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电气自动化导论论文样例十一篇

时间:2023-03-22 17:46:58

电气自动化导论论文

电气自动化导论论文例1

目前高校开设的专业较多,其主要目的为社会培养优质的人才。随着经济的不断发展,电气工程及自动化专业为制造业输送了大量的人才,为社会的进步和经济的快速发展做出了重大的贡献。电气工程及自动化专业教育的主要目标是培养具有坚实理论基础与创新能力的学生,使学生能系统化的掌握电子技术、计算机技术和控制型理论。电气工程及自动化专业的学生,学习内容涉及到的内容较多,这样的专业特征使得毕业设计在本专业教学系统中占据了重要的位置。但是在高校盲目扩招之后,出现的很多问题严重影响了学生毕业设计的质量。针对这样的现状,笔者从以下几个方面进行了论述。

1 电气工程及自动化技术知识所存在的问题及成因

1.1 存在的问题

通过笔者在高校的调查和研究,总结出电气工程及自动化专业毕业设计存在的诸多问题,主要有以下几方面:

(1)毕业设计内容相对滞后,随着社会的进步与发展,在现今的社会中关于电气工程及自动化的知识在不断的更新,对专业进行毕业设计时,一部分的毕业设计在内容上过于陈旧,并非新的理论内容,这就导致毕业设计很难真实的反映出电气工程及自动化专业的发展的状况和趋势;

(2)学生自身理论知识相对匮乏,在高校目前的毕业生中,进行电气工程及自动化专业的毕业设计时,学生知识储备不足,对该专业理论知识和技能研究方法的使用欠佳,毕业设计中经常出现错误;

(3)学生的毕业论文设计和写作能力较差,在论文写作过程中文献检索与综合能力不强,个别学生的论文经常出现抄袭的现象。

1.2 问题的成因

在对以上问题进行分析后,笔者从自身学生的角度对问题的成因进行了研究。在详细的分析和研究后得知导致该专业毕业设计质量较低的原因主要有三方面的影响因素:

(1)学校的管理机制方面存在问题,严重缺乏对毕业设计的考评机制,对毕业设计质量的监管力度不强,同时毕业设计的指导机制缺乏灵活性;

(2)教师自身专业能力不足,学生学习的理论知识和技能受教师的影响较大,教师严谨的教学才能培养出优秀的学生,而在高校的电气工程及自动化专业中,学生的数量逐年增加,而师资队伍的建设相对滞后,这样就很难保障学生能有良好的学习效果,致使学生的毕业设计质量较低;

(3)学生自身方面存在问题,在毕业来临之际,很多学生奔波于各个招聘会,对毕业设计重视程度不高,甚至出现假手于他人的行为,对毕业设计的态度不端正,严重的影响了毕业设计的质量。

2 优化设计

2.1 提高质量

高校开展电气工程及自动化专业的目的是为了培养大量优秀的人才,进而推动我国工业企业的发展。从上文的论述中得知,高校中电气工程及自动化专业毕业设计的质量较低,这直接反应出了高校的教学以及教学管理体系存在很多的不足。因此,笔者认为学校应建立健全自身的教学管理体系,重视电气工程及自动化专业基础平台教学课程的建设,对电力电子方面的技术、信号和系统方面的知识以及计算机编程方面课程予以重视,并定期对学生学习效果进行考核。同时还应注重学生实践能力的培养,增强学生对知识的应用能力。此外,必须要对毕业生的毕业设计质量进行严谨的监管,这样才能使毕业设计的质量得到提升。

2.2 加强设计

随着学生数量不断增多,教师队伍的建设相对滞后,这样的状况很难保障电气工程及自动化专业的教学质量,同时还直接影响了学生毕业设计的质量,这对学生的学习和高校发展形成了阻碍。因此,笔者认为应加快对教师队伍的建设,高薪聘请电气工程及自动化专业的优秀教师,来为该专业的学生实施优质的教学活。同时还要对现有的教师进行专业课的培训,这样才能保障教学的质量。另外,对于电气工程及自动化专业的毕业生在进行毕业设计过程中,教师应投入大量的时间和精力,来辅导学生完成毕业设计,进而从根本上提升学生毕业设计的质量。

2.3 端正态度

毕业设计是学生在校要完成的最后一项学习任务,同时也是最重要的一项学习内容。因此,作为高校电气工程及自动化专业的学生,应端正自己的学习态度,并认真的、独立的完成对毕业论文的写作和设计,杜绝投机取巧的行为,秉承对自己学习负责的态度,为自己的学业画上圆满的句号。

3 结论

通过本文的论述得知,在高校的电气工程及自动化专业中,毕业设计质量相对较低,主要是由于学校教学管理体系不完善、师资队伍建设滞后、学生学习态度不端正导致的。因此,笔者在本次的研究中提出了针对性的策略,望本文的论述能促进高校电气工程及自动化专业教学管理完善的工作,进而提升高校毕业设计的质量。

参考文献

[1]王金凤,陈根永,杨丽徙,等.电气工程及其自动化专业毕业设计中的问题及改进措施[J].中国电力教育,2011,09(06):186-187.

[2]伍瑾斐.基于CDIO的电气工程及其自动化专业毕业设计改革探索[J].大学教育,2013,08(24):60-61.

[3]程海军,陈晓英,孙丽颖,等.电气工程及其自动化专业毕业设计选题的探索与实践[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2013,07(05):138-142.

电气自动化导论论文例2

引言

本世纪初,为适应高校大规模专业目录调整、专业口径大大拓宽的要求,我国高校各相关专业普遍开设了专业导论类课程,旨在帮助大学一年级学生在正式学习专业课之前,对本学科、专业有一个概括的、全景式的了解,这对学生后续专业课的学习乃至职业生涯的规划具有重要的指导意义。

导论类课程根据其覆盖面,大致可以分为“学业导论”、“学科导论”、“专业导论”、“课程导论”四个层次,各层次导论课的任务目的不同[1]。《电气工程导论》课程是我校针对电气工程及其自动化专业大学一年级学生开设的“专业导论”课,总学时为16学时。课程的目的是使学生对本专业的专业课程和知识体系有一个全面、系统的了解,对大学阶段后续课程的学习起到提纲挈领的作用。

1.课程教学理念

教学理念是对教学活动认识的集中体现,是人们对教学活动中各种行为的看法和持有的基本的态度与观念。明确表达的教学理念对搞好教学有重要的指导意义,因此在开始课程教学之前明确表达教学理念是有必要的。在任何教学活动中,教师都必须回答以下三个问题:(1)开展教学活动的意义及教学的目标是什么?(2)采用何种教学方法和教学手段来实现教学目标?(3)如何进行教学评价才能客观、科学地评判教学目标是否实现及实现的程度怎样?对这三个问题的回答,实际上集中体现了教师的教学理念。

教学要以学生为本,以提高学生的学习能力和综合素质为目标。现代教育越来越强调人性化、人道化,尊重学生和学生的个性,因此在教学活动中,要突出学生在整个教学过程中的主体地位,培养主体意识,提高学生的主体能力。这就要求我们改变传统的课程观,使课程由过去教师讲解、学生被动接受,转变成为师生共同参与的由教师引导的探求知识的过程。在教学过程中,教师的责任不在于教会学生多少知识,而主要在于教学生学会如何学习,在于对学生学习的认识论和方法论的导引。课程内容的组织从单一学科向跨学科、综合化和更具启发性的方向发展,从强调知识的掌握与积累向新知识的探索和发现发展。

教学要讲效果,同时要讲效率,教学中应采用多样化、现代化的教学方法和教学手段来减轻学生的学习负担,提高学生的学习兴趣。随着信息技术的飞速发展,全球掀起数字化教育浪潮。世界各国争相实施各类教育信息化工程,日益重视以多媒体和因特网为手段的现代教育方法,表现方式主要有:多媒体技术、计算机网络技术、网络多媒体教学、多媒体远程教学、虚拟现实技术等。教育信息化对现行教育从教学内容、教学过程、教学方式到教学活动中的师生角色、教育目标等方面都产生了深刻影响。究其原因,在于采用信息技术的教学手段教学效果好、学生学习效率高,使学生能够在比较轻松的气氛中获得知识、提高学习能力和兴趣。

课程考核方式要以提高学生综合素质为出发点,注重突出评价的发展和激励,采用能更客观地反映学生学习的能力,能促使学生勤于思考、积极探索的考核方式。进行评价时,不是简单地区分学生学得好与差,而要重视对学生学习动力和潜能的评价,致力于促进学生的学习进步和能力发展。为使评价更加科学、客观,结合课程的特点,应改变评价主体的单一性,即不由教师单方面进行评价,而应调动学生参与评价的积极性,实现评价主体的多元化,建立由教师和学生共同参与的评价机制。

2.课程教学实践

2.1教材建设

《电气工程导论》作为电气工程及其自动化专业的前导性课程,其内容应紧跟相关领域科技的飞速进步,目前出版的教材,其版本的更新速度难以满足这一要求。因而在教材建设方面,我们组织了电气工程相关教研室若干位有经验的教师根据各自研究领域分别编写了教材的总论、电机电器、电力电子、电力系统、高电压与绝缘技术、电气测量、电工理论与新技术等部分的讲义,编写时尽可能采用新材料、参考最新研究成果,保证教材的新颖性和前沿性。讲义着重介绍电气工程专业相关的基本概念、实际应用和发展趋势,涉及的专业面宽,而不涉及过多的理论。除文字形式的讲义教材外,还收集整理了丰富的以现场教学为主的视频教材,以及扩充阅读网络链接地址等,作为学生的自学材料。

