电气工程学科的重要性范文
时间：2023-07-14 18:04:51
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。
篇1
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。
2.3电气工程学的重要性
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
当今的电气工程学是综合应用高科技、多个学科进行交叉，且具有广阔前景的专业。电气工程学专业主要培养掌握电力工程基础、电力系统分析、计算机控制技术等基础理论知识，了解电气工程与控制工程发展的新动态，具备较强的实践能力，能在电力、冶金等行业从事安装、设计、管理等工作的高级技术人才[2]。电气工程学专业系统的分析了电气工程包含的专业及交叉学科的相关知识，注重理论与实践的结合，也注重学生的德育，培养了一批合格的电气工程技术人才。
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，
首先，教师质量需要改进，很多高校盲目的追求教师数量，而忽略了教师质量，许多教师没有经过岗前培训就进入课堂，课堂教学质量不高。其次，部分高校电气工程专业起步较晚，缺乏教学经验，学科建设不合理，培养目标比较空泛，对专业人才的培养严重脱离了社会的真正需求。最后，电气工程学的实践性较低，教师的课堂教学一般是灌输相关知识，忽略了学生的个性发展和主观能动性，培养出来的人才实践操作能力不强，难以满足社会的需求，缺乏竞争力。
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
教师是电气工程学科建设与发展的重要组成部分，高校在引进先进教师人才的同时要对现有的教师进行有效的培养，合理组织教师出去交流或深造，扩大师资力量，提电气工程学相关教师的教学水平。
首先，高校应该对年轻教师进行合理的岗前培训，提高对青年教师外语水平、计算机水平和社会实践能力的要求，并指定资历高的教师对青年教师进行指导，让青年教师尽快熟悉教学重点和教学环节，以进一步提高青年教师的教学质量。其次，提高教师的管理水平，教师是教学的组织者，教师管理水平的高低直接关系到教学过程是否顺利，也直接影响着学生学习兴趣和学习自主性的提高。因此，各高校要进一步提高教师的管理水平和驾驭课堂的能力，以提高学生对课堂的参与度，让学生自主的接受电气工程学教育。最后，教师要提高自身的专业知识水平，在熟练掌握教材内容和相关课程标准的基础上，结合学生实际情况创新教学方法，帮助学生轻松的获得专业知识和技能。
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
为了有效提高电气工程学人才培养的质量，高校要建立最基本的电力系统自动化实验室，并对实验室进行合理的管理，为学生提供良好的实验平台，激发学生科研的积极性，提高学生的科研能力。此外，政府及相关部门要加大对电气工程学的投资力度，让电气工程学方面的高校建设规模较大、包含各种分布式发电电源，并集分析、控制、保护为一体的智能微电网实验室，为学生提供多功能的科研实践平台。
3.2.6合理的对学生进行考核评估
合理的考核评估机制是课程成功与否的关键，通过合理的考核，学校可以掌握学生知识的掌握程度、实验操作能力、实验创造能力。在考核评价的过程中，教师要注意引导学生端正态度，考核成绩进行客观分析，明确自身的知识掌握程度和不足。考核结束后，教师要对学生做出合理的评价，把赏识教育与挫折教育有机的结合起来，帮助学生认清自己的实际情况，并激发学生的潜能，培养学生的综合能力。评估的内容应该包括学生的小组合作情况、任务完成情况、资料搜集情况和实际操作情况等，在时间允许的情况下，可以要求学生以论文答辩的方式完成作业，以加深学生对知识和技能的印象，提高学生学习积极性，进而提高电气工程学科的教学效率和教学质量，培养合格、高质量的电气工程人才[3]。
4.结束语
电气化工程学在我国高校的教育中一直占据着重要的地位，据统计，目前全国有三百二十多所高校开设了电气工程学相关专业，由此可见电气工程学的重要性。为了培养出综合能力强、满足社会需求的高层次专业人才，各高校要根据自身的发展层次、水平和服务区域对专业进行合理的规划，制定适合本校的电气化工程学科发展策略。此外，教育体制改革的不断深入和社会的不断发展进步对高校电气化工程的学科建设、教学质量和人才培养质量提出了更高的要求。因此，高校在电气化学科建设和发展的过程中，要充分注重社会对人才的真正需求，加强电气化工程的师资队伍建设，在教学过程中把理论和实践有机的结合起来，并密切关注电气行业的发展状况，以进一步提高电气化工程的人才培养质量，提高电气化工程人才在未来社会中的竞争力。
【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.
