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
2.1电气工程及其自动化技术应用的发展
理论的发展要基于实际应用,而理论进步了以后,又能够指导实际应用,因此二者之间有着密切的关系,电气工程及其自动化技术是随着工业的发展,而逐渐形成的一门学科,现在的很多高校中,都开设了相关的课程,从某种意义上来说,电气工程及其自动化技术,是为了满足实际生产的需要,在传统的工业生产中,采用的主要是人工的方式,虽然机械设备出现后,人们可以操控机器来进行生产,极大的提高了生产的效率。但是经济的发展速度更快,对产品的需求量越来越大,在这种背景下,仅仅依靠操作机器的生产方式,已经无法满足市场的需要,必须进一步提高生产的效率,为了达到这个目的,很多企业都实行了二十四小时生产,通过实际的调查发现,采用这样的生产方式,机器可以不停的运转,操作人员却需要足够的时间休息,因此必须增加企业的员工,这样就提高了生产的成本,在市场竞争越来越激烈的今天,企业要想获得更多的效益,必须对生产的成本进行控制,于是有人提出了让机器自行运转的概念,这就是自动化技术。
2.2电气工程及其自动化技术在工业控制中的应用
现在电气工程及其自动化技术,主要就是在工业控制领域中进行应用,通过继电器、感应器和其他的电子元器件,能够对整个生产过程中进行有序的控制,人们只要编写相应的软件程序,系统就可以按照程序上的命令,一步一步的去执行,从而达到机器自行生产的目的。从本质上来说,自动化技术就是模拟人的操作,在以往的工业生产中,人员是主要的生产力,加工的精度等都会受到人员自身素质的影响,而且生产的效率很低,随着工业水平的发展,尤其是电子产品的出现,对加工精度的要求越来越高,如现在的晶体管加工精度已经达到了纳米级别,这样已经无法用肉眼观察的加工,依靠人来操作显然无法完成,必须让机器自行的运转。在实际的电气工程及其自动化技术的应用中,现在还无法实现完全的自动化,需要一定的维护人员来保证生产线的正常运行,由于设备和技术上的不完善等,在实际的生产过程中,经常会出现一些问题,如设备的损害、技术漏洞等,使得生产出现停顿,这时就需要相关的技术人员进行处理,保证设备的平稳运行。
3结束语
电气工程及其自动化技术作为现在一个热门的学科,由于其能够极大的提高生产效率,因此受到了足够的重视,要想提高工业的生产效率,必须培养大量的专业人才,通过全文的分析可以知道,受到特殊的历史因素影响,我国的经济和科技发展的时间较短,与西方发达国家存在较大的差距,在实际的工业控制中,我国很多企业还没有实现自动化,严重的影响了生产的效率,相信随着国家的重视,必然会加大对企业的扶持力度,这种现象会得到明显的改善。
作者:袁红军 袁米 单位:江苏省淮阴商业学校 南京信息工程大学信息与控制学院
第二篇
一、新版培养方案介绍
本专业课程基本框架设置为三个层次:第一层次以公共基础课程、学科基础课程、专业必修课程为本专业的主干课程。在此基础上,第二层次设置专业选修课程,选修课程分为电力系统自动化方向选修课、工业自动化方向选修课、智能电网与新能源技术方向选修课和跨方向公共选修课。第三层次设置集中实践环节,包括课程设计、认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计。本专业基本学制为四年,允许在七年的弹性学制内完成学业。毕业的总学分不少于164,且各层次课程应满足相应模块的修业要求。公共基础课程平台包括通识类必修课和通识类选修课,分别要求达到36学分和11学分。学生至少需获得4个第二课堂学分方能毕业。多余学分可申请以50%的比例折算抵免通识类选修课程学分。在专业选修课程中,要求毕业前必须选修不少于38学分的课程。通识类必修课程、学科基础课程、专业必修课程是本专业全体学生修读的课程,如果考试不及格,按学校文件规定,必须重修。所有集中性实践教学环节是全体学生必须完成的实践环节。学生可根据自己的学习兴趣在第三学年开始选修电力系统自动化、工业自动化或智能电网与新能源技术方向的课程,在相应方向所选修的课程要求至少要分别达到12、9.5及10学分。另外还建议学生每学期至多选修2学分的通识类选修课程,并选择适当的经济管理类通识课程,以丰富自己知识结构。学生应特别重视学科基础课程和专业必修课程的学习,为后续学习、工作打下坚实基础。开设的课程具体包括:
