电气工程及其自动化细分精品(七篇)

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篇(1)

关键词：电气工程；应用型人才；课程体系；实践教学

作者简介：黄文力（1974-），男，河南孟州人，郑州航空工业管理学院机电工程学院，副教授；何琳琳（1972-），女，河南郑州人，郑州航空工业管理学院机电工程学院，副教授。（河南 郑州 450015）

基金项目：本文系河南省教育厅科技攻关计划项目（项目编号：2010B470010）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0005-03

近年来，由于隶属机制由原中国航空工业总公司转变为中央与地方共建、日常管理以河南省为主，同时学生的就业形势也由定向培养转变为双向选择、自主择业，因此为适应新形势发展要求，郑州航空工业管理学院改变过去单一管理类的专业设置，调整设立了“管工结合、文理并重、管理学科优势明显、多学科协调发展”的办学方针，大力发展工科专业。于2001年筹建了电气工程及其自动化专业，其后根据河南省区域经济发展的特点，对电气工程及其自动化专业进一步细分，于2008年新设置了自动化专业，从而引起了对电气专业原有的专业特色、人才定位、课程设置等一系列新的思考。本文主要介绍郑州航空工业管理学院电气工程及其自动化专业发展的特点，讨论相应课程体系的建设，及突出实践教学环节对本专业工程应用型人才的培养。

一、应用型人才培养的定位

1.电气工程及其自动化专业的特点

电气工程及其自动化专业是1998年教育部在高等学校专业目录调整时，把原来的“电力系统及其自动化”、“电机电器及其控制”、“高电压与绝缘技术”及“电气技术”四个强电类专业合并而成的专业，是新专业目录中合并调整原有专业最多的新专业之一。[1]新专业的建设遵循“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的原则，改变了过去专业设置过多、过细的做法，强调本科阶段对专业基础知识的掌握，具有强电与弱电、电工技术与电子技术、软件与硬件、元件与系统相结合的特点。由上述的发展可以看出，电气工程及其自动化专业应该是一个以强电为主、强弱电相结合的专业，应该体现以“强电为体、弱电为用”的理念，培养的学生既要懂强电又要懂弱电，既搞硬件也搞软件，既掌握电气技术的专业知识，亦了解计算机与电子技术的应用。[2]

郑州航空工业管理学院电气工程及其自动化专业的培养目标是：培养德智体全面发展的，适应社会主义市场经济需要的，具有良好的文化科学素质及电气工程专业知识和应用能力的，能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研究开发、经济管理以及电子与计算机应用等领域工作的宽口径、创新型、复合型高级工程技术人才。该专业的学生由于受到电工、电子、信息控制及计算机等技术的基础训练，既具有电气工程方面的专业知识，又具有自动化与计算机方面的基础知识，使其在今后的就业中具有较大的优势。

2.电气工程及其自动化专业面临的发展机遇

我国电力工业经过多年的快速发展，现今无论是发电装机总量还是年发电量在世界上均居第二位，仅次于美国，但人均装机量与人均年发电量都远远落后，仍有很大的发展空间。电力工业的“十一五”发展规划提出了特高压的发展战略，并且提出构建智能型坚强电网的概念与目标，为电力工业、电气设备制造业及相关的机械、材料工业提供了无限的发展潜力。[3]

河南省在第十一个五年发展规划中指出：“加强电网建设，增强电力输送能力。加快计算机技术、自动化技术和信息技术的推广应用，提高城网的自动化水平”与“重点发展高压超高压输变电成套设备，电站辅机以及中高端电工专用设备，风能、低温余热发电设备”。现如今，发展循环、低碳经济，建设环境友好型、资源节约型社会成为经济社会可持续发展的战略目标，电力工业必将在其中扮演更重要的角色。

事实表明，高质量的电能供应是中国社会现代化建设的重要保障，也是河南区域经济快速发展的基础条件，需要有大量合格的电气工程师，而这正是电气工程及其自动化专业的根本使命与发展前景。因此，郑州航空工业管理学院电气专业紧密跟踪我国电力工业的发展规划，结合地区经济发展的特点，及时调整专业的办学方向，力争办出专业特色，培养出更多的电气工程技术专门人才。

3.电气工程及其自动化专业的现状

郑州航空工业管理学院是一所按二本招生的普通本科院校，是面向地方经济和航空工业生产第一线，培养输出复合型应用人才的重要基地。电气工程及其自动化专业于2001年筹建，根据电力工业发展现状与区域经济特点，提出了电气工程及其自动化专业的应用型人才培养目标，并且结合郑州航空工业管理学院工科发展的水平及电气工程及其自动化专业的师资力量，编制了偏于电机电器及其控制的课程体系。电气工程及其自动化专业经过数年的建设，并且与21世纪电力工业的迅猛发展相适应，于2008年对原有的电气工程及其自动化专业进行了细分，新设置了自动化专业，并且该专业在师资方面也有了较大的进步，这些都促进了电气工程及其自动化专业强电本色的回归，推动了对相应课程体系及专业定位的思考。

虽然近几年郑州航空工业管理学院电气工程及其自动化专业有了较大的发展，但是专业基础与兄弟院校相比还很薄弱，实验条件与师资力量还很有限，仍然处于快速发展时期，总体仍处于较低水平。因此，目前的电气工程及其自动化专业仍需且必须定位于工程应用型人才的培养，学生毕业以后可以到电厂、电力设计单位、电气制造企业及各工矿企业从事与电气相关的设计、运行、管理等工作。

4.应用型人才的特点与培养

应用型人才的特点是学科基础知识扎实，实践能力与创新意识强，除了具有较好的科学素养外，还具有良好的工程素养，具备解决工程实际问题的能力，毕业以后主要在生产第一线从事运行与管理等工作。应用型人才首先是一种创新人才，具有把理论知识和技术转化为实践生产力的创新能力；其次也是一种复合型人才，因为应用型人才的工作是以解决实际问题为根本，而要解决一个实际问题往往不能仅靠一种专业知识，实践的创新多出现在学科边缘或者各学科的交叉处，因此应用型人才也是一种复合型创新人才。[4]

对应用型人才的培养，不是简单地增减几门课就能做到的，构建科学的课程体系是培养合格应用型人才的基础。如何建立以强电课程为主，渗透电子技术、信息技术与计算机技术的电气工程及其自动化专业的课程体系，是一项系统性的工程，需要透彻理解相关的课程及经受实践的检验。

二、课程体系的建设

在电气专业新课程体系的设置上着重突出“以强电为主，弱电为辅，强弱电、软硬件、电气控制与信息技术相结合”的专业特色，主要依据四个基本原则：一是突出强电特色，并且结合电力发展前景与现有师资力量，设置了电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个专业方向的课程模块；二是紧密结合自动化技术在电气工程领域的应用，保持电子与计算机技术相关课程教学四年不断线；三是强化本专业应用型人才培养的特色，保持实践教学环节四年不断线；四是激励学生的个性化发展，结合学生就业需要，注重课程安排的科学性与系统性。

新课程体系的主要特点是适应郑州航空工业管理学院原电气工程及其自动化专业细分为电气工程及其自动化专业与自动化专业的发展需要，突出了电气工程及其自动化专业的强电特色，根据“厚基础、宽口径、重实践、强应用”的应用型人才培养模式而设置。

