电气工程自动化相关知识范文篇1

【关键词】用电管理交叉学科教学改革

【基金项目】本文系“农业机械化及自动化”部级特色专业建设项目和河南科技大学农业工程基础教改项目的研究成果。

【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2013）10-0221-02

“用电管理”是农业电气化专业（简称：农电专业）开设的专业基础课程，通过课程的学习能够为后续相关专业课程的学习、认识实习、生产实习、课程设计、毕业设计和学生就业后的工程实践打下良好的基础。课程内容主要针对农业生产实际中的供用电作，供用电管理规划等实际应用内容设置。“用电管理”是采用管理的角度对农业电力中存在的问题进行考察，着重阐述供用电原则、供用电操作规程、用电过程中的规章制度及相关法律法规等内容。课程对于拓宽农业电气化本科学生的知识范畴，强化工科背景学生解决工程实际问题和企业运行问题的应对能力，提高农业电气化本科生综合素养，扩展学生就业渠道均具有重要的意义。

随着“普通高校本科生招生专业目录”颁布实施，农业工程中的“农业电气化及其自动化”变更为“农业电气化”，表明国家对农业电气化问题的专业性提出了更高的要求，农业电气化作为一个现代高科技综合应用的、多学科交叉的内容被赋予了全新的任务和内容，注入了新的活力。如何将电力系统知识与农业生产相结合，如何转变教学课程的教学方法以适应新时代农电专业的要求成为研究的重点。[1-3]传统的电力系统知识偏重于工业企业背景的研究，重点对工业企业中的供用电问题进行研究，以管理的角度对农业领域的用电进行分析制定相应的解决方案成为研究的热点问题。[4，5]农电专业的本科生同电力专业的本科生相比，在农业工程与电力工程的交叉领域具有一定的优势，如何根据农电专业的性质对相应的电力课程教学及实践环节，进行改革，对于培养农业电气化复合型人才具有重要的研究意义。“用电管理”作为农电专业课程中交叉内容范围大，专业涉及面广的课程，具有教育改革的重要价值，根据专业的需要对课程的内容及教学方法进行革新，创造性的将农业知识、电力知识，管理知识三者相结合，在讲授知识的同时拓宽知识内容，是农电专业“用电管理”课程发展的重要趋势。[6]

一、“用电管理”课程目前的教学模式及存在的问题

传统电力专业的“用电管理”课程主要面向的电力企业的在职人员和即将进入电力企业工作的技术人员，教学内容主要针对电力企业中针对各种问题的解决方法，问题不局限于技术层面，还涉及企业的管理、业务、服务等多方面。通过该课程的学习，能够提高电力企业的科学化管理水平，加强电力企业运行的规范化，强化电力企业的安全意识，规范电力企业的规章制度。由此可以看出传统的“用电管理”课程面向对象专一，研究的问题具有较好的深度，而问题的广度有限，具有明显的行业专属性。培养的管理、科技人才具有电力系统的定向性，对于专属电力系统中的问题能够分析和处理，而对于其他行业的问题了解较少，人才的行业专精度较好，行业适应能力有限。作为农电专业本科生仅仅掌握这些是不够的，农电专业的“用电管理”课程应该本着交叉学科的培养目标，以用电管理基础知识为内涵，扩充课程内容，将农业工程与用电管理相结合，以解决实际农业工程用电问题为目标，以理论与实践相结合的培养思路，改革课程教学培养方案。

二、“用电管理”课程的改革思路和总体方案

农业电气化属于农业工程一级学科的专业，主要以工程学为方法，针对农业中出现的电力问题进行研究，培养具备电力系统及其自动化、生产过程电气自动化及应用电子信息技术有关的分析计算、工程设计、使用维护、生产管理的基本理论和基本知识，能在与农业、农村有关的电力系统、电子信息产业、电力设备生产企业和管理部门从事科研、设计、运行维护、技术服务和管理工作，具有创新精神和实践能力的应用型高级人才。“用电管理”课程应该结合专业的培养目标，对课程的教学内容、教学方法等进行调整，以适应学科发展，培养符合农电专业要求的本科人才。

电气工程自动化相关知识范文

关键词：卓越工程师；暖通空调设备及控制；建筑电气与智能化

作者简介：朱建红（1971-），女，江苏通州人，南通大学电气工程学院，讲师，河海大学能源与电气学院。（江苏南京210098）张蔚（1977-），女，江苏泰州人，南通大学电气工程学院，讲师。（江苏南通226000）

