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【关键词】电气工程 自动化 智能化技术
一、概述电气工程及其自动化
电气工程及其自动化是指电工程及其自动化(Electrical Engineering简称EE),这是一门综合性较强的科目,涉及机电一体化技术、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等多个学科的交融学习。传统的概念认为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和就是电气工程,实际上它的现实意义早已超出原来定义的范畴了。它现在指的是几乎涵盖了所有的与电子、光子有关的所有工程行为。另外,如今的电气工程自动化极容易受到信息技术的发展、物理科学知识的应用还有技术的发展和变化的影响,所以中国自身的电气工程及其自动化在向国外借鉴和学习的基础上还要结合自身经济发展和国情的需要适时调整,适时改进。
二、论述智能化技术的特点和优势
智能化技术是一种高科技的控制技术,这种先进的科学技术在实现电气工程自动化持续、稳定发展有着重要的作用。智能化技术是指在工作时更高效化、自主化和无人操作化。智能化技术最显著的特点是可以自动化生产、可以灵活地操控,并且符合环保的特色,具备优质的产量,而且信息的合成率比较高。资源的优化性能也很高。电气智能化设备的系统具备非常明显的特点,可以通过自我检查和调控来操控整个生产过程,无需人过多的操心。这样的智能化设备有自检系统,可以通过系统网络来进行自我检测和评估,检测到哪条线路和电网出现问题,可以及时解决。(引用自参考文献[4])另外,它具有灵活性,可以通过自动化电力系统了解到更多的产业信息,也可以通过信息进行大规模的接入,智能系统和现在的电力范围市场交易进行了连接,减轻管理中的超负荷工作,实行最为简单的资源优化,强化系统管理。
电气工程自动化运用智能化技术来提高电气自动化的工作效率的,作为智能化技术在电气工程及其自动化中应用的主要目的,也是其优势所在。它不仅可以促进电气工程发展,还能降低成本,节省人力物力。还有效地解决了传统控制的弊端和系统稳定性的问题,并不断地提升了电气设备运行的智能化程度,也提高了电气工程自动化的效率。经过分析研究后,可了解到智能化技术在电气工程自动化中更主要的优势是它能使电气工程自动化拥有更完善的控制系统,还也简化了电气工程的控制流程,使其在结构上更合理,效率也得到极大的提升。
三、当前智能化技术在电气工程及其自动化中的应用现状和未来发展趋势
经过综合分析和研究表明,当前智能化技术在电气工程及其自动化技术中的表现分别是智能控制、故障诊断、优化设计和无功补偿这四方面。(引用自参考文献[3])智能控制是首要也是关键,因为它实现了电气工程自主化控制,应用在电气系统的信息处理,记录系统故障和计算机系统对电气系统的实时监控等方面。智能化的故障诊断能全面而又精确的诊断电气系统在运行过程中发生的故障。电气工程的优化设计,其设计的环节和过程是非常繁琐和复杂的,需要专业的设计人员利用智能化技术针对电气系统进行设计。虽然设计过程非常地复杂,但它使智能化技术变得更加实用和方便,也更能节省材料和费用。无功补偿,功指的就是电功率,无功补偿的智能技术的运用,可以通过记录电力相关的参数后,再根据这些参数选择无功补偿的设备,通过安装设备实现补偿,以减少电力消耗来实现平衡。其实,智能化技术在电气工程及其自动化中的具体应用还有很多,例如神经网络控制技术、计算机技术、精密传感技术,GPS定位技术等相关的综合应用。随着产品市场竞争的日趋激烈,智能化产品的优势更加突出,在实际操作和应用中得到广泛的使用。
