电气与自动化专业论文范例(3篇)

电气与自动化专业论文范文篇1

一、引言

电气传动技术课程群是电气工程及其自动化本科专业的课程主线之一，其课程包括“电机学”、“电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电气数字控制技术”、“电气传动控制技术”等。课程的数量多、相互衔接和耦合紧密，因此对课程群中各门课程的所需基础、课程内容、掌握程度、时间安排和实践方式方法等都需要合理设计、规划和实施，否则出现一个环节不合理，就会影响整个教育质量。

目前，高校的教学改革主要针对两个方面：一个是宏观层次，即研究某一专业的课程规划和设置，以该专业学生在毕业之后应具备的素质和能力为牵引，提出全周期的总体课程规划和时间安排。例如，文献[1]讨论了电气工程及其自动化专业的总体培养目标及毕业后的服务对象，对专业四年中应当学习的公共基础类课程和专业技术类课程进行规划设置，但没有考虑课程的具体内容和统筹衔接。另一个是微观层次，即针对某一门具体的课程，提出相应的课程内容改革、教学方法改革等，如文献[2]、[3]等分别讨论了“电机学”、“电力电子技术”等课程的改革和教学方法，这些研究都是从课程自身建设的角度出发，都没有考虑该门课程和其他课程之间的接口关系。而课程群是处于二者之间的一种课程体系，它既讲究内容安排，又讲究衔接关系，集系统性和个体性于一体。现有的教育科研对电气工程专业的课程群系统教学方法鲜有研究。因此需要针对电气工程及其自动化专业本科学生的最终培养目标，对课程群中的各个课程的课程内容和授课时序等进行统筹安排，才能在达到良好教学效果的同时提高教学效率。

二、电气传动技术课程群的培养目标和课程设置

电气工程及其自动化专业学生的培养目标是要求学生在掌握电气工程学科基础理论、基本知识和学科研究方法的基础上，系统地掌握电气工程专业的专业理论，具有较强的实践实作、工程计算、仿真建模等方面的能力，能够综合运用所学知识分析解决工程技术实际问题。同时具有归纳、评估、处理各种资料信息并加以利用的能力。

电气传动技术课程群作为电气工程及其自动化专业的重要分支方向必然要配合专业的人才培养要求实现高素质人才的培养。结合电气工程及其自动化专业的总体人才培养目标以及电气传动技术课程群方向的实际情况，可制定电气传动技术课程群的分培养目标为：在掌握电路、电子技术基础、自动控制原理、数字信号处理等专业基础课程基本知识与实践方法的基础上，能够系统深入地掌握电机学、电力电子技术、电气传动控制技术的理论基础以及对电气传动系统进行数字控制的编程基础；能够综合运用所学的各门专业知识实现对电气传动系统的分析、计算与仿真，最终完成电气传动系统的软件、硬件设计与制作。

上述培养目标决定了电气传动技术课程群融合了电机学、电力电子技术、现代交直流电气传动技术以及数字控制技术等多个方向的理论知识与实践知识，在有限的教学周期内需要多门课程的理论教学与实践教学统筹规划才能更好地完成。

三、电气传动技术课程群教学内容统筹规划

在传统的教学方法中，课程群中的各个课程和课时虽然安排比较多，但是，一方面各个课程内容上交叉重复较多，另一方面仍然缺少电气传动技术所亟需的一些教学内容，因此需要进行合理的梳理和统筹规划，以提高教学效率和效果。为此采用以下措施。

（一）课程设置调整

取消“电力拖动基础”课程，把课程中的传统电力拖动部分的内容并入到“电机学”中进行讲授。把“现代交直流调速控制技术”课程调整为“电气传动控制技术”课程，课时由60学时调整为40学时，并新增40学时的“电气传动控制技术综合设计及实践”课程，以强化学员的综合分析、设计和实践能力。新增40学时的“电气数字控制技术”课程，使学员掌握电气传动控制所需要的单片机、PLC等方面的数字控制知识。

