電氣工程及其自動化專業(yè)綜合改革成果集

• 第一部分專業(yè)綜合改革與實踐概述

• 第二部分專業(yè)建設綜合改革與實踐

• 第三部分課程教學改革與實踐

• 第四部分實踐教學改革與實踐

本書是廣東石油化工學院電氣工程及其自動化專業(yè)綜合改革試點項目、教育部 CDIO 及卓越計劃試點項目的直接研究成果。本書介紹了廣東石油化工學院電氣工程及其自動化專業(yè)的發(fā)展歷程和近年來取得的教育教學改革成果，匯編了廣東石油化工學院電氣工程及其自動化專業(yè)教師近年來在專業(yè)綜合改革與實踐過程中發(fā)表的論文。

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范專業(yè)的學科內(nèi)涵

電氣工程及其自動化專業(yè)主要是研究電能的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、控制、儲存和利用的專業(yè)。近幾十年來，有關(guān)電能的轉(zhuǎn)換、控制在該專業(yè)所占的地位日益重要，專業(yè)名稱中的“及其自動化”就反映了科學技術(shù)的這種發(fā)展和變化。

電氣工程是從人們對電磁現(xiàn)象的研究開始，電磁理論是電氣工程的理論基礎(chǔ)，而電磁理論是從物理學中的電學和磁學逐步發(fā)展而形成。 人類社會發(fā)展到任何時候也離不開能源，能源是人類永恒的研究對象，而電能是利用最為方便的能源形式。因此，以電能為研究對象的電氣工程及其自動化專業(yè)有著十分強大的生命力。

電氣工程及其自動化專業(yè)是一個工程性很強的專業(yè)，正是因為電氣工程的發(fā)展，才能有龐大的電力工業(yè)，人類才不可逆轉(zhuǎn)地進入偉大的電氣化時代。

迄今為止，通信和計算機都主要以電作為信息的載體。因此，這些專業(yè)也都屬于電類專業(yè)，電氣工程實際上是其母體。電氣工程及其自動化的研究對象是電能，而電信息的檢測、處理、控制等技術(shù)在電能從產(chǎn)生到利用的各個環(huán)節(jié)中都起著越來越重要的作用。因此，有關(guān)電信息的研究也成了電氣工程及其自動化專業(yè)的重要組成部分，專業(yè)名稱中也就有了的“及其自動化”。

電氣工程及其自動化專業(yè)的基礎(chǔ)性也決定了其具有很強的學科交叉能力。電氣工程和生命科學的交叉已經(jīng)產(chǎn)生了生物醫(yī)學工程專業(yè)，對生命中電磁現(xiàn)象的研究產(chǎn)生了一門生物電磁學。電氣工程和材料科學的交叉形成了超導電工技術(shù)和納米電工技術(shù)。電氣工程和電子科學以及控制科學的交叉產(chǎn)生了電力電子技術(shù)，電力電子技術(shù)不但給電氣工程的發(fā)展帶來了極大的活力，同時電力電子技術(shù)也成為電氣工程的重要分支。

電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)范圍主要包括電工基礎(chǔ)理論、電氣裝備制造和應用、電力系統(tǒng)運行和控制三個部分。電工理論是電氣工程的基礎(chǔ)，主要包括電路理論和電磁場理論。這些理論是物理學中電學和磁學的發(fā)展和延伸。而電子技術(shù)、計算機硬件技術(shù)等可以看成是由電工理論的不斷發(fā)展而誕生，電工理論是它們的重要基礎(chǔ)。電氣裝備制造主要包括發(fā)電機、電動機、變壓器等電機設備的制造，也包括開關(guān)、用電設備等電器與電氣設備的制造，還包括電力電子設備的制造、各種電氣控制裝置、電子控制裝置的制造以及電工材料、電氣絕緣等內(nèi)容。電氣裝備的應用則是指上述設備和裝置的應用。電力系統(tǒng)主要指電力網(wǎng)的運行和控制、電氣自動化等內(nèi)容。當然，制造和運行不可能截然分開，電氣設備在制造時必須考慮其運行，如電力系統(tǒng)由各種電氣設備組成，其良好的運行必然要依靠良好的設備。

