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1.1企业实际需求不同,抬升了成本
目前,我国的电气工程自动化发展过程中独立性还没有完善,所以,电气工程企业根据其实际需要的不同,在一定程度上就抬高了电气工程实现自动化的成本。在实现电气工程的过程中,电气工作人员只能够根据现有实际工作经验实施,这样就造成了电气工程中的经济成本增加。同时,电气企业的自动化技术因企业的需求而异,从而影响了我国电气工程自动化技术水平的发展。
1.2电气工程自动化实施过程中工作效率有待提高
电气工程自动化实施的过程中工作效率不高影响了其实施效果。尤其是随着社会科学技术的快速发展,工作效率越来越重要,因而提高电气工程自动化的效率显得至关重要。
1.3电气工程自动化实施过程中数据传输安全性问题
随着电气工程自动化不断发展,人们对电气自动化发展中的数据传输安全性要求越来越高。但是,由于电气工程企业在信息交流的过程中,各个电气工程企业所使用的信息传输产品不同,从而给电气工程企业之间的信息传输造成一定的困难,这样就会增加电气工程实现自动化的运营成本。
2电气自动化技术的发展趋势
2.1电气自动化工作人员的专业化
我国的电气自动化企业在产品设计过程中最大的缺陷就是企业对工作人员的专业化培训力度不够。造成这种问题的主要原因是这些企业的高层管理者对此重视不够,企业的管理人员认为电气自动化技术一般都比较简单,因而忽视了对工作人员进行专门的培训。因此,在电气自动化技术的设计和安装过程之中,电气自动化企业一定要对相关人员进行专门的培训,不仅仅要让他们明白其具体的操作流程,还要保证工作人员对电气自动化系统在运行中出现的问题能够进行有效的处理,尽量将电气故障带来的影响降到最低。因此,电气自动化工作人员的专业素质非常重要。
2.2统一的系统开发平台的应用
在进行电气自动化研发过程中,应该采用统一的系统开发平台,才能对自动化的设计、调试、运行和维护等各个环节进行有效的控制,从而节约投资。只有保证系统开发的平台处于独立的状态,才能够进一步实现统一的系统开发平台,进而开发出满足客户需求的电气自动化系统。因此,统一的系统开发平台在电气自动化技术中也显得非常重要。
2.3突破电气自动化领域中的关键技术
我国的科学技术快速发展在一定程度上推动了电气自动化技术的发展。现在,我国已经成为世界上重要的电气自动化设备生产基地,同时一些关键技术也取得了突破。虽然目前我国已经在电气自动化领域取得了一定的成就,但在实际应用中还存在许多不足。这要求我国的技术研发人员继续进行大量的开发和研究,早日解决电气自动化技术在实际应用中的问题。
2.4电气自动化装备生产的安全性
安全生产是每一个企业在生产过程中都应该重视的问题,尤其是在电气自动化装备生产过程中,应该重视安全生产的防护措施。然而,我国有的电力企业在实际生产中,为了节省成本而减少了安全防护,造成了很多安全事故。因此,我国很多企业在完善电气自动化装备生产的安全性方面还有很多不足。
2.5电气自动化技术的创新
电气自动化技术需要创新,才能满足各个领域不同的需求。在进行电气自动化技术创新时,要坚持引进和吸收相结合的原则,不断地提高企业的创新意识和创新能力。
2.6电气自动化技术的通用性
电气自动化技术的通用性能够保证电气自动化系统的正常运行,同时也能对企业进行更加有效的管理和监督。缺少了技术的通用性,会影响到企业的正常运行,使得企业的工作效率大大降低。
2.7电气自动化技术和设备的市场化
在对电气自动化技术进行研发的同时,要更加注重市场的分工和社会化协作,根据市场需求的变化进行及时有效的调整。同时还应该对一些关键技术的设计和研发增加资金的投入,进而保证企业的核心竞争力,以便适应现代化市场经济的需要。
3电气工程自动化发展的合理化建议
3.1建立电气工程自动化的统一独立平台
目前,由于我国电气工程企业的自动化技术都不一样,这种现状不仅增大了电气工程企业实施自动化的成本,还不利于电气工程企业的长远发展。因此,电气工程企业应该建立电气工程自动化的统一独立平台,从而有计划地设计电气工程自动化发展的方案。首先,在设计电气工程自动化方案前,设计工作人员应该了解电气工程的特点,从而确定电气工程设计的目标。其次,确定电气工程设计的具体方案时还要考虑电气工程实现自动化的成本。最后,电气自动化设计过程中还应该考虑客户的不同需要,从而建立电气工程自动化统一独立平台,减小电气工程运行的成本。
3.2建立电气工程自动化的通用网络系统
由于电气工程自动化的通用网络资源可以优化资源配置,有利于提高电气工程商业信息交流的安全性。电气工程一般包括设备控制、技术监管和企业管理等方面。为了使得电气工程企业能够更好地实现资源的合理化配置,建立电气工程自动化通用网络系统显得至关重要。同时,建立电气工程自动化通用网络系统还有利于实现系统之间数据交换的效率,促进整个电气工程企业的发展。
