发布时间:2023-09-18 16:31:06
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[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0121-02
一、引言
广西科技大学于2009年开设了电气工程与自动化本科专业,并于2010年开始招生。为更好地适应专业发展需求,按照科学规范、主动适应、继承发展原则,经国务院学位委员会和教育部批复,2013年学校将电气工程与自动化专业名称调整为电气工程及其自动化。新的电气工程及其自动化专业是学校重点建设的专业之一,通过投入相应的课程和实验、实训条件建设以及师资队伍建设经费,该专业的办学条件有了较好的改善,综合实力有了较大的提升。根据本科人才培养方案的指导思想要求,我校电气工程及其自动化专业主要以培养电气工程及其自动化相关领域的设计、运行、安全、维护和管理的高级应用型工程技术人才为主。针对专业结构调整、专业特色、人才培养定位,我校对电气工程及其自动化专业课程体系的构建进行了改革与探索,以增强课程体系与专业培养方向、专业需求的适应性、应用性和先进性,制订充分体现学校办学特色,考虑区域经济发展、行业应用背景、就业导向等因素的切实可行的人才培养方案,为实现应用型人才培养新目标奠定基础。
二、应用型人才培养的分析与定位
我校为一般本科院校,应属于中国高等学校人才教育培养定位的第二类[1],即培养理论基础较扎实,实践能力和创新意识较强,具有一定的工程应用能力,毕业后主要从事各种技术或管理工作的应用型人才。根据《教育部关于“十二五”期间加强学校基本建设规划的意见》提出的“积极探索高等学校分类管理,进一步明确区域内高等学校的发展定位和服务面向”的要求,在充分体现《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》精神、充分体现广西经济社会发展对高等教育新要求的基础上,结合自身实际,我校于2014年制订了“突出优势,通过分类指导,整合资源,实现错位发展、优势互补,建设有特色高水平应用型大学”的发展目标。
电气工程及其自动化专业是一个宽口径、与相关学科有较强的渗透性和融合性且实践性较强的专业。该专业是由原专业目录中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、电气技术四个强电类专业合并而成的专业,内容较为广泛。具有强电与弱电、电工技术与电子技术、硬件与软件、元件与系统相结合的特点[2],是典型的“复合型”专业。我校电气工程及其自动化专业是在自动化专业的基础上新开设的专业。自1993年开办以来,自动化专业先后成为广西壮族自治区本科重点建设专业、自治区优质专业、广西高校优势特色专业、国家级特色专业、学校首批“卓越工程师教育培养计划”试点专业和专业评估(认证)建设试点专业,在师资、办学条件等方面具有明显优势。原电气工程及其自动化专业的课程体系基本是在自动化专业的基础上通过适当修改和增加强电类课程后形成的,具有“强弱结合、适当偏弱”的专业特色。经过近5年的建设和发展,专业师资、办学条件等方面有了明显进步和改善,但专业基础、实验条件和师资力量仍然有限,专业总体上处于较低的水平。为充分体现学校新的发展定位规划目标,紧密结合当前智能电网、电力电子与新能源的发展及社会人才需求的变化,新的电气工程及其自动化专业突出了“强电为主、弱电为辅,电力电子技术及应用与电气控制相结合”的专业特色。通过应用型人才培养,使学生毕业后可到电力设计、电气制造等企事业单位从事与电气工程及其自动化相关领域的设计、运行、安装、维护和管理等工作。
