電氣工程與自動化論文范文

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電氣工程與自動化論文

篇1

隨著我國社會經濟的不斷發展,電力企業運用新的信息技術,提高電力工程的自動化水平,促進了電氣自動化的迅猛發展。電氣自動化技術就是運用了具有自動檢測功能與自動控制功能的電氣裝置,可以實時對電力系統進行遠程調節、控制、及監控。在信息化技術大力發展的同時,通過信息監測技術能夠實現對電力工程的遠程控制與管理。電氣自動化技術需要自動化的電網配置、配電網技術協同工作。在電氣自動化技術中,要充分利用網絡對電力工程的各項信息進行統計、收集、分析從而加強電電力系統的穩定運行。減輕了以往電力工作人員的工作強度,充分利用電力工程中的自動化設備進行監督,在面臨突發狀況時,能夠及時采取信息處理技術對電力系統進行有效地處理。而配電網技術可以配合電氣自動化技術改善城鄉配電網,加強城鄉電力網絡運行工作,完善電氣自動化技術在城鄉電網中的運用。電氣自動化技術的應用范圍廣泛,從電氣開關到電力工程都有電氣自動化技術的身影。電氣自動化技術的不斷提高也促進了電力工程的不斷發展。

2電氣自動化技術在電力系統中的應用

2.1變電站及配電自動化的應用

變電站自動化技術是采用現代通信技術、先進的計算機技術、電子技術以及信息處理技術,實現對變電站的二次設備的重新組合和優化設計,從而減少了人力資源的浪費,減低了變電站及配電站工作人員的工作強度,提高變電站及配電站人員的安全性及整個系統運行的有效性。不僅如此,變電站自動化技術還可以多層次、全方位地對多種電氣設備的運行狀況進行安全檢測以達到高效控制的目標。在實際的應用中,主要通過新型的設備代替以往的電磁式裝置從而使得現場的監視操作更加智能化、可視化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分,是電力生產現代化的一個重要環節。隨著對科學技術的應用以及監控設備的更新,種綜合性的自動化監測系統能夠提高變電站運行的穩定性,降低運行維護的成本,高質量輸電過程,經濟效益提高很多。

2.2在電網調度自動化中的應用

在電力工程中,電網的總調度能夠通過大屏幕顯示器、計算機服務等自動化系統對電網進行遠程監控。根據電力工程中電網的運行情況進行分析,監控電網的實時狀態。通過各個分系統傳送的電力工程中的生產數據、控制發電的數據,對電力工程整個系統進行評估、調配和預測,從而減少了電網在運行過程中出現的電力故障及異常情況,通過電氣自動化技術能夠及時作出判斷,檢測更加及時。從而減少了電力工程中危及人身安全和設備安全的事故。另外,通過電氣自動化技術還能對整個電網進行實時監測和分析,調度從大屏幕上可以清晰的采集信息,找出電氣事故的發生地并提出應對措施,防止事故的擴散,減低影響。

2.3分散測控系統自動化的應用

在電力工程的發電廠分散測控系統中,通過太網、過程控制單元、工程師工作站、高速數據通訊網等對分層對電廠的生產狀況進行測試和控制。經過過程控制單元可以在生產運行的過程中通過接受熱電阻、熱電偶、電氣量等信號,處理運算的結果、參數等,通過這種方式對電網進行監控,從而提高電氣自動化在電力工程中的檢測、保護和控制功能。

2.4計算機自動化的應用

電氣自動化技術在電力工程中的應用主要是引入了計算機操作系統,通過微型計算機讓整個電力系統自動記錄、反饋電氣設施的實際工作情況。同時,對反饋信息進行的誤差判定。加強軟件的查找、分析、測算的應用,從而在電力工程中實現操作技術的使用性,更加便于電力工程的管理。在電氣自動化技術中還要注意對監控方式、現場總線監控進行設計。只有全面加強電氣設備的監控信息及監控方式,才能提高監控系統的效率以及整個系統穩定性、可靠性。

2.5電力自動化技術的發展趨勢

我國的經濟不斷的發展,人們的的經濟水平和生活的質量也在不斷的提高,因此,對供電系統的需要和依賴也是越來越高,但是由于電力系統的的內部之間的原因,造成了各個部門之間不能達到有效的資源共享,也就會使電力系統出現各種各樣的問題。因此,在以后的發展過程中,我們針對這種現象,就應該加強和改善,對電力部門之間的內部資源進行資源整合和統一,然后達到電力資源的統一共享,這樣就會形成一個內部信息可以高效利用的效果。隨著電力自動化的發展,新技術也在不斷的發展,如果電力資源的內部管理恰當,再更好的運用電力自動的技術,在電力工程的發展上面就能提高經濟效益。

3結論

篇2

關鍵詞 電氣工程及其自動化專業 培養目標 綜合素養

0引言

在社會經濟發展過程中,電氣工程及其自動化技術在各行各業都得到廣泛應用,且其發展水平已成為我國科學技術發展的重要標志。《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020)》將能源資源領域人才定性為經濟社會發展重點領域急需緊缺專門人才,國家對高素質的電氣工程及自動化專業人才的需求越來越迫切,這一領域人才的培養成為國民經濟發展的重中之重。在這樣的大環境下,電氣工程及其自動化專業的學生更應清楚本專業的培養目標,明確學習方向、學習方法和未來的就業前景與發展方向,才能在有限的四年大學中打下堅實的專業基礎,為將來的就業或進一步深造作好準備。

1電氣專業的培養目標

電力部原屬六大本科院校之一的長沙理工大學在《2016級本科生學習指南》中對該專業培養目標的描述如下:本專業培養德、智、體、美全面發展,具有扎實的系統基礎理論知識、較強的專業知識和較全面的綜合文化素質,具有強、弱電知識結構、較強的適應性和創新意識,能夠從事電氣工程相關領域、特別是現代電力系統的系統運行、規劃設計、試驗分析、生產管理等方面工作,也可以在電氣裝備領域和自動化信息領域從事設計、研制開發及管理等方面工作的應用型高級工程技術人才。

一般而言,企業的工程技術人員有應用型、研究型和管理型3種,其中應用型技術人員指能將專業知識和技能應用于所從事的專業社會實踐的專門人才,要求熟練掌握社會生產或社會活動一線的基礎知識和基本技能,主要在工業生產第一線從事工程設計、制造、施工、運行等技術工作,約占工程師總數的75%。長沙理工大學電氣工程及自動化專業的培養目標定位于“應用型高級工程技術人才”,與社會現實需求相一致,而電氣工程及自動化專業本身就是綜合性較強的工科專業,要面向整個電工學科,使學生具有工程技術基礎知識和相應的電氣工程專業知識,受到電工電子、系統控制及計算機技術方面的基本訓練,獲得電氣控制、電力系統自動化、電氣自動化裝置及計算機應用技術等領域的基本技能,具有分析和解決電氣工程技術領域技術問題的能力。

2電氣專業大學生的綜合素養

長沙理工大學對電氣工程及其自動化專業學生的核心知識能力要求為掌握一T外國語,能比較順利地閱讀本專業的外文資料,具有一定程度的聽、說、寫的基礎,并掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法;具有較好的語言、文字表達能力,善于溝通與交流;具有良好的自然和社會科學知識基礎,掌握本專業領域較寬廣的理論和技術基礎及必要的專業知識,并了解專業發展前沿和趨勢;具有較強的計算機應用能力,熟悉本專業常用的應用軟件及其使用方法,學會用先進的計算機技術解決本專業領域相關實際問題的手段及方法;經過必要的工程實踐訓練,掌握電氣工程必要的文獻查閱、工程讀圖與制圖、工程設計與計算以及現場操作、施工、調試、實驗等相關技能。具有一定的分析和解決現場工程實際問題的能力;了解科技創新的基本知識、原理和方法,具有一定的創新意識和創新能力。

