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随着计算机科学技术的飞速发展,应运而生的智能化技术在社会各个领域都有着广泛应用。因为其智能化水平极高,控制的效果能够达到一般电气自动控制的需要,在电气自动控制工程中的控制效果和控制方式都比传统的电气控制具有更好的效果,因此在电气自动控制工程中广泛地利用智能化技术,可以大大提升生产效率和控制效率。该文分析了电气自动控制工程中智能化技术的应用分析,并提出一些相关意见以供参考。
关键词:
智能化技术;电气工程;应用分析
随着经济的发展和社会的进步,电力已经成为了人们生产生活中必不可少的一部分。作为电网运行的必不可少的设备,电气自动控制设备的更新和日常维护更显重要,研究智能化控制电设备,对在电子自动化控制中存在的问题需要进行及时解决,例如在系统设计和逻辑推理机器语言转换这些方面上需要进行进一步的智能化优化设计,提升对故障和问题的有效防御和解决,才能在电气自动控制中提升其控制效率。
1电气工程与智能化设备的相关原理
1.1电气自动控制工程智能化的理念
当今社会电力技术的重要性不言而喻,智能化技术在今后的社会发展和电力设施更新中是一个新的增长点,为实现电网的信息化、自动化、互动化、数字化、智能化,电气自动控制工程要能适应当今快节奏发展的社会脚步。智能化电气工程自动控制的工作目标和存在意义是为了更好地保障生产的健康运行,保障对企业的基础供电,为生产提供电力保障。其中,智能化的电气工程自动化控制设施是实现对设备寿命的实时监测和预测,并对其生命周期内进行管理的设备。
1.2电气自动控制的目标
电气工程智能化的输变电是指在电力设备正常运行中,可以对自身状态进行自我评估、对故障进行自我诊断,且可以全面及时地获取运行信息及电力设备运行的功能状态。对设备运行的可靠性有质的提高,是实现智能化的基础,在此基础上,加强电网网络化,利用先进的网络技术和专业的系统为智能化自动化控制设备保驾护航,辅助其进行状态的评估和故障的监督,及时发现,及时处理,保证企业生产的健康运行,提升对故障和问题的有效防御和解决,这是电气自动化控制工程的工作目标。
1.3电气工程智能化控制的优势
相对于之前的电气控制设备,智能化的电气自动控制设备具有信息化、智能化、节能环保等优势。对于老一代的电气控制设备,它能更好地检测电网设备工作情况,并及时反馈,先进信息技术的使用有利于电网管理人员对电力设备的控制,更提升了电力设备的网络化管理。同时,智能化的自动控制设备大幅提升了电气控制设备的使用寿命和利用率,节省了基础设备建设的费用,在工作中可以减少人员对于故障排查的工作量,节省了相关人员费用,同时也较之前的设备更为环保耐用,实现了节能环保的目标,体现了智能化的优势。
2智能化技术在电气自动化应用中的优势
2.1减少人力劳动的投入
传统的电气控制操作是一个非常耗费人力的操作,在实际的工作环境中常常需要同时观察和操作许多仪器和线路,进行判断和数据分析,因此往往需要多个操作人员同时进行操作。而利用了智能化技术后,电气自动化控制就能够更好地实现,利用先进的计算机技术和互联网技术减少了大量的人力投入,不管是在人力方面,还是对于设备操作难度上,都有很大降低,对于加速生产和节约人力资源成本具有关键作用,可以从根本上提升企业经济效益。
2.2限制人为误差
传统的电气系统控制方法难免会因为极小的误差产生巨大的事故或者故障,从而造成企业生产电力系统的故障,给企业的生产和经济效益带来巨大损失。而使用了智能化的电气自动化控制的电气系统,可以利用计算机精确的计算功能检测和观察电力系统运行中出现的各个数据和误差,进行自动地调节和更正。这一过程可以不用人为参与,因此在运行过程中没有人为因素的存在,可以大大地限制人为误差的产生,具有极高的精确度和自我反馈调节能力。
2.3设计无需建设控制对象
由于电气控制设备是精密仪器,其本身的结构和功能构成都需要进行严密地设计和考虑,这个过程通常非常复杂。而使用了智能化的电气自动化控制设备后,在运行过程中可以对参数变化和非线性进行实际观测,得到两者精确的动态方程,根据方程计算出所需的数据,从而可以顺利建立被控对象的数据设计模型,因此智能化的电气自动控制可以在工作过程中利用检测的数据自动进行控制对象的模型建立,节省了人力物力的投入。
2.4具有较好的一致性
智能化技术的电气自动化可以利用一个事先设定好的程序进行电气设备的控制和操作,使得产品具有很好的一致性。这个功能存在的基础是利用了智能电气自动控制的反馈功能,在实际操作中,可以针对电气系统的变动和误差进行及时调整和校对,对于信息的整合和扩展十分便捷,大大提升了电气设备的运行智能化,又增强了电气自动控制系统的稳定性,对于提升企业生产能力和发展具有重大意义和作用。
3智能化技术在电气工程中的应用分析
3.1智能化技术应用于电气优化设计中
电气的优化设计可以从根本上提升电气系统的工作能力。传统电气控制系统的设计需要长时间的经验积累和丰富的电气系统设计知识来支持,即便这两个条件都具备,实际过程中有时候也很难设计出一个相对合理的电气控制系统。而运用了智能化技术的电气自动化系统设计,可以利用计算机进行精密部分的系统设计,使得系统开发的周期大大缩短,智能化电气系统主要由中央处理电元即CPU为主要处理中枢,通过输入电路输入数据进行数据收集,通过CPU后将数据输出就能完成一个数据控制过程,系统性能大大优化。电气自动化控制系统的大致设计图如图1所示。
3.2智能化技术应用于电气控制中
传统的电气控制系统的控制要求更高也更严格,同时需要投入的人力物力也较多,在控制的过程中需要许多操作人员进行实时的监控和数据的计算操作,因而难免产生一些人为的误差。而智能化的电气自动控制完全使用精密的计算机计算技术,将数据的检测和计算纳入计算机的智能监控之下,会根据各个环节的数据要求,利用编制好的程序进行实时的监督计算,实现电气控制的完全自动化,相比传统的电气控制系统更加智能化和高效化,节省了大量的人力物力。
3.3智能化技术应用于电气故障诊断之中
对于电气系统的故障维修来说,最重要的就是对电气系统的故障可以进行准确定位和排查,而智能化电气自动控制系统是一项可以可靠地获取当前设备工作状态和工作信息的技术。它利用了新型制作工艺材料和计算机智能技术,利用多个传感器,并利用光学和化学等多学科原理,对设备的运行状况可靠地提取和检测不利因素,监测工作实时状态及数据,可以从系统中诊断出各个部分发生故障的准确位置,方便故障的排查和修复,有利于电气自动控制系统的顺畅工作。
3.4智能化技术应用于风险的预测之中
智能化电气自动控制设备故障监测能力和自我排解能力之强是史无前例的,在综合利用了多种技术之后,对于信息的搜集能力、汇总能力、分析能力、处理能力都得到大幅提升,使智能化电气自动控制系统的防御力和自愈能力大大提升。不仅如此,对于故障的预测和监测能力也将大大提升,在植入可靠的分析处理方法后,对于经济性的分析、设备维修策略等都做出了巨大贡献,大大提升了企业的经济效益,未来的发展前景良好。
3.5智能化技术对于电气自动化控制系统信息的收集