三、专业课程体系的构建
专业课程体系的构建本着加强基础理论、优化课程结构、强调应用能力和加强实践环节的原则[3]设置专业课程及专业方向课程模块,并按照“大平台+小模块”构建专业课程体系。大平台是指通识教育平台、学科基础课平台和集中实践课程平台,小模块则是指专业课程和专业方向课程模块。为了更好地适应专业发展,新课程体系突出了电气工程及其自动化专业的“强电为主、弱电为辅”的专业特色,并按照“厚基础、宽口径,重实践、强应用”的应用型人才培养模式进行设置。结合当前电力工业发展前景及现有师资力量,将原电气工程及其自动化专业的两个专业方向(企事业供配电与自动化、楼宇供配电与智能化)调整为新的专业方向(电力系统及其自动化、电力电子技术及应用),其专业方向课程设置对比见表1,并在此基础上构建电气工程及其自动化专业的新课程体系,见表2。
表1 新旧专业方向课程设置对比
表2 新的电气工程及其自动化专业课程体系
表2中,通识课教育平台旨在提高学生基础理论、基础知识及相关领域知识等方面的综合素质,训练学生的科学思维方法,并培养学生的适应能力和发展潜力。此外,通识教育在创新人才培养中的完善学生知识结构、提高学生综合能力、培养学生健全人格以及促进学生全面发展等方面起着十分重要的作用。[4]学科基础课平台的目的是在充分考虑专业今后拓宽口径需要的基础上,让学生全面获取电气工程学科的基础知识,为后续专业课程学习打下坚实的基础。专业课程模块以培养学生的专业特长为主,适当考虑地方经济、产业特点及社会需求,紧紧围绕专业方向,并突出专业特色。实践教学是工程应用型人才培养必不可少的教学环节,集中实践课平台主要涵盖了专业实习教学和综合训练教学两大模块[5],加上课程实验教学模块,构成了专业的实践教学体系。除基本的实践教学环节以外,鼓励并积极组织学生参加各种层次的创新创业训练计划项目、“挑战杯”大赛、自治区级和国家级电子设计大赛等科技创新活动,使学生在学习专业理论知识的同时,还可进一步了解专业的新知识、新技术和新领域,更好地养成分析问题、解决实际问题的能力,提高实践创新能力和综合应用能力。
四、结束语
科学定位是决定专业人才培养目标的关键所在,构建适宜的课程体系,是实现培养目标和提高人才质量的核心所在。[6]电气工程及其自动化专业具有很强的实践性,对于专业理论的教与学,必须建立在工程实际的基础之上。应用型电气技术人才不仅要具备扎实的理论知识,更重要的是具有较强的动手能力和创新能力。因此,在构建科学合理的课程体系的基础上,还必须建立更有助于提高学生工程实践能力和创新能力的多层次、全方位的专业实践教学体系,这样才能为今后培养出大量合格的高级应用型电气工程技术人才提供更有力的保证。
[ 注 释 ]
[1] 谢妍,毛哲,李素芬,等.应用型创新人才培养要求下电气工程专业方向课程体系研究[J].中国电力教育,2012(3):74-75.
[2] 黄文力,何琳琳.电气工程及其自动化专业应用型人才培养探索[J].中国电力教育,2013(8):5-7.
[3] 刘燕.地方应用型本科专业课程构建的思考――以电气工程及其自动化专业为例[J].中国电力教育,2010(32):103-104.