3.3建立电气工程自动化的数据标准对接
1.电气工程自动化的现状缺乏较强的系统集成性对于电气自动化的整体功能而言,系统集成为主要的发展趋势,是必然的发展趋势。对于当前的电气自动化,存在多岛自动化的结构,其特点为相互独立、互不影响、性能单一、信息具有较高的集中性,很难发挥电气机动化的整体功能。电气自动化的网络架构存在不一致性对于电气自动化的发展,其主要目标是形成便捷、有效的电气工程师,建立完善的自动化体系。但是,在当前的行业内,缺乏完善的架构,对网络的认识不深入,网络架构存在差异性,使得借助网络结构而发展起来的电气工程自动化在未来发展的道路上受到严重阻碍。同时,不同的主体在使用信息软件的过程中,出现接口不匹配的问题,给信息的有效交流造成的障碍,影响了数据在不同主体之间的分享,在很大程度上破坏了系统运行中的实际效果。
2.对电气自动化进行的积极改进立足科技,电气自动化要充分运用新技术,注重实用性,开发新产品,运用新材料。在具体实践过程中,要侧重自主研发和创新,将节能作为重中之重,提出节能降耗,在运行中使用新工艺和新工具,重视思想的创新,尤其是注重网络信息技术的应用,不断更新,促进与自动化技术的有机整合。从信息方面进行考虑,电气自动化的信息化主要突出信息技术的重要作用。对于设备的研发和制造要广泛采用计算机信息技术,加快智能化的发展速度,在电气工程中,加重网络通信技术的使用。
二、电气工程自动化系统中节能技术的体现
选择合理的变压器变压器的损耗会造成电能的浪费,但是,其使用范围有很广,因此,要注重对变压器的类型的选择。首先要注重变压器自身的能耗,其次,要注重节能性,减少有功功率的耗损。降低传输进行中电能的损失电能在传输的进行中,能量损耗无法避免。但是,根本的方式是减小电阻。首先,要重视导线的布局,防止出现弯路,缩短导向的长度;其次,导线材料要进行电阻率较小;再次,在统一的条件下,选择横截面积较大的导线;最后,靠近负载中心,减少实际供电的距离。选择有源滤波器在实际操作过程中,要借助对谐波的去除,降低误操作的频率,其根本途径就是使用滤波器。
三、节能设计在电气自动化中的具体应用
1.不断提升电气系统的运行效率在进行电气设备选择的时候,要注重其节能的特性,目的是为后期的节能功能奠定基础。同时,还可以对无功功率进行补偿,对运行负荷进行有效均衡,减少电能输送过程中的损失,这些做法的目的都是为了提升节能的效果,也可以在设计中,对负荷值进行合理调整,运用科学的设计参数。这样做的目的是确保系统安装和运行进行中,电源的高效、综合地运用,增强设备运行效率,降低能耗。
2.对配电系统的设计进行不断优化电力系统的功能就是为系统安装提供必须的动力。因此,在具体的配电设计中,最基本的就是充分考虑适用性,保障对电气设备的有效控制,与此同时,要达到用电设备对供电设备的综合要求,对各种不良因素进行有效控制。在配电工程中,在达到设备有效运行的基本要求外,还要保障整个电力系统的全面、可靠、稳定的运行,促进系统的灵活性,保障操作的便捷性。另外,要全面考虑系统运行的安全性。要重视导线的绝缘性能,在进行布线的过程中,要保障合理的绝缘距离,以提升导线的稳定性,提升配电和用电的安全性。另外,要做好接地,安排和设置防雷设施。
四、结束语
1.1电气工程
科技与经济的发展使得电气自动化技术不断更新,电力系统的规模不断扩大,这些变化对我国电力系统提出了新要求:电力系统的调节形式有所变化。在先前着重强调安全高效、安全保护和自动化调节过程的基础上,更加注重对电力系统容量的高要求,即在实现综合化管理工作和加强经济调节稳定性的基础上,对电力系统的容量提出新要求,其单机容量至少要达到20万千瓦。
1.2电气自动化技术
电气自动化技术大多运用于工业生产控制系统之中,是指在无需工作人员手动操作的情形下,利用机器设备的自动化完成加工生产,并在生产管理过程中完成产品质量检测、自动处理产品信息、对实际情况分析判断等。所有这些程序都不需要人工手动操作,全部采用机械自动化控制系统完成。由此可知,电气自动化技术即指利用电气设备控制生产顺序、控制时间的技术,是与电气工程和机械设备息息相关的内容。自动化系统的开发、调试、应用、维护与产品研发和电力技术的管理与应用对电气自动化的要求越来越高。
2电气自动化设计理念
2.1远程监控式理念
远程监控系统是一项高技术、高难度的新技术,是指利用电脑终端对其他各个地方的设备进行集中控制的技术。在电气工程中运用这项技术,可以大幅度减少电缆使用量,节省安装支出和材料使用的成本,还可以实现系统之间的组态灵活性和可靠性,获取更高效益。但监控式对传输信号强度依赖性较高,电气工程的通讯量通常较大,加之现场通讯速度较低,在信号较差时远程监控式便会受到较大的限制。因此,远程监控式设计理念更适合于系统控制范围较小的情况,在全自动化电气工程控制系统中并不适用。
2.2集中监控式设计理念
