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時(shí)間:2023-08-21 09:25:55
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二、關(guān)于電氣學(xué)科環(huán)節(jié)的分析
1隨著電氣工程系統(tǒng)的不斷健全,電氣學(xué)科理論知識也在不斷深化應(yīng)用,這兩者實(shí)現(xiàn)了相互促進(jìn)。我國對于電氣信息學(xué)科的劃分包括以下內(nèi)容,其屬于工學(xué)門類,其學(xué)科分支有電氣工程、信息通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等。無論是哪一個(gè)學(xué)科分支,其都以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為基礎(chǔ),這是電氣學(xué)科的理論實(shí)踐基礎(chǔ),也是電氣工程的應(yīng)用基礎(chǔ)。隨著時(shí)代的發(fā)展,其技術(shù)工程及其電磁類的基礎(chǔ)學(xué)科得到有效結(jié)合。實(shí)現(xiàn)了對其現(xiàn)代電氣工程的發(fā)展,滿足了市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。我國電氣工程一級學(xué)科下設(shè)五個(gè)二級學(xué)科:電機(jī)與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術(shù),電氣工程包含的專業(yè)基礎(chǔ)理論有電路原理、模擬電子、數(shù)字電子、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業(yè)理論有電力系統(tǒng)及其暫態(tài)分析、電力電子、電機(jī)學(xué)、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業(yè)供電、電力市場等。
2目前來說,國外發(fā)達(dá)國家的電氣工程專業(yè)體系是比較健全的,隨著經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展,其內(nèi)部理論實(shí)踐體系日益健全,伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。在以前的電氣工程專業(yè)中,國外發(fā)達(dá)國家的教學(xué)是以電力工程為主要的模式,隨著知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展,其電子技術(shù)及其計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸成為電氣工程的應(yīng)用核心,其電氣學(xué)科體系日益健全。有些國外高校的電氣工程教學(xué)過程中,實(shí)現(xiàn)了對電力工程學(xué)科的取締,取而代之的是電氣工程的計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué),這滿足了國際經(jīng)濟(jì)發(fā)展的局勢,實(shí)現(xiàn)了對電氣工程的更新,保障了電氣學(xué)科系統(tǒng)的健全,確保其內(nèi)部各個(gè)環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào),無論是電氣學(xué)科的健全還是電氣工程技術(shù)的更新,這一定程度提升了國外發(fā)達(dá)國家的發(fā)展的軟硬實(shí)力。我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學(xué)的電機(jī)電工學(xué)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(jī)專科設(shè)立了電訊門,即我國最早的無線電專業(yè),如今的電子信息及計(jì)算機(jī)專業(yè)群都是由此發(fā)展演化而來的。1932年,清華大學(xué)設(shè)置了電機(jī)系。建國后,我國建立了一大批以工科為主的多科性大學(xué),其中大多設(shè)立了電機(jī)工程系。1977年以后,大部分高校的“電機(jī)工程系”陸續(xù)更名為“電氣工程系”,近幾年來,部分高校又把“電氣工程系”發(fā)展成為“電氣工程學(xué)院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同,但內(nèi)涵有很大區(qū)別,我國大學(xué)一般都是強(qiáng)弱電分開,即電氣類與電信類分設(shè)在不同的學(xué)院。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國高校的電氣工程教學(xué)中,電力學(xué)科也逐漸實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)代信息技術(shù)的融合,符合了國家信息化經(jīng)濟(jì)的法發(fā)展需要,這有效推動了我國的電氣工程的學(xué)科應(yīng)用系統(tǒng)的健全,進(jìn)行其電氣工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新模式的應(yīng)用,保障其內(nèi)部技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的優(yōu)化。在此過程中,我們?yōu)榱吮緡碾姎饨?jīng)濟(jì)的發(fā)展需要,需要進(jìn)行國外電氣學(xué)科的先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)的汲取。國外發(fā)達(dá)國家的著名大學(xué)大都把電氣工程、通信工程、計(jì)算機(jī)工程放在同一學(xué)院,以利于在電氣工程學(xué)科中融入大量的信息技術(shù)知識。與其他學(xué)科不斷交叉融合,拓展了研究領(lǐng)域,大量的研究都是在跨學(xué)科領(lǐng)域開展的。與企業(yè)聯(lián)系密切,科技成果轉(zhuǎn)換能力強(qiáng),引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新。
三、關(guān)于電氣技術(shù)發(fā)展前景的分析
二、關(guān)于電氣學(xué)科環(huán)節(jié)的分析
1隨著電氣工程系統(tǒng)的不斷健全,電氣學(xué)科理論知識也在不斷深化應(yīng)用,這兩者實(shí)現(xiàn)了相互促進(jìn)。我國對于電氣信息學(xué)科的劃分包括以下內(nèi)容,其屬于工學(xué)門類,其學(xué)科分支有電氣工程、信息通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等。無論是哪一個(gè)學(xué)科分支,其都以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為基礎(chǔ),這是電氣學(xué)科的理論實(shí)踐基礎(chǔ),也是電氣工程的應(yīng)用基礎(chǔ)。隨著時(shí)代的發(fā)展,其技術(shù)工程及其電磁類的基礎(chǔ)學(xué)科得到有效結(jié)合。實(shí)現(xiàn)了對其現(xiàn)代電氣工程的發(fā)展,滿足了市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。我國電氣工程一級學(xué)科下設(shè)五個(gè)二級學(xué)科:電機(jī)與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術(shù),電氣工程包含的專業(yè)基礎(chǔ)理論有電路原理、模擬電子、數(shù)字電子、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業(yè)理論有電力系統(tǒng)及其暫態(tài)分析、電力電子、電機(jī)學(xué)、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業(yè)供電、電力市場等。
2目前來說,國外發(fā)達(dá)國家的電氣工程專業(yè)體系是比較健全的,隨著經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展,其內(nèi)部理論實(shí)踐體系日益健全,伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。在以前的電氣工程專業(yè)中,國外發(fā)達(dá)國家的教學(xué)是以電力工程為主要的模式,隨著知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展,其電子技術(shù)及其計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸成為電氣工程的應(yīng)用核心,其電氣學(xué)科體系日益健全。有些國外高校的電氣工程教學(xué)過程中,實(shí)現(xiàn)了對電力工程學(xué)科的取締,取而代之的是電氣工程的計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué),這滿足了國際經(jīng)濟(jì)發(fā)展的局勢,實(shí)現(xiàn)了對電氣工程的更新,保障了電氣學(xué)科系統(tǒng)的健全,確保其內(nèi)部各個(gè)環(huán)節(jié)的有效協(xié)調(diào),無論是電氣學(xué)科的健全還是電氣工程技術(shù)的更新,這一定程度提升了國外發(fā)達(dá)國家的發(fā)展的軟硬實(shí)力。我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學(xué)的電機(jī)電工學(xué)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(jī)??圃O(shè)立了電訊門,即我國最早的無線電專業(yè),如今的電子信息及計(jì)算機(jī)專業(yè)群都是由此發(fā)展演化而來的。1932年,清華大學(xué)設(shè)置了電機(jī)系。建國后,我國建立了一大批以工科為主的多科性大學(xué),其中大多設(shè)立了電機(jī)工程系。1977年以后,大部分高校的“電機(jī)工程系”陸續(xù)更名為“電氣工程系”,近幾年來,部分高校又把“電氣工程系”發(fā)展成為“電氣工程學(xué)院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同,但內(nèi)涵有很大區(qū)別,我國大學(xué)一般都是強(qiáng)弱電分開,即電氣類與電信類分設(shè)在不同的學(xué)院。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國高校的電氣工程教學(xué)中,電力學(xué)科也逐漸實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)代信息技術(shù)的融合,符合了國家信息化經(jīng)濟(jì)的法發(fā)展需要,這有效推動了我國的電氣工程的學(xué)科應(yīng)用系統(tǒng)的健全,進(jìn)行其電氣工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新模式的應(yīng)用,保障其內(nèi)部技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的優(yōu)化。在此過程中,我們?yōu)榱吮緡碾姎饨?jīng)濟(jì)的發(fā)展需要,需要進(jìn)行國外電氣學(xué)科的先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)的汲取。國外發(fā)達(dá)國家的著名大學(xué)大都把電氣工程、通信工程、計(jì)算機(jī)工程放在同一學(xué)院,以利于在電氣工程學(xué)科中融入大量的信息技術(shù)知識。與其他學(xué)科不斷交叉融合,拓展了研究領(lǐng)域,大量的研究都是在跨學(xué)科領(lǐng)域開展的。與企業(yè)聯(lián)系密切,科技成果轉(zhuǎn)換能力強(qiáng),引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新。
三、關(guān)于電氣技術(shù)發(fā)展前景的分析
電氣技術(shù)的未來發(fā)展前景是非常廣闊的,其影響著電力工業(yè)及其相關(guān)電力行業(yè)發(fā)展,可以說電氣技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展,是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。電氣技術(shù)的發(fā)展,也推動了可再生能源技術(shù)的深化應(yīng)用,滿足了國家經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了對風(fēng)電技術(shù)、光伏技術(shù)及其氫能的有效應(yīng)用,這符合未來電氣工程的發(fā)展需要,滿足低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。特別是氫能技術(shù)的應(yīng)用,氫能有其他能源無與倫比的優(yōu)勢,其反應(yīng)后的生成物為水和氮化氫,對環(huán)境沒有污染。地球上的海水所含的氫用來發(fā)電就夠人類用數(shù)億年。單位重量的發(fā)熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍。現(xiàn)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(shí)驗(yàn)室階段,距工業(yè)應(yīng)用還有一段距離。超導(dǎo)技術(shù)的深化,滿足了電氣工程的發(fā)展需要,促進(jìn)其綜合社會效益的提升,通過對其超導(dǎo)儲能系統(tǒng)的深化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對其電能的有效轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)對其電磁能的應(yīng)用。它是一種高效的儲能系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)的安全性的提升,滿足了實(shí)際工作的需要。保障電網(wǎng)安全。超導(dǎo)大容量電纜,可大大降低輸電過程中的電耗,提高能源效率。靈活交流輸電技術(shù),用大功率電子器實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)電壓、參數(shù)、功率、相位角等的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制,以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和輸電過程中的能耗。
一、電氣工程技術(shù)的發(fā)展史
電氣工程(Electrical Engineering)是現(xiàn)代科技領(lǐng)域核心學(xué)科之一,傳統(tǒng)的電氣工程定義為用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關(guān)學(xué)科的總和。21世紀(jì)的電氣工程概念已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(guān)的工程行為。電氣工程的發(fā)展程度直接體現(xiàn)了國家的科技進(jìn)步水平,因此,電氣工程的教育和科研在發(fā)達(dá)國家大學(xué)中始終占據(jù)重要地位。
1.電磁學(xué)理論的建立及通訊技術(shù)的發(fā)展
大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認(rèn)識,天然磁石吸鐵是人類對磁現(xiàn)象的最早觀察,然而,人類對電磁現(xiàn)象的研究始于16世紀(jì)的英國,1663年德國科學(xué)家蓋利克發(fā)明了摩擦起電的儀器,1729年英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)電荷可以通過金屬傳導(dǎo)等等,這是人類對電的早期實(shí)驗(yàn),之后又出現(xiàn)了一系列具有里程碑意義的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明。
(1)庫侖定律。1785年法國物理學(xué)家?guī)靵鐾ㄟ^扭秤測量靜電力和磁力總結(jié)出:兩個(gè)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(fā)現(xiàn)的歷史意義在于它標(biāo)志著人類對電磁現(xiàn)象的研究從定性階段進(jìn)入了定量階段。
(2)“伏打電池”。1799年意大利物理學(xué)家伏特經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)把任何潮濕物體放到兩個(gè)不同金屬之間都會產(chǎn)生電流,一年后伏特發(fā)明了世界上第一個(gè)電池,自此人類對電的研究由靜電擴(kuò)大到了動電,開辟了電學(xué)研究的新領(lǐng)域。
