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国内的工科教育先后经历了20世纪50年代的“技术范式”、20世纪80年代的“科学范式”以及20世纪90年代的“工程范式”。2006年我国启动工程教育专业认证，对工程技术人才培养模式提出了更高的要求。中国工程教育认证协会于2012年7月重新修订了《工程教育专业认证标准》，其认证的通用标准以“学生”为中心，强调达成度过程评价和持续改进[1]。2017年2月，教育部高等教育司了《关于开展新工科研究与实践的通知》，明确指出新工科项目的开展与实施应当围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系进行[2][3]。同时，电气化是20世纪最伟大的工程成就；进入21世纪后，电气化向更宽更深发展，并且直接面向智能制造。电机调速与控制[4][5]是电气工程及其自动化的专业课，掌握各种类型电机的调速原理，对学生毕业参与机器人、数字机床等智能制造领域工作有极大的帮助。加强实践环节是工程教育认证的迫切要求，没有实践的理论是苍白无力的，同时也难以被学生深刻掌握。电机调速与控制课程对应的课程设计可以帮助学生将所学的理论知识用于实际的工程活动中。华侨大学电气工程及其自动化专业已于2019年通过工程教育认证受理，在此之前便以工程教育认证为指导思想，对电机调速与控制课程设计进行了改革探索，旨在增强所培养学生解决复杂工程问题的能力。
二、现有课程设计存在的问题
电机调速与控制课程设计是电气工程专业的一门重要实践课，可以加深学生对课程基础知识的理解，同时也能提高学生运用知识和实践的能力。而传统的课程设计教学方式如下：在两周内布置课题任务，给定目标电机参数，学生通过MATLAB仿真软件，设计其闭环控制方式与整定环路参数。这种教学方式的弊端在于：（1）教学与学生实施安排过于集中：此前的课程设计一般安排在理论课程知识教授结束后的两周内完成，学生尚未对理论知识充分理解，并且短时间内难以建立与工程的联系，实施的效果不佳。（2）课程设计题目固化：此前课程设计一般由电机调速与控制原理教材上的例题改编，设计题目较为固定，或者只对其中的电机参数、控制结构简单改动，学生的设计一般可以参考往年学生留下的模板，甚至有照搬现象。因此在设计过程中，学生并没有真正理解电机控制原理，从而导致课程设计流于形式，无法达到考查的目的。（3）课程设计使用的设计工具单一：在电机调速与控制的课程设计中，虽然借助了计算机辅助仿真软件MATLAB，但是单一的设计工具限定了学生发挥的空间；并且在将来学生走向科研、工作岗位后，使用的开发工具可能有所不同。（4）课程设计脱离工程实际：此前的课程设计先通过理论计算进行电机控制系统的参数计算，并在MATLAB仿真软件上进行模型验证。学生完成课程设计后仍无法理解实际工程中的电机调速系统是何种形式，其控制系统载体以及软件实现又是什么样的，因此并没有真正打通理论和工程实践这条通路。（5）课程设计缺乏交叉融合：众所周知，电气工程是一门交叉融合的综合性学科，电路、模拟电子、数字电子、电力电子此电类课程是本专业的基础课程，电机调速与控制是在此类课程基础上的专业应用型课程。但是配套的课程设计并没有真正实现电类课程的融合，学生在课程设计实施完后，并不能很好地掌握如电子元器件的使用、电力电子拓扑的选取等内容。针对上述问题，为了适应工程教育认证以及新工科学科建设要求，加强学生理论知识和实践能力的联系，以及提高其解决复杂工程问题的能力，笔者提出了一些措施对电机调速与课程设计的教学进行改革。
三、教学改进措施
（一）教学组织的改革
传统的电机调速与控制课程设计实施安排过于集中，且与日常教学相脱节，学生在学习理论知识后不能马上通过实践巩固，不能较好地达到课程设计应有的效果[6]。针对该问题，将课程设计实践环节按照工程项目管理中的任务目标分解的方式，结合到理论课程的教学工作中。在学期开始时即布置总体设计任务，并且在理论课程各个章节讲授中布置分解任务，如讲授绪论，可让学生开展关于目前工业应用的电机及其驱动器的调研，了解关于驱动器拓扑及功率器件型号、控制板和驱动板的器件选型等方面内容；在较宽裕的学期安排中，可提前布置学生熟悉相关的仿真软件以及电路设计软件；在讲授第三章关于转速电流双反馈电机调速系统时，布置的作业可与学生要开展的设计题目结合，学生在理论课程学习时可完成参数计算，减轻之后的设计工作量。通过这种以学生学习为中心全周期的工程实践培养模式，既加深了学生对理论知识与课程设计实践的关联性，同时也使得整个课程设计开展在相对轻松的氛围下进行。
（二）课程设计题目的改革
在课程设计题目的改革方面，经过高校教师、企业专家共同参与的培养方案修订研讨会，将课程设计名称变更为基于电路设计软件的电机控制系统课程设计，并以学生发展为中心，设计具有挑战性的教学目标和教学内容，使实践教学内容与时俱进。课程设计的目标为中小型直流、交流电机控制系统设计驱动电路，通过设计掌握中小型电机驱动方法及电路设计软件的使用。在课程设计的目标对象电机上，与实际工程应用更加贴合，选取了工业制造应用的实际电机参数。要求学生根据电机的工作原理，分析电机驱动的基本形式，完成驱动电路的方案设计，主要包括：主电路拓扑、直流母线电压等级、整流电路、滤波电路、斩波电路、电流检测电路、转速/位置检测电路等，并利用辅助设计软件绘制驱动电路原理图、布板，撰写设计总结报告。报告内容主要包括：设计目的与要求、系统技术指标或设计要求、系统控制方案、器件选型、硬件工作原理及有关参数计算、主要参考资料及心得体会。差异化的课程设计题目，既可以让学生形成分组讨论，又不容易陷入固有模式。
（三）开发性的设计工具
此前的课程设计使用单一的设计软件，原因是课程设计题目和教学内容的局限性。由于改革了教学目标和内容，学生在课程设计实施过程中可使用多种工具，如参数计算与模型仿真时可使用MATLAB，硬件电路原理设计与布板布线时可使用AltiumDesigner、Protel、KiCad等，在虚拟仿真时可使用Protues，在控制软件设计时可使用Keil、CCS等不同处理器平台的开发环境。这种开发的方式，不强制学生使用何种工具进行开发，可以激发学生探索的热情，开展自主性深度学习，并投身到更具挑战性的工程实践中。
（四）与工程实践接轨
课程设计的改革在专业基础上，结合新工科发展趋势，注重学科交叉和综合性；在理论学习基础上，加强学生动手方面的训练，增强学生工程、成本和项目管理意识，提高学生解决复杂工程问题的能力。例如，通过课程设计期望学生掌握电机调速系统的功能需求、标准、电路设计与器件选型以及控制算法仿真和软件编写；并熟悉项目开发的一般流程、工程文档的编制。课程设计不仅可以增强学生的动手能力，也在一定程度上增加了学生的行业认知，毕业后可更快地投入工作中。
（五）注重专业融合
课程设计的改革，更加注重专业内的融合[7]。如在电机调速系统拓扑的设计上结合了电力电子技术课程中的PWM变换器与逆变器部分；在硬件设计上结合了模拟电子线路与电路；在数字化控制技术方面，对于微处理的应用结合了数字电路与单片机应用技术；在电机控制软件的实现上，结合了自动控制理论内容。通过一个完整的实践训练，学生能更加理解专业内课程的联系以及其应用场合，并且能够以学习效果为中心，进行有效检验与实施，并形成性教学评价。
四、实施效果
本课程设计从教学组织形式、教学目标、教学内容等方面进行了改革，并从2018—2019学年起在电气工程及其自动化专业2016级两个班进行了试点，至今已开展实施2年，学生的评教有显著提高，相应的理论课程的学习效果也有所提高，学生的动手与工程能力也明显提升，学生去往相应的工作单位已初步具备行业认知，可以更快融入工作。图1、图2为学生开展课程设计提交的PCB设计图与硬件设计原理图。
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基金项目：本文系山东交通学院教改基金项目（项目编号：JG201217）、山东省高等学校教学改革研究项目（项目编号：2012314）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0180-02
应用型本科在培养上要注重学生的工程实践能力，使学生能够较快适应用人单位的需求。应用型本科工程实践能力的提高主要通过实践教学环节实现，[1]而课程设计是实践教学环节的重要组成部分，[2]对增强学生工程实践能力、促进整体教学水平提高有至关重要的作用。
作为教育部的“应用科技大学改革试点战略研究”在山东省的三所试点学校之一，山东交通学院对本科培养方案进行了修订。本文结合这次培养方案的修订对应用型本科自动化专业电力传动方向的课程设计内容安排进行探讨，借鉴应用于理论教学、实验教学以及创新教育中的“项目驱动方法”，[3-5]提出了一种“基于项目驱动的应用型本科自动化专业课程设计内容安排方法”。
一、应用型本科自动化专业电力传动方向课程设计概况及存在的问题
新一轮的培养方案修订工作中，自动化专业实践教学与理论教学环节的学分比例由原来的约20%：80%变为约40%：60%，其中课程（毕业）设计环节学分占总学分约24%，伴随学分的增加实际上是课程设计环节学时的增加（如表1所示）。如何合理安排这些课程设计的内容是能否实现应用型本科培养目标的关键。
表1 山东交通学院自动化专业课程设计一览表
传统的课程设计内容是从本门课的教学内容和重点出发，强化学生对本门课程的理解和应用，这种安排存在一些缺陷，主要表现在：
（1）课程设计内容的发散性，没有考虑本门课程与其他课程之间的有机联系，这样导致每门课程设计取得的成果都是独立的，各门课程之间设计成果不能够相互借用。
（2）没有考虑本门课程内容在不同专业中的具体“工程应用”侧重点，使得不同专业的学生做相同内容的课程设计。
（3）到了综合性较强的课程设计阶段，比如自动化专业电力传动方向的“运动控制系统”课程设计，让学生在没有任何软硬件储备的基础上在两个周内完成一个实际系统的设计和调试，难度非常大，最终只能“纸上谈兵”，这对于培养学生的工程实践能力十分不利。
二、项目驱动的课程（毕业）设计内容设计
针对传统课程设计中设计内容安排上存在的缺陷，本文探讨按照“自顶向下的项目驱动法”设计各个课程设计的内容。即将综合性的课程设计题目作为项目，然后将项目分解成模块，分解后的模块作为前期课程设计的题目。通过这种方式的安排，使学生在四年的学习进程中总体目标明确，阶段性目标清晰，每门课的课程设计环节的成果最后会“总结”成为一个标志性的“项目”成果，锻炼了学生的实践能力和工程应用能力，帮助学生完成所学知识的系统性整合，同时也会极大地激发学生的学习兴趣。
下面通过一个实例对此设计思想进行说明。“运动控制系统”课程是自动化专业电气传动方向的一门主干专业课程。该课程有2周的课程设计时间，主要是设计交直流调速系统。为此提出“直流电动机的速度闭环（模拟或数字）控制系统”这一项目，该项目涉及的课程内容有：模拟电子技术、电机与拖动、计算机控制、自动控制原理、电力电子、单片机原理与应用、PLC、VHDL、嵌入式系统等。针对此项目，将其繁多的内容分解成（模拟/数字）控制器模块、功率放大器模块、信号检测模块等模块（结构框图如图1），并将模块分解到前期的模拟电子技术、单片机原理与应用、电力电子、自动控制原理和计算机控制等课程的课程设计环节，形成表2中与项目相关的每门课程的2～3个设计题目。
表2 基于项目分解的课程设计题目及其关联性
表2中所有题目都与“直流电动机的速度闭环（模拟或数字）控制系统”这一项目关联，将表中的课程设计题目通过组合就可以形成“直流电动机的速度闭环（模拟或数字）控制系统”这一项目的内容，比如题目（1.1、1.3、2.1、2.2、2.3、3.2、3.3）等组合可构成直流电机的模拟速度调节系统，而（1.2、1.3、4.1、4.2）、（1.2、1.3、7.2、7.3）、（1.1、1.3、8.1、8.2）等三种组合再结合5.1、6.1、6.2的知识可构成三种直流电机的数字速度调节系统。实际上，上述题目不改动或稍加改动后，即可组合出若干种设计方案不同的直流电机速度调节系统。
三、结语
将后期综合程度较高的课程设计内容考虑为项目，对项目中用到的前期课程内容进行分解，考虑前后课程设计环节之间的关联性，合理安排前期各课程设计内容。通过这种方式，使学生在四年的学习进程中总体培养目标明确，阶段性目标清晰，前期课程设计环节的“成果”最后会“组合”成为一个标志性的“项目成果”，既锻炼学生的实践能力和工程应用能力，理论联系实际，又帮助学生完成所学知识的系统性整合，极大激发学生的学习兴趣。
参考文献：
[1]张红，孟祥萍，王晖.基于应用型能力培养的自动化专业课程改革的研究与实践[J].中国电力教育，2008，（17）：83-84.
