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【摘要】電氣工程及其自動化涉及電力電子技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)，電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，是一門綜合性較強的學(xué)科，其主要特點是強弱電結(jié)合、機(jī)電結(jié)合、軟硬件結(jié)合。目前，電氣工程及其自動化作為電氣信息領(lǐng)域的新興學(xué)科，由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系密切，已經(jīng)獲得了非常迅猛的發(fā)展，技術(shù)上也比較成熟，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)建筑、國防、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。該文對我國電氣工程及其自動化的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出意見，希望對我國電氣工程的發(fā)展有一定的推動作用。

【關(guān)鍵詞】電氣工程 自動化 發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國電氣工程及其自動化已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，逐步實現(xiàn)了由多島自動化向系統(tǒng)集成進(jìn)行轉(zhuǎn)變，新型的系統(tǒng)集成化的電氣工程自動化成功實現(xiàn)了通道共用、功能互補、信息共享，彌補了多島自動化的互不連接、功能單一和信息獨享的不足。透過計算機(jī)的模擬操作，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行狀況進(jìn)行判斷和監(jiān)控，從而達(dá)到精密有效的控制。目前，PC技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)手段已經(jīng)慢慢地滲透到工商管理中了，采用PC的入機(jī)界面可以靈活地、直觀地掌握數(shù)據(jù)的動態(tài)運動。

一、我國電氣工程及自動化發(fā)展現(xiàn)狀

電氣工程及其自動化在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。電網(wǎng)調(diào)度自動化主要通過安全分析與對策提出（SA）、數(shù)據(jù)采集與安全監(jiān)控（SCADA）和自動發(fā)電控制（AGC）與經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）三個手段來實現(xiàn)對電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運行調(diào)整。發(fā)電廠自動化系統(tǒng)主要包括了動力機(jī)械自動控制、自動發(fā)電量控制系統(tǒng)（AGC）和自動電壓控制系統(tǒng)（AVC）系統(tǒng)。發(fā)電廠自動化系統(tǒng)能自動對發(fā)電廠進(jìn)行自動檢測、電能預(yù)估、調(diào)節(jié)、監(jiān)視和管理，提高發(fā)電廠運行效率。變電站綜合自動化系統(tǒng)的5個子系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、繼電子保護(hù)系統(tǒng)，電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)和低頻減負(fù)荷控制及備用電源自動投入子系統(tǒng)。通過計算機(jī)硬件系統(tǒng)或者自動化裝置，代替人工進(jìn)行各種運行作業(yè)，提高變電站運行水平和管理水平的自動化系統(tǒng)。配電系統(tǒng)自動化的主要功能是降低電網(wǎng)的損耗、監(jiān)控配電網(wǎng)的運行狀況、優(yōu)化配電網(wǎng)的運行方式、提高配電網(wǎng)設(shè)備自身的可靠性運行能力，以及減輕了運行人員的勞動強度和維護(hù)費用。

我國電氣自動化形成了平臺開放式的發(fā)展模式。個人計算機(jī)的發(fā)展逐漸改變了人們原有的生活方式。但是個人計算機(jī)系統(tǒng)不僅僅對人民的生活方式進(jìn)行了改造，在社會生產(chǎn)層面也產(chǎn)生了重要的作用。基于個人計算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)，電氣自動化領(lǐng)域?qū)τ诓僮飨到y(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，系統(tǒng)操作界面更加靈活。

目前，企業(yè)對實施生產(chǎn)線電氣自動化的方式主要在原有的測控儀表內(nèi)部插入相關(guān)電子微處理器，經(jīng)過插入電子芯片處理器的測控儀器表就能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行計算和運輸。不同的設(shè)備生產(chǎn)廠家對設(shè)備內(nèi)部精密信息的處理各不相同，這就導(dǎo)致了不同的設(shè)備由于各自標(biāo)準(zhǔn)不一而無法進(jìn)行信息的交流和共享。為了妥善解決這一問題，開放式平臺發(fā)展模式應(yīng)運而生。

電子技術(shù)與機(jī)械生產(chǎn)相結(jié)合。目前，我國的電氣自動化普遍應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)流水線，對生產(chǎn)所用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行精密的控制，并對生產(chǎn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的記錄。由于電子技術(shù)具有人力操作不可比擬的優(yōu)越性，越來越多的企業(yè)將其余機(jī)械生產(chǎn)相結(jié)合，目的在于提高機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)越性。應(yīng)用電子技術(shù)的機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量、技術(shù)指導(dǎo)等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的人力操作機(jī)械。

二、未來我國電氣工程及其自動化發(fā)展方向

雖然我國在電氣工程自動化領(lǐng)域已經(jīng)取得了長足的發(fā)展和進(jìn)步，但相比于起步早、技術(shù)較為成熟的國外電氣自動化技術(shù)，我國的電氣工程化的發(fā)展還處于相對落后的階段，特別是部分高端核心技g還掌握在歐美發(fā)達(dá)國家的手中。所以，我國的電氣工程及其自動化技術(shù)未來的發(fā)展方向還是要集中在技術(shù)的研發(fā)上。掌握研發(fā)技術(shù)的核心部分，實現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)的自主化。

