電氣工程及自動化學的內容精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇電氣工程及自動化學的內容，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

【關鍵詞】現(xiàn)代工程化學特色教材建設研究

1 目的意義

《現(xiàn)代工程化學》課程，旨在使學生掌握現(xiàn)代化學的基本知識和理論，了解化學在社會發(fā)展和科技進步中的作用，了解化學在其發(fā)展過程中與其他學科相互滲透的特色，培養(yǎng)學生用現(xiàn)代化學的觀點去觀察和分析工程技術上可能遇到的化學問題，并能和化學工作者一起解決，為今后繼續(xù)學習和工作打下必要的化學基礎，也將培養(yǎng)跨世紀建設人才所必備的現(xiàn)代化學素養(yǎng)，所以編寫一部適用于電氣工程專業(yè)本科學生培養(yǎng)特點的《現(xiàn)代工程化學》教材，不僅可以改變學生教師無適用教材使用的困境，實現(xiàn)教與學的便利通暢，更可以完善基礎化學教育體系，培養(yǎng)寬厚扎實基礎理論的高級人才，尤其針對電力行業(yè)中化學知識的應用與化學問題的解決，包括新材料、能源、環(huán)境保護等領域提供理論學習平臺[1]。

目前電氣工程及其自動化學科[2]涉及電力電子技術，計算機技術，電機電器技術信息與網絡控制技術，機電一體化技術等諸多領域，是一門綜合性較強的學科，而化學學科在該專業(yè)中一直不受重視，因而導致適用于該專業(yè)的化學類教材匱乏。近年來，隨著科技的發(fā)展，電氣設備不斷采用新材料，新技術，該專業(yè)發(fā)展受到化學新材料技術的影響很大，同時該專業(yè)學生在電氣元件的選用、組裝、設備防腐等方面由于化學知識缺乏往往造成制作的器件性能低下，腐蝕嚴重等情況。我校電氣工程及自動化專業(yè)實驗班開設的本科必修課《現(xiàn)代工程化學》目前處于無適合教材使用的狀況，在整體教學過程及學生學習過程中引起諸多不便，經調研國內相關類型及層次的教材有《工程化學基礎》和《工程化學》[3—4]，但理論內容相對單一，結構層次簡單，與電力應用領域聯(lián)結空白的現(xiàn)實狀態(tài)，無法滿足培養(yǎng)實驗班學生的特點要求，而且在教學過程中要不斷補充相關無機化學、有機化學、熱力學及材料能源發(fā)展的知識內容，還要拓展前沿領域研究進展，所以建設適用于電力行業(yè)使用的《現(xiàn)代工程化學》特色教材具有迫切性及應用性需求。

2.鮮明特色

《現(xiàn)代工程化學》特色教材建設是針對我校電氣工程及自動化專業(yè)實驗班開設的本科必修課，是高等院校非化學化工類工科專業(yè)學生需要學習的一門重要基礎課程，是培養(yǎng)全面發(fā)展的現(xiàn)代高級工程技術人員和相關管理人才知識結構和綜合能力的重要組成部分。本教材從物質的化學組成、化學結構和化學反應基本規(guī)律出發(fā)，介紹有現(xiàn)實應用價值和潛在應用價值的基礎理論和基本知識，密切聯(lián)系電力行業(yè)現(xiàn)代工程技術中遇到的諸如材料的加工與防護、能源的開發(fā)與利用、電廠環(huán)境保護有關化學問題，了解化學與其他學科間的交叉滲透，其目的主要是幫助學生建立物質變化的觀點和能量變化的觀點，提高學生的科學素質和創(chuàng)新能力，以利于學生在今后的工作中能有意識地運用化學知識去觀察、分析和解決電力行業(yè)所涉及的化學問題。本教材將現(xiàn)代化學基本原理與當前迅速發(fā)展的材料、能源、環(huán)境科學密切聯(lián)系，同時聯(lián)結電力行業(yè)中化學知識的多方面應用，具有內容簡明、聯(lián)系實際、突出重點的特色，可作為工科高等學校非化工類專業(yè)的普通化學課程的教材，此外教材強調化學基礎理論的系統(tǒng)性，強化基礎結構理論，尤其突出前沿領域應用研究，在編寫理念、章節(jié)結構和內容安排方面進行全新嘗試。