篇2
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）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0043-02
电气工程及其自动化专业属于通用性本科专业，国内的理工科高校几乎都有设置，中国石油大学（以下简称“本校”）的电气工程及其自动化专业就具有本校的办学特色，下设的电力拖动自动控制和电力系统自动化两个专业方向在石油石化领域的技术应用中越来越广泛。本专业无论是在教学、实践还是科研等方面都突出体现了其“油味”特色，已经于2010年被列为山东省特色专业。通过近两年的特色专业建设，深切感到要想将这一省级特色专业建好，并且要冲击国家级特色专业，一个首要的关键性问题就是要将“电力电子技术”在特色专业建设与教学体系间的桥梁作用发挥好，实施好。因为“电力电子技术”对本专业的两个专业方向及绝大多数专业课程及实践类课程都具有技术支撑作用。要想真正将特色专业建设好，一方面需要将“电力电子技术”本身作为精品课程建设好，另一方面，要将“电力电子技术”与本专业各专业课程，尤其在体现专业课程与石油石化领域中应用的联系与桥梁作用发挥好。否则，特色专业建设就只能停留在做表面文章上，不能落到实处。“电力电子技术”是将本专业的技术理论在石油石化和电力节能等领域付诸实施的接口和桥梁。
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
在“电力电子技术”的实践教学方面，该课程的教学均采用课堂教学结合课后验证性实验的教学模式。目前，学校仅采用挂件结构的实验台或实验箱来完成实验，学生始终处于被动状态，不会积极去思考和创新，也找不到探索的目标和方向。这样一来，如果设备在实验过程中出现问题使得实验结果与理论分析不符甚至出现异常现象，学生就会第一时间找老师要答案，不会独立分析和解决问题。
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
在本课程教学的前期，向学生介绍科技论文的写作格式及方法，指导学生撰写有关电力电子技术方面的调研报告，要求学生按照科技论文的规范进行撰写。同时介绍一些相关的优秀网络资源给学生，指导学生通过这些网络资源去查阅相关的中英文资料，使学生更主动地去了解电力电子发展的动态前沿，因而充分认识到学习本课程的重要性，借此提高学生自主学习的积极性。
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.
篇3
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。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0134-02
近年来，为了把师范院校建设成具有教师教育特色、多科性的综合性师范大学，全国各类师范院校都在不同程度上开设了理工科专业，而且开办的工科专业也非常注重实践能力的训练。以湖北师范学院为例，该校作为地方性师范院校，在电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、化学工程与工艺和计算机科学与技术等工科专业人才培养方案中就明确提出：“要培养基础扎实、动手能力强、综合素质高、具有市场意识和创新精神的应用型高级技术人才”。而培养具有创新精神、实践动手能力强和综合素质高的应用型高级工程技术人才的最重要的途径就是实验与实践。同时随着社会的发展，高等教育也受到了很大的刺激，要求教育主动适应经济、适应市场的需求，要求应用型高级技术人才不仅要掌握必要的科技、文化等知识，更重要的是要具备较强的实践能力和探索解决工程实际问题的能力。实验教学是师范院校教学中的一个十分重要的教学环节，在培养学生实践能力、分析和解决实际问题能力及严谨的科学态度方面，具有其他教学环节无法替代的作用。要充分发挥实验教学在高等教育中的特殊功能，就必须清楚地认识到实验教学的内涵和实验教学的目的与作用。因此，对师范院校工科实验进行教学改革研究，从而提高教学质量，培养应用型高级技术人才势在必行。
