電氣課程設計范文精選

本文作者：焦詠梅高艷玲徐紅作者單位：石家莊鐵道大學四方學院

課程設計內容的改革

首先，探索全系專業課程體系框架，將內容緊密聯系，增強內在邏輯性。把同一個培養能力范疇的同一類課程作為一個課程群，形成目標明確的課程群層次，把圍繞一個技能培養目標的、含有若干課程的知識點抽象出來，在更高層次上連貫起來，使該技能的培養隨課程設計的推進而不斷遞進、加深和拓展。如自動化專業的課程群層次結構。在課程群的建設基礎上，我們的課程設計題目既要考慮前后課程縱向的貫通與銜接，又要充分考慮課程橫向間的相互融合，實現整體優化。如把模擬電子、單片機、傳感器課程設計內容縱向聯系，遞進升級，模擬電子課程設計題目應做到熟練掌握器件特性及參數計算，理解電路原理，并仿真出結果，使學生通過課程設計過“三關”，即“器件關”、“分析關”和“動手關”，此階段培養了學生具備一定的硬件設計能力。在此階段基礎上進入下梯級，即單片機課程設計階段。讓學生在具備一定硬件設計能力的基礎上學習系統軟件設計，并且為了激發學生的學習興趣，把電子電路和單片機課程設計進行橫向優化組合。單片機題目要求學生應用電子電路的手段，即Protel原理圖設計PCB設計并制版，做出實物，完成程序燒錄，最終完成系統調試。結束時，學生親身經歷了硬件、軟件的每一階段，鍛煉了學生工程應用能力。此階段學生已具備了軟、硬結合的能力，為進入下一個梯級做了充足的準備。課程設計的最高梯級傳感器課程設計，即題目應綜合模電、電子電路、單片機、傳感器四類課程的理論知識，在具備軟、硬件結合的能力的基礎上，應用各類傳感器采集數據，應用單片機、電路模塊等手段完成一個應用系統的綜合設計并做出實物，例如紅外報警系統、溫度檢測系統設計、光敏元件控制系統等。培養學生結合實際應用的綜合設計能力，做到環環相扣，相輔相成，為畢業設計打下良好的基礎。

成績評定體系改革

建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵，在注重結論正確的同時，應強調整個設計方案實施的全過程。1．撰寫總結報告。總結報告是學生對課程設計全過程的總結，不能等同于平時的實驗報告，因此內容要完善，格式要規范。此環節占總成績的30%。2．實驗動手能力。包括器件選擇、仿真設計制版焊接、儀器使用、調試過程中分析和解決問題的能力以及創新精神。此環節占總成績的30%。3．學生實行全員答辯制。為避免學生互相抄襲或找人代做，我系自2009年開始施行課程設計全員答辯制度，每生5分鐘自述，10分鐘答辯，通過答辯情況給出答辯成績。此環節占總成績的40%。這樣一種相對完善的成績評定體系使學生在課程設計的任何一個環節都能認真對待，提高了學生的積極性和主動性，從而保證了課程設計的質量。

摘要：“電力系統穩態分析”課程是電氣工程及其自動化專業的一門較為重要的專業課，是學生基本專業素質形成與發展的關鍵課程。為了適應應用型本科院校的發展方向，提高學生的實踐能力，針對傳統“電力系統穩態分析”課程設計存在的問題，對課程設計的內容、實施方式和指導方式進行了改革探索。新的設計不僅可以減少學生的工作量，而且能夠幫助學生更加直觀地理解網絡的潮流和影響潮流分布的因素，有助于培養學生的工程實踐能力。

關鍵詞：電力系統穩態分析；課程設計；改革探索；實踐能力

0引言

“電力系統分析”是電氣工程及其自動化專業的專業主干課，分為電力系統穩態分析和電力系統暫態分析。涉及的主要內容有潮流計算、頻率調整、電壓調整、短路計算和穩定性分析，具有很強的理論性和綜合性，同時又具有一定的工程實踐性，對學生的專業素質培養起著重要作用［1－2］。基于“電力系統分析”的重要作用和課程特點，在人才培養方案中為其設置了課程設計環節，一方面有助于鞏固學生的理論知識，另一方面有利于提高學生的實踐能力。在“電力系統分析”的主要教學內容里，潮流計算屬于電力系統穩態分析的內容，主要研究電力系統的穩態運行情況，是電力系統故障分析和穩定性分析的基礎，因此潮流計算是電力系統中應用最廣泛、最基本和最重要的一種計算［3－4］。為了突顯潮流計算的重要作用，“電力系統穩態分析”課程設計的內容就是要求學生通過Matlab編程完成給定網絡的潮流分布，但教學效果不是很理想，并沒有加深學生對潮流計算的理解。故本文對“電力系統穩態分析”課程設計進行了改革和探索。