(3)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發(fā)現(xiàn)通電鉑絲周圍的小磁針發(fā)生輕微晃動,之后他經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)。其后安培進(jìn)行了更深入的研究,提出了右手定則,發(fā)現(xiàn)了電流方向與磁針轉(zhuǎn)動方向之間的關(guān)系。安培還通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)通電導(dǎo)體和兩個(gè)通電線圈之間相互作用的規(guī)律,從而奠定了電動力學(xué)的基礎(chǔ)。
(4)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)。英國科學(xué)家法拉第是第一個(gè)成功完成磁生電實(shí)驗(yàn)的人,并歸納出產(chǎn)生感應(yīng)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(yùn)動的穩(wěn)定電流;四是運(yùn)動的磁場;五是在磁場中運(yùn)動的電線。法拉第把這一現(xiàn)象叫做“電磁感應(yīng)”。電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使生產(chǎn)電成為可能,至今,發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器都是運(yùn)用電磁感應(yīng)原理工作的。
(5)麥克斯韋建立電磁場理論。英國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家麥克斯韋總結(jié)了前人的一系列成果,用數(shù)學(xué)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(zhì)上的統(tǒng)一,并預(yù)言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場理論經(jīng)典著作《電磁學(xué)通論》是里程碑式的自然科學(xué)理論巨著。
任何科學(xué)發(fā)明與發(fā)現(xiàn)都是許許多多的科學(xué)家不懈努力的成果,德國物理學(xué)家歐姆、高斯、赫茲,美國物理學(xué)家亨利,俄國物理學(xué)家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻(xiàn),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(fā)展奠定了基礎(chǔ),19世紀(jì)通信技術(shù)取得了突破性成果,先后發(fā)明了有線電報(bào)、有線電話和無線通信。
2.電工技術(shù)的初期發(fā)展
人類社會發(fā)展歷程中經(jīng)歷了三次工業(yè)革命,對人類的進(jìn)步起到了巨大的作用。第一次工業(yè)革命從18世紀(jì)中葉到19世紀(jì)中葉,以瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)為標(biāo)志,以機(jī)械化為特征,中心在英國;第二次工業(yè)革命從19世紀(jì)后半期到20世紀(jì)中葉,以工業(yè)生產(chǎn)電氣化為主要標(biāo)志,其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術(shù)”與汽車、飛機(jī)和無線電通信“三大文明”,其中心在美國和德國;第三次工業(yè)革命從20世紀(jì)中葉到21世紀(jì)初,以社會生產(chǎn)、生活信息化為特點(diǎn),又叫新技術(shù)革命。第二次工業(yè)革命就是從電工技術(shù)初創(chuàng)和應(yīng)用開始的。
(1)直流發(fā)電機(jī)的誕生。1831年英國企業(yè)家研制出了史上第一臺發(fā)電機(jī)——蒸汽動力永磁發(fā)電機(jī);1832年法國科學(xué)家匹克斯發(fā)明了世界上第一臺直流發(fā)動機(jī);1866年西門子發(fā)明了自激式勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī);1870年格拉姆發(fā)明了實(shí)用自激直流發(fā)電機(jī),結(jié)構(gòu)可靠,電流穩(wěn)定,輸出功率大,被各國廣泛采用作為照明燈電源。
(2)遠(yuǎn)距離輸電和電力工業(yè)技術(shù)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(fā)電廠。愛迪生不僅發(fā)明了燈泡,他還在1882年建立了美國第一家直流發(fā)電廠,裝有6臺直流發(fā)電機(jī),通過電纜輸送照明用電,不過當(dāng)時(shí)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(yè)體系的雛形。
(3)交流發(fā)電機(jī)電荷電動機(jī)的誕生。1876~1878年俄國人亞布洛切科夫成功試驗(yàn)了單相交流輸電技術(shù)。1885年,英國工程師菲爾安基設(shè)計(jì)的第一座交流單相發(fā)電站建成。同年,美國人威斯汀豪率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)完成了交流發(fā)電、供電系統(tǒng),并創(chuàng)建了交流配電網(wǎng)。1883年,美籍電氣工程師特斯拉發(fā)明了世界上第一臺感應(yīng)電動機(jī),5年后他又發(fā)明了兩相異步電動機(jī)和交流電傳輸系統(tǒng)。1888年,俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發(fā)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(fā)電機(jī),并建成了第一條三相交流輸電線路。自此,三相異步電動機(jī)得到了廣泛應(yīng)用,電能逐步取代了蒸汽成為動力源,電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展。
3.電工理論的建立
(1)電路理論的建立。關(guān)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(dǎo)體上儲存電荷的計(jì)算方法Q=CU;1826年歐姆發(fā)表了歐姆定律;1831年法拉第提出了電磁感應(yīng)定律;1832年亨利提出了磁通量計(jì)算公式。
1845年德國物理學(xué)家基爾霍夫提出了關(guān)于任意電路中電流、電壓關(guān)系的基本定律:電流定律(任意時(shí)刻電路中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)的各條支路電流的代數(shù)和為零);電壓定律(任何時(shí)刻電路中任意一個(gè)閉合回路的各元件電壓的代數(shù)和為零)。這兩個(gè)定律發(fā)展了歐姆定律,奠定了電路系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。
1853年英國物理學(xué)家湯姆遜推導(dǎo)出了電路震蕩方程,并得出了萊頓瓶發(fā)電過程中電流在反復(fù)震蕩且不斷衰減的結(jié)論,并計(jì)算出震蕩頻率與R、L、C參數(shù)之間的關(guān)系,奠定了動態(tài)電路分析的基礎(chǔ)。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(xué)家施泰因梅茨提出了計(jì)算交流電路的方法——“相量法”,其實(shí)用、易懂,至今在分析正弦交流電路時(shí)依然沿用此法。
其間,赫爾姆霍茲提出的等效發(fā)電機(jī)原理、基爾霍夫建立的長距離架空線路參數(shù)電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態(tài)過程運(yùn)算法、傅立葉用數(shù)學(xué)方法建立的熱傳導(dǎo)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(wǎng)絡(luò)理論的建立。通信技術(shù)的興起推動了電網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展。1924年,福斯特給出了電感和電容二端網(wǎng)絡(luò)的電抗定理,建立了由給定頻率特性設(shè)計(jì)電路的電網(wǎng)絡(luò)理論。
1945年美國科學(xué)家伯德總結(jié)出了分析線性電路和控制系統(tǒng)的頻域分析方法。1953年梅森創(chuàng)建了采用信號流圖分析復(fù)雜回饋系統(tǒng)的方法,并被廣泛應(yīng)用。20世界50年代美國科學(xué)家達(dá)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(jì)70年代在L.O.Chua等科學(xué)家的努力下,器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀(jì)中期計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使電網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)成為電路理論研究中的基本手段。
4.新技術(shù)革命對電氣工程技術(shù)的推動
20世紀(jì)中葉開始的第三次技術(shù)革命又稱為新技術(shù)革命,以核能、宇航和電子計(jì)算機(jī)這三大技術(shù)為主要標(biāo)志。這個(gè)時(shí)期的主要理論是信息論、系統(tǒng)論和控制論,這三大理論的創(chuàng)立為通信工程技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究提供了全新的科學(xué)方法。
(1)計(jì)算機(jī)的升級換代對電氣工程技術(shù)的推動。自19世紀(jì)第一臺計(jì)算機(jī)問世以來,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,計(jì)算機(jī)給人類社會帶來了翻天覆地的變化,人類社會從此走進(jìn)了信息時(shí)代。1952年出世的第一代計(jì)算機(jī)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(chǎn)的第二代計(jì)算機(jī)用晶體管替代了真空電子管,大大提高了運(yùn)算速度,減少了耗電量,減小了體積,運(yùn)用在了軍事和科研領(lǐng)域。1964年~1970年生產(chǎn)的第三代計(jì)算機(jī)用集成電路替代了晶體管,不僅極大地提高了運(yùn)算速度而且降低了成本,計(jì)算機(jī)開始進(jìn)入到了普及階段。1971年至今生產(chǎn)的第四代計(jì)算機(jī)使用了超大規(guī)模集成電路,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化,計(jì)算機(jī)普及到了個(gè)人。計(jì)算機(jī)的升級換代推動了控制技術(shù)的發(fā)展,形成了計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)系統(tǒng),提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
(2)電子信息技術(shù)的發(fā)展。電子信息技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電信技術(shù)相結(jié)合而形成的技術(shù)手段。20世紀(jì)通信技術(shù)得到了迅猛發(fā)展,人類社會生活也由此發(fā)生了巨大變革,人類從此進(jìn)入信息時(shí)代。
1920年人們發(fā)現(xiàn)電離層對無線電短波有反射作用。1935年人們發(fā)現(xiàn)了雷達(dá)并廣泛應(yīng)用于軍事和民用通信領(lǐng)域。1964年美國發(fā)射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛(wèi)星,突破了大氣層對無線電波的屏蔽,實(shí)現(xiàn)了宇宙范圍的無線電通信。20世紀(jì)70年代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立使人們開始通過互聯(lián)網(wǎng)獲取信息。20世紀(jì)80年代以后尋呼機(jī)和移動電話逐步得到廣泛使用,現(xiàn)今信息服務(wù)業(yè)已成為世界上發(fā)展最快的新興行業(yè)之一。
電氣工程技術(shù)發(fā)展史再次印證了這樣兩個(gè)真理:一是任何理論的創(chuàng)立和技術(shù)的進(jìn)步都要靠眾多科學(xué)家甚至一代代人的不懈努力而實(shí)現(xiàn),特別是在學(xué)科相互融合交叉的今天。二是科學(xué)技術(shù)的每一次重大突破都會導(dǎo)致生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展和人類社會的巨大進(jìn)步,科技是第一生產(chǎn)力,創(chuàng)新是社會發(fā)展的推動力。
二、電氣學(xué)科的形成與發(fā)展
按我國高等教育學(xué)科劃分,電氣信息學(xué)科類屬工學(xué)門類(門類編號08),其下設(shè)五個(gè)一級學(xué)科:電氣工程(一級學(xué)科編號0808)、電子科學(xué)與技術(shù)(0809)、信息與通信工程(0810)、控制科學(xué)與工程(0811)和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(0812)。這五個(gè)學(xué)科有著相同的學(xué)科基礎(chǔ),都是研究電磁現(xiàn)象及其應(yīng)用的基礎(chǔ)學(xué)科與技術(shù)工程的綜合,電能的突出優(yōu)點(diǎn)在于:它既是易于傳輸?shù)墓I(yè)動力,又是非??煽康男畔⑤d體。電子科學(xué)與技術(shù)、信息與通信工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)都是從電類專業(yè)派生出來的弱電學(xué)科,在19世紀(jì)末電工科學(xué)技術(shù)已形成了電力與電信兩大分支。
我國電氣工程一級學(xué)科下設(shè)五個(gè)二級學(xué)科:電機(jī)與電器(二級學(xué)科編號080801)、電力系統(tǒng)及其自動化(080802)、高電壓與絕緣技術(shù)(080803)、電力電子與電力傳動(080804)、電工理論與新技術(shù)(080805),電氣工程包含的專業(yè)基礎(chǔ)理論有電路原理、模擬電子、數(shù)字電子、微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業(yè)理論有電力系統(tǒng)及其暫態(tài)分析、電力電子、電機(jī)學(xué)、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業(yè)供電、電力市場等。
19世紀(jì)末歐美大學(xué)先后設(shè)立了電氣工程(Electrical Engineering)專業(yè),100多年來,其名稱雖然沒變,但內(nèi)涵已隨著科技的飛速發(fā)展有了非常大的變化。過去歐美的電氣工程專業(yè)是以電力工程為主,現(xiàn)在電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)已成為該專業(yè)的核心,美國一些著名高校甚至已不開設(shè)電力工程研究方向。有些大學(xué)把計(jì)算機(jī)技術(shù)從電氣工程系分離了出去,單獨(dú)成立了計(jì)算機(jī)科學(xué)系。
我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學(xué)的電機(jī)電工學(xué)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(jī)??圃O(shè)立了電訊門,即我國最早的無線電專業(yè),如今的電子信息及計(jì)算機(jī)專業(yè)群都是由此發(fā)展演化而來的。1932年,清華大學(xué)設(shè)置了電機(jī)系。建國后,我國建立了一大批以工科為主的多科性大學(xué),其中大多設(shè)立了電機(jī)工程系。1977年以后,大部分高校的“電機(jī)工程系”陸續(xù)更名為“電氣工程系”,近幾年來,部分高校又把“電氣工程系”發(fā)展成為“電氣工程學(xué)院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同,但內(nèi)涵有很大區(qū)別,我國大學(xué)一般都是強(qiáng)弱電分開,即電氣類與電信類分設(shè)在不同的學(xué)院。
100多年以來,電氣工程學(xué)科已發(fā)展成為覆蓋多門類交叉學(xué)科、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的完善的學(xué)科,形成了強(qiáng)弱電結(jié)合、軟硬件結(jié)合、機(jī)電結(jié)合的學(xué)科特點(diǎn)。
國外發(fā)達(dá)國家電氣工程學(xué)科的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢:
(1)在學(xué)科中融入大量信息技術(shù)知識。在全球信息化的當(dāng)今,信息技術(shù)以指數(shù)速度進(jìn)步,它曾對電氣工程學(xué)科的發(fā)展起到了巨大的推動作用,還將為電氣工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新提供工具與技術(shù)支持,對電氣學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了決定性作用。國外發(fā)達(dá)國家的著名大學(xué)(如耶魯大學(xué)、麻省理工學(xué)院等)大都把電氣工程、通信工程、計(jì)算機(jī)工程放在同一學(xué)院,以利于在電氣工程學(xué)科中融入大量的信息技術(shù)知識。