智能化电气自动控制系统利用了先进的网络技术,使多元的信息融合程度加深,并提升了利用率。多种的物理量经由传感器汇集至中枢处理系统,在建立电力系统正常运行标准的前提下,自动评估诊断系统运行状况。只要植入智能化的系统分析方法,在信息融合和数据挖掘上,就可以实现自动化,这大大提升了智能化输变电设备信息的利用率和有效率,可以在电气自动控制设备中得到更好的利用,从而取得更大的效益。
4结语
电气工程不仅在企业的生产控制中具有重要作用,更关系着我国社会和经济的发展,因此提升电气系统的高效性和安全性是势在必行的一个研究方向。而智能化技术是人类人工智能技术的结晶,具有极高的自动化特征,能够满足电气系统极高控制精确性的要求。在控制时可以节省大量的人力物力,还能够对电气系统的设计和优化提供一些策略上的服务,有助于提升企业整体的电力系统控制效率和经济效益。
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清华大学、浙江大学、吉林大学、上海交通大学、西安交通大学、北京交通大学、北京理工大学、重庆大学、南京航空航天大学、东北大学、华南理工大学等知名学府均设有机械工程及自动化专业。东北大学自建校之初便设有机械工学系,1993年7月成立机械工程与自动化学院。其中的机械工程及自动化专业为国家特色专业,它是1998年学校隶属于教育部后,根据教育部新颁布的《普通高等学校本科专业目录》,在“厚基础、宽口径、精专业、强能力”的本科人才培养模式下构建的年招生11―13个标准班的一个特大型专业。
主要课程有工程力学、机械设计基础、工程热力学、现代控制理论、材料加工工艺与设备、测试技术等,由于该专业对应用能力有较强的要求,故在本科学习期间,还要参加金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习和社会实践。
通过本专业四年学习,成绩优异、科技创新能力强、科研潜力巨大的优秀毕业生可直接选择到清华大学、浙江大学、上海交通大学等国内名校攻读硕士学位。如果是直接就业,也有广阔的发展空间。该专业学生可以到各大型企业,如沈阳机床集团、沈阳鼓风集团、深飞集团、北方重工集团、鞍钢集团、宝钢集团、首钢集团、华为、中兴集团、海尔集团、美的集团、中国一重集团、中国一汽集团、中国五矿集团、航天科技集团、航天科工集团、中国广东核电集团等世界500强企业和行业龙头企业就业。据统计,目前该专业毕业生供少于求,为学生就业提供了广阔的选择空间。
拥有国家特色专业院校:清华大学、东北大学、北京交通大学、南京航空航天大学、武汉科技大学等
电气工程与自动化
2007年6月,经过严酷高考的洗礼,在报志愿时,我对交大电气工程与自动化专业有了详细的了解,全国唯一电气学科设置齐全、师资雄厚的交大电气培养出无数优秀学子,我也渴望循着这些前辈的足迹,走出一条同样绚烂的人生之路。最终我幸运地进入百年名校西安交通大学就读于电气工程与自动化专业。
电气工程与自动化专业是按国家教育部工程类引导性专业目录设置的宽口径专业,学习内容涉及强电理论和弱电控制等,主要包括电类相关基础课程、高电压技术、电网运行等强电专业知识和自动化控制类的弱电理论。各个学校根据自身不同的优势略有偏重,如西安交大在电力系统运行方面享誉盛名,西南交大则偏重于铁路供电系统人才的培养,而浙大则在电力电子方面有很强的实力,还有学校则在电机控制方面成绩突出。总之,该学科强调电气工程与自动化相结合、强弱电相结合、地质工程
地质工程是研究人类工程活动与地质环境之间相互制约关系,主要研究如何获取地质环境条件,并利用各种地质信息分析研究人类工程活动与地质环境相互制约形式,进而认识、电工理论与电子理论相结合。
西安交通大学具有全国学科设置最齐全的电气工程与自动化专业,这里包括电机、电器、电力工程、高电压、绝缘、工业自动化和电工电子七个专业方向,我们入校时是作为电气工程与自动化专业被录取的。我们不仅要学习电气工程与自动化专业的全部基础课程,包括电路、模拟电子技术、数字电子技术等,而且在大三下学期和大四我们根据自己的专业方向,还需要重点学习自己方向的专业课程,不同的专业方向学习的课程也不同,如电力工程主要课程是电力系统分析,高电压主要学习内容有高电压绝缘技术和过电压理论,电器方向主要学习高低压电器。这就使得我们既有全面的电气知识,又略有侧重地掌握专业知识。为了使我们更加了解每个方向的研究情况,学院在大二时开设了电气新技术专题这门课程,这门课程的不同之处在于讲解的内容是各个方向最新的研究点和发展动态的介绍,同时授课老师都是每个方向最资深的教授,他们都是我们平时仰慕但又难得一见的教授,使我印象最深的是电器的荣命哲院长,荣老师当时给我们讲的是电器的在线监测,这是开关电器乃至整个电网向智能化发展的重要方向。荣老师还提出在研究过程出现的问题,不断地启发同学们思考,和同学们交流互动。不仅如此,他还给我们讲了很多做人的道评价、改造和保护地质环境的专业,它对我国的经济建设起到举足轻重的作用。地质工程专业知识能够普遍应用到人们平时的生活中,涉及领域有地质调查、油气及固体矿产资源的普查勘探与评价、大型工矿企业和水利水电建设、公路和铁道建设、工程地质、水文地质、地质环境及地质灾害理,这使我想起交通大学唐文治校长对交大学子提出的“砥砺一等品行方能求一等学问、成一等事业、为一等人才”的要求,这也是每一个交大人不断践行的信仰。通过两年的学习,我们对电气领域有了一定的了解,我们根据自己的兴趣选择自己的方向。在选择方向前,我们去找各个方向的老师,进一步了解每个方向的情况,每一位接待我的老师都是那么真诚,不厌其烦地回答我们的问题。这再一次使我感受到了交大老大师可敬可爱之处。
不知不觉走到了大四,一部分同学选择了继续在西安交大深造,另一些同学则选择工作。其中,工作和读研的同学比例大约各50%,电气工程与自动化专业的学生主要的就业单位包括国家电网和南方电网下属的各供电局和电力设计院、国内外设备制造企业和研究所等。考虑到专业对口和工作待遇、性质等,绝大多数同学选择进入供电局工作。对于读研的同学,绝大多数选择继续在西安交大电气深造,一方面考虑到用人对学历和能力要求日益提高,希望进一步培养自己的实践能力,另一方面西安交大电气是国内电气领域实力雄厚的高校之一,能够师从高水平的教授无疑能过学到更多东西,因此,很多同学最终选择留在本校深造。
拥有国家特色专业院校:西安交通大学、上海交通大学、南京航空航天大学、中国矿业大学、山东建筑大学、福州大学等的调查、勘察及监测等。
前期的地质条件勘察工作,将直接关系到能否安全地完成一项工程项目,如果前期工程地质勘察出现了错误,在工程建设中期,发生了沉降问题,结果导致工程全部被停工,之前完成的也要被完全拆除。这是由于地质工程方面做的不足所导致的,由此可见,地质工程的重要性。
地质工程专业主要学习的课程有工程力学、岩土力学、矿物岩石学、构造地质学、工程地质学和工程技术学科的基本理论。除了理论学习,更需要我们参加更多的实践,我所在的中国地质大学(武汉)地质工程本科就有三大实习基地:“北戴河地质认识实习基地”“周口店基础地址实习基地”“三峡秭归工程地质野外实习基地”等。武器系统与工程
2008年,我进入南京理工大学就读于武器系统与工程专业。在大学四年期间,无数次被周围同学闲谈问及当初为什么选择这个专业的时候,我们专业
的同学都会很诙谐地答出:手中有枪,心中不慌嘛!