2.2课堂教学

随着专业口径的大幅拓宽,作为专业前导课的《电气工程导论》所涵盖的知识也开始广泛。不积累必要的基础知识,现场教学、课堂讨论及学生学习能力的提高就成了无源之水、无本之木。因此按照教学方案,《电气工程导论》课程中的基本概念、基础知识由前述编写了教材相关部分的教师各自负责讲解,教学中采用丰富的多媒体、网络资源,教师的专业性和教学手段的信息化保证了讲课的质量和效率,同学们也能感受到我们以学生为本的教学理念,认真听讲的积极性大大提高。

2.3案例及现场教学

从2013年实施教学改革以来,我们在《电气工程导论》课程教学中增加了案例及现场教学环节。在学生完成必要的基础知识学习后,针对我校电气工程及其自动化专业的两个专业方向――发输变电和供配电,设置了电厂、变电站案例教学,通过案例教学,学生对电厂、变电站的构成和基本原理有了一定认识,之后组织学生到案例教学原型电厂、变电站进行现场参观学习,通过现场学习,了解了电气安全、电气生产及系统运行等内容,增加了感性认识,学生对基础知识的掌握更加牢固、对案例的理解更加深刻,提升了对专业课的学习欲望和兴趣,为今后专业课的学习奠定了良好的基础。最后让学生用一个下午时间写出电气工程导论学习报告。

2.4课外自学及课堂讨论

电气工程及其自动化专业宽口径的特点要求学生的知识面广、学习能力强,课外自学及课堂讨论正是为强化这一教学目标而设立的。课外自学是在教师的指导下,班级学生分为若干小组,以小组为单位,利用课外时间通过上网等方式,就电气工程感兴趣的领域自选主题,进行小组学习讨论,并做好演示PPT幻灯片。小组的选题如“为什么电能会成为能源的主要形式?”、“发电方式的发展趋势是怎样的?”、“电动汽车是汽车的发展方向吗?”等。各小组制作的PPT幻灯片在讨论课上作为讨论材料,首先由小组每位成员分工合作,对选题进行阐述,保证每位同学都参与讨论过程,其次由其他小组根据讲述内容提问,进行课堂辩论,教师引导讨论的进行并作必要的点评,最后小组进行讨论后总结。这一过程充分调动了学生主动学习、积极参与的热情,提高了学生分析问题、自主学习的能力。

3.课程考核

课程考核是课程教学的一个重要环节,直接影响到学生的学习状态,它是衡量教学效果的教学活动,适当的考核方式更是有效激发学生学习的主动性、强化学习效果的有力手段。

《电气工程导论》课程的教学设计及特点,决定了传统的一张考卷定成绩的做法是不合适的。依据教学的方式方法及要求,采用多元化的课程考核方式,对学生进行多方位综合测评。考核项目分为:①课堂考勤与平时作业(占15%);②案例及现场学习报告(占15%);③课堂讨论(占30%);④期末考试(占30%);⑤课程学结报告(占10%)几部分。通过这些方面的考核,能客观地反映学生的学习态度、学习能力、实践能力、知识积累及总结提高的能力。其中课堂讨论和期末考试在总成绩中占比较大,原因分述如下:课堂讨论要求小组学生采取分工合作的形式收集原始资料,加工整理并制作PPT幻灯片,在课堂上阐述并进行答辩,在这一过程中,每位同学对小组的贡献率实际上是每位同学学习主动性和学习能力的集中体现。它由小组全体成员经过民主评议给出,是学生参与课程评价的具体体现。这种学生间的互评更能激发学生的学习主动性和积极性,而学生学习的主动性和学习能力的提高是我们课程教学的一个重要目标。期末考试采用闭卷形式,主要考察课程要求掌握的作为电气工程及其自动化专业学生应知应会的基本概念、基础知识和对电气工程基本问题的认识,这是构建学生电气工程知识体系的基石,对学生后续专业课的学习起重要的铺垫作用。

结语

在电气工程及其自动化专业中开设专业导论课程已成为国内各高校的共识,但如何根据课程特点提高课程的教学质量尚值得探讨。我们在总结我校《电气工程导论》课程开设以来教学经验的基础上,逐步形成了课程的教学理念,并对该课程实施了教学改革,通过三年的实践,学生对电气工程学科和专业的认识、自主学习的能力、对学习专业课的期望、对课程的满意度都有了明显提高,同时学习过程中的精神面貌有很大的改观,这些都证明了我们对《电气工程导论》课程的教学改革有成效。

参考文献:

[1]Griva G,Profumo F,Bojoi R,et al.General adaptation law for MRAS high performance sensorless induction motor drives[J].PESC,IEEE 32nd Annual,2001(2):1197-1202.

[2]陈伯时.电力拖动自动控制系统:运动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2003.

[3]黄志武,阳同光,桂卫华,等.一种改进的基于MRAS的速度辨识方法[J].微特电机,2007,(6):32-35.

[4]师黎,陈铁军,李晓媛,等.智能控制理论及应用[M].北京:清华大学出版社,2009.

[5]黄永安.MATLAB 7.0/Simulink 6.0建模仿真开发与高级工程应用[M].北京:清华大学出版社,2005.

电气自动化导论论文例3

作者简介:高彩霞(1981-),女,江西九江人,河南理工大学电气工程与自动化学院,讲师;陈昊(1979-),男,河南永城人,河南理工大学团委,讲师。(河南 焦作 454003)

中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0194-02

毕业设计是学生在修完教学计划规定的全部课程后所必须进行的一种学习、探索、实践和创新相结合的综合性实践教学环节,是对学生综合运用所学知识解决本专业实际问题能力的考核,也是学习深化与升华的重要过程,旨在培养学生综合运用所学专业知识和基本技能(设计、绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等)独立分析与解决问题、开展实验研究、技术经济分析、撰写科技论文和技术报告等方面的能力,对学生综合素质与工程能力的培养具有重要和深远的意义。[1]

一、结合科研、行业和就业方向合理选题

学生进行毕业设计的基础性步骤是选题,毕业设计的角度、范围以及方向在一定程度上是由选题来确定的,适合学生个人情况的选题是确保完成高质量毕业设计的前提和条件。为保证毕业设计选题的质量,河南理工大学电气工程与自动化学院采取了以下选题措施:

1.构建毕业设计题目数据库

组织专家从发电厂设计、电机设计、变电站设计、电气设备故障诊断、控制系统设计等方面建立毕业设计题目库,可根据使用情况进行更新。

2.结合科研项目,接触到电气学科最先进的科技前沿

从指导教师的科研项目中选题,根据科研项目的研究内容和学生的特点与能力,围绕项目研究内容设计数个子课题,供广大学生进行自己的毕业设计选题。这种题目对指导教师和学生来说都是一种创新,学生能在很大程度上发挥自己的主观能动性,对学生的分析能力和创新能力的提高也有很大帮助。电气学院的科研项目大多来自省部级以上的科研课题与企业委托课题,如绿色能源方面有光伏、风能发电等课题,智能电网方面有变电站综合自动化、微机保护、智能电器等课题,使学生接触到最先进的技术和学科前沿。

3.加强与实验室建设的结合

河南理工大学电气工程与自动化学院在学生的毕业设计环节寻求到了一种行之有效的方法:学生可通过毕业设计自主开发、组装实验仪器设备,自己动手制作实验仪器,这种做法同时也在一定程度上促进了实验室建设,达到了一举两得的目的。通过广大学生的毕业设计,河南理工大学电气工程与自动化学院已成功研制出了一批实验装置,主要范围涉及到:单片机接口实验箱、电力系统继电保护装置、电力电子实验装置、自动化仪表、稳压电源等。

4.结合行业需求

与煤矿电气自动化、电力行业和电工制造行业的需求密切结合,采用“项目驱动”模式强化质量进行选题,可以在较大范围内实现真题真做,让进行毕业设计的学生亲身体会在企业现场可能面临的机遇与挑战,培养学生的自主创新意识和综合素质,增强电力企业与毕业生之间的了解和沟通,同时可以帮助学校解决在硬件资源方面欠缺的问题。

5.结合就业方向

由于部分学生在第七学期就已经签约了工作单位,确定了工作性质,因此这部分学生在进行毕业设计选题时,教师和学生可共同研究,结合签约企业的情况进行自主命题,选择与学生毕业后所从事岗位结合比较紧密的设计题目,使其尽早熟悉工作性质,减小在校所学的基本理论同现场实际工作的差距,而且鼓励学生到签约单位做毕业设计。学生到签约单位做毕业设计,既锻炼了学生的动手能力和创新思维能力,也可以让学生提前进入未来的工作环境,深受单位的欢迎。这种毕业设计模式可使学生到签约企业以后马上调整自己的角色,不仅在一定程度上增加了自己的岗位竞争力,而且提高了本校的声誉,使毕业生在各用人单位提前发挥优势,为电气专业的毕业生就业打下了坚实的基础,构建了良性的平台。

二、加强毕业设计过程的规范化管理

1.严格审题

河南理工大学电气工程与自动化学院制定了毕业设计的选题规范,在第七学期开始进行毕业设计的选题工作。首先,指导教师要向学生所在系(室)上交《毕业设计选题申报表》,拟出毕业设计题目、所研究的内容和具体要求,经系(室)专家组同意研究后,汇总提交到学院。学院每年组织专家成立“毕业设计指导委员会”,按照“综合性、专业性、创新性、实践性、可行性”原则对各系(室)上报的毕业设计选题进行筛选,对同本专业相关度不强、选题水平低下、涉及内容陈旧的予以删除;对有多名毕业生合作完成同一课题的情况,给每位学生选取相对独立的任务。“毕业设计指导委员会”根据实际情况进行审批,上报给学校教务部门备案。[2]