(2)與其他學(xué)科不斷交叉融合,拓展了研究領(lǐng)域,大量的研究都是在跨學(xué)科領(lǐng)域開展的。
(3)與企業(yè)聯(lián)系密切,科技成果轉(zhuǎn)換能力強(qiáng),引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)更新。
三、電氣技術(shù)的發(fā)展趨勢
與電氣工程學(xué)科相關(guān)的產(chǎn)業(yè)主要有電力工業(yè)、電氣裝備制造業(yè)以及幾乎所有使用電力的行業(yè),電氣技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也主要集中在這些行業(yè)。
1.可再生能源技術(shù)
1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%,預(yù)測到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世紀(jì),光伏技術(shù)、風(fēng)電技術(shù)、生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)等得到了快速發(fā)展。下面著重介紹人類的未來能源——?dú)淠堋?茖W(xué)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(yōu)勢:
(1)清潔。其反應(yīng)后的生成物為水和氮化氫,對環(huán)境沒有污染。
(2)儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發(fā)電就夠人類用數(shù)億年。
(3)熱值高。單位重量的發(fā)熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍?,F(xiàn)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(shí)驗(yàn)室階段,距工業(yè)應(yīng)用還有一段距離。
2.輸電信技術(shù)
超導(dǎo)技術(shù)在電氣工程中的廣泛應(yīng)用已成為發(fā)展趨勢。
(1)超導(dǎo)儲能系統(tǒng)。將電能轉(zhuǎn)換為電磁能,利用超導(dǎo)線圈儲存起來。超導(dǎo)儲能系統(tǒng)是除電池儲能系統(tǒng)之外的又一儲能系統(tǒng),其使用將提高電網(wǎng)的安全性。
(2)超導(dǎo)故障限流器。利用超導(dǎo)體超導(dǎo)與正常狀態(tài)的轉(zhuǎn)變特性,快速限制電力系統(tǒng)故障短路電流,保障電網(wǎng)安全。
(3)超導(dǎo)大容量電纜??纱蟠蠼档洼旊娺^程中的電耗,提高能源效率。
中圖分類號:G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1006-5962(2013)02-0045-01
今天的電氣工程及其自動化是一種綜合應(yīng)用現(xiàn)代高科技、跨專業(yè)、尖端的科學(xué)專業(yè),有廣闊的應(yīng)用現(xiàn)實(shí)和前景。它是在工業(yè)化和電氣化的基礎(chǔ)上的重要組成部分,在加快我國現(xiàn)代化過程中扮演了重要的角色。在高等教育領(lǐng)域內(nèi),電氣工程是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的核心科目,是不可分割的一部分,高科技領(lǐng)域重點(diǎn)學(xué)科。因此,對電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)的改革具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1電氣工程及其自動化專業(yè)特點(diǎn)及其發(fā)展
電氣工程及其自動化專業(yè)是一個(gè)工程性很強(qiáng)的專業(yè),電氣工程及其自動化的專業(yè)范圍主要包括電工基礎(chǔ)理論、電氣裝備制造和應(yīng)用、電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制三個(gè)部分。電氣工程及其自動化專業(yè)的基礎(chǔ)性也決定了它具有很強(qiáng)的學(xué)科交叉和融合能力。例如,“電氣工程”和“電子科學(xué)”以及“控制科學(xué)”的交叉融合產(chǎn)生了“電力電子技術(shù)”;“電氣工程”和“材料科學(xué)”的交叉融合形成了“超導(dǎo)電工技術(shù)”和“納米電工技術(shù)”“;電氣工程”與“機(jī)械工程”及“計(jì)算機(jī)學(xué)科”的交叉融合產(chǎn)生了一門“機(jī)電一體化”新學(xué)科,已形成了以“機(jī)械”為主體、電氣工程和計(jì)算機(jī)控制為技術(shù)核心、“機(jī)械+電氣+計(jì)算機(jī)”的有機(jī)融合,“機(jī)電一體化”技術(shù)實(shí)際上就是電氣自動化技術(shù)高度發(fā)展的一個(gè)階段和必然產(chǎn)物,它是電氣自動化領(lǐng)域中機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合而應(yīng)運(yùn)而生的一種高新技術(shù),也可以說隸屬于“電氣工程及其自動化”的專業(yè)范疇。今后若干年內(nèi)對電氣工程及其自動化領(lǐng)域發(fā)展影響最大的主要因素有以下三個(gè)。
1.1信息技術(shù)的決定性影響。信息技術(shù)廣泛地定義為包括計(jì)算機(jī)、世界范圍高速寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)以及用來傳感、處理、存儲和顯示各種信息等相關(guān)支持技術(shù)的綜合。
1.2與物理科學(xué)的相互交叉面拓寬。由于晶體管的發(fā)明和大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的發(fā)展,固體電子學(xué)在20世紀(jì)的后50年對電氣工程的成長起到了巨大的推動作用。電氣工程與物理科學(xué)間的緊密聯(lián)系與交叉仍然是今后電氣工程學(xué)科的關(guān)鍵,并且將拓寬到生物系統(tǒng)、光子學(xué)、微機(jī)電系統(tǒng)。
1.3快速的發(fā)展變化。技術(shù)的飛速進(jìn)步和分析方法、設(shè)計(jì)方法的日新月異,使得我們必須每隔幾年對電氣工程問題的過去解決方案重新全面思考或?qū)彶?,這對我們?nèi)绾胃倪M(jìn)教學(xué)、如何培養(yǎng)學(xué)生帶來很大影響。
2培養(yǎng)專業(yè)人才,符合社會的需要
隨著科技的發(fā)展,電氣工程愈來愈多地應(yīng)用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電力電子技術(shù)和自動化技術(shù),電氣工程及其自動化專業(yè)內(nèi)涵也發(fā)展演變?yōu)閺?qiáng)電和弱電結(jié)合、電工技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合、軟件和硬件結(jié)合、元件和系統(tǒng)結(jié)合,要求培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)受到電氣工程、電工電子、信息控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的基本訓(xùn)練,具有解決電氣工程與自動控制技術(shù)問題的基本能力。電氣工程學(xué)科的主要任務(wù)是提高電力系統(tǒng)和用電設(shè)備的技術(shù)含量、運(yùn)行質(zhì)量,提高運(yùn)行的合理性和可靠性,提高運(yùn)行效率。
2.1以學(xué)生應(yīng)該具備和接受的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)來構(gòu)建課程體系。隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對于電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)而言,培養(yǎng)范圍不僅要有一級學(xué)科“電氣工程”的特色,應(yīng)具備“強(qiáng)弱電”的知識結(jié)構(gòu),而且也應(yīng)當(dāng)具備較廣的人文、社會等方面的知識,有較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力。
2.2運(yùn)用認(rèn)知理論構(gòu)建課程體系。按照認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論,認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有兩種具體的組成成分,一是知識塊,二是知識的組織形式。因此,應(yīng)在國家、地區(qū)及學(xué)校的總體課程框架下,根據(jù)認(rèn)知科學(xué)對人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的理解,分析在什么階段設(shè)置什么課程才能更好地為學(xué)生構(gòu)建有利于以后學(xué)習(xí)所必須掌握的知識體系。由此,在設(shè)置課程框架時(shí),應(yīng)考慮加強(qiáng)各知識塊的統(tǒng)合,建立相應(yīng)的課程體系結(jié)構(gòu),這樣才能避免結(jié)構(gòu)主義課程論中出現(xiàn)的各知識塊孤立、隔離和過于專業(yè)化的現(xiàn)象。
3完善教學(xué),提高學(xué)生素質(zhì)
3.1凝煉和建立體現(xiàn)個(gè)性化教育和工程應(yīng)用的實(shí)踐教學(xué)新模式,系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)新體系。根據(jù)“五條線”課程體系的工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求,建立四層次(認(rèn)知層、基礎(chǔ)層、拓展層、創(chuàng)新層)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及四種類型(基本型、設(shè)計(jì)型、綜合型、研究創(chuàng)新型)的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容體系,將工程訓(xùn)練融入于四層次中,強(qiáng)化工程意識、工程能力和創(chuàng)新思維,強(qiáng)調(diào)自主開發(fā)、自主研究,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,開拓學(xué)生個(gè)性潛力、激勵(lì)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新,增強(qiáng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)。
3.2深化“四位一體”綜合改革,打造優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。按人才培養(yǎng)目標(biāo),開展“四位一體”(將課程、專業(yè)、學(xué)科和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)融為一體)綜合教學(xué)改革,以課程(群)建設(shè)為基礎(chǔ)、品牌特色專業(yè)建設(shè)為重點(diǎn)、學(xué)科建設(shè)為龍頭、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為保障,建立以課程帶頭人、專業(yè)帶頭人、學(xué)科帶頭人和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)負(fù)責(zé)人為首的教學(xué)團(tuán)隊(duì),組成國家特色專業(yè)“電氣工程及其自動化”建設(shè)小組。以打造優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)為重點(diǎn),促進(jìn)科學(xué)研究與教學(xué)工作的有機(jī)融合,大力加強(qiáng)教師隊(duì)伍的教學(xué)能力建設(shè)和整體提高工作,特別是青年教師的工程能力培養(yǎng)工作;適當(dāng)引進(jìn)電氣制造企業(yè)(集團(tuán))的工程技術(shù)人員參與教學(xué)工作,努力建設(shè)一支教學(xué)水平與學(xué)術(shù)造詣高、學(xué)歷職稱結(jié)構(gòu)合理、充滿生機(jī)和活力的高素質(zhì)、高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì),為進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3.3優(yōu)化課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)課題,建立完善的系統(tǒng)制度。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成質(zhì)量,其選題、實(shí)際過程、教師指導(dǎo)等都至關(guān)重要。建立系統(tǒng)制度是進(jìn)一步深化高等教育教學(xué)改革的重要舉措。建立系統(tǒng)制度可以使學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)以及提前的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題選題或預(yù)研,可以盡早地參與學(xué)術(shù)活動、科學(xué)研究和創(chuàng)新活動。通過與指導(dǎo)老師或課題組其他成員的交流,不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,使自身能力得到提高,為走上工作崗位或進(jìn)一步深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]高安幫,徐建俊,劉利宏.“電氣工程”應(yīng)向著多學(xué)科交叉融合的方向快速發(fā)展[J].時(shí)代人物,2008,(3):201-203
作者簡介:劉建峰(1978-),男,江蘇江陰人,南京工業(yè)大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院,講師,國家注冊電氣工程師;周玉庭(1972-),女,四川高縣人,南京工業(yè)大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院,講師。(江蘇 南京 211816)
中圖分類號:G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0064-02
一、建筑電氣與智能化專業(yè)的內(nèi)涵
1.建筑電氣與智能化專業(yè)的定義[1]
建筑電氣與智能化專業(yè)是一個(gè)在土木工程學(xué)科背景下,研究以建筑物為載體時(shí)對電能的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、控制、利用和對信息的獲取、傳輸、處理和利用的專業(yè)。隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的發(fā)展,土木工程學(xué)科的發(fā)展不斷吸收了基礎(chǔ)科學(xué)、材料科學(xué)、管理科學(xué)和電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)等學(xué)科的最新研究成果與技術(shù)發(fā)展成就。作為土木類新增專業(yè),建筑電氣與智能化專業(yè)填補(bǔ)了土木類專業(yè)中缺少“電”(或“電氣”)的空缺,與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等新興技術(shù)融合,是典型的多學(xué)科的交叉和融匯。
建筑電氣與智能化的內(nèi)涵隨著時(shí)代前進(jìn)而不斷地發(fā)展變化?,F(xiàn)階段,“智能建筑”的出現(xiàn)使其內(nèi)涵延伸到“電氣+信息”;另外,隨著節(jié)能、環(huán)保相關(guān)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用以及綠色建筑概念的提出與發(fā)展,建筑電氣與智能化專業(yè)逐步形成了“建筑+電氣+信息+節(jié)能”的內(nèi)涵,與傳統(tǒng)的建筑電氣專業(yè)有著本質(zhì)的不同。
2.建筑電氣與智能化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)
建筑電氣與智能化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要,掌握電工、電子、控制、信息、建筑學(xué)等較寬領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論,掌握對建筑相關(guān)設(shè)備進(jìn)行供電、控制、保護(hù)、監(jiān)視等所需的專業(yè)知識和技術(shù),綜合素質(zhì)高、實(shí)踐能力強(qiáng)、具備執(zhí)業(yè)注冊工程師基礎(chǔ)知識和基本能力的建筑電氣與智能化專業(yè)高級工程技術(shù)人才。