中图分类号:G642 ; ; ; ; ;文献标识码:A ; ; ; ; ;文章编号:1007-0079(2014)17-0040-02
今天,电气工程这门学科已经走过了一百多年的风风雨雨,为人类社会的进步提供了强大动力,使人类社会从蒸汽时代进入了电气时代;从过去简单的晶体管发展到今天复杂的电力电子器件,从简单的独立供电电源发展到今天大区域电力网络,这些繁荣的发展都要归功于电气工程领域学者付出的艰辛探索。
电气工程这个学科领域在我国的起步较晚,与世界上一些发达国家存在一定差距。电气工程及其自动化是电气工程这个大学科下的一个本科专业。而对这个专业本科生的培养,高校教师是有责任的,主要是按照优秀电气工程师的目标进行培养,激发他们的创造力,培养他们学习的主观能动性,挖掘他们的学习潜能,发挥他们各自的特长。
然而,在笔者平时的教学工作过程中以及业余时间与学生的交谈中发现,很多学生对于所学知识很迷茫,总觉得所学的知识在未来的工作中没有多大意义。之所以会出现这些问题,表明了学生对所学知识的认识不够,这样会影响学生对学习的积极性和主动性。为此,电气工程及其自动化专业人才的培养模式迫切需要改革,改革那些刻板的原始培养方案,尽最大努力激发学生内心的创造力,让他们坚信在电气工程领域能有所作为,调动学生的学习积极性。
一、创新型人才培养的科学定位
科学定位是电气工程及其自动化专业创新型人才培养模式研究的关键因素。在电气工程及其自动化专业人才培养中,一定要以学生的发展为中心,以市场的导向为依据优化培养方案,以地方为依托提高学生的就业质量,加强电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践,强化课程体系建设和改革,注重学生实践和创新能力的培养,确保教学质量。加强校企合作,提高学生的实践动手能力,同时让学生认识到理论指导实践的重要性,让学生明白学有所用、学有所长的道理。具体定位目标如下:
1.专业培养目标
本专业培养适应21世纪社会主义现代化建设需要、综合素质高、应用能力强、基础扎实、知识面宽、以强电为主、强弱电相结合的人才。
2.毕业服务面向
立足包头,服务周边,面向蒙西地区,辐射全国。毕业生主要为蒙西地区的电力行业和工矿企业的自动化技术行业的经济发展服务,并辐射全国电力行业和其他领域。
3.专业发展方向
本专业可分为三个专业方向(电力系统及其自动化、工业自动化、新能源发电技术),前两年实行通识教育。大二的第二学期末,学生根据社会人才市场的需求和个人特长自选一个方向进行专业技能学习。
二、创新型人才培养的教学内容与方式改革
1.教学内容改革
在教学内容改革方面,通过“优化理论课程,强化实践环节”,重点体现了两个并重,即“基础与前沿并重”、“理论和实践并重”,以满足“宽口径、创新型”的高素质人才培养要求。
通过对国内同行院校的调研以及师生座谈会上的论证,我院电气工程及其自动化专业课程教学内容改革已势在必行,主要骨干课程改革如下:
(1)“电力系统稳态分析”和“电力系统暂态分析”课程优化。“电力系统稳态分析”为64学时,包括10学时实验,另外还有一周课程设计;“电力系统暂态分析”为56学时,包括8学时实验。由于这两门课程内容比较多、内容抽象较难理解,课内学时达120学时。根据内蒙古科技大学的办学特色,为此要进行改革,但仍开设“电力系统分析基础”(64学时)和“电力系统稳定”(24学时),分别在第5、第6学期开课。并相应增加5周的实践环节,分别为电力系统课程设计(3周,第6学期开设)、电力系统综合实验(1周,第7学期开设)和电力系统数字仿真实训(1周,第7学期开设)。
(2)“电机学”。“电机学”是电气类专业的一门主要技术基础课,其特点是理论性强、概念多、与工程实际联系密切。通过本课程的学习应使学生获得有关电机的基本理论、基本分析方法和基本实验技能,为进一步学习专业课和从事专业工作打下坚实的基础。为此,电机学由原来的56学时增加到80学时,其中包括10学时的实验课。
