電工基礎實用教程

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電工基礎實用教程范文第1篇

“過程完整化教學模式”是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法。強調學生的學習活動必須與問題相結合，以探索問題來引導和維持學生的學習興趣和動機，讓學生帶著問題思考和探究，使學生擁有學習的主動權。教師要充分激發學生的學習興趣和潛能，通過討論、實驗、探究等多種教學組織形式，引導學生積極主動地學習。本人將多年《電工基礎》課程的教學經驗與“過程完整化教學模式”相結合，運用到教學過程中，教學效果得到了顯著提高。

一、過程完整化教學模式

過程完整化教學模式的備課包括教學設計以提煉結構化問題為主，課堂上以問題形式呈現教學內容，學生以解決問題或完成任務的方式進行學習，圍繞問題實現師生互動。老師開始上課就以結構化問題表達教學思路、呈現課題性問題或任務；學生探索教學思路問題，若學生能猜想驗證并能得到正確結論，老師則以學員的身份做出小結或讓學生閱讀相關教材并提出相關子問題，若學生遇到困難，則老師采用變換問題的方式幫助、鼓勵學生自主思考、探究，直到學生能得出正確結論；課堂終結階段中，提供一個具有促使學生把新概念、規律與原有知識體系協調一致功能的問題；臨下課前，還可以提供下節課的結構化問題中的核心問題。

二、過程完整化教學模式在《電工基礎》課程中的應用

過程完整化教學模式包含“問題的設置――學生自主探究――合作學習――交流反饋――提出疑問”的縱向開放結構，在實施該教學模式的過程中，課堂教學在一定程度上變成了小型的“課題研究”過程，帶有探索的色彩，為學生獨立求知提供了有效的平臺，有利于學生的自主獲取知識的能力的培養。本文以過程完整化教學模式在“RL串聯電路”這一節課中的應用舉例說明。

授課伊始，我會以常見的物體引導學生進入本節課的教學內容。日光燈是我們常見的物體，同學們知道它的電路結構是怎樣的嗎？其實日光燈就是最常見的RL串聯電路，它是把鎮流器（電感線圈）和燈管（電阻）串聯起來，再接到交流電源上。讓學生們搞清楚電路的連接形式后，提出第一個問題：鎮流器兩端的電壓和燈管兩端的電壓之和為什么不等于交流電壓的220V？這個現象和我們之前所學的串聯電路的電壓關系為什么不一致呢？學生如果有疑問，就用下面的子問題予以提示：交流電路中，用儀器儀表測出的都是電壓的什么值呢？通過分析大部分學生能搞清楚測得的鎮流器（電感線圈）兩端電壓和燈管（電阻）兩端電壓都是交流電壓的有效值，兩者之和并不等于電源電壓的有效值220V。此時應提出第二個問題：從電壓的有效值的角度分析，鎮流器（電感線圈）兩端電壓、燈管（電阻）兩端電壓和交流電源電壓的有效值三者之間應滿足什么關系呢？學生若感覺分析起來有困難，就用下面的子問題予以提示：（1）純電阻和純電感電路中，電壓與電流的相位關系分別是怎樣的呢？（2）交流電路中，串聯電路的總電壓的瞬時值仍等于各串聯原件電壓的瞬時值之和，這一關系請同學們作出其向量圖。第二個問題是本節課的難點，應適當多留一些時間讓同學們自行分析，最后大部分同學都能通過作圖得出電壓的直角三角形關系。此時應提出第三個問題：RL串聯電路的阻抗應滿足什么關系？根據串聯電路電流相等這一特性，將電壓三角形三邊同時除以電流，同學們能很快分析出阻抗的直角三角形關系。此時應提出第四個問題：RL串聯電路的功率應滿足什么關系？仍然根據串聯電路電流相等這一特性，將電壓三角形三邊同時乘以電流，同學們能很快分析出功率的直角三角形關系。

通過上述四個問題的提出、分析及解決過程，RL串聯電路的電壓三角形、阻抗三角形及功率三角形清晰的展現在同學們面前。本節課教師講得少，學生思考、分析的時間長，思路不受限制，所以能將概念理解的更深，知識掌握的更牢。

電工基礎實用教程范文第2篇

關鍵詞：VHDL 等精度 串行 BCD碼除法

一、總體設計

基于傳統測頻原理的頻率計的測量精度將隨被測信號頻率的下降而降低，在實用中有較大的局限性，而等精度頻率計不但具有較高的測量精度，而且在整個頻率區域能保持恒定的測試精度。

本設計采用可編程邏輯器件（CPLD）制作，利用EDA軟件編程，下載燒制實現。將所有器件集成在一塊芯片上，體積大大減小的同時還提高了穩定性，并且可應用EDA軟件仿真，調試，每個設計人員可以充分利用軟件代碼，提高開發效率，縮短研發周期，降低研發成本。易于進行功能擴展，可以利用頻率計的核心技術，改造成其它產品。實現方法靈活，調試方便，修改容易。