1傳統課程設計的現狀

（1）課程設計內容與實際脫離我校電氣工程及其自動化專業起步較晚，大部分教師都是青年教師，缺少行業背景和工程實踐能力。而電氣工程及其自動化專業的課程設計大部分是由本系老師承擔，這就導致了課程設計的選題內容相對單一，理論性較強，但與工程實際相差較遠。為了克服這方面的缺點，適應我校應用型本科院校的定位，新版的人才培養方案中將一部分的課程設計替換為實驗操作，但考慮到“電力系統分析”課程的特點以及沒有與之配套的實驗室，故仍采用課程設計的形式完成實踐教學。（2）學生重視度不夠目前，“電力系統穩態分析”課程設計是由指導教師給出設計題目，學生根據給定的網絡和各元件的原始參數，對網絡進行化簡并得到其等值電路，為了減少人工手算的工作量，選擇的網絡一般比較簡單，然后根據化簡的等值電路求出網絡的節點導納矩陣，最后通過Matlab編程求出網絡的潮流分布，得到各母線電壓和各線路的功率。一方面由于設計過程比較枯燥，學生學習興趣不高；另一方面學生人數較多，教師指導不到位，導致學生重視度不夠，抄襲現象比較嚴重。（3）課程設計時間安排緊湊“電力系統穩態分析”課程設計一般安排在理論課程結束之后的1－2周這段時間內，但此時大部分課程都已結課，馬上面臨四六級考試和期末考試，學生大都將精力放在學習上。為了讓學生有更多的時間復習，一般都是每個班集中連續做幾天課程設計，由于時間安排比較緊湊，學生容易疲乏，大部分學生都是草草了事、簡單應付，導致課程設計的教學效果較差，無法達到預期的目標。

本文作者：劉靜安艷玲作者單位：大慶華凱石油化工設計工程有限公司

改革實踐教學內容

對整個專業實驗課程進行整合和優化，增加了“三性”實驗項目的比重。實驗改革重點是減少驗證性、演示性實驗，加大設計性、綜合性實驗的比例；整合實驗內容，形成理論驗證、操作訓練、綜合訓練漸進式、層次化的實驗體系，著重培養學生的動手操作能力，培養學生的設計能力以及發現問題、分析問題和解決問題的實踐能力。未來學習者社會的和情緒的能力與技能的發展，學習者的學習能力，以及在復雜系統中尋求某種途徑的能力，去探求、判斷、組織和創造性地運用有關信息的能力將變得更加重要，因此在實驗教學、課程設計等環節突出了“案例式教學”方法的應用，強調面向工程實際，借助“案例式教學”較強的綜合性和啟發性、明確的目的性以及學生參與的主體性，努力培養學生嚴密的思維能力、終身學習的習慣、人際交往技巧和協作精神以及創新精神。課程設計是高等工程教育最重要的實踐教學環節，它是由學生獨立完成的一項綜合性、創造性、設計性的大型作業。電力系統分析課程設計時間（潮流計算、短路電流計算）4周。通過課程設計之后，學生加深了對理論知識的理解，掌握了數學建模的思路，提高了計算機編程能力和運用軟件仿真能力，培養了學生實踐能力和創新能力，增強了學生設計綜合素質。

