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二、关于电气学科环节的分析
1随着电气工程系统的不断健全,电气学科理论知识也在不断深化应用,这两者实现了相互促进。我国对于电气信息学科的划分包括以下内容,其属于工学门类,其学科分支有电气工程、信息通信工程、计算机科学技术等。无论是哪一个学科分支,其都以计算机应用为基础,这是电气学科的理论实践基础,也是电气工程的应用基础。随着时代的发展,其技术工程及其电磁类的基础学科得到有效结合。实现了对其现代电气工程的发展,满足了市场经济的发展需要。我国电气工程一级学科下设五个二级学科:电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术,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。
2目前来说,国外发达国家的电气工程专业体系是比较健全的,随着经济时代的发展,其内部理论实践体系日益健全,伴随着科学技术的发展而发展。在以前的电气工程专业中,国外发达国家的教学是以电力工程为主要的模式,随着知识经济时代的发展,其电子技术及其计算机技术逐渐成为电气工程的应用核心,其电气学科体系日益健全。有些国外高校的电气工程教学过程中,实现了对电力工程学科的取缔,取而代之的是电气工程的计算机应用教学,这满足了国际经济发展的局势,实现了对电气工程的更新,保障了电气学科系统的健全,确保其内部各个环节的有效协调,无论是电气学科的健全还是电气工程技术的更新,这一定程度提升了国外发达国家的发展的软硬实力。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。
随着我国经济的发展,我国高校的电气工程教学中,电力学科也逐渐实现了与现代信息技术的融合,符合了国家信息化经济的法发展需要,这有效推动了我国的电气工程的学科应用系统的健全,进行其电气工程领域的技术创新模式的应用,保障其内部技术应用环节的优化。在此过程中,我们为了本国的电气经济的发展需要,需要进行国外电气学科的先进管理经验的汲取。国外发达国家的着名大学大都把电气工程、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。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。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、关于电气技术发展前景的分析
二、关于电气学科环节的分析
1随着电气工程系统的不断健全,电气学科理论知识也在不断深化应用,这两者实现了相互促进。我国对于电气信息学科的划分包括以下内容,其属于工学门类,其学科分支有电气工程、信息通信工程、计算机科学技术等。无论是哪一个学科分支,其都以计算机应用为基础,这是电气学科的理论实践基础,也是电气工程的应用基础。随着时代的发展,其技术工程及其电磁类的基础学科得到有效结合。实现了对其现代电气工程的发展,满足了市场经济的发展需要。我国电气工程一级学科下设五个二级学科:电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术,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。
2目前来说,国外发达国家的电气工程专业体系是比较健全的,随着经济时代的发展,其内部理论实践体系日益健全,伴随着科学技术的发展而发展。在以前的电气工程专业中,国外发达国家的教学是以电力工程为主要的模式,随着知识经济时代的发展,其电子技术及其计算机技术逐渐成为电气工程的应用核心,其电气学科体系日益健全。有些国外高校的电气工程教学过程中,实现了对电力工程学科的取缔,取而代之的是电气工程的计算机应用教学,这满足了国际经济发展的局势,实现了对电气工程的更新,保障了电气学科系统的健全,确保其内部各个环节的有效协调,无论是电气学科的健全还是电气工程技术的更新,这一定程度提升了国外发达国家的发展的软硬实力。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。
随着我国经济的发展,我国高校的电气工程教学中,电力学科也逐渐实现了与现代信息技术的融合,符合了国家信息化经济的法发展需要,这有效推动了我国的电气工程的学科应用系统的健全,进行其电气工程领域的技术创新模式的应用,保障其内部技术应用环节的优化。在此过程中,我们为了本国的电气经济的发展需要,需要进行国外电气学科的先进管理经验的汲取。国外发达国家的著名大学大都把电气工程、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。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。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、关于电气技术发展前景的分析
电气技术的未来发展前景是非常广阔的,其影响着电力工业及其相关电力行业发展,可以说电气技术的应用发展,是国家经济建设的重要环节。电气技术的发展,也推动了可再生能源技术的深化应用,满足了国家经济的健康可持续发展,实现了对风电技术、光伏技术及其氢能的有效应用,这符合未来电气工程的发展需要,满足低碳经济的发展需要。特别是氢能技术的应用,氢能有其他能源无与伦比的优势,其反应后的生成物为水和氮化氢,对环境没有污染。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。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。超导技术的深化,满足了电气工程的发展需要,促进其综合社会效益的提升,通过对其超导储能系统的深化应用,实现对其电能的有效转换,实现对其电磁能的应用。它是一种高效的储能系统,能够实现对电网的安全性的提升,满足了实际工作的需要。保障电网安全。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。灵活交流输电技术,用大功率电子器实现对电力系统电压、参数、功率、相位角等的实时调节控制,以实现电力系统的安全稳定性和输电过程中的能耗。
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。
中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1006-5962(2013)02-0045-01
今天的电气工程及其自动化是一种综合应用现代高科技、跨专业、尖端的科学专业,有广阔的应用现实和前景。它是在工业化和电气化的基础上的重要组成部分,在加快我国现代化过程中扮演了重要的角色。在高等教育领域内,电气工程是现代科学技术领域中的核心科目,是不可分割的一部分,高科技领域重点学科。因此,对电气工程及其自动化专业教学的改革具有重要的现实意义。
1电气工程及其自动化专业特点及其发展