武器系统与工程专业目前在国内院校开设较少,因此,也就造就了它的独特之处――
作为一个工科专业,打好专业理论知识基础是很重要的,高等数学、英语、大学物理等基础学科是我们学好专业的工具,特别是英语,本专业有许多课本和资料是英语版本的。同时,学习地质工程,需要您有足够的耐心、细心、专心。因为我们将来工作面对的大都是大工程,大项目,作为地质工程师责任重大,工作上来不得半点马虎。
另外一点就是地质工程专业应用较广,它所涉及的行业特别多,从资源勘察到工程建设,再到道路桥梁、市政等等。所以,根据自己的兴趣爱好,选定一个适合您的发展方向,然后潜心去发展将会很有前途。
在严峻的就业形势下,地质工程专业就业率仍然保持较高的水平。毕业生有被保送名校攻读硕士,也有进
独一无二的专业知识
我所在的南京理工大学兵器科学与技术学科排名全国第一,本科专业武器系统与工程属于机械工程学院,是国家级的特色专业。武器系统与工程专业可以说是全国独此一家,别无分号。在其他几所军工特色院校里,虽然也有类似的专业,但是如果您想学习火箭弹是如何精确定位打击目标,末敏弹是如何高效毁伤坦克,95式自动步枪有什么特色,火炮是如何工作的等等,相信只有进入这个专业,才能得到满意的答案。
独树一帜的教学方法
大学学习风气相对高三而言不可同日而语,高考后同学们都会放松自己,进入大学后对自己要求的不严格以及相对宽松的环境等等,都会把高中养成的学习好习惯逐渐遗忘,所以逃谋的现象就愈演愈烈了。但是在我就读的这四年里,不能保证100%,至少99%的同学是肯定没有逃过专业课的。为什入中国石化、中国石油、中国中铁、中国铁建等世界五百强企业,还有投身西部大开发贡献祖国的基层建设的。每年我所在学校有大型招聘会,几百家用人单位到学校要招聘,除了继续读研或者出国深造的,基本全部一次性就业。根据往年用人需求量来看,地质队、地矿局、施工单位等的需求比较多,但这些单位有时会有出野外的工作,必须能够吃苦耐劳。在工作后,也可以在工作岗位上汲取工作经验,根据国家标准去考工程师证等资格证件:设计院门槛高点,需要硕士以上学位。但是相应的待遇也要好些,对将来发展也会更好。
拥有国家特色专业院校:中国石油大学(北京)、长安大学、中国矿业大学、西南交通大学、西安科技大学等么这个专业能有这种魔力,吸引了所有同学呢?因为老师是带枪来的。您没有听错,这就是南京理工大学的特色专业的特色授课方式,作为一名即将毕业的大四学生,我犹记得第一次上专业课时的紧张与激动。
武器系统与工程专业有自己的专业教室,就在南京理工大学的兵器博物馆内。所以我们上课方式基本上就是就地取材。环顾教室四周,都是悬挂的各种枪、弹,以及随处陈列的各种制式火炮。所以说。我们专业的课永远不会枯燥,因为随处都是能让您感到新鲜的事物,更不会听不懂,因为老师随时都能从周围的陈列品中找出一两个的代表性的例子,化抽象为具体,生动形象地为每一个同学阐述明白。
在四年学习中,我们有许多的实验课。其中有许多关于穿甲弹、破甲弹等的试射以及参数的获取。有许多同学都会想,这种成本很高的实验是不是仅仅就是纸上谈兵呢,答案当然是否定的。南京理工大学武器系统与工程专业拥有国内一流的师资水平和教学条件,所属兵器科学与技术学科还拥有硕士、博士学位授予权,设有博士后流动站;设有智能弹药技术研究室为国防重点学科实验室。这一切都保障了本专业所有的实验用的都是真正的装备,包括火炮、弹药。这在绝大多数高校都是不可能完成的(安全问题是学校绝对能保证的)。因为在武器系统与工程专业里,所有的老师都很看重实验,并且教育我们只有实验才能得到真正的数据,日后的战争可不仅仅是看课本就能打赢的。
材料科学与工程
北京科技大学 杨小佳
用一句真实并且高度概括的话说,人类的世界始终是一个由材料组成的世界。在人类社会的发展过程中,材料的发展水平始终是时代进步和社会文明的标志。在当代,材料、能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱,其中材料学更是科学技术发展的物质基础和技术先导。以此,足以明了材料学在国民经济发展中的地位和重要性。
我国的材料学科始于解放初期,这与西方国家的材料学起步几乎是在同一个时期,初期的材料学科主要是研究金属材料,因此当时研究材料学的学院大多都属于冶金部。向国家输送的人才主要是面向军工产业以及钢铁厂。发展到今天,材料学科已经发展到一个十分庞大的领域,从物理化学属性来分可分为无机物材料(金属材料、无机非金属材料)、有机物材料和不同类型材料
独步天下的就业前景
当然,还有现在所有人都很关心的就业问题。从网上搜索,您会发现本专业的就业率连续好几年都是100%。很多人都不信,但以我四年的大学生活来看,这个数字绝对没有任何水分。我目前已经签好工作,从找工作经历来看,就读于本专业的学生,对于找工作绝对不要有任何的疑虑,很多人都是投完简历,当场都可以签,对于这点没有任何的夸张,我身边的例子比比皆是。
而且,对于我们来说,因为专业的特殊性,来应聘的企业绝大多数都是国企和科研院所。北方兵器工业集团和南方兵器装备集团以及众多下属子单所组成的复合材料。从用途来分可分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。
由于材料科学与工程专业涉及面广,目前,许多大学的材料科学与工程专业按大类招生或大类培养,如我所在的北京科技大学按材料科学与工程一级学科大专业招生,入学前两年进行基础课学习,三年级后按材料科学与工程、材料物理、材料化学、材料成形与控制工程、无机非金属材料工程、功能高分子材料、表面科学与工程、纳米科学与技术等若干个专业方向进行培养。北京化工大学打通了“材料科学与工程”一级学科专业的基础课,设置共性专业基础课,三年级按两个专业方向(无机非金属材料、金属表面工程)学习,囊括了金属和无机非金属材料的制备、加工、结构-性能关系、复合材料等课程;同时,还增加了高分子选修课程。湖南大学该专业则包括材料物理、材料化学、高分子材料、金属材料、无机非金属材料等5个专业方向。
位每年都是固定来校招聘的友好兄弟单位,如208研究所,著名的95式自动步枪就是从那里定型;还有中国航天科技集团、航天科工集团、中航集团、船舶工业集团、船舶重工集团、中电集团等科研院所,都对本专业的学生非常青睐。如果考研究生,没关系,日后更多的机会同样会有。工作后想攻读硕士提高自己,当然可以,大部分企业部支
持员工继续在系统内深造。
对于我来说,进入到这个专业学习了四年,是一个幸运的选择。对于每一个拥有报国志向的热血男儿,我也希望您也能从本专业扬起保家卫国、献身国防的风帆,乘风远航。
由于专业方向多,所以在学习中,首先要认真对待基础课程的学习,比如高数、线代、概率统计、无机化学、大学物理等。在大一大二时学习,到了大三学材料科学基础的时候,还要再学一遍。其次要努力学好专业课,材料科学与工程专业方向多,各个专业方向的课程有所不同,材料物理主要偏向于理论、材料控制工程主要偏向于实践与操作,而材料科学便介于二者之间,学习材料物理要注重量子力学的学习,材料控制工程的控制论与机械制图都挺重要。
当然,每一门专业课都是为自己的知识体系构建储备,所谓不积跬步、无以至千里,只有厚积,才能薄发,所以,一定要将专业知识学精、学透。最后,要注重实验课的学习,材料科学与工程专业本科期间开设的实验课程非常多,大学四年要做近百个实验。俗话说,纸上得采终觉浅,绝知此事要躬行,实验课是理论联系实际的桥梁,要重视每一个实验,从实验目的、实验原理到实验
相遇是一种缘分
回想与矿物资源工程的第一次相遇,在一个阳光明媚的午后。那日,在那鲜艳的录取通知书上,赫然印着“矿物资源工程”专业。从此,便与矿物资源工程结下了不解之缘。其实,在我最初看见“矿物资源工程”时除了惊诧,更多的是茫然。因为,我最开始并没有报矿物资源工程专业,是被调剂到这个专业的。但是,我想那么多专业我为什么就偏偏被调剂到这个专业了呢,或许这就是一种缘分。为了这种缘分,我便开始去了解矿物资源工程,上网、查资料、进图书馆 以及后来上学后咨诲专业老师询问学长学姐等等,渐渐地我便与矿物资源工程开始了相知。步骤、实验结果、实验分析,每一个细节都应当弄透弄懂。事实上,从实验课程我们能够学习到与我们专业在实际生活中相联系的最为有用的知识。所以,要重视实验课的学习。
研究方向非常广泛,就业前景也十分广阔,从材料学毕业的学生能去钢厂发展当然会是一个很好的选择,材料科学与工程专业的学生毕业后可以到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建
相知是一种福分
矿物资源工程专业一般设有2个专业方向:采矿工程和矿物加工工程,一般经过一年的基础课程学习后,从大二第一学期开始根据学生意愿选择采矿工程或矿物加工工程方向进行专业学习。主要学习矿山地质和工艺矿物学、矿床开采技术和方法、矿物加工技术和方法、矿产资源开发规划与设计、矿物加工利用规划与设计、矿山技术经济和管理、矿产资源理论前沿等内容。主要课程包括工程力学、弹性力学、岩石力学、流体力学、无机化学、有机化学、物理化学、矿石学、矿床地质、工程测量、运筹学、矿物加工学、采矿学、爆破工程、矿井通风与安全、矿物加工厂工艺设计、矿物加工试验研究方法、矿山企业设计原理、井巷工程、技术经济学等。
矿业本身就是工业的龙头行业,承担为工业企业提供能源及动力的重任,在国民经济发展中地位重要。特别是2003年以后,我国的矿业形式更是迎来了新的春天。在这种良好形式下,采矿工程专业的人才却相对稀少。所以近年来,本专业的就业率一直都高居榜首。据了解,现已毕业的矿物资源工程筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航天航空等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作,也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作,还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。
拥有国家特色专业院校:北京科技大学、北京化工大学、武汉理工大学、中南大学、贵州大学、西南科技大学等学生都从事现代化矿山开采、矿物加工、大型岩土工程规划设计、生产经营管理、科学研究、技术监督、资源评估、投资分析等各个领域的工作,其中不乏很多毕业同学都已当上矿业公司的总经理、矿山的矿长等,待遇非常可观。同时,由于本专业的宽基础学习,很多学生在本科毕业时选择了读研,有近半左右被推荐或考取攻读硕士学位。
执子之手与子偕老
而今,从酷暑到寒冬,不知不觉矿物资源工程已然陪我走过了近3年的光景,我们由起初的遇见变为如今的相知相伴。此时此刻,作为一名矿物资源工程的忠实支持与拥护者,为了进一步与各位有共同爱好的朋友相亲相爱,共同打造矿业的青春与明天,真诚地希望您选择矿物资源工程。
Abstract: With the development of science and technology in 21st century, digital technology has been widely applied, including the publication industry, medical and pharmaceutical industry, the film and television industry, agriculture and industry, as well as other fields, and, with the continuous development of power technology, power industry gradually achieve its digital development, and achieve automation. At present, the information becomes development, all kinds of high-tech industries continuously emerge, as one of industrial electric, as related to the daily lives of the people, was particularly highlighted their importance.
