电气工程与自动化学科介绍

电气工程与自动化专业发展,电气信息工程学院,一、学科门类与专业,二、高职、中职的专业设置,三、电气技术的总体发展趋势,四、专业教学标准制定,一、学科门类与专业（11）,01哲学02经济学03法学04教育学05文学06历史学07理学08工学09农学10医学11管理学,工学门类下设二级类21个，(70个专业)。,0801地矿类0802材料类0803机械类0804仪器仪表类0805能源动力类0806电气信息类0807土建类,0807土建类0808水利类0809测绘类0810环境与安全类0811化工与制药类0812交通运输类0813海洋工程类0814轻工纺织食品类,0815航空航天类0816武器类0817工程力学类0818生物工程类0819农业工程类0820林业工程类0821公安技术类,电气信息类下设7个专业：080601电气工程及其自动化080602自动化080603电子信息工程080604通信工程080605计算机科学与技术080606电子科学与技术080607生物医学工程,本专业的特点：强电与弱点结合电工与电子技术结合软件与硬件结合元件与系统结合,本专业的主要技术支撑：-3C技术Computer-计算机Communication-通信Control-控制,一些术语：科学（Science)-是指对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并对各种定量规律予以验证和公式化的知识体系。,技术（Technology)-是指人类根据生产实践经验和自然科学原理改造或控制其环境的手段和活动（工艺操作方法与技能）。工程（Engineering)-是指应用科学知识使自然资源最好地为人类服务的专门技术。(工程项目),系统（System)-是指由相互关联、相互制约、相互影响的一些部分组成的具有某种功能的有机整体。信息（Information)-是指符号、信号或消息所包含的内容，用来消除对客观事物认识的不确定性。,控制（Control)-是指为了改善系统的性能或达到特定的目的，通过信息的采集和加工而施加到系统的作用。反馈（Feedback)-是指将系统的实际输出和期望输出进行比较，形成误差，从而为确定下一步的控制行为提供依据。,管理（Management)-是指为了充分利用各种资源来达到一定的目标而对社会或其组成部分施加的一种控制。决策（DecisionMaking)-是指为最优地达到目标，对若干准备行动的方案进行选择。,学科-(Discipline)是现代科学技术的一种分类法，具有明确的定义（含义）。“学科”是“知识或学习的一门分科”；英语解:“Discipline”是“Abranchofknowledgeorteaching”,由此可知，学科应具有两方面的含义，分别对应着科学技术研究（知识）与科学工程教育（学习与教学）。,专业-（Specialty）的意思却很单一，仅用于科学与工程教育分类。汉语解释：“专业”是“高等学校的一个系里或中等专业学校里的学业门类（如这个系有三个专业）”。表明其含义比学科要窄。英语解释：“Specialty”是“Aspecialpursuit,occupation,aptitude,orskill”，比汉语的含义还要窄，并且在英语国家中，往往只用Discipline来对科学与工程教育分类。,电气工程师的基本素质应包括：1认知和技能方面（1）掌握数理基础理论（2）了解机械、力学、电工、电子等相关学科的一般原理和方法。（3）掌握计算机、通信、控制等学科的基本原理、方法以及相应的仪器、设备的使用。,（4）掌握电气系统分析、设计的知识和方法。（5）掌握系统仿真、科学计算、软硬件开发的实验方法和技术。（6）具有一定的社会科学和军事科学基础。（7）信息获取能力、自主学习能力、语言表达能力。,（8）培养科学的思维方式。（9）适应、协调、合作、组织、管理能力。2思想和情感方面（1）政治品质（2）思想品质（3）道德品质,3意识和意志方面（1）实践意识（2）质量意识（3）协作意识（4）创新意识（5）竞争意识（6）意志坚毅,19世纪末到20世纪初，西方国家的大学陆续设置了电气工程专业。,1908年，南洋大学堂(交通大学前身)设置了电机专科，这是我国大学最早的电气工程专业，至今已有一个世纪。,专业演变,1917年，交通大学的电机专科设置了电讯门，这是我国最早的无线电专业，后来逐步发展成如今的电子信息及计算机专业群。1932年，清华大学设置了电机系。,1949年后，我国出现了一大批以工科为主的多科性大学，也出现了一批机电学院。这些学校基本上都有电机工程系。自1977年起，大部分高校的“电机工程系”陆续改名为“电气工程系”，之后又有部分学校将其改为“电气工程学院”。,1998年前，我国大学的电类专业分为电工类与电子信息类。,专业演变,1993年的专业目录，电工类专业共有电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电气技术、工业自动化5个专业，而电子信息类共有专业14个。,1998年，本科专业总数从1993年的504个调整至249个，电工类和电子与信息类也合并成电气信息类。,1998年颁布的专业目录中，原电工类的电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电气技术等专业合并为目前的电气工程及其自动化专业。,专业演变,原电工类的工业自动化专业和电子信息类的自动控制等专业合并为自动化专业。在同时颁布的工科引导性专业目录中，又把电气工程及其自动化专业和自动化专业中的部分（主要是原工业自动化专业）合并为电气工程与自动化专业。