1.课程体系的改革

郑州航空工业管理学院原电气专业结合了电气工程及其自动化与自动化两个专业的内容，专业的特点为“强弱结合、适当偏弱”；新电气专业的特点转变为“强弱结合、强电为主”，专业课程的口径相对变窄。新电气专业的课程设置不再是电气专业与自动化专业的区分，而是电气专业内电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个方向的设立。由此考虑把原来的学科基础课—专业基础课—专业选修课—跨专业选修课—实践环节的课程体系改为更符合新电气专业特点的一级学科基础课—二级学科选修课—跨二级学科选修课—跨专业选修课—实践环节的课程体系，如表1所示。新的课程体系保证了学生的理论教学在满足基本学分的前提下，能够小于2500学时，同时优化了课程内容，扩大了选修课程范围，扩展了学生的知识面，激励了学生的个性化发展。

表1 电气工程及其自动化专业新的课程体系

课程类型 课程名称

一级学科

基础课 自动控制原理（双语）、模拟电子技术、数字电子技术、电路（双语）、电磁场、微机原理与接口技术、复变函数与积分变换、电机学、电力系统分析、电力电子变流技术、信号分析与处理、专业技术讲座

二级学科

限选课 电力系统自动化、电力系统继电保护、电力系统远动及调度自动化、发电厂电气部分

电机设计及优化、电机与拖动基础、电力拖动自动控制系统、电器学

跨二级学科

选修课 高电压技术、发电厂动力部分、供配电技术、电力市场基础、电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用；检测技术及仪表、传感器应用技术、楼宇自动化系统、微特电机、交直流调速系统与MATLAB仿真；单片机原理及应用、DSP原理及应用、电气与PLC控制技术；机械制图CAD技术、软件技术基础（双语）、可视化程序、EDA技术（双语）、工业组态技术；科技论文写作

跨专业

选修课 管理学、市场营销学；音乐欣赏、美术鉴赏；机械设计基础、计算机网络（双语）

实践教学

环节 金工实习、专业实习、专业调查、认识实习、军事训练、社会调查、公益劳动、毕业实习、毕业设计；单片机课程设计（选）、PLC课程设计（选）、电力系统继电保护课程设计（选）、发电厂电气部分课程设计（选）、电力拖动课程设计（选）；电气专业制作实践、电力系统分析课程设计、电机学课程设计、电力电子课程设计

2.课程内容的优化

新的课程体系在强电专业“宽口径”的前提下，突出“厚基础”的要求，公共基础课与学科基础课的学时比例达到总学时的74%。在实现了同一专业的通识教育课、专业基础课完全打通，专业主干课程也基本相同，而专业方向的不同只体现在专业课程中的非主干课程及实践环节的要求的基础上，[1] 新课程体系既实现了对学生人文社会科学与自然科学知识的培养，又强化了对学生对本专业基础知识的要求，同时还突出了不同的专业方向特色。

新课程体系在课程内容上更加突出强电特色，突出计算机技术与弱电控制技术在本专业领域内的运用。按照电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个专业方向，设置了两个特色显著的课程模块作为任选的必修环节。另外，按照“拓宽”与“加深”的原则，开设总数达到19门的二级学科选修课，学生可以选修其中的5～7门。按照提高学生综合素质的要求，设置了跨专业选修课与全校公共选修课，要求学生在人文社科、经济管理等方面修习约6门课程。

3.授课时序的调整

按照先基础后专业、由浅入深、循序渐进的原则，保持计算机教学、英语教学不断线，科学分配各门课程的授课时间与学时。

（1）保持计算机教学不断线。计算机课程按照教学次序包括：“计算机应用基础”、“C++语言”、“机械制图CAD技术”、“软件技术基础”、“微机原理与接口技术”、“工业组态技术”、“电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用”、“单片机原理”、“交直流调速系统与MATLAB仿真”、“EDA技术”、“可视化程序”、“计算机网络”、“毕业设计”。

（2）保持英语教学不断线。建议取消“专业英语”课程，增开双语课程教学。用英语（或双语）教学的相关课程包括：“大学英语”、“电路”、“软件技术基础”、“自动控制原理”、“EDA技术”、“计算机网络”、“毕业设计”。

（3）科学分配各学期的课时量。如第一、第二学年学生的学习效果较好，可以适当增加基础课与专业课的课时量；第四学年学生因社会实践、找工作、考研等，学习效果下降，此时可以突出计算机与实践教学环节，利用课程的强实用性平抑学生的浮躁心态，最大限度保证学习效果。

三、加强实践教学环节

实践教学是高等院校培养工程应用型人才的必备环节，是提高人才核心竞争力的决定性要素。各高校电气工程及其自动化专业培养的人才水平的高低，取决于实践教学水平的高低，包括实验条件的完善、实验内容的设计及实验教师的素质。郑州航空工业管理学院电气专业的实践环节主要由课程实验、课程设计、生产实习与毕业设计等组成，组成了一个比较系统、由线到面、由基础到综合，分层次、全方位的内容体系。[5]

1.课程实验与课程设计

课程实验包括电工电路、电子技术、电力系统继电保护、电力系统自动化、电力电子技术、电机与拖动、C++语言、单片机原理、电气PLC原理等。

课程设计是工科专业实践教育的重要一环，是培养大学生独立思考、信息检索、相互合作，初步从事科学研究能力的重要途径。课程设计实践环节主要由核心专业课程与部分实用性强的专业课程如“电机设计”、“电力系统分析”、“单片机原理”、发电厂电气部分等的课程设计构成。

2.实习基地

实习基地由校内与校外两部分组成。校内实习基地主要由校办工厂组成，完成金工实习、电工电子技术、计算机辅助设计等基础性专业训练；校外实习基地主要包括陕西航空电气有限责任公司、成都飞机制造厂、贵州飞机制造厂等，学生在校外实习基地主要接受现代化企业的生产教育，培养工程实践能力。

3.毕业设计

电气工程及其自动化专业毕业设计的课题多来自于工程实践。题目通常由导师自行拟定，或者来自于导师科研项目的某一模块，或者来自于导师熟悉的专业领域，与工程实际结合紧密。针对毕业设计中存在的问题，如题目陈旧、知识面过窄、实验条件较差、学生支差应付、成果可操作性不强等问题，现阶段可积极采取以下措施：一是加强对教师和学生的管理。对教师尤其是青年教师中期抽查考核，组织讨论，询问学生等；对学生加强考勤，不定期考查，组织中期检查与预答辩等。二是鼓励和引导学生在学科知识范围内自由选题，激励他们选择来自于生活实践、能够解决实际问题的课题。三是创造条件允许学生到实习或工作单位做设计，聘请企业中有高级职称的人员参与毕业设计的指导工作。

除了以上基本的专业实践环节之外，还可以积极组织学生参加“挑战杯”、“电子设计”等全国大赛，鼓励学生进行科技创新制作，建设专业的开放型实验室，积极探索有助于提高学生创新能力、工程实践能力的教育教学模式。

四、结束语

电力工业巨大的发展空间与郑州航空工业管理学院办学方针的转变，为电气工程及其自动化专业提供了良好的发展机遇。抓住此发展契机，基于“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的电气专业的教育理念，构建了科学有效的课程体系，为今后培养大量合格的应用型电气技术人才奠定了基础。对该专业课程体系的建设与应用型人才的培养过程仍需经受实践的检验。

参考文献

[1]丁坚勇，向铁元，张承学.电气工程及其自动化专业教学改革之管见[J].中国电力教育，2000，（1）：34-37.

[2]华容.“电气工程及其自动化”专业建设和课程设置的思考及探索[J].上海应用技术学院学报，2002，（2）：34-37.