电气工程及其自动化专业是一个工程性很强的专业,电气工程及其自动化的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三个部分。电气工程及其自动化专业的基础性也决定了它具有很强的学科交叉和融合能力。例如,“电气工程”和“电子科学”以及“控制科学”的交叉融合产生了“电力电子技术”;“电气工程”和“材料科学”的交叉融合形成了“超导电工技术”和“纳米电工技术”“;电气工程”与“机械工程”及“计算机学科”的交叉融合产生了一门“机电一体化”新学科,已形成了以“机械”为主体、电气工程和计算机控制为技术核心、“机械+电气+计算机”的有机融合,“机电一体化”技术实际上就是电气自动化技术高度发展的一个阶段和必然产物,它是电气自动化领域中机械技术与电子技术有机结合而应运而生的一种高新技术,也可以说隶属于“电气工程及其自动化”的专业范畴。今后若干年内对电气工程及其自动化领域发展影响最大的主要因素有以下三个。
1.1信息技术的决定性影响。信息技术广泛地定义为包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通信系统以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。
1.2与物理科学的相互交叉面拓宽。由于晶体管的发明和大规模集成电路制造技术的发展,固体电子学在20世纪的后50年对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键,并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统。
1.3快速的发展变化。技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异,使得我们必须每隔几年对电气工程问题的过去解决方案重新全面思考或审查,这对我们如何改进教学、如何培养学生带来很大影响。
2培养专业人才,符合社会的需要
随着科技的发展,电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合,要求培养的学生应受到电气工程、电工电子、信息控制、计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程与自动控制技术问题的基本能力。电气工程学科的主要任务是提高电力系统和用电设备的技术含量、运行质量,提高运行的合理性和可靠性,提高运行效率。
2.1以学生应该具备和接受的知识结构、能力结构来构建课程体系。随着社会经济和科学技术的发展,对于电气工程及其自动化专业学生的知识结构而言,培养范围不仅要有一级学科“电气工程”的特色,应具备“强弱电”的知识结构,而且也应当具备较广的人文、社会等方面的知识,有较强的实践动手能力。
2.2运用认知理论构建课程体系。按照认知结构理论,认知结构中有两种具体的组成成分,一是知识块,二是知识的组织形式。因此,应在国家、地区及学校的总体课程框架下,根据认知科学对人的认知结构的理解,分析在什么阶段设置什么课程才能更好地为学生构建有利于以后学习所必须掌握的知识体系。由此,在设置课程框架时,应考虑加强各知识块的统合,建立相应的课程体系结构,这样才能避免结构主义课程论中出现的各知识块孤立、隔离和过于专业化的现象。
3完善教学,提高学生素质
3.1凝炼和建立体现个性化教育和工程应用的实践教学新模式,系统构建实践教学新体系。根据“五条线”课程体系的工程应用和创新能力培养要求,建立四层次(认知层、基础层、拓展层、创新层)结构实验教学体系及四种类型(基本型、设计型、综合型、研究创新型)的实验课程内容体系,将工程训练融入于四层次中,强化工程意识、工程能力和创新思维,强调自主开发、自主研究,培养学生的创新精神和创新能力,开拓学生个性潜力、激励学生实践创新,增强学生的工程设计和综合应。
3.2深化“四位一体”综合改革,打造优秀教学团队。按人才培养目标,开展“四位一体”(将课程、专业、学科和实验室建设融为一体)综合教学改革,以课程(群)建设为基础、品牌特色专业建设为重点、学科建设为龙头、实验室建设为保障,建立以课程带头人、专业带头人、学科带头人和实验室建设负责人为首的教学团队,组成国家特色专业“电气工程及其自动化”建设小组。以打造优秀教学团队为重点,促进科学研究与教学工作的有机融合,大力加强教师队伍的教学能力建设和整体提高工作,特别是青年教师的工程能力培养工作;适当引进电气制造企业(集团)的工程技术人员参与教学工作,努力建设一支教学水平与学术造诣高、学历职称结构合理、充满生机和活力的高素质、高水平教学团队,为进一步提高人才培养质量奠定坚实基础。
3.3优化课程设计和毕业设计课题,建立完善的系统制度。课程设计、毕业设计的完成质量,其选题、实际过程、教师指导等都至关重要。建立系统制度是进一步深化高等教育教学改革的重要举措。建立系统制度可以使学生通过课程设计以及提前的毕业设计课题选题或预研,可以尽早地参与学术活动、科学研究和创新活动。通过与指导老师或课题组其他成员的交流,不断发现问题、解决问题,使自身能力得到提高,为走上工作岗位或进一步深造打下坚实的基础。
参考文献
[1]高安帮,徐建俊,刘利宏.“电气工程”应向着多学科交叉融合的方向快速发展[J].时代人物,2008,(3):201-203
作者简介:刘建峰(1978-),男,江苏江阴人,南京工业大学自动化与电气工程学院,讲师,国家注册电气工程师;周玉庭(1972-),女,四川高县人,南京工业大学自动化与电气工程学院,讲师。(江苏 南京 211816)
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)08-0064-02
一、建筑电气与智能化专业的内涵
1.建筑电气与智能化专业的定义[1]
建筑电气与智能化专业是一个在土木工程学科背景下,研究以建筑物为载体时对电能的产生、传输、转换、控制、利用和对信息的获取、传输、处理和利用的专业。随着现代建筑技术的发展,土木工程学科的发展不断吸收了基础科学、材料科学、管理科学和电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术等学科的最新研究成果与技术发展成就。作为土木类新增专业,建筑电气与智能化专业填补了土木类专业中缺少“电”(或“电气”)的空缺,与计算机技术、信息技术、物联网技术、节能技术等新兴技术融合,是典型的多学科的交叉和融汇。
建筑电气与智能化的内涵随着时代前进而不断地发展变化。现阶段,“智能建筑”的出现使其内涵延伸到“电气+信息”;另外,随着节能、环保相关技术的发展及应用以及绿色建筑概念的提出与发展,建筑电气与智能化专业逐步形成了“建筑+电气+信息+节能”的内涵,与传统的建筑电气专业有着本质的不同。
2.建筑电气与智能化专业的培养目标
建筑电气与智能化专业的培养目标是培养适应社会主义现代化建设需要,掌握电工、电子、控制、信息、建筑学等较宽领域的基础理论,掌握对建筑相关设备进行供电、控制、保护、监视等所需的专业知识和技术,综合素质高、实践能力强、具备执业注册工程师基础知识和基本能力的建筑电气与智能化专业高级工程技术人才。
建筑电气与智能化专业毕业生能够从事工业与民用建筑电气及智能化技术相关的工程设计、工程建设与管理、系统集成、信息处理等工作,并具有建筑电气与智能化技术应用研究和开发的初步能力。
从以上内容可以看出,建筑电气与智能化主要面向建筑物内部的各种设备,包括对各种设备进行供电、控制、保护、监视的设施与系统。
二、建筑电气与智能化相近专业的英文名称