提高科研人員和操作人員的整體素質(zhì)。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展離不開人，只有擁有一支優(yōu)秀的科研隊伍，才能保證我國的電氣工程及其自動化技術(shù)在世界競爭的浪潮中立于不敗之地。操作人員的技術(shù)水平也是影響電氣自動化設(shè)備正常運行的關(guān)鍵。部分操作人員由于沒有經(jīng)過專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，對電氣自動化的設(shè)備使用不當(dāng)，在一定程度上也制約了我國電氣工程及其自動化技術(shù)的發(fā)展。

實現(xiàn)數(shù)字化與自動化的有機(jī)結(jié)合。電氣自動化和信息技術(shù)的結(jié)合所產(chǎn)生的典型代表形式為數(shù)字化技術(shù)。這是一種富含自動化創(chuàng)新經(jīng)驗，并且有效實現(xiàn)信息動態(tài)、高分辨率表現(xiàn)的重要措施。將這些信息與地球空間信息整合，建立一個科學(xué)精確的數(shù)字化地球，將各種信息存儲在計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，與網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合。

電氣自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通用化。電氣的自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自身的通用性，對于一個高穩(wěn)定性的電氣自動化的控制系統(tǒng)來說是極為重要的，極大地保障了企業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)的計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、計算機(jī)控制系統(tǒng)、企業(yè)管理系統(tǒng)這幾者之間的數(shù)據(jù)傳輸工作的通暢性。企業(yè)內(nèi)部的管理層人員也可以通過外界互聯(lián)網(wǎng)，對實地的生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)狀進(jìn)行監(jiān)督。在對自動化系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的過程中，要充分地保證與整個自動化生產(chǎn)線處在一個系統(tǒng)的通訊范圍內(nèi)。

三、結(jié)論

當(dāng)前，我國電氣工程及其自動化已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，逐步實現(xiàn)了由多島自動化向系統(tǒng)集成進(jìn)行轉(zhuǎn)變，但和發(fā)達(dá)國家相比，在技術(shù)上仍有不成熟的地方。電氣工程及其自動化的應(yīng)用范圍不再局限于單純的電力工程系統(tǒng)體系，而是更加廣泛地融入人類生產(chǎn)活動中。例如企業(yè)的綜合性自動化系統(tǒng)、交通控制自動化系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)管理自動化控制系統(tǒng)都將投入運行中。自動化將在更大程度上匹配當(dāng)今社會飛快發(fā)展的速度，在最大程度上實現(xiàn)擬人化。

參考文獻(xiàn)：

[1]張軍，李楠.淺談電氣控制系統(tǒng)（RcS）的應(yīng)用和發(fā)展[J].自動化博覽，2004，（6）.

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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)分析 教學(xué)方法 實踐經(jīng)驗

【中圖分類號】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）09-0230-01

電力系統(tǒng)分析課程是各高等院校電氣工程及其自動化專業(yè)的核心專業(yè)課程，是該專業(yè)學(xué)生知識體系的重要組成部分，同時也是該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后工作或深造的必修課程。但是，對于電力系統(tǒng)分析課程而言，該課程涉及的知識面廣，對電路原理、電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)等先修課程的要求較高，同時，近年來世界范圍內(nèi)智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅猛，各種新技術(shù)層出不窮，這些因素都給課程體系的優(yōu)化設(shè)計提出了更高的要求。要求該課程在有限的課時內(nèi)，基于多門先修課程的基礎(chǔ)知識，系統(tǒng)講授電力系統(tǒng)靜態(tài)分析方法，并結(jié)合新興技術(shù)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與專業(yè)技能。

1教材的選擇

1.1國外經(jīng)典教材

現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析與控制起源于國外，國外的電力系統(tǒng)研究者和教學(xué)工作者在幾十年的發(fā)展過程中積累了大量的寶貴經(jīng)驗，也出版了多本經(jīng)典教材，如Robert H. Miller等編著的《Power System Operation》、Turan Gonen編著的《Modern Power System Analysis》、Prabha Kundur編著的《Power System Stability and Con？鄄trol》等。這些教材對電力系統(tǒng)分析的理論講解透徹，深入淺出，且經(jīng)過幾十年時間的檢驗，其教學(xué)價值得到廣泛的認(rèn)可。

雖然國內(nèi)外電力系統(tǒng)分析的基本原理是相同的，但是由于電力系統(tǒng)運行機(jī)制的不同，國外教材對培養(yǎng)我國電力系統(tǒng)人才具有一定的局限性。此外，由于電力系統(tǒng)分析課程主要針對本科二、三年級的學(xué)生，完全使用國外經(jīng)典教材進(jìn)行雙語或全英授課難度較大。

