电气工程学科的重要性范文

导语:如何才能写好一篇电气工程学科的重要性,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

1.前言

电气工程学是工程院校一门重要的学科,也是当今高新技术领域的关键学科。作为一门技术性的学科,电气工程不但对现代科技有着关键性的作用,而且在人们未来的生活和工作方面起着至关重要的作用。我国最早的电气工程学起源于1908年的南洋大学堂,在这之后各个高校纷纷设立电气工程学这一学科,以满足社会对电气工程专业人才需要。当前,社会对电气工程的专业人才需求量越来越大,因此,我国的高校投入了大量的人力和物力来进行电气工程学科建设,为了培养更高质量的电气工程学专业人才,高校要建立科学化、系统化、合理化和规范化的电气工程学专业,优化教学方法和教学手段,提高电气工程学的人才培养质量。

2.我国电气工程学发展简介

2.1电气工程学概述

电气工程学是研究电磁现象、规律及其应用的学科,在当前的社会中有着非常重要的作用。在我国,习惯性的用与研究电气和电子系统有关内容的总和来描述电气工程,在大专院校中,电气工程学属于一级学科,由电机与电器、电力系统及其自动化、高压电与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术五个二级学科组成[1]。

2.2电气工程学的发展

电磁理论在十九世纪前半叶就有了很大的进步,为电气时代的到来奠定了理论基础。近几年,随着科学技术的不断发展进步和电气工程理论研究的不断深入,全新的科技理念和设计技术在很大程度上影响着电气工程学发展的方向,新时期给电气工程学带来了发展机遇,也带来了相应的挑战。

随着电气行业的发展和电气工程理论研究的深入、科学技术不断发展进步,使得电气工程学在未来势必会对人类的发展产生重大的影响。首先,电气工程学通过与物理学科的交叉发展,扩展了电气行业发展的空间;其次,新的科学技术和理论研究给电气工程学带来可行的技术;最后,电气工程学的发展深受信息技术的影响,信息技术推动着电气工程学的发展。

电气工程学是一门实践性较强的学科,因此,在教学过程中要把理论与实践有机的结合起来,以培养合格的电气工程人材。现代社会的发展对电气工程学提出了更高的要求,电气工程学必须在发展中不断创新,把电气工程学与信息技术结合在一起,培养综合素质较强的电气工程人材。

在科学技术飞速发展的今天,电气工程学在很大程度上影响着我国社会的发展进步。在我国,电气工程学是一门有着悠久历史的学科,1908年,南洋大学堂设置了电机专修科,这是我国电气工程学的开端,至今已有一百多年的历史。近年来,我国对电气工程人材的需求量越来越大,各个高校随之设置了电气工程学专业,电气工程学在人门心中的地位日益提高。

2.4建筑工程学的专业建设

3.电气工程学科建设与发展现状与策略

3.1电气工程学科发展现状

目前,根据不同的发展水平和定位,可以用以下三个层次来概括我国各高校对电气工程专业人才的培养目标:一是具有高素质创新人才和行业领导者,二是高级工程技术人才和管理人才,三是应用型技工人才。与国外的电气工程名校相比,我国大多高校的电气工程专业还存在一些问题,

3.2电气工程建设与发展措施

3.2.1制定专业的人才培养计划

为了使高校的专业分配更加科学合理,高校在建设和发展电气工程学科时,要充分了解社会对人才的实际需要,以培养出与社会需求相匹配的电气工程人才。此外,高校在建设专业时还要注意本校的特色,培养出具有本校特色的人才,高校要根据本校学生实际情况和社会需求对办学进行准确的定位,充分发挥本校优势,把本校的办学特色凸显出来。在经济允许的情况下,高校应该建立科研基地,并在基地中引入先进的设备、创新技术,以方便学生在学习的过程中进行实践创新,培养一批高素质的人才。

3.2.2引进先进人才

高校应该积极引进具有高学历、高职称且在电气工程学领域有较高知名度的高级人才,尤其是有电气工程研究经历、参加过国内外较大工程项目的人才。此外,高校要结合本校电气工程学科建设和教学要求的实际情况,合理计划人才引进的数量,以防止人才严重匮乏或者人才浪费的现象发生。

3.2.3加强师资队伍建设

3.2.4提高学生实践能力

电气工程学是一门理论与实践紧密结合在一起的学科,高校在电气工程学专业的教学中不但要注重理论知识的讲授,更要注重学生实践能力的培养。高校应该为学生创建实践平台,在教学过程中增加相应的实践活动,把科研活动与实践的教学结合起来,提高学生的专业化水平。此外,当前的社会需要大批实践能力强的电气工程人才,学生在学习过程要抓住一切动手实践的机会,告别纸上谈兵,在实践活动中积极探究电气化工程方面的知识和技能,以提高自身的实际操作能力和科研水平,在未来的求职竞争中处于不败之地。

目前,大多高校已经逐渐建设或完善实践中和实习基地,但在实际教学中,学生参与实践教学的积极性还不够高。这就要求高校配备高科技的设备和先进设施,并引进专业的实训老师,提高学生参与实践教学的积极性。同时,学校还应该加强与企业的联系与合作,了解企业的用人需求,从而优化人才培养制度,制定合理的人才培养计划,使学生在毕业后能顺利的进入企业工作。

3.2.5建设开放性实验室

3.2.6合理的对学生进行考核评估

4.结束语

【参考文献】

[1]王涛.关于电气化工程学科建设与发展思考[J].黑龙江科技信息,2014,19(36):47.

关键词:电力电子技术;教学改革;教学方法

作者简介:高春侠(1977-),女,山东鱼台人,中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,副教授;张磊(1977-),男,河北任丘人,中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,讲师。(山东青岛266580)

总之,“电力电子技术”教学必须要打破传统的直接将知识、结论灌输给学生的“填鸭式”教学模式,消除各课程之间的壁垒,突出石油特色,将电气工程学科专业与工程实际紧密结合,对本门课程进行改革和创新。

一、目前存在的问题

随着电力电子技术的迅猛发展以及石油石化行业电气自动化水平的不断提高,教学内容越来越丰富,教学要求也越来越高。但是受到教学学时的限制,课程无法对一些具有石油特色的重要研究热点进行深入介绍,限制了课程在特色专业建设中的作用,迫切需要解决以下几个问题:

1.体现精品课程示范作用,解决“电力电子技术”在特色专业建设中促进各课程之间协调发展的问题

目前,电气工程专业各课程的内容较为松散,缺乏一个系统性的提纲,这与“建设国内著名、石油学科国际一流的高水平研究型大学”的目标还存在较大的差距。在山东省电气专业特色建设的大背景下,如何解决专业课程之间衔接难题、整合各方向的研究领域、切实落实具有“油味”特色的专业建设是当前的一个重要研究课题。而“电力电子技术”由于其自身跨学科、宽领域的特点,恰恰可以作为这样一个接口和桥梁。因此,作为一门立项建设的校级精品课程如何发挥模范示范作用,在促进各专业课程协调健康发展的同时,如何突出作为石油院校的课程特色,是本教学改革项目的一个挑战,但更是一个机遇,也是一个创新性的研究内容。

2.改革现有教学手段和内容,解决有限学时与传统教学方法不匹配的问题

“电力电子技术”课程的教学内容以各种变流电路为主线,对电路的波形分析与相位分析的方法贯穿始终。必须更新教学观念、教学方法和教学内容,使学生在有限的课时尽可能多地掌握和了解本学科的知识,提高课程的教学质量。

3.改革“电力电子技术”的实践教学环节,解决学生主观能动性不足问题

总之,为切实落实省级特色专业的建设目标,“电力电子技术”课程必须提升自身的学科定位,利用课程优势强化作为特色专业课程之间的桥梁作用,因此对本课程的教学内容、教学方法和教学手段等进行全面的改革势在必行。