（二）课时及课程内容安排

“电机学”的课时由122学时调整为110学时，精简合并有关直流电机特性、特殊用途的直流电机、变压器的并联运行和不对称运行、非正弦分布磁场下绕组电动势中的高次谐波及削弱方法等部分内容，强化直流电动机的电力拖动和交流异步电动机电力拖动部分的教学内容，使得被取消了的“电气传动”课程中与传动电力拖动控制相关的内容在电机学中进行了补充。

“电力电子技术”作为电气工程专业的专业基础课程，除了为电气传动技术课程群服务之外，还要为电力系统自动化课程群服务，因此其教学时数保持60学时不变，但是对教学内容进行调整，删减部分基于晶闸管器件的教学内容，增补电气传动控制技术所需要的SVPWM、多电平控制、间接直流变换等内容。对于四大基本变流器以及PWM控制技术的内容仍然作为重点在“电力电子技术”课程中讲授。

调整后的“电气传动控制技术”变为40学时，删减PWM控制和变流技术部分的内容，该部分内容由“电力电子技术课程”统一讲授。

（三）教材调整

由于课程及课程内容进行了调整，因此对各个课程的教材也进行调整：

“电机学”的教材改为自编教材《船用电机学》；“电力电子技术”课程的教材改为王兆安编《电力电子技术》第5版；“现代交直流调速技术”课程调整为“电气传动控制技术”后，选用的教材为阮毅、陈伯时编写的《电力拖动自动控制系统》第4版；“电气数字控制技术”课选用的教材为：韩俊峰等编写的《单片机原理及应用》和王阿根等编写的《电气可编程控制原理与应用》。

（四）课程时序安排

课程群中的各个课程，既相对独立，又相互联系，有的课程需要其他的课程作为基础，因此在开课顺序上要合理安排，否则在授课和学习上都会造成困难。

电气传动技术课程群的各个课程中，“电气传动控制技术”及其综合实践应当是终极课程，其他课程都是为该课程服务并作为该课程的基础，因此应在其他课程之后开课。此外，“电机学”是所有其他课程的基础，应当在课程群中最先开课。因此在课程时序安排中，应当把握以上基本原则。

四、结语

电气与自动化专业论文范文

关键词CDIO模式；电气工程及其自动化专业；课程设置

中图分类号：G642.3文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）24-0132-03

StudyofMajorUndergraduateCourseSystemofElectricalEn-gineeringandItsAutomationbasedonConceptofCDIO//LUMin，

GONGLijiao，ZHAOMi，CAIXinhong

AbstractBasedonCDIOmodelanalysis，foundtheShiheziUniver-

sityinelectricalengineeringanditsautomationmajorundergraduatecurriculumproblemsthroughcomparedwithelectricalscienceand

engineeringattheMassachusettsinstituteoftechnology，accordingtotheCDIOmodeandthespecificdataanalysistobuildtheelectri-calengineeringanditsautomationmajorundergraduatecoursesystem.

KeywordsCDIOmode；electricalengineeringanditsautomationmajor；curriculumprovision

1CDIO背景介绍

电气工程及其自动化专业隶属于电气类，目标是培养具有电气工程领域相关的基础理论、专业技术和实践能力，并且能在电气工程领域从事设计、研发、运行等工作的专业技术人员[1-2]，具有典型的工科学科特征，即理论与工程实践相结合的学科[3-4]。

CDIO分别指Conceive（构思）、Design（设计）、Im-

plement（实现）、Operate（运作），是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯工业大学、皇家技术学院和林雪平大学在2000年提出的一种工程教育改革模式，经过十几年的发展和不断完善，目前已有全球97所相关工程类高校加入，代表了新世纪国际工程教育改革的优秀成果（IET：Engi-neeringandTechnologySkills&DemandinIndustryAnnualSurvey）。CDIO这一理念的核心是强调工程师的工程能力必须在真实的工程实践和解决工程问题的过程中取得，4个步骤代表了一个工业系统或过程的整个生命周期的所有环节[5]。

2案例研究与比较

本文以提出CDIO理念的工程高校之一的麻省理工学院电子电气类专业本科最新设置为例，分析该校电气专业培养方案的特点，并与石河子大学电气工程及其自动化专业培养方案作对比，提出新的专业课程设置方案。