另外,智能化技术在电气工程自动化中的发展主要是系统功能和体系结构。从系统功能看,运用了高性能的PLC技术,直接通过窗口和菜单操作,插补和补偿方式更加多样化。体系结构发展更加集成化、模块化和网络化。(引用自参考文献[2])在未来,智能电网是电力的发展方向,而发展的重点是电力设备制造商要实现发、输、变、配、用电在整个环节的管控一体化和互动化,满足智能电网的需求以提供发电到用电整个价值链中的自动化,这无疑是未来电力市场的核心所在。为将电力设备的智能化引入纵深,国家电力建设中需要将新型的电子式互感器、先进的传感器技术、预防性维修的智能组件和基于通用网络通信平台的变电站自动化系统提高到国际标准。(引用自参考文献[1])在未来发展中实现对电力的自动化监视与控制,能有效保障供电可靠性和供电品质,并且有利于合理安排生产计划,节约电力成本以及检修成本。为满足社会经济发展要求,未来国家会对智能电网加大建设,电力设备的智能化将是整个建设环节中的关键。
四、总结
本文通过对电气工程及其自动化的概述,并针对现在广泛被应用的智能化技术进行深入的分析研究,就其特性和优势方面来展来开探讨。其次,综合智能化技术在电气工程及其自动化中的应用现状和未来趋势进行论述。电力的应用在当今经济飞速发展的社会中不断地被深化和发展,成为了人们生活更加现代化和国民经济发展象征的一个重要标志。从某种意义上讲,它的发达程度代表了一个国家的科技的进步水平。所以,在这样的环境和要求里,如何提高电气工程及其自动化成为关键问题,而与智能化技术相结合是为适应其发展需要的最好的选择。因此,智能化技术的研究及其在电气工程自动化中的应用具有重要的理论意义和现实意义的。
【参考文献】
[ 1 ]张毅、王德宽、刘晓波、文正国、王聪;水电厂智能化技术发展趋势与应用[A];中国水力发电工程学会信息化专业2012年年会优秀论文专集[C];2012年
[ 2 ]沈君奕;电气自动化控制中人工智能的探讨分析[J].科技资讯;2011
【关键词】电气工程;自动化;发展趋势
引言
我国各方面事业都得到了很大的提高与发展,尤其是经济建设方面更是获得了长足的进步。并且能够增强传输信息的有效性和实时性、提高检测精确度,同时,电气自动化控制系统能够降低安全事故发生的概率,保证生产的安全。电力的发展是促进生产和提高人们生活水平的重要物质基础,随着电力应用的不断发展和深化,新时代背景下的电气自动化进程成了国民经济和人民生活现代化的重要标志。
1.电气自动化的发展现状
随着自动化技术的飞速发展,电气工程控制系统也日新月异,成为引起人们很大兴趣的一个领域。它的研究目标是用机器,通常为传动控制系统、电脑等,尽可能地代替人的体力活动,并且争取在这些方面最终改善并超出人的能力,我国电力系统较为突出的问题是持续性较差、系统庞大、存在环境复杂等。而保证电力系统运行良好的先决条件便是电力环境的保护问题,因此,若想提高电力系统工作质量,就必须对电力系统进行根本上的改造,使其不断的朝着电气自动化的方向发展,只有大力发展工业才能促进我国经济的飞速发展。所以,只有电气工程及其自动化在社会发展的地位中占有一席之地,才能促进电气工程及其自动化的长足发展,立足世界。同时电气自动化工程控制系统使用的标准系统语言使其维护更加容易进行。控制回路是为了保证主回路线路运行的稳定与安全,能够实现某项控制功能的若干个电子组件的组合的电气设备之一。因此,若想提高电力系统工作质量,就必须对电力系统进行根本上的改造,使其不断的朝着电气自动化的方向发展,实现电力系统实时监控,及时发现问题、解决问题,保证电力系统工作质量、工作效率。在现代的企业管理中,离不开电气工程,因为在管理当中是以电气工程自动化为基础,软件在运行时,都离不开电气工程及其自动化,因为运行环境就是由电气自动化组成的。
2.电气工程及其自动化的发展中的问题
电力调度自动化技术方式的应用能够对整个电网系统在运行过程中的各种动作、运行的状态以及各项的参数进行全方位地、长时间地监控,从而保证电网系统的安全、高效运行。 电力企业不得不建立相关的监测措施.对企业来说,以最少的投资获取最大的利益为目的,要想建立这样的系统,需要花费大量的时间和金钱,还要不断地投入维护成本,这样就会加大供电企业总成本的投入。可以充分保证以上监控指标具体取值的可靠与准确,使得数据符合相关标准规范,还能够稳定且有效地满足电气工程终端使用用户在水资源、电能资源和汽能资源等方面的需求。 从而有的环节无形中增加了经济成本,最终工程总的经济投入也就增加了。而且,目前的企业在电气工程及其自动化的技术上都是因企业而宜,不同的企业,电气工程及其自动化的技术水平也不一样。