測頻采用等精度測頻，按定義式F=N/T進行測量，但閘門時間隨被測信號的頻率變化而變化。如圖1所示，被測信號Fx經放大整形形成時標ГX，將時標ГX經編程處理后形成時基TR。用時基TR開閘門，累計時標ГX的個數，則有公式可得Fx=1/ГX=N/TR。此方案閘門時間隨被測信號的頻率變化而變化，其測量精度將不會隨著被測信號頻率的下降而降低。

圖1 測頻方案方框圖

測頻方案中用到了定義式：F=N/T，即要用到除法運算。利用FPGA實現二進制除法運算，一種方法是采用逼近法，這種方法速度低、準確性不高。另一種方法是采取被除數與除數的倒數相乘的方法，即將除數作為寄存器的地址，其倒數的小數部分作為寄存器的內容，通過一次寄存器尋址來計算除數的倒數。這種方法在一個時鐘周期內即可完成一個完整的除法運算，雖然速度較高，但對于多字節除法運算，不僅程序復雜，而且占用資源較多。根據頻率計的實際情況，本設計采用串行除法運算，利用多個時鐘周期完成一個完整的除法運算，從而兼顧了頻率計對速度和資源兩方面的要求。

二、多位串行BCD碼除法原理：

本設計采用循環式除法運算，循環原理可以用下面的公式表示：

ω[j+1]=rω[j]-dqj+1

式中，ω[j]為第j步的余數，ω[0]為被除數；d為除數；qj+1為第j+1步所得的商；r為與移位步長有關的常數，在此取為16。

循環步驟如下：

1.將ω[j]左移四位，構成rω[j]。

2.通過多次BCD碼減法運算，求得部分商qJ+1，得到部分余數。

3.部分余數、部分商移位，準備下次循環。

高速串行BCD碼除法是建立在BCD碼減法運算基礎上的循環運算。用被除數減除數得到部分余數的BCD碼，如果夠減，則使商加1；否則，余數和商同時左移四位，并記錄移位的次數m，根據對有效位數的不同要求，可以對m進行賦值，如果要求保留8位有效數字，則m=8。

在這種循環除法運算中，減少循環的次數是提高運算速度比較有效的方法。在一般循環式除法運算中，是從低位開始進行循環相減，循環次數等于商。如果是8位除法運行，則得到一個8位的商，要進行8位次的BCD碼減法循環，例如：56895230/8=7111903.8，要進行7111903.8次循環，計算的速度可想而知。

在本設計中借鑒了一般十進制除法的運算方法，從高位開始相減，大大減少了循環次數。下面以一個例子說明它的原理：

1.將被除數和除數移位，使其第一位BCD碼不為0000，并記錄移位的次數P（例如：56895230/80000000，p=8）。

2.比較最高位的大小，如果除數的最高位大于被除數的最高位，則將除數右移4位，同時將P減1（即：56895230/08000000，且p=7）。

3.得到的數盧為小數點的位置（F：7說明小數點的位置在第七位數后）。

4.循環相減。當部分余數小于08000000，再將部分余數左移四位，繼續進行相減。循環m次后即可得到m個有效數字的結果，然后根據p可以確定小數點的位置。

使用這種方法計算一個8位數的除法運算，循環減法次數最大為80次，每次循環使用時間為8個時鐘周期。如果工作頻率為100MHz，則最長的運算時間為6.4μs，運算速度大大提高。

參考文獻

[1]潘松，黃計業.EDA 技術實用教程[m].北京：科學出版社.2002。

[2]黃智偉主編，王彥，陳文光，朱衛華編著.全國大學生電子設計競賽訓練教程[M].北京：電工業出版社 2005.

[3]南華大學第六屆全國電子設計競賽全體參賽成員 .第六屆電子大賽資料[C]

電工基礎實用教程范文第3篇

關鍵詞：電路；MATLAB；教學改革；仿真設計

作者簡介：謝迎娟（1976-），女，江蘇常州人，河海大學物聯網工程學院，講師；鄧立華（1977-），女，江西宜春人，河海大學物聯網工程學院，講師。（江蘇 常州 213022）

基金項目：本文系河海大學常州校區2013年教育教學改革項目的研究成果。

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0073-03

“電路”是電類各專業重要的基礎課，在專業培養中起著重要作用，課程本身也有著廣闊的工程實踐背景。“電路”課程的教學重點是電路的基本理論知識和各種分析方法，理解概念和方法的推導過程，但由于分析結果要進行大量的矩陣運算、數值計算和繪圖，既不容易求解又容易出錯，有時甚至得不到解析解，[1]用FORTRAN、C等語言分析電路，計算問題又轉化成復雜的編程問題，對于不具備編程能力的低年級學生來說，仍難以獲得計算結果，[2]計算問題成為了學生學習的障礙。很多學生因為求解不出結果，導致對理論不能理解，影響了課程的學習效果，造成了理論與實際的脫節。