2.加强毕业设计日常管理

为加强对毕业设计的日常管理,使毕业设计工作严格规范,电气工程与自动化学院严格遵照《河南理工大学本科生毕业论文(设计)管理办法》等文件的相关规定,制定了本院的相关管理办法,在实际工作中逐步形成了如图1所示的“343”质量监控体系,即学校、电气工程与自动化学院、各系(室)之间相互协调的三级管理体制;四期检查制分为毕业设计工作前期、毕业设计阶段性检查、毕业设计中期、毕业设计后期;三方评分制是指毕业设计指导教师、毕业设计评阅教师、毕业设计答辩委员会(包括开题报告答辩、阶段性检查答辩、中期检查答辩、毕业设计答辩)。

“三级管理制”的具体实施步骤:各系(室)负责本系(室)学生毕业设计(论文)的组织管理工作;各学院要按要求成立“毕业设计(论文)工作领导小组”,领导小组成员由各专业骨干教师担任,全过程、全方位进行监控,做好毕业设计(论文)开题、每个学生指导教师的落实、毕业设计(论文)文本规范程度、毕业答辩情况、认真填写评语、严格进行成绩评定等环节的各项工作,严把毕业设计(论文)质量关;学校主要对毕业设计(论文)进行宏观组织管理工作,定期对毕业设计(论文)进行抽查。在系(室)、学院、学校的三级管理体制下,毕业设计(论文)的各个环节环环相扣、层层相连,确保质量过硬。

“四期检查制”的实施步骤:对毕业设计(论文)进行前期检查,主要审查指导教师是否具备资格,选题是否符合规范,是否严格执行一人一题,毕业设计(论文)题目的类型、难度以及工作量是否符合学校规定的要求,设计的技术路线是否合理可行,毕业设计(论文)任务书编排是否符合学校的要求,首次指导的教师是否熟悉学生选题的内容;阶段性检查以文献资料的查阅、资料的收集和总体方案的审查为主;中期检查主要检查毕业设计(论文)的完成质量是否过硬,工作进度是否符合要求,其中学院检查要全方位覆盖所有进行毕业设计(论文)的学生,校级检查在一定范围内进行随机性的抽查;后期检查主要是检查毕业设计(论文)是否有资格答辩,评分过程是否合理,答辩过程是否严格执行学校的规定,毕业设计(论文)质量是否达到要求。通过三次重点检查的实施,基本上覆盖了毕业设计(论文)的重点阶段,有效进行了过程控制。

“三方评分制”的主要内容:答辩委员会、评阅教师和指导教师对毕业设计(论文)进行评分。指导教师对自己所带学生的毕业设计(论文)负责,认真审阅、指出问题,给出解决方案,学生自己进行修改,指导教师再次审查后严格按照评分标准给定成绩、根据学生情况作出评语,并将相应资料提交到答辩委员会;答辩委员会指定一名或多名评阅教师再次评阅毕业设计(论文),评阅教师要同指导教师相结合,给出公平的评语和评阅成绩;答辩委员会在规定的时间内组织答辩工作,综合学生的开题报告答辩、阶段性检查答辩、中期检查答辩、毕业设计答辩等情况给出符合实际的各阶段的评语和答辩成绩,然后计算出总成绩。这三部分成绩按比例进行评定的方法保证了学生毕业设计(论文)的水平,准确全面地进行了考核。

3.校企联合指导,实行双导师制

对在企业进行毕业设计的学生可采用双指导教师制,即在企业安排一个指导教师,在校内安排一个指导教师。企业的指导教师主要在技术上进行指导,校内的指导教师主要从毕业设计的规程、内容写作与规范到最后回到学校进行答辩等进行指导与管理。实践证明,双导师制效果良好。目前河南理工大学与平顶山煤业集团公司、山西潞安煤业集团、许继集团、焦作电厂、山西晋城煤业集团等建立了长期稳定的合作关系。

三、结论

结合行业需求和就业方向进行的毕业设计,河南理工大学电气工程与自动化学院已开展了两年,并取得了显著的效果。

1.结合科研项目与实验室建设的“项目驱动”式毕业设计模式

这种模式使学生接触到最先进的技术和学科前沿,能充分发挥学生的主观能动性,更能锻炼学生的动手能力和科学创新思维能力。

2.校企联合指导,双导师制毕业设计模式

一方面,学生能够在毕业设计过程中直接参与到工作单位的实际课题,有利于培养学生的动手能力和实践能力,解决了学生眼高手低的问题。另一方面,学生以准员工的身份参加现场的实践,进行课题研究,真正进行了一次岗前大练兵,有利于增强他们的使命感、责任感和事业心,增强现场工作的能力和对实际岗位的适应性。

3.“三四三”质量监控体系

该监控体系实行了过程与目标并重,以及全程、全面、全员的监控,系统科学,使毕业设计的质量从制度上得到了有效保证。

参考文献:

[1]李乾军.关于本科毕业设计的几点探讨[J].中国电力教育,

电气自动化导论论文例4

作者简介:吴晓刚(1981-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,副教授;周美兰(1962-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150080)

基金项目:本文系黑龙江省高等教育教学改革项目(项目编号:JG2201201107)、哈尔滨理工大学高等教育研究重点项目(项目编号:A201200004)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0098-02

随着汽车产业的发展,电子技术在汽车上的应用已成为汽车设计研究部门考虑汽车结构革新的重要原因。在国外,平均每辆汽车上的电子装置在整车成本中占20%~25%,一些豪华轿车上装有40多个微处理器,有的汽车电子产品甚至占整车成本的50%以上。许多汽车制造商都认为,增加汽车电子装备的数量,促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的有效手段。[1]

在对汽车电子技术的教学研究中,文献[2]提出优化“汽车电子与控制”配置课程的内容、改革结构体系、改革教学方法和手段、加强实验建设和课程设计环节等改革思路。文献[3]分析了“汽车电子控制技术”课程在理论教学和实践教学方面的问题,提出了灵活多样的理论教学改革方案和采用项目教学法等加强实践环节教学的建议。文献[4]介绍了汽车电子控制技术课程精品实验项目的设计思想、主要环节及具体实践。文献[5]将虚拟仪器LabVIEW软件应用于汽车电子技术综合性和设计性虚拟实验中,并进行了实验教学的实践。文献[6]开发了汽车电子控制系统实验教学所需要的嵌入式系统,完成了实验箱硬件及教学实验所需的支撑软件,并在此基础上开展了教学实践。文献[7]介绍了在电子信息工程专业开设汽车电子系列特色课程的研究。

在汽车电子中,涉及到电力电子技术的内容通常称为汽车电力电子技术,并且成为了电力电子技术的重要分支。哈尔滨理工大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业下的电力电子方向,在汽车电子研究上已有了十几年的基础。在依托汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心和黑龙江汽车电子技术研究中心科研基地的基础上,形成了以新能源汽车动力系统控制和汽车电子驱动控制为特色的研究方向,并培养了大量的硕士研究生和博士。因此,为了在本科教学中体现我校电气工程及其自动化专业的办学特色,结合在汽车电子方向上的研究成果,在2010年制定的电气工程及其自动化专业电力电子方向本科生培养方案中,特别增设了“汽车电子技术”专业方向选修课。本文以“汽车电子技术”课程作为研究和实践对象,通过课程结构优化设置和考核方式改革,结合现场教学和研究性教学的教学方法,实现具有特色的专业选修课教学。

一、“汽车电子技术”课程结构

“汽车电子技术”课程开设在大学四年级上学期,为专业选修课程,2学分,共32学时。其中理论教学22学时,实践教学10学时。根据电气工程及其自动化专业的基础课程和平台课程设置,结合汽车电子技术的主要特点,“汽车电子技术”课程的理论教学可分为6个模块,如图1所示。

在“汽车电子技术”课的理论教学环节中,第一部分,先介绍汽车电子的基本概念,回顾汽车电子技术的发展历史,通过实例分析介绍汽车电子对汽车安全与节能的影响,结合电气工程及其自动化专业的相关知识,讲述汽车电子与电力电子的关系。

第二部分,介绍汽车电子技术中常用的器件。包括光电、霍尔、电阻等各类传感器,常用于汽车电子控制系统中的单片机选型及选用依据,汽车电子控制系统中所用的交直流电机、电磁阀等执行器件的工作原理和控制方法。

第三部分,在以上介绍的基础上,着重介绍汽车变速器电控、ABS系统、动力转向电控等汽车电子控制系统的设计方法,主要内容包括电控系统开发遵循的标准、硬件电路设计和软件编程方法,特别强调目前汽车电子控制系统中所用的V流程开发模式。

第四部分,结合新能源汽车的热点问题,充分发挥电气工程及其自动化专业知识在电动汽车方面的运用。本门课与目前车辆工程专业所开设的“汽车电子技术”不同之处在于,省去了传统以发动机作为主导的汽车动力系统控制部分,强化了电驱动系统的匹配与设计部分。该部分内容除了包含对于汽车动力系统设计方法和匹配规律的介绍外,还增加了对于电动汽车动力系统控制的一般方法介绍。

第五部分,介绍汽车电器系统,包括汽车仪表系统、灯光照明系统、电动门锁系统、电动车窗、电动后视镜、电动天窗、电动座椅、车载空调系统、车载音响系统、车载电视娱乐系统、车载无线通讯系统、电子导航与全球定位系统、智能交通系统和车载网络系统等方面的内容。

第六部分是课程的最后部分,介绍汽车电子控制系统中可靠性的评价标准和一般的故障诊断方法。

以上六部分构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”理论教学的主要内容。

在“汽车电子技术”课程的实践教学过程中,主要有实验和课程设计两种方式。实验课作为学生在校内实现理论联系实际的一种比较有效的手段,学生通过实验能够加深对课程理论知识的理解,并能够培养一定的实践能力。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”实验课的设置上,主要分为5个部分,如图2所示。