建筑电气与智能化专业是教育部新近批准的专业,目前没有一个公认的英文名称,各高校根据自己的理解,有多种不同的翻译方法。相对而言,国内外土木建筑类有一些专业建立时间较长,其专业名称一般有固定的英文名称。
1.建筑学:Architecture
建筑学,从广义上来说,是研究建筑及其环境的学科,通常是指与建筑设计和建造相关的艺术和技术的综合。[2]建筑学专业的培养目标是培养具备建筑设计、城市设计、室内设计等方面的知识,能在设计部门从事设计工作,并具有多种职业适应能力的通用型、复合型高级工程技术人才。
2.土木工程:Civil Engineering
土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工维修等技术活动;也指工程建设的对象。[3]该专业的培养目标是培养掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论与基本知识,具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力,能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。
3.给排水科学与工程:Drainage Science and Engineering(原建筑给排水:Building Water Supply and Drainage)
给排水科学与工程是一门应用很广泛的学科,它是以城市水的输送、净化及水资源保护与利用有关的理论与技术为主要研究内容。[4]该专业的培养目标是培养具备城市给水工程、排水工程、取水工程、防洪工程、建筑给水排水工程、工业给水排水工程、水污染控制规划和水资源保护等方面的知识,能在规划部门、环保部门、设计单位等从事规划、设计、施工、教育和研究开发方面工作的给水排水工程学科的高级工程技术人才。
4.建筑环境与能源应用工程:Building Environment and Energy Applications Engineering
建筑环境与能源应用工程专业由原建筑节能技术与工程、建筑设施智能技术(部分)与建筑环境与设备工程专业合并而成。[5,6]该专业主要培养能够从事以下三个方面工作的专业技术人才:一是能从事建筑物采暖、空调、通风除尘、空气净化和燃气应用等系统与设备以及相关的城市供热、供燃气系统与设备的设计、安装调试与运行工作;二是对建筑中环境系统和供能设施的设计、安装、估价、调试、运行、维护,技术经济分析和管理;三是能适应低碳经济建设与社会可持续发展的需要,具备建筑节能设计、建造、运行管理的基本理论与专业技能,知识面宽,具有向土建类相关领域拓展渗透的能力、适应能力和实际工作能力。
5.建筑设备工程技术:Construction Equipment Engineering
建筑设备技术是普通高职高专土建大类专业目录下设的一门专业,属于建筑设备类专业。该专业为普通高等学校专科层次。建筑设备技术专业主要培养掌握建筑设备工程的基本知识和技术,具备建筑水、电、通风与空调、楼宇智能化等设备工程的设计、预决算、安装施工、运行与维护、质量检验及工程管理等能力的高素质技能型人才。
6.智能建筑技术与管理:Intelligent Building Technology and Management
香港科技大学开设的智能建筑技术与管理专业,是为建筑物装备行业专业技术人员开设的研究生课程。学生通过学习掌握智能建筑相关技术和管理的基本概念与原理,学习内容涵盖安全与健康、风险管理、能量消耗监控、室内空气质量、设施管理等内容,属于典型的最新尖端技术与管理策略的交叉融合专业。
7.建筑装备工程:Building Services Engineering
香港大学开设了“建筑装备工程”(Building Services Engineering,简称BSE)专业。该专业主要学习各种工程装备设施与建筑环境的相关规范、设计、安装与管理。
8.其他相关院校的专业
国内外其他相关院校类似专业还有:美国宾州州立大学大学园开设的建筑技术专业(Building Technology);英国南安普顿大学开设的能源、环境与建筑物专业(Energy,Environment and Buildings);马来西亚淡马锡理工学院开设的智能建筑技术专业(Intelligent Building Technology);香港理工大学开设的建筑电气设备与系统专业(Electrical Installations and Systems in Buildings)。
三、对相关英文翻译的分析
建筑电气与智能化的主题词为“建筑”、“电气”与“智能化”三个,下文分别予以讨论。
1.对“建筑”的翻译[7,8]
从上述相关专业名称可知,当研究建筑设计本身时,一般用Architecture居多;当研究建筑内部设施时,一般用Building居多。在与相关专业的留学生讨论时,留学生也指出:在国外提到建筑内部的设施时,建筑一词一般用Building,而不用Architecture。Construction一词多指建筑物本身或建造、施工的过程与技术,也可以表示建筑物内部的设施与设备的设计、建造过程,其涵盖范围比Building更广。但在习惯上,提到建筑内部的设施,一般用Building的居多。因此,建筑电气与智能化中的“建筑”一词,用Building较为合适。
2.对“电气”与“智能化”的翻译[7,8]
对“电气”与“智能化”的翻译,相对容易确定。“电气”一词在专业名称或相关规范中,一般用Electrical或Electricity;“智能化”一般采用Intelligent、Intelligentization或Intelligence。根据建筑电气与智能化的内涵,此处的“电气”与“智能化”,应指对建筑物内部的各种设备进行供电、控制、保护、监视的设施与系统,即此处的“电气”与“智能化”应是名词,而非形容词,故用Electricity与Intelligence为好,而不用Electrical与Intelligent。
3.Intelligence与Intelligentization的区别
根据英文翻译,Intelligence与Intelligentization都有智能化的含义。在具体应用上,“Intelligence”偏向于智能、智慧之意;当用在建筑物时,可以引申为建筑物经各种设备支持,具有“人工智能”或“能进行高度智能的自我管理”之意,成为具有一定“智慧”的建筑物。“Intelligentization”用作建筑物时,偏向于建筑物经过各种设备的支持,具有了“可控制、可遥控”的功能。相比较而言,面对未来的智能建筑发展,Intelligence比Intelligentization更能体现智能建筑的本质。
四、南京工业大学建筑电气与智能化专业的名称
根据建筑电气的定义、培养目标、相关专业的英文名称以及传统习惯等,认为“建筑电气与智能化”的英文名称,用“Building Electricity and Intelligence”为好。在南京工业大学最新的专业与课程英文名称汇总中,即采用Building Electricity and Intelligence的名称。当然,由于各高校对建筑电气与智能化专业理解的侧重点不同以及对专业内涵理解的不断深入、专业本身与科学技术的发展,其英文名称可能有所不同。希望通过讨论,能尽早确定一种比较权威的统一名称,以利于进一步扩大国际交流。
参考文献:
[1]教育部建筑电气与智能化专业指导委员会.建筑电气与智能化专业规范[Z].2010.