生产的过程最优化的控制与管理也使自动化进入到了一个全新自动化阶段,电气专业的自动化技术飞速地发展也使之发生了质的变化这也是由于自动控制与信息处理结合的结果所致。电气自动化技术的应用能够对电气系统的运行状态进行实时性的评估,并以所累计数据为依据对电力负荷进行有效的预测,以此为基础对经济进行调度,并实现发电控制过程的自动化,同时也促进了这门技术的全面革新,高级自动化系统主要是由现代通信科学技术、微型计算机技术以及人工智能技术所结合的成果体现,同时也对电气自动化的进一步发展起到了积极的推动作用。 在工业生产中,电气工程需要满足各个方面的不同需求,由此就会消耗掉大量的能源,而能源的消耗不可再生,而我国地域发展不平衡、能源相对缺乏,有必要在电气工程中注重节能环保。其借助于全微机设备来替代之前的电磁装置,因而实现了操作及监视等过程的屏幕化,数据进行传输时应尽可能采用计算机电缆方式来进行电力信号电缆的取代,并实现了运行及管理过程的自动化。
3.电气工程中电气自动化的发展及应用趋势
3.1 建立电气工程及其自动化的统一独立的平台
目前,国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平,智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平,研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。电气自动化的发展方向是建立高效、快捷的电气工程及自动化系统,但目前很多企业自身网络构架不尽相同,使得依托于网络结构而发展的电气工程自动化的发展受到了阻碍。 而一次设备的智能化同此状况有着较大程度的不同,对一次设备结构进行设计时,常需要借助于二次设备的功能 时间来实现,因此实现了控制电缆及电力信号电缆量的大幅度节约。信息技术在电气自动化的地位应更加突出电力设备的设计、制造和运行中广泛应用的计算机优化与仿真技术,人工智能分析的广泛应用以及电气工程中广泛使用的网络通信技术,都充分展现了信息技术在电气自动化中起到的重要作用。所以如何培养这方面的人才是现代社会所关注的重要课题。我们也只有保证人才的不断发展和提高,才能满足现代经济发展的需要。最基本的要求是进行专业训练,通过理论研究、培训和社会实践等培养全面的人才。 一定要控制在企业运行的范围内。此外,还要注意商业项目运行的特点以及终端客户的不同需求,最后做到建立电气工程及其自动化的统一独立的平台,从而减少企业的运行成本。
3.2 建立电气工程及其自动化的通用网络系统
作为一项综合性的技术,要想电气工程以及自动化有较大的发展,需要从技术发明着手,突破技术方面的瓶颈,为自动化的建设和发展提供技术的支持和保证。 积极推广应用节能降耗新技术、新方法、新工艺,在材料的使用,技术的使用等方面力求创新,采用信息技术、计算机技术、网络技术与自动化技术等高新技术,研发新产品。要想使这些步骤得到资源的合理化配置,就要使这些系统通过网络联系起来。借助于网络,不仅提高了电网调度的自动化程度,还将下机调度机构与变电站、发电站有效的联系在一起,互通有无,使整个系统能够更加协调的工作。通过建立电气工程及其自动化的通用网络系统,使各个系统之间的数据得到高效,快捷的交换,促使整个企业的优化发展。最终,解决了载波在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题,正是因为采用数字信号处理技术,才得以提高了载波接收灵敏度。 电气工程及其自动化的系统传递信息才会更安全,更高效。所以,在目前的电气工程及其自动化的发展过程中,一定要实现程序接口的完美对接,从而减少开发工程的时间和费用。
4.结束语
电气工程及其自动化是现代工业发展的关键领域,随着科技的不断更新和发展,电气工程及其自动化的技术平台逐渐形成。只有高科技人才才能促进经济的进步,我们必须站在时代和和社会发展的高度去迎接挑战,加强电气自动化方面的人才培养,为我国塑造一批高科技人才。而电气自动化是现代电气工程的支撑,应积极创新使电气工程中电气自动化的应用也得到了更好的发展。
参考文献
[1] 符超.建筑电气工程管理中存在的质量问题分析与处理措施探讨[J].四川建材,2010,(3).