二、课程改革的具体研究方案

1.打破课程壁垒,强化作为特色专业的桥梁作用

电气工程专业各学科的发展已经进入知识相互交叉、共同发展的时期,传统孤立授课的方法已经不能适应新时期的要求。而“电力电子技术”是一门理论性、综合性和实践性都很强的重要专业课程,涉及到多个电气工程学科课程的知识。利用这个优势,将其建设成为一个承上启下、沟通各课程的桥梁是非常合适的。以“电力电子技术”变流技术作为切合点,将“电力拖动自动控制系统”、“交流调速系统”的调速理论、“电力工程”的柔性输电、智能电网等学科理论紧密结合,消除课程之间的壁垒,实现“弱电控制强电”思想的共通,从而将电气工程特色专业建设形成一个有机的整体。

2.更新教学内容,突出“油味”特色

石油院校所培养出来的人才不仅是电气工程领域的专业人才,还必须了解石油工业生产对电气技术的需求,能够将电气技术与石油技术很好地结合,为石油工业生产服务。目前,“电力电子技术”中与石油石化科研实践的结合程度还不够深入,如何更好地为行业服务,培养合格的电气化人才,需要在课程内容安排上下功夫。例如,可以增加电驱动钻机、潜油电泵变流电流拓扑的分析和简单故障诊断,使课程更贴近现场,突出“油味”特色。

3.改革现有的教学模式,突出设计与创新

采用“感知、学习、应用、总结、提高”五层次教学模式,在“感知”模块中,通过多媒体课件演示与教学内容有关的案例;在“学习”模块中,通过启发式、讨论式等教学方法,结合现代化的教学手段,使学生掌握“电力电子技术”的理论知识;在“应用”模块中,通过实际电路的搭建和实验调试,使学生将所学的课堂理论知识,有效地应用于实践;在“总结”模块中,将零碎的知识进行归纳,把对理论的片面认识变成全面掌握,培养学生举一反三的能力;在“提高”模块中,将任务驱动式的实践经验与理论完全融合,使学生明确岗位对电力电子技术能力的要求,并具备对整个系统的安装调试能力。

4.培养学生独立思考问题和解决问题的能力,鼓励学生撰写科研报告或者调研报告

5.充分利用当前流行的现代化多媒体教学手段,做到互动教学

“电力电子技术”课程涉及到很多电路图和波形图,可以采用多媒体教学与传统的黑板授课方式相结合来进行授课。各种电路图和波形图可用多媒体制作,利用多媒体可以把全部波形展现到学生面前,增强课堂学习效果。如果教师讲课的方式生动活泼,那么学生就更容易接受,从而实现教师和学生在课堂上的良好互动,大大提高学生的听课效率。

三、结束语

“电力电子技术”课程已经在石油大学信息与控制学院电气工程专业、自动化专业以及机电工程学院的机械设计制造及其自动化专业中开设,取得了良好的教学效果。本课程也已于2008年成为校级精品课程,这也大大促进了课程在教学、科研等领域的进一步发展。由于本课程的电气传动自动控制和电力系统自动化两个专业在方向上都形成了自己的“油味”特色,且“电力电子技术”课程是一门应用性很强的课程,传统的教材和教学方法已不能适应技术的发展和教学的要求,因此这门课程的教学改革势在必行。教师应不断转变教学思想,调整教学内容,丰富教学方法,改进评价手段,以适应时展的需要,调动学生学习的积极性,培养学生的创新能力。

参考文献:

[1]韩唏春.《电力电子技术》课程的教学改革与实践[J].南京工程学院学报,2004,(4):55-58.

[2]高春侠,张磊.PSPICE软件在电力电子教学过程中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2007,19(3):125-128.

[3]徐春燕.独立院校《电力电子技术》教学改革的探索与实践[J].中国科技信息,2009,(12):280-281.

关键词:师范院校;实验教学;教学改革

作者简介:吴杰(1980-),女,湖北云梦人,湖北师范学院机电与控制工程学院,讲师;詹习生(1979-),男,湖北蕲春人,湖北师范学院机电与控制工程学院,讲师。(湖北黄石435002)

基金项目:本文系湖北师范学院教学研究基金项目的研究成果。

一、师范院校工科实验教学存在的主要问题

以上问题已严重制约了地方师范院校学生实践能力和创新精神的培养,培养模式以及培养的人才也难以适应经济社会发展的需要,从而严重影响了地方师范院校工科专业的教育质量,难以造就实用型、应用型、创新型人才。

二、实验教学模式改革

实验教学作为地方师范院校教学中的一个重要环节,在教学中要以培养应用型人才为目标,在教学过程中要充分调动学生的主动性和创新性。

1.根据专业特点,合理划分实验课程

电气工程及其自动化专业实验教学大体分为三个阶段:基础实验阶段、专业基础实验阶段和专业实验阶段。

(1)基础实验:包括大学物理实验、大学计算机基础实验、程序设计基础实验、软件技术基础实验等。大学物理实验要使学生提高理论联系实际的动手能力及加深对实验原理和实验方法的理解与认识;计算机技术在电气工程中的应用越来越广泛,学习计算机的目的是应用计算机解决工程中的实际问题,实验是培养和提高应用能力的重要环节。

(2)专业基础实验:包括基本技能实验、工程制图与CAD实验、电路实验、电子(模电、数电)技术实验、信号与系统实验、电机拖动基础实验、自动控制原理实验、单片机原理实验、电子设计自动化实验、MATLAB及控制系统仿真实验等。其中,基本技能实验、电路实验、电子技术实验、信号与系统实验、电机拖动基础实验、自动控制原理实验、单片机原理实验为单独设课单独考核的实验。专业基础实验是整个实验教学体系中最重要的组成部分,是培养专业思维与实践、创新能力的基础性实验,不仅是培养学生工程思想的基础,也是奠定电气工程学科理论研究的基石。

(3)专业课实验:包括传感器与检测技术实验、电气控制及PLC技术实验、电力电子技术实验、计算机控制技术实验、电力电子装置与控制实验、电力系统自动化实验、电力系统继电保护实验、电力拖动控制系统实验、工厂供电实验、虚拟仪器实验、过程控制实验、数据采集与处理实验、DSP原理与应用实验、计算机网络实验等。其中,传感器与检测技术实验、电气控制及PLC技术实验、电力电子技术实验、计算机控制技术实验、电力系统继电保护实验、电力拖动控制系统实验、工厂供电实验为单独设课单独考核的实验。专业实验内容具有较强的实用性,接近工程实际,通过实验不仅培养了学生分析问题、解决问题的能力,也使他们的工程意识受到初步训练。

2.结合应用型人才培养特点,合理安排实验教学内容

(1)基本实验:包括基础操作技能训练实验和基本方法原理验证实验两类,主要目的是使学生掌握必要的实验基本技能、基本方法、基本知识,为以后实验打下良好的基础。

(2)综合设计性实验:实验指导教师可以给出部分实验项目以供学生选做,学生也可以自己确定实验项目。该阶段的主要特征是:整个实验均由学生独立完成,包括查阅资料、撰写实验方案、拟定实验步骤、准备实验所需的器材和设备、完成实验并写出完整的实验报告等,而教师只负责指导。

3.结合实验课程特点,建立科学的考核方法

工科实验是师范院校培养应用型高级技术人才的重要途径。实验成绩是体现学生动手能力和创新能力的主要结果,因此实验成绩考核是实验教学的一个关键环节,只有建立科学的实验成绩考核标准,逐步完善实验课程考核方法,才能真正发挥开设实验课程教学的重要作用。以往由于实验课时比例小,考核大多依附于理论课上,为强调实验课的重要性,应将大部分实验课程独立开课,这样就可以将实验课考核与理论课考核区分开来。另外,考核成绩可由平时成绩、实验报告成绩和期末考试成绩三部分组成,平时成绩占30%,实验报告成绩占40%,期末考试成绩占30%。具体考核记分方法如下:

(1)平时成绩评定(占30%)。由实验指导教师根据学生在实验过程中的动手能力情况,现场打分。

(2)实验报告成绩评定(报告占35%+考勤占5%)。指导教师根据学生完成实验报告情况进行打分。该项主要是考核学生对所学知识进行归纳总结的能力、处理实验数据的能力,以及学生学习编制工程实验报告的能力。另外,考勤是根据学生每次实验时出勤情况进行考核。