事實上,電氣專業在校大學生要通過專業學習綜合提升人文素養和專業素養。

2.1人文素養

首先,一個人要有正確的自我認識和健康的情緒和健全人格,具備較強的人際交往能力,能夠控制自我并理解他人需求和意愿,能夠自信、靈活地處理新的和不斷變化的人際環境和工作環境,具有應對危機與突發事件的初步能力;其次,任何社會的公民都要認識到自己是社會生活的主體,有與生俱來的作為人應該享有的參與社會政治生活和公共生活的各種權利,并以平等寬容之心對待他人,具有法制觀念和責任觀念;再次,作為未來的“工程人”也要掌握一定的哲學、政治經濟學基礎知識,具有良好的人文科學素養和口頭與書面交流溝通能力,掌握資料查詢、文獻檢索及應用現代信息技術獲得相關信息的基本方法,具有一定的技術設計、歸納、整理、分析實驗測試結果、撰寫論文和實踐工作的能力。

2.2專業素養

首先要學好從事電氣工程技術工作所必備的數學基礎知識和物理知識,掌握微積分、常微分方程、線性代數、概率與數理統計、復變函數及積分變換的理論知識;掌握電學、磁學、力學、熱學等理論知識與相應的實驗操作技能。

也要多去涉足其他專業領域。例如機械與電氣工程息息相關,很多電氣產品的研發都離不開機械知識,多學習機械知識有益于以后的工作,達到事半功倍的效果;還要掌握信息技術,充分運用現代網絡技術,至少要掌握一種高級程序設計語言,具有程序設計的基本能力,能運用常用的電氣 CAD 軟件分析和解決一般性工程的實際問題;要多多關注業界資訊,多深入電力生產運輸現場,加深感性認識,隨時更新電氣工程及其自動化專業領域的實時動態,把握時代的脈搏。

3 結論

據麥可思研究院近三年的《中國大學生就業報告》分析數據,電氣工程及其自動化專業本科畢業生的就業排名均位居全國最易就業的前二十個專業之列,就業率均遠超全國大學生專業平均水平。電氣工程及其自動化專業的在校大學生如果能從大一開始就制定好學習和發展計劃,勤奮學習,勇于創新,迎接挑戰,使自己具有扎實的基礎理論,較寬的專業知識面和豐厚的人文素養,就能在未來的工作中有較強的適應性,畢業后就可在工業企業、金融部門、政府機關等不同部門的電力工程、電氣工程、工業自動化、過程控制、計算機應用領域中從事電氣及自動化系統的維護、安裝、調試、運行、管理及營銷、服務等工作,在人才供求市場上受到歡迎。因此,無論是從哪個角度而言,電氣工程及其自動化專業都是一個很有發展前景的工科專業。

篇3

關鍵詞:汽車電子;電力電子;教學改革

作者簡介:吳曉剛(1981-),男,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,副教授;周美蘭(1962-),女,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,教授。(黑龍江 哈爾濱 150080)

基金項目:本文系黑龍江省高等教育教學改革項目(項目編號:JG2201201107)、哈爾濱理工大學高等教育研究重點項目(項目編號:A201200004)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0098-02

隨著汽車產業的發展,電子技術在汽車上的應用已成為汽車設計研究部門考慮汽車結構革新的重要原因。在國外,平均每輛汽車上的電子裝置在整車成本中占20%~25%,一些豪華轎車上裝有40多個微處理器,有的汽車電子產品甚至占整車成本的50%以上。許多汽車制造商都認為,增加汽車電子裝備的數量,促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的有效手段。[1]

在對汽車電子技術的教學研究中,文獻[2]提出優化“汽車電子與控制”配置課程的內容、改革結構體系、改革教學方法和手段、加強實驗建設和課程設計環節等改革思路。文獻[3]分析了“汽車電子控制技術”課程在理論教學和實踐教學方面的問題,提出了靈活多樣的理論教學改革方案和采用項目教學法等加強實踐環節教學的建議。文獻[4]介紹了汽車電子控制技術課程精品實驗項目的設計思想、主要環節及具體實踐。文獻[5]將虛擬儀器LabVIEW軟件應用于汽車電子技術綜合性和設計性虛擬實驗中,并進行了實驗教學的實踐。文獻[6]開發了汽車電子控制系統實驗教學所需要的嵌入式系統,完成了實驗箱硬件及教學實驗所需的支撐軟件,并在此基礎上開展了教學實踐。文獻[7]介紹了在電子信息工程專業開設汽車電子系列特色課程的研究。

在汽車電子中,涉及到電力電子技術的內容通常稱為汽車電力電子技術,并且成為了電力電子技術的重要分支。哈爾濱理工大學(以下簡稱“我校”)電氣工程及其自動化專業下的電力電子方向,在汽車電子研究上已有了十幾年的基礎。在依托汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程研究中心和黑龍江汽車電子技術研究中心科研基地的基礎上,形成了以新能源汽車動力系統控制和汽車電子驅動控制為特色的研究方向,并培養了大量的碩士研究生和博士。因此,為了在本科教學中體現我校電氣工程及其自動化專業的辦學特色,結合在汽車電子方向上的研究成果,在2010年制定的電氣工程及其自動化專業電力電子方向本科生培養方案中,特別增設了“汽車電子技術”專業方向選修課。本文以“汽車電子技術”課程作為研究和實踐對象,通過課程結構優化設置和考核方式改革,結合現場教學和研究性教學的教學方法,實現具有特色的專業選修課教學。

一、“汽車電子技術”課程結構

“汽車電子技術”課程開設在大學四年級上學期,為專業選修課程,2學分,共32學時。其中理論教學22學時,實踐教學10學時。根據電氣工程及其自動化專業的基礎課程和平臺課程設置,結合汽車電子技術的主要特點,“汽車電子技術”課程的理論教學可分為6個模塊,如圖1所示。

在“汽車電子技術”課的理論教學環節中,第一部分,先介紹汽車電子的基本概念,回顧汽車電子技術的發展歷史,通過實例分析介紹汽車電子對汽車安全與節能的影響,結合電氣工程及其自動化專業的相關知識,講述汽車電子與電力電子的關系。

第二部分,介紹汽車電子技術中常用的器件。包括光電、霍爾、電阻等各類傳感器,常用于汽車電子控制系統中的單片機選型及選用依據,汽車電子控制系統中所用的交直流電機、電磁閥等執行器件的工作原理和控制方法。

第三部分,在以上介紹的基礎上,著重介紹汽車變速器電控、ABS系統、動力轉向電控等汽車電子控制系統的設計方法,主要內容包括電控系統開發遵循的標準、硬件電路設計和軟件編程方法,特別強調目前汽車電子控制系統中所用的V流程開發模式。

第四部分,結合新能源汽車的熱點問題,充分發揮電氣工程及其自動化專業知識在電動汽車方面的運用。本門課與目前車輛工程專業所開設的“汽車電子技術”不同之處在于,省去了傳統以發動機作為主導的汽車動力系統控制部分,強化了電驅動系統的匹配與設計部分。該部分內容除了包含對于汽車動力系統設計方法和匹配規律的介紹外,還增加了對于電動汽車動力系統控制的一般方法介紹。

第五部分,介紹汽車電器系統,包括汽車儀表系統、燈光照明系統、電動門鎖系統、電動車窗、電動后視鏡、電動天窗、電動座椅、車載空調系統、車載音響系統、車載電視娛樂系統、車載無線通訊系統、電子導航與全球定位系統、智能交通系統和車載網絡系統等方面的內容。

第六部分是課程的最后部分,介紹汽車電子控制系統中可靠性的評價標準和一般的故障診斷方法。

以上六部分構成了我校電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”理論教學的主要內容。

在“汽車電子技術”課程的實踐教學過程中,主要有實驗和課程設計兩種方式。實驗課作為學生在校內實現理論聯系實際的一種比較有效的手段,學生通過實驗能夠加深對課程理論知識的理解,并能夠培養一定的實踐能力。我校在電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”實驗課的設置上,主要分為5個部分,如圖2所示。