课程设计是提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,它不但可以使学生加深对理论和实验课程的理解,而且能够使学生将所学的课程内容与相关课程综合起来,提高了知识的应用能力。[8]“汽车电子技术”是一门实践性很强的课程,课程设计主要结合我校电气工程及其自动化专业平台课的知识,以电动汽车控制系统作为设计目标,让学生结合电力电子技术的相关知识进行设计。

二、“汽车电子技术”课程教学方法的改革

对于“汽车电子技术”课程来说,涉及到的汽车电子控制系统单靠语言描述是很难讲清楚的,而通过传统的板书教学方式,也很难清晰勾勒出汽车电子控制系统的原理和工作过程。因此本门课在授课方式上采用多媒体教学的方式,通过多媒体课件制作出的动画及示意图等来展示汽车电子控制系统的结构、组成及工作原理,使教学的内容直观清晰,易于理解。

在“汽车电子技术”课程的教学过程中,除了正常的多媒体课堂教学外,还采用了现场教学结合研究性教学的授课方法。现场教学即依托我校汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程中心的实验平台,使学生到工程中心参观现场演示,并试用工程中心开发的汽车电子产品实验样机。这些教学手段可以使学生对汽车电子的功能及开发有更直观的认识。除此之外,教学内容中以汽车电子产品的项目开发作为主导。例如在“汽车电子控制系统的设计”这部分内容讲授时,可自始至终以工程中心开发的汽车变速器控制单元作为对象,从汽车电子产品开发的前期调研、方案论证,到中间环节的样机开发、功能验证,再到最后环节的样机标定、测试等进行全方位的介绍。通过这样的讲授,学生对汽车电子的感性知识加深,在理论学习中的目的就会变得明确,清楚地认识到需要掌握的主要内容。

三、“汽车电子技术”课程考核方式

为了有效地组织教学,突出“汽车电子技术”课程的实践性,改革了这门课程的考核方式。我校其他专业课程的考核方式大部分是以平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%的比例进行综合评定。而由于“汽车电子技术”课程面向电气工程及其自动化专业电力电子方向的本科生,选课人数基本维持在40~60人范围内,这样的人数规模便于授课教师进行小范围内的专业指导,因此在考核方式上提出了平时成绩、作业成绩、实验成绩、课程设计与专业论文撰写相结合评定的方式。与其他课程不同之处还在于,其他课程安排的课程设计都是最终给定一个独立的成绩,而作为专业选修课,本门课程的课程设计成绩只是最终成绩的其中一部分。

目前该门课程的考核采用平时成绩占10%,作业成绩占10%,实验成绩占10%,课程设计占30%,专业小论文占40%的比例权重进行成绩的评定。这样做的好处是,不但能够充分发挥本门课理论与实践紧密结合的特点,并且可以充分激发学生的学习兴趣,培养学生的团队合作精神。

专业小论文作为考核的主要部分,在撰写过程中,授课老师首先利用2学时的时间对学生进行科技论文撰写的培训,而后引导学生充分利用学校图书馆的资源,根据各自分配到的科技论文主题进行文献的检索;学生分成了3至4名成员一组,选择关于汽车电子的主题项目,可建议主题为电动汽车整车控制器的设计、汽车防抱死ABS系统设计、汽车自动变速器控制系统设计等,学生也可以自己提出新的主题。给定主题一段时间以后,学生提交科技论文,并以学术会议的形式在课堂上进行交流,老师和其他同学可以自由根据报告者的内容提问,并提出意见和建议。该部分成绩可以当场给出,这样做的好处是激发学生的积极性,所给定的成绩能够实现主观与客观兼顾的效果,令所有同学信服。

四、结论

根据“汽车电子技术”理论与实际紧密结合的特点,结合所开设课程在电气工程及其自动化专业的实际情况,提出了教学中课程内容优化配置,现场教学结合研究性教学的授课方法;考核上提出了平时、作业、实验、课程设计与科技论文撰写相结合的方式。通过这些教学改革,提高学生学习的积极性和主动性,真正能够在有限的学时内获得最实用的知识,增强学生的实践能力。

参考文献:

[1]李建秋,赵六奇,韩晓东.汽车电子学教程[M].第2版.北京:清华大学出版社,2011.

[2]周雅夫,连静,李琳辉,等.《汽车电子与控制》课程教学改革的探析[J].科技创新导报,2010,(16):190.

[3]赵科.汽车电子控制技术教学探讨[J].新西部:理论版,2011,(27):221-222.

[4]赵秀春,徐国凯,陈晓云.汽车电子控制技术精品实验项目设计与实践[J].大连民族学院学报,2010,12(5):497-499.

[5]仇成群.LabVIEW在汽车电子虚拟实验教学中的应用[J].仪器仪表用户,2011,18(6):97-98.

电气自动化导论论文例5

一、发电厂电气部分课程性质

发电厂电气部分是电气工程及其自动化专业的专业选修课。“该课程在专业教学体系中起承上启下的作用,教学内容具有理论与实践并重的特点。”它主要介绍了发电厂、变电所的电气一次系统的工作原理、基本结构、设计方法及运行理论及部分电气二次系统的原理和技术。课程的主要任务是从应用的角度出发,使学生掌握发电厂、变电站主接线基本形式、各类发电厂的接线特点、主接线设计方法、厂用电接线、配电装置、主要电气设备及其选择方法、控制与信号以及电弧理论、发热理论、电动力理论等内容,让学生初步掌握发电厂、变电站电气主系统的设计与计算方法,树立理论联系实际的观点,培养实践能力、创新意识和创新能力,为以后从事有关电气设计、检修、安装、运行、维护及管理等工作奠定必要的基础。

二、优化课程内容与学时

发电厂电气部分课程教学内容繁多、理论性强,教学学时相对偏少。针对这样的特点,我们要进行合理的优化。课程内容的优化要达到实效性,要充分抓住本课程的教学重点,突破教学的难点,合理优化课时分配。

1.抓住教学重点

经过本人长期教学实践,整合发电厂电气部分教学的内容,确定以下教学重点:不同类型发电厂的特点;电气主接线的概念,主要一次设备的功能;300MW、600MW发电机组电气部分接线特点;导体载流量计算的方法,载流导体短路时发热计算;各种电气主接线基本接线形式及应用;主变压器的台数、容量及型式选择方式;发电厂、变电所典型电气主接线的分析与设计;厂用电接线的原则和接线形式;不同类型发电厂的厂用电接线;电弧的产生和熄灭;断路器、电流互感器及电压互感器的工作原理和选择;户内、户外配电装置的形式及应用范围;二次回路接线图的类型及应用;断路器的电磁控制电路分析等。在教学中,我们要在繁多的教学内容里牢牢抓住这些重点,引导学生深入学习。

2.突破教学难点

由于发电厂电气部分教学理论性较强,难点较多,这就需要我们合理运用教学手段突破以下教学难点:

火力发电厂生产过程;发电机组电气部分接线分析;载流导体短路时发热计算;带旁路母线的接线、一台半断路器接线、角形接线电路分析;电气主接线的设计;电动机自启动的校验方法;正确理解电弧的熄灭条件,互感器的接线形式及用法、误差分析;发电机与配电装置(或变压器)的连接方式;断路器的电磁控制电路分析等。

3.优化学时分配

在确定了教学重难点的基础上,我们要进一步优化学时,充分利用好有限的教学时间,努力实现最优教学效率。我们要将较多的课时分配在发电、变电和输电的电气,常用计算的基本理论和方法,电气主接线及设计,厂用电接线及设计,导体和电气设备的原理与选择,配电装置等相关内容方面。

三、理论知识与能力并重

“确定基础理论教育的范围及相关的要求时,应重视学生解决基础理论问题能力训练及将来的适用性。”发电厂电气部分是一门理论与实践紧密结合的课程,我们要重视学生理论知识的把握,同时也要加强相关技能的发展,做到理论与能力并重。

理论层面。我们要引导学生把握不同类型发电厂的发电过程,掌握发电厂、变电站主接线基本形式;理解导体发热、电动力计算的实质,掌握计算方法;熟练掌握电气设备的图形符号和文字符号,熟悉其工作原理及应用场合;理解最小安全净距的概念,了解配电装置的类型,掌握配电装置的布置原则;熟悉二次回路不同的接线方式,掌握断路器的控制与信号电路的分析方法;熟悉发电厂变电站运行操作的相关规程、规范;熟悉常用电气设备使用的手册;熟悉3~110kV发电厂变电站设计手册。

学生能力、技能层面。我们要通过多种教学方法与实践活动,培养学生电气设备选择和校验的能力,电气元件安装、调试的能力;熟悉操作票制度和工作票制度,掌握常用电气装置之间倒闸操作的操作过程;具备初步的中小型发电厂和变电所主接线设计的能力等。

四、优化教学方法与手段

有效的教学方法与教学手段,往往收到事半功倍的效果。发电厂电气部分教学方法与手段的选择要根据发电厂电气部分课程的特点。目前,运用较多的是多媒体教学法。“多媒体教学以其直观、形象、信息量大、界面友好和交互性强等优势,正被广大师生认可和应用。”这种方法将文本、图像、图形、音视频等有效组合起来,增加了课堂的趣味性,教学更直观形象;基本理论与电路图、实物图相结合法,是常用的传统教学方法,简单却有效;原理媒体模拟法易于通过运用现代化技术手段模拟原理,使抽象的原理形象化;课堂教学与课后习题结合法能够通过练习的形式,及时了解学生课堂学习效率,及时查找不足;实践法、工程实例法则将理论教学与实践有机结合起来,使学生在理论与实践能力两个层面都获得发展。无论采用怎样的方法与手段,都要遵循有利教学原则。