[2]徐林，关守平，等.自动化专业课程设计考核模式改革与实践[J]实验室研究与探索，2011，30（10）：354-356.
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本文以工业机器人时代到来为背景，总结我国工业机器人的发展与应用现状，分析当前工业技术发展形势下“维修电工岗位”核心职业能力要求的新变化，归纳适应工业生产发展需求的维修电工岗位对应的学习领域，进而探讨相应学习领域的课程与教学设计，最后提出了维修电工课程设计与能力培养路线图，为当前高职维修电工领域的发展提供思路。
2.工业机器人的发展与应用现状
工业机器人的发展可分为三个阶段：第一代示教再现机器人，目前工业中正大量应用；第二代带感觉的机器人，技术应用基本成熟，工业应用较多；第三代智能机器人，技术正在发展过程中，工业上少量应用。
所以，目前工业上应用的机器人主要是第一代和第二代机器人。
当前国内的工业机器人市场已经逐步走向成熟，且作为全球制造工厂的我国制造业对产品质量和生产率的要求越来越高，人力成本也将不断提高，所以工业机器人的应用已经进入快速发展时期，其应用范围将进一步扩大。
3.工业机器人时代对维修电工岗位职业能力的要求
3.1 自动化生产设备的广泛应用
工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，其发展与应用对电工行业的影响较为深刻，主要表现在高性能控制器、伺服电动机、各种传感器和HMI设备的大量应用上。
目前在自动化生产设备上，除了常用的继电器、接触器等传统电器设备，还大量应用着以下几类新型电器：控制模块，其中以各种PLC控制器应用最为广泛；电动机驱动装置，常用的设备如变频器、步进电机驱动器、交流伺服驱动器等；电动机，以步进电动机和交流电动机为主；传感器，如光电开关、接近开光等。
3.2 工业机器人的发展应用促进了维修电工岗位核心职业能力的发展与变化
传统维修电工岗位职业能力的重心是继电器-接触器电气系统的安装调试与维护，为了适应生产的需求，当前维修电工岗位的核心职业能力也必需发展变化，应该把重心定位在以PLC控制器为核心的现代电气控制系统的安装调试与维护上。
从岗位核心职业能力的要求上看，新的核心职业能力是对传统职业能力的继承与发展，对当前教学中维修电工岗位职业能力的培养提出了更高的要求。
4.维修电工对应学习领域的发展与变化
4.1 维修电工的学习领域
当前高职院校对维修电工学习领域的设计，主要包括电工技术基本理论与知识、电机拖动与控制基础、常用电气控制设备的使用与维护、电气制图等。这些学习领域只能满足传统继电器-接触器电气控制系统的安装调试与维护的需要，不能适应当前维修电工岗位职业能力的要求。工业机器人时代背景下，维修电工对应的学习领域，需依据新的岗位核心职业能力确定，〃现代电气控制系统安装调试与维护〃对应的学习领域主要包含电工技术基本理论与知识、电机拖动与控制基础知识、PLC控制技术与应用、常用新型电气设备的运用和现代电气控制系统的安装调试与维护这五个学习领域。
4.2 维修电工学习领域的发展与变化
维修电工对应学习领域的发展与变化，是为了培养适应市场需求的实用型技术人才，也是对维修电工教学内容的一次改革。在五个学习领域中，有两个学习领域是继承了传统，另外三个学习领域是"现代电气控制系统安装调试与维护〃这一新的维修电工岗位核心职业能力的新要求。维修电工学习领域的变化，将直接影响维修电工设计，必须重构其对应的体系，学生才能生成新的维修电工核心职业能力。
5.工业机器人时代维修电工学习领域设计
5.1 维修电工课程设计
本文维修电工课程设计的总体原则为：理论知识和实践能力并重，单项技能与综合能力并重。五个学习领域的课程设计整合为四门主要课程，包括电工技术基础课程、电机拖动与控制课程、PLC控制技术课程和现代电气控制系统综合技能课程。
这些课程分为三个类型：基础理论知识型课程、重点单项技能型课程和综合技能应用型。这三个类型把维修电工核心职业能力的培养分为三个阶段：第一阶段是熟悉电工基本理论知识；第二阶段是掌握各种重要单项技能；第三阶段是综合技能应用生成核心职业能力。
5.2 维修电工课程设计与能力培养逻辑
首先，通过电工技术基础课程使学生掌握前人的相关间接知识和经验；然后，通过电机拖动与控制课程和PLC控制技术课程让学生通过单项技能学习快速生成核心职业能力，如电机的结构原理的认知、基本控制电路的安装调试能力、PLC程序设计能力、PLC控制系统安装与调试能力；最后，通过现代电气控制系统综合技能课程一方面灵活增加学生对新型电气设备（变频器、伺服驱动器、传感器和HM丨设备等）的学习，另一方面培养学生现代电气控制系统安装调试与维护的综合职业能力。维修电工的课程设计与能力培养逻辑，以培养学生可持续发展的实践能力为最终目标，确保能够通过课程教学活动高效生成高技能实用型人才。
6.总结和展望
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基金项目：本文系江西理工大学应用科学学院质量工程（项目编号：HXK201105）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0063-02
“电机与拖动基础”是一门讲授电机工作的原理与特性以及如何利用电动机作为原动机来拖动生产机械按要求进行运动的课程，是自动化专业及相关电类专业课程体系中一门重要的专业基础课。[1，2]该课程以“电路”、“大学物理”为先修课程，同时开设的课程有“自动控制原理”、“电力电子”，后续课程有“电力拖动自动控制系统”等相关课程。该课程涉及多课程、多专业的交叉融合，内容丰富，专业性强。
一、课题的背景
随着我国高等教育的发展，各高校都面临不同程度的机遇和挑战，当前反映较为普遍的是“学生学习的自觉性下降”、“大班上专业课问题多”、“教师年轻没有实践经验”等。基于上述原因，江西理工大学应用科学学院确立了“质量工程”项目，对一些优势专业及其相关的核心课程立项资助，目的在于发展专业、培养教师、提高教学质量。
“电机与拖动基础”课程的授课内容是由原来的“电机学”和“电机拖动”两门课组成，[3]授课内容多，在授课过程中一些较为抽象的概念（如：“磁路”、“磁动势”、“电磁感应”）贯穿其中，大大加深了授课的难度。[4]同时，该课程具有很强的实践性，实践性教学环节有“电机与拖动基础实验”、“电力拖动自动控制系统综合课程设计”、“电力工程综合课程设计”、“毕业设计”等。
二、教学观念的改变
传统的教学中，教师是“主角”，学生是“配角”，学生围绕老师转。实践表明这种教学理念在本课程教学过程中往往会导致教师教得很累、学生不愿听，教学效果不好。在前辈老师的指点下，该课程的教学理念转变为“学生是主体、老师重引导、师生要互动、兴趣靠培养、功夫在课外”，并把该理念贯穿于大纲的制订、课件的制作、教案的设计、教学日历的安排、实验内容的选择与设计、教学实践、考核与评价等整个教学过程。
对于本课程的第一次课，主要介绍电机的分类知识。教师依据教材的内容将电机大概归类，如图1所示。由于学生首次接触“电机与拖动基础”这门课，对“电机”的概念还是处于模糊的状态。为激发同学们的学习兴趣，配合后续内容的教学，可以借助多媒体播放一些电机的图片，如大型发电机组、各类加工机床、风机、水泵、提升机等。看完图片后问问同学们平时都接触过哪些电机，试着对照图1给这些电机归类。这时大多数同学都只能说出几种平时常用的电机，归类还是很困难的。这时老师不要急于把答案告诉同学们，而是引出“电机铭牌”的概念，布置作业叫同学们把自己接触过的电机铭牌记下来，并试着看懂电机铭牌。
三、课堂教学改革与实践
课程选用的教材为林瑞光主编的《电机与拖动基础》（浙江大学出版社第3版）教材。该教材与我院的浙江大学求是公司的电机与拖动实验装置配套。
1.授课安排调整
该课程目前理论教学的安排是62学时。根据实际教学经验，调整如下：
（1）结合工科学生培养“工程计算”能力的要求以及新概念的理解与灵活运用，新增了2次习题课（共4学时）教学安排，分别安排在教材第2章《直流电机的电力拖动》和第5章《三相感应电动机的电力拖动》之后。其形式是老师布置习题，学生课堂解答，两名同学在黑板上作答，最后老师进行讲解。习题课的关键在于老师布置的习题要典型，并方便对比分析，这样才能收到好的效果。例如，出两道分别关于“电压反接制动”与“电动势反接制动”的题目，同学们通过分析、计算、对比就很容易得出两者的运行条件及特点。通过一定量的“相量计算”及“定转子折算”可以提高同学们使用计算工具及数据处理的能力并培养分析、设计能力。
（2）为配合“电力拖动综合课程设计”及“电力工程综合课程设计”实践性教学环节的需要，在教材第8章《电动机容量的选择》新增了1次（2学时）教学安排，主要介绍“电动机工作制”的概念、电动机容量选择、电动机供配电系统计算等知识点。
（3）一些相对较简单或在“物理”、“电路”中已经学过的内容（如：“直流电动机基本工作原理”、“变压器的基本工作原理”）依据实际情况就没有必要再作重点、重复讲解。对一些前后关联不是很强的知识点（如“直流电机的换向”）则属于了解性的内容，从以上方面可减少1次（2学时）教学安排。
（4）该课程中直流电机与感应电机的“机械特性”和“四象限运行”、变压器与感应电机的“等值电路”和“相量分析”、交流绕组的“电动势”和“磁动势”可以挖掘出一些共性的知识点进行对比讲解，这样在把重点知识点讲深、讲透的同时又能提高授课的效率。
（5）对于“电机绕组”、“旋转磁场”、“电机谐波分析”方面的知识点可放在实验室来讲，借助实物和相关的实验设备（磁通观测器、示波器、电机谐波分析仪）可大大降低课堂教学的难度。
2.授课形式的改革
以往用粉笔板书的授课形式已经很难在年轻教师中继承和发展了，借助多媒体教学已经成了教学发展的趋势。但是，该课程的多媒体教学往往会导致同学们上课注意力不集中，有时很难把握重点。该课程有几百个公式，如果将重点公式写在黑板上就能加深学生的印象，例如：
（1）
该公式及其变形公式所体现的电磁关系在本课程中的“电磁定律”、“变压器”、“感应电机”等章节中反复出现，注意把它写在黑板上进行简单的推导讲解，能够起到加深理解、突出重点的作用。
