电气课程设计范文精选

本文作者：焦咏梅高艳玲徐红作者单位：石家庄铁道大学四方学院

课程设计内容的改革

首先，探索全系专业课程体系框架，将内容紧密联系，增强内在逻辑性。把同一个培养能力范畴的同一类课程作为一个课程群，形成目标明确的课程群层次，把围绕一个技能培养目标的、含有若干课程的知识点抽象出来，在更高层次上连贯起来，使该技能的培养随课程设计的推进而不断递进、加深和拓展。如自动化专业的课程群层次结构。在课程群的建设基础上，我们的课程设计题目既要考虑前后课程纵向的贯通与衔接，又要充分考虑课程横向间的相互融合，实现整体优化。如把模拟电子、单片机、传感器课程设计内容纵向联系，递进升级，模拟电子课程设计题目应做到熟练掌握器件特性及参数计算，理解电路原理，并仿真出结果，使学生通过课程设计过“三关”，即“器件关”、“分析关”和“动手关”，此阶段培养了学生具备一定的硬件设计能力。在此阶段基础上进入下梯级，即单片机课程设计阶段。让学生在具备一定硬件设计能力的基础上学习系统软件设计，并且为了激发学生的学习兴趣，把电子电路和单片机课程设计进行横向优化组合。单片机题目要求学生应用电子电路的手段，即Protel原理图设计PCB设计并制版，做出实物，完成程序烧录，最终完成系统调试。结束时，学生亲身经历了硬件、软件的每一阶段，锻炼了学生工程应用能力。此阶段学生已具备了软、硬结合的能力，为进入下一个梯级做了充足的准备。课程设计的最高梯级传感器课程设计，即题目应综合模电、电子电路、单片机、传感器四类课程的理论知识，在具备软、硬件结合的能力的基础上，应用各类传感器采集数据，应用单片机、电路模块等手段完成一个应用系统的综合设计并做出实物，例如红外报警系统、温度检测系统设计、光敏元件控制系统等。培养学生结合实际应用的综合设计能力，做到环环相扣，相辅相成，为毕业设计打下良好的基础。

成绩评定体系改革

建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键，在注重结论正确的同时，应强调整个设计方案实施的全过程。1．撰写总结报告。总结报告是学生对课程设计全过程的总结，不能等同于平时的实验报告，因此内容要完善，格式要规范。此环节占总成绩的30%。2．实验动手能力。包括器件选择、仿真设计制版焊接、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神。此环节占总成绩的30%。3．学生实行全员答辩制。为避免学生互相抄袭或找人代做，我系自2009年开始施行课程设计全员答辩制度，每生5分钟自述，10分钟答辩，通过答辩情况给出答辩成绩。此环节占总成绩的40%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待，提高了学生的积极性和主动性，从而保证了课程设计的质量。

本文作者：刘静安艳玲作者单位：大庆华凯石油化工设计工程有限公司

改革实践教学内容

对整个专业实验课程进行整合和优化，增加了“三性”实验项目的比重。实验改革重点是减少验证性、演示性实验，加大设计性、综合性实验的比例；整合实验内容，形成理论验证、操作训练、综合训练渐进式、层次化的实验体系，着重培养学生的动手操作能力，培养学生的设计能力以及发现问题、分析问题和解决问题的实践能力。未来学习者社会的和情绪的能力与技能的发展，学习者的学习能力，以及在复杂系统中寻求某种途径的能力，去探求、判断、组织和创造性地运用有关信息的能力将变得更加重要，因此在实验教学、课程设计等环节突出了“案例式教学”方法的应用，强调面向工程实际，借助“案例式教学”较强的综合性和启发性、明确的目的性以及学生参与的主体性，努力培养学生严密的思维能力、终身学习的习惯、人际交往技巧和协作精神以及创新精神。课程设计是高等工程教育最重要的实践教学环节，它是由学生独立完成的一项综合性、创造性、设计性的大型作业。电力系统分析课程设计时间（潮流计算、短路电流计算）4周。通过课程设计之后，学生加深了对理论知识的理解，掌握了数学建模的思路，提高了计算机编程能力和运用软件仿真能力，培养了学生实践能力和创新能力，增强了学生设计综合素质。