一、师范院校工科实验教学存在的主要问题
目前大多数师范院校的工科学生总是被动地“照方抓药”，在指定的时间、地点，按规定的实验方法和步骤完成教师指定的实验；基础课实验一般都以验证性实验为主，即使有少量的综合性实验，也是在规定的范围内学生按照教师的要求来完成，缺乏创新意识和创新能力的培养。
通过文献检索及调查，发现国内的工科院校非常重视实验教学改革建设工作，他们对实验教学模式进行了深入探索，并发表了研究论文，例如：燕山大学的杨国良教授发表了“谈工科实验教学改革与创新的几个方面”，重庆工商大学的梁云副教授发表了“创新实验教学，提高实验教学水平”，湛江师范学院的梁启文实验师发表了“电子设计竞赛与实验教学探讨”等。然而，地方师范院校应用型工科实验教学虽经多年的改革实践，但仍然存在诸多问题：第一，各门基础/专业实验课条块分割严重，缺少相互配合，不能使基础实验教学形成一个有机整体。由于学时数限制以及学科之间的界限，使某些实验内容被人为分割，不同学科的实验内容之间相互渗透较少，甚至相互不衔接，导致出现教学内容低水平重复、缺乏整体性、必要的实验内容开设不足或缺乏等问题。第二，教学内容比较陈旧，难以符合时代的需要。第三，立足于地方、为地方区域经济发展服务的人才培养定位没有得到体现。主要是因为目前的教材难以结合各地方经济发展的实际开设出具有地方特色的实验项目。第四，学生缺乏自主创新的意识，大多数学生更为注重自己的分数（成绩），而不是自己的创新能力，因此建立科学合理的实验教学考核机制相当重要。第五，教学方法和教学手段较落后。第六，缺乏双师型的实验教学队伍，严重影响了实验教学质量。
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
以电气工程及其自动化专业为例，电气工程学科是一门实践性很强的学科，电气工程及其自动化专业的大多数课程具有较强的实践性，学生需进行大量的实践活动，以培养学生的动手和创新能力。电气工程及其自动化专业是强弱电结合、电工技术与电子技术相结合、软件与硬件相结合、元件与系统相结合的专业，具有宽口径和相关学科相互渗透融合的特点。电气工程及其自动化专业的培养目标是：学生要受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练，具有解决电气工程技术分析与控制技术问题的基本能力；学生必须具备较强的实践能力，成为适应社会需要的“宽口径、应用型”高级技术人才。电气工程类专业的大学生是国家电气信息技术发展的生力军，对国家电气信息技术产业发展的广度、深度及可持续性都有着直接的影响，因此用人单位对该专业学生具有较强实践能力和良好工程素质的要求越来越严格。
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
根据培养应用型技术人才的要求和湖北师范学院学生的实际情况制定了符合教改精神的教学大纲，精选、优化了教学内容，并根据内容的深浅把所有实验项目分成了基本实验和综合设计实验；同时逐步将实验内容从以验证性为主转变为以应用性和设计性为主。让学生能够跳出以往的硬性规定的试验项目，充分发挥学生的主观能动性，从而培养学生独立思考、发现问题和解决问题的能力，以及创新意识和创新能力。基本实验和综合设计性实验的具体要求为：
（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。
参考文献：
[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.