1PLC技术基本概述
PLC技术是模仿人类思维和行为并且独立运作的一种技术,通常运用在计算机技术领域。PLC技术又称可编程逻辑控制器,它克服了传统电气工程系统的接线复杂,可靠性低,功耗高,通用性和灵活性差的缺点,利用了微处理器的优点,从而能够灵活运用于生产实践中。PLC技术具有体积小,功能强,速度快,可靠性高,具有较大的灵活性和可扩展性的特点,从而能够更好的运用到电气工程领域。PLC技术是在计算机技术的通用工业自动控制设备,PLC技术是环保节能,能够节约资源,减少对环境的污染与破坏。PLC技术能够提高电气工程的自动化水平,改善员工的工作效率,从而提高电气工程自动化控制系统的效率和质量,并且提高人民的安全系数。
2PLC技术在电气工程以及自动化控制意义和优势
2.1应用PLC技术的意义。电气工程以及自动化控制系统的主要控制方式是PLC技术,但由于传统电气工程的问题,使得现如今的电气工程自动化控制系统存在较大的局限性。PLC技术需要技术人员具有较高的专业技术能力以及综合素质,对一些复杂的数据进行分析与判断,从而能够完成相应的数据实验工作。而传统的电气工程自动化控制系统受电路设计和数据分析的影响较大,会导致电力工程自动控制系统瘫痪,而一旦系统进行瘫痪之后,就需要一定的时间进行维修和修复数据。PLC技术能够提高电力工程自动化控制系统的效率和质量,防范瘫痪风险,从而对电力工程自动化控制系统具有重要意义。2.2应用PLC技术的优势。PLC技术能够解决传统电气工程自动化控制系统的复杂性,能够有效使工作正常开展,并且提高工作的效率以及质量,提升控制器的准确性。PLC技术能够有效提升系统的工作质量和水平,会减少工作人员的压力,从而使工作人员对工作有一定的主动性和积极性。在传统电气工程自动化控制系统中,不同的控制器产生的结果会有所差别,而运用PLC技术能够使数据信息具有一致性,从而能够严格控制数据分析,提高数据信息的准确性。在传统电气工程自动化控制系统中,技术人员需要设计控制模型,并且技术人员会受到一些主观因素的干扰,从而影响信息的准确性,而PLC技术能够实现对电气工程的自动化控制,能够提高信息的准确度。PLC技术还可以提升技术人员对电气系统的控制程度,从而减少技术人员参与到电气系统中,完全实现自动化控制。PLC技术能够有效调整电气系统出现的问题,从而实现远程控制能够减少技术人员的技术误差,保障技术人员的生命安全,降低企业对技术人员的劳动成本,从而能够创造更高的企业经济效益。
3PLC技术在电气工程及其自动化控制系统中的应用
3.1优化系统。PLC技术已经全面应用到电气工程及其自动化控制系统中,可以优化和改进传统的电气工程系统,从而使电气工程系统达到最大效益,提高设备运行效率。随着时代的发展,社会的必然产物是PLC技术,PLC技术能够实现电气工程及其自动化控制系统的远程控制和无人操作,从而能够提高设备的自主性和效率,并且充分实现电气工程及其自动化控制系统的智能化发展。我国电气工程的发展目标是优化资源配置,而PLC技术能够全面自动收集相关数据,减少一定设备的资源配置,能够有效减少资源浪费,从而提高设备工程的效率以及准确度和资源利用率。3.2远程控制。远程控制是电气工程及其自动化控制系统中的重要体现,未来行业的电气系统只需要技术人员在现场进行调控,而PLC技术能够实现远程控制,从而达到无人操作以及控制设备的目的,这就使电气系统降低了人工成本,从而使电气自动化控制系统更加方便高效。例如断路器,隔离开关,自动手动控制装置等,这都是利用PLC技术的逻辑思维和信息处理能力,从而能够使经济效益最大化。3.3诊断故障。传统电气工程及其自动化控制系统中难免会存在一些故障问题,这对整个电气系统有可能造成严重的影响。而PLC技术的应用能够提高电气系统的诊断故障水平,从而对设备存在的潜在风险进行评估分析,并维护修复设备。