[3]黄文力，张丹.构建和谐电力系统研究[J].郑州航空工业管理学院学报，2009，27（3）：53-55.

篇(2)

关键词：电气工程专业；现状分析；浙江省属高校；发展策略

作者简介：翁国庆（1977-），男，浙江衢州人，浙江工业大学信息学院电气与自动化系副主任，副教授；黄飞腾（1984-），男，浙江温州人，浙江工业大学信息工程学院，实验师。（浙江 杭州 310023）

基金项目：本文系浙江工业大学优秀课程建设项目（项目编号：YX1206）、院教改项目“以科研优势为依托的特色新兴专业建设”的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0035-02

由于与国民经济发展的紧密关联性，电气工程专业的教育和科研在我国高校中一直占据十分重要的地位。一方面，电气学科和行业发展迅猛，信息化、智能化和新能源的广泛应用已成为未来电气工程领域的发展趋势；另一方面，未来高等教育的核心任务是培养适应社会需求、综合能力强的高层次专业人才。据统计，全国大约共有320多所本科院校开设电气工程相关专业，其发展层次和水平、服务行业和区域各异，如何进行科学合理的专业规划、量身定制其专业发展和人才培养目标成为具有重要意义和迫在眉睫的问题。

一、专业人才培养目标和成长规律

电气工程是一门综合性较强的学科，其主要特点是强弱电结合、机电结合、软硬件结合。本专业培养的人才是具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识，受过电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力，学生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作，是宽口径“复合型”高级工程技术人才。本专业良好的就业和发展前景对高考考生有很强的吸引力，属于热门专业。目前，电气工程领域面临两大新的发展趋势：信息化、智能化将成为未来电气工程专业发展趋势；[1]新能源的广泛应用将成为未来电气工程领域的热点。这两个领域对高水平人才的需求很大，未来人才缺口将更加凸显。

但是，事实证明并非每个学生都可以很好成才。随着新的科学技术不断涌现以及社会需求不断变化，经济社会发展、产业转型升级对电气专业人才培养带来了新的影响与要求。要想成为专业精英人才，需要在以下几个方面进行提升：[2]

（1）全面的综合素质。需要具有扎实的数学、物理基础、较强的外语综合能力，为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。

（2）良好的动手实践能力。非常重视实验、课外科技竞赛、项目研究、生产实习、专业实习等各种实践环节，培养利用所学知识解决实际问题的动手能力。

（3）强烈的创新欲望。积极参与学校各种相关课外创新活动、学科老师的课题研究，培养自己的创新思维，积累解决问题的创新能力。

（4）开阔、前沿的知识视野。积极关注本领域科技前沿新技术、新设备、新机制，选修和自修相关特色选修课以及交叉课程，开阔自己的视野，了解当今科技前沿。

（5）充分考虑自己的兴趣，找到最适合自己发展的方向和方式。

二、国内外专业发展现状及趋势

1.国外高校专业发展现状

根据调研，一般而言国外名校（如剑桥大学、麻省理工大学、普林斯顿大学、悉尼大学等）电气工程相关专业具有以下特点：[3，4]

（1）学院、专业和学位设置：研究方向很宽泛， 与信息工程、计算机科学间交叉渗透程度很高。

（2）宽口径的基础平台教育。

（3）人才培养模式多样化。

（4）培养目标以教学、科研与社会服务并重，更务实。

（5）专业课程教学具有以下特点：课程分类细、学时少；实验学时多， 重视实践能力的培养；规定教辅材料， 强调学生自学能力的培养；注重课堂练习和辅导， 根据课堂练习或实验情况确定平时成绩；强调实验规范和各种能力的培养；具有网络支持， 每门课设置课程辅导员通过网络上载与课程有关材料；强调计算机操作和计算机应用能力，强调使用CAD工具。

2.国内高校本专业发展现状

根据教育部提供的资料，全国1100余所本科高校中开设有4年制全日制本科电气工程相关专业的本科学校有320多所。根据不同的发展水平和定位，各学校对专业人才的培养目标基本可概括为3个层次：具有国际视野的高素质创新人才和未来行业领导者；宽口径“复合型”高级工程技术人才和管理人才；高级应用型工程技术人才。

自2008年开始，教育部、财政部分批（1～6批）在全国高等学校中立项总共有51所电气工程特色专业建设点。专业排名靠前或得到教育部重点建设的学校中，主要可分几种类型：

（1）专业整体实力超强型。具有国家重点实验室、一级重点学科、一级学科博士学位授予权等高水平学科平台；覆盖电机与电器、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、高电压与绝缘技术等全系列学科方向；列入国家 “211”和“985”工程重点建设项目；其目标是培养具有创新精神和国际视野的高素质创新人才和行业未来领导者；以高层次的教学建设项目和教学成果为支撑，具有很高的教学质量；非常重视学生的研究和创新实践能力，着力培养精英人才，开设系列研究型和创新实践课程，设立国家级人才培养模式创新实验区，参与卓越工程师教育培养计划。

（2）行业或地区背景型。如有些高校本身与电力行业、与某行业密切相关。它们将学科建设、专业教育与地方紧缺、优势行业紧密结合，重点发展，在科研项目、人才培养、学生就业等诸多方面均有较大的偏向性。

（3）具有明显特色方向型。如西安交通大学的高压绝缘方向、西南交通大学的电气化铁路方向、合肥工业大学的太阳能应用方向等在课程设置、专业教育、人才培养等多方面紧密结合其特色方向，形成独特的特色和优势方向。

三、浙江省属高校电气专业发展策略探索

1.省属高校专业发展现状

经调查统计，除浙江大学外，目前设置有电气工程及其自动化（或电气工程与自动化）专业的浙江省内高校共有10余所。根据2009年公布的《浙江省已有本科重点专业及国家特色专业学科专业分布情况表》及《浙江省本科重点专业建设项目立项名单》，截至2009年浙江省属高校中电气工程相关专业为浙江省重点（建设）专业的共有4所，分别是宁波大学、杭州电子科技大学、嘉兴学院和浙江海洋学院。其中，宁波大学、嘉兴学院和海洋学院重点方向基本为电气传动控制、工业自动化、电气装备及其自动化、检测和智能仪器等，基本不涉及电力系统领域，尚无强势学科和科研项目支撑。杭州电子科技大学设有电气工程与自动化、电气信息工程两个相关专业，专业课程设置覆盖面较全，包括一般电气自动化、电力系统及其自动化、新能源技术等多领域。

笔者任职的浙江工业大学是浙江省首个获批省部共建的省属重点高校，虽然电气专业发展较晚（始建于2000年），但由于学校大力支持、教师团队发奋图强及突出的生源质量，近年来取得了快速的发展。目前，已成功获批“电力电子与电力传动”浙江省重点学科，并成为全校具有“三位一体”自主招生资格的少数专业之一，已在浙江省属院校同类专业中处于领先地位，得到社会的广泛认可和良好评价。

2.专业发展存在问题和差距

通过与国内外电气相关专业名牌高校多方面详细调研分析，可以发现浙江省省属高校电气专业存在的一些问题和差距：

（1）除浙江大学外，浙江省省属高校电气专业的整体实力与国外内超强型学校对比，在师资力量、学科支撑、教学平台、就业质量等多方面均有很大的差距。

（2）大部分高校电气专业成立时间较晚，在很多方面均处于较落后位置，亟待学校在专业建设、学科建设，特别是平台建设上进一步进行大力建设。

（3）即使是已获批省重点（建设）专业的几所院校，也大部分归因于建设较早、学校重点发展、行业特点等因素，整体实际实力并不高。

（4）近年，国家电网等优质用人单位对招聘对象进行了严格限制，规定原则上只招收985、211工程院校电工类专业毕业生，对省属高校（即使省部共建）优秀学生的就业选择带来一定影响。

