电气工程导论论文汇总十篇

时间:2023-03-16 15:27:13

电气工程导论论文

电气工程导论论文篇(1)

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)08(a)-0134-02

1 电气工程导论教学的重要性及内容

今后若干年内对电气工程发展影响最大的主要因素包括:

(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、电气工程图、计算机网络及通讯系统,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。信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来,信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。

(2)与物理科学的相互交叉面拓宽。由于三极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(MEMS)。21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自上述领域。

(3)快速变化。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工程问题的过去解决方案重新全面思考或审查。

从以上知道,本课程的内容包含了电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及应用、信号与系统、自动控制原理、电机与拖动、电力电子技术、电力拖动自动控制系统、电气控制技术与PLC应用、微机控制技术、供电技术、计算机技术、通信技术。

2 本课程教学存在的问题及解决方法

2.1 课程教学存在的问题

(1)教师素质问题。

电气工程导论的内容及其丰富,包含的课程知识十分复杂,这对如何聘用新的教师,如何培养学生学习本专业有很大影响。

延伸到电气专业外相关的很多技术发展,要激起学生对外来世界更加信息化的好奇,对未来人类生活的向往,比如智能家居,通过无线就能控制家用电器等,方便快捷安全,抑或更加人性化和自主化的小型分散发电,超导技术等。

目前的大学教师,对导论的教学,只是局限于本身的内容讲解,使用相关的PPT;以为讲完一本书就算完成了的《电气工程导论》的教学,对于能不能激起学生的兴趣关心不够,达不到教学效果;其次,没有哪一个人能够全面掌握《电气工程导论》包含的所有内容。一个教师讲完一本教材不适应本课程的教学。

(2)学生认知问题。

导论,顾名思义是讲述有关专业的发展和应用,但是因为接触的专业课程还不是很多,所以对怎么样去学好这个专业、需要哪些方面的专业技能、当今社会乃至世界这方面的发展情况如何等等都不是很清晰,不能给自己一个学习和探索的定位;通过这门课,学生需要对本专业进行深刻的认识。

但是,本课程多开设在大学一年级第一学期,学生刚从高中毕业进入大学校门,尚不适应大学学习,此时开设内容如此丰富的内容的课程,许多学生不能理解开本课程的目的和意义。另外,本课程的内容决定本课程考查课,学生的重视程度达不到一定高度。

(3)教材问题。

技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异,使得以出版的《电气工程导论》教材的寿命极短,也就是说,任何一本《电气工程导论》教材的使用都会面临不能满足现代教学问题。

2.2 解决方法

针对以上问题,通过一下教学设计解决问题。

(1)教师设计。

打破传统的一门课程一个老师的教学方法,将本课程分解为:电子、电气、测量、控制、信息技术、网络通信技术等几个方面内容;每一部分内容安排一个具有实践经验的老师讲解。

教师与学生一个是教,一个是学;不同的资深老师讲解不同的知识,会使学生认为学校对他们很重视,使他们的自尊心得到满足,从而激发学习兴趣。

(2)教法设计。

采用案例或者参观方法,取代以往的以教材为主的讲课方式,让学生从案例中知道电气工程专业的重要性,或者从企业现场体会电气工程的作用及重要性,以及电气工程专业涉及的相关技术及应用。

(3)过程设计。

打破传统的每周两个课时的授课过程,改变为集中时间进行案例分析和实践活动。在案例分析和参观实践过程中,让学生多进行讨论以激发学生主动认知能力。

(4)学生设计。

学生是学习的主题,在本课程教学过程中,加强学生知识面的培养,贯彻“考研、出国、技能的人才培养导向,全面提升学生的综合素质与创新能力;让学生知道电工、电子、信息、控制理论以及计算机软硬件的基础知识学习的重要性,让学生知道较好的工程实践的重要性”。

2.3 教学实践

河南工程学院针对2011,2012级学生进行了教学改革,在两个星期之内完成了对当届学生《电气工程道路两年的教学工作》,教师及教法设计具体方案如图1所示。

将《电气工程导论》所涉及的内容规划到不同的教研室,然后,各教研室安排相应的具有实践经验的老师进行案例教学并带领学生到相关知识领域参观。每个案例分析及参观分配3天时间,其中一天讲述案例,一天参观学习,一天讨论。

最后的总结过程,由学院委派资深教师对学生系统讲解电气生产、电气安全及技术开发等内容,并让学生用一个下午时间写出电气工程导论学习报告。

2.4 满意度调查

河南工程学院连续几年对《电气工程导论》学习满意度进行调查,几年来,调查结果见表1。

表1中,2009及2010年没有进行教学改革,2011及2012进行了本课程的教学改革,从表1可以看出,进行教学设计以后,学生对教师及教法满意度有了极大地提高,对本专业的学习内容有了极大地理解,产生了极大地学习兴趣。

3 结论

《电气工程导论》是电气工程及自动化专业的必修课,本课程的教学效果直接影响了学生对本专业的学习兴趣;本课程的教学改革,使得学生对本专业有了深刻认识,达到了教学要求。

参考文献

电气工程导论论文篇(2)

引言

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

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

1.课程教学理念

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

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

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

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

2.课程教学实践

2.1教材建设

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

2.2课堂教学

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

2.3案例及现场教学

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

2.4课外自学及课堂讨论

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

3.课程考核

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

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

结语

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

参考文献:

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

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

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

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

电气工程导论论文篇(3)

教学形式应用型技术人才是电气工程自动化领域发展的基础,在这一行业中新技术、新设备的更新很快,传统的电气工程自动化人才培养不能满足实际的应用型需要,这对电气工程自动化行业的人才培养提出了很大的挑战,我们正需要建立一个系统的高素质人才培育系统来满足电气工程自动化人才的需要。

