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電氣工程學科內涵優選九篇

時間:2023-08-03 16:18:29

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電氣工程學科內涵

第1篇

關鍵詞:電氣工程技術;電氣學科;發展

一、電氣工程技術的發展史

電氣工程(Electrical Engineering)是現代科技領域核心學科之一,傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。

1.電磁學理論的建立及通訊技術的發展

大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識,天然磁石吸鐵是人類對磁現象的最早觀察,然而,人類對電磁現象的研究始于16世紀的英國,1663年德國科學家蓋利克發明了摩擦起電的儀器,1729年英國科學家發現電荷可以通過金屬傳導等等,這是人類對電的早期實驗,之后又出現了一系列具有里程碑意義的發現與發明。

任何科學發明與發現都是許許多多的科學家不懈努力的成果,德國物理學家歐姆、高斯、赫茲,美國物理學家亨利,俄國物理學家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻。

電磁理論的建立為無線電通信揭示的發展奠定了基礎,19世紀通信技術取得了突破性成果,先后發明了有線電報、有線電話和無線通信。

2.電工技術的初期發展

人類社會發展歷程中經歷了三次工業革命,對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業革命從18世紀中葉到19世紀中葉,以瓦特發明的蒸汽機為標志,以機械化為特征,中心在英國;第二次工業革命從19世紀后半期到20世紀中葉,以工業生產電氣化為主要標志,其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”,其中心在美國和德國;第三次工業革命從20世紀中葉到21世紀初,以社會生產、生活信息化為特點,又叫新技術革命。第二次工業革命就是從電工技術初創和應用開始的。

3. 新技術革命對電氣工程技術的推動

20世紀中葉開始的第三次技術革命又稱為新技術革命,以核能、宇航和電子計算機這三大技術為主要標志。這個時期的主要理論是信息論、系統論和控制論,這三大理論的創立為通信工程技術和現代科學技術的研究提供了全新的科學方法。

(1)計算機的升級換代對電氣工程技術的推動。自19世紀第一臺計算機問世以來,經過幾十年的發展,計算機給人類社會帶來了翻天覆地的變化,人類社會從此走進了信息時代。

(2)電子信息技術的發展。電子信息技術是計算機技術和電信技術相結合而形成的技術手段。20世紀通信技術得到了迅猛發展,人類社會生活也由此發生了巨大變革,人類從此進入信息時代。

電氣工程技術發展史再次印證了這樣兩個真理:一是任何理論的創立和技術的進步都要靠眾多科學家甚至一代代人的不懈努力而實現,特別是在學科相互融合交叉的今天。二是科學技術的每一次重大突破都會導致生產力的跨越式發展和人類社會的巨大進步,科技是第一生產力,創新是社會發展的推動力。

二、電氣學科的發展

我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學的電機電工學科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機專科設立了電訊門,即我國最早的無線電專業,如今的電子信息及計算機專業群都是由此發展演化而來的。1932年,清華大學設置了電機系。建國后,我國建立了一大批以工科為主的多科性大學,其中大多設立了電機工程系。1977年以后,大部分高校的“電機工程系”陸續更名為“電氣工程系”,近幾年來,部分高校又把“電氣工程系”發展成為“電氣工程學院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同,但內涵有很大區別,我國大學一般都是強弱電分開,即電氣類與電信類分設在不同的學院。

100多年以來,電氣工程學科已發展成為覆蓋多門類交叉學科、應用領域廣闊的完善的學科,形成了強弱電結合、軟硬件結合、機電結合的學科特點。

國外發達國家電氣工程學科的發展呈現以下趨勢:

(1)在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今,信息技術以指數速度進步,它曾對電氣工程學科的發展起到了巨大的推動作用,還將為電氣工程領域的技術創新提供工具與技術支持,對電氣學科的發展產生了決定性作用。國外發達國家的著名大學(如耶魯大學、麻省理工學院等)大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院,以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。

(2)與其他學科不斷交叉融合,拓展了研究領域,大量的研究都是在跨學科領域開展的。

(3)與企業聯系密切,科技成果轉換能力強,引領產業技術更新。

三、電氣技術的發展趨勢

與電氣工程學科相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業,電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。

1.可再生能源技術

1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%,預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世紀,光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源――氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源,氫能有其他能源無與倫比的優勢:

(1)清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫,對環境沒有污染。

(2)儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。

(3)熱值高。單位重量的發熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源,但目前還處在實驗室階段,距工業應用還有一段距離。

2.輸電信技術

超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。

(1)超導儲能系統。將電能轉換為電磁能,利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統,其使用將提高電網的安全性。

(2)超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性,快速限制電力系統故障短路電流,保障電網安全。

(3)超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗,提高能源效率。

第2篇

關鍵詞:實驗室建設;學科建設;優化整合;新方法

作者簡介:朱海燕(1976-),女,安徽明光人,嘉興學院實驗室與設備管理處,助理研究員;張今朝(1971-),男,安徽廬江人,嘉興學院機電工程學院,講師。(浙江 嘉興 314001)

基金項目:本文系嘉興學院2012年度教改項目(項目編號:N85151260)的研究成果。

中圖分類號:G482 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)26-0104-02

學科建設一直是高等院校提升綜合實力的重要手段,也是自身不斷發展的終級推手;實驗室建設,是學科團隊進行教學、科研的物質支撐;而實驗室管理則是兩者結合的紐帶,是體現高等院校特色的重要方面。[1-3]

在浙江省諸多高等院校中,嘉興學院作為新建本科院校,幾年來充分利用浙江省高等教育發展機遇,竭力發揮學校辦學特色與優勢,堅持“質量立校、人才興校、科研強校”的辦學理念,走可持續發展的辦學道路,在實驗室建設、管理、師資隊伍建設、學科建設、科學研究水平、人才培養等方面取得了不菲成績。目前已經具備一定的辦學條件、辦學規模、辦學優勢,積累了良好的社會聲譽和社會知名度。

在新的歷史條件下,隨著大眾化高等教育不斷深化,學院在實驗室建設和管理中出現的薄弱環節間接地反映了團隊建設的不足。如何在學科建設中添加新的內涵,如何提升學科專業水平和綜合實力,如何挖掘實驗室建設中存在的豐富潛力,夯實實驗室建設的每一個環節,再反饋至學科團隊建設,形成一個健康良好的動態循環體系,是幾個急需解決的問題,因而有著極其重要的社會意義和現實意義。[4-6]

一、電氣類學科專業概貌

1.發展中初顯規模

嘉興學院機電工程學院電氣工程及其自動化專業,分為電力系統自動化和電機及電氣控制兩個方向,兩個學術基層組織:傳動與控制工程研究所、電氣裝備及其自動化研究所。近幾年來,無論在師資隊伍引進和實驗室平臺建設方面都有較大的發展,如圖1所示。從2008年至2012年間,電氣工程類實驗室建設經費從3100萬增長到3800萬元。

電氣工程及其自動化專業建設要以深化教學改革為動力,以培養具有較強創新能力的電氣工程高素質應用型人才為核心,以提高辦學水平和教學質量為目的,以師資隊伍建設為關鍵,以物質條件建設為保證,以相應的學科建設為依托,推動專業的建設和發展。在人才培養規格上體現強電與弱電相結合、電工技術與電子技術相結合、硬件與軟件相結合、元件與系統相結合。在人才培養模式上要體現優化課程體系,保證學生知識結構的質量;積極推進素質教育,強化實踐環節,努力培養出具有全面素質和競爭力的應用型人才。電氣工程及其自動化專業2009年被指定為浙江省高校重點建設專業。

2.需要解決的問題

(1)科研和教學環節的薄弱導致實驗室建設勢頭不足。大眾化高等教育背景下,作為地方高校,培養應用型人才一直是教學過程中遵循的培養目標。科研可以提升教學質量,但如何將科研和教學融為一體,相互促進,在實際操作中卻遇到問題,也反應在實驗室建設中,如:電氣工程及其自動化的兩個主要專業電力電子與電力傳動、電力系統及自動化近兩年擴大了實訓環節,但由于缺少高層次、高質量的項目支撐,很難將教學與科研融合起來,并落實到實訓環節的平臺上去。另外,很多教師還沒有把科研和教學很好地統一起來,從而導致教學與科研的矛盾不可避免,新建本科院校的教學工作量在客觀上一般偏多。于是一部分教師把主要精力放在教學上,對于科研只能是心有余而力不足;實驗室建設雖然在硬件上每年投入比較大,但教師的精力有限,很難承擔更多的實驗室建設任務。

(2)學科特色不夠明顯。學科建設一直是支撐高等院校的生存和發展之柱,也是體現高校培養能力和學術水平的重要源動力。新建本科院校學科建設基本是從零開始,從師資隊伍的組建到學科及專業拓展需要一個長期過程。如嘉興學院電氣類學科還沒有從傳統學科中走出來,也間接地反映在實驗室平臺建設中,將實驗室建設與當前學科新領域新產業聯系起來,發揮新的優勢,體現新的特點,也需要長期的積累和沉淀。

(3)師資緊缺、力量分散,實驗室建設內容不夠豐富。教學和學科活動中,師資力量一直是最為核心的問題,對實驗建設和管理質量也有直接的影響。學科建設在實質上還是人員的最優整合過程,作為地方高校,重視人才引進,加強教師隊伍的培養教育,是保證學科發展壯大之根本。但由于新建本科院校科研平臺較低,特別是近年來對于引進人才的要求更為嚴格,待遇提升空間不大,一部分科研能力較強的人才難以引進,造成一些緊缺專業如電力系統、電力傳動等師資力量嚴重不足。即便引進一部分師資力量,但存在專業不對口,研究方向分散的隊伍結構問題。因而在實驗室建設過程中,建設方案缺少更多師資的參與,方案論證比較粗糙,嚴謹性不夠。結果造成建設的專業性和可操作性存在一定缺陷,設備的組合不夠完善,內容不夠豐富。

