導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇電氣工程學科特點，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：G 64 文獻標識碼：A 文章編號：1671-623X(2012)01-0072-05

一、引言

學習動機是在語言學習諸個體因素中最具能動性的因素之一［1］。在大學里，英語常規教學時間有限，學生更多依靠自學，學習動機對學生維持英語學習行為，提高外語能力具有重要意義。尤其是工科學生，他們的專業學習任務相對較重，英語學習時間和實踐的機會相對較少。如何有效激發工科學生英語學習動機，是英語教育工作者和學生本人關心的問題。了解工科學生英語學習動機的特點及其與英語成績的關系，無論對豐富教育心理學的理論，還是對大學公共英語教學都很有價值。

目前，國內英語學習動機的研究對動機大多采取了內在―外在動機或工具―融入兩分法［2-3］。這種兩分法比較簡單，劃分結果也比較粗略，難以深入了解學生的英語學習動機。加拿大研究者Noels［4］結合了Gardner［5］的工具――融入分類和自我決定理論（Self-Determination Theory）［6］，將大學生外語學習動機區分為：融入型動機（Integrative Motivation）、內在動機（Intrinsic Motivation）、認同調節動機（Identified Regulation）、投射調節動機（Introjected Regulation）、外部調節動機（External Regulation）和動機缺乏（Amotivation）。融入型動機是外語學習中獨有的動機，指個體對目標語群體和文化感興趣，并希望通過學習這種語言而與該群體成員交流，變得與它們相似。內在動機是指個體學習外語是出于對外語本身的興趣。認同調節動機是指個體看到了外語學習對于個人發展和成長的意義和價值，而認同外語學習過程。投射調節動機是指個體接受外部強加的規則作為推動自己外語學習的規范，如學生為了避免內疚感而學習。外部調節動機是指學習行為由自身之外的因素（如考試、獎勵或懲罰）而激發。動機缺乏是指個體完全看不到外語學習的意義和價值，也完全缺乏行動的意圖。

Noels的研究［4,7］發現，認同調節動機和外部調節動機是大學生主要的外語學習動機，但積極影響學生學習行為和成績的是內在動機和認同調節動機，動機缺乏對學生的學習行為和成績具有消極影響。華人地區的研究［8,9］與Noels的研究存在一定的差異，主要表現為內在動機對學生的學習行為和成績的作用不明顯，研究者將其歸結為學習環境和評價體系挫傷學生的內在動機，但是文秋芳［10］對英語專業學生外語學習動機的研究并沒有發現這種情況。工科學生工程實踐多，語言實踐少，外語學習的外部壓力大（如要通過四級考試等），這些因素是否會削弱學生的內在動機？影響學生成績的主要動機又是什么呢？為了更好地揭示工科學生英語學習動機的特點，從而對學生的英語學習提供有針對性的指導，有必要對工科學生英語學習動機的特點、年級差異及其與英語成績的關系進行研究。

二、研究對象與方法

1. 研究對象

廣東某大學370名大一至大三的在校本科生，全部是工科學生，其中大一132名，大二157名，大三75名，年級缺失6人。男生310名，女生46名，性別缺失14人。

2. 研究工具

參照Gardner［5］的態度和動機測驗集（AMTB，Attitude and Motivation Test Battery）和Noels［4］語言學習內外在動機量表（Intrinsic and Extrinsic Motivation Scale），編制大學生英語學習動機問卷，共包括6個分量表、41個項目，分別是融入型動機、內在動機、認同調節動機、投射調節動機、外部調節動機、動機缺乏。問卷采用4級計分，從“完全不符合”到“完全符合”計為“1～4分”。除動機缺乏分量表外，其余5個分量表得分越高則動機水平越高。在正式施測前，對問卷進行了預測（被試100人，為工科大學學生），探索性因素分析證明了預先設想的問卷結構，總量表和各分量表的內部一致性系數在078～082之間。在此研究中，總量表和各分量表的內部一致性系數在077～086之間。

3. 研究程序

以班為單位，研究者為主試，使用統一的書面指導語和口頭指導語進行集體施測，時間約為25分鐘。

同時獲得大一、大二學生下學期期末考試成績以及大三的“四級”統考成績作為學生成績指標。為了消除考試不同所造成的誤差，測驗成績按照不同的考試進行標準化后轉換為T分數來進行后續分析。

4. 數據處理

本研究發放問卷380份，收回有效問卷370份，有效回收率為974％。對問卷各項統一編碼，所有數據由Spss for Windows 160進行數據錄入、管理和分析。

三、結果

1. 學生英語學習動機、年級和性別差異分析

不同年級學生英語學習動機的平均數和標準差見表1。為了考察學生英語學習動機類型的差異和年級、性別特點，以學生英語學習動機為組內變量，以年級、性別為組間變量，進行重復測量方差分析。

結果表明，學生不同動機類型之間存在顯著差異， F（5，344）＝91332，P

為了考察各個年級學生不同動機類型之間的差異，分年級進行了英語學習動機的重復測量方差分析。結果表明，每個年級學生的不同英語學習動機之間存在顯著性差異，隨后的配對樣本t檢驗發現無論是對總體被試還是對不同年級的被試，除了認同調節動機和外部調節動機之間不存在顯著差異以外，其他動機之間都存在顯著差異。從表1可以看到，學生的英語學習動機以認同調節動機最高，其次是外部調節動機，接著依次是內在動機、融入型動機、投射調節動機和動機缺乏。

為了考察每種動機類型的年級差異，以每種動機為因變量，年級為自變量進行單因素方差分析。結果發現，內在動機、認同調節動機和動機缺乏存在顯著的年級差異，隨后的年級多重事后比較發現，無論是內在動機還是認同調節動機，大一到大二都顯著下降，大三略有上升，但與大二沒有顯著差異。動機缺乏則相反，大一到大二顯著上升，大三又顯著下降。見表1。由此可見，大二是學生英語學習動機的轉折點，在大二的時候，學生的英語學習動機變得消極，內在動機和認同調節動機下降，而動機缺乏上升。

2. 學生英語成績與英語學習動機的相關分析

為了考察學生英語學習動機與英語成績的關系，計算了兩者的Pearson相關。從表2可以看出，學生的測驗分數（T分數）與認同調節動機存在顯著的正相關，與動機缺乏存在顯著的負相關。

3. 英語學習動機對學生英語成績的回歸分析

為了考察各種動機對英語學習的影響，建立了測驗分數對各學習動機的回歸方程。因為前面的方差分析發現，年級、性別也可能影響大學生學習動機，因此采用分層回歸方法，在第一步以強迫進入法（enter）納入年級、性別變量，第二步再采用逐步回歸法（stepwise法）納入學習動機變量，以考察在控制了年級、性別以后，學習動機對大學生學習成績的預測作用。由于年級是順序變量，性別是分類變量，都不能直接作為回歸自變量，因此先進行了虛擬變量的轉換，年級變量以大一為比較基準，性別變量以男生為基準。

從表3可以看到，在控制了年級、性別之后，認同調節動機和動機缺乏先后進入了回歸方程，兩者進入模型所引起的決定系數的增量都達到了顯著水平（ΔF（1，297）＝14500，P

四、討論

1.工科大學生英語學習動機的特點

研究發現，認同調節動機和外部調節動機是工科大學生英語學習的主要動機，而內在動機和融入型動機相對較弱，這與Noels的研究［4,7］和國內其他研究一致 ［2,3］。大學生英語學習動機以外部動機為主具有一定發展必然性。在大學階段，學生的社會經驗逐漸豐富，學習動機更加具有目的性和社會方向性，他們在學習時會較多地考慮升學、就業、同伴競爭以及父母期待等因素，外部動機自然較高。但是，發展因素并不是大學生英語學習動機以外部動機為主的唯一解釋。實際上，Gottfried［11］根據她在縱向研究中獲得的內在動機發展趨勢的學科差異，指出學生動機的發展并不是一個純粹的發展問題，而是一個受多種因素影響的現象，比如教學方法和考核方式等。在公共英語教學中，教師為主導，滿堂灌的現象比較常見，教學活動單一，教師教學過程中較少考慮學生的自主性，這些都不利于學生內在動機的培養。此外，學生在日常學習生活中也缺乏使用外語的語境，很難產生為了與他人交流和掌握國外文化而學習的融入型動機。因此，教師在教學中要有意識地激發學生的自主性，比如可以讓學生根據自己的特長和興趣選擇相應的考核方式，教師還可以創設各種活動來激發學生學習的熱情，也為學生提供英語學習的語境，比如可以采用表現性評價的方法，讓學生排演英文短劇、進行英文辯論或者寫作英文日記等。

本研究發現，從大一到大二，學生的內在動機、認同調節動機顯著下降，動機缺乏顯著上升，大二到大三的變化則不顯著。大二成為學生英語學習動機的轉折點，可能跟大學生英語四級考試（CET）有關。“四級”的高利害關系（如找工作時作為英語能力的一種重要憑證）使準備“四級”考試成為大二學生學習英語的主要任務。由于工科學生專業學習任務較重，英語學習和實踐機會較少，“四級”壓力比其他學科的學生要大。強大的壓力會減少學生學習活動中的積極情感體驗，增加焦慮情緒，這種情況會挫傷學生的內在動機。而且，由于“四級的考試”內容跟學生的專業學習和實際應用聯系不緊密，學生難以認識到英語學習對自己專業發展、個人成長的意義和價值，所以認同調節動機下降。此外，焦慮情緒還會使學生消極應對，喪失行動的動力，“動機缺乏”自然上升。國內學者文秋芳［10］對英語專業學生歷時三年的追蹤研究發現，從大一到大三，學生的英語學習內在動機隨年級增高而逐漸增強，外在動機則沒有顯著變化，這與本研究的結果存在差異。這種差異，除了研究方法所導致的外，也可能是因為英語專業的學生有更多的機會來應用所學知識、學習方式更多樣，而且英語專業學生的考核方式也更為多樣。這對工科英語教學的啟發在于，在工科大學的公共英語教育中，應該淡化“四級”考試，將英語學習評價寓于日常教學中，加強英語學習跟專業學習的聯系，以此來提高學生的內在動機和對英語學習價值的認同。

2. 工科大學生英語學習動機與英語成績的關系

工科大學生的“動機缺乏”對其英語成績具有顯著的負向預測作用，這說明，從量上來說，動機的有或無，對學生的學習成績具有重要的影響。然而，從動機的本質來說，并不是所有動機都對學生的英語成績有促進作用。工科大學生的認同調節動機對英語成績的作用顯著，但內在動機不顯著。這跟Noels的研究［4,7］有些不一致，但跟D Ailly［8］在臺灣以及Moneta和Siu［9］在香港的研究結果相似。在他們的研究中，發現內在動機對成績的影響是負向的，而外在動機的作用卻是正向的。