在教學中引入仿真技術，可以幫助學生解決計算、繪圖等問題，讓學生把注意力放到對基本概念和各種分析方法的理解與掌握上，克服理論教學的抽象性。用具體、直接、生動的仿真結果來演示電路分析過程、比較各種分析方法的特點以及電路的特性和技術指標，不僅可以改善教師的教學手段，提高學生的學習興趣，同時也可以在電路分析過程中幫助學生掌握工具軟件，為后續的課程學習和工程實踐打下基礎。國內外高校和一些優秀教材都把電路的仿真分析作為不可或缺的教學內容，[3-5]仿真軟件的應用已成為教學研究與工程應用不可缺少的助手，也是未來電路教學的必然趨勢。

常用的電路分析仿真工具有PSpecie、MATLAB、EWB、Multisim、Protel、OrCAD等，[6]這也是工程實踐中經常使用的工具軟件。本文結合教學實踐，重點介紹了MATLAB在電路教學中的具體應用。

一、MATLAB命令輸入法的教學應用

MATLAB擁有高效的數值計算、符號計算以及完備的圖形處理功能，學生可以根據電路理論列寫方程，而將計算、求解和作圖交由計算機來處理，同時還可以編制友好的分析界面或建立模型，實現自由探索性的研究。[7]

動態電路的分析包括對一階電路、二階電路、狀態方程等問題的分析，因為涉及微分方程的建立和求解以及繪圖，一直是學生學習的難點。采用MATLAB命令輸入法進行計算，命令簡單，容易實現，幾個簡單的命令就可以將學生從繁瑣的數學計算中解脫出來，迅速完成作業中的計算和繪圖。動態電路的求解可以采用以下三種方法：一是根據電路理論列些方程，然后計算；二是用dsolve函數求解微分方程；三是寫成狀態方程的形式，用數值計算法（龍格―庫塔法）求解。

根據電路理論，因為，所以放電過程是非振蕩的。

按照前面介紹的三種求解方法，該二階電路的求解結果為：

第一種方法：根據電路理論，該電路的特征根為：，為不等實根。因此，根據電路公式，可以計算出電容電壓、電感電流和電感電壓分別為：

可以看到參數變化對電路響應結果的影響。與命令輸入方法觀察到的電路特性是完全一樣的。

三、Simulink仿真教學設計

Simulink是MATLAB中的重要模型功能，可以實現系統動態數學模型建模和仿真分析，具有可視化、模塊化的特點。[8]模型建好后，可以實時改變模塊參數，研究不同參數對系統的影響，整個過程形象、直觀、交互性強。利用MATLAB/Simulink提供的基本模塊，創建用于電路分析的模塊，在課堂教學中進行建模和演示，成為增強啟發式、互動式的教學手段，也作為課后自由探索性實驗，促進學生的研究和創新意識。

單相和三相正弦交流電路一直是電路教學中的重點與難點，對復數運算的不理解和不熟悉導致學生難以理解正弦電路的基本概念。簡化正弦電路的計算，讓學生專注于理論和分析方法的學習是該部分教學內容的難點。在教學實踐中，采用MATLAB來進行復數運算，簡化了計算復雜度，也可以在GUI界面中修改參數或進行Simulink仿真，實時觀察參數變化對波形變化的影響。圖5（a）是一個采用Simulink設計的正弦交流電路，測量電路的有功功率、無功功率、復功率和功率因數等參數的仿真模型。

設置電路的參數為：頻率為50Hz，電壓有效值為220V，RL串聯支路：，RC串聯支路：

。在Simulation/Configuration Parameter中將Stop time設為0.1s（5個周期），求解方式設為Variable-step（變步長），ode23tb求解器。在powergui中可以計算出電路中u的有效值為220V，相位0°，i的有效值為1.537A，相位-23.51°。由此可以根據電路定理計算出電路的復功率為。圖5（a）電路的仿真運行結果與理論值一致，有功功率和無功功率的結果可以用Active & Reactive Power模塊測得。另外，也可以根據功率公式和自定義測量模塊組合測得。可以將自定義測量模塊組合創建成子模塊如圖5（b）所示，作為新的模塊應用在其他仿真電路中。

四、結束語

本文介紹了MATLAB在電路教學中的一些具體設計與應用，其M文件命令、GUI設計、Simulink仿真在電路教學中應用方法靈活多變、形式多樣。由此設計了一套“MATLAB電路教學仿真平臺”，用于課堂教學演示，以供學生課后自由研究，從而彌補傳統教學模式中的不足，使其成為更新教學觀念、完善教學手段的新模式。利用仿真技術，可以在課堂上和課下創建一種探索式、討論式、參與式的教學方法，充分調動學生學習的積極性，提高學生的綜合實踐創新能力，為后續課程的學習和解決實際問題打下了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]藺紅，陳潔.Matlab在電路理論分析中的應用[J].計算機應用與軟件，2007，（3）：106-107.