建筑電氣與智能化專業(yè)畢業(yè)生能夠從事工業(yè)與民用建筑電氣及智能化技術(shù)相關(guān)的工程設(shè)計(jì)、工程建設(shè)與管理、系統(tǒng)集成、信息處理等工作,并具有建筑電氣與智能化技術(shù)應(yīng)用研究和開發(fā)的初步能力。
從以上內(nèi)容可以看出,建筑電氣與智能化主要面向建筑物內(nèi)部的各種設(shè)備,包括對各種設(shè)備進(jìn)行供電、控制、保護(hù)、監(jiān)視的設(shè)施與系統(tǒng)。
二、建筑電氣與智能化相近專業(yè)的英文名稱
建筑電氣與智能化專業(yè)是教育部新近批準(zhǔn)的專業(yè),目前沒有一個(gè)公認(rèn)的英文名稱,各高校根據(jù)自己的理解,有多種不同的翻譯方法。相對而言,國內(nèi)外土木建筑類有一些專業(yè)建立時(shí)間較長,其專業(yè)名稱一般有固定的英文名稱。
1.建筑學(xué):Architecture
建筑學(xué),從廣義上來說,是研究建筑及其環(huán)境的學(xué)科,通常是指與建筑設(shè)計(jì)和建造相關(guān)的藝術(shù)和技術(shù)的綜合。[2]建筑學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備建筑設(shè)計(jì)、城市設(shè)計(jì)、室內(nèi)設(shè)計(jì)等方面的知識,能在設(shè)計(jì)部門從事設(shè)計(jì)工作,并具有多種職業(yè)適應(yīng)能力的通用型、復(fù)合型高級工程技術(shù)人才。
2.土木工程:Civil Engineering
土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測、設(shè)計(jì)、施工維修等技術(shù)活動;也指工程建設(shè)的對象。[3]該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)掌握工程力學(xué)、流體力學(xué)、巖土力學(xué)和市政工程學(xué)科的基本理論與基本知識,具備從事土木工程的項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、研究開發(fā)、施工及管理的能力,能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、橋梁、礦井等的設(shè)計(jì)、研究、施工、教育、管理、投資、開發(fā)部門從事技術(shù)或管理工作的高級工程技術(shù)人才。
3.給排水科學(xué)與工程:Drainage Science and Engineering(原建筑給排水:Building Water Supply and Drainage)
給排水科學(xué)與工程是一門應(yīng)用很廣泛的學(xué)科,它是以城市水的輸送、凈化及水資源保護(hù)與利用有關(guān)的理論與技術(shù)為主要研究內(nèi)容。[4]該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備城市給水工程、排水工程、取水工程、防洪工程、建筑給水排水工程、工業(yè)給水排水工程、水污染控制規(guī)劃和水資源保護(hù)等方面的知識,能在規(guī)劃部門、環(huán)保部門、設(shè)計(jì)單位等從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、教育和研究開發(fā)方面工作的給水排水工程學(xué)科的高級工程技術(shù)人才。
4.建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程:Building Environment and Energy Applications Engineering
建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)由原建筑節(jié)能技術(shù)與工程、建筑設(shè)施智能技術(shù)(部分)與建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)合并而成。[5,6]該專業(yè)主要培養(yǎng)能夠從事以下三個(gè)方面工作的專業(yè)技術(shù)人才:一是能從事建筑物采暖、空調(diào)、通風(fēng)除塵、空氣凈化和燃?xì)鈶?yīng)用等系統(tǒng)與設(shè)備以及相關(guān)的城市供熱、供燃?xì)庀到y(tǒng)與設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試與運(yùn)行工作;二是對建筑中環(huán)境系統(tǒng)和供能設(shè)施的設(shè)計(jì)、安裝、估價(jià)、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù),技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和管理;三是能適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會可持續(xù)發(fā)展的需要,具備建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行管理的基本理論與專業(yè)技能,知識面寬,具有向土建類相關(guān)領(lǐng)域拓展?jié)B透的能力、適應(yīng)能力和實(shí)際工作能力。
5.建筑設(shè)備工程技術(shù):Construction Equipment Engineering
建筑設(shè)備技術(shù)是普通高職高專土建大類專業(yè)目錄下設(shè)的一門專業(yè),屬于建筑設(shè)備類專業(yè)。該專業(yè)為普通高等學(xué)校??茖哟?。建筑設(shè)備技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)掌握建筑設(shè)備工程的基本知識和技術(shù),具備建筑水、電、通風(fēng)與空調(diào)、樓宇智能化等設(shè)備工程的設(shè)計(jì)、預(yù)決算、安裝施工、運(yùn)行與維護(hù)、質(zhì)量檢驗(yàn)及工程管理等能力的高素質(zhì)技能型人才。
6.智能建筑技術(shù)與管理:Intelligent Building Technology and Management
香港科技大學(xué)開設(shè)的智能建筑技術(shù)與管理專業(yè),是為建筑物裝備行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員開設(shè)的研究生課程。學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握智能建筑相關(guān)技術(shù)和管理的基本概念與原理,學(xué)習(xí)內(nèi)容涵蓋安全與健康、風(fēng)險(xiǎn)管理、能量消耗監(jiān)控、室內(nèi)空氣質(zhì)量、設(shè)施管理等內(nèi)容,屬于典型的最新尖端技術(shù)與管理策略的交叉融合專業(yè)。
7.建筑裝備工程:Building Services Engineering
香港大學(xué)開設(shè)了“建筑裝備工程”(Building Services Engineering,簡稱BSE)專業(yè)。該專業(yè)主要學(xué)習(xí)各種工程裝備設(shè)施與建筑環(huán)境的相關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)、安裝與管理。
8.其他相關(guān)院校的專業(yè)
國內(nèi)外其他相關(guān)院校類似專業(yè)還有:美國賓州州立大學(xué)大學(xué)園開設(shè)的建筑技術(shù)專業(yè)(Building Technology);英國南安普頓大學(xué)開設(shè)的能源、環(huán)境與建筑物專業(yè)(Energy,Environment and Buildings);馬來西亞淡馬錫理工學(xué)院開設(shè)的智能建筑技術(shù)專業(yè)(Intelligent Building Technology);香港理工大學(xué)開設(shè)的建筑電氣設(shè)備與系統(tǒng)專業(yè)(Electrical Installations and Systems in Buildings)。
三、對相關(guān)英文翻譯的分析
建筑電氣與智能化的主題詞為“建筑”、“電氣”與“智能化”三個(gè),下文分別予以討論。
1.對“建筑”的翻譯[7,8]
從上述相關(guān)專業(yè)名稱可知,當(dāng)研究建筑設(shè)計(jì)本身時(shí),一般用Architecture居多;當(dāng)研究建筑內(nèi)部設(shè)施時(shí),一般用Building居多。在與相關(guān)專業(yè)的留學(xué)生討論時(shí),留學(xué)生也指出:在國外提到建筑內(nèi)部的設(shè)施時(shí),建筑一詞一般用Building,而不用Architecture。Construction一詞多指建筑物本身或建造、施工的過程與技術(shù),也可以表示建筑物內(nèi)部的設(shè)施與設(shè)備的設(shè)計(jì)、建造過程,其涵蓋范圍比Building更廣。但在習(xí)慣上,提到建筑內(nèi)部的設(shè)施,一般用Building的居多。因此,建筑電氣與智能化中的“建筑”一詞,用Building較為合適。
2.對“電氣”與“智能化”的翻譯[7,8]
對“電氣”與“智能化”的翻譯,相對容易確定。“電氣”一詞在專業(yè)名稱或相關(guān)規(guī)范中,一般用Electrical或Electricity;“智能化”一般采用Intelligent、Intelligentization或Intelligence。根據(jù)建筑電氣與智能化的內(nèi)涵,此處的“電氣”與“智能化”,應(yīng)指對建筑物內(nèi)部的各種設(shè)備進(jìn)行供電、控制、保護(hù)、監(jiān)視的設(shè)施與系統(tǒng),即此處的“電氣”與“智能化”應(yīng)是名詞,而非形容詞,故用Electricity與Intelligence為好,而不用Electrical與Intelligent。
3.Intelligence與Intelligentization的區(qū)別
根據(jù)英文翻譯,Intelligence與Intelligentization都有智能化的含義。在具體應(yīng)用上,“Intelligence”偏向于智能、智慧之意;當(dāng)用在建筑物時(shí),可以引申為建筑物經(jīng)各種設(shè)備支持,具有“人工智能”或“能進(jìn)行高度智能的自我管理”之意,成為具有一定“智慧”的建筑物?!癐ntelligentization”用作建筑物時(shí),偏向于建筑物經(jīng)過各種設(shè)備的支持,具有了“可控制、可遙控”的功能。相比較而言,面對未來的智能建筑發(fā)展,Intelligence比Intelligentization更能體現(xiàn)智能建筑的本質(zhì)。
四、南京工業(yè)大學(xué)建筑電氣與智能化專業(yè)的名稱
根據(jù)建筑電氣的定義、培養(yǎng)目標(biāo)、相關(guān)專業(yè)的英文名稱以及傳統(tǒng)習(xí)慣等,認(rèn)為“建筑電氣與智能化”的英文名稱,用“Building Electricity and Intelligence”為好。在南京工業(yè)大學(xué)最新的專業(yè)與課程英文名稱匯總中,即采用Building Electricity and Intelligence的名稱。當(dāng)然,由于各高校對建筑電氣與智能化專業(yè)理解的側(cè)重點(diǎn)不同以及對專業(yè)內(nèi)涵理解的不斷深入、專業(yè)本身與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,其英文名稱可能有所不同。希望通過討論,能盡早確定一種比較權(quán)威的統(tǒng)一名稱,以利于進(jìn)一步擴(kuò)大國際交流。
參考文獻(xiàn):
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[5]教育部.普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄(2012年)[Z].2012.
專業(yè)課教學(xué)過程中,大多數(shù)存在教學(xué)內(nèi)容多、繁、雜與教學(xué)課時(shí)數(shù)偏少以及學(xué)科專業(yè)技術(shù)發(fā)展快與教材更新慢的矛盾,要達(dá)到創(chuàng)新型、復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo),必須首先對所授課程的教學(xué)目的和知識點(diǎn)的內(nèi)涵十分明確。所以,要根據(jù)專業(yè)特征,結(jié)合學(xué)科專業(yè)發(fā)展方向和行業(yè)發(fā)展最新技術(shù),優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容,對現(xiàn)有的教材進(jìn)行整合。應(yīng)該以“同類合并、相對集中、教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前專業(yè)最新技術(shù)相結(jié)合”原則來優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新課程教學(xué)體系。其教學(xué)內(nèi)容改革理念就是指將原分散在各個(gè)章節(jié)屬同一類或相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化重組,刪除過時(shí)的舊內(nèi)容,增加學(xué)科專業(yè)當(dāng)前的最新技術(shù)、發(fā)展動態(tài)、研究熱點(diǎn)等內(nèi)容;在內(nèi)容編排上按照“基本原理與方法——應(yīng)用技能——當(dāng)前研究動態(tài)”的層層誘導(dǎo)遞進(jìn)式順序來編排,使重組后的課程教學(xué)內(nèi)容與知識結(jié)構(gòu)更加科學(xué)合理、先進(jìn)實(shí)用。如增加未來電力系統(tǒng)、新能源的開發(fā)與利用、新型電氣設(shè)備的發(fā)展趨勢等,以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思維和創(chuàng)新靈感。同時(shí),電氣工程學(xué)科也要與時(shí)俱進(jìn),要和信息科學(xué)、自動化科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子科學(xué)、能源科學(xué)等其他學(xué)科進(jìn)行交叉和融合,以求自身發(fā)展。
二、實(shí)施多種教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情
一是可以將課程的整個(gè)教學(xué)內(nèi)容劃分為重要內(nèi)容、一般內(nèi)容和自學(xué)內(nèi)容三個(gè)模塊。重要內(nèi)容(主要是指基本原理、基本方法和應(yīng)用技能)在課堂上精心講解,并通過課外作業(yè)、專題研究、實(shí)驗(yàn)等其他環(huán)節(jié)的訓(xùn)練得到鞏固和提高;一般內(nèi)容(主要是指新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用介紹等)則充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)進(jìn)行展示、介紹;自學(xué)內(nèi)容(主要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,進(jìn)行個(gè)性化教育)則通過設(shè)問、質(zhì)疑、寫讀書筆記、小論文的形式得到訓(xùn)練。
二是采用“全程案例貫穿式”教學(xué)方法引起學(xué)生興趣。是指根據(jù)課程特點(diǎn)與專業(yè)特征精心選擇或設(shè)計(jì)一個(gè)規(guī)模大、有代表性、有實(shí)用價(jià)值的案例,通過案例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入課程,隨著課程教學(xué)的展開,讓學(xué)生一步步深入到案例中,學(xué)到案例中相關(guān)的知識,隨著課程教學(xué)的結(jié)束,學(xué)生在不知不覺中已把案例中的相關(guān)問題一一得到了解決。
三是采用技能訓(xùn)練資格認(rèn)定和校企互動方式,使學(xué)生學(xué)習(xí)知識與社會需求直接掛鉤,大大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增加就業(yè)機(jī)會;同時(shí),教師、學(xué)生深入企業(yè),發(fā)現(xiàn)問題,找到研究問題的切入點(diǎn),讓學(xué)生多角度、多方位地思考,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的能力,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決工程實(shí)際問題的能力,并將研究成果應(yīng)用于企業(yè),幫助企業(yè)解決生產(chǎn)過程中所遇到的難題和關(guān)鍵技術(shù)問題,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,形成教學(xué)、科研、實(shí)踐良性循環(huán)。
三、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)