,专业演变,二、高职、中职的专业设置,专业目录高职；中职,设置的基本原则体现“以服务为宗旨，以就业为导向”的原则，突出反映职业教育的特色，促进职业教育与就业教育的紧密结合。具体表现在：,专业目录19大类，78二级类，532个专业,电子信息大类59设置计算机类10个专业，电子信息类13个专业，通信类6个专业。制造大类58自动化类（电气自动化技术，机电一体化技术）。材料与能源大类55电力技术类（电厂设备与维护，供用电技术）。,二、高职、中职的专业设置,2、稳定性与灵活性结合的原则目录按三级进行分类，即：专业大类、专业类、专业。专业大类及专业类是相对稳定的，专业具有相对灵活性。学校可在相关的专业类中增设目录外的专业，也可依据专业目录中的专业名称，以“（）”形式标出专业方向或本校该专业内涵的特色。,1、职业性与学科性相结合的原则分类以产业、行业或职业岗位群为主要依据，兼顾学科性质，对职教专业的类别进行划分。如：目录大类的划分中，第2大类交通运输大类，涉及交通部、铁道部、民航总局等，因都是交通运输类的行业，因此把它们归为一个专业大类。,4、适应性与针对性结合的原则适应性与针对性，即宽与窄的关系。专业设置实行宽窄并存的原则，该宽则宽，该窄则窄，宽窄适度；如：涉及英语的专业名称中既有“应用英语”这一较宽的专业，又有“商务英语”、“旅游英语”等具有较强针对性的专业。,3、普遍性与多样性结合的原则原则意见提出，除全国的目录外，各省市还可以采用具有地方特色的补充目录。同时目录中同一名称的专业，不同地区、不同院校可以有不同的外延和内涵，提倡有不同的侧重与特点，来设置具有本校特色的课程和实习实训环节。,二、高职、中职的专业设置,中职目录：,三、电气专业技术的总体发展趋势：,20世纪电气工程和电子信息领域已经经历了四次重大的技术重点转移：由电力传输与旋转机械向电子学的转移；由分立元件电路向集成电路的转移；由模拟向数字电子学的转移；由固定的向可编程数字硬件的转移技术重点的转移已经对基本知识、基本技能和当今实验设计对象的性质发生重大影响。,三、电气专业技术的总体发展趋势,传统技术已经逐步被更新，如继电器控制正在被可编程控制器控制所代替；传动装置由直流调速系统为主被交流调速系统所取代；控制系统由模拟式向数字式过渡；单机控制向网络控制过渡。电气控制装置向系列化、模块化、小型化、标准化方向发展。机电一体化的设备日趋增多，技术的发展要求学生掌握的技术面更宽。,自动化控制系统为三电一体化控制，即电气、仪表、计算机三个不同的控制部分通过开放型网络（以太网）连接构成一体化的控制系统。原来只做电气控制的PLC已扩展到DCS（仪表控制）领域。交流变频传动全面替代直流传动，中小容量（0.4-4000kVA）采用IGBT变频器，大容量（7.65-12MVA）采用IEGT和GCT变频器。变频器内部采用微机控制，变频器与PLC通过现场总线通信连接。,三、电气专业技术的总体发展趋势,对电气运行与控制等专业毕业生的综合素质要求是：除掌握新技术（如PLC、计算机、变频器）外，仍应强化供配电系统及供配电设备的知识和实践，加强独立工作能力，团队协作能力。,对电气专业学生的综合要求,四、如何制定专业标准,2.以电气运行与控制专业为例,3.课程开发及其标准机床电器控制为例,1.基本方法与思路,职业学校的专业有的是依据职业设置的，有的是依据职业群设置的。职业和职业群都可作为工作任务分析的单位。,工作任务分析定义对某一职业或职业群中需要完成的任务进行分解的过程。目的在于掌握其具体的工作内容，以及完成该任务需要的职业能力。分析的对象是工作而不是员工。,1.基本方法与思路,工作任务分析的步骤：,1、工作项目:一组具有相对独立性的工作任务。它可能与工作岗位相对应，也可能不对应，这取决于不同职业的劳动组织方式（如饭店前厅管理）。2、工作任务:工作过程中需要完成的单件任务（如统计员工的工资）。3、工作职责:完成工作任务需要采取的动作、行为（如使用计算器）。4、职业能力:完成任务需要的技能或综合能力（如判断能力）。,课程分析的目的是把工作任务分析的结果转化为课程设置，工作任务转化为每门课程的项目，并分析每个课程项目的具体内容。专业核心课程主要由任务引领型课程和综合学科课程组成，任务引领型课程是主体。,课程门类分析基本参照点是工作项目，同时也要考虑工作任务。,工作项目与任务到课程设置的转换有一个筛选机制，这个机制就是工作项目与任务的教育价值，即学生掌握该项目或任务需要的课时数。根据每个工作项目与任务的教育价值、相关性以及课时分配的均匀原则对工作项目与任务进行合并，形成任务引领型课程。,存在三种基本情况（1）直接对应式。有些工作项目可以单独成课程；（2）合并式。有些工作项目需要归并后成课程；（3）分解式。有些工作项目需要分解成几门课程。分析结果需要综合资深专业教师的集体意见而成。要严格避免的是，以知识为参照点来设置课程。,有些理论知识，应用的范围比较广泛，特别是有些与工作任务联系并不十分密切的理论知识，可把它们综合成12门综合学科课程。,专业核心课程应覆盖该专业的所有工作项目。其课程内容所涉及的是各个项目的典型工作任务。专业方向课程是通过扩充典型工作任务，增加非典型工作任务，以及加深所需要的理论知识的学习等方式，对各个专业方向所对应的工作项目的深化。,（二）课程内容分析基本参照点是工作任务中的工作职责,*课程,操作知识指完成某工作任务必须具备的操作性知识，如操作步骤、工艺、工具设备名称等。,操作知识分析的基本要求是越详细越好，最好能把操作经验、操作诀窍纳入进去。尤其要注意对操作细节的分析，因为往往是细节影响职业能力的形成。,理论知识指完成该工作任务必须具备的理解性知识，用于解释“为什么要这样操作”。,理论知识分析的基本要求是以满足理解过程工作为基本原则。要避免以工作任务为参照点重新剪裁原有的理论知识体系的倾向。,2.以电气运行与控制专业为