3.具體方案

3.1精選化學基礎理論

通過調研及匯總資料文獻，項目負責人及項目組成員認真研究本項目，結合電氣工程及自動化專業(yè)實驗班培養(yǎng)方案，確定教材編寫大綱，整合無機化學、有機化學、分析化學、物理化學四大基礎化學經典理論，如無機化學中物質結構包括原子結構與分子結構理論，有機化學中與能源、材料相關的重要有機物化性理論，分析化學中表征物質材料結構的光譜學內容，物理化學中化學反應規(guī)律等，強化理論聯(lián)系實際，突出工程應用。

3.2匯總電力行業(yè)中化學知識的多方面應用

整合電廠儀器分析、電廠化學儀表、電廠水處理、電力用油、電力用煤等多課程實例應用內容結合基礎化學理論，通過廣泛調研，收集材料，結合電力行業(yè)特點，介紹有關電廠水、煤、油、氣、汽、廢水、儀表、鍋爐腐蝕與防護等與化學學科密切相關內容。

3.3化學前沿領域研究進展

以反映新知識、新技術、新工藝和新材料為指導，突出介紹電力行業(yè)中最新化學知識理論的應用與化學問題的解決。例如發(fā)展低碳智能電網指標體系、電廠化學綠色處理、超導材料應用和輸變電系統(tǒng)中化學問題及對策等，同時補充國外電廠中與化學專業(yè)有關的技術問題。

3.4復習指導與課后練習

精心總結各章節(jié)復習指導綱要，挑選具有代表性習題，鞏固理論內容，并配合編寫習題答案。

4.創(chuàng)新性

突出聯(lián)系電力行業(yè)中化學理論應用與化學問題的解決，包括新材料、能源、環(huán)境保護等領域的實際應用研究，化學前沿領域的精粹概述。針對實驗班學生培養(yǎng)特點，完善基礎化學理論學習體系，有助于引導學生在較高層面學習化學理論，為學好學活工程化學奠定基礎。

5.學生受益情況分析

通過電力行業(yè)《現(xiàn)代工程化學》特色教材的編寫與建設，首先將改變學生無固定教材上課的現(xiàn)狀，利于學生系統(tǒng)學習、預習和復習，更利于教師授課及教學安排。通過對化學基礎理論進行整合，添加與電力行業(yè)相關的設備、材料、能源、環(huán)境等化學知識的應用與聯(lián)結，有利于培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng)和工程意識，將更能夠適應國內電力建設的發(fā)展需求，有利于學生畢業(yè)后參與更多的實際工程、建設項目合作，更好的應用化學理論并解決在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的化學問題，綜合培養(yǎng)提高學生的學習視野、信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和交叉學科融合應用能力。

6.致謝

本論文由東北電力大學 "電力行業(yè)《現(xiàn)代工程化學》特色教材建設" 教學改革項目支持，特此感謝。

參考文獻

[1] 周立亞. 工程化學課程的性質和教學探討[J]. 廣西大學學報 No.1， 2002

[2] 李孜. 電氣工程專業(yè)本科教育改革初探[J]. 中國電力教育 No.15 2012

[3] 李海艷. 工程化學課程的教學實踐探討 [J]. 產業(yè)與科技論壇 No.11，2011

[4] 樊華，鄧健. 工程化學多媒體教學課件的研制與實踐[J]. 【摘要】《現(xiàn)代工程化學》是針對我校電氣工程專業(yè)實驗班開設的本科必修課，是高等院校非化學化工類工科專業(yè)學生需要學習的一門重要基礎課程，本文詳盡闡述了《現(xiàn)代工程化學》教材建設的目的意義、鮮明特色、具體方案、創(chuàng)新性及學生受益情況分析。