五、丰富课程相关课外阅读

发电厂电气部分教学内容繁杂,教学学时少。怎样利用有效的时间较好的完成教学任务呢?加强课外相关书籍的阅读可以有效实现课堂的延伸,使学生更全面、更丰富的了解与把握发电厂电气部分的知识。当然这方面的书籍资料资源较为丰富,教师要进行有效引导,列出相关的书目。根据我本人的阅读经验列出下列书籍供参阅:

1.《发电厂电气部分课程设计参考资料》,黄纯华编,中国电力出版社,2001年出版;

2.《电力系统暂态分析》(第三版),李光琦,西安交通大学,2002年出版;

3.《电力工程电气设计手册》,第一分册,六院合编,中国电力出版社。

4.《发电厂电气部分》,姚春球,2007中国电力出版社;

5.《电气设备运行与维护》,刘增良,2004中国电力出版社等。

六、结论

发电厂电气部分课程具有较强的实用性。加强本课程教学研究,有利于提高学生分析问题与解决工程问题的实际能力,有效缩短理论与实践的差距,使学生较好地满足社会的需求,为学生的未来发展奠定坚实的基础。

参考文献:

电气自动化导论论文例6

电气自动化教学;校内实训;双师型教师队伍

中图分类号:

F49

文献标识码:A

文章编号:16723198(2013)12014901

高职电气自动化教学是培养专职技术人才的有效途径,而其教学不仅仅涉及到理论知识的传授,还包括实践技能的培养。因此,实行高职电气自动化理论和实践相结合的同步教学是对学生技能、素质培养的最好方法。在高职电气自动化理论和实践相结合的同步教学中,必须将理论知识和实践活动融为一体,其教学具体应从以下三个方面入手:

1结合理论知识,开展校内实训活动

为突显高职院校技术型人才培训的目的,高职院校应该让学生们大多数的时间用在企业进行操作技能的培训,让学生们走入生产一线现场,接受企业一线的技术和设备,这样能有效培养学生的实践操作能力,使学生一毕业便可以进入企业参与工作。但是,许多高职院校设计的企业实习时间跟学校理论知识学习时间存在着一定的时间差。集中安排的企业实习将不利于高职学生所学理论知识的及时应用,一定程度上影响着理论知识跟实践的结合效果。因此,高职院校应该为电气自动化专业学生创建校内实训基地,让他们在对专业理论知识学习的同时,开展校内实践活动,及时地锻炼其动手实践能力。因为学生们只有在了解和实践各个电气自动化操作过程后,方可对工艺技术进行应用和创新,才能加深对电气自动化理论知识的把握和理解。所以,高职院校为电气自动化专业学生创建校内实训基地势在必行。通过校内实训基地的建设,学生们可以在学习完理论知识后及时地投入到电气自动化工作现场进行实践,也可以及时的接触电气自动化所需要的器具,让课堂上的内容及时地深刻地渗透到学生们的头脑之中,从而为学生参与企业实习奠定良好的基础。而在创建校内实训基地过程中,可以分为电气自动化实训室、设备实训室、主体实训室、基础实训室等等。在每个实训室中都摆设有电气自动化工作现场应有的工艺实体,从而让学生更生动、具体的接触电气自动化工作实际操作过程。

2创建理论、实践双师型教师队伍,提升电气自动化师资力量

高职教育中,拥有一支高素质、高技能、实践经验丰富的双师型教师队伍对高职电气自动化教学质量的提高有着重要的作用。在高职电气自动化实践教学中,高职电气自动化师资力量的建设不仅要从电气自动化教师的专业技能出发,同时还要重视电气自动化教师的实践经验,要求教师兼有理论基础知识和丰富的实践技能,不然将很难培养出高素质、高技能的电气自动化人才。为了加强高职电气自动化实践教学师资力量的建设,一方面高职院校必须对电气自动化实践教学的教师提出一些具体的实践教学要求,要求教师们更多时间的参与学生的实习、实训指导,同时要求电气自动化教师所采用的教学方法更多的倾向于实践教学。另一方面高职院校还应定期不定期的对高职电气自动化实践教学教师展开实践教学能力的培训。让更多的电气自动化教师具有专业技能,让更多的电气自动化教师获得相关的高等级技能证书。再者,高职院校除了对校内电气自动化教师的培养之外,还应该加强校外兼职电气自动化教师队伍的建设,高职院校应该定向的向一些企业聘请那些一线技术人员来校做兼职电气自动化教师,授予学生们实践技能和参与学生的实训实习指导。总之,建设“双师型”教师队伍必须提升专任教师中拥有丰富企业工作经验的教师的比重。采取“请进来,送出去”的途径,实现专业教师的“双师型”发展,优化高职院校电气自动化专业教师队伍建设,是学生实践教学的重要保障。同时,双师型教师队伍的建设也要求对在校实践经验丰富的教师进行定期的再培训,有计划的安排他们进入企业挂职培训,让他们不断更新企业实践新工艺、新知识、新技术,从而提升教师们的实践教学更新能力。从而随着企业工作流程和工作技术、方法更新较快,高职院校电气自动化教师应该跟进实践工艺、技术的发展速度,及时进行实践经验课的补修。

3完善高职实践教学管理制度,建立健全学生综合考核体系

高职院校应该加强高职电气自动化实践教学管理制度的建设。首先应该强调电气自动化专业学生的主体地位,以人为本,在电气自动化实践教学中,更多地采用参与式教学,让学生主动积极的参与电气自动化实践教学活动中去,学生自己动手,自己发现问题,解决问题,从而锻炼学生的解决问题、创新意识的能力。其次,应该建设一套系统的电气自动化实践教学考评机制,使实践教学有一个有效的标准,设计一些可靠的评价指标。从而最终完善高职实践教学的质量。这一套综合考核体系不但要涉及学生理论知识的掌握程度,对学生基础理论知识进行考核,而且还必须涉及学生在校内实训、校外实习的表现,对学生实践能力进行考核。于是,高职院校应该创建高职院校学生科研奖励制度、高职院校学生实践创新奖励制度、高职院校学生实践经费使用制度。同时对实践教学实行实践学分制度,让学生既有一定的压力,又有一定的动力,促使高职院校电气自动化专业学生积极地参与校内外实践活动中去,从而提升他们的动手实践能力。

综上所述,高职电气自动化教学中必须加强理论教学和实践教学的结合,必须结合理论知识,开展校内实训活动;必须创建理论、实践双师型教师队伍,提升电气自动化师资力量;必须完善高职实践教学管理制度,建立健全学生综合考核体系。

参考文献

电气自动化导论论文例7

第一部分,先介绍汽车电子的基本概念,回顾汽车电子技术的发展历史,通过实例分析介绍汽车电子对汽车安全与节能的影响,结合电气工程及其自动化专业的相关知识,讲述汽车电子与电力电子的关系。

第二部分,介绍汽车电子技术中常用的器件。包括光电、霍尔、电阻等各类传感器,常用于汽车电子控制系统中的单片机选型及选用依据,汽车电子控制系统中所用的交直流电机、电磁阀等执行器件的工作原理和控制方法。

第三部分,在以上介绍的基础上,着重介绍汽车变速器电控、ABS系统、动力转向电控等汽车电子控制系统的设计方法,主要内容包括电控系统开发遵循的标准、硬件电路设计和软件编程方法,特别强调目前汽车电子控制系统中所用的V流程开发模式。

第四部分,结合新能源汽车的热点问题,充分发挥电气工程及其自动化专业知识在电动汽车方面的运用。本门课与目前车辆工程专业所开设的“汽车电子技术”不同之处在于,省去了传统以发动机作为主导的汽车动力系统控制部分,强化了电驱动系统的匹配与设计部分。该部分内容除了包含对于汽车动力系统设计方法和匹配规律的介绍外,还增加了对于电动汽车动力系统控制的一般方法介绍。

第五部分,介绍汽车电器系统,包括汽车仪表系统、灯光照明系统、电动门锁系统、电动车窗、电动后视镜、电动天窗、电动座椅、车载空调系统、车载音响系统、车载电视娱乐系统、车载无线通讯系统、电子导航与全球定位系统、智能交通系统和车载网络系统等方面的内容。

第六部分是课程的最后部分,介绍汽车电子控制系统中可靠性的评价标准和一般的故障诊断方法。

以上六部分构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”理论教学的主要内容。在“汽车电子技术”课程的实践教学过程中,主要有实验和课程设计两种方式。实验课作为学生在校内实现理论联系实际的一种比较有效的手段,学生通过实验能够加深对课程理论知识的理解,并能够培养一定的实践能力。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”实验课的设置上,主要分为5个部分,如图2所示。课程设计是提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,它不但可以使学生加深对理论和实验课程的理解,而且能够使学生将所学的课程内容与相关课程综合起来,提高了知识的应用能力。

“汽车电子技术”是一门实践性很强的课程,课程设计主要结合我校电气工程及其自动化专业平台课的知识,以电动汽车控制系统作为设计目标,让学生结合电力电子技术的相关知识进行设计。