1.2國內(nèi)經(jīng)典教材

國內(nèi)的高校雖然較國外高校而言在現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析領(lǐng)域的教學(xué)起步較晚、差距較大，但是近年來在國家政策的大力扶持下，取得了快速的發(fā)展。同時，也形成了幾本優(yōu)秀的教材，如東南大學(xué)陳衍編著的《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》、華中科技大學(xué)何仰贊等編著的《電力系統(tǒng)分析》、四川大學(xué)劉天琪等編著的《電力系統(tǒng)分析理論》等。這些教材從簡單知識入手，由淺入深，分析透徹，自成體系。

針對國內(nèi)本科電力系統(tǒng)分析教學(xué)的現(xiàn)狀，可以選擇國內(nèi)出版的講解清晰、全面的教材為主線，并以國外經(jīng)典教材為輔助。

2.教學(xué)方法的改進(jìn)

電力系統(tǒng)分析課程作為電氣工程及其自動化專業(yè)核心課程，對電路原理、電機(jī)學(xué)等基礎(chǔ)先修課程的要求較高，且由于電力系統(tǒng)設(shè)備大多屬于高壓設(shè)備，對實驗室資金投入的要求較高，國內(nèi)只有少數(shù)幾所高校具備開展電力系統(tǒng)動模實驗的條件。如果僅僅按照教材照本宣科，學(xué)生很難深入理解和掌握相關(guān)領(lǐng)域的知識。因此，在理論教學(xué)實踐中，穿插教材中所缺乏的仿真實驗，并結(jié)合生活實際經(jīng)驗講解相關(guān)原理，可以更好地幫助學(xué)生掌握理論知識。

2.1計算機(jī)仿真輔助教學(xué)

MATPOWER是一款基于MATLAB的開源電力系統(tǒng)仿真軟件，具有操作簡單、運行結(jié)果可靠等優(yōu)點，可以滿足一般電力系統(tǒng)計算和分析的需要，進(jìn)行簡單講解后學(xué)生即可獨立操作，作為對理論教學(xué)的輔助。

例如，在電力系統(tǒng)電壓調(diào)整章節(jié)，根據(jù)如圖1所示的電壓調(diào)整原理圖，得到如式（1）所示的電壓調(diào)整關(guān)系式，進(jìn)而得出電壓調(diào)整的四種措施：即改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、改變變壓器變比、改變負(fù)荷功率分布和改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

圖1 電壓調(diào)整原理圖

Vi=VGk1-■k2 （1）

但是，按部就班的理論推導(dǎo)難免枯燥和抽象，通過MATPOWER仿真軟件，可以簡單地通過修改相應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)，經(jīng)過潮流計算后便可直觀地觀察節(jié)點電壓的變化情況，加深學(xué)生對知識的理解與記憶。

總的來說，MATPOWER是一款可以在Windows環(huán)境下方便使用的開源電力系統(tǒng)仿真軟件，可以方便地應(yīng)用于課堂教學(xué)演示或課后仿真實驗。

2.2理論與實踐相結(jié)合教學(xué)

電力系統(tǒng)分析課程具有概念多、抽象和難以理解的特點，學(xué)生普遍反映所學(xué)知識與實際生活經(jīng)驗較難結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容較為枯燥等問題。因此，在教學(xué)實踐中應(yīng)努力將理論與實踐相結(jié)合，讓學(xué)生學(xué)得有興趣，學(xué)以致用。

例如，在講解“斷路器”這一常用電力設(shè)備時，如僅僅從其滅弧的原理和作用角度進(jìn)行講解，往往得不到較好的教學(xué)效果。因此，作者在教學(xué)實踐中嘗試首先從電網(wǎng)電弧入手，講解電力系統(tǒng)中滅弧的重要性;然后，從生活中“斷電幾秒自動恢復(fù)”的現(xiàn)象，引入“自動重合閘”的介紹;最后，從電網(wǎng)操作安全的角度，講解“斷路器”和“隔離開關(guān)”之間的區(qū)別與聯(lián)系，以及電網(wǎng)檢修過程中兩者的操作順序。實踐表明，通過以上教學(xué)方法的應(yīng)用，學(xué)生概念掌握清晰，且記憶深刻，取得了較好的教學(xué)效果。

此外，還可以用生動活潑的表達(dá)方式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如，電壓調(diào)整的方法大多是通過增加或減少無功功率的供給來達(dá)到調(diào)壓的目的，但是改變變壓器變比的方法是一個例外，因為其本身并不產(chǎn)生或消耗無功功率。如僅僅從改變變壓器變比進(jìn)行調(diào)壓原理的角度進(jìn)行講解，說明該調(diào)壓方式只適用于電網(wǎng)局部調(diào)壓的局限性，學(xué)生理解較為困難，記憶不深刻。因此，作者采用“我不生產(chǎn)無功，我只是無功的搬運工”這一描述，闡述改變變壓器變比的調(diào)壓原理，可有效激發(fā)學(xué)生興趣，加強記憶。

3.結(jié)束語

近年來，借助我國建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的大背景，我國高校電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)工作取得了快速發(fā)展。本文積極探索提高電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)效果的教學(xué)方法，從教材的選擇和教學(xué)方法的改進(jìn)兩個角度進(jìn)行了較為詳盡的探討。作者所做的這些努力，在實踐中獲得了學(xué)生的普遍認(rèn)可，同時也希望這些經(jīng)驗與方法可以為兄弟院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳國平， 王楠， 簡獻(xiàn)忠. 數(shù)字集成電路設(shè)計教學(xué)方法探討課程教育研究[J]. 課程教育研究， 2014， 12： 214.