3.专业未来发展策略

浙江省是电气行业传统强省，具有庞大、完善的产业链，拥有众多知名电气企业。随着国家向七大新兴产业转型，新能源以及智能电网技术得到了国家的大力扶持，被人们高度重视并得到快速发展，是电气行业和产业领域今后重点发展的方向。浙江省在信息化、新能源、海洋经济等产业领域具有得天独厚的优势和扎实的基础。

《浙江省教育厅关于“十二五”期间全面提高本科高校教育教学质量的实施意见》明确提出要根据浙江省产业集群发展需要，对于战略性新兴产业相关的急需紧缺专业要大力培育和建设300个省级新兴特色专业，新能源产业名列其中。因此，浙江省属高校电气专业未来发展策略应该是在巩固原有传统电气控制领域教育的基础上积极响应电气行业在新能源、智能电网等新的发展趋势，紧密联系浙江省的经济特色和产业集群，根据各学校本专业的发展情况和历史传承，调整和规划专业内涵，凝练并努力建设特色新兴方向。

4.示例：浙江工业大学

作为浙江省省部共建的排头兵，浙江工业大学电气工程及其自动化专业密切结合行业发展趋势和社会重大需求，瞄准新能源应用、智能电网等非常具有产业前景的新兴技术，大力培育和建设“新能源与智能电网”这一新形势下的新兴特色方向，并将以此作为我校本专业进一步快速发展的突破口和发展策略。

目前，学校已经从学科支撑、教师培养、课程设置、实验室建设、就业引导等多个方面展开了方向培育和建设，并已经在以下几个方面形成明显的优势：

（1）课程设置：专业课程结构体系中已构建适应新能源与智能电网方向的丰富的课程群体系。

（2）突出的学科支撑：专业已成功获批“电力电子与电力传动”浙江省重点学科，并继续依托信息处理和自动化技术省“重中之重”强势学科，拥有强大的师资力量，非常有利于智能电网对电气工程、信息工程、计算机科学等多学科之间紧密交叉渗透的内在需求。

（3）特色方向教师队伍：新能源及智能电网是本专业教师的强势研究领域，并且组建了“智能电网”创新团队。目前已在太阳能应用理论及产品开发、智能微电网、电动汽车V2G技术、电能质量智能监测、新能源发电系统及节能控制设备研制等方向形成了具有鲜明特色的教研梯队。近年来，专业教师已在新能源与智能电网领域取得了突出的学术成果。

（4）实验室建设：目前，学校在原有整套电力系统自动化实验室基础上另投资100多万元建设较大规模的含多种分布式发电电源，集测量、分析、控制、保护为一体的智能微电网实验室，兼顾该方向的研究和教学实验。

四、结论

为适应电气学科和行业中信息化、新能源广泛应用的未来发展趋势，培养出适应社会需求、综合能力强的高层次专业人才，各高校需根据其发展层次和水平、服务行业和区域各异进行科学合理的专业规划，量身定制发展策略。本文首先对电气工程专业概况、学科发展趋势及专业人才的成长规律进行分析，接着对国外高校电气工程相关专业的主要特点进行总结，并将国内电气专业发展水平较高的高校归纳为3大类：专业整体实力超强型、行业或地区背景型、具有明显特色方向型。以此为基础，进一步对浙江省属高校电气相关专业发展进行了认真的现状分析，找出其问题和差距，提出“巩固原有传统优势，明确学科未来发展趋势，紧密结合浙江经济特色，积极调整和规划专业内涵，凝练并努力建设特色新兴方向”的发展策略，并以浙江工业大学为例进行该策略的具体阐述。

参考文献：

[1]周渝慧，王立德，朱洁琳.电气信息化将成为未来电气工程专业发展趋势[A].第六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《下册》[C].2009：930-932.

[2]薛毓强.电气工程及其自动化专业建设与人才培养模式探索[J].中国电力教育，2012，（9）：54-58.

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关键词：继电保护；自动化技术；电力系统；电压变化系统；发电系统；配电系统 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）25-0066-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.031

电力系统由电压变化系统、发电系统、配电系统、母线以及电气设备等部分组成，继电保护系统的作用是在线路出现故障时能够及时切除故障点，避免事态进一步扩大。自动化继电保护装置能够在电力系统发生故障的0.1s以内快速反应切除故障线路，对电力系统起到保护作用，提高系统运行的稳定性和安全性。

1 继电保护自动化技术

1.1 原理与类型

1.1.1 工作原理。继电保护装置有测量模块、逻辑模块以及执行模块三部分，继电器测量模块接收传入信号，并将测量值和定值比较，将比较结果传输给逻辑模块，继电器逻辑模块再根据接收装置发送来输出值的性质、次序、大小等相关参数计算获得逻辑值，根据逻辑值确定动作是否合理，再将激励动作或者静止动作信号传递给执行模块，执行模块接受到指令信号之后再做出对应的动作。

1.1.2 继电器类型。电力系统使用的继电器有多种结构形式，可以分为电磁型、静态型、感应型、整流型等，并且继电器有着多种不同的功能，具体可以细分为测量和辅助两类，测量继电器用于测量了解电气量变化，根据继电器测量电气量的种类不同，测量继电器可以进一步细分为电压、电流、频率和功率测量继电器。辅助继电器的功能是保护电力系统，有中间、事件和信号三种类别。

1.2 电力系统自动化继电保护系统的作用

继电保护自动化技术是一种电力系统中应用十分普遍的电力系统维护技术，电力系统规模大、跨度广，暴露在自然环境中，长期运行中各种精密设备容易出现故障，如果不经过及时有效的处理，故障可能进一步发展，导致线路上大量设备烧损，带来巨大的经济损失，影响正常供电。自动化继电保护系统能够在电力设备出现故障时在事态进一步扩大之前迅速切除故障点和故障线路，确保系统无故障部分能够继续工作，缩小故障点导致的停电范围，并发出告警，使维修工作人员能够在第一时间了解故障点位置和故障类型，加快维修进度。与此同时，自动继电保护系统还具有监控功能，能够自动采集电力设备各项运行参数，了解电力设备的健康状态，为电力系统的运行维护工作提供参考依据。电力元件出现故障，继电保护装置将能够根据预设逻辑正确响应，及时跳闸消除线路浪涌。

2 继电保护自动化技术在电力系统中的应用

从接地保护、变压器保护以及发电机组保护等方面，对继电保护自动化技术在电力系统中的应用进行了探讨。

2.1 接地保护

电力系统不同线路有着不同的接地方式，主要有小电流接地、大电流接地两种，小电流接地保护以发出保护信号为主要功能，接入小电流接地系统的电路在出现故障时，接地系统将发出告警信号，而线路在一定时间内将继续运行，而大电流接地系统则在线路故障时立即响应，切断线路，保护系统。其中大电流接地系统更多应用于自动化继电保护系统的执行系统，而小电流接地系统在逻辑层的应用更加广泛，电力系统正常运行过程中并没有零序电压，而且三相电压对称分布，接在三相上的电压表都可以独立显示电压，电力系统出现故障，某一相接地，电力系统就会显示出零序电压，小电流继电保护系统就会发出告警信息，观察电压表读数就能够判断是否出现了故障。零序电流是指电力系统在正常运行过程中不会出现零序电流，而系统出现故障时，零序电流值不再为零，继电保护装置将响应，切除故障电路。除此之外，还有零序功率保护。