一、制定全新的电气工程自动化人才培养目标

在我国进行电气工程自动化人才的培养主要来自三个方面,第一为学术性人才,他们的主要进行电气工程自动化上的学术上交流,他们的学历较高,多以本科以上学历为主。其次为技术型人才,他们的主要来自高职院校,这些人才是电气工程自动化发展中的基础。比较重视操作能力。而应用型人才是现阶段我国电气工程自动化行业中十分缺乏的,他们一般具备本科学历,有传统电气工程自动化理论知识学习经验,并且能够吸收最新的电气工程自动化技术,有助于行业发展。所以针对这一现象我们必须确定全新电气工程自动化人才培养目标。要培养出能够运用所学知识和工程实践技能解决实际问题,能在电力系统装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、电子电气产品研究开发、经济管理以及计算机应用等领域工作的宽口径复合型工程技术与管理人才。所以这就要求这些学生必须具备扎实的理论基础和系统的专业学习过程,能够通过掌握电气工程自动化发展方向,能够有针对性的进行自主研究。

二、建立完善的电气工程自动化人才培养教学体系

电气工程自动化人才培养是一个十分系统的工程,我们所培养出的人才不仅能够具备一定的理论性,还要有很强的实践能力。所以这就要求能够形成一个完整的人才培养主线。首先要使人才培养能够面对社会,面对行业需求,要以发展电气工程自动化行业作为目标,将理论素质和工程技术应用能力主要培养方向,且在坚持基础性、实践性的同时,竭力将能力结构和知识体系结构相互融合。要做到围绕实际需求,按照灵活、多样性的教学方法进行人才培养,同时能够更新课程结构和教学内容,要将技术应用能力的培养作为主导思想,在教学过程中必须使用。要建立一个构建理论教学、实践教学和综合素质养成的现代教学体系,使其能够实现多方面、多形式的发展。

1.培养方向和教学内容要符合社会需求

电气工程自动化人才要注重实效性,不能是学生所学习技术在毕业后就已经被淘汰,要注意教学内容的前瞻性,课程的内容要保证精简。教师在教学的过程中不仅要能够给予学生自学、研究的过程,还要形成一个以学生为主体、教师为导体的,自主性学习模式,要时刻教育学生能够拥有强烈的创新意识和创新精神,要能够通过崭新的能力形式来结局实际的问题。

2.提高教师的角色转变

传统的教学培养中教师是一高向导,教师很难脱离单一的说教形式,所以在进行新型人才培养的过程中,要使相关的课程教学进行一定程度上的更正,教师在具有灵活、正确的指导思想下,能够改革教学手段,并且根据不同的教学内容进行灵活多样的教学过程,提高师生间的互动内容,并且要使学生能够积极的产于的教学过程中来,将学生的能力培养和教学形式相互融合。

3.改进理论讲授

采取启发式、引导式、讨论式、研究式等引人入胜的教学方法,使课堂教育从重灌输转为重引导,着重培养能力。同时教师应根据学生实际情况、学科发展现状等对教学内容作适当调整、增补,以保证教学内容的前瞻性。

4.建立项目教学模式

新型的教学形式可以将教学内容进行改建,例如将学习内容转化为一种科研项目,使学生的学习过程成为一个研究的过程,这样对提高学生的思想潜能,激发学生的感性认识有着很强的帮助。

三、根据应用型人才的性质建立教学模式

应用型人才不仅需要理论知识作为基础,更加强调学生的动手实践能力,要以突出学生实践能力作为培养方向。我们根据电气工程自动化的教学方案,从学生实际、动手能力培养、教学情况的应用程度等方面进行入手,并且最大程度的开设试验、设计、实习、实践等教学培养,做好第一、第二课堂的研究。以突出学生实际工程应用能力作为重点项目,在组织学生进行深入的实践同时,根据专业的系统性、层次性等进行循序渐进的教学,在构成基础理论的同时,较基础技术能力、专项能力、应用能力等方面进行多阶段的培养,努力将理论和教学实践进行有机的结合。

1.落实教学环节的转换

电气工程学科要想完成应用型人才的培养,必须在传统的教学环节上进行改革,要将教学体系分为多个层次来完成。首先要建立一套基础的实践技术和理论相互结合教学方式,可以通过专业课、实践课等课程完成实验教学的主体,并且适当的减少公式化、形式化的理论学习。其次要合理的进行精英型培养,要提倡学习成绩优异的学生进行自主性的客体研发,从而提高学生的创新能力。

2.组建专业社团

电气工程及其自动化专业学生可成立电气工程及其自动化协会社团,学生在专业教师的指导下展开专题调研。专业社团可以在校园内外开展诸如单片机电子设计竞赛、电气控制设计竞赛、聘请校外专家讲座等活动。

四、结束语

就目前的电气工程自动化程度来看,应用型技术人才成为了最为主要的培养对象,常规的电气工程人才培养模式已经不能适应行业的需要,所必须根据自动化人才培养的形式建立应用型人才的培育方式,并且通过改革、创新等方式提高电气工程自动化人才的培养,让其能够适应时展,满足市场需求。

参考文献:

[1]徐敏,彭彦卿.电气工程及其自动化专业学生实践能力培养刍议[A].第三届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集[C].2005年.

[2]梁小冰,黄萍,韩昆仑,姜爱华.建设具有自己特色的电气工程及其自动化专业[A].第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上册)[C].2007年.