PLC技术还能够实现电气系统动态化的全过程管控,从而对存在的问题进行监测,并进行补救和维修,节约了设备诊断时间,提升了电气系统的效率和质量。通过PLC技术能够确定故障的位置,从而进行针对性的维护工作,能够减少时间成本,从而提高企业的经济效益。3.4数控系统。在电气系统中,数控系统主要用于机械加工等,而数控系统包括点位控制系统,直线控制系统以及连续控制系统等。企业为了满足时代的需求,从而运用PLC技术来为了解决数控系统的抗干扰问题,从而调整机床功能,来增加企业经营管理的灵活性。传统电气系统具有功率高,消耗能量较大的特点。而随着现如今人们的需求提高,从而电气系统也有了新的需求,而PLC技术本身具有抗干扰能力较强,运行可靠性大,易于使用等特点,进而在电气工程及自动化控制系统中,应用PLC技术能够使产品得以发挥长处。PLC技术还会减少电气工程的费用成本,PLC技术相比传统电气工程系统来说较简便,操作也非常便捷。PLC技术还会使用现场总线设计理念,从而结合控制系统减少设备的使用数量,从而能够提高电气工程及其自动化控制系统的效率以及质量。
4结语
1.校外实习方面
高校工科技术应用人才的培养必须要有良好的硬件设备,这是高校专业特色的重点所在。但是当前由于高校经费不足,实习单位接待困难以及其他安全方面的因素,造成了电气工程
及其自动化专业实习效果难以得到有效的保障。更多的是学生自行联系实习单位或者虚造实习单位,无法实现电气工程及其自动化专业的基本培养目标。
2.课程设计和毕业设计方面
当前,高校电气工程及其自动化专业的设计题目较为单一,每届学生的设计题目都大同小异,缺乏更新和创新。学生实践性少,极易出现课程设计和毕业设计雷同的现象。加之指导教师缺乏工程设计实践经验,因此整体上课程设计和毕业设计缺乏一定的创新,学生的理论和实践结合能力欠缺。4.开放性实验由于当前高校实验室更多以科研为主,科研设备的投入资金较大,因此实验室开放性能力不足,学生对于实验设备和实验平台缺乏应有的了解,一些开发性的实验就无法开展,在实验设计的过程中也就缺乏创新性。对此,高校实验室应该加大对学生的开放力度,同时不断提升实验室的软硬件,以适应课程实验教学的需要。
二、实验教学体系改革的方案
1.课堂教学与工程实践训练同步进行
电气工程实践训练课程的设置是高校电气工程及其自动化专业人才培养的重点。一般来说,该课程的设置共分为工程实践训练基础和工程实践训练实验两个部分。前者以课堂教学理论为主,主要是从课程理论的方法和技术上为后面的工程实践训练打好基础,其目的在于能够将用于工程实践训练实验的理论学习透彻,引导学生能够积极思考和讨论。按照提出问题、分析问题和解决问题三步走的思路,充分调动学生的学习积极性。后者则以实验教学为主,注重学生的动手能力,将课堂理论知识搬到实验中,带领学生熟悉有关的电气设备,并且设计实验方案让学生能够自主地对设备进行安装、调试和测量,使讲课和实验有机结合起来,引导学生边学边用,更大程度地激发学生的学校兴趣,使学生全身心地投入到电气工程实践实验训练中。比如,电气工程及其自动化实验实训基地大都有成套的装置和设备,都是模拟一个变电工程,一般2~4个学生可以共用一套装置。而课程设置则可以涵盖到供电系统的设备安装、调试、测量、信号、控制等内容,可以对学生进行全过程的工程实践训练。每个学生还可以根据老师布置的课程进行独立的设计实验方案,绘制相关的图纸并且根据设备的型号和有关的技术特性,将设备安装到实验屏上再亲自进行全部接线、核对和通电检测,并且进行各种参数的测量和一些事故的试验排查等。教师也可以设置多种多样的事故,让学生们反复实践和探索,逐一进行论证,得出结论。
2.结合学生就业单位开设专业综合实验