[2]劉同娟，馬向國.MATLAB在電工電路基礎教學中的應用[J].中國現代教育裝備，2009，（2）：55-57.

[3]邱關源.電路[M].第5版.北京：高等教育出版社，2006.

[4]James W.Nilsson，Susan Riedel，Electric Circuits[M].8th Edition.北京：電子工業出版社，2009.

[5]Charles K.Alexander，Matthew N.O.Sadiku，于韻杰.電路基礎[M].第3版.北京：清華大學出版社，2008.

[6]王群，耿云玲.電路教學中常用的分析和仿真軟件[J].高教論壇，2009，（10）：50-54.

電工基礎實用教程范文第4篇

【關鍵詞】專業英語 教學實踐 自主學習

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）09-0080-02

隨著科學技術的迅猛發展和國際間日益頻繁的交流與合作，大量前沿學科的研究成果以英文的形式出現，專業英語成為高等院校大學英語教學中一個重要的組成部分。作為高新技術領域的核心之一的電氣工程專業，其專業術語也涉及較多的專業領域，隨著電氣行業新技術、新設備、新工具的不斷出現，專業詞匯不斷更新與涌現，迫使專業技術人員的專業英語水平必須具備更高的要求。電氣專業英語被很多工科院校列為專業基礎必修課，電氣工程專業畢業生要求“具有一定的本專業外文書籍和文獻資料的閱讀與翻譯能力，能寫專業文章的外文摘要，能使用外文進行一般流。”[1]但在實際教學情況中，對于這樣的要求卻不太樂觀。結合近幾年教學經驗和體會，筆者總結了教學中存在的一些問題，并嘗試將一些新的教學手段用于教學以改進。

一、電氣專業英語教學現狀

（一）學生對該課程重視不夠，興趣不高

學生對于電氣專業英語重視不夠，興趣不高的原因可以歸結為以下幾點。其一，一般的高等院校都是在大三下學期或大四上學期才開設專業英語，而學生在大二下學期學完了《大學英語》基礎課程以后，就疏于對英語的學習。這使得英語的教學連續性出現了空檔，導致學生對于專業英語的學習狀態和積極性不夠。其二，當下大學生普遍未建立較強的自我學習意識，習慣于高中以來的被迫型學習模式。學習的功利性目的太強。一旦中斷英語課程，便疏于英語的學習安排，如果在這一時期學生通過了英語四、六級考試，則更容易放松對英語的學習。其三，大三和大四階段，許多學生已經開始忙于考研準備或找工作，學習專業英語的興趣和精力都受到很大影響。其四，對于專業英語內容和重要性都盲目輕視。許多學生往往認為專業英語相比基礎英語來說，無非只是增加幾個專業術語和專業詞匯，甚至可有可無，正是缺乏課前準備，專業英語生詞繁多，翻譯內容枯燥的特點，使很多學生對該課程普遍重視不夠，缺乏自主學習的動力和興趣。

（二）專業英語涉及面太大，學時太少

一般電氣工程英語教材的內容章節都涉及到很多專業知識背景，如我院使用的教材是清華大學出版社出版的祝曉東、張強化、王Z《電氣工程專業英語實用教程》，其內容涉及電工技術、電子技術、電磁場、電機學、自動控制原理、微機原理等。[2]專業知識太寬，而學時只有32個，在如此短的時間內要求學生掌握大量知識，并能閱讀相關的專業書籍或文獻，這是很難實現的一個目標。由此，筆者認為，對于專業英語教材的編輯和選訂，應該根據不同專業的學生有針對的進行教材編寫和選取。

二、專業英語教學嘗試

專業英語教學中，老師們為了活躍課堂氣氛，調動大家學習積極性，往往會采用抽點個別同學回答問題并計入平時考核成績的形式，但由于教學時間的限制，抽到的學生人數非常有限，學生存在被動思考問題的態度和僥幸心理，對大多數同學來說，效果并不太好。針對平時教學中常見的一些問題，通過教學方法的不斷摸索和嘗試，可以促進教學更好的開展。以下就是筆者在專業英語課堂中的一些嘗試。

（一）第一堂課，重視學習

專業英語第一堂課并沒有必要匆匆上課，在這一堂中，一定要讓學生懂得專業英語的重要性。比如：有助于查閱國外文獻，以便在畢業設計中全面的搜集資料，了解國際前沿科研動態;撰寫畢業論文或學術論文的英文摘要;是研究生學習階段必須具備的專業素質;是進入很多外企工作的優先條件等。當然，教師在授課中應根據教學要求，有意識的引導，讓學生主體能真正主動學習，才能更好的達到教學目標。

此外，也要告訴學生這門課所具有的難度，讓學生有充分的心理準備。同時，也要鼓勵學生，在以后的教學中，相互的配合就可以達到很好的教學效果，使學生既緊張又不至于喪失信心。