電氣工程及其自動化專業(yè)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,學(xué)生需進(jìn)行大量的實(shí)踐活動,才能培養(yǎng)其動手、創(chuàng)新等專業(yè)綜合能力,必須十分強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。因此,實(shí)踐教學(xué)體系至關(guān)重要,必須高度重視。
一是加強(qiáng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)施建設(shè),滿足專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。根據(jù)專業(yè)建設(shè)的需要,結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿,將實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成集實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、新產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)及科學(xué)研究于一體的多功能實(shí)踐教學(xué)平臺,實(shí)現(xiàn)工程素質(zhì)訓(xùn)練、科學(xué)研究試驗(yàn)與專業(yè)技術(shù)進(jìn)步的有機(jī)結(jié)合。
二是針對原來實(shí)驗(yàn)教學(xué)的狀況和存在的問題,科學(xué)整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,并不斷探討和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。對教學(xué)內(nèi)容要進(jìn)行“遞進(jìn)式”的整合,采取引導(dǎo)和啟發(fā)的方式培養(yǎng)學(xué)生的操作能力和創(chuàng)新思維;同時(shí)進(jìn)行因材施教,加強(qiáng)過程監(jiān)控,通過學(xué)生自查、教師中期檢查、遞交結(jié)題報(bào)告并進(jìn)行結(jié)題答辯等形式,加強(qiáng)全部實(shí)驗(yàn)過程的管理。這樣,較好地實(shí)現(xiàn)了“遞進(jìn)式”實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果,也適應(yīng)了不同層次人才培養(yǎng)的需要。
三是在實(shí)習(xí)基地方面,在與已有的擔(dān)任實(shí)踐教學(xué)任務(wù)的校外實(shí)習(xí)基地保持良好聯(lián)系的基礎(chǔ)上,積極尋找與電氣工程及其自動化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相符合的校外實(shí)習(xí)基地,保證完成實(shí)踐教學(xué)任務(wù),使學(xué)生的工程實(shí)踐能力真正得到培養(yǎng)。
[中圖分類號] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437(2017)04-0063-02
電氣工程及其自動化專業(yè)作為傳統(tǒng)的工程學(xué)科,已有上百年的發(fā)展歷史。為適應(yīng)新時(shí)期社會對電氣工程人才的不同需求,國內(nèi)外高校不斷推動電氣工程教育的發(fā)展與改革,教育理念也隨著時(shí)代的發(fā)展而變化,從原來的“重理論輕實(shí)踐”,逐步發(fā)展為“厚基礎(chǔ)、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(yǎng)的主干課程,是電氣工程本科生人才培養(yǎng)的重點(diǎn)課程,也是整個(gè)電氣工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程。[3]可見,如何提高電力工程課程的教學(xué)水平,這對于提高本科生的教育水平及畢業(yè)質(zhì)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(tǒng)分析兩門課程的綜合性課程,對構(gòu)建本科生電力系統(tǒng)知識體系具有舉足輕重的作用。課程內(nèi)容的豐富性造成了學(xué)時(shí)緊張、講課內(nèi)容泛而不精的情況。為解決該問題,可以從宏觀層面出發(fā),將若干電力工程相關(guān)課程內(nèi)容統(tǒng)一整合,從而優(yōu)化學(xué)時(shí),突出重點(diǎn),推動電力工程課程群建設(shè),使學(xué)生對電力系統(tǒng)的整體設(shè)備運(yùn)行、調(diào)度、保護(hù)及設(shè)計(jì)有一個(gè)完整的了解,最終讓學(xué)生構(gòu)建完整的電力工程知識體系,滿足電力工業(yè)對人才發(fā)展的需求。這樣,加緊推進(jìn)電力工程課程群建設(shè)與實(shí)踐,就成為了電氣工程本科生教育改革的首要任務(wù)。
一、課程群建設(shè)理念簡介
20世紀(jì)90年代,北京理工大學(xué)在題為《在課程建設(shè)中應(yīng)當(dāng)以教學(xué)計(jì)劃的整體優(yōu)化為目標(biāo)》的教育改革項(xiàng)目中,首先提出了課程群建設(shè)的總體思路,繼而逐漸發(fā)展成為學(xué)科教育改革的新興理念,為國內(nèi)眾多高校教育改革提供了參考。課程群的主要內(nèi)涵為[4]:整合三門及三門以上學(xué)科相關(guān)課程,相互傳承,相互B透,相互補(bǔ)充,從而整合課程授課內(nèi)容,使課程結(jié)構(gòu)合理,層次清晰,進(jìn)一步挖掘課程的整體優(yōu)勢,從而建立起學(xué)科優(yōu)勢。課程群不僅能使學(xué)生能夠在較短的學(xué)時(shí)內(nèi)掌握重點(diǎn)、有效的知識,構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的知識體系,也能使教師在授課過程中將有限的知識點(diǎn)講透講精。課程群的整體是全面而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模@就避免了原來單一課程為求知識全面而進(jìn)行“蜻蜓點(diǎn)水”般的講課模式。
二、電力工程課程群建設(shè)方案
建立電力工程課程群,首先應(yīng)分析原有課程授課模式的不足,然后參考課程群的內(nèi)涵,選擇合理的相關(guān)課程,建立對應(yīng)的課程群,這樣才能提出合理的優(yōu)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(tǒng)分析相關(guān)課程的一門綜合性課程,主要講授電力系統(tǒng)的基本組成和運(yùn)行原理,電力系統(tǒng)的元件參數(shù)計(jì)算、穩(wěn)定運(yùn)行分析和故障分析的基本方法,電力系統(tǒng)電氣主接線設(shè)計(jì)、主要電器設(shè)備選擇的原則和方法、繼電保護(hù)等內(nèi)容。由于囊括了工廠供電及電力系統(tǒng)分析兩門課程的內(nèi)容,其課程內(nèi)容豐富且繁重。在有限的學(xué)時(shí)中講授如此多的內(nèi)容在給教師帶來極大授課壓力的同時(shí),也會讓學(xué)生漸漸失去學(xué)習(xí)熱情,并最終影響其對整個(gè)電力系統(tǒng)知識體系的構(gòu)建。
(二)課程群課程的選擇
電力工程課程群建設(shè),須秉承學(xué)科相近的原則,對知識點(diǎn)有重復(fù)或傳承的課程進(jìn)行整合優(yōu)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(xué)生能有效地學(xué)習(xí)知識。為此,結(jié)合我校電氣工程教育的特色與傳統(tǒng),我們挑選出了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理、電氣控制技術(shù)及電力系統(tǒng)調(diào)度自動化等三門課程,結(jié)合電力工程課程來建設(shè)電力工程課程群。
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理主要講授繼電保護(hù)的基本概念、輸電線路的電流保護(hù)、接地保護(hù)、距離保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)的基本原理,變壓器保護(hù)的基本配置及主要保護(hù)的基本原理,自動重合閘、發(fā)電機(jī)保護(hù)、母線保護(hù)等內(nèi)容。電氣控制技術(shù)則主要討論異步電動機(jī)拖動系統(tǒng)和直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的起動和調(diào)速控制技術(shù),以及電氣線路的分析和設(shè)計(jì),常用電磁式低壓電器的作用與分類、結(jié)構(gòu)與工作原理,可編程控制器的基本工作原理等。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化則以電力系統(tǒng)“四遙”為主線,主要講述電力系統(tǒng)調(diào)度自動化的有關(guān)理論,性能和運(yùn)行特性,涉及電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的相關(guān)基礎(chǔ)理論。
從上述三門課程講授的內(nèi)容可以看出,其與電力工程的課程內(nèi)容互有傳承,相互滲透,并有較多的重復(fù)。電力工程主要講授電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)內(nèi)容,繼電保護(hù)則是在其基礎(chǔ)上的升華。因?yàn)橄到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行離不開保護(hù)裝置的調(diào)節(jié)與動作,而保護(hù)裝置的調(diào)節(jié)與動作又離不開電氣控制設(shè)備的判斷與運(yùn)行,而這一切設(shè)備的自動化管理都離不開“四遙”技術(shù)的調(diào)度與管理。因此,從內(nèi)容上可以較為清晰地看出,這四門課程存在明顯的傳承關(guān)系,因而在授課過程中存在較多知識重復(fù)的問題。建立電力工程課程群,就是以電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行為基點(diǎn),逐步提升知識的難度與高度,使知識結(jié)構(gòu)緊密,易于學(xué)生掌握。為建立結(jié)構(gòu)合理、層次清晰的電力工程課程群,就要對教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)進(jìn)行整體優(yōu)化。
(三)電力工程課程群整體優(yōu)化方案
可以從三個(gè)角度來優(yōu)化電力工程課程群,分別為課程優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化以及考核優(yōu)化。課程及實(shí)驗(yàn)優(yōu)化主要以教師為主體,即明確“教什么”,而考核優(yōu)化則主要以學(xué)生為主體,即明確“學(xué)什么”。
1.課程優(yōu)化
針對四門課程授課內(nèi)容的特點(diǎn),可以首先將電力工程課程中的繼電保護(hù)一節(jié)的內(nèi)容移到電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程專門講授,而電力系統(tǒng)監(jiān)測與控制的內(nèi)容并入電力系統(tǒng)調(diào)度自動化課程中講授,與開關(guān)電器電弧、滅弧相關(guān)的原理及相應(yīng)保護(hù)設(shè)備,則并入電氣控制技術(shù)的高低壓電器一節(jié)講授。此外,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的微機(jī)保護(hù)一節(jié)與電力系統(tǒng)調(diào)度自動化課程內(nèi)容有較大的重復(fù),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(diào)度自動化課程中講授。由此,通過重新制訂教學(xué)大綱,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容重新安排學(xué)時(shí),可以使每一門課程的學(xué)時(shí)數(shù)得到合理安排。
2.實(shí)驗(yàn)優(yōu)化
以往為促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力,每一門課程都配以相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。該類實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是與教材內(nèi)容結(jié)合較為緊密,但主要以驗(yàn)證性及演示性實(shí)驗(yàn)為主,實(shí)驗(yàn)時(shí)間分散,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)化。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)只能片面地了解一部分課程內(nèi)容,且只能了解部分設(shè)備的運(yùn)行情況,缺乏對整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的深入理解。因此,有必要整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將單一分散的實(shí)驗(yàn)課時(shí)整合為持續(xù)時(shí)間較長的整體的課程設(shè)計(jì)。
以上述四門課程為例,可以強(qiáng)調(diào)四門課程綜合的課程設(shè)計(jì),如要求學(xué)生設(shè)計(jì)某廠礦的變電所,從而考核學(xué)生電氣設(shè)備選擇、電氣主接線設(shè)計(jì)、負(fù)荷計(jì)算等方面的知識。同時(shí),還可以在此基礎(chǔ)上增加繼電保護(hù)裝置的要求,并要求學(xué)生繪出遙信遙感的結(jié)構(gòu)圖,從而考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力,使學(xué)生能夠通過課程設(shè)計(jì),達(dá)到整體了解變電所設(shè)計(jì)運(yùn)行的基本方法以及注意點(diǎn),從而提高學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力的目的。此外,還可以安排學(xué)生到臨近變電站進(jìn)行參觀實(shí)習(xí),讓學(xué)生了解相關(guān)電氣設(shè)備具體的作用,增強(qiáng)學(xué)生的感官認(rèn)識。相較于以往效率較低的課程實(shí)驗(yàn),這樣可以極大地提高W生的學(xué)習(xí)效率,并促進(jìn)學(xué)生知識的整體消化吸收。
3.考核優(yōu)化
課程內(nèi)容的優(yōu)化必然帶來考核內(nèi)容的優(yōu)化。以往由于課程知識點(diǎn)繁雜,學(xué)生在期末復(fù)習(xí)時(shí)需要記憶許多與本門課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)度不高的知識點(diǎn),而課程的核心知識點(diǎn)卻由于復(fù)習(xí)時(shí)間緊而未能有效地掌握,從而影響了學(xué)生的成績。因此,通過課程群內(nèi)容的整體優(yōu)化,每一門課程都有相應(yīng)的重點(diǎn)內(nèi)容,這使得學(xué)生能夠在復(fù)習(xí)時(shí)能緊緊圍繞課程的核心知識點(diǎn)展開,而將關(guān)聯(lián)度并不高的內(nèi)容放入課程群的其他課程中進(jìn)行復(fù)習(xí),從而提高每一門課程的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)效率。這樣既能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績,也能使學(xué)生掌握合理有效的學(xué)習(xí)方法。
課程優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化以及考核優(yōu)化有效地改善了教師與學(xué)生的教學(xué)及學(xué)習(xí)情況,使得教師講授最優(yōu)化,學(xué)生學(xué)習(xí)最優(yōu)化,使學(xué)生在有效的時(shí)間內(nèi)牢固掌握核心知識成為可能,從而實(shí)現(xiàn)了課程群建設(shè)的目標(biāo)與意義。
三、結(jié)束語
本文針對建設(shè)的電力工程課程群,分析了課程群內(nèi)不同課程的特點(diǎn),從課程、實(shí)驗(yàn)、考核三個(gè)方面提出了具體的優(yōu)化方案,為進(jìn)一步推動電氣工程本科生教育改革提供了參考。當(dāng)然,相關(guān)優(yōu)化方案還需在后續(xù)教學(xué)過程中根據(jù)實(shí)際教學(xué)效果不斷地完善改進(jìn),這樣才能使教學(xué)方法緊跟時(shí)展的腳步,使培養(yǎng)的學(xué)生能夠符合社會對人才發(fā)展的要求。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 丁守成, 張愛華, 黃瑞,等.電工電子實(shí)驗(yàn)系列課程體系建設(shè)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2015(6):98-100,104.