二、“汽车电子技术”课程教学方法的改革

对于“汽车电子技术”课程来说,涉及到的汽车电子控制系统单靠语言描述是很难讲清楚的,而通过传统的板书教学方式,也很难清晰勾勒出汽车电子控制系统的原理和工作过程。因此本门课在授课方式上采用多媒体教学的方式,通过多媒体课件制作出的动画及示意图等来展示汽车电子控制系统的结构、组成及工作原理,使教学的内容直观清晰,易于理解。在“汽车电子技术”课程的教学过程中,除了正常的多媒体课堂教学外,还采用了现场教学结合研究性教学的授课方法。现场教学即依托我校汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程中心的实验平台,使学生到工程中心参观现场演示,并试用工程中心开发的汽车电子产品实验样机。这些教学手段可以使学生对汽车电子的功能及开发有更直观的认识。除此之外,教学内容中以汽车电子产品的项目开发作为主导。例如在“汽车电子控制系统的设计”这部分内容讲授时,可自始至终以工程中心开发的汽车变速器控制单元作为对象,从汽车电子产品开发的前期调研、方案论证,到中间环节的样机开发、功能验证,再到最后环节的样机标定、测试等进行全方位的介绍。通过这样的讲授,学生对汽车电子的感性知识加深,在理论学习中的目的就会变得明确,清楚地认识到需要掌握的主要内容。

三、“汽车电子技术”课程考核方式

为了有效地组织教学,突出“汽车电子技术”课程的实践性,改革了这门课程的考核方式。我校其他专业课程的考核方式大部分是以平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%的比例进行综合评定。而由于“汽车电子技术”课程面向电气工程及其自动化专业电力电子方向的本科生,选课人数基本维持在40~60人范围内,这样的人数规模便于授课教师进行小范围内的专业指导,因此在考核方式上提出了平时成绩、作业成绩、实验成绩、课程设计与专业论文撰写相结合评定的方式。与其他课程不同之处还在于,其他课程安排的课程设计都是最终给定一个独立的成绩,而作为专业选修课,本门课程的课程设计成绩只是最终成绩的其中一部分。

目前该门课程的考核采用平时成绩占10%,作业成绩占10%,实验成绩占10%,课程设计占30%,专业小论文占40%的比例权重进行成绩的评定。这样做的好处是,不但能够充分发挥本门课理论与实践紧密结合的特点,并且可以充分激发学生的学习兴趣,培养学生的团队合作精神。专业小论文作为考核的主要部分,在撰写过程中,授课老师首先利用2学时的时间对学生进行科技论文撰写的培训,而后引导学生充分利用学校图书馆的资源,根据各自分配到的科技论文主题进行文献的检索;学生分成了3至4名成员一组,选择关于汽车电子的主题项目,可建议主题为电动汽车整车控制器的设计、汽车防抱死ABS系统设计、汽车自动变速器控制系统设计等,学生也可以自己提出新的主题。给定主题一段时间以后,学生提交科技论文,并以学术会议的形式在课堂上进行交流,老师和其他同学可以自由根据报告者的内容提问,并提出意见和建议。该部分成绩可以当场给出,这样做的好处是激发学生的积极性,所给定的成绩能够实现主观与客观兼顾的效果,令所有同学信服。

电气自动化导论论文例8

技工院校电气自动化教学工作的开展,对于专业化电气自动化人才培养至关重要。而电气自动化是一门实践性强、理论知识体系复杂的课程。教师需要针对学科特点,积极促进电气自动化教学理论和实践相互结合,以提高教学质量和水平,实现专业化电气自动化人才的培养。

一、电气自动化教学现状及问题

通过调查以及结合笔者学院实践发现,现阶段技工院校电气自动化教学工作存在以下问题:其一,技工院校电气化实践和理论相结合的教学管理制度不健全,学生综合考核体系存在不科学的地方;其二,技工院校电气自动化实践和理论相结合的师资力量不足,难以切实开展电气自动化课程;其三,技工院校开展理论联系实践的活动比较少,难以切实实现学生理论实践能力的培养;其四,技工院校院电气自动化实验室设备不足,难以为电气自动化课程创造一个良好的教学环境。如果上述问题长期存在,势必导致技工院校电气自动化教学质量的下降,更加影响到专业化电气自动化人才的培养进程。因此,我们应该积极从上述问题出发,探析如何更加高效地解决实际问题的方法。

二、技工院校电气自动化教学理论和实践相互结合的策略

1.建立健全电气自动化理论实践相结合制度体系

健全的教学制度体系是技工院校电气自动化教师开展教学工作的依据,也是技工院校电气自动化专业学生培养自我能力、素质的关键。对于这方面的工作,我们需要从以下几个角度入手:其一,积极制定技工院校电气自动化理论实践相结合的管理制度,结合技工院校电气自动化专业特征以及教学实际情况,切实改善和调整教学的目标、方案、制度,为开展教学工作打下坚实的制度基础;其二,建立健全技工院校电气自动化教学评价考核体系,保证对教师教学工作的监督和控制,结合学生实践能力和理论能力的综合成绩去考核教师课程开展的有效性,并以此进行教师绩效考核;其三,健全技工院校电气自动化创新机制,积极鼓励学生在教学过程中开展电气自动化创新活动,对于表现良好的学生给予一定的鼓励,以实现学生动手实践能力的提高。

2.高度重视电气自动化教师团队素质和能力的提高

在技工院校电气自动化教学过程中,教师能力和素质对于教学质量起着关键性的作用,可以从以下几个角度来加强师资力量:其一,技工院校积极建立电气自动化教学经验交流平台,教师可以针对自己的经验和教学,以研讨会、交流会、座谈会的方式进行交流和沟通,实现对理论和实践相结合的教学体系的总结和归纳;其二,学校应该积极组织电气自动化教师培训,以电气自动化理论和实践相互结合为培训的重点和难点,不断将此方面的专家纳入培训体系,以不断提高教师团队的教学水平、素质和技能;其三,积极扩展渠道,为教师进修创造良好的条件,为其开展自动化理论与实践相结合创造有利的基本环境。

3.加大对于自动化教学基础设施的投资力度

技工院校电气自动化理论与实践相结合,不仅要求学生理论体系的健全,还要求学生具备一定的实践操作能力。因此,健全的电气自动化基础设备是必需的。具体来讲,我们可以从以下几个角度来探析:其一,结合自动化专业设置和专业人才培养目标,开展电气自动化实验室的构建工作,为学生动手实践能力的提高提供物质基础;其二,积极开展与电气自动化相关行业和企业的联系,建立校企联合开拓的实验基地,以保证学生能够接触到实际的电气自动化案例,为职业规划打下基础;其三,积极争取国家和社会对于高校教育的投资,将其切实用到电气自动基础设施教学体制中,以实现自身电气自动化专业特色的发展。

三、小结

技工院校电气自动化教学理论和实践相互结合是一项系统化的工程,不是一朝一夕就能完成的。对此,需要学校、企业、政府、学生、教师等多个主体去构建技工院校电气自动化理论和实践体系。笔者相信,随着在此方面的教学经验的积累,教学水平和质量将会不断提高,在此基础上去实现技工院校培养电气自动化专业人才的教育目的,指日可待。

参考文献:

电气自动化导论论文例9

就针对于近几年的实际情况来看,随着高新技术的引进与开发,我国工业自动化程度大幅度提高,各行各业全面提升了传统产业的科技含量,这对在一线工作的电气自动化技术人员提出了更高的要求,要求毕业生要有很强的实践能力。为此,改革电气自动化技术专业的教学体系,根据市场人才需求动态完善专业实践教学体系势在必行。

一、高职电气自动化技术专业实践教学的问题分析

(一)缺乏先进的教学理念

就针对于传统的教学理念来说,教师过于重视理论知识的讲解与考核,以学生对理论知识的掌握程度作为评判学生学习成果的标准,忽略了教学过程中对学生实践能力的培养。而电气自动化专业是一门技能专业,应着重于理论与实践相结合的教学模式,培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,而高职院校教师往往缺少对实践教学理念的认识。

(二)缺乏完善的教学设备

要想确保高职电气自动化专业实践教学的顺利进行,就需要依托于完善的实践教学设备,部分高职院校往往出于建校成本的考虑,在购买电气自动化专业实践教学设备时,往往选购价格低廉、技术落后的设备,购买数量较少,种类比较单一,而电气自动化专业所涉及到的设备种类较多,因此,满足不了实践教学的要求[1]。

(三)缺乏优质的教师队伍

从本质上来说,高职院校的教师资源是教学资源的重要组成部分,由于教师进入高职院校的门槛不高,许多资历尚浅、教学经验不足的教师也融入在高职院校教师队伍中[2]。高职院校电气自动化专业的教师应具备扎实的理论基础,且应有相关的电气自动化实践经历,才能更好地引导学生进行实践,避免对知识的误导。

(四)缺乏创新的实习模式

陈旧实习是高等院校教学的重要组成部分,是对学生实践能力的检验。然而,高职院校的实习模式过于陈旧,只对学生的实习报告做过多的要求,往往导致学生在规定的实习期间不进行专业的实践,编造虚假的实习报告,应付老师,没有对实习期进行合理利用。

二、高职电气自动化技术专业实践教学改革策略

(一)深入实践教学理念

完善的教学体系是教学顺利进行的有效保障。校长作为整个高职院校的带头人,在办学理念上,应从传统的注重理论知识的教学转变为重视学生实践能力的培养,以人才的长远发展为办学理念;教师是知识的直接传授者,各课程教师要密切配合,深入实践教学理念,建立科学的知识体系,制定合理的实践教学内容,使各科之间的知识紧密衔接,加强实践操作,对实践过程中出现的问题进行分析总结,以便采用更合理建立实践模式。