实践教学体系中的创新手段

以“电力系统分析”的教学为例，该课程是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业必修课程，在整个电气工程专业课程体系中起到承上启下的桥梁作用，对后续专业课程的进一步学习及培养学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力起着非常重要的作用。建立了专业实践教学的跟踪管理机制。对课程设计、认识实习、生产实习和毕业实习的成绩评定方法进行改革，制定多元化的综合考试方法，主要采取平时跟踪考核（占20%）、实习日记（20%）、实践课程报告（占40%）和综合答辩（占20%）来评定学生成绩。以学生应该具备和接受的知识结构、能力结构来构建课程体系。随着社会经济和科学技术的发展，对于电气工程及其自动化专业学生的知识结构而言，培养范围不仅要有一级学科“电气工程”的特色，应具备“强、弱电”的知识结构，而且也应当具备较广的人文、社会等方面的知识，有较强的实践动手能力。为改善教学效果，在实践环节中引入了基于PSCAD的仿真实验平台，作为理论教学模块与动态模拟实验模块的中间过渡环节，有效地提高了学员的学习兴趣与主动性。优化课程结构和学生毕业考试体制，建立完善的系统。理论学习、实训操作的完成质量，作为学生推荐就业的依据，建立健全和改革学生毕业考核制度，也是进一步深化职业教育教学改革的重要举措。通过增加潮流计算仿真计算环节，将学员从复杂的公式和繁重的计算中解脱出来，不仅可以更好地掌握各种潮流计算方法，理解其优缺点，还可以通过修改模型参数，直观再现系统潮流过负荷、电压越线等状态，提高学员的综合分析能力。实际条件难以满足、系统的安全运行也不允许的大型实验，也可通过软件仿真来完成。通过设置具有综合意义的、前后有机联系的综合性、设计性实验，于实验课上集中练习、研讨，充分利用动模实验室主机联网功能，将多个此实验平台联机构成一个可变的多机环型电力网络，进行各种潮流分析实验，实现电力系统的检测、控制、监视、保护、调度的自动化等模拟仿真，提高实验教学的效率与质量，巩固和加深学生对电力系统相关理论课程的理解，拓宽专业知识。

摘要：“电力系统稳态分析”课程是电气工程及其自动化专业的一门较为重要的专业课，是学生基本专业素质形成与发展的关键课程。为了适应应用型本科院校的发展方向，提高学生的实践能力，针对传统“电力系统稳态分析”课程设计存在的问题，对课程设计的内容、实施方式和指导方式进行了改革探索。新的设计不仅可以减少学生的工作量，而且能够帮助学生更加直观地理解网络的潮流和影响潮流分布的因素，有助于培养学生的工程实践能力。

关键词：电力系统稳态分析；课程设计；改革探索；实践能力

0引言

“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业的专业主干课，分为电力系统稳态分析和电力系统暂态分析。涉及的主要内容有潮流计算、频率调整、电压调整、短路计算和稳定性分析，具有很强的理论性和综合性，同时又具有一定的工程实践性，对学生的专业素质培养起着重要作用［1－2］。基于“电力系统分析”的重要作用和课程特点，在人才培养方案中为其设置了课程设计环节，一方面有助于巩固学生的理论知识，另一方面有利于提高学生的实践能力。在“电力系统分析”的主要教学内容里，潮流计算属于电力系统稳态分析的内容，主要研究电力系统的稳态运行情况，是电力系统故障分析和稳定性分析的基础，因此潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种计算［3－4］。为了突显潮流计算的重要作用，“电力系统稳态分析”课程设计的内容就是要求学生通过Matlab编程完成给定网络的潮流分布，但教学效果不是很理想，并没有加深学生对潮流计算的理解。故本文对“电力系统稳态分析”课程设计进行了改革和探索。