[2]本书编委会.建筑大辞典[M].北京:地震出版社,1992.
[3]中国土木建筑百科辞典(建筑)[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[4]本书编委.中国土木建筑百科辞典(建筑设备工程)[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.
[5]教育部.普通高等学校本科专业目录(2012年)[Z].2012.
专业课教学过程中,大多数存在教学内容多、繁、杂与教学课时数偏少以及学科专业技术发展快与教材更新慢的矛盾,要达到创新型、复合型人才的培养目标,必须首先对所授课程的教学目的和知识点的内涵十分明确。所以,要根据专业特征,结合学科专业发展方向和行业发展最新技术,优化整合教学内容,对现有的教材进行整合。应该以“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”原则来优化教学内容,创新课程教学体系。其教学内容改革理念就是指将原分散在各个章节属同一类或相关的教学内容进行优化重组,删除过时的旧内容,增加学科专业当前的最新技术、发展动态、研究热点等内容;在内容编排上按照“基本原理与方法——应用技能——当前研究动态”的层层诱导递进式顺序来编排,使重组后的课程教学内容与知识结构更加科学合理、先进实用。如增加未来电力系统、新能源的开发与利用、新型电气设备的发展趋势等,以培养学生的专业思维和创新灵感。同时,电气工程学科也要与时俱进,要和信息科学、自动化科学、计算机科学、电子科学、能源科学等其他学科进行交叉和融合,以求自身发展。
二、实施多种教学方法,激发学生的学习热情
一是可以将课程的整个教学内容划分为重要内容、一般内容和自学内容三个模块。重要内容(主要是指基本原理、基本方法和应用技能)在课堂上精心讲解,并通过课外作业、专题研究、实验等其他环节的训练得到巩固和提高;一般内容(主要是指新技术、新产品的应用介绍等)则充分利用现代化教育技术进行展示、介绍;自学内容(主要培养学生的专业综合素质和创新能力,进行个性化教育)则通过设问、质疑、写读书笔记、小论文的形式得到训练。
二是采用“全程案例贯穿式”教学方法引起学生兴趣。是指根据课程特点与专业特征精心选择或设计一个规模大、有代表性、有实用价值的案例,通过案例引导学生进入课程,随着课程教学的展开,让学生一步步深入到案例中,学到案例中相关的知识,随着课程教学的结束,学生在不知不觉中已把案例中的相关问题一一得到了解决。
三是采用技能训练资格认定和校企互动方式,使学生学习知识与社会需求直接挂钩,大大地调动学生的学习积极性,增加就业机会;同时,教师、学生深入企业,发现问题,找到研究问题的切入点,让学生多角度、多方位地思考,培养学生进行科学研究的能力,培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力,并将研究成果应用于企业,帮助企业解决生产过程中所遇到的难题和关键技术问题,产生经济效益,形成教学、科研、实践良性循环。
三、加强实践教学
电气工程及其自动化专业是一门实践性很强的学科,学生需进行大量的实践活动,才能培养其动手、创新等专业综合能力,必须十分强调实践能力的培养和训练。因此,实践教学体系至关重要,必须高度重视。
一是加强专业实验教学设施建设,满足专业实验教学的需要。根据专业建设的需要,结合学科发展前沿,将实验室建设成集实验、实习、新产品开发与设计及科学研究于一体的多功能实践教学平台,实现工程素质训练、科学研究试验与专业技术进步的有机结合。
二是针对原来实验教学的状况和存在的问题,科学整合实验教学内容,并不断探讨和改进实验教学方法。对教学内容要进行“递进式”的整合,采取引导和启发的方式培养学生的操作能力和创新思维;同时进行因材施教,加强过程监控,通过学生自查、教师中期检查、递交结题报告并进行结题答辩等形式,加强全部实验过程的管理。这样,较好地实现了“递进式”实验的预期效果,也适应了不同层次人才培养的需要。
三是在实习基地方面,在与已有的担任实践教学任务的校外实习基地保持良好联系的基础上,积极寻找与电气工程及其自动化专业实践教学环节相符合的校外实习基地,保证完成实践教学任务,使学生的工程实践能力真正得到培养。
[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.
二、PSERC高校教学体系
1.PSERC高校的培养目标。
ABET通用培养目标规定,专业应有公开的、符合学校定位的、适应社会经济发展需要的培养目标;培养目标应包括学生毕业时的要求,还应能反映学生毕业后5年左右在社会与专业领域预期能够取得的成就;高校应建立必要的制度定期评价培养目标的达成度,并定期对培养目标进行修订。ABET通用标准对毕业要求明确提出毕业生应具有人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德;具有从事工作所需要的相关数学、自然科学以及经济和管理知识;掌握工程基础知识和本专业的基本理论知识,具有系统的工程实践学习经历;了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备设计和实施工程实验的能力,并能够对实验结果进行分析;掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识,具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的能力,设计过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素;掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响;具有一定的组织管理能力、表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力;对终身学习有正确认识,具有不断学习和适应发展的能力;具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力。