[3]張靜.淺析MATLAB/Simulink建模與仿真在電力系統(tǒng)分析教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 2014， 35： 218-219.

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[5]吳曉華.淺談興趣教學(xué)在電工電子課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中國教育技術(shù)裝備， 2013， 30： 96.

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關(guān)鍵詞 機(jī)械工程 核心課程 交叉滲透 知識孤島

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Cross Penetration of Core Courses in Mechanical Engineering Series

DU Liuqing

（College of Mechanical Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400054）

Abstract Integrated application of mechanical engineering technology is playing an increasingly important role. Knowledge of Mechanical Engineering Series core curriculum cross penetration， teaching across the curriculum can solve the problem of varying pace， eliminating the "knowledge island" phenomenon， to help students develop a complete knowledge system. Meanwhile， a number of issues raised cross-penetration study core courses must be noted.

Key words mechanical engineering； core courses； cross penetration； Knowledge Island

1 工業(yè)自動化的集成綜合發(fā)展對機(jī)械工程領(lǐng)域人才培養(yǎng)提出了更高的要求

隨著計算機(jī)、微電子、自動控制等技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動化正向集成綜合自動化過渡，機(jī)械工程技術(shù)的綜合應(yīng)用正起著越來越重要的作用。機(jī)械工程的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入一個新的階段，其概念和體系已經(jīng)涵蓋了信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)、系統(tǒng)工程理論、計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計方法等知識的高度綜合交叉。

機(jī)械制造業(yè)是工業(yè)自動化的重點，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)是本科院校常設(shè)的主要專業(yè)，其培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后相當(dāng)一部分將直接面向工廠、面向車間、面向機(jī)械工程應(yīng)用與設(shè)計的現(xiàn)代化主戰(zhàn)場。機(jī)械工程領(lǐng)域的技術(shù)復(fù)雜性和涉及知識的交叉性，使得市場需求對未來就業(yè)者的知識結(jié)構(gòu)、綜合素質(zhì)能力提出了更高要求，制造業(yè)對具有厚機(jī)械基礎(chǔ)、寬專業(yè)口徑，同時實踐能力和適應(yīng)能力強的復(fù)合型人才的需求很大，這給我們的教學(xué)工作帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和切實的機(jī)遇。

2 國內(nèi)外高校機(jī)械工程類專業(yè)課程設(shè)置及其教學(xué)現(xiàn)狀

基于機(jī)械工程類專業(yè)平臺，能靈活應(yīng)對該領(lǐng)域技術(shù)復(fù)雜性和涉及知識交叉性的人才培養(yǎng)模式及教學(xué)體系，國內(nèi)相關(guān)專門研究及實踐均較少。國外在這方面的研究目前主要有美國大學(xué)提出的“本科整體知識觀”，其強調(diào)大學(xué)課程的完整性，各課程之間應(yīng)構(gòu)成一個相互關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一知識體系，使本科教育內(nèi)容盡可能系統(tǒng)、連貫并形成一個整體，并正成為美國21世紀(jì)大學(xué)教學(xué)改革的發(fā)展趨向。日本機(jī)械類課程比較注重應(yīng)用性和廣泛性，著眼于與實際工程應(yīng)用和工程設(shè)計的聯(lián)系，擴(kuò)大機(jī)械相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。德國的工科類高校則比較注重理論課程與實踐教學(xué)的銜接，注重對復(fù)合型人才的培養(yǎng)。這些都是值得我們借鑒的經(jīng)驗。國內(nèi)，吉林大學(xué)針對會計學(xué)專業(yè)課程進(jìn)行過知識交叉性的研究。

國內(nèi)高校機(jī)械工程類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，基本都按照“厚基礎(chǔ)，寬口徑，注重實踐環(huán)節(jié)”的原則設(shè)置，不可避免地出現(xiàn)理論課程壓縮的問題，又進(jìn)一步限制了學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的空間。因此，培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的復(fù)合型機(jī)械人才，建立合理的專業(yè)知識培養(yǎng)框架知識體系，更重要是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，在實踐中能靈活分析和解決問題，從而將高等教育的階段性教育轉(zhuǎn)化為終身教育，是目前國內(nèi)高校亟需研究的問題，也是國外機(jī)械工程類高等教育研究的熱點。