1传统课程设计的现状

（1）课程设计内容与实际脱离我校电气工程及其自动化专业起步较晚，大部分教师都是青年教师，缺少行业背景和工程实践能力。而电气工程及其自动化专业的课程设计大部分是由本系老师承担，这就导致了课程设计的选题内容相对单一，理论性较强，但与工程实际相差较远。为了克服这方面的缺点，适应我校应用型本科院校的定位，新版的人才培养方案中将一部分的课程设计替换为实验操作，但考虑到“电力系统分析”课程的特点以及没有与之配套的实验室，故仍采用课程设计的形式完成实践教学。（2）学生重视度不够目前，“电力系统稳态分析”课程设计是由指导教师给出设计题目，学生根据给定的网络和各元件的原始参数，对网络进行化简并得到其等值电路，为了减少人工手算的工作量，选择的网络一般比较简单，然后根据化简的等值电路求出网络的节点导纳矩阵，最后通过Matlab编程求出网络的潮流分布，得到各母线电压和各线路的功率。一方面由于设计过程比较枯燥，学生学习兴趣不高；另一方面学生人数较多，教师指导不到位，导致学生重视度不够，抄袭现象比较严重。（3）课程设计时间安排紧凑“电力系统稳态分析”课程设计一般安排在理论课程结束之后的1－2周这段时间内，但此时大部分课程都已结课，马上面临四六级考试和期末考试，学生大都将精力放在学习上。为了让学生有更多的时间复习，一般都是每个班集中连续做几天课程设计，由于时间安排比较紧凑，学生容易疲乏，大部分学生都是草草了事、简单应付，导致课程设计的教学效果较差，无法达到预期的目标。

电气工程及其自动化专业应该是一个以强电为主、强弱电相结合的专业，应该体现以“强电为体、弱电为用”的理念，培养的学生既要懂强电又要懂弱电，既搞硬件也搞软件，既掌握电气技术的专业知识，亦了解计算机与电子技术的应用。[2]郑州航空工业管理学院电气工程及其自动化专业的培养目标是：培养德智体全面发展的，适应社会主义市场经济需要的，具有良好的文化科学素质及电气工程专业知识和应用能力的，能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研究开发、经济管理以及电子与计算机应用等领域工作的宽口径、创新型、复合型高级工程技术人才。该专业的学生由于受到电工、电子、信息控制及计算机等技术的基础训练，既具有电气工程方面的专业知识，又具有自动化与计算机方面的基础知识，使其在今后的就业中具有较大的优势。

电气工程及其自动化专业面临的发展机遇我国电力工业经过多年的快速发展，现今无论是发电装机总量还是年发电量在世界上均居第二位，仅次于美国，但人均装机量与人均年发电量都远远落后，仍有很大的发展空间。电力工业的“十一五”发展规划提出了特高压的发展战略，并且提出构建智能型坚强电网的概念与目标，为电力工业、电气设备制造业及相关的机械、材料工业提供了无限的发展潜力。[3]河南省在第十一个五年发展规划中指出：“加强电网建设，增强电力输送能力。加快计算机技术、自动化技术和信息技术的推广应用，提高城网的自动化水平”与“重点发展高压超高压输变电成套设备，电站辅机以及中高端电工专用设备，风能、低温余热发电设备”。现如今，发展循环、低碳经济，建设环境友好型、资源节约型社会成为经济社会可持续发展的战略目标，电力工业必将在其中扮演更重要的角色。事实表明，高质量的电能供应是中国社会现代化建设的重要保障，也是河南区域经济快速发展的基础条件，需要有大量合格的电气工程师，而这正是电气工程及其自动化专业的根本使命与发展前景。因此，郑州航空工业管理学院电气专业紧密跟踪我国电力工业的发展规划，结合地区经济发展的特点，及时调整专业的办学方向，力争办出专业特色，培养出更多的电气工程技术专门人才。

