電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)規(guī)范研究

張琦 馬永博 張毓

【摘要】本文以電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)規(guī)范為研究對(duì)象，通過對(duì)具備專業(yè)規(guī)范的電氣工程專業(yè)特色部分進(jìn)行分析和論述，詳細(xì)介紹電氣工程專業(yè)的發(fā)展概況、培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)科內(nèi)涵、知識(shí)體系、知識(shí)結(jié)構(gòu)和專業(yè)辦學(xué)條件等。并在專業(yè)規(guī)范研究基礎(chǔ)上為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展提出相關(guān)的學(xué)科發(fā)展建議，推動(dòng)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)科的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】電氣工程；辦學(xué)條件；專業(yè)規(guī)范

一、電氣工程專業(yè)教育概論

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，主要包含計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等眾多領(lǐng)域，是綜合性相對(duì)較強(qiáng)的學(xué)科，具有機(jī)電相結(jié)合、元件與系統(tǒng)相結(jié)合、強(qiáng)弱電相結(jié)合、電工技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合、軟硬件結(jié)合等突出特點(diǎn)，使學(xué)生掌握系統(tǒng)控制、電工電子、電氣自動(dòng)化裝置、電力系統(tǒng)自動(dòng)化和電氣控制技術(shù)等多方面的基本技能。

該專業(yè)主要培養(yǎng)能掌握電氣工程專業(yè)知識(shí)和工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，具備分析和控制電氣工程技術(shù)問題的能力的高級(jí)工程專業(yè)技術(shù)人才。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的宗旨是為社會(huì)培養(yǎng)出能在電氣工程及其自動(dòng)化、經(jīng)濟(jì)管理和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域工作的過硬綜合素質(zhì)高級(jí)技術(shù)專業(yè)人才。本文涉及的電氣工程專業(yè)一般是包含電氣工程和自動(dòng)化專業(yè)的。中國(guó)電力工業(yè)目前處于高速發(fā)展階段，對(duì)于電氣工程人才有大量需求，因此我國(guó)電氣工程領(lǐng)域?qū)ε囵B(yǎng)相應(yīng)的人才非常重視，并且我國(guó)主要的工科大學(xué)在教育和科研上對(duì)電氣工程專業(yè)的投入比重相對(duì)較大。

二、電氣工程專業(yè)的學(xué)科內(nèi)涵

中國(guó)電氣工程專業(yè)的研究對(duì)象是電能，主要研究電能從產(chǎn)生到利用各個(gè)階段的規(guī)律的專業(yè)。其理論基礎(chǔ)主要是電磁理論。電能從產(chǎn)生到利用的各個(gè)環(huán)節(jié)中需要充分掌握和利用電信息，因此電信息技術(shù)的研究是電氣工程和自動(dòng)化專業(yè)的不可或缺的內(nèi)容。

同時(shí)，現(xiàn)代通信和計(jì)算機(jī)載體主要是電信息。所以電信息技術(shù)的研究也屬于電類專業(yè)，其中電氣工程是專業(yè)母體。電氣工程是基礎(chǔ)性的學(xué)科，因此具有較強(qiáng)的學(xué)科派生和交叉能力。如其與生命科學(xué)的交叉造就了新的專業(yè)―生物醫(yī)學(xué)工程和生物電磁學(xué)；電氣工程同材料科學(xué)的結(jié)合造就了納米電工技術(shù)和超導(dǎo)電工技術(shù)；電氣工程同電子科學(xué)的結(jié)合造就了電力電子技術(shù)，而后者也進(jìn)一步推動(dòng)了電氣工程的發(fā)展，并且逐漸發(fā)展成為電氣工程的一個(gè)分支。電氣工程專業(yè)的范圍主要有電電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制、電氣裝備制造與應(yīng)用以及電工基礎(chǔ)理論三部分電氣工程的基礎(chǔ)，是以電磁場(chǎng)理論和電路理論為主的電工理論。他們屬于電磁學(xué)的發(fā)展外延。

電工理論運(yùn)用于實(shí)踐產(chǎn)生了新的電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)等性技術(shù)，因此電工理論是主要的理論基礎(chǔ)。電氣裝備制造一般涉及制造電動(dòng)機(jī)、變壓器、發(fā)電機(jī)等電機(jī)設(shè)備，也涉及用電設(shè)備等電氣設(shè)備和電器制造，同時(shí)包括電力控制裝置的制造、各種電氣控制裝置、電子設(shè)備的制造等內(nèi)容。電氣裝備的應(yīng)用則主要指上述裝置和設(shè)備的具體應(yīng)用。電力系統(tǒng)一般涉及電氣自動(dòng)化和電力網(wǎng)的運(yùn)行和控制等內(nèi)容。需要注意的是制造和運(yùn)行必須相互統(tǒng)一，電氣設(shè)備的制造同時(shí)要兼顧實(shí)際運(yùn)行狀況，如電力系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行需要依靠良好的設(shè)備。