Moneta和Siu認為，華人學生的內在動機對其成績沒有促進作用，其中一個原因可能是因為華人的教育評價體系不認可或獎勵創造性的結果。教師對模式化答案的重視將會對學生的創造性答案不利，因為學生新穎的想法常常包含了一些跟常見答案或老師期望的理想答案無關的內容。這也是為什么具有內在動機的學生不容易得高分的原因。在英語學習中，具有內在動機的學生更多尋求的是語言的實際應用和語言整體，而較少將語言分解為詞匯、語法等，但這些是標準化英語考試中的重要內容，這也許是內在動機對學生英語成績沒有積極影響的原因，此外，也可能是大學生的內在動機不高，不足以促進學生的英語學習。雖然學生的外部調節動機和認同調節動機都很高，但只有認同調節動機對學生成績具有促進作用。這可能是因為具有外部調節動機的學生只在有明顯的強化物（如考試）的時候才會有所行動，學習的堅持性低。相反，具有較高認同調節動機的學生能夠看到英語學習對于自己一生發展的意義和價值，對這種價值的認同使他們能夠長期堅持學習，從而獲得較好的成績。但是，如果學習只靠認同調節動機來發動的話，就會變成一個枯燥的過程，長此以往反而不利于學生的學習。同時具有高認同調節動機和內在動機的學生，既有學習的堅持性，又能在學習中體會到樂趣，他們的學習行為就會越積極，也可能獲得更好的學習成績。［12］因此，在我國的公共英語教育中，如何提高學生的內在動機和認同調節動機是廣大大學英語教育工作者需要思考的問題。

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Characteristics of English Learning Motivation and its Relationship with English Achievement: A Research of Undergraduates from Universities of Technology

ZENG Xi-hua1, LUO Jia-wen2

(1. Department of Psychology, School of Public Health and Tropical Medicine, Southern Medical University, Guangzhou, Guangdong 510515, P. R. China; 2. CPC Commitee office,Guangdong University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510006, P. R. China)

Abstract: Based on self-determination theory and with the participation of 370 students from a university of technology, this study explores the characteristics of college students English learning motivation and the relationship between motivation and English achievement. According to the results, (i) English learning motivation of technology undergraduates is at medium level, with identity regulation motivation on the highest level, extrinsic motivation on the medium level, and amotivation on the lowest level; (ii) the motivation of sophomores, especially their intrinsic motivation, is the lowest among the freshmen, sophomores and juniors; (iii) identity regulation can positively predict students English achievement and amotivation can negatively predict students English achievement.

Key words: English learning motivation; English achievement; technology students

篇2

作者簡介：朱海燕（1976-），女，安徽明光人，嘉興學院實驗室與設備管理處，助理研究員；張今朝（1971-），男，安徽廬江人，嘉興學院機電工程學院，講師。（浙江 嘉興 314001）

基金項目：本文系嘉興學院2012年度教改項目（項目編號：N85151260）的研究成果。

中圖分類號：G482 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0104-02

學科建設一直是高等院校提升綜合實力的重要手段，也是自身不斷發展的終級推手；實驗室建設，是學科團隊進行教學、科研的物質支撐；而實驗室管理則是兩者結合的紐帶，是體現高等院校特色的重要方面。[1-3]

在浙江省諸多高等院校中，嘉興學院作為新建本科院校，幾年來充分利用浙江省高等教育發展機遇，竭力發揮學校辦學特色與優勢，堅持“質量立校、人才興校、科研強校”的辦學理念，走可持續發展的辦學道路，在實驗室建設、管理、師資隊伍建設、學科建設、科學研究水平、人才培養等方面取得了不菲成績。目前已經具備一定的辦學條件、辦學規模、辦學優勢，積累了良好的社會聲譽和社會知名度。

在新的歷史條件下，隨著大眾化高等教育不斷深化，學院在實驗室建設和管理中出現的薄弱環節間接地反映了團隊建設的不足。如何在學科建設中添加新的內涵，如何提升學科專業水平和綜合實力，如何挖掘實驗室建設中存在的豐富潛力，夯實實驗室建設的每一個環節，再反饋至學科團隊建設，形成一個健康良好的動態循環體系，是幾個急需解決的問題，因而有著極其重要的社會意義和現實意義。[4-6]

一、電氣類學科專業概貌

1.發展中初顯規模

嘉興學院機電工程學院電氣工程及其自動化專業，分為電力系統自動化和電機及電氣控制兩個方向，兩個學術基層組織：傳動與控制工程研究所、電氣裝備及其自動化研究所。近幾年來，無論在師資隊伍引進和實驗室平臺建設方面都有較大的發展，如圖1所示。從2008年至2012年間，電氣工程類實驗室建設經費從3100萬增長到3800萬元。

電氣工程及其自動化專業建設要以深化教學改革為動力，以培養具有較強創新能力的電氣工程高素質應用型人才為核心，以提高辦學水平和教學質量為目的，以師資隊伍建設為關鍵，以物質條件建設為保證，以相應的學科建設為依托，推動專業的建設和發展。在人才培養規格上體現強電與弱電相結合、電工技術與電子技術相結合、硬件與軟件相結合、元件與系統相結合。在人才培養模式上要體現優化課程體系，保證學生知識結構的質量；積極推進素質教育，強化實踐環節，努力培養出具有全面素質和競爭力的應用型人才。電氣工程及其自動化專業2009年被指定為浙江省高校重點建設專業。

2.需要解決的問題

（1）科研和教學環節的薄弱導致實驗室建設勢頭不足。大眾化高等教育背景下，作為地方高校，培養應用型人才一直是教學過程中遵循的培養目標。科研可以提升教學質量，但如何將科研和教學融為一體，相互促進，在實際操作中卻遇到問題，也反應在實驗室建設中，如：電氣工程及其自動化的兩個主要專業電力電子與電力傳動、電力系統及自動化近兩年擴大了實訓環節，但由于缺少高層次、高質量的項目支撐，很難將教學與科研融合起來，并落實到實訓環節的平臺上去。另外，很多教師還沒有把科研和教學很好地統一起來，從而導致教學與科研的矛盾不可避免，新建本科院校的教學工作量在客觀上一般偏多。于是一部分教師把主要精力放在教學上，對于科研只能是心有余而力不足；實驗室建設雖然在硬件上每年投入比較大，但教師的精力有限，很難承擔更多的實驗室建設任務。

（2）學科特色不夠明顯。學科建設一直是支撐高等院校的生存和發展之柱，也是體現高校培養能力和學術水平的重要源動力。新建本科院校學科建設基本是從零開始，從師資隊伍的組建到學科及專業拓展需要一個長期過程。如嘉興學院電氣類學科還沒有從傳統學科中走出來，也間接地反映在實驗室平臺建設中，將實驗室建設與當前學科新領域新產業聯系起來，發揮新的優勢，體現新的特點，也需要長期的積累和沉淀。

（3）師資緊缺、力量分散，實驗室建設內容不夠豐富。教學和學科活動中，師資力量一直是最為核心的問題，對實驗建設和管理質量也有直接的影響。學科建設在實質上還是人員的最優整合過程，作為地方高校，重視人才引進，加強教師隊伍的培養教育，是保證學科發展壯大之根本。但由于新建本科院校科研平臺較低，特別是近年來對于引進人才的要求更為嚴格，待遇提升空間不大，一部分科研能力較強的人才難以引進，造成一些緊缺專業如電力系統、電力傳動等師資力量嚴重不足。即便引進一部分師資力量，但存在專業不對口，研究方向分散的隊伍結構問題。因而在實驗室建設過程中，建設方案缺少更多師資的參與，方案論證比較粗糙，嚴謹性不夠。結果造成建設的專業性和可操作性存在一定缺陷，設備的組合不夠完善，內容不夠豐富。

二、實驗室與學科團隊建設的幾點思路

1.實驗室建設促進學科團隊建設

電氣工程學科是一個傳統型學科，國內不乏名校在該學科領域內一直占領先地位。新建本科院校的共同之處在于學科積累不多，基礎薄弱，短時期內很難縮小差距，需要培育團隊的研究特色，凝煉團隊的優勢與亮點。以嘉興學院電氣工程學科建設為例，在繼承傳統學科精華的基礎上，集合新時期學科建設與人才培養的新需求，如圖2所示思路，應做好以下工作。

（1）學科團隊參與實驗室建設，找到自身薄弱環節，并加以提高。實驗室建設不是一個簡單創建流程，而是從方案的設想、論證、建立以及使用提高的過程，同是也為下一輪建設提升做準備，學科團隊共同參與實驗室建設，是不同專業和方向有機整合的過程。如電力電子與傳動學科實驗室，在籌建之初，參與方案制定的團隊進行了分工，成員涉及到的不同研究方向包括電力電子、電力傳動、控制工程、電子信息、數據傳輸與總線技術等。實驗室建設小組其實是學科團隊的一部分，大家充分發揮自身優勢，取長補短。實驗室平臺是學科水平提高的物質基礎，在實驗室建設過程中，科研水平也得到相應的提高。

（2）將跨學科專業特色在實驗室建設中體現出來。從學科特色出發，集合本學科專業特點，尋找新的學科銜接點，拓展跨學科專業。打造新型的實驗室平臺，提高學科層次，如電機領域可以與故障診斷、噪聲處理、汽車工程等領域相集合，經過一段時間的積累，完全可以形成自己的學科特色與優勢。另外，圍繞實際生產過程的各種機電控制與信號檢測及信息處理問題展開研究，研究實現生產過程各物理量檢測的新原理、新方法和處理信息、實現控制的新原理、新技術。以新型復雜電氣系統的研究為主線，應用嵌入式系統技術提高電子系統的實時處理速度、可靠性和集成度，研究多電機協同控制和研制新型節能電機和新型傳感器等。

（3）集中團隊力量，建設好實驗室研發平臺，申報高層次的科研項目，打造標志性科技類成果。通過近幾年的課題申報結果來看，電氣工程學科團隊拿到的省級、國家級項目偏少，原因是多方面的，其中主要包括實驗室環節中研究平臺的薄弱，缺少技術成果的積累。集中力量挖掘實驗室平臺的研發潛力，以提高團隊實力，夯實學科基礎。

2.學科團隊參與企業交流，擴充實驗室“產、學、研”空間

優秀人才下企業活動是近年來新建本科院校與企業合作的新舉措。特別是一些剛畢業的博士已具有一定的科研能力，是高校學科團隊的中堅力量。讓這些博士參與企業生產或產品開發活動，參加一些難題的攻關研究，了解相關領域在國內當前的發展狀況，將企業信息反饋至工程研發環節，并和實驗室建設項目結合起來，創辦研究基地，加強橫向、縱向課題合作，其成果必然為學科的拓展增加新的內涵。

（1）積極參與企業產品研發，優化學科團隊結構，創建實驗實踐示范中心。學科團隊不能閉門造車，科研項目中涉及到的實踐環節，可以有針對性地帶到企業中去，結合企業的生產實踐和特點，對學科團隊進行合理調整和優化，將實驗室平臺與實踐需求接軌，加強實驗室建設，提升層次。

