电气工程学科的认识范文

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第1篇

发电厂电气部分是电力系统及其自动化专业一门重要的专业课程，通过各种学习方式，熟练掌握发电厂变电站一次系统的原理与设计及运行方面的基本理论和基本计算方法，同时熟悉发电厂变电站二次系统的基本知识，使学生树立工程观点，掌握发电厂电气主系统的设计方法，并在分析、计算和解决实际工程问题的能力等方面得到训练，为从事电力系统中的设计、运行和科研工作，奠定必要的理论基础，同时具备一定的分析和解决实际问题的能力。该课程不仅具有一定的基础理论，而且具有很强的工程实践性质。所述知识技能是学生适应岗位能力的基本要素，也是进一步掌握专业其它课程知识、技能的基础。[2]

1 任务驱动教学法

“任务驱动”教学就是在整个教学过程中，将所要学习的知识隐含在一个或几个具体的任务中，在教师的帮助下，学生紧紧围绕着学习任务，在强烈的问题动机的驱动下，对任务进行分析和讨论，通过对学习资源的积极主动的占有和应用，进行自主探索和互动协作，最后通过任务的完成实现对所学知识的意义建构。任务驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法，它把学生的学习活动与任务相结合，以探索问题来激发和维持学习者的学习兴趣和动机，让学生带着任务去学习，这有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力以及知识的自我建构。[3]

任务驱动教学模式的教学流程如图1所示。

2 教学模式设计

创新改革教学模式，注重任务驱动，推行基于“任务驱动”教学模式。“以系统化专业知识为主线，以开放的教学实验室为基地，以激发学生兴趣、主动求知为动力，以培养创新能力为目的”的教学模式。在发电厂电气部分课程教学中广泛开展“任务驱动”教学模式，改变传统的课堂讲授模式，以创新人才培养模式，强化教学环节，培养应用型人才。

针对电气工程及其自动化专业的特点，在“发电厂电气部分”等课程的教学过程中积极推行任务驱动式教学，可从工程实例方面选择适合的综合项目，通过布置任务提出工程实例项目讲解相关知识分析解决方案讨论总结经验等环节，以项目为导向，以任务驱动、组织教学。通过基于实践基地的模拟设备模拟实操环境，拉近理论与应用的距离，使学生得到综合应用所学专业知识解决实践问题的锻炼，为学生就业后尽快适应工作岗位的要求打下坚实的基础。

3 教学任务设计

在讲授变压器的绝缘老化定律内容时，采用任务驱动教学模式。首先提出面向工程实践的教学任务，假设某变电站的主变压器容量已经不能满足负荷需求，但由于某种原因不能立即扩建，在这种情况下如何尽量保证负荷的供电？

提出任务后，首先引导学生将任务进行分解细化，然后引导学生逐步完成任务。分析如果仍然要求变压器满足增长后的负荷，即过负荷运行时可能带来的影响，按照在电机学课程中学习的旧知识，得到结果――过负荷会使得变压器发热量增加，热量会经过散热途径散失。然后再研究当变压器过热时对变压器的作用，此部分为新知识，老师讲授变压器温度与预期使用寿命之间的关系，得到结论，变压器热点温度维持98℃，可得到预期使用寿命，另外引出变压器的热老化定律――温度每升高6℃，寿命减少一半。接着提出问题，如果一段时间内变压器热点温度超过98℃，另一段时间内变压器热点温度低于98℃，这种情况对于变压器寿命有何影响？经过分析得到等值老化原则，在此种运行情况下，只要热点温度高于98℃时多损失的寿命与热点温度低于98℃时少损失的寿命相平衡，仍然可以得到预期使用寿命。然后讨论变压器的正常过负荷和事故过负荷，正常过负荷遵循等值老化原则，不会多损失变压器的预期使用寿命，而事故过负荷为了保证事故时负荷的供电，牺牲了变压器的预期使用寿命。所以在授课前提出的工程实践问题得到解决，虽然变压器为了满足负荷用电会过负荷，但只要符合等值老化原则，就不会造成寿命的多损失。

第2篇

关键词：电气工程技术；电气学科；发展

一、电气工程技术的发展史

电气工程（Electrical Engineering）是现代科技领域核心学科之一，传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。

1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展

大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识，天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察，然而，人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国，1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器，1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等，这是人类对电的早期实验，之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。