电气工程导论论文篇(4)

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

1 电气工程及自动化技术知识所存在的问题及成因

1.1 存在的问题

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

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

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

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

1.2 问题的成因

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

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

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

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

2 优化设计

2.1 提高质量

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

2.2 加强设计

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

2.3 端正态度

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

3 结论

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

参考文献

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

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

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

电气工程导论论文篇(5)

作者简介:巫松桢(1935-),男,浙江衢州人,西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,教授;钟力生(1961-),男,四川隆昌人,西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室,教授。(陕西 西安 710049)

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)23-0231-02

现今我国电气绝缘技术发展很快。例如,在超/特高压交、直流输变电工程、长江三峡等大型水电站以及大型风力发电厂的建设中,许多重大电力装备的成功运行等,都与绝缘技术发展密切相关,表明我国在绝缘系统的设计、制造等方面已经达到国际较高的水平。

但是还应看到当前我国在电气工程中的“电气绝缘”教育方面存在的问题:人们对电气“绝缘”的基本概念的理解有偏差,既不利于用电安全,也不利于绝缘行业产品创新。因此很有必要重新认识并理清电气“绝缘”的科学概念,使电气绝缘科学的研究更深入,并推进电气绝缘专业的教学改革。

一、电气“绝缘”传统观念中的“隔离论”

1.对电气“绝缘”最流行的解释

电气工程中的术语“绝缘”既可作名词,也可作动词。作名词用时,常指“绝缘体”或“绝缘材料”。现代汉语规范词典[1]对“绝缘体”的解释是“极不容易导电的物体”;而电工术语国家标准[2]对“绝缘材料”的解释是“用于防止导电元件之间导电的材料”。作动词用时,现代汉语规范词典[1]、电工术语国家标准[2]的解释是“隔绝电流,使不能通过”等。

术语“电气绝缘”译自英文“Electrical Insulation”,国际标准如IEC 60050(212) :1990等也提及“Insulation”,牛津现代高级英汉双解辞典等英汉词典中的解释是:“Prevent passage of electricity”等。因此,英汉词典和有关国际标准对“Insulation”的解释都表明中文翻译完全忠实于原文,都是指隔绝电流、极不导电等,本文统称为“绝缘”的“隔离论”。

2.“绝缘”总能起到电气“隔离”作用吗?

通过电容器模型实验和《电介质物理学》[3]可认清“隔离论”的真伪。

在电容器模型中有两个导电极板,极板间用绝缘薄膜或绝缘油隔开,即极板在电气上已被“隔离”。然后在两个极板间施加直流电压,极板间立刻会测到电流脉冲(吸收电流),同时还会持久流过相当小的泄漏电流。如果粗心大意,就以为在电气上已实现了“隔离”。但是,极板间流过的电流表明两个极板并没有真正被“隔离”。若两个极板之间施加的是交流电压,则在极板间还能测量到比泄漏电流大得多的电流,表明隔离作用显著降低。若在两个极板之间施加脉冲电压,则“绝缘”的隔离作用就更小了。

因此,作用电压类型不同时,“绝缘”的电气隔离能力差别很大,电压频率愈高则电气隔离作用愈小。在脉冲电压下,“绝缘”甚至很难起电气隔离作用。即使是在直流电压下,电气隔离作用也是很有限的。

还应指出,当“绝缘”的工作条件或环境条件变化时,“绝缘”甚至连很有限的电气隔离能力也可能失去。例如当“绝缘”所受电压较高或在环境温度、湿度较高的环境中,电气隔离能力就会严重降低。长期运行中的“绝缘”也会逐渐丧失电气隔离能力,这是由于发生“绝缘老化”所致。电气工程中的“绝缘老化”是相当普遍的现象。

“定义”或“概念”要反映事物的本质特性,[1]而“绝缘”与“隔离”间却没有必然联系。因此,“隔离论”只是人们对“绝缘”的一种粗浅解释,或表达对绝缘的一种期望。

二、电气绝缘的“媒介”论

1.电气绝缘是一种“媒介”、“介质”或“电介质”

电容器模型实验还能进一步帮助人们揭示“绝缘”的本质。电容器模型实验中电极间总有电流流过(在稍微复杂一点的实验中,电极间除电流外还可能有光、磁、力等的联系),说明电极间必定有联系,而联系两个电极板的物质不是别的,正是电极导体之间的“绝缘”。

现代汉语规范词典[1]把“起介绍或引导作用,使双方发生联系的人或事物”称为“媒介”。因此这里的“绝缘”就是一种“媒介”。极板借助“绝缘”把电磁波、电流等信号从一个极板传播到对方。词典[1]把“某些波动借以传播的物质叫做这些波动的介质”,因此“绝缘”也是一种“介质”,或“电介质”。

2.电介质与电气绝缘

“电介质”有三大特点:组成电介质的各种带电粒子都是束缚电荷,即所有带电粒子分别被原子、离子、分子的内力或分子间力紧密束缚着;在静电场中电介质内部也能持久存在电场;而且束缚电荷在静电场中能沿电场方向发生极化(即有限位移)。[3]

若“电介质”中不存在自由电荷,则称为“理想电介质”。在恒定电压作用下,显然它不会导电,也就是能隔绝电流,这可能就是上节出现绝缘“隔离论”的依据。

实际“电介质”即工程电介质,其内部不可能没有自由电荷,不可能实现绝缘的电气“隔离”作用。其中有一部分能满足一定的电气要求,这种电介质就称为“绝缘电介质”。

3.“媒介论”对绝缘创新有重要意义

“绝缘”处于电极间特殊的“媒介”位置上,绝缘通过调节自身组成、相态、宏观或微观结构等使媒介变化,便能出现不同的媒介效应,例如使体内的电荷发生积聚、移动、增多或减少、甚至化学变化等,从而可得出介电性能特殊的绝缘制品。

例如氧化锌介质,其伏安特性与电压的高低有关,在低电压下具有很强的电气“绝缘”能力,而在高电压下却能导电。正是利用这种非线性伏安特性,使它具有非常重要的过电压保护作用,因而在电力系统、电子线路和家用电气设备中成为重要的电气安全保护器件。