課程設計是提高學生分析問題和解決問題能力的重要手段,它不但可以使學生加深對理論和實驗課程的理解,而且能夠使學生將所學的課程內容與相關課程綜合起來,提高了知識的應用能力。[8]“汽車電子技術”是一門實踐性很強的課程,課程設計主要結合我校電氣工程及其自動化專業平臺課的知識,以電動汽車控制系統作為設計目標,讓學生結合電力電子技術的相關知識進行設計。

二、“汽車電子技術”課程教學方法的改革

對于“汽車電子技術”課程來說,涉及到的汽車電子控制系統單靠語言描述是很難講清楚的,而通過傳統的板書教學方式,也很難清晰勾勒出汽車電子控制系統的原理和工作過程。因此本門課在授課方式上采用多媒體教學的方式,通過多媒體課件制作出的動畫及示意圖等來展示汽車電子控制系統的結構、組成及工作原理,使教學的內容直觀清晰,易于理解。

在“汽車電子技術”課程的教學過程中,除了正常的多媒體課堂教學外,還采用了現場教學結合研究性教學的授課方法。現場教學即依托我校汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程中心的實驗平臺,使學生到工程中心參觀現場演示,并試用工程中心開發的汽車電子產品實驗樣機。這些教學手段可以使學生對汽車電子的功能及開發有更直觀的認識。除此之外,教學內容中以汽車電子產品的項目開發作為主導。例如在“汽車電子控制系統的設計”這部分內容講授時,可自始至終以工程中心開發的汽車變速器控制單元作為對象,從汽車電子產品開發的前期調研、方案論證,到中間環節的樣機開發、功能驗證,再到最后環節的樣機標定、測試等進行全方位的介紹。通過這樣的講授,學生對汽車電子的感性知識加深,在理論學習中的目的就會變得明確,清楚地認識到需要掌握的主要內容。

三、“汽車電子技術”課程考核方式

為了有效地組織教學,突出“汽車電子技術”課程的實踐性,改革了這門課程的考核方式。我校其他專業課程的考核方式大部分是以平時成績占30%,期末卷面成績占70%的比例進行綜合評定。而由于“汽車電子技術”課程面向電氣工程及其自動化專業電力電子方向的本科生,選課人數基本維持在40~60人范圍內,這樣的人數規模便于授課教師進行小范圍內的專業指導,因此在考核方式上提出了平時成績、作業成績、實驗成績、課程設計與專業論文撰寫相結合評定的方式。與其他課程不同之處還在于,其他課程安排的課程設計都是最終給定一個獨立的成績,而作為專業選修課,本門課程的課程設計成績只是最終成績的其中一部分。

目前該門課程的考核采用平時成績占10%,作業成績占10%,實驗成績占10%,課程設計占30%,專業小論文占40%的比例權重進行成績的評定。這樣做的好處是,不但能夠充分發揮本門課理論與實踐緊密結合的特點,并且可以充分激發學生的學習興趣,培養學生的團隊合作精神。

專業小論文作為考核的主要部分,在撰寫過程中,授課老師首先利用2學時的時間對學生進行科技論文撰寫的培訓,而后引導學生充分利用學校圖書館的資源,根據各自分配到的科技論文主題進行文獻的檢索;學生分成了3至4名成員一組,選擇關于汽車電子的主題項目,可建議主題為電動汽車整車控制器的設計、汽車防抱死ABS系統設計、汽車自動變速器控制系統設計等,學生也可以自己提出新的主題。給定主題一段時間以后,學生提交科技論文,并以學術會議的形式在課堂上進行交流,老師和其他同學可以自由根據報告者的內容提問,并提出意見和建議。該部分成績可以當場給出,這樣做的好處是激發學生的積極性,所給定的成績能夠實現主觀與客觀兼顧的效果,令所有同學信服。

四、結論

根據“汽車電子技術”理論與實際緊密結合的特點,結合所開設課程在電氣工程及其自動化專業的實際情況,提出了教學中課程內容優化配置,現場教學結合研究性教學的授課方法;考核上提出了平時、作業、實驗、課程設計與科技論文撰寫相結合的方式。通過這些教學改革,提高學生學習的積極性和主動性,真正能夠在有限的學時內獲得最實用的知識,增強學生的實踐能力。

參考文獻:

[1]李建秋,趙六奇,韓曉東.汽車電子學教程[M].第2版.北京:清華大學出版社,2011.

[2]周雅夫,連靜,李琳輝,等.《汽車電子與控制》課程教學改革的探析[J].科技創新導報,2010,(16):190.

[3]趙科.汽車電子控制技術教學探討[J].新西部:理論版,2011,(27):221-222.

[4]趙秀春,徐國凱,陳曉云.汽車電子控制技術精品實驗項目設計與實踐[J].大連民族學院學報,2010,12(5):497-499.

[5]仇成群.LabVIEW在汽車電子虛擬實驗教學中的應用[J].儀器儀表用戶,2011,18(6):97-98.

[6]張新豐,陳慧,孟宗良,等.控制器V型開發模式實驗教學探索[J].實驗室研究與探索,2012,31(2):131-134.

篇4

[關鍵詞]電氣工程自動化 低壓電器 繼電器 運用

中圖分類號:TM58;TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)14-0398-01

我國為了響應市場的需求對電氣工程的重視程度不斷加深。繼電器廣泛應用于電氣自動化低壓電器,是現今常用的電控制開關之一。自動化低壓電器設備是自動化工程不可或缺的設備之一,該設備根據對電路電壓、電流變量的控制,從而控制大型電路的斷開和閉合,實現保護電路的安全設備,但是在使用過程中仍然存在一定的缺陷,而繼電器可以很好的解決這一缺陷,因而被廣泛應用于電氣工程。

一、 繼電器的概述

1. 組成部分

繼電器由線圈和接觸點兩部分組成,其具有隔離功能的自動開關元件。繼電器都具有能夠反應輸入變量的感應機構,例如電流、電壓、功率、阻抗、頻率、溫度、壓力、速度和光等變量;還具有對被控電路實施“閉合”、“斷開”控制的執行機構;還有處于輸出與輸入部分之間,并對輸入量進行耦合隔離,輸出部分驅動的中間機構。

2. 工作原理

繼電器在電氣工程自動化的電路中擔任電子控制器件的角色,其通過控制被控電路的小電流,從而控制其大電流,執行“閉合”和“斷開”的指令。繼電器的輸入量達到規定的數值時,就可以實現對被控電路的“閉合”或“斷開”;繼電器具有切斷電源以及隔離的功能,除此之外繼電器還可以結合感應機構,反應被控電路中電壓、電流等數據的變化量,因此被廣泛應用于電氣工程的自動化設備。

3. 類型以及特性

功率方向繼電器主要分為電氣量繼電器和非電氣量繼電器兩大類,具有反應快、壽命長、體積小等特點。被廣泛應用于電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通訊等領域;電磁繼電器由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片組成。線圈在一定電壓的環境下產生一定電流,從而產生電磁效應。銜鐵在電磁力和彈簧拉力的相互抵消的過程中吸合,線圈斷電的情況下,電磁力消失,在彈簧拉力的作用下返回到原來的位置,從而實現電路的“閉合”和“斷開”。該繼電器分為低壓控制電路和高壓控制電路兩股電路;固態繼電器是兩個輸入端和兩個輸出端的四端器件。中間利用隔離器實現電隔離的效果。固態繼電器按照負載電源類型可分為交流型和直流型兩類,按開關形式分為常開型和常閉型兩類,按隔離型式分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型三類。該繼電器具有短路保護、過載保護、過熱保護功能,與組合邏輯固化封裝可以組成智能模塊,運用于控制系統。固態繼電器已經成功運用在工業自動化裝置、自動洗衣機、自動消防等系統;除此之外還有熱敏干簧繼電器、磁簧繼電器、光繼電器、時間繼電器、中間繼電器等不同類型的繼電器。

