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关键词:电气工程;自动化工程;对策探索
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.085
0 引言
就目前的形式下看,我国的经济、科技发展都处于一个迅猛发展的状态。也在这样的大背景下,取得了一定的客观成绩。在这两项发展中,工业是一个基础产业。而其中电气工程的自动化就是工业发展的一大新兴“燃料动力”。电气工程的智能化可以节省很大程度的人力、物力来帮助工业化的发展和改革。
1 电气工程自动化
(1)含义。电气工程及其自动化涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科[1]。尤其是这项专业实际应用于现代工业生产和工业化发展。在国家的发展中处于重要地位。
(2)重要性。伴随这近几年来现代科学技术的不断进步与发展,电气工程自动化技术在实际的生产生活中的应用越来越普及。并且电气自动化自身的发展也是越来越显著,技术越来越成熟,是与其他学科相互配合的重要的综合性事业。电气工程自动化技术的在工业生产生活的应用大大提高了企业、工厂的工作效率,为工业的发展奠定基础。将来电气工程自动化技术会在更多的生产生活领域得到应用,电气工程自动化是工业发展的基础所在,深刻影响工业发展。
2 电气工程自动化遇到的问题
(1)设备技术。在电气工程自动化的发展中最核心也是最基础的要求就是自动化水平高。但是在这个方面的要求上,由于我国的科技发展的水平受限在这个方面并没有做的很好。相比较于发达国家的工业化、机械自动化程度都是不够的。在电气工程自动化的发展中,如果不能解决这个问题,将会是电气工程自动化发展的一个很大的制约因素。对于任何设备来说,安全问题一直是重点。设备的平稳运行,保证人员的安全和机器的性能的维护都是一个保护。但是就我国电气工程自动化的发展现状来说,在机械自动化的安全性能上面还存在很多问题和混乱点[2]。安全问题的不解决就会导致很多生产生活上的混乱问题出现,阻碍工程自动化发展的脚步。尤其是在数据传输的问题上,简单的数据误差都会导致整个设备,甚至是工程的失败。
(2)人才培养。科技最终的使用者都是人,所以即使是在强调电气工程自动化的发展,也要包括人才对于科技的使用和研发。但是这样一来,电气工程自动化的操作就会存在发展不平衡现状。技术人员的操作水平、专业知识等等的不一致,都会导致操作上的不相同。最后导致机械运用效果的差异和活动的最终效果。这样的差异会导致好的机械设备没有办法更好的发挥它的作用。造成一种人力和物力的浪费和消耗。这样就会成为电气工程自动化在工业、经济和科技上的发展成为阻碍。
3 提高电气自动化的措施
(1)设备研发。“科学技术是第一生产力”。一切想要提高技术、生产效率的活动都离不开科技的优势发展。所以如果我们想要在科技、工业生产中运用高新的电气工程自动化技术,首先我们就不能不先研发新的、适合我们国家工业发展生产力的水平的机器和科学机械。
之前已经提及的电气工程自动化这门学科是一门涉及电力电子技术,计算机技术等技术的综合性很强的学科和工作。这些设备的研发和提高都需要动用多方面的技术来进行。在信息技术高速发展的时代,我们就要学会好好利用这些来切实提高电气工程自动化的程度保证共享资源的高效利用和补充。在加强网络计算机技术的优化和升级发展的同时,科研人员和与电气工程自动化发展相关工作者学会根据每个机械的特点来进行重点方面的研究和制造机械,促使这些设备可以为电气工程自动化的发展来服务和作为减少人力、物力的辅助来提高工业化生产的效率和机械存在安全性能的保证。
(2)技术改革。除了之前我们提到的网络信息技术的充分利用、努力实现计算机网络架构的统一性之外,我们对于计算机的一个仿生技术的研究也是一个很好的科研方面和对电气工程自动化的发展的一个革新[3]。人工智能在近代来的发展早就进入人们的视野。也是将来的一大发展前景,这个对电气工程自动化的应用方向的拓展是一个很好的依托。科研人员和与电气工程自动化发展相关工作者要对这个有足够的重视和投入。另外对于这些机械的制作,材料的使用也是一大重点。为了提高效率、保证安全性,来开发、使用新型材料也是电气工程自动化发展的一大方向。
(3)人才教育。在大学本科,甚至更加早的教育之中就应该普及和深入学习相关方面的学科知识。为全面适应21世纪我国社会主义现代化建设对培养高级专门人才的需要,培养的学生就必须由于受到电工电子、信息控制计算机技术方面的基本知识训练。一个合格的电气工程自动化专业的大学生,他既要有电气工程方面的专业知识和技能,又具有自动化和信息技术的基础知识和基本技能。
第二个方面就是提升在职的工作人员的知识水平和实际机械操作能力。归根结底,对于今后电气工程自动化的发展和进步来说,相关工作人员的培训是一个非常重要的环节。工作人员如果有扎实的知识水平和实际操作能力,就可以在平时中避免一些安全性能问题和从中发现机械的使用问题,进而来进行科技、机械的发展和创新。除此之外,在实际的生产生活中遇到紧急情况,具备基本的专业知识和实践操作能力就能中发现问题并且采取恰当的措施来进行合适且恰当的解决和反馈。
4 结论
随着技术进步和国家国力的发展,越来越认识到电气工程自动化对于国家工业的发展的重要性。但是我们国家关于这方面的研究和投入都比发达国家有一定的差距,在发展的路上也遇到很多问题。本篇文章简单提及字在内蒙古地区在电气工程自动化的意义和在发展过程中遇到的问题进行探究,对此也提出了一些自己看法,希望可以给予相关工作者一些帮助和思考。
参考文献:
[1]徐滤非,胡学芝,吴鸿霞.电气工程及其自动化专业课程体系研究[J].黄石理工学院学报,2008(01):57-60,64.