麻省理工学院电气与计算机科学系核心课程设置麻省理工学院电气科学与工程专业最新的核心基础课由2门学科入门课、3门基础课（4选3）和3门专业课（4选3）组成，其中2门入门学科为实验课，结构如图1所示。

从图1可以看出，不同于传统授课形式，该专业的课程设置采用实验理论实验的授课方式。以实验课程入门，可以使学生参与理论模型推导、归纳和验证环节，加强基础概念认知，提倡和鼓励学生自主探索，并且通过后续的专业实验课程能够再来验证前期形成的理论，这样就构成整个学习与实践的循环。

麻省理工学院的电气科学与工程专业在长期的工程实践教育中逐渐形成具有鲜明工程培养特色的课程体系。通过分析麻省理工学院电气科学与工程专业课程的设置特点，对比目前正在实施的石河子大学电气工程及其自动化2013级培养方案的专业课程设置，发现目前石河子大学的电气工程及其自动化的专业设置存在“重理论、轻实践，重专业、轻人文，重必修、轻选修”的现象，具体表现为：

1）培养计划中工程实践课程所占比例较小，理论与实践课程教学相互独立，课程衔接性较差，课程内容较少涉及工程实际；

2）培养计划中工程科学和基础科学课程较少，专业技术课程比例过高，导致学生对于基础的科学知识没有了解；

3）轻视人文社科类课程教学，忽视学生个性的培养，课程计划中人文社科类课程所占比例较小，工科学生的人文素养较差；

4）必修课程和选修课程比例分配不平衡，选修课程数量不足，必修课比例过高，学生自主选择的范围有限。

表1中列出具体的数据，并且给出调整的方向和大小。

3我国电气工程及其自动化专业本科课程体系模型重构

数据分析与结论通过表1可以看出，与CDIO模式下的培养计划中各类课程在总学分中的比重相比，石河子大学电气工程及其自动化专业本科课程计划的课程结构模块存在偏高或偏低的比例差距。这不仅反映了课程比例设置不合理，更重要的是反映了电气工程专业在教育理念、培养模式等根本性问题上的差距。因此，想要实现电气工程及其自动化专业本科课程体系模型的重构，不仅仅是对课程结构比例的调整，更重要的是对工科教育的指导思想和教育理念的改革。

在课程体系设计方面，目前石河子大学电气工程专业本科课程体系还是采用传统的公共基础课程、专业基础课程和专业课程的模式，这种模式下课程虽然是循序渐进的，但是各个课程之间关联性较差，理论和实践环节的联系不够紧密，导致学生理论和实践脱节，实际工程能力较差。所以，基于CDIO理念重新设计电气工程及其自动化专业本科课程体系，就要改变目前的课程设置模式和授课方式，将整个学科看作一个整体，按照知识接受程度规划课程进度，并将能力训练或项目设计交叉其中，达到理论与实践相互结合，知识、能力和创新培养一体化。

基于CDIO理念的电气工程及其自动化专业本科课程体系模型分析目前培养计划不足，借鉴CDIO理念，提出电气工程及其自动化专业本科课程体系，如图2所示。

从图2可以看出，该课程体系模型中，从左到右是按课程或项目的时间进度安排，从下到上表示可以同时开展的课程。整个课程体系模型清楚地显示了电气工程及其自动化专业课程结构和课程组织形式，理论与实践知识相互支撑的一体化课程体系。具体来说，体现在以下两个方面。

1）项目培养为主线。课程体系模型中按照系统化理念分为三级项目，其中，―级项目用以提供基础工程的经验和能力；二级项目为学期项目，主要围绕主题内容进行课程群学习，并以课程群为基础，推动课程计划中―级项目的开展；三级项目属于课程群内课程间或课程内的小规模设计实践活动，可以根据课程自身的内容和特点灵活安排，其目的是强化学生对理论知识的认知和理解，提高学生实践和创新能力，促进二级项目的开展。