篇4
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
“数字信号处理”课程在电气工程专业的教学中有着很重要的地位，是“自动控制原理”等课程的非常重要的先修课程。它的教学目的是让学生掌握信号和线性系统分析的基本理论、基本原理和方法，能够在后续课程的学习和工作中灵活应用这些方法解决学生遇到的问题。它在电气电气工程专业的教学体系上起到了非常重要的作用，其重要性是其他课程不可替代的。“数字信号处理”是通信和其他电子电气工程专业本科生的专业基础主干课程，课程主要内容为：离散时间信号和系统在时域、频域和z域的分析；离散傅里叶变换的概念、计算及其应用；信号的取样理论及其应用；数字滤波器的结构、设计原理和常用数字系统；数字系统的有限字长效应分析等，内容涉及大量的数学课程。对于电气工程专业来说，系统的时域、频域、复频域分析方法和设计方法等内容在其他的课程中都有涉及，传统的“数字信号处理”课程中信号与系统部分的内容并重就造成了教学内容之间的重叠，很容易导致知识体系的混乱。而且电气工程专业开设的“数字信号处理”课程并没有强调其在电力系统中的应用，大部分都是大篇幅讲述数学内容，学起来没有针对性，更加不懂得应用在所学的专业知识上。所以对于电气工程专业“数字信号处理”课程内容的改革迫在眉睫。
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。
课程开设之初，主要介绍傅氏算法、最小二乘算法、卡尔曼滤波、相关分析法、Prony算法、数学形态学以及分形理论等及其在电力系统中的应用，包括傅氏算法在微机保护、故障测距、频率跟踪检测等方面的应用；最小二乘算法用于实现故障测距和负荷预测；卡尔曼滤波算法在负荷预测、变压器保护等方面的应用；相关分析用于配电网故障选线、输电线路故障选相、变压器励磁涌流鉴别等相关方面；利用Prony算法完成参数辨识、低频振荡曲线的拟合等工程应用问题；数学形态学在电能质量检测、故障选相以及设备局部放电信号检测等方面的应用；分形算法来实现电力系统中的配电网故障选线、输电网故障选相、变压器涌流鉴别、电力电缆局部放电信号检测以及负荷预测等应用问题。
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（Phasor Measurement Unit，PMU）、希尔伯特-黄（Hilbert-Huang Transform HHT）、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。
“电力工程信号处理应用”是数字信号处理和信号分析与处理的后续课程，只占用少量课时，所以我院在信号处理技术的理论与公式的讲解方面进行了适当简略，突出讲解一些在电力工程中应用广泛、且在信号处理课程中也较重要的部分。例如，典型的滤波算法有傅里叶变换、最小二乘法和卡尔曼滤波。卡尔曼滤波中又包含着相关分析、s变换、HHT变换、小波分析、数学形态学、分形和PRONY方法等。这样电气专业的本科生以及研究生的学习就很有明确性，不会对一大堆的理论与公式感觉无从下手。
我院开设的“电力工程信号处理应用”课程安排了32个学时，占2个学分。在少课时少学分的情况下要做到让学生有兴趣，学习有目的就要重点突出，精选教学内容。具体在课程内容安排上，我院把重点放在信号分析方法在处理电力工程信号方面的实际应用上。例如，在线检测技术，远动与自动化技术，继电保护，电能质量分析与控制，PMU数字算法等。这样学生既不会感觉内容枯燥难懂还节省了学习时间，学习更有针对性，更具实际价值。
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
“电力工程信号处理及应用”于2009年获国家精品课程称号。我校长期立足云南，辐射全国及东南亚，培养高层次科技人才和应用人才，与云南电力行业紧密合作。该课程一直是我校电气类本科主干专业课，有效提高了学生用信号处理方法解决电力工学实际问题的能力。课程教学实践的效果显著，本科学生先后获挑战杯国家二等奖，全国电子设计大赛一、二等奖各3项，数学建模竞赛国家二等奖，节能减排社会实践与科技竞赛国家二等奖等多项国家级奖励；申请专利29项，授权17项，获国家大学生创新性实验计划6项，省大学生创新性实验计划1项，课程的教改与建设以及科研应用成果丰硕。“面向工程校企结合三方互动的电力本科人才培养改革与实践”、“校企合作增强办学实力提高人才培养质量的探索”先后获省教学成果一、二等奖；电气工程及其自动化专业被评为国家级特色专业；校企“订单+联合”的专业-专项-岗位电力专业人才培养模式获得省人才培养模式创新实验区，并建立了省本科教学实验示范中心。课程建设中大量的科研及工程应用，先后获得省技术发明奖一等奖1项，省科技进步一等奖1项，省科技进步三等奖2项。相信在校领导关心和支持下，通过课程组全体教师的艰苦努力，该课程建设将在我院的教学改革中不断取得进步。
参考文献：
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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
与学术型硕士研究生培养相比，应用型硕士研究生学位论文要求的转变主要体现在对硕士研究生基础理论知识和科学研究能力的要求方面，其具体要求从偏重学术理论研究转向偏重实际应用。应用型硕士研究生课题研究时间不少于1年，论文不少于2万字，学位论文选题要求来源于应用课题或现实问题，必须有明确的职业背景和应用价值。学位论文要求学生能够独立完成一个完整并具有一定难度的应用型研究、工程设计或技术开发，重点培养学生独立承担专门技术工作的能力，注重培养学生从具体案例和工程实践分析中提炼理论的能力，注重提高学生的工程设计和管理实践能力，重点考核学生分析与解决实际问题的能力，为其将来从事技术应用型工作打下良好的基础。
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。
第三，如何积极与相关企业进行沟通和合作，尽快建立学科覆盖面宽的企业基地，并聘请企业专家为合作导师。同时，学校、企业、研究生之间的权、责、利如何界定并逐渐规范的问题也需要思考。
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。
参考文献：
[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).