所谓集中化即指将所有的系统运行项目控制在一个系统中集中管理、运行,这种设计理念操作简单、对控制站的要求较低、在系统运行与维护方面较为简洁。单一分散的监控不管是在处理器安装方面还是在电缆铺设连接方面,都十分繁琐,而且大量的单一电缆搅合在一起,处理器增多就会影响处理速度,使处理速度大为降低,这将导致投资成本增加,除此以外,系统的安全可靠性能也会受到影响。集中监控式设计理念在电气工程中的实际应用,不仅可以减少投资成本支出,还可以进行统一管理、方便快捷,促进电气工程的高效有序运行,满足工作新要求,因此,集中监控式设计理念在电气工程中应用较为广泛。
2.3现场总线监控式设计理念
现场总线监控式技术在当前的电气工程中应用最为广泛,究其原因不外乎其高效性的特征。这项技术具有实践性特点,是在大量应用实践经验基础上不断发展起来的,不同间隔采取不同的技术措施是这项技术能够广泛应用的重要原因。在具体的操作实践中,主要的工作方式是现场安装,同时不断优化电缆连接技术,以能够有效降低电气工程中设备的投入成本。在优化电缆连接技术、降低设备成本的同时,还要尽量减少设备的隔离和端子柜的使用量,不仅可以降低成本,提高电气工程的安全性、可靠性和有效运行,还可以增加运营效益。
3电气自动化实现方式
3.1计算机自动控制、调节、操作的实现方式
利用计算机进行相关设备的操作,是在遵循调度方案的前提下,对能够使电缆关闭的设备进行调节与控制,电力系统不仅能够自主的、合理的利用现场控制命令,还能够转换和设置相关设备的运行方式,如电网的开和关,限制修改操作命令,各种整定值,报警信号复归等。
3.2人机联系的实现方式
人机联系的实现方式是指电气设备,包括鼠标、键盘、打印机等,通过电气自动化系统的允许以后,为达到实时监控、调节与打印数据的目的而调动一切可利用的电气设备来运行画面并对定值不断修改的方式。此外,这种实现方式是开发新的应用程序的绝佳方式,极其方便。但其缺点也显而易见,操作人员只能通过操作成控制调节、监控电气设备、设置参数值等简单操作。
4电气自动化在电气工程中的实践与应用
4.1在电气管理中的应用
在电气工程领域实现电气自动化是高新技术走入各行各业的显著表现,是高科技发展的代表,这一应用过程注重编程调试。在应用时采集相关流量、温度、压力等数据,并对这些数据分析检测,发挥电气自动化的输出控制功能、技术处理功能,使设备的使用量和投资额大大降低,有效实现了设备控制的精度。对于电气工程来说,在施工中应用电气自动化技术能够有效遏制工作人员弄虚作假、敷衍了事的情况发生。
4.2在电网调度中的应用
对于电网调度中电气自动化的应用来说,其技术主要表现在应用性领域的界定,即指实现电气系统局域网中电厂、变电站终端和下级调度中心三者之间的有效连接。在应用领域中,由网络实现连接中心服务器、电网调度、打印设备、大屏显示器等设备。在电网调度中,电气自动化的实际应用不仅可以实时性评估电力系统的运行状态,还可以对以电力负荷为基础的预测采取及时调度策略。不仅可以保证电力系统的安全可靠运行,还可以对数据及时的收集整理分析和监控,以适应现代化市场的营销需求。
4.3在分散测控系统中的应用
在这方面的应用主要以分层的结构实现,包括太网、工作站、数据通讯网和过程控制单元等四部分组成。工作站主要包括两类,分别是工程师和运行员,是人机接口的主要负责人。过程控制单元是直接应用于生产的,其运行状态主要通过设备的检测实现,并能够有效控制设备,以实现整个生产过程的连续性和过程的检测、保护和控制。过程控制单元和工作站输出的所有信息,发出的所有指令,都必须经由工作站运行员接受。工程师工作站的主要职能是负责实行必要的诊断与维护工作。
4.4在变电站中的应用
人工智能是近年来随着计算机技术的不断发展的一个学科分支,是新兴的高科技技术。人工智能与纳米科学以及基因工程被人们称之为二十一世纪的三大尖端科技。人工智能的研究范围涉及较广,在诸多不同的领域都有涉及,比如:数学、认识科学、哲学、心理学以及计算机科学等多门学科,不同学科领域以人工智能为信息交流平台,进行相互的影响渗透,进而形成一门具有综合性质的科学。因此,人工智能也可以称之为社会科学与自然科学的交叉科学。人工智能主要是通过对计算机的研究,对人的某些思维以及智能行为进行模拟的学科,其主要被应用在专家系统、语言的理解、智能控制、遗传编程机器人工厂以及机器人技术等方面。一般而言,对于人工智能的研究的主要目的就是让机器代替人做一些复杂的工作。电气工程的研究长久以来都局限在电气化的方面,随着现代化科学技术的进步以及信息计算机技术的发展,电气工程自动化中逐渐向人工智能的趋势发展,通过引入人工智能进入电气工程自动化的领域,对人类大脑进行模拟并进行数据与信息的分析、收集、处理以及反馈,经过信息的自动化生产,进而提高电气工程的生产效益,进而推动电气工程产业结构的优化与升级。
2.人工智能在电气工程自动化中的应用