【關鍵詞】現(xiàn)代工程化學特色教材建設研究

1 目的意義

《現(xiàn)代工程化學》課程，旨在使學生掌握現(xiàn)代化學的基本知識和理論，了解化學在社會發(fā)展和科技進步中的作用，了解化學在其發(fā)展過程中與其他學科相互滲透的特色，培養(yǎng)學生用現(xiàn)代化學的觀點去觀察和分析工程技術上可能遇到的化學問題，并能和化學工作者一起解決，為今后繼續(xù)學習和工作打下必要的化學基礎，也將培養(yǎng)跨世紀建設人才所必備的現(xiàn)代化學素養(yǎng)，所以編寫一部適用于電氣工程專業(yè)本科學生培養(yǎng)特點的《現(xiàn)代工程化學》教材，不僅可以改變學生教師無適用教材使用的困境，實現(xiàn)教與學的便利通暢，更可以完善基礎化學教育體系，培養(yǎng)寬厚扎實基礎理論的高級人才，尤其針對電力行業(yè)中化學知識的應用與化學問題的解決，包括新材料、能源、環(huán)境保護等領域提供理論學習平臺[1]。

目前電氣工程及其自動化學科[2]涉及電力電子技術，計算機技術，電機電器技術信息與網絡控制技術，機電一體化技術等諸多領域，是一門綜合性較強的學科，而化學學科在該專業(yè)中一直不受重視，因而導致適用于該專業(yè)的化學類教材匱乏。近年來，隨著科技的發(fā)展，電氣設備不斷采用新材料，新技術，該專業(yè)發(fā)展受到化學新材料技術的影響很大，同時該專業(yè)學生在電氣元件的選用、組裝、設備防腐等方面由于化學知識缺乏往往造成制作的器件性能低下，腐蝕嚴重等情況。我校電氣工程及自動化專業(yè)實驗班開設的本科必修課《現(xiàn)代工程化學》目前處于無適合教材使用的狀況，在整體教學過程及學生學習過程中引起諸多不便，經調研國內相關類型及層次的教材有《工程化學基礎》和《工程化學》[3—4]，但理論內容相對單一，結構層次簡單，與電力應用領域聯(lián)結空白的現(xiàn)實狀態(tài)，無法滿足培養(yǎng)實驗班學生的特點要求，而且在教學過程中要不斷補充相關無機化學、有機化學、熱力學及材料能源發(fā)展的知識內容，還要拓展前沿領域研究進展，所以建設適用于電力行業(yè)使用的《現(xiàn)代工程化學》特色教材具有迫切性及應用性需求。

2.鮮明特色

《現(xiàn)代工程化學》特色教材建設是針對我校電氣工程及自動化專業(yè)實驗班開設的本科必修課，是高等院校非化學化工類工科專業(yè)學生需要學習的一門重要基礎課程，是培養(yǎng)全面發(fā)展的現(xiàn)代高級工程技術人員和相關管理人才知識結構和綜合能力的重要組成部分。本教材從物質的化學組成、化學結構和化學反應基本規(guī)律出發(fā)，介紹有現(xiàn)實應用價值和潛在應用價值的基礎理論和基本知識，密切聯(lián)系電力行業(yè)現(xiàn)代工程技術中遇到的諸如材料的加工與防護、能源的開發(fā)與利用、電廠環(huán)境保護有關化學問題，了解化學與其他學科間的交叉滲透，其目的主要是幫助學生建立物質變化的觀點和能量變化的觀點，提高學生的科學素質和創(chuàng)新能力，以利于學生在今后的工作中能有意識地運用化學知識去觀察、分析和解決電力行業(yè)所涉及的化學問題。本教材將現(xiàn)代化學基本原理與當前迅速發(fā)展的材料、能源、環(huán)境科學密切聯(lián)系，同時聯(lián)結電力行業(yè)中化學知識的多方面應用，具有內容簡明、聯(lián)系實際、突出重點的特色，可作為工科高等學校非化工類專業(yè)的普通化學課程的教材，此外教材強調化學基礎理論的系統(tǒng)性，強化基礎結構理論，尤其突出前沿領域應用研究，在編寫理念、章節(jié)結構和內容安排方面進行全新嘗試。