機(jī)械工程類人才培養(yǎng)模式一般采用基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課構(gòu)成的三段式框架，基于這一框架，由主干課構(gòu)成機(jī)械類人才培養(yǎng)的主要知識系統(tǒng)，由其他課程構(gòu)成關(guān)聯(lián)知識系統(tǒng)和輔助知識系統(tǒng)。通過近幾年來調(diào)研國內(nèi)外眾多高校的機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案及其教學(xué)現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，目前在機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)體系的課程設(shè)置及教學(xué)過程中，主要存在以下問題：

（1）相同的知識和內(nèi)容，在諸多門課程中重復(fù)出現(xiàn)和重復(fù)講解的現(xiàn)象，即各專業(yè)課程間存在知識的交叉與滲透問題。各課程教學(xué)體系在知識的呈現(xiàn)和表述上各自為政，出現(xiàn)“你唱你的，我說我的”步調(diào)不一致現(xiàn)象，教學(xué)的廣度和深度取決于教師對教學(xué)大綱、課程的理解和對學(xué)生的了解，而不是來自社會對人才的需求。這樣一來，在其他專業(yè)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課中已經(jīng)講授過的知識和內(nèi)容，在教學(xué)中重復(fù)出現(xiàn)，不僅浪費了教學(xué)資源、教學(xué)時間和教師的勞動，同時也收不到應(yīng)有的教學(xué)效果。特別是在中、后期的教學(xué)實踐中，專業(yè)課程間的交叉與滲透出現(xiàn)的頻率更高。

（2）不合理的課程交叉點設(shè)置打斷了完整的“教”與“學(xué)”的鏈條。具有先后知識銜接關(guān)系的課程可能同時進(jìn)行甚至錯位安置，使得本應(yīng)實現(xiàn)的拓寬同期課程學(xué)習(xí)、印證前期課程學(xué)習(xí)、為后續(xù)課程打下教學(xué)銜接基礎(chǔ)的完整教學(xué)鏈條被打斷，學(xué)生難以建立完整系統(tǒng)的專業(yè)知識體系。尤其在工科教學(xué)中尤為重要的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，在一些高校紛紛實施的“開放型實驗”模式教學(xué)改革過程中，對培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力，并對理論課程進(jìn)行驗證學(xué)習(xí)的實驗環(huán)節(jié)與理論學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)存在著更為嚴(yán)重的脫節(jié)現(xiàn)象。

（3）各課程獨成體系，缺乏連接能力，課程與課程之間的銜接存在諸多知識“孤島”，不能使學(xué)生建立完整的機(jī)械工程知識體系，進(jìn)入社會后適應(yīng)能力差。忽視課程之間的銜接關(guān)系，各自為政的教學(xué)模式使得有些知識支離破碎、關(guān)聯(lián)松散，學(xué)生的整體知識體系構(gòu)建過程受到影響，掌握的知識具有片面性。學(xué)生畢業(yè)進(jìn)入企業(yè)后，由于遇到的實際工程問題通常是隱性的，無法再像課堂學(xué)習(xí)一樣，根據(jù)已知條件和固有步驟就可得到答案，加上新的科學(xué)技術(shù)成果大量應(yīng)用于生產(chǎn)實際，設(shè)備的復(fù)雜性和涉及知識的交叉性大大提高，知識“孤島”缺乏連接，導(dǎo)致學(xué)生“只見樹木，不見森林”，難以應(yīng)對在將來工作中出現(xiàn)的新問題，適應(yīng)力差。這也是美國一些高校失敗的教訓(xùn)，我們應(yīng)當(dāng)注意。

3 實施機(jī)械工程系列核心課程交叉滲透研究需注意的問題

（1）工業(yè)自動化集成綜合發(fā)展形勢下，機(jī)械工程人才培養(yǎng)模式、課程體系與社會對人才需求之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系與契合程度。機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)為具有寬厚的現(xiàn)代機(jī)械工程及自動化理論基礎(chǔ)和較強的工程意識、實踐能力及創(chuàng)新精神，能在機(jī)械工程及自動化領(lǐng)域從事設(shè)計、制造、技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究、生產(chǎn)組織和管理等方面工作的高素質(zhì)應(yīng)用型高級專門人才。視野開闊、具有靈活應(yīng)對機(jī)械工程領(lǐng)域復(fù)雜技術(shù)和涉及交叉知識的能力、社會適應(yīng)性強的專業(yè)人才才能適應(yīng)工業(yè)自動化的集成綜合發(fā)展。機(jī)械類專業(yè)的人才培養(yǎng)方案及課程體系，就必須具有完整性和連貫性，注重學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的平衡，建立起結(jié)構(gòu)緊密、整合的本科課程體系。

（2）探索可行的教改模式，機(jī)械工程系列核心課程間的交叉滲透，促成知識和技能的靈活遷移與緊密聯(lián)系。在現(xiàn)有各課程體系各自為政的情況下，研究如何創(chuàng)設(shè)一種類似于學(xué)術(shù)（或科研）研究的情景，協(xié)調(diào)機(jī)械工程系列核心課程的交叉與滲透，在教學(xué)中加以引導(dǎo)，推陳出新、舉一反三，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中加強知識與技能的遷移和練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主獨立地發(fā)現(xiàn)問題，運用實驗、操作、搜集與處理信息等探索活動，達(dá)到知識、技能、態(tài)度的發(fā)展，特別是探索精神和創(chuàng)新能力發(fā)展。