2.1人工智能在电气产品优化设计中的应用在电气工程运行过程中,进行电气设备的设计是十分复杂的,其设计不但对电气自动化的各个专业学科与内容有所设计,而且要求电气设备设计人员具有较高的专业文化知识以及丰富的设计经验,进行电气设备的设计只有把电气知识、经验以及科学进行有机的融合,才能够对电气产品的科学性有所保障。人工智能在电气产品设计中的应用有效的对一些依靠人脑无法迅速解决的复杂计算以及模拟过程进行解决,进而大大的缩短了产品设计的周期,提高电气工程的工作效率,并且设计出的电气产品极具科学性与实用性。专家系统对于电气工程的开发性设计有积极的意义,而遗传算法主要应用于产品的优化设计,在进行产品设计的过程中,要求设计人员应该具备设计经验以及较强的智能软件应用的能力,从而便于依据不同情况的沾边选择不同的算法对产品进行高质量的设计。
2.2人工智能在电气设备故障诊断中的应用在进行电气设备故障的诊断时,电气企业通常会使用人工智能中的人工神经网络、模糊理论以及专家系统的引用,其应用诊断的范围包含:发电机、电动机、变压器等的故障诊断。在电气设备中,电气工程遇到故障问题时,所呈现的现象是相对复杂的,运用传统的处理技术很难对问题进行及时准确的查找与判断,人工智能技术对于这种问题科技进行高效的解决,例如:当发电机的设备出现故障时,故障所呈现的不确定性、复杂性以及非线性的特征都是可以通过人工智能中的专家系统以及模糊理论进行综合的处理,人工智能技术大大的提升了电气设备故障诊断的准确性。
2.3电气工程运行过程中的智能控制目前,在电气工程的自动化中智能控制的应用已经十分广泛,逐渐的发展成为电气工程自动化领域中的未来趋势。由于电气设备的控制工作比较复杂且极具综合性,对控制系统的技术含量以及计算的精确度都有比较高的标准,通过对人工智能中的模糊理论、人工神经网络以及专家系统的综合应用,有效的提高了电气设备的计算精度以及计算速度,不仅有利于节约电气企业的资源,而且对实现电气企业资源的优化配置具有积极的意义。
2.4人工智能在电力系统中的应用在电力系统中应用比较普遍的人工智能主要有:启发式探索、专家系统、人工神经网络以及模糊理论。其具体的应用主要表现为:一是,专家系统。作为一个十分复杂的程序系统,专家系统集知识、规则以及经验于一体,主要工作程序是通过运用电气系统中某领域的专业经验以及专业知识对所遇问题进行分析与判断,接着进行专家决策的模拟,对需要专家解决的问题进行处理,而且在专家系统的使用过程中,应该依据现实情况对系统中的知识库、数据库以及规则库的信息与数据进行更新,从而使用电力系统的应用需要。二是,人工神经网络。其学习的方式十分灵活,存储方式也是呈现分布式,在大规模的信息处理中得到广泛的应用,人工神经网络具有较强的识别与分类能力,对与模型进行合理的分类并进行科学的选择,同时其与元件进行关联分析相结合能够对复杂的电力系统进行故障的诊断,而且能对故障进行识别与定位。三是,模糊理论。模糊理论主要应用于系统规划、潮流计算以及模糊控制之中。有利于操作界面的优化以及工作流程的简化,而系统可以进行自动日志与报表的生成与保存,进而提高系统日常操作的效率,对系统的安全运行具有积极的作用。
3.总结
(一)课程保障机制不健全
学科教学质量并得不到保障。专业建设单位管理权限具有局限性,不能对本专业所有课程进行控制。基础课程的教师根本没有什么选择权。教学理论与实践严重脱节,造成学生拥有专门的技术知识,却用不到实处。此外,学科的教学内容一般比较陈旧落后,跟不上现代科学技术的发展。电气工程在发展过程会产生新的特性,如若再沿袭老一套理论来指导技术操作,显然不科学,也将达不到技术的要求。再者,专业学生的实践能力只能停留在依葫芦画瓢的层面上,学生缺乏对技术操作的敏感度,也即是在进行技术操作时,要参照书本,一板一眼,操作速度慢,效率低。如果没有书本作为参照物将无法自主进行实际操作。最后,学生缺乏独立分析问题和解决问题的能力,综合能力和设计能力不强。
(二)创新实践能力不足
近年来,大学生就业难的现象越来越突出,各中原因除了当今社会竞争越来越激烈之外,还有一个重要原因就是我国大学生普遍缺乏创新精神以及实践能力。这些缺失是因为高校人才培养模式存在着诸多弊端,学校过于注重对学生知识层面的灌输,而忽略了对学生实际能力的培养,直接导致大学生的工作水平跟企业单位需求不相适应。特别是电气工程专业的学生,本身的专业要求调研和实践,如果学生不能将学科知识灵活转变为实践理论,学科教学将失去其存在的意义。因此,大学生的实践能力和创新精神培养是各高校教学工作的重中之重,也是人才培养模式的中心和出发点。教育的目的不应该只是传授课本知识,还应该把学生的创造力诱导出来。电气工程要获得强大的生命力,必须革新传统的人才培养模式,大力培养学生的实践能力和创新精神。
二、电气工程自动化人才培养对策
(一)转变教学理念
