電氣工程實訓(xùn)課程體系建設(shè)研究

摘要：對電氣工程實訓(xùn)課程體系建設(shè)提出一些看法，針對應(yīng)用型本科特點，對課程體系的目標(biāo)進行了定位，確定了課程體系的構(gòu)成原則，并對課程體系進行了分層次和模塊化，構(gòu)建了科學(xué)系統(tǒng)的實訓(xùn)體系，提高了學(xué)生的創(chuàng)造能力、分析和解決問題的能力，效果良好。

關(guān)鍵詞：實訓(xùn)課程；分層次；模塊化

作者簡介：李自成（1970-），男，四川資陽人，成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院自動化系，副教授。（四川?樂山?614000）

中圖分類號：G642.0?????文獻標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）20-0086-02

電氣工程及其自動化專業(yè)在電氣信息領(lǐng)域起著十分重要的作用，主要研究電能的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、控制、儲存和利用，同時有關(guān)電能的轉(zhuǎn)換及使用的控制在該專業(yè)所占的地位也日益重要。[1，2]它和人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系越來越緊密，因而發(fā)展迅速，已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，并成為很多高校的一門重要學(xué)科。而成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院在2005年成立了電氣工程及其自動化專業(yè)，在專業(yè)發(fā)展過程中注重實踐課程體系的建立。為了適應(yīng)當(dāng)今社會關(guān)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，加強學(xué)生的動手能力和實踐技能，突出工程能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)，結(jié)合電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)方案制訂了電氣專業(yè)工程訓(xùn)練教學(xué)計劃，形成了科學(xué)的電氣工程實訓(xùn)課程體系。體系以培養(yǎng)學(xué)生在電機及其電力拖動技術(shù)、電力電子與電氣傳動技術(shù)、電氣控制技術(shù)、電力系統(tǒng)自動化技術(shù)等方面的工程技能為基本目標(biāo)，旨在提升學(xué)生在電氣領(lǐng)域的知識應(yīng)用水平和綜合創(chuàng)新能力，構(gòu)建起理論知識學(xué)習(xí)與實際技能訓(xùn)練、單項能力培養(yǎng)與綜合素質(zhì)提升之間的橋梁。

一、課程目標(biāo)定位

課程體系反映了應(yīng)用型本科對知識能力方面的要求。應(yīng)用型本科同一般普通本科的培養(yǎng)體系是平行的，相比具有鮮明的技術(shù)應(yīng)用性特征。[3]在培養(yǎng)規(guī)格上，應(yīng)用本科培養(yǎng)的不是學(xué)科型、學(xué)術(shù)型、研究型人才，而是培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高等技術(shù)應(yīng)用型人才；在培養(yǎng)模式上，應(yīng)用本科以適應(yīng)社會需要為目標(biāo)，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線設(shè)計學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)方案，以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建課程、教學(xué)內(nèi)容體系，重視學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。基于應(yīng)用型本科的性質(zhì)，為了加強對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生盡快掌握本專業(yè)領(lǐng)域的技能，因此整個體系強調(diào)建立一個系統(tǒng)化的實訓(xùn)過程，通過實訓(xùn)，學(xué)生應(yīng)該具備以下技能：

掌握電機和電力拖動技術(shù)，熟悉變壓器、直流電機、交流電機的結(jié)構(gòu)，通過實訓(xùn)熟悉電機運行原理和調(diào)速原理。

掌握電力電子與電氣傳動技術(shù)，熟悉各種電力電子器件的應(yīng)用，能正確使用變頻器，并能初步進行電機調(diào)速電路的設(shè)計和調(diào)試。

掌握電力系統(tǒng)自動化技術(shù)，通過實訓(xùn)熟悉繼電保護基本原理，利用MATLAB進行潮流計算，并能進行初步的短路分析。

熟練掌握工廠電氣控制、電氣設(shè)計軟件等開發(fā)平臺和應(yīng)用技術(shù)，能夠進行系統(tǒng)控制程序設(shè)計或者利用軟件進行電路的設(shè)計。

掌握電氣系統(tǒng)或者控制程序的調(diào)試方法，能通過實際操作較好地判斷出電氣系統(tǒng)或者控制程序的缺陷，并進行改進。

為了節(jié)約成本，加快開發(fā)過程，能夠用仿真軟件對電路進行仿真，熟練使用各種仿真軟件，包括Protel DXP等。

能熟練使用各種檢測工具，具備對低壓電器的認知和感性認識，熟悉每種低壓電氣的正確用法，能進行初步的設(shè)計，選擇出滿足要求的電器。

二、課程體系的構(gòu)成原則

實訓(xùn)基于各課程各章節(jié)內(nèi)容或者課程之間聯(lián)系，以實訓(xùn)項目為主體和載體，以程序或者電路系統(tǒng)設(shè)計作為驅(qū)動，實現(xiàn)知識、技術(shù)、能力和素質(zhì)的全面提高。以實訓(xùn)課程體系作為實訓(xùn)目標(biāo)的基礎(chǔ)，制訂完善的實訓(xùn)計劃體系，同時堅持了以下原則：