任何科学发明与发现都是许许多多的科学家不懈努力的成果，德国物理学家欧姆、高斯、赫兹，美国物理学家亨利，俄国物理学家楞次等等都为电磁理论的形成作出过贡献。

电磁理论的建立为无线电通信揭示的发展奠定了基础，19世纪通信技术取得了突破性成果，先后发明了有线电报、有线电话和无线通信。

2.电工技术的初期发展

人类社会发展历程中经历了三次工业革命，对人类的进步起到了巨大的作用。第一次工业革命从18世纪中叶到19世纪中叶，以瓦特发明的蒸汽机为标志，以机械化为特征，中心在英国；第二次工业革命从19世纪后半期到20世纪中叶，以工业生产电气化为主要标志，其成果是电力、钢铁、化工“三大技术”与汽车、飞机和无线电通信“三大文明”，其中心在美国和德国；第三次工业革命从20世纪中叶到21世纪初，以社会生产、生活信息化为特点，又叫新技术革命。第二次工业革命就是从电工技术初创和应用开始的。

3. 新技术革命对电气工程技术的推动

20世纪中叶开始的第三次技术革命又称为新技术革命，以核能、宇航和电子计算机这三大技术为主要标志。这个时期的主要理论是信息论、系统论和控制论，这三大理论的创立为通信工程技术和现代科学技术的研究提供了全新的科学方法。

（1）计算机的升级换代对电气工程技术的推动。自19世纪第一台计算机问世以来，经过几十年的发展，计算机给人类社会带来了翻天覆地的变化，人类社会从此走进了信息时代。

（2）电子信息技术的发展。电子信息技术是计算机技术和电信技术相结合而形成的技术手段。20世纪通信技术得到了迅猛发展，人类社会生活也由此发生了巨大变革，人类从此进入信息时代。

电气工程技术发展史再次印证了这样两个真理：一是任何理论的创立和技术的进步都要靠众多科学家甚至一代代人的不懈努力而实现，特别是在学科相互融合交叉的今天。二是科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步，科技是第一生产力，创新是社会发展的推动力。

二、电气学科的发展

我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科，就是上海交大的前身，距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门，即我国最早的无线电专业，如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年，清华大学设置了电机系。建国后，我国建立了一大批以工科为主的多科性大学，其中大多设立了电机工程系。1977年以后，大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”，近几年来，部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同，但内涵有很大区别，我国大学一般都是强弱电分开，即电气类与电信类分设在不同的学院。

100多年以来，电气工程学科已发展成为覆盖多门类交叉学科、应用领域广阔的完善的学科，形成了强弱电结合、软硬件结合、机电结合的学科特点。

国外发达国家电气工程学科的发展呈现以下趋势：

（1）在学科中融入大量信息技术知识。在全球信息化的当今，信息技术以指数速度进步，它曾对电气工程学科的发展起到了巨大的推动作用，还将为电气工程领域的技术创新提供工具与技术支持，对电气学科的发展产生了决定性作用。国外发达国家的著名大学（如耶鲁大学、麻省理工学院等）大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院，以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。

（2）与其他学科不断交叉融合，拓展了研究领域，大量的研究都是在跨学科领域开展的。

（3）与企业联系密切，科技成果转换能力强，引领产业技术更新。

三、电气技术的发展趋势

与电气工程学科相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业，电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。

1.可再生能源技术

1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%，预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%，21世纪，光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源――氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源，氢能有其他能源无与伦比的优势：

（1）清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢，对环境没有污染。

（2）储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。

（3）热值高。单位重量的发热量叫热值，氢的热值是汽油的3倍，煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源，但目前还处在实验室阶段，距工业应用还有一段距离。

2.输电信技术

超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。

（1）超导储能系统。将电能转换为电磁能，利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统，其使用将提高电网的安全性。

（2）超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性，快速限制电力系统故障短路电流，保障电网安全。

（3）超导大容量电缆。可大大降低输电过程中的电耗，提高能源效率。

第3篇

关键词：研究生培养；课题选择；创新能力培养；表达能力培养；综合能力培养

作者简介：黎静华（1982-），女，广西博白人，广西大学电气工程学院，副教授。（广西 南宁 530004）

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0016-02

电气工程以电磁学理论为理论基础，将电能作为研究对象，是通信和计算机信息的载体，与生命科学、材料科学、电子科学和控制科学交叉，是基础理论性较强的交叉学科。同时也是工程性很强的专业。庞大电力工业的安全运转、人类伟大的电气化时代离不开电气工程学科的发展。电气工程学科是一门既有着强基础理论支撑的、又有着广泛应用背景和应用平台的交叉混合型学科，基础研究与应用研究并重。[1]该学科的学生既需要掌握理论分析的知识，又需要掌握服务于国家能源发展、电力工业的特殊技能。研究生教育肩负着为国家电力工业建设培养高素质、高层次创造性人才的重任，以培养科学和专门技术中德才兼备的高级科学专门人才为目的。[2]因此，应根据电气工程学科的特点探索适合电气工程学科的研究生培养模式和途径，向电力行业和社会输送更多更优秀的高层次研究型人才。