(二)优化实践教学设备

实践教学设备是电气自动化实践教学的重要组成部分。为节约成本,高职院校可在基本设施完善的基础上,减少其它方面不必要的投资,将节约的资金用来完善实践教学设备,尽量购买技术先进、学生易操作的电气设备,在种类上要满足教学要求。在实践教学设备完善的基础上,对教学设备进行有效利用,将课堂大部分时间转移到实践操作上。实验实训室是多课程知识系统化的纽带,理论与工程实践联系的桥梁。实践教学条件主要从两方面进行建设:一个是校内实验实训室,一个是校外稳定的实习基地。电气自动化技术专业现拥有的校内实训环境有:电工实验室、电子实验室、维修电工实训室、PLC可编程控制实验室、计算机应用实验室、自动控制实验室、工厂供电实训室、电力电子及电机拖动实验室等校内实验及实训室,校内实验实训条件颇具规模,为学生提供了良好的实验条件和实训环境。今年学院又新增加了过程控制与集散控制设备,将原有的传感器实验、过程控制实验和PLC实验相结合,模仿工厂的生产线,将传感器、运动控制、过程控制、PLC等相关课程知识系统化,使学生对所学理论知识有更直观的认识。实训对象形象逼真,接近工业现场的实际应用,提高学生的动手能力和创新意识。

(三)提升教师教学水平

除深入实践教学理念外,高校要从根本上优化教师资源。受主观因素的影响,部分教师实践经验不足,资历尚浅,不利于实践教学的顺利进行,学校要对教师资源进行优化,如,将理论知识功底较强的教师安排在理论教学课堂上,在进行实践教学时,由于对设备的操作原理及水平要求较高,要尽量安排有实践经历、资质较高的教师进行授课。高职高专教育人才培养模式要求教师具有很强的技术实践能力。为此,学院着力开展教师五项能力建设,搭建教师自我提升平台,提升教师执教能力[2]。通过对教师资源的合理优化安排,使教师资源得到充分利用,学生实践能力得到有效提高。

(四)创新改革实习模式

为加强学生对实习的认识,提高实习的有效性,应改变陈旧的实习模式。在实习之前,教师将实习的具体内容落实给学生,如,要求学生在实习期间对工业自动化生产中所应用的变频器工作原理以及在工业自动化生产中的具体应用进行分析,并画出机械构造图,实习结束后要将图纸展示给教师并口述其工作原理,通过此种实习模式,使实习的目的更加明确,不会造成学生的盲目实习,避免了蒙混过关的现象。

(五)完善实践教学体系

贯彻“以实践教学为主导”的职业教育理念,把职业岗位技能素养贯穿于整个实践教学中。充分发挥“企业和学院”两个办学主体作用,通过理实一体化教学、生产性的教学实习、顶岗实习等教学形式,实现第一年专业基本能力训练,第二年专项技术应用能力训练,第三年职业综合能力训练,把职业岗位技能素养贯穿于整个实践教学中,使学生获取职业资格证和毕业证,达到“双证就业”。专业基本能力训练实践教学体系。主要依托学校公共实验室和校内实践基地加强自动化技术基本技能训练,如:电工技能训练、电子技能训练、电机及控制技术技能训练、电气工程制图训练、计算机操作技能训练、电子产品设计与装配实训、EDA技术技能训练、认识实习。

三、结语

总而言之,随着自动控制技术的迅猛发展与计算机控制技术的广泛应用,社会对电气自动化技术人才的需求不断增加,培养掌握自动化技术、适应时代需要的高素质技能型人才,成为高等职业院校一项重要的任务。针对这一情况,根据自动化专业学科特点,急需加强专业实践教学,建立健全高职电气自动化专业实践教学体系,营造与企业工作现场接近的实训教学环境,提高学生的实践动手能力,创新能力。为社会提供高素质、高水平的技术性人才。

电气自动化导论论文例10

二、面向具体对象的多元化、差异性教学改革

1.毕业设计选题的多元化、差异性改革电气工程及其自动化专业适合本科生毕业设计的几种传统工程设计主要包括变电站或发电厂电气部分设计、继电保护设计、电网规划设计等。这些传统设计不仅种类较少,且设计模式大同小异,往往在网上有大量相似的范本。若大比例出此类题型,既难控制学生的抄袭行为,也未能适应学生兴趣及就业新形势所带来的新变化。因此,毕业设计选题种类更应多元化发展,除体现专业的“强电”特色外,还要兼顾所学的“弱电”(控制、通讯、电子)等方面知识,给学生更多选择。毕业设计选题的差异性则主要表现在具体对象化的选题。针对学生自身水平及兴趣要求制订不同难易程度、不同类型的毕业设计题目,并指引学生进行适合自身情况的选择。即:既不让学生见到题目后因无从下手而产生畏难情绪,又不要让基础好的同学一拿到毕业设计题目就产生轻视的态度甚至觉得和课程设计没什么区别。不仅如此,不管对于研究型还是应用型的设计,也均需根据本专业学生自身特点和需要把控好各自比例来进行选择。表1简单列举了改革后的一些毕业设计选题的案例,这些案例可以大致反映电气工程及其自动化专业毕业设计选题的多元化、差异性改革宗旨。

2.毕业设计教学内容的多元化改革教学内容的丰富多样不仅要表现在各种文献的查找方法介绍,Office、MATLAB、VC++、AutoCAD、EMTP等各种专业软件的使用教学以及论文写作方法、规范的讲授上,更要表现在最新的专业发展趋势的把握以及在本专业毕业设计的贯穿上。例如,随着新能源的发展,近年来有不少学生相继进入风电厂、核电厂等新能源电厂工作,因此在毕业设计的教学内容中也要有意识逐步加入这部分内容。表2对这些内容均做了部分列举。

3.教学方式和教学平台的多元化、差异性改革(1)差异性的教学方式改革。因人而异的教学方式对于电气工程及其自动化专业学生的毕业设计指导工作尤其重要,特别是在一些有专升本学生的院校。因本专业学生在理论知识和实践知识水平上各有侧重,因此差别较大。其中统招的学生在理论知识上水平整体较高,而专升本同学因其之前学校的培养目标不同的原因致使其理论知识相对较弱,但与电力系统相关的实践知识却较丰富。因此,在本专业毕业设计教学工作中认清这些差别,分别进行差异化的教学是十分必要的。例如,对于专升本的同学应注重过程教育,让其掌握基本知识、基本规范、设计原则、标准等,而对于理论知识较丰富的学生则主要注重方法指导和难度稍高的资料提供等。(2)教学平台的多元化利用。动用包括校企合作、联合指导、校外设计等多元化的毕业设计教学平台,给学生更多的选择,也是提升电气工程及其自动化专业学生毕业设计效果的改革要素之一。比如,现在很多用人单位都要求本科生在签约之后进入该企业进行工作前的实习,为了使得毕业设计更贴合学生今后工作的内容,鼓励学生在实习期间充分利用企业人力技术及设备平台来完成毕业设计也是相当可取的一种方式。

对应于多元化、差异性的教学方式和平台,教学质量监控及评价体系也应反映出多重性。除了论文评阅、正常答辩、学校公开答辩抽查、学校和学院论文抽查以及论文重复率抽检等多个质量监控和评价环节外,指导老师更应注重学生毕业设计的平时表现,对于在校外进行毕业设计的同学,还应定时联系并做好校内校外指导教师的双重监督和评价。

电气自动化导论论文例11

一、电气工程技术的发展史

电气工程(Electrical Engineering)是现代科技领域核心学科之一,传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。21世纪的电气工程概念已经远远超出这一范畴,如今电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。电气工程的发展程度直接体现了国家的科技进步水平,因此,电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。

1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展

大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识,天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察,然而,人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国,1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器,1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等,这是人类对电的早期实验,之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。

(1)库仑定律。1785年法国物理学家库仑通过扭秤测量静电力和磁力总结出:两个电荷之间的作用力与它们间距离的平方成反比,与它们所带电荷量的乘积成正比,这就是著名的库仑定律。这一发现的历史意义在于它标志着人类对电磁现象的研究从定性阶段进入了定量阶段。

(2)“伏打电池”。1799年意大利物理学家伏特经过反复实验发现把任何潮湿物体放到两个不同金属之间都会产生电流,一年后伏特发明了世界上第一个电池,自此人类对电的研究由静电扩大到了动电,开辟了电学研究的新领域。

(3)奥斯特发现电流的磁效应和安培右手定则。1820年奥斯特偶然发现通电铂丝周围的小磁针发生轻微晃动,之后他经过反复实验证实了这一发现。其后安培进行了更深入的研究,提出了右手定则,发现了电流方向与磁针转动方向之间的关系。安培还通过实验发现了两个通电导体和两个通电线圈之间相互作用的规律,从而奠定了电动力学的基础。

(4)法拉第发现电磁感应。英国科学家法拉第是第一个成功完成磁生电实验的人,并归纳出产生感应电流的五种情况:一是变化着的电流;二是变化着的磁场;三是运动的稳定电流;四是运动的磁场;五是在磁场中运动的电线。法拉第把这一现象叫做“电磁感应”。电磁感应的发现使生产电成为可能,至今,发电机、电动机、变压器都是运用电磁感应原理工作的。

(5)麦克斯韦建立电磁场理论。英国数学家、物理学家麦克斯韦总结了前人的一系列成果,用数学方程式表示电磁场,建立了完整的电磁理论体系,揭示了光、电、磁本质上的统一,并预言了电磁波的存在。1873年他出版的电磁场理论经典著作《电磁学通论》是里程碑式的自然科学理论巨著。

任何科学发明与发现都是许许多多的科学家不懈努力的成果,德国物理学家欧姆、高斯、赫兹,美国物理学家亨利,俄国物理学家楞次等等都为电磁理论的形成作出过贡献,本文不在一一类举。