再如PTC(正温度系数)电介质,利用其PTC特性,即在一定的温度范围(开关温度)内其体积电阻率能随温度升高而显著变化,从而能控制流过电介质内电流的升、降。利用这一特性,就能有效控制绝缘体内的发热特性,该系统在运行中还具有安全可靠、节电、方便等优点,因此广泛用于电加热设备。

近年来,纳米材料改性的纳米-聚合物绝缘材料[4]发展很快,例如纳米Al2O3-聚酰亚胺(PI)耐电晕漆包线漆中,当纳米Al2O3粉料含量为20%时,耐电晕寿命可提高100多倍。再如纳米云母绝缘线,是一种由高纯度云母粉与C级绝缘漆融合后制成的绝缘导线,具有耐高低温、高导热、抗电晕等性能,它可用于制造各种特种电机。

G L Moses[5]说:“Insulation is man’s tool for harnessing electricity to do useful work”。意思大致是:“绝缘”是人们用来引导“电”为人们做有用工作的工具。显然,Moses所预期的绝缘这个“工具”,所能发挥的功能远比“隔离”作用多得多。前面事例也说明摈弃绝缘的“隔离论”后,确实能使人们的创新思路获得解放。

三、“媒介论”对电气绝缘学科教学科研的影响

绝缘的“媒介论”涉及“绝缘”的基础论述,因此直接影响到电气绝缘科学技术的研究深度和广度,甚至会影响到电气绝缘学科的课程改革,以下面三门课程加以说明。

1.电介质物理

该课程把电介质作为学习绝缘材料的基础,表明该课程肯定“媒介论”。该课程内容通常主要讨论电介质的一般介电特性,建议今后最好能从能带、势垒、陷阱等微观或半微观角度把绝缘的“媒介论”具体化,系统介绍绝缘中“媒介”作用原理及其与介电特性的关系,从而更能启发人们开发性能更好的电介质。

2.绝缘设计

即“绝缘系统设计”。特别要注意其中的“绝缘系统”。系统是由无数相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物和过程所形成的统一体,[1]绝缘系统是电系统(泛指常带电的一切装置/设备/元件)中的一个不可分隔部分,电系统中的“绝缘系统”并不是只有电系统中的绝缘材料,还必须包括与其联系紧密、不可分割的导体。

绝缘设计内容应有三项:根据电系统的要求提出绝缘系统的技术条件;确定优化的绝缘系统结构型式(结构优化);设计中还应充分考虑到最适合的绝缘材料(材料优化)和最合适的绝缘系统工艺(工艺优化)。使所设计的绝缘系统达到技术上先进、经济上合理、运行中可靠,突出绝缘系统的整体性。国内的绝缘结构设计,与实际工程的联系比较欠缺。

绝缘设计是实现绝缘工程的关键。例如人们都要求绝缘能起电气隔离作用,但已指出绝缘体的隔离作用有限。只有通过科学合理的绝缘设计,使电场分布合理,才能解决该矛盾。

3.绝缘技术

现代绝缘技术中往往已经不是一般的工艺,而是一项“绝缘工程”,或“电介质工程”。

绝缘技术主要包含:提交完整的绝缘系统设计;研究所设计的绝缘系统的加工路线和方法,并设计或选用适合的制造工艺和设备;以所提的技术条件逐一检验已制成的绝缘系统的各项性能指标,并且严格监督绝缘系统的性能变化,要求所设计的系统及其电设备能在规定的工作/环境条件下安全、可靠运行,能全面实现电气设备的各项功能。

电气绝缘科学没有终点,它具有多学科综合性特征,或者说具有某种边缘科学技术的特征。高度关注这一特征,不断融合其他学科的成就,绝缘技术就能不断得到丰富和创新。

四、结语

“绝缘”与“隔离”之间并不存在必然联系,即使“绝缘”的有限电气隔离能力,还得取决于电压类型、时间长短、温度、湿度和应力高低等因素。中外词典或标准的有关条目中占据主流地位的“隔离论”的产生,可能是由于把实际绝缘体当作“理想电介质”所致,建议加以科学纠正。

“绝缘”是电极间的一种“媒介”、“介质”或“电介质”。通过调节材料组成、相态、宏观或微观结构等来调节媒介效应,就可能开发电气绝缘新产品。摈弃绝缘“隔离论”并接纳绝缘“媒介论”后,确实能使人们的创新思路获得解放。

绝缘“媒介论”为“电介质物理学”、“绝缘系统”、“绝缘设计”、“绝缘技术”等课程内容的推陈出新提供了新思路,对推动电气绝缘学科的发展有着重要意义。

参考文献:

[1]李行健.现代汉语规范词典[M].北京:外语教学与研究出版社,2004.

[2]GB/T 2900.5-2002,电工术语——绝缘固体、液体和气体[Z].

电气工程导论论文篇(6)

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(b)-0023-02

随着我国社会主义市场经济体制的不断完善,社会对人才的实践创新能力要求进一步加大,生产单位要求学生具有较强的分析问题、解决问题的能力,这对学校的实践教学环节提出了更高的要求。然而,目前我国理工类的高校毕业生的实践创新能力较弱,毕业后需要经过用人单位长时间的培训才能够成为高级的工程人员。造成这种现象的主要原因就是很多高校教学设备资源紧缺,实验和教学条件等多方面因素受到限制,导致很大一部分的高校只注重理论知识的教学,而忽视了对学生实践能力的培养。此外,学校对学生的考核也只注重书本知识,往往根据学生的试卷成绩来评估学生的学习成果,而对学生的动手能力和实践创新能力的考核缺乏足够的重视。在实践教学环节,学校的师资配备和学时安排比重较低,实践内容也大都是象征性的完成,这些都导致了大学上的实践创新能力得不到提高,毕业生的动手能力较低,不能满足社会企业的需求。因此,本文讨论了新形势下我国电气工程专业学生实践创新能力培养教学体系存在的问题,并提出构建电气工程专业实践创新能力的实践教学体系总体思路和建设意见。