(3)期末考试成绩评定(占30%)。根据实际情况,期末实验课程考试分为实验操作考试和实验理论考试两种。实验操作考试更能体现学生动手能力、处理实验过程突发事件的能力,因此,应以实验操作考试为主。

三、加强双师型实验队伍建设

受传统教育观念的影响,地方师范院校对实验教学的重视不够,加上实验课程教学模式的改革,导致教师队伍不稳定,工科专业的实验师资队伍根本达不到实验独立设课的要求。要培养应用型高级技术人才就必须加强实验教师队伍的建设,特别是双师型教师的建设。因此,实验教师的专业水平和教学能力是当前师范院校工科专业实验教学改革的主要障碍,亟待解决。

第一,学校要制定相应的优惠政策,稳定实验教师队伍,特别是在职称评定和工作量计算方面要给予倾斜。

第二,要加大培训力度。鼓励实验教师积极参加各种学术交流活动,利用大型仪器设备做好“产、学、研”工作。鼓励理论课教师加入到实验教学中来。加强对新上岗实验教师的培养和指导,积极开展“导师制”;同时鼓励新进教师深入企业调研、学习,培养双师型队伍。

第三,要加大引进试验教师的力度,特别是要大力引进高学历、高水平教师充实实验队伍。

四、结束语

师范院校工科实验教学应在吸收理工科实验教学优秀经验的基础上,发挥自身优势,不断探索、完善、更新实验教学模式、教学内容和教学方法;同时应加强实验教师的培养和引进,突出实验课程的独立性,只有这样才能为培养工程一线需要的应用型高级技术人才打下良好的基础。

[1]杨建华,曾东和,姚志刚,等.地方院校工科专业实验室建设的理念与实践[J].中国大学教学,2004,(10):41-42.

[2]邹红玉,江影.大学物理实验教学方法的研究[J].大学物理实验,2007,(1):80-91.

[3]戴风华.应用型本科院校实验教学改革探析[J].宿州学院学报,2009,24(4):150-151.

[4]石彪,刘利枚.商科院校工科专业实验独立设课教学改革的思考[J].中国现代教育装备,2010,(1):110-112.

[5]万鸣,古滨.材料力学实验独立设课教学改革实践[J].实验科学与技术,2009,(4):98-100.

关键词:电气工程及其自动化专业;电力工程信号处理及应用;精品课程;建设实践

信号处理技术是随着信息学科和计算机学科的发展而快速发展的一门学科,它的重要性日益在各个领域的应用中彰显出来。[1]随着信息技术的不断发展和信息技术应用领域的不断扩展,“数字信号处理”课程已经从电子信息工程类专业的专业基础课程扩展成电子信息、自动控制、电子技术、电气工程、计算机技术、生物医学工程等众多电类专业的专业基础课程。电气系统和自动化系统都广泛地涉及信号分析和处理技术,自动化系统中按一定的控制规则得出的控制信号,系统状态的估计,控制对象数学模型的确定,系统测量噪声的剔除,直至自适应控制、智能控制等都通过信号的分析与处理来实现。电力系统的故障分析和诊断、电力系统的微机保护,谐波抑制等更是信号分析与处理技术直接应用的例子。随着电力系统的进一步发展,信号处理技术对它的作用和影响必将越来越大。昆明理工大学电力工程学院就是在信号处理技术日益重要的前提下率先开设了“电力工程信号处理及应用”国家级精品课程。[2]在不突破总学时的前提下,根据人才培养要求以及各门课程所包含的知识结构、层面和相互关联,对原有课程进行科学地整合和取舍,拓宽课程设置范围,并适当增加反应科学技术发展的新知识。

一、课程内容改革的必要性

二、课程内容的改革实践

“电力工程信号处理应用”是昆明理工大学电力学院(以下简称“我院”)首先提出的针对电气专业高年级本科生和研究生的国家级精品课程,它是“数字信号处理”和“信号分析与处理”的后续课程。电力系统暂态量中包含非常丰富的信息,在电力系统的各个领域都有极高研究和应用价值,但是,信息提取与区分的难度随着信号的复杂程度明显增大,没有先进的数学工具作为支撑,显然非常困难。所以对于电气专业的高年级本科生来说只是学习了信号处理的各种方法是远远不够的,更应该掌握信号处理各种方法在电力工程中的应用。所以我院提出了“电力工程信号处理应用”课程来帮助高年级本科学生和研究生学习和应用信号处理技术。

通过总结多年来的教学实践和科研心得,研究同行学者成果,补充了小波变换、相量测量单元(PhasorMeasurementUnit,PMU)、希尔伯特-黄(Hilbert-HuangTransformHHT)、S变换等内容,主要包括小波变换用于电力系统在线检测、故障诊断、变压器保护、负荷预测等工程课题;希尔伯特-黄变换在配电网故障选线、电力系统低频振荡检测、设备局部放电信号检测等问题的算法实现步骤和算例分析;S变换其在电力系统的应用研究主要集中在对电能质量扰动特征的提取、(间)谐波检测、配电网故障选线、低频振荡模态分解、行波波头识别等范围。

三、教学理念和教学手段的改革实践

“电力工程信号处理应用”课程的难点在于:该课程将电气工程专业知识、信号分析与处理知识紧密结合,要求学生具备较为扎实的专业知识;含有大量公式,其物理含义较难理解。针对本门课程的重点和难点,在教学中采用如下方法予以解决:

1.采用以问题中心的讲授脉络

本着以问题为中心的教育理念,以电力工程信号为教研对象,以电力工程信号处理算法原理和实现为着力点,以电力工程信号处理应用为落脚点,以电力工程实际应用问题为中心,系统讲授电力工程信号、电力工程信号处理算法原理以及电力工程信号处理应用三个层面的内容。每一独立章节讲述清楚概念、方法、结论和主要应用等四个层面内容,既启迪思路,又解决实际问题,理论联系实际。

2.积极引入教研和科研成果,优化课程体系,更新教学内容

将课题组创新的科研成果应用于教学中,更新教学内容,优化课程体系,如将形态学-小波检测、HHT、S变换等综合应用于行波波头检测和初始波头到达时刻标定;采用小波能量熵,S变换能量熵和形态谱等方法进行缆-线混合线路的故障选线;创造性地提出变压器励磁涌流鉴别的形态结构判别方法以及动态电能质量扰动检测的形态谱方法、分形方法和广义S变换法。

3.进行教学方法改革

对一些复杂、烦琐的数学推导和证明,尽可能用简朴的方式及其应用示例表述,应用Matlab程序,把抽象的概念形象化,增强理解上的直观性、生动性和紧凑性,努力做到即学即练即会。

在教学过程中,将框架式教学、支架式教学、比较式教学、随机访问教学、实例教学、讨论式教学、理论与实验结合教学等教学方法相融合。

4.采用多媒体技术辅助进行教学

在教学过程中,辅以多媒体教学,用形象直观的演示来提高教学效果,充分利用声音、图像、视频、影片等资源,加深学生对知识点的理解和记忆。

5.注重实验环节

以Labview为实验平台,学生可自主设计实验内容,课堂实验与开放性实验有机结合,协同共进,着重培养学生创新精神与实践能力。

四、教材建设

几年来课程负责人束洪春教授带领课程组不断探索和发现先进的教学理念与方法,进行“电力工程信号处理应用”课程的建设和改革,加强教材建设,积极引入教研和科研成果,实时更新教学内容,优化课程体系。

在教材使用及教材建设方面,最初采用束洪春教授主编的《电力工程信号处理应用讲义》,通过总结多年来的教学实践和科研心得,研究同行学者成果,现已由科学出版社出版了《电力工程信号处理应用》。此书系统性强,根据电气工程及其自动化专业的特点,对电力工程信号处理应用进行了课程体系改革,已经获批为国家级“十二五”规划教材。以该课程为线索,从电力工程实际问题出发,将电气工程专业知识、信号分析与处理知识紧密结合,使学生所学知识融会贯通,既启迪思路,又解决实际问题。实验教学教材采用束洪春教授主编的《电力工程信号处理应用讲义实验指导书》,根据理论教学内容的不断更新实时调整,已进行了5次较大幅度的更新,现在积极准备实验教材的正式出版。此外,根据教学的实际需要,研制开发了“电力工程信号处理应用”多媒体教学软件配合教学。