二、PSERC高校教學(xué)體系
1.PSERC高校的培養(yǎng)目標(biāo)。
ABET通用培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定,專業(yè)應(yīng)有公開的、符合學(xué)校定位的、適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的培養(yǎng)目標(biāo);培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)包括學(xué)生畢業(yè)時(shí)的要求,還應(yīng)能反映學(xué)生畢業(yè)后5年左右在社會與專業(yè)領(lǐng)域預(yù)期能夠取得的成就;高校應(yīng)建立必要的制度定期評價(jià)培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度,并定期對培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行修訂。ABET通用標(biāo)準(zhǔn)對畢業(yè)要求明確提出畢業(yè)生應(yīng)具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德;具有從事工作所需要的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)以及經(jīng)濟(jì)和管理知識;掌握工程基礎(chǔ)知識和本專業(yè)的基本理論知識,具有系統(tǒng)的工程實(shí)踐學(xué)習(xí)經(jīng)歷;了解本專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢;具備設(shè)計(jì)和實(shí)施工程實(shí)驗(yàn)的能力,并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析;掌握基本的創(chuàng)新方法,具有追求創(chuàng)新的態(tài)度和意識,具有綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)系統(tǒng)和過程的能力,設(shè)計(jì)過程中能夠綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素;掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法;了解與本專業(yè)相關(guān)的職業(yè)和行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研究與開發(fā)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的方針、政策和法律、法規(guī),能正確認(rèn)識工程對于客觀世界和社會的影響;具有一定的組織管理能力、表達(dá)能力和人際交往能力以及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力;對終身學(xué)習(xí)有正確認(rèn)識,具有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力;具有國際視野和跨文化的交流、競爭與合作能力。作為國家科學(xué)基金資助的校企合作研究中心,PSERC充分挖掘發(fā)揮各高校的能力,充滿激情地面對電力工業(yè)中的各種挑戰(zhàn)。PSERC的宗旨是為未來電力系統(tǒng)培養(yǎng)高素質(zhì)的工程師。在PSERC的旗幟下,多所高校通力合作,朝著如下目標(biāo)努力:共同思考未來工業(yè)會面臨的挑戰(zhàn);在這個(gè)合作平臺下,利用交叉學(xué)科優(yōu)勢,研究這些挑戰(zhàn)的應(yīng)對方法;在工業(yè)危機(jī)事件時(shí)能在學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、工業(yè)機(jī)構(gòu)、政府之間達(dá)成有效溝通和知識共享;培養(yǎng)下一代電力工業(yè)工程師。而校企合作研究中心PSERC則需要為下一代電力工業(yè)工程師的培養(yǎng)提供如下條件:為分布于美國不同地方、不同學(xué)科的有著豐富經(jīng)驗(yàn)的研究者提供一個(gè)聚集平臺;為企業(yè)團(tuán)隊(duì)和高校專家提供一個(gè)科學(xué)前沿的具有經(jīng)濟(jì)技術(shù)性的研究方向;為未來電力工程師提供高水準(zhǔn)的培養(yǎng)平臺。隨著可再生能源發(fā)電、智能電網(wǎng)的發(fā)展,以功率變換、檢測、控制、通信、信息處理為特征的智能電氣裝備成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的支撐。PSERC高校電氣工程專業(yè)以工程認(rèn)證為標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合行業(yè)發(fā)展需要,形成了具有典型特征的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。由于新時(shí)代電氣工程專業(yè)由電子信息工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動控制等多個(gè)交叉學(xué)科支撐,幾乎所有的高校都將電氣工程專業(yè)與計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)設(shè)置在同一學(xué)院,沒有了傳統(tǒng)的以電氣工程單一學(xué)科形成的院系;幾乎所有的高校都將出色的專業(yè)能力、學(xué)習(xí)能力、領(lǐng)導(dǎo)能力、協(xié)調(diào)解決問題的能力作為培養(yǎng)目標(biāo)。
2.PSERC高校的專業(yè)課程體系。
培養(yǎng)適應(yīng)和引領(lǐng)新工業(yè)革命人才的基本載體是課程,工程教育是由不同類型的課程來實(shí)施的,工程教育回歸工程的本質(zhì)就是課程體系要更加接近工程的真實(shí)過程,并符合新的工程觀念。ABET標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定,課程體系應(yīng)符合專業(yè)和學(xué)校培養(yǎng)目標(biāo),包括通識教育課程和工程教育課程?!SERC中心倡導(dǎo)多個(gè)交叉學(xué)科互為支撐,其專家陣營領(lǐng)域包括:電力系統(tǒng)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、復(fù)雜系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制理論、電力電子、運(yùn)行研究、非線性系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、工業(yè)組織和國家政策。PSERC各高校均設(shè)置有適宜電氣工程學(xué)科的數(shù)學(xué)和基礎(chǔ)科學(xué)的組合課程;各校的研究方向略有差異,但都強(qiáng) 化數(shù)學(xué)、物理及工程理論的課程設(shè)置;有關(guān)電子信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制、通信技術(shù)、光纖通信技術(shù)、電磁場理論、電力電子技術(shù)、電機(jī)及電力系統(tǒng)基本理論等方面的課程,幾乎是每所高校電氣工程專業(yè)的必修課程,并設(shè)置了適宜電氣工程專業(yè)學(xué)生所學(xué)領(lǐng)域?qū)W科的工程科學(xué)和工程設(shè)計(jì)課程。個(gè)別高校擁有自己的諸如醫(yī)學(xué)電子電氣設(shè)備特色方向,有些高校強(qiáng)化人文教育。如此由若干不同學(xué)科交叉便于交叉學(xué)科的科學(xué)研究及一流人才的培養(yǎng),如此寬廣的課程設(shè)置為學(xué)生后續(xù)發(fā)展打下了很好的基礎(chǔ),創(chuàng)建的是社會性綜合大工程型通才培養(yǎng)的模式。
3.PSERC高校的實(shí)踐教學(xué)。
正如前述ABET標(biāo)準(zhǔn)明確指出,工程實(shí)踐是必需環(huán)節(jié)。為了保證培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系符合工程科技發(fā)展與適應(yīng)社會需求,ABET標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,必須有企業(yè)和行業(yè)專家全程參與培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系的設(shè)計(jì)與修訂過程,尤其是提出對工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。PSERC中心加盟者不僅包括10多所在電氣工程領(lǐng)域著名的高校,還包括美國電力公司、水電公司、電力科學(xué)研究院、美國能源公司、美國電力交易公司等以及諸如ABB、GE、Mitsubishi等30多家世界知名的電氣企業(yè),成立專門的工業(yè)委員會,構(gòu)建PSERC與各工業(yè)企業(yè)間的合作平臺。通過該平臺,各高校獲取研究和教學(xué)的機(jī)會,也可通過該平臺商討和推薦工程項(xiàng)目。該平臺每兩年進(jìn)行一次大型研討,企業(yè)和高校在研討中總結(jié)已完成的項(xiàng)目,并提出下一步要進(jìn)行合作的項(xiàng)目。為了培養(yǎng)能適應(yīng)于工業(yè)、商業(yè)和政府機(jī)構(gòu)的電氣工程人才,要求本科生在完成基礎(chǔ)工程課程后,必須專門修習(xí)電路、電磁場和電磁波、微處理器、通信和控制系統(tǒng)、電力電子和電力系統(tǒng)的集成電路設(shè)計(jì)訓(xùn)練課程。對大三或大四的高年級學(xué)生,針對不同學(xué)科模塊方向,設(shè)置有各種專題課程,并且配有專門的綜合設(shè)計(jì)專題,該設(shè)計(jì)課程一般安排在每年的秋季末或春季末,參加設(shè)計(jì)的學(xué)生各組間可以進(jìn)行設(shè)計(jì)大賽,獲勝者有榮譽(yù)證書并獲得一定的獎(jiǎng)金。研討課程是高年級學(xué)生必修的另一門與工程實(shí)踐結(jié)合緊密的課程。PSERC中心由合作高校和合作企業(yè)共同商議決定重大研究課題,高年級學(xué)生可以獲得參與該類研究課題的機(jī)會,其經(jīng)歷將計(jì)入修習(xí)學(xué)分。高年級學(xué)生的專題及個(gè)性化研究專題一般都是企業(yè)合作項(xiàng)目。
三、對我國電氣工程專業(yè)建設(shè)的啟示
我國一些由傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)及其自動化、電機(jī)與電器專業(yè)為核心的高校有少部分仍以電氣工程或電力工程為院系名稱,極大多數(shù)以應(yīng)用電子和電氣并列為院系命名,但其教學(xué)內(nèi)涵依然是偏重強(qiáng)電,就業(yè)領(lǐng)域以電網(wǎng)為主。但我國開設(shè)電氣工程專業(yè)的高校有200多所,電網(wǎng)對人才吸納有限,且各校的辦學(xué)基礎(chǔ)、行業(yè)背景差異較大,這些高校如何把握電氣工程專業(yè)的建設(shè),如何滿足電氣工程專業(yè)工程教育認(rèn)證的要求,本文認(rèn)為:由上述PSERC高校已通過認(rèn)證的電氣工程專業(yè)特點(diǎn),有如下幾點(diǎn)值得我們借鑒:
1.學(xué)校根據(jù)自身辦學(xué)特點(diǎn)及行業(yè)背景,制定符合學(xué)校定位的人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求。
2.將與電氣工程專業(yè)相關(guān)的電子信息、自動化、計(jì)算機(jī)專業(yè)盡量設(shè)置在同一院系,便于交叉學(xué)科的研究和人才培養(yǎng)。
3.在電氣工程基礎(chǔ)課程體系中,擴(kuò)展電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號分析與處理、自動控制、網(wǎng)絡(luò)通信等方面的課程,根據(jù)自身辦學(xué)特點(diǎn)制定專業(yè)課程群,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電與弱電結(jié)合,學(xué)科交叉,互相滲透,加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)領(lǐng)域,提高學(xué)生的適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力,打造通才教育。
作者簡介:井天軍(1980-),男,北京人,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院,講師;楊建華(1963-),男,河南衛(wèi)輝人,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院,教授。(北京 100083)
基金項(xiàng)目:本文系中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:11023)的研究成果。
中圖分類號:G482 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)23-0106-02
高等學(xué)校的專業(yè)建設(shè)是其人才培養(yǎng)基礎(chǔ)和保障條件,也是反映高校辦學(xué)水平和競爭力的一項(xiàng)主要指標(biāo),而特色專業(yè)因其所具有的獨(dú)特性、創(chuàng)新性以及不可替代的特征,決定了它必然是高等學(xué)校的特質(zhì)資源與核心競爭力之一。[1-4]我國高等教育通過面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革,逐步推廣國家新的發(fā)展形式下的人才培養(yǎng)模式。但如何結(jié)合本專業(yè)的最新發(fā)展動向,針對創(chuàng)新意識、動手能力和合作精神“三強(qiáng)”型人才的培養(yǎng),并與行業(yè)內(nèi)用人單位的崗位技能需求掛鉤,在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)具有專業(yè)特色的人才培養(yǎng)模式仍值得探索。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院根據(jù)當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展特點(diǎn),結(jié)合自身科研開發(fā)的歷史積累,在深化實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)改革的同時(shí),正在微電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)基地方面探索服務(wù)于我國電力行業(yè)的“三強(qiáng)”型人才之路。
一、電氣工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的主要問題
實(shí)踐教學(xué)是電氣工程類專業(yè)必不可少的環(huán)節(jié),是學(xué)生將所學(xué)課本知識理論聯(lián)系實(shí)際,鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的一種基本訓(xùn)練。然而實(shí)踐教學(xué)中存在一些問題,影響了實(shí)踐教學(xué)的效果。
1.校內(nèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)備的局限性
受到經(jīng)費(fèi)制約,校內(nèi)實(shí)踐環(huán)節(jié)的硬件設(shè)備普遍存在老化、維護(hù)不足等問題,實(shí)踐的方法、方式和手段無法緊跟當(dāng)前電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展,嚴(yán)重阻礙了實(shí)踐教學(xué)效果與質(zhì)量的提高。
2.校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)的局限性
目前受到學(xué)生人數(shù)和電力企業(yè)安全生產(chǎn)的限制,電力企業(yè)現(xiàn)場很難接受學(xué)生真正進(jìn)入運(yùn)行班組進(jìn)行跟班實(shí)習(xí),只能短期安排學(xué)生參觀電力生產(chǎn)運(yùn)行的基本過程,現(xiàn)場學(xué)習(xí)收獲有限,實(shí)習(xí)效果與教學(xué)目標(biāo)不佳。此外,電力系統(tǒng)涵蓋發(fā)、變、輸、配、用電各個(gè)環(huán)節(jié),而校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)受實(shí)習(xí)現(xiàn)場條件、實(shí)習(xí)經(jīng)費(fèi)和實(shí)習(xí)時(shí)間等各方面的限制,學(xué)生實(shí)習(xí)只可能了解上述某一個(gè)環(huán)節(jié),無法從全局了解電力系統(tǒng)整體生產(chǎn)、運(yùn)行、控制和保護(hù)之間的內(nèi)在關(guān)系,更無法進(jìn)行電氣設(shè)備的操作、維修和調(diào)試。這些實(shí)踐環(huán)節(jié)的缺失既影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也無法結(jié)合所學(xué)理論知識去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,制約了在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中對學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的提高。
二、微電網(wǎng)的發(fā)展與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的結(jié)合
隨著電氣工程領(lǐng)域的科技發(fā)展和電氣工程教育實(shí)踐教學(xué)方案的改進(jìn),不少高等學(xué)校都在新能源發(fā)電及節(jié)能減排新形勢下探索新的人才培養(yǎng)模式。[5,6]