（二）卡片教學，打破冷場

很多學生對專業知識的掌握并不太好，導致對專業英語文獻的閱讀中往往是明白語義語法卻又不知所云，這也一定程度上打擊了學生學習的積極性，也影響了課堂教學開展。在具體教學過程中，教師希望教學互動的環節中很容易出現冷場現象。筆者發現，學生幾乎不會主動回答問題。經私下和部分學生交流了解，發現許多學生并不是不會回答教師提出的問題，而是很多冷場的情況下不愿意成為鶴立雞群的“少數人”。針對這個問題，筆者曾經嘗試采用一種“卡片”教學的方式。在第一堂課時和學生約定，如果在課堂中主動回答一個問題，無論錯對，均可獲得一張卡片。這張卡片的作用就是與平時成績掛鉤，一張卡片積1分，一個學生最多可以積10分。這種方法讓許多想回答問題的同學“有理由？”積極參與，也即時看到了“成效”，并很快形成了群體效應，極大的活躍了課堂學習氣氛，調動了大家爭先恐后積極思考和解決問題的能力。

卡片教學帶動了學生的積極性，但許多學生只是急切想獲得卡片而并非認真思考問題，也會導致課堂效果低下。由此，在使用卡片教學幾周后，應該調整卡片發放方式，調動學生積極性之后，筆者進行了更多的嘗試。其目的就是促使學生自己學習，讓學生相互督促，參與學習。比如，在平時作業布置上，把學生分成幾組，讓學生完成相關的作業要求，到驗收時，由老師隨機抽點小組成員回答問題，如果達到了驗收水平，該小組每個成員都可以獲得卡片。這種方式一方面加強了學生團結協作的意識，另一方面也促使學生積極參與其中，而不僅僅是在課堂獲得卡片積分。

（三）自主選題，自主評委

在有限的課時中，可以抽出1-2個課時，采用教師精選主題讓選擇感興趣的主題，或者學生完全自主題目，按小組分配任務，小組自行分工和課后準備，課內隨機抽點一兩名小組代表走上講臺講演的形式，同時讓其余小組成員作為評委打分、點評，并明確該代表的得分將決定小組各個成員的一個基礎得分。此外，教師把握全局，對所有參與討論的學生的表現綜合評分。通過這種方式，帶動了幾乎所有的學生集體協作，團隊攻關的意識，使他們能充分利用課外時間學習和交流，這種良好的專業英語實踐氛圍不僅加強了學生之間的溝通，也很大程度上提高了他們學習的興趣，鍛煉了他們的組織能力，表達能力和自主學習的能力，有益于學生群體的專業英語綜合素質的提升。

（四）翻譯競賽，豐富教學

此外，在教學過程中，選取了與電氣工程相關的題材用于視頻教學，讓學生體會不同的教學方式，教師也可以由視頻內容展開，給學生分組，每組抽點一名代表即興用專業英語描述該視頻的主要內容，同組人員可以提示或者補充。另外，找一些英文字幕發給學生，讓他們按組去翻譯字幕，這樣可以使學生獲得極大的自豪感，這種效果遠比讓學生翻譯課文更能激發學生興趣。

三、增強教師素質

由于專業英語的特殊性，教師一方面要加強學習專業知識，一方面應廣泛閱讀專業英語文獻，搜集教學素材。此外，學校應該給專業英語教師提供更多的接受培訓和學習的機會，比如到外校觀摩教學或國外進修等;同時，筆者認為，為了更好的貼近學生，了解學生學習興趣和心態，教師可以多閱讀關于大學生心理學類的書籍，這將有助于建立良好的師生關系，有利于教學的開展，而這可能是很多專業英語教師忽略的地方。

電氣專業英語的教學質量和教學效果的有效改善，取決于很多因素。教師應走近學生，不斷總結教學經驗，提升自身綜合素質，大膽嘗試新的教學方法，幫助學生明確學習目標，引導學生的學習興趣和培養其主動學習和終生學習的能力，為學生今后從事電氣工程科研工作，成為復合型的人才打下良好的基礎。

參考文獻：

[1]電氣工程及其自動化專業教學指導分委會.電氣工程及其自動化專業規范（討論稿）[A]

[2]祝曉東，張強華，王Z.電氣工程專業英語使用教程[M]（第二版），北京：清華大學出版社，2012.