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:
关键词:电力 继电保护 可靠性 趋势发展
中图分类号:U224 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2014)05-0392-01
一、电力继电保护的整体含义
随着人们对电力质量运行要求的不断提升,继电保护装置已经被广泛的应用在电力系统中,所谓的电力继电保护装置就是为了降低电力系统运行故障隐患,迅速及时的处理电力故障,缩减故障处理开支,维护电力系统维护的一种电气装置,该装置动作于断路器发出信号或者跳闸,因其独特的电路保护特性,近年来被广泛的应用。
二、继电保护装置的要求及特点
1.继电保护装置的要求
继电保护装置应满足可靠性、灵敏性和速动性的基本要求,在此基础上,在实际应用中,还需考虑经济性,在能实现电力系统安全运行的前提下,尽量采用经济可靠的继电保护装置。
1.1可靠性
可靠性是对电力继电保护装置最重要、最根本的要求。可靠性要求保护装置应有正确的动作,即不改动的时候不能有误动作,该动的的时候不应该有拒绝动作。保护装置的误动作和拒绝动作都会给整个电力系统带来严重的危害,因此,为确保保护装置动作的可靠性,必须保证装置的设计原理、安装调试等正确无误,同时要求装置各部件质量可靠以提高整个装置的可靠性。
1.2速动性
即要求继电保护设备能在最短的时间内对短路故障进行切除,从而减轻短路电流对系统设备的损坏程度,提高电力系统并列运行的稳定性,节约故障的处理时间
1.3灵敏性
指继电保护装置在其保护的范围内,对故障或异常工作情况的反应能力,在设备或者线路在被保护范围内发生金属性短路故障时,保护装置应具有必要的灵敏系数,各类保护的最小灵敏系数在规程中也有具体的规定。
2.继电保护技术特点
继电保护技术主要由以下几个特点,首先自主化运行率提高,使得继电设备具有很强的记忆功能,提高运行的精确度,其次,兼容性辅助功能强,统一标准做法的运用,方便于统一标准,并且装置的体积偏小,盘位数量减少了,在此基础上,可以增加其他的辅助功能。最后,操作性监控管理好,该技术主要表现在不受外界环境影响下的主要部件,能够产生一定的作用。
三、如何提高继电保护的可靠性
安装继电保护装置主要是为了保护电路运行过程中电路的各个配件安全性,所以提高继电保护装置的可靠性,可从以下几个方面落实。第一,继电保护装置需检验应注意的问题,将电流回路升流试验和整组试验放在本次检验最后运行,完成这两项工作后,禁止再拔插件、改定值区等工作。第二,定值区问题,定值区数量的增加是电力系统与计算机网络系统快速发展的一个重要体现,它能够适应继电保护装置运行的不同需求。从而确保电力系统稳定运行。并且由于定值区数量不断增加,人们对不同的定值数据管理会出现或大或小的问题,为此应加强管理定值区,增加其专业技术人员及时调整数据更改记录。第三,一般性检查,一般性检查的工作虽然没有专项检查要求难度高,但其检查质量的好坏直接影响到电力继电保护装置的运作,由于一般性检查工作简单,琐碎,迄今为止还没有引起人们重视,既没有做到及时的进行一般性检查,而且检查时敷衍了事,没有得到具体的实现,细微的细节都可能存在重大的安全隐患,所以一般性检查的具体落实是提高继电保护可靠性的重要方面。
四、电力系统继电保护技术的发展
继电保护技术当今趋势是向计算机化,智能化,网络化,保护、控制、测量数据通信一体化和自适应控制技术发展。
1.计算机化
随着电力系统的不断发展,其对微机保护的要求不断提高除了保护的基本功能外,还应具有强大的通信能力,高级语言编程等各方面功能,这样,继电保护装置才能够得到系统的故障较多的信息,对故障性质、位置的判断和距离检测越加的准确,大大提高保护性能和可靠性。
2.网络化
计算机网络作为现代信息和数据传送工具已成为现代技术的中坚力量,它对各个工业领域都有着很大的影响,实现这种系统保护的主要是将全系统各重要电气设备保护装置用计算机网络连接起来,实现微机保护的网络化。
3.智能化
电气自动化是当代先进科学的核心技术,也是工业现代化的重要标志,他的发展对社会科技进步具有重要意义,因此,我们要时刻展望自动化在电气工程中的应用前景。我国为进一步提高自身产品,已加大了自主创新的发展力度,提倡研究人员研发更好的并且具有创新的产品,使我国电气自动化技术得到更好的发展。
此外,我国正在逐步加大对电网的建设,电气自动化为其的继续发展拓宽了空间。
4.保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化下,保护装置实际上就是一台高性能,多功能的计算机,它可从多方面获得电力系统运行和故障的所有数据和信息,也将它所获得的信息和数据传送给网络控制中心或任一终端,其中在1992年,天津大学就提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了相关数字信号处理器为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。
5.自适应控制技术
自适应继电保护的概念出现于20世纪80年代,其指能够根据电力系统运行方式和故障状态的变化而迅速实时改变保护性能、特性的新型的继电保护。自适应继电保护的基本思想就是使保护适应尽可能多的电力系统各种变化,提升改善保护的性能,这项技术具有改善系统响应、增强可靠性和节约经济成本等优点,从而拥有着广泛的前景。
五、结束语
随着科学技术的发展,电力能源已经成为国家的主要能源之一,对国民经济的发展和人民生活水平的提高产生了巨大的影响,而继电保护装置作为电力系统安全可靠运行的保障,其显得尤为重要。随着继电保护技术的不断成熟和管理制度的慢慢完善,相信日后继电保护装置的可靠性将会得到明显的提高。
参考文献
[1]王翠萍. 继电保护装置的维护及实验. 科苑论坛,2008.
[2]李海.袁琳.对继电保护故障的探讨[J].民营科技,2010.03.
[3]王姗.基于故障树分析法的继电保护系统可靠性分析[J].电气时代,2011(02)
(南京科盛环保科技有限公司,南京 211500)
(Nanjing Kesheng Environmental Protection Technology Co.,Ltd.,Nanjing 211500,China)
摘要: 电气自动化在现代社会不断得到创新和发展,从而被大范围的应用于各行各业。然而在应用的过程中,如果自动化控制设备不可靠将阻碍电气自动化的发展。本文主要介绍提高电气自动化控制设备的可靠性的意义,方法和策略。
Abstract: Electric automation constantly innovates and develops in the modern society, and it is widely applied to every walk of life. But in the process of the application, the unsoundness of the automation control equipment will hinder the development of electric automation. This paper mainly introduces the meanings, ways and strategies to improve the responsibility of the electric and automation control equipment.
