我国电气工程及其自动化专业的发展战略研究ppt课件.ppt

我国电气工程及其自动化专业的发展,1,提纲,我国高校电气工程专业的历史及沿革电气工程专业的科学内涵我国电气工程及其高等教育的未来结束语,2,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-1）,电气工程专业高等教育发展的基础是电气科学的发展，电气科学是从物理学中的电学和磁学为基础逐步发展而形成的。早在1600年，英国物理学家吉尔波特（w.Gilbert1544-1603）就出版了论磁一书，认为地球本身就是一个巨大的磁石，还发现了地球的磁倾角。另外，他还创造了电（electricity）这一新词。1745年，荷兰莱顿大学物理学家马森布罗克（P.Musschenbroek1692-1761）等人发明了可以保存电荷的莱顿瓶，使人们对电有了更为形象的认识。1747年，美国物理学家本杰明富兰克林（B.Franklin1706-1790）提出了正电和负电的概念，并且统一了天电（雷电）和地电（在地面用摩擦等手段得到的电），还于1760年发明了沿用至今的避雷针。,3,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-2）,1785年，法国物理学家库仑（C.A.Coulomb1736-1806）发现了静电学中的库仑定律。1800年，意大利物理学家伏打（A.Volta1745-1827）发明了伏打电池，使人们第一次可以得到稳定的电流。1819年，丹麦物理学家奥斯特（H.C.Oersted1777-1851）发现了电和磁的相互作用。1821年，法国物理学家安培（A.M.Ampere1775-1836）发现了安培定律，使人们对电流的磁效应有了明确的认识。,4,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-3）,1826年，法国科学家欧姆（G.S.Ohm1789-1854）发现了电路的欧姆定律。1831年，英国科学家法拉第（M.Faraday1791-1867）发现了电磁感应定律。库仑、安培、欧姆、法拉第等人在电磁学中的重大发现成为电学和磁学的基础，也为电气工程的发展奠定了科学基础。英国科学家麦克斯韦尔（J.C.Maxwell1831-1879）是电磁理论的集大成者，1873年，他出版了电磁通论一书，这本书是他一系列重要学术论文的概括和总结。他所提出的麦克斯韦尔电磁场方程至今仍是电磁学的经典方程，也是电气工程的重要理论基础。,5,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-4）,1834年，俄国物理学家雅克比（M.H.Jacobi1801-1874）制成了第一台实用的电动机，1838年，他把改进后的电动机装在一条小船上。1850年，美国发明家佩奇（C.G.Page1812-1868）制造了一台10马力的电动机，并准备用它来带动有轨电车。1832年，法国发明家皮克希(H.Pixii1808-1835)发明了手摇发电机。1857年，英国电学家惠斯通(C.Wheatstone1802-1875)发明了用伏打电池励磁的发电机。1867年著名的德国工程师西门子(W.Siemens(1816-1892)制造了第一台自馈式发电机，甩掉了伏打电池，使电能可以大量、廉价地生产。,6,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-5）,1882年，法国物理学家德波里(M.Deprez1843-1918)在德国工厂主的资助下，建成了第一条长57km的输电线路，输送功率不到200W的直流电，路线损耗达78%。1891年，三相交流发电机、三相异步电动机和变压器相继发明并投入使用。1879年，爱迪生发明了可持续使用4小时的灯泡，使电灯实用化。后来又使其寿命延长到1200小时以上。1882年，爱迪生还在纽约建成了当时世界上最大的电力系统，发电机功率达到了600多kW，可为几千用户提供照明用电。主要在19世纪，通过科学家和发明家、工程师的不懈努力，电气工程的科学技术基础已经奠定，其工程应用也取得了实质性的进展。为了培养专业人才，从19世纪末到20世纪初，世界各国的大学相继设立的电气工程专业。,7,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-6）,国外一些大学开始设立电气工程专业的年份,8,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-7）,国外一些大学开始设立电气工程专业的年份,9,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-8）,我国大学较早开始设立电气工程专业的年份,10,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-9）,1952年，我国进行大规模的院系调整，出现了一批以工科为主的多科性大学，也出现了一批机电学院。1966年，文革开始，大学正常招生终止。1977年，恢复高考制度，之后大部分学校的“电机工程系”改为电气工程系，90年代后，又陆续改称“电气工程学院”。1998年，我国高校进行了大规模专业目录调整，将电工类专业和电子与信息类专业合并为“电气信息类”，专业数大大减少，专业口径大大拓宽。