关键词: 数字技术;工业电气自动化;创新应用;技术手段
Key words: digital technology;industrial electrical automation;innovative applications;technical means
中图分类号:F407.67 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)08-0022-02
0 引言
工业电气自动化在学术领域上的探究截至当前,其应用已经逐渐向另一个高度提升,往电力电子技术以及信息工程、系统应用等不同方向发展,其计算机技术主要囊括了管理决策分析、设计开发系统等,结合强电弱电以及联合软硬件等各种高科技手段,实现了文理工三科学科的综合应用,并且在实际生活中具有越来越广泛的应用。新时代下,仍需依靠信息化、数字化等先进技术,来实现工业电气的自动化。在数字化中拥有的像:操作简单便捷、提高准确率等,从这些所具有的优势来看,都奠定了数字化信息技术在工业电气自动化中各方面所发挥出的实用性作用。
1 数字技术在工业电气自动化中的应用
1.1 可靠性分析 众所周知,数字化技术所采用的电气系统技术先进,且其网络系统具有高度的智能化,因此,其应用有利于减少传统设备数量,削减其使用步骤,其拥有操作简单,方便,具有较高的准确率等突出特点,再与数字化互感器以及化纤网络的综合使用,更加能够有效地解决了工业电气自动化在使用过程中可靠性以及有效性的问题。就拿工业自动化仪器网络化、智能化以及数字化来看,其顺利实现了初始阶段模拟技术的升华,转化成数字技术。同时,其具有较高的性能,应用性极强,良好的平衡性以及明确的定位,数字化程度高。因此,其在市场中也具有非凡的竞争力。根据有关数据表明。目前,数字化技术在工业电气自动化中应用概率已经超过了将近70%。显示数据表明,工业电气自动化中的数字化技术充分地发挥有具有的实用性和灵活性。
1.2 从性价比方面来看 工业电气自动化中对数字技术的应用,在自用、自诊、自查等方面保证工业电气自动化更加有效,增强通信能力,智能化形式好,决策信息量更加丰富,结构更加清晰,较高程度实现了标准化,即保证了质量又节约了成本。数字技术造就了工业电气自动化和数字技术共享的完美结合。
举例来讲,在分析化学仪器方面,既可以定位评估以及在线分隔同时又可以进行样品测试,调控极端条件与环境,还可以对数据信息的输出和输入进行把控,使操作服务更加快速。还可将多项技术进行链接,对自动化各项复杂的任务进行分析,各种技术的联合以及串用,可以进一步提高计算结果的准确性,且处理方式也得到了优化。
1.3 有关其可操作性 数字化技术只需要下达指示命令,它的操作流程便可以采用全自动化的方式进行,数字化技术自带有分辨和判断的功能,经过光纤和网络等传输媒介进行传输,并且逻辑能力强,可以进行信息数字量以及模拟量,对信息的正确与否进行有效识别,从而减少了物力和人力的浪费和支出,非常轻松而且比较安全。它的平台的开放式发展使得编程接口的标准化,同时也提高了代码的使用率,缩短了编程的周期;另外,如Windows、NT等等的微软技术,已经开始成为标准语言和规范的示范化平台,PC的控制系统有它特有的集成性、灵活性,也因此使得它在用户当中逐渐深受喜爱,也就因此得到了宣传。在信息技术引领下,信息产业目前已经逐渐转化到电子商务产业上来,从管理层面渗透来看也好,从电气自动话内部存取应用来看也好,目前,几乎所有涉及到的层面都采用了模拟监控方式,随着微电子技术及微电子处理器的逐渐应用,目前电气自动化应用环境逐渐优化,而数字化技术作为其支撑技术之一,其重要性也不断得到强化。
2 数字技术在工业电气自动化中的创新
如今的数字化技术在工业电气自动化的应用也存在着一些问题,数字化技术在它的应用时限相对比较短,不合格统一的标准模式,网络技术方面的欠缺,仍然使得它处于智能化水平相对较低。所以,数字技术的应用在科技技术方面要取得进步才能使存在的问题能够得以解决。
2.1 引进“智能终端”从而实现就地化安装 在工业化电气自动化的应用中,可以采用光纤连接,通过间隔层和智能终端对数据进行采集和控制,智能终端的双重化配置会更高效,使在工业电气自动化当中的数字技术的可靠性进一步得到了增强。与此同时,工业电气自动化得到的良好的运作,自身依赖具有标准化概念的程序接口,简而言之,解决PC平台自动化,方便企业的MES系统与ERP系统连接,在办公环境中使用TCP/IP作为通讯标准,这样一来就能有效的解决了这一难题也能满足用户的需求。不同用户对软硬件产品数据交换的要求在更加标准化的程序中得到了保证,在一定的程度上提高了智能化效果以及通讯质量。
2.2 GOOSE虚端子概念 GOOSE虚端子的提出以及应用,在传统模式的基础上将二次回路进行了优化,使二次回路更便于理解、便于操作,并且,在智能终端和保护装置两者之间的测控装置以及信息交互中应用GOOSE技术,已经受到越来越多用户的喜爱和推广,对全站线路和母线、母联和开关及主变等方面进行有效控制,从而实现了跳合闸功能,并借此保护了用联闭锁的间隔层以及测控遥控装置。如今,COOSE网络已经几乎完全替代了了传统的二次回路,在对温度调试、调试档位等非电量信息可以进行便捷操控,完全是有赖于它更高效率的本体智能终端。另外一方面,GOOSE网、MMS具有简便的配置模式,且结构较为清晰,由很多相关接口组屏组成,同时,层次也较为分明。MMS网跟IED两者的通信管理可以在各台主机间实现,还能够利用GOOSE网来实现各种功能,如跳闸保护以及闭锁功能。
2.3 加强程序化操作的理念 数字化的执行能力是整个行业中都非常注重的,在下达调度命令前,应该在票据审核完毕之后,将其储存在电脑里,在实操时,对人工操作界面进行设置,确认闸刀以及开关等操作设备的设计合理性,并不断完善其系统功能,并进行模拟预演,确保其能够自我识别和自动完成操作,真正实现数字化和自动化。目前,根据工业电气自动化的进一步发展,其将会呈现开放化和分布式的趋势。
而在这里,处理信息化的手段也必然会更加全面,并且可以和网络技术相结合;开放化则的重点在于和外界的关联上,当外部网络与内部系统两者融为一体时,其处理和指示才能具有确定性,数字化处理也准确度进一步提高;智能系统被分解成不同的智能模块,其具有合理的内部组成结构,既可以独立运作,又可以分散运行,这样的一种不相互干扰的工作方式,有利于完善系统的应用功能。
3 结束语
本文根据数字化技术在工业电气自动化中的广泛应用展开论述,说明它对电力电子技术、电子信息工程、电力系统应用给予的实践和开发的价值,既是对性价比、数字技术的可靠性和操作性的不断完善,又在生活实践中具有重要的应用和指导意义。就算是这样,但因数字技术还不成熟,也就引发了人们对数字技术在工业电气自动化中的创新应用进行了进一步的研究和探讨。
参考文献:
[1]郭素艳.浅议工业电气自动化及其在生产中的实践[J].科技风,2010(04).