三、電氣工程專業(yè)的方法論、影響因素、培養(yǎng)目標(biāo)和要求的介紹

電氣工程專業(yè)由于理論分析較多，比較注重對(duì)數(shù)學(xué)工具的使用。作為一門工科專業(yè)，實(shí)驗(yàn)研電氣工程需要通過實(shí)驗(yàn)研究來完成主要的學(xué)習(xí)和教學(xué)任務(wù)，在一定的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)研究的支持下，學(xué)生在學(xué)習(xí)電氣工程專業(yè)知識(shí)過程會(huì)事半功倍。

電氣工程專業(yè)緊隨現(xiàn)代科技，引入了以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的仿真模擬技術(shù)進(jìn)行教學(xué)研究。同時(shí)在進(jìn)行電氣工程的理論分析、試仿真模擬和實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，教學(xué)也經(jīng)常運(yùn)用到等效與類比等科學(xué)方法。

電氣工程專業(yè)是一門典型的基礎(chǔ)性很強(qiáng)的學(xué)科專業(yè)，在與其他學(xué)科的交叉過程中，派生出了很多如電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、通信工程專業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)專業(yè)等學(xué)科。這些專業(yè)由于是電氣工程專業(yè)派生而來，被劃為電子與信息類專業(yè)，電氣工程專業(yè)與其派生而來的專業(yè)統(tǒng)一被稱作為為電類專業(yè)。電氣工程專業(yè)作為電子與信息類專業(yè)的母體，又被派生而來的專業(yè)注入了新的發(fā)展活力。

基于電氣工程專業(yè)特點(diǎn)，學(xué)生在下列知識(shí)和能力上也有要求：

第一，掌握扎實(shí)的數(shù)理化等基礎(chǔ)學(xué)科理論知識(shí)，掌握人文學(xué)科的管理基礎(chǔ)知識(shí)，具備一定的外語運(yùn)用能力； 第二，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)與電氣工程相關(guān)的工程技術(shù)知識(shí)，如信息處理、電機(jī)學(xué)、控制理論、計(jì)算機(jī)軟硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等知識(shí)；第三，得到良好的工程實(shí)踐訓(xùn)練，掌握對(duì)電氣工程領(lǐng)域?qū)嶋H問題的分析和解決能力； 第四，熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力； 第五，能在電工領(lǐng)域內(nèi)掌握不低于1個(gè)專業(yè)方向的專業(yè)技術(shù)和理論，并清楚學(xué)科發(fā)展未來趨勢(shì)； 第六，具備一定的適應(yīng)工作條件、進(jìn)行科學(xué)研究和信息管理等實(shí)際工作能力。

四、電氣工程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)要求和知識(shí)體系

第一，熟悉系統(tǒng)的模擬和數(shù)字電子技術(shù)和相關(guān)電路理論；熟悉并會(huì)運(yùn)用電子電路原理，會(huì)分析和解決相對(duì)復(fù)雜的電工電子電路問題；能掌握基礎(chǔ)的電磁場(chǎng)理論；掌握控制理論、計(jì)算機(jī)軟硬件、程序設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)；具備能檢測(cè)、分析并處理電氣系統(tǒng)物理量的能力。 第二，掌握扎實(shí)的電力系統(tǒng)、電力電子技術(shù)和電機(jī)學(xué)理論等相關(guān)知識(shí)；掌握力學(xué)和機(jī)械學(xué)科中最基本的原理和方法。第三，能掌握不低于一個(gè)專業(yè)方向的基本技術(shù)和理論知識(shí)。第四，能掌握在工程中測(cè)試與表示常用物理量的能力，以及掌握設(shè)計(jì)和調(diào)試電氣系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。

電氣工程專業(yè)教育內(nèi)容和知識(shí)體系一般包括：

第一，通識(shí)教育和基礎(chǔ)教育； 第二，專業(yè)類基礎(chǔ)技術(shù)與理論知識(shí)（電磁場(chǎng)理論、控制理論、電路理論、、信號(hào)分析與處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)等）；專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一般涉及電力系統(tǒng)、電力電子技術(shù)和電機(jī)學(xué)基礎(chǔ)理論和知識(shí)； 第三，專業(yè)方向技術(shù)與知識(shí)。如電機(jī)電器及其控制、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化、高電壓與絕緣技術(shù)以及其他專業(yè)方向的技術(shù)。 第四，實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐技能。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐技能主要包括簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)與調(diào)試電氣系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技能、設(shè)計(jì)和調(diào)試相對(duì)復(fù)雜電氣系統(tǒng)的初步實(shí)驗(yàn)的技能。

本文主要簡(jiǎn)要地介紹了電氣工程專業(yè)內(nèi)涵、方法論、影響因素、培養(yǎng)目標(biāo)和知識(shí)體系構(gòu)成及要求等專業(yè)規(guī)范內(nèi)容。我國(guó)目前處于電氣工業(yè)高速發(fā)展階段，我國(guó)也非常重視高等教育中對(duì)高素質(zhì)電工技術(shù)人才的培養(yǎng)。鑒于市場(chǎng)需求和電氣工程專業(yè)特點(diǎn)，我國(guó)要建立健全相對(duì)完善的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)機(jī)制，完善專業(yè)導(dǎo)師制、實(shí)踐教學(xué)制、科研訓(xùn)練制、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)制等制度，提升教師和學(xué)生的科技創(chuàng)新和運(yùn)用能力。

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