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范專業(yè)的方法論介紹

本專業(yè)學科的科學方法與其他工程技術(shù)學科類同，理論分析是其最基本的研究方法。在諸多的工科專業(yè)中， 電氣工程及其自動化專業(yè)使用的數(shù)學工具較多，理論分析在其中的地位也更為重要。作為工科專業(yè)，實驗研究是最主要和最基本的手段，沒有基本的實驗條件，學生就難以掌握本專業(yè)的知識。隨計算機技術(shù)的發(fā)展，仿真模擬也已是本專業(yè)廣泛使用的一種方法。在使用上述理論分析、實驗研究和仿真模擬中，等效與類比都是本專業(yè)重要的科學方法。

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范專業(yè)的相關(guān)學科

電氣工程專業(yè)是一個基礎(chǔ)性強、派生能力活的專業(yè)。如今的電子科學與技術(shù)專業(yè)、通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、自動化專業(yè)、計算機科學與技術(shù)專業(yè)乃至生物醫(yī)學工程專業(yè)都是從電氣工程專業(yè)派生或再派生而形成。這些專業(yè)統(tǒng)稱為電子與信息類專業(yè)，而它們和電氣工程專業(yè)又被統(tǒng)稱為電類專業(yè)。電氣工程專業(yè)是電子與信息類專業(yè)的母體，而這些專業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展又大大推動了電氣工程專業(yè)的發(fā)展。

電氣工程及其自動化專業(yè)和電子與信息類專業(yè)同屬電類專業(yè)，因此具有共同的專業(yè)基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的電氣工程專業(yè)被認為是強電專業(yè)，而電氣工程及其自動化專業(yè)已經(jīng)成為強弱電相結(jié)合的專業(yè)。電子技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)在電氣工程及其自動化專業(yè)中占有越來越重要的地位，本專業(yè)學生應加強這方面知識的學習。

電工基礎(chǔ)以及電氣工程及其自動化專業(yè)的一些專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程，需要較多和較深的數(shù)學工具。電磁理論是電氣工程及其自動化專業(yè)最重要的基礎(chǔ)理論，而電磁理論源于物理中的電學和磁學。因此，本專業(yè)需要較扎實的數(shù)學物理基礎(chǔ)。

電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標和規(guī)格　:

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范專業(yè)的培養(yǎng)目標

業(yè)務培養(yǎng)目標：本專業(yè)培養(yǎng)能夠從事與電氣工程有關(guān)的裝備制造、系統(tǒng)運行、自動控制、信息處理、試驗分析、研究開發(fā)、經(jīng)濟管理以及計算機應用等領(lǐng)域工作的寬口徑復合型科學研究、技術(shù)開發(fā)與管理人才。

業(yè)務培養(yǎng)要求：本專業(yè)學生主要學習電工理論、電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制理論、計算機技術(shù)等方 面較寬廣 的科學技術(shù)基礎(chǔ)和相應的專業(yè)知識。本專業(yè)主要特點是強弱電結(jié)合、軟件與硬件結(jié)合、元件與系統(tǒng)結(jié)合。

畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識和能力：

⑴具有較扎實的數(shù)學、物理、化學等自然科學的基礎(chǔ)知識，具有較好的人文社會科學和經(jīng)濟管理科學基礎(chǔ)，具有外語綜合應用能力。

⑵系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域較寬的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識，主要包括電工理論、電子技術(shù)、信息處理、控制理論、電力電子技術(shù)、電機學、計算機軟硬件基本原理與應用等。

⑶獲得較好的工程實踐訓練，具有較好的綜合分析與解決實際問題的能力。

⑷具有較熟練的計算機應用能力。

⑸具有本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)至少 1 個專業(yè)方向的專業(yè)知識、技能與理論，了解本專業(yè)學科前沿的發(fā)展趨勢。

⑹具有較強的工作適應能力，具備一定的科學研究、科技開發(fā)和組織管理等實際工作能力。

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范專業(yè)的培養(yǎng)規(guī)格

學制：一般為 4 年，逐步過渡到學分制。

學位：工學學士。

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范專業(yè)的教育內(nèi)容

（1）遵循教育、教學的基本規(guī)律。

（2）貫徹終身教育、素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的理念。

（3）符合德、智、體、美全面發(fā)展，知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的原則。

（4）符合理論與實際相結(jié)合原則。

（5）符合基礎(chǔ)厚、知識新、專業(yè)寬，增強發(fā)展?jié)摿瓦m應性的原則。

（6）符合電氣工程及其自動化學科專業(yè)的自身內(nèi)涵。

（7）符合教育部頒布的《普通高等學校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹（1998年頒布）》的相關(guān)要求。教育內(nèi)容及知識結(jié)構(gòu)應保證電氣工程及其自動化專業(yè)科學技術(shù)型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范知識結(jié)構(gòu)總體框架