关键词 : 自动化控制;可靠性;测试
Key words: automation control;reliability;test
中图分类号:TM92 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)34-0058-02
作者简介:刘立勇(1967-),男,江苏盐城人,中级工程师,毕业于南京大学本科,任职于南京科盛环保科技有限公司,副总经理,从事电气工程及其自动化设计研究、污水处理技术研究工作。
0 引言
与产品生产有关的各项工作不需要大量的人直接参加,并且能够自动的完成产品生产的各个过程,这就是电气自动化的含义。现代社会,与电子有关的各项技术迅速发展,同时使得电气自动化被大范围的应用于社会经济的各行各业,为企业生产和人们生活带来了很大的便利。
一方面,电气自动化对于经济的增速具有重要意义,另一方面,自动化技术代表了一国电子行业发展的水平高低。电气自动化在应用的过程中,广泛的发挥着对于生产,工作,劳动等各个方面的作用。然而在其发展的过程中,人们越来越多的把目光投入在控制设备的可靠性问题上。
1 提升靠性的作用
1.1 增强综合竞争力 生产力水平的提高使得人们的物质需求日益增长,人们在购买产品时对质量提出了更高的要求。人们在使用产品时关注的是产品的可靠性,可靠性越好,越能得到人们的信赖。因此随着现代社会日益激烈的竞争,自动化控制设备只有不断提高其可靠性,才能得到更大的市场份额,保证其销售量。要使电气自动化得到更广泛的应用和更好的发展,在对电气自动化进行创新时,就必须注重提高控制设备的可靠性。
1.2 改善产品质量 产品质量是消费者在购买的过程中关注的首要因素。然而同样是合格品,如果一个产品的可靠性高,大多数消费者就会认为其质量好。产品质量的好坏对于提高企业的综合实力,增强企业在市场上的竞争力,促进企业的发展具有重要意义。价格,安全性,售后服务,可靠性等是人们评价产品质量时考虑的主要因素,而可靠性相比其他因素更为重要。因此,要想保证产品的质量,必须相应提高设备的可靠性,因为后者对前者具有十分重要的作用。
2 提升靠性的测试方法
2.1 实验室测试法 这种方法的主要特点是模拟,即在符合各项要求以及规定的条件下,通过创造接近于设备使用的真实运行环境和条件,对设备的运行进行模拟,进而测试其可靠性。这种方法由于使得设备的运行条件与真实的环境较为相似,所以在对设备的各项可靠性指标如时间的统计,是否失效等进行检测时得到的结果可信度更高。这种测试方法具有自身的优点:容易创造进行实验的条件、得到的试验结果可信度更高、可以多次重复进行试验等;然而它也不可避免的有一些缺点:这种测试方法所花费的成本较高、进行模拟的条件受到多种因素制约、对于试验产品的数量要求高等。所以,对于生产规模大,产品数量多的产品这种方法更为适用。
2.2 现场测试法 相比于实验室测试法,现场测试法的测试环境更加切合实际。进行现场测试时,被检测设备不必受到实验条件的限制,运行状态更真实。这样得到的数据能更加充分的反映被测试的设备实际运行时的可靠性等相关指标;另外,由于现场测试法不需要较多的设备,所以花费的测试费用成本较低。这种方法可以进一步划分为三种方法:第一种方法是对设备在平时的工作状态下进行测试即在线测试;第二种方法是当设备处于非运行状态时进行的测试即停机测试;第三种方法是从设备中取出需要检测的部件通过专业设备来进行测试即脱机测试。具体情况如图1。
2.3 保证实验法 保证实验法是指在产品还没有出厂前,对产品进行多次试验以保证其在出厂时没有故障,也就是常说的“烤机”。由于电气自动化设备是由多种元器件组成的,所以一般在对其进行研究时会出现各种各样的故障,而并非只显示某几种形式的故障。因此,其出现的故障不是集中的分布于某几个地方,也就是说,它的失效率不是固定的,会是随着各种条件不断进行变化。之所以对产品采取这种方法,是为了找出产品出厂前可能出现的各种失效情况,并根据不同的情况找出不同的解决方法来对产品进行改进,使产品在出厂时能够达到各项指标的要求。保证实验法的特点是进行实验需要有充足的时间,因此,这种方法的适用范围有限。对于生产数量多的产品,这种方法只适合对样本进行可靠性检测。对于小批量生产的产品,这种可靠性检测方法则适用于所有产品。通常情况下,保证实验法是用于对那些电路操作繁琐,对可靠性要求严格,产品批量小的控制设备进行检测的。
3 提升靠性的具体措施
3.1 设计可靠性的提高 设计阶段进行的设计是否可靠对于控制设备可靠性的提高至关重要。在对控制设备进行设计时要研究清楚它的特点,并且要对产品进行详细的分析和研究,结合这两种情况再对控制设备进行设计,才能保证设计方案的科学有效。另外,在进行设计时要考虑到产品的类型,因为不同的产品类型可能会具有不同的性能,考虑全面对于提高设备的可靠性具有重要意义。设计方案一方面要科学合理,另一方面要经济实用,在保证产品质量的条件下尽可能的节约生产成本,减少设备的制造费用。所以,设计方案考虑全面既可以带来成本的节约,又满足了提高控制设备可靠性的要求。
3.2 零部件的选择 零部件是设备的组成部分,每一个部件对于设备运行都不可或缺,因此,必须谨慎的选用零件和部件。为了提高零部件的精确性,保障设备的质量和性能,在选用零部件时,一方面要统一产品使用的类型和规格,另一方面要选择专业的生产厂家。而这对于及时解决设备中存在的问题也具有重要意义。在购买零部件时要谨慎的选择以保证设备的质量,同时不能为追求成本的降低选择质量差的零部件。
3.3 选择电子元器件 能否选择好电子元器件对于设备的可靠性具有重要意义。而元器件的选择不仅要考虑设备工作的周围环境,还要考虑技术状况以及对元器件的质量要求。通常情况下,首先要选择专业厂家生产的通用元器件,还得保证当元器件出现问题时有充足的替代品来替代它。电子元器件的温度和湿度都对设备的可靠性有十分重要的影响。一方面要保证元器件具有良好的散热性,散热性越好,对于提高设备的可靠性越有利。另一方面,要控制好电子设备运行的周围环境的湿度,因为如果温度和湿度控制的不好,会对电子元器件产生损坏,从而使其功能下降,影响到设备的可靠性。在众多的方法中,选择好元器件对于提高和改善控制设备的可靠性更为重要,所以我们一定要做好这方面的工作。
4 结语
电气自动化行业的发展对于促进我国国民经济的发展具有重要作用。提高电气自动化设备的可靠性,不仅有助于自动化行业自身的发展,而且对于其他企业的发展也具有重要意义。本文从提升靠性的作用、测试方法以及提升靠性的具体措施三方面进行研究。以说明我们必须明确提高控制设备可靠性的意义,并运用多种方法和策略提高控制设备的可靠性。
参考文献:
[1]李乐超.电气自动化控制设备的可靠性分析[J].中国高新技术企业,2013(11).