关键词:电路课程;教学设计;整体与局部;文理交融
作者简介:张伟(1978-),女,辽宁鞍山人,河南理工大学电气工程与自动化学院,副教授;韩素敏(1979-),女,河南洛阳人,河南理工大学电气工程与自动化学院,副教授。(河南 焦作 454000)
基金项目:本文系河南理工大学教育教学改革项目(项目编号:2012JG024)、河南理工大学电气学院教育教学改革项目(项目编号:2012DQJG05)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)06-0046-02
整体与部分(局部)是唯物辩证法揭示客观事物整体和它的组成部分间相互关系的一对哲学范畴。[1]整体是由若干个部分组成,但非机械相加,当整体中各部分以有序、合理、优化的结构形成整体,整体功能大于各个部分功能之和,产生部分所没有的新的功能和特性,在事物发展中起主要或决定作用。部分是整体的一个方面,一个环节,是体现整体多样性的内容之一,对整体的发展起一定的影响作用。若用整体与局部的哲学关系分析问题,需要首先从整体上把握事物,立足整体,统筹全局,观察整体利于看清全局与各部分间的关系;观察局部可以帮助更好地理解整体,并使其在整体中发挥最大作用。
整体与局部的哲学关系在电路课程中也有所体现,笔者通过教学实践,从整体与局部的哲学认识角度出发,梳理电路课程主要内容,进行积极有趣的教学设计,帮助学生更好地理解课程中的相关内容,获得了很好的教学效果。这里仅对改革的主要方面进行阐述,目的是希望使更多的理工科老师能在教学中渗透文科思想及知识,这样不仅对学生学习课程内容大有裨益,改变枯燥的授课方式,同时对于学生处理问题的思维能力也有所帮助。
一、电路课程主要内容的整体与局部关系
电路理论课程内容一般分为两个大部分:电路分析和电路综合,其关系如图1所示。
现有教材及课程主要涉及电路分析部分,即以实际电路(主要针对集总参数电路)抽象出来的电路模型为研究对象,应用合适的分析方法对给定的电路模型进行分析,通过电路中电压、电流、功率(能量)等主要变量分析电路工作状态及运行特性。
由于课程内容中所讲的定理、定律、方法众多,学生在有限的课程学时内对内容的理解不深,在应用时经常在选取何种方法上难做选择。[2]图2给出整个课程的内容关系图(选用教材[3]),在绪论及每章内容之前给学生一个清晰的“位置”呈现。
从整体角度看电路分析的主要内容可理解为“一个中心,三大类分析方法,三种电路类型”。“一个中心”体现了研究对象——集总参数电路必须满足的两大约束:整体的拓扑约束关系(即基尔霍夫电压、电流定律)和局部的支路约束关系(即元件约束VCR)。让学生明确这个中心是所有求解问题的归宿点,任何所讨论的问题都可以由其得出结论,同时提醒其“万能”但并非最简的分析方法。在这个统领中心之下便有课程内容的“三大类分析方法”:等效变换法、系统分析法、电路定理解题。他们是研究工作者经过长期研究得到的这个中心的更为具体的体现。这三大类方法以最简单的直流电阻电路为例进行说明,但对于另外两种电路类型,正弦稳态电路和动态电路也是相通的,只需做相应思维扩展。
这样的一个从整体(课程的核心)到局部(具体内容和方法)的关系由图形直观展现,给学生一个较清晰的全局认识,在绪论和每个新章节授课前笔者都会再展示该课程图,并向学生强调将要学习部分与整体和其他学过部分间的关系,收到了很好的教学效果。下面给出笔者在教学设计中采用的两个整体与局部思想的较为成功的应用案例。
二、整体与局部关系在课程内容中的体现
1.叠加原理
叠加原理不仅是电路分析中的一种主要分析方法,对于线性问题的分析具有重要的意义,也是人们在处理一大类问题中应用整体与局部、分解与合成思想的成功应用范例。笔者通过一个简单的引例进行内容的教学设计,如图3所示首先给出两个简单的电阻电路,让学生给出2欧电阻两端电压,如虚线框所示,再给出第三个电路图,问此时的电压,学生很容易得出正确结果。
教学设计中要注意关键的三点引导工作。引导一,指出若首先给定的电路是复杂的,则处理思路是什么?引导二,这里蕴含着整体与部分的思想,与之对应的处理方式类同于分解与合成的思路。引导三,对于线性电路,这就是叠加定理的基本内容(叠加定理阐述:对于任何线性电路,电路任意处的响应(电压、电流)是所有激励源单独作用下响应的代数相加),叠加后体现了事物的整体特性。
在进行一些特殊问题时要稍做处理,利用这种先感性后理性,文理交融式的教学设计,不仅把内容兴趣化,由浅入深地学习了内容,同时对学生的思维引导也是一个积极调动的过程。
2.非正弦周期电流电路分析
非正弦周期电流电路是应用广泛的一种实用电路,如相关的谐波抑制问题、信号处理问题等都与此相关。本课程中侧重于非正弦周期激励源作用于线性电路时的一类电路分析。多年实践教学表明,学生对此部分内容掌握经常抓不住要点。通过启发式的教学引导,主要应用要整体与局部(其处理方式是分解与合成)的思想进行如下教学设计。
第1层引导,请学生们思考所讨论的非正弦周期量与周期量的关系,由简单直观的一个引例配合说明,如图4所示。指明分解是为了看清事物中每个单元的特点和作用,合成是为了表示每个单元共同作用后的整体特性。
第2层引导,非正弦周期信号能不能分解成一些正弦量的合成?在满足狄里赫利条件下(电工中遇到的物理量一般满足该条件)由傅立叶级数展开处理成式(1)的表达。
(1)
第3层引导,以这样的函数作为激励源下的线性电路分析便是课程的非正弦周期电流电路分析。其处理思路如图5所示。
非正弦周期电流电路分析的处理方法实质依然以叠加原理为核心,也即分解与合成、整体与局部的问题处理思维,只是此时要处理两种电路类型(直流电阻电路和正弦稳态电路)。有了这样的感观认识后,再辅以习题加深体会,同时做特殊强调,学生就可以较轻松地掌握处理问题的要点。
上面仅对电路课程教学中应用整体与局部思想进行教学设计的两个案例进行说明,若教师能在教学过程中细心分析、联系,还可以进行一些类似的教学设计,如动态电路的全响应、零状态和零输入响应关系等。
三、结论
在教学过程中,老师与学生若想获得双赢的良好结果,也要处理好部分与整体的关系。老师在教学过程中要注意抓住学生的整体水平进行教学设计,不能过高过低地评估学生能力,也就是关注了整体性,需要让大部分学生跟上教学进度,同时也要注意个别学生的反映,通过有效手段调动他们的积极性,实现一个有效的“闭环控制”。
用整体与局部关系的哲学视角对电路课程教学问题进行思考,既对整体与局部关系的认识得以加深,理论联系实际,又为枯燥的理工科知识注入了利于理解的人文信息,启迪科研思路和人生。希望本文的独特视角能提醒理工科的研究工作者在教学和科研工作能渗透人文、哲学的信息,从而可以更好地开展教学科研工作,若能将其用于理工科的教学中,必将有效提高教学质量。
参考文献:
[1]金观涛.整体的哲学[M].成都:四川人民出版社,1987.