人文社會科學： 掌握馬克思主義、毛澤東思想、鄧小平理論的基本內(nèi)容。了解中國和世界歷史文化。

自然科學與工程： 牢固掌握電氣工程及其自動化專業(yè)知識所涉及到的先修基礎(chǔ)理論。掌握工程制圖的基本知識。

經(jīng)濟與管理： 掌握經(jīng)濟與管理科學中的基本原理和方法，有較強經(jīng)濟管理意識。

外語：熟練掌握基本語法、基本詞匯；能較好地閱讀和翻譯本專業(yè)的文獻資料，有一定的聽說與寫作能力。

計算機信息技術(shù)： 熟練掌握計算機基礎(chǔ)知識和一種以上的計算機高級語言，掌握一種先進的計算機工具軟件。

體育： 認識體育鍛煉的重要意義，掌握適合自身的鍛煉方法；達到國家對大學生身體素質(zhì)的要求。

實踐訓練 ：通過基本的工程實踐訓練掌握基本實踐技能；參加并通過國家要求的軍事訓練；具有較強的社會調(diào)查和社會實踐能力。

專業(yè)類基礎(chǔ)： 掌握電工理論、電磁場理論、電子技術(shù)、計算機網(wǎng)絡、控制理論、信號分析與處理等專業(yè)類的基礎(chǔ)理論與技術(shù)知識。

專業(yè)教育 、專業(yè)基礎(chǔ)： 掌握電機理論、電力電子技術(shù)和電力系統(tǒng)基礎(chǔ)專業(yè)知識與相關(guān)理論。

專業(yè)方向教育： 掌握以下專業(yè)方向之一的相關(guān)知識內(nèi)容與理論：電力系統(tǒng)及其自動化；電機、電器及其控制；高電壓與絕緣技術(shù)；電力電子與電力傳動；其他。

專業(yè)實踐訓練： 掌握本專業(yè)的實驗和實踐技能；掌握簡單電氣系統(tǒng)實驗的設計與調(diào)試方法；具備設計、調(diào)試復雜電氣系統(tǒng)實驗的初步能力。

綜合教育： 思想教育 達到政治素質(zhì)、道德素質(zhì)、品德素質(zhì)培養(yǎng)要求；掌握政治思想領(lǐng)域的基本理論。

學術(shù)與科技活動： 廣泛參加各類學術(shù)活動，尤其是跨學科跨專業(yè)的學術(shù)活動；掌握技術(shù)創(chuàng)新的基本概念、方法、技能。

文藝、體育和其他自選活動： 根據(jù)自身特長和愛好，選擇參加學校（含學生社團）提供的文藝體育和其他活動。

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范知識體系

知識體系一覽

通識教育 人文社會科學 l 政治思想理論 l 思想道德修養(yǎng)l 法律基礎(chǔ) l 軍事理論 l 科技寫作 l 中國傳統(tǒng)文化 l 文學藝術(shù) l 其他人文社科知識

自然科學與工程 l 高等數(shù)學（微積分、級數(shù)、微分方程） l 工程數(shù)學（線性代數(shù)、復變函數(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計） l 大學物理 l 工程制圖 l 場論 l 積分變換 l 數(shù)學建模 l 計算方法 l 大學化學 l 生物與生命科學知識 l 天文與地理科學知識 l 其他

經(jīng)濟與管理 l 管理科學基礎(chǔ) l 工程經(jīng)濟學 l 管理信息系統(tǒng)l 其他

外語 l 大學英語 l 專業(yè)英語 l 第二外語

計算機基礎(chǔ) l 計算機與信息技術(shù)基礎(chǔ)l 多媒體技術(shù)應用l 其他

體育 l 大學體育 l 體育專項

實踐訓練 l 軍事訓練 l 金工實習 l 社會調(diào)查與實踐

專業(yè)教育 專業(yè)類基礎(chǔ)知識 l 電工理論（電路、電磁場） l 電子技術(shù)（模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)） l 信號分析與處理 l 計算機應用技術(shù)（計算機語言與程序設計、微機原理與應用） l 自動控制原理l 軟件工程 l 數(shù)據(jù)庫 l 網(wǎng)絡原理 l 信息論基礎(chǔ) l 現(xiàn)代測試技術(shù)l 現(xiàn)代控制理論l 計算機控制技術(shù)l 其他