1.通识类教育课程平台(通识类必修课)包括思想道德修养与法律基础、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论等政治类课程以及大学体育、大学英语、计算机基础、心理健康教育等,共36学分。
2.通识类教育课程平台(通识类选修课)分为人文科学类、社会科学类、自然科学类、工程技术类、体育艺术类、教师教育类六大类别,要求学生跨学科选修两类以上(含两类)课程,且要求在精品通识课程中选修不少于2学分,与专业相同或相近的课程不计入总学分。通识类选修课要求修满11学分。3.学科基础课程平台(学科基础课程)包括专业导论、高等数学、大学物理、机械制图、C程序设计、电路等,共30学分。
4.专业课程平台(专业必修课程)包括模拟电子技术、数字电子技术、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、电力电子技术、自动控制原理等,共17学分。
5.专业课程平台(专业选修课程——模块课)电力系统自动化模块包括发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护原理、电力系统自动化、电力系统调度、电力系统新技术专题、配电网自动化、高电压技术等,要求修够12学分。工业自动化模块包括电机拖动技术、电力工程基础、电力电子技术装置及应用、现代控制理论、自动化仪表与过程控制、运动控制系统、电梯控制技术、智能控制、机器人技术、物流自动化技术等,要求修够9.5学分。智能电网与新能源技术模块包括发电厂电气部分、电力系统分析、智能变电站技术、电力系统继电保护原理、智能电网技术、微电网技术、新能源发电技术等,要求修够10学分。
6.专业课程平台(专业选修课程——跨模块课)这部分课程3个方向的学生都可以选修,要求模块课和跨模块课的总学分至少达到38。包括单片机原理与接口技术、复变函数与积分变换、电磁场、概率论与数理统计、电子电路CAD技术、专业英语、电气控制与可编程控制器、计算机虚拟仪器技术、DSP系统设计与应用、计算机控制技术、无线传感器网络技术、学科研究方法论等。
7.实践教学平台
包括军训、金工实习、电工电子实习、认识实习、电子技术应用课程设计、单片机应用系统课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计。此外,3个方向的学生还要完成相应模块的课程设计,分别为电力系统课程设计、控制系统课程设计、智能电网技术课程设计,为期均为1周。实践课的总学时为28。
二、新版培养方案所采取的改革措施
1.专业方向改革
与原培养方案相比,专业方向作了很大改动,这样做的原因有三:第一,原培养方案并不分方向,所有学生都只是根据自己的兴趣在专业课程平台的26门专业选修课中自行选课,且要求毕业前修够至少36学分。这种方式存在很大的弊端,这是因为学生对专业方向的把握能力不够,所选的课程不够系统化,导致学生毕业时对电气工程及其自动化专业的内涵仍不明确,从而直接对考研或工作造成影响。第二,原培养方案的课程侧重于工业自动化方向,电力相关课程较少。然而从近几年我系学生的就业情况来看,进入电网公司和发电厂等电力企业就业的学生每年都占据一定的比例,迫使我系对专业方向进行更合理的设置。第三,随着电力工业的发展,电子、计算机、通信等信息技术以及能源技术与传统电工技术不断融合,丰富了电气工程及其自动化专业的发展方向。例如智能电网、新能源技术、微电网技术等新兴技术的出现要求本专业应及时地调整专业方向。综上,在新的培养方案中将学生分为电力系统自动化、工业自动化以及智能电网与新能源技术3个方向,学生必须选定一个方向,并在相应的模块课程中修够一定的学分。这一改革措施的目的是使学生有更明确的学习目标,实现个性化发展,毕业时有更好的专业素养,也为学生在电力部门和新能源产业就业打下更好的基础。同时要求学生要选修一定学分的跨模块课,成为宽口径复合型人才。