1 高校电气工程专业实践教学存在的问题

1.1 电气工程专业人才的培养不能满足市场需求

目前,在高校电气工程专业教育中,虽然招收的学生数量不少,但是却存在一个容易被忽视的问题:很多对电气工程人才需求旺盛的企业都反应高校毕业生只能掌握有限的电气工程操作技能,对自动化技术等现代化电气工程工艺掌握不熟练。这反映了高校电气工程专业教学内容与现代市场需求脱节,不能满足现代电气工程对高素质人才的需求,供需双方错位现象严重。

1.2 电气工程课程设置缺乏专业性和科学性

当前我国许多高校的电气工程课程设置缺乏专业性和科学性,基本上都是照抄同一个版本,教学模式相似。在一般情况下,都是根据教学计划进行授课,教学缺乏特色,教学目标不明确,对学生的培养也失去了方向。这种课程设置导致高校电气工程教学失去了自己的特色,不能建立一套培养专业人才的体系。电气工程是一门应用性极高的学科,其发展迅速,对学生实践创新能力的培养也提出了更高的要求。因此,想要培养出满足社会需求的电气工程人才,就应该紧跟时展的潮流,科学的进行课程设置,保证教学计划的有效实施,而目前我国电气工程教学过程往往偏重专业理论教学,忽视了基础理论,如果学生不能熟练的掌握基础学科,尤其是数学基础,就无法培养出具有创新能力的电气工程人才。

1.3 实践环节薄弱

电气工程专业的课程应用性极高,它的实用性要求学生应该多参加实践,通过大量的实际操作来掌握电气工程技能。然而,目前我国很多高校的电气工程课程教学仍然以理论教学为主,学校的相关专业实践实验室建设相对落后,硬件实施较差,学生缺乏足够的时间去进行实践操作,就算有一些实验课也往往是机械的完成老师布置的作业,没有时间进行自我摸索与实验,不能对已学知识做进一步理解。实践环节的薄弱导致学生对电气工程专业所需要的实际操作技能的掌握不牢固,学生的创新能力也得不到激发。

1.4 师资力量薄弱

虽然电气工程专业发展迅速,但是高校目前的电气工程专业教学中,教师资源相对匮乏。因为电气工程专业的教学比较复杂,学校普遍缺少教学器材,因此,大多数的教学都仅限于教师的理论传授。教师也没有真正的对电气工程所学的知识进行实践,因此,在一些讲解中,往往是“纸上谈兵”,这些导致了学生实践能力无法提高,最终被用人单位淘汰。

2 实践教学体系建设思路

当前,我国高校的电气专业存在很多问题,主要表现在实践教学的形式较为单一;实践教学和电气工程的实际脱钩;实验教学设备陈旧,集成化和智能化不足,导致实践教学的环境与实际工程环境不符;教学内容落后,跟不上科学发展的脚步;实践教学硬件设施建设投入不足,实践教学质量不佳。

因此,高校应该构建以培养电气工程实践能力和科学创新能力为主的创新实践教学体系,搭建电气工程专业实践教学体系的三级实践教学平台;继续优化实践教学内容,构建于实践教学体系相适应的课程体系,逐步实现三级实践教学平台的实验课程;充分利用网络技术和多媒体教学,提高教学效果;建立与实践教学体系相符的保障机制和考核体系,确保教学体系的顺利运行。

3 构建电气工程专业实践教学体系建议

3.1 调整课程设置,加强实践环节

在电气工程专业应用性人才培养模式的课程设置上,要科学分析当前国内电气工程行业的发展现状以及社会企业对电气工程专业人才的需求,设置与社会需求相关度较高的电气工程课程。课程的设置中,要注意理论传授与实践操作相结合,适当的减少理论教学的比重,占到总课时的30%~40%即可,同时,加强学生实践技能的培养,使学生在实践中进一步开发自己的创新思维,更好的理解所学到的理论知识,加强学生的分析和解决问题的能力。例如,应该多开设一些与实际电气工程生产相关的实践课程,安排学生有步骤的操作,安排学生定期到社会企业进行实习,回校后安排学生总结实践经验。实践性学习可以分为三个阶段:一是认识阶段,主要是学生在大一时期对电气工程专业理论知识学习后,组织学生去相关企业参观,让学生直观的认识电气工程学科设置和内容;二是基础实践阶段,在学生掌握一部分专业知识后,安排学生到校外进行简单的实践学习,掌握电气工程专业的基础环节操作;三是专业实践阶段,学生在校完成所有的专业课程学习后,由学校组织,安排到对点企业进行较长时间的顶岗实习,使学生掌握实际的电气工程专业操作技能。

3.2 加强学生人文素质实践培养

对于理工类高校学生来说,学生的人文素质培养是学生成长成才的重要内容。电气工程的实践教学应该和学生的人文社会实践相结合,促使学生能够在工程实践教学中加强人文素质的培养,是学生能够更好的了解社会、适应社会,树立正确的人生观、价值观和世界观,增强学生的社会责任。努力为社会电气工程领域和行业培养出人文素养良好的高素质人才,增强电气工程专业学生的团队协作能力、社会适应能力和创新能力。对学生人文素质实践培养主要可以通过入学时的军训、学生的社团活动以及社会实践、公益活动和就业教育等方式进行。

3.3 建立有效而固定的校外合作实习基地

对于电气工程专业的实践教学,最主要的就是加强学生的实习锻炼,因此,实习基地的建设将直接关系到学校实践教学的质量,对培养学生的实践创新能力具有十分重要的作用。学校在构建实践教学体系过程中,对低年级的学生应该以学习基本的理论知识为主,组织学生到电力系统的相关单位进行观察和培训,加深对所学理论知识的理解,同时培养学生的动手能力和创新能力。