（3）基于機(jī)械工程系列核心課程交叉滲透平臺下各課程的具體教學(xué)體系、知識體系、教材體系、實驗體系，研究各課程具體的教學(xué)廣度與深度。需注意機(jī)械工程領(lǐng)域知識復(fù)雜性與交叉性背景下，人才培養(yǎng)方案的適應(yīng)性修訂或調(diào)整；解決專業(yè)平臺下課程之間的知識交叉滲透問題的同時，需注意銜接課程教學(xué)的深度與廣度問題。

同時，需注意在教學(xué)過程中，創(chuàng)設(shè)一種類似于學(xué)術(shù)（或科研）研究的情景，利用機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)核心課程的交叉滲透，增強學(xué)生對其他課程乃至整個專業(yè)知識體系的關(guān)注度和信賴感，培養(yǎng)其大機(jī)械工程的視野和主動學(xué)習(xí)能力。

4 總結(jié)

通過研究機(jī)械工程系列核心課程的交叉銜接關(guān)系，可完善機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)核心課程群邏輯上的一致性與連貫性，消除現(xiàn)有教學(xué)體制下課程間的重復(fù)或“孤島”。同時，幫助學(xué)生建立機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)整體知識體系，使其面對機(jī)械工程領(lǐng)域?qū)嶋H問題能融會貫通、相互促進(jìn)、多角度思考以及綜合判斷，提高他們的競爭能力和生存能力，變階段性教育為終身教育。

基金項目：重慶市高等教育教學(xué)改革研究重大項目“以培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力為目標(biāo)的機(jī)械工程系列核心課程教學(xué)改革研究與實踐（09-1-005）”；重慶理工大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究項目“機(jī)械工程系列核心課程交叉滲透的研究與實踐（2012010）”

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篇4

關(guān)鍵詞：電路；教材；改革

中圖分類號：G642 ； ； ； ； ；文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ； ； ； ； ；文章編號：1007-0079（2014）17-0058-02

一本好的教材是提高教學(xué)質(zhì)量最關(guān)鍵的因素之一?！半娐贰闭n程是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性和實踐性均很強的課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能掌握基本的電路理論，能靈活運用所學(xué)基本知識，分析和解決實際電路問題。要達(dá)到這樣的目的，就必須有一本好的電路教材，目前我國電路課程優(yōu)秀教材有很多，如著名的電路專家邱關(guān)源、李翰蓀教授等編寫的教材在各個高校得到了廣泛的應(yīng)用。但由于各種版本的教材要考慮在各個學(xué)校的通用性、普適性，以及教材使用時間較長等原因，普遍存在重理論分析、輕實踐應(yīng)用，以及知識更新慢等現(xiàn)象，隨著現(xiàn)代電路技術(shù)的日新月異，各種新的設(shè)計方法和理念也隨之出現(xiàn)，一些舊的分析方法和手段被逐漸取代，為此該課程教材也應(yīng)做出相應(yīng)的改進(jìn)與完善。本文結(jié)合目前電路課程教材使用現(xiàn)狀及筆者的教學(xué)實踐經(jīng)歷，對如何改進(jìn)該課程教材質(zhì)量做了初步分析與探索。

一、目前電路課程教材使用現(xiàn)狀

目前電路課程的教材有很多，其中使用較多的主要有邱關(guān)源教授等主編的《電路》、李翰蓀教授等主編的《電路分析基礎(chǔ)》等教材，但這些教材普遍存在重理論分析、輕實踐應(yīng)用，以及知識更新慢等現(xiàn)象，本文對比中外電路課程教材使用現(xiàn)狀，提出了我國電路課程教材主要存在以下三個方面的問題：

第一，我國教材普遍存在重理論分析、輕實踐應(yīng)用的現(xiàn)象。在教材內(nèi)容上，我國電路教材更傾向于講解電路的基本原理、分析計算，如基爾霍夫定理、戴維寧定理、回路電流法等，這些內(nèi)容對加強學(xué)生對電路的分析理解很有幫助，但卻忽視或弱化了這些定理的實際應(yīng)用，學(xué)生在學(xué)完這些定理后，對其實際應(yīng)用感受不深；但目前在國外的教材中已加入了大量的工程實例，也更加注重理論聯(lián)系實際，如F.Ulaby教授等主編出版的《Circuits》引入了當(dāng)代電路的基本元件和現(xiàn)代電路分析方法，使用了大量的工程實例、數(shù)值仿真軟硬件；相比而言，我國教材在實際應(yīng)用方面還比較欠缺，對于理論與實際的結(jié)合還比較少，導(dǎo)致我國學(xué)生在實際應(yīng)用方面能力偏弱，應(yīng)在將來的教材改革方面重點加入相關(guān)的實際應(yīng)用內(nèi)容。