四、实验的教学改革与实践
课程安排了8个实验（共16学时），作了如下教学调整：
第一，要求同学们实验前要对照实验指导书写预习报告，把实验的目的、要求、方法在做实验前先搞清楚，保证实验效果。
第二，在实验内容的设计上减少了验证性实验的比重，增加了综合设计方面的内容。例如：在做直流他励电动机机械特性实验时，要求同学们依据实验的要求自己分析并选择适当的电阻器件。这些电阻器件的阻值要同学们自己计算并通过现有的电阻进行串并联来实现。实验内容及要求见表1。
表1 实验课内容及要求
序号 题目 目的要求
1 认识实验 学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项，认识所用的实验台，掌握交、直流仪表、电源及变阻器的使用方法，熟悉交、直流电机的接线、启动、正反转，了解电机的调速方法
2 直流并励电动机 掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性，熟悉直流并励电动机的调速方法
3 直流他励电动机机械特性 熟悉直流电动机在回馈制动、电动势反接制动、能耗制动状态时的机械特性
4 单、三相变压器 掌握空载和短路实验测定单、三相变压器的变比和参数，掌握通过负载实验，测取单、三相变压器的运行特性
5 三相鼠笼异步电动机的工作特性 掌握三相鼠笼异步电机的空载、堵转和负载试验的方法，熟悉三相鼠笼异步电动机的参数及工作特性
6 三相电动机的起动与调速 掌握鼠笼异步电动机电动机的直接起动、星形——三角形（Y-）换接起动、自耦变压器起动。掌握绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动、调速
7 异步电机的M-S曲线测绘 掌握用教学实验台的测功机转速闭环功能测绘鼠笼式异步电机、绕线式异步电动机的转矩～转差曲线，并加以比较
8 三相同步电动机 掌握三相同步电动机的异步起动方法，熟悉三相同步电动机的V形曲线、三相同步电动机的工作特性
五、考核与评价
考核与评价按综合成绩=70%（考试成绩）+20%（实验成绩）+10%（平时成绩）进行计算。考试采用闭卷考试（2个学时），偏重基础，强调工程计算（考试可以用计算器）。实验考核的是同学们的动手能力及实验报告数据处理能力，平时成绩主要体现在课堂提问、习题作业、思考及预习等方面。
六、教学效果及总结与展望
1.教学效果
同学们的学习兴趣有所提高，一定程度上消除了畏难心理及应付考试心理，将他们的注意力引向平时的学习过程。相关课程及实践环节的教学也得以顺利开展，同学们对该课程与自己所学专业的其他课程的关系更为明确，专业基础更加扎实。
2.课题总结与展望
在本课题组的共同努力下历经三年完成了教学大纲、考试大纲、实验大纲的修订，制作了多媒体课件，编写了电子教案，整理更新了试题库等相关工作。后续将从实践基地、师资队伍、教材建设、实验设备方面入手，配合专业发展的需求，将本课程的建设推向一个新的高度。
参考文献：
[1]林瑞光.电机与拖动基础[M].第3版.杭州：浙江大学出版社，
2011.
[2]李海发.电机与拖动基础[M].第3版.北京：清华大学出版社，
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一、理论教学的改革
1.教学内容选择
教学内容直接反映教学的目的和培养目标，是提高教学质量的核心内容，它只有适应人才培养的要求，才能培养出合格的人才。水轮机课程具有较强的专业性、实践性和系统性，在教学环节中注重理论与实践的结合。根据应用型人才的培养要求，教学内容的选择遵循“强基础理论，突出应用能力”的原则。
水轮机课程的教学内容重点在于介绍水轮机的工作参数、工作原理、相似理论、各种不同类型水轮机的基本结构和水轮机的特性曲线与选型设计。随着我国水电事业进入大电网、高电压、大机组、高参数的现代化发展时期，水电站新技术、新设备不断应用，原有教材中的水轮机型号和技术已过时，与企业实际情况不符，因此需要结合工程实际对水轮机课程的教学内容进行更新。例如：三峡单机容量70万千瓦的混流式水轮机、广西桥巩水电站单机容量5.7万千瓦的灯泡贯流式水轮机，水轮机单机容量明显增大；随着电网要求的转变，抽水蓄能机组和大型的贯流式机组在电网中应用的比例越来越大等。
2.教学方法改革
教学方法改革的根本目的是让学生从知识的被动接收者转变为主动参与者和积极探索者，在发挥教师主导作用的同时，充分重视学生的主体地位。要为学生的积极参与创造条件，引导学生去思考、去探索、去发现；改变过去讲细、讲透的教学方法，鼓励学生大胆提出问题、发表自己的见解。
本课程采用多种教学方法组织教学，如启发式、讨论式、互动式和研究性教学方法等。
（1）启发式教学：在水轮机课程教学过程中多引入水电站现场的影像资料，或者通过建立教学模型或三维动画演示的方法帮助学生直观了解水轮机的知识要点；有意识地通过成功和失败两方面的工程案例，启发学生通过理论分析与文献阅读分析出现的原因。还可以在教学的过程中收集国内外丰富的水电工程资料、图片和视频，增加学生工程概念，有助于更好地理解基本原理，同时又可以为实践环节奠定良好的基础。
（2）讨论式教学：例如讲授比转速与水轮机性能关系时，根据比转速公式，让同学们开展讨论，探讨不同比转速水轮机的特点，学生兴趣很高，课堂气氛活跃。
（3）互动式教学：改变教师“一言堂”的教学模式，采取教师主动提问的各种措施引导学生积极参与。在课堂教学中，鼓励学生提问和置疑，有问有答，平等讨论，对思维活跃积极发言的同学在学习成绩上适当反映，使课堂教学有声有色，充满乐趣和吸引力。例如在讲授冲击式水轮机基本方程时，如何运用反击式水轮机基本方程进行推导，学生开动脑筋，争先发言，教学效果很好。
（4）研究性教学：研究性教学方法是近两年才尝试应用的，对于基础好、自觉性强的学生，这种教学方法比较适宜。例如，讲授“水轮机空蚀空化”这一内容，让学生采用各种方式查找吸出高度与空蚀空化的资料，并要求提交小论文，激发了学生研究性学习的兴趣。
（5）理论联系实际教学：联系我国水电事业进入大电网、高电压、大机组、高参数的现代化发展时期，讲授水轮机发展趋势，联系我国不同地区水轮机类型不同，讲授水轮机应用特点等。
二、实践教学的改革
水轮机课程的实践性和专业性很强，包括很多的实践环节，如水轮机课内实验、水轮机实习（包括认识实习、生产实习）和水轮机设计（包括课程设计和毕业设计）。充分利用这些教学实践环节帮助学生熟悉水电站及水轮机的结构布置。将书本中的结构与实际设备一一对号，把脑子里的“平面图”变“立体图”。
1.转变观念，突出实验教学地位
加强实践教学，突出学生实际动手能力培养，是应用型本科教育的显著特点之一。观念的转变包含了两层意思：一方面实现从基本的认知性实验、验证性实验到创新性、综合性试验指导思想的转变。另一方面是改变以理论教学为重心、以实践支撑理论的教学理念和教学安排，采用“以能力培养为核心，以实践教学为主线，以理论教学为支撑”的教学思想。为了突出实验教学的地位和作用，可以采取如下措施：
（1）提高实验课时的比例和增加实验内容。
（2）充分利用实验室。
（3）重视产学研基地，进一步开发综合性设计性实验。
2.加强课程设计和毕业设计
（1）课程设计。课程设计作为工科专业的一个重要的教学环节，是在教师指导下，学生独立完成课题来达到对学生的综合性训练。《水轮机课程设计》是该课程的延续和补充，是系统地使用该课程学过的基础及计算方法。通过课程设计巩固和加深对“水轮机”课程所学知识的理解，理论联系实际，提高学生独立工作的能力，培养学生运用理论知识解决工程实际技术问题的能力，为今后从事水电站的选型设计和初设奠定必要的技术基础。在设计中，既涉及到许多设计原理与方法，还涉及到许多实际知识与技能。通过设计，培养学生运用课程中所学到的理论知识，独立地分析、解决实际问题的能力。
（2）毕业设计。毕业设计课题有直接来自合作单位的实用性课题，由于水电项目的规划、建设、设计、制造的特点，可提供很多实际的课题由学生介入进行子项目的设计工作，使学生充分利用所学的基础理论、基本知识、基本技能得到一次解决实际问题的机会，并且可以让学有所长、学有余力的学生参加科研试验和科技产品开发活动，通过实例的示范实施延长训练，获得综合实践训练，而在学校和用人单位指导老师指导下，学生也能很快地进入角色，灵活、正确、综合运用所学的基础理论和专业知识，培养学生工程能力。
（3）重视实习环节。实习是学生与实际工程接触的桥梁，把握好各项实习教学，帮助学生熟悉水电站及水轮机的结构布置。在原有实习基础上，将实习内容进行细化，分为认识实习、水轮机发电机组制造实习、水轮发电机组检修实习、水轮发电机组安装实习等。
认识实习使学生对水电厂各种设备获得感性认识，了解水轮发电机组成及其辅助设备、调速设备等，为学习水轮机课程作准备。
水轮机发电机组制造实习使学生了解水轮发电机组的结构、制造工艺及过程。
水轮发电机组检修实习，不仅使学生了解水轮机主要零、部件检修工艺和计算，机组部件的装配工艺；进一步熟悉水轮机组各零、部件结构组成，掌握水轮机组各机构的工作原理；理解水轮机泥砂磨损和汽蚀的原因，并且了解修理方法和技术措施及质量要求，掌握机组常见故障分析和处理方法。同时还使学生了解了水电站《检修操作规程》和《安全生产规程》，掌握了水轮机组检修计划的制定、工艺操作以及生产组织管理。
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（2）设计资料缺乏。
由于机电一体化是一门新兴的技术和专业，这方面的知识内容都在相关的杂志刊物登载，书籍相对少一些。要进行课程设计，收集这方面的资料较困难。没有现成的资料汇编及设计手册，学生要花费较多的时间找资料，往往是教师帮助寻找资料。而且没有像机械零件设计那样的系统完整的课程设计指导书。在设计中盲目性较大。
（3）师资不足。
最早几年机电专业方向只有一个班或两个班，指导教师有2~4人即可。一般由主讲或熟悉机电一体化控制系统课程的教师指导。近几年随着学生的扩招，机电专业扩展到4~5个班，指导教师需要8~10人，明显不够，因此有必要进行培养。
2机电一体化课程设计改进措施
（1）编写合适的机电一体化课程设计指导书，配齐设计资料。