（2）創建校企合作平臺，通過“軟引進”方法將企業高層次人才融入學科團隊中來，互通科研信息，聯合申報高層次課題，進行深層次合作。

（3）以研究所或技術研發中心形式，結合卓越工程師培養方式，將實踐教學與科研項目結合起來，為未來研究生教育打下堅實基礎。

3.學科團隊依托實驗室平臺彰顯教學特色

新建本科院校不同于資深本科院校，主要區別之一是新建本科院校以教學為主，重在培養應用型人才，以服務地區經濟為主要基石。教學是第一位的，提高教學質量是培養高水平人才的根本舉措。在考慮教學與科研的協調問題上，團隊在組成上需要進行有效分工，年紀偏大、職稱偏高、教學經驗豐富的教授可以肩負主要教學任務，對于團隊的科研情況做總的方向性指導；而年輕力壯、精力充沛、有科研潛力的教師主要擔負科研攻關任務，教學工作量可以適當放寬。教學上以實驗室平臺為支撐，適當擴大開放性課堂課時，將科研成果結合課程大綱教學內容，有針對性進行項目性、多模塊教學模式。

三、結語

近年來，隨著大眾化高等教育的推進，高校之間的競爭也日益加劇，使得教師面臨的教學科研壓力也呈現前所未有的勢頭。電氣專業是應用性和實踐性很強的專業，實驗平臺建設的內容和發展，直接反映了團隊建設的內涵和層次。大力促進實驗室教學和科研平臺建設，建立一支技術過硬的專業技術人員，并根據自身特色購置先進的實驗設備，與團隊建設相適應，形成一支前沿理論有開拓，實驗平臺可支持的學術梯隊，將學科與實驗室建設緊密結合，不斷優化。

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篇3

作者簡介：解璞（1977-），女，河北定州人，軍械工程學院車輛與電氣工程系，副教授；趙錦成（1962-），男，陜西西安人，軍械工程學院車輛與電氣工程系，教授。（河北 石家莊 050003）

基金項目：本文系軍械工程學院教學研究課題（課題編號：Jxlx1382）的研究成果。

中圖分類號：G643 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0155-02

實驗教學對于培養學生實踐能力和創新能力具有不可替代的作用。[1]軍械工程學院電氣工程學科針對裝備供電“安全、可靠、優質”的軍事需求，圍繞裝備電氣系統中電能的發、輸、配、變、控、管、用等技術環節，以提高電氣裝備的性能和維修保障能力為目標，研究裝備電氣工程新理論、新技術和新方法，體現為機械與電氣、強電與弱電、設備與系統相結合，技術內涵有別于民用電網，具有明顯的軍事特色和學科特色。本學科要求研究生除需熟悉電氣工程學科的科學研究方法，具有獨立獲取新知識以及從事科學研究的能力，還應掌握較強的實驗技能和解決實際問題的能力。

研究生的實踐能力和創新能力是衡量研究生培養質量的重要指標。實驗教學是電氣工程學科教學的重要環節之一。然而，相比于課堂教學和學位論文研究，實驗教學一直是研究生培養工作中亟待加強的環節。[2]重理論輕實踐，致使大部分研究生理論水平很高，但動手能力和解決實際問題的能力欠缺。因此如何優化實驗教學內容，豐富實驗教學方法，打造實驗教學平臺，培養出綜合性、創新型人才是實驗教學的關鍵。

一、傳統實驗教學存在的主要問題

目前研究生的實驗教學沒得到足夠重視，導致很多研究生實驗課程變成了一種形式上的教育，成為研究生用來“混學分”的課程。究其原因，目前研究生實驗教學主要存在以下不足之處。

1.實驗內容設置欠合理

目前大多研究生實驗沿用本科方式，依據理論教學的需要而設置，所開設實驗中原理性、驗證性的基本實驗內容較多。由于受經費及現有實驗條件的限制，針對裝備電力系統發、輸、配、變、用等各個環節電能的測量、調節、補償、控制則只能部分地進行演示性實驗，無法反映電力系統的動態環節，不同程度脫離工程實際和裝備實際。另外，與研究生創新能力培養息息相關的綜合性、設計性實驗數量相對較少，實驗內容趨簡避繁，從而導致研究生只能進行低水平的重復實驗，而缺乏對其創新性思維的培養。

2.實驗教學方法不足

傳統實驗教學方法是教師在課堂上講授實驗內容、演示實驗操作，再讓學生在規定時間內按照固定實驗步驟進行實驗。這是一種灌輸式的教學模式，比較局限與死板。研究生大多只是忙于完成實驗內容，而對實驗原理及實驗過程中出現的問題沒能進行獨立而深入的思考。該教學模式嚴重制約了研究生的獨立思考和解決實際問題的能力，無法達到應有的實驗效果。

3.實驗資源利用率低下

目前多數院校簡單地按任務目標和所屬部門劃分實驗室[3]，教學實驗室基本不涉及科研工作，科研實驗室很少顧及教學，人為地將教學與科研割裂開來，不利于實驗室資源的充分利用。實驗室開放不夠，研究生很少有機會進入專業性更強、設備更先進的科研實驗室進行綜合性與研究性的實驗。有些研究生導師會利用自己的課題經費購置或研制一些先進的實驗設備，但出于對設備的保護，利用率低，很少為研究生實驗教學所公用。

二、研究生實驗教學改革中采取的措施

如何解決研究生實驗教學過程存在的上述問題，充分利用實驗教學提高電氣工程研究生的創新能力？本文結合筆者在研究生實驗課程教學中的體會，以及軍械工程學院電氣工程學科在研究生實驗教學過程的實踐經驗，提出幾點改革措施。

1.優化實驗教學內容

實驗內容的安排、選擇及合理分配對實驗教學是非常重要的。為此，我們根據電氣工程學科不同層次、不同研究方向的研究生，由淺入深、由點到面，分層次優化實驗教學內容。目前的實驗內容主要分為：驗證型實驗設計型實驗科研型實驗。

驗證型實驗主要用于對研究生學員的基本實驗技能進行培訓。通過常規實驗操作方法的培訓，提高學員動手能力，為下一步進入論文階段并順利開展打下堅實的基礎，每名研究生必須完成這一階段的訓練。

設計型實驗主要培養研究生觀察問題、分析問題及最終解決問題的能力。讓研究生根據自己的專業研究方向設計具有綜合性、典型性、開拓性和創新性的實驗，由導師和任課教員共同指導學員查閱相關的參考資料，并對實驗設計和實施給以指導和幫助。此類實驗既鍛煉研究生形象思維，又培養其邏輯思維，是促進研究生創新思維、創新意識和創新能力不斷提高的有效途徑，并可充分調動學員的創新意識和科學研究興趣，為培養創新型人才打下良好的基礎。通過綜合實驗的設計、實施、分析到完成實驗任務，能更好地提高研究生的創新科研能力。

科研型實驗是讓研究生主動參與到科研實際。充分發揮學科優勢，利用科研實驗室資源和強大的科研隊伍，與武器裝備和科研課題接軌，將前瞻性、先進性的科研成果融入到實驗教學環節中去，從而使研究生在進入做論文階段之前熟悉各種專業設備并掌握現本學科中具有代表性的重要研究方法，了解和掌握現代最先進的技術思想，達到依托科研實踐培養創新能力的目的，為研究生學員到部隊任職打下堅實的基礎。

實驗教學內容改革要服從服務于人才培養的需要。軍校研究生的培養，是為了適應軍隊建設和信息化條件下作戰的需要，為我國國防現代化建設培養各級各類的自主創新人才。在進行實驗教學內容優化時，必須在遵循本學科發展規律的前提下，針對武器裝備建設和發展中面臨的實際問題及研究生后續的課題，明確軍事應用背景。

以本教研室的電氣工程碩士點為例，該學科針對目前我軍裝備野戰供電保障多采用內燃動力發電機供電而油料保障壓力大、戰場安全性低、制約軍事意圖實現等不足，為適應裝備供電保障發展趨勢，堅持自主創新，構建了風—光—柴混合能源互補供電系統。該微型供電示范系統填補了我軍裝備野戰供電系統保障在混合能源互補供電領域的空白，并將此科研成果應用到研究生的實驗教學中。目前依托該平臺可開展混合能源互補供電組網、監控、分配、變換、防護等實驗，使學員鞏固理論知識，了解前沿動態，掌握實驗方法，一方面為后續研究生學員開展新能源發電技術、實時智能控制器、新型蓄電池及其充/放電控制技術、混合能源互補供電能量管理與監控技術等方面的課題研究提供了基礎和保障，另一方面也使實驗課程的內容更加具體化，促進了課程教學內容改革和創新。

2.豐富實驗教學方法

教學方法是實驗教學的關鍵。研究生的培養目標是成為獨立從事科研工作的個體，因此研究生的實驗教學不能停留在傳統的教條式層面上。

實驗教學方法的改革就是要本著“學員為主，教員為輔”、“學員獨立設計，教員重點輔導”的原則。在實驗教學環節，有必要培養研究生的實驗流程自行規劃能力。比如對于驗證型的實驗，只給出實驗節點要求，研究生則要按照自身的理解，自行設計實驗步驟，并整理實驗結果，甚至自行補充實驗內容，進行創新性實驗學習。在與研究生課題聯系緊密的科研型實驗中導師應盡量放手，讓研究生充分發揮聰明才智，讓實驗教學成為一種探索、求知、求新的過程。

同時實驗教學應貫穿于研究生培養的全過程，導師應及時根據研究生的課題進展情況，了解其實驗中遇到的問題并給予指導或協助解決，讓研究生少走彎路，提高效率，這也是一個教學相長的過程。通過這種研究式的實驗，可以循序漸進地培養研究生獨立分析解決問題的能力。

3.打造實驗平臺

實驗平臺是實驗教學的保障。為彌補實際裝備缺乏所造成的教學條件不足，利用科研資源優勢改善研究生實驗教學環境，解決實驗教學對實際裝備的依賴。我院電氣工程學科依托軍隊“2110”裝備野戰電力支持實驗室的建設，結合裝備野戰供電的發展趨勢及需求，以“瞄準前沿、圍繞目標、結合裝備、強化特色”為發展目標相繼搭建了軍用電站裝備綜合技術保障、野戰電力支持仿真、電能質量監測與控制3個特色鮮明并互為補充的實驗系統。

（1）電力綜合技術保障實驗系統。該系統能培養電氣工程研究生在裝備野戰電力支持方向的理論聯系實際意識和基本實驗技能，為電機學、電力系統分析、電氣檢測技術、供配電技術、電能質量分析與控制等專業課程學習提供了實驗條件和良好的科研背景。

（2）野戰電力支持仿真實驗系統。該系統由1臺高效專業服務器和6臺臺式計算機及顯示設備和專業的電力支持仿真計算軟件組成，該仿真系統可彌補實驗技術的不足，提高研究進度，降低研究費用，具有靈活性、可重復性及安全性高的特點，研究生學員可在裝備野戰供電系統建模和穩態/暫態仿真分析計算，優化裝備野戰供電系統設計，提高系統的電能質量、控制運行系統的運行效率和安全穩定性等方向開展實驗。