2）围绕核心课程的课程群。在课程组织方面，为了推动和促进二级项目的实施，将电气工程及其自动化专业的课程按照不同的主题内容进行组织，形成相关核心学科课程群。

4总结

本文首先探讨CDIO理念下课程结构组织原则，并具体分析石河子大学机械电气工程学院电气工程及其自动化专业本科课程计划与CDIO标准专业课程计划相比存在的差距。通过差距分析，认为石河子大学电气工程及其自动化专业课程体系应该在课程设计、课程计划的顶层设计和课程体系结构要素设计三个方面进行教学改革。在CDIO理念的指导下，本文重新构建电气专业的课程体系模型，以系统化的三级项目为主线，与理论教学紧密结合，并按照核心课程构建课程群，实现知识、能力和创新培养的一体化，理论与实践的融合。

参考文献

[1]邢贵宁.工学结合模式下电气自动化专业课程开发的研究[D].石家庄：河北师范大学，2011.

[2]潘再平，黄进，赵荣祥，等.全面优化本科教学平台，培养电气工程创新人才：浙江大学电气工程及其自动化特色专业建设[J].电气电子教学学报，2010，32（S1）：20-23.

[3]陈晓英，任国臣，巴金祥，等.电气工程及其自动化专业实验教学体系的构建[J].当代教育理论与实践，2016，

8（2）：51-53.

[4]马桂芳，吴春富，谢煌生.电气工程及其自动化专业实践教学体系的研究与建设[J].湖北理工W院学报，2015，

电气与自动化专业论文范文

关键词：DSM；电能管理；中国电能服务网

作者简介：田会峰（1980-），男，安徽萧县人，江苏科技大学（张家港）电气与信息工程学院，讲师；周瑜（1984-），女，江苏张家港人，江苏科技大学（张家港）电气与信息工程学院，实验师。（江苏张家港215600）

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）14-0048-02

在当今能源相对紧缺、世界环境日益变差的大环境下，节能减排显得尤其重要，一方面节约了能源的使用，另一方面又减少了污染物的排放，保护了环境。

电力需求侧管理DSM（DemandSideManagement）是指在政府法规和政策的支持下，采取有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式，通过电力公司、能源服务公司、社会中介组织、产品供应商、电力用户等共同协力，提高终端用电效率和改变用电方式，在满足同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求，达到节约资源和保护环境的目的，实现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务所进行的管理活动。

文中按照电力需求侧管理的要求积极探索电气工程及其自动化专业的电能管理方向。

一、电气工程及其自动化专业方向

1998年，国家将本科专业目录进行了调整、合并和压缩。电工类和电子与信息类合并成电气信息类。原电工类的电机及其控制、电力系统及其自动化、高压电与绝缘技术、电气技术等专业合并为目前的电气工程及其自动化专业。[1]

电气工程及其自动化专业涉及电工技术、电气技术、电力技术、自动控制技术、计算机及其应用技术等诸多领域，是通用性很强的“宽口径大专业”。全国各高校根据国家经济发展对电气信息类人才的需求，依据各校的实际情况和办学条件，确定了彼此不同的专业方向、人才培养的方案和模式，体现出各校的办学特色。

江苏科技大学镇江校区电气工程及其自动化专业虽然从2000年开始招生，但是其前身可以追溯到1953年上海船舶工业学院创办的船舶电气控制专业，1978年镇江船舶学院开始招收船舶电气自动化本科专业，经过工业电气自动化专业、工业自动化专业等发展到现在的电气工程及其自动化专业。本专业是培养以船舶为特色的电气工程及其自动化人才，其专业建设是依托船舶行业，依靠教学、科学与管理，将其建设成以船舶电气自动化为主要特色、面向工程技术应用的专业。[2]

张家港校区因为远离校本部，又是异地新建校区，无法享受校本部几十年来在船舶电气自动化方面的教学和科研成果。虽然张家港校区自2005年开始招生，其专业方向表面上沿袭镇江校区的“船舶电气自动化”方向，但培养方案实际上与船舶相关的课程基本没有涉及，比如：本部开设的“船舶概论”“船舶电站自动化”“船舶机舱自动化”等课程。[3]因此，电气工程及其自动化专业是作为校区重点建设的专业之一，目前是以船舶电气自动化和工业电气自动化的混合体，专业方向不明确，不利于专业建设和学生就业。