电磁理论的建立为无线电通信揭示的发展奠定了基础,19世纪通信技术取得了突破性成果,先后发明了有线电报、有线电话和无线通信。

2.电工技术的初期发展

人类社会发展历程中经历了三次工业革命,对人类的进步起到了巨大的作用。第一次工业革命从18世纪中叶到19世纪中叶,以瓦特发明的蒸汽机为标志,以机械化为特征,中心在英国;第二次工业革命从19世纪后半期到20世纪中叶,以工业生产电气化为主要标志,其成果是电力、钢铁、化工“三大技术”与汽车、飞机和无线电通信“三大文明”,其中心在美国和德国;第三次工业革命从20世纪中叶到21世纪初,以社会生产、生活信息化为特点,又叫新技术革命。第二次工业革命就是从电工技术初创和应用开始的。

(1)直流发电机的诞生。1831年英国企业家研制出了史上第一台发电机——蒸汽动力永磁发电机;1832年法国科学家匹克斯发明了世界上第一台直流发动机;1866年西门子发明了自激式励磁直流发电机;1870年格拉姆发明了实用自激直流发电机,结构可靠,电流稳定,输出功率大,被各国广泛采用作为照明灯电源。

(2)远距离输电和电力工业技术体系的初步建立。1875年法国巴黎火车站建成世界上最早的一座火力发电厂。爱迪生不仅发明了灯泡,他还在1882年建立了美国第一家直流发电厂,装有6台直流发电机,通过电缆输送照明用电,不过当时的最大输送距离只有1.6km。之后爱迪生还建立了一座水电站,形成了电力工业体系的雏形。

(3)交流发电机电荷电动机的诞生。1876~1878年俄国人亚布洛切科夫成功试验了单相交流输电技术。1885年,英国工程师菲尔安基设计的第一座交流单相发电站建成。同年,美国人威斯汀豪率领的团队完成了交流发电、供电系统,并创建了交流配电网。1883年,美籍电气工程师特斯拉发明了世界上第一台感应电动机,5年后他又发明了两相异步电动机和交流电传输系统。1888年,俄国工程师德布罗夫斯基和德尔伏发明了三相交流制。1891年,德国安装了世界上第一台三相交流发电机,并建成了第一条三相交流输电线路。自此,三相异步电动机得到了广泛应用,电能逐步取代了蒸汽成为动力源,电力工业得到了迅速发展。

3.电工理论的建立

(1)电路理论的建立。关于电路的早期研究有:1778年伏特提出了电容的概念,给出了导体上储存电荷的计算方法Q=CU;1826年欧姆发表了欧姆定律;1831年法拉第提出了电磁感应定律;1832年亨利提出了磁通量计算公式。

1845年德国物理学家基尔霍夫提出了关于任意电路中电流、电压关系的基本定律:电流定律(任意时刻电路中任何一个节点的各条支路电流的代数和为零);电压定律(任何时刻电路中任意一个闭合回路的各元件电压的代数和为零)。这两个定律发展了欧姆定律,奠定了电路系统分析的基础。

1853年英国物理学家汤姆逊推导出了电路震荡方程,并得出了莱顿瓶发电过程中电流在反复震荡且不断衰减的结论,并计算出震荡频率与R、L、C参数之间的关系,奠定了动态电路分析的基础。1855年,汤姆逊还建立了长距离电缆的等效电路模型。

1893年美籍电气学家施泰因梅茨提出了计算交流电路的方法——“相量法”,其实用、易懂,至今在分析正弦交流电路时依然沿用此法。

其间,赫尔姆霍兹提出的等效发电机原理、基尔霍夫建立的长距离架空线路参数电路模型、亥维赛德找出的求解电路暂态过程运算法、傅立叶用数学方法建立的热传导定律等等都对电工理论的丰富和完善起到了重要作用。

(2)电网络理论的建立。通信技术的兴起推动了电网络理论的发展。1924年,福斯特给出了电感和电容二端网络的电抗定理,建立了由给定频率特性设计电路的电网络理论。

1945年美国科学家伯德总结出了分析线性电路和控制系统的频域分析方法。1953年梅森创建了采用信号流图分析复杂回馈系统的方法,并被广泛应用。20世界50年代美国科学家达默制成了第一批集成电路,从此电路理论中增加了对含源器件的电路分析和综合。20世纪70年代在L.O.Chua等科学家的努力下,器件建模理论逐渐日趋完善。20世纪中期计算机的出现使电网络的计算机辅助分析和设计成为电路理论研究中的基本手段。

4.新技术革命对电气工程技术的推动

20世纪中叶开始的第三次技术革命又称为新技术革命,以核能、宇航和电子计算机这三大技术为主要标志。这个时期的主要理论是信息论、系统论和控制论,这三大理论的创立为通信工程技术和现代科学技术的研究提供了全新的科学方法。

(1)计算机的升级换代对电气工程技术的推动。自19世纪第一台计算机问世以来,经过几十年的发展,计算机给人类社会带来了翻天覆地的变化,人类社会从此走进了信息时代。1952年出世的第一代计算机使用的是真空电子管,不仅体积巨大,而且耗电量惊人。1959年~1963年生产的第二代计算机用晶体管替代了真空电子管,大大提高了运算速度,减少了耗电量,减小了体积,运用在了军事和科研领域。1964年~1970年生产的第三代计算机用集成电路替代了晶体管,不仅极大地提高了运算速度而且降低了成本,计算机开始进入到了普及阶段。1971年至今生产的第四代计算机使用了超大规模集成电路,实现了计算机网络化,计算机普及到了个人。计算机的升级换代推动了控制技术的发展,形成了计算机管理生产系统,提高了生产效率和产品质量。

(2)电子信息技术的发展。电子信息技术是计算机技术和电信技术相结合而形成的技术手段。20世纪通信技术得到了迅猛发展,人类社会生活也由此发生了巨大变革,人类从此进入信息时代。

1920年人们发现电离层对无线电短波有反射作用。1935年人们发现了雷达并广泛应用于军事和民用通信领域。1964年美国发射了第一颗地球同步静止轨道通信卫星,突破了大气层对无线电波的屏蔽,实现了宇宙范围的无线电通信。20世纪70年代计算机网络系统的建立使人们开始通过互联网获取信息。20世纪80年代以后寻呼机和移动电话逐步得到广泛使用,现今信息服务业已成为世界上发展最快的新兴行业之一。

电气工程技术发展史再次印证了这样两个真理:一是任何理论的创立和技术的进步都要靠众多科学家甚至一代代人的不懈努力而实现,特别是在学科相互融合交叉的今天。二是科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步,科技是第一生产力,创新是社会发展的推动力。

二、电气学科的形成与发展

按我国高等教育学科划分,电气信息学科类属工学门类(门类编号08),其下设五个一级学科:电气工程(一级学科编号0808)、电子科学与技术(0809)、信息与通信工程(0810)、控制科学与工程(0811)和计算机科学与技术(0812)。这五个学科有着相同的学科基础,都是研究电磁现象及其应用的基础学科与技术工程的综合,电能的突出优点在于:它既是易于传输的工业动力,又是非常可靠的信息载体。电子科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术都是从电类专业派生出来的弱电学科,在19世纪末电工科学技术已形成了电力与电信两大分支。

我国电气工程一级学科下设五个二级学科:电机与电器(二级学科编号080801)、电力系统及其自动化(080802)、高电压与绝缘技术(080803)、电力电子与电力传动(080804)、电工理论与新技术(080805),电气工程包含的专业基础理论有电路原理、模拟电子、数字电子、微机原理与接口技术、单片机原理、自动控制原理、电磁理论、MATLAB仿真等。专业理论有电力系统及其暂态分析、电力电子、电机学、高电压与绝缘、电力拖动、输配电、工厂企业供电、电力市场等。

19世纪末欧美大学先后设立了电气工程(Electrical Engineering)专业,100多年来,其名称虽然没变,但内涵已随着科技的飞速发展有了非常大的变化。过去欧美的电气工程专业是以电力工程为主,现在电子技术和计算机已成为该专业的核心,美国一些著名高校甚至已不开设电力工程研究方向。有些大学把计算机技术从电气工程系分离了出去,单独成立了计算机科学系。

我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门,即我国最早的无线电专业,如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年,清华大学设置了电机系。建国后,我国建立了一大批以工科为主的多科性大学,其中大多设立了电机工程系。1977年以后,大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”,近几年来,部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同,但内涵有很大区别,我国大学一般都是强弱电分开,即电气类与电信类分设在不同的学院。

100多年以来,电气工程学科已发展成为覆盖多门类交叉学科、应用领域广阔的完善的学科,形成了强弱电结合、软硬件结合、机电结合的学科特点。

国外发达国家电气工程学科的发展呈现以下趋势:

(1)在学科中融入大量信息技术知识。在全球信息化的当今,信息技术以指数速度进步,它曾对电气工程学科的发展起到了巨大的推动作用,还将为电气工程领域的技术创新提供工具与技术支持,对电气学科的发展产生了决定性作用。国外发达国家的著名大学(如耶鲁大学、麻省理工学院等)大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院,以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。

(2)与其他学科不断交叉融合,拓展了研究领域,大量的研究都是在跨学科领域开展的。

(3)与企业联系密切,科技成果转换能力强,引领产业技术更新。

三、电气技术的发展趋势

与电气工程学科相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业,电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。

1.可再生能源技术

1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%,预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世纪,光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源——氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源,氢能有其他能源无与伦比的优势:

(1)清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢,对环境没有污染。

(2)储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。

(3)热值高。单位重量的发热量叫热值,氢的热值是汽油的3倍,煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源,但目前还处在实验室阶段,距工业应用还有一段距离。

2.输电信技术

超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。

(1)超导储能系统。将电能转换为电磁能,利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统,其使用将提高电网的安全性。

(2)超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性,快速限制电力系统故障短路电流,保障电网安全。

(3)超导大容量电缆。可大大降低输电过程中的电耗,提高能源效率。