以就業(yè)實際需求為導(dǎo)向，以能力培養(yǎng)為核心，以學(xué)生適應(yīng)就業(yè)崗位為目標(biāo)，以崗位技能為重點，兼顧長遠發(fā)展。

注重知識、技術(shù)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，使學(xué)生通過實訓(xùn)既鞏固了所學(xué)的知識和技術(shù)又提高了應(yīng)用知識、技術(shù)的能力，使素質(zhì)得到升華。

以實踐能力和工程訓(xùn)練為重點，突出技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)，強調(diào)在應(yīng)用中創(chuàng)新，通過解決問題綜合運用所學(xué)的知識。

課程體系體現(xiàn)了開放性、靈活性，及時反映了新能源技術(shù)的發(fā)展以及新技術(shù)的應(yīng)用。

課程體系與人才培養(yǎng)方案的課程體系銜接，分別針對電氣技術(shù)、電力系統(tǒng)自動化、電力電子等方向設(shè)立實訓(xùn)課程。

三、分層次模塊化實訓(xùn)教學(xué)體系的設(shè)立

電氣工程及其自動化專業(yè)主要是研究電能應(yīng)用的專業(yè)。近幾十年來，有關(guān)電能的轉(zhuǎn)換、控制在該專業(yè)所占的地位日益重要，專業(yè)名稱中的“及其自動化”反映了科學(xué)技術(shù)的這種發(fā)展和變化。電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)范圍主要包括電工基礎(chǔ)理論、電氣裝備制造和應(yīng)用、電力系統(tǒng)運行和控制三個部分。[4，5]因此實訓(xùn)課程的設(shè)立也應(yīng)該反映這些專業(yè)范圍。首先，電工理論是電氣工程的基礎(chǔ)，主要包括電路理論和電磁場理論。這些理論是物理學(xué)中電學(xué)和磁學(xué)的發(fā)展、延伸。而電子技術(shù)、計算機硬件技術(shù)等可以看成是由電工理論的不斷發(fā)展而誕生，電工理論是它們的重要基礎(chǔ)。電氣裝備制造主要包括發(fā)電機、電動機、變壓器等電機設(shè)備的制造，也包括開關(guān)、用電設(shè)備等電器與電氣設(shè)備的制造，還包括電力電子設(shè)備的制造、各種電氣控制裝置、電子控制裝置的制造以及電工材料、電氣絕緣等內(nèi)容。電氣裝備的應(yīng)用則是指上述設(shè)備和裝置的應(yīng)用。電力系統(tǒng)主要指電力網(wǎng)的運行和控制、電氣自動化等內(nèi)容。制造和運行不可能截然分開，電氣設(shè)備在制造時必須考慮其運行，如電力系統(tǒng)由各種電氣設(shè)備組成，其良好的運行必然要依靠良好的設(shè)備。

針對專業(yè)范圍，電氣工程及其自動化專業(yè)工程訓(xùn)練在學(xué)院工程訓(xùn)練中心進行。訓(xùn)練內(nèi)容劃分為工程認知訓(xùn)練、專業(yè)技能訓(xùn)練和綜合創(chuàng)新訓(xùn)練三個層次。由于我院從專業(yè)建立初期就注重實驗室的建設(shè)。目前訓(xùn)練條件優(yōu)良，已建有電氣技術(shù)實訓(xùn)室、電機及拖動實驗室、電力自動化及繼電保護實驗室、電力電子及傳動控制實驗室等專業(yè)實驗室。同時，學(xué)院工程訓(xùn)練中心為進一步提升學(xué)生在電氣工程領(lǐng)域的綜合創(chuàng)新能力，建設(shè)了數(shù)控加工中心、基于先進控制技術(shù)的運動控制實驗室和柔性制造中心，突出真實的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，突出強化學(xué)生在系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)等方面的工程訓(xùn)練，有利于高水平應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

我院電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系設(shè)立了三個方向：電氣技術(shù)方向、電力電子技術(shù)方向、電力系統(tǒng)及其自動化。針對不同方向和實訓(xùn)層次設(shè)立不同的課程。如圖1所示。