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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
1.明确学好专业任意性选修课的重要性高校专业任意性选修课混学分现象屡见不鲜，其根本原因在于上至老师，下至学生，对专业任意性选修课的重视程度均不够，明确与加强对专业任意性选修课的重要性的宣传是有必要的。首先，在新生入学学习的“电气工程导论”课程中，教师在介绍课程体系时应强调专业任意性选修课的重要性。黑龙江大学机电工程学院（以下简称“我院”）实行学业导师制，学业导师有责任和义务向低年级学生灌输专业任意性选修课程的重要性。其次，学生专业任意性选修课和必修课强调不应区别化对待。由于必修课和专业任意性选修课考核要求不同，考试课程需要投入大量的时间和精力，而考查课因考试轻松，通常以提交报告为主；授课安排在大三下和大四上学期，因此高年级学生对教师所教课程的难易程度、考核形式、口碑均有更详细的了解，甚至在网上或学校论坛里出现了高年级学生写的选修课“攻略”。再次，提高学院教学管理水平和教学质量。学生出勤率低和区别化对待专业任意性选修课削减了教师的教学热情，由此形成恶性循环。此外，专业任意性选修课的设置更具有时代性，随着科技的发展，教学大纲的调整，新增加与时俱进的课程。如我院新增课程“新能源发电”，而这类新课程老教师不愿意讲授，担当新课程的就只有年轻教师，而年轻教师教学经验欠缺，也是对专业任意性选修课的不利因素。因此学院应积极动员经验丰富的教师参与专业任意性选修课的讲授，加强对青年教师的培训，提高教学质量。
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。
4.巧用毕业设计与大四专业任意性选修课的关系学好专业任意性选修课可能有利于毕业设计和考研群体。第一，专业任意性选修课对毕业设计有促进作用。专业任意性选修课内容广泛，立题多样化，教学大纲灵活，教学条框少，可随时根据学生掌握情况调整。随着专业任意性选修课以学术报告、仿真设计、工程案例的形式完成考核，有助于对学生专业兴趣的点拨。如果专业任意性选修课考核内容做得好，可以作为毕业设计的一部分。大四选修课的老师和学生，可通过专业任意性选修课互相挖掘毕业设计的题目，可见专业任意性选修课对毕业设计具有促进作用。第二，专业任意性选修课有利于考研群体更好地完成毕业设计。毕业设计从每年的11月至次年5月。11月至1月，学生往往集中全力应对考研考试，毕业设计放缓。而专业任意性选修课授课周期是8月至11月份，如果专业任意性选修课考核报告内容与毕业设计选题相对应，考研学生在相对不忙的8~11月内上专业任意性选修课即可完成毕业设计的部分内容，这有利于考研群体既保证了充足的复习时间，又不耽误毕业设计。
四、结论
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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
对例如汽轮机、发电机、开关、断路器、变压器等电力一次设备的重要运行参数实行不间断的实时监测，不但能够监视设备在线运行状态，还可以分析相关重要参数的变化趋势，判断是否存在发生故障的可能性，进而延长设备的保养周期，提高其利用率，也为该电力设备从定期检修向状态检修过度提供了充足的保障。
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
电力系统采用光电互感器技术后，与之相关的二次设备，如测控设备，继电保护等装置的结构与内部功能将发生很大的变化。首先省去了装置内部的隔离互感器、A/D 转换电路及部分信号处理电路，从而提高了装置的响应速度。但需要解决的重要关键技术是为满足数值计算需要对相关的来自不同互感器的数据如何实现同步采样，其次是高效快速的数据交换通信协议的设计。
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。
篇8
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。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0050-02