2.2 变压器继电保护

变压器是电力系统中十分重要的核心设备，变压器的运行状态对整个电力系统运行稳定性有着巨大的影响，现阶段，变压器的继电保护主要有接地保护、瓦斯保护、短路保护三类。

2.2.1 接地保护。直接接地保护变压器采用零序电流保护方案，变压器接地线上安装零序保护装置，不接地保护的电压器可改用零序电压保护。

2.2.2 瓦斯保护。变压器油箱出现故障时，绝缘油和绝缘材料可能会在电弧作用下发生分解而产生易燃易爆的危险气体，因此瓦斯保护成为了电压器保护的重点，油箱出现闪络电弧故障时，继电保护装置能够立即切除变压器电源，并发出告警信息。

2.2.3 短路保护。变压器短路保护分为过电流保护和阻抗保护两种，过电流保护在变压器电源两侧和时间元件上安装过电路继电保护装置，电流元件运行一段时间之后将会切断电源。阻抗继电保护则使用接入电阻器代替切断电源来保护线路设备，阻抗元件运行一段时间之后将会跳闸断路。

2.3 发电机组继电保护

发电机组是电力系统的电能来源，做好发电机组的继电保护工作同样十分重要。

2.3.1 重点保护。发电机可能存在失磁故障，可以结合发电机相位、电流以及中性点，对发电机形成纵联差动保护，而发电机单相接地电流超过整定值，可以在发电机组上安装接地保护装置。发电机组定子绕组匝间短路会使发电机故障位置温度升高，破坏绝缘层，威胁发电机运行安全，因此定子绕组内需要安装匝间保护装置。

2.3.2 备用保护。发电机定子绕组负荷过低，保护装置将会响应，跳闸切除电源并告警，发电机组外部出现的故障能够及时切除，避免对机组造成影响，而过电压保护主要目的是避免发电机低负荷情况下绝缘击穿。

3 结语

从接地保护、变压器保护以及发电机组保护三方面，对继电保护自动化技术在电力系统中的应用进行了研究。继电保护自动化系统能够监控电力系统的运行情况，为电力设备维护工作提供参考依据，同时在出现故障时能够快速响应，切除故障点，避免故障范围进一步扩大，是保证电力系统能够正常运行的重要技术措施。

参考文献

[1] 董雪源.基于互联网技术的电力系统广域保护通信系

统研究[D].西南交通大学，2012.

[2] 陈吉.电力综合自动化系统与变电站继电保护研究

[D].华北电力大学，2015.

[3] 王翰，严进伟.电力系统继电保护与自动化装置的可

靠性分析[J].中国新技术新产品，2013，（3）.

[4] 陈立.继电保护自动化技术在电力系统中的应用分析

[J].科技传播，2013，（5）.

[5] 黄磊.浅谈电力系统继电保护自动化技术的发展与应

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独立学院专业结构调整原则

在全面市场化原则下，特别要处理好就业市场需求与生源市场需求之间的矛盾：对就业市场需求旺盛但生源市场看冷的专业，如数控技术、化工类专业等，应在稳定学生专业思想、探索定向培养等方面着力，逐渐增强其吸引力；对生源市场需求旺盛但就业市场已呈饱和状态或本校就业市场尚不明晰的专业，如财会类专业、外语类专业等，应通过对学生的职业性向测试、就业市场容量分析等帮助学生理性认识专业，同时通过细分专业方向增强人才的专指性。与主办高校有限共生、错位发展原则［7］独立学院是在主办高校的全面支持下建立和发展起来的，在成立初期，大多数独立学院的专业结构与主办高校雷同，专业内涵也基本相似。随着独立学院改制进程的加快，这种局面不得不改变。虽然已经设置的专业不可能做大幅度的删减，但与主办高校相同的专业至少应该在培养目标、培养方案、培养规格、培养层次、培养模式上进行特色化探索，力争与主办高校的同一专业错位发展，避免完全共生。只有这样，才能既使主办高校的专业教育资源为“我”所用，又避免“同槽争食”。与社会资源联合、共建原则独立学院严重缺乏自主资源，主办高校富余资源的边际效应也在递减甚至趋零，因此，独立学院必须在自身和主办高校之外寻求可以替代的资源，以补充经费、专业师资、实验实习实训场所之不足。目前，可替代资源的最大来源主要是本地其他高等院校和本地的大中型企业。独立学院可以联合其他高校特别是生源减少但应用性更强、职业教育资源也更为丰富的高等职业技术学院，共享其应用型教育资源，也可以推动某些专业与职业技术学院的相关专业签订共建协议。独立学院还可以通过“产业人才培养计划”、“产学联合体”、“校企战略合作”等途径与区域内的大中型企业共建专业，共享企业的培训、实验、生产资源，从而联合培养出适合某类企业需求的应用型人才。专业整合原则高校专业需要投入，但成效显现往往滞后。如前所述，独立学院专业稳定性差，不利于学校对专业进行投入。为了既保证投入，又能灵活应对市场，独立学院应以专业群为单位进行专业设置和调整，以整合专业资源，寻求投入与产出之间的平衡。在此原则下，独立学院应根据已有的专业优势，做好专业群规划和专业整合工作，在每个专业群下各设置1～3个核心专业，并根据专业之间的逻辑关系和专业资源的可共享程度，围绕核心灵活增删相关专业，使之形成一个有机、动态的专业群。灵活对待专业目录原则我国公办高校的本、专科专业设置几乎完全受《普通高等学校本科专业目录》和《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录》的限制，这是典型的“计划供给”式专业管理模式。［8］虽然专业目录几经修订，2011年和2012年分别了新版的高职高专和本科专业目录，但这些目录总是滞后于经济社会发展尤其是区域经济社会发展的现实要求。［9］对于必须循区域市场需求而动且任何专业都不享受政府财政拨款的独立学院，教育主管部门应给予更大的专业设置自，使其不仅可以自主设置目录内的所有本、专科专业，还能较大范围地突破专业目录的约束。这些探索将不仅有利于独立学院的全面市场化，也可以为公办高校进行“市场匹配”式专业管理改革提供借鉴。

独立学院专业结构调整规划案例

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[关键词]毕业设计 CDIO 电气工程及其自动化 改革

[中图分类号] G642.477 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2013）24-0060-02

一、引言

毕业设计作为一次实验性的教学环节，学生在专业教师或工程技术人员的指导下围绕一个课题任务进行有计划有步骤的学习、实践、探索和开发的过程。其目的是培养学生独立地综合运用所学地理论基础、专业知识和基本技能，提高分析和解决实际问题的能力。检查学生能否融会贯通大学时期的所学及能否将其拓展和升华。同时，毕业设计的成果是检验学生能否合格毕业和能否获得学位资格认证的标准。

本专业培养的学生应具有一定的获取知识的能力，具备综合运用知识解决实际工程问题的能力。能够在供配电、电气设备制造、电力电子及新能源与节能技术应用、智能电网等领域从事系统设计开发和系统运行、管理、维护等技术工作。