4. 主要作用

繼電器是具有隔離功能的自動開關控制器,被廣泛應用于自動控制系統,作為自動控制元件,其作用主要體現在以下幾個方面:一是擴大控制范圍的作用。例如在多觸點繼電器的運用過程中,當控制信號達到某一定值時,根據觸點組的不同形式,換接、開斷、接通多路電路;二是放大的作用。例如靈敏型繼電器、中間繼電器等,通過控制微小的變量,從而控制很大功率的電路;三是綜合信息的作用。例如當多個控制信息按規定的形式輸入多繞組繼電器時,通過對輸入信息的比較綜合,從而實現預期的控制目標;四是自動、遙控、監測的作用。例如在自動裝置系統中繼電器與其它電器組合,形成綜合的程序控制線路,從而實現自動化控制。

二、電氣工程自動化低壓電器中繼電器的運用要點

根據我國電氣工程自動化發展階段而言,繼電器已經廣泛應用于自動化系統,特別是在低壓電器中發揮顯著的作用,繼電器的可靠性,直接影響整機的可靠性,在家用電器、電氣工程、工業等多個領域廣泛應用。

1. 家用電器領域

繼電器在家用電器領域中廣泛應用,例如洗衣機、電加熱器、微波爐等電器。在各個電器的設計中繼電器的觸點負載各不相同,小負載包括繼電器線圈、驅動螺線管等負載;大負載包括220V、5000W的加熱器。根據電器的使用特性,普遍對家用電器中繼電器的使用壽命達到5年以上的要求;家用電器中繼電器的使用溫度一般控制在0-55℃的范圍類,電加熱器和微波爐等特殊家用電器除外,其繼電器應的使用溫度應控制在85℃;其繼電器的使用空間的相對濕度應控制在20%-95%。

2. 電氣工程自動化領域

繼電器這一控制元件的可靠性不僅僅與其元件本身的可靠性相關聯,還與其應用時的可靠息相關。繼電器控制元件本身的可靠性與產家的設計與生產質量的可靠性有著直接的聯系,其應用過程的可靠性與元件結構在整機的運作過程的協調性和其發揮最大作用的可靠性相關聯。為了保證其繼電器在使用過程總的可靠性,在保證其本身設計結構和質量可靠性的前提下,提高繼電器的運用環境,提高其作用的發揮效果。例如人們嚴格按照正確的操作規程正確操作;挑選高絕緣、強抗電性能的材料投入繼電器進行生產與組裝;保證繼電器的濕度、溫度、機械應力、密封性和低氣壓等外部條件的控制等。

3. 工業領域

在工業領域中電器的繼電器主要采用交流繼電器對其進行“閉合”和“斷開”的控制。工業領域的電器主要通過開關對繼電器觸電的“閉合”和“斷開”進行控制,再通過繼電器的“閉合”和“斷開” 來控制大型設備的“閉合”和“斷開”,從而控制大型機器的運轉和停止,例如六角車床和鉆床。

結束語

綜上所述,隨著我國科學技術的飛速發展,電氣自動化程度的不斷加深,繼電器被廣泛應用于自動化低壓電器。人們利用繼電器的特性,結合先進的科學技術,在電氣工程自動化低壓電器中充分發揮其作用,并開發其它新的功能,應用于新的領域的控制系統。在繼電器的發展道路上,我們不斷研究、創新和應用,實現高效率、低成本的目標,從而推動企業“更好、更快”的發展。

參考文獻

篇5

[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。

參考文獻:

[1]夏建國、劉曉保,應用型本科教育:背景與實質[J].高等工程教育研究,2007,(3).

[2]倪偉、馬從國,電氣信息類專業應用型本科人才培養模式的探索[J].中國電氣教育,2007,(11).

[3]樊立萍,電氣工程及其自動化專業實踐教學體系構建及分析[J].中國電力教育,2008,(5).

篇6

“汽車電子技術”課程開設在大學四年級上學期,為專業選修課程,2學分,共32學時。其中理論教學22學時,實踐教學10學時。根據電氣工程及其自動化專業的基礎課程和平臺課程設置,結合汽車電子技術的主要特點,“汽車電子技術”課程的理論教學可分為6個模塊,如圖1所示。在“汽車電子技術”課的理論教學環節中,

第一部分,先介紹汽車電子的基本概念,回顧汽車電子技術的發展歷史,通過實例分析介紹汽車電子對汽車安全與節能的影響,結合電氣工程及其自動化專業的相關知識,講述汽車電子與電力電子的關系。

第二部分,介紹汽車電子技術中常用的器件。包括光電、霍爾、電阻等各類傳感器,常用于汽車電子控制系統中的單片機選型及選用依據,汽車電子控制系統中所用的交直流電機、電磁閥等執行器件的工作原理和控制方法。

第三部分,在以上介紹的基礎上,著重介紹汽車變速器電控、ABS系統、動力轉向電控等汽車電子控制系統的設計方法,主要內容包括電控系統開發遵循的標準、硬件電路設計和軟件編程方法,特別強調目前汽車電子控制系統中所用的V流程開發模式。

第四部分,結合新能源汽車的熱點問題,充分發揮電氣工程及其自動化專業知識在電動汽車方面的運用。本門課與目前車輛工程專業所開設的“汽車電子技術”不同之處在于,省去了傳統以發動機作為主導的汽車動力系統控制部分,強化了電驅動系統的匹配與設計部分。該部分內容除了包含對于汽車動力系統設計方法和匹配規律的介紹外,還增加了對于電動汽車動力系統控制的一般方法介紹。

第五部分,介紹汽車電器系統,包括汽車儀表系統、燈光照明系統、電動門鎖系統、電動車窗、電動后視鏡、電動天窗、電動座椅、車載空調系統、車載音響系統、車載電視娛樂系統、車載無線通訊系統、電子導航與全球定位系統、智能交通系統和車載網絡系統等方面的內容。

第六部分是課程的最后部分,介紹汽車電子控制系統中可靠性的評價標準和一般的故障診斷方法。

以上六部分構成了我校電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”理論教學的主要內容。在“汽車電子技術”課程的實踐教學過程中,主要有實驗和課程設計兩種方式。實驗課作為學生在校內實現理論聯系實際的一種比較有效的手段,學生通過實驗能夠加深對課程理論知識的理解,并能夠培養一定的實踐能力。我校在電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”實驗課的設置上,主要分為5個部分,如圖2所示。課程設計是提高學生分析問題和解決問題能力的重要手段,它不但可以使學生加深對理論和實驗課程的理解,而且能夠使學生將所學的課程內容與相關課程綜合起來,提高了知識的應用能力。

“汽車電子技術”是一門實踐性很強的課程,課程設計主要結合我校電氣工程及其自動化專業平臺課的知識,以電動汽車控制系統作為設計目標,讓學生結合電力電子技術的相關知識進行設計。

二、“汽車電子技術”課程教學方法的改革

對于“汽車電子技術”課程來說,涉及到的汽車電子控制系統單靠語言描述是很難講清楚的,而通過傳統的板書教學方式,也很難清晰勾勒出汽車電子控制系統的原理和工作過程。因此本門課在授課方式上采用多媒體教學的方式,通過多媒體課件制作出的動畫及示意圖等來展示汽車電子控制系統的結構、組成及工作原理,使教學的內容直觀清晰,易于理解。在“汽車電子技術”課程的教學過程中,除了正常的多媒體課堂教學外,還采用了現場教學結合研究性教學的授課方法。現場教學即依托我校汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程中心的實驗平臺,使學生到工程中心參觀現場演示,并試用工程中心開發的汽車電子產品實驗樣機。這些教學手段可以使學生對汽車電子的功能及開發有更直觀的認識。除此之外,教學內容中以汽車電子產品的項目開發作為主導。例如在“汽車電子控制系統的設計”這部分內容講授時,可自始至終以工程中心開發的汽車變速器控制單元作為對象,從汽車電子產品開發的前期調研、方案論證,到中間環節的樣機開發、功能驗證,再到最后環節的樣機標定、測試等進行全方位的介紹。通過這樣的講授,學生對汽車電子的感性知識加深,在理論學習中的目的就會變得明確,清楚地認識到需要掌握的主要內容。

