电气课程设计范例

摘要

针对机床电气与PLC课程设计教学情况，结合项目教学法的指导思想，改进该课程设计的指导过程。改进后的内容包括题目选择、需求分析、方案选定、流程图设计以及电气原理图设计等步骤，指导教师的指导方式也进行了相应的改变。实践表明，改进的项目教学法能很好地激发学生想学要学的动力，使学生在“做中学”，提高了学生的动手能力，达到了实践教学的目的。

关键词

项目教学法;课程设计;机床电气与PLC;实践与探索

1项目教学法

项目教学法结合实验室可用资源，以项目的形式给学生提出问题;学生根据问题主动查阅相关资料，并给出设计方案，最终方案先经过小组讨论，后与指导教师讨论确定，最后由学生完成整个设计过程［1］。项目教学法根据每组学生能力的差异与特长合理分工，让所有学生在实践过程中都能参与，都有收获，让所有学生都能体会到完成任务的成就感，激发学生的学习兴趣，使一些成绩稍差的学生对自己有信心。项目教学法注重教师的引导作用和完成项目的过程，目的是在教学过程中把理论和实践结合起来，充分拓展学生的创新思维，提高学生的自学能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力，以及相互合作和相互交流的能力。项目教学在实施的过程中包括以下几个方面［2－3］:确定项目任务、制定工作计划、组织项目实施、检查考核评估、总结评比归档。南京工程学院在多门课程中实施项目教学法，从实践中总结项目教学法的方法和规律，达到“学以致用”的目的。从制定大纲、管理模式等方面对项目教学法进行研究［4－6］，对其中几门课实施项目教学法，在实践中检验项目教学法实施的效果［7－9］。在以上理论和实践的基础上，我们继而在机床电气与PLC课程设计中开展项目教学法，并不断改进。实践结果表明，改进的方法对培养并提高学生的动手能力、解决问题的能力，激发学生的学习兴趣具有非常重要的意义。

2机床电气与PLC课程设计教学现状

摘要：目前，现代化建设迅速。传统的现代学徒制，突出两个重点，一是高等院校自身对学生开展的高等教育，二是学生在企业中进行顶岗实习工作的企业实习教育。这两点，是紧密结合在一起的。当代的学徒制度，大多数建立在校企合作的基础上，即通过产学合作的方式，把学生作为学徒，当作企业培养的核心。

关键词：电气自动化专业；工学一体化；人才培养模式探析

1引言

伴随科技发展水平的提升与经济社会的快速发展，现阶段工业的发展以电气自动化技术的应用最为广泛，同时在人才方面的缺口非常大，特别缺乏应用型与技能型人才。在对这些方面的人才进行培养时，高校和职业教育院校是主要的阵地，教学水平的高低与教学质量的优劣在很大程度上决定了行业能否实现持续发展。现阶段，该行业的发展呈现出一般劳动力过多，技能型人才较少的态势，这与教学质量有非常密切的关系。职业教育院校在进行电气自动化教学时，对于人才培养非常关键，发挥着基础性和长期性的作用。

2专业人才培养的定位

从电气自动化这个专业角度来看，它具有很强的实用性，社会对这方面的人才需求也比较多。在新的时代下，电气自动化专业应该改变发展思路，以培养专业的技术性人才为指导思想，强调学生的实践能力的培养。同时，还要让学生对这个专业有准确的定位，认识社会对这个行业的基本需求以及确定自己能力培养的途径。同时，电气自动化专业教学应以学生就业为导向，提高学生的实践能力，还要让他们对电气自动化专业有正确的认识，提高服务质量，更好的服务于社会，而不仅仅是得到高收入。近年来，随着我国经济的持续稳定增长，社会对电气行业的发展有了更高的要求，这也使在校学生面临很大的就业压力，不利于学生正确看待自己的能力，树立为社会服务的学习理念。在教学过程中，教师要向学生传输社会信息，让他们了解这个行业的发展形势，思考自己应该做哪些方面的努力。教师在制定人才培养目标的时候，也要力足于实际情况，进行长期的市场调查，开展校企联合工作，让学生参与实践活动，提高自身的能力，更正自己的价值观，对这个行业有正确的认识。

3优化措施分析

摘要：“电力系统稳态分析”课程是电气工程及其自动化专业的一门较为重要的专业课，是学生基本专业素质形成与发展的关键课程。为了适应应用型本科院校的发展方向，提高学生的实践能力，针对传统“电力系统稳态分析”课程设计存在的问题，对课程设计的内容、实施方式和指导方式进行了改革探索。新的设计不仅可以减少学生的工作量，而且能够帮助学生更加直观地理解网络的潮流和影响潮流分布的因素，有助于培养学生的工程实践能力。

关键词：电力系统稳态分析；课程设计；改革探索；实践能力

0引言

“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业的专业主干课，分为电力系统稳态分析和电力系统暂态分析。涉及的主要内容有潮流计算、频率调整、电压调整、短路计算和稳定性分析，具有很强的理论性和综合性，同时又具有一定的工程实践性，对学生的专业素质培养起着重要作用［1－2］。基于“电力系统分析”的重要作用和课程特点，在人才培养方案中为其设置了课程设计环节，一方面有助于巩固学生的理论知识，另一方面有利于提高学生的实践能力。在“电力系统分析”的主要教学内容里，潮流计算属于电力系统稳态分析的内容，主要研究电力系统的稳态运行情况，是电力系统故障分析和稳定性分析的基础，因此潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种计算［3－4］。为了突显潮流计算的重要作用，“电力系统稳态分析”课程设计的内容就是要求学生通过Matlab编程完成给定网络的潮流分布，但教学效果不是很理想，并没有加深学生对潮流计算的理解。故本文对“电力系统稳态分析”课程设计进行了改革和探索。

1传统课程设计的现状

（1）课程设计内容与实际脱离我校电气工程及其自动化专业起步较晚，大部分教师都是青年教师，缺少行业背景和工程实践能力。而电气工程及其自动化专业的课程设计大部分是由本系老师承担，这就导致了课程设计的选题内容相对单一，理论性较强，但与工程实际相差较远。为了克服这方面的缺点，适应我校应用型本科院校的定位，新版的人才培养方案中将一部分的课程设计替换为实验操作，但考虑到“电力系统分析”课程的特点以及没有与之配套的实验室，故仍采用课程设计的形式完成实践教学。（2）学生重视度不够目前，“电力系统稳态分析”课程设计是由指导教师给出设计题目，学生根据给定的网络和各元件的原始参数，对网络进行化简并得到其等值电路，为了减少人工手算的工作量，选择的网络一般比较简单，然后根据化简的等值电路求出网络的节点导纳矩阵，最后通过Matlab编程求出网络的潮流分布，得到各母线电压和各线路的功率。一方面由于设计过程比较枯燥，学生学习兴趣不高；另一方面学生人数较多，教师指导不到位，导致学生重视度不够，抄袭现象比较严重。（3）课程设计时间安排紧凑“电力系统稳态分析”课程设计一般安排在理论课程结束之后的1－2周这段时间内，但此时大部分课程都已结课，马上面临四六级考试和期末考试，学生大都将精力放在学习上。为了让学生有更多的时间复习，一般都是每个班集中连续做几天课程设计，由于时间安排比较紧凑，学生容易疲乏，大部分学生都是草草了事、简单应付，导致课程设计的教学效果较差，无法达到预期的目标。

2课程设计的改革

作为当前新型的教育模式，工程教育包括构思、设计、实现以及运作等几个方面，其中构思主要指的是进一步明确客户的实际需求，在结合企业战略、制度以及技术等因素的基础上，改进当前的商业要求；设计指的是在开发产品时需要的设计图纸、算法以及计划等；实现指的是将设计图纸转变为实际产品，包括测试、软件编程以及硬件制造等方面；运行指的是维护优化产品系统。工程教育理念的关键在于有效增强学生的工程实践以及实际动手能力，在教学期间结合实践问题，使学生可以在实际操作中融合理论。电气工程及自动化具备较强的工程背景，教学实践期间应充分遵循工程教育的理念，重视提升学生的实践操作能力，培养出更多的现场工程师。本文便据此分析了工程教育背景下，电气工程及自动化专业的改革措施，以期为此后电气自动化教学的顺利进行打下坚实的基础。

一、工程教育简介

工程教育属于系统化的可行教育模式，可以强化人才的专业培养，提升学生的综合素质水平，并进一步强化与巩固教学效果。愿景、大纲以及标准等均属于工程教育模式的组成部分，其中愿景主要指的是工程教育的基本内容，可以促进工程实践的良好发展；大纲明确了工程的发展方向；标准指的是行为的标准与规范。工程教育模式在我国发展时间较短，但具备良好的实践效果，在诸多高等院校得到了广泛采用，且未来具备良好的发展前景，可以更好的促进电气专业化人才的良性培养。

二、电气工程自动化专业改革特点

（一）求职导向性

电气工程及自动化在人才培养方面始终秉承学以致用的原则，促进理论与实践的良好结合，从而切实提高学生的综合素质水平。在工程教育背景下，电气工程及自动化专业应实行创新的人才培养方案，保证其适用性。同时，高校也应做好学生定向以及课程安排等工作，在满足实际市场需求的基础上不断更新人才培养方案，并综合企业、学生以及相关政府部门的意见，从而保证改进后的人才培养方案可以满足社会的发展需求。除此之外，高校也应密切关注电气工程及自动化课程的实践问题，使学生可以在实际岗位中有效锻炼，增强岗位的适应性，从而实现自身的全面进步。

（二）大工程性

1民办本科高校的特点

1.1学生来源广泛，基础各异

三江学院（以下简称“我校”）是教育部批准的民办本科学业，我校电气类的办学模式有普通本科教育，职业技术教育，中外合作教育等多种教育模式。学生来源广泛，基础各异，这使得我校的电气类的同学在培养过程中需要根据学生的实际情况和基础水平进行相应灵活的调整。我校普通本科学生理论基础相对较好，在理论课程上对学习的深度要求相对较高，职业技术教育的同学理论相对较薄弱，更注重基础知识的补充和专业知识与基础的衔接，总的来说，民办本科注重学习和掌握应用型基础知识，提高学生动手能力和操作能力。

1.2学习的功利性较强，内在动力有时不足

学生对自身学业有着强烈的成才愿望，对社会热门知识学习具有较为浓厚的兴趣。但由于基础较弱，在学习的过程中经常感到迷茫和困惑，对未来发展前途缺乏信心和方向感，需要采用多种教育方法进行积极引导。

1.3兴趣广泛，好奇心强，易于培养动手能力和实践能力

学生具有活泼好动的特点，而且有些学生热衷于各种社会活动，这些特点使得他们对实践和动手环节非常感兴趣，由于基础知识的欠缺，又使得实践难以联系理论，需要采用灵活多变的教育模式和教学手段来提升学生的学习兴趣，巩固学习效果。

1教学实践改革

1.1优化课程设计

以培养应用型人才为目标，在课程的设计上，正确分析企业对于电气专业人才的需求情况，并做到充分了解当前电气工程行业的发展情况。将课程设计与社会对人才的需求紧密结合。在对课程的优化中，更加注重对实践的践行。正确分配理论课与实验课所占的比例。适当的缩短理论课所占的课时，占到总课时的40%。将整个实践分为三部分：一是理论课实验的学习，培养学生充分掌握专业的理论知识，将理论知识应用到学校内的实验课上，实验主要包括数电、电路、模电实验、电机拖动基础实验、PLC实验、传感器实验与单片机等实验，做到对常用芯片工具的应用；二是课外的课程设计，主要包括参加电子设计大赛，智能车设计大赛等电子类竞赛，单片机等的课程设计；三是参加一系列的实习，金工实习、认识实习、电子电气实习以及毕业实习。

1.2强化实验管理

培养学生实际动手能力，改革实验的内容，鼓励学生自己动脑，不限定实验室用的方法，也不限定所使用的器件，真正做到以学生为动手的主体。并让学生意识到实验的重要性，将实验成绩计入学生成绩总评定系统中，并与期末奖学金等荣誉的评定挂钩。从而激发学生对实验的热情，主动性，提高学生动手能力。

1.3理论联系实际

将课程设计的内容与实际相结合，培养学生对实际问题的思考与解决能力。指导教师在对课程设计内容的选择上，应该选择实用性与综合性较高的设计内容。例如设计生活中常见的万用表，洗衣机模块。电梯、红绿灯设计，与实际相联系。实验教师将课程设计的任务书提前发给学生，但是不要制定设计步骤与所用器件，让学生自由发挥，自由选题。由学生自己查阅相关资料，拟定设计方案，并且鼓励学生之间相互讨论。再与老师讨论方案是否可行。最后由学生独立完成设计、编程与调试工作。最后撰写课程的设计报告。这对提高对专业认知能力有很大帮助，并有助于培养学生自己动脑分析问题，解决问题的能力。

第一篇

1电气工程及其自动化技术的设计

1.1电气工程及其自动化技术的概念

信息技术主要就是指计算机技术和互联网技术等，而物理科学就是指集成电路等硬件设备，由此可以看出，电气工程可以分为硬件和软件两个方面，在实际的设计过程中，也应该分成两个部分来进行。目前电气工程及其自动化技术主要用于工业控制系统中，通过相应的设备和控制系统，能够让生产线自行运转，最大程度上减少人为的因素，通过实际的调查发现，现在很多企业都采用了自动化技术来进行生产，尤其是日韩和西方发达国家，自动化的水平已经非常高，而我国受到各方面因素的限制，目前工业自动化的水平较低。

1.2电气工程及其自动化技术的设计

在实际的电气工程及其自动化技术的设计中，应该从硬件和软件两个方面来进行考虑，通常情况下，都是先进行硬件的设计，根据实际的工业控制需要，针对性的选择电子元器件，首先应该设置一个中央服务器，并采用先进的计算机作为系统的核心，然后选择外围的辅助设备，如传感器、控制器等，通过线路的连接，组建成一个完整的系统。在实际的设计时，除了要遵循理论上的可行外，还应该注意现实中的可行性。由于生产线是已经存在的，自动化控制系统的设计，必须在不改变生产型的基础上进行，对硬件设备的安装有很高的要求，如果设备的体积较大，就可能影响正常的加工，要想使设计的控制系统能够稳定的工作，设计人员必须进行实地的考察，然后结合实际的情况，对设备的型号进行确定。在硬件设计完成之后，还要进行软件系统的设计，目前市面上有很多通用的自动化控制系统软件，但是为了最大程度的提高自动化水平，企业通常都会选择一些软件公司，根据硬件安装和企业生产的情况等，进行针对性的软件设计。

2电气工程及其自动化技术的应用

摘要:电气工程类专业是我国高等教育体系中一个至关重要的组成部分，具有设备种类多、规模庞大、接线复杂、电流大、电压高等诸多特点。虚拟仿真技术可以给学生的学习提供一个安全健康的环境，还能优化电气工程教学效果。

关键词：虚拟仿真技术；电气工程类专业；应用

0引言

在电气工程类专业中运用虚拟仿真技术，不仅可以让学生全面详细了解电力工程的运行以及相关的专业知识，同时还能保证师生的安全[1]。笔者结合自身的工作经验，就虚拟仿真技术在电气工程类专业中的应用谈一谈自己的看法。

1虚拟仿真技术在电气工程类专业中应用的重要意义

1.1实现资源的有效共享

虚拟仿真技术是一项基于互联网基础上的信息技术，在电气工程类专业教学中运用虚拟仿真技术，可以为学生在任何地点和任何时间进行实验提供相应的条件。与此同时，在电气工程类专业教学中运用虚拟仿真技术，还可以开放优秀的实验教学资源，给社区、企业以及兄弟院校等提供教学服务，从而实现资源的有效共享。