作为国家科学基金资助的校企合作研究中心,PSERC充分挖掘发挥各高校的能力,充满激情地面对电力工业中的各种挑战。PSERC的宗旨是为未来电力系统培养高素质的工程师。在PSERC的旗帜下,多所高校通力合作,朝着如下目标努力:共同思考未来工业会面临的挑战;在这个合作平台下,利用交叉学科优势,研究这些挑战的应对方法;在工业危机事件时能在学术机构、工业机构、政府之间达成有效沟通和知识共享;培养下一代电力工业工程师。而校企合作研究中心PSERC则需要为下一代电力工业工程师的培养提供如下条件:为分布于美国不同地方、不同学科的有着丰富经验的研究者提供一个聚集平台;为企业团队和高校专家提供一个科学前沿的具有经济技术性的研究方向;为未来电力工程师提供高水准的培养平台。随着可再生能源发电、智能电网的发展,以功率变换、检测、控制、通信、信息处理为特征的智能电气装备成为现代电力系统的支撑。PSERC高校电气工程专业以工程认证为标准,结合行业发展需要,形成了具有典型特征的培养目标和毕业要求。由于新时代电气工程专业由电子信息工程、计算机科学、自动控制等多个交叉学科支撑,几乎所有的高校都将电气工程专业与计算机科学专业设置在同一学院,没有了传统的以电气工程单一学科形成的院系;几乎所有的高校都将出色的专业能力、学习能力、领导能力、协调解决问题的能力作为培养目标。
2.PSERC高校的专业课程体系。
培养适应和引领新工业革命人才的基本载体是课程,工程教育是由不同类型的课程来实施的,工程教育回归工程的本质就是课程体系要更加接近工程的真实过程,并符合新的工程观念。ABET标准也规定,课程体系应符合专业和学校培养目标,包括通识教育课程和工程教育课程。 PSERC中心倡导多个交叉学科互为支撑,其专家阵营领域包括:电力系统、应用数学、复杂系统、计算机技术、控制理论、电力电子、运行研究、非线性系统、经济学、工业组织和国家政策。PSERC各高校均设置有适宜电气工程学科的数学和基础科学的组合课程;各校的研究方向略有差异,但都强 化数学、物理及工程理论的课程设置;有关电子信息、计算机技术、自动控制、通信技术、光纤通信技术、电磁场理论、电力电子技术、电机及电力系统基本理论等方面的课程,几乎是每所高校电气工程专业的必修课程,并设置了适宜电气工程专业学生所学领域学科的工程科学和工程设计课程。个别高校拥有自己的诸如医学电子电气设备特色方向,有些高校强化人文教育。如此由若干不同学科交叉便于交叉学科的科学研究及一流人才的培养,如此宽广的课程设置为学生后续发展打下了很好的基础,创建的是社会性综合大工程型通才培养的模式。
3.PSERC高校的实践教学。
正如前述ABET标准明确指出,工程实践是必需环节。为了保证培养目标和课程体系符合工程科技发展与适应社会需求,ABET标准规定,必须有企业和行业专家全程参与培养目标和课程体系的设计与修订过程,尤其是提出对工程实践与毕业设计的要求。PSERC中心加盟者不仅包括10多所在电气工程领域著名的高校,还包括美国电力公司、水电公司、电力科学研究院、美国能源公司、美国电力交易公司等以及诸如ABB、GE、Mitsubishi等30多家世界知名的电气企业,成立专门的工业委员会,构建PSERC与各工业企业间的合作平台。通过该平台,各高校获取研究和教学的机会,也可通过该平台商讨和推荐工程项目。该平台每两年进行一次大型研讨,企业和高校在研讨中总结已完成的项目,并提出下一步要进行合作的项目。为了培养能适应于工业、商业和政府机构的电气工程人才,要求本科生在完成基础工程课程后,必须专门修习电路、电磁场和电磁波、微处理器、通信和控制系统、电力电子和电力系统的集成电路设计训练课程。对大三或大四的高年级学生,针对不同学科模块方向,设置有各种专题课程,并且配有专门的综合设计专题,该设计课程一般安排在每年的秋季末或春季末,参加设计的学生各组间可以进行设计大赛,获胜者有荣誉证书并获得一定的奖金。研讨课程是高年级学生必修的另一门与工程实践结合紧密的课程。PSERC中心由合作高校和合作企业共同商议决定重大研究课题,高年级学生可以获得参与该类研究课题的机会,其经历将计入修习学分。高年级学生的专题及个性化研究专题一般都是企业合作项目。
三、对我国电气工程专业建设的启示
我国一些由传统的电力系统及其自动化、电机与电器专业为核心的高校有少部分仍以电气工程或电力工程为院系名称,极大多数以应用电子和电气并列为院系命名,但其教学内涵依然是偏重强电,就业领域以电网为主。但我国开设电气工程专业的高校有200多所,电网对人才吸纳有限,且各校的办学基础、行业背景差异较大,这些高校如何把握电气工程专业的建设,如何满足电气工程专业工程教育认证的要求,本文认为:由上述PSERC高校已通过认证的电气工程专业特点,有如下几点值得我们借鉴:
1.学校根据自身办学特点及行业背景,制定符合学校定位的人才培养目标和毕业要求。
2.将与电气工程专业相关的电子信息、自动化、计算机专业尽量设置在同一院系,便于交叉学科的研究和人才培养。
3.在电气工程基础课程体系中,扩展电子计算机技术、信号分析与处理、自动控制、网络通信等方面的课程,根据自身办学特点制定专业课程群,实现强电与弱电结合,学科交叉,互相渗透,加强基础、拓宽专业领域,提高学生的适应能力、学习能力,打造通才教育。
作者简介:井天军(1980-),男,北京人,中国农业大学信息与电气工程学院,讲师;杨建华(1963-),男,河南卫辉人,中国农业大学信息与电气工程学院,教授。(北京 100083)
基金项目:本文系中国农业大学教改项目(项目编号:11023)的研究成果。
中图分类号:G482 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)23-0106-02