【关键词】 高校;学科专业;结构优化;陕西区域经济;互动发展
知识经济时代,知识取代物质资本成为经济增长最重要的生产要素。这使得地方高等教育学科专业与区域经济的互动关系越来越密切,区域经济的发展促使高等教育区域化,高等教育区域化直接推动区域经济的发展。然而,陕西省作为典型的“高教大省,经济小省”,其相对落后的经济发展水平与相对发达的高等教育之间相互脱离的状况日趋严重。那么,陕西高校学科专业结构与本省经济互动发展存在什么样的瓶颈问题及如何解决,文章就以A学院为例,对此问题进行以下研究。
一、高等教育与区域经济互动发展的研究现状
我国高等教育在与地方经济的互动过程中借鉴国外经验的运行模式并结合其自身特点形成了自己的互动模式,主要表现为三位一体模式、协同式学习模式和职教合作模式,同时,我国也建立了许多国家级大学科技园。其中,王达萌等(2012)在《地方高校与区域经济互动发展的探讨》中就地方高校与区域经济发展的关系进行了论述,并指出了目前存在的主要问题,提出了相应的对策;冯士芹(2012)在《地方高校与区域经济互动关系研究》从高校和企业两个角度给出了地方高校与区域经济互动发展的对策;华冬萍(2003)指出人才已日趋成为经济发展中最为重要和充满活力的可变因素;任少波(2006)等人认为高校作为知识经济时代经济与社会发展的发动机,尤其是承担区域知识创新重任的研究型大学与都市圈发展存在着密切互动的关系等。
以上学者主要从高等教育与社会、经济的关系和微观层面的研究,主要以技术创新和人力资源为出发点;主要在处理问题的角度上和宏观层面的研究,不具备很好的实践操作性,不宜于广泛推广使用。而对陕西省地方高校与区域经济互动的研究还比较零散、肤浅和单薄,还没来得及建立自己的学科范畴和理论体系。本文拟从陕西省高校学科专业结构与区域经济互动发展的现状出发,针对存在的问题建立相应的路径,提出相应的建议与对策,不仅能有效地促进陕西经济的发展,而且有利于探索一条实现地方高校可持续发展的路子,推动“富民强省”和“教育强省”战略的实施。
二、A学院学科专业结构与区域经济互动发展的现状分析及存在的问题
目前,陕西省共有普通本科高校42所(不包括高职高专和独立院校)在全国排第5位,以全国排第16位的经济总量取得如此成绩是很不容易的。而经济是高等教育发展的基础,不甚强大的经济实力与相对发达的高等教育之间必然存在诸多矛盾,下面以A学院为例,分析A学院学科专业结构与区域经济互动发展的现状。
1、A学院现有学科专业
A学院现开设文学、工学、艺术学、农学、管理学、经济学等6大门类;外国语言文学类,工商管理类,新闻传播学类,音乐与舞蹈学类,中国语言文学类,流管理与工程类,旅游管理类,电子信息类,计算机类,电气类,交通运输类,戏剧与影视学类,经济与贸易类,林学类等14大学科门类;英语,日语,广播电视编导,新闻学,广播电视学,汉语言文学,电子信息工程,财务管理,市场营销,工商管理,物流管理,旅游管理,计算机科学与技术,电气工程及其自动化,交通运输,艺术设计,表演,国际经济与贸易,园林等19个本科专业。
2、A学院学科专业结构存在的问题
(1) 综合性不强。我国高校现行有12个学科门类,分别是:哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学以及管理学。而A学院现有经济学、管理学、文学、工学、农学、法学等6大学科门类,只占到了全国现行的50%,说明A学院的学科门类还不够全面,距离综合性大学还有一定距离。
(2)部分学科专业结构稳定性差。由于从“金字塔”具有很强的稳定性,如果将A学院现有的学科专业结构描述成“金字塔”图,不难发现,A学院的6大学科门类中只有管理学、艺术学和文学的学科专业结构相对比较稳定。工学的专业结构稳定性一般,而经济学和农学的稳定性非常差,也可以说不存在稳定性,稳定性差直接会导致该学科的发展。
(3)资源共享率低。管理学、工学、艺术学和文学门类下专业较多,且专业间联系性较强,因此这三类专业间教师和实验室等资源间的共享率很高。相反,其他三大门类下只有一个专业,这就导致了教师和实验室等资源贡献率低,因而成本投入也就比较高。
(4)专业老化,特色不明显。A学院缺乏与国家或区域经济发展相适应的特色专业。并且,专业设置往往围着招生宣传的需要转,重视专业名称能否跨上社会热点,而对专业实质性内容关注较少,这往往造成换汤不换药的状况,教学执行者在专业名称上不断地改来改去,但在专业本身的发展上投入的精力却很少。
(5)缺乏科学论证。学校在设置新专业时无视现有的资金、师资力量和教学设备的不足,不考虑自身的特色,盲目争办热门专业,使得整个学科专业的分布不合理,低水平重复建设严重;新专业设置以后,又忽视了新设专业的培养目标,教学质量低下,培养出的学生适应能力较差。
3、A学院学科专业结构与区域经济产业结构的现状分析
高等院校最重要的作用就是为区域经济发展服务,本文从专业类型行业符合度方面来阐述A学院学科专业结构与区域经济互动发展的现状,其中,专业类型的行业相关度=指该专业类型与本省重点产业领域相符合的个数/本省重点产业领域的个数。
陕西省现有3个产业结构(第一产业、第二产业及第三产业)、7个产业类别(农业、能源化工、装备制造业、战略新兴产业、传统产业、生产业及生活业)和37个重点领域(包括粮食、煤炭等),通过将A学院现有的14个专业类型与陕西省37个重点领域进行对比统计得到,A学院外文类、工管类、物管类、旅管类、经贸类、电信类、计算机类、电气类、交运类、设计类、戏剧类、林学类、新闻类及中文类共14个专业类型的行业相关度依次为:0.005、0.019、0.014、0.008、0.01、0.008、0.024、0.016、0.003、0.014、0.003、0.003、0.005、0.005,由此可知,A学院专业类型的行业相关度整体不高,其中,最高的计算机类为0.024,最低的戏剧类、林学类及交通运输类,仅有0.003,这说明A学院开设的专业还不能很好的为本省经济服务,也说明A学院在专业设置上存在很多问题。
三、A学院学科专业结构优化与区域经济互动发展的对策研究
1、降低高校办学“同质化”现象,增强办学自
所谓“同质化”是指同一大类中不同品牌的商品在性能、外观甚至营销手段上相互模仿,以至逐渐趋同的现象。我国高等教育学泰斗潘懋元曾指出:“高校同质化严重”,受评估和中央教育经费投入存在巨大差距两个因素的影响,我国高校的同质化现象十分严重,为了让各高校健康发展,必须降低高校办学的“同质化”现象,以此来增强办学自。
2、加大高校特色学科建设力度,优化学科专业结构
通过对陕西部分学校学科专业设置的调查分析,发现陕西大部分高校存在求大求全现象,即由特色鲜明的大学向综合性大学的转变。具体表现为所设置专业的专业重复度较高,人才培养质量明显下降,行业相关度较低,这就导致了高校不能积极主动为社会培养应用型人才,因而更不能发挥它引领和促进社会经济发展的作用,因此,应该以地方经济建设的特色来建设学科和专业,更应该改变过去传统的由领导或者专家组开会讨论申请新专业的方法,而是应该从实际出发,申请能为地方经济服务的新专业,以更好的突出特色。
3、注重高校科技成果转化率
据统计,我国高校科技成果能够签约的不到30%,转化后能产生经济效益的又占被转化成果的30%,因此只有约10%的成果能取得较好的效益,陕西和全国情况大致相同。究其原因:第一,高校教师的科研动机仍仅限于出论文,出成果,评职称及争取经费,却很少关注科技成果的转化,忽视了社会发展的需要;第二,科研选题之前没有深入调查,忽视了市场的导向作用;第三,企业不愿承担科研成果转化的风险;第四,缺乏政府的激励制度和完善的权益分配制度等。因此,要使得地方高校与区域经济互动发展,必须改变过去传统的只为了评职称、争经费或挣课时(一些学校用科研项目来顶替课时),大多数高校课题的科技成果只是做了很多理论上的研究,并没有很好地为当地经济服务。
4、提高高校学科专业结构与区域经济中行业的相关度
由以上分析可以看到,A学院学科专业结构与区域经济中行业的相关度都不高,因此,提高该相关度可以使得A学院能更好地为区域经济服务。
【参考文献】