随着社会经济的发展和国家战略的需求，电能管理越来越受国家的重视，国务院曾多次发文要大力发展电能需求侧管理。目前，在国内高校本科专业及方向设置中，还没有电能管理方向，市场需求量巨大。

为此，为了突出办学特色，服务经济，培养社会急缺的电能管理人才，校区与苏州太谷电力有限公司合作，共同建设电气工程及其自动化专业电能管理方向，并从2008级电气工程及其自动化专业开始设置电能管理方向。

二、电能管理方向建设探索

电气工程及其自动化专业电能管理方向是对负荷控制和管理，以及远程抄表和计费自动化。本着“科学管理电能，轻松降低成本”的电能管理新思路，确保电力用户有序用电，其技术领域涉及国家重点支持和发展的几大高新技术，即物联网技术、智能电网技术和节能减排技术。因此，电能管理方向有着及其广阔的发展空间。

电气工程及其自动化专业电能管理方向特色是实时监测和采集各电力用户的用电情况，对其用电情况进行分析评估，针对不合理或浪费用电的装备和线路，对其进行整改，优化电力用户的内部电网，以达到降低电能的目的。

电气工程及其自动化专业课程体系的构建应本着加强理论、优化课程结构、强调应用能力、加强实践环节来设置专业模块课程。[4]由于“电能管理”是新建专业方向，电气工程及其自动化专业原有的课程体系没有大的改变，目前只在第7学期增加了电能管理方面的两门方向选修课：“电能需求侧管理”和“电能优化技术”，下一步将根据人才培养方案要求，继续增加电力系统方面的两门课程“电力系统继电保护”和“电力系统故障分析”。

为了进一步优化课程体系，将电气工程及其自动化专业基础课和专业方向课内容相近或密切相关的几门课程组成课程组，有利于相关教师之间的教学交流和科研合作。具体分为5个课程组：

电工电子技术课程组：包括“电路”、“模电”、“数电”、“电力电子技术”、“CPLD及FPGA设计”等课程；计算机技术课程组：包括“计算机软件基础”、“微机原理与接口技术”、“单片机原理及应用”、“DSP原理及应用”、“计算机控制技术”、“计算机网络基础”等课程；控制与检测技术课程组：包括“自动控制原理”、“现代控制原理”、“智能控制”、“计算机集散控制”、“检测与仪表”、“MATLAB语言与科学计算”等课程；电机与电气技术课程组：包括“电机与拖动基础”、“电气与PLC技术”、“机电一体化技术”、“电力传动自动控制系统”等课程；电能与电力技术课程组：包括“工程图学基础”、“电能需求侧管理”、“电能优化技术”、“供电技术”、“电力系统继电保护”、“电力系统故障分析”等课程。

三、电能管理方向建设实践

为了加强电能管理方向学生的工程实践能力，在制订人才培养方案时就将企业元素贯穿于整个教学环节，企业参与人才培养的始终，校企深度融合，学校引进企业高级人才到校任教，同时，学校派青年教师下到企业学习至少1年时间。见图1。

1.教材建设

“电能优化技术”被校区列为重点课程建设，建设内容包括与企业合作共同编写讲义，进一步编写教材，努力将“电能优化技术”打造精品课程。该课程内容主要包括电能质量：电压、谐波、三相不平衡、功率因数等；电源优化；配网优化；电能质量优化；电能轨迹优化；电能检测技术等。

“电能需求侧管理”已经编写成讲义，并投入教学使用，主要内容涉及电力系统、智能电网、供电技术、需求侧管理、DSM平台使用、电能系统构建等。

2.师资队伍建设

依托中国电能服务网（苏州太谷电力有限公司）和智能电力研究院（清华大学韩英铎院士领衔的科研团队），共同培养“双师型”教师。校区派青年教师去企业学习1年，参与企业的科研和工程实践，这样教师有了实际的工程背景，在讲授理论课程时，将理论与实践相结合，学生听课才会感兴趣，不会显得课程枯燥无味。