一、电气工程学科研究生培养的目标

1.电气工程学科硕士学位培养的目标

具有严谨求实的科学态度和工作作风、勇于创新的开拓意识和良好的职业素养；掌握电气工程学科的基础理论、系统的专门知识和必要的技能；了解本学科有关研究领域国内外的学术现状和发展方向，具备较好的国际化视野和国际交流能力；具备独立分析和解决本学科的专门技术问题的能力，能胜任电气工程领域相关的科研、教学、工程技术开发及管理工作。

2.电气工程学科博士学位培养的目标

具有严谨求实的科学态度和工作作风、勇于创新的开拓意识和良好的职业素养；在电气工程学科内掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，了解本学科专业的前沿动态；具有独立从事科学研究工作的能力，并要初步具有主持较大型科研、技术开发项目或解决和探索我国经济、社会发展问题的能力；掌握数学的基本知识、具有应用计算技术解决本学科相关技术问题的能力，具备一定的交叉学科知识，拓宽知识面，可以开展跨学科内容的研究；科学或专门技术上做出创造性的成果，能够胜任本专业或相近专业的科研、教学和管理工作。

为实现上述电气工程学科研究生培养的目标，笔者认为应从多方面加强对研究生的培养。

二、课题的选择

课题的选择是研究生做好科学研究的基础。良好的课题可以激发学生的积极性和创新性，主动地投入研究工作，从而获得创新性强、有实用价值的研究成果。[3]可见，新颖、创新、具有理论意义和实践意义的选题至关重要。导师在结合学科特点、综合考虑学生的能力和兴趣爱好的基础上，可从如下几个方面获得良好的课题：

1.创造机会到电力工业或电力部门去调研

电气工程学科是一个工程性很强的专业，具有良好的应用平台。作为电气工程学科的研究生，首先应了解电力工业的发、输、配和用的各个生产环节，不仅需要到电厂、变电站、电力部门等传统部门去调研交流，更需要到新建设的、符合国家能源发展战略和满足电力工业发展需要的新建设的基地和部门去调研交流，全面了解当前电力工业迫切需要解决的困难和问题，并据此作为研究的切入点或课题，将使得所选择的课题具有重要的研究意义和价值。

2.查阅行业网站和相关的学术网站

电气学科的研究生应多浏览行业信息网站，了解中国电力工业的最新发展和研究动向，并掌握国家对电力工业发展的战略导向。其次，应多浏览相关的学术网站，如国外的风电等新能源网站。这些是丰富自身知识、把握电力工业发展的前沿、明晰未来工业发展方向的良好途径。同时，也对指导科学研究的选题具有重要作用。

3.广泛阅读国内外文献

寻找解决问题的方法也是科学研究或研究生科研的重要组成部分，广泛地阅读文献则是获得解决问题方法的重要途径。通过学习经典的书籍和高水平的论文可以了解所需解决问题里程碑的方法、当前研究的进展、已有方法存在的不足以及需要改进的地方，从而明晰解决问题的方法和思路。此外，可以针对所需解决的问题开展对数学领域以及交叉学科知识的学习，运用数学知识或者借鉴其他学科的知识解决本学科科学技术问题。

4.结合导师科研项目

导师的科研项目已经是经过调研、论证比较可行的课题，研究生可以立足导师所立项目所需解决的问题去探索和研究解决问题的方法、手段，并以此作为自己的课题。一般地，依据导师的科研项目进行选题在研究经费、实验条件等方面都有较好的保障，学习过程中融合导师的科研过程，有更多的机会与导师进行交流学习。

三、创新能力和思考能力的培养

创新能力是指利用已经积累的知识和经验，经过科学的思维加工和再造，产生新知识、新思想、新方法和新成果的能力。[4，5]一个国家和民族创新能力的基础是人才，尤其是具有创新能力的高层次人才。研究生培养就是要为我国培养拔尖创新型人才。笔者认为，可以通过如下途径加强对创新能力和思考能力的培养：

1.参加学术交流会议

学术交流会议是研究生之间相互交流、相互学习、获取科学前沿动态、实现学科交叉的一个重要平台，其对于研究生创新能力的培养至关重要。学生可以从报告人讲述的内容中感悟到不同的创新方法和思维方式，获得广博的知识，作为自身学科创新的物质基础，从而以不同的方法思考本专业的问题，往往会获得一般方法难以得到的科研成果。目前电气工程学科举办的大型学术会议越来越多，比如全国电自专业高校年会、全国电工学科研究生论坛、电机工程协会的年会、博士生论坛等，研究生们都可以积极主动地去参加。