关键词: 自动化专业英语 重要性 问题 解决措施
1.学习自动化专业英语的重要性
学生从初中,有的甚至从小学、幼儿园就开始学习英语,然后初中、高中还要学,而且是高考必考科目,考上了大学后,还要学大学英语,考四、六级,还要学习专业英语,这也是多年努力后最后要应用的关键一环。经过多年英语的学习,从现在看来,不就是为了在专业上的应用吗?是不是应给予专业英语足够的重视呢?如果最后一环没有学好,多年的努力没有结果,实在可惜。
学生在就业中,在专业同等的情况下,如果专业英语好,就会脱颖而出,被单位选中。特别是很多中外合作企业对英语的要求越来越高。
实际上,近年来,随着自动化技术的发展,先进的自动化设备和产品不断出现,国外许多企业的产品和设备的使用手册及说明书都是用英文编写的,此外,优秀的仿真软件、前沿学科的研究论文、自动化专业优秀教材、互联网上的专业技术信息等多数也是英文的[1]。
自动化专业英语学习的基本目标包括:(1)掌握基本的专业英语阅读和翻译技巧;(2)学习自动化专业领域的基础知识、最新技术和研究方向,掌握一定的专业词汇和常用自动化专业术语、缩略词,为毕业后阅读专业外文文献打下良好的基础;(3)能够借助工具阅读自动化专业书籍;(4)能够与国外技术人员进行简单的技术交流;(5)具备一定的阅读和翻译能力;能进行自动化相关专业英文资料的翻译。在此基础上,自动化专业英语学习的高级目标包括:(1)能够熟练地与国外技术人员进行技术交流;(2)具备较高的阅读和翻译能力;(3)具备一定的英文论文、英文技术文档和英文商函的写作能力[2]。
2.学好自动化专业英语关键
2.1培养学生学习英语的兴趣
作为专业英语教师,我们首先要培养学生学习英语的兴趣。我经过多年的实践发现,让学生听一些经典的英文歌曲,不必听懂意思,只要去享受它的英语声音、音乐节奏等是迅速提高学生学习兴趣的有效途径之一。在培养兴趣期间,教师可以暂时不留作业,避免学生产生厌烦的心理。听歌的同时,教师可以找一些适合学生年龄段的英语大片让学生赏析,即使有学生听不懂的语句也没关系,要引导学生去听英语的声音,特别是一些经典的对白,让学生在欣赏影片的同时感受英语语言的魅力。
其次,可通过多媒体教室引导学生进行精听,方法是听一句,然后写下来,如果写不出来,就再听一遍,还写不出来,就再听一遍,直到写出来为止。选取一首歌曲的部分进行听写。完成听写后,最后重新听一遍整首歌,这时候,学生就会明显感受到,经过精听的部分比没有经过精听的部分要清晰得多,极易听懂。英文影片也可和歌曲一样操作。如果坚持找十首歌曲和十部影片进行操作,之后再找一首没听过的歌曲检验听力,或者没有看过的电影来检验,听力肯定会有提高,信心、兴趣也会随之提高。
在课堂教学时,教师可直接链接一些国际著名的高校、研究机构、电气公司的官方网站,利用网络上浩瀚的资源,选取与本专业密切相关的知识,让学生接触更广泛的专业英语资料,开阔视野[3],提高兴趣。
2.2实践
听、说、读、写、译都要实践。实践过程中要注意总结规律,比如of、定语从句、分词作后置定语,翻译时倒着翻译。在教学过程中,一些学生学习英语只满足于平时课堂上的学习,不愿意多花时间在课外,殊不知,英语也是一项实践性很强的学科,只听教师讲授还远远不够,一定要自己主动去实践,在这个过程中不要害怕出错。有条件的学生还可以参加英语角等活动,与一些外国教师交朋友,提高自己的英语语感,提高说英语的自信。
3.专业英语文章读不懂的原因及解决措施
3.1专业词汇少
英语专业词汇学习没有捷径,一定要记忆才能熟练运用。我在教学实践中发现,一些学生单词量比较少,导致读不懂英语文章。正确的单词记忆方法有很多,最简单、普遍的方法就是通过音标来记单词,然后通过文章来应用、巩固记忆单词。
3.2语法欠缺
专业英语语法不多,教师可以引导学生通过长难句的语法分析,掌握专业英语常用的语法,注意分析过程中规律性的东西,注意英文与汉语的思维习惯不同。
3.3专业知识匮乏
如果专业知识不好,即使语法和词汇都会,翻译出来也会让人看不懂。如果专业知识好,即使在句型中有不会的词汇,也能猜出含义。所以要想读懂专业英语的文章必须具备良好的专业知识作为基础。
3.4不良的阅读习惯
教师要告诉学生不要一个一个单词阅读,不要总是回视,要以意群的方式阅读,对于长难句,先找主干,再看其他部分。
3.5长难句分析得少
长句多正是专业英语的结构特点之一,教学中我们就可以长句作为例句,帮助学生学会分析句子结构,掌握长句的阅读和翻译技巧[1]。
教师要在课堂上提问学生,让他们读文章,引导他们分析读不懂的原因。只有找到了学生专业英语文章看不懂的原因,才能根据原因去解决问题,才能药到病除。
4.专业英语对话听不懂的原因及措施
4.1如果听得少,就多听。
4.2如果词汇少和语法不好,就补充和学习。
4.3如果发音不标准,音标学得不好,就学习音标。
4.4不熟悉英语规律性的东西,比如很多定语是后置的,通过多学习,尽可能熟悉。
4.5不熟悉听的内容,多了解所听内容。
我有一个方法――存留痕迹法。意思是要把听到的单词留在脑海里,边听边想含义,以标点符号为结束,立刻将本句子含义翻译过来。等到听下一句时,再将本句删除。存留是避免听完一句,只听到最后几个单词,无法理解整句的含义。这种方法要求听者的单词发音记忆要正确,否则听力材料中的正确单词发音,和学生记忆的单词读音不同,自然就听不懂含义。
教师在多媒体教室里,应启发学生分析听不懂的原因,让学生了解问题所在。如果有学生觉得存留痕迹法不适合自己,可以选择其他适合自己的方法。
5.考核
考核本着全面提升学生的听、说、读、写、译为原则,以创新形式,不再用传统的英译汉、汉译英、选择、填空等形式来考核,而是选用Topic来考核。
Topic来源可以是老师给的,也可以就学生喜欢的有关专业方面话题,还可以选择毕业设计摘要等。以毕业设计摘要为例:(1)让学生把中文摘要先写出来;(2)可以采用翻译工具,但是翻译出来的英文一定要修改,否则会有错误,学生靠掌握的专业词汇、语法、专业知识、专业词典及英语的规律等对翻译出来的英文进行进一步修改完善;(3)修改好的英文摘要出声读几遍,注意以意群的方式来读,注意发音正确,不清楚的要查词典;(4)考核前将纸质摘要交给老师,学生自告奋勇到讲台前用英语脱稿讲。先一句中文,然后再用英语说一句,以这样的方式进行。老师评定成绩的标准,一是学生的自信和勇气,这一点对学习英语口语很重要,因为有学生怕说,所以鼓励自告奋勇,而且将其按照先后顺序做好标记;二是声音清晰并且洪亮,让下面学生听清楚,锻炼了听力,扩大了学生知识面。三是看纸质材料写的情况如何。
本考核涉及写作、翻译、说及自信等方面。
6.结语
本文从专业英语的重要性谈起,分析了阅读不好的原因及解决措施、听力不好的原因及解决措施、考核等几个方面,如有不妥之处,还望专家指正。
参考文献:
[1]张谦,郑玉丽.自动化专业英语教学改革探讨.中国校外教育,2008.8.