二、實驗室與學科團隊建設的幾點思路

1.實驗室建設促進學科團隊建設

電氣工程學科是一個傳統型學科,國內不乏名校在該學科領域內一直占領先地位。新建本科院校的共同之處在于學科積累不多,基礎薄弱,短時期內很難縮小差距,需要培育團隊的研究特色,凝煉團隊的優勢與亮點。以嘉興學院電氣工程學科建設為例,在繼承傳統學科精華的基礎上,集合新時期學科建設與人才培養的新需求,如圖2所示思路,應做好以下工作。

(1)學科團隊參與實驗室建設,找到自身薄弱環節,并加以提高。實驗室建設不是一個簡單創建流程,而是從方案的設想、論證、建立以及使用提高的過程,同是也為下一輪建設提升做準備,學科團隊共同參與實驗室建設,是不同專業和方向有機整合的過程。如電力電子與傳動學科實驗室,在籌建之初,參與方案制定的團隊進行了分工,成員涉及到的不同研究方向包括電力電子、電力傳動、控制工程、電子信息、數據傳輸與總線技術等。實驗室建設小組其實是學科團隊的一部分,大家充分發揮自身優勢,取長補短。實驗室平臺是學科水平提高的物質基礎,在實驗室建設過程中,科研水平也得到相應的提高。

(2)將跨學科專業特色在實驗室建設中體現出來。從學科特色出發,集合本學科專業特點,尋找新的學科銜接點,拓展跨學科專業。打造新型的實驗室平臺,提高學科層次,如電機領域可以與故障診斷、噪聲處理、汽車工程等領域相集合,經過一段時間的積累,完全可以形成自己的學科特色與優勢。另外,圍繞實際生產過程的各種機電控制與信號檢測及信息處理問題展開研究,研究實現生產過程各物理量檢測的新原理、新方法和處理信息、實現控制的新原理、新技術。以新型復雜電氣系統的研究為主線,應用嵌入式系統技術提高電子系統的實時處理速度、可靠性和集成度,研究多電機協同控制和研制新型節能電機和新型傳感器等。

(3)集中團隊力量,建設好實驗室研發平臺,申報高層次的科研項目,打造標志性科技類成果。通過近幾年的課題申報結果來看,電氣工程學科團隊拿到的省級、國家級項目偏少,原因是多方面的,其中主要包括實驗室環節中研究平臺的薄弱,缺少技術成果的積累。集中力量挖掘實驗室平臺的研發潛力,以提高團隊實力,夯實學科基礎。

2.學科團隊參與企業交流,擴充實驗室“產、學、研”空間

優秀人才下企業活動是近年來新建本科院校與企業合作的新舉措。特別是一些剛畢業的博士已具有一定的科研能力,是高校學科團隊的中堅力量。讓這些博士參與企業生產或產品開發活動,參加一些難題的攻關研究,了解相關領域在國內當前的發展狀況,將企業信息反饋至工程研發環節,并和實驗室建設項目結合起來,創辦研究基地,加強橫向、縱向課題合作,其成果必然為學科的拓展增加新的內涵。

(1)積極參與企業產品研發,優化學科團隊結構,創建實驗實踐示范中心。學科團隊不能閉門造車,科研項目中涉及到的實踐環節,可以有針對性地帶到企業中去,結合企業的生產實踐和特點,對學科團隊進行合理調整和優化,將實驗室平臺與實踐需求接軌,加強實驗室建設,提升層次。

(2)創建校企合作平臺,通過“軟引進”方法將企業高層次人才融入學科團隊中來,互通科研信息,聯合申報高層次課題,進行深層次合作。

(3)以研究所或技術研發中心形式,結合卓越工程師培養方式,將實踐教學與科研項目結合起來,為未來研究生教育打下堅實基礎。

3.學科團隊依托實驗室平臺彰顯教學特色

新建本科院校不同于資深本科院校,主要區別之一是新建本科院校以教學為主,重在培養應用型人才,以服務地區經濟為主要基石。教學是第一位的,提高教學質量是培養高水平人才的根本舉措。在考慮教學與科研的協調問題上,團隊在組成上需要進行有效分工,年紀偏大、職稱偏高、教學經驗豐富的教授可以肩負主要教學任務,對于團隊的科研情況做總的方向性指導;而年輕力壯、精力充沛、有科研潛力的教師主要擔負科研攻關任務,教學工作量可以適當放寬。教學上以實驗室平臺為支撐,適當擴大開放性課堂課時,將科研成果結合課程大綱教學內容,有針對性進行項目性、多模塊教學模式。

三、結語

近年來,隨著大眾化高等教育的推進,高校之間的競爭也日益加劇,使得教師面臨的教學科研壓力也呈現前所未有的勢頭。電氣專業是應用性和實踐性很強的專業,實驗平臺建設的內容和發展,直接反映了團隊建設的內涵和層次。大力促進實驗室教學和科研平臺建設,建立一支技術過硬的專業技術人員,并根據自身特色購置先進的實驗設備,與團隊建設相適應,形成一支前沿理論有開拓,實驗平臺可支持的學術梯隊,將學科與實驗室建設緊密結合,不斷優化。

參考文獻:

[1]楊德磊,劉凌云,馬長波.新建本科院校學科建設的對策與措施[J].教育理論與實踐,2010,(18):10-11.

[2]李喆.談地方高校內涵式發展的八對關系[J].中國高等教育,

2012,(8):16-18.

[3]史作安,李憲利,徐柳明.發揮學科建設優勢提高本科教學質量[J].實驗室研究與探索,2010,29(1):86-86.

[4]管志強,李獻濤.應用教學型高校如何優化創新人才培養體系[J].中國成人教育,2012,(16):35-37.

第3篇

關鍵詞:電氣工程技術;電氣學科;發展史

中圖分類號:F407文獻標識碼: A

一、電氣工程技術的發展史

電氣工程(Electrical Engineering)是現代科技領域核心學科之一,傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出這一范疇,如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發展程度直接體現了國家的科技進步水平,因此,電氣工程的教育和科研在發達國家大學中始終占據重要地位。

1.電磁學理論的建立及通訊技術的發展

大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識,天然磁石吸鐵是人類對磁現象的最早觀察,然而,人類對電磁現象的研究始于16世紀的英國,1663年德國科學家蓋利克發明了摩擦起電的儀器,1729年英國科學家發現電荷可以通過金屬傳導等等,這是人類對電的早期實驗,之后又出現了一系列具有里程碑意義的發現與發明。

(1)庫侖定律。1785年法國物理學家庫侖通過扭秤測量靜電力和磁力總結出:兩個電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比,與它們所帶電荷量的乘積成正比,這就是著名的庫侖定律。這一發現的歷史意義在于它標志著人類對電磁現象的研究從定性階段進入了定量階段。

(2)“伏打電池”。1799年意大利物理學家伏特經過反復實驗發現把任何潮濕物體放到兩個不同金屬之間都會產生電流,一年后伏特發明了世界上第一個電池,自此人類對電的研究由靜電擴大到了動電,開辟了電學研究的新領域。

(3)奧斯特發現電流的磁效應和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發現通電鉑絲周圍的小磁針發生輕微晃動,之后他經過反復實驗證實了這一發現。其后安培進行了更深入的研究,提出了右手定則,發現了電流方向與磁針轉動方向之間的關系。安培還通過實驗發現了兩個通電導體和兩個通電線圈之間相互作用的規律,從而奠定了電動力學的基礎。

(4)法拉第發現電磁感應。英國科學家法拉第是第一個成功完成磁生電實驗的人,并歸納出產生感應電流的五種情況:一是變化著的電流;二是變化著的磁場;三是運動的穩定電流;四是運動的磁場;五是在磁場中運動的電線。法拉第把這一現象叫做“電磁感應”。電磁感應的發現使生產電成為可能,至今,發電機、電動機、變壓器都是運用電磁感應原理工作的。

(5)麥克斯韋建立電磁場理論。英國數學家、物理學家麥克斯韋總結了前人的一系列成果,用數學方程式表示電磁場,建立了完整的電磁理論體系,揭示了光、電、磁本質上的統一,并預言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場理論經典著作《電磁學通論》是里程碑式的自然科學理論巨著。

任何科學發明與發現都是許許多多的科學家不懈努力的成果,德國物理學家歐姆、高斯、赫茲,美國物理學家亨利,俄國物理學家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻,本文不在一一類舉。

電磁理論的建立為無線電通信揭示的發展奠定了基礎,19世紀通信技術取得了突破性成果,先后發明了有線電報、有線電話和無線通信。

2.電工技術的初期發展

人類社會發展歷程中經歷了三次工業革命,對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業革命從18世紀中葉到19世紀中葉,以瓦特發明的蒸汽機為標志,以機械化為特征,中心在英國;第二次工業革命從19世紀后半期到20世紀中葉,以工業生產電氣化為主要標志,其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”,其中心在美國和德國;第三次工業革命從20世紀中葉到21世紀初,以社會生產、生活信息化為特點,又叫新技術革命。第二次工業革命就是從電工技術初創和應用開始的。

(1)直流發電機的誕生。1831年英國企業家研制出了史上第一臺發電機――蒸汽動力永磁發電機;1832年法國科學家匹克斯發明了世界上第一臺直流發動機;1866年西門子發明了自激式勵磁直流發電機;1870年格拉姆發明了實用自激直流發電機,結構可靠,電流穩定,輸出功率大,被各國廣泛采用作為照明燈電源。

(2)遠距離輸電和電力工業技術體系的初步建立。1875年法國巴黎火車站建成世界上最早的一座火力發電廠。愛迪生不僅發明了燈泡,他還在1882年建立了美國第一家直流發電廠,裝有6臺直流發電機,通過電纜輸送照明用電,不過當時的最大輸送距離只有1.6km。之后愛迪生還建立了一座水電站,形成了電力工業體系的雛形。

(3)交流發電機電荷電動機的誕生。1876~1878年俄國人亞布洛切科夫成功試驗了單相交流輸電技術。1885年,英國工程師菲爾安基設計的第一座交流單相發電站建成。同年,美國人威斯汀豪率領的團隊完成了交流發電、供電系統,并創建了交流配電網。1883年,美籍電氣工程師特斯拉發明了世界上第一臺感應電動機,5年后他又發明了兩相異步電動機和交流電傳輸系統。1888年,俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發明了三相交流制。1891年,德國安裝了世界上第一臺三相交流發電機,并建成了第一條三相交流輸電線路。自此,三相異步電動機得到了廣泛應用,電能逐步取代了蒸汽成為動力源,電力工業得到了迅速發展。