,11,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-10）,电气工程专业是工科中历史最悠久的专业之一。从电气工程专业中派生出庞大的电气信息专业群。电气工程专业在我国至今仍保持着强大的生命力。,12,50年来我国大学本科专业目录的调整,13,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-11）,1993年1998年（基本）1998年（引导）,电机电器及其控制（20）,电力系统及其自动化（37）,高电压与绝缘技术（6）,电气技术（55）,工业自动化（157）,（以上为电工类）,自动控制,（以上为电子与信息类）,电气工程及,自动化,电子信息工程,通信工程,电子科学与技术,计算机科学与技术,生物医学工程,电气工程,信息工程,其自动化,与自动化,（14）,（149）,(23),14,1993年1998年1998（引导）（工业自动化）（157）自动控制（40）,自动化,（197）,电子工程（69）,应用电子技术（70）,信息工程（28）,电磁场与微波技术（11）,电子信息工程,（242）,通信工程（57）,信息工程,（23）,计算机软件（74）,计算机及应用（190）,通信工程,(153),计算机科学教育（28）,电子材料与之器件（16）,微电子技术（25）,物理电子技术（10）,光电子技术（20）,生物医学工程（19）,生物医学工程,（42）,计算机科学与技术,（415）,（77）,电子科学技术,15,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-12）,全国设置电气工程专业大学数的变化我国高等教育发展迅速，对电气工程人才需求旺盛电气工程不属于新兴学科，仍属于传统学科的范畴，但该专业的学生有较强的适应性。,16,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-13）,电气工程专业不仅给我国培养了一大批电气工程师，也曾经给我国培养了一大批国家领导人。这一特殊的历史现象，在党的十四届中央政治局常委会时，达到了登峰造极的地步。1.江泽民交通大学2.李鹏莫斯科动力学院3.朱鎔基清华大学5.胡锦涛清华大学（水电）4.6.7.李瑞环、尉健行、李岚清中共政治局常委会中国电气工程学会常委扩大会古今中外空前绝后,17,1.我国高校电气工程专业的历史沿革（14-14）,20世纪50年代，在我国流传着一句列宁的名言：共产主义就是苏维埃加电气化这句话当然是20世纪20年代列宁对电气化的认识，但它影响了一代中国人。电气化被认为是20世纪科学技术最伟大的成就之一。,提纲,18,2.电气工程专业的科学内涵（4-1）,电气工程专业是从研究电磁现象开始的。电磁理论是电气工程的理论基础。电磁理论是从物理学中的电学和磁学逐步发展而形成的。电机工程电气工程电气工程专业是主要研究电能的产生、传输、转换、控制、存储和利用的专业。近几十年来，有关电能的转换、控制在该专业中所占的地位日益重要，这集中体现在专业名称中的“及其自动化”。,电气工程及其自动化（电气工程与自动化）,19,2.电气工程专业的科学内涵（4-2）,对电气工程学科的描述：大三角形：电气工程和相关学科的关系小三角形：电气工程内部各学科的关系,电气工程,信息科学,能源科学,电力系统（运行）,电气装备（制造和应用）,电工理论,20,2.电气工程专业的科学内涵（4-3）,从应用领域看，电气工程和能源科学密切相关。能源是人类永恒的话题。从今天和明天看，电力能源是最优质的能源。从科学基础看，电气工程和（电子）信息科学基础相同。电子信息科学是从电气工程脱胎而出的。,电气工程,信息科学,能源科学,21,2.电气工程专业的科学内涵（4-4）,电工理论电工理论与新技术电路理论（含电网络理论）电磁理论电气装备电机与电器高电压与绝缘技术电力电子技术电力系统电力系统及其自动化（运行）电力传动三者相互联系、相互渗透，不能截然分开,电力系统（运行）,电气装备（制造和应用）,电工理论,提纲,22,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-1）,国外（发达国家）保留了“电气工程系”的名称，“电气工程系”中主要是电子、通信等内容，传统“电气工程”的内容已很少。许多著名大学已找不到真正研究“电气工程”的学者。其背景是：发达国家的发电机装机容量、输电走廊已趋饱和，所需人才不多。所需电气工程优秀人才多来自海外。,23,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-2）,北美8.14大停电堪称电力领域的“9.11”事件暴露了发达国家电力系统不安全，优秀电力工程人员匮乏的情况,24,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-3）,电气工程高等教育的发展有赖于与之相关的行业的发展。与电气工程专业相关的行业主要有电力工业、电气装备制造业，还有几乎所有使用电力的行业。发电机装机容量的发展最能反映一个国家电力工业及其电气装备制造业的发展趋势。在发电机装机容量迅速扩大的年代，对电力装备制造业人才的需求也很大，从事电力传输、转换、控制、利用的人才需求量必然很大。