電工基礎實用教程范文第5篇

關鍵詞：特色；專業建設；自動化；科研

作者簡介：潘玉民（1958-），男，蒙古族，內蒙古赤峰人，華北科技學院電子信息工程學院，副教授；張全柱（1965-），男，內蒙古烏蘭察布人，華北科技學院電子信息工程學院副院長，教授。（北京 101601）

基金項目：本文系河北省教育科學研究“十一五”規劃重點課題（項目編號：06020601）的研究成果。

中圖分類號：G649.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0051-03

特色專業建設是高等學校“質量工程”的重要內容，是國家為深化高校教學改革、優化專業結構、提高人才培養質量、辦出專業水平和特色而出臺的一項重要舉措。特色專業建設既符合時代要求，又是體現自身價值、凝煉培育自身特色、更好地為區域經濟和社會發展服務、增強高校核心競爭力的重要途徑。

特色專業建設是一個系統工程，需要從辦學理念、培養方案、師資隊伍、實驗室建設等多方面進行統籌規劃，凝練特色。目前，“特色”專業建設沒有統一的標準，因校而異。高校根據自身優勢、專業和學科背景、地理環境、科研實力、行業特點等確定特色專業的建設方向，采取“人無我有，人有我優，人優我新”的差異化策略，發現和培育專業可持續發展的生長點，提升專業、學科實力。“特色”是專業建設的生命力，是有別于同類專業獨具匠心的同質競爭力，也是一所高校能否辦出品牌專業的關鍵，因此必須在突出“特色”和“質量”上下功夫。

華北科技學院自動化專業始建于1993年，2003年升格為本科專業，2008年成為校級重點建設專業，2009年被批準為教育部特色專業。盡管本專業辦學歷史不長，但由于學校十分重視和著力加強特色專業建設工作，經過幾年的發展，自動化專業取得了長足的發展。

一、樹立工程教育理念，增強專業創新實力，適應時代和社會發展需要

華北科技學院自動化專業以培養適應21世紀需要的具有扎實理論基礎、具備工程實際應用能力的復合型高素質專業技術人才為目標，適應行業和產業發展的要求。著力提升專業師資隊伍的創新能力，凸顯特色，培育可持續發展的機制，培養創新型工程人才。樹立服務行業、企業需求的意識，確立能力為重、全面發展的人才培養理念，構建結構優化、主動適應經濟社會發展需要的特色專業，體現國家工程教育的發展方向。

自動化技術的應用領域幾乎滲透到國民經濟的各個行業和社會生活的各個方面，是當展最迅速、應用廣泛、最引人矚目的高新技術之一，也是推動新技術和產業革命、邁向知識經濟時代的關鍵技術。因此，自動化專業的培養目標是與自動化科學特點緊密聯系的，自動化科學是控制理論與計算機、通信與網絡、電子技術相結合的最典型的交叉學科。因此，華北科技學院自動化專業既通過服務于行業突出專業特色，但又不局限于行業，而是將自動化最新技術、信息科學及發展融入專業建設，以學科發展引領專業建設。

二、依托行業和學校優勢，以學科凝煉專業特色，發揮專業教師的主導作用

根據行業特點建設特色專業猶如“近水樓臺”。行業本身就是自然形成的特色，因此，專業特色建設與行業以及學校優勢密切結合，將會事半功倍。華北科技學院是隸屬于國家安全生產監督管理總局唯一直屬的行業院校，以安全生產為第一服務方向，是一所以工為主、以安全科技為特色的多科性高校。因此，華北科技學院自動化專業以“安全科技”為特色是必由之路，通過依托學校的資源與環境優勢，打造自動化專業品牌，使專業為行業和地方經濟服務，切實解決安全生產技術問題。

在特色專業建設的諸多因素中，師資隊伍是實現特色可持續發展的關鍵，也是一個專業形成特色的基石，“教授即大學”的提法體現了高校發展的基本點。近年來，華北科技學院通過各種途徑引進高層次、高學歷的學科帶頭人，由教授、博士后、博士為核心形成了較強的學歷和科研優勢，使自動化專業師資隊伍實力不斷增強；其次，重視學科建設規劃，凝煉學科方向，使之進入特色學科行列，以學科建設作為專業“特色”的重要支撐。

本專業現有教師16人，其中教授3人、副教授4人、博士后1人、博士3人、碩士10人。華北科技學院自動化專業以“電力電子技術”和“控制理論與控制工程”學科為基礎，以“信息與控制技術研究所”為科研平臺，提升教師的科研能力，推動課程教學的改革與發展。充分發揮專業教師的主導作用，特別是專業教師在電力電子學科方向積累了多年的產品研發經驗，與多家企業建立了長期穩定的合作關系，對凸顯和凝煉專業特色起到了積極的作用。

三、以質量工程項目建設豐富的專業特色內涵

華北科技學院自動化專業的發展依托三個平臺：自動化專業教學團隊和科研團隊、省級實驗教學示范中心、信息與控制技術研究所。

自動化專業教學團隊是華北科技學院首批成立的教學團隊之一，團隊負責人由校級教學名師擔任，教學團隊成員同時也是科研團隊的主體。本專業的科研團隊由學科帶頭人、教授、博士后、博士及專業技術人員等組成。自動化專業依托華北科技學院河北省電工電子實驗教學示范中心和信息與控制技術研究所，目前本專業已建成“自動控制原理”省級精品課程。