實踐教學體系中的創新手段

以“電力系統分析”的教學為例，該課程是電氣工程及其自動化專業的一門重要的專業必修課程，在整個電氣工程專業課程體系中起到承上啟下的橋梁作用，對后續專業課程的進一步學習及培養學生綜合運用所學知識解決實際工程問題的能力起著非常重要的作用。建立了專業實踐教學的跟蹤管理機制。對課程設計、認識實習、生產實習和畢業實習的成績評定方法進行改革，制定多元化的綜合考試方法，主要采取平時跟蹤考核（占20%）、實習日記（20%）、實踐課程報告（占40%）和綜合答辯（占20%）來評定學生成績。以學生應該具備和接受的知識結構、能力結構來構建課程體系。隨著社會經濟和科學技術的發展，對于電氣工程及其自動化專業學生的知識結構而言，培養范圍不僅要有一級學科“電氣工程”的特色，應具備“強、弱電”的知識結構，而且也應當具備較廣的人文、社會等方面的知識，有較強的實踐動手能力。為改善教學效果，在實踐環節中引入了基于PSCAD的仿真實驗平臺，作為理論教學模塊與動態模擬實驗模塊的中間過渡環節，有效地提高了學員的學習興趣與主動性。優化課程結構和學生畢業考試體制，建立完善的系統。理論學習、實訓操作的完成質量，作為學生推薦就業的依據，建立健全和改革學生畢業考核制度，也是進一步深化職業教育教學改革的重要舉措。通過增加潮流計算仿真計算環節，將學員從復雜的公式和繁重的計算中解脫出來，不僅可以更好地掌握各種潮流計算方法，理解其優缺點，還可以通過修改模型參數，直觀再現系統潮流過負荷、電壓越線等狀態，提高學員的綜合分析能力。實際條件難以滿足、系統的安全運行也不允許的大型實驗，也可通過軟件仿真來完成。通過設置具有綜合意義的、前后有機聯系的綜合性、設計性實驗，于實驗課上集中練習、研討，充分利用動模實驗室主機聯網功能，將多個此實驗平臺聯機構成一個可變的多機環型電力網絡，進行各種潮流分析實驗，實現電力系統的檢測、控制、監視、保護、調度的自動化等模擬仿真，提高實驗教學的效率與質量，鞏固和加深學生對電力系統相關理論課程的理解，拓寬專業知識。

摘要：闡述基于工程教育認證的電氣工程及其自動化專業實踐教學，從頂層設計、基礎性實驗教學、綜合性課程設計和創新性實踐教學四個方面提出了六項改革措施。

關鍵詞：工程能力，實踐教學，電氣工程。

0引言

工程教育認證標準提出的畢業要求、課程體系均離不開實踐教學的建設，完善的實踐教學體系可以培養學生的工程能力，確保畢業要求的達成度，支撐工程專業認證中人才培養目標的實現。基于運城學院地方性、應用型人才培養目標，在電氣工程及其自動化專業開展實踐教學過程中，秉承“依據認證標準，結合專業特色，發揮校企優勢”的實踐教學理念，全面提高學生的工程應用能力和工程創新能力。

1實踐教學的設計

實踐教學是工程類人才培養的關鍵環節，是實現工程能力培養的主要渠道。通過實踐教學，加深學生對理論知識的理解和掌握，將理論知識和工程應用知識相融合。基于此，構建基礎性、綜合性和創新性三層次遞進式的實踐教學體系如圖1。在工程教育認證標準和要求指導下，修訂并完善實踐類環節的教學大綱[1]。教學大綱修訂主要體現在三個方面：（1）制定實踐環節的課程目標，明確課程目標與畢業要求和指標點的對應支撐關系。（2）完善實踐教學內容，教學內容應充分體現人才培養要求的工程應用知識和工程應用能力。（3）制定實踐教學方法，明確實踐教學方法與課程目標、教學內容的對應關系。

電氣工程及其自動化專業應該是一個以強電為主、強弱電相結合的專業，應該體現以“強電為體、弱電為用”的理念，培養的學生既要懂強電又要懂弱電，既搞硬件也搞軟件，既掌握電氣技術的專業知識，亦了解計算機與電子技術的應用。[2]鄭州航空工業管理學院電氣工程及其自動化專業的培養目標是：培養德智體全面發展的，適應社會主義市場經濟需要的，具有良好的文化科學素質及電氣工程專業知識和應用能力的，能夠從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研究開發、經濟管理以及電子與計算機應用等領域工作的寬口徑、創新型、復合型高級工程技術人才。該專業的學生由于受到電工、電子、信息控制及計算機等技術的基礎訓練，既具有電氣工程方面的專業知識，又具有自動化與計算機方面的基礎知識，使其在今后的就業中具有較大的優勢。