C（Conceive—构思）、D（Design—设计）、I（Implement—实施）、O（Operate—运行）。其改革愿景是为学生提供一种在实际系统和产品的构思—设计—实施—运行的背景环境下强调工程基础的工程教育，使学生能够掌握深厚的技术基础知识，领导新产品和新系统的开发与运行；理解工程技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响。本专业在接近实际工程的环境下，以中小型电力系统和新能源系统项目为主要载体，培养学生获取知识的能力、较强综合运用知识解决实际工程问题的能力。本专业面向中低压供配电技术和新能源及其应用领域，服务于地方经济建设，培养从事电气工程技术应用的生产工程师、服务工程师及少量设计工程师。因此，在毕业设计环节精心进行CDIO改革，是必要及可行的。

二、改革思路及配套方法

（一）课题来源及学生选题

根据题目来源可分为科研项目、自选题目、生产实践和其它等类型；题目类型：设计开发、理论研究、科学实验和其它。分为四个阶段：选题、调研、设计和答辩，每个阶段都有不同的任务和目标。

毕业设计课题首先应符合学生所学专业的培养目标，要体现可行性、实用性和创新性。而学生选择题目时，应选择与专业需求一致，难度和工作量适当。并且自己要感兴趣，如果设计题目和就业方向相关则更好。除此之外，学生也可以自行构思设计题目，体现CDIO的构思C（Conceive）。指导教师则应把握好学生构思出的设计题目是否与专业相关，其难度和工作量是否合适。供配电和智能电网等领域的毕业设计选题，适用于CD或者CDI。电力电子及新能源与节能技术应用等方面则适用于CDI或者CDIO。

（二）开题工作

开题工作也是属于CDIO的C（Conceive—构思）和D（Design—设计）。毕业设计开题是指学生从选择课题到完成课题详细设计调研报告（或开题报告）的阶段。该阶段约占四分之一的时间，是相对较辛苦和细致的阶段，关系到设计能否最终成功。在选定毕业设计课题后，老师便将毕业设计任务书下达给相关学生，其中包含设计题目、设计内容、基本要求、设计条件及参考资料。而课题调研则就是围绕设计任务书的要求尽可能地收集详尽资料，从而对课题涉及的各方面有较深入的理解。具体的实现方式主要有：

1.参与课题相关的专题讲座，学术报告，了解本课题的技术成分，前沿动态和发展趋势。

2.充分利用网络资源，搜索有价值的参考资料。

3.图书馆、院系资料室及书店查阅各类书籍和期刊。

4.在实验室和生产中实地调查研究，多想多问。

通过对文献资料进行仔细研读及完成一定的实践调查后，应该对如何完成设计有一定的见解了，由此提出两到三种课题的解决方案，并详细分析各个方案的优缺点和可行性。然后在教师的指导下将各方案进行定性分析和初步估算，针对设计条件确定出一个最佳的设计方案。在依据方案，拟定设计详细的时间计划表，体现每个阶段的工作内容，需完成的任务，视需要可以具体安排到每周需完成的任务。因此，开题阶段衔接了CDIO的构思与设计两个阶段，属于承上启下的阶段。

（三）设计实施工作

开题报告审核通过后，进入到毕业设计实施阶段，其属于CDIO的D（Design—设计）、I（Implement—实施）、O（Operate—运行）。首先可以按照课题的难度将设计内容分解成系列任务模块。如果遇到技术困难，要客观分析，积极寻找原因，并寻找合适的解决方法。该阶段的D（Design—设计）可包括原理图设计、PCB设计或者供配电方案设计；I（Implement—实施）可包括元器件购买、焊接，调试或者供配电系统图绘制、预算表拟制。O（Operate—运行）则是软硬件联调后通过后的整机运行，供配电方案设计则不包含运行这一步。

如果在设计中遇到之前无法预见的困难，在征求导师的意见后，可考虑适当调整设计内容。调整内容不是降低难度，而是寻找另外一种新的替代途径。但要把握好调整的分寸，应保证总体格局尽量不变。这一点关系到设计最终能否顺利完成。

设计阶段非常重要的一点就是指导老师需每周定时对每个学生的工作进度进行监督和指导，做好过程管理。

（四）毕业论文撰写工作

完成整体设计并调试通过后，紧接的一项重要的工作就是毕业论文的撰写了。毕业论文一般有以下组成部分：中英文摘要、关键词、前言、正文、结论、致谢、参考文献、附录。

1.中文摘要的内容则应阐述设计研究的前提、目的和任务，使用的理论、算法、材料和设备，实验研究的数据和由此推出的结论及该结论对今后的课题研究有何启发。写作时应该保持客观性，简洁性。英文摘要则要求尽量何中文摘要相对应，无语发错误。

2.关键词是应采用能覆盖毕业设计（论文）主要内容的通用技术词条，选为3～6个较为合适。

3.前言是在概要介绍本领域国内外前人研究成果状况的基础上，提出尚待解决的问题，从而引出毕业设计（论文）的研究目的、理论依据和实验基础。主要回答为什么研究。文字简练，直入主题，避免将前言写成综述。

4.论文的正文部分是核心部分，所占篇幅也最长。设计的研究成果都应体现在该部分，一般包括下面几个方面：任务和目标；总体方案设计；各部分的设计和实现，比如：硬件、软件设计和调试。正文要求结构清晰严谨，内容翔实准确。

5.结论是对整个设计的一个总结，是经过推理、判断、归纳等逻辑分析后得到的综合观点，包含设计的创新点所在，也可以提出进一步完善的意见或建议。

6.其余部分可按照论文的格式模版如实进行编写。

三、考核办法及改革成效

毕业设计的考核办法，总结起来就是：重视中期检查关，严守毕业答辩关。这个准则也体现了CDIO中对于过程的有效管理。中期检查对进度超前的学生，是一种认可和鼓励，对进度滞后的学生，则是一种督促和鞭策。对设计者而言，毕业答辩是一种有组织、有计划、有鉴定的正规的审查毕业设计（论文）的重要形式。毕业答辩，是完成了CDI后，最后在老师评审面前进行O（Operate—运行）的演示。作为指导老师，应在答辩前，对学生进行指导，指导其做好答辩前的准备工作。

笔者紧跟本校的CDIO教育改革步伐，在2008年本校推行CDIO改革后，对于指导的几届毕业设计，严格过程管理。所带学生均取得较好的设计成绩，每一届没有不及格学生，学生毕业设计成绩优良率占所带学生比例的70%以上。并且将每一届所带的优秀毕业设计学生召集起来，与低年级学生的相关CDIO工程实践项目进行专门的技术交流及指导。并从CDIO工程实践项目的小组成员中，鼓励学生发挥创造力，对将来的毕业设计进行方向思考，凝练出一个好的设计题目。最终使得好的构思能有创新性和传承性。

四、结论

毕业设计作为高等学校本科教育人才培养计划中的重要组成部分，是本科教学过程中最后一个重要的教学环节，是人才培养质量的重要体现。本文通过对毕业设计的流程进行梳理，结合CDIO的理念，对培养学生如何用工程的观点正确对待毕业设计工作的各个环节，并顺利开展工程实践工作，都有一定的参考价值。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 成都信息工程学院电气工程及其自动化2010版培养方案[Z].2010.

[2] 顾佩华，沈民奋，陆小华，译.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3] 康万新.毕业设计指导及案例剖析-应用电子技术方向[M].北京：清华大学出版社，2007.