此外,进一步的规范学生实习的内容,制定学生实习的指导书,形成一套科学的考核制度。首先,认识学习应该以参观为主,根据不同专业的实际情况,合理的制定学生实习参观的内容和考察路线;其次,专业实训应该以学生的动手操作为主,科学制定实训的内容和时间;再次,生产实训应该合理的安排实习的单位和实习的内容,应该派有教师进行实习跟班,在实习的过程中补充讲解理论知识,并指导现场操作;最后,在学生结束实习时,应该根据自己的实际情况撰写实习报告,通过总结自己的实习过程,深化实习效果,切实提高学生的实践创新能力。

3.4 加强师资队伍建设

为了实现高素质人才的培养,就必须加强电气工程专业师资力量的建设。首先,对已有的师资力量应该组织专业系统的培训,及时更新教师的知识结构,提高教师的专业素养;其次,积极引进高素质的师资力量,引进一批学历高,专业知识牢固的优秀博硕士毕业生,更新师资队伍年龄结构。同时还可以聘请校外兼职,通过这种形式聘请著名专家到校授课,提升教学水平。

4 结语

实践创新能力是电气工程专业学生重要的素质之一,学校应该加强对学生实践能力的培养,积极调整课程设置,增加实践环节,加强学生人文素质实践培养,建立稳定的校外实习基地,加强师资队伍建设,构建出科学的实践教学体系,促进高校电气工程专业建设,为社会培养出实践创新能力较强的人才。

参考文献

电气工程导论论文篇(7)

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

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

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

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

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

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

一、“汽车电子技术”课程结构

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

二、“汽车电子技术”课程教学方法的改革

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

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

三、“汽车电子技术”课程考核方式

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

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

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

四、结论

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

参考文献:

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

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

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

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

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

电气工程导论论文篇(8)

中图分类号:F407文献标识码: A

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。

五、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。

六.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。

七.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。

电气工程导论论文篇(9)

作者简介:肖青(1971-),女,湖南嘉禾人,上海电力学院自动化工程学院,助理工程师;张美霞(1979-),女,江台人,上海电力学院电气工程学院,讲师。(上海 200090)

基金项目:本文系2011年上海电力学院三年重点课程建设教学改革基金项目研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)17-0040-02

卓越计划是教育部2009年推出的一项重大的教育改革试点项目,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。[1]借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验,创建具有中国特色的工程教育模式,通过教育和行业、高校和企业的密切合作,以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的多种类型的优秀工程师。[2]2010年6月23日,教育部在天津召开卓越计划启动会,联合有关部门和行业协(学)会,共同实施卓越计划。

2010年上海电力学院(以下简称“我校”)成为首批实施卓越计划的高校之一,其中电气工程及其自动化专业是开展该计划的专业之一。“发电厂电气主系统”是电气工程及其自动化的核心专业课程,是学习本专业其他专业课的基础,其性质介于学科基础课和专业课之间。本文首先介绍了“发电厂电气主系统”的课程现状,然后针对卓越计划中的该课程课堂教学和实践教学建设提出了具体的实施方案。

一、“发电厂电气主系统”课程现状

“发电厂电气主系统”课程是我校特色专业基础课,我校根据办学定位的要求,在保证这些专业基础课的教学要求的基础上,在实践性教学、现代化教学手段等方面有所加强。在实践性教学方面,引入企业专家、技术人员参与本课程教学,通过讲座、座谈讨论等形式为学生举办了许多形式多样的创新教学活动,并且安排学生进行大量的现场实践活动。本专业已经与30多家电力企业共建有实践基地,每年利用课余时间安排学生深入电厂、变电站以及电力设备制造、试验等企业单位进行现场参观,并由企业人员进行现场培训,从而大大提高了学生对本门课程的兴趣,开拓了视野,取得了良好的效果。在现代化教学手段上,将传统的课堂教学与现代化多媒体教学、实际工程设计等相结合,整个教学过程以课堂板书、多媒体与录像演示为基础,通过实际工程设计来提高学生的整体规划设计水平,并辅之以计算机仿真培训及现场技能培训来提升学生的现场工程实践能力。此外,将与本课程相关的科研项目及科研成果引入教学,安排部分学生参与项目研究,使本课程教学质量得到全面提高。

近年来本专业相关的一些新技术发展很快,特别是美国提出进行新能源革命从而带动美国经济复苏的发展战略后,全球掀起了新能源开发及应用和智能电网的研究与建设的热潮。本课程从2004年开始进行教学改革和课程建设工作,2008年通过校级精品课程验收,2010年通过上海市级精品课程验收,但一些建设内容以及教学理念、内容和方法仍需要紧跟新技术发展与时俱进,有所创新。

二、针对“卓越工程师”培养计划提出的教学要求

卓越计划的三个特点:一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。[3]我校电气工程及其自动化专业卓越计划试点的人才培养目标是:以校企产学研战略联盟为平台,对接电力行业,重视知识、能力、素质的协同发展,培养“专业理论+工程实践+创新能力”的电力技术人才。“发电厂电气主系统”课程的具体建设,按照教育部、上海市教委及学校要求,将充分发挥我校“立足电力、立足应用、立足一线”的办学理念,基于卓越工程师培养的平台下,本门课程通过多方(现场工程人员,历届学生,任课教师等)调研对本课程的教学大纲、课程设计、认识实习及仿真实习进行了研讨,另外对目前实施卓越工程师计划比较好的学校进行调研,决定在理论教学环节和实践教学环节进行创新,在本门课程的教学中引入项目教学法。