高等学校的专业建设是其人才培养基础和保障条件,也是反映高校办学水平和竞争力的一项主要指标,而特色专业因其所具有的独特性、创新性以及不可替代的特征,决定了它必然是高等学校的特质资源与核心竞争力之一。[1-4]我国高等教育通过面向21世纪教学内容和课程体系改革,逐步推广国家新的发展形式下的人才培养模式。但如何结合本专业的最新发展动向,针对创新意识、动手能力和合作精神“三强”型人才的培养,并与行业内用人单位的岗位技能需求挂钩,在实践教学环节实现具有专业特色的人才培养模式仍值得探索。中国农业大学信息与电气工程学院根据当前电力系统发展特点,结合自身科研开发的历史积累,在深化实验、实习、课程设计和毕业设计等实践教学改革的同时,正在微电网实训基地方面探索服务于我国电力行业的“三强”型人才之路。
一、电气工程实践教学环节的主要问题
实践教学是电气工程类专业必不可少的环节,是学生将所学课本知识理论联系实际,锻炼学生创新能力和实践能力的一种基本训练。然而实践教学中存在一些问题,影响了实践教学的效果。
1.校内实践环节设备的局限性
受到经费制约,校内实践环节的硬件设备普遍存在老化、维护不足等问题,实践的方法、方式和手段无法紧跟当前电气工程领域的发展,严重阻碍了实践教学效果与质量的提高。
2.校外生产实习的局限性
目前受到学生人数和电力企业安全生产的限制,电力企业现场很难接受学生真正进入运行班组进行跟班实习,只能短期安排学生参观电力生产运行的基本过程,现场学习收获有限,实习效果与教学目标不佳。此外,电力系统涵盖发、变、输、配、用电各个环节,而校外生产实习受实习现场条件、实习经费和实习时间等各方面的限制,学生实习只可能了解上述某一个环节,无法从全局了解电力系统整体生产、运行、控制和保护之间的内在关系,更无法进行电气设备的操作、维修和调试。这些实践环节的缺失既影响了学生的学习兴趣,也无法结合所学理论知识去发现问题、解决问题,制约了在实践教学环节中对学生创新和实践能力的提高。
二、微电网的发展与实践教学环节的结合
随着电气工程领域的科技发展和电气工程教育实践教学方案的改进,不少高等学校都在新能源发电及节能减排新形势下探索新的人才培养模式。[5,6]
1.电网的发展需要高校教学与时俱进
在电网规模不断扩大,逐步发展成集中发电、远距离输电的超大互联系统的同时,电网运行的稳定性和安全性趋于下降,而且难以满足多样化供电需求。另外,对全球常规能源的逐渐枯竭、环境污染等问题的担忧却日益突显,环保、高效和灵活的分布式电源广受青睐。
2.微电网作为未来电网发展方向之一需要增强教学环节与之配套
为协调大电网与分布式电源间的矛盾,充分挖掘分布式电源为电网和用户带来的价值与效益,提出并不断发展了微电网的概念。[7]微电网作为一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。微电网技术涉及电力系统运行控制、电力电子、储能变流控制、分布式发电控制、网络通讯和数字信号处理等专业方向内容,微电网教学需要在现有高校教学框架的基础上,通过实验教学等环节培养电气工程的“三强”型人才。[7-9]
三、微电网实验教学建设内涵
1.微电网实践教学发展应依托于电气工程学科的发展
教与学是综合的系统工程,微电网实践教学环节由于具有较强的交叉性,不一定需要通过课程的形式开展,可以通过相关课程的渗透,借助实践教学环节有效开展,避免内容重复,提要教学效率。微电网实践教学环节立足于培养当代电气工程新型技术人才,通过相关“电力系统分析”、“继电保护”、“电力电子技术”、“电力系统调度自动化”和“单片机原理”等核心课程的交叉,以从事微电网相关科研工作的教师为主体面向高年级本科生进行教学与课程实践工作。
2.微电网实践教学环节促进特色专业建设的发展
特色专业建设是进一步优化高校专业设置,提升专业建设整体水平,提高人才培养质量、效益和人才竞争力的重要手段。建设特色专业首先必须确立自己的特色,并且不断加以深化完善和升华。特色专业建设目标应包括教学、科研和社会服务三个方面,符合社会人才需求的现状和变化趋势,应与学校的办学方向、层次、规模、能力和特色相适应。
微电网由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置等汇集成小型发配电系统。从电气工程特色专业建设方面来看,微电网从技术上具有先进性,另外,微电网是小型自治系统,有助于帮助学生理解大电网的工作过程,使学生在电力系统知识学习中具有全局观。此外,微电网系统容量小,实践教学中的物质条件要求少,易于展示,便于通过操作实现互动。
3.微电网实践教学环节与电气工程其他专业方向的关系
微电网教学内容是多门核心课程的交叉点,如果在教学中采取专门课程讲授,可能会导致多课程内容的重叠。此外,微电网教学与实践联系紧密。因此,可以通过其他课程内容的引申和渗透,从基本原理解决微电网教学难点,通过实践环节开展微电网的学习。
四、微电网实践教学实训基地建设
1.微电网实践基地建设
(1)校内实践基地。借助学校“985”建设资助的电气工程创新平台和国家“十一五”科技支撑科研平台,目前已经实现在院科研教学楼顶层安装400W风电机组和5kW光伏并网发电阵列,并实现了微电网典型发电设备的数据采集、存储与调用,为微电网实践教学提供了必要的素材。另外,在院实训中心开设了电气工程实训中心,用于微电网可视化教学展示与有关实验课程。
(2)校外实践基地。通过国家“十一五”科技支撑和“863”科研项目等示范工程,设立校外实训基地,定期组织学生参观、操作和维护,了解实际微电网的应用效果,区别于实验室环境,帮助学生熟悉实际环境中运行的问题与解决方法。
2.微电网专题讲座
针对高年级本科生开设有关微电网规划、电气设计、运行控制策略设计、实际运行案例分析等内容的讲座,帮助学生实现从基本专业知识到微电网相关知识的转化,锻炼学生知识迁移能力,为学生在今后的工作中不断学习新知识奠定基础。
3.微电网实训课程开设
(1)光伏发电实训。选取分布式发电中具有代表性的光伏发电,开设分布式发电实训。实训中分发电资源模拟、光伏发电控制、负荷控制及系统运行分析等项目,使学生通过实训理解分布式发电因发电资源特点所产生的波动性,微电网并入主网及微电网设计储能设备的必要性等。
(2)微电网运行监控实训。采用图1所示系统结构,开发微网监测软件,集成已有气象数据、发电数据,实现界面显示直观清晰。建立微电网监测数据库,包括气象数据、可发电功率计算数据、风力发电数据、光伏发电数据及电网运行数据。