（續(xù)）專業(yè)教育 專業(yè)基礎(chǔ)知識 l 電機學 l 電力電子技術(shù) l 電力系統(tǒng)基礎(chǔ) l 工程力學 l 機械設計基礎(chǔ)l 電磁兼容 l 其他

專業(yè)方向知識 以下專業(yè)方向之一： l 電力系統(tǒng)及其自動化 l 電機、電器及其控制 l 高電壓與絕緣材料技術(shù) l 電力電子與電力傳動 l 其他 l 專業(yè)方向前沿技術(shù) l 各學校可根據(jù)自身專業(yè)特色和專業(yè)方向設置相關(guān)的選修知識單元

專業(yè)實踐訓練 l 綜合實驗 l 課程設計 l 專業(yè)實習 l 畢業(yè)論文 l 科技創(chuàng)新活動 l 專題實驗

注：核心知識單元提供的是知識體系的最小集合，是該專業(yè)在本科教學中最基本的知識單元。選修知識單元是指不在核心知識單元內(nèi)的那些知識單元，各學?？筛鶕?jù)自己的辦學特色進行制訂。

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范課程參考體系

本專業(yè)課程體系由核心課程和選修課程組成，核心課程覆蓋知識體系中的全部核心知識單元及部分選修知識單元。課程教學包括理論課程教學和實驗課程教學。

課程參考體系(科學技術(shù)型)

知識 門類 知識 領(lǐng)域 科學技術(shù)型 備注 核心課程 選修課程

人文社會科學 l 馬克思主義政治經(jīng)濟學 l 馬克思主義哲學 l 毛澤東思想概論l 鄧小平理論概論l 法律基礎(chǔ) l 思想道德修養(yǎng) l 軍事理論 l 中國傳統(tǒng)文化 l 西方文明史 l 社會心理學 l 國防教育 l 科技寫作 l 文學名著欣賞 l 音樂欣賞 l 其他 在教學組織上可采用多種形式

自然科學與工程l 高等數(shù)學 l 大學物理 l 大學物理實驗l 線性代數(shù) l 復變函數(shù) l 概率與數(shù)理統(tǒng)計 l 工程制圖 l 場論 l 積分變換 l 數(shù)學建模 l 計算方法 l 大學化學 l 生命科學導論l 環(huán)境保護 l 其他

經(jīng)濟與管理 l 現(xiàn)代企業(yè)管理l 工程經(jīng)濟學 l 管理信息系統(tǒng) l 證券與投資 l 其他

計算機基礎(chǔ) l 計算機信息技術(shù)應用基礎(chǔ)l 多媒體技術(shù)應用 l 其他

體育 l 大學體育 l 體育專項

專業(yè)教育、專業(yè)類基礎(chǔ)l 電路理論 l 工程電磁場 l 模擬電子技術(shù) l 數(shù)字電子技術(shù) l 微機原理與應用 l 計算機語言與程序設計 l 信號分析與處理 l 自動控制原理 l 軟件工程 l 計算機網(wǎng)絡與通信l 數(shù)據(jù)庫及應用 l 現(xiàn)代測試技術(shù) l 現(xiàn)代控制理論 l 計算機控制技術(shù) l 電磁場數(shù)值計算 l DSP技術(shù)與應用 l 網(wǎng)絡安全 l 其他 選修課可按單門或模塊設置，供學生選擇

專業(yè)基礎(chǔ)l 電氣工程導論l 電機學 l 電力電子技術(shù) l 電力系統(tǒng)基礎(chǔ) l 工程力學 l 機械設計基礎(chǔ) l 電磁兼容 l 其他