3.電工理論的建立

(1)電路理論的建立。關于電路的早期研究有:1778年伏特提出了電容的概念,給出了導體上儲存電荷的計算方法Q=CU;1826年歐姆發表了歐姆定律;1831年法拉第提出了電磁感應定律;1832年亨利提出了磁通量計算公式。

1845年德國物理學家基爾霍夫提出了關于任意電路中電流、電壓關系的基本定律:電流定律(任意時刻電路中任何一個節點的各條支路電流的代數和為零);電壓定律(任何時刻電路中任意一個閉合回路的各元件電壓的代數和為零)。這兩個定律發展了歐姆定律,奠定了電路系統分析的基礎。

1853年英國物理學家湯姆遜推導出了電路震蕩方程,并得出了萊頓瓶發電過程中電流在反復震蕩且不斷衰減的結論,并計算出震蕩頻率與R、L、C參數之間的關系,奠定了動態電路分析的基礎。1855年,湯姆遜還建立了長距離電纜的等效電路模型。

1893年美籍電氣學家施泰因梅茨提出了計算交流電路的方法――“相量法”,其實用、易懂,至今在分析正弦交流電路時依然沿用此法。

其間,赫爾姆霍茲提出的等效發電機原理、基爾霍夫建立的長距離架空線路參數電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態過程運算法、傅立葉用數學方法建立的熱傳導定律等等都對電工理論的豐富和完善起到了重要作用。

(2)電網絡理論的建立。通信技術的興起推動了電網絡理論的發展。1924年,福斯特給出了電感和電容二端網絡的電抗定理,建立了由給定頻率特性設計電路的電網絡理論。

1945年美國科學家伯德總結出了分析線性電路和控制系統的頻域分析方法。1953年梅森創建了采用信號流圖分析復雜回饋系統的方法,并被廣泛應用。20世界50年代美國科學家達默制成了第一批集成電路,從此電路理論中增加了對含源器件的電路分析和綜合。20世紀70年代在L.O.Chua等科學家的努力下,器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀中期計算機的出現使電網絡的計算機輔助分析和設計成為電路理論研究中的基本手段。

4.新技術革命對電氣工程技術的推動

20世紀中葉開始的第三次技術革命又稱為新技術革命,以核能、宇航和電子計算機這三大技術為主要標志。這個時期的主要理論是信息論、系統論和控制論,這三大理論的創立為通信工程技術和現代科學技術的研究提供了全新的科學方法。

(1)計算機的升級換代對電氣工程技術的推動。自19世紀第一臺計算機問世以來,經過幾十年的發展,計算機給人類社會帶來了翻天覆地的變化,人類社會從此走進了信息時代。1952年出世的第一代計算機使用的是真空電子管,不僅體積巨大,而且耗電量驚人。1959年~1963年生產的第二代計算機用晶體管替代了真空電子管,大大提高了運算速度,減少了耗電量,減小了體積,運用在了軍事和科研領域。1964年~1970年生產的第三代計算機用集成電路替代了晶體管,不僅極大地提高了運算速度而且降低了成本,計算機開始進入到了普及階段。1971年至今生產的第四代計算機使用了超大規模集成電路,實現了計算機網絡化,計算機普及到了個人。計算機的升級換代推動了控制技術的發展,形成了計算機管理生產系統,提高了生產效率和產品質量。

(2)電子信息技術的發展。電子信息技術是計算機技術和電信技術相結合而形成的技術手段。20世紀通信技術得到了迅猛發展,人類社會生活也由此發生了巨大變革,人類從此進入信息時代。

1920年人們發現電離層對無線電短波有反射作用。1935年人們發現了雷達并廣泛應用于軍事和民用通信領域。1964年美國發射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛星,突破了大氣層對無線電波的屏蔽,實現了宇宙范圍的無線電通信。20世紀70年代計算機網絡系統的建立使人們開始通過互聯網獲取信息。20世紀80年代以后尋呼機和移動電話逐步得到廣泛使用,現今信息服務業已成為世界上發展最快的新興行業之一。

電氣工程技術發展史再次印證了這樣兩個真理:一是任何理論的創立和技術的進步都要靠眾多科學家甚至一代代人的不懈努力而實現,特別是在學科相互融合交叉的今天。二是科學技術的每一次重大突破都會導致生產力的跨越式發展和人類社會的巨大進步,科技是第一生產力,創新是社會發展的推動力。

五、電氣學科的形成與發展

按我國高等教育學科劃分,電氣信息學科類屬工學門類(門類編號08),其下設五個一級學科:電氣工程(一級學科編號0808)、電子科學與技術(0809)、信息與通信工程(0810)、控制科學與工程(0811)和計算機科學與技術(0812)。這五個學科有著相同的學科基礎,都是研究電磁現象及其應用的基礎學科與技術工程的綜合,電能的突出優點在于:它既是易于傳輸的工業動力,又是非常可靠的信息載體。電子科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術都是從電類專業派生出來的弱電學科,在19世紀末電工科學技術已形成了電力與電信兩大分支。

我國電氣工程一級學科下設五個二級學科:電機與電器(二級學科編號080801)、電力系統及其自動化(080802)、高電壓與絕緣技術(080803)、電力電子與電力傳動(080804)、電工理論與新技術(080805),電氣工程包含的專業基礎理論有電路原理、模擬電子、數字電子、微機原理與接口技術、單片機原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業理論有電力系統及其暫態分析、電力電子、電機學、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業供電、電力市場等。

19世紀末歐美大學先后設立了電氣工程(Electrical Engineering)專業,100多年來,其名稱雖然沒變,但內涵已隨著科技的飛速發展有了非常大的變化。過去歐美的電氣工程專業是以電力工程為主,現在電子技術和計算機已成為該專業的核心,美國一些著名高校甚至已不開設電力工程研究方向。有些大學把計算機技術從電氣工程系分離了出去,單獨成立了計算機科學系。

我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學的電機電工學科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機專科設立了電訊門,即我國最早的無線電專業,如今的電子信息及計算機專業群都是由此發展演化而來的。1932年,清華大學設置了電機系。建國后,我國建立了一大批以工科為主的多科性大學,其中大多設立了電機工程系。1977年以后,大部分高校的“電機工程系”陸續更名為“電氣工程系”,近幾年來,部分高校又把“電氣工程系”發展成為“電氣工程學院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同,但內涵有很大區別,我國大學一般都是強弱電分開,即電氣類與電信類分設在不同的學院。

100多年以來,電氣工程學科已發展成為覆蓋多門類交叉學科、應用領域廣闊的完善的學科,形成了強弱電結合、軟硬件結合、機電結合的學科特點。

六.國外發達國家電氣工程學科的發展呈現以下趨勢:

(1)在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今,信息技術以指數速度進步,它曾對電氣工程學科的發展起到了巨大的推動作用,還將為電氣工程領域的技術創新提供工具與技術支持,對電氣學科的發展產生了決定性作用。國外發達國家的著名大學(如耶魯大學、麻省理工學院等)大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院,以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。

(2)與其他學科不斷交叉融合,拓展了研究領域,大量的研究都是在跨學科領域開展的。

(3)與企業聯系密切,科技成果轉換能力強,引領產業技術更新。

七.電氣技術的發展趨勢

與電氣工程學科相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業,電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。

1.可再生能源技術

1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%,預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世紀,光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源――氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源,氫能有其他能源無與倫比的優勢:

(1)清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫,對環境沒有污染。

(2)儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。

(3)熱值高。單位重量的發熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源,但目前還處在實驗室階段,距工業應用還有一段距離。

2.輸電信技術

超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。

(1)超導儲能系統。將電能轉換為電磁能,利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統,其使用將提高電網的安全性。

(2)超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性,快速限制電力系統故障短路電流,保障電網安全。

(3)超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗,提高能源效率。

第4篇

關鍵詞:全日制專業學位;電氣工程;研究生培養;培養模式

作者簡介:桂淑華(1987-),女,江西南昌人,南京工程學院電力工程學院,研究實習員。(江蘇 南京 210000)

基金項目:本文系南京工程學院高等教育研究項目(項目編號:GY201220)、江蘇省高校哲學社會科學基金項目(項目編號:2013SJD880016)的研究成果。

中圖分類號:G643 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0014-02

為加強培養高層次應用性專業人才隊伍建設,教育部自2009年開始招收全日制專業學位碩士研究生,[1]各高校在原有專業學位培養方案的基礎上做出了一些針對性的探索和改革,使其培養模式在保持基礎知識深度的同時,更注重實踐環節的培養,然而在近幾年的實踐中也逐漸暴露了一些問題。針對電氣工程全日制專業學位研究培養現狀,如何更好地培養具有工程實際應用能力的電氣工程領域的人才,是一個值得積極探討的問題。該問題也得到了許多學者的關注。[2,3]

一、我國全日制專業學位研究生培養現狀以及存在的問題

1.我國全日制專業學位研究生培養現狀

研究生培養模式是指研究生培養所構建的知識、能力、素質結構以及實現這種結構總體運行方式,主要構成要素有培養目標、入學方式、課程學習、導師指導、科學研究、學位論文、培養評價等環節。[4]但是由于專業學位研究生培養的獨特性,其培養目標主要是面向經濟社會或行業發展需求,針對特定職業,注重知識、技術的應用能力,培養具有良好職業道德、專業能力和素養的特定社會職業的高層次應用型專門人才。從知識結構上看,其課程設置以實際應用為導向,以職業需求為目標,以綜合素養和應用知識與能力的提高為核心,強調理論性與應用性課程的有機結合。從評價標準上看,專業學位表征的主要是獲得者具備社會特定職業所要求的專業能力和素養,具備從業基本條件,注重與職業資格認證的銜接,其培養質量主要用行業標準和從業能力衡量,其學位論文可以采用多種形式,重在考查綜合運用科學理論、方法和技術解決實際問題的能力。由于專業學位的上述特點與傳統的學術學位有著較大差別,因此其培養模式不能照搬學術學位培養的經驗,而是各個學校根據各自專業特點,以應用人才的培養目標為導向,尋求合理有效的培養辦法。