（3）電能質量監測與控制實驗系統。該系統為開展負荷結構特性對電能質量的影響研究，實現了負載形式的典型、多樣化，兼顧了實際和科研的需要。一方面配置了小型化的電機拖動、照明、變頻調速電機、逆變裝置等非線性、沖擊性負荷，另一方面配置了電子負載、阻感負載等以便建立極端條件下的綜合負荷模型，同時還具有國際先進水平的交/直流電壓跌落模擬器，可模擬極端的電能質量問題。為研究生電能質量專業課程學習提供了實驗條件，為碩士研究生的培養提供了科研環境手段。

目前該實驗室面向研究生學員全面開放，共享及利用率較高，已能滿足野戰條件電能的產生、組網、分配、變換、監控和保障等方面的科學研究，可在更高的研究層次培養研究生創新能力。近三年來以實驗室為背景，先后培養各類研究生12名，已畢業碩士研究生8名。實驗室在建設中自主開發實現了部分功能，混合能源互補供電系統培養研究生3名，分別實現了混合能源互補供電系統的實時監控和鉛酸蓄電池的虛擬測試；軍用電站性能檢測與測試分系統培養研究生3名，分別開展了軍用電站電氣參數檢測及模塊電源虛擬測試系統的研究；2名研究生則分別開展軍用電站AVR檢測診斷平臺及逆變電源供電負荷適應性研究。把實際科研用的裝置用于實驗教學，使研究生在課程學習中就接觸到課題了，這些設備就是下一步研究生做課題直接要用的設備，這些科研平臺的設計、運行、實現方法都成為課題可借鑒的資料。這使研究生盡早接觸到學科發展的前沿，拓展視野，并加強了研究生實踐能力、創新能力的培養。

三、結語

幾年來的實踐證明，加強對研究生實驗教學的改革，一方面加深了研究生對本學科理論知識的進一步理解和掌握，拓寬了知識面，另一方面也使他們學到了許多實驗室工作的知識和技能，提高了實驗動手能力、語言表達能力、組織教學的能力和理論聯系實踐的能力，培養了嚴謹的科學作風，促進了學業的進步。研究生教育要圍繞學科特色優勢，重視研究生扎實的實驗基礎、綜合運用技能和創新思維的培養，同時還應優化實驗教學內容，豐富實驗教學方法，打造良好的實驗平臺，從而為實驗教學提供良好的條件，進一步提高研究生實驗教學效果，達到全面提升電氣工程研究生綜合素質的目標。

參考文獻：

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[3]丁堅勇，饒凌平.加強大學生實驗教學 培養電氣工程高素質人才[J].中國電力教育，2007，（1）：111-113.

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中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、電氣工程技術的發展史

電氣工程（Electrical Engineering）是現代科技領域核心學科之一，傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出這一范疇，如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發展程度直接體現了國家的科技進步水平，因此，電氣工程的教育和科研在發達國家大學中始終占據重要地位。

1.電磁學理論的建立及通訊技術的發展

大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識，天然磁石吸鐵是人類對磁現象的最早觀察，然而，人類對電磁現象的研究始于16世紀的英國，1663年德國科學家蓋利克發明了摩擦起電的儀器，1729年英國科學家發現電荷可以通過金屬傳導等等，這是人類對電的早期實驗，之后又出現了一系列具有里程碑意義的發現與發明。

（1）庫侖定律。1785年法國物理學家庫侖通過扭秤測量靜電力和磁力總結出：兩個電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比，與它們所帶電荷量的乘積成正比，這就是著名的庫侖定律。這一發現的歷史意義在于它標志著人類對電磁現象的研究從定性階段進入了定量階段。

（2）“伏打電池”。1799年意大利物理學家伏特經過反復實驗發現把任何潮濕物體放到兩個不同金屬之間都會產生電流，一年后伏特發明了世界上第一個電池，自此人類對電的研究由靜電擴大到了動電，開辟了電學研究的新領域。

（3）奧斯特發現電流的磁效應和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發現通電鉑絲周圍的小磁針發生輕微晃動，之后他經過反復實驗證實了這一發現。其后安培進行了更深入的研究，提出了右手定則，發現了電流方向與磁針轉動方向之間的關系。安培還通過實驗發現了兩個通電導體和兩個通電線圈之間相互作用的規律，從而奠定了電動力學的基礎。

（4）法拉第發現電磁感應。英國科學家法拉第是第一個成功完成磁生電實驗的人，并歸納出產生感應電流的五種情況：一是變化著的電流；二是變化著的磁場；三是運動的穩定電流；四是運動的磁場；五是在磁場中運動的電線。法拉第把這一現象叫做“電磁感應”。電磁感應的發現使生產電成為可能，至今，發電機、電動機、變壓器都是運用電磁感應原理工作的。

（5）麥克斯韋建立電磁場理論。英國數學家、物理學家麥克斯韋總結了前人的一系列成果，用數學方程式表示電磁場，建立了完整的電磁理論體系，揭示了光、電、磁本質上的統一，并預言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場理論經典著作《電磁學通論》是里程碑式的自然科學理論巨著。

任何科學發明與發現都是許許多多的科學家不懈努力的成果，德國物理學家歐姆、高斯、赫茲，美國物理學家亨利，俄國物理學家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻，本文不在一一類舉。

電磁理論的建立為無線電通信揭示的發展奠定了基礎，19世紀通信技術取得了突破性成果，先后發明了有線電報、有線電話和無線通信。

2.電工技術的初期發展

人類社會發展歷程中經歷了三次工業革命，對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業革命從18世紀中葉到19世紀中葉，以瓦特發明的蒸汽機為標志，以機械化為特征，中心在英國；第二次工業革命從19世紀后半期到20世紀中葉，以工業生產電氣化為主要標志，其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”，其中心在美國和德國；第三次工業革命從20世紀中葉到21世紀初，以社會生產、生活信息化為特點，又叫新技術革命。第二次工業革命就是從電工技術初創和應用開始的。

（1）直流發電機的誕生。1831年英國企業家研制出了史上第一臺發電機――蒸汽動力永磁發電機；1832年法國科學家匹克斯發明了世界上第一臺直流發動機；1866年西門子發明了自激式勵磁直流發電機；1870年格拉姆發明了實用自激直流發電機，結構可靠，電流穩定，輸出功率大，被各國廣泛采用作為照明燈電源。

（2）遠距離輸電和電力工業技術體系的初步建立。1875年法國巴黎火車站建成世界上最早的一座火力發電廠。愛迪生不僅發明了燈泡，他還在1882年建立了美國第一家直流發電廠，裝有6臺直流發電機，通過電纜輸送照明用電，不過當時的最大輸送距離只有1.6km。之后愛迪生還建立了一座水電站，形成了電力工業體系的雛形。

（3）交流發電機電荷電動機的誕生。1876～1878年俄國人亞布洛切科夫成功試驗了單相交流輸電技術。1885年，英國工程師菲爾安基設計的第一座交流單相發電站建成。同年，美國人威斯汀豪率領的團隊完成了交流發電、供電系統，并創建了交流配電網。1883年，美籍電氣工程師特斯拉發明了世界上第一臺感應電動機，5年后他又發明了兩相異步電動機和交流電傳輸系統。1888年，俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發明了三相交流制。1891年，德國安裝了世界上第一臺三相交流發電機，并建成了第一條三相交流輸電線路。自此，三相異步電動機得到了廣泛應用，電能逐步取代了蒸汽成為動力源，電力工業得到了迅速發展。

3.電工理論的建立

（1）電路理論的建立。關于電路的早期研究有：1778年伏特提出了電容的概念，給出了導體上儲存電荷的計算方法Q=CU；1826年歐姆發表了歐姆定律；1831年法拉第提出了電磁感應定律；1832年亨利提出了磁通量計算公式。

1845年德國物理學家基爾霍夫提出了關于任意電路中電流、電壓關系的基本定律：電流定律（任意時刻電路中任何一個節點的各條支路電流的代數和為零）；電壓定律（任何時刻電路中任意一個閉合回路的各元件電壓的代數和為零）。這兩個定律發展了歐姆定律，奠定了電路系統分析的基礎。

1853年英國物理學家湯姆遜推導出了電路震蕩方程，并得出了萊頓瓶發電過程中電流在反復震蕩且不斷衰減的結論，并計算出震蕩頻率與R、L、C參數之間的關系，奠定了動態電路分析的基礎。1855年，湯姆遜還建立了長距離電纜的等效電路模型。

1893年美籍電氣學家施泰因梅茨提出了計算交流電路的方法――“相量法”，其實用、易懂，至今在分析正弦交流電路時依然沿用此法。

其間，赫爾姆霍茲提出的等效發電機原理、基爾霍夫建立的長距離架空線路參數電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態過程運算法、傅立葉用數學方法建立的熱傳導定律等等都對電工理論的豐富和完善起到了重要作用。

（2）電網絡理論的建立。通信技術的興起推動了電網絡理論的發展。1924年，福斯特給出了電感和電容二端網絡的電抗定理，建立了由給定頻率特性設計電路的電網絡理論。

1945年美國科學家伯德總結出了分析線性電路和控制系統的頻域分析方法。1953年梅森創建了采用信號流圖分析復雜回饋系統的方法，并被廣泛應用。20世界50年代美國科學家達默制成了第一批集成電路，從此電路理論中增加了對含源器件的電路分析和綜合。20世紀70年代在L.O.Chua等科學家的努力下，器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀中期計算機的出現使電網絡的計算機輔助分析和設計成為電路理論研究中的基本手段。

4.新技術革命對電氣工程技術的推動

20世紀中葉開始的第三次技術革命又稱為新技術革命，以核能、宇航和電子計算機這三大技術為主要標志。這個時期的主要理論是信息論、系統論和控制論，這三大理論的創立為通信工程技術和現代科學技術的研究提供了全新的科學方法。

（1）計算機的升級換代對電氣工程技術的推動。自19世紀第一臺計算機問世以來，經過幾十年的發展，計算機給人類社會帶來了翻天覆地的變化，人類社會從此走進了信息時代。1952年出世的第一代計算機使用的是真空電子管，不僅體積巨大，而且耗電量驚人。1959年～1963年生產的第二代計算機用晶體管替代了真空電子管，大大提高了運算速度，減少了耗電量，減小了體積，運用在了軍事和科研領域。1964年～1970年生產的第三代計算機用集成電路替代了晶體管，不僅極大地提高了運算速度而且降低了成本，計算機開始進入到了普及階段。1971年至今生產的第四代計算機使用了超大規模集成電路，實現了計算機網絡化，計算機普及到了個人。計算機的升級換代推動了控制技術的發展，形成了計算機管理生產系統，提高了生產效率和產品質量。

（2）電子信息技術的發展。電子信息技術是計算機技術和電信技術相結合而形成的技術手段。20世紀通信技術得到了迅猛發展，人類社會生活也由此發生了巨大變革，人類從此進入信息時代。