电气工程及其自动化专业属于一个综合性和实践性较强的专业。一般大学四年级会开展有关的实验课程,而专业指导教师也可以根据自身的研究特长来为学生开设不同的实验课题。专业指导教师还可以根据学生的签约单位生产特征来给学生进行独立的课程设计,使实验能够与生产实际工程结合起来,这样也有助于学生今后的工作开展。一般来说,电气工程及其自动化专业开设的实验主要有小接地电流系统的实验、铁磁谐振实验、电网调度自动化通信综合实验、发电机综合实验、变压器综合实验等等。要出色地完成这些综合实验项目,必须做到以下几点:第一,做好资料的查找工作。学生可根据课题研究的方向,查阅相关的资料,根据查阅的资料设计相关的实验方案和实验步骤,拟定所需的实验仪器设备和有关的实验费用。第二,对实验方案进行解释和论证。在指导教师的帮助下,要学会对设计的方案进行论证,指导教师要对学生的方案进行复核,指出其方案操作中可能存在的问题。通过这种方式的实训,可以更好地培养学生的创新能力,使得综合运用知识的能力得以全面提升。
三、构建实验课程体系的保障
1.建立创新研究理念,搭建产学研联合培养模式
创新研究理念是指在电气工程实验教学内容中引入能够反映本学科专业的前沿理论知识和一些先进的现代研究成果,以此来更新和完善教学内容,而不是单纯依赖于教科书。在教学手段上,要综合运用诸如多媒体实验教学、现代通讯技术等来活跃实验课程氛围;教学方式上则可以采用一些诸如回归启示法、故意出错法等研究型的教学方法和双向的教学模式,改变以往的简单灌输式的教学方式,以示范和学生探索为主,积极开发学生的实验创新能力。另外,还可以根据实验项目课程的安排,有选择性地设置一些课外研究课题,教授学生如何独立地对有关的课堂进行立项、分析、论证和方案设计以及实验成果总结。必要的时候,可以充分应用现代化的生产技术,使学生的实验课程与当前的实际生产相结合,以课程群方式建设数字化的工厂实验室、校内外实践基地。通过搭建产学研联合培养模式,来培养学生的实际操作能力。
2.建立科学管理体制,完善管理制度
实验教学体系改革需要一套完善的管理制度和科学的管理体制作为保障,因此,要深化管理制度的改革,深化教学改革,实现办学水平的全方位提升。由于我国高等院校管理制度的复杂性和多样性,各项制度之间常出现互相抵触的现象。为此,有必要以现代管理理念对现行的高校管理制度进行研究,使其形成一个完整的体系,更好地促进教学管理水平的提升。要积极制订与电气工程及其自动化专业实验教学相配套的教学管理制度,制订有利于符合培养目标要求和完善的教学计划,健全实验教学质量管理责任制,建立科学化系统化的教学质量监控和评估体系,加强科研管理水平,努力提高实验教师队伍的整体素质,创新教师队伍管理,重视高校工科技能型人才的培养意义。
3.开放实验室,开展科技活动
关键词:毕业设计;团队合作模式;毕业设计改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)36-0161-02
近年来,在高校不断扩招,就业形势日益严峻的背景下,使得学生压力倍增,纷纷把考取研究生和找一个理想的工作作为头等大事,忽略了实践环节对于专业学习的重要性,这一矛盾对于通常安排在第八学期的毕业设计而言显得更加突出。在毕业设计环节,有些学生应用人单位要求提前到岗实习。然而到了工作岗位上,既要尽快熟悉新的工作环境,又要努力做好手头的工作,在相当短的时间内完成从学生角色到员工角色的转变,开始一种全新的生活,对不少学生来说在其心理上和生理上都是一个很大的挑战,很难再有精力去做好毕业设计。更有甚者,部分学生顶岗实习后,由于专业不对口,工作环境根本不具备做毕业设计的条件,尤其对于电气工程及其自动化这种实践性较强的专业而言,没有最基本的实验设备和实验环境,学生无法去做毕业设计,只能马马虎虎,敷衍了事。[1-4]