1PSCAD电力系统仿真分析软件
PSCAD的概念最初是在1988年被提出,针对Windows系统的PSCAD是在1999年才[4]。目前已成为世界上功能最强大和广泛使用的电力系统仿真软件。PSCAD包括绘图功能、仪表和控制,允许用户以图形化的方式建立电力系统电路,进行仿真后对结果进行分析,还可以使用户在仿真运行中改变参数,对仿真过程进行观测等。PSCAD具备电力系统中从简单无源元件和控制功能到更加复杂的电动机、柔流输电设备和输电线路等设备的模型,这些模型都是经过已经编程和测试的仿真模型。如果搭建的电力系统仿真模型中,没有所需的特殊模型,PSCAD可以提供给用户自建模型。PSCAD设有主元件库,提供常用的模型有:(1)无源元件(Passive),包括电阻、电感、电容、固定/可变负载、电抗器和避雷器等;(2)电源(Source),包括电压源、电流源和光伏电源等;(3)仪表(Meters),包括频率/相位/有效值测量表、电压表和电流表等;(4)I/O设备(I/O_Devices),包括数据的导入和导出、其他软件接口和多重运行等;(5)变压器(Transformers),包括单相双/三绕组、三相双/三/四绕组和自耦变压器等;(6)断路器故障(Breakers_Faults),包括单/三相断路器及其定时控制逻辑、模拟单相和三相故障及其定时控制逻辑等;(7)输电线路电缆(Tlines_Cables),包括导纳/阻抗数据或导体/绝缘属性、地阻抗数据以及所有塔和导体的几何位置、电气接口元件等;(8)电动机(Machines),包括笼型感应电动机、绕线感应电动机、同步电动机以及励磁机、调速器、水轮机、汽轮机、风力机和内燃机等;(9)控制元件(ControlSystemsModelingFunctions),包括线性和非线性控制元件;(10)保护(Protection),包括保护信号的采集、监测和继电保护模型等;(11)其他元件(Miscellaneous),包括文件引用/读取、输入输出和节点等。PSCAD仿真软件可以用来仿真模拟进行电力系统中元件参数及其物理含义、电力系统对称和不对称故障仿真、电力系统简单和复杂潮流计算以及有功和无功功率控制等,还可以将电力系统与电力电子结合起来,比如新能源发电技术的应用和电能质量(SVC、STATCOM)的应用等。学生通过自己搭建部分模型,可以亲自操作。
2电力系统仿真实例
电力系统实习主要是去发电厂、变电站等,这些单位出于安全的需要,不会让学生参与实际的操作,往往是只能看。以电力系统故障为例,学生到现场不能体验到故障发生和处理过程,像电力单位的一些工作多年的专业人员,碰到事故和处理事故时,也可能会不知所措。一些高校通过购买专业的物理模拟仿真系统,但这些花费很高、场地大,对于该校现有的资源不可能满足。所以,电力系统中的故障,特别是单相接地短路、两相短路、两相短路接地和三相短路的横向故障,通过PSCAD仿真软件可以模拟故障发生和恢复后各个量的变化。因篇幅有限,这里仅对电力系统横向故障中的三相短路进行介绍。PSCAD软件电力系统仿真软件计算机需求:(1)MicrosoftWindowsVista或Windows7操作系统,32bit或64bit;(2)附件软件IntelFortanComposerXE20112,Framwork4.0Full3,MicrosoftVisualC++2010Redistributables;首先通过讲解PSCAD的基本知识,然后设置相关的任务要求,最后以学生为中心,自己动手搭建35kV单侧电源输电系统,如图1所示。其中BAK为断路器,Tline和Tline1的长度均为20km,每公里电抗为0.4Ω的架空线路。负载的有功功率为15MW,无功功率为5MVAR。升压变压器为三角型/星型接法,降压变压器为星型/三角形接法。通过FAULTS模块设置故障,TimedFaultLogic模块设置故障发生时间为0.08s,故障持续时间为0.04s。采用工程研究方法,通过分析数字仿真结果,找出其内在规律,然后再通过理论进行分析,对比在不同量的变化下,电力系统相关量的变化,这样可以有助于学生加深对电力系统故障知识的理解。三相短路故障时电力系统中最严重的故障,以该故障为例对其进行仿真分析。发生三相短路故障时,电源端的三相电压电流波形和故障点的三相电压、三相电流波形如图2所示。由图2可知,发生三相短路故障时,电源端的三相电压只有微小的波动,没有发生显著的变化;电源端的三相电流幅值增大,A相电流呈整体上升趋势,B相和C相电流呈整体下降趋势。故障点电压由于发生三相短路,电压均为0V,当故障切除后,三相电压发生暂态波动,但很快就恢复到正弦变化;在故障发生前,由于故障发生器处于断开状态,因此故障点处的三相电流均为0A,在发生三相短路故障后,由于闭合时有初始输入量和初始状态量,故障点三相幅值都变大,并且A相电流波形上移,C相电流波形下移,在故障排除后,三相电流迅速变为0A。通过电力系统仿真,可以产生如下实习效果:(1)加深了专业理论知识,理论联系实际,有助于学生提高计算机应用、查找文献、分析问题和解决问题的能力;(2)对于电力系统更为复杂的建模系统,学生可以组成团队进行建模,培养团队合作和创新精神;(3)提高了学生学习的积极性,学生根据布置的任务主动去学习,激发了学生学习的欲望,每处理完一个小问题他们感到很有成就感。以上这些都为以后的工作和研究打下坚实的基础。
3结语
通过上述PSCAD电力系统三相短路故障仿真分析,可以看出仿真实验不受场地和实际操作的限制,建模简单,易操作,仿真波形生动、丰富和直观,不仅使学生更好地学习掌握电力系统三相短路故障的原理和现象,还可以激发学生学习的乐趣,弥补了实验室条件的限制。该软件已用于电力系统分析实习过程中,通过学生反馈的情况,采用该方法可以提高学生学习的主动积极性。由于第一次设置该仿真实习,在实习过程中,也有一些今后需要注意的问题,比如实验室电脑配置需进一步提高,教师要多建立一些复杂的系统,同时还要主动跟现场的人员多多交流,使仿真模型更贴近实际。
作者:罗朋 杨燕霞 单位:广东海洋大学电子与信息工程学院
参考文献
[1]李广凯,李庚银.电力系统仿真软件综述[J].电气电子教学学报,2005,27(3):61-65.