到目前为止未见过公开出版的机电一体化课程设计指导书，所以有必要编写合适的机电一体化课程设计指导书，并收集较全的资料进行汇编，与指导书汇编成册。
（2）规范设计题目，统一要求。
规范设计题目不是整个设计都用同一个题目，而是在一个范围内选择题目，教师根据所选的题目按统一的要求下达任务书。设计题目一般以简易数控机床设计、数控机床改造设计、机器人及控制设计较为合适。在市场上可见的机电产品多得很，不是所有的机电产品都适合做题目，因其难易程度是不同的。机电专业的课程设置是以机床设计、机器人设计控制为典型产品的，在机电一体化课程设计中要反映课程设置的内容。机电专业方向课程有机电一体化系统设计、计算机控制技术、机械制造装备设计、机器人导论等课程。这些课程的内容在电的方面主要介绍了以计算机为核心的控制系统；机械方面介绍了机械运动、机械传动、机械结构及相关的标准部件，如滚动导轨、滚珠丝杠等。在选题及设计中要反映上述的内容。因此规范化的题目主要为数控车床（或铣床、钻床等）设计、车床（或铣床、钻床等）数控化改造设计、或是工业机器人及控制设计。这些都具有一定的机械部分内容，如数控机床进给轴传动部件，机器人的腰身、手臂运动部件及滚珠丝杠、导轨的应用等。电的方面包含数控系统电路设计，计算机控制系统设计及对机械部分的控制；从而实现了机电结合。对规范化的题目、要求及上述设计内容都已编入指导书中。
（3）指导教师的培养。
首先被培训的教师可以跟班听课，熟悉掌握相关的课程内容，然后在机电一体化课程设计进行中跟班辅导，以培养出合格的指导教师。
（4）加强督察。
当指导教师接到指导课程设计任务后，首先拿到机电一体化课程设计指导书，根据要求写出课程设计任务书；并由教研室主任或院教学指导委员会审查，合格才可向学生下达任务。指导中，教师要填写指导日志，随时记录指导中的难点、及出现的问题和解决方法，并进行小结，以便下一次指导时提高设计水平。
3机电一体化课程设计指导书主要内容
3.1设计题目确定及要求
3.2总体方案确定
（1）总体方案设计；
（2）绘制总体方案图。
3.3伺服系统机械传动部件设计
（1）切削力计算；
（2）滚动丝杠螺母副的计算与选型；
（3）伺服系统传动设计；
（4）步进电机当量扭矩计算及选型；
（5）机械传动结构设计（绘制一个轴的机械装配图）。
3.4控制系统硬件电路设计
（1）确定控制系统方案及绘制系统框图；
（2）单片机的选用；
（3）存储器的选用与扩展；
（4）译码电路设计；
（5）接口电路设计；
（6）绘制控制系统硬件电路原理图。
3.5基本的参考图表汇编。
4近一届学生机电一体化课程设计进行情况
4.1教师配备
近一届机电专业学生，每届有四个班进行机电一体化课程设计，共配备6名教师；其中有四名为独立指导教师，两名为辅导教师，为培养新的指导教师储备力量。
4.2指导书的使用及设计过程
设计学生和指导教师每人一份机电一体化课程设计指导书。教师按照要求写出机电一体化课程设计任务书，并经研究所长审查后发给学生。设计题目主要有CA6140普通车床数控化改造设计、C6132普通车床数控化改造设计。在同一个题目的学生中，要求设计进给轴部件时，一部分学生设计X轴进给部件，另一部分学生设计Z轴进给部件。整个过程根据设计任务书的题目、要求和机电一体化课程设计指导书给出的设计步骤、方法，先进行总体方案设计，再进行机械传动部件设计，最后进行CNC硬件电路设计。整个过程经过了机械、电子两方面的训练，实现了机电结合，达到预期效果。
4.3填写指导日志
教师在指导设计的过程中，及时填写指导日志，记录设计中的难点、问题，并进行小结。
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(1)基于Matlab的计算机控制仿真实验平台。
Matlab软件具有强大的绘图和运算功能，是控制系统中计算机辅助设计与分析的一个卓越平台。将Matlab与自动控制原理课程设计相结合，实现了对传统教学模式的创新。作为自动化专业的学生，很有必要学会应用这一强大的工具，并掌握利用Matlab对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。另外我们希望通过使用这一软件工具把学生从烦琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。因此，我们设计了以下基于Matlab的实验：控制系统的时域分析，频域分析，根轨迹分析，超前、滞后校正等设计实验。这些实验要求学生掌握基于Matlab/SIMULINK的控制系统设计与分析的基本方法，编写M程序或画SIMULINK仿真图。如实验中在讨论基于根轨迹的校正方法时，为了使学生能够观察到添加开环零、极点对闭环系统的影响以及系统动态响应发生变化的情况，在Matlab中进行仿真实验，使学生能够更容易加深对根轨迹校正方法机理的理解。此实验方式方便灵活、教学成本低，拓展了学生的思维，有利于训练学生对复杂控制系统分析与设计的能力，同时还激发了学生的学习兴趣。
(2)基于实物物理对象系统的实验平台。
很多学生在学习过程中都会有这样一个很困扰的问题：通过本课程的学习可以做什么？针对这样的问题，同时为提高学生对专业的整体认知水平，设计采用实际物理系统进行实验。本课程设计实验三——“随动控制系统的静、动态性能指标及系统校正”中，设计了一个小功率的直流发电机与电动机组成的控制系统。实验设备有：XSJ-3(或XSJ-2)型小功率直流随动系统学习机；直流稳压电源(用于XSJ-3型)；超低频长余辉示波器；数字万用表；超前网络板(用于XSJ-3型)。此实验与实际系统相当接近，虽然该课程设计的被控对象只是一个小型的控制系统，但是此控制系统具体、形象、直观且具有针对性及实用性。通过这样一个完整的课程设计实验，学生会对本专业具体的工作流程和研究方向有明确的认识，对自己所学专业知识的掌握程度有清晰的了解，增强了学生对自己实际专业能力的信心。
(3)计算机仿真实验和实物实验相结合的实验平台。
在数字仿真环境中增加实物环节，针对计算机数字仿真系统及实物系统的特点，实物部分采用模拟实验箱，通过运算放大器、电容、电感、电阻等模拟元件搭建电路实验平台。仿真部分采用CAE2000软件搭建系统控制框图，如串联校正、状态反馈等复杂系统，既能够充分利用CAE2000中良好的图形界面接口，又能快速有效地搭建实际控制系统模型，还可以设计和修改控制率及控制参数来完成实验。本课程设计实验五——“频率特性测试”中体现这种实验模式。一阶惯性环节由模拟机实现，正弦信号源由D/A接口输入到模拟机，模拟机输出信号由A/D端口输入到计算机，通过CAE2000软件显示并打印曲线。这种实验模式综合了数字仿真与实物对象的特点，不仅锻炼了学生的动手能力，而且能将理论知识应用到实际系统，还便于学生以各自认知能力探索新领域和构建新知识。
1.2实验内容的组成
我校自动控制原理课程设计实验的内容主要分为两大类：基于Matlab的计算机辅助设计实验和综合设计性实验。基于Matlab的计算机辅助设计由7个实验组成：控制系统数字仿真实验，控制系统的时域分析、控制系统的频域分析、控制系统的根轨迹分析、控制系统的校正、离散控制系统分析、非线性系统分析。综合设计性实验包括5个实验分别为：典型环节的电模拟及其阶跃响应分析，随动系统的开环控制、闭环控制及稳定性实验，随动控制系统的静、动态性能指标及系统校正，控制系统频率特性分析，频率特性测试。在此基础上，增加了先进控制理论设计实验。由于我校以电力行业为背景，结合专业特色，突出工程背景，指导学生进行先进控制理论实验设计，以电力系统实际模型为例，进行同步发电机的励磁系统的课程设计与分析，采用先进控制理论中的新方法进行优化控制，如模糊PID。目的在于培养学生综合考虑问题、分析问题及解决问题的思维方式，全面锻炼学生的实践与创新能力，提高学生将控制理论知识应用于解决实际问题的能力，为今后进行实际系统的自动控制打下了良好的基础。
1.3实验教学方式的创新
传统的实验教学方式是主讲教师首先通过对实验设计的基本原理、实验过程步骤、实验仪器设备的使用方法等内容详细的讲解，然后学生按照教师讲解的内容按部就班地进行操作并完成实验。学生虽然能够快速完成整个实验，但这种传统“填鸭式”和“灌输式”的教学实践会导致学生的惰性学习，缺乏主动思考，实验效果大打折扣。我们采用“启发式”和“引导式”的互动教学模式。在做实验前，让学生自己提前预习实验内容，查找资料，自己动手做实验。在实验过程中，教师只起引导的作用，分析总结，适时调控引导学生思考，学生便成为整个实验的主体，自由讨论问题。如果没有达到设计指标的要求，学生需要对系统及设计过程进行详细的分析直到查找出原因，并能从失败中总结出经验。鼓励学生与教师之间、学生与学生之间的相互交流与讨论，在讨论中能够深化自己的知识，对理论和实际问题能有更清晰的认识，达到知识之间的相互转化、学以致用的目的。学生在一定程度上由惰性学习转变为积极创新性学习，调动了学生学习的积极性，提高了学习效率。
2创新课程设计的教学体系
在实践过程中，采用多层次培养、开放式指导、多元化考核体系的创新实践模式。
2.1多层次培养
考虑到学生自身的基础以及能力的差异，把课程设计题目的难度分为“难、中、易”三个层次，对不同层次学生的具体要求标准不同。如基于仿真和实物实验平台的综合设计实验定为难度系数较大的课程设计，基于复杂实物系统实验平台的综合设计实验设定为中等难度，仅利用Matlab软件进行仿真的实验定为较为简单的课程设计。这种培养模式既能为稍差的学生提供锻炼的机会，又能为好的学生提供发挥潜能的平台。
2.2开放式指导
开放式指导模式是指导教师给出课程设计题目之后，学生根据自己的实际情况，自由组队，自主选择题目。在布置课程设计的任务时，教师只简单介绍题目设计的要求、要达到目的，具体实施的方案由学生自己选择确定。鼓励学生独立查阅资料，分析解决问题，最终完成课程设计的任务。这种指导模式有利用达到课程设计的目的。
2.3多元化考核体系