第二，一般而言，教材上的知識總是滯后于技術(shù)，但這種滯后時間不能太長，否則將會阻礙學(xué)生的發(fā)展。在我國，教材的編寫、發(fā)行是一個漫長的過程，一個版本的教材往往要使用好幾年時間，而且為了保證教材在各個學(xué)校的通用性，作者在編寫教材時通常選擇通用性、基礎(chǔ)性的知識點，無法或很少加入最新的研究動態(tài)，對教材內(nèi)容的隨時更新更無從談起。同時，各個學(xué)校的專業(yè)特色有所不同，這類教材無法加入其專業(yè)特色方面的知識點。而發(fā)達(dá)國家的大學(xué)老師能更便利地從科研單位、企業(yè)掌握最新的科技動態(tài)，幾乎每年都會在自己使用的教材中加入最新的研究成果，使學(xué)生能掌握最新的科技前沿，了解目前的電路科技發(fā)展趨勢，畢業(yè)后能更好地融于現(xiàn)代電路的潮流中。但在我國由于教師本身的科研水平參差不齊、學(xué)校對于教學(xué)的各種限制、發(fā)達(dá)國家對我國的技術(shù)封鎖、教學(xué)學(xué)時較少等原因，教師很少在教學(xué)中加入最新的技術(shù)，即使加入這些最新的技術(shù)也只是簡單的介紹，使學(xué)生缺乏對現(xiàn)代電路技術(shù)的有效了解。

第三，現(xiàn)代電路的設(shè)計思路已發(fā)生了很大改變，基本元器件及其設(shè)計結(jié)構(gòu)也發(fā)生了根本性的變化，實際電路也不再是由電阻、電感、電容等分立元件構(gòu)成的簡單電路，數(shù)字電路、集成電路以及計算機(jī)輔助分析在現(xiàn)代電路中得到了廣泛的應(yīng)用，但目前我國的教材還是局限于這些電阻、電感、電容等基本的元器件組成的電路，還是采用列方程求解的陳舊分析方法，沒有將現(xiàn)代電路的設(shè)計理念和先進(jìn)的計算機(jī)分析計算方法引入電路教材中，使教材與現(xiàn)代電路的知識有些脫節(jié)；而在國外的教材中，已大量將電路和電子技術(shù)結(jié)合起來，針對現(xiàn)代電路的發(fā)展趨勢，將非線性、時變、有源等加入了電路教材中，如A. Agarwal等主編的《foundations of Analog and Digital Electronic Circuits》全面引入了MOS場效應(yīng)管，并對模擬和數(shù)值電路進(jìn)行了基礎(chǔ)分析，使電路和電子學(xué)的基本元件有機(jī)結(jié)合起來，更好地適應(yīng)現(xiàn)代電路技術(shù)的發(fā)展。

為了使培養(yǎng)的學(xué)生能緊跟世界電路發(fā)展的科技潮流，針對目前國內(nèi)外電路教材上的差異，必須對現(xiàn)有電路教材的不足進(jìn)行改進(jìn)，促進(jìn)我國電路教材的改革與完善。

二、改進(jìn)措施

針對目前電路課程教材使用現(xiàn)狀和不足，本文認(rèn)為應(yīng)該采取如下幾點措施促進(jìn)電路課程教材改革：

1.對電路教材內(nèi)容重新定位

電路是一門理論性很強的課程，但同時也是一門實踐性很強的課程，但目前在教學(xué)中老師普遍更側(cè)重對電路原理的分析，主要是給學(xué)生講解怎樣去分析電路、列方程式求解，容易使學(xué)生誤以為列方程式就可以解決電路所有問題。同時，現(xiàn)代電路的設(shè)計思路已發(fā)生很大改變，現(xiàn)代電路的基本元件及其結(jié)構(gòu)也發(fā)生了根本性的變化，實際電路也不再是由電阻、電感、電容等分立元件構(gòu)成的簡單電路，數(shù)字電路、集成電路以及計算機(jī)輔助分析得到了廣泛的應(yīng)用，在教學(xué)過程中應(yīng)加強這些方面的介紹，與之對應(yīng)的也應(yīng)該對教材內(nèi)容進(jìn)行重新定位，加強對現(xiàn)代電路分析方法、設(shè)計理念的介紹，淘汰或精簡一些陳舊的內(nèi)容，引入新的設(shè)計方法和分析方法。將電路課程重新定位到理論與實踐并重，普通元器件與現(xiàn)代數(shù)字、集成電路元器件并重，傳統(tǒng)分析方法與現(xiàn)代計算機(jī)輔助分析方法并重，使電路課程的知識面更廣，更具有時代特色。