基金项目：本文系南通大学教学研究项目（项目编号：2010B33、13050653、09034、2010B10）的研究成果。

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）05-0090-02

一、建筑电气与智能化专业人才需求现状分析

现代建筑，尤其是高层建筑，正在充分显示出电子化、信息化和智能化的时代特征。以楼宇自动化、通讯自动化和办公自动化为标志的智能化建筑将成为未来现代化建筑和现代化城市的发展方向，从而为建筑电气自动化领域带来一场深刻变革，为其开拓了充满希望的广阔前景。南通建筑业历来以绝对优势领先于全省，以“建筑铁军”享誉全国，高资质企业进一步增多。但是，目前从事建筑电气自动化设计、施工、运行和安装的专业人员，在建筑电气自动化高新技术方面缺乏严格的训练。高级人才匮乏，人力资源不足。

面对建筑电气自动化高级人才紧缺的局面，南通大学（以下简称“本校”）在建筑电气自动化人才培养主要渠道方面，改变原先电气工程及自动化专业中智能楼宇与建筑电气方向选修的培养模式。调整专业设置，智能楼宇与建筑电气方向已变为教育部正式批准的一个新的本科专业——建筑电气与智能化，并于2009年正式招生，新的专业培养目标定是为建筑行业培养建筑电气自动化复合型应用人才，为长三角城市化进程培养出合格的高级工程技术人员，即卓越工程师。

该专业是紧密结合地区经济和社会发展需要而设置的独立专业，随着人民生活水平的日益提高，对空气调节提出了更高的要求，环境需求也复杂多变，高校培养出的学生必须既能从事智能建筑设备控制方面的理论设计，又能从事检修、监测、监控等应用方面的实践操作，现场的调试与改进对学生的工程实践能力提出了更高的要求。学生必须利用在校时间了解相关设备的工作原理，掌握相关的控制策略与设计方案，并会设计一些简单的控制与综合监控系统。因此专业课程教学手段的良好与否直接关系到教学质量和人才的质量。

世界各国都在强调节能减排，空调耗能模式取决于其工作机理，控制策略在能量优化控制方面起着重要作用。铸造绿色空调一直是整个社会追求的目标，因此教学环节应注重对学生创新能力的培养。

卓越工程师目标下的教学策略改进研究就是要顺应专业建设的培养目标，重视培养学生综合实践能力（工程应用能力），主要对课程的教学内容、方法及手段进行研究。

二、专业调整下课程大纲调整设置

“智能建筑设备及其控制”最早是电气工程及自动化专业智能楼宇与建筑电气方向的一门学科方向课，主要包括一些建筑设备的智能控制知识，使学生了解与之相关的最新科学技术，尤其是通信和控制技术在建筑电气中的应用前景。随着建筑电气与智能化专业的开设，原有的培养方案在2010年6月已经被重新修订。学校也对原来的以专业方向定位的课程教学内容进行调整，相应的课内计划学时数也发生变化，课程内容重新优化组合，原来32学时的“智能建筑设备及其控制”专业选修课变为新专业方向下48学时的必修课“暖通空调设备及控制”。

学校重新修订课程大纲，调整不同知识点内容的讲解学时分配比例，注重跨专业知识点的合理设置，进一步增添设备方面及空气调节方面内容，结合工程实践人才的需求标准，重新研究实验内容与数量，注重实践环节内容设置。

三、课程教学环节及内容设计

“建筑电气与智能化”专业是根据社会对人才的多样化需求而设的电气类专业，专业知识与现实生活紧密相连，学生不仅必须具备丰富的理论知识，还要注重工程实践能力，在专业学习中为以后工作打下扎实的基础。学生对专业课程进行教学内容、方法与手段方面的研究与改进，有助于更好地培养对口的专业技术人才。

1.认识实习环节内容设计

本课程专业性很强，学生缺少对设备形象的了解，在单刀直入式的课堂教学中很难理解、接受教师课堂教学的内容，所以学校在课堂教学前一周必须设置课程实习环节，通过市场调研了解空调相关的制造及应用行业，获悉该领域人才的需求情况及对人才工程能力水平的具体要求。实习能够帮助学生转变原有的抽象思维，了解空调的不同用途及型号，认识大、中、小型中央空调系统的组成，培养学习兴趣，有助于学生确立自己的学习目标。如具体到单个系统，可以使学生着重了解空调系统的冷热源、空调机及大概的设备管路结构，其工作的原理与具体的控制技术及待完善的技术与发展趋势。此环节的设置能使学生在大脑中建立形象思维，形成一个系统的概念，为即将展开的理论知识讲授奠定基础。