(3)工程电磁场。工程电磁场是电气工程及其自动化专业的技术基础课之一。设置本课程的目的是让学生从整体上掌握电磁场的基本定律、基本理论和基本分析方法,了解电磁场边值问题的表述以及数值计算方法。了解电磁场方法在电气工程中的应用。为此,工程电磁场教学内容由原来的40学时增加到48学时。
一、应用型本科人才培养的特点
应用型本科教育的任务是培养面向生产、工程、管理和服务等一线的高级应用型专门人才,它既不是基于技能的职业型教育,也不是基于理论的研究型教育,而是培养介于技能应用型和工程研究型之间的工程应用型人才。专业建设围绕“重基础、宽口径、强实践、擅应用”的应用型人才培养目标,通过加强师资队伍建设和实验室建设,加强产学合作,将其建成特色明显的应用型工程技术专业,培养具有较强实践能力和创新精神的应用型高级工程技术人才。
二、实践教学在电气工程专业人才培养中的重要性
1.目标定位
应用型本科实践教学必须是专业技术应用能力和专业技术理论有机的结合。因为是针对高科技部门、技术密集产业培养高级技术应用型人才,故要求具有一定的基础知识理论、具有较高的综合素质、具有较强的实践能力和适应性,具有一定创新潜力的技术和技术开发能力,具备解决工程实际问题能力的现场工程师。除此之外,实践教学在培养过程中还可拓宽专业面和知识面,加强学生创新能力和实际工作能力的培养,实现后续发展。
2.学科特色
我校电气工程及其自动化专业是湖南省普通高等学校重点专业,其二级学科电机与电器是湖南工程学院重点建设学科。电气工程学科专业坚持培养应用型工程技术人才,在全国电机、电器行业享有较高知名度和声誉。本学科专业的二级学科电机与电器,在湖南省高校中处于优势地位。在全国高校同类专业中,也有自己的特色,那就是始终坚持培养面向全国电机电器行业从事设计与制造的高级工程技术人才。
3.出现的问题
工科院校人才培养计划中的实践教学环节一般都有随课的实验教学、课程设计、毕业实习和毕业设计。这些实践教学环节大多为具体的理论课程服务,没有形成体系,整体优化程度低,模式比较单一,综合性实践教学环节较缺乏;部分实践教学的培养目标不明确或教学内容与培养目标脱节;设计性的实践教学大多停留在书本上、图纸上,而结合工程实际的内容较少,实施性差;针对实际应用的实践环节对象陈旧,脱离实际;学生一般处于被动学习状态,创造性难以得到发挥等。
三、顶岗实践教学的实施方案
1.基本思路
顶岗实践教学环节与其它实践环节不同。其一是所处学习阶段特别,执行时间一定要在学生已学完公共基础课、专业基础课,而专业课已开设一段时间后。其二是教学环境特别,执行场所一定要在专业对口的企业进行,学生在工作岗位上与工程技术人员或工人一起工作、学习,真实地进行工程综合能力训练。其三是学习目的特别,执行的目的一定是针对实际工作对象解决实际问题,面对的是立体的事物、交叉的技术,而不是平面的、单一理论上的问题。因此,顶岗实践教学的教学形式、内容、方法和手段都要进行相应的改革。顶岗实践教学的总体思路是:根据人才培养目标要求,以实践技能训练为手段,充分利用社会资源,结合理论知识,培养学生的工程综合素质和创新能力,以达到学以致用的目的。
2.组织保证
(1)学校在四年制电气工程及其自动化专业本科生的人才培养计划中设置顶岗实习教学环节。顶岗实践教学设置为2~4周,一般安排在三年级至四年级的暑假或三年级下半学期。这个阶段的学生既修完了公共基础课、专业基础课,又学习了一定的专业知识,是结合已学专业基础理论理解、消化专业知识的最佳时期,既有理性认识,又可增强感性认识。
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(2)学校应与企业建立长期互利的合作关系。学校在企业创建实习基地,签订长期产学合作的协议,一方面企业为学校提供顶岗实习基地,委派有经验、能胜任的工程技术人员或高级技术工人给学生集中讲课,指导学生现场操作,形成良好的“师徒”关系。另一方面,学校为企业提供强大的技术支持,帮助企业解决生产中的技术攻关课题。再一方面,企业可以在实习的学生中择优挑选满意的学生作为企业的后备人才,提高了学校的一次就业率,同时也提高了企业的知名度。