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。
（2）提高了理论联系实际，综合分析解决问题的能力。论文中要求论述所涉及问题中的相关电磁场理论和实际应用原理，并在答辩中向全体同学简明清晰地表述和回答同学们的质疑，促使学生不能只停留在对理论的表面理解和对公式的死记硬背，必须对理论知识和工程问题深入理解，因而提高了学生对知识的理解和消化、理论联系实际、综合分析解决问题的能力。例如有个小组在研究电磁炮原理问题时，先应用课堂讲授的理论方法计算了载流线圈磁场大小，进而获得了磁场对另一线圈或导体的推动力，然后在实验室自行绕制线圈进行试验，发现受力物体的运动速度和距离不仅和载流线圈的形状、匝数、半径有关，而且和激励电源的变化、受力物结构和材料类型等有关，这组同学经过失败、总结、改进的过程，根据实验现象，制作了各种线圈和受力物，施加不同的电源，将实验过程拍成视频，结合视频把自己的体会讲述给大家。
（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。
（5）培养克服困难、承受压力的能力。撰写科技论文、查阅文献，组织归纳信息，与同学交流，提出见解，在同学面前准确表述等环节对大学二年级学生来说属于首次经历，加之只有两周的短暂时间，其中会遇到各种困难，因而也培养了学生克服困难、承受压力的能力。
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……”
“该项活动帮助大家更好地将所学理论与实际联系起来，加深对所学内容的理解，锻炼了同学们查找资料的能力，同时培养了大家团体合作交流的能力，通过查找相关资料，使同学们对电气工程领域的前沿科技有更多了解，激发了大家的学习兴趣……由于条件限制，使同学们的研究仅限于对文献资料的理解，缺少自己动手实验的机会，若能够增加同学们亲自动手实验的机会会更好。”
“电磁场课程增设论文环节是对新型教育形式的一种开放式的积极探索，该环节使我们在提高电磁理论水平的同时也深刻认识到电磁场理论的工程背景和应用，很好地在理论与工程实践间架起了一道桥梁。所以希望这种教学方式能够在今后的教学工作中继续贯彻和实施，并可以鼓励学生多关注电磁理论最新应用成果，在论文中更多地展现所选工程主题的前沿动态，提高学生的自主学习、自主研究的能力，提倡学生利用已有的理论知识展开积极的设想。”
五、结论
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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）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0092-02
少数民族大学生教育是我国高等教育的重要组成部分，是提高少数民族地区科学文化水平，加快我国社会主义现代化建设的一条重要途径。[1]新疆是一个多民族地区，民族地区科技展的关键之一是民族科技队伍的壮大。[2]当前，新疆作为我国最主要的能源基地，煤炭储量超过全国储量40%以上，在未来很长一段时间内，将为我国电力事业的发展提供强大的能源基础。[3]大量的电力企业进驻新疆，对热能与动力工程专业学生的需求日益扩大，对该专业学生的专业知识素养要求也逐渐提高。“锅炉原理”是热能与动力工程专业最主要的专业课之一，[4]如何使少数民族学生较好地掌握该门课程，是新疆热能与动力工程专业任课教师的一个新的挑战。本文结合新疆大学（以下简称“我校”）给少数民族学生讲授“锅炉原理”课程所积累的一些经验，针对该课程的教学进行一些探讨和研究。
一、新疆少数民族大学生特点
1.汉语言水平低
目前热能与动力工程专业课教育采用汉语授课方式，由于部分来自经济发展落后地区的少数民族学生基本或仅仅只懂一点汉语。这些少数民族大学生入学后仅接受过一年时间的汉语教学，使其中部分少数民族学生未能达到接受专业教学的一般汉语水平，对专业教学带来了很大的困难。[5]
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