電氣工程及其自動化專業面臨的發展機遇我國電力工業經過多年的快速發展，現今無論是發電裝機總量還是年發電量在世界上均居第二位，僅次于美國，但人均裝機量與人均年發電量都遠遠落后，仍有很大的發展空間。電力工業的“十一五”發展規劃提出了特高壓的發展戰略，并且提出構建智能型堅強電網的概念與目標，為電力工業、電氣設備制造業及相關的機械、材料工業提供了無限的發展潛力。[3]河南省在第十一個五年發展規劃中指出：“加強電網建設，增強電力輸送能力。加快計算機技術、自動化技術和信息技術的推廣應用，提高城網的自動化水平”與“重點發展高壓超高壓輸變電成套設備，電站輔機以及中高端電工專用設備，風能、低溫余熱發電設備”。現如今，發展循環、低碳經濟，建設環境友好型、資源節約型社會成為經濟社會可持續發展的戰略目標，電力工業必將在其中扮演更重要的角色。事實表明，高質量的電能供應是中國社會現代化建設的重要保障，也是河南區域經濟快速發展的基礎條件，需要有大量合格的電氣工程師，而這正是電氣工程及其自動化專業的根本使命與發展前景。因此，鄭州航空工業管理學院電氣專業緊密跟蹤我國電力工業的發展規劃，結合地區經濟發展的特點，及時調整專業的辦學方向，力爭辦出專業特色，培養出更多的電氣工程技術專門人才。

電氣工程及其自動化專業的現狀鄭州航空工業管理學院是一所按二本招生的普通本科院校，是面向地方經濟和航空工業生產第一線，培養輸出復合型應用人才的重要基地。電氣工程及其自動化專業于2001年籌建，根據電力工業發展現狀與區域經濟特點，提出了電氣工程及其自動化專業的應用型人才培養目標，并且結合鄭州航空工業管理學院工科發展的水平及電氣工程及其自動化專業的師資力量，編制了偏于電機電器及其控制的課程體系。電氣工程及其自動化專業經過數年的建設，并且與21世紀電力工業的迅猛發展相適應，于2008年對原有的電氣工程及其自動化專業進行了細分，新設置了自動化專業，并且該專業在師資方面也有了較大的進步，這些都促進了電氣工程及其自動化專業強電本色的回歸，推動了對相應課程體系及專業定位的思考。雖然近幾年鄭州航空工業管理學院電氣工程及其自動化專業有了較大的發展，但是專業基礎與兄弟院校相比還很薄弱，實驗條件與師資力量還很有限，仍然處于快速發展時期，總體仍處于較低水平。因此，目前的電氣工程及其自動化專業仍需且必須定位于工程應用型人才的培養，學生畢業以后可以到電廠、電力設計單位、電氣制造企業及各工礦企業從事與電氣相關的設計、運行、管理等工作。

應用型人才的特點與培養應用型人才的特點是學科基礎知識扎實，實踐能力與創新意識強，除了具有較好的科學素養外，還具有良好的工程素養，具備解決工程實際問題的能力，畢業以后主要在生產第一線從事運行與管理等工作。應用型人才首先是一種創新人才，具有把理論知識和技術轉化為實踐生產力的創新能力；其次也是一種復合型人才，因為應用型人才的工作是以解決實際問題為根本，而要解決一個實際問題往往不能僅靠一種專業知識，實踐的創新多出現在學科邊緣或者各學科的交叉處，因此應用型人才也是一種復合型創新人才。[4]對應用型人才的培養，不是簡單地增減幾門課就能做到的，構建科學的課程體系是培養合格應用型人才的基礎。如何建立以強電課程為主，滲透電子技術、信息技術與計算機技術的電氣工程及其自動化專業的課程體系，是一項系統性的工程，需要透徹理解相關的課程及經受實踐的檢驗。

課程體系的建設

在電氣專業新課程體系的設置上著重突出“以強電為主，弱電為輔，強弱電、軟硬件、電氣控制與信息技術相結合”的專業特色，主要依據四個基本原則：一是突出強電特色，并且結合電力發展前景與現有師資力量，設置了電力系統及其自動化與電機電器及其控制兩個專業方向的課程模塊；二是緊密結合自動化技術在電氣工程領域的應用，保持電子與計算機技術相關課程教學四年不斷線；三是強化本專業應用型人才培養的特色，保持實踐教學環節四年不斷線；四是激勵學生的個性化發展，結合學生就業需要，注重課程安排的科學性與系統性。新課程體系的主要特點是適應鄭州航空工業管理學院原電氣工程及其自動化專業細分為電氣工程及其自動化專業與自動化專業的發展需要，突出了電氣工程及其自動化專業的強電特色，根據“厚基礎、寬口徑、重實踐、強應用”的應用型人才培養模式而設置。