2.多参加交叉学科的学术讲座

电工学科本身就是一门交叉学科。电力系统的问题也不可能仅仅依赖于电力系统本身的知识去解决，学习交叉学科的知识也是培养创新能力的肥沃土壤。在讲座中，可以听到报告人对自己学科工作的综述和研究体会，可以学习到学术大师们治学的理念、态度和方法，从而启迪和激发自己的思想，达到以他山之石攻自己之玉的效果。

3.重视组内学生之间的交流

相对来说，学术会议和学术讲座的频率并不是太高，且由于开会地点、时间和科研经费等的限制，学生并不能经常参加学术会议。因此，组内学生之间的交流就显得愈加重要。课题组内不同研究方向的学生应该每周举行一次交流会，相互汇报各自的研究成果和遇到的问题，自由争辩，取长补短，相互促进，共同提高，使认识得到发展，在相互的交流中碰撞出新思想的火花，从而有可能产生新的科学假说，开辟新的研究途径。

四、表达能力的培养

人最高层次的能力是表达能力，包含写和说的能力。研究工作需要得到认可或需要得到别人建议和帮助都依赖于良好的表达。思维敏捷、条理清楚地阐述自己的学术观点或展示自己的研究工作是使自己的科研工作得到认可或获得有价值建议的重要途径。可以通过如下方法加强和培养表达能力：

1.多练习口头汇报

首先，参加会议时要争取汇报的机会。表达能力是需要不断练习和锻炼的，有时候想得很好的内容未必能有条理地进行讲述。其次，要勇于提问，善于表达自己的想法。同学之间的相互讨论是非常宝贵的学习机会。提问不仅能充分把握新知识，且能锻炼自己的表达能力。研究生们时常胆怯，不敢提问，生怕暴露自己知识的浅薄。钱伟长先生经常说：“报告总是不能全听懂的，要提问题，没有愚蠢的问题，不提问的才是愚蠢的！”青年学生应充分重视提问，在增长知识的同时提高自身的表达能力。

2.多写学结

科学研究中一定要重视书面的表达。多数学生觉得这些问题自己已经掌握了，没必要写出来，殊不知这里面隐含着很大的学问。把内容和观点写出来是对自己工作的梳理，是理清问题的一个重要途径。书面表达后会使得自己对问题的认识更加清晰，条理更清楚，更能加深理解和记忆。学结包括许多方面，不仅仅是写学术论文和毕业论文，其具有多种多样的形式，如写开会的会议纪要、会议报道、记录每天的学习进展、总结每周的学习内容或对某个阶段成果的梳理等。

3.反复体会教师修改后的论文

人总是在学习中成长和进步的。只有充分认识到不足和发现自身与别人的差距才能更好地学习和进步。导师就是研究生阶段最好的学习榜样。不少同学并不重视导师修改过的论文、ppt等材料，这无形中损失了许多宝贵的学习机会。研究生应细细品味导师修改后的表达方式和领悟导师的意境，及时丰富和纠正自身存在的不足，日积月累，水平自然会得到快速提高。

五、综合能力的培养

创新能力和专业知识固然是培养研究生的重要内容，但是研究生的思想修养、严谨求实的科学态度和工作作风、积极向上的处事态度也至关重要。俗话说：要想做好学问，首先要做好人。学习专业知识和进行科学研究并不应该是研究生学习和培养的全部。许多学生认为只要学习好就行，其他事情与他无关，这在很大程度上使学生降低了对自己的要求。在科学研究过程中，要有严谨的治学态度、脚踏实地做事的作风。此外，学生应该做导师的好助手，协助导师做好本科生毕业设计、课程设计的指导。对于课题组的其他公益事务研究生也应该主动承担，认真完成，抱着“既行之，极致之”的态度，增强自己的责任心。

六、结语

培养具有电气工程学科特点的高层次研究人才对推动电力工业的发展具有重要作用和意义。本文结合该学科的特点提出了关于研究生选题、创新能力培养、表达能力培养和综合能力培养的具体途径及方法，希望研究生能通过参加实践调研、广泛阅读文献、积极参加学术交流和交叉学科的学术讲座以及勇于提问、善于表达等途径全面提高自身的素质和水平，达到培养的目标，在科学或专业技术上取得创造性的成果。

参考文献：

[1]董方敏，周学君，黄华.电气工程硕士校企培养质量保障体系的构建[J].中国电力教育，2010，（35）：45-46.

[2]《中国学位与研究生教育发展战略报告》编写组.中国学位与研究生教育发展战略报告[J].学位与研究生教育，2002，（6）：1-21.

[3]谭德荣，高松.工科专业学位研究生培养与论文模式研究[J].中国电力教育，2012，（34）：19，33.