考核虽然不是学习的最终目的，但是合理的课程考核体系是提高教学水平、调动学生学习积极性的重要环节。传统的考核体系指学生的成绩主要依赖于学生的实验报告内容的完成程度及书写的整洁性来决定，该成绩评定方式存在一定的片面性，不利于对学生的综合评价，达不到良好的测评效果。结合多层次培养模式，将成绩的评定与课程设计题目的难易程度相联系，不同难度的题目设置了不同的成绩上限，最终的成绩采用分级评分，如优秀、良好、及格和不及格。实施多元化的考核方式，教师根据学生平时表现、完成课程设计的质量、创新内容及最终答辩结果做出综合评价，给出最后的考核成绩。通过这4个方面的综合考核，教师可以比较准确地掌握学生的实验操作能力、观察分析能力和创新思维能力，从而对每一位学生给予综合评定，这种考核方式在很大程度上激发了学生学习的积极性。
3课程设计改革的成效
通过近几年课程设计实验的改革和实践，我校在教学建设及教学效果方面取得了显著成绩。一方面，自动控制原理理论课程设计的教学内容、教学方式及实验环节的不断更新，自主开发的实验设备“CAE2000控制系统辅助教学软件”已经广泛应用于实验教学中，此系统获得河北省教学成果二等奖，创建了省级精品课程，进行了大量的教学建设和改革工作，获得了丰硕的教学研究成果；另一方面，创新的教学内容，激发学生的学习兴趣，使学生积极参加控制领域的科研课题研究，学习前沿知识，拓宽视野，不断提高认知水平及自主学习能力。改善的实践教学模式，不仅提高了学生对实际系统分析、设计、研发方面的工程实践能力，而且培养了学生的创新意识，使华北电力大学自动化及相关专业的学生获得更扎实的理论基础，更宽的知识面，更强的实践创新能力。学生积极参加全国大学生电子设计竞赛、机器人竞赛、智能汽车竞赛等各种竞赛和科技活动，并取得了优秀成绩。
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一、引言
平顶山学院的电气工程及其自动化专业为省级特色专业、河南省普通高等学校本科工程教育人才培养模式改革试点专业，所属的电气工程学科为校级重点学科。该专业多年来服务于平顶山地区的经济发展，培养区域经济发展所需要的电气类专业人才。紧紧围绕平顶山市重点发展装备制造业的战略部署，2013年，平顶山学院下发了《关于学科专业群的建设意见》，明确提出重点建设电气信息类专业群。电气信息类专业群的发展目标定位：建设服务于智能电力设备行业产业发展需要，富有地方特色的、优势突出的应用型专业群；服务面向定位：立足平顶山，面向河南，对接智能电力设备行业产业，为区域经济社会发展服务。2014年，学校将电气信息类专业群中的电气工程及其自动化、软件工程、物联网工程3个专业列入首批转型试点，电气工程及其自动化负责培养智能电力装备的本体及硬件设计开发所需要的应用型人才。为此，电气工程及其自动化专业的电气装备方向面临着前所未有的机遇和挑战。
课程体系的开设是培养人才的基础。目前，我校电气工程及其自动化专业的课程设置都是根据学科知识结构的内在逻辑来展开的，强调学科知识的系统性和完整性，强调全面掌握学科领域知识，忽视知识的实用性，整个课程体系学术性很强，技能性缺乏。课程设置几届甚至更长时间都固定不变，没有结合当今科技与社会经济发展的实际，只满足于课堂教学，给学生提供动手的机会很少，缺乏应有的灵活性，不能根据学生的需求采用不同的技能训练模式。虽然有毕业实习、金工实习、电工实训、电子技术课程设计、专业综合课程设计，但持续学习时间短，学生未能真正深入进去，专业见习更是走马观花，学生纯粹是看热闹，没有任何实质性学习。因此，教学效果不够理想，对于学生的实践动手能力的提高帮助有限。在科学技术日新月异、知识不断更新的时代，这种课程体系无法应对新形势的挑战。
为满足专业群建设的需要，培养应用型人才，平顶山学院电气工程及其自动化专业在整合现有资源的基础上，在实践中开展多维调研与深度探究，积极构建电气装备方向的全新的课程体系。
二、构建电气装备方向课程新体系
通过到国内知名高校和平顶山地区的电力装备制造企业进行调研以及对毕业生的跟踪调查，得到企业对电气工程及其自动化专业的毕业生的知识结构、能力素质的要求，从理论教学环节和实践教学环节构建了电气装备方向的新的课程体系。
1.构建理论课程新体系。根据电气工程及其自动化专业培养目标定位和专业应用型人才的知识结构要求，理论教学环节设置了通识必修课、学科基础课、专业必修课和专业选修课。（1）通识必修课。通识必修课按照素质教育的理念，强调德、智、体、美相互渗透，设置的课程有：思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学英语、大学体育。学生通过通识必修课的学习，获得必要的价值分析、探究方式与能力的训练，形成合理的思维方式和准确的观察判断能力以及清晰的沟通表达能力。（2）学科基础课。学科基础课课程的设置是针对电气信息类专业群所必需的知识和基础，注意培养学生的基本素质，着眼于学生的可持续发展，着眼于为学生继续学习打基础，使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。设置的课程有：高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术。（3）专业必修课。我校电气工程及其自动化专业设立了“电气装备”和“电气控制”两个专业方向，专业必修课是这两个方向必修的课程，主要培养学生的基本专业技术和能力，使学生系统掌握电气工程的基础理论、基本知识。设置的课程有：电机学、电力电子技术、电气控制及PLC技术、自动控制原理、电力工程基础、单片机原理及应用、MATLAB在电气工程中的应用、自动检测技术、专业英语。（4）专业选修课。专业选修课是针对专业方向的需要安排的课程，根据应用型人才培养的要求以及课程的前后逻辑关系，按照“有用、可用、管用”的原则，根据“电气装备”方向的特点，精心设置了“电气装备”方向的课程：电气CAD基础、机械设计基础、高电压技术、电器学、高压电器、电气装备的计算机控制技术、智能电器、电气新技术讲座。学生必须完整修完自己专业方向的课程，其他专业方向的课程可作为个性课程选修。另外，为高年级学生开设电气新技术讲座，聘请企业教授级高工、知名大学教授开讲座，介绍学科研究热点、发展趋势，使学生了解学科发展的最新动态。
2.构建实践课程新体系。据行业和企业专家的要求，结合专业群内现有人才培养资源，电气工程及其自动化专业电气装备方向实行校企联合培养和“3+1”人才培养模式。前3年在学校培养，注重人文，强化基础，着重培养“自主学习、主动实践、实学创新”的意识和能力；第4年进入合作企业，以企业为主，开展校企联动的工程实践教育，参与项目实训和毕业设计，从而培养学生的工程实践能力、运用专业知识解决实际问题的能力，熟悉工程项目的基本流程、过程管理及业务规范等方面的知识，培养团队合作精神和创新意识。为此，在实践课程新体系中，设置了独立实验课、集中实践课、第二课堂。（1）独立实验课。减少验证性实验，增加研究性、设计性、综合性实验，尽可能模拟电气工作的现实环境，在实验中分配给学生一定的工作任务，学生得以找到宝贵的机会将所学知识提前应用到未来的工作中，达到真正提升学生素质和能力的目的。设置的独立实验课程有：大学物理实验、电路分析实验、电子技术实验、电机学实验、电器学实验。其中，电路分析实验、电机学实验、电器学实验等利用项目来进行教学，寻求的是以学生在课题和项目完成的过程中来自主形成电气专业知识体系，综合培养学生的知识、技能和工作的态度等。（2）集中实践课。包括校内集中实践和企业实践两部分。校内集中实践强化基于项目的科学研究和工程实践训练，设置的环节有：军训、金工实习、电子技术课程设计、电气测量实训、电机控制实训、电子技术课程设计、电力电子课程设计、电力工程课程设计、PLC课程设计。企业实践，包括企业认知实习、企业专业实习和毕业设计等3个环节。①企业认知实习。这主要锻炼学生综合运用所学的科学理论方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力，培养学生的创新意识和进行产品开发与设计、技术改造与创新的初步能力。以《电力工程基础》课程为例，该课程要求学生通过学习掌握供配电系统的结构及运行的基本知识，为达到上述要求，首先带领学生到几家不同企业进行参观，了解供配电系统的线路及设备，让学生总结各企业供配电网络的特点，然后回到学校学习相关理论知识，在学校进行基本知识的学习后，再到企业去参观实习，找出存在的问题并改进。②企业专业实习。目的是使学生了解和掌握本专业基本的生产实际知识及本专业的科技发展水平和方向；验证、巩固和丰富所学过的专业知识，培养学生在生产实际中发现问题、分析问题和解决问题的能力。这主要采用以下方式：参加企业技术培训、担任技术员助理、施工员助理、项目经理助理等。在上述多个岗位中，每个学生侧重1个岗位，实际工作不少于2～3个月，以保证学生对相关岗位有足够的认识和感受，能够了解其中的精髓。③毕业设计。采用校内指导教师作为主导师、企业副高级以上职称人员作副导师共同指导的方式，主要解决企业生产实际中遇到的问题，培养学生的创新意识和独立工作的能力，使学生提前熟悉工程环境，为培养适合企业实际工程应用能力的人才打下基础。（3）第二课堂。学生在大二、大三时通过进一步培训就可以参加AutoCAD绘图竞赛、电机控制竞赛、PLC程序设计竞赛、单片机编程竞赛、MATLAB程序设计竞赛、电子设计大赛、大学生科技创新、创业活动等实践；在暑假、寒假期间，安排一些学生到实践教学基地和相关企业实习；鼓励学生到我校的供配电实训室和高压智能开关工程技术研究中心进行开放实验；请大公司的工程师来做讲座、工程培训，缩短毕业生进入企业的适应期，节省企业培训成本和时间。第二课堂不但能提高学生的实践能力、表达交流能力、自主学习能力、自我管理能力等，还可培养学生的工程意识、团队合作意识。
三、结束语
课程体系的构建只是专业群建设的开端，该课程体系的顺利实施还要依赖实践教学平台的建设和“双师型”师资队伍的建设等一系列具体举措。在校、院两级领导的推动下，实践教学平台和“双师型”师资队伍的建设已初具成效，相信在不久的将来，我院电气装备方向将会对平顶山乃至全国的电力装备行业输送大量优秀人才。
参考文献：
[1]刘伯鸿，李国宁，等.构建铁路特色专业课程新体系 提高人才培养质量[J].自动化与仪器仪表，2013，（4）：218-219.