关键词:民族高校;实践教学;体系
随着西部大开发战略的实施和中央新疆工作座谈会的召开,民族地区的经济水平得到了进一步发展,政治、文化和社会生活水平的不断提高,对高校毕业生有了新的要求,对其的实践能力有了更高的要求。如何建立起适应新形势、新挑战的高校本科实践教学的新体系成为当前高校教学的新课题。
新疆大学通过完善教学内容和课程体系改革,重点探索新疆少数民族理工科应用型人才实践能力的培养与实践经验,对本科实践教学体系按照认知、技能和创新的教育目标进行顶层设计,并采取边研究边实践的方法,探索构建少数民族地区高校本科实践教学新体系。
1. 构建一个体系
根据民族地区学生的认知规律特点,在人才培养方案中合理安排理论与实践教学环节,使二者有机地融为一体,切实做到理论联系实际。应用型本科专业采取3+1、3+0.5+0.5等进程安排理论教学与集中实践教学;要求学期内理论教学与集中实践教学相适应。按“长短+长短”、“长+中+短”、“ 短+中+长”等比例安排理论与实践教学;要求课程群中按课内实践、独立实践、课外实践等类型组织实践教学内容;要在课程内设置不同的实践项目。
2. 实现两个贯通
纵向贯通突出基础实验“厚”,综合实验“宽”,专业实验“深”;横向贯通要求学科类各专业共同设置学科基础实验内容,要求专业内各方向共同设置专业基础实验内容。化学类、化工类、生物科学类各专业设置基础化学实验平台课,同样,艺术设计类各专业设置三大构成课程实践;机械工程及其自动化专业、中国少数民族语言文学专业内各方向也同样设置相应的专业基础课程实验或实践。
3.强化三个阶段
学生的专业学习将经历基本技能训练阶段、实践能力锻炼阶段和创新能力培养阶段,经过这三个阶段的培养和训练,使学生成为符合新疆社会经济发展需要的复合型、应用型人才。
(1)基本技能训练。根据文、理、工专业对知识结构与学习能力要求的差异,充分发挥新疆大学作为疆内最大综合性大学的优势,在培养学生人文和科学素质的同时,科学设计专业实践教学内容,文科类专业重点培养学生的人文素质和职业素质,理科类专业着重加强学生的科学素质和创新能力的培养,工科类专业将提高学生的实践能力和工程能力作为重点,这些举措显著提高了实践教学方案的针对性和可操作性。
在设置军训、公益劳动、教学实习或社会实践的基础上,要求工科专业开设现代制造技术实习、“电工电子技术”课程设计、1~2门专业“课程设计”、1~2项综合(创新)实验等;要求文科专业开设社会调研、1~2门“课程论文”、1~2次学年论文等;要求实践教学累计学分占培养方案总学分的比例为:文科类专业20%以上,理科专业25%以上,工科类专业30%以上(高于教育部要求文科类专业的l5%,理工类专业的25%)。08版“培养方案”又提高了“自治区重点产业紧缺人才专业”集中实践教学总周数和学分要求;发挥综合大学学科齐全的优势,要求理工科类学生至少获得艺术类课程2个学分和文科类课程4个学分;文科类学生至少获得艺术类课程2个学分和理工科类课程4个学分;对于同专业汉族班、民考汉和民族班,根据“削枝保干”的原则,整合课程内容,进一步强化实践教学环节。
(2)实践能力锻炼。新疆大学根据不同学科和专业的特点创建了面向本科生的个性化实验室和实训中心,并在此基础上构建起鼓励学生自主学习的实践教学平台。如法学院自2006年起开设“法律诊所”和“模拟法庭”实训环节;经济与管理学院依托“沙盘实验室”将“电子沙盘”作为必修实训环节,使学生通过接受实战模拟训练受益匪浅,屡次在全国电子沙盘设计大赛中获奖;信息科学与工程学院“电子设计开放实验室”设置的实训环节极大激发了广大学生的积极性和创造性,已经成为学生向往的“实践梦工厂”。此外,学校以实施“国家大学生创新性实验计划”为契机,通过完善制度建设,加强政策引导,采用拟定项目竞标与学生自主选择两种方式,通过指导教师有针对性的引导,帮助学生自拟课题、自选方式、自由组合、自我评估、自行测算资金,让学生在实践中实现提高创新能力、提升实践水平、培养团队合作意识等多重目标。
(3)创新能力培养。新疆大学根据学科领域的类别设置了创新学分,按学校和学院二个层面设计了“社会实践及科技创新实施方案”。要求学生在毕业前至少获得2个创新学分、“自治区重点产业紧缺人才专业”的毕业生至少要获得6个创新学分。同时,对创新学分的设立内容进行了分类,对各类学科竞赛获奖、在公开刊物上等设置科技活动类创新学分;对获得各种专业或其他相关技能等级证书设置技能类创新学分;对学生自主参与提高素质的各种活动(包括各类讲座、报告会、读书报告)设置素质类创新学分。
4. 搭建四个平台
(1)基础实验平台。以学科建设和实验教学体系改革为先导,以实验室内涵建设为核心,对实验室进行了整体优化。2005年将117个实验室整合为54个,在10个理工科学院设置实验中心,2007年增设新闻与传播学院文科实验中心,将信息科学与工程学院和电气工程学院实验中心整合为电工电子实验教学中心。近5年来,累计投入经费近2亿元用于建设和改善实验室,各实验教学中心面积、空间和布局科学合理,生均使用面积超过2.5平方米。新疆大学各中心每年面向学生开设实验达3600学时。
(2)仿真模拟平台。新疆大学一向重视建设高水平的校内实习基地,将其视为培养优秀应用型人才的重要保证。现有校内实习基地6个,分别为:工程训练中心、旅游学院实习基地(2个),新疆大学建筑设计研究院、美国OBU大学与外国语学院语言实习基地、数学与系统科学学院新疆大学附属中学实习基地。以工程训练中心为例,该实习基地建筑面积为6867平方米,各类金工设备的配套组数齐全,能够满足学生用于机械制造基础和现代制造技术实验,已经成为工科学生实现仿真模拟实验的重要平台。作为实践教学的基础平台,新疆大学充分发挥校内实习基地补充并拓展课堂教学内容的作用,不断优化教学内容,创新教学方法,切实配合好实验教学和校外实习基地的教学实践,不断提高学生的实践能力。
(3)技能培训平台。依托1个国家级哲学社会科学重点研究基地、4个省部共建重点实验室、6个自治区重点实验室等优势资源,使更多的学生通过参与教师科研、进行科研训练项目、制作学科竞赛作品等,将大学生的基本技能训练与科研素质训练结合起来;将大学生的理论知识和工作要求结合起来,学生做到了尽早接受科研训练;做到了尽早接受工作能力的训练,增强创新精神和实践能力,培养了团队协作的能力。
(4)创业平台。通过设置创新学分,使创业教育与专业教育实现对接。为了引导和培养学生的创新意识、创新精神、创新能力,新疆大学根据学科领域的类别设置了创新学分,按学校和学院二个层面设计了“社会实践及科技创新实施方案”。要求学生在毕业前至少获得2个创新学分、“自治区重点产业紧缺人才专业”的毕业生至少要获得6个创新学分。同时,对创新学分的设立内容进行了分类,例如,对各类学科竞赛获奖、在公开刊物上等设置科技活动类创新学分;对获得各种专业或其他相关技能等级证书设置技能类创新学分。
在做好校内实习基地的基础上,先后与地州、企业、科研院所共建校外实习基地近200个。这些基地涵盖学校本科所有的8个学科门类,分布在疆内13个县市60余家企事业单位和全国6个省区。这些校外实习基地布局合理、管理先进、功能完善、设施先进,在专职辅导老师的指导下,为巩固学生专业理论知识、培养动手能力、开发潜能提供了良好的条件,很好地满足了实践教学的要求;另外,通过多种的工学结合方式,使学生在生产实践或社会实践中增加真知、增长才干,使得他们更加了解社会、更加贴近社会、更好融入社会。
通过本科实践教学新体系的实践,新疆大学兼顾到了全校8个学科门类的80个本科专业的不同特点和专业要求,围绕本科应用型、复合型和创新型人才培养目标,充分发挥了新疆大学学科优势和特色,紧密结合新疆特殊的区位优势和人文优势,实现了思维方式、教学内容、教学模式的综合性,做到了“厚基础、重实践、强能力、高素质”的实践教学,为新疆社会经济的发展培养出了大批的优秀人才,成为新疆本地高等人才的重要输出地。
参考文献:
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[6]王秀芝.案例教学中需要研究的几个问题.中国高等教育,2006(12):44—45.