1920年人們發現電離層對無線電短波有反射作用。1935年人們發現了雷達并廣泛應用于軍事和民用通信領域。1964年美國發射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛星，突破了大氣層對無線電波的屏蔽，實現了宇宙范圍的無線電通信。20世紀70年代計算機網絡系統的建立使人們開始通過互聯網獲取信息。20世紀80年代以后尋呼機和移動電話逐步得到廣泛使用，現今信息服務業已成為世界上發展最快的新興行業之一。

電氣工程技術發展史再次印證了這樣兩個真理：一是任何理論的創立和技術的進步都要靠眾多科學家甚至一代代人的不懈努力而實現，特別是在學科相互融合交叉的今天。二是科學技術的每一次重大突破都會導致生產力的跨越式發展和人類社會的巨大進步，科技是第一生產力，創新是社會發展的推動力。

五、電氣學科的形成與發展

按我國高等教育學科劃分，電氣信息學科類屬工學門類（門類編號08），其下設五個一級學科：電氣工程（一級學科編號0808）、電子科學與技術（0809）、信息與通信工程（0810）、控制科學與工程（0811）和計算機科學與技術（0812）。這五個學科有著相同的學科基礎，都是研究電磁現象及其應用的基礎學科與技術工程的綜合，電能的突出優點在于：它既是易于傳輸的工業動力，又是非常可靠的信息載體。電子科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術都是從電類專業派生出來的弱電學科，在19世紀末電工科學技術已形成了電力與電信兩大分支。

我國電氣工程一級學科下設五個二級學科：電機與電器（二級學科編號080801）、電力系統及其自動化（080802）、高電壓與絕緣技術（080803）、電力電子與電力傳動（080804）、電工理論與新技術（080805），電氣工程包含的專業基礎理論有電路原理、模擬電子、數字電子、微機原理與接口技術、單片機原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業理論有電力系統及其暫態分析、電力電子、電機學、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業供電、電力市場等。

19世紀末歐美大學先后設立了電氣工程（Electrical Engineering）專業，100多年來，其名稱雖然沒變，但內涵已隨著科技的飛速發展有了非常大的變化。過去歐美的電氣工程專業是以電力工程為主，現在電子技術和計算機已成為該專業的核心，美國一些著名高校甚至已不開設電力工程研究方向。有些大學把計算機技術從電氣工程系分離了出去，單獨成立了計算機科學系。

我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學的電機電工學科，就是上海交大的前身，距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機專科設立了電訊門，即我國最早的無線電專業，如今的電子信息及計算機專業群都是由此發展演化而來的。1932年，清華大學設置了電機系。建國后，我國建立了一大批以工科為主的多科性大學，其中大多設立了電機工程系。1977年以后，大部分高校的“電機工程系”陸續更名為“電氣工程系”，近幾年來，部分高校又把“電氣工程系”發展成為“電氣工程學院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同，但內涵有很大區別，我國大學一般都是強弱電分開，即電氣類與電信類分設在不同的學院。

100多年以來，電氣工程學科已發展成為覆蓋多門類交叉學科、應用領域廣闊的完善的學科，形成了強弱電結合、軟硬件結合、機電結合的學科特點。

六.國外發達國家電氣工程學科的發展呈現以下趨勢：

（1）在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今，信息技術以指數速度進步，它曾對電氣工程學科的發展起到了巨大的推動作用，還將為電氣工程領域的技術創新提供工具與技術支持，對電氣學科的發展產生了決定性作用。國外發達國家的著名大學（如耶魯大學、麻省理工學院等）大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院，以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。

（2）與其他學科不斷交叉融合，拓展了研究領域，大量的研究都是在跨學科領域開展的。

（3）與企業聯系密切，科技成果轉換能力強，引領產業技術更新。

七.電氣技術的發展趨勢

與電氣工程學科相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業，電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。

1.可再生能源技術

1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%，預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%，21世紀，光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源――氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源，氫能有其他能源無與倫比的優勢：

（1）清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫，對環境沒有污染。

（2）儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。

（3）熱值高。單位重量的發熱量叫熱值，氫的熱值是汽油的3倍，煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源，但目前還處在實驗室階段，距工業應用還有一段距離。

2.輸電信技術

超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。

（1）超導儲能系統。將電能轉換為電磁能，利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統，其使用將提高電網的安全性。

（2）超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性，快速限制電力系統故障短路電流，保障電網安全。

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中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）24-0132-03

Study of Major Undergraduate Course System of Electrical En-gineering and Its Automation based on Concept of CDIO//LU Min，

GONG Lijiao， ZHAO Mi， CAI Xinhong

Abstract Based on CDIO model analysis， found the Shihezi Univer-

sity in electrical engineering and its automation major undergraduate curriculum problems through compared with electrical science and

engineering at the Massachusetts institute of technology， according to the CDIO mode and the specific data analysis to build the electri-cal engineering and its automation major undergraduate course system.

Key words CDIO mode； electrical engineering and its automation major； curriculum provision

1 CDIO背景介紹

電氣工程及其自動化專業隸屬于電氣類，目標是培養具有電氣工程領域相關的基礎理論、專業技術和實踐能力，并且能在電氣工程領域從事設計、研發、運行等工作的專業技術人員[1-2]，具有典型的工科學科特征，即理論與工程實踐相結合的學科[3-4]。

CDIO分別指Conceive（構思）、Design（設計）、Im-

plement（實現）、Operate（運作），是由美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯工業大學、皇家技術學院和林雪平大學在2000年提出的一種工程教育改革模式，經過十幾年的發展和不斷完善，目前已有全球97所相關工程類高校加入，代表了新世紀國際工程教育改革的優秀成果（IET： Engi-neering and Technology Skills & Demand in Industry Annual Survey）。CDIO這一理念的核心是強調工程師的工程能力必須在真實的工程實踐和解決工程問題的過程中取得，4個步驟代表了一個工業系統或過程的整個生命周期的所有環節[5]。

2 案例研究與比較

本文以提出CDIO理念的工程高校之一的麻省理工學院電子電氣類專業本科最新設置為例，分析該校電氣專業培養方案的特點，并與石河子大學電氣工程及其自動化專業培養方案作對比，提出新的專業課程設置方案。

麻省理工學院電氣與計算機科學系核心課程設置 麻省理工學院電氣科學與工程專業最新的核心基礎課由2門學科入門課、3門基礎課（4選3）和3門專業課（4選3）組成，其中2門入門學科為實驗課，結構如圖1所示。

從圖1可以看出，不同于傳統授課形式，該專業的課程設置采用實驗理論實驗的授課方式。以實驗課程入門，可以使學生參與理論模型推導、歸納和驗證環節，加強基礎概念認知，提倡和鼓勵學生自主探索，并且通過后續的專業實驗課程能夠再來驗證前期形成的理論，這樣就構成整個學習與實踐的循環。

麻省理工學院的電氣科學與工程專業在長期的工程實踐教育中逐漸形成具有鮮明工程培養特色的課程體系。通過分析麻省理工學院電氣科學與工程專業課程的設置特點，對比目前正在實施的石河子大學電氣工程及其自動化2013級培養方案的專業課程設置，發現目前石河子大學的電氣工程及其自動化的專業設置存在“重理論、輕實踐，重專業、輕人文，重必修、輕選修”的現象，具體表現為：

1）培養計劃中工程實踐課程所占比例較小，理論與實踐課程教學相互獨立，課程銜接性較差，課程內容較少涉及工程實際；

2）培養計劃中工程科學和基礎科學課程較少，專業技術課程比例過高，導致學生對于基礎的科學知識沒有了解；

3）輕視人文社科類課程教學，忽視學生個性的培養，課程計劃中人文社科類課程所占比例較小，工科學生的人文素養較差；

4）必修課程和選修課程比例分配不平衡，選修課程數量不足，必修課比例過高，學生自主選擇的范圍有限。

表1中列出具體的數據，并且給出調整的方向和大小。

3 我國電氣工程及其自動化專業本科課程體系模型重構

數據分析與結論 通過表1可以看出，與CDIO模式下的培養計劃中各類課程在總學分中的比重相比，石河子大學電氣工程及其自動化專業本科課程計劃的課程結構模塊存在偏高或偏低的比例差距。這不僅反映了課程比例設置不合理，更重要的是反映了電氣工程專業在教育理念、培養模式等根本性問題上的差距。因此，想要實現電氣工程及其自動化專業本科課程體系模型的重構，不僅僅是對課程結構比例的調整，更重要的是對工科教育的指導思想和教育理念的改革。

在課程體系設計方面，目前石河子大學電氣工程專業本科課程體系還是采用傳統的公共基礎課程、專業基礎課程和專業課程的模式，這種模式下課程雖然是循序漸進的，但是各個課程之間關聯性較差，理論和實踐環節的聯系不夠緊密，導致學生理論和實踐脫節，實際工程能力較差。所以，基于CDIO理念重新設計電氣工程及其自動化專業本科課程體系，就要改變目前的課程設置模式和授課方式，將整個學科看作一個整體，按照知識接受程度規劃課程進度，并將能力訓練或項目設計交叉其中，達到理論與實踐相互結合，知識、能力和創新培養一體化。

基于CDIO理念的電氣工程及其自動化專業本科課程體系模型 分析目前培養計劃不足，借鑒CDIO理念，提出電氣工程及其自動化專業本科課程體系，如圖2所示。

從圖2可以看出，該課程體系模型中，從左到右是按課程或項目的時間進度安排，從下到上表示可以同時開展的課程。整個課程體系模型清楚地顯示了電氣工程及其自動化專業課程結構和課程組織形式，理論與實踐知識相互支撐的一體化課程體系。具體來說，體現在以下兩個方面。

1）項目培養為主線。課程體系模型中按照系統化理念分為三級項目，其中，―級項目用以提供基礎工程的經驗和能力；二級項目為學期項目，主要圍繞主題內容進行課程群學習，并以課程群為基礎，推動課程計劃中―級項目的開展；三級項目屬于課程群內課程間或課程內的小規模設計實踐活動，可以根據課程自身的內容和特點靈活安排，其目的是強化學生對理論知識的認知和理解，提高學生實踐和創新能力，促進二級項目的開展。

2）圍繞核心課程的課程群。在課程組織方面，為了推動和促進二級項目的實施，將電氣工程及其自動化專業的課程按照不同的主題內容進行組織，形成相關核心學科課程群。

4 總結

本文首先探討CDIO理念下課程結構組織原則，并具體分析石河子大學機械電氣工程學院電氣工程及其自動化專業本科課程計劃與CDIO標準專業課程計劃相比存在的差距。通過差距分析，認為石河子大學電氣工程及其自動化專業課程體系應該在課程設計、課程計劃的頂層設計和課程體系結構要素設計三個方面進行教學改革。在CDIO理念的指導下，本文重新構建電氣專業的課程體系模型，以系統化的三級項目為主線，與理論教學緊密結合，并按照核心課程構建課程群，實現知識、能力和創新培養的一體化，理論與實踐的融合。

參考文獻

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8（2）：51-53.