首先，工程認知訓(xùn)練是電氣工程及其自動化專業(yè)整個教學(xué)過程中一個重要的實踐性環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)包括生產(chǎn)實習(xí)等內(nèi)容，使學(xué)生在生產(chǎn)實際或者科研中驗證從課本上學(xué)到的理論知識，加深對知識的理解和認識，從而鞏固所學(xué)知識并體會知識的應(yīng)用價值；培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的理論知識去觀察、解釋并進一步嘗試解決生產(chǎn)實際或者科研過程中發(fā)生的問題，提高分析問題與解決問題的能力；使學(xué)生了解企業(yè)的生產(chǎn)工序、工藝流程、管理制度，從而獲得與本專業(yè)有關(guān)的實際生產(chǎn)知識，并擴大專業(yè)知識面；培養(yǎng)學(xué)生從事技術(shù)專題調(diào)查、搜集資料和進行研究的能力，并為即將進行的畢業(yè)設(shè)計和論文打下良好的基礎(chǔ)。其后是專業(yè)技能訓(xùn)練，針對專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)置模塊，包括電機、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)自動化、電氣傳動自動控制系統(tǒng)、PLC、電氣CAD等。而學(xué)生專業(yè)技能是一個復(fù)雜的技能系統(tǒng)，諸多技能之間既相互關(guān)聯(lián)又相互影響，其訓(xùn)練途徑及實施辦法亦多種多樣，同時必須具備整體性、科學(xué)性和互動性。因此，專業(yè)技能訓(xùn)練方案的制訂，內(nèi)容上密切結(jié)合學(xué)科和緊扣本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，與專業(yè)培養(yǎng)方案一致，注重能力的提高和知識的應(yīng)用，注重開放性和拓展學(xué)生的思維空間構(gòu)建與理論教學(xué)相輔相成、以能力培養(yǎng)為主線的技能訓(xùn)練方案，為專業(yè)培養(yǎng)方案的貫徹執(zhí)行服務(wù)，以適應(yīng)教育教學(xué)改革發(fā)展的需要，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。最后是綜合創(chuàng)新訓(xùn)練，為實現(xiàn)個性化培養(yǎng)提供先進的創(chuàng)新設(shè)計、制作的環(huán)境與條件。通過綜合創(chuàng)新訓(xùn)練為學(xué)生創(chuàng)造一個能培養(yǎng)興趣、產(chǎn)生好奇心的環(huán)境，使他們在這里自己動手創(chuàng)新制作、激發(fā)創(chuàng)造力。以創(chuàng)新思維和創(chuàng)新制作能力的訓(xùn)練為核心，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能力和綜合運用所學(xué)知識的能力，培養(yǎng)更多高素質(zhì)、復(fù)合型、應(yīng)用型人才。綜合創(chuàng)新訓(xùn)練不但能夠培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強學(xué)生的工程實踐能力，而且還有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新思維，起著其他課程不能替代的作用。

整個課程體系對應(yīng)于工程素質(zhì)訓(xùn)練、金工實習(xí)、電機及拖動技術(shù)實訓(xùn)、控制理論和控制系統(tǒng)實訓(xùn)、PLC與變頻器應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)、單片機技術(shù)工程訓(xùn)練、CAD實訓(xùn)、電力系統(tǒng)自動化實訓(xùn)、電力電子與電氣傳動實訓(xùn)、自控系統(tǒng)綜合實習(xí)、調(diào)速系統(tǒng)綜合設(shè)計、供配電系統(tǒng)綜合設(shè)計等實訓(xùn)。同時為了突出應(yīng)用型本科的特點，增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓(xùn)環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密的課程。實訓(xùn)課內(nèi)容如表1所示。

通過該課程體系使學(xué)生能夠初步了解機電工程的基本研究領(lǐng)域，具備電氣基本操作技能，掌握電機及拖動系統(tǒng)的類型、組成和控制方法，掌握控制理論及自動控制系統(tǒng)的組成，具備對一般機電控制系統(tǒng)的安裝、分析和維護技能，掌握常用電力電子器件的特性，并能根據(jù)要求設(shè)計出實用電路，掌握可編程控制器和變頻器的使用方法，具有一定的電氣控制系統(tǒng)開發(fā)能力，在本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具備一定的科學(xué)研究、科技開發(fā)和組織管理能力，具有較強的工作適應(yīng)能力。

四、結(jié)論

電氣工程及其自動化專業(yè)自2005年在成都理工大學(xué)成立以來，針對本學(xué)校學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)和就業(yè)的實際情況對實踐方面的教學(xué)課程體系不斷調(diào)整，增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓(xùn)環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密的課程，增加了綜合創(chuàng)新訓(xùn)練課程，已經(jīng)形成了完整、科學(xué)的實訓(xùn)體系。從目前的實際運行情況來看，通過實訓(xùn)，學(xué)生的就業(yè)率得到提高，同時學(xué)生到企業(yè)后熟悉崗位的時間縮短，得到了用人單位的好評。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）