[关键词]卓越工程师 给水排水工程 人才培养模式 教学方法
[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)14-0059-03
一、前言
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中提出:“实施卓越工程师人才教育培养计划是提升高等教育质量的主要内容之一”。2010年6月,教育部在全国开设工科专业的1003所本科高校中批准了61所高校为第一批“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)试点院校,其中给水排水工程专业“卓越计划”的高校共有4所。[1]经过几年的发展,全国现已有10余所大专院校开展了给水排水工程专业的“卓越计划”,并取得了一定的研究成果。这其中除了既包括同济大学、哈尔滨工业大学、西安建筑科技大学等老牌重点院校外,也涵盖了诸如山东建筑大学、安徽建筑大学、天津城建大学等新兴力量。可以看出,给水排水工程专业的“卓越计划”是大势所趋,也是今后给水排水工程专业办学转变理念和改革教学思路的主导方向。
创办于1952年的武汉理工大学给水排水工程专业有着长达60余年的办学历史和较为丰富的培养经验,曾被誉为全国高校给水排水专业中的“老八校”。随着社会的不断发展和对人才需求的不断变化,大学教育的人才培养模式发生了较大变化,我校给水排水工程专业在全国的排名和影响力已今不如昔。为了贯彻落实纲要精神,配合教育部开展的高等学校“卓越计划”,我们以培养造就具有创新能力、适应经济社会发展需要的高素质给水排水工程技术人才为教育目标,对给水排水工程专业卓越工程师人才培养模式改革进行了研究,力争跟上时代的步伐,不断发展和壮大我校的给水排水工程专业。
二、给水排水工程专业人才培养质量标准
“卓越计划”是对创新型人才培养的一种新探索,重在提升学生的工程素养,培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力,是人才培养模式的改革和创新。[2]其主要目标是面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。[3]与此同时,人才培养质量标准也是保障和评价教学质量最重要的依据。结合给水排水工程专业的自身特点,参考国内已开展给水排水工程专业“卓越计划”院校的相关有益经验,以及本专业主要就业单位对毕业生要求的反馈信息,我们主要从给水排水工程专业卓越工程师的学术性标准、职业性标准等方面,建立兼具工科专业普遍特点和给水排水工程专业自身特色的人才培养质量标准。
(一)学术性标准
大学教育首先是学术性教育,而“卓越计划”最大的特点则是在学术性教育的基础上培养学生的探究性和自主性,给予学生宽松和谐的学术环境,鼓励学术创新,促进其专业化、个性化的发展,提高学生的自学能力、发现能力和实践能力。因此,保证“学术为本”这一根本价值,建立合理的学术型标准,构建适合的知识结构系统是培养创新性人才的必要条件。结合给水排水工程专业自身的特点,相关的学术性标准既可包括广泛的通识性知识(诸如人文社科知识,自然科学基础知识等)、专业基础知识(诸如水力学、微生物学等)、专业性知识(诸如给水工程、排水工程、建筑给水排水工程等),也应涵盖具有实践性和创新思维能力的知识(诸如生产实习、毕业设计等)。而如何将这些知识点进行有机组合,将创新能力作为系统的核心,则是构建完善的学术性标准体系的一大难点。
(二)职业性标准
所谓职业性标准,就是以毕业生在实际工作中所发挥的作用和岗位适应性程度来评价高校的教育质量。[4]给水排水工程专业的职业性标准制定,应树立服务于市政工程行业、给水排水工程行业和水污染控制工程行业的工程教育理念,以社会需求(供水、排水)和环境需求(水源保护、水体修复)为导向,以就业单位对毕业生要求的反馈信息为补充,以各种实际的给水排水工程实例为依托,以水处理技术为主线,通过校企联合、校企互助,统筹规划学生应达到的培养目标,着力提升学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。
三、给水排水工程专业培养计划
基础课程教学、专业课程教学和实践实训教学是工程类人才培养的基本要素,是能否培养出合格的工程技术型人才的关键。传统的课程体系、教学内容和教学环节已经不能适应“卓越计划”对工程人才培养的要求。[5]我们以现行的《武汉理工大学给水排水工程专业培养计划》为基础,以培养给水排水工程专业卓越工程师为目标,提出“宽口径、厚基础、重实践、多交叉”的培养目标,并据此进行给水排水工程专业培养计划的修订,巩固培养计划中的多种类基础课程,强化培养计划中的实验类课程,增加培养计划中的创新性课程,注重培养计划中的实践实训性课程,以此构建跨学科交叉整合的课程体系。
(一)“宽口径、厚基础、重实践、多交叉”的培养目标
人才培养的目标和定位是实施人才培养的纲领,“卓越计划”的培养目标和定位就是要培养具备健全人格,知识、能力、素质协调发展,自主学习能力强,适应社会与经济发展需要,具有创新创业精神和强烈的社会责任感,具有国际视野和跨文化交流、竞争与合作能力的栋梁人才。因此,我们制定了“宽口径、厚基础、重实践、多交叉”的培养目标。
首先“宽口径”,即不拘泥于给水排水工程行业内的知识,引导学生广泛涉猎各个专业,使学生具有开阔的视野,个性突出,具备不同行业发展的潜力。其次“厚基础”,要求学生对基础性知识牢固掌握,为复合型人才的培养打下坚实的基础。再次“重实践”,即对学生进行给水排水工程理论与实践的训练,通过校企联合、产学研结合等方式的引入,突破以往“填鸭式”课程教学为主的模式,强化工程实践和工程应用能力,强化动手能力而。最后是“多交叉”,通过对交叉学科的学习,帮助学生找寻不同学科的交叉互通点,以引导式思考、案例式教学等为中心的多元培养模式,发挥学生的个性特长,增强学生自主学习、探索研究、工程实践和创新能力,培养造就具有给水排水工程、土木工程、环境工程、电气工程及自动化、工程经济等专业学科背景,满足给水排水工程各关键技术领域及其相关不同行业需要的基础宽厚、创新意识强、工程素养突出、综合素质优秀具有发展潜质和国际竞争力的卓越工程人才。
(二)跨学科交叉整合的课程体系
作为“卓越计划”的培养对象,拔尖创新人才必须具备不同知识的交叉融合,有较强的研究创新能力。因此,构建跨学科交叉整合的课程体系是给水排水工程专业“卓越计划”培养方案中不可或缺的一部分。我们参考和借鉴国内外高校同类专业的建设经验,以给水与污水处理为核心技术来进行专业定位、专业发展和专业交叉渗透融合,从教学计划和教学大纲入手加以优化。在重点介绍基础内容的同时,强调水处理工程的最新进展情况及相关专业的行业动态,如新增设了水环境化学、建筑暖通空调、水工程新技术与新材料、环境监测与评价、给排水工程监理、人工湿地技术等课程,着力改变以往单纯以本学科知识点为标准构建课程体系的观念,按照“卓越计划”培养目标和培养标准的要求,以满足学生自身未来发展和行业当前需求为目的,进行相关学科的交叉融合;增加选修课程、综合性课程的数量,让学生自主选择,引导他们自主地确定今后的发展方向。同时,通过与美国、日本、澳大利亚等著名高校的紧密联系,加强外文教材的引进和修订工作,进一步提高双语教学的质量,使学生能够真正接触到国际最新专业进展情况。
四、给水排水工程专业实践教学方法
在“卓越计划”通用标准讨论稿中,对本科层次工程师的知识与能力要求包括“具有综合运用所学科学理论、分析和解决工程实际问题的能力,能够参与生产及运作系统的设计,并具有运行和维护能力”。[6]实践是工程的灵魂和根本,实践类教学是大学工科教育的重要组成部分。因此,我们加大了给水排水工程专业实践类教学的改革力度,以期通过增设“工程实践课群”和建立“1+1+1”培养模式,加强和提高学生的实际工作能力。
(一)工程实践课群
产学研结合是工程教育的重要特征和本质要求,我们设立了以课程实践、项目实践和工程实训为基础的工程实践课群,涵盖与基础理论相关的实验课程(如水处理实验、给水水质检测实验)和课程设计(如自来水厂设计、污水处理厂设计)、与实际工程相关并到实地参观、亲身参与的实习课程(如认识实习、生产实习)及实训课程(如给排水基础强化训练、给排水能力拓展训练);优化实践教学体系,强化实践教学内容,整合相关的课程实践、项目实践和工程实训课程,创建工程实践课群;合理分配实践类课程的课时及开设时间,使学生在学习相关专业知识后,马上通过工程实践课群的锻炼,加深印象,在巩固基础知识的同时,提高学生的实际动手操作能力,培养学生分析并解决工程实际问题的能力。
(二)“1+1+1”培养模式
“1+1+1”培养模式即将课堂教学―实践操作―企业实训三者有机结合,从这三种不同类型培养方式的教学方式、教学设计、教学评估及教学保障入手,建立完善的给水排水工程专业培养模式和实践教学体系,解决当前实践性教学的结构不完善、教学内容单薄、教学方法单一的问题。依据培养内容在不同时间点上所处的不同阶段和层次,我们按照理论学习、动手操作、实践创新层层推进的方式构建“1+1+1”培养模式,使学生通过学习―动手―实践层层推进的方式,完善工程创新能力的形成、培养和训练过程,在理论学习―模拟试验―工程现场相结合的学习环境中逐步造就成一名合格的给水排水工程专业卓越工程师。
五、结语
作为国家中长期教育改革和发展规划的基本要求,如何建立卓越工程师人才培养模式是摆在每位大学教育工作者面前的一道全新的难题。本文针对我校开展的相关教育改革研究工作,从给水排水工程专业人才培养质量标准、给水排水工程专业培养计划、给水排水工程专业实践教学方法等三个方面对给水排水工程专业卓越工程师人才培养模式改革进行了初步的探讨,其中不可避免地存在各种瑕疵及未能深入研究的内容。在此仅希望能抛砖引玉,为新形势下我国大学工程教育的卓越工程师人才培养模式发展探索新的思路。
[ 注 释 ]
[1] 张建锋,黄廷林.基于“卓越工程师”目标下的给水排水工程专业实践教学改革[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版),2011(5):93-96.
[2] 高等学校给水排水工程学科专业指导委员会第五届第二次会议[C].广西:桂林,2011.
[3] 陈希.着力培养卓越工程师后备人才[N].人民日报,2010-07-09(A8).
[4] 陈玉强,朱斌.高校人才培养质量标准体系研究[J].教育教学论坛,2011(31):203-204.