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具體實施方案

1.以實際辦學條件為基礎，確立專業培養目標

根據溫州大學電氣工程及其自動化專業鮮明的服務于地方電器行業的專業定位，本專業旨在培養具有電氣工程技術專業扎實的基礎理論與專業知識，具有較強的工程實踐能力、創新意識以及良好的團隊合作精神，具有知識、能力、素質協調發展，能夠在電力系統、建筑設計與施工單位、科研機構、電器制造企業等企事業單位與電氣工程專業相關領域從事設計、研發、運行、維護、管理和教育等工作的應用型高級工程技術人才，特別是在電器及其智能化方面能夠從事研制開發、應用研究、試驗分析和生產管理等工作的電氣工程師。

2.以CDIO培養模式為基礎，確定專業人才培養模式

在人才培養方案的制訂過程中，加強相關產業和領域發展趨勢及人才需求的調研，吸引產業、行業和用人部門共同研究教學內容，制訂與企業生產、區域產業發展需要相結合的培養方案和課程體系。人才培養模式將學習美國麻省理工學院CDIO培養模式，強調人才培養的社會和工程環境，結合產業背景和社會人才需求情況，制訂培養方案、課程體系和教學方式，適應職場目標和社會工作崗位的需求，通過專業評估、社會評價和學生評價去修正培養方案、課程體系和教學方式，旨在培養科學基礎扎實、個人工程實踐能力強、具備團隊合作精神的電氣工程師，以達到質量工程教育的目的。圖1為電氣工程及其自動化專業人才培養框架。

3.以學生能力培養為目標，注重工程素質訓練

本專業緊緊圍繞溫州市智能電子電器行業技術研究中心、浙江省低壓電器技術創新服務平臺，以電氣工程師為培養目標，要求學生具備以下幾方面的知識和能力：

（1）電子設計能力。要求學生掌握電路原理、模擬和數字電子技術、單片機原理與應用、自動控制原理等主要基礎知識，熟練掌握PROTEL等電子設計自動化工具，具備電子設計基本能力，包括電子硬件設計和軟件開發，能夠綜合運用所學專業知識進行電子系統設計、分析和調試，具有一定的創新能力和解決實際工程問題的能力。爭取讓學生在大二階段就能完成電路、模電、數電和單片機課程的學習，利用暑假參加電子競賽的培訓，通過參賽以提高學生的專業意識和學習興趣。

（2）電氣產品設計能力。要求學生具有工程制圖的基本能力，能看懂一般的機械工程圖紙，掌握電器學的基本知識，掌握電氣產品的工作原理和設計方法，特別是電器智能化方面的知識，掌握電氣工程師必須具備的計算、實驗、測試、仿真等基本技能，特別是電器智能化方面的設計能力，能熟練運用常用的設計軟件（如AUTOCAD等）進行輔助設計與分析。

（3）電氣工程設計能力。掌握電氣工程領域供配電方面的專業知識，如供配電技術、電力電子技術、電機及其控制技術、電氣檢測技術和機電一體化技術，具備自動控制系統的基礎知識，熟悉國家及行業的電氣標準，了解機電工程安裝與項目管理方面的知識；掌握注冊電氣工程師（供配電方向）必須具備的電氣工程項目設計能力，初步具備項目從立項、招投標、安裝施工、監理與驗收等一系列的項目組織管理和協調能力。

（4）以工程實踐能力與工程意識培養為核心建立實踐教學體系。工程實踐能力培養是電氣工程及其自動化專業工程型應用人才培養模式的重要組成部分。在制訂人才培養方案時應注重實踐，把實踐教學貫穿在整個教學過程中，以電子電氣工程實驗實訓中心、校內實踐與實習基地、校外實習基地為依托，采用課內實驗和課程設計等實踐教學環節、專業見習、專業實習、工程技術實踐、畢業設計等多種形式，通過學生、學校、企業之間的有機結合構建一個與理論教學體系相對應的實踐教學體系，如圖2所示。主要開展以下幾個方面的實踐環節：1）以問題為先導——工程認知環節。[3]通過基本技能訓練、專業基礎課程實驗、專業見習等實踐環節，讓學生能夠認識基本電子、電氣類元件和產品、機電或機械零件，如電阻、電感、電容、晶閘管、繼電器、斷路器、隔離開關、電動機、凸輪、曲軸以及簡單的控制電路等，初步了解課堂上講解的理論知識在實際產品設計和制造中的應用，增加其感性認識，激發他們的學習興趣。2）以任務為驅動——面向行業的工程實踐和創新環節。[3]該環節結合電氣工程學科特點，將實踐教學內容與實際項目相關聯，在電器行業、電氣工程設計、電力拖動等方面引領學生進行工程實踐創新。教師以案例的方式給學生布置題目，學生則以項目組的形式進行組織討論、設計和分析，提高學生的專業意識和工程實踐能力，同時加強學生的團隊合作精神和相互溝通的能力。另外，通過電子電氣產品創新、挑戰杯創業大賽、科研項目和畢業設計等多個環節對學生進行創新能力的培養，提高學生分析和解決工程實際問題的能力，努力將學生培養成為工程應用型技術人才。

4.加強師資隊伍建設，提高教學質量加強教師隊伍建設，建設一支適應高質量教學要求的師資隊伍是提高教學質量和培養高素質應用型人才的關鍵。引進和培養學歷職稱層次高、學術研究水平高、社會行業知名度高的高級人才，以加強學術梯隊建設。加強校內專任教師到相關產業和領域一線學習交流；建立相關產業和領域的人員到學校兼職授課的制度，進一步促進產學研緊密結合，提升本專業建設的整體水平和人才培養質量。

5.建立考核評估機制，完善培養方案和課程體系構建學生、教師雙向信息反饋與評估機制；加強與企業的聯系，及時反饋人才需求和學生培養質量，提升本專業建設的整體水平和人才培養的質量。

特色

1.專業定位體現地方性

針對浙江省及溫州樂清區域經濟發展、企業人才需求，就溫州大學電氣工程及其自動化專業形成鮮明的服務于地方電器行業的專業定位；努力為地方培養、輸送高質量的專業人才，實現人才的就地培養。

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前言

下面首先探析了電氣工程及其自動化的發展現狀，其次分析了電氣工程中的問題，最后就電氣自動化中的問題及對策進行了進一步的研究。

一、電氣工程及其自動化發展現狀

1.依靠信息技術發展

網絡技術、計算機技術、通信技術等信息技術在當今社會各個產業的發展中得到了廣泛的應用，其中對信息技術的使用是電氣自動化系統中最重要的方面，它具有科學性、高效性和實用性的特點。信息技術在電氣自動化系統中的使用主要表現在兩個方向。第一，表現在管理層面。例如人力資源管理、會計部門核算工作的相關數據的存取，管理層利用信息技術對基層生產線的實時監控。第二，表現在電氣自動化系統和設備的比較層面，由于數據比較的功能是信息技術的一個重要特點，所以可以對不同設備的信息數據進行一個比較，這在市場經濟條件下表現出實用價值；隨著微電子和微處理器技術的普遍應用，曾經定義明確的設備界限開始慢慢的模糊，以信息技術為基礎的通訊能力、軟件結構和統一的組態環境就變的必不可少。

2.DCS控制系統

DCS控制系統即分布式控制系統，以微處理器為基礎，以控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協調為設計原則的儀表控制系統。分布式控制系統具有數據獲取、直接數字控制、人機交互以及監控和管理等功能。與傳統電氣控制系統相比較而言，更為高級和先進，是一種比較完善的控制與管理系統。DCS控制系統操作層采用WINDOWS NT操作系統；控制站采用成熟的嵌入式實時多任務操作系統QNS以確保控制系統的安全性、實時性和可靠性。

3.采用集中控制手段

將各種信息統一放入一個處理器中綜合處理就是集中控制，這種集中控制手段存在明顯的缺點。第一、集中控制會使所有的信息集中在一個的處理器中，會大大降低電氣自動化系統的運行速度，從而使整個系統的運行受到影響。第二，集中控制使全部信息都存入主機內部，導致主機容量不斷減少，后期為了保證系統正常高效的運轉，就需要增加電纜數量，大大的增加了系統運行的成本。

二、電氣工程的問題及對策

1.電氣工程的問題分析

電氣工程的問題主要表現在以下兩個方面。首先便是電氣工程的質量問題。大多數電氣工程管理部門在工程質量管理工作方面都普遍存在認識不到位的現象，即過于關注對工程質量的檢測，而忽略了對施工質量的管理與控制。這不僅影響了電氣工程的施工進度，還降低了電氣工程的質量，不利于電氣相關部門競爭力的有效提升。另外就是電氣工程的節能問題。電氣工程為了從多方面的滿足建筑項目的建設需求，不僅需要提供照明和溫度調節，還需要對保證必要的能源量，在此過程中，則很難避免產生能源浪費的問題。因此，能源浪費造成的資源利用率的降低，也成為了阻礙電氣工程發展的又一大重要問題。

2.電氣工程問題的對策分析

首先，加強電氣工程質量的管理力度。具體來說，既是加強電氣工程質量管理隊伍的建設力度，對相關管理人員展開定期的培訓，以不斷提升其對工程質量管理的認識和業務水平；將競爭機制和激勵機制進行不斷完善，以有效提升員工的積極性與主動性。與此同時，對電氣工程的原材料和設備管理進行嚴格的控制。對于進場的材料及設備，要對其出廠報告及質量證書進行嚴格的檢驗，只有通過檢驗的材料或設備才能夠投入到施工現場進行使用，以此有效保證電氣工程的質量控制水平。其次，對電氣工程節能設計進行優化。相關電氣部門應有效找出消耗、浪費能源較高的環節，并在保證滿足實際工業生產需求的基礎上，有針對性的對節能設計進行改良與優化。例如，在建筑的照明方面，應當盡量利用自然光來代替照明設施，并將壽命長、功效高的智能照明裝置安裝在走廊等地方，以充分發揮智能照明的智能化的作用，將照明所需的電能消耗降到最低。

三、電氣工程自動化存在的問題及對策

1.電氣工程自動化存在的問題

電氣工程自動化存在的問題主要體現在以下三個方面。其一，網絡架構不夠統一。相關企業及部門不統一的網絡架構，嚴重阻礙了電力工程自動化系統的有效建設；再加上不同企業之間在程序接口上的差異性，使得軟、硬件信息數據的交流與運輸受到嚴重影響，不利于實現企業間資源信息的共享。其二，電氣自動化系統的集成性不高。我國現階段的電氣自動化的程度較低，大多數都還停留在多島自動化的層面上。而這種多島自動化往往由于功能單一的局限性，而不能實現信息的共享，這便很大程度上影響了電氣自動化功效的充分發揮。其三，電氣自動化技術的使用一定程度上受主觀支配。相關技術人員在開發和應用電氣工程自動化技術的過程中，往往容易被主觀意識所支配；再加上各技術人員在技能水平上存在差異性，便使得自動化平臺之間的差異也較大，進而造成電氣工程自動化成本的增加。