省級電工電子實驗教學示范中心為本專業的工程實踐教學提供了有力的支撐，示范中心在滿足本科基本教學基礎上成為學生綜合應用基礎理論與專業知識、實現創新設計與研究的實踐基地，為提高學生就業競爭力提供了優良的軟硬件平臺。目前電工電子實驗中心有三個實驗、實訓平臺：基礎實驗教學平臺、綜合實訓實驗教學平臺、創新實驗教學平臺。其中“安全監控實訓基地”為突出專業安全科技特色建設提供了良好的實驗條件。中心所屬“創新實驗室”為自動化專業大學生實踐動手能力培養搭建了平臺，學生在各類創新大賽中取得了良好的成績。

四、以科研促進教學，科教研轉化為教學內容，提高學生的實踐能力，提升學術和學科建設水平

科研是教學質量的推進器，以科研促進教學改革和教育創新，形成科研、教學的良性互動，是提高教學質量的重要途徑。華北科技學院自動化專業有一支實力較強的科研團隊，建立了科技創新基地——信息與控制技術研究所，以此為科研平臺提高教師的工程實踐能力和科研能力。

信息與控制技術研究所是由自動化專業教師組成的校級科研單位，目前擁有多項前沿核心技術，如DSP控制技術、現場總線技術、變頻技術、電力電子技術等，具有為企業研發項目和產品的實力。2007年與華北電網北京新鴻信科技有限公司聯合開發項目：MW級風力發電機組DC/AC變流器主電路的研制；2008年與同煤集團聯合開發研制采煤機牽引變頻器及電控系統維護檢修平臺；2009年為中國海洋海油田服務股份有限公司研制海洋油田FET-1機械節功能模擬測試驗臺；2010年為中海油田服務股份有限公司研制海洋油田FET-1型井下交流電機控制系統，已走出國門，銷往利比里亞、緬甸等國家。2010年為中海油田服務股份有限公司研制測井馬達電機供電電源，已出口到東南亞、中東、非洲等地區；2010年與外企（日本）松下電工有限公司合作，研發NCT8000功能測試系統，并為國際化“卓越工程師”培養和技術交流積累了一定的經驗等。科研項目的進展為申報“卓越工程師”培養項目奠定了堅實的基礎和后盾，并通過雙贏策略實現校企合作的可持續發展。

目前自動化專業致力于開展具有行業特色的科研項目和產品研發工作，面向安全生產第一線，為煤礦電氣技術裝備的改造與升級、安全生產信息監測與管理、節能降耗、提高勞動生產效率等應用領域解決技術問題。如工礦軌道機車牽引傳動及其控制、礦井高壓電機提升變流器及其控制、井下防爆蓄電池智能充電設備、礦用高壓電機參數辨識及無速度傳感器矢量控制、礦井瓦斯涌出量檢測與智能預警系統等項研究，以彰顯自動化專業安全科技特色。

現代工程教育的實施，建立與企業穩固的合作關系是必要的。[4]企業需求的核心技術是與企業融合的橋梁與紐帶，而且高校教師具有理論性強的優勢，可以為企業進行技術培訓與成果轉讓，因此，這種合作是牢固和持久的。其意義在于：自動化專業理論教學的落腳點在企業的控制設備或系統，通過科研實現教學的徹底改革；共享企業設備資源，彌補高校現場設備的不足；為課程教學提供現場實例；建立在企業的實踐基地，為學生面向企業實現就業創造條件；快速提高創新能力，促進產、學、研一體化進程等。

研究所以科研課題為依托，與行業內多家知名企業建立了密切合作關系，將科研成果服務于企業，取得一系列有自主知識產權的科研成果。遵從市場發展原則，通過研發出擁有自主知識產權的高新技術產品，依托特色行業，通過產品的銷售及核心技術成果的轉讓積累資金持續創新，形成了滾動發展的態勢。

本專業教師開展科研的最終目的在于促進專業教學、提高創新能力和服務社會。通過科研促進學科建設，獲得教學改革的主動權，將科研實踐滲透到教學過程，為專業課程教學注入活力，而不拘泥于教材，使教師真正擁有“一桶活水”，從而可以創造性地開展教學工作。

研究所在研發過程中，每個項目都吸收本科生積極參與，并以小課題形式制作了各種裝置，如：小功率交流電機變頻調速器的研制、多路開關電源的研制、異步電機輸出變量觀測器的研制、礦用鉛酸蓄電池組狀態檢測及管理系統的研制等。本科生對科研興趣濃厚，通過參與科研開闊視野，實踐動手能力大幅度提高，強化了工程創新能力，激發了學生的求知欲和興趣，感觸到實際工程技術，加深了對課堂理論知識的深層理解。既支持了科研工作又使學生獲得了將理論聯系實際極好的鍛煉機會。實踐證明，學生參與科研項目的過程中科研能力、適應市場、熟悉企業、團隊協作等綜合素質得到全面提高，并在各類創新競賽中取得良好的成績。通過與企業的技術合作，一些企業通過研究所招聘畢業生，也為學生就業開辟了新途徑。