三、“汽車電子技術”課程考核方式

為了有效地組織教學,突出“汽車電子技術”課程的實踐性,改革了這門課程的考核方式。我校其他專業課程的考核方式大部分是以平時成績占30%,期末卷面成績占70%的比例進行綜合評定。而由于“汽車電子技術”課程面向電氣工程及其自動化專業電力電子方向的本科生,選課人數基本維持在40~60人范圍內,這樣的人數規模便于授課教師進行小范圍內的專業指導,因此在考核方式上提出了平時成績、作業成績、實驗成績、課程設計與專業論文撰寫相結合評定的方式。與其他課程不同之處還在于,其他課程安排的課程設計都是最終給定一個獨立的成績,而作為專業選修課,本門課程的課程設計成績只是最終成績的其中一部分。

目前該門課程的考核采用平時成績占10%,作業成績占10%,實驗成績占10%,課程設計占30%,專業小論文占40%的比例權重進行成績的評定。這樣做的好處是,不但能夠充分發揮本門課理論與實踐緊密結合的特點,并且可以充分激發學生的學習興趣,培養學生的團隊合作精神。專業小論文作為考核的主要部分,在撰寫過程中,授課老師首先利用2學時的時間對學生進行科技論文撰寫的培訓,而后引導學生充分利用學校圖書館的資源,根據各自分配到的科技論文主題進行文獻的檢索;學生分成了3至4名成員一組,選擇關于汽車電子的主題項目,可建議主題為電動汽車整車控制器的設計、汽車防抱死ABS系統設計、汽車自動變速器控制系統設計等,學生也可以自己提出新的主題。給定主題一段時間以后,學生提交科技論文,并以學術會議的形式在課堂上進行交流,老師和其他同學可以自由根據報告者的內容提問,并提出意見和建議。該部分成績可以當場給出,這樣做的好處是激發學生的積極性,所給定的成績能夠實現主觀與客觀兼顧的效果,令所有同學信服。

四、結論

篇7

【關鍵字】哈工大;電機學;課堂教學;專業課

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097(2008)13―0073―02

一 引言

在全國理工類高校中,多數都設置有電氣工程系。電氣工程系既為自己的學生講授電類技術基礎課和專業課,也為其他的非電類院系講授電工基礎、電子學等技術基礎課。其中,電機學是電氣工程及其自動化專業學生非常重要的專業基礎課,是學習后續諸多專業課程的基礎。它面向電氣工程及其自動化專業的本、專科生,講授常見的幾個種類電機的基本原理、結構和運行特性,使學生能夠較深入地了解電機內部的基本電磁關系和基本分析方法。當然,二級學科專業方向不同,側重的內容可能也不同。以哈工大為例,一級學科、二級學科以及工作領域如圖1所示。

很顯然,電機學基礎如何,電機理論扎實與否,對學生以后從事專業工作影響巨大而深遠。本文簡要介紹了哈工大電機專業和電機學課程的發展歷史,以及電機專業方向專業課的設置情況,希望能與兄弟院校互相交流,共同提高。

二 我校電機學課程的發展歷史

從年代上劃分,我校電機專業和電機學課程的發展歷史主要分為如下幾個階段:

(1) 五十年代的創建階段

電機專業是我校最早建立的專業之一。1953年正式成立電機教研室,1954年開始有蘇聯專家來校講學,并為本科生講授電機學。1957年建立了完整的電機實驗室。在此期間,翻譯了蘇聯教材《電機學》作為課本,并在歷屆全國教學法會議上介紹專業建設和人才培養經驗,對全國兄弟院校電機學授課體系的建立起到了良好的促進作用。電機學授課教師有竺培熏、孔昌平、湯蘊等在全國久負盛名的教師。該階段電機學分3學期授課,共240學時,除了四大機種和共同問題外,還包括大作業、課程設計和實驗等內容。

(2) 六十年代的轉變階段

從五十年代末開始,為了適應國家發展需要,哈工大電機專業向微電機方向轉變,1962年成立了微電機研究室。與此對應的,電機學中關于微特電機部分大大簡化,單獨成立了微電機原理課程。在該階段,電機學授課教師有王宗培、陸永平、顧其善等全國知名教師。該階段電機學分3學期授課,共180學時,主要包括四大機種和共同問題等內容。

(3) 七八十年代的恢復與保持階段

1977年恢復高考后,電機學課程體系基本參照六十年代進行,但學時進行了精簡。電機學分2學期授課,共120學時,主要包括四大機種和共同問題等內容。在該階段電機學授課教師有徐盤熹、郭慶吉、劉彥彬等教師。

(4) 九十年代以后的改革與發展階段

九十年代以后,根據國家發展需要,我校電機學課程也陸續進行了知識體系改革。主要有:

1995年,電機學從電機專業必修課改為電氣工程系全系必修課電機學I,共80學時,其中實驗6學時。同步電機部分單獨設立為電機學II,專門為電機專業及電力系統專業開設,總共20學時,實驗4學時。

1998年,再次進行教學計劃修訂,本著內容精化突出實踐的原則,電機學I總學時減為70學時,其中實驗增加為12學時。

2004年,電機學被評為哈工大本科優秀課程。

2006年,電機學被建設為哈工大精品課程。

2007年,電機學為哈工大成人教育學院開設網上遠程教育。

2008年,電機學成為哈工大首批開設全外語授課全校選修示范課程之一。

三 電機學課程的授課情況

電氣工程系為非電類院系講授的電機學內容包括在電工基礎課程中。就電機學課程而言,我校電機學覆蓋了本科生、專科生、成人教育等各個方面,授課形式也涵蓋了課堂授課、函授、遠程教育等多種方式,基本情況如表1所示。

從九十年代中期開始,隨著國家重點學科建設的進行,我校也加強了師資隊伍的建設,在電機學教師隊伍中體現的尤為明顯。現在,哈工大電機與電器學科是國家重點學科、國防科工委重點學科和黑龍江省重點學科,電機學授課教師隊伍的基本情況如表3所示。

四 電機專業方向的專業課授課情況

進入大三學年之后,電氣工程及其自動化專業全系本科生以導師制方式進入二級學科的專業方向,從而逐漸進入專業課學習階段。電機專業方向的專業課基本情況如表4所示。由于突出微特電機特色,所以微特電機方面的課程占的比重相對比較大。

五 結束語

本文主要介紹了哈工大電機專業和電機學課程的發展歷史,本科生、專科生的電機學開課情況,教師隊伍,以及電機專業方向專業課的設置情況。學校的具體情況不同,選用的教材不同,可能課程的基本情況也不同,希望能與各兄弟院校互通有無,互相交流,促進我國高校電機學課程的教學改革和良性發展。

參考文獻

[1] 何山,李勇偉,黃嵩.有限元軟件在電機教學中的應用.現代教育技術,2008,18(3):125-128.