2.電氣工程自動化問題的對策分析

首先，實現電氣工程的科技化。將先進的技術設備引入到電氣工程自動化的建設與發展中，并利用新技術、新材料及新設備的應用，來將我國電氣工程自動化程度進行不斷提升，與此同時，以降低能源消耗為重要方向，對節能技術進行不斷研究與創新。其次，實現電氣工程的信息化。加強網絡技術、計算機技術與自動化技術的結合，并將網絡通訊技術有效應用到計算機的優化與仿真技術以及人工智能分析，和電氣設備的設計與運行中，以有效促進電氣工程自動化的實現。再次，實現電氣工程的開放化。將計算機網絡技術應用到電力系統的各個元件和局部系統的監督和調解中去，并利用計算機網絡技術來完成信息的實時交換和網絡資源的共享，進而實現電氣工程自動化管理、決策和控制的一體化。

結語

總而言之，電氣工程及其自動化作為現代工業發展的核心技術，在現代化工業的生產中有著不可替代的重要作用。而相關企業要想有效促進電氣工程及其自動化的發展，就必須要加大人才的建設力度，將相關制度規范進行不斷完善，并在引進先進技術設備的同時進行自主研發。唯有如此，才能讓我國電氣工程及其自動化邁向一個新的臺階，進而促進我國現代化工業事業的穩步發展，為提高我國綜合國力打下堅實的基礎。

參考文獻：

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一、應用型本科人才培養的特點

應用型本科教育的任務是培養面向生產、工程、管理和服務等一線的高級應用型專門人才，它既不是基于技能的職業型教育，也不是基于理論的研究型教育，而是培養介于技能應用型和工程研究型之間的工程應用型人才。專業建設圍繞“重基礎、寬口徑、強實踐、擅應用”的應用型人才培養目標，通過加強師資隊伍建設和實驗室建設，加強產學合作，將其建成特色明顯的應用型工程技術專業，培養具有較強實踐能力和創新精神的應用型高級工程技術人才。

二、實踐教學在電氣工程專業人才培養中的重要性

1．目標定位

應用型本科實踐教學必須是專業技術應用能力和專業技術理論有機的結合。因為是針對高科技部門、技術密集產業培養高級技術應用型人才，故要求具有一定的基礎知識理論、具有較高的綜合素質、具有較強的實踐能力和適應性，具有一定創新潛力的技術和技術開發能力，具備解決工程實際問題能力的現場工程師。除此之外，實踐教學在培養過程中還可拓寬專業面和知識面，加強學生創新能力和實際工作能力的培養，實現后續發展。

2．學科特色

我校電氣工程及其自動化專業是湖南省普通高等學校重點專業，其二級學科電機與電器是湖南工程學院重點建設學科。電氣工程學科專業堅持培養應用型工程技術人才，在全國電機、電器行業享有較高知名度和聲譽。本學科專業的二級學科電機與電器，在湖南省高校中處于優勢地位。在全國高校同類專業中，也有自己的特色，那就是始終堅持培養面向全國電機電器行業從事設計與制造的高級工程技術人才。

3．出現的問題

工科院校人才培養計劃中的實踐教學環節一般都有隨課的實驗教學、課程設計、畢業實習和畢業設計。這些實踐教學環節大多為具體的理論課程服務，沒有形成體系，整體優化程度低，模式比較單一，綜合性實踐教學環節較缺乏；部分實踐教學的培養目標不明確或教學內容與培養目標脫節；設計性的實踐教學大多停留在書本上、圖紙上，而結合工程實際的內容較少，實施性差；針對實際應用的實踐環節對象陳舊，脫離實際；學生一般處于被動學習狀態，創造性難以得到發揮等。

三、頂崗實踐教學的實施方案

1．基本思路

頂崗實踐教學環節與其它實踐環節不同。其一是所處學習階段特別，執行時間一定要在學生已學完公共基礎課、專業基礎課，而專業課已開設一段時間后。其二是教學環境特別，執行場所一定要在專業對口的企業進行，學生在工作崗位上與工程技術人員或工人一起工作、學習，真實地進行工程綜合能力訓練。其三是學習目的特別，執行的目的一定是針對實際工作對象解決實際問題，面對的是立體的事物、交叉的技術，而不是平面的、單一理論上的問題。因此，頂崗實踐教學的教學形式、內容、方法和手段都要進行相應的改革。頂崗實踐教學的總體思路是：根據人才培養目標要求，以實踐技能訓練為手段，充分利用社會資源，結合理論知識，培養學生的工程綜合素質和創新能力，以達到學以致用的目的。

2．組織保證

（1）學校在四年制電氣工程及其自動化專業本科生的人才培養計劃中設置頂崗實習教學環節。頂崗實踐教學設置為2～4周，一般安排在三年級至四年級的暑假或三年級下半學期。這個階段的學生既修完了公共基礎課、專業基礎課，又學習了一定的專業知識，是結合已學專業基礎理論理解、消化專業知識的最佳時期，既有理性認識，又可增強感性認識。

轉貼于

（2）學校應與企業建立長期互利的合作關系。學校在企業創建實習基地，簽訂長期產學合作的協議，一方面企業為學校提供頂崗實習基地，委派有經驗、能勝任的工程技術人員或高級技術工人給學生集中講課，指導學生現場操作，形成良好的“師徒”關系。另一方面，學校為企業提供強大的技術支持，幫助企業解決生產中的技術攻關課題。再一方面，企業可以在實習的學生中擇優挑選滿意的學生作為企業的后備人才，提高了學校的一次就業率，同時也提高了企業的知名度。

3．頂崗實踐教學過程中的具體執行辦法

我校在各企業都建有實習基地，針對學生所學專業方向的不同，把學生分散到企業的各個分廠和車間，采用崗位輪換的辦法，安排學生從事技術、管理、生產等不同的工作崗位，按每個崗位的性質不同，定期輪換，在指導教師的指導下參與實際工作，提高動手能力和解決實際問題的能力，實現真正意義上的頂崗。

2004級的學生在湘潭電機集團頂崗實踐教學期間，電機專業方向的學生不僅要在生產電機零部件的結構件分公司下料車間、零件車間、線圈車間、模具車間頂崗實習，而且還要在電機事業部的大電機生產車間、中型電機生產車間從事電機局部裝配、整裝、調試以及型式或出廠試驗等工作。對于電器專業的學生來說，電器結構的表面現象不難理解，而為什么要采用不同的結構形式，結構形式對產品的性能有何影響就不那么容易掌握了，尤其是觸頭電弧的燃燒過程與電弧熄滅需采用的措施，抽象的書本知識是很難理解透徹的。通過頂崗實踐教學，學生親手安裝觸頭、滅弧室，調整觸頭結構參數，進行出廠試驗，在生產過程中與企業技術人員溝通交流，再對照書本上講過的理論知識，從理論到實際，從淺到深，從表面到內涵，從知其然不知其所以然到完全理解，學生從真正意義上掌握了所學知識，學以致用。

四、頂崗實踐教學的實施效果

通過頂崗實踐教學后培養出來的學生，用人單位普遍反映：（1）學生的綜合素質明顯提高。（2）競爭意識、質量意識、創新意識明顯提升。（3）自信心明顯增強。經過各個崗位的輪換后，學生還清楚地了解到自己真正適合什么樣的工作，畢業時有目的地尋找適合自己的工作崗位，明確了自己奮斗的目標，最大程度地實現自我價值。

應用型本科院校畢業生在頂崗實踐教學環節中的收獲不僅體現在專業知識的拓展、專業技能的提高上，而且還塑造出了膽大心細，不迷信書本，實踐出真知的創新意識。在人際方面，畢業生還充分認識到與人為善、尊重他人、寬容的為人之道。

參考文獻

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教學目標及教學內容的全新定位

依托于本校的特色，本專業的定位為在電氣工程領域，以鐵道電氣化為依托，拓展為地方電力系統和城市軌道交通牽引供電系統服務的職能，既服務于鐵路建設事業，又能適應地方電力部門需要。“電力電子技術”課程的教學內容必須緊密聯系特色專業的定位和行業發展動向，聯系新技術及其應用。對教學內容應進行合理組織，精心編排，有機融合相關知識點，避免將各種電力電子器件、功能電路做孤立講解。此外，可將電子技術、電力電子技術、自動控制技術、牽引供變電技術、高電壓技術等課程結合起來，形成支撐特色專業建設的學科體系，同時也體現出“電力電子技術”這門課程在專業知識鏈中的橋梁作用。

教學內容的全新定位也離不開教材的建設。在傳統教材及參考書的基礎上，加入電子教案、多媒體教學課件、習題庫、網絡課程等多種元素，豐富教學資源，有利用促進教學改革、提供教師水平，開拓學生知識獲取途徑。

教學方式及教學手段的多樣化

“電力電子技術”教學過程中主要采用分析法，通過對各種電量的波形分析，使學生了解到電力電子器件和變換電路在各時段的工作狀態。傳統的教學方式都是以教師的講授為主，將動態的電路工作過程通過語言和靜態的波形輸出圖給學生逐一分析，細致不夠形象，往往適得其反，會讓學生因為需要被動地接受知識而產生厭煩情緒，教學效率會受到影響。反之，若是單純依靠學生去自主學習，課堂上只做簡單引導，只能適于學習能力較強的學生，并不適合學習自制能力較弱的學生。對于這種兩相矛盾的情況，應該從兩個角度入手。一方面，在課堂上對于重點難點應盡力突出，內容要由淺入深，既要保證課程的系統完整性，又要反復強調重、難點，提高課堂效率。另一方面，結合特色專業的特點，采取開放型教學方式，啟發、引導學生。具體可采用以下方式：

案例與自學討論

根據特色專業建設和教學目標的需要，可選取實踐性較強的電路案例提供給學生，如SWPM逆變電源，高頻高壓脈沖電源等。學生可在教師的幫助下深入學習教材中涉及案例的相關內容，并通過文獻檢索工具查閱相關資料，進行拓展學習。并利用軟件平臺進行仿真驗證。之后根據學習與實踐的結果提交一份研究性的報告。

對于一些適當的課程內容，可組織學生通過自學討論的方式進行教學。學生課前進行自學，課堂上與教師進行互相問答的方式進行知識的鞏固和細化，最后掌握。

習題討論

學生完成課后習題后，以小組的形式進行談論，互相交流解題思路，之后教師對習題涉及的關鍵知識點進行點評。

實驗實踐

傳統的實驗環節多是規定了具體的實驗內容，學生在實驗課上只是在老師的教學基礎中依葫蘆畫瓢地動手連接電路或是測量數據，一堂課下來甚至于對實驗內容與課程哪些部分相關都毫無印象。實驗的目的更多的是學生去實踐學習如何去搭建和調試電路，并且還要幫助學生把調試成功的電路與理論課上的基本電路聯系起來。另外還可以指導學生進行一些簡單實用的綜合項目，例如直流電源的實踐創新設計，幫助學生提供綜合專業能力。