智能电力研究院坐落在校区，与学院有紧密合作关系，长期邀请清华大学的教授给学生做学术讲座，同时教师和部分优秀学生也参于研究院的科研项目。

3.电能管理实验室建设

为了实现工程教育，必须将工程实践教育贯穿于整个教学环节。由于企业拥有强大的经济基础、科研能力以及工程实践背景，学校与企业深度合作，共建实验室，为学生提供工程教育模式的实践教学平台。

校区与太谷电力共同建设“电能管理实验室”，使用“中国电能服务网”平台。该平台功能包括以下5个模块：电能在线模块、用电分析模块、辅助决策模块、有序用电模块和系统工具箱模块。

为了能采集电能数据，通过电能监测仪、电流互感器、服务器等器件，利用RS48总线和以太网，可以采集和监测的数据包括：监测电力指标，包括相电压、线电压、相电流、线电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等；电量指标，包括有功电量、有功电度、无功电量、无功电度等；质量指标，包括谐波电压、谐波电流、三相不平衡度、电压偏差、频率偏差、零线电流等。同时，还能通过温度传感器采集壳体的温度。

通过此DSM平台，学生能够清楚的了解电能的输入、传输、消耗的全过程。

4.网络教学平台建设

本专业目前共有6门课程，包括“电路”、“数电”、“电力电子技术”、“电能优化技术”、“微机原理与接口技术”、“单片机原理及技术”等课程实现网络教学，网络学堂包括教学课件、电子教案、教学大纲、习题、教学案例、在线答疑、师生互动等，教学资料丰富。

5.工程实践能力培养

工程实践能力是学校人才培养的终极目标，学校和企业各有强项，优势互补，将学校的人才培养方案与企业的用人需求紧密结合，企业积极参与人才培养方案的研讨和制定，实践环节的教学以及教材的建设等。企业的科研项目与学校的实践教学相结合，实践教学实现学校企业双导师制。

由太谷电力有限公司挑选经验丰富的高级工程师兼任“电能管理”专业方向工程实践培养指导教师，每周安排2学时，总计32学时的工程实践课程。

另外在第8学期安排学生去企业顶岗实习6个月，并将在今后逐渐扩至1年，达到“卓越工程师”计划培养方案的“3+1”模式，即3年在学校学习理论知识，1年在企业顶岗实习。实习期间要求学生现场安装与调试，并参与企业应用设计。

通过实习，学生对工程项目比较熟悉，将在企业里根据实际工程项目完成本科毕业设计。

6.联合培训“电能管理师”

目前，社会上急缺电能管理师，每年的用电高峰期，政府为了完成减排任务，都要求企业“拉闸限电”，对企业造成了比较大的损失。企业内部的电工紧紧是会用电，但是不能根据企业实际情况，优化企业内部电网，降低电能。因此，校区教师和太谷电力合作共同培训“电能管理师”。

四、结束语

目前，全国大约200多所院校设置电气工程及其自动化专业，甚至一些以文科见长的综合型大学也在办此专业。[5]对于本科院校异地新建校区，如果电气工程及其自动化这样宽口径的电类大专业，没有形成自己鲜明的专业特色，很难与其他老牌院校的此专业相比，这样不利于服务地方经济和学生就业等。

因此，设置电气工程及其自动化专业电能管理方向，在响应国家节能减排、培养“卓越工程师”计划、大力发展智能电网等方面都具有积极的意义。

参考文献：

[1]王泽忠,王兆安,沈颂华.电气工程及其自动化专业规范研究[J].电气电子教学学报,2010,(S1):5-6.

[2]姜文刚.电气工程及其自动化船电特色专业建设探索[J].科技信息,

2011,(21).

[3]刘维亭,王德明,朱志宇.电气工程及其自动化专业建设与实践[J].华东船舶工业学院学报(社会科学版),2002,(4).