1.電網(wǎng)的發(fā)展需要高校教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)
在電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,逐步發(fā)展成集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電的超大互聯(lián)系統(tǒng)的同時(shí),電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性趨于下降,而且難以滿足多樣化供電需求。另外,對全球常規(guī)能源的逐漸枯竭、環(huán)境污染等問題的擔(dān)憂卻日益突顯,環(huán)保、高效和靈活的分布式電源廣受青睞。
2.微電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)發(fā)展方向之一需要增強(qiáng)教學(xué)環(huán)節(jié)與之配套
為協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源間的矛盾,充分挖掘分布式電源為電網(wǎng)和用戶帶來的價(jià)值與效益,提出并不斷發(fā)展了微電網(wǎng)的概念。[7]微電網(wǎng)作為一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng),既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,也可以孤立運(yùn)行。微電網(wǎng)技術(shù)涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行控制、電力電子、儲能變流控制、分布式發(fā)電控制、網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)字信號處理等專業(yè)方向內(nèi)容,微電網(wǎng)教學(xué)需要在現(xiàn)有高校教學(xué)框架的基礎(chǔ)上,通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)等環(huán)節(jié)培養(yǎng)電氣工程的“三強(qiáng)”型人才。[7-9]
三、微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)內(nèi)涵
1.微電網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)發(fā)展應(yīng)依托于電氣工程學(xué)科的發(fā)展
教與學(xué)是綜合的系統(tǒng)工程,微電網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)由于具有較強(qiáng)的交叉性,不一定需要通過課程的形式開展,可以通過相關(guān)課程的滲透,借助實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有效開展,避免內(nèi)容重復(fù),提要教學(xué)效率。微電網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)立足于培養(yǎng)當(dāng)代電氣工程新型技術(shù)人才,通過相關(guān)“電力系統(tǒng)分析”、“繼電保護(hù)”、“電力電子技術(shù)”、“電力系統(tǒng)調(diào)度自動化”和“單片機(jī)原理”等核心課程的交叉,以從事微電網(wǎng)相關(guān)科研工作的教師為主體面向高年級本科生進(jìn)行教學(xué)與課程實(shí)踐工作。
2.微電網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)促進(jìn)特色專業(yè)建設(shè)的發(fā)展
特色專業(yè)建設(shè)是進(jìn)一步優(yōu)化高校專業(yè)設(shè)置,提升專業(yè)建設(shè)整體水平,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、效益和人才競爭力的重要手段。建設(shè)特色專業(yè)首先必須確立自己的特色,并且不斷加以深化完善和升華。特色專業(yè)建設(shè)目標(biāo)應(yīng)包括教學(xué)、科研和社會服務(wù)三個(gè)方面,符合社會人才需求的現(xiàn)狀和變化趨勢,應(yīng)與學(xué)校的辦學(xué)方向、層次、規(guī)模、能力和特色相適應(yīng)。
微電網(wǎng)由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、相關(guān)負(fù)荷和監(jiān)控、保護(hù)裝置等匯集成小型發(fā)配電系統(tǒng)。從電氣工程特色專業(yè)建設(shè)方面來看,微電網(wǎng)從技術(shù)上具有先進(jìn)性,另外,微電網(wǎng)是小型自治系統(tǒng),有助于幫助學(xué)生理解大電網(wǎng)的工作過程,使學(xué)生在電力系統(tǒng)知識學(xué)習(xí)中具有全局觀。此外,微電網(wǎng)系統(tǒng)容量小,實(shí)踐教學(xué)中的物質(zhì)條件要求少,易于展示,便于通過操作實(shí)現(xiàn)互動。
3.微電網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與電氣工程其他專業(yè)方向的關(guān)系
微電網(wǎng)教學(xué)內(nèi)容是多門核心課程的交叉點(diǎn),如果在教學(xué)中采取專門課程講授,可能會導(dǎo)致多課程內(nèi)容的重疊。此外,微電網(wǎng)教學(xué)與實(shí)踐聯(lián)系緊密。因此,可以通過其他課程內(nèi)容的引申和滲透,從基本原理解決微電網(wǎng)教學(xué)難點(diǎn),通過實(shí)踐環(huán)節(jié)開展微電網(wǎng)的學(xué)習(xí)。
四、微電網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)
1.微電網(wǎng)實(shí)踐基地建設(shè)
(1)校內(nèi)實(shí)踐基地。借助學(xué)?!?85”建設(shè)資助的電氣工程創(chuàng)新平臺和國家“十一五”科技支撐科研平臺,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在院科研教學(xué)樓頂層安裝400W風(fēng)電機(jī)組和5kW光伏并網(wǎng)發(fā)電陣列,并實(shí)現(xiàn)了微電網(wǎng)典型發(fā)電設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、存儲與調(diào)用,為微電網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)提供了必要的素材。另外,在院實(shí)訓(xùn)中心開設(shè)了電氣工程實(shí)訓(xùn)中心,用于微電網(wǎng)可視化教學(xué)展示與有關(guān)實(shí)驗(yàn)課程。
(2)校外實(shí)踐基地。通過國家“十一五”科技支撐和“863”科研項(xiàng)目等示范工程,設(shè)立校外實(shí)訓(xùn)基地,定期組織學(xué)生參觀、操作和維護(hù),了解實(shí)際微電網(wǎng)的應(yīng)用效果,區(qū)別于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,幫助學(xué)生熟悉實(shí)際環(huán)境中運(yùn)行的問題與解決方法。
2.微電網(wǎng)專題講座
針對高年級本科生開設(shè)有關(guān)微電網(wǎng)規(guī)劃、電氣設(shè)計(jì)、運(yùn)行控制策略設(shè)計(jì)、實(shí)際運(yùn)行案例分析等內(nèi)容的講座,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從基本專業(yè)知識到微電網(wǎng)相關(guān)知識的轉(zhuǎn)化,鍛煉學(xué)生知識遷移能力,為學(xué)生在今后的工作中不斷學(xué)習(xí)新知識奠定基礎(chǔ)。
3.微電網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課程開設(shè)
(1)光伏發(fā)電實(shí)訓(xùn)。選取分布式發(fā)電中具有代表性的光伏發(fā)電,開設(shè)分布式發(fā)電實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)中分發(fā)電資源模擬、光伏發(fā)電控制、負(fù)荷控制及系統(tǒng)運(yùn)行分析等項(xiàng)目,使學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)理解分布式發(fā)電因發(fā)電資源特點(diǎn)所產(chǎn)生的波動性,微電網(wǎng)并入主網(wǎng)及微電網(wǎng)設(shè)計(jì)儲能設(shè)備的必要性等。
(2)微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控實(shí)訓(xùn)。采用圖1所示系統(tǒng)結(jié)構(gòu),開發(fā)微網(wǎng)監(jiān)測軟件,集成已有氣象數(shù)據(jù)、發(fā)電數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)界面顯示直觀清晰。建立微電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,包括氣象數(shù)據(jù)、可發(fā)電功率計(jì)算數(shù)據(jù)、風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電數(shù)據(jù)及電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。
(3)微電網(wǎng)運(yùn)行控制測試實(shí)訓(xùn)。為了幫助學(xué)生掌握微電網(wǎng)運(yùn)行中各組成部分之間的相互影響,通過可操作的微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)試驗(yàn),展示系統(tǒng)各部分工作原理,通過學(xué)生進(jìn)行離并網(wǎng)切換實(shí)驗(yàn)、發(fā)電控制實(shí)驗(yàn)、并網(wǎng)同步實(shí)驗(yàn)及黑啟動實(shí)驗(yàn)熟悉電網(wǎng)、儲能、發(fā)電資源及負(fù)荷發(fā)生變化后對系統(tǒng)各部分的影響。
五、微電網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)與本科學(xué)生職業(yè)規(guī)劃
我國大學(xué)生就業(yè)有國家在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的過程當(dāng)中形勢嚴(yán)峻的大背景,但通過教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變可以幫助學(xué)生找到明確的定位,有針對性的提升自己的專業(yè)技能和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。
微電網(wǎng)涉及了電力系統(tǒng)發(fā)、變、輸、配、用的多個(gè)環(huán)節(jié),微電網(wǎng)實(shí)踐環(huán)節(jié)可以幫助學(xué)生通過實(shí)習(xí)操作掌握電力系統(tǒng)工作的行業(yè)特點(diǎn)。在教學(xué)中以微電網(wǎng)涉及的點(diǎn)為線索拓寬學(xué)生在電力系統(tǒng)知識方面的廣度,使學(xué)生通過實(shí)踐與實(shí)習(xí)可以更好地發(fā)現(xiàn)自己的興趣點(diǎn),可以起到引導(dǎo)學(xué)生在較高專業(yè)水平上進(jìn)行職業(yè)規(guī)劃的作用,幫助學(xué)生樹立戰(zhàn)勝就業(yè)難的信心及實(shí)力。
六、結(jié)論
特色專業(yè)建設(shè)是高等學(xué)校深化教學(xué)改革、特色強(qiáng)校的重要要素。進(jìn)行特色專業(yè)的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè),是高校在高等教育大眾化新形勢下得以生存和發(fā)展的重要戰(zhàn)略手段。微電網(wǎng)代表了電氣工程發(fā)展的新方向之一,同時(shí)表現(xiàn)了較強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性,適宜通過特色專業(yè)建設(shè)增強(qiáng)。同時(shí)微電網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)的形式靈活多樣,可操作性強(qiáng),易于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生全面掌握專業(yè)知識,培養(yǎng)創(chuàng)新意識、動手能力和合作精神,合理進(jìn)行職業(yè)規(guī)劃。
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電氣工程及其自動化專業(yè)是順應(yīng)國家生產(chǎn)和人們生活現(xiàn)代化需要的一個(gè)新專業(yè),社會對高級電氣工程師的需求量呈上升趨勢,然而,合格的電氣工程及其自動化專業(yè)應(yīng)用型人才卻非常缺乏。究其原因,一是電氣工程的自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化是隨著微電子、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的比較年輕的新專業(yè),因?yàn)槟贻p,使得該專業(yè)的師資談不上資深,特別是自動化方向;二是舊的人才培養(yǎng)模式,重理論輕實(shí)踐,重傳統(tǒng)輕創(chuàng)新,束縛和局限了該專業(yè)教師隊(duì)伍的建設(shè)和發(fā)展。
首先,本專業(yè)的師資來源,科班出身的不多,許多教師都是相近專業(yè)學(xué)科轉(zhuǎn)化而來的,俗話說,隔行如隔山,盡管是相近學(xué)科,要轉(zhuǎn)化也是需要過程和時(shí)間的。其次,大多數(shù)教師是大學(xué)畢業(yè)或研究生畢業(yè)后直接到高校任教,由學(xué)校到學(xué)校,理論上或許很強(qiáng),但自身缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),讓他們培養(yǎng)出高素質(zhì)應(yīng)用型人才似乎有點(diǎn)不切實(shí)際。第三,高校擴(kuò)招,師資隊(duì)伍總量不足,科研、教學(xué)工作量過重,壓力太大,教學(xué)質(zhì)量難以保證。
二、高素質(zhì)師資隊(duì)伍的建設(shè)
人才培養(yǎng),教師為本,電氣工程及其自動化專業(yè)是一個(gè)理論與實(shí)踐、知識與技能結(jié)合的非常緊密的一個(gè)專業(yè),對師資的要求也很高。而且,要培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的理論知識扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、能在電氣工程相關(guān)領(lǐng)域工作的高級應(yīng)用型專門人才,就必須要有理論基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)、專業(yè)知識豐富、實(shí)踐能力過硬的集素質(zhì)高、內(nèi)涵深、能力強(qiáng)于一體的教師群體。因此,必須重視和加強(qiáng)高素質(zhì)師資隊(duì)伍的建設(shè),其途徑與方法大致如下:
1、完整的師資隊(duì)伍建設(shè)規(guī)劃或計(jì)劃。任何事情不可能一蹴而就,師資隊(duì)伍建設(shè)是長期性、漸進(jìn)性的一項(xiàng)工程,必須有一個(gè)總體規(guī)劃、培養(yǎng)目標(biāo)和方案。也就是說,以教師隊(duì)伍建設(shè)為核心,確立教師的主體地位,把高素質(zhì)、高水平的學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)作為專業(yè)建設(shè)和發(fā)展的關(guān)鍵。要繼續(xù)引進(jìn)高學(xué)歷、高素質(zhì)、高技能的優(yōu)秀人才。在幾年內(nèi),本專業(yè)教師的學(xué)歷、知識水平要達(dá)到一個(gè)什么目標(biāo),通過何種辦法和措施來保證目標(biāo)的達(dá)成必須做到心中有數(shù),有一個(gè)遠(yuǎn)期規(guī)劃和近期計(jì)劃。
2、夯實(shí)理論基礎(chǔ),提高專業(yè)知識水平。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,電氣工程及其自動化專業(yè)的自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的廣泛應(yīng)用,我們教師仍然抱著舊的書本知識教學(xué)生是不夠的,教師就應(yīng)該走在學(xué)生的前面,夯實(shí)理論基礎(chǔ),提高專業(yè)知識水平,掌握最新前沿知識,才有資格教學(xué)生。除了自學(xué)外,應(yīng)該定期地、有計(jì)劃地讓教師繼續(xù)深造,讀研、讀博或?qū)I(yè)培訓(xùn);開展教學(xué)比賽,通過相互觀摩、評議,研討教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法,取長補(bǔ)短,提高專業(yè)教學(xué)水平。
3、加強(qiáng)教師實(shí)踐技能的學(xué)習(xí)和提高。實(shí)踐是工科專業(yè)的根本,實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)同等重要,就像人的兩條腿,缺一不可。光有理論或光有技能都是不行的,教師除理論知識外,還要多到生產(chǎn)一線參與企業(yè)技術(shù)開發(fā),積極申報(bào)科研課題或參與校企合作工程項(xiàng)目。在實(shí)踐中加強(qiáng)學(xué)習(xí),讓理論回歸實(shí)踐,反過來實(shí)踐又強(qiáng)化了理論,打造和建設(shè)一支“教師+工程師”的雙師型教師隊(duì)伍。