3.顶岗实践教学过程中的具体执行办法
我校在各企业都建有实习基地,针对学生所学专业方向的不同,把学生分散到企业的各个分厂和车间,采用岗位轮换的办法,安排学生从事技术、管理、生产等不同的工作岗位,按每个岗位的性质不同,定期轮换,在指导教师的指导下参与实际工作,提高动手能力和解决实际问题的能力,实现真正意义上的顶岗。
2004级的学生在湘潭电机集团顶岗实践教学期间,电机专业方向的学生不仅要在生产电机零部件的结构件分公司下料车间、零件车间、线圈车间、模具车间顶岗实习,而且还要在电机事业部的大电机生产车间、中型电机生产车间从事电机局部装配、整装、调试以及型式或出厂试验等工作。对于电器专业的学生来说,电器结构的表面现象不难理解,而为什么要采用不同的结构形式,结构形式对产品的性能有何影响就不那么容易掌握了,尤其是触头电弧的燃烧过程与电弧熄灭需采用的措施,抽象的书本知识是很难理解透彻的。通过顶岗实践教学,学生亲手安装触头、灭弧室,调整触头结构参数,进行出厂试验,在生产过程中与企业技术人员沟通交流,再对照书本上讲过的理论知识,从理论到实际,从浅到深,从表面到内涵,从知其然不知其所以然到完全理解,学生从真正意义上掌握了所学知识,学以致用。
四、顶岗实践教学的实施效果
通过顶岗实践教学后培养出来的学生,用人单位普遍反映:(1)学生的综合素质明显提高。(2)竞争意识、质量意识、创新意识明显提升。(3)自信心明显增强。经过各个岗位的轮换后,学生还清楚地了解到自己真正适合什么样的工作,毕业时有目的地寻找适合自己的工作岗位,明确了自己奋斗的目标,最大程度地实现自我价值。
应用型本科院校毕业生在顶岗实践教学环节中的收获不仅体现在专业知识的拓展、专业技能的提高上,而且还塑造出了胆大心细,不迷信书本,实践出真知的创新意识。在人际方面,毕业生还充分认识到与人为善、尊重他人、宽容的为人之道。
参考文献
[1]夏建国,刘晓保.应用型本科教育:背景与实质[J].高等工程教育研究,2007,(3).
随着科学技术的发展,特别是计算机技术、网络技术以及自动化技术的飞速发展和普遍应用,电网输配的自动化和信息化程度也越来越高。通过大量的实践研究表明,在输配电及用电工程中应用自动化技术,可以有效提高电网输配的经济性和工作效率,另外通过计算机网络技术和信息技术,电网自动化输配就可以自动调控电力设备,促使电网运行的安全性和稳定性得到保证。
1 输配电自动化的特征
通常情况下,都将地理信息技术应用到了输配电及其工程自动化系统中,那么就可以对传统配电资料管理中出现的各种问题进行有效解决,促使输配电及其用电工程的自动化得以实现;这样,就可以及时得到准确的配电资料,另外,通过本系统,人们也可以实时了解电网的运行状态,如果有问题出现于电网线路中,可以及时采取措施来进行修复。具体来讲,输配电自动化具有这些特征:
一是输配电及其用电工程自动化系统非常的高效和灵活:通常情况下,输配电及其用电工程有着十分广泛的设计范围,工作难度和复杂度较高,那么将先进的计算机技术给有效利用起来,输配电及其用电工程自动化系统就可以安全管理电力输送,同时更加灵活的调度电力系统,促使工作效率得到迅速提高。
二是输配电及其用电工程自动系统比较的快捷,智能化程度较高:在工业化不断发展的今天,人们有着越来越复杂的电力需求,那么就可以应用先进的科学技术,以此来自动化管理电力输配运行。通过实践研究表明,将自动化技术应用进来,提高系统的智能化水平,就可以有效解决人为操作模式下电网的滞后性问题,降低甚至避免出现各种电网故障。
三是输配电及其用电工程自动化系统的服务安全性较高:电力系统具备一定的特殊性,危险性较高,因此,如果有安全问题出现于配电过程中,轻则损坏到设备,严重的话,还会威胁到人们的生命财产安全,而通过输配电及其用电工程自动化系统的应用,就可以严谨的进行各项操作,促使电网的安全性和稳定性得到有效的提高。