项目教学法是以工程实践为导向、充分体现现代育理念的教学方法,在西方国家特别是德国被广泛应用并且成效显著。项目教学法是通过完成一个完整的项目工作进行的实践教学活动,将多门课程所涉及的知识和技术通过一个明确的“项目任务”布置给学生,学生根据任务要求,运用所学的知识和技能,通过“确定项目任务—制订工作计划—组织项目实施—检查考核评估—总结评比归档”等5个阶段,采用团队学习的方法,动脑、动手、交流和合作,最终完成项目任务并以成果的形式予以展现。[4]本次基于卓越工程师教学平台的“发电厂电气主系统”课程建设将在理论教学环节和实践教学环节融入项目教学法的理念。

1.理论教学环节的改革

理论教学的改革涉及到每一个模块,其中很多教学需要现场的支持。我校是一所电力院校,长期和系统保持紧密联系和良好关系,尤其上海电力公司给予我校大力帮助。另外我院在近五年的发展中大力发展实验室,紧跟电力行业新技术,在硬件建设方面国内名列前茅。理论教学环节的改革将细化到教学的每一个知识点,将电力系统行业发展的新动向、新趋势、新技术及时传递给学生,激发学生的学习兴趣,鼓励他们的创新。

课程主要内容包括:能源和发电,电气主接线及设计,厂用电接线及设计,常用计算的基本理论和方法,导体与电气设备的原理与选择,配电装置,发电厂和变电站的控制和信号,共七个模块。下面将针对七个知识模块进行介绍。

第一个知识模块——能源与发电模块:在原有介绍传统能源与发电厂的基础上,将引入新的绿色能源,对光伏发电和风力发电进行介绍,通过现场的工程示范进行说明;另外还将课程设计环节的任务进行布置,让学生在第一次上课时了解到实践环节的要求,使得学生在理论教学过程中可以同步完成大型作业的相应部分的任务。

第二、三两个知识模块作为一个整体——电气主接线及设计、厂用电接线及设计这一部分,在介绍典型有汇流母线和无汇流母线的主接线的基础上,结合上海发电厂外高桥电厂,闸电燃气厂和变电站(奉贤换流站、南桥换流站、500千伏杨高变电站、220千伏森林变电站等)进行讲解。其中对于目前系统的大机组主接线的讲解,例如单机容量100万千瓦的发电机,采用单元接线时发电机出口处是否装设断路器的优缺点这一例子进行分析,可结合山东邹县发电厂和新建的舟山发电厂进行说明,让学生紧跟电力系统的发展。

第四个知识模块——常用计算的基本理论与方法,对发热和电动力的理论推导可以简化,但对于提高导体载流量的措施需要详细介绍。除了介绍传统导体的发热情况,还将对一些新型导体比如特种导线进行介绍,会以中天科技的导体为例,扩大学生的知识面。

第五~七这三个知识模块(导体和电气设备的原理与选择、配电装置及发电厂和变电站的控制与信号)的讲解结合课程设计进行,另外采取企业教学和实验室仿真教学。

在上述七个模块理论环节的教学中也会同时穿行实践环节的教学,上课除了采用传统板书教学外,还会采用多媒体手段,多媒体资料除了静态的,还会有一些动画、三维以及动态资料,充分利用各种教学手段实现项目教学法的理念。

2.实践教学环节的创新

实践教学环节主要包括实验室仿真教学、企业教学和课程设计环节。

(1)实验室仿真教学。在这门课上课之前将借助我院的实验室电力系统仿真平台,通过教师的操作,让学生对发电厂电气主系统知识有些了解。比如一些典型发电厂和变电站的主接线情况、主要设备介绍,以及开关状态转换信号等,让学生在上课之前对系统的感性认识加深。

对于理论环节的第七个知识模块——发电厂和变电站的控制和信号教学,在理论知识的讲解的基础上,充分利用本学院的实验室仿真平台,进行操作,对于断路器的正常情况下的分合闸、故障下的自动分闸及自动重合闸,在计算机上通过一次接线图的变化和三维图形变化模拟现场的实际变化,通过灯光、音响等信号让学生体会到现场的操作。

(2)企业教学。本次课程建设将在电气主接线及设计、导体与电气设备的原理与选择以及配电装置三个知识模块引入企业教学。邀请上海电力公司经验比较丰富的工程师、上海大型电厂的总工对现场的主接线以及一些新型设备比如特种导线、新型开关、互感器等进行教学,教学场地可以选择现场或校内教学。对于配电装置模块的学习,组织学生到现场的发电厂或变电站进行小班教学,学完之后立即看,加深学生的印象,改变之前的看完现场再学习,没办法把书本知识和现场结合在一起的情况。在理论课程结束时,会就学生所学知识在课外实习基地进行技能培训。

(3)课程设计环节。在教学计划中改变传统的学期末课程设计的方式,根据教师教学进度分阶段在日常教学中进行。在第一次上课时就把实践教学环节的要求和学生进行说明,本次采取小班教学,可以将30人的班级分成6小组,每组布置一个关于发电厂或变电站设计的课题,本次的课题来源于华东电力设计院和上海电力设计院的一些实际工程。采取小班完成项目的形式,每一小组设定一组长,答辩时以小组形式进行答辩,以培养学生的责任心及团队合作精神。在教学的过程每完成相关部分的讲解时,要求课程设计同时跟进,比如讲完电气主接线及设计这一模块时要求学生完成主接线方案及主变容量的选择;讲解完电气设备原理与选择这一部分时,学生应该进行课程设计的第二个重点。讲完所有理论部分时,学生的课程设计应进入制图阶段,以往的制图选择的是手工画图,对于卓越班的学生要求其实行CAD制图,这也是考虑到现场对工程师计算机能力的要求。

三、小结

本文首先对卓越工程师的要求进行了介绍,然后在“发电厂电气主系统”现状的基础上,贯穿项目教学法的理念,对该课程的理论教学环节和实践教学环节进行了深度改革,充分体现了卓越计划的三个特点。由于卓越计划实施还不到一年,在今后的实施过程中还需探索、总结、完善、实施,不断进行调整、不断进步。

参考文献:

[1]上海交通大学高教研究所课题组.培养下一代卓越的国际化工程师——“全球工程教育卓越计划”研究综述[J].高等工程教育研究,2007,(1).