2.目前培養模式實施中暴露的問題

目前各高校在培養全日制專業學位研究生時普遍采用了校企合作、聯合培養的模式,并形成一些有效的具體實施辦法。例如許多高校要求全日制專業學位研究生到企業完成半年到一年的專業實踐,在實踐過程中運用所學知識分析解決有一定難度的實際問題;有的高校采用雙師型師資結構,實現學校、企業雙導師制,利用學校和企業不同的資源和環境將理論知識和實際應用銜接起來。學校和企業如此深度合作在國內還未形成長期積累的經驗和普遍適用的規范,因此具體實踐起來會暴露出一些問題:

(1)知識產權問題,成果歸屬存爭議。傳統的學術學位研究生在整個研究生階段依靠學校培養,其所取得成果自然歸于所屬學校,但專業學位研究生有著學校學習和企業實踐兩種不同的培養經歷,甚至導師也是學校、企業雙師制,在研究生階段所取得的科研或技術成果的知識產權歸屬成為一個存在爭議的問題。

(2)技術問題,實踐內容難深入。在企業實踐階段,企業導師應當引導專業學位研究生,通過研究解決企業遇到的實際問題來提高能力,達到培養目標。然而,企業的專業技術往往是企業的機密,特別是一些正在攻克的問題更是高度機密,實習學生并不是企業員工,如果對企業機密涉入太深則對企業構成潛在威脅。因此,企業在對實習生培養上必然有所保留,實踐內容難以真正深入。

(3)企業管理問題,學生身份難定位。企業作為一個運營機構有其自身完備的管理機制,但其管理制度都針對內部員工,對來此實踐的學生缺乏約束力,又不完全適用,且存在學校與企業多頭管理的問題。學生在企業中的權力和責任不明確,導致身份難以定位。

二、南京工程學院電氣工程全日制專業學位研究生培養探討

南京工程學院電氣工程專業的專業教學有著悠久的歷史,是國家級特色專業建設點,該專業設有電力系統、繼電保護、電網監控、輸配電、供用電、電氣工程自動化六個培養方向,以強電為主線,實現強電與弱電結合、理論與實踐結合、技術與技能結合,將培養電氣工程及其自動化領域的“應用型”高級工程技術人才作為主要目標。學校對電氣工程全日制專業碩士的培養,依托新能源、電力行業,創辦具有電校特色、產學研緊密結合的優勢學科,從理論和實踐教學兩方面,在借鑒其他院校專業型研究生培養模式的同時,針對目前全日制專業學位研究生培養遇到的問題,對于如何根據學校實際情況培養和造就出具有實際應用能力,能在電力領域服務國家特殊需求的高層次專門人才問題進行了思考。[5]

1.構建合理的課程體系

學校充分認識專業學位與學術學位在培養目標、能力結構、評價標準上的區別,在課程體系設計上突出工程碩士的培養特點。在體系構架上采用模塊化:按培養方向劃分課程模塊,按模塊培養,有利于畢業生在相應領域方向就業。在課程類型上體現多元化:除常規課堂教學外,增設工程實踐和專題研究類課程,促進理論學習與實際應用相融合,體現實踐―理論―再實踐的螺旋式規律。在工程實踐上注重系列化:采用集中實踐與分段實踐相結合的方式,培養需要經歷基礎實踐、工程實踐、專題研究、畢業論文逐層提高的實踐環節,可以使學生受到工程師的完備訓練。具體課程體系如圖1所示。

2.實行開放辦學,促進校企合作,優化專業學位研究生培養的思路

對于電氣工程專業高層次應用型人才培養必須打破學校界限,整合學校、企業、科研院所的教育資源,優化培養環境,實現產學研融合。廣泛開展校企共建,形成體現行業先進水平的優質教學資源環境;學校、企業、政府共建“產學研聯合體”,形成“平臺共建、資源共用、成果共享”的可持續發展機制,促進產學研良性互動;依據產業結構調整學科專業布局,學科專業鏈對接產業鏈;企業參與人才培養全過程,依據產業技術發展,整合理論知識與實踐經驗,融合學科體系與職業資質標準,開發新課程,合編新教材;實行工學結合,交叉培養,實習實訓“雙指導”,畢業設計“雙導師”,培養質量“雙評價”。切實提高人才培養與產業需求的符合度。

要使專業學位研究生達到高層次應用型專業人才的水平,在培養方式上需要不斷優化,從實踐反饋中吸取經驗,促進校企合作培養的深化、細化。在此方面有些思路可供參考:

(1)權責分清,利益共享,調動各方積極性。校企合作培養中由學校、企業和學生三方構成了一個社會關系,且該關系是在學校和學生雙方關系基礎上建立起來的,在關系開始之前就應當將各自的權力義務劃分清楚,而最為有效的辦法就是事先簽訂三方協議。在以往的校企合作經驗中,聯合培養方面的經驗本來就不多,規范、協議并不完善,且一般都只有校、企兩方,后續實踐中可以考慮通過協議條款來劃分各方權責,保證各方利益,從而調動各方積極性,達到更好的培養效果。

(2)開放與約束并舉,實現深度合作、深入培養。企業培養學生的過程中,涉及到核心技術往往會“放不開”,原因在于缺乏約束。對于企業自身的員工,有勞動合同的保護,不用擔心由于人員流動等原因引起技術泄密,而在讀的專業學位研究生并非定向生,其畢業流向等都是未知之數,技術開放對企業是有風險的。解決這一問題需要在企業和學生之間建立信息安全保障機制,增強雙方約束力,從而提高雙方開放程度,企業可以放心利用更多的人才資源,學生可以掌握更深入的專業技術。

(3)在企業中建立專門的學生管理辦法。企業對其培養的學生建立日常管理規章制度,與學分掛鉤,對學生行為形成制約力;同時,企業對其培養的學生建立優招優遇機制,以實質優惠吸引這些已提前熟悉工作的學生加入企業團隊。

3.根據電氣工程專業特點,因材施教,因才選企

電氣工程是一門內容豐富、方向眾多的大型學科,涉及到電力系統、電機、電工技術等多個二級學科,每個二級學科又有許多專業方向,以電力系統為例,有發電、輸電、配電、電力運行、電力建設、電氣設備等多個方向。在本專業的專業學位研究生招生時,可以不把每個學生的培養方向都劃分到非常細致,而是在培養過程中綜合學生個人素質、個人偏好以及行業發展需求現狀,對方向選擇進行推薦和引導。借助合作企業的資源讓學生認識到各方向的真實內涵與內容,并幫助學生選擇合適的企業開展實習學習,最終達到為社會培養高層次應用型電氣工程專門人才的目標。

三、總結

電氣工程全日制專業學位研究生的培養到目前為止并沒有形成非常完善的培養模式,經驗的積累、新辦法新思路的嘗試仍然需要實踐的檢驗。把握教學定位、把握培養目標、把握專業特點是推進培養模式成熟化、高效化必須堅持的基本準則,也是在此方面優化和完善的思路來源。在教育部的大力支持和各高校的積極探索下,本專業的全日制專業學位研究生培養必將日趨完善,為經濟、社會的發展貢獻出更多的人才。

參考文獻:

[1]唐欣.全日制專業學位研究生實踐能力培養模式研究[J].中國電力教育,2013,(25).

[2]黎靜華.電氣工程學科研究生培養方法的思考[J].中國電力教育,2013,(16).

[3]李良碧.工科專業學位研究生培養質量提高途徑之探析[J].中國電力教育,2013,(25).

第5篇

關鍵詞:電氣工程;自動化;現狀

中圖分類號:F407文獻標識碼: A

前言

電氣工程及其自動化是我國的重點建設學科,從建國初期至今,我國從保障國家安全和社會民生以及經濟建設的角度出發,就對電氣工程非常重視。伴隨著我國高等教育在電氣工程方面的長期的投入,培養了大批電氣工程及其自動化領域的建設者,從而支撐起我國改革開放三十多年來社會經濟突飛猛進的進程,也進而推動了自身的完善和突破。

一、電氣工程及其自動化概述

1.電氣工程及其自動化的發展概述

電氣工程及其自動化是電氣工程領域的新興學科,在原有的電氣信息領域基礎上,跟隨現代科技發展的步伐,市場經濟建設的需要,其自身也開啟了自動化的進程。它本身既是一門較為復雜的交叉學科,又是現代電氣工程建設所依賴的技術基礎。電氣工程及其自動化起步于上個世紀70年代的美國,后伴隨著第三次科技革命的浪潮給各國在經濟建設領域貢獻了極大的價值。由于涉及信息與計算機技術,自動控制技術,電力、電工、電子、電機等基礎技術,故而電氣工程及其自動化需要進行內部的協調發展,通過不斷地技術優化組合和關鍵技術的突破以實現電氣工程及其自動化的不斷進步。隨著電網改造等一系列國家級重大電氣工程項目的建設開工,電氣工程及其自動化在我國也取得了長足的發展和進步。

2.電氣工程及其自動化的價值概論

電氣工程及其自動化已經深入到我國經濟發展的每一個細節中去,發揮著提高生產力,促進生產方式的優化革新,對國計民生有著突出的貢獻。筆者結合自身工作經驗認為電氣工程及其自動化在以下四個方面發揮著無可替代的積極作用。第一,在工業制造上,通過一系列的電氣工程及其自動化措施實現了遠程控制以及自動化高效率的生產;第二,在交通上通過電氣工程的改造,實現了軌道交通的提速和安全性保證,為運輸行業的蓬勃發展奠定了良好的基礎;第三,在民用領域,實現了大型電網升級改造,民用配電、安防系統等一系列民用設施的應用,提高了人民生活質量與水平;第四,在現代信息通訊上,電氣工程自動化設計無處不在,為國家安全和人民生活以及經濟建設做出有力保障。