五、结论

关键词:工科研究生;分类培养;改革;学术型;应用型

研究生分类培养是指在同一学科专业背景下,按照学术型和应用型两类不同的人才培养方案培养研究生。学术型研究生的培养致力于提高学生科学研究的能力,以便于学生从事更高层次的理论知识学习和前沿科学研究;应用型研究生的培养致力于适应市场需求,提高学生分析、解决实际问题的能力。

作为国家“211工程”重点建设高校、河南省与教育部共建高校的郑州大学,理应站在研究生分类培养改革的前沿。郑州大学电气工程学院的控制理论与控制工程专业和电力系统及自动化专业已进入硕士研究生分类培养改革阶段。改革后的硕士研究生主要有两个发展方向:一是攻读博士学位或到大专院校、科研院所任职,主要从事高水平科学研究与开发工作;二是直接就业,根据社会需求和个人情况,从事科技开发、技术支持、生产管理等技术类工作或其他业务工作。针对这两个发展方向,学院对原来仅适用于学术型研究生的单一培养模式进行了必要的调整和重新设计,学术型研究生更侧重于学科基础理论和基本技能的掌握,应用型研究生则偏重于专业实际应用能力的培养。笔者以郑州大学电气工程学院控制理论与控制工程专业为例来阐述研究生分类培养改革的实施情况及有关思考,以期为高校研究生培养体系的进一步改革和发展提供借鉴。

一、实施研究生分类培养的学科专业介绍

控制理论与控制工程专业是以工程系统为主要研究对象,以数学方法和计算机技术为主要工具,研究各种控制策略及控制系统的理论、方法和技术的学科。控制理论是学科的重要基础和核心内容,控制工程是学科的背景动力和发展目标。这一学科的智能控制方向主要研究模糊控制、专家系统、神经元网络、遗传算法等,注重上述方法的交叉及其在工业过程控制方面的应用;故障诊断方向主要研究当控制系统发生故障时仍能保证闭环系统稳定,且满足规定的性能指标,研究利用获得的实时数据对生产过程进行在线监测及故障诊断,根据系统的运行状态制定相应的控制策略,使系统工作保持在最佳状态;鲁棒控制方向主要研究被控对象参数变化后控制系统仍能稳定可靠地工作,并在某种意义下保障系统的最优性能;信号处理方向主要研究控制系统中的信号处理问题,包括非线性系统的鲁棒滤波器设计、自适应滤波器设计、噪声抵消器设计等。

(一)开展研究生分类培养的优势

学院学科优势明显,有控制理论与控制工程1个博士点;有电气工程、控制科学与工程2个一级学科硕士点(下含电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、电机与电器、高电压技术、控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、模式识别与智能系统、系统工程、导弹制导与导航等10个二级硕士点);有4个河南省重点建设学科、1个省级工程技术研究中心;现有教职工95人,其中教授12人、副教授25人,具有较强的科研力量,先后承担了多项国家级、省部级科研项目,与企业合作完成了多项横向项目,与企业建立了长期友好的合作关系。在此基础上,学院还积极探索应用型人才培养途径,与社会企业、科研院所广泛合作,先后与河南索凌电气有限公司等9家企事业单位达成共建协议,并在辉煌科技有限公司、机械工业部第六设计院等单位建立应用型研究生创新实习实践基地4个。

(二)两类研究生分类培养方案的比较

1.课程体系的比较

与学术型硕士研究生培养体系一样,应用型硕士研究生课程分为公共学位课程、专业学位课程和选修课程三大类。但在应用型硕士研究生的培养课程中,学院根据专业特点对具体的课程内容和攻读学位的学分要求进行了重新调整,新增了自适应控制、小波分析与应用、机器人控制和集散控制系统与现场总线系统等9门应用性、实践性较强的课程,同时取消了复杂系统控制、组合智能控制等6门理论性较强、缺乏实际运用条件的课程。此外,应用型硕士研究生要想获得学位,其必修的专业基础课和专业课学分也由原来的16个学分降为12个学分,其工程实践和社会调研学分由原来的1个学分提高到6个学分,但整体上其在课程教学上需要获得的学分还保持原有的34个学分。

2.研究内容的比较

应用型硕士研究生培养和学术型硕士研究生培养从针对复杂系统控制理论、计算机控制系统、智能控制理论,利用各种数学工具描述系统的动静态特性,以建模、预测、优化决策及控制为主要研究内容,转变为将理论上的研究成果与计算机技术、网络技术与现代检测技术相结合,研究内容涵盖从基础理论到工程设计与实现技术等多个层次,应用遍及工业生产过程、航空航天系统、社会经济系统等领域。

3.学位论文的比较

二、开展研究生分类培养改革的思考

第一,如何合理有效地配备两种研究生分类培养的师资力量,新的课程体系是否适合实际应用的需要,两种培养模式下学生身份转换的途径与方法等,有待进一步探索。

第二,需要思考两种培养模式在实施过程中的质量标准以及如何建立科学的质量保证体系。

第四,在研究生分类培养过程中,是培养学术型研究生还是应用型研究生首先取决于导师所从事的研究方向。因此,怎样尽快完善导师评价体系,使其更加科学化和合理化,也是一个亟待探索解决的问题。

第五,学院原始创新较少很大程度上是由基础研究或应用基础研究不足造成的,因此学术型人才的培养在学院仍占有十分重要的地位。如何控制不同类型研究生的培养比例,尤其是避免过度强调应用型研究生培养而忽视学术型研究生培养,值得思考。另外,怎样稳步适度地推进分类培养的进程,也是摆在我们面前的难题。

研究生教育改革势在必行,这是我国现代化建设以及科学发展观对高等教育提高质量的要求。研究生分类培养是深化研究生教育机制改革的重要步骤,对于优化研究生培养模式、完善研究生培养体系具有重要意义。新的教育形势下必须充分认识到这项工作的重要性和长期性,大力推进硕士研究生分类培养模式改革,在实践中切实完善硕士研究生分类培养的改革方案和措施。

[1]刘朔,陆根书,席酉民.改革研究生教育制度培养高层次创新人才[J].学位与研究生教育,2007,(11).

[2]沈媛媛.工科研究生培养的现状分析与探讨[J].现代教育科学,2008,(9).

1.专业任意性选修课的地位

以黑龙江大学为例,黑龙江大学机电工程学院采用学分制,毕业要求总分修满167学分。课程平台包括最低修读4分的通识教育平台和最低修读118学分的专业教育平台。其中,专业教育平台共有3个类别:学科与专业必修课程(67分),专业指导性选修课程(25分),专业任意性选修课程(26分)。可见,专业任意性选修课所占总学分的15.6%。专业任意性选修课共分为两个方向:电气控制方向和电力系统方向。每个方向设置课程15门课,总学分37.5学分。学生根据个人兴趣选修至少26学分。其中每个方向的三门课选课率达100%,学分3.5学分,是专业任意性选修课中的“必修课”,考试方式为试卷考试。其余12门课考试方式为考查,学分在1~2.5学分之间。专业任意性选修课9门课安排在大三下学期(含三门选修中的“必修课”),6门课安排在大四上学期,毕业班专业任意性选修课所占比例为40%。毕业班专业任意性选修课所占考查考试课中的比例达50%。因此专业任意性选修课是提高教学质量的重要组成部分之一。