五、教學改革

本專業教學改革體現在以下幾個方面：優化專業課程體系結構，適應人才培養目標要求；改革課程教學方法；培育產學研一體化機制等。

自動化技術的新發展表明傳統的課程設置已經不能適應時代要求，需要網絡、通信技術、信息技術等多學科并舉。近年來，學校在專業課程教學體系和教學內容的安排上進行了多次改革與實踐，優化課程體系結構。如突出現場總線控制技術、嵌入式系統、PLC、系統仿真技術等課程，強化學生的工程意識和實踐能力的培養。學生通過課程教學真正掌握控制系統的基本概念、系統分析、設計的基本方法，了解自動化發展前沿，學會運用MATLAB、Protel等軟件進行控制系統輔助分析設計方法，為專業課的學習和進一步深造打下必要的理論基礎和基本技能。

1.教學方法的改革側重多媒體教學改革為主

多媒體教學手段與傳統的教學方式有機結合，優勢互補。信息時代的高等教育，教師已不再被認為是知識的唯一擁有者和傳授者。網絡通信和多媒體技術形成海量信息資源的全球環境，使學生獲取新知識的渠道更加廣泛、迅速，可以與教師同步接受新知識，教學時空觀已發生變化，這就從客觀上要求教師轉變教育觀念，更新教育思想，掌握各種信息技術，與時俱進。但不應以現代教育技術、信息技術的發展而摒棄傳統的教學模式，傳統教學方法是現代教學法發展的基石和根本，二者有機結合才會使當代教育升華。

2.多媒體教學使信息技術向學科課程滲透

建立立體化教學模式，使抽象的理論平面化、立體化。針對自動化專業課程教學，以Eda、MATLAB、Protel等更貼近學科課程的軟件作為多媒體教學的一個組成部分。把信息技術融入到學科課程，從教學內容到教學手段實現與學科課程的廣義“整合”，對當代大學的發展具有現實意義。

對自動化學科課程來說，信息技術與學科課程“整合”可以將現代教育技術向前推進一步，即與具體的課程內容相融合。如“自動控制原理”、“電力電子技術”、“過程控制系統”等課程的教學可以充分利用MATLAB或工業組態軟件的友好界面使控制原理的根軌跡、頻率特性、過程控制系統的狀態可以具體測試，采集波形及參數，有助于透過現象把握事物的本質，提高學科課程內容的傳授力度和透明度。

3.實踐教學改革

利用已完成的《信號與系統EDA仿真研究》項目研究成果，進行了自動化專業的教學改革，編寫了《電子設計自動化技術實用教程》規劃教材，使學生掌握從計算機仿真、電子電路板制作到控制系統設計的全過程，切實提高學生的實踐動手能力。在理論教學與實際系統開發之間以仿真技術作為橋梁，實現無縫過渡。

利用河北省“十一五”教研重點課題“應用型本科強化工程訓練提高學生創新能力培養的研究與實踐”成果，通過建立新的課程體系以及新的實踐平臺突出應用型本科學生的工程訓練。該項目通過建立新的課程體系以及新的實踐平臺，突出應用型本科學生的工程訓練。整合現有的實驗內容，獨立開設為專業方向服務的工程訓練項目。如單片機控制系設計工程訓練、PLC工程實訓項目等。以模塊化的設計制作為主要方式，配有專門指導教師，從而保證工程訓練的效果。通過該項目的訓練，學生扎實掌握本專業控制系統設計方法，加強實踐動手能力，培養工程意識和創新能力。

2010年專業教師根據產品研發經驗編寫了《煤礦安全檢測技術與監控系統》規劃教材，在校內作為安全、電子、自動化、通信等專業“安全監控系統”課程教材使用。

六、進行技術培訓，加強學術交流

建在華北科技學院的中國煤礦安全技術培訓中心具有煤礦和安全生產兩個國家一級培訓資質。“培訓中心”為自動化專業參與企業技術培訓起到了橋梁的作用。本專業教師通過在廈門、大同等地進行企業技術培訓，同時引進了多項科研項目，建立了校企合作關系，既服務于行業又與企業資源共享，依托企業的設備資源、實驗室環境進行試驗調試，擴大了專業和學校的社會知名度，提高了為社會服務的能力。

大學的生命力在于學術。本專業把學術研究與交流作為工作重點，推出了“自動化專業學術論壇”，為學術交流搭建了一個平臺。教師可以介紹自己的最新研究進展，開展學術報告和講座，促進科教研成果及時轉化為教學內容，并加強對外合作與交流。

七、結論

特色專業建設是一個復雜的系統工程，涵蓋了人才培養的各個方面，需要通過長期的積淀和不斷探索、創新。但是，發現和培育自身優勢、亮點和閃光點，并以此作為特色發展的契機加以發揚，從系統的觀點進行科學規劃可以大大縮短特色專業建設周期，提高特色專業建設效率。

參考文獻：

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[3]劉傳林.適應行業需要 創建特色專業[J].中國高等教育，2005，