2.對教材內(nèi)容進(jìn)行合理組織

各個高校電路課程的教學(xué)課時在不停地減少，而教材上需要講解的內(nèi)容很多，在這種形勢下，筆者認(rèn)為應(yīng)該對教材的內(nèi)容進(jìn)行精簡，合理組織。比如電路分析方法這一部分，在教材中涉及到了支路電流法、網(wǎng)孔電流法、回路電流法、結(jié)點電壓法四種方法，這些都只是對電路的不同分析求解方法，各有各的優(yōu)缺點，在教材的編寫上可以將這些方法進(jìn)行更合理的組織，先進(jìn)行統(tǒng)一介紹，分析各自的適用條件及其優(yōu)缺點，然后選取一些典型的例題進(jìn)行應(yīng)用，讓學(xué)生能學(xué)會針對不同的電路選取最優(yōu)的求解方法。課后習(xí)題也沒有必要要求學(xué)生應(yīng)用指定的方法求解，縮減課后習(xí)題量，只要學(xué)生能靈活應(yīng)用這些方法求解就行。對教材內(nèi)容進(jìn)行重新編排、合理組織，不要片面地追求讓學(xué)生掌握所有的方法，要側(cè)重于讓學(xué)生靈活掌握，能選擇最優(yōu)方法即可。

3.在理論知識后面加入更多的實際應(yīng)用電路

理論必須與實踐相結(jié)合，目前學(xué)生普遍存在動手能力差的現(xiàn)象，究其原因還是教材太偏向理論，學(xué)生對實際應(yīng)用缺乏了解。目前的電路教材大多偏向理論的分析，忽視或弱化了電路的實際應(yīng)用。有些老師在教學(xué)中經(jīng)常認(rèn)為，只有學(xué)生掌握了基本的理論知識，才能進(jìn)行實際的應(yīng)用。這種觀點沒錯，但卻忽視了理論與實際的有機(jī)結(jié)合，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)各門課程的時間差異，當(dāng)他們學(xué)習(xí)實踐方面的課程時有可能已經(jīng)忘了所學(xué)理論知識，使理論與實踐脫節(jié)。筆者認(rèn)為在教材的編寫中，應(yīng)更多地加入一些實際電路，在講完理論之后，接著就分析一些實際電路，讓學(xué)生能立刻知道所學(xué)電路原理的應(yīng)用，同時通過實際電路的分析也能進(jìn)一步鞏固所學(xué)理論知識。正如目前國外的各種電路教材中都已加入了大量的工程實例，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的同時大量接觸實際例子，理論能和實踐更好地結(jié)合，學(xué)生也能更快地融入真實的電路設(shè)計、制作與應(yīng)用中，起到提高學(xué)生動手能力的作用，增強學(xué)生的國際競爭力。

4.引進(jìn)先進(jìn)的電路技術(shù)，加快教材內(nèi)容更新速度

相比國外教材的更新速度，我國教材的更新較慢。發(fā)達(dá)國家的大學(xué)老師能更方便地從科研單位、企業(yè)掌握最新的科技動態(tài)，幾乎每年都會在自己使用的教材中加入最新的研究成果，使學(xué)生能掌握最新的科技前沿，了解目前電路的發(fā)展趨勢；但在我國，教材的編寫、發(fā)行是一個漫長的過程，一個版本的教材往往要使用好幾年時間，而且為了保證教材在各個學(xué)校的通用性，編者在編寫教材時通常只會選擇通用性的知識點，無法或很少加入最新的研究動態(tài)，對教材內(nèi)容的隨時更新更無從談起；而且由于我國教師本身的科研水平參差不齊、學(xué)校對于教學(xué)的各種限制、發(fā)達(dá)國家對我國的技術(shù)封鎖等原因，教師很少能在教學(xué)中加入最新的技術(shù)，即使加入這些最新的技術(shù)也只是簡單的介紹，使學(xué)生缺乏對現(xiàn)代電路技術(shù)的有效了解。筆者認(rèn)為應(yīng)該改變這種局面，加快教材的發(fā)行更新，鼓勵有能力的老師自編教材，并結(jié)合自己學(xué)校的專業(yè)特色，在電路基本理論的基礎(chǔ)上，將最新的電路理論、科技動態(tài)等新知識加進(jìn)教材，使學(xué)生能掌握最新的電路技術(shù)，緊跟時展趨勢，不至于等學(xué)生學(xué)完電路課程后發(fā)現(xiàn)所學(xué)的已經(jīng)跟不上現(xiàn)代電路科技。

5.變革實驗教材內(nèi)容，改進(jìn)實驗方法

作為教材的一部分，實驗教材的改進(jìn)也尤為重要。實驗是電路教學(xué)很重要的一個環(huán)節(jié)，但目前很多學(xué)校普遍都采用實驗教學(xué)平臺進(jìn)行一些簡單的驗證性實驗，如戴維寧定理的驗證等；實驗教材也采用與實驗平臺配套的實驗指導(dǎo)書，這極大地方便了學(xué)生實驗的便利性，但卻弱化了對學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)。針對這種現(xiàn)象，筆者建議對實驗教材和設(shè)備進(jìn)行改革，在基本實驗的基礎(chǔ)上更側(cè)重加入一些應(yīng)用型實驗，在教材內(nèi)容上引導(dǎo)學(xué)生按照現(xiàn)代電路設(shè)計的要求，自己動