3.具體方案

3.1精選化學基礎理論

通過調研及匯總資料文獻，項目負責人及項目組成員認真研究本項目，結合電氣工程及自動化專業(yè)實驗班培養(yǎng)方案，確定教材編寫大綱，整合無機化學、有機化學、分析化學、物理化學四大基礎化學經典理論，如無機化學中物質結構包括原子結構與分子結構理論，有機化學中與能源、材料相關的重要有機物化性理論，分析化學中表征物質材料結構的光譜學內容，物理化學中化學反應規(guī)律等，強化理論聯(lián)系實際，突出工程應用。

3.2匯總電力行業(yè)中化學知識的多方面應用

整合電廠儀器分析、電廠化學儀表、電廠水處理、電力用油、電力用煤等多課程實例應用內容結合基礎化學理論，通過廣泛調研，收集材料，結合電力行業(yè)特點，介紹有關電廠水、煤、油、氣、汽、廢水、儀表、鍋爐腐蝕與防護等與化學學科密切相關內容。

3.3化學前沿領域研究進展

以反映新知識、新技術、新工藝和新材料為指導，突出介紹電力行業(yè)中最新化學知識理論的應用與化學問題的解決。例如發(fā)展低碳智能電網指標體系、電廠化學綠色處理、超導材料應用和輸變電系統(tǒng)中化學問題及對策等，同時補充國外電廠中與化學專業(yè)有關的技術問題。

3.4復習指導與課后練習

精心總結各章節(jié)復習指導綱要，挑選具有代表性習題，鞏固理論內容，并配合編寫習題答案。

4.創(chuàng)新性

突出聯(lián)系電力行業(yè)中化學理論應用與化學問題的解決，包括新材料、能源、環(huán)境保護等領域的實際應用研究，化學前沿領域的精粹概述。針對實驗班學生培養(yǎng)特點，完善基礎化學理論學習體系，有助于引導學生在較高層面學習化學理論，為學好學活工程化學奠定基礎。

5.學生受益情況分析

通過電力行業(yè)《現(xiàn)代工程化學》特色教材的編寫與建設，首先將改變學生無固定教材上課的現(xiàn)狀，利于學生系統(tǒng)學習、預習和復習，更利于教師授課及教學安排。通過對化學基礎理論進行整合，添加與電力行業(yè)相關的設備、材料、能源、環(huán)境等化學知識的應用與聯(lián)結，有利于培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng)和工程意識，將更能夠適應國內電力建設的發(fā)展需求，有利于學生畢業(yè)后參與更多的實際工程、建設項目合作，更好的應用化學理論并解決在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的化學問題，綜合培養(yǎng)提高學生的學習視野、信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和交叉學科融合應用能力。

6.致謝

本論文由東北電力大學 "電力行業(yè)《現(xiàn)代工程化學》特色教材建設" 教學改革項目支持，特此感謝。

參考文獻

[1] 周立亞. 工程化學課程的性質和教學探討[J]. 廣西大學學報 No.1， 2002

[2] 李孜. 電氣工程專業(yè)本科教育改革初探[J]. 中國電力教育 No.15 2012

篇2

關鍵詞：《自動控制原理》；教學改革；工程實踐能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）04-0141-02

一、引言

隨著科技的日新月異，自動控制技術的應用與發(fā)展在社會各個領域已取得了豐碩成果。在控制技術需求的推動下，控制理論本身也取得了顯著進步。為了適應新形式下的人才培養(yǎng)需求，更好地滿足我國新能源產業(yè)及電力行業(yè)的發(fā)展要求，石河子大學自開設電氣工程及其自動化專業(yè)以來，一直將《自動控制原理》課程設為該專業(yè)本科生的專業(yè)基礎課程。