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【关键词】电脑验光仪；FPGA；USB接口；控制系统

1.引言

近些年来，近视已经严重影响了人们的健康。为了准确的了解近视患者眼睛的近视程度，为近视者配出更加合适的眼镜，验光仪器成为了眼镜零售行业必不可少的设备。目前市场上主流电脑验光仪并不能完全实现验光过程的自动化，问题主要表现在以下三个方面：

①定位速度慢；②定位精度差；③自动化水平低[2]。

为了解决以上问题，本设计对原有的电脑验光仪进行了改进，采用运行速率快，稳定性高的FPGA控制步进电机驱动芯片，实现了验光仪的三轴联动；运用行程开关实现了极点间的自动往返。为了保护电路安全，设计了板间的光电隔离电路；并且采用先进的USB技术使电脑和设备进行通信，增加了数据的传输率，提高了设备的可控性[3]。

2.系统硬件整体设计

控制系统是验光仪的控制核心，它不但要实现对多轴步进电机的运动和光源控制，还要实现与上位机信息的交互和其他重要功能。验光仪的主控制板的设计由EP3C16Q240C8最小系统扩展而成，根据FPGA功能实现及相关外设扩展对插针接口进行适当更改，并添加了USB通信接口、步进电机驱动模块和行程开关信号输入端的光电隔离电路。验光仪控制系统的主控制板硬件电路设计框图如图1所示。

主控制板中FPGA使用的是Altera公司生产的Cylone III系列芯片EP3C16Q240C8N，该芯片拥有15，408个逻辑单元；可以提供516，096字节的RAM；另外芯片内部还自带有4个锁相环，可以保证系统时钟信号在高速运行时的稳定性。步进电机驱动芯片选择使用Allergo公司生产两相步进电机专用驱动芯片SLA7042M，它能够实现超平滑低速驱动。为了实现主芯片和外部设备通信，控制板需要将3.3V和5V的电平相互转换，系统使用TI公司生产的16位3.3V-5V电平转换芯片SN74ALVC164245。USB接口控制芯片采用PDIUSBD12，它集成了SIE FIFO存储器、收发器以及电压调整期，适用于许多的外部设备。

3.Verilog硬件功能实现

Verilog HDL是一种硬件描述语言，主要用于从算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模[4]。FPGA芯片是验光仪主控制板的核心部件，本设计中使用Verilog HDL在FPGA上实现下位机与上位机的信息交互、多轴联动步进电机运动平台的控制、对光源的控制等功能，FPGA内部功能模块如图2所示。

1）USB接口控制模块：FPGA内部USB固件程序，实现FPGA与上位机USB接口通信。

2）时钟模块：对外部的16MHz时钟进行分频、倍频处理，产生FPGA工作所需各种频率的时钟信号。

3）指令分析模块：分析收到的上位机指令，根据规定的指令协议，产生执行命令并将执行指令发送到各个执行模块。

4）步进电机控制模块：执行FPGA送达的三轴步进电机控制指令，对各轴的电机进行细分、变速控制，最终通过给步进电机专用驱动芯片发送不同的命令实现电机的三轴联动。

5）光源控制模块：控制光学系统的5个LED红外光源和3个视觉辅助光源3个视觉辅助光源引导人眼注视方向，5个LED红外光源辅助系统的对焦功能。

4.上位机应用程序及驱动程序的实现

本电脑验光仪控制系统上位机软件主要负责完成视频图像采集和处理的功能，在预处理的基础上完成形态学的处理、目标识别和光斑参数计算输出等一系列指令，并将指令通过USB接口传输给下位机。由于该设备不是一个类设备，说以要使设备正常工作，还需要编写专门的驱动程序和软件。

4.1 驱动程序的编写

驱动程序的编写使用一些驱动开发的专用工具，例如Driver Studio、WinDriver等。Driver Studio3.2进行开发，开发步骤这里就不一一列举，应该注意的是要在USB Vendor ID和USB Product ID中输入和固件中设备描述一致的信息。由于选用的是Philips的PDIUSBD12芯片，所以设备的Vendor ID固定为0x0471。

使用Driver Studio的Driver Wizard生成驱动框架后，可以根据需要使用Visual C++6.0对Driver Wizard生成的工程文件中的函数进行修改，还有就是对自定义的IO控制接口函数进行处理和厂商请求的编写。完成这些后，就可以对驱动程序进行编译了，成功编译驱动程序后，将它和Driver Studio自动生成的.inf文件放在同一目录下，在查找驱动的时候指定这个目录就可以了。

4.2 上位机应用程序的编写

由于设备使用USB接口进行上位机与设备进行通信，所以上位机应用程序要通过USB驱动实现对设备的访问，编写上位机的应用程序必须符合USB驱动定义的接口规范。一般来说，使用Driver Wizard生成一个驱动工程后，会同时生成一个***ioctl.h的文件，这个文件就是建立应用程序和驱动之间的桥梁，它定义了驱动程序的接口，在编写应用程序的时候需要将它引用进去。

上位机应用程序整体划分6个区域，视频显示区域、（直接控制）操作区域、MOTOR控制区域、LED控制区域、实时处理（数据）显示区域、状态反馈数据显示区域。

本系统人机交互功能在windows平台上使用VC++6.0编译环境设计完成，可以直观显示跟踪对焦过程，并进行简单控制的可视化人眼跟踪控制程序，通过人机界面实现对人眼跟踪系统的完全控制。完成的人机交互界面（上位机应用程序），具体实现代码不再敖述。

5.系统的搭建及测试

全自动电脑验光仪控制系统整体分为上位机和下位机两部分，通过USB总线进行连接通信，配合完成整个系统功能。通过VC6.0++开发环境编程实现windows平台的上位机软件，可通过其人机交互界面对设备进行控制。上位机软件实现了对电脑验光仪机头内CCD摄像头的控制、对视频数据的实时采集处理、下发各种控制指令、显示数据信息等功能。

在搭建好的工作平台上进行完整的系统测试，结果如图3所示，在人机交互界面可以清晰完整的观察到已完成跟踪后采集的图像。通过对测试结果分析，本控制系统可以很好的完成跟踪任务，识别准确、跟踪迅速、对焦精确，充分验证了本系统的可行性，基本达到了设计预期。

6.结束语

本文利用PC和FPGA配合设计出了一套完整的控制系统，充分发挥了PC机在图像处理、人机交互方面的特长以及FPGA硬件资源多、可重构性强的特点，极大的提高了系统的实时处理能力，缩短了跟踪时间，提高了跟踪效率。本文设计的电脑验光仪控制系统将会是整个验光仪系统中的一部分。

参考文献

[1]陈国平，周润.我国中小学生近视影响因素现况[J].安徽预防医学杂志，2011，5.

[2]郑定列.自动综合验光仪——科学验光的发展趋势[J].中国眼镜科技杂志，2008，3.

[3]薛媛媛.USB应用技术开发大全[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[4]J.Bhasker.A Verilog HDL Primer，Third Edition[M].Star Galaxy Publishing，2005.

[5]郑彧，陈鸿，裴焕斗.基于SPMC75F2413A单片机的步进电机控制方法[J].航空科学技术，2007，5：44-46.

[6]华清远见嵌入式培训中心.FPGA应用开发入门与典型实例[M].北京：人民邮电出版社，2008.