篇8

關鍵詞 應用技術型 電氣工程及其自動化 創新實踐 教學改革

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.10.032

Exploration on Application Technology Undergraduate Engineering

Students' Practice and Innovation Training Mode

JIA Jianping, ZUO Xiaoqiong, LEI Juan, CHEN Yinping, WU Hongxia

(College of Mechanical and Electrical Engineering, Wuhan Donghu University, Wuhan, Hubei 430212)

Abstract The applied talents are cultivated in the application technology colleges,and its training objectives are the social needs.Electrical engineering and automation specialty is one of the most ancient disciplines in the field of engineering, and it is the typical representative of the application technology personnel training.The research on the practice and innovation training mode of students in electrical engineering and automation specialty and the effective methods and ways of cultivating students' ability in the course of the teaching of specialized courses are very practical to the construction of the training mode of the students in other application technology engineering students.This paper describes a series of teaching reform measures of electrical engineering and automation specialty in Wuhan Donghu University, which is the needs of innovative training mode.

Key words application technology; electrical engineering and automation; innovation practice; teaching reform measures

近年來,隨著社會經濟發展,人才需求多樣化趨勢越來越明顯,如何構建具有實踐創新能力的應用技術型人才培養模式成為眾多本科院校教學改革的研究重點。區別于研究型大學,應用技術型本科院校以社會需求為目標,將學生的知識、能力、素質相結合,突出學生技術應用能力和實踐創新能力,培養技術密集型產業的高級應用人才。①

電氣工程及其自動化專業是工學領域歷史最為久遠的學科專業之一,培養電氣工程相關領域工作的寬口徑“復合型”高級工程技術人才。因而,針對電氣工程及其自動化專業學生實踐創新培養模式的研究,探索其在專業課程教學過程中培養學生各種能力的有效方法和途徑對其他應用技術型工程類學生培養模式的構建極具實際參考價值。

本文以武漢東湖學院電氣工程及其自動化專業在轉型為應用技術型本科院校后專業改革為例,探討如何構建應用技術型本科工程類學生實踐創新培養模式。

1 專業基礎介紹

電氣工程及其自動化專業隸屬于武漢東湖學院機電工程學院,本專業于 2005年開始招生,專業內涵豐富,涉及領域廣泛,在新材料、新技術廣泛應用和學科交叉融合的背景之下,面臨前所未有的挑戰與發展機遇。為實現面向電力行業、工礦企業培養適合地區經濟社會發展的中、基層綜合應用型人才的培養目標,設置電力系統及其自動化與電力電子控制技術兩個專業方向,既滿足湖北地區先進制造業基地發展定位的人才需求,又符合武漢東湖學院機電工程學院內部與機械設計制造及其自動化、自動化及機電一體化等各個專業相互支撐、相互配合、相互促進的學科融合、互動和提高辦學效益的宗旨。在學校學科規劃中已有計算機、電子信息領域的學科專業與電氣工程專業相互配合和支撐。

2 人才培養方案和課程體系改革

現有人才培養方案更側重于理論教學,實踐教學環節相對偏低,而本專業的定位為應用技術型本科教學,更應側重于實踐環節的培養,因而對人才培養方案進行了改革,增加實踐性教學環節的比例。在教學內容上,優先選擇符合我校學生特點的人才培養目標,以及適應行業企業、職業崗位能力發展的教學內容,使教學內容與職業崗位深度融合。培養方案涵蓋理論教學與實踐教學、課內教學和課外實踐,設置集中實踐教學環節,課程教學學時數合理分配,整體優化課程結構體系,適應應用技術型專業培養的要求。

根據專業特點在結構上注重層次性,知識與能力上注重系統性和完備性。為加強學生對專業知識的理解、專業技能的應用、技術能力培養和創新精神的形成,把課程實驗、課程設計、認知實習、生產實習、畢業實習、畢業論文(設計)有機結合起來,讓專業講座、微課程等活動貫穿整個學習過程,形成相互聯系、互相滲透的實踐教學體系。

3 課程大綱和教材建設改革方案

依據新的培養方案,進一步完善適合本專業學生的教學大綱。現有教學大綱在電路、電機學、電氣工程基礎等專業課程設置的實驗項目,多以知識點為核心,主要用于加深對所學基本理論、基本方法的理解和掌握,極少涉及各門專業課程之間整體的聯系,極大影響了學生創新意識的培養和實踐動手能力的提高。而改革后的教學大綱,增加了專業方向綜合實驗和設計性實驗的比例,加強各課程之間的聯系,以適應人才培養的教學需求。

在教材選用上,優先選用適合應用技術型本科教學要求的優秀出版教材,鼓勵教師編寫符合專業培養目標的特色教材(包括配套教學指導書和教學參考書),特別是注重實踐動手能力培養指導教材。

4 實踐教學的改革

良好的硬件設施和條件是形成工學專業教育應用技術型特色人才培養的物質基礎。②目前本專業已建有17個校內實驗室、1個校內實訓中心、11個校外實訓基地,基本滿足專業實踐環節的教學任務。

在加強現有實踐教學硬件體系的同時,大力發展“軟件”建設,適應應用技術型院校轉型的要求。首先,依據專業培養目標修訂和完善實踐教學大綱,開展配套實踐教材的編寫工作。其次,優化實踐教學內容,合理設置基礎性實驗和綜合性、設計性實驗的項目比例及教學目標。第三,開展多種實驗教學方式,提高學生的學習興趣,促進實驗教學質量的提高。

創新與專利課程的開設極大地促進了學生科技創新積極性的提高,在學生專利申請方面發揮了突出的指導性作用。

5 學生考核評價方式的改革

改革“重理論輕實踐、重知識輕創新”的考核模式,注重學生創新思維,制定多樣化考核機制。③(1)專業理論課程:可以綜合考慮學生平時考勤、作業、課堂表現等因素,采用傳統試卷考核,也可創新其他方式進行考核。(2)實踐類課程:可以采用實踐操作、設計作品、綜合答辯以及實際操作與日常表現相結合等多種方式。(3)考查課:可以采用試卷、結課報告、答辯、實驗報告等與日常表現相結合等考核方式。(4)選修課:可以采用試卷、結課報告、答辯、作品等與日常表現相結合的考核方式。(5)實習和畢業設計:可以采用實習報告、畢業論文、畢業設計、答辯等與日常表現相結合的考核方式。也可根據本專業特點進行其他方式的改革試點。

6 教師隊伍建設方案

加強師資隊伍建設,構建高素質的“復合型”教師隊伍。④在開展專職教師“雙師型”建設的同時,從企業聘請技術專家開展微課程建設,構成校企結合專兼互補的教師團隊,使“雙師型”教師比例達到100%。

實施“名師工程”建設,大力培養專業帶頭人和骨干教師。開展多層次、多形式的培訓和教科研活動,制定并落實專業教師輪流下企業“掛職”培養,加強校企聯系,把握專業發展方向,適應人才培養需求。

7 鼓勵學生參加科研競賽活動,提高學生綜合素質

(1)在本專業學生中建立電氣興趣小組,將專業學習和實踐活動相結合,激發學生的創新實踐意識。(2)組織學生開展省級及校級創新創業活動,為學生創新實踐活動提供展示的平臺和經費支持。(3)組織學生開展學科競賽,激發學生學習的積極性和創新性,利用學科競賽的示范性和導向性效應引導更多的學生參與創新實踐活動。(4)組織學生參與教師科研課題,拓展學生的專業知識面,接觸前沿的專業知識,促進學生對專業知識理解和動手能力的提高。(5)開展創新與專利課程及講座等活動,指導學生開展專利申請活動,引導學生將專業知識與實際應用相結合。(6)啟動實驗示范中心建設項目,組織開展開放性實驗活動中心,為各專業學生創新實踐活動提供交流空間。

以上為本專業在應用技術型大學轉型后的專業改革探索,在實施過程中根據專業發展現狀不斷做出調整,以適應實踐創新型人才培養模式的需求。

注釋

① 蒲明.應用型本科院校創新創業人才培養模式構建研究[J].成人教育,2012(5):42-43.

② 盧承領.應用型本科高校電氣工程及其自動化特色專業建設探索[J].佳木斯教育學院學報,2012(7):154-155.