本文针对当前高校毕业设计(论文)环节存在的普遍问题探寻针对性的解决方案,以电气工程及其自动化专业BG1001试点班为例,尝试建立符合人才培养规律与学校定位的毕业设计(论文)模式。
一、改革方案
1.方案制订
为了使每个学生都能在毕业设计中得到实在的锻炼,目前,毕业设计(论文)基本实行单人单题目制度,学生在毕业设计(论文)过程中独立完成自己的工作。这种主要的模式虽然有利于培养学生独立解决问题的能力,但在协作能力的培养上却有所不足。因此,试点班BG1001电气工程及其自动化(试点班)尝试通过相互协作的团队合作模式,即2个学生相互合作、完成一个较大的综合性题目的模式。指导教师选择上尽量选择具有一定硬件开发能力及具有较高学术造诣的教师,此次试点班指导教师配备了2名教授、5名副教授(高工)、2名讲师。论文选题如表1所示。
团队合作模式的最主要特征就是个人的设计内容与他人的相互关联,具有下列特点和要求:
(1)题目具有一定的综合性或合作性,能培养学生的综合能力、创新能力和合作精神。为了能够满足2个学生共同完成一个项目课题,选题就比较重要,需要满足2个学生的工作量,又能彼此分工。本次选题要求能够完成实物,并在正式答辩时能够进行实物展示。
(2)题目来源多样化、自由化。指导教师可以根据专业内容或自己的科研课题命题,也可结合学生的想法和思路与学生商议共同命题。例如:基于ARM的四轴飞行器姿态控制研究项目有学生自己提出。本次选题类型有硬件设计、PLC控制、基于单片机的开发、基于ARM的开发、基于DSP的开发、仿真设计等。
(3)团队合作模式可以有三种方式:同一项目分工,可以一个硬件设计、一个软件开发。例如:超低功耗无线车位探测控制系统设计研究、光伏最大功率跟踪电路设计等项目就是采取该模式。同一项目可以不同方案实现。该方案在本次毕业设计中没有团队采用。同一项目,可以一个通过软件仿真实现、另一个完成实物开发。
(4)要求教师对合作的两个学生同时进行指导。除了按照统一的毕业设计(论文)管理规范给予指导外,还要针对相关联和合作的内容,组织相关学生共同分析、探讨题目完成中遇到的问题等。
团队合作模式的优点是:每个学生不仅在各自的研究内容中得到科学研究方式方法的培养和训练,且能从相互间的配合和协作,培养学生的团结精神,为今后从事科学研究打下一定的基础。[5]
二、毕设执行情况
对于试点班的毕设执行情况,跟其他班的采取措施一致,同时进行。BG1001学生人数为43人,学生按照签约单位要求,在签约单位实习学生人数为29人。毕业实习单位主要有上海三菱电梯有限公司、上海阿尔斯通交通设备有限公司、上海振华港机重工有限公司中国电子科技集团公司第21研究所等17家单位。因此该班也存在着提前到岗的情况,给毕设工作的开展带来不少的困难。
1.开题报告
2014年3月7日,电气工程及其自动化专业举行了2014届本科毕业设计(论文)开题答辩,电气系共有149位本科毕业生,系部组织了6个答辩小组。试点班的学生答辩时分配到各个小组,同一课题的学生分到同一组。由于试点班的学生是2个人一个题目,答辩时,可以两个人一起进行答辩。这样方便参加答辩的老师整体上把握学生的研究内容、工作量,及时指出不足。答辩老师肯定了试点班学生按新方式进行毕业设计。认为学生的分工比较明确,题目选取上也有一定的工作量和难度,适合学生开展此课题。开展毕设过程中,能把该专业学过的电路、电子技术、嵌入式开发语言等灵活运用,达到了开展毕设的目的。但同时,但也指出了一些同学的不足。