參觀學習

2010年蘭州交通大學電氣工程專業獲批為國家級特色專業建設點，2011年被教育部授予第二批“卓越工程師教育培養計劃”試點專，并于2012級電氣工程專業招手了第一屆“卓越試點班”。針對本專業服務鐵路面向本地電力系統領域的人才培養原則，在課程的教學過程中要為學生創造能夠去企業參觀的學習的機會，讓學生接觸一些“電力電子技術”這門課程在機車牽引供電、電力傳輸、城軌供電等領域中的應用。這樣電力變換電路不再是書本上的電路，而是完整的電力電子控制系統，讓學生身臨其境大開眼界，做到理論與實際的聯系。

這些方式讓學生真正參與到教學過程中，并且課將學生的表現結合到平時成績考核中，對能力強的學生有提高作用，對學習能力弱的學生有警醒作用。

對于“電力電子技術”課程來說，電力電子器件和變換電路種類繁多，波形變化復雜，需要在教學手段上加入多媒體教學手段才能解決教師板書畫圖占用時間太長且不夠形象的問題。但是多媒體教學時容易因為翻頁過快，學生往往來不及思考，對知識認識比較膚淺，所以在課件的制作時不能單純地復制書本內容，授課時單純地宣讀課件內容，而是配合傳統的板書教學模式，通過制作精良的課件為學生講授。采用多媒體教學方式的同時，也應配合多種仿真分析軟件，可以使教學更加生動和直觀。下面以三相橋式全控整流電路的教學過程來進行具體說明。

首先，在多媒體課件中加入Flas，利用Flas來完整仿真器件導通、關斷過程中電壓電流波形形成的動畫過程，如圖1所示，使學生有直觀印象，更加容易理解。

另外，可以引領學生利用已學過的仿真軟件對教材中的一些典型的、難點的、重點的變換電路進行仿真實踐。Simulink提供了動態系統建模、分析和仿真的交互環境，用戶只需應用鼠標拖放的方式將所需電氣元件的模塊添加到模型編輯窗口，并將它們連接起來就可以快速地組建仿真模型實現電力系統的計算仿真。以三相橋式全控整流電路為例，使用Simulink對三相橋式全控整流電路進行仿真的電路及結果。通過提取模型元件庫中合適的模塊在仿真平臺上按電路原理圖連接建立仿真模型并進行仿真（α=0°），仿真模型及輸出波形如圖2所示。

Multisim仿真軟件系統高度集成，界面直觀操作簡捷，可交互式搭建電路原理圖并對電路仿真。上例中的三相橋式全控整流電路也可以利用Multisim進行模型搭建及仿真運行，如圖3所示。

通過仿真可以看出，α=0°時負載電壓ud為三相線電壓在正半周的包絡線，還可以得到負載電流波形及各相橋臂上晶閘管的電流、電壓波形。

在此基礎之上，應有計劃地進行開放性網絡實驗平臺的建設，即計算機網絡環境下的虛擬實驗室。區別于利用仿真軟件的虛擬實驗，所有實驗數據皆由設在遠端的物理設備真實產生。學生可遠程選擇實驗電路進行組合搭建，并直接獲得由遠端的實際設備裝置測得的實驗數據。

教師與學生觀念的轉變

首先需要轉變的就是一張試卷定成績的情況。除了筆試成績外，應將平時作業遞交、討論任務完成、課堂及實驗環節表現、學習態度等情況記入成績，減少筆試成績所占總評比例，使考核能夠真正、全面、客觀地反映學生的實際情況。

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中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（a）-0113-02

“電路原理”是東北電力大學電氣工程及其自動化、電子信息工程、電子信息科學與技術、自動化、通信工程等電氣信息類專業第一門必修的基礎課程[1]。內容主要包括直流穩態分析、交流穩態分析、暫態分析和均勻傳輸線。該門課程在提供基礎知識、計算方法及初步實驗技能的同時也著力培養學生對后續課程的學習能力和從事工程技術工作的專業興趣、思維方式及解決實際問題的能力[2]。

區別于其他基礎課程，“電路原理”概念較多，原理較復雜，其內容涉及嚴謹的數學推導和繁雜的定理定義，學生大多僅限于完成列方程求解電路響應的習題，卻缺乏電路從實際元件到模型建模過渡的思維，導致學完該門課程后只能死背公式定理而無法將其解決問題的思維應用于后續課程。隨著實踐教學與理論教學相結合的教學方法不斷創新，傳統單一的教學模式已無法滿足教育發展需求。結合學科特色，針對課程體系、教學方法、實踐教學、評價體系等方面進行深入調研，提出相應的改革措施與方法，是“電路原理”課程亟需解決的問題。

1 優化課程體系

課程體系的優化是培養高素質工程技術人才的重要前提。“電路原理”是一門較成熟的基礎課程，在基礎教學中似乎變化甚微，但隨著新技術、新方法的不斷出現，結合專業培養方向，應對課程體系的細節問題進行重新整合和優化。

第一，根據不同課程的授課目的及要求的差異，從不同角度去設置教學內容，以此達到優化與其他學科出現重疊內容的要求。例如“自動控制原理”與“電路原理”同時涉及“二階系統的時域分析”內容，在“自動控制原理”中主要分析的是閉環極點對響應的影響及系統的上升時間、峰值時間、超調量、調整時間等性能指標[3]；而“電路原理”是以典型電路為例，側重于求解二階電路響應的方法并討論電氣參數對響應的影響。

第二，在教學內容上不同專業側重點應相應進行調整，并設計不同層次的課程體系，提高教學質量。針對我校電氣工程及將自動化專業的學生，在教學中突出“系統”的概念，要求學生重點掌握正弦穩態電路的分析并注重相關知識在電力系統領域的應用；而對于電子信息工程、電子信息科學與技術等弱電專業來說，應讓學生理解能量處理和信號處理之間的關系，了解同一實際元件在不同工程背景下建立不同模型，并注重介紹相關知識在計算機通信、信號處理等領域中的應用。

2 改革教學方法

教學過程中采取正確的教學方法是提高教學質量的重要手段。針對“電路原理”課程性質和內容，提出以下4點要求。

首先，在原理及公式推導過程中應強調其物理意義。由于該課程涉及了大量過程較繁瑣，理論性較強的數學公式推導，如若在課堂中過多地關注推導過程，必將使整個課堂的授課過程變得枯燥乏味，而學生對整個知識點的理解也會變得避重就輕。因此，授課過程中如果淡化繁復的公式推導過程，并強調公式的物理意義，引導學生從數學推導轉變為分析物理過程，不僅能提高學生發現問題并解決問題的能力，還可以使教學效果得到一定的提升。

其次，在教學過程中應采取多元化的教學方法。由于“電路原理”具有較強的理論性，所以在傳統的教學方式基礎上應逐步引入多元化的教學方法，如啟發式教學、類比教學、討論式教學、案例教學等，從而達到理想的教學效果。同時引導學生用分析電路的思維去分析本專業工程領域的實際問題，激發學生的學習熱情，引導學生創造性思維的培養，從而提升學生理論聯系實際的能力。

“啟發式”教學方法是教師引導學生提出問題，并分析問題，從而解決問題的過程，啟發學生獨立思考，提高解決問題的能力。例如，在求解一階電路RC的零輸入與零狀態響應中，應啟發學生抓住兩種響應的特點，運用以往學過的知識分析其響應的實質即是電容電路的充放電物理過程。這樣采取啟發式教學方法替代枯燥的數學推導與講解更能加深學生對知識的理解。

“類比”教學法是將以往學過的知識或分析方法同新的知識點相比較，推斷出其相對或相似的特點[4]。例如，在電容和電感元件的學習過程中引入類比教學，把電感電容的定義、電壓電流的瞬時值關系、相量關系、相位關系、有效值相類比，使這兩個容易混淆的元件的特性和關系一目了然，不僅加深了學生的記憶，而且提高了教學的效果。

“討論式”教學法是教師針對某知識點設計問題組織討論，促進教師與學生之間的互動，并使學生在討論中進一步加深對所學知識的理解。例如，在講到功率因數的提高時，可以結合相量圖討論如何提高功率因數，減小功率因數角，并在與學生的互動中得出結論。

再次，要與后續課程內容相結合，面向工程教學。“電路原理”涉及的內容及思想是基礎課與專業課的橋梁，后續所有專業課都有所涉及，在學科中起到承上啟下的作用。因此在講授基本原理及方法時，應突出專業背景，強調工程實踐及應用。例如，以電氣工程及其自動化專業為例，在講授基爾霍夫電流定律時，應提到電力系統繼電保護中的縱聯保護就是基爾霍夫電流定律KCL在工程實踐中的重要應用，激發學生關注電氣工程學科技術發展的前沿，提高對本專業學習的興趣。

最后，要采取多樣化的教學手段。“電路原理”課程中也存在一些學生難以理解的抽象內容，比如向量法等知識點，授課時可以借助音頻、視頻、軟件仿真等媒體課件，將抽象的理論形象化，使學生能清晰全面理解課堂內容，并透徹理解所學知識點。

3 構建合理的實踐環節

實驗教學在整個教學過程中，能夠培養學生動手能力和創新能力，并加深對理論知識的理解，激發學習興趣，是“電路原理”教學中必不可少的重要環節。在實驗中以硬件實驗為主，將EWB、Multisim等虛擬實驗與實際硬件設備相結合，設計多個驗證性與設計性實驗，使學生可以直觀分析不同參數不同條件下電路響應的變化，并實現從接受知識到應用知識的轉變。應增加小型綜合性的實驗，要求學生根據所學知識自行搭建電路同時進行參數測定，分析數據并得出結論。對于大型綜合設計性實驗，應從具體科研項目、工程案例中提煉適宜的工程問題，并鼓勵學生查閱資料，運用所學知識建模尋求解決方案[5]。

4 完善評價體系

有效的課程考核體系是提高教學質量，提升教學成果的重要保障。在評定過程中以綜合評價為前提，以能力培養為核心，對全面評價學生的綜合素質尤為重要。理論課程應注重考核評價的多元化，應由教學過程考核以及考試考核兩部分構成。教學過程考核應同時兼顧出勤、作業、測驗及課堂提問等方面，主要考察學生的學習態度以及對課程掌握情況，同時也能將基本情況及時反饋到老師手中，并適當調整教學方法及教學內容，合理安排教學資源。綜合考試應由期末考試和課程設計兩部分組成。其中期末考試應同時兼顧基礎概念理論與綜合運用能力的考察，且比例根據學生掌握情況做相應的調整；課程設計應以小型設計為主，注重學生的鉆研與探索，讓其能夠在提出問題到解決問題的過程中獲得思考，同時加深對課程內容的理解。

5 結語

該文通過對“電路原理”課程的特點以及教學現狀進行分析，總結了教學中存在的問題，并從優化課程體系、改革教學方法、合理安排實踐環節、完善評價體系4個方面進行分析，提出一系列的改革措施及建議，對培養學生的基本素質、提高教學質量有很大的幫助，也為該課程今后的教學工作指明了方向。

參考文獻

[1] 劉耀年.電路[M].2版.北京：中國電力出版社，2013.

[2] 郝靜，劉耀年.電路課程教學改革的方法和體會[J].東北電力學院學報，2004，24（3）：70-73.