[2]卫志农,缪新民,王华伟,等.基于PSCAD-MATALB联合调用的高压直流控制系统参数优化[J].高电压技术,2014,40(8):2449-2455.
关键词:教学课程改革;CDIO模式;项目驱动;实践能力;工程素质
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)01-0036-02
电子信息产业作为信息化社会的支柱产业之一,对我国从工业化向信息化的转型起到举足轻重的作用。电子信息产业的相关企业不仅需要员工具有扎实的理论知识,更需要员工具备较高的技术技能、工程素养和合作意识。《电子系统设计》等实践类课程旨在培养学生综合运用专业知识进行电子系统设计的能力,然而目前该类课程内容大多与工程项目缺乏联系,实验内容多为验证性,不利于学生实践创新能力的培养,无法满足企业的需求。
CDIO是近年来国际工程教育改革的最新成果,英文含义是Conceive(构思)、Design(设计)、Implement(实施)、Operate(运行),其核心思想是“做中学”的教育理念和“基于项目的教育和学习”的教学方法,已成为我国许多高校课程改革的研究热点。
本文基于CDIO的教育理念,对《电子系统设计》课程进行改革,采用项目驱动式的教学模式,使学生树立起工程和系统的概念,并了解完成工程中所涉及到的相关内容,切实提高学生系统分析与设计、系统制作与调试、资料搜集与文档写作、团队合作等方面的能力。通过改革不仅有助于培养学生的专业技能和工程素质,使其更加满足企业的需要,而且有利于推动特色专业建设,使专业特点更加鲜明。
一、课程内容的组织
《电子系统设计》课程共30学时,在第4学期开设。由于学生前期只完成电路理论和模拟电子相关课程的学习,因此该课程内容侧重于模拟电子系统的设计。遵循“面向工程、拓宽范围、注重方案、强调应用”的原则,课程内容分为7个专题:基础知识、电源电路、信号发生电路、信号放大电路、信号滤波电路、信号运算与处理电路、功率放大电路,专题基本内容和学时分配如表1所示(见下页)。
除专题1外,每个专题均包括理论和实验两部分。专题1用于帮助学生建立系统的概念,从宏观上了解电子系统设计的一般方法与步骤。专题2~7针对模拟系统设计中常用基本模块,内容贴切实际项目应用。通过各专题的学习,使学生了解各模块电路的实现方案及特点,并重点掌握几种实用电路的设计方法,从而有助于学生在项目实施过程中进行方案的选择。
二、教学方法的改进
结合CDIO教育理念,将课程内容融入项目实施的进程之中,形成项目驱动式的教学模式和方法。教学过程中,首先给学生布置项目题目及任务,学生2~3人一组完成项目。所布置的题目包含课程内容中所有专题涉及的模块,强调学生对教学内容的综合运用。以项目的实施为教学主线,在项目实施的过程中展开教学内容,项目进程与教学内容的关系如图1所示。
电子系统设计的一般步骤为需求分析、总体设计、模块电路设计及调试、系统整合及调试、整机测试五部分。在本课程中,需求分析和系统总体设计两部分包含在专题1的教学内容中,由教师辅助学生进行需求分析,然后讲授专题1的教学内容,最后结合项目要求指导学生进行系统总体设计,划分各功能模块。模块电路设计及调试部分包含在专题2~7的课程内容中,逐一对每个功能模块电路进行设计与验证。每个专题的学习过程分为课堂、课下和实验三部分。通过课堂讲授使学生了解该模块电路的基础知识,指导学生确定设计方案;学生利用课下时间查找资料,结合课堂所讲授的内容完成该模块电路的设计及仿真,并购买相关元器件及耗材。在实验课上,学生在教师的指导下完成自主设计电路的焊接和调试。之后学生对已验证的模块电路进行整合和系统调试,最后进行整机测试,该部分由学生利用课余时间进行自主实践。整机测试成功后,要求学生进行设计资料总结并撰写设计报告,从而完成项目研发的全部过程。
项目驱动式的教学方法,将教学过程与项目研发有机结合,使课程学习更接近生产实践。将原有“灌输式”的教学方式转变为“引导式”的教学方式,有利于激发学生的学习兴趣,提高学生自主学习的意识,充分体现了CDIO“做中学”的核心教育思想。
三、考核方式的改革
笔试注重对学生理论知识的考核,而对学生实践能力和工程素养很难准确进行评价。本课程为强调对学生实践能力和工程素养的培养,采用项目验收的考核方式。综合作品验收成绩和平时实验成绩,给出该课程的最终成绩。其中,作品验收成绩占80%,平时实验成绩占20%。
学生以组为单位完成作品和设计文档后,向教师提交设计文档并提出验收申请,教师对所提交设计文档的规范性和完整性进行审核,审核合格后组织进行作品验收。作品验收成绩根据完成情况、验收表现及工作量、设计文档规范性三个方面给出。学生以组为单位进行验收,首先进行作品汇报,然后独立操作仪器进行测试,教师记录测试结果。验收结束后,根据完成情况(包括设计合理性、工程规范性、测试结果)和设计文档的规范性(包括设计报告、电路原理图)给出作品等级成绩(优、良、中、及格、不及格)。然后根据验收表现(包括语言表达、仪器使用)及工作量,在作品等级成绩的基础上,给出每个成员的作品验收成绩。
以项目验收方式对学生进行考核,能够对学生技术水平和运用理论知识解决实际问题的能力进行有效而客观的评价。另外,将作品工程规范性、设计文档规范性、仪器使用情况、口头表达情况纳入考核范围,也有利于促进学生工程素养和综合素质的提高。
四、结语
本文对CDIO教育理念在《电子系统设计》课程中的应用进行了研究,制定了面向工程应用的课程内容,采取了项目驱动式的教学方法,建立了项目验收式的考核方式,突出培养学生实践创新能力和工程素养,使其满足现代企业的需求。改革成果已在我院2009、2010级本科专业中进行教学实践。从学生自主学习意识和工程素养的增强、电子设计能力和技术水平的提高、各类电子设计竞赛获奖情况等方面来看,改革均取得了很好的教学效果。
参考文献:
[1]王刚.CDIO工程教育模式的解读与思考[J].中国高教研究,2009,(5):86-87.