2.课程结构改革
原培养方案中各类课程的学分数、学时数及其所占百分比见表2。对比表1和表2可以看出,与原培养方案相比,新培养方案的学分数略有减少,而学时数减少的幅度较大。这是因为学校规定1学分由18学时减少至16学时,如电机拖动技术由原来的3学分64学时(含10学时实验)改为现在的2学分32学时。而专业课总学分的要求几乎不变,从而要求学生修更多门课,接触更多的专业知识,体现了全面发展的原则。另外,新版培养方案要求学生至少获得4个第二课堂学分方能毕业。所谓第二课堂,即鼓励学生在校学习期间积极参加第一课堂以外的学术科技、文化艺术、社会实践等活动,提高学生的综合素质。学生课外参加学科竞赛项目获奖、获得专利、发表论文、成果技术转让、完成科研课题和社会调查、获得技能证书等均可获得相应的学分。将学生在第二课堂的活动进行学分量化,与第一课堂学分共同构成综合素质评估体系,更为准确全面地反映学生的综合素质情况。
3.课程设置改革
由于专业方向的改动较大,因此课程设置上也有较大变化。改动较大的是专业课程平台,增设了多门电力系统及其自动化和智能电网与新能源技术方向的课程。工业自动化方向增设了电力电子技术装置及应用、物流自动化技术。在跨模块专业选修课程中,删去工业控制总线、电子电路故障诊断技术、楼宇自动化系统等课程。另外,在课程教学内容上,要求紧跟理论和技术的发展动向,对每门课的教学内容都做了优化,保证学生学到最新最实用的理论和技术。
三、结论
电气工程领域的理论和技术随着电子技术和计算机技术的渗透而发生了巨大变化,高校电气工程及其自动化专业的培养方案应及时做出修订以适应社会对人才的要求。本文对新培养方案做出介绍,从专业方向、课程结构和课程设置三个方面进行了改革。新培养方案将更好地为社会培养宽口径复合型工程技术与管理人才。
作者:王晓刚 王清 刘华 单位:广州大学机械与电气工程学院
第三篇
一、课程教学内容体系的改革
1.任课教师的选拔
大多数高校非计算机类专业的程序设计课程都是由计算机专业的教师来承担主讲工作的,其优势在于:计算机专业的教师对各种计算机的程序设计语言都比较熟悉,可以充分利用学校的教师资源。但是,这种师资配置方式也有其明显的弊端:由于主讲教师缺乏相应的专业背景,授课内容与专业脱节,对将来的专业课程设计、毕业设计甚至实际工程应用的作用很小,影响了学生学习的积极性。因此,本课程的任课老师指定从相关专业的老师中挑选,并且要求老师具备一定的编程经验和工程背景。这样才能保证讲授的知识足够生动,学生有兴趣听。虽然专业老师的工作量增加了,但是从毕业设计和课程设计上考虑,老师的付出反而减少了,因此是值得的。
2.教学计划的制订
在笔者所在学校,以前开设了几门程序设计类选修课,如VB、VC、C语言、Matlab程序设计等,学生在选课时缺少指导,选课缺少连贯性。另外,随着计算机技术的发展,曾经拥有程序员最多的VB语言已逐渐淘汰,继续开设VB课程已与现实脱节。而VC语言课程教授了很多微软公司特有的语言标志和界面设计方式,不利于程序的跨平台部署。电力系统高级应用软件,多部署于Linux或Unix等高可靠的操作系统上,它们对计算速度和跨平台性要着极高的要求。ANSIC和C++语言构成了各操作系统的基础,完全可以满足上述要求,且用户群庞大,是一门不易在短时间内淘汰的经典计算机语言。ANSIC和C++语言有很多共性,可以在一起讲授,将其作为一门必修课程来讲授,旨在培养学生的编程兴趣,掌握编程的一些基本方法。另外,Matlab语言编写比较简单,非常适合科学计算,是进行科研仿真的优秀工具。于是,Matlab被作为一门选修课来开设,为将来继续深造的学生开启一扇门。最后,笔者还开设了一门电力系统程序设计的选修课,将计算机的程序设计与电力系统理论知识结合起来,针对电力系统这一对象编写程序,如电力系统潮流计算程序、短路计算程序等,使学生的理论知识和实践能力得到升华。
3.授课内容的安排