二、专业任意选修课教学存在的问题

专业任意性选修课在工作实践中发现教学主要存在以下几个问题:第一,学生出勤率低。[1,2]以黑龙江大学电气工程专业为例,毕业班专业任意性选修课选课积极,但学生参与课堂的出勤率低下,2007级和2008级“发电厂变电站二次回路”选课达86人和88人,均超过学年总人数的80%,然而实际到课人数仅为选课人数的40%。第二,学生考试应付老师,学术报告敷衍了事。由于专业任意性选修课考核方式为考查,通常以提交学术报告作为考试形式,因此存在大量网上下载拼凑,甚至全篇照抄现象。由此可见,学生对专业任意性选修课的重视程度不够,尤其是毕业班专业任意性选修课成了“酱油课”,课程变得可由可无,混学分现象严重,与教学目标初衷相违背。

三、提高专业任意性选修课教学质量的应对政策

2.提高专业任意性选修课的出勤率与学习兴趣

出勤率是学生参与课堂最重要的表现形式之一。通过以下三种方法提高专业任意性选修课的出勤率,激发学习兴趣。第一,合理优化专业任意性选修课课时安排。笔者在“发电厂变电站二次回路”毕业班教学中发现,大四学生第一节课到课人数最多,9~10月最少,11月人数又增多,12月考试。究其原因,9~10月学生以找工作为主,11月份多数已和用人单位签约后才重返课堂。教学安排可根据每年应聘高峰实时调整,有利于增加学生的专业任意性选修课出勤率。第二,师生角色对调,强化学生课堂参与度。在老师的指导下,大四毕业班专业任意性选修课学生分组,每节课由一组学生完成课堂讲授的部分内容,增加学生参与度。此外,学生遇到感兴趣的用人单位,可与同学协调互换分组,可解决部分课堂学习与找工作的冲突。第三,应用型工科专业的教师,在教学科研经费允许的条件下,建立奖励机制有利于激发同学的学习兴趣,增加荣誉感和认同感。

3.专业任意性选修课的考核形式应为多样化我院专业任意性选修课15门课程中有12门是考查考核。考查考核方式以提交学术报告为主。以下几种教学尝试有利于丰富考核模式和提高教学质量:第一,考核学术论文题目应具体化,代替宽泛教学专业涉及领域,可有效减少学生网上下载论文,敷衍了事发生的概率。第二,应用型专业课程以工程案例分析,仿真设计等形式代替学术论文实现教学课程考核。例如,“机电传动控制”课程可以用Matlab完成电机的控制系统仿真,以仿真程序结果作为该门课程的考核,获得学分。这种考核形式可培养学生广泛的专业兴趣与实际动手和分析的能力,有利于学以致用,提高专业技能。第三,课堂学生参与度纳入考核范围,适时增加学生课堂参与度所占考试成绩的比重。

四、结论

关键词:电气工程;自动化技术;应用

中图分类号:F407.6文献标识码:A

随着国民经济的发展,人们对电力的需求越来越大。在电力行业中,电气工程自动化技术的重要性越来越显现出来。电气自动化技术是保障供电质量和电力系统安全经济运行的重要保证,能够对电力系统进行就地或远程的自动管理、监视、调节、控制。

一、电力系统中的自动化技术

1、电网调度自动化

电网调度自动化主要组成部分,由电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏幕显示器、打印设备等,其主要是通过电力系统专用广域网连结的,下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成。电网调度自动化的主要功能是:电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。

2、变电站自动化

自动化技术应用于变电站的主要目的是确保变电站的运营安全,提高变电站工作效率,加强对变电站的监控,逐步取代掉人工监视和人工操作,它是建立在变电站自动控制技术和变电站应用信息处理、传输技术基础之上的。它能够对于变电站内运行的各种电气设备进行全方位、24小时实时监视。特点有:实现记录统计与运行管理的自动化,将电力信号电缆尽量以光纤或者计算机电缆来进行替代,实现操作监视的计算机屏幕化,将常规的电磁式装置用全微机化设备进行代替。变电站的自动化技术是电网调度自动化的重要组成部分,不单单可以满足变电站的运行,而且还是电力现代化生产的不可或缺的部分。

3、发电厂分散测控系统(简称DCS)

发电厂分散测控系统绝大多数都是采用分层分布结构,由高速数据通讯网(以太网)、运行人员工作站(OS)、过程控制单元(PCU)、工程师工作站(ES)等部分组成,过程控制单元(PCU)是其中最为重要的部分,可接受现场变送器、脉冲量、开关量、电气量、热电偶、热电阻等信号,可直接应用于生产过程,它是由能可冗余配置的主控模件(MCU)和智能I/O模件构成,在运算处理之后可实现生产过程的联锁监测、联锁控制、联锁保护等。运行人员工作站(OS)和工程师工作站(ES)能够提供了人机接口,同时为电气设备维修工程师提供系统诊断、系统维护、系统组态设置等手段。数据的采集、处理、监控都采用微型计算机来完成,机组的监控水平得到了大幅度的提升,也提高了人机交互界面;无论是进口的机组,还是国产的大型机组,基本都安装了协调控制系统;在很多电厂的自动装置设备都是采用数字化仪表来进行显示控制,而不再是过去那种传统的机械式仪表,这些措施都将我国的电厂热工自动化技术推向到了一个新的高度。

4、配电自动化

配电自动化与调度自动化相比,规模要小的多。配电自动化目标在于实现电力系统经济运行、减轻运行人员的劳动强度、为用户提供优质服务、提高供电的可靠性、改进电能质量等,是一项综合信息管理系统,集合了设备管理技术、数据传输技术、计算机技术、现代控制技术等为一体。

配电自动化在美国、英国、加拿大等一些发达国家已有了多年的运行经验,并且有向纵深性发展的趋势,如人工智能、光纤通信、大规模地形显示等。目前我国的配电自动化技术主要使用了配电管理+集中监控模式的配电自动化、集中监控模式的配电自动化、就地控制的馈线自动化模式,且使用了分布式总体结构,通过网络将子站和主站联在一起,形成统一的配电自动化系统。

二、电力系统自动化依赖lT技术发展的重要技术

1、电力一次设备智能化

通常情况下,电力一次设备与二次设备的安装地点相隔几十米甚至几百米远,相互间由大电流控制电缆与强信号电力电缆连接。与之不同的是,电力一次设备智能化在设计一次设备结构时,将常规的二次设备部分或者全部功能直接实现,节省大量控制电缆和电力信号电缆,常常简称做一次设备自带保护与测量功能。例如目前常见的“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。

电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰,关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。

2、电力一次设备的在线检测

3、光电式电力互感器

按照一定的比例关系把输电线上的大电流数值和高电压降低到标准值是电力互感器的重要作用。但其缺点也不容忽视,即:电压等级越高,绝缘难度越大,且设备的质量和体积也越大;互感器输出的信号不能与微机化计量及保护设备直接接口;其信号的动态范围较小,电流互感器达到饱和状态甚至引起信号畸变的几率越大。与此同时,新研制的光电式电力互感器也存在不少技术难题,其输出的信号有限,电磁绝缘、兼容、耐环境程度以及电子电路的供电电源等是其面临的主要技术难题,也是光电式电力互感器的未来主攻方向。

4、适应光电互感器技术的新型继电保护及测控装置

三、加强电气工程自动化系统的人性化设计

1、文化因素

我们在对电气工程自动化系统进行设计时,应该表现出与技术进步和时代精神的与日俱进,满足电厂的功能需求,符合电厂的企业文化特征。

2、美学因素

在进行电气工程自动化系统设计的时候,应该基于人性化设计的角度来进行研究考虑,对人的触觉、听觉、视觉等审美情趣进行充分的考虑。

3、人机工程学因素

应该采用多学科的方法,如心理学、生理学、人体力学、人体测量学等来提供人体机能特征参数,研究人体特征和结构,为电气工程自动化的设计提供人性化的要求。

4、环境因素

对光照、音响、湿度、温度及其他物理因素采用人性化设计的理念来进行分析,让人具有舒适感和安全感。

5、可靠性因素

人们接受及信赖的基本条件就是电气工程自动化系统的可靠性。高可靠性的电气工程自动化系统,重点是要体现出系统对人性的关怀,增加对于人的安全的考虑,其次才是考虑电气工程自动化系统的使用寿命、可用率系统性能。