[2]应自炉,甘俊英,廖惜春.基于COOP-CDIO的电子信息工程专业建设[J].电气电子教学学报,2011,33(3):13-15.
[3]李萍,李红萍.CDIO理念下电气工程及其自动化专业建设[J].电气电子教学学报,2011,33(增刊):39-41.
[4]韩桂英,李锡祚.CDIO视野下项目驱动的数字电路教学探索与实践[J].实验技术与管理,2012,29(1):168-170.
[5]刘保军,彭芳,黎萍,等.科技竞赛和CDIO模式大学生创新能力培养实践[J].中国教育技术装备,2012,(6):53-54.
专业如此之多,虽然有些专业通过名称可以大体了解它,但也有一部分专业仅凭名称无法了解到它的真实情况(如培养目标、学习课程和就业方向等)。
首先,应该了解学科门类的划分。
当你去研究一些院校的时候,可能更多看到的是对某个专业的介绍。
那么,学科和专业之间是什么关系?
识专业,从专业体系开始
学科是一种学术分类,指一定科学领域或一门科学的分支,作为高校教学、科研等的功能单位,是对高校人才培养、教师教学、科研业务隶属范围的相对界定。
中国普通高校的研究生教育和本科教育的学科划分为哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学、管理学、艺术学等门类(注:本科未设置军事学学科门类,其代码预留。)
每个学科门类下包括若干个一级学科,一级学科下又包括若干个二级学科。
研究生招生基本上都是按照学科进行的。
专业是高等学校或中等专业学校根据社会分工、经济和社会发展需要以及学科的发展和分类状况而划分的学业门类。
高等学校和中等专业学校设置的各种专业,体现各自不同的培养目标和规格,制定各自不同的教学计划和课程体系。
2012年9月,教育部公布了最新修订的《普通高等学校本科专业目录》,从这个专业目录里可以看到,目前我国大学本科分设哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、管理学、艺术学12个学科门类。
每个学科门类下面设有专业类,专业类由修订前的73个增加到92个。
专业类下是各个专业,专业由修订前的635种调减到506种。本科招生基本上都是按照专业进行的。
(当然现在随着招生改革的不断推进,很多高校已经按照大类招生,只有少数不适合合并同类项的还在继续按照专业招生。这是后话,这次暂且不表。)
学科和专业是不同的,但也密切相关,相辅相成。
专业以学科为依托、为后盾;学科的发展又以专业为基础。
学科为专业建设提供发展的最新成果、可用于教学的新知识、师资培训、研究基地;专业主要为学科承担人才培养的任务和发展的基础,更主要的是为社会的发展提供高素质的劳动者。
另一方面,从面向社会培养人才的角度来看,学科的作用是间接的。
在专业定位及培养目标、专业口径、教学计划、教学内容、教学方法、教学手段的研究与使用、教材、实验设计与开设、教学管理制度等方面的问题,学科建设是无法替代的。
因此,将专业与学科混淆,或主张学科建设代替专业建设的观点是不正确的。
以学科建设代替专业建设的结果必然是削弱专业特有内容的建设,不利于专业的改革与发展。
学科与专业的区别在于学科是偏知识体系而言,而专业偏指社会职业的领域。
因此,一个专业可能要求多种学科的综合,而一个学科可在不同专业领域中应用;学科的第二个含义是高校教学、科研等的功能单位,是对教师教学、科研业务隶属范围的相对界定。
学科建设中“学科”的含义偏指后者,但与第一个含义也有关联。
长期以来学科和专业的概念经常被混淆,专业被等同于二级学科,这是不正确的。
当然,如果某所高校在某些学科具有较强的实力,那么与这些学科相关的专业也一样会具有较强的实力,无论在科学研究、人才培养,还是硬件条件、师资队伍方面。
例如西安电子科技大学的信息与通信工程一级学科实力一直很强,在全国第三轮一级学科评估结果中全国排名第二,与之相关的本科专业如通信工程、电子信息工程等专业,也都具有很强的实力。
识专业,注重专业内涵
认识专业,考生和家长要深入了解各个专业的内涵。
所谓专业内涵,指专业培养目标、主干课程、就业及研究领域等。
通过专业的培养目标,可以发现该专业是否符合自己将来的职业规划。
通过主干课程设置情况,可以了解不同大学的相同专业的一些区别,判断哪所大学的对应专业更加适合自己。
通常某一个专业会有多所高校开设,比如计算机专业在我国有500多所高校开设,而各高校的课程设置情况不尽相同。
考生和家长在选择专业前,应该先了解专业课程设置情况,这样才能根据考生的学习成绩和能力来确定专业。
就业和研究领域等则可以更加深入地帮助我们了解一个专业的内涵,更加具体地为我们指明就读该专业后的发展方向。
我国的大学教育基本是专业教育,高考报志愿时选择的专业,可以说是为将来的职业发展做出的第一次选择。
大学毕业后,找一份对口工作,既可以将大学的知识学以致用,也可以更快地适应职场生活。
如今出现不少大学生毕业“转行”的现象,往往是当初选择专业时了解不够造成的。
在选择专业时,考生和家长必须要认真地了解该专业毕业后可以从事什么工作,可以在哪些行业发展。
要了解这些内容,可通过访问高校招生网站,那里会有关于学院和专业的介绍。
识专业,这些误区要避开