教师要打破传统的教学模式,建立创新型人才培养模式。首先,教师要在教育观念上转变,从教师的“教”为主转变为学生的“学”为主,促进学生学、思、知、行的结合。同时,教师不要过于重视对书本知识的全盘灌输,而应该正确引导学生进行独立思考,分析问题并找到解决问题的方法,并鼓励学生学以致用,将所学的理论运用到实际生活中去,切实提高学生的实践创新能力和科学研究精神。此外,教学改革应该跟教学建设同步,将先进的教学理念融合到教学实践中去,使软件建设和硬件建设达到最大程度的协调和同步。教学目标突破传统局限,实现创新和与时俱进,以使实验教学水平达到一个新的高度。再者,还有改革教学内容,优化教学内容,要摒弃传统老旧观念,以培养学生的创新意识。为了适应电气工程和社会需求的发展趋势,应该将学科交融和知识互补作为目标,组建创新型教学团队。
(二)调整课程结构
制定一个创新、全面、综合的课程结构体系,充分考虑学时、综合学分和考核方式等方面的因素,使学生真正能在教学过程中获得技术经验和实践经验。目前,教育事业的发展对学生的综合素质要求越来越高,学生不能再担当高分低能的学习机器,而要将知识或理论运用到现实生活中去,真正做到学以致用,使知识理论发挥实际功用。为了培养学生的综合实践能力,课程改革应该适当增加公共基础课程,注重实验课,适当降低专业理论类课程。此外,学校要将教学密度和精度相结合,根据当前的教育改革需要,对电气工程课程进行精炼并适当删减,增加技术理论跟实践性课程的互动性。
(三)培养学生创新能力
创新能力是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。学校是知识传播、思维创新的重要阵地,也是培养创新型人才的重要基地。因此,学校对学生创新能力的培养起着不可替代的作用。教师教学要让学生从被动转变为主动,鼓励学生通过独立思考、探讨、实践等形式,让学生在自主学习和动脑、动手的情况下获取知识和掌握操作技术,同时,也培养了学生独立分析和解决问题的能力。此外,教师不仅要深入研究教材,根据教学内容来挖掘创新的关键点,让学生真正能从课堂上得到创新训练,还要精心设计课堂,充分利用知识理论创设情景,让学生从不同角度去思考问题、解决问题,培养学生的发散思维能力、培养个体创造力。
三、结束语
关键词:电气工程及其自动化;实践教学体系;教学改革
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)05-0256-01
电气工程及其自动化专业在我国已经有100余年的办学历史,是一门实践性很强的学科,学生需进行大量的实践活动,才能培养其动手、创新等专业综合能力。要使学生在四年短暂的时间内,将所学理论知识转换为实际工作能力,必须十分强调实践能力的培养和训练。因此,实践教学体系至关重要,必须高度重视。
1 电气工程及其自动化专业实践教学体系现状
1.1 第一课堂实践教学体系现状
第一课堂实践教学内容是整个实践教学体系的基础。在电气工程及其自动化专业本科人才培养计划中,课程设置注重实验课程的比例,专业实验有验证性、设计性、综合性实验。
目前开设的课程实验教学学分数占总学分的12%,现有两个专业实验室,分别是电气控制与继电保护实验室、电力电子与电机拖动实验室。所配实验装置配备完善、设备先进,能满足本科课程所开设的实验,实验开出率达到85%。
专业实验(实践)教学由长期稳定的校外实习基地担任,目前与四川省电力公司下属的2个实训基地签署了校企合作协议。校外实习基地设施齐全,基本能满足学生参观、检修、生产运行实习的需要。
毕业论文(设计)是培养学生应用所学的专业知识解决实际工程应用的综合能力的一门实践教学课程,其学分数占总学分的9%。大多数任课教师能够根据实际工程选择多个论文(设计)题目,基本能满足学生的需要。
这一课堂通过理论、实践两种教学方式的相辅相成,培养了学生的专业基本技能。
1.2 第二课堂实践教学体系现状
第二课堂实践教学内容是整个实践教学体系的提高和有益补充部分。电气工程及其自动化专业本科人才培养计划中,注重开放性实验、学生参与教师科研、学术讲座、科技竞赛、社会实践活动等实践教学活动。
电力系统继电保护、电力电子技术等课程是电气工程及其自动化专业学生的必修课程,为了配合课堂教学,使所学理论知识与实际紧密结合,培养学生的实际运用知识的能力,本专业对实验室进行了合理的时间和项目上的开放式管理。将科研和专业实验教学有机结合,提供一定的开放实验选题,培养学生的研究兴趣、科研素质和创新能力,并鼓励学生参与教师的科研项目研究和工程实践。
近年来,学校一直非常重视学生的实践能力和创新能力的培养。组织学生积极参加各项科技活动,积极有效地推动学生各具特色的科技文化活动的开展;并且开展力度大,种类多,学生参与面广;取得了显著的效果和优异的成绩,培养了学生创新精神和实践能力。
丰富多彩的学术讲座有利于培养学生的专业兴趣,拓宽学生的知识面。一方面聘请校外专家和学者来校开展学术交流活动,另一方面积极在校内开展专业教师的学术研讨,带动了学生的学习兴趣,获得了学生一致好评。
显然,第二课堂的实践教学在第一课堂的实践教学的基础上培养了学生的专业综合能力。
2 电气工程及其自动化专业实践教学体系中存在的问题
近年来学校发展迅速,招生规模和专业数量都有了快速增长。电气工程及其自动化专业作为新办专业,在实践教学体系构建上仍然处于摸索阶段,存在着诸多方面的不足:
(1)实验教学体系。
实验是实践教学体系的重要部分。传统的实验教学手段简单,实验教学效果不理想,达不到培养学生独立思考和创新能力的目的;实验项目与实际工程存在部分脱节;实验师资队伍建设力度不足等问题。
(2)校内外实习及实践基地建设。
培养高级专门工程应用人才必须有良好的硬件设施和条件,也是形成应用型特色的物质基础。
3 电气工程及其自动化专业实践教学体系改革思路
3.1 第一课堂实践教学体系改革思路
为了更科学的设置实践教学体系,在原有第一课堂实践教学环节的基础上进行深入研究,并结合“电气工程及其自动化专业应用型人才培养方案改革与实践”教改研究项目的进行,拟从实验师资队伍、课程体系改革、实验体系改革等方面完善第一课堂实践教学体系的建设。
继续实施学校高层次人才引进办法,在中青年实验师资骨干、高学历青年人才引进上有较大进展,创造条件在现有师资队伍中培养“双师型”骨干教师。
学校拟对课程体系进行深入研究与改革,现已启动“电力电子课程体系的改革与实践”教改研究项目。
实验教学体系拟从两个层次进行改革。第一层次为基础理论与操作技能,培养学生的基本实验技能和理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。基础课、专业基础课和专业课实验要改变以验证性实验为主的局面,逐步减少这类实验的比例,增加设计性、综合性实验。第二层次为科学技术研究与创新实践,为高年级学有余力的优秀学生提供一个综合设计、开发研究的环境,鼓励学生自主选题,从而培养学生的创新意识与创新能力。
3.2 第二课堂实践教学体系改革思路
电气工程及其自动化专业实践教学体系在学校运行取得了一定的成绩,今后除继续巩固已取得的成绩外,拟在金工实习基地建设、校外实训实习基地建设等方面完善第二课堂实践教学体系的建设。
金工实习是工科类专业学生必不可少的实践性教学环节。为了适应学科发展和社会需求,将筹建适用范围广的金工实习基地,满足电气工程及其自动化专业人才培养的需要,提高学生的实际动手能力。
在专业实习方面,与已有的担任实践教学任务的校外实习基地保持良好联系的基础上,积极寻找与电气工程及其自动化专业实践教学环节相符合的校外实习基地,保证完成实践教学任务,使学生的工程实践能力真正得到培养。
总之,在巩固现有实践教学体系取得的成绩基础上,按以上第一、第二课堂实践教学体系改革思路进行改革,将会逐步建立起科学合理的实践教学体系,提高电气工程及其自动化专业的教学质量和在社会上的声誉。
参考文献
[1]有关电气工程及其自动化专业实践教学体系的汇报[J].成都信息工程学院控制工程系,2007.
[2]华红艳,楚随英.“电气工程及其自动化”专业实践教学改革探索[J].郑州航空工业管理学院学报(社会科学版),2005,1.
关键词 教学改革 课程体系 实践教学
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2015.03.048
On Independent Institute Electrical Engineering and
Automation Course Construction
XU Jiangling, YUAN Jinjuan
(Department of Electrical Automation, Faculty of Mechanical and Electrical Engineering,
Wuhan University of Science and Technology City College, Wuhan, Hubei 430083)
Abstract According to independent College of electrical engineering and automation majors teaching reform and practice of the construction of situations, the paper analyses the independent college majoring in electrical engineering and its automation problems in the teaching and curricula, and proposes appropriate solutions.
Key words reform in education; curricular system; practice teaching
0 引言
上世纪90年代末期,教育部对我国高校各大专业进行了大范围的重新调整。控制类本科专业调整为“自动化”和“电气工程及其自动化”两个方向。针对就业方向的不同,把自动化专业确定为弱电专业,而电气工程及其自动化专业确定为强电专业。在高校布局结束之后,首先要解决的问题就是设置教学内容,通俗一点讲就是设置课程,课程的设置往往是教学的核心内容。
独立学院,是国家借鉴国外的先进经验,利用国家机构以外的社会组织或者个人的资本,以实施本科学历为主的高等学校。通常,在国外,重点大学大多是私立大学,他们的资金来源的主要是校友的捐款,少部分来自于政府拨款;而我们国恰恰相反,我国的重点大学都是公立大学,它们的资金来源通常是财政拨款,几乎没有任何社会资金的投入。由于我们国家财力有限,很难满足大部分高中毕业生生读大学的需求,所以独立学院就孕育而生了。独立学院的开设则是完全采用社会资本办学,政府没有一分钱投入,大大缓解了我国教育经费严重短缺的问题,并且使很多之前根本无法上大学的高中毕业生提供了受教育的机会。而在独立学院创办初期,学科课程建设基本照搬申办母体的做法,这是因为在独立学院创办初期,学校是没有任何经验可循的,只能依靠母体。但也必须清醒认识到,这只是权益之计。因为独立学院的生态和母体学校有很大的区别,这就要及时地对母体学校的教学资源进行创造性的改造,根据自身情况进行响应调整。
目前,独立学院在我国的定位是应用型本科,所以它要面向平民化、大众化,学生的就业渠道主要面向基层。要使学生能够减少适应的工作的时间,这就需要从两个方面入手。一是减少课程的内容和降低课程的难度。因为,我们之前的大学教学主要是精英教学,教学的内容既多又难,而独立学院学生的生源质量偏低,如果按照传统的教育方法无异于缘木求鱼、刻舟求剑。二是必须增加学生实践动手能力的培养和训练。因为,独立学院的学生通常理论水平不高,但是很多同学实践动手能力较强。另外,他们最后的就业面向基层,而基层的工作通常不需要很多理论知识,而特别重视实践能力的培养。本文针对这两个问题以所教学的电气工程及其自动化专业,进行一些相关的探讨。
1 减少理论课程数量
传统的电气工程及其自动化专业的理论课程主要包括电工技术、自动控制原理、电机与拖动基础、控制电机、运动控制系统、过程控制系统、可编程控制器、电力电子技术、传感器与检测技术、现场总线技术、电工电子技术、电气工程、专业英语等四十余门课程。在传统的理论教学中,存在着课程数目多,面比较广,不深入、难度大等缺陷。学生进入大二之后,常常要在一周面临着上28课时至32课时的情况,这对一本学生无可厚非。而独立院校的学生由于普遍基础较差,接受能力有限,从而造成了学生的负担过重,教学效果不好,造成了老师与学生互相埋怨。仔细一想,很多理论课程都是有调整的空间的。在信息爆炸的今天,一些课程的设置就没有太大的必要,甚至完全可以取消。以传感器与检测技术这门课程为例,这门课程多是介绍性的内容,没有任何公式推导以及分析计算,学生在工作遇到相应的传感器通过网上查阅资料即可。但是在理论教学过程中,不能一味地减少课程,要有保有压。在教学过程中必须突出核心课程,进行大量的训练。例如,单片机这门课程,就需要大大增强,很多高新企业招聘学生的过程中,常常要考查单片机的相关知识,但是在很多独立院校中,单片机的课时得到不断的压缩,得不到相应的重视。
2 改善实践教学
2.1 减少验证性实验内容,增加设计性实验内容
传统的实验教学大多数是验证性的,主要让学生通过实验验证某一物理定律和物理现象。这种教学方式学生没有任何的主观能动性,只是按照老师所给的图纸进行接线、通电,最后得出实验结果。这种实验教学的缺陷在于结论已知,没有任何神秘感。很多学生在没有做出实验结果的情况下,编造或者抄袭数据,造成老师无法判断学生成绩的混乱境地。在教学过程应该逐步用一些设计性、综合性的实验项目取代简单验证性实验。这些设计性、综合性的实验由于实验结果未知,会增加学生的兴趣,提高了学生自身分析问题、解决问题的能力,使学生的创新能力得到充分的发挥。
2.2 用仿真实验来代替现实实验
使用教学仿真软件有很多好处。一方面可以在一台电脑中做多个仿真实验,减少由于实际实验过程中造成的元件损耗,大幅度降低教学成本。另外一方面可以利用仿真软件对实验结果进行处理很分析,并根据实际需要自动绘制出系统的特性曲线,大大减轻了学生的工作量,例如在电气工程及其自动化专业,组态王仿真软件就得到了师生的好评,很多学校都开展了工控组态的实验教学。
2.3 严抓实训教学考核
实训和实验不同,实验通常是验证某一存在的物理定律和物理现象,而实训通常是完成某一任务,来达到训练的目的。实训成绩的考核是摆在我们面前比较重要的问题之一。针对学生普通反映出的实训教学的打分随意,弹性大的缺点,通过在实训教学过程中采用过程考核的方法,把一个实训教学课程分成若个的子项目,每个子项目又分成若干个子子项目,每个子子项目都有相应的权重。每完成某个子项目就打相应的分数,最大程度上保证实训教学考核科学化、规范化、标准化。
2.4 取消课程设计环节,以相应的实训环节来代替
以笔者个人的求学经历和教学经历来说,绝大部分的学科的课程设计环节是失败的,至少是不成功的。传统的课程设计,是在该门课程结束后,根据课程要求,与实际应用相结合,出一些设计题目,让学生自己完成。例如在学习完单片机课程后,通过安排学生两周的时间内,按照要求,设计出一种用单片机控制的实际电路,并把它制作出来,通电调试、运行,写出规范的设计报告交老师。然而在实际的操作过程中常常变味了,具体的做法是把学生圈禁在一个带有电脑的大教室里面,给学生布置一个题目,学生在这个教师里面完成课程设计报告即可,其中没有任何学生实际动手的内容,这样的课程设计对学生的锻炼是极其有限的。学生通常互相抄袭课程设计报告是常事,老师也没有一些比较好的方法来制止这种行为。
针对这种情况,笔者认为应该取消课程设计,取而代之的是一些与课程对应的实训环节。作为独立学院的学生,课程设计对他们来说不现实,在以后的工作中,企业也很难有机会让独立学院的学生做设计,给他们安排的工作往往是实际操作。与其效果不好,还不如让学生多做实训练练手。比如在完成了电子电路设计理论课程之后,安排学生做相应课程的实训环节,在规定的时间按照图纸安装、调试出一个万能充电器,写出实训报告即可。
2.5 取消毕业论文环节,以顶岗实习报告来代替
我国本科生的毕业论文环节一直被教育专家所诟病,关于毕业论文的存废一直存在较大的争议,一定程度上这不是一个学术问题,而是一个利益问题。通常来说,一个本科生的毕业设计按照工作量计算10个学时,一般的教师带10~15个学生,这就是100~150学时,而老师一学期的基本教学任务就在200学时左右。如果取消了毕业论文,老师的利益会受到影响,高校老师肯定会反对。而且,毕业设计不仅仅对老师有利益瓜葛,而且对学校中的打印社有巨大的经济利益。按照一个学生打印的费用为100元计算(包括初稿和终稿),按学校有3000学生来计算,这就有30万元的经济利益,由学校的几家打印社瓜分。所以,作为利益共同体,学校的打印社也不希望取消毕业论文。
毕业设计到底对学生多大好处呢?毕业设计的全过程一般是这样的:通常在大四上学期期末给学生布置毕业论文题目之后,学生就去企业顶岗实习了,根本没有时间写所谓的毕业论文。到了来年的4月底5月初的时候,学校会通知学生返校交论文,并且安排五月中旬答辩。大部分学生写毕业论文的时间在五月初,写毕业论文的时间都在1~2周。这样的毕业论文到底有什么意义?大家心知肚明。除了浪费纸张扩大内需以外,一点用处也没有。所以笔者建议在一本以下的学校都取消毕业设计,取而代之的是顶岗实习报告。顶岗实习报告主要让学生写一下在企业中实习内容以及感想,同样也可以安排答辩。笔者经过调查,大部分学生均可以接受顶岗实习报告,它具有可操作性。
2.6 加强第二课堂的教学
加强第二课堂的教学工作,以申请实验室的契机,在校内开展一些诸如电工实训技能大赛的活动,提高学生学习专业的兴趣。另外,挑选那些对专业有兴趣的学生,组队参加电子设计大赛、数学建模大赛和挑战杯等等。总之,通过这些比赛,引导学生对专业学习的热情和兴趣,帮助和指导学生开展科研活动,探讨通过所学职业知识解决实际问题的思路和方法。通过这些活动,提高学生的实际动手能力,造成一种崇尚科学、追求真理、勇于探索的学习氛围,激励学生创新思想火花的碰撞,培养学生的创新思想、创新意识和创新观念。
4 结语
独立学院的产生,不可否认带来很多积极的作用,它让很多人获得了受教育的机会,提高了我们国家国民的整体素质。但是由于成立时间较短,在教学过程中存在很多问题,需要进行一定的改革。这样的改革单靠高校教师个人呼吁作用不大,需要教育部门根据独立学院的实际情况做顶层设计,突破部门利益的藩篱,使独立学院的专业建设和课程设置更加贴近于市场的需要。
参考文献