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引言
机械产品往往由于丧失精度而报废，周期性检修的实质就是对其精度的检定和修复，没有足够的几何精度，机械产品就失去了使用价值。因此，从理论上讲，无论何种生产类型、何种功能要求，都应该对零件的几何要素提出精度要求。精度设计用以确定机械各零件几何要素的公差。机械产品的精度设计是联系产品使用性能和生产制造过程的桥梁[1]，精度设计给定的公差等级、采用的公差原则对生产设备的选择、工装夹具的设计和制造、检验方法的制定等方面有着决定作用，它直接影响着生产成本的高低，进而影响着产品的市场竞争能力。
《互换性与测量技术基础》是高等院校机械类、仪器仪表类和机电相结合类各专业必需的主干技术基础课程[2]，涵盖了几何精度设计与检测两方面的内容。在几年的教学实践中发现以下问题：
（1）学生没有充分意识到几何精度对机械产品使用性能的重要性。在课程设计和毕业设计时，只做完系统设计与参数设计，精度设计基本就没做或者很少做。
（2）学生不具备相应的精度设计能力，不能灵活运用所学的相关知识进行机械产品设计。在课程设计和毕业设计时，精度的确定并没有考虑产品的性能要求和生产成本之间的关系，所做的设计在目前生产条件下无法制造生产，或者造成生产成本的增加。
（3）学生不能正确运用设计标准和规范。比如，在齿轮的设计中，图纸表达不完善，参数表只有结构参数的内容，而没有精度参数的内容，甚至没有参数表；标准件并没有按照国家标准选用规格；已废除的国标仍在使用。
鉴于此，作者对课程教学进行研究，并进行大胆尝试与改革。
一、建设课程群，确立精度设计地位
课程群是为完善同一施教对象的认知结构，而将本专业或跨专业培养方案中若干门在知识、方法、问题等方面有逻辑联系的课程加以整合而成的课程体系[3]。以实现学生综合设计能力、创新能力为培养目标，把“机械制图”、“机械原理”、“机械设计”、“互换性与测量技术”4门课程的各教学环节进行优化重组融合，形成机械类专业基础课群。机械产品的设计过程通常可分为三个阶段：系统设计、参数设计和精度设计[4]。如果说系统设计为机械产品的一次设计，那么精度设计就是系统的三次设计。系统设计以整机的功能为目标而进行的机械基本工作原理和总体布局设计，是运动学的设计，主要由机械原理课程承担；参数设计以保证系统的能量转换和工作寿命来确定机构各零件几何要素的公称值，由机械设计课程承担；精度设计以保证机械产品的性能要求同时考虑制造的经济性来确定机械各零件几何要素的允许误差，由互换性与测量技术课程承担。
通过分析，互换性与技术测量课程的教学内容应该以精度设计为主线，以提高精度设计能力为目标，和机械原理课程及机械设计课程共同研究机械产品的设计。
二、设计性能检测实验，增强精度设计意识
在几年的教学实践中发现，学生能够理解机械结构参数对机械性能的重要性，却认识不到几何精度对机械性能的重要影响，甚至错误的认为机械设计就是做系统设计和参数设计，认为精度无关紧要。
为了更好的帮助学生理解几何精度设计在生产实际中的应用，体会几何精度对机械产品性能的重要影响，增强学生综合运用知识能力，强化机械设计、几何精度和机械制造之间的相关性，指导毕业生研制出机械性能检测实验台，使学生通过实验，切身体验几何精度对机械产品性能的影响，增强精度设计意识。
本实验台的整体结构系统图如图1所示：
图1：机械性能检测实验台整体结构系统图
直流电机作为动力通过一个一级传动机构驱动发电机工作，并设计的检测系统（传感器、采集卡、PC机自行开发的测试系统）对其性能指标进行检测，如传动效率、振动、噪声、温度等。传动机构的主要零件是可以拆装的，同时，主要零部件配备有多套（结构参数相同，仅精度不同）。实验时，学生组装不同精度的传动机构，进行整机运行，通过测试性能指标比较来反映整机的运行性能。
通过本实验可以加强学生对几何精度影响产品使用性能的主要认识，增强工程意识，并通过此综合实验培养学生综合运用所学相关知识的能力。
三、进行综合设计，提高精度设计能力
依据机械类专业教学计划，机械原理课程和机械设计课程及互换性与测量技术课程一般都安排有相应的2～3周的课程设计。课程设计一般要求学生在相对集中的时间内运用所学的相关知识完成一个具体的小设计[5]。目前，一般教学安排都是每门课程独立安排相应的课程设计，而这样做的结果对学生造成一种误导，形成“机械设计就是系统设计”，或者“机械设计就是参数设计”，“质量（使用性能）是检验出来的”等错误认识；同时也不能增强学生综合设计能力的培养；另外，也不利于“培养学生的工程实践能力和创新能力”教学目标的实现。以至于做毕业设计甚至在实际工作中，出现图纸表达不清楚、不合理、不符合规范，或者设计出来的产品依据目前的生产条件根本没法生产或者是生产成本过高等问题。
针对以上问题，把机械原理课程设计、机械设计课程设计及互换性与技术测量课程设计进行优化、整合。以培养综合设计能力为目标，进行综合性课课程设计。
（一）课程设计内容优化改革
目前，机械设计课程设计所做的机械产品设计基本上都是只考虑系统设计和参数设计，至于精度设计，基本就没做或者做的很少，有的只是在图纸上参照相关的设计做了些公差标注，至于为什么要选用这些精度项目？为什么要确定如此精度？学生基本就不知道。
曾经针对此问题，提出在互换性与测量技术课程设计调整精度设计的内容，让学生各自找出自己所做的机械设计课程设计，对整个设计进行完善。学生在系统设计和参数设计的基础上进行精度设计，并对前期的错误进行更正，形成完整的机械产品技术资料。
通过此项改革，提升了学生对精度设计在机械产品设计的重要性认识，但是，这样就会由于工作的不连续就耽误了很多时间。首先，对机械设计课程设计、机械原理课程设计、互换性与技术测量课程设计时间进行调整，调整为同时进行；然后，对其设计内容进行整合，取消原来的独立课程设计，实行综合课程设计，涵盖系统设计、参数设计、精度设计等内容。
（二）选题来源于工程实际
目前，机械设计课程设计题目大多是“一级或二级齿轮减速器”的设计，它涵盖了“机械设计”课程中大部分内容，有助于学生加强相关的知识的综合运用能力，但这样就出现题目单一化，不能充分调动学生的创新意识。通过对以往的课程设计答辩情况来看，部分学生曾出现抄袭现象。基于此，课程设计的选题来源于工程实际，解决所在城市厂矿的实际问题。根据任务的大小对学生进行分组，使学生协同完成整个设计任务，而所做设计是否能满足实际需要，可以直接在生产中得到检验，在工程实际中体会精度设计与生产性能及生产成本的关系，增强学生的工程意识。另外，设计要变为产品，图纸是设计工作者和制造工作者之间的沟通语言，这样，图纸的表达必须规范。学生在实际工程中体会图纸表达规范化的重要性，并能运用国标进行规范化设计。
四、改革考核办法，激发学生学习动力
以往，对于课程设计的考核方法是“考勤（10%）+报告（20%）+答辩（70%）”，这种考核办法能够使老师对学生的知识及素质得到全面的考核。但对学生来说有种“课程到此为止”的感觉，学生只知道自己的一个综合分数，并不知道自己掌握的相应知识到何种程度，是否满足工程实际所需？或者对于实际工程，还需要哪此方面的知识？其它同学是个什么样的水平？
一种理想的课程考核模式，应该能够全面、正确、有效地实现检查评价、教育激励、诊断反馈和导向等多种功能[6，7]。因此，在对精度设计进行考核时，采取了以下措施：
1．学生作为评委对学生进行答辩。这时，老师只是作为场外指导，对学生解答不了，而对他们的能力提升有关键作用的知识点做出解释和阐述，同时也从学生的答辩时所提的问题及回答情况对答辩学生和答辩评委的知识和能力掌握程度做出全面判断。
2．指导老师和学生进行互动，并做总结。在答辩进行完毕，指导老师就精度设计和学生进行互动，学生在互动中调动学习的积极性，并能对知识理解的更深刻。然后通过老师的总结，使学生对精度设计的脉络有个更清楚的知识，能够掌握精度设计的要领，并能体会精度设计在机械产品设计中的地位。从而激发学生学习知识的积极性和动力。
五、结束语
精度设计作为机械产品设计的一个重要环节，在理论教学与实践教学中应该加强学生精度设计能力的培养。近年的教学实践，学生精度设计能力有了很大的提高，为以后的毕业设计和工作打下良好的基础。
[参考文献]
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一、课堂教学采用提问法和讨论法相结合以发挥学生的主体作用
素质教育一再强调课堂教学中教师的主导作用和学生主体作用，教师作为课堂教学的主导者，除了对本堂课要有一个清晰的教学思路，更应该提纲契领，提炼中心问题，集中解决。所以教师如果能把一堂泛味的抽象的汽车电气课，设计成几个简单的思考题的，然后集中解决的话，那么整个课堂教学就“活”起来了，然后通过教师把问题的层层推进，学生再围绕几个问题反复讨论反复思考反复推敲。最后教师再集思广义，重点讲解。力争本堂课问题当场解决。就能达到事半功倍的效果。比如当我教到汽车发电机的构造这部分时，发现这部分既枯燥又难懂，学生看了半天，丈二和尚摸不着头，于是我通过反复推敲集中提出三个思考题，来引导和激发学生潜能，提高学生学习的积极性。问题一：汽车发电机与日常生活中的发电机有什么不同？问题二：汽车发电机为什么能发电？问题三：汽车发电机是怎样构成？简单的三个问题既简单又明白易懂，而且还点中要害。于是整个课堂气氛异常活跃，学生通过查资料，讨论，向老师请教，甚至亲手操作实物，反复拆装来寻求解决问题，把学生的主体作用发挥到及至，教师的主导作用也充分得到体现。可想而知，课堂气氛生机勃勃，课后师生都还意犹未尽。
二、实训教学采用典型故障教学与动手操作相结合以实现其实用性
职业教学培养的是技术工人，技能即动手能力的培养是教育的重点，而不是一味的注重成绩的高低，分数的好坏。所以教师应该把中心放在如何培养学生解决实际问题的能力。既动手能力的培养。让他们通过典型故障的排除来培养学生自己亲手拆装，亲自动手，学会独立思考问题，解决问题，来达到训练技能，提高学生适应工作后零距离上岗的这一教学目标。“课堂既工场，工场又是课堂”这一教育模式在我的教学过程中得到了充分体现。比如讲授汽车启动系的故障诊断与分析时，在电路复杂，学生底子薄的情况下，我先选取了汽车“启动机不转”这一典型故障来分析。先通过查现象，分析原因，再由学生提问，讨论，甚至亲手操作，自己设计故障，然后一步步的根据电路图，分步骤，有针对性的来实现故障排除。最后教师只起到画龙点睛的作用。因此一个典型的故障分析，只要选择恰当，可以很好地激发学生的参与欲望，克服教师唱“独角戏”、搞“满堂灌”的现象；因为有具体的故障现象，可以有效地避免教学陷入空洞无力的情景，引起学生的共鸣；学生的积极发言，可以拓宽学生的思路，也是实现学生自主学习的一种有效途径。作为教师这样轻松愉快的教学方法何乐而不为呢？
三、教学过程采用整体性与阶段性相结合，分步骤分阶段有计划的进行
首先教师尽可能的把汽车电气各大系统的结构，原理，故障详细的讲解清楚，然后突破重点，难点，力争解决实际问题。各系统之间既有相关性又各自独立成一个整体。所以做好课堂教学的阶段性总结是一个非常有必要的环节。 比如：学生往往出现学完这章又忘了那章，学完后面的又忘了前面的，没有一个整体性和连惯性。于是我在每学期最后，都会留半个月的时间来搞一个全车电路课程设计和答辩，即把整个汽车电气的系统串成一个整体，又能加深学生的学习印象和对全车电路的理解，同时对于还有不懂的地方也可以进一步的学习，请教，探讨。如国产EQ1091和CA1091为主的全车电路图， 桑塔纳汽车全车电路图等，都是我的课程设计的主题和重点。有时如果时间允许的话我还会搞一些更高档次的车型来设计和答辩。