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关键词：应用型本科创新研究　“211”培养模式新生导师制度

高等教育的三大职能是人才培养、科学研究和社会服务。第一大职能首先是培养学生，培养学生获得专业知识、专业技能和解决问题的能力。但目前研究型大学和高职院校定位清晰，人才培养质量保证和社会就业方向明确，而普通本科院校则定位模糊，高校应用型人才未能主动对接社会需求，所以我们提出必须从各高校自身的办学特色出发研究创新人才培养模式，创新应用型人才培养目标，调整优化培养方案，改进教学内容和方法，提高学生社会竞争能力。下面的几点探索意见仅供同行参考。

1、应用型本科人才培养模式创新研究的必要性。其实创新人才培养模式，从主观上讲应该是一个比较困难的话题，因为普通高等教育走过了几十上百年的发展历史，不管是教育规律、教育体制、教育模式、教育成果，还是教育理念、教育思想、教育经验等，都有其科学的和传统的固有模式可以照搬，但是，仔细分析现代教育规律、人才培养模式，我们不论从宏观方面还是从微观方面都可以进行创新研究和创新发展，因为创新始终是世界历史发展永恒不变的主题，创新是一个国家的灵魂和未来。尤其是当今社会处在知识经济时代、互联网时代、人才急需的时代、科技大变革的时代，中国的高等教育能否跟上世界先进国家的教育发展水平，事关国家未来的创新型人才培养和人才聚集的重大战略问题。

从客观上讲，现行的人才培养都有很多成熟和很好的教学平台、实验平台、课外科技活动科研平台。这些为合格人才的培养提供了很好的基础和条件。但是这些平台的时效性、实用型、创新性很多都没有发挥其应有的作用，致使很多高校培养出来的学生综合素质不高，综合能力不强，与社会需求脱轨。所以，我们必须进行人才培养模式创新，加强这些平台的建设和应用，才能在提高学生的应用性能力方面发挥重要作用。

2、应用型人才类型分析。应用型人才是指从事利用科学原理为社会谋取直接利益而工作的人才，他们的主要任务是将科学原理或新发现的知识直接用于与社会生产生活密切相关的社会实践领域。其知识结构主要由应用科学的知识体系组成。应用型人才可以划分为三种类型：

2.1　工程型人才。工程型人才的主要任务是把学术型人才所发现的科学原理转化成可以直接运用于社会实践的产品设计、软件开发、工程规划、运行决策等电子工程师、软件开发师、系统工程师等工程型人才。

2.2　技能型人才。技能型人才是在生产第一线或工作现场通过实际操作将工程型人才设计出来的图纸、计划、方案等转变成具体产品的人才。他们主要从事具体的社会生产实践活动，例如程序设计、产品加工、系统维护等具体的操作。

2.3　技术型人才。技术型人才是介于工程型人才和技能型人才之间的一种人才。与技能型人才一样，技术型人才也处于生产第一线或工作现场，但他们不是具体的操作者，而是从事组织管理生产、建设、服务等实践活动以及技术工作的人才。

3、创新人才培养体系和科学定位人才培养目标是创新人才培养的关键。应用型普通高校的发展不同于研究型大学的追求以研究生培养为主，也不同于我国传统的“学术性”高等学校以学术性本科生培养为主，应用型本科人才培养的普通高校的生存和发展，必须培养适应社会发展的高素质工程应用型和技术应用型人才，积极致力于将研究型大学和学术性高等学校的原创性研究成果和学术性实验成果直接推向市场，转化为现实生产力和直接贡献力。所以应用型普通高校本科专业人才培养的目标定位应该是：“基础好、能力强、应用面宽、区域发展、特色服务”，培养适应社会发展和地方经济建设需要的专业化人才。

4、构建2+1+1应用型人才培养模式(简称“211”培养模式)。人才培养模式构建与课程体系、教学内容、师资队伍、管理体制紧密相关。课程是实施专、业人才培养目标的主要载体，合理的课程设置是人才培养准确定位的基础，课程体系是人才培养方案的主要内容。有了好的人才培养方案，必须有好的师资队伍做基础和好的管理体制作保障才能加工出合格的人才产品。用简单的公式可以表示为：

应用型本科人才培养=好的培养方案+高质量的课堂教学+强能力的实践训练十高水平的师资保障+高效的管理体制

广东海洋大学信息学院在修改新一轮的应用型人才培养方案中，抓重点、下功夫，我院各个专业(电子工程及应用、计算机科学与技术、电气工程及其自动化、通信工程、软件工程、信息管理与信息系统、自动化)在学院领导、教授委员会的指导下，经过一年多的反复调研、论证、学习、研讨，调整和优化课程设置，改革课程体系和教学内容，基本上形成了一种2+1+1培养模式=2年(基础学习)+1年(专业学习)+1年(就业和实践)，在前2年内完成通识教育、学科基础课程、专业基础课的学习；在1年内学完计算机与软件、电子信息与通信工程、电气与自动化3个大类的专业课程学习、生产实习、工程实践；在最后1年内完成社会实践、创业培训、就业指导、毕业实习和毕业设计(论文)。并在教务处的统一指导下，确立了专业首席教师、专业建设负责人、课程组负责人等。

5、加强师生互动和交流，建立新生进校导师配备制度，促进师资队伍建设。改革传统的毕业设计导师配备制度为新生进校配备导师制度，可以及早强化学生专业方向的选择、专业学习的引导、专业技能的培养、科研实践的参与、职业生涯的规划、就业方向的指导、创业能力的培养。同时可以提高指导教师的教学水平、专业水平、科研水平、管理水平、团队精神、敬业精神，从而提高师资队伍的建设。

教师是实施人才培养方案的第一主体，师资队伍的好坏直接关系到应用型人才培养的质量。但是它与研究型和学术性高等学校不同，应用型本科高校的师资队伍不仅要求教师的学术性，而且要求教师的工程实践性，教学内容不仅具有学术性，而且具有现实针对性，尤其要紧密反映和贴近社会现实与市场未来发展趋势和要求；注重使用先进的教学手段和方法，实现优质教学资源共享，同时更要高度重视实践性教学环节，特别是配套的实验条件和实训基地建设，通过工程实践和项目训练培养和提高学生的创新能力和实践操作能力。所以我们必须要通过外部引进和内部培养，逐步形成一支结构合理、人员稳定、既懂学科、又懂专业、教学水平高、实践能力强、教学效果好的“双师型”教师梯队。

6、实施深度融合的校企合作，保障实践学习的专业性和社会性。产学结合、校企合作是实施本科专业应用型人才培养的必由之路。应用型本科人才培养要重视产学研及产学研合作教育与实训基地建设。国外高等教育发达国家的发展经验和我国教学型高等学校发展历程所取得的经验与教训都证明了产学研及产学研合作教育是应用型普通高等学校发挥人才培养、科学研究和社会服务职能的重要途径和有效平台。因此，我们必须紧密依托行业和当地政府与企业，建立产学研密切结合的运行机制，使专业融入产业、教学融入企业。必须重视校内实训中心和校外实习基地建设，重视校企联合，签订产学研合作教育协议，使校内外产学研教育与实训基地成为承担学生实习、实训和就业的基地。

结束语：应用型人才培养模式主要是以专业能力、管理能力、写作能力、表达能力、综合能力、学习能力、创业能力、创造能力、自我调节能力等综合能力培养为中心，通过组建自主科研小组、自主社团、自主创刊、自主创业，加入教师科研团队等等岗位实践和岗位锻炼，把他们在实践中的思考、学习、研究、管理、创造的成果在一定的范围和空间充分展示出来，提高他们的成就感和荣誉感，增强他们的学习动力和工作信心。

参考文献：

1.郑晓梅，应用型人才与技术型人才之辨析――兼谈我国高等职业教育的培养目标[J]，现代教育科学，2005，1