电气工程导论论文篇(10)

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2011)35-0046-02

《电气及PLC控制》是高职机电一体化专业学生必修的一门专业技能课程。该课程教学内容涉及范围广,PLC控制部分的知识既有理论,又有编程。学生虽然对该课程感兴趣,但是学习起来未能完全掌握理论知识,操作实训上也仅停留在机械性的模仿阶段,不能触类旁通。在《电气及PLC控制》课程改革中,加强学和做的有机结合能力,拉近企业工作岗位与学生能力水平的距离,是教学改革的重点。

一、基于工作过程导向的《电气及PLC控制》课程教学设计

《电气及PLC控制》按照基于工作过程导向的教学理念,根据企业职业岗位的知识能力需求,考虑学院机电实训中心的硬件设施条件,设计以普通机床的PLC改造为载体,将该课程分为电机的基本控制、机床电气控制的分析与维修、PLC控制三大教学情境,三相异步电动机的电动与连续运转控制、三相异步电动机的正反转控制、三相异步电动机的Y/降压启动控制、CA6140车床的电气分析及维修、X62W铣床的电气分析及维修、M7120平面磨床的电气分析及维、T68镗床的电气分析及维修、三相异步电动机的PLC控制、天塔之光的PLC控制、十字路通灯的PLC控制、气缸的PLC控制、CA6140车床的PLC改造、X62W铣床的PLC改造等14个真实工作任务,遵循由简单到复杂的认知规律,把相关的必需知识逐步引导出来。这样的教学设计,体现了实践为主导、理论为实践服务的特点。学生通过任务训练,加深对相关理论知识的掌握,动脑动手的能力得到及时训练,消除了学生对企业实际工作的陌生感。

二、基于工作过程导向的《电气及PLC控制》课程教学实施步骤

基于工作过程导向的课程教学与传统教学模式最大的区别在于:它将职业能力的培养贯穿到整个教学过程中,在完成任务的同时,使学生掌握在这个任务过程中的工具设备、仪器仪表、工艺标准、操作安全规程。每一个学习任务都按照“布置任务――了解要求――制定计划――决定方案――实施任务――任务验收――评价总结”这七个步骤进行。以《电气及PLC控制》课程中的一个学习情境中的“X62W铣床的PLC改造”为例,阐述教学实施步骤:

1.复习、引入新课,布置任务、了解要求、计划、决策

回顾上一个工作任务,引入新课内容。下发工作任务单,见表1。分析工作任务要求,组织学生根据任务制定任务实施计划及决定采用何种方案完成任务。这一过程非常重要,可以使学生明确学习目标和任务要求,进而思考在此任务中想学到什么,能学到什么。

2.任务实施

这个任务过程分为两个阶段。第一阶段是分组复习X62W铣床继电控制的工作原理,通过10分钟排除X62W铣床的三个故障点,回顾X62W铣床继电控制的工作原理,掌握X62W铣床的主要运动控制,便于确定对X62W铣床采用PLC控制的输入输出点。回顾前一任务:CA6140车床的PLC改造,巩固对机床进行PLC改造的步骤及方法。第二阶段,要求学生根据任务要求制定工作方案,确定本组对X62W铣床进行PLC改造所采用的指令,绘制I/O分配表及PLC外部接线图,按图将PLC与X62W铣床模拟电路板连接起来,并根据自我制定的方案编写程序,下载调试实现X62W铣床的PLC改造。

3.任务验收、评价总结

以小组为单位,从理论答辩、外部接线、程序调试、职业素养等方面对学生进行考核。学生运行所编写程序,实现X62W铣床的PLC控制,同时抽组员回答相关理论知识,将理论与实操考核并重,全面检验学生在通过任务完成掌握的相关知识技能情况,了解学生是否完成之前设定的教学目标,填写评价表,作为该学习任务的成绩。最后,通过各小组验收情况,教师选取优秀组及落后组上台交流学习经验,教师总结该任务中涉及的理论知识及实操出现的问题,提供更好的操作方案。

三、基于工作过程导向的《电气及PLC控制》课程教学效果

1.课程特色

其一,该课程的教学模式为基于工作过程导向,在实训室进行教学,符合现场操作的环境,同时并未将重点完全放在实操上,而把一体化课程理解成实训课,在教学过程中,将理论知识的灌输融入与实操中,学生对理论知识不再感到枯燥无味而难以理解,满足职业能力发展。其二是课程的考核方式,每一个任务在验收的同时都进行考核,并且是理论及实操一并考核,每个学习情境结束后也进行考核,考核方式包括笔试、实操、答辩等,考核方式的多样性能调动学生的积极性及平时学习主动性,避免了学生滥竽充数。

2.教学效果

通过学生的学结,95%的学生赞成这种教学模式,大部分学生还认为课程结束太快,还想学习更多相关知识及技能。首先,学生自主学习动手的时间增多,教师传教式的讲述时间减少,极大地调动了学生学习的积极性和主动性;其次,任课期间为开放式,学生可以和教师进行交流,不局限于形式,有问题可以及时解决,学生与教师之间的距离拉近了不少,更便于师生的沟通。教师除了在学习上给学生给予指点外,在生活和思想上也给学生做出引导;再次,以真实任务为载体进行教学,学生既了解真实工作岗位工作情况,又增强理论知识的学习能力和实践动手能力,培养了职业素养。

总之,采用“工作过程导向”的教学方法,使学生投入到学习中,能学有所用。当然,这种教学模式还有些不足,因不同层次的学生之间的学习差异问题而使分组成员有依赖性的问题尤为突出,有待于进一步探索。

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