專業(yè)方向課程l 電力系統(tǒng)分析l 電力系統(tǒng)繼電保護l 電機設計 l 電機控制 l 電器學 l 高電壓工程 l 電氣絕緣 l 電力托動 l 其他 l 發(fā)電廠電氣設備 l 電站自動化技術(shù) l 電力大系統(tǒng)安全技術(shù) l 電力市場 l 電能質(zhì)量控制技術(shù)基礎(chǔ) l 現(xiàn)場總線工業(yè)控制技術(shù) l 電器CAD基礎(chǔ) l 控制電機與特種電機 l 樓宇自動化 l 電力電子器件l 開關(guān)電源技術(shù) l 機器人概論 l 其他 各學?？梢愿鶕?jù)自身特點，專業(yè)方向的核心課程和選修課程可以按知識點要求自行設置

實踐教育

軍事訓練

金工實習教學實驗

課程設計 綜合實驗

專業(yè)實習畢業(yè)論文科技創(chuàng)新與學術(shù)活動

注（1）各學?？筛鶕?jù)自己確定的選修知識單元，提出相應選修課程（也可以將一部分放入核心課程中）。反映學科前沿和學校特色的知識單元都可設置相應選修課程。（2）考慮到不同的教學形式，如面授、自學、網(wǎng)上教學等，各教學環(huán)節(jié)，即課程與實踐教學，各校應根據(jù)自身特點，確定出符合實際條件的教學時數(shù)和實驗時間。

電氣工程及其自動化專業(yè)規(guī)范實踐教學內(nèi)容及體系

重視并加強實踐性教學是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神的一項重要工作。實踐教學包括課程實驗教學和專業(yè)實踐教學兩部分，涉及實驗課程、畢業(yè)設計、教學實習、社會實踐、科技訓練等多種形式，著重培養(yǎng)學生的實驗、工程設計、科學研究和社會實踐等能力。

實踐教學體系（科學技術(shù)型）

實踐教學環(huán)節(jié) 科學技術(shù)型 備注 內(nèi)容 學時

課程實驗教學 l 基礎(chǔ)課實驗 滿足教學要求 有條件的學?？稍O置獨立實驗課

l 專業(yè)類基礎(chǔ)課實驗 不少于課程總學時數(shù)的10%

l 專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)方向課實驗 不少于課程總學時數(shù)的10%

專業(yè)實踐教學 綜合實踐 l 課程設計 l 綜合實驗 l 計算機綜合仿真訓練 l 專題性自主實驗 l 其他 綜合實踐不少于左邊所列出的3種類型

畢業(yè)實踐 畢業(yè)論文 不少于15周

其他 專業(yè)實習 不少于4周

金工實習 不少于2周

社會調(diào)查 至少1次

注：以上為電氣工程及其自動化專業(yè)必備的實踐環(huán)節(jié)，所列時數(shù)和周數(shù)要求是基本的要求，各學校應根據(jù)實際情況而增加。

本書共4章，分別闡述了職業(yè)教育改革背景及建設行業(yè)對土建類專業(yè)人才培養(yǎng)的要求；成果導向教育模式的內(nèi)涵、實施要點、優(yōu)勢分析；成果導向教學改革實施的路徑，結(jié)合“三全育人”“產(chǎn)教融合、雙主體育人”進行體制機制創(chuàng)新；結(jié)合“1＋X教學改革”“三教改革”“課程思政”等進行教學模式創(chuàng)新；形成系列專業(yè)人才培養(yǎng)方案、課程教學大綱、課程教學設計等教學成果和教學案例，為全國建筑類院校專業(yè)建設和人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新提供借鑒。

本書適用于土建類專業(yè)教育工作者、研究人員、管理人員使用。

《電氣工程及其自動化專業(yè)實驗》是一本實驗課教材，介紹了自動控制原理、微型計算機原理、單片機原理、電器控制與PLC、電力電子技術(shù)、電機學、電力拖動、電力拖動自動控制系統(tǒng)等電氣工程及其自動化專業(yè)課程實驗的基本方法、測試手段和實驗內(nèi)容，基本上涵蓋了電氣工程及其自動化專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課所有最常用的實驗。

實驗的內(nèi)容與理論教學聯(lián)系緊密，有利于學生增加對相關(guān)課程的學習興趣對理論知識的理解。特別設置了電力拖動自動控制系統(tǒng)綜合設計型實驗，注重于提高學生的動手能力及分析問題，解決問題題的能力。

本書可作力高等院校電氣工程及其自動化類本、?？茖I(yè)課程的配套實驗課教材，也可以作為自動化技術(shù)方面工程技術(shù)人員的參考用書。

書中帶*內(nèi)容為選做內(nèi)客。