二、電氣工程及其自動化的現狀

1.電氣工程及其自動化在技術領域的現狀

電氣工程及其自動化是一個跨學科的工程學專業,伴隨著第三次科技革命在世界范圍內的廣泛影響,人們的工作與生活也步入了電氣化時代,而電氣工程及其自動化則是順應現代市場經濟和生產力的需求而逐步開啟自動化元素,但其基礎技術支持依然未變,通過對電力系統的實驗與應用,電子技術的研發,計算機信息技術的廣泛應用,電氣工程及其自動化形成了一個較為龐大的多學科實踐體系。

1992 年國際電工委員會頒布了IEC6113-3標準,為全球各廠商在可編程控制器上提供了一套標準的國際化控制器編程語言,以實現了計算機系統開發下搭建開放的開發平臺,通過幾十年的技術經驗積累,結合智能儀表、可編程控制器、馬達啟動與控制器等一系列設備及技術,目前已形成了分布式和現場總線式控制系統,廣泛應用在生產生活中,伴隨著信息技術對各類設備的深入影響,現今電氣工程及其自動化還結合了多種傳感器和控制器以實現遠程監督與控制,從而大大提高生產效率和安全性。

2.電氣工程及其自動化在人才培養的現狀

我國在電氣工程領域的教育投入長期保持高度重視,建國初期便在整合院校資源時將電氣工程作為重點學科單獨重組院校,相繼建設了三大重點電氣工程學校,分別是華北電力大學、東北電力大學和上海電力學院。由于國家經濟建設的需要,在改革開放的三十多年間,電氣工程及其自動化幾乎成為各理工類高校必設專業,為我國電氣工程的建設與發展培養了大量的電氣工程師。但伴隨著我國產業升級和經濟結構調整,以及節能減排和產業創新等政策的提出,電氣工程作為基礎性行業也必將面臨新的挑戰,傳統的人才培養模式對于我國社會經濟發展形勢而言,已經暴露出創新實踐能力不足,設計開發思路傳統,技術平臺支持薄弱等現象,這些現象也急需在政府的引導下,企業和高校共同合作解決,從而帶來良好的社會經濟效益。

三、電氣工程及其自動化的現狀分析及個人觀點

1.電氣工程及其自動化領域培養模式需要與時俱進

我國現有的電氣工程及其自動化人才培養模式急需改進,在面對商業市場需求時,單純的理論成果或者實踐經驗無法單方面完成預定的項目目標,這就需要在其人才培養上重視卓越工程師的培養。現實的人才培養體系中,從該專業從事的工作分開進行理論和實踐的部分,已經不能適應我國龐大的產業升級需求了。所以筆者認為企業與高校要積極合作,同時吸取國際先進培養經驗,就未來的電氣工程及其自動化發展根據社會經濟發展趨勢做出預估,錨定人才培養方向,使電氣工程師既有理論研究水準,還有實踐創新能力,并在跨學科上擁有豐富的知識技術儲備,在高精尖領域有廣闊的視野,在設計思維和理念上有人文內涵。這一切都需要企業與高校積極營造良好的人才培養環境,夯實技術實踐基礎等系列措施來實現,以促進電氣工程及其自動化實現與時俱進。

2.電氣工程及其自動化需要實現重大課題的突破

電氣工程及其自動化的自我完善與進步來自于理論創新和實踐創新,而我國在進行著產業升級和經濟結構調整,面對即將消失的人口紅利,工業生產方式必將走向高科技、自動化的軌道,一大批工業企業將面臨電氣工程方面的重大改造甚至要求有突破性的創新設計和技術應用,而這些也正是電氣工程及其自動化完成自我進步良好機遇。憑借著廣闊的技術需求市場,我國在電氣工程及其自動化領域應該設立重大課題進行集中攻堅,抓住重點,實現我國電氣工程自動化的不斷進步。

3.電氣工程及其自動化需要搭建更加智能化的系統開發平臺

在面對商業市場的需求時,除了在大型課題上需求電氣工程的專業技術進步與突破,還要滿足一般企業和市場主體對電氣工程及其自動化的經濟型需求。為此,在信息技術日益發展的今天,搭建更智能化的電氣工程及其自動化開發平臺以實現低成本、高效益的目標,能夠滿足普遍企業追求經濟效益的訴求,也能大大提高我國各領域在電氣工程及其自動化方面的普及程度。

結束語

通過對電氣工程及其自動化的概念和作用進行簡述,并認為電氣工程及其自動化在現今面臨人才培養模式脫節,在個別領域因為經濟效益欠佳,行業技術普及程度還不夠高等現象,結合筆者自身經驗認為應該在電氣工程及其自動化人才培養上走向校企聯合、國際合作的大方向,在電氣工程自動化上要結合我國發展需要,積極實踐實現關鍵技術的進步與突破,同時還要兼顧中小企業在經濟效益上的訴求,結合現代信息技術的發展,搭建更加智能化的電氣工程及其自動化開發平臺以提供更高價值的技術支持,以取得良好的社會經濟效益。

參考文獻:

[1]劉海蛟.電氣工程及其自動化的發展[J].工業技術.2013.

[2]周煥涵.淺析電氣工程及其自動化的建設與發展趨勢[J].動力與電氣工程.2014.

第6篇

[關鍵詞]電氣工程;自動化;現狀;建設;發展

中圖分類號:TN830.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)02-0144-01

電氣工程及其自動化是我國的重點建設學科,從建國初期至今,我國從保障國家安全和社會民生以及經濟建設的角度出發,就對電氣工程非常重視。伴隨著我國高等教育在電氣工程方面的長期的投入,培養了大批電氣工程及其自動化領域的建設者,從而支撐起我國改革開放三十多年來社會經濟突飛猛進的進程,也進而推動了自身的完善和突破。

一、電氣工程及其自動化的發展概述

1、電氣工程及其自動化的發展概述

電氣工程及其自動化是目前電氣工程中新型且先進的科學技術,新時代下市場經濟建設對電氣工程及其自動化建設需求越來越高,推動自動化全面啟動。電氣工程及其自動化自身屬于一種比較復雜的學科,同時在電氣工程發展中又是一項不可缺少的技術。由于電氣工程及其自動化建設是依托信息技術、計算機技術、自動控制技術以及多種基礎技術相結合而成的新型技術,所以,電氣工程及其自動化建設若想取得良好發展,首先要對其內部進行科學、合理調整與搭配,將所含技術不斷優化,并不斷加強創新與突破,推動電氣工程及其自動化可持續性發展。

2、電氣工程及其自動化的價值概述

電氣工程及其自動化建設為我國經濟、社會發展做出巨大貢獻,在各生產行業中也有著非常重要的作用,不僅可以提升各個企業的生產力,同時也促進生產方式以及生產技術的優化與進步。例如:電氣工程及其自動化在工業制造、交通運輸、民用領域以及通訊設施等多方面作用尤為突出。各領域中采用電氣工程及其自動化措施后均有良好的改變,工業制造不僅提高了生產效率,同時實現了遠程監控;電氣工程及其自動化完全提高了交通運營管理效率,并且提升了交通運輸的安全性;在電氣工程及其自動化的建設下,民用配電、安全防預等多方面系統功能明顯增強,為人們用電提供方便與安全,改善人們生活質量,提高生活水平;同時電氣工程及其自動化在現代信息通訊上起到了非常廣泛的應用效果,實現信息自動化,全面提高國家以及人們的經濟效益。

二、電氣工程及其自動化的現狀

1、電氣工程及其自動化在技術領域的現狀

電氣工程及其自動化屬于交叉式學科,包含學科種類較多,涉及到的技術也比較多樣化。在科技革命的影響下,電氣工程及其自動化已經逐漸深入到生產與生活中,電氣工程及其自動化與現代科技發展共進步,對市場經濟以及各行業生產力有著很大的影響,自動化目前已經成為當代的主力運行模式。但是由于電氣工程及其自動化建設中基礎技術還在保持原有的能力中,經過不斷加強電子技術的研究,并多次試驗與實踐,目前電氣工程及其自動化建設已經發展成為一項可實踐與應用的學科。

1992年國際電工委員會頒布了IEC6113-3標準,為全球各廠商在可編程控制器上提供了一套標準的國際化控制器編程語言,以實現了計算機系統開發下搭建開放的開發平臺,通過幾十年的技術經驗積累,結合智能儀表、可編程控制器、馬達啟動與控制器等一系列設備及技術,目前已形成了分布式和現場總線式控制系統,廣泛應用在生產生活中,伴隨著信息技術對各類設備的深入影響,現今電氣工程及其自動化還結合了多種傳感器和控制器以實現遠程監督與控制,從而大大提高生產效率和安全性。

2、電氣工程及其自動化在人才培養的現狀

我國在電氣工程領域的教育投入長期保持高度重視,建國初期便在整合院校資源時將電氣工程作為重點學科單獨重組院校,相繼建設了三大重點電氣工程學校,分別是華北電力大學、東北電力大學和上海電力學院。由于國家經濟建設的需要,在改革開放的三十多年間,電氣工程及其自動化幾乎成為各理工類高校必設專業,為我國電氣工程的建設與發展培養了大量的電氣工程師。

但伴隨著我國產業升級和經濟結構調整,以及節能減排和產業創新等政策的提出,電氣工程作為基礎性行業也必將面臨新的挑戰,傳統的人才培養模式對于我國社會經濟發展形勢而言,已經暴露出創新實踐能力不足,設計開發思路傳統,技術平臺支持薄弱等現象,這些現象也急需在政府的引導下,企業和高校共同合作解決,從而帶來良好的社會經濟效益。

三、電氣工程及其自動化的現狀分析及個人觀點

1、電氣工程及其自動化領域培養模式需要與時俱進

我國現有的電氣工程及其自動化人才培養模式急需改進,在面對商業市場需求時,單純的理論成果或者實踐經驗無法單方面完成預定的項目目標,這就需要在其人才培B上重視卓越工程師的培養。現實的人才培養體系中,從該專業從事的工作分開進行理論和實踐的部分,已經不能適應我國龐大的產業升級需求了。所以筆者認為企業與高校要積極合作,同時吸取國際先進培養經驗,就未來的電氣工程及其自動化發展根據社會經濟發展趨勢做出預估,錨定人才培養方向,使電氣工程師既有理論研究水準,還有實踐創新能力,并在跨學科上擁有豐富的知識技術儲備,在高精尖領域有廣闊的視野,在設計思維和理念上有人文內涵。