《自動控制原理》是主要講述控制系統(tǒng)的一般原理和方法論的課程。學生通過該課程的學習，能掌握自動控制方面的基本理論、基本知識和基本技能，以此為基礎培養(yǎng)學生的分析和解決問題能力。培養(yǎng)學生從控制論的角度認識和理解系統(tǒng)問題，鞏固基本概念和原理、分析和設計控制系統(tǒng)的技術和方法，鍛煉基本的實驗能力，促進學生養(yǎng)成理論聯(lián)系實際的學風和實事求是的科學態(tài)度。

近年來，《自動控制原理》課程改革與實踐工作也在逐步完善中。通過教材改革、授課教師講課比賽、創(chuàng)建精品課程、多媒體課件大賽和開展雙語教學等多種實踐工作，不斷豐富教學手段，積累教學研究成果。本文立足于綜合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的思考和教學改革的必要性，深入解析了《自動控制原理》課程特性及教學過程中存在的若干關鍵問題，并結合筆者多年課程教學實踐與體會，提出了幾點課程教學改革舉措及展望。

二、課程特性及關鍵問題分析

1.課程特性分析。《自動控制原理》課程的首要特性是其涉及的理論知識較多，覆蓋的學科廣及信息量大。在課程學習過程中，學生必須具備寬厚的數學基礎，熟練掌握如微積分變換、拉普拉斯變換、Z變換及矩陣運算等數學工具。此外，面向電氣工程及其自動化專業(yè)，尤其在建模階段，課程既涉及物理與化學的基礎知識，又涉及電氣、機械工程等專業(yè)學科知識。因此，要求學生有扎實的數學功底和靈活運用知識解決實際問題的能力。《自動控制原理》也是一門綜合性的課程，要求學生具有一定的自主設計控制系統(tǒng)的能力。其次，自動控制原理偏向于圖形分析法的應用。課程大量使用圖形與計算相結合的方法，要求學生具有一定的繪圖能力，比如系統(tǒng)的動態(tài)連接框圖、根軌跡、奈奎斯特圖和伯德圖等。雖然圖形教學法具有直觀性與形象化的優(yōu)勢，但傳統(tǒng)板書教學耗時量較大，應結合計算機和多媒體技術提升教學效率。最后，《自動控制原理》是一門實踐性很強的課程，其工程應用背景濃烈，在教學過程中，必須堅持理論與實踐并重，將工程實例與理論教學緊密融合，拓展學生的工程實踐思維，培養(yǎng)學生的工程實踐能力，這才是《自動控制原理》課程教學改革的側重點與落腳點。

2.課程教學存在的關鍵問題。鑒于上述課程特性分析，《自動控制原理》在教學方面存在一些亟需解決的問題。（1）《自動控制原理》課程理論性強，涉及面廣，尤其在數學應用方面，抽象性強且計算復雜，教學困難。此外，隨著自動化技術的發(fā)展，新方法與新問題層出不窮，迫使理論的教與學必須緊跟時代的需求，不斷更新內容。如何從大量的數學論證逐漸側重到工程應用中，為后續(xù)專業(yè)課程的學習及畢業(yè)設計和科研工作是至關重要的。（2）《自動控制原理》課程理論教學與工程實踐很難完全同步。由于學生在課堂集中接觸的是理論知識，對事物的認知與分析能力有限，很難主動挖掘和聯(lián)系工程實際中存在的理論與應用問題。此外，隨著控制理論自身的不斷完善，控制對象的范疇也不斷延伸，需要授課教師本身具有很高的專業(yè)素養(yǎng)。因此，理論知識與工程實踐的嚴重脫節(jié)會造成學生的積極性與主動性不強，嚴重情況下還會引起課程重要知識點吃不透、想不深的問題。因此，面對“時間緊、內容多、理論難”的問題，傳統(tǒng)的教學方法與方式已經完全不能滿足《自動控制原理》的教學要求。為了更好地解決教與學、理論學習與實驗實踐等問題，《自動控制原理》的教學改革與實踐措施必須不斷完善。