篇9

關鍵詞:電力電子技術;教學改革;教學方法

作者簡介:高春俠(1977-),女,山東魚臺人,中國石油大學(華東)信息與控制工程學院,副教授;張磊(1977-),男,河北任丘人,中國石油大學(華東)信息與控制工程學院,講師。(山東 青島 266580)

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0043-02

電氣工程及其自動化專業屬于通用性本科專業,國內的理工科高校幾乎都有設置,中國石油大學(以下簡稱“本校”)的電氣工程及其自動化專業就具有本校的辦學特色,下設的電力拖動自動控制和電力系統自動化兩個專業方向在石油石化領域的技術應用中越來越廣泛。本專業無論是在教學、實踐還是科研等方面都突出體現了其“油味”特色,已經于2010年被列為山東省特色專業。通過近兩年的特色專業建設,深切感到要想將這一省級特色專業建好,并且要沖擊國家級特色專業,一個首要的關鍵性問題就是要將“電力電子技術”在特色專業建設與教學體系間的橋梁作用發揮好,實施好。因為“電力電子技術”對本專業的兩個專業方向及絕大多數專業課程及實踐類課程都具有技術支撐作用。要想真正將特色專業建設好,一方面需要將“電力電子技術”本身作為精品課程建設好,另一方面,要將“電力電子技術”與本專業各專業課程,尤其在體現專業課程與石油石化領域中應用的聯系與橋梁作用發揮好。否則,特色專業建設就只能停留在做表面文章上,不能落到實處。“電力電子技術”是將本專業的技術理論在石油石化和電力節能等領域付諸實施的接口和橋梁。

總之,“電力電子技術”教學必須要打破傳統的直接將知識、結論灌輸給學生的“填鴨式”教學模式,消除各課程之間的壁壘,突出石油特色,將電氣工程學科專業與工程實際緊密結合,對本門課程進行改革和創新。

一、目前存在的問題

隨著電力電子技術的迅猛發展以及石油石化行業電氣自動化水平的不斷提高,教學內容越來越豐富,教學要求也越來越高。但是受到教學學時的限制,課程無法對一些具有石油特色的重要研究熱點進行深入介紹,限制了課程在特色專業建設中的作用,迫切需要解決以下幾個問題:

1.體現精品課程示范作用,解決“電力電子技術”在特色專業建設中促進各課程之間協調發展的問題

目前,電氣工程專業各課程的內容較為松散,缺乏一個系統性的提綱,這與“建設國內著名、石油學科國際一流的高水平研究型大學”的目標還存在較大的差距。在山東省電氣專業特色建設的大背景下,如何解決專業課程之間銜接難題、整合各方向的研究領域、切實落實具有“油味”特色的專業建設是當前的一個重要研究課題。而“電力電子技術”由于其自身跨學科、寬領域的特點,恰恰可以作為這樣一個接口和橋梁。因此,作為一門立項建設的校級精品課程如何發揮模范示范作用,在促進各專業課程協調健康發展的同時,如何突出作為石油院校的課程特色,是本教學改革項目的一個挑戰,但更是一個機遇,也是一個創新性的研究內容。

2.改革現有教學手段和內容,解決有限學時與傳統教學方法不匹配的問題

“電力電子技術”課程的教學內容以各種變流電路為主線,對電路的波形分析與相位分析的方法貫穿始終。必須更新教學觀念、教學方法和教學內容,使學生在有限的課時盡可能多地掌握和了解本學科的知識,提高課程的教學質量。

3.改革“電力電子技術”的實踐教學環節,解決學生主觀能動性不足問題

在“電力電子技術”的實踐教學方面,該課程的教學均采用課堂教學結合課后驗證性實驗的教學模式。目前,學校僅采用掛件結構的實驗臺或實驗箱來完成實驗,學生始終處于被動狀態,不會積極去思考和創新,也找不到探索的目標和方向。這樣一來,如果設備在實驗過程中出現問題使得實驗結果與理論分析不符甚至出現異常現象,學生就會第一時間找老師要答案,不會獨立分析和解決問題。

總之,為切實落實省級特色專業的建設目標,“電力電子技術”課程必須提升自身的學科定位,利用課程優勢強化作為特色專業課程之間的橋梁作用,因此對本課程的教學內容、教學方法和教學手段等進行全面的改革勢在必行。

二、課程改革的具體研究方案

1.打破課程壁壘,強化作為特色專業的橋梁作用

電氣工程專業各學科的發展已經進入知識相互交叉、共同發展的時期,傳統孤立授課的方法已經不能適應新時期的要求。而“電力電子技術”是一門理論性、綜合性和實踐性都很強的重要專業課程,涉及到多個電氣工程學科課程的知識。利用這個優勢,將其建設成為一個承上啟下、溝通各課程的橋梁是非常合適的。以“電力電子技術”變流技術作為切合點,將“電力拖動自動控制系統”、“交流調速系統”的調速理論、“電力工程”的柔性輸電、智能電網等學科理論緊密結合,消除課程之間的壁壘,實現“弱電控制強電”思想的共通,從而將電氣工程特色專業建設形成一個有機的整體。

2.更新教學內容,突出“油味”特色

石油院校所培養出來的人才不僅是電氣工程領域的專業人才,還必須了解石油工業生產對電氣技術的需求,能夠將電氣技術與石油技術很好地結合,為石油工業生產服務。目前,“電力電子技術”中與石油石化科研實踐的結合程度還不夠深入,如何更好地為行業服務,培養合格的電氣化人才,需要在課程內容安排上下功夫。例如,可以增加電驅動鉆機、潛油電泵變流電流拓撲的分析和簡單故障診斷,使課程更貼近現場,突出“油味”特色。

3.改革現有的教學模式,突出設計與創新

采用“感知、學習、應用、總結、提高”五層次教學模式,在“感知”模塊中,通過多媒體課件演示與教學內容有關的案例;在“學習”模塊中,通過啟發式、討論式等教學方法,結合現代化的教學手段,使學生掌握“電力電子技術”的理論知識;在“應用”模塊中,通過實際電路的搭建和實驗調試,使學生將所學的課堂理論知識,有效地應用于實踐;在“總結”模塊中,將零碎的知識進行歸納,把對理論的片面認識變成全面掌握,培養學生舉一反三的能力;在“提高”模塊中,將任務驅動式的實踐經驗與理論完全融合,使學生明確崗位對電力電子技術能力的要求,并具備對整個系統的安裝調試能力。

4.培養學生獨立思考問題和解決問題的能力,鼓勵學生撰寫科研報告或者調研報告

在本課程教學的前期,向學生介紹科技論文的寫作格式及方法,指導學生撰寫有關電力電子技術方面的調研報告,要求學生按照科技論文的規范進行撰寫。同時介紹一些相關的優秀網絡資源給學生,指導學生通過這些網絡資源去查閱相關的中英文資料,使學生更主動地去了解電力電子發展的動態前沿,因而充分認識到學習本課程的重要性,借此提高學生自主學習的積極性。

5.充分利用當前流行的現代化多媒體教學手段,做到互動教學

“電力電子技術”課程涉及到很多電路圖和波形圖,可以采用多媒體教學與傳統的黑板授課方式相結合來進行授課。各種電路圖和波形圖可用多媒體制作,利用多媒體可以把全部波形展現到學生面前,增強課堂學習效果。如果教師講課的方式生動活潑,那么學生就更容易接受,從而實現教師和學生在課堂上的良好互動,大大提高學生的聽課效率。

三、結束語

“電力電子技術”課程已經在石油大學信息與控制學院電氣工程專業、自動化專業以及機電工程學院的機械設計制造及其自動化專業中開設,取得了良好的教學效果。本課程也已于2008年成為校級精品課程,這也大大促進了課程在教學、科研等領域的進一步發展。由于本課程的電氣傳動自動控制和電力系統自動化兩個專業在方向上都形成了自己的“油味”特色,且“電力電子技術”課程是一門應用性很強的課程,傳統的教材和教學方法已不能適應技術的發展和教學的要求,因此這門課程的教學改革勢在必行。教師應不斷轉變教學思想,調整教學內容,豐富教學方法,改進評價手段,以適應時展的需要,調動學生學習的積極性,培養學生的創新能力。

參考文獻:

[1]韓唏春.《電力電子技術》課程的教學改革與實踐[J].南京工程學院學報,2004,(4):55-58.

