,并取得相应的技能证书。

通过《电气控制与pLC应用》课程的研究与改革后的教学方法,我们总结出:(1)在教学的过程中,要充分调动学生学习的积极性和主动性。(2)在教学过程中将理论知识与项目案例相结合,就等同于将学生的知识、技能和素质的培养融于一体,这样既锻炼了他们的动手能力,分析问题,解决问题的能力,又培养了他们的综合职业能力,使学生能够更好地应对现代企业生产技术岗位对技术人员的需求;(3)此次《电气控制与pLC应用》课程的教学改革,不但拓宽了学生的思路,而且开阔了学生的视野,将企业生产和学生实习联系到一起,为学生成为优秀的毕业生打下了基础,并把机电专业学生的专业技能切实有效地提升到了一定的高度。

参考文献: