电气工程及自动化学的内容范例6篇

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电气工程及自动化学的内容

电气工程及自动化学的内容范文1

[关键词]电力工程;课程群;优化方案

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)04-0063-02

电气工程及其自动化专业作为传统的工程学科,已有上百年的发展历史。为适应新时期社会对电气工程人才的不同需求,国内外高校不断推动电气工程教育的发展与改革,教育理念也随着时代的发展而变化,从原来的“重理论轻实践”,逐步发展为“厚基础、宽口径、重能力”。[1][2]

电力工程作为电气工程及其自动化本科生培养的主干课程,是电气工程本科生人才培养的重点课程,也是整个电气工程专业的基础课程。[3]可见,如何提高电力工程课程的教学水平,这对于提高本科生的教育水平及毕业质量有着重要的意义。电力工程作为一门整合工厂供电及电力系统分析两门课程的综合性课程,对构建本科生电力系统知识体系具有举足轻重的作用。课程内容的丰富性造成了学时紧张、讲课内容泛而不精的情况。为解决该问题,可以从宏观层面出发,将若干电力工程相关课程内容统一整合,从而优化学时,突出重点,推动电力工程课程群建设,使学生对电力系统的整体设备运行、调度、保护及设计有一个完整的了解,最终让学生构建完整的电力工程知识体系,满足电力工业对人才发展的需求。这样,加紧推进电力工程课程群建设与实践,就成为了电气工程本科生教育改革的首要任务。

一、课程群建设理念简介

20世纪90年代,北京理工大学在题为《在课程建设中应当以教学计划的整体优化为目标》的教育改革项目中,首先提出了课程群建设的总体思路,继而逐渐发展成为学科教育改革的新兴理念,为国内众多高校教育改革提供了参考。课程群的主要内涵为[4]:整合三门及三门以上学科相关课程,相互传承,相互B透,相互补充,从而整合课程授课内容,使课程结构合理,层次清晰,进一步挖掘课程的整体优势,从而建立起学科优势。课程群不仅能使学生能够在较短的学时内掌握重点、有效的知识,构建坚实的知识体系,也能使教师在授课过程中将有限的知识点讲透讲精。课程群的整体是全面而严谨的,这就避免了原来单一课程为求知识全面而进行“蜻蜓点水”般的讲课模式。

二、电力工程课程群建设方案

建立电力工程课程群,首先应分析原有课程授课模式的不足,然后参考课程群的内涵,选择合理的相关课程,建立对应的课程群,这样才能提出合理的优化整合方案。

(一)原有授课模式的不足

电力工程课程是整合工厂供电及电力系统分析相关课程的一门综合性课程,主要讲授电力系统的基本组成和运行原理,电力系统的元件参数计算、稳定运行分析和故障分析的基本方法,电力系统电气主接线设计、主要电器设备选择的原则和方法、继电保护等内容。由于囊括了工厂供电及电力系统分析两门课程的内容,其课程内容丰富且繁重。在有限的学时中讲授如此多的内容在给教师带来极大授课压力的同时,也会让学生渐渐失去学习热情,并最终影响其对整个电力系统知识体系的构建。

(二)课程群课程的选择

电力工程课程群建设,须秉承学科相近的原则,对知识点有重复或传承的课程进行整合优化,从而建立起合理有效的课程群,使教师能轻松地传播知识,学生能有效地学习知识。为此,结合我校电气工程教育的特色与传统,我们挑选出了电力系统继电保护原理、电气控制技术及电力系统调度自动化等三门课程,结合电力工程课程来建设电力工程课程群。

电力系统继电保护原理主要讲授继电保护的基本概念、输电线路的电流保护、接地保护、距离保护、纵联保护的基本原理,变压器保护的基本配置及主要保护的基本原理,自动重合闸、发电机保护、母线保护等内容。电气控制技术则主要讨论异步电动机拖动系统和直流电动机调速系统的起动和调速控制技术,以及电气线路的分析和设计,常用电磁式低压电器的作用与分类、结构与工作原理,可编程控制器的基本工作原理等。电力系统调度自动化则以电力系统“四遥”为主线,主要讲述电力系统调度自动化的有关理论,性能和运行特性,涉及电力系统稳态运行的相关基础理论。

从上述三门课程讲授的内容可以看出,其与电力工程的课程内容互有传承,相互渗透,并有较多的重复。电力工程主要讲授电力系统分析的基础内容,继电保护则是在其基础上的升华。因为系统的稳定运行离不开保护装置的调节与动作,而保护装置的调节与动作又离不开电气控制设备的判断与运行,而这一切设备的自动化管理都离不开“四遥”技术的调度与管理。因此,从内容上可以较为清晰地看出,这四门课程存在明显的传承关系,因而在授课过程中存在较多知识重复的问题。建立电力工程课程群,就是以电力系统稳定运行为基点,逐步提升知识的难度与高度,使知识结构紧密,易于学生掌握。为建立结构合理、层次清晰的电力工程课程群,就要对教学内容及课时进行整体优化。

(三)电力工程课程群整体优化方案

可以从三个角度来优化电力工程课程群,分别为课程优化、实验优化以及考核优化。课程及实验优化主要以教师为主体,即明确“教什么”,而考核优化则主要以学生为主体,即明确“学什么”。

1.课程优化

针对四门课程授课内容的特点,可以首先将电力工程课程中的继电保护一节的内容移到电力系统继电保护课程专门讲授,而电力系统监测与控制的内容并入电力系统调度自动化课程中讲授,与开关电器电弧、灭弧相关的原理及相应保护设备,则并入电气控制技术的高低压电器一节讲授。此外,电力系统继电保护的微机保护一节与电力系统调度自动化课程内容有较大的重复,特别是硬件部分有许多相同之处,因此可以考虑将其并入电力调度自动化课程中讲授。由此,通过重新制订教学大纲,根据教学内容重新安排学时,可以使每一门课程的学时数得到合理安排。

2.实验优化

以往为促进学生理论与实践相结合的能力,每一门课程都配以相应的实验。该类实验的特点是与教材内容结合较为紧密,但主要以验证性及演示性实验为主,实验时间分散,实验内容缺乏系统化。学生通过实验只能片面地了解一部分课程内容,且只能了解部分设备的运行情况,缺乏对整个电力系统运行的深入理解。因此,有必要整合实验内容,将单一分散的实验课时整合为持续时间较长的整体的课程设计。

以上述四门课程为例,可以强调四门课程综合的课程设计,如要求学生设计某厂矿的变电所,从而考核学生电气设备选择、电气主接线设计、负荷计算等方面的知识。同时,还可以在此基础上增加继电保护装置的要求,并要求学生绘出遥信遥感的结构图,从而考查学生综合运用知识的能力,使学生能够通过课程设计,达到整体了解变电所设计运行的基本方法以及注意点,从而提高学生系统学习能力的目的。此外,还可以安排学生到临近变电站进行参观实习,让学生了解相关电气设备具体的作用,增强学生的感官认识。相较于以往效率较低的课程实验,这样可以极大地提高W生的学习效率,并促进学生知识的整体消化吸收。

3.考核优化

课程内容的优化必然带来考核内容的优化。以往由于课程知识点繁杂,学生在期末复习时需要记忆许多与本门课程内容关联度不高的知识点,而课程的核心知识点却由于复习时间紧而未能有效地掌握,从而影响了学生的成绩。因此,通过课程群内容的整体优化,每一门课程都有相应的重点内容,这使得学生能够在复习时能紧紧围绕课程的核心知识点展开,而将关联度并不高的内容放入课程群的其他课程中进行复习,从而提高每一门课程的学习和复习效率。这样既能够提高学生的学习成绩,也能使学生掌握合理有效的学习方法。

课程优化、实验优化以及考核优化有效地改善了教师与学生的教学及学习情况,使得教师讲授最优化,学生学习最优化,使学生在有效的时间内牢固掌握核心知识成为可能,从而实现了课程群建设的目标与意义。

三、结束语

本文针对建设的电力工程课程群,分析了课程群内不同课程的特点,从课程、实验、考核三个方面提出了具体的优化方案,为进一步推动电气工程本科生教育改革提供了参考。当然,相关优化方案还需在后续教学过程中根据实际教学效果不断地完善改进,这样才能使教学方法紧跟时展的脚步,使培养的学生能够符合社会对人才发展的要求。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 丁守成, 张爱华, 黄瑞,等.电工电子实验系列课程体系建设[J].电气电子教学学报,2015(6):98-100,104.

[2] 张涛,吴谨,熊庆国,等.电子电气类工程教育的探索与实践[J].大学教育,2013(5):30-31.

电气工程及自动化学的内容范文2

随着电力工业的发展,传统电力逐渐向智能电网转变,使电气工程呈现出电气技术与信息技术、计算机、智能控制以及新能源技术等多学科相互渗透融合的特点,也因此对电气工程专业的学生提出了更高的要求。电气工程专业的大学生是推动我国电气信息技术发展的主力军,其毕业后在工作岗位对专业所做的贡献将直接影响我国电气信息技术发展的水平。因此,合理设置专业课程,有效培养学生的实践能力,为电气工程专业输送高质量人才是高校的重要职责。其中,作为电气工程专业引导课程的《电气工程导论》担负着激发学生兴趣、建立良好专业认知的重要作用,具体体现在下面两个方面:

1.1为专业教育奠定基础

由于刚入学的新生接触的专业知识还不是很多,所以对这个专业以及如何学好这个专业、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《电气工程导论》这门课程的学习,学生可以对本专业进行初步的认识,构建初步的知识体系框架和培养方案,为后续的专业课程学习奠定良好的基础。

1.2教育心理学的体现

由于大学的教学与中学的教学的不同,需要指导学生有意识、有目的地改变学习方法,以适应大学的学习。该课程是为本专业大一新生开设的一门必修课程。通过本课程的学习,使学生认识到本专业的性质、特点、发展以及所学技术的作用和地位,了解与本专业相关行业的工程现状和发展趋势,本专业的培养目标、培养规格、基本要求、课程体系结构、教学计划安排和教学内容,以及本专业各阶段的学习要求、重点和学习方法,使学生树立正确的专业思想和学习观,促成中学到大学学习的良好过渡,建立良好的专业印象,激发学习兴趣,积极引导学生专业入门,使学生在大学时代能充分发挥学习主动性、积极性与创造性。

2《电气工程导论》教学体系及其特色

南京工程学院是一所以培养高等工程应用型人才的本科院校,其前身之一为南京电力高等专科学校,在电气工程教学方面形成了鲜明的特色和良好的积淀。《电气工程导论》课程的设置正是其培养特色的体现。

2.1培养目标

本课程是电气工程与自动化专业本科生的必选专业平台课程。目的首先是使刚入学的新生对将要学习的专业有全面深入的了解,迅速适应丰富多彩的大学学习生活,提前制定出比较完善的大学学习规划;其次是对电气工程学科发展的历史沿革、电气工程与自动化专业的学科方向、电气工程与自动化专业的发展趋势等进行了全方位的介绍,这样有利于学生对自己将要从事的专业有全面认识,以激发他们对后续的基础课程、专业课程的学习兴趣。通过本课程的学习,为学习后续专业基础课程和专业课程打下基础、拓宽视野,使学生与终身学习和职业流动的现代化潮流相适应。为现代社会培养知识广博、有创新和实践能力的高素质人才,并为学生更高层次的专业学习奠定坚实的基础,为个人今后的多向发展提供全面的准备。

2.2教学任务以及课程内容设置

学习的具体任务是要求学生掌握:电气工程学科及其涵盖的内容,电气工程学科在我国高等教育中的地位,电气工程与自动化专业本科培养目标与方案;人类对电磁现象的早期研究;电工技术的发展历程;电能利用与现有的发电类型,新型发电方式,发电、供电和用电的基本设备;中国电力工业的发展,电力工业的特点,电力工业在国民经济发展中的地位;电力系统及其组成;高电压与绝缘技术的产生和发展,高电压与绝缘技术的基本任务及特点,高电压与绝缘技术的理论基础及主要研究内容;电力电子技术,电气传动技术;电力通信技术,电力通信的现状及面临的机遇与挑战;自动化及其应用,自动化和控制技术发展简史等内容。该课程由课堂教学和实验教学两部分组成,其中课堂教学又分为教材学习与专题讨论,实验教学又分为演示实验和实验室参观。这样的课程内容设置既考虑了专业知识的学习又兼顾了专业兴趣的激发和培养。

2.3教学特色

经过多年的积累,本校《电气工程导论》的教学形成了自有的特色。

1)课堂教学与实验教学相结合

课堂教学是以专职教师为主导,以学生为教学主体的一种教学形式,具有广泛而有效的教学效果。在课堂教学中,倡导教师应用多媒体教学,通过插入大量电气工程和工程建设图片、相关视频或影像资料,使教学能更加生动形象,这样学生在学习中能更容易接受。实验教学则是通过演示、体验和观摩的方式对课堂知识的理解和巩固。本课程通过设置合理的演示和体验教学,以及参观电力专业实验室、发输电系统模型等方式,将书本知识以实物或实验示例的方式展现给学生,进一步加深理解,带动学生的学习兴趣和热情。

2)资深教师教学

专业概论所涉及的教学内容虽然不深,但却要求专职教师除了具备扎实的专业基础和教学经验,还必须能够了解行业动态和最新进展,知悉最新技术和发展趋势,并能够使学生全景式地了解电气工程领域的知识体系和应用前景。此外,面对没有专业知识基础的专业新生,如何在教学中高屋建瓴又深入浅出的教授课程内容,是对《电气工程导论》教师的一大挑战。因此,我们通常邀请具有多年教学经验的专业课教师教授该课程。

3)教材教学与专题讲座相结合

为了紧随学科前沿,开拓学生视野,同时丰富教学内容,我们采用教材教学与专题讲座相结合的教学方式。其中专题讲座主要包括两部分内容,一方面为科技前沿讲座,另一方面为学生自主专题讨论。科技前沿讲座邀请从事科研的教师对电力行业前沿科技进行介绍,例如新能源发电技术,智能电网技术,直流配电网技术等;学生自主专题讨论是由学生自主选题,自主组织的课堂讨论,通过这一环节的参与能够让学生主动学习,在激发学习积极性和专业兴趣的同时,加深学生对知识的理解。

3关于课程教学的思考

《电气工程导论》课程教学已形成完备的教学体系和教学方法,尤其是课堂教学与实验教学相结合,充分调动了学生的兴趣和积极性。在参与和协助该课程教学的过程中,笔者产生以下几方面的思考,在此提出以便与同行探讨。

1)从课程内容设置来看,该课程主要以传统电力系统知识为核心,虽然增加了专题讲座内容,但是在传递行业新兴技术方面仍稍息薄弱。若能在讲解完电力系统基础概念后,采用视频、图片等生动素材对新兴技术进行更多的介绍,更能激发学生的学习兴趣以及专业憧憬。

2)从学生自主专题讨论的选题情况来看,学生多以行业就业形势、就业去向、人才需求和大型电力企业简介为课题,而在课程内容中,关于这方面的介绍相对较少。若能增加这方面的图文讲解或邀请企业工程师对未来工作状况进行介绍,对于学生全面认识专业以及合理设定培养定位十分有益。

电气工程及自动化学的内容范文3

关键词:航海类高校 轮机工程专业 电气自动化 教学模式

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(b)-0123-02

21世纪,随着各国对海洋的重视,不断的开发,己经成为沿海国家面临的战略任务。纵观历史上世界各国强弱的更替,有着各种各样的原因。但在史学界普遍认同一个观点,海洋强是国家强的必要条件。海洋事业中最重要的组成部分是航运事业,航运在任何一个沿海国家的发展历程中,发挥着重要的关键作用,并对整个国民经济影响非常大。航运的发展离不开航海类高校的发展水平,航海类高校为航运提供人才支持和智力保障以及科学研究,而这些的基础就是航海类高校课程的建设。轮机工程作为航海类高校的特色专业和主干专业,是航海类高等院校的核心专业之一。

船舶所有运转的机械设备都离不开电气及自动化。目前,各航运企业迫切需要机电合一的轮机综合管理人才[1]。电气及自动化类课程一直是轮机工程专业的必修和主课程。根据STCW78/95公约规定,船舶从2002年2月1日起不再强制设电机员,因而,以前电机员完成的工作任务将由轮机员来承担[2]。STCW公约2010年修正案(马尼拉修正案)也对船员培训以及适任证书等方面提出了新的要求。这就使得电气自动化类相关课程在现有的教学模式下需加以改进,以保证轮机专业毕业的学生能够更好的适应工作环境。在过去轮机工程专业培养人才方面,一直是以机为主,以电为辅。轮机员在实际工作中偏重于机械设备的管用养修,而电气自动化方面只要求要能了解电机、电站和电气控制系统的管理维护知识,能进行一般的故障诊断即可。新规定的实施,促使在专业培养教学中,在维持机方面的深度以外,电气自动化也变得非常重要。

1 轮机专业电气自动化类课程现有教学模式

1.1 电气自动化类专业课程的内容及教学要求

电气自动化类专业课程主要包括《船舶电气及设备》、《轮机自动化基础》即《自动控制原理》、《轮机自动化》、《船舶电站》等相关课程的教学。其内容涉及到船舶上的所有跟电气相关的设备以及自动控制系统的讲解。

很好的掌握电气自动化类相关课程知识是一名合格的轮机员必备的素质。开设此类课程的主要目标和要求是:培养航运企业需要的机电合一的具有一定管理维护、分析解决问题的能力的轮机综合管理人才;在理论与实践相结合中,培养德才兼备的专业人才;在理论的指导下,提高综合管理能力;同时,还要与国际专业人才培养相接轨。培养出能独立承担相应的轮机管理人才[3]。

1.2 讲授为主,应试为主的教学模式

电气自动化类相关课程在传统的教学模式中,主要以讲授为主的教学模式,相对于主、辅机、动力设备等相关的课程,实践教学环节较少。学生以应试为主,考试及格为唯一目标,在新规定实施之前,不涉及到适任证书的培训及考试。在一些具有一定优势航海类名校,如大连海事大学等高校,设有电气方面的加强班,专门培养电气自动化方面突出的人才。在大部分航海类高校,电气自动化仍然是以传统教学模式为主。

2 电气自动化类课程现有教学模式存在的问题

传统的电气自动化类课程的教学模式,对课程不够重视,同时也存在很多的问题。面对新规定的实施,新形势下有新的要求,此类课程传统教学模式中存在的一些问题更加暴露无疑,具体有以下几个方面。

2.1 强机弱电,电气自动化方面要求较低

在传统的教学模式下,主辅机和动力设备的教学一直是轮机工程专业教学任务的重中之重,占有的课时量非常之大。电气自动化方面,一般高等高职院校的教学模式仍是以了解为主,教学质量要求较低。对于已经上岗的两年以上的轮机管理专业毕业生,大部分缺乏电气方面知识,对于自动化系统、仪表等方面的知识更是一头雾水,进而限制了实际能力的发展。很多轮机员在船上工作到了一定职位后,电气自动化方面知识的缺陷就凸显,使得船舶航行中,对电机员的依赖性依然很大,机电一体化成为了一句空话。

2.2 应试教育模式,学生综合技能差

航海类院校的培养学生最基本的是要求其通过海员适任证书的考试。院校在培养轮机专业学生的总体情况中,电气方面的知识较薄弱。随着船舶技术的发展,船舶的自动化程度越来越高,对轮机员的电气理论知识和技术能力要求也越来越高,并且轮机员在补充电类知识之后的实践证明,轮机人员的各个方面的能力还未能达到船舶电气教学的目标[4]。主要原因是现有教学计划中实践性项目是针对三管轮适任证书考试制定的,着重强调应试实训,没有强调能力的培养。在新规定实施之前,电气自动化类课程非考证科目,应试教学的模式往往容易忽略非考证科目的培训和指导。

2.3 实践训练少,实践技能培养效果差

过去,由于实践教学大多作为一种辅助教学,教学管理部门对实践教学课程考核没有具体的规定和要求,存在较大的随意性以及人为因素的影响。而作为实践教学的场所实验室,由于缺乏规范化的管理,以及资金的短缺和设备的陈旧,一部分教师和实验技术人员缺乏对实践课重要性的认识,致使实践教学的质量不高。有很多院校,在电气自动化类课程的教学过程中,没有强调实践能力的培养,并且存在实训时间短、训练人数多、训练内容陈旧等原因,导致学生实践操作技能的培养效果较差。

3 新形势下的电气自动化类相关课程的教学工作

不管是为了应对STCW公约2010年修正案对船员培训以及适任证书等方面提出的新要求,还是从全面培养船员实践技能,为航运界提供全面综合人才的方面出发,电气自动化课程教学模式都需要做出一定的变革。具体有以下几点建议。

3.1 调整教学计划,优化教学内容

轮机工程专业课程杂而多,一直为学生所诟病。现在又要在电气自动化方面增加课时量,显然,教学难度很大,很难达到预期的效果。因此有必要进行优化教学计划,精简教学内容。结合轮机专业的特点,为了让学生在有限的课时内掌握相关的知识,符合海事局实操评估的要求,顺利通过大证考试。例如,可以把《自动控制原理》与《轮机自动化》两门课放在一个学期,把这两门课程的课时量相加后再压缩,更好的把握重点。在考证复习的时候,又可以把电气以及自动化的所有相关课程作为一门课程来上复习课,把它们之间关联的题目交叉讲解,使得学生能够更系统的掌握知识。

3.2 进行创新型教学,提高学生综合能力

学习室一门枯燥的事情,如何培养学生的兴趣,需要我们在实际的教学工作中不断的摸索,探讨和总结。每门课程的学习都具有相通性,例如,“机”是轮机管理人员的强项,在讲解“机”方面课程的同时,稍微介绍下控制方面的内容,在在讲解电气自动化方面内容的时候,引导学生回忆动力系统的他们已经学懂了的知识,提高他们学习的积极性。这样教学内容就显得具体、丰富和完整,学生就比较容易理解和接受。学生走上工作岗位以后,在分析各种故障时,能做到机电方面综合考虑。

创新型教学有利于充分调动学生的积极性,能动性,发挥学生的主体作用,使学生在掌握知识的同时发展创新能力。比如,在上课讲解到某个控制系统如何实现的过程,可以把系统的每个部分进行角色分工,让同学们分别扮演不同的角色,完成整个系统完成的任务,这样,就把抽象的问题具体化,学生也能够更容易的接受抽象的知识。

3.3 注重实践教学,提高学生动手能力

对于技术类操作类工作人员,动手能力才是真正工作所需要的。根据IMO的STCW78/95公约的新求,国家海事局规定在校航海类学生必须经过电气部分实操考核后才能参加适任证书的理论考试,新规定更是在电气方面有所增加。在校学生动手能力的培养主要取决于实验室其效果直接影响学生的综合素质。加强实验教学,提高动手能力,首先教师本身要提高对实验教学重要性的认识,不能重理论轻实践,重课堂教学轻实训操作。其次学生是实验教学的主要参与者,因此有必要让每位学生从思想上端正学习态度,切实感受到实践环节对船舶机电管理人员的重要性,提高实验教学的效果。最后,对于一些实验仪器的,一定要求其准确性和适用性。作为教师,要与实验室工作人员经常沟通,使得实验室的仪器设备跟的上最新的实验要求,对于一些陈旧设备,需要及时报告更换。这样学生才可以在实践教学中更加接近以后的工作实践,使得学生综合能力有更大的提高。

4 结语

轮机工程专业是航海类高校专业的核心专业之一,新形势,对轮机员的要求也在不断提高。电气自动化类专业课作为轮机专业的主干课程,很好的掌握这些课程是合格的轮机员必备的技能。本文从轮机工程专业电气自动化课程的设置及教学现状出发,介绍了电气自动化类课程现有的教学模式。并分析了在新形势下电气自动化课程现有教学模式下存在的问题。主要从传统航海类高校在轮机工程专业方面强机弱电,对电气自动化方面要求较低;在过去采取以应试为主,学生综合技能较差;实践训练少,实践技能培养效果差几个方面阐述传统教学模式的弊端。最后,文章针对这几个方面存在的问题,提出调整教学计划,优化教学内容;进行创新型教学,提高学生综合能力;注重实践教学,提高学生动手能力等几方面的提出建议。探讨新形势下如何进一步的做好电气自动化类相关课程的教学工作,以实现航海类高校轮机工程专业培养全面的航海类人才的目标。

参考文献

[1] 严华,陈景锋.关于轮机工程专业电类实验教学改革的思路[J].航海教育研究,2003(3):48-50.

[2] 中华人民共和国海事局.中华人民共和国海事局适任考试大纲[M].大连:大连海事大学出版社,2006:173-189.

电气工程及自动化学的内容范文4

【关键词】电气自动化技术 实训基地

近年来,我院电气自动化技术专业经过评估与示范二个阶段的建设,在实践教学环节建设方面走出了一条较有特色的路线。本文以校内实践教学为例,在实训设备规划、功能实现和实训体系运行中的一些做法,力求实现学生培养的“三零”目标。

一、研究区域经济及学生现状,使实训基地定位准确

电气自动化技术专业是一个跨学科、跨行业的专业,它在工业、农业、国防等领域,在装备制造、石油、化工、机电、冶金等行业都有着广泛的应用,它是一个“宽口径”专业。口径宽,实训设备就很难定位,设备定位不准,其他所有实践教学目标的实现都是难上加难,所以实训基地的定位问题是一个比较重要的问题。针对这个问题,电气自动化技术专业实训基地建设伊始,专业建设团队、兼职教师和用人企业就经过多次的研究,针对目前高职院校电气自动化技术专业实践教学中,存在着实训内容分散、缺乏系统性,实习设备新技术含量不高,实训设备与生产实际相去甚远,不能很好地服务于地方区域经济和部分院校实训设备定位过高等问题,结合区域经济发展现状及我院电气自动化技术专业学生的实际状况,在示范建设资金有限的情况下,购进了机床电气考核实训装置、数控机床电气控制实训装置、光、机、电一体化实训装置、工厂供电实训装置、透明电梯实训装置、过程控制实训装置、变频恒压供水实训装置和楼宇智能化实训装置等。我院购进的自动化技术实训基地设备的数量不是最多的,但是购进设备的种类肯定是最多的,针对这些实训装置,我院电气自动化技术专业从实训内容、实训教学方法、考核方式等方面进行了改革,按照“能力递进”的原则理顺了实践教学顺序,形成了基于岗位能力的高职电气自动化技术专业“多层化”校内实践教学体系。该实训基地的建成既保证了在功能上与企业力求一致,满足了用人企业对于技能的需求,又能实现对上述设备进行二次开发,既保证学生的可持续发展,又兼顾了实训基地的可持续发展,这在全国实训基地建设中也是不多见的。

二、在实训过程中,引入工程实践环节

工程实践训练是高职院校急需要加强的实践教学内容,将工程实践训练引入到实训教学过程中,使工程教育内容与实训内容与时俱进,充分体现现代工业控制的现状和需求,使学生置身于工程实践的环境中,培养学生对现代工业控制领域中电气元器件的选型,能根据控制要求完成从设计、安装、接线到调试的各个环节,加强学生对国际通用及国家所颁布的电气相关技术标准和设计规范的应用训练,学习并积累工程现场处理问题的应变能力和经验,达到对工程意识的全面、深刻的理解。

在实训内容上,我院电气专业的工程实践训练内容主要分三个层次:基础层次是针对一、二年级的学生,具有电工电子知识和电机及控制知识;综合层次是针对二、三年级的学生,具有一定的PLC、变频器、触摸屏及检测技术知识;创新层次是针对二、三年级的学生,并且是参加了电气自动化技术专业技能大赛取得名次,申请加入电气专业“创新实践室”,并且获得批准的学生,在前期实践训练的基础上,完成针对实训设备的二次开发。

基础层次训练的内容包括:(1)电气安全基本知识及电工工具的正确使用,训练目的是使学生学会认识常用的电工工具及正确的使用方法,使学生达到工程实践的工艺标准和技术要求,以免对电气设备的安装、运行带来隐患等。(2)常用低压电器在工程设计当中的选型能力、故障的检测能力等,提高学生在工程实践中分析问题、解决问题的能力。

综合层次训练内容包括:(1)电气控制领域中针对PLC、变频器、触摸屏及检测技术的综合设计及安装训练,在以上训练的基础上,逐步加强有关工程综合素质的培养,针对性地介绍国家颁布的电气设计的相关技术规范及标准等,将有关技术规范贯穿于从接线端子的连接、低压电器的使用、标准图纸的阅读能力,到独立实现综合设计。以典型的工程实际方案为例,将电气布置图、安装图、设计方案论证、配电安装及调试等综合能力予以全面培养。(2)模拟施工现场实际问题的解决方案介绍根据实际处理现场问题、事故案例的经验教训等。如:电气布线图、电气安装图、电气原理图等绘制标准及规范,增强工程综合素质的责任感和安全意识。

创新层次的训练内容是为了实现对学生在工程训练方面的创新能力培养,针对企业中的电气控制,结合学生的能力和特点,在实训设备上进行设备的二次开发,使学生提前进入实际工程项目,使他们能适应高新技术产业和科技含量更高的职业岗位,具有更强的技术应用能力和创新能力。

三、在实训考核中引入项目教学

上述每一个阶段的实践教学,我们都是只把任务发给学生,学生可以利用各种手段查阅资料,自行设计工艺过程,并在实训基地进行组装与调试,最后完成任务并交出一份报告。我们根据学生完成任务情况,并参考实训过程中学生的专业态度、参与程度、协作精神、领导能力等来评定成绩。这样大大刺激了学生的学习主动性和创造性,真正从基于岗位能力方面提高高职电气自动化技术专业实践教学效果,为实现学生培养的“三零”目标打下坚实的基础。

【参考文献】

电气工程及自动化学的内容范文5

理论联系实际,在实践工作中检验理论、提升理论,是企业对毕业生的要求。理论指导实践,在实践工作中运用科学的理论指导实践,是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职,体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验,工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压,空载容量应小于调压器容量的50%,试验电流为额定电流的1‰~1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时,空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压,原边电流达到额定值时,测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象,联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识,加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求,已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高,已达到“无人值守,少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中,笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。

2电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用

2.1教材选用目的更加明确

教材是高校实施培养计划的重要介质,直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。

2.2培养学生更具有方向性

现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求。扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。

2.3将工作经验融入教学

将宝贵的工作经历融于课堂教学,可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。

2.4将企业中应用的前沿技术带进课堂

随着数字化电站、智能电网的建设,大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。

3结语

电气工程及自动化学的内容范文6

关键词:电气工程;实验教学现状;实验平台;教学手段

作者简介:甘辉霞(1974-),女,湖北公安人,三峡大学电气与新能源学院,高级工程师。(湖北 宜昌 443002)

中图分类号:G642.423?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)33-0065-02

一、电气工程实验教学现状分析

目前我国电力行业已经全面进入微机、网络、智能化时代,构建专业方向综合实验平台,建立模块化、分阶段、多层次的实验教学体系已成为当前国内高校电气工程专业实验教学改革的热点和关键问题。[1]

当前我国高等教育实验室教学实践中存在很多问题。其中包括:实验室建设经费不足,实验教学平台水平低且功能单一,并且教学实验室和科研实验室相互独立,导致传统教学实验手段和内容落后,科研实验室又对学生开放不足,使得实验教学内容与理论教学和实际工程脱节,因而对学生吸引力不强,导致学生往往不重视实验课。[2]

2011年11月,三峡大学电气工程及自动化专业获得第二批“卓越工程师教育培养计划”,培养的目的是培养造就一批创新能力强,适应现代电力工业发展的复合型工程技术人才。自获得该计划以来,学院以提高人才培养质量为目的,以相关课程的任课教师和实验教师为基础构建教学团队,优化资源配置,对传统实验室进行改造,充分发挥实验教学、科研和产学研合作功能,强化学生的实践和创新能力的培养,实施卓越工程师培养计划。

二、实验教学模式改革与实践

1.实验平台建设

(1)传统实验平台存在的问题。电气工程及其自动化专业传统的实验包括课程实验和综合实验两部分内容。

1)课程实验以验证性实验为主。一般会根据二次原理图完成实验装置的接线,通过对装置加电流、电压信号对装置进行测试,并观察装置动作结果,记录相关的实验数据,以此来验证理论教学中所学的基本原理。就实验本身而言,实验目的比较明确,但因实验内容较少且过程单一,不能有效的提高学生发现问题、分析问题和解决实际问题的能力;再加上因平台落后、设备功能有限造成能实际开设的实验内容更少,根本无法满足当前的教学需要。

2)综合实验室硬件条件与当前电力系统的应用现状及其对人才的培养要求相比存在较大差距。以继电保护实验平台为例,差距主要表现在:第一,保护种类较少,不能涵盖整个电力系统。当前只有线路保护、变压器保护,缺少发电机保护、母线保护、断路器保护及配网保护。第二,保护装置落后,元器件还是以电磁型继电器为主,微机线路保护年代久远,与电力系统的实际情况相差甚远。第三,测试设备及测试手段落后,与工程实际差别较大。目前工程调试中,对现场电气量的模拟均采用继电保护测试仪、信号发生器等完成,而实验教学则主要使用调压器、行灯变、移相器、滑线电阻等,这些设备在测量量程、准确度、精度方面根本达不到要求,从而导致很多实验无法进行。

基于这样的情况,为了适应培养计划的需求,必须对当前的实验平台进行全面的改造,建立与当前电力系统的实际发展水平相适应的实验平台。

(2)实验平台建设。以继电保护实验室为例,目前已经建成了包括发电机、变压器、母线、断路器、线路及供配电系统的微机继电保护实验平台,并配置了多套先进的继电保护测试仪,故障采集及分析软件。实验装置的种类、功能大幅度提升,实验教学内容可以覆盖从基础元件到整个电力系统的各个层次,为构建模块化、多阶段、多层次的实验教学体系奠定了坚实的平台基础。

在实验过程中学生不但可以根据主接线的状态选择相应的保护类型,确定保护配置,而且可以依据保护原理自行设计保护类型,计算保护定值,确定参数,并通过实验平台检验动作逻辑及保护动作情况。图1为微机继电保护实验平台。

2.教学内容改革

在新建实验平台的基础上,从以下几个方面来合理的安排教学内容。

(1)从课程出发安排教学内容。电气工程的理论课程包括:“继电保护”、“自动装置”、“高电压技术”、“电力系统分析”等,与此相关的课程实验一般以元件实验为主,同样包括继电保护元件实验、自动装置课程实验、高电压技术实验。

在现有的实验平台上,元件和装置已合为一体,可取消继电保护元件实验室,课程试验可在综合实验室内完成。而经过改造后实验室功能更加完善,实验内容可以涉及到实验原理的各个环节,包括:硬件电路、保护定值修改和固化、元件定值校验、动作特性实验及动作报告故障分析等。这样既可以节省场地和资源,同时又可以制定更加丰富的实验内容,从而改变了以往课程实验内容少、手段单一的缺点。

(2)从实际工程出发安排教学内容。技术应用型电气工程及其自动化专业培养方向根据工程实际和社会需求,全面强化实验教学环节,对实验教学内容进行全面整合和优化。三峡大学电气与新能源学院紧密结合工程实际和电力行业需求,设置了以下专业综合实验:微机继电保护综合实验、综合自动化实验、水电仿真实验以及电气设备检测实验。下面以微机继电保护综合实验为例介绍实验内容的安排。

微机继电保护综合实验分为微机保护软件设计实验和微机保护屏体实验。在软件设计实验中,学生可以完成以下实验内容:一是编制保护软件主程序。一般包含三个基本模块:初始化和自检循环模块、保护逻辑判断模块和跳闸处理模块。二是设计数字滤波器。三是微机保护算法实验。完成软件设计并在微机实验平台上运行,可以作为课程设计和毕业设计内容。

微机保护屏体实验以发电机微机保护为平台,学生可以完成以下实验内容:一是数据采集系统实验。包括零点漂移检查,电流、电压精度检查,电流、电压变换器线性范围检查。二是保护定值校验及动作特性实验。三是开关量输入软件及硬件回路定义设计。四是开出量输出、跳闸回路及软/硬压板的投/退检查。五是模拟各种保护动作,形象直观的观察保护动作情况,打印并分析故障报告。[3,4]

(3)从学生出发安排教学内容。教学以学生为主体,实验教学的内容设置及教学方法要适应“自主学习”的教学理念。[5]这就要求教师因材施教,认真组织教案,实验教学的内容公布在学校求索学堂网站上,不同专业、不同层次的学生可以根据自身特点选择实验项目与内容,教学过程中教师以问题式和引导式实验教学为主,注重启发引导学生,整个实验只提要求和目标,具体实验的设计、实验前的分析及实验后数据的处理都应该由学生独立完成。

例如:在微机变压器保护实验教学中,首先可以提出需要进行的实验项目:一是变压器主保护(变压器差动或零序差动);二是变压器后备保护(复压闭锁过流保护或零序方向过流)。然后,根据所选的试验项目确定实验内容,其中包括:回顾和复习变压器保护的基本原理;熟悉保护回路(交流电流电压回路、输入输出回路);熟练使用继电保护测试仪;在实验平台上实现保护功能;观测动作结果,记录实验数据并进行分析。实践表明,以学生为主体,推出“自主学习”的教学理念,将会使学生学习的积极性大大加强,很好地激发了学生对理论课程所介绍的专业知识的浓厚兴趣,具有很好的教学效果,也能很好地满足技术应用型本科人才培养的要求。[1]

(4)探索实验室开放管理,通过产学研合作的形式,建立稳固的校外实习基地,为在校学生提供进入企业见习、实习的机会。目前已与湖北超高压输变电公司宜昌输电公司、宜昌电力勘测设计院有限公司签订产学研基地合作协议。积极鼓励学院教师与电力企业加强合作交流,及时了解先进的电力技术,依靠行业和企业办学,形成相互支持、相互依托的互动式产学研结合基地,有力地保证了学生实践能力与创新能力的培养。

3.实验室队伍建设

学院十分重视人才引进和校内人才的稳定和培养。实验室队伍也在不断壮大,如引进年轻的博士担任电气工程实验教学中心的负责人,鼓励支持中青年实验人员学习进修提高学历,招聘具有硕士以上学历的有能力、有事业心的毕业生充实实验队伍等。定期召开教学研讨会议,就培养模式、培养方法多方探讨,转变实验教师教学模式,提高实验教师的教学水平。一个高水平的实验指导教师要能够分析未来社会及其对人才的要求,探索技术应用型人才教育的内涵和实施教育的具体做法,使大学生的成长发展符合时代的需要并善于结合学生的理解水平实施教学。[6]

三、小结

本文从当前电气工程实验教学中存在的问题出发,对当前实验平台进行了改造,经过一学期的试运行和教学,新的平台不仅能满足理论教学需要,与实际工程结合更加紧密,进一步改善学生应用能力以及工程实践中解决问题的能力,还能提高学生的工程素质和实践能力,为实现“卓越工程师教育培养计划”提供更好的实验平台。另外,从理论教学、工程实际出发对实验教学内容进行了改造和完善,通过产学研合作形式,依靠行业和企业办学,形成了相互支持、相互依托的互动式产学研结合基地,为培养造就适应现代电力工业发展的复合型工程技术人才奠定了坚实的基础。

参考文献:

[1]陈国初,王海群,刘军.技术应用型本科电气工程及自动化专业实验教学改革[J].电气电子教学学报,2008,(7):108-110.

[2]丁坚勇,饶凌平.加强大学生实验教学,培养电气工程高素质人才[J].中国电力教育,2007,(1):111-113.

[3]李秀琴,李华.微机继电保护实验教学的改革[J].实验室研究与探索,

2008,(4):108-110.

[4]高亮.电力系统微机继电保护[M].第二版.北京:中国电力出版社.

[5]何茂刚.高等学校教学实验室的问题及解析[J].实验技术与管理,