本课程主要讲授编程的基本方法和技巧,计划安排30学时讲授和20学时实验,强调在实验中掌握和巩固知识。考虑到这是本科生在大学阶段遇到的第一门计算机程序设计课,开始讲述的内容以入门引导为主,安排1~2学时讲述一些操作系统和计算机原理的基本常识和历史发展,以及一些发展过程中的名人轶事。
二、实践环节的改革
本课程的实验学时约占总学时的30%,实验内容不再简单地围绕课本的习题,学生必须充分发挥主观能动性,自主选择“制作一个360安全卫士的主界面”、“制作一个简单的计算器”或“制作一个查找文件的小工具”等实验项目。在实验课上,先让学生熟悉IDE编译的环境,再由学生自己完成自选题目的设计和实现。考虑实验课的根本目的还是使学生真正掌握程序设计能力,学生也可以不参与自选课题,直接利用实验课时间来做大作业,时间上得到保障,作业质量也会提高。实验过程中,学生可以采用小组讨论、上网查找资料和查阅参考书等方式进行自主学习。整个实践环节均强调“自己动手、自我感知”,这为其将来继续深入学习程序设计语言奠定扎实的基础。
三、考核方式和评价的改革
以前,程序设计类的课程笔者多采用闭卷考试的形式,发现效果非常不理想。有些学生考试成绩非常好,但是动手能力非常差,写不出几句像样的程序。改革后,考核确定为大作业的方式。大作业的题目是编写一个某病毒的专杀工具,这一作业涉及文件的操作、数据结构、语言的控制语句、输入输出和界面设计等程序设计的诸多方面,可以充分考查学生的算法设计和界面设计能力。作业分组完成,将整个班按5人一组,分组提交,提高他们团结协作的能力。评分的标准包括界面是否美观,功能是否齐全,杀毒时间的长短,代码注释是否完备,变量命名是否规范,设计文档、帮助文档是否完整,是否有额外的想法。
四、教学方法的改革
虽然开设的ANSIC/C++课程总共有50多个学时,但是课程包含内容非常多,应用也非常灵活,期望学生利用这么短的时间把这门语言学精、学通是完全不可能的。因此,在上课时只能学习一些基本的语法和编程的过程,形成一个感性的认识,让学生知道编程的目的,知道将来编程遇到问题,应如何解决,更重要的是促使他们在课外去更加深入地学习。上课教学,以往多通过老师讲授和学生听讲的角度,老师和学生之间缺少很好的互动。笔者实行新的教学方式,老师通过PPT讲授占80%时间,20%课时由推选出的学生上台来讲,讲授的内容包括“我所知道的IT人的故事”。通过这一话题的讨论,增加了学生的兴趣。课堂同时增加讨论环节,多安排课堂提问,启发他们自己思维,如:编程带来哪些好处?编写的程序有哪些用处?通过这些问题,启迪学生思考编程的目的和意义。教师在教授过程中,多联系电力系统的一些专业问题,使学生了解计算机专业的编程与电气工程及其自动化专业将来利用编程的不同之处,最终编程能够服务于电力系统的专业知识培养。此外,还要增加学习过程的开放性。在布置作业之后给学生较为宽松的时间,学生可根据个人的学习和进度予以完成;这样学习效果的评价是以自我评价为主,教师的评价为辅,有助于发展学生的独立性、创造性和自主性。在期末考评的大作业环节中,注重不同学生掌握本门课程的不同情况。鼓励学生发挥自己的专长,查阅文献,自选有关的命题。评分标准既有一定的基本要求,也体现尊重学生的原则,这样,在达到课程基本要求的同时有助于发挥学生的特点。
五、教学效果
1.课堂和实验课教学效果
在实验课上,多数同学选做布置的实验项目,有些同学则更为深入,利用这一时间做大作业,过程中充分地与小组成员和老师探讨存在的问题,事实也证明,这些小组最后的大作业完成得非常出色。
2.大作业反馈教学效果
从交上来的30份大作业看,学生在设计上充分发挥了主观能动性,界面及算法设计多样化,如有的利用界面控件设计的界面非常漂亮,有的采用编程设计模式编写的程序简单可靠。学生在查阅资料完成大作业的过程中,不仅巩固了课堂和教材上的内容,还自发加入了网络中新流行的界面设计思想或一些高级的算法设计方法。
总之,学生在学习过程中发挥了主体作用,提高了自身程序设计能力和创新能力。
作者:李佩杰 李滨 陈碧云 单位:广西大学电气工程学院