三、教學改革措施初探

筆者根據多年的教學經驗和課程總結，基于上述的課程特性分析及教學存在的關鍵問題，在如何優(yōu)化課程教學主線、凝練教學內容、加強實踐環(huán)節(jié)等方面進行了改革初探。

1.注重概念，由淺入深，優(yōu)化教學主線。《自動控制原理》的授課內容應突出控制系統(tǒng)建模、分析與設計方法的講授，著重于分析與設計理論的重要概念和方法論。在教學過程中，重視知識點的推導思路，淡化數學推導過程，由淺入深地貫穿所有知識點。在滿足教學內容系統(tǒng)性的前提下，優(yōu)化教學主線，注重知識點彼此間的關系。

2.精練課程內容，模塊化知識結構，突顯教學內容的系統(tǒng)性。考慮學生自身的專業(yè)水平、培養(yǎng)目標及實踐平臺等因素，優(yōu)化教學內容。根據“自動控制理論”的知識結構特性，課程主要劃分為三大模塊：數學建模、控制系統(tǒng)分析法和設計原理，其中數學建模是理論基礎，系統(tǒng)分析是課程核心，系統(tǒng)設計是控制的最終目標。在教學中必須突出知識的系統(tǒng)性，培養(yǎng)學生“模塊化”與“系統(tǒng)化”思維。

3.理論與實踐遞進式教學。為了培養(yǎng)學生良好的學習素養(yǎng)，必須加強理論知識和工程實際緊密結合，教學既要注重理論知識的傳授，又要結合一定的工程應用實例，強調控制系統(tǒng)的物理內涵與應用背景，深化學生對控制理論的認知和理解，培養(yǎng)良好的系統(tǒng)化與工程化的思維方式。

4.積極開展開放性實驗，加強實踐環(huán)節(jié)，提高工程應用能力。自“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”啟動以來，推動了教學改革的新。在教學過程中，充分利用工程分析的思維模式與手段，加強控制思想和工程背景的闡述。建立基于MATLAB/SIMULINK仿真環(huán)境的虛擬實驗模式，增加綜合性和設計性的實驗項目。此外，以科研和競賽為契機，提高實踐動手能力，利用大學生創(chuàng)新實驗室和開放式實驗教學平臺，積極鼓勵大學生參加課外科技競賽活動。通過與學生之間的溝通與探討，從理論與實踐、學習方法與科研態(tài)度、學習興趣與價值觀等方面全面提升學生的專業(yè)能力和科研素養(yǎng)。

四、結語

隨著社會的進步和科技的發(fā)展，專業(yè)知識的更新和能力提升必須與時俱進。因此，課程教學改革和實踐是勢在必行的。本文探討了面向應用型本科的《自動控制原理》課程的教學改革問題。通過改革，使課程的教學內容更符合專業(yè)的課程體系，教學方法和教學手段更突顯專業(yè)的系統(tǒng)性和創(chuàng)新性，從而提升教學質量與效率，激發(fā)創(chuàng)新意識，提高解決工程實際問題的能力。

參考文獻：

[1]郭愛文，周洪.“自動控制原理”課程教學改革探討[J].電氣電子教學學報，2014，36（1）：11-12.

[2]張春慧，葛麗娟，宗哲英.面向機電類專業(yè)的《自動控制原理》課程教學改革探討[J].教育教學論壇，2015，（34）：80-82.

[3]李紅星，張大平.淺析自動控制原理課程的教學方法[J].欽州學院學報，2013，28（2）：87-89.

[4]謝林柏，徐穎秦.面向卓越計劃的“自動控制原理”課程教學探索[J].中國電力教育，2013，（31）：91-92.

[5]劉金頌，張慶陽，蘇曉峰，楊蕾.Matlab軟件在自動控制原理實驗中的應用[J].實驗技術與管理，2014，31（6）：138-141.

Technological and Applied Undergraduate Education Reform on "Automatic Control Theory"

ZHAO Mi，LU Min，CEN Hong-lei

（Machinery and Electricity College of Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832003，China）