,25,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-4）,我国发电机装机容量和发电量预测,26,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-5）,我国500kV输电线路发展预测,27,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-6）,我国“西电东输”的三大通道:北线通道：联结西北、华北、山东等电网，将三西（山西、陕西、内蒙西部、青海）的煤电基地和黄河上游水电送往京津唐负荷中心。中线通道：以三峡为中心，实现川渝、华中、福建电网联接，沿长江而下，把长江流域水电送往华中，华东以及广东。南线通道：联结云、贵、桂及广东、港澳。把云、贵、桂的水电（贵川火电为补充）向广东及港澳负荷中心送电。,28,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-7）,高电压直流输电（HVDC）和750kV交流输电到2020年，我国将建设500kVHVDC输电线路15条左右，一一条500kV直流输电线路，输电容量可达300350万kW输电距离可达1000km以上。一条500kV交流输电线路，输电容量100120万kW输电距离500600km西北330kV电网已饱和，我国第一条750kV工程将在西北兴建（青海官亭兰州东，146km），2005年低建成投运。,29,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-8）,2020年，我国发电机装机容量将稳居世界第一。未来20年，中国将是全球电力工业和电工制造业的最大市场。我国电气工程领域集中了一批最优秀的人才。我国将成为世界电气工程高等教育的中心。我国将成为世界电气工程科学研究和技术开发的中心。,30,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-9）,我国目前高等学校的专业数是249个，还有进一步减少的趋势。教学改革的方向必然是进一步加强基础，拓宽专业口径。电气工程专业也要与时俱进，要和信息科学、自动化科学、计算机科学、电子科学、能源科学、材料科学等其他进行学科交叉和融合，以求自身发展。,31,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-10）,研究型大学、教学研究型大学、教学型大学、应用型大学的电气工程专业，要采用不同的培养方案，切忌向上攀比。目前全国约有200所高校设有电气工程专业，各校要办出自己的特色，一定要避免千校一面。原来面向某个行业，具有鲜明特色的专业切勿丢掉特色，失去自我。一定要保持并发扬自己的特色，寻求发展。,32,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-11）,电气工程专业大学本科教育可以分为科学技术型和工程技术型。科学技术型大学电气工程专业本科毕业生的一半左右还要继续深造，攻读硕士学位，少部分人还要攻读博士学位。在本科阶段应强调打好基础，而把较多的专业课学习放在研究生阶段进行。不同科学技术型大学的电气工程专业在专业方向上可能各具特色，但因为更加强调基础，因此这些特色在本科阶段的体现就可能不十分突出，而趋同性则更加显著。,33,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-12）,工程技术型大学的电气工程专业应该更强调工程性和实践性。各个不同的大学办学历史不同，和行业的关系不同，优势专业方向不同，即使是同一名称的专业也应具有不同的特点。这类大学不应因为加强基础、拓宽专业的教学改革而放弃自己的特色，相反应该充分发挥自己的行业优势，以利于学生毕业后尽快适应企业的要求。这种类型的大学毕业生继续攻读研究生的人数较少，不应在以后继续深造方面有过多地考虑。在培养模式和培养规格方面，工程技术型大学应呈现出更明显的多样性。,34,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-13）,理论教育体系通识教育课程。可分为人文社会科学和自然科学两大部分。文科类和理科类，其差别很大。理科类中不同学科门也有较大的差别。工科中电类专业和机械类专业也有一定的差别。专业大类基础课程。电类专业的大类专业基础课主要包括电路、电磁场、模拟电子技术、数字电子技术、电子技术实验等课程。专业基础课程。把电机学、电力电子技术、微型计算机原理列入这类课程。还把电气工程基础、自动控制理论、现代测试技术也列入。专业方向课程。在一个专业方向中，一般有两三门必修课。选修课较多。,35,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-14）,实践教学体系：课程实践理论课程不可缺少的部分实践课程单独开课的实验课程设计课程中规模较大的实验教学实习金工实习、电工实习、电子线路实习生产实习集中实习、分散实习毕业设计学士学位论文课外科技活动：科学研究、电子竞赛等,36,3.我国电气工程及其高等教育的未来（16-15）,知识、能力、素质的辨证统一。“传道、授业、解惑”都是属于掌握知识。20世纪50年代，我国教育界曾开展过一场“应该给大学生面包还是给猎枪。”大讨论。20世纪80年代，我国教育又开展了有关素质教育的讨论。在知识和能力之外，还有一