四是综合简约型特征:如果采用传统的模式,那么电力输配就有着较大的工作量和较多的环节,针对这种情况,应用输配电及其用电工程自动化技术,就可以有效简化电力运行操作程序,并且电力运行中设备检修和安全管理工作也可以得到大大的简化,从而促使电力输配运行的安全性和稳定性就可以得到有效保证。
2 输配电及其用电工程自动化运行的优势
一是可以全程监控电网:通过应用输配电及其用电工程自动化系统,可以直观显示出来电气线路、电力运行数据和运行信息等,这样用户就可以全程监控电力输配系统的各种参数和运行信息,利用信息技术,用户就可以对各种电力输配元件进行有效的遥控指挥,这样电力输配管理的灵活性和及时性就可以得到有效的保证和提高。另外,通过应用输配电及其用电工程自动化技术,可以保证如果有故障发生于电网中,可以自动识别和显示故障点,结合故障表现进行综合分析,将故障原因给找出来,并且采取措施来进行解决。
二是可以有效优化输配电环节电能损耗:我们需要注意的是,在电力输配管理工作中,非常重要的一个内容就是最大限度的降低电力资源的额外损耗。因为我们将计算机网络智能化技术应用到了电力输配电及其用电工程自动化系统中,那么就可以有效优化电力输配,促使电能高效匹配得以有效实现,如电网线路、电网设备等,进而有效降低电能的额外损耗。
三是有利于及时排除故障:通过研究发现,历史数据库和自动报警装置也是输配电及其用电工程自动化系统中非常重要的功能,那么如果有故障发生于输配电线路中,自动化系统就可以自动报警,同时,还可以储存故障数据,综合分析故障原因,提出一些措施和方案来对事故进行隔离和恢复,从而促使人们更好地分析故障和排除故障。
3 输配电及其用电工程自动化运行中存在的问题及解决措施
一是在运行过程中,还需要进一步进行技术开发,通过调查分析发现,如今供电企业往往缺乏足够的技术资源和资金资源,并且因为电力输配电及其用电工程有着较高的要求,那么就无法深入的开发电力输配自动化技术。针对这种情况,供电企业就需要从技术层面来更加深入的开发输配电及其用电工程自动化技术,需要投入相关的资金,来大力支持技术开发工作,另外,为了对相关自动化技术进行更好的开发,还需要紧密合作其他一些科研院所和高校等等。
二是目前还有严重的电能损耗问题存在于电力输配电及其用电工程自动化运行过程中,需要引起人们足够的重视。造成电能损耗的问题有着诸多方面的因素,如电网设备、人为管理等。针对这种情况,就需要来大力管理人员,结合具体情况,来进行奖惩制度和责任制度的构建工作,在个人考核内容中加入电能损耗的内容,促使人们的节能意识得到提高,进而促使电能损耗得到有效降低。之后,还需要结合时展的潮流,将先进的设备技术应用进来,对操作方式进行革新,对工作流程进行科学的优化,以此来促使电网电能损耗得到有效的降低。
三是人员管理不够科学,通过调查发现,如今供电企业往往采取多元化的用人机制,那么就会导致有较大的流动性存在于电力输配专业人员中,这样就会影响到电力输送运行管理的合理性。针对这种情况,就需要科学管理供电企业的工作人员,为了吸引人才和留住人才,那么就需要将激励性的措施和制度给应用进来。
4 结语
通过上文的叙述分析我们可以得知,随着时代的进步,人们对供电质量和供电稳定性也提出了更高的要求;如今在电力系统中,已经开始广泛应用先进的科学技术。有效提高了电力系统的工作效率。通过大量的实践研究表明,将输配电及其用电工程的自动化技术应用过来,可以对传统电网输配电存在的一系列问题进行有效解决,那么在新形势下,就需要大力研究和开发,更加安全高效的进行电力供应。
参考文献:
[1]赵志刚.电业局输配电及用电工程自动化运行分析[J].中国新技术新产品,2013(12).
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.