锅炉结构极其复杂，单纯讲授和课本上简单的图表很难使少数民族学生理解锅炉设备的结构；锅炉的能量转换过程包括燃料燃烧将化学能转化为烟气的热能，烟气热能传递到循环水中，热力过程相对较多。在讲授的时候，可借助CAD、3DMAX等动画制作软件画出锅炉设备工作流程，FLUENT、ANALYSIS、SOLIDWORKS等仿真软件对燃烧、流动、换热过程进行模拟，将结果展示给学生看，加强少数民族学生对相关知识点的理解，使其在毕业工作后，更易于将所学知识与现场实际结合起来。
3.锅炉参数数字化
“锅炉原理”是与电厂实际紧密结合的一门课程，为了使少数民族学生对锅炉的认识更加深刻，需要使用一些电站锅炉经典数据，强化这部分学生对锅炉设备、运行过程的理解。如：电站锅炉排烟温度一般为120℃，还需讲清原因，因为排烟温度越高，则排烟损失越大，在涉及阶段就要尽可能降低排烟温度，但是温度太低，则会使烟气中的SO2在尾部烟道凝结，腐蚀受热面；再如，举例某350MW超临界锅炉炉膛的长、宽、高分别为15.287m、13.217m、59.0m，同时讲清设计成该参数的原因，主要与煤质有关，针对易结渣煤，需要较小的容积热负荷，则锅炉容积需要越大；针对难着火煤，需要较大的截面热负荷和燃烧器区域热负荷，则锅炉截面积需要较小；针对难燃尽煤，需要燃烧时间加长，则锅炉需要较大的高度。通过数据可加强学生的记忆，并对锅炉有了更加具体的认识，可提高少数民族学生对相关知识点的理解。
4.相关知识联系化
“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。
四、结束语
“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。
参考文献：
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篇10
关键词：模块化；项目化；综合化
一、引言
创新精神与实践能力是应用型人才培养的重要内容。作为应用技术型大学的试点院校，我校一直在研究理论、实验、实践相互融合的培养模式。本文以《电工技术》课程为例进行新型教学模式探索，以期对应用型人才培养提供帮助。《电工技术》是诸多工科专业的基础课程，伴随着“智能制造”产业的大力发展，电工技术相关知识变得愈发重要。目前，我校《电工技术》的授课以课堂教学为主。实验和实践的学时数相对较少，直接导致当课程学完后，大部分学生只能做电工技术相关知识点理论推导，却不能知其本质原理。究其原因，我们的理论、实验、实践教学脱钩了，且实践环节进行的太少。但是如果过多地进行实验和实践教学，我们的课程学时数又不够。因此，对电工技术等应用为主的重要课程，理论、实验和实践教学应当综合考虑，同步进行。理论学习和实验及实践的开展应当在同一次课中完成。部分难以与理论和实验综合进行的实践环节在课程教学期间可单独安排，穿行。这样的教学模式，更能做出地方本科院校的特点。本文能够为《电工技术》课程提供全新的教学模式，培养学生的实际应用能力，使学生全面掌握《电工技术》的相关知识。此外，本文提及的教学模式可作为工科课程全新教学方法的探索。
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
正反转控制三相电机属于低压电气控制电机模块中的一个项目。教学以项目的形式开展，配套独立教材，在低压电器实验室完成。导课和理论内容讲解时间占到本次项目的35％，在理论讲解时充分应用串并联思维。在单电机直接启动控制线路的基础上，并联相同的直接起动控制线路，而后以此基础上进行正反转设计，学生理解起来较快。然后花费30％的时间进行分组讨论，并自行设计正反转连线，同时将器件与原理图一一匹配。最后应用35％的时间进行线路连接和实验验证。期间老师也可参与讨论，但是主要起到指导的作用。
八、总结
对《电工技术》教学内容进行模块化，模块化后的专题又进行了项目划分，依据项目，开展理论、实验、实践三位一体的教学探索，从而在实践方面对学生进行有目的的培养。本课程的最终应用效果为，《电工技术》课程主要在配备大量实验器材的实验室授课，理论讲解时间占比较低，剩下时间均进行讨论、实验和实践。榆林学院已应用本教学模式对电工技术教学进行了初步的试验，效果显著，学生反映较好。本教学模式的探索还在路上，需要进一步的完善和总结。希望能对其他课程的教学起到参考作用。
参考文献：
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