(3)微电网运行控制测试实训。为了帮助学生掌握微电网运行中各组成部分之间的相互影响,通过可操作的微电网实验系统试验,展示系统各部分工作原理,通过学生进行离并网切换实验、发电控制实验、并网同步实验及黑启动实验熟悉电网、储能、发电资源及负荷发生变化后对系统各部分的影响。
五、微电网实践教学与本科学生职业规划
我国大学生就业有国家在转变经济发展方式和调整经济结构的过程当中形势严峻的大背景,但通过教学方式的转变可以帮助学生找到明确的定位,有针对性的提升自己的专业技能和行业经验。
微电网涉及了电力系统发、变、输、配、用的多个环节,微电网实践环节可以帮助学生通过实习操作掌握电力系统工作的行业特点。在教学中以微电网涉及的点为线索拓宽学生在电力系统知识方面的广度,使学生通过实践与实习可以更好地发现自己的兴趣点,可以起到引导学生在较高专业水平上进行职业规划的作用,帮助学生树立战胜就业难的信心及实力。
六、结论
特色专业建设是高等学校深化教学改革、特色强校的重要要素。进行特色专业的实训基地建设,是高校在高等教育大众化新形势下得以生存和发展的重要战略手段。微电网代表了电气工程发展的新方向之一,同时表现了较强的综合性和实践性,适宜通过特色专业建设增强。同时微电网实践教学的形式灵活多样,可操作性强,易于激发学生学习兴趣,引导学生全面掌握专业知识,培养创新意识、动手能力和合作精神,合理进行职业规划。
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电气工程及其自动化专业是顺应国家生产和人们生活现代化需要的一个新专业,社会对高级电气工程师的需求量呈上升趋势,然而,合格的电气工程及其自动化专业应用型人才却非常缺乏。究其原因,一是电气工程的自动化、网络化、智能化是随着微电子、信息技术和计算机技术的发展而发展起来的比较年轻的新专业,因为年轻,使得该专业的师资谈不上资深,特别是自动化方向;二是旧的人才培养模式,重理论轻实践,重传统轻创新,束缚和局限了该专业教师队伍的建设和发展。
首先,本专业的师资来源,科班出身的不多,许多教师都是相近专业学科转化而来的,俗话说,隔行如隔山,尽管是相近学科,要转化也是需要过程和时间的。其次,大多数教师是大学毕业或研究生毕业后直接到高校任教,由学校到学校,理论上或许很强,但自身缺乏实践经验,让他们培养出高素质应用型人才似乎有点不切实际。第三,高校扩招,师资队伍总量不足,科研、教学工作量过重,压力太大,教学质量难以保证。
二、高素质师资队伍的建设
人才培养,教师为本,电气工程及其自动化专业是一个理论与实践、知识与技能结合的非常紧密的一个专业,对师资的要求也很高。而且,要培养适应地方经济建设的理论知识扎实、实践能力强、能在电气工程相关领域工作的高级应用型专门人才,就必须要有理论基础坚实、专业知识丰富、实践能力过硬的集素质高、内涵深、能力强于一体的教师群体。因此,必须重视和加强高素质师资队伍的建设,其途径与方法大致如下:
1、完整的师资队伍建设规划或计划。任何事情不可能一蹴而就,师资队伍建设是长期性、渐进性的一项工程,必须有一个总体规划、培养目标和方案。也就是说,以教师队伍建设为核心,确立教师的主体地位,把高素质、高水平的学术带头人培养作为专业建设和发展的关键。要继续引进高学历、高素质、高技能的优秀人才。在几年内,本专业教师的学历、知识水平要达到一个什么目标,通过何种办法和措施来保证目标的达成必须做到心中有数,有一个远期规划和近期计划。
2、夯实理论基础,提高专业知识水平。随着信息技术的发展,电气工程及其自动化专业的自动化、网络化、智能化的广泛应用,我们教师仍然抱着旧的书本知识教学生是不够的,教师就应该走在学生的前面,夯实理论基础,提高专业知识水平,掌握最新前沿知识,才有资格教学生。除了自学外,应该定期地、有计划地让教师继续深造,读研、读博或专业培训;开展教学比赛,通过相互观摩、评议,研讨教学内容、实验方法,取长补短,提高专业教学水平。
3、加强教师实践技能的学习和提高。实践是工科专业的根本,实践教学和理论教学同等重要,就像人的两条腿,缺一不可。光有理论或光有技能都是不行的,教师除理论知识外,还要多到生产一线参与企业技术开发,积极申报科研课题或参与校企合作工程项目。在实践中加强学习,让理论回归实践,反过来实践又强化了理论,打造和建设一支“教师+工程师”的双师型教师队伍。
4、加强学术梯队的建设。要提高教师队伍的学术水平和实践能力,一定要加强电气工程及其自动化专业的建设。教学水平高、效果好的教授、副教授要有计划地引导和培养青年教师,同时在进行课题研究或解决企业实际问题项目中,要组织团队攻坚,形成一个团结协作,结构合理的专业师资梯队和学术梯队。
5、加强电气工程及其自动化专业教师现代教育技术培训。教学生自动化,而自己不能使用现代教育技术和方法的教师是不称职的。作为该专业教师,除了基于计算机媒体技术的多媒体教学外,还要掌握网络教学,远距离教学等多种形式。通过图像、动画、影片等形式演绎出来,使学生能更直观、更深刻的理解和认识,这就需要一批掌握该专业现代化教学方法的教师队伍。因此,要鼓励和支持教师积极参加相关教学技术培训和研讨会,提高职业素养和现代化教学方法运用水平。
电气工程专业主要特点是强弱电结合、软件与硬件结合、理论知识学习与实践应用能力培养相结合。随着社会经济和科学技术的发展,对于电气工程及其自动化专业学生的知识结构而言,培养范围不仅要有一级学科“电气工程”的特色,应具备“强弱电”的知识结构,而且也应当具备较广的人文、社会等方面的知识,有较强的实践动手能力。因此要加快实验室建设步伐,逐步实现实验教学条件现代化,必须积极开拓,建好一批有层次、相对稳定的实习教学基地。
1 电气工程及其自动化专业课程体系的探讨
随着科技的发展,电气工程的学科结构、研究领域、技术领域发生了很大变化。电气工程愈来愈多地应用信息技术、计算机技术、通信技术、电力电子技术和自动化技术,电气工程及其自动化专业内涵也发展演变为强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合。要求培养的学生具有解决电气工程与自动控制技术问题的基本能力。电气工程学科的主要任务是提高电力系统和用电设备的技术含量和运行质量,提高运行的合理性和可靠性,提高运行效率。弱电知识需要越来越多,强弱电融合是电气工程专业教育的必然趋势。电气工程及其自动化专业课程体系的构建:
1.1 根据培养目标确定对学生知识结构和能力结构的要求
根据培养目标,学生应该具备的主要知识结构和能力结构为:第一点是要求掌握比较扎实的数学、物理等自然科学的基础知识,具有较好的人文社会科学基础和外语综合能力;第二点是要具有系统地掌握电路理论、电子技术、电力拖动与控制、计算机基础及应用等专业知识,具有解决和处理企、事业单位中日常电气控制与运行的技术能力;第三点是应获得较好工程实践训练,具有较熟练的计算机应用能力和较强的工作适应能力,具备一定的科学研究、技术开发、实际工作能力;第四点是掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的市场分析和决策能力,通过锻炼能够在企、事业单位从事管理与决策工作。
1.2 如何构建课程体系
按专业培养目标和培养方向,结合用人单位对专业人才素质、知识和技能的要求,要根据学生应具备和达到的知识结构和能力结构构建课程体系,课程的设置和专业教学内容不是毫无联系的排列,研究课程的内在联系,形成条块清晰而又相互融合的专业体系结构是必需的。根据本专业特点,除了公共基础课程大平台外,涉及本专业的课程可划分为四个课程群:电子技术课程群、计算机应用技术课程群、自动控制课程群、电机与电能系统课程群。
电气工程学科的快速发展与应用离不开电子技术的飞速发展,所以本专业应加强电子技术课程设置并优化其教学内容,特别是应加强集成电路、超大规模集成电路、可编程超大规模集成电路CPLD等内容的学习。由于自动化的发展一直都是借助计算机技术的发展而发展的,所以工业自动化的前途在于计算机技术服务于控制技术的发展,因此从小的控制装置到大型的控制系统都要应用计算机技术。课程设置包括计算机应用基础、程序设计、微机原理及应用、单片机原理与接口技术、嵌入式处理器及操作系统、数字信号处理器(DSP)原理及应用、工业计算机网络等。另外工业工程系统实现的重要原理及技术,对于促进学生专业思想的形成,理解专业构建的体系以及对今后的控制工程应用都是十分重要的。
按照学生学习过程中的认知规律和实践教学自身的客观规律,与学习的不同阶段相对应,研究建立了四层次结构实践教学体系。它的层次性体现于从低年级到高年级循序渐进、由浅入深,从认识性实践,到验证性、设计性、综合性及创新实践。培养具有工程素质、创新能力和较强动手能力,能独立分析解决实际问题的应用型高级人才,不仅在理论教学中应致力于理论的应用,更重要的是加强实践环节,建立知识和能力并重、实验教学与理论教学有机结合,而且相对独立的实验教学体系。
2 加强实践教学管理
首先通过对课程的优化,减少验证性实验,增加综合性、设计性实验和系统性的实习环节。通过开放性实验和创新学分平台,开展个性化实践教学改革,让学生根据自己就业意向、实习兴趣和特长,选择实验内容和设计方案,组织实验和实习教学。在系统的实习过程中要求学生完成从元件的选择到系统的组装,从单元电路调试到系统调试,使其具有系统实践应用能力。
2.1 要抓紧实践教学的质量
在合理构建实践教学体系中,努力建设相对完整、与理论教学联系紧密的实践教学体系。实践教学内容的更新,必须注重加强对学生创新思维和综合能力的培养。要对现有的实验教学内容进行整合,进一步减少验证性实验,增加综合性、设计性及研究创新型实验。要充分利用网络等现代化技术及先进的教学手段,积极使用计算机教学软件和多媒体教学课件,推广运用虚拟仿真技术和实践相结合,并逐步建立以学生为主体、以学生自我学习和训练为主的实践教学开放教学体系,并逐步扩大开放教学的比例。不同类型的实践教学环节(实验、实习、课程计、生产实习、毕业论文与毕业设计等)在教学计划中的学分、顺序及时间分配等方面要符合培养目标要求,要与相关课程保持协调一致的关系。
2.2 要保证实践教学基本条件
我们一方面要聘请基地所在单位的专家、专业技术人员和管理干部一起参与实习教学环节的管理和指导;另一方面积极帮助基地所在单位开展员工技术培训、科技开发和科研等工作,使实习基地同时成为科技开发和人才培训基地。在互惠互利的基础上,不断拓展校外实习基地建设的新道路。以实现加快实验室建设步伐,逐步实现实验教学条件现代化的目的。实践教学各环节的规范化管理是保证实践教学质量的基本前提。理顺管理体制,建立与完善实践教学评价体系,是提高实践教学质量的重要措施。
3 电气工程及自动化专业培养目标及方法
基础课一定要给较多学时,让学生牢固掌握,为后续课程的学习和自主学习提供有力的保障。专业课的门数较多,学时较少,主要给学生介绍专业内容和国内外发展动向。在重点、难点讲解的基础上,激发学生的学习兴趣,培养学生的自学能力和终生学习思想。电气工程专业在一定程度上要进一步拓宽专业口径,新的强电专业的人才必须掌握更多的信息技术、自动化技术和计算机技术。遵照教育要“面向现代化,面向世界,面向未来”的精神,贯彻德智体全面发展, 培养基础理论扎实,知识面宽,重视理论联系实际,强化实践动手能力,重视自学能力、创新能力和“复合型”“应用型”人才的培养。针对电气自动化技术的不断发展变化,理论教学内容也应进行适当调整,删除一些陈旧落后的技术课程,加入一些最新技术和当前应用比较广泛的技术作为课堂教学内容。
为使我们培养的人才能顺利进入市场参与竞争,高等学校的毕业证书和学位证书是毕业生获得从事相应专业工作的必备的两张准入证。专业人员职业资格证书(高级维修电工)是毕业生获得从事相应专业工作的又一准入证。在此基础上学生走向社会,经一段时间的工作锻炼,可向注册工程师等有关的专业技术人员职业岗位的资格认证努力。
4 结语
世界科学技术迅猛发展和信息时代的到来,对我国高等人才的规格和质量要求也越来越高。另外,我国社会主义现代化进程及经济发展的需要,使高等人才的培养面临着新的挑战。在人才培养过程中,我们应注重强电与弱电结合、软件与硬件结合、元件与系统结合、运行与制造结合,使学生毕业后的就业有很强的适应性,既可以从事电力系统及其相关领域的工作,也可以在自动化及信息技术领域从事工程设计、研究开发、系统运行等其他方面的工作。