关键词:电磁场;考核方式;教学改革

作者简介:王仲奕(1956-),女,山东烟台人,西安交通大学电气工程学院,教授;应柏青(1964-),女,浙江仙居人,西安交通大学电气工程学院,高级工程师。(陕西西安710049)

基金项目:本文系2012年西安交通大学本科教学改革研究项目的研究成果。

大学的教育目标是为社会培养合格和有用的人才。考试的目的是检查学生是否掌握基本理论,以及对理论的灵活应用。因此,考试的内容和方式一直是教学改革中长期研究和探讨的课题。

西安交通大学“电磁场”课程考试多年来一直采用闭卷式书面考试的方式。以计算题为主,题目注重突出基本概念、基本理论的考查,所有班级采用统一试卷。这种考核方式的弊端是:一是使得学生往往死记硬背,不注重对知识的理解和应用,缺乏对学生灵活应用知识和解决实际问题能力的培养和考核。二是试题答案唯一,只有对、错的区分,缺乏创造性思维和创新能力的培养和考核。三是注重个体行为,缺乏在学习和研究过程中团队协作能力的培养和考核。显然,这种传统的、单一的考核方式已不再适应新时期人才培养的目标。

为了弥补电磁场传统考核方式的弊端,在电气工程专业2005-2010级“电磁场与波课程’中,开展了6年考试方式和评分方法的改革与实践探索活动,取得了预期的效果,得到学生的欢迎和肯定。

一、“电磁场”课程考核方式改革的设想

“电磁场”是一门理论性和应用性很强的课程,在专业口径拓宽,教学学时大幅度压缩情况下,课堂教学中一直面临如何同时兼顾基础理论的建立和理论与工程实际密切联系的问题,课程考核中一直面临的问题是:如何不仅突出基础理论的掌握,又强调理论与工程实际应用的结合;不仅突出逻辑思维的准确,又培养学生创造性思维和创新意识;不仅体现个人能力,而且强调学习和研究过程中的团队精神等。针对这些问题,通过反复讨论和研究,提出了电磁场课程考核方式改革的设想:

第一,在原有的考试方法的基础上采取增设写小论文和答辩式考试方式。要求以4~5人自由组成小组完成论文。采用科技论文格式,论文内容需将电磁场理论与电气工程实际问题相结合,阐述原理,发表见解,提出设想。

第二,学生总评成绩包括试卷成绩(满分100分)占60%~65%,平时作业成绩占10%,实验成绩占10%,论文成绩占15%~20%四部分。

第三,论文成绩的评定包括提交的书面和电子版论文以及PPT的质量、答辩中的表现,创新思想、小组协作情况、提问和质疑其他组的答辩、回答同学提出的问题等。为了鼓励学生自主学习、创新思维,对论文答辩考核过程中开展调研、进行数值仿真分析、设计实验研究的优秀小组再给予1~5分的附加分。

二、具体实施方法

第一,在第一堂课,将课程要求和考核方式通报给学生,让学生在学习过程中注意理论的掌握和自己感兴趣的工程问题,同时考虑论文答辩小组的组建。

第二,在理论课的讲述过程中,尽可能引入电气工程中的实际问题,如高压设备中的绝缘设计问题,分布电容对暂态过电压电场的影响问题,电气设备的电磁干扰和电磁屏蔽问题,继电保护设备中的电磁力,接地网的设计和作用等等,让学生体会电磁场理论在电气工程各个领域的应用,也对学生论文答辩考核选题起了引导作用。

第三,在课程结束前两周,要求确定和上交小组名单和选题。在随后的两周内,对学生在选题和准备过程中遇到的理论、计算机程序仿真、数据论证、实验验证、制作ppt等方面问题安排助教和实验室教师给予解答和指导。

第四,课程结束后的第二周,以班级为单位,进行小组论文答辩。每组半小时,自述20分钟,要求小组成员每人讲述论文中的一部分,教师或同学提问10分钟。最后教师给予总结和讲评。

三、考核方式改革的实践效果和特色

电磁场课程考核引入论文及答辩环节已在电气专业六个年级实施,取得了良好的效果。学生们积极踊跃地组建小组,合作完成论文,在查阅文献、组织归纳信息、与同学交流、提出见解、准确表述、参与和讨论等能力培养方面达到了预想的目标。主要特色有:

1.题目涉及面广泛,扩展知识面,弥补了课堂工程教学的不足

课程考核引入论文的方式弥补了课堂工程教学不足的现象。学生根据自己的兴趣、爱好和对理论的理解进行选题,撰写的小论文题目涉及面广泛,不仅有电力系统中的问题,如“雷电的预防和利用”、“电力电缆的电磁辐射和防护问题”、“高压输电”、“变压器中的涡流损耗”、“集肤效应问题和分裂导线的应用”、“真空断路器的永磁机构原理”、“磁悬浮列车的运行原理”等等,也有军事问题,如“隐形和反隐形问题”、“未来战争利器电磁炮”等,还有日常工作和生活中的问题,如“计算机和手机的电磁辐射和屏蔽问题”、微波炉、静电除尘、水的净化、加热器中的电磁问题等等。通过论文答辩环节,相当于开展了电磁场工程应用的系列讲座,不仅拓宽了学生的知识面,教师也从中受益匪浅,不仅使大家了解电磁场理论的工程应用,而且体会到学科交叉渗透、专业界限淡化的实际现象。

2.培养了学生多方面的能力和良好素质

在写小论文和答辩过程中,学生积极性高,认真讨论和准备,达到了培养学生多方面能力和良好素质的目标,主要体现在以下几方面:

(1)掌握各种学习方法,提高了自我学习的能力。在论文书写过程中,从题目的选择到内容的拟定,包括原理说明、数据论证,存在问题和发展方向的论述等等,不能仅沿用课堂学习的方法,必须通过查阅文献、调查研究、总结归纳的方式来完成。学生从中不仅学会利用图书馆、互联网学习,而且有些小组为了得到所需的数据走访学生宿舍、实验室、研究所进行实地调研和问卷调查。有些小组自学电磁分析软件,开展了仿真分析和理论求解的对比研究,例如通过对高压输电线路周围电磁场的仿真,不仅了解了架空线路的高度、排布方式、导线分裂数对电场的影响,而且体会了电磁场数值分析中工程实际问题的简化过程和方法。以上活动使学生掌握了各种学习方法,了解了各种接受最新学术成果的途径,提高了自我学习的能力。

(3)提高了善于联想、批判思维的创新能力。论文中要求学生指出所论述的项目存在的问题,并发表自己的意见和建议,促使学生不能片面看问题,认识到任何事物和解决问题的方法都有优势和弊端两个方面,从而提高了学生从各种角度综合观察问题的能力,培养了全面、科学思考问题的良好素质。

论文中要求学生对所论述的项目提出需要进一步开展的工作、设想等,促使学生积极思考、大胆联想,提高了学生勇于提出新见解的创新意识。

论文涉及问题的答案可能是不唯一的,通过在答辩过程中鼓励学生参与讨论、提问、质疑,加上教师适当点评等形式,促使学生独立思考、积极参与,批判思维,使学生意识到科学研究工作中相互交流思想,不盲从他人的重要性,培养了学生独创思辨的能力和为解决问题而寻求新的办法的能力。

(4)提高了组织、协调、合作的能力。通过以小组形式合作完成论文以及要求每人讲述论文中的一部分,打破了过去独自学习的现象,使学生意识到自己的努力和表现关系到小组的成绩,因而有利于培养学生的责任意识(不仅对自己,而且对同学、小组负责),同时使学生意识到仅靠个人的能力也不能取得好的成绩,必须小组全体成员齐心协力,培养了学生诚信待人,与人友好相处,合作学习,互相帮助,和谐共事的意识,明白科学研究中的团队精神和团队作用的重要性。

四、学生对电磁场新考核方式的反映

为了了解电磁场新的考核方式的可行性,在学生中进行了无记名问卷调查,学生给予的反馈信息中说:

“我们组觉得这样一个活动还是挺有意思的,一开始感觉难以下手,但通过小组成员翻查资料,筛选有用的信息,相互讨论和交流,最后还是把它完成了……接触了一些比较前沿的科学知识,这些东西要比课堂上讲的知识新鲜的多……尽量去理解一些看似比较深厚的论文……最后还是把它理解了,锻炼了独立思考问题的能力……建议以后可以多举行这样的活动。”

“我们组认为本活动很不错,为学生提供了一次锻炼自己的良好机会,同时在其中学到不少东西,觉得很有意义,很支持这个活动……对电磁场知识有了更深的认识,对电磁场课程的学习也有了更多了解。答辩时聆听其他组的讲解,扩展了视野,增长了见识……提高了提出问题,解决问题的能力……”

关键词:少数民族大学生;教学方法;锅炉原理

作者简介:魏博(1985-),男,新疆阿克苏人,新疆大学电气工程学院,讲师;胡申华(1972-),男,湖南慈利人,新疆大学电气工程学院,教授。(新疆乌鲁木齐830000)

一、新疆少数民族大学生特点

1.汉语言水平低

2.基础知识相对较差

由于新疆地域广阔,偏远地区发展落后,师资力量及水平严重不足,导致学生在中学阶段学习基础不足,尤其是热能与动力工程专业教学需要强大的数学和物理基础,与学生现有知识之间差距产生了很大的矛盾。[6]为解决该问题带来的困难,加大了“锅炉原理”课程总课时量,以期通过对基本知识的重复,使学生能够更好地掌握知识。但大量的课程教学(比同级汉族班多15%)也给民族学生带来了很大的学习压力。

3.学习以简单记忆为主

由于“锅炉原理”课程需要使学生灵活运用所学知识,并用于解决电站锅炉运行、检修时的实际问题。但少数民族学生由于汉语水平不高,汉语理解能力有限,学习主要以简单记忆为主,缺乏解决问题的能力。

新疆少数民族学生在学习时存在的主要困难集中在语言掌握能力不足,给教学带来了很多困难。[7]

二、“锅炉原理”课程重要性及其特点

“锅炉原理”是热能与动力工程专业的核心课程,其主要目的是让学生认识和了解锅炉,熟悉其工作流程,设备组成及工作原理,影响锅炉安全、经济运行的因素,不同故障的解决方案,并能对锅炉进行设计计算。[8]

1.内容复杂性和学科交叉性

锅炉是一种结构非常复杂的大型能量转化设备,“锅炉原理”围绕着锅炉进行,是一门实践性很强的专业课。[9]该课程主要分为四部分:第一,燃料及燃烧,涉及到燃料性质、燃烧理论、燃烧设备、制粉设备等知识;第二,换热及换热设备,换热原理涉及到炉膛辐射换热,水平烟道和竖直烟道对流换热,管壁导热及管内对流换热;换热设备包括水冷壁、过热器、再热器、省煤器、空气预热器等;第三,空气、烟气及水动力学涉及炉膛空气动力学、水汽循环、蒸汽品质及净化;第四,锅炉运行及自动控制,涉及炉内结渣、受热面积灰、腐蚀、磨损等。从上述内容可见,课程涉及传热学、流体力学、热力学、燃烧学、材料力学、机械工程、电工学、自动控制原理、无机化学等多个学科领域,学科交叉性很强。当前高参数、大容量临界锅炉的快速发展,需要学生对各方面的知识都有所了解。

2.知识点分散性及各部分之间的联系性

“锅炉原理”内容的复杂性导致了其知识点具有很强的分散性,但是各部分的知识主要服务于锅炉的能量转化过程,各知识点之间又通过锅炉整体联系紧密联系在一起。首当其冲的问题就是要让学生对锅炉整体有宏观的了解,但去锅炉现场的认识实习都安排在课程结束后,学生很难将理论知识与实际的锅炉联系起来;其次,在各知识点分开讲授时,无论从哪里开始讲都会碰到其他没有学过的知识,这就需要讲清在锅炉整体中起到的作用,并与锅炉整体联系起来,有时知识点前后交叉,令少数民族学生接受存在困难。

三、教学方法探索

1.重点基本概念重复性讲授

由于少数民族学生汉语水平有限,理解能力与汉族学生相比,存在一点的差距,这就要求在讲授“锅炉原理”基本概念时,对基本概念必须进行多次重复,以保证学生能够对基本概念理解及记忆。如讲授锅炉热量平衡时,在该章节开始时,就需要对热平衡概念进行详细的阐述,讲清锅炉吸热量q1、排烟热损失q2、化学未完全燃烧热损失q3、机械未完全燃烧热损失q4、散热损失q5及灰渣物理热损失q6的具体意义,并举例说明,让学生对热量平衡的各个内容有全面的认识;在第二次课开始时,对这些概念进行重复介绍,强化学生的记忆;在锅炉机组热平衡这一章结束时,再对该知识点进行重复,学生经过三次重复,基本能掌握该知识点。

2.锅炉设备形象化

3.锅炉参数数字化

“锅炉原理”知识结构复杂,但是很多内容都具有很强的联系性,在讲授时需要用前后联系、横向对比等方式进行讲授,如:在讲授锅炉燃料成份时,可联系其他方面知识进行讲授。煤的工业分析可得到煤中水分、挥发分、固定碳、灰分。水分会影响到燃料的着火,在着火阶段,需要先用部分热量加热煤中水分,使其全部蒸发;蒸发后,在煤中留下孔隙,又利于燃料更快地接触氧气;经过换热后,水分热容量大,会增大排烟损失。挥发分是决定燃料是否易于着火的主要参数,挥发分越高,越容易着火,那么在设计锅炉时,其截面热负荷要求则越小。固定碳是燃料中主要的发热部分,其含量越高,发热量越高,用煤量越少,但其致密程度影响煤在炉膛中的燃尽。越致密,燃尽能力越低,则需要在设计锅炉时增加锅炉高度,在低负荷运行时尽量使用下层燃烧器,或降低煤粉细度来保证煤的燃尽,降低未完全燃烧热损失。灰分含量影响灰渣物理热损失q6,灰分越大,q6越大;灰分大的煤,在燃烧时会在煤粒外部形成一层灰壳,阻挡氧气与煤中的可燃性物质接触;灰分大的煤,烟气中灰颗粒较多,会增加对受热面管道的磨损。

这样讲授这部分知识可使少数民族学生详细地理解燃料与其他过程的相互关系,便于学生对全体知识的掌握。

“锅炉原理”课程是热能与动力工程最主要的专业课之一,与实际电厂联系紧密,对学生来说非常重要,但该课程知识点多,涉及面广,且相互间联系紧密,教师难教,学生难学,尤其是地处新疆的少数民族学生的教育和学习更加困难。笔者在教学中进行了一些有益的探索,增强了学生对锅炉的理解,使大多数少数民族学生能够掌握“锅炉原理”的基本知识点,取得了较好的教学效果。

[1]姜波,熊发政.少数民族工科人才培养的紧迫性与特殊性[J].新疆大学学报(哲学人文社会科学版),2013,(1):71-73.

[2]冯勇,何金春,晋强.新疆工科专业改进少数民族大学生教学探讨[J].中国电力教育,2013,(14).

[3]吴筠.对新疆煤炭资源开发利用的思考[J].新疆社科论坛,

2011,(2).

[4]王世昌.浅论《锅炉原理》教学的新问题和对策[J].教育教学论坛,2013,(43):51-53.

[5]吴建琴.新疆少数民族大学生《基础物理》学习策略研究[J].上海:华东师范大学,2007.

[6]李玉芳,刘洪光,曾小云.新疆少数民族大学生专业课程教学方法的探讨[J].教书育人,2009,24(21).

[7]时谦,李雪莲,管晓虎.新疆少数民族大学生电工学课程教学方法的探讨[J].高教论坛,2011,6(27).