2.理论教学环节内容设计

由于学生原来从事的专业基础课程偏电气方向，所以这个环节的教学必须及时补充一些原来的课程中所未涉及的知识点。但是受限于学时数教学内容又不能太详细，因此精心设计这个环节意义重大，教师必须充分利用学生的课余时间，鼓励学生自主学习。除正常课堂教学时数外，教师每次针对下次课的教学内容，预留课外作业，要求学生利用网络或图书馆资源去了解一些流体力学、热工仪表等方面的相关知识，巩固机械制图知识，使其学会读图，了解现有的一些大型空调的先进监控技术，这有利于课堂内容的精练讲解。

课程整体内容分为空调系统分类及基本组成、空调冷热源装置及工作原理、空气处理及其设备、空调水系统、空气温度、湿度调节原理、空调自动控制系统几部分，教师对每一部涉及的设备结构及工作原理进行讲解，涉及复杂控制部分时补充焓湿图的知识点，对自动控制部分及时补充传感器的信号处理、计算机控制技术相关知识，分别从检测量与控制量角度以及两者关系详细讲解系统监控原理及结构。

3.实践环节内容设置

此环节主要是培养学生的实践动手能力。教师分析现有简单设备控制系统的功能结构，让学生剖析现有控制功能的优缺点，独自设计恒温恒湿控制系统。学生首先进行系统管路及通信控制网络的仿真模拟，在上位机模拟系统环境进行试运行，然后进行现场设备试运行，进行调试排故，这样能够基本实现设计目标。

4.考试环节的内容设置

这部分内容除检查学生的理论知识掌握情况外，更多的是检查学生的实践能力，所以本校结合每年注册建造师的一些考试内容，设置了一些自主发挥的题型，着重针对监控设计及实际排障排查能力，设置相关内容进行考核。

四、课堂教学方法及手段改进

卓越工程师不仅要有坚实的理论基础、较高的综合素质，还需具备较高的专业素养，具备很好的解决问题发现问题的能力，因此，学校必须重视课堂教学的积极引导。

1.引进动模及实用助学型PPT，建立情景课堂教学模式

中央空调系统本是庞大系统，成本较高，所以不可能形成学生人手一套设备、亲临其境的实验室教学模式。但如果借助先进的教学软件引进动模系统可以使学生认识所有设备，解决理论教学与实践教学脱节的问题。教师在相关理论知识点展开前，通过系统模拟仿真图让学生初步认识相关设备，了解其在所属空调系统中的位置、功能，在此基础上切换到理论知识的讲解，可帮助学生做到思维的自然过渡，使其轻松地理解、接受所授内容，做到事半功倍。

2.注重问题启发式教学，培养学生解决问题的能力

理论教学内容相对实践教学，枯燥而抽象，学生的思想在此过程中容易进入游离状态。因此，该课程的教学，可以沿用先问题后答案、再讲解的教学模式。比如，在讲解夏天系统空气调节控制原理时，可以先提出一系列相关问题“如果冷冻水流量很小甚至冻结，房间温度会怎样变化？对制冷机机组工作产生什么影响？由什么原因引起？怎么排除故障？哪些部件易出问题不易控制？如何可靠控制”，让学生先开动脑筋积极思考，实现学生在教学环节中的互动，默契配合教学活动开展。这种教学策略，相比呆板的直切入模式，教学效果更好。

3.引进工程案例，培养学生的创新设计能力

中央空调系统打开、安装、调试本是一个复杂系统工程问题，学校培养的学生不仅仅要有发现查找问题能力，还要具备分析问题、解决问题的能力，这种能力小到故障的排除，大到系统的改进设计。因此，为培养学生的工程创新能力，必须引进实际工程案例教学。例如，可以用某大厦的空气调节冷热源供应作为案例，从稳定的负荷要求到动态的负荷调整，分析区域温度极端变化的现象，从动态调节控制需求设计入手，要求学生结合建筑物的实际情况，利用检测环节进行合理的工程再设计。学生课外完成案例设计，教师利用课堂时间进行不同设计案例的分析评价，进一步提出问题，学生通过对系统的不断改进，培养了创新能力。

电气工程自动化相关知识范文

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。

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。

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。

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。

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。

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。

结束语