[2]高春俠,張磊.PSPICE軟件在電力電子教學過程中的應用[J].電力系統及其自動化學報,2007,19(3):125-128.

[3]徐春燕.獨立院校《電力電子技術》教學改革的探索與實踐[J].中國科技信息,2009,(12):280-281.

篇10

關鍵詞:應用型;創新;課程;電氣工程

作者簡介:謝妍(1973-),女,湖北荊門人,武漢工業學院電氣與電子工程學院,副教授;毛哲(1957-),男,湖北武漢人,武漢工業學院電氣與電子工程學院,教授。(湖北 武漢 430023)

基金項目:本文系湖北省品牌專業(電氣工程及其自動化專業)建設項目和湖北省精品課程(電氣控制技術課程)建設項目支持的研究成果。

中圖分類號:G642.3     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)01-0040-02

高等學校的課程體系研究與改革是提高教學質量、培養適應社會應用需求和創新性人才的重要環節。激烈的國際競爭和科技迅猛發展提出的挑戰,主要反映在了科技和人才的競爭上,高等學校必須把教學研究放在重要的位置,大力搞好課程體系改革,努力使教學質量能充分適應當前社會的快速發展需求。

電氣工程專業一般下設有5個專業方向,分別為電機與電器、電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術、電力電子與電力傳動和電工理論與新技術。5個專業方向的研究領域自成一體,各有所長,發展勢頭強勁。近年來,也有一些院校和科研院所發展了電氣信息監測技術、脈沖功率和等離子體等新興專業研究方向,使得電氣工程專業方向更加齊備完善。

一、應用型創新人才培養目標

人才培養層次的正確定位直接關系到學校和專業的生存與發展。找準專業定位,明確培養目標是培養專業技術人才的關鍵。中國高等學校人才教育培養定位主要分為三大類:第一類是培養研究型人才,他們有扎實的理論基礎,自學能力和創新能力較強,發展潛力大,學校教育主要為他們將來從事研究工作或做更深層的專業研究打好理論基礎;第二類是培養應用型人才,他們的理論基礎較扎實,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;第三類是培養技術型或技能型人才,他們的基礎理論以夠用為度,專業能力較強,屬于崗位人才。對這三類培養目標,重點大學主要定位于培養第一類人才,一般本科院校主要定位于培養第二類人才,高職高專主要定位于培養第三類人才。

根據武漢工業學院(以下簡稱“我院”)為一般本科院校的實際情況,學校制定了“十二五”發展計劃,明確表明以培養應用型創新人才為培養目標。基于這個目標,電氣工程及其自動化專業人才培養方案基于構建“懂理論、有技術、能創新”的應用型創新人才培養體系條件下,明確給出了本專業的培養目標:培養從事電機電氣及其控制系統的科學研究、工程設計、科技開發、電氣設備制造及試驗分析,以及在電子與計算機控制技術等領域工作的工程技術人才。

二、課程體系改革

我院從2004年湖北省級電工電子實驗教學示范中心立項建設開始,2005年在全校率先試行了電氣信息類大類招生,2007年電氣工程及其自動化專業校級品牌專業立項建設,2009年貫徹落實學校第七次教學工作會議精神,“懂理論、有技術、能創新”三位一體的應用型創新人才培養體系逐步建立,并在進一步完善中。

基于應用型創新人才培養方案的課程體系結構見圖1。

隨著我院電氣工程及其自動化技術的飛速發展,經濟社會對人才的需求不斷變化,針對目前大眾化教育背景下學生生源基礎相對較弱,但思維活躍、開拓精神和自我意識強等特點,在分析現有人才培養方案、課程體系,廣泛調研同類院校經驗的基礎上,自2005級開始,試點實行按電氣信息專業大類招生。前兩年學生不分專業,統一平臺課程(通識基礎課模塊、學科基礎課模塊)培養;后兩年,根據學生專業特長興趣、學習成績和就業形勢等條件再分專業,并通過專業課模塊(主要是選修課)自主確定專業方向。2005級開始實施平臺課程方案,2007年、2009年分別修訂完善了專業人才培養方案,構建“平臺+模塊”的通識教育基礎上的寬口徑專業教育培養模式。相關理論與實踐環節學時學分分布表見表1、2。

三、培養學生實踐應用能力和創新能力

1.高水平師資隊伍建設

教師是教育創新的關鍵。作為一種職業意識,教師在知識經濟條件下的創新實踐代表著當代教育的本質。從教育工作者特別是教師角度來看,教師質量是教育質量的重要保證。

高水平的師資隊伍是培養學生創造能力的關鍵。除了引入高科研能力人才,培養高教學水平教師,還要強調工程實踐經驗的獲取。我院重視師資隊伍建設,重視學科建設和發展,逐步形成了一支高科研能力和高教學水平的師資隊伍,促進了教學質量的提高,提高了學生的培養質量。近幾年,我院教師積極參與橫縱向科研項目,發表相關的科研論文100多篇,教師總體的參研率達80% 以上。通過多年的科研實踐,教師的科研水平大大提高,為培養學生實踐能力和創新能力奠定了良好基礎。

2.強化實踐教學環節,培養學生的應用創新能力

實踐教學環節是電氣工程與自動化專業教學的重要組成部分,為培養應用型創新人才,在強化實踐教學的同時,探討培養學生創造力的方法尤為重要。理想的實踐環節應有更多地讓學生動手操作的機會,讓學生在實踐中了解學科最新科技成果,運用寬厚扎實的基礎知識和專業知識分析問題和解決問題,真正達到實踐的目的。在以能力培養為中心的教學模式中,創造出適用于培養應用型人才的實踐教學條件顯得尤為重要。

為培養學生的應用創新能力,強化實踐環節的教學主要體現在:(1)在實驗和實踐項目中引入綜合性、創新性項目;(2)強化畢業設計的工程訓練性;(3)開放創新實驗室,提供學生更好的創新平臺等等。

3.促進科技活動發展

鼓勵和支持學生參加大學生挑戰杯、全國電子設計大賽、單片機設計大賽等課外科技活動,使實踐教學與工程應用創新有效結合。同時學院也組織各種形式的課外活動,如組織電子協會開展活動,開展焊接大賽等各種形式的科技活動,并對拔尖人才作重點培養,讓學生參與實驗室開放建設,或直接參與教師的部分科研項目或獨立承擔小型的科研課題,鞏固拓展他們的理論知識,提高了他們解決問題的技能以及產品開發能力,從而有效培養他們的應用創新能力。

四、結論

電氣工程與自動化專業應用型創新人才培養下課程體系的改革與實踐強調要使學生具有更扎實的基礎理論、更為寬闊的專業知識,實踐教學內容的調整完善,提高了學生應用實踐能力和創新水平。經過近幾年的探索實踐,此培養模式已經取得了初步成效,學生參加湖北省電子設計大賽、全國挑戰杯和全國電子設計大賽均取得較佳成績,畢業生的初次就業率均達到90%以上,用人單位普遍反映畢業生比較能干,能很快適應自己的崗位。

參考文獻:

[1]楊兆華,蘇彩紅,王飛.電氣工程與自動化專業應用型人才培養模式研究[J].電氣電子教學學報,2010,(2):37-39.

[2]張鳳閣,馬少華,劉光偉.電氣工程專業人才培養模式的改革[J].電氣電子教學學報,2009,(12):8-9.