1、按名称认识专业
不能仅从专业的字面意思揣测专业,望文生义,也不能道听途说。
以往填报志愿时,考生和家长因为不了解专业内涵、混淆专业名称而报错志愿的情况屡有发生。
一些考生喜欢选择那些名称好听、时髦的专业,升入大学后,却对所选专业不感兴趣,产生厌学心理。
事实上,不少专业的名称并不能反映出专业的实质和将来相关的职业。
比如“计算机科学与技术”和“信息与计算科学”这两个专业的名称很相似,但是一个是属于工学计算机类,一个是属于理学数学类。不论是主修课程还是将来的就业领域都有较大区别。
还有一些专业名称很难从字面上了解其专业性质,比如化学工程与工业生物工程属于化工与制药类,化学生物学属于化学类。
另外,有的专业侧重于与就业挂钩,培养的是技能型人才;有的专业则侧重基础理论,适合继续深造学习。
专业之间的细微差别,有时候通过名称并不能清楚地区分,所以考生和家长一定不能仅凭名称来认识专业。
2、录取分数高的专业就是好专业
一般意义上,专业没有好坏之分,只有合适与否。但是考生报考时,往往还是愿意选择好大学的优势专业。
对于一个专业来讲,很多大学都有设置,但是不同的大学之间,同一个专业的实力是不一样的,这也直接体现在录取分数线上。
好大学的优势专业,往往录取分数线每年都相对较高,考生报考时,要量力而行。
但反之,录取分数高的专业却不一定是某所大学的好专业,首先录取分数高有可能是因为该专业当下比较热门而导致报考人数多形成的,其次还有的专业录取分数高可能是因为前一年该专业由于录取分数低而使当年报考人数较多形成的。
3、专业等同于职业、行业
职业是参与社会分工、利用专门的知识和技能,为社会创造物质财富和精神财富,获取合理报酬,作为物质生活来源,并满足精神需求的工作。
行业一般是指其按生产同类产品或具有相同工艺过程或提供同类劳动服务划分的经济活动类别,如饮食行业、服装行业、机械行业等。
如前所述,每个专业都有自己的培养目标,也有大体的就业方向。学生如果想毕业后进入某些行业,从事相关职业,那么大学期间就读与之相关的专业,掌握相关知识和技能,就业就会相对要容易得多。
用人单位在招聘时,也会提出对毕业生所学专业的要求,尤其是一些专业知识和技能要求较高的职业和行业。
如西安电子科技大学的通信工程专业,其目标是培养通信技术领域高级研究开发型人才,强调“厚基础、强能力、高素质”。培养学生掌握通信工程领域坚实的基础理论、专业基础和专业知识,具有较强的工程实践能力和创新意识,能从事通信理论、通信网络、通信系统、通信设备以及信息系统的研究、设计、开发、制造、运营和管理等工作。毕业生的主要就业方向为华为、中兴、大唐等骨干通信设备制造商,中国移动、中国联通、中国电信等通信运行商,国防军工行业骨干科研院所以及各类IT企业。如果学生有志于进入这些行业,从事相关职业,那么就可以选择通信工程专业。
以后到某某行业就业,是否就一定要读与该行业对口的专业?
一般来讲是这样的,但是也不绝对。
有的行业对口专业很多,例如银行业,需要金融、财会等经济类、管理类相关专业人才,但是也需要计算机、信息安全等信息技术类相关专业人才。
而有的行业对于专业来讲要求比较严格,例如电力系统,有一个需求专业目录,考生可以首选电气工程及其自动化之类的专业。
如果考生对某个行业感兴趣,还是尽可能选择相关对口专业报考,这样毕业生进入该行业的难度就小得多;如果因为某些原因,未能考取相关专业,也可以通过辅修、考研等其他方式学习相关专业,从而达到进入该行业工作的目的。
4、只要专业名称相同,在所有大学都一样
虽然专业名称相同,但是由于每所高校在办学特色、研究方向等方面的差异,相同专业之间也会有所不同。
例如电子科学与技术专业,在西安电子科技大学和北京邮电大学都有设置。
西安电子科技大学的电子科学与技术专业是学习电子科学和技术领域的基本理论、设计方法、制造工艺和测试技术等,专业方向为光电子技术、电子材料与元器件等;
而北京邮电大学的电子科学与技术专业是以微电子、信息与通信系统的设计和集成以及计算机应用的融合为专业特色。两校的专业各有侧重。
如果考生对某个专业感兴趣,还要去了解拟选择高校的该专业培养目标和就业方向是否也与自己预期一致。
5、热门专业就业率高
面对近几年大学毕业生严峻的就业形势,什么专业就业前景好已经成了众多考生和家长填报志愿的导向。然而许多考生和家长却容易陷入一个理解误区:只要是热门专业,就业前景就一定看好。
事实上,表面看起来热门的专业,就业率不一定高。
一项调查显示,近几年本科大学生就业率排名前十位的专业为:
能源动力类、化学类、机械类、化工与制药类、土建类、电气信息类、工程力学类、材料科学类、管理科学与工程类、工商管理类。
这十类就业率高的专业,有的为报考时的冷门专业,甚至在一些专业中,90%以上为调剂生。
而报考时的热门专业就业时却遭遇尴尬,比如法学、医学、国际经济与贸易、计算机科学与技术、生物技术、环境工程、生物工程等。
在选择时,紧盯热门不如参考由教育部公布的专业就业状况、社会调查机构的相关数据、专业所在高校的就业情况、专业行业的统计数据、招聘网站的供求情况等。
但同时,也要注意社会对不同专业毕业生的需求并不平衡,这些专业的供求状况,在不同学校、不同学历层次的表现不一样,并随着时间的推移而变化。