2、電氣工程及其自動化需要實現重大課題的突破

電氣工程及其自動化的自我完善與進步來自于理論創新和實踐創新,而我國在進行著產業升級和經濟結構調整,面對即將消失的人口紅利,工業生產方式必將走向高科技、自動化的軌道,一大批工業企業將面臨電氣工程方面的重大改造甚至要求有突破性的創新設計和技術應用,而這些也正是電氣工程及其自動化完成自我進步良好機遇。憑借著廣闊的技術需求市場,我國在電氣工程及其自動化領域應該設立重大課題進行集中攻堅,抓住重點,實現我國電氣工程自動化的不斷進步。

3、電氣工程及其自動化需要搭建更加智能化的系統開發平臺

在面對商業市場的需求時,除了在大型課題上需求電氣工程的專業技術進步與突破,還要滿足一般企業和市場主體對電氣工程及其自動化的經濟型需求。為此,在信息技術日益發展的今天,搭建更智能化的電氣工程及其自動化開發平臺以實現低成本、高效益的目標,能夠滿足普遍企業追求經濟效益的訴求,也能大大提高我國各領域在電氣工程及其自動化方面的普及程度。

結語

電氣工程及其自動化在現今面臨人才培養模式脫節,在個別領域因為經濟效益欠佳,行業技術普及程度還不夠高等現象。因此,應該在電氣工程及其自動化人才培養上走向校企聯合、國際合作的大方向,在電氣工程自動化上要結合我國發展需要,積極實踐實現關鍵技術的進步與突破,同時還要兼顧中小企業在經濟效益上的訴求,結合現代信息技術的發展,搭建更加智能化的電氣工程及其自動化開發平臺以提供更高價值的技術支持,以取得良好的社會經濟效益。

第7篇

[關鍵詞]電力工程;課程群;優化方案

電氣工程及其自動化專業作為傳統的工程學科,已有上百年的發展歷史。為適應新時期社會對電氣工程人才的不同需求,國內外高校不斷推動電氣工程教育的發展與改革,教育理念也隨著時代的發展而變化,從原來的“重理論輕實踐”,逐步發展為“厚基礎、寬口徑、重能力”。[1][2]電力工程作為電氣工程及其自動化本科生培養的主干課程,是電氣工程本科生人才培養的重點課程,也是整個電氣工程專業的基礎課程。[3]可見,如何提高電力工程課程的教學水平,這對于提高本科生的教育水平及畢業質量有著重要的意義。電力工程作為一門整合工廠供電及電力系統分析兩門課程的綜合性課程,對構建本科生電力系統知識體系具有舉足輕重的作用。課程內容的豐富性造成了學時緊張、講課內容泛而不精的情況。為解決該問題,可以從宏觀層面出發,將若干電力工程相關課程內容統一整合,從而優化學時,突出重點,推動電力工程課程群建設,使學生對電力系統的整體設備運行、調度、保護及設計有一個完整的了解,最終讓學生構建完整的電力工程知識體系,滿足電力工業對人才發展的需求。這樣,加緊推進電力工程課程群建設與實踐,就成為了電氣工程本科生教育改革的首要任務。

一、課程群建設理念簡介

20世紀90年代,北京理工大學在題為《在課程建設中應當以教學計劃的整體優化為目標》的教育改革項目中,首先提出了課程群建設的總體思路,繼而逐漸發展成為學科教育改革的新興理念,為國內眾多高校教育改革提供了參考。課程群的主要內涵為[4]:整合三門及三門以上學科相關課程,相互傳承,相互滲透,相互補充,從而整合課程授課內容,使課程結構合理,層次清晰,進一步挖掘課程的整體優勢,從而建立起學科優勢。課程群不僅能使學生能夠在較短的學時內掌握重點、有效的知識,構建堅實的知識體系,也能使教師在授課過程中將有限的知識點講透講精。課程群的整體是全面而嚴謹的,這就避免了原來單一課程為求知識全面而進行“蜻蜓點水”般的講課模式。

二、電力工程課程群建設方案

建立電力工程課程群,首先應分析原有課程授課模式的不足,然后參考課程群的內涵,選擇合理的相關課程,建立對應的課程群,這樣才能提出合理的優化整合方案。

(一)原有授課模式的不足

電力工程課程是整合工廠供電及電力系統分析相關課程的一門綜合性課程,主要講授電力系統的基本組成和運行原理,電力系統的元件參數計算、穩定運行分析和故障分析的基本方法,電力系統電氣主接線設計、主要電器設備選擇的原則和方法、繼電保護等內容。由于囊括了工廠供電及電力系統分析兩門課程的內容,其課程內容豐富且繁重。在有限的學時中講授如此多的內容在給教師帶來極大授課壓力的同時,也會讓學生漸漸失去學習熱情,并最終影響其對整個電力系統知識體系的構建。

(二)課程群課程的選擇

電力工程課程群建設,須秉承學科相近的原則,對知識點有重復或傳承的課程進行整合優化,從而建立起合理有效的課程群,使教師能輕松地傳播知識,學生能有效地學習知識。為此,結合我校電氣工程教育的特色與傳統,我們挑選出了電力系統繼電保護原理、電氣控制技術及電力系統調度自動化等三門課程,結合電力工程課程來建設電力工程課程群。電力系統繼電保護原理主要講授繼電保護的基本概念、輸電線路的電流保護、接地保護、距離保護、縱聯保護的基本原理,變壓器保護的基本配置及主要保護的基本原理,自動重合閘、發電機保護、母線保護等內容。電氣控制技術則主要討論異步電動機拖動系統和直流電動機調速系統的起動和調速控制技術,以及電氣線路的分析和設計,常用電磁式低壓電器的作用與分類、結構與工作原理,可編程控制器的基本工作原理等。電力系統調度自動化則以電力系統“四遙”為主線,主要講述電力系統調度自動化的有關理論,性能和運行特性,涉及電力系統穩態運行的相關基礎理論。從上述三門課程講授的內容可以看出,其與電力工程的課程內容互有傳承,相互滲透,并有較多的重復。電力工程主要講授電力系統分析的基礎內容,繼電保護則是在其基礎上的升華。因為系統的穩定運行離不開保護裝置的調節與動作,而保護裝置的調節與動作又離不開電氣控制設備的判斷與運行,而這一切設備的自動化管理都離不開“四遙”技術的調度與管理。因此,從內容上可以較為清晰地看出,這四門課程存在明顯的傳承關系,因而在授課過程中存在較多知識重復的問題。建立電力工程課程群,就是以電力系統穩定運行為基點,逐步提升知識的難度與高度,使知識結構緊密,易于學生掌握。為建立結構合理、層次清晰的電力工程課程群,就要對教學內容及課時進行整體優化。

(三)電力工程課程群整體優化方案

可以從三個角度來優化電力工程課程群,分別為課程優化、實驗優化以及考核優化。課程及實驗優化主要以教師為主體,即明確“教什么”,而考核優化則主要以學生為主體,即明確“學什么”。1.課程優化針對四門課程授課內容的特點,可以首先將電力工程課程中的繼電保護一節的內容移到電力系統繼電保護課程專門講授,而電力系統監測與控制的內容并入電力系統調度自動化課程中講授,與開關電器電弧、滅弧相關的原理及相應保護設備,則并入電氣控制技術的高低壓電器一節講授。此外,電力系統繼電保護的微機保護一節與電力系統調度自動化課程內容有較大的重復,特別是硬件部分有許多相同之處,因此可以考慮將其并入電力調度自動化課程中講授。由此,通過重新制訂教學大綱,根據教學內容重新安排學時,可以使每一門課程的學時數得到合理安排。2.實驗優化以往為促進學生理論與實踐相結合的能力,每一門課程都配以相應的實驗。該類實驗的特點是與教材內容結合較為緊密,但主要以驗證性及演示性實驗為主,實驗時間分散,實驗內容缺乏系統化。學生通過實驗只能片面地了解一部分課程內容,且只能了解部分設備的運行情況,缺乏對整個電力系統運行的深入理解。因此,有必要整合實驗內容,將單一分散的實驗課時整合為持續時間較長的整體的課程設計。以上述四門課程為例,可以強調四門課程綜合的課程設計,如要求學生設計某廠礦的變電所,從而考核學生電氣設備選擇、電氣主接線設計、負荷計算等方面的知識。同時,還可以在此基礎上增加繼電保護裝置的要求,并要求學生繪出遙信遙感的結構圖,從而考查學生綜合運用知識的能力,使學生能夠通過課程設計,達到整體了解變電所設計運行的基本方法以及注意點,從而提高學生系統學習能力的目的。此外,還可以安排學生到臨近變電站進行參觀實習,讓學生了解相關電氣設備具體的作用,增強學生的感官認識。相較于以往效率較低的課程實驗,這樣可以極大地提高學生的學習效率,并促進學生知識的整體消化吸收。3.考核優化課程內容的優化必然帶來考核內容的優化。以往由于課程知識點繁雜,學生在期末復習時需要記憶許多與本門課程內容關聯度不高的知識點,而課程的核心知識點卻由于復習時間緊而未能有效地掌握,從而影響了學生的成績。因此,通過課程群內容的整體優化,每一門課程都有相應的重點內容,這使得學生能夠在復習時能緊緊圍繞課程的核心知識點展開,而將關聯度并不高的內容放入課程群的其他課程中進行復習,從而提高每一門課程的學習和復習效率。這樣既能夠提高學生的學習成績,也能使學生掌握合理有效的學習方法。課程優化、實驗優化以及考核優化有效地改善了教師與學生的教學及學習情況,使得教師講授最優化,學生學習最優化,使學生在有效的時間內牢固掌握核心知識成為可能,從而實現了課程群建設的目標與意義。

三、結束語

本文針對建設的電力工程課程群,分析了課程群內不同課程的特點,從課程、實驗、考核三個方面提出了具體的優化方案,為進一步推動電氣工程本科生教育改革提供了參考。當然,相關優化方案還需在后續教學過程中根據實際教學效果不斷地完善改進,這樣才能使教學方法緊跟時展的腳步,使培養的學生能夠符合社會對人才發展的要求。

作者:牟龍華 李松峰 張 鑫 王伊健 單位:同濟大學

[參考文獻]

[1]丁守成,張愛華,黃瑞,等.電工電子實驗系列課程體系建設[J].電氣電子教學學報,2015(6):98-100,104.