试点班具体情况汇总如下:有的毕业设计(论文)研究目的、内容不明确以及课题范围太广,需要补学的东西较多,论文工作量偏大。例如基于ARM的四轴飞行器姿态控制研究,该课题涉及无线遥控、通讯,四个电机的驱动,飞行姿态的控制,工作量比较大,尤其是飞行姿态的控制涉及到空气动力学的知识,而电气工程及其自动化专业没有学过这方面的课程,因此需要补学得知识就比较多,学生完成该设计的难度也会比较大。有的毕业设计(论文)研究内容稍简单,难度偏低,工作量偏小,应增加其量程及控制功能。例如“基于单片机的电压-电流转换电路系统设计”,该题目主要是完成电压-电流转换,这个主要是运用运放及其反馈知识,相对来说比较简单,但是如果能增加其量程的选择、能够有效的控制切换并进行良好的显示,也能符合毕设的要求。“一种新型非接触式钢轨裂纹检测系统”该题目需增加其巡检功能,检测系统不仅能在固定的位置检测出裂纹,而且在移动中也能正常工作。
2.中期检查
为保证毕业设计质量,加强对毕业设计过程环节的监控,切实做好毕业设计工作,2014年4月18日,电气系举行了2014届本科毕业设计(论文)中期检查答辩,要求每一位毕业生进行PPT汇报答辩,并检查了毕业设计任务书、毕业设计课题的进度、毕业设计(论文)教师指导记录本、中期检查报告等。电气系中期答辩的分组跟开题报告答辩时一致,这样参加答辩教师对学生所做的东西比较熟悉,能够对学生现阶段的成果进行点评和指导。
经过答辩学生的宣讲、答辩组老师的询问和学生所交材料的检查,发现学生的毕业设计还存在着一些问题。试点班总共不通过人数为7人,具体情况见表2。其中4人是缺席了中期检查,三人应论文存在问题比较多,进度严重滞后而没有通过答辩。缺席4人次也说明这个班的部分学生对待毕设的态度也不是很积极。
存在问题:部分同学对毕业设计不够重视,投入精力较少,在中期检查中发现他们对研究内容尚不清楚,对毕业设计(论文)的要求理解不透彻,课题研究还处于起步阶段,没有真正突出重点。例如:光伏最大功率跟踪电路设计论文,该论文没有实际开展,对文献综述也比较简单,对里面的重点技术MPPT也不是太了解,论文中期报告也没有按照学校要求的格式撰写。部分学生收集、整理、分析信息、资料的能力欠缺,毕业设计内容稍单薄,数据运算、分析、处理能力不够,图纸规范化程度低,设计实验线路和搭建实验装置、实验数据的处理(图表,曲线)、实验结果与讨论能力稍欠缺。
3.全院毕业设计(论文)答辩
2014年5月27日、30日、31日,电气学院举行了2014届本科毕业设计(论文)答辩,要求每一位毕业生进行PPT汇报答辩,并检查了毕业设计任务书、毕业设计(论文)等。具体情况汇总如下:本届共有394位本科毕业生,学院组织了18个答辩小组,共有391位同学参加了答辩。其中3位同学(其中一位海外留学生)因为毕业设计(论文)没有完成,故没有参加答辩。经过答辩学生的宣讲、答辩组老师的询问和学生所交材料的检查,答辩组老师认为大多数同学能在规定的时间内完成毕业设计任务陈述、基本上能围绕主题展开,概念基本清楚。试点班学生基本按照预先的要求完成了实物,14个作品进行了展示。
在参加首次答辩的391位同学中,最后经过答辩组专家的一致推荐有38位同学(其中试点班学生9名)的毕业设计被评为电气学院优秀毕业设计,试点班学生约占23.7%。经过电气学院学术委员会的选优答辩、讨论研究,最终推荐8位同学(其中试点班学生2名,约占25%)参加学校的公开答辩,最终试点班学生一名获得三等奖,一名获得优秀奖。
三、结论
本次BG1001电气工程及其自动化(试点班)毕业设计,对毕设模式进行了一些尝试,采取了团队合作模式,即2个学生相互合作、完成一个较大的综合性题目的模式;另外选题上主要是以实物开发为主;指导教师选择上尽量选择具有一定硬件开发能力的教师;且要求毕设答辩时需递交实物进行展示。试点班毕业设计改革表明,尽管有67%学生毕设期间一直在企业实习,但毕设质量还是有明显改善,试点班的学生占电气学院的优秀率为23.7%,校级优秀占25%。
参考文献:
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