关键词:模块化;项目化;综合化

一、引言

二、《电工技术》教材分析

现有的本科《电工技术》教学主要以秦曾煌主编的高教版教材为主,总共包含13个章节,分别为:电路的基本概念与基本定律、电路的分析方法、电路的暂态分析、正弦交流电路、三相电路、磁路与铁心线圈电路、交流电动机、直流电动机、控制电机、继电接触器控制系统、可编程控制器及其应用、工业企业供电与安全用电、电工测量。其他教材基本内容与上述教材一致,如方厚辉主编的《电工技术》主要内容分为三个部分:电路、传动与控制、电工测量与安全用电。由上可知,高等学校的《电工技术》教材内容没有太多变化。我校采用的是秦曾煌老师主编的教材,以此教材为基础,对教学内容进行研究。

三、课程内容模块化

依据我校定位及专业要求,将现有教材内容重新编排,划分为4大模块9项专题。主要根据直流电和交流电两大分类,将原有课程内容分为电学综述、直流模块、交流模块和电机的控制。电学综述为引导型内容,培养学生兴趣,建立模块化内容之间的关系,宏观阐述电学学科的重要性及其与他学科的关系;直流模块包括耗能元件直流电路、储能元件直流电路、直流电机;交流模块包括储能元件交流电路、三相交流电路、交流电机;电机的控制包括低压电器控制电机、PLC控制电机。

四、教授内容项目化

依据模块化后的专题,构建若干小项目,项目内容尽量与实践建立关系,以实物研究为主导。必要时可在企业完成项目。学生组成团队选择、设计、实施项目的同时,除了能深刻理解课程内容外,更能加强其认知能力、决策能力、应用能力和合作能力。依据模块化的专题及项目,重新编排综合化的教材辅助教学。同时可以在各个项目之间穿插参观实习和比赛等实践性内容。

五、教学形式综合化

作为工科应用型为主的重要课程,理论学习、实验和实践应当综合进行。理论上的学习和实验的开展及实践的进行应当在同一个项目中完成。通过导课,阐述课程和生活的关系,提升学生学习兴趣,融入创新理念,融入学生讨论为主导的教学方法,融入项目研究,其中:知识背景与基本知识点讲授占到课时的35%,以学生为主导的专题讨论占到课时的30%,围绕项目的综合应用占到课时的35%。上课地点要依据项目灵活选择,主要在配备各种实验器材的实验室完成教学。

六、教学思维一体化

教学过程中充分融入理论、实验、实践三位一体的综合性教学思维。同时要贯穿以下思维进行教学指导。举例如下:立体思维,学生在进行电路分析时,看到的电路图是平面的,因此常常将电路惯性理解为“平面电路”。而电路图是由实际电路模型化得到的,其代表的电路是立体的。虚接思维,可以随意构成虚拟回路,尽管这样的电路未必有电流,但是对于问题的解决却起到了至关重要的作用。串并联思维,在电路分析和设计中,充分应用串联思维和并联思维,串联思维是控制,并联思维是拓展。

七、应用举例

八、总结

[1]何绍芬.试论地方本科院校高素质应用型人才培养模式[J].中国成人教育,2016(18):71-73.

[2]康重庆,董嘉佳,董鸿,孙劲松.电气工程学科本科拔尖创新人才培养的探索[J].高等工程教育研究,2010,(5):132-137.

[3]秦曾煌.电工技术[M].北京:高等教育出版社,2009.

THE END
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5.英语四级作文范文(附历年作文)在线图书馆越来越受欢迎。越来越多的人通过手机和电脑阅读书籍和查阅所需内容,以供研究。 我们之所以喜欢在线图书馆而不是传统的线下图书馆,原因主要有以下三个方面。首先,在线图书馆非常便利,我们可以毫不费力地、快速地在任何时间和地点通过数字设备搜索所需信息。而且,使用在线图书馆可以为我们节省很多时间去做其他https://www.oh100.com/kaoshi/cet4/zuowen/476289.html
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7.“数智魔咒”:关于世界图书馆发展潮流的馆员报告(2023)2019年国庆节前后,上图东馆正在如火如荼建设中,后来肆虐全球的新冠疫情完全看不到任何征兆,我们在此期间完成了一篇《原力觉醒:世界图书馆发展潮流的馆员报告》,试图对全球图书馆未来发展做出一些趋势研判。转眼将近四年过去,世卫终于宣布新冠大流行结束,东馆开馆将近8个月,淮海路馆也悄然恢复到365天天天开放。在经历https://www.shkp.org.cn/articles/2023/05/wx431663.html
8.解放军生活现如今,士官制度改革,越来越多的"学生兵"进入军营,官兵的婚恋呈现出什么状态?该如何疏导?近日,第三十九集团军某防空团通过问卷调查、网上讨论、分批座谈等2016年06期 No.376 85页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K] 服务·资讯_战友沙龙_生活图书馆 《张学良口述历史》孙学勇; <正>在张学良印象里,张作霖http://jfsh.cbpt.cnki.net/WKD/WebPublication/wkTextContent.aspx?colType=4&yt=2016&st=06
9.theinternet英语作文附翻译(通用31篇)随着科技的发展,互联网变得越来越流行。谈及这一现象时,人们对于这个问题的态度差异很大。有人坚持认为上网有很多优点。与此相反,有人认为互联网给人们带来了很多的缺点。就我个人而言,我同意前者的观点,因为我觉得它的优点多于缺点。 First of all, internet is so amazing that many people are easily indulged https://www.ruiwen.com/zuowen/qitaleiyingyuzuowen/377125.html
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11.2021(一百七十九)汉字代码转换器在线随机转换在用于研究的数据部分,研究人员可以访问数据集,用于图书馆发布的文章和书籍的研究和教学。通过该服务可以获得的数据包括元数据、n-grams 和 JSTOR 上大多数文章、书籍章节、研究报告和小册子的字数。但是,数据请求的输出不是简单的 csv。或者 txt。文档,但 XML 文件需要一些处理和清理才能有效地处理数据。在 R 中,https://blog.csdn.net/wizardforcel/article/details/142835495
12.2023年05月中共河北省委老干部局老人世界杂志社公开招聘工作人员5根据这段文字,表述不正确的一项是: A、传统图书馆需要与时俱进吸引读者 B、人们越来越不喜欢看书了 C、信息技术革命正在改变人们的阅读行为和阅读方式 D、信息技术革命给传统图书馆带来了一定的压力 293.成长,像一杯清茶,虽没有牛奶的___,却越品越香;成长,像一条小路,虽弯曲坎坷,却___。依次填入划横线部分https://max.book118.com/html/2023/0626/8020066071005104.shtm
13.有诗酬岁月,无梦到功名我报路长嗟日暮,学诗谩有惊人句很多人批评她从歌剧一步步地变得越来越流行,但怎么说呢,我就是好她勾魂夺魄的嗓子。 6. 林慧玲:《三狗组》 这绝对是我这几年来听过的最欢乐的一张每年这个时候的校园和图书馆,也是冷冷清清,寂寥无声。这就是一年之中我最喜欢这里的时候了。每天上午起床后开门嗅到第一口新鲜的阳光和空气,每天走进图书馆https://skyfu0421.wordpress.com/
14.英语四级作文真题(精选55篇)在线图书馆越来越受欢迎。越来越多的人通过手机和电脑阅读书籍和查阅所需内容,以供研究。 我们之所以喜欢在线图书馆而不是传统的线下图书馆,原因主要有以下三个方面。首先,在线图书馆非常便利,我们可以毫不费力地、快速地在任何时间和地点通过数字设备搜索所需信息。而且,使用在线图书馆可以为我们节省很多时间去做其他http://edu.yjbys.com/cet4/158113.html
15.图书馆服务之第二课堂(精选十篇)创新是实现优质服务的重要途径,创新是手段,求优是目的,在知识不断更新、科技不断发展的今天,图书馆扮演着越来越重要的角色,读者对图书馆服务的要求越来越高,并且具有个性化,尤其是高校图书馆肩负着增强大学生综合素质、提高教学科研水平等重任,因此高校图书馆只有在传统服务的基础上,不停地围绕读者的需要下工夫、做https://www.360wenmi.com/f/cnkey49a1btd.html