[2]張濤,吳謹,熊慶國,等.電子電氣類工程教育的探索與實踐[J].大學教育,2013(5):30-31.

第8篇

關鍵詞:電氣工程及其自動化;人才培養模式;課程體系

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)33-0038-02

為解決山東省高等學校面臨的辦學模式單一、同質化傾向明顯、學科專業結構不能夠適應經濟社會發展等問題,山東省在地方高校中遴選了一批基礎型、應用型和高素質技能型人才培養特色名校進行重點建設。山東理工大學(以下簡稱“我校”)入選了首批應用型特色名校立項建設單位,電氣工程及其自動化專業是我校重點建設的專業之一。

根據我校的辦學特色,以及電氣工程及其自動化專業特點,設立的建設目標是立足山東半島制造業和藍黃經濟區建設,面向全國城鄉電網改造升級與智能電網發展,培養具有“基礎厚、能力強、扎根基層、踏實肯干”的應用型人才。學校和學院從深化人才培養模式與課程體系改革,加強師資隊伍建設,完善產學研合作體制機制,改善實驗實訓條件建設,增強社會服務能力,輻射帶動專業群等6個方面對專業進行了建設。

一、專業基礎及特色

我校電氣工程及其自動化專業本專業前身為農業電氣化專業,1977年開始招收本科生,1998年改為電氣工程及其自動化。在30多年的發展歷程中,始終以培養具有“基礎厚、能力強、扎根基層、踏實肯干”的應用型人才為目標,積極服務于電力及其相關企業。本專業2007年被評為山東省特色專業,2009年被確定為國家級特色專業建設點;緊密圍繞智能電網建設以及節能降耗等生產實際,形成了智能配電網自動化、輸電線路暫態分析與保護、現代電氣傳動與節能技術、新能源發電及并網控制技術等特色優勢方向。電氣工程及其自動化專業所在的電氣與電子工程學院現有4個本科專業,另外3個分別是自動化、電子信息工程、電子信息科學與技術。由于4個專業中既有“強電”專業,也有“弱電”專業,因此在發展和建設過程中,可以強弱結合,協調發展。

我國智能電網的迅速發展,加大了電力及其相關企業對電氣工程及其自動化專業人才的需求。隨著山東半島制造業的蓬勃發展和山東“一藍一黃”經濟區建設的推進,城鄉電力需求越來越大,城網、農網智能化改造升級陸續展開,對電力系統運行維護、設計開發、分析研究等人才需求越來越大。同時,相關企業對電氣傳動與節能、新能源開發利用等技術人才的需求日趨旺盛。因此需要緊密結合電力及其相關企業的人才需求,根據行業的動態發展,不斷改革培養模式和課程體系,以實現學生知識、能力、素質協調發展。

二、人才培養模式建設思路及內涵

根據山東省特色名校的建設要求,以及我校的辦學基礎和特色,我校電氣工程及其自動化專業的辦學定位是應用型人才培養。在學校制訂的“知識、能力、素質”三位一體的人才培養體系的大框架下,針對電氣工程及其自動化領域的新發展、新要求,制訂了“一強二弱,三融四化”的人才培養模式。

“一強”指電力系統強電知識和技能。主要學習電機、發電廠電氣部分、高電壓技術、電力系統分析、電力系統繼電保護、電力電子等方面的知識和技能。

“二弱”指電力系統控制與通信兩方面弱電知識和技能。其中在電力系統控制方面,主要學習計算機控制、電力系統微機保護、嵌入式系統、電氣控制與PLC等方面的知識和技能;在電力系統通信方面,主要學習信號與系統、通信網絡、無線通信、光纖通信等方面的知識和技能。

“三融”指企業技術人員融入師資隊伍、學科前沿融入課堂教學、研究成果融入教學全程。其中企業專家融入師資隊伍,指從企業聘請具有豐富工程實踐經驗的工程技術人員和管理人員擔任兼職教師,舉辦講座、指導畢業設計和實習,參與專業建設、課程開發和教研教改活動;學科前沿融入課堂教學,指將行業與產業發展形成的新知識、新成果、新技術引入課堂教學;研究成果融入教學全程,指將本專業在電力系統故障監測與定位、智能配電與用電、電氣傳動與節能、特種電機及其控制、分布式電源及其并網控制等方面的研究成果融入課堂教學和實踐教學全程。

“四化”指課堂教學同步化、實踐項目層次化、課程設計綜合化、畢業設計實戰化。其中,課堂教學同步化,指將數字電子技術、嵌入式系統基礎等基礎課實施“同步互動式”課堂教學改革,課堂教學與實踐教學同步,教師與學生、學生與學生進行教學互動;實踐項目層次化,指實踐主要包括實驗課程、電工電子實訓和生產實習,實驗課程由驗證性加深過渡到綜合性,由實驗室過渡到實訓中心,再由綜合性發展到創新性,由實訓中心過渡到創新實驗室,分階段分層次進行;課程設計綜合化,指專業課程設計內容綜合2門以上課程,3~4名學生設計一個題目,培養學生的創新意識和團隊合作精神,為做好畢業設計打下良好的基礎;畢業設計實戰化,指畢業設計題目緊密聯系科研課題或生產實際,實行一人一題,真題真做。

三、課程體系建設

課程體系建設是實現人才培養目標,實踐培養模式的基礎,在對電力行業及相關企業充分調研的基礎上,結合我校自身特點和專業特色,緊密圍繞智能電網建設、新能源開發與利用、廠礦企業節能降耗的發展需求,在專業課的設置上,構建“一強二弱,三融四化”課程體系,提出以精品課程體系建設為龍頭,構建模塊化培養框架,[1]在公共必修課、學科基礎課和素質教育課的基礎上,專業課由專業公共課、電力系統運行與控制、電力系統繼電保護與自動化、電力電子及其應用4個方向模塊構成,如表1所示。

表1 電氣工程及其自動化專業課程體系

號 課程類別 課程名稱 備注

1 專

課 強電課程 弱電課程 專

控制類 通信類

電機學

電力電子技術

電力系統分析

電氣控制與PLC

高電壓技術

電力系統電氣部分設計

電力系統繼電保護 自動控制原理

嵌入式系統基礎

計算機控制技術

電氣檢測技術 信號與系統

現代通信原理

電力系統通信

電力系統安全分析

電力系統控制

學科前沿課(1) 學科前沿課(2) 電力系統運行與控制方向

電力系統微機保護原理與算法

電力系統自動化

學科前沿課(1) 學科前沿課(2) 電力系統繼電保護與自動化方向

電力傳動與控制系統

電力系統柔性輸配電技術

學科前沿課(1) 學科前沿課(2) 電力電子及其應用方向

2 公共必修課 大學英語、計算機應用基礎、C語言、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、思想道德修養與法律基礎、中國近現代史綱要、形勢與政策、軍事理論、體育、文獻檢索

3 學科基礎課 高等數學、復變函數與積分變換、概率論與數理統計、線性代數、大學物理、工程制圖、大學物理實驗、電路、電磁場、模擬電子技術、數字電子技術

4 素質教育課 中國傳統文化、大學生發展與職業規劃、大學生就業指導、學科導論、經濟學概論等

5 實踐環節 入學教育及軍訓、社會實踐、公益勞動、金工實習

電子工藝實訓、電氣工程實訓、生產實習

模擬電子技術課程設計、數字電子技術課程設計、綜合課程設計

畢業實踐與畢業設計、畢業鑒定

提出對“嵌入式系統基礎”“電機學”“電氣控制與PLC”“發電廠電氣部分”“電力系統自動化”“高電壓技術”“電力系統繼電保護”等專業核心課程按照省級精品課程標準進行建設;對實踐性比較強的課程,如“電力系統安全分析與控制”“電力系統柔性輸配電技術”“電力系統繼電保護”“電力信息技術”等,開展校企共建,即按照企業工作流程、崗位技能和綜合素質要求,確定課程結構、選擇課程內容、開發專業教材、共同組織教學;先由學校的專業教師進行課程基礎知識講授,再由企業一線工程師進行實際項目的實戰技巧講解,并形成教學案例。

在培養計劃的制訂過程中,對專業課程教學內容進行了重新審視和更新,不求全和細,重視精和新,并且要求每門課程至少有3名教師可以講授,制訂了所有課程的教學大綱。在制訂過程中充分注意了課程之間的銜接,剔除了后續課程中學生在其他課程中已經學習的內容,減少課程門數和課程內容的重復,實現了課程的重組和整合,提高了課程綜合化程度。[1]

在教師教學過程中,鼓勵教師進行先進教學方式改革。在山東省特色名校工程建設的資助下,學院通過硬件條件的建設,實現了“嵌入式系統基礎”課程的“同步互動式”教學,即講、學、練、考一體化的教學方式,取得了很好的教學效果,下一步將對“電氣控制與PLC”等實踐性強的課程進行“同步互動式”教學改革;另外,學院積極鼓勵教師將科研成果向教學轉化,改革教學內容,組織教學案例,對專業性很強的課程,如“電路系統自動化”“電力系統分析”等進行了“案例式教學”改革,[2,3]拓寬學生的視野;為了加強學生自主學習和創新能力的培養;鼓勵教師進行“框架式”教學改革,打破傳統的“教與學”課堂教學模式,在教學大綱和教師的引導下,讓學生參與到課堂教學中來,并能自主創新的完成教學內容。