电气工程及其自动化专业的现状郑州航空工业管理学院是一所按二本招生的普通本科院校，是面向地方经济和航空工业生产第一线，培养输出复合型应用人才的重要基地。电气工程及其自动化专业于2001年筹建，根据电力工业发展现状与区域经济特点，提出了电气工程及其自动化专业的应用型人才培养目标，并且结合郑州航空工业管理学院工科发展的水平及电气工程及其自动化专业的师资力量，编制了偏于电机电器及其控制的课程体系。电气工程及其自动化专业经过数年的建设，并且与21世纪电力工业的迅猛发展相适应，于2008年对原有的电气工程及其自动化专业进行了细分，新设置了自动化专业，并且该专业在师资方面也有了较大的进步，这些都促进了电气工程及其自动化专业强电本色的回归，推动了对相应课程体系及专业定位的思考。虽然近几年郑州航空工业管理学院电气工程及其自动化专业有了较大的发展，但是专业基础与兄弟院校相比还很薄弱，实验条件与师资力量还很有限，仍然处于快速发展时期，总体仍处于较低水平。因此，目前的电气工程及其自动化专业仍需且必须定位于工程应用型人才的培养，学生毕业以后可以到电厂、电力设计单位、电气制造企业及各工矿企业从事与电气相关的设计、运行、管理等工作。

应用型人才的特点与培养应用型人才的特点是学科基础知识扎实，实践能力与创新意识强，除了具有较好的科学素养外，还具有良好的工程素养，具备解决工程实际问题的能力，毕业以后主要在生产第一线从事运行与管理等工作。应用型人才首先是一种创新人才，具有把理论知识和技术转化为实践生产力的创新能力；其次也是一种复合型人才，因为应用型人才的工作是以解决实际问题为根本，而要解决一个实际问题往往不能仅靠一种专业知识，实践的创新多出现在学科边缘或者各学科的交叉处，因此应用型人才也是一种复合型创新人才。[4]对应用型人才的培养，不是简单地增减几门课就能做到的，构建科学的课程体系是培养合格应用型人才的基础。如何建立以强电课程为主，渗透电子技术、信息技术与计算机技术的电气工程及其自动化专业的课程体系，是一项系统性的工程，需要透彻理解相关的课程及经受实践的检验。

课程体系的建设

在电气专业新课程体系的设置上着重突出“以强电为主，弱电为辅，强弱电、软硬件、电气控制与信息技术相结合”的专业特色，主要依据四个基本原则：一是突出强电特色，并且结合电力发展前景与现有师资力量，设置了电力系统及其自动化与电机电器及其控制两个专业方向的课程模块；二是紧密结合自动化技术在电气工程领域的应用，保持电子与计算机技术相关课程教学四年不断线；三是强化本专业应用型人才培养的特色，保持实践教学环节四年不断线；四是激励学生的个性化发展，结合学生就业需要，注重课程安排的科学性与系统性。新课程体系的主要特点是适应郑州航空工业管理学院原电气工程及其自动化专业细分为电气工程及其自动化专业与自动化专业的发展需要，突出了电气工程及其自动化专业的强电特色，根据“厚基础、宽口径、重实践、强应用”的应用型人才培养模式而设置。

摘要：阐述基于工程教育认证的电气工程及其自动化专业实践教学，从顶层设计、基础性实验教学、综合性课程设计和创新性实践教学四个方面提出了六项改革措施。

关键词：工程能力，实践教学，电气工程。

0引言

工程教育认证标准提出的毕业要求、课程体系均离不开实践教学的建设，完善的实践教学体系可以培养学生的工程能力，确保毕业要求的达成度，支撑工程专业认证中人才培养目标的实现。基于运城学院地方性、应用型人才培养目标，在电气工程及其自动化专业开展实践教学过程中，秉承“依据认证标准，结合专业特色，发挥校企优势”的实践教学理念，全面提高学生的工程应用能力和工程创新能力。

1实践教学的设计

实践教学是工程类人才培养的关键环节，是实现工程能力培养的主要渠道。通过实践教学，加深学生对理论知识的理解和掌握，将理论知识和工程应用知识相融合。基于此，构建基础性、综合性和创新性三层次递进式的实践教学体系如图1。在工程教育认证标准和要求指导下，修订并完善实践类环节的教学大纲[1]。教学大纲修订主要体现在三个方面：（1）制定实践环节的课程目标，明确课程目标与毕业要求和指标点的对应支撑关系。（2）完善实践教学内容，教学内容应充分体现人才培养要求的工程应用知识和工程应用能力。（3）制定实践教学方法，明确实践教学方法与课程目标、教学内容的对应关系。