4、加強(qiáng)學(xué)術(shù)梯隊(duì)的建設(shè)。要提高教師隊(duì)伍的學(xué)術(shù)水平和實(shí)踐能力,一定要加強(qiáng)電氣工程及其自動化專業(yè)的建設(shè)。教學(xué)水平高、效果好的教授、副教授要有計(jì)劃地引導(dǎo)和培養(yǎng)青年教師,同時(shí)在進(jìn)行課題研究或解決企業(yè)實(shí)際問題項(xiàng)目中,要組織團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān),形成一個(gè)團(tuán)結(jié)協(xié)作,結(jié)構(gòu)合理的專業(yè)師資梯隊(duì)和學(xué)術(shù)梯隊(duì)。
5、加強(qiáng)電氣工程及其自動化專業(yè)教師現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)。教學(xué)生自動化,而自己不能使用現(xiàn)代教育技術(shù)和方法的教師是不稱職的。作為該專業(yè)教師,除了基于計(jì)算機(jī)媒體技術(shù)的多媒體教學(xué)外,還要掌握網(wǎng)絡(luò)教學(xué),遠(yuǎn)距離教學(xué)等多種形式。通過圖像、動畫、影片等形式演繹出來,使學(xué)生能更直觀、更深刻的理解和認(rèn)識,這就需要一批掌握該專業(yè)現(xiàn)代化教學(xué)方法的教師隊(duì)伍。因此,要鼓勵(lì)和支持教師積極參加相關(guān)教學(xué)技術(shù)培訓(xùn)和研討會,提高職業(yè)素養(yǎng)和現(xiàn)代化教學(xué)方法運(yùn)用水平。
電氣工程專業(yè)主要特點(diǎn)是強(qiáng)弱電結(jié)合、軟件與硬件結(jié)合、理論知識學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合。隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對于電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)而言,培養(yǎng)范圍不僅要有一級學(xué)科“電氣工程”的特色,應(yīng)具備“強(qiáng)弱電”的知識結(jié)構(gòu),而且也應(yīng)當(dāng)具備較廣的人文、社會等方面的知識,有較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力。因此要加快實(shí)驗(yàn)室建設(shè)步伐,逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件現(xiàn)代化,必須積極開拓,建好一批有層次、相對穩(wěn)定的實(shí)習(xí)教學(xué)基地。
1 電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系的探討
隨著科技的發(fā)展,電氣工程的學(xué)科結(jié)構(gòu)、研究領(lǐng)域、技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了很大變化。電氣工程愈來愈多地應(yīng)用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、電力電子技術(shù)和自動化技術(shù),電氣工程及其自動化專業(yè)內(nèi)涵也發(fā)展演變?yōu)閺?qiáng)電和弱電結(jié)合、電工技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合、軟件和硬件結(jié)合、元件和系統(tǒng)結(jié)合。要求培養(yǎng)的學(xué)生具有解決電氣工程與自動控制技術(shù)問題的基本能力。電氣工程學(xué)科的主要任務(wù)是提高電力系統(tǒng)和用電設(shè)備的技術(shù)含量和運(yùn)行質(zhì)量,提高運(yùn)行的合理性和可靠性,提高運(yùn)行效率。弱電知識需要越來越多,強(qiáng)弱電融合是電氣工程專業(yè)教育的必然趨勢。電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系的構(gòu)建:
1.1 根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)確定對學(xué)生知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)的要求
根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo),學(xué)生應(yīng)該具備的主要知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)為:第一點(diǎn)是要求掌握比較扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理等自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識,具有較好的人文社會科學(xué)基礎(chǔ)和外語綜合能力;第二點(diǎn)是要具有系統(tǒng)地掌握電路理論、電子技術(shù)、電力拖動與控制、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及應(yīng)用等專業(yè)知識,具有解決和處理企、事業(yè)單位中日常電氣控制與運(yùn)行的技術(shù)能力;第三點(diǎn)是應(yīng)獲得較好工程實(shí)踐訓(xùn)練,具有較熟練的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和較強(qiáng)的工作適應(yīng)能力,具備一定的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、實(shí)際工作能力;第四點(diǎn)是掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的市場分析和決策能力,通過鍛煉能夠在企、事業(yè)單位從事管理與決策工作。
1.2 如何構(gòu)建課程體系
按專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方向,結(jié)合用人單位對專業(yè)人才素質(zhì)、知識和技能的要求,要根據(jù)學(xué)生應(yīng)具備和達(dá)到的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)構(gòu)建課程體系,課程的設(shè)置和專業(yè)教學(xué)內(nèi)容不是毫無聯(lián)系的排列,研究課程的內(nèi)在聯(lián)系,形成條塊清晰而又相互融合的專業(yè)體系結(jié)構(gòu)是必需的。根據(jù)本專業(yè)特點(diǎn),除了公共基礎(chǔ)課程大平臺外,涉及本專業(yè)的課程可劃分為四個(gè)課程群:電子技術(shù)課程群、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程群、自動控制課程群、電機(jī)與電能系統(tǒng)課程群。
電氣工程學(xué)科的快速發(fā)展與應(yīng)用離不開電子技術(shù)的飛速發(fā)展,所以本專業(yè)應(yīng)加強(qiáng)電子技術(shù)課程設(shè)置并優(yōu)化其教學(xué)內(nèi)容,特別是應(yīng)加強(qiáng)集成電路、超大規(guī)模集成電路、可編程超大規(guī)模集成電路CPLD等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。由于自動化的發(fā)展一直都是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的,所以工業(yè)自動化的前途在于計(jì)算機(jī)技術(shù)服務(wù)于控制技術(shù)的發(fā)展,因此從小的控制裝置到大型的控制系統(tǒng)都要應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)。課程設(shè)置包括計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、程序設(shè)計(jì)、微機(jī)原理及應(yīng)用、單片機(jī)原理與接口技術(shù)、嵌入式處理器及操作系統(tǒng)、數(shù)字信號處理器(DSP)原理及應(yīng)用、工業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。另外工業(yè)工程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重要原理及技術(shù),對于促進(jìn)學(xué)生專業(yè)思想的形成,理解專業(yè)構(gòu)建的體系以及對今后的控制工程應(yīng)用都是十分重要的。
按照學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知規(guī)律和實(shí)踐教學(xué)自身的客觀規(guī)律,與學(xué)習(xí)的不同階段相對應(yīng),研究建立了四層次結(jié)構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系。它的層次性體現(xiàn)于從低年級到高年級循序漸進(jìn)、由淺入深,從認(rèn)識性實(shí)踐,到驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性及創(chuàng)新實(shí)踐。培養(yǎng)具有工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力和較強(qiáng)動手能力,能獨(dú)立分析解決實(shí)際問題的應(yīng)用型高級人才,不僅在理論教學(xué)中應(yīng)致力于理論的應(yīng)用,更重要的是加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),建立知識和能力并重、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合,而且相對獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。
2 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)管理
首先通過對課程的優(yōu)化,減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)性的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。通過開放性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新學(xué)分平臺,開展個(gè)性化實(shí)踐教學(xué)改革,讓學(xué)生根據(jù)自己就業(yè)意向、實(shí)習(xí)興趣和特長,選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方案,組織實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)教學(xué)。在系統(tǒng)的實(shí)習(xí)過程中要求學(xué)生完成從元件的選擇到系統(tǒng)的組裝,從單元電路調(diào)試到系統(tǒng)調(diào)試,使其具有系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用能力。
2.1 要抓緊實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量
在合理構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系中,努力建設(shè)相對完整、與理論教學(xué)聯(lián)系緊密的實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的更新,必須注重加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合能力的培養(yǎng)。要對現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,進(jìn)一步減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加綜合性、設(shè)計(jì)性及研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。要充分利用網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化技術(shù)及先進(jìn)的教學(xué)手段,積極使用計(jì)算機(jī)教學(xué)軟件和多媒體教學(xué)課件,推廣運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)和實(shí)踐相結(jié)合,并逐步建立以學(xué)生為主體、以學(xué)生自我學(xué)習(xí)和訓(xùn)練為主的實(shí)踐教學(xué)開放教學(xué)體系,并逐步擴(kuò)大開放教學(xué)的比例。不同類型的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)(實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文與畢業(yè)設(shè)計(jì)等)在教學(xué)計(jì)劃中的學(xué)分、順序及時(shí)間分配等方面要符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,要與相關(guān)課程保持協(xié)調(diào)一致的關(guān)系。
2.2 要保證實(shí)踐教學(xué)基本條件
我們一方面要聘請基地所在單位的專家、專業(yè)技術(shù)人員和管理干部一起參與實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)的管理和指導(dǎo);另一方面積極幫助基地所在單位開展員工技術(shù)培訓(xùn)、科技開發(fā)和科研等工作,使實(shí)習(xí)基地同時(shí)成為科技開發(fā)和人才培訓(xùn)基地。在互惠互利的基礎(chǔ)上,不斷拓展校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)的新道路。以實(shí)現(xiàn)加快實(shí)驗(yàn)室建設(shè)步伐,逐步實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件現(xiàn)代化的目的。實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié)的規(guī)范化管理是保證實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的基本前提。理順管理體制,建立與完善實(shí)踐教學(xué)評價(jià)體系,是提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的重要措施。
3 電氣工程及自動化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及方法
基礎(chǔ)課一定要給較多學(xué)時(shí),讓學(xué)生牢固掌握,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)提供有力的保障。專業(yè)課的門數(shù)較多,學(xué)時(shí)較少,主要給學(xué)生介紹專業(yè)內(nèi)容和國內(nèi)外發(fā)展動向。在重點(diǎn)、難點(diǎn)講解的基礎(chǔ)上,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和終生學(xué)習(xí)思想。電氣工程專業(yè)在一定程度上要進(jìn)一步拓寬專業(yè)口徑,新的強(qiáng)電專業(yè)的人才必須掌握更多的信息技術(shù)、自動化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。遵照教育要“面向現(xiàn)代化,面向世界,面向未來”的精神,貫徹德智體全面發(fā)展, 培養(yǎng)基礎(chǔ)理論扎實(shí),知識面寬,重視理論聯(lián)系實(shí)際,強(qiáng)化實(shí)踐動手能力,重視自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和“復(fù)合型”“應(yīng)用型”人才的培養(yǎng)。針對電氣自動化技術(shù)的不斷發(fā)展變化,理論教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,刪除一些陳舊落后的技術(shù)課程,加入一些最新技術(shù)和當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)作為課堂教學(xué)內(nèi)容。
為使我們培養(yǎng)的人才能順利進(jìn)入市場參與競爭,高等學(xué)校的畢業(yè)證書和學(xué)位證書是畢業(yè)生獲得從事相應(yīng)專業(yè)工作的必備的兩張準(zhǔn)入證。專業(yè)人員職業(yè)資格證書(高級維修電工)是畢業(yè)生獲得從事相應(yīng)專業(yè)工作的又一準(zhǔn)入證。在此基礎(chǔ)上學(xué)生走向社會,經(jīng)一段時(shí)間的工作鍛煉,可向注冊工程師等有關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員職業(yè)崗位的資格認(rèn)證努力。
4 結(jié)語
世界科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展和信息時(shí)代的到來,對我國高等人才的規(guī)格和質(zhì)量要求也越來越高。另外,我國社會主義現(xiàn)代化進(jìn)程及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,使高等人才的培養(yǎng)面臨著新的挑戰(zhàn)。在人才培養(yǎng)過程中,我們應(yīng)注重強(qiáng)電與弱電結(jié)合、軟件與硬件結(jié)合、元件與系統(tǒng)結(jié)合、運(yùn)行與制造結(jié)合,使學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)有很強(qiáng)的適應(yīng)性,既可以從事電力系統(tǒng)及其相關(guān)領(lǐng)域的工作,也可以在自動化及信息技術(shù)領(lǐng)域從事工程設(shè)計(jì)、研究開發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)行等其他方面的工作。