四、主要改革成果

第一,在“一強二弱,三融四化”人才培養模式的引領下,制訂了電氣工程及其自動化專業培養方案,對未來人才培養的培養目標、主干學科、課程體系、專業主干課程、主要實踐環節及教學安排進行了規定,并進行了實施。培養方案中增加了實踐性課程的比重,通過增加實驗、實習、實訓等環節的課時和科目,在保證質量的前提下,增強學生實踐動手能力的培養,滿足應用型人才的培養要求。

第二,通過“培養、引進、共享”的師資隊伍建設措施,對人才隊伍進行了建設,每年選派至少2名骨干教師到國內外知名高校訪學,啟動了青年教師素質提升工作,通過到知名高校助課、下企業鍛煉、學歷提升等渠道,對青年教師的教學和科研素質進行提升,同時每年至少聘任兩名行業企業技術骨干擔任兼職教師。

第三,對實驗實訓條件進行了建設,新建高電壓技術實驗室,110KV變電站仿真實驗室,擴建了電力自動化綜合實驗室,使電氣工程及其自動化專業的實驗實訓內容更加貼近行業及相關企業的生產實際。

第四,積極發揮已有精品課程的示范和引領作用,按照精品課程的標準建設了多門核心課程、校企共建課程和雙語課程,形成高質量課程教學資源。

第五,通過電氣工程及其自動化專業建設的帶動作用,促進自動化、電子信息工程、電子信息科學與技術等專業的人才培養模式和課程體系改革,并且對3個專業的師資隊伍建設、核心課程、實驗實訓條件等方面起到了很好輻射帶動作用,帶動了3個專業的發展。

參考文獻:

[1]趙舵,馮曉云.電氣工程及其自動化專業人才培養及課程改革的研究[J].電氣電子教學學報,2008,(S1):88-89.

第9篇

關鍵詞:新工科;電氣工程;人才培養

2017年2月18日,教育部指導高等工程教育發展戰略研討會在復旦大學召開,并了《新工科建設復旦共識》。教育部高教司在指導新工科高校建設時提出主題為“新工科建設:愿景與行動”,目的在于加速發展新工科建設,緊密結合高校工科實踐教學改革所面臨的問題、解決途徑進行深入探討,最終提出新形勢下新工科建設行動計劃(“天大行動”)。同年4月28日CDIO聯盟年會在浙江大學城市學院召開,大會提出“專業認證、建設新工科背景下的CDIO工程教育改革與發展”這一主題,并展開充分交流和研討,經大會決議正式開展工程教育專業委員會的“千生計劃”。5月11日,在湖南工程學院由全國地方高校卓越工程教育校企聯盟、CDIO工程教育聯盟聯合主辦的“全國地方高校新工科發展高峰論壇”召開,論壇指出應高度凝聚地方高校發展新工科建設。新工科建設是高等教育為適應產業發展而提出的新的教育改革,是未來提升國家綜合競爭力和國際市場競爭力的保障,能夠有效改變目前高校工程教育現狀,為適應我國新型產業經濟發展需求培養創新人才。目前我國正朝著從“中國制造”到“中國創造”的經濟發展轉型,這就需要培養能適應新產業的大量具有創新能力的高水平工程人才,從而我國高等教育改革面臨著培養高等工程人才的轉變。筆者作為一名從事多年高校電氣工程專業一線教師,結合自身的經驗與新工科的內涵,提出對新工科背景下地方院校電氣工程專業人才培養的思考,現將思考總結如下。

一、普通電氣專業人才培養

電氣專業本科生的培養已經具有了比較成熟且模式固定的培養方式,就專業骨干課程為例,通常是以第一、第二學年進行通識基礎課學習,第三學年度完成專業基礎課學習,第四學年度對開展專業課及畢業論文的設計。傳統培養模式的優點在于依托完備的教學體系完成知識傳授的過程,以課程知識為中心、學生掌握為目的。然而在全面展開教育教學改革的大潮中,這種傳統授課方式存在知識結構簡單化、教學方法單一化的弊端,很難與現代高等教育發展需求相適應。傳統的人才培養模式是以教師為中心的單聲道授課,簡單、枯燥的形式完成傳道、授業、解惑的過程,缺乏與學生的互動過程,忽視了學生能力的培養;考核機制的單一,過度重視卷面成績,也不利于學生能力的培養。新工科背景下課堂改革應以學生作為主體,應當充分發揮學生能動性,提高學生學習主動性和積極性,這樣,學生才能在學習過程中利用多種手段和方式培養其創新意識和創新能力,才能成為符合產業經濟發展需求的合格人才。

二、新工科背景下適應產業發展的人才培養

高等院校工程人才培養應與產業發展需求密不可分和相互支撐。只有培養出既掌握基礎理論和基礎知識,又具有工程實踐能力的高素質應用型工程科技人才,才能在未來國際市場新技術和新產業的競爭中處于優勢地位,才能適應產業發展的需求。目前信息技術的應用已與傳統行業完成相互融合,尤其是傳統產業智能化改造,迎來了“互聯網+”“工業4.0”時代的到來,促進了智能電網、數字工廠、電子商務、生物信息、智慧城市等新興產業發展。傳統和相對單一的技術創新正轉化為具有商業模式的設計、制造、流通、消費等全面式的技術創新。高等工程技術人才的核心是實踐能力,并具有研發核心技術、組織管理等素養的綜合性創新型人才。在電氣工程專業人才的培養過程中,應注重知識傳授與技術創造的緊密結合,應注重技術資源整合與創新能力的緊密結合,使工程技術人才充分全面地理解社會產業的需要,推動新興產業的發展。

在產業發展形勢轉變的背景下,應充分地認識到人才的重要性。首先要將人才的培養定位在創新層面,注重具有工程意識的技術人才,為未來產業發展培養具有工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力的科學家、工程師和企業家。其次是人才的培養質量。合格的具備工程素養的人才應具備多維知識與能力結構,能夠滿足未來產業發展在技術運用、創新等方面的需求。適應產業發展的新工科創新人才的培養核心在于創新能力的提高,涉及專業知識、創造意識、創新思維等多方面,同時還要求具備整合與開發、團隊合作、組織領導、相互交流和終身學習等能力,因此培養具有開拓進取創新能力的人才勢在必行。

三、新工科背景下交叉開放的創新人才培養

現有電氣工程專業人才培養模式可能會限制教師和學生的思維方式,應充分地發揮專業基礎知識支撐作用,并與多學科相互交叉結合,形成專業開放狀態。為改變新工科背景下人才培養的現狀,加快創新人才培養進程,在實際教學過程中應進行以下幾方面的改進。其一,開放課程。精減專業核心課程,優化課程內容,同時輔助開設多學科課程,在專業知識中融入新知識要點和技術要點。改革專業知識結構設計,制定跨學科課程融入機制,借助網絡信息手段擴展多學科專業知識的輔修,打破傳統單一專業學習,以需求為導向,建立多學科交叉課程群,擴大輔修課程覆蓋面。其二,開放環節。努力實現開放課堂以外所有環節,特別是不同學科間的交流互動環節,形成相互學習、相互借鑒的培養模式。多學科不同專業的跨界融合是發展的必然趨勢,最終實現工程復合創新型人才培養的目標。其三,融合要素。新工科背景下電氣工程專業人才培養應注重創新和創業要素的融合。培養過程中要注重專業課程與創新創業通識課程的融合,將創新意識、創新思維融入課程教育,加強創新創業實踐能力訓練,依托大學生創新創業實踐基地和科研院所等機構拓展發展空間。其四,多維時空培養。新工科背景下電氣工程專業人才培養應全方位思考、實踐。從時間節點上看,本科階段界于基礎教育和研究生教育之間,具有重要的承前啟后過渡的作用;從空間節點上看,本科階段處于理論聯系實際階段,是將課堂理論知識如何應用到實踐中的重要時期,是實現產學合作和科教融合的過程;從內涵角度上看,倡導“開放、合作、創新”的指導理念,實行“全人教育”,實現產學研協同育人。新工科背景下工程人才的培養過程是從“工學交替”向“工學交融”的轉變,是科技信息、市場和社會需求、專業知識的集成體現,是培養兼具多學科背景和社會使命感人才教學模式重要效果體現。

四、新工科背景下校企協同的人才培養

校企合作協同育人是新工科背景下提出的一種新的高校教育改革模式,也是學校開放辦學的重要形式。通過與企業的交流和反饋,高校畢業生往往出現學用脫節的情況,依據這樣的情況就要求對相應人才培養機制進行轉變。高等院校應緊緊圍繞新工科人才需求,展開與企業的深度合作,邀請或聘請企業人事高管參與到專業人才培養方案的制定或修訂過程,聽取企業合理化建議,將新時期新工科背景下人才應具備的素質與企業需求相吻合,對新形勢下高校工程人才的培養體系進行合理化修改,做到深化、細化。首先,依據國際工程教育改革提出的構思、設計、實現和運作教育模式,調整專業課程的設置和授課內容,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程,提高工程畢業生的綜合能力,滿足企業需求。同時可積極引進社會資源,與企業共建校內實驗室和實踐基地,使學生盡早了解新工科背景下的產業發展情況,了解畢業后從事崗位需求,能夠迅速上崗,適應行業發展要求,形成無縫對接。其次,積極申請加入中國高等教育學會工程教育專業委員會正在組織實施的“千生計劃”,利用CDIO聯盟的共享實習資源改善實習環境,結合本地資源實現平臺互聯,形成學校、企業間深度互動,促進特色電氣工程專業與學科建設,加快新工科人才培養進程。再次,加強具有工程教育意識的師資隊伍,加大教師在企業深造學習力度或聘請企業優秀員工走進課堂,充實實踐教學環節。通過校企協同合作加強地方區域內高校和企業雙贏模式,形成一種具有鮮明特色的新工科創新人才培養模式。最后,加強高校和企業對教師和學生創新創業的支持保障力度。企業通過科研項目、創新創業平臺建設等措施提升整體工程實踐能力,反哺教學工作,同時高校也會成為企業研發能力和核心競爭力的后方保障,最終實現雙向合作共贏。

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