四、教学评估应采多样化，尽量做到更科学更注重实情
传统的应试教育教学评估约束了教师和学生，不利于调动学生学习的主观能动性。所以在《汽车电气设备》教学中，我主要采学习态度、笔试成绩、动手操作和课程设计相结合的原则来评价学生学习效果的好坏。学生的结业成绩计算方法主要是突出学生的平时的学习态度（出勤、作业、课堂表现等），削弱期末考试所占的比重。计分方法为期末成绩占总分的2/5，学习态度（包括出勤、作业、平时课堂表现）占1/5，平时测验以及动手操作占1/5，课程设计及答辩占1/5。这样一来学生的学习积极性、创造性、技能既动手能力以及适应市场的能力也得到了进一步的提高。汽车电气这门课也由原来的学生畏惧，怕困难，不想学到现在的抢着学，生怕落后，生怕学得不够多不够好。逐步形成一种良好的学习态势。
学生学习积极性的提高，关键在于教师的合理引导，如何培养学生的创新思维，发散思考，自主学习，探究学习，来发现问题及解决问题的能力不是一朝一夕就能实现的，而是要一个长期不断摸索和反复实践的过程，作为一个教育工作者我坚信且满怀信心，在今后的教育教学中不断积极探讨《汽车电气设备》的教学方法和教学规律，不断开拓创新，相信《汽车电气设备》的教学会更上一个台阶。
参考文献：
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过去我们课程设计题目均是给定电力系统的局部接线方式和运行方式，通过改变系统参数设定，对系统中某些线路及变压器进行继电保护方案设计、整定计算、灵敏度校验、继电器元器件型号参数选择等相关设计工作。这种设计方式由于系统接线简单，许多参数需要具体给定，运行方式变化很少，这种局限性使得学生发挥的空间较小，不能使设计与工程实际相结合，对电力系统的整体概念建立不起来，对电力系统的接线方式、最大、最小及正常运行方式等不能全面分析，内容相对单一。在设计过程中仅仅参考某些类似的习题及相应的设计指导书进行设计计算，难免会有学生互相抄袭。这种传统课程设计方式既不能调动学生的设计积极性，更谈不上创新能力的培养。
（二）教学形式单一
在课程设计中，指导教师根据《电力系统继电保护原理》这门课所涉及的主要内容，结合工程项目实际情况给出不同的设计题目和原始资料，为了使学生在两周时间内完成设计任务，通常课程设计指导书会结合实际题目详细讲解设计方案、内容、步骤、设计规范及要求、设计报告的格式等等内容。学生通过查阅相关设计手册和设备手册，参考某些类似习题及以往学生课程设计资料进行模仿设计。在设计过程中，指导教师虽然每天去教室指导，但由于多数学生不能够主动提出问题，教师无法全面了解学生在设计过程中出现的问题和错误，造成提交的设计报告存在许多错误，甚至会出现一些原则性错误。另外，由于缺乏对设计计算结果及结论进行实践验证，学生既不知道计算结果是否正确，也不知道设计结论是否合理，这样就大大削弱了课程设计的重要意义。
（三）成绩评定缺乏规范性和合理性
传统课程设计成绩评定的方法是根据学生所提交设计报告的正确性、合理性、完整性、规范性情况，结合学生在设计过程中的出勤率、态度是否端正以及主动性等，按照不同方面的分值比例，给学生评出优、良、中、及格或不及格的成绩。往往这种成绩评定方法会造成同一小组中不同学生差别不大，甚至会出现小组中主要参与设计人员的成绩由于报告书写稍差等原因得分较低的现象，造成成绩不能准确反映学生的真实能力。另外，由于缺乏对所得结论进行实际或模拟验证的手段，无法考核学生的设计动手能力及实践技能。
二、教学改革措施
为适应我国“卓越工程师培养目标”和学校应用型本科人才的培养模式要求，针对电力系统继电保护课程设计传统教学方法存在的弊端，我们结合近两年的教学实践经验，提出了将电力系统继电保护课程设计与综合性实验项目相结合的方法和具体措施，改革继电保护课程设计的教学内容，创新实践教学方法。
（一）根据“卓越工程师”培养目标的要求，结合专业课理论和实际工程，确定合理的课程设计题目
合理的课程设计题目对于学生加深理解和掌握所学专业理论知识，熟悉相关工程设计规范，掌握有关设计方法和设计步骤十分重要。设计题目一方面要紧密结合理论课程的专业知识，尽可能涵盖该专业课程的主要内容，另一方面要与实际工程设计紧密结合，尽可能采用已经实际运行并具有一定规模的供配电系统的原始数据资料，这样才能培养学生的工程意识，树立学以致用的思想，提高学生的专业兴趣，还能指明学生将来从事的专业方向。此外，设计题目还可根据相应的专业实验室实验条件，对学生设计结论进行仿真或模拟验证。这样就可以使学生在完成理论设计的基础上，在实验室能够得到验证。当验证结果正确时，可以使学生感到有成就感，从而激发学生学习的积极性和主动性，提高学生的自信心。考虑以上方面，结合不同学生的学习情况，教师提供课程设计题目的难易程度和工作量大小既要有区别，也要适中，保证所有学生能够在规定的时间内完成设计，又不使得一些学习稍差的同学因为题目难度或工作量较大没能够按期顺利完成设计任务而打击其积极性。例如：根据一些大型企业（如钢铁厂、炼油厂）或地区电力系统的实际接线方式，选择有2～3个发电厂（每个发电厂有2～4台发电机组）与1个无穷大电源系统，选择3～5个大型用电负荷构成的具有双回路、环路接线方式的闭式电力网络，针对该网络中的发电机、变压器及线路（架空线及电缆线路）进行保护方式选择及参数计算和装置选择。这可以使学生对电力系统网络结构和接线方式有一个比较全面的了解，而且便于学生理解系统在不同情况下的最大、最小及正常运行方式，从而更进一步理解各段保护以及上、下级之间的选择性、灵敏性、快速性、可靠性以及近后备、远后备保护的概念及相互间的关系，促进学生对电力系统接线方式、运行方式及继电保护作用的全面理解和掌握。
（二）加强课程设计的指导和管理，确保设计过程的严密性和正确性
针对部分学生对课程设计的重视程度不够，存在得过且过、相互抄袭现象，指导教师应投入足够的精力和时间指导学生设计，除了严格审核学生设计方案是否合理、中间设计步骤及计算结果是否正确，还要组织学生讨论和分析在设计过程中出现的错误。例如，对于给定的电力系统如何分析其最大、最小及正常运行方式是一个比较难的问题，既要考虑线路及设备的并列及分列运行情况，又要考虑因其他线路或设备故障引起负荷电流或短路电流的变化等，让学生通过讨论全面了解系统的各种运行方式，确定系统在不同 运行方式下的负荷电流、短路电流及功率流向等，另外，还要查阅相关的设计规范及设计手册，才能确定合理的保护方案。另外，在各种保护的整定计算时，部分学生对一些公式的应用存在较多问题，主要是对公式中一些电流量的含义理解不明确。例如：在线路-变压器组接线方式中的线路电流保护中，瞬时速断保护动作电流值一般应按照最大运行方式下变压器二次侧发生三相短路时流过变压器一次侧的短路电流整定，很多同学用的是变压器二次侧短路电流。在被保护范围内有变压器时，校验灵敏度既要考虑保护装置的接线方式，又要考虑变压器的绕组接线方式，在变压器差动保护的灵敏度校验时也存在类似的问题。学生通过讨论经常出错的问题，加深了对《电力系统继电保护原理》课程理论知识的理解，提高学生利用所学知识分析和解决这些实际问题的能力。
（三）将《电力系统继电保护课程设计》与设计性实验相结合，确保设计结论的准确性和完整性
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为克服冲压成形工艺课堂理论教学抽象、难懂；冲压模具设计实践性强的特点，必须改革传统的教学方法，采用新的教学模式[3]。为加强对学生动手能力和工程实践能力的培养，提出理论教学和实践教学并重的一体化教学模式，并应用到课程教学中。（1）讲练结合型教学方法。“教、学、做”融为一体的教学模式适合于实践性内容的课程教学。在课程的每一模块开始时，布置给每名学生不同的设计项目，然后按照冲模的设计步骤，通过多媒体教学、模具装拆演示，逐步讲解冲模的工艺问题、工艺计算，结构设计等不同环节，在每个环节后要求学生在课堂上进行项目设计，教师现场解答疑问，挑选部分学生对自己项目设计过程进行叙述，并在教师与其它学生进行点评和质疑后进行修改。当完成该模块的教学时，学生也完成了自己的设计项目。同时将课程设计贯穿于各次项目训练中，随着不同模块的进行，逐步完成课程设计，并巩固各单元教学效果和提高学生的综合运用能力。采用讲、练结合型教学方法，教师在讲清基本概念、基本理论与方法之后，通过布置设计任务，进行实践训练，完成教学内容。采用这种教学方法，事实证明教学效果良好，学生很快地掌握了课程内容。（2）案例教学方法。生产一线的情况是千变万化的，案例教学为学生提供了一种模仿、借鉴和引申的范例。这种教学模式的最大特点是师生互动性强，体现了以学生为主的教育思想[4]。本课程挑选电机转子、电机定子、机芯自停杆、电容器接线片等几个典型冲压件的冲模设计案例，每个单元以一两个冲模设计的完整案例将课程的主要内容全部穿插起来。通过案例式教学，使学生先模仿借鉴案例，继而对自己的设计进行提升拓展，最终独立完成设计任务。（3）讨论式教学方法。在课堂上教师针对企业工作环境的模拟情况所采取的不同工艺措施提出几个讨论题，如针对电机转子冲压件，先是设置一定的生产条件，再讨论采用单工序模、连续模或复合模的优缺点。学生分组准备并派代表发言，不同观点之间可以展开争论，最后教师进行归纳总结，如果答案不统一，不同的观点可以允许存在。这种教学法，实际也是对企业工作环境的模拟，通过这种教学，能够提高学生工作的适应能力。实践证明，以上几种教学模式都充分调动了学生的学习积极性，体现了以学生为主体的思想，同时也体现了理论与实践的紧密结合。学生既学到了理论知识也掌握了实践技能，同时学生的技术应用能力也得到了提高，因而受到学生的普遍欢迎。
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【Abstract】 At present， UESTC（University of Electronic Science and Technology of China） is now moving forward to tha goal of making the university ， which is well-known at home .This paper describes the development and overview of foreign electrical engineering ，and introduced the professional mission， educational goals and outcomes of some well-known American School of Electrical Engineering. Then using it as the basis for an analysis of the characteristics of the development of professional disciplines.
【Keywords】 Educational Objectives；American University；University of Electronic Science and Technology of China（chengdu）；Electrical Engineering
1 国外电气工程类专业发展概述
电气工程（Electrical Engineering简称EE）是现代科技领域中的核心学科之一。就目前国际水平而言，电力的需求将不断增长，社会对电气工程及其自动化科技工作者的需求量呈上升态势。因此， 电气工程的教育和科研在发达国家高校中一直占据着十分重要的地位。
国外该学科（系）在科研、教学及学术组织形式上与国内电气工程学科有较大不同。了解国外学科状态及教学、科研方向，对调整我们的学科方向、提高教学、科研水平具有十分重要的作用。下面分析美国著名大学电气专业教育培养特点，并与电子科技大学（成都）的电气工程专业的培养目标、课程设置等多方面进行对比分析，对我校课程设置提出一些建议。
2 电子信息与电气工程专业的使命、教育目标及结果
2.1 电子科技大学（成都）（University of Electronic Science and Technology of China）
使命
使学生具备本学科和跨学科的基础与综合素质，专业能力强、综合素质高，具有国际视野的宽厚型、复合型优秀人才。
本科生培养目标
1.具备扎实的自然科学基础与较好的人文科学基础。
2.掌握强电与弱电、电力电子、硬件与软件、多学科的基础理论。
3.掌握电力电子设备与系统的基本分析与设计方法；具有设计、开发、调试、应用电气系统的基本能能力。
4. 了解电气系统的基本方针、政策和法规；了解该领域最新进展与发展动态；具有良好的外语基础与国际交流能力，具有一定的科学研究和实际工作能力。
主干课程：
电路分析基础、信号与系统、模拟电路基础、数字逻辑设计及应用、微型计算机系统原理及接口技术、电力拖动自动控制系统、嵌入式控制系统等。
主要实践教学环节
1.实验：电机与电拖自动控制实验、电机的微机控制技术实验。
2.上机：软件技术基础上机、单片机原理及应用上机。
3.课程设计：电路分析基础课程设计、电力拖动自动控制系统课程设计、电力电子技术课程设计、电机拖动与PLC控制系统课程设计、供配电课程设计、二维精密伺服系统设计课程设计。
4.实习实训：基础工程训练、电工电气技术实训、电装实习、生产实习、综合课程设计、毕业设计等。
2.2 麻省理工学院工程学院电气工程与计算机科学系（ Department of Electrical Engineering and Computer Science，School of Engineering，MIT）
使命： 电气工程与计算机科学系的首要使命在于培养学生。发展创新技术、思维及实践并培养能够处理世界复杂问题的创新型领导。
本科生教育目标
1.提高学生电气工程与计算机科学必要的数学工具、基础科学和基础知识的应用能力。
2.发展学生对电气工程与计算机科学的专业理解以便为未来就业做好准备。
3.发展学生对社会、工商业、技术以及人类生存环境的重要性的理解，以便产品设计的程序符合实际需要。
本科生学习结果
1.基础：了解科学与工程的基础， 并能够加以应用。
2.广度：熟悉包括电气工程（EE）和计算机科学（CS）基本要素在内的多种重要的技术领域。
3.深度：运用电气工程领域的V1- 1课程计划、计算机科学领域的V1- 3课程计划、以及这两个领域的V1- 2课程计划的一种或多种专业方向全面的知识。
4领导能力：在EE 和CS 设计和发展所面临的更大的挑战背景下的鉴别能力。
电气工程学士学位（ BSEE） 课程计划的教育目标
必修课与选修课的结合确保学生在电路、数字系统、电子设备、电磁以及线性系统等专业领域获得一个宽广的知识基础。
BSEE课程计划的目标
BSEE 课程计划使学生在毕业后为取得以下职业和专业成就做好准备：
1.通过设计、产品开发、研究、生产、咨询测试、销售以及管理等技术性作业来练习电气工程。
2.熟练使用现代化的设计工具。
3.参与和提供由多种专业和文化背景的个体组成的团队的领导。
4.掌握有效的书面和口头沟通技能以传递信息、表达观点。
2.3 斯坦福大学工程学院电气工程系（ Department of Electrical Engineering，School of Engineering，Stanford University）
使命
本科课程计划的毕业生被要求掌握电气工程的基础知识和至少一门专业领域的知识。毕业生被要求具有基本的实验、设计和沟通能力以便为研究生阶段的继续学习做好准备， 或者为要求掌握电气工程、科学与技术的一门基础知识的初级岗位做好准备。
教育目标
1.技术知识： 提供电电气工程原理的基础知识、必要的计算支撑知识、工程基础、数学和科学。培养计划必须至少包括一个有深度的专门领域， 当前包括计算机硬件、计算机软件、控制、电子、场与波、通信与信号处理。
2.实验室与设计技能： 培养进行和设计实验方案需要的基本技能，培养简述问题与描述方案的能力， 培养采用先进技术知识和技巧， 规划求解方案的过程的能力。
3.交流技能： 培养组织编撰报告的能力， 用英文进行写作和演讲的能力。
4.为深造打基础： 为后续研究生、或终身成功学习准备足够宽深的知识。
5.为就业作储备： 培养适应很多不同职业岗位的技能和品质， 包括经济头脑、道德规范、领导能力、专业组织能力、安全意识、服务态度、协作精神等。
电气工程本科课程改革趋势
本科新课程主要变化： 在2- 3 年级采用一组由6 门课程组成的核心课程， 为学生在7 个EE 分支学科从事高级学习提供一个基础。通过将必要的链条扁平化， 作为高年级学生， 学生能够从一个更广泛的高级课程中进行选择。
3 电子信息与电气学科专业教育基本特点比较及分析
从以上学校介绍及分析可以看出：
总体来说，国外的电气课程具有如下特点：
（1）教学体系呈现百花齐放的态势，教学内容涵盖面广。
（2）在所分析的几所美国大学里， 在同一学院， 不同学科的低年级学生在同一基础平台上接受相同的教育， 淡化专业方向， 这有利于培养学生宽广的知识面并使其就业途径更加多样化。
（3）各校该学科专业的使命和教育计划都强调厚基础， 重视学生解决实际问题的能力、理论与实践相结合的能力、创新能力、终身学习的能力、有效沟通和交际的能力以及人文和社会科学素养的培养和提高， 重视学生个性的和谐发展年， 重视专业教育与道德教育的结合。
在教学内容和教学方式上，国外大学有很多值得我们借鉴的地方。在教学内容上，必须强调抽象方法的应用，这对于学生理解分析方法和建立实际器件和电路的概念都会有帮助。我国的教学内容遵循比较完整的经典理论体系，近年来在更新知识体系与内容方面做了一些工作，但是在反映新技术新方法、紧密联系快速发展的电子技术方面仍显得不足。
国外的教学组织和管理运行机制与国内最根本的区别在于：国外的教学是以学生为主导的，在学习知识的过程中，学生的主动性、自觉性和自律性更强，国外高校的学分制体系和学生的高淘汰率，保证了较高标准的教学水平。
故我校可以参考以下建议进行改进
1.关于课程教学方法
实现从单一传授知识向综合能力培养转变；实现从重教轻学向以教师为主导以学生为主体转变；充分利用计算机技术和网络技术为教学服务；使课程网站和课程教学紧密结合，加强好课件的使用交流。
2.关于课程实验教学内容
目前，各个学校都十分注重对学生动手能力的培养，在课程中加强实践性教学环节。应加强工程实践内容，增加综合设计性和研究性实验。
3.关于教材建设
在广泛吸取国外教材成功经验以及总结我国教材建设经验的基础上，建议各高校根据人才培养目标的定位和实际需要，编写一些更具特色的教材。
由此，只要我们深入学习并结合本校实际情况，认真分析并学习国内外名牌高校的优势所在，加强师资建设、对课程设置进一步优化、提高学生实践学习时间，就一定能够培养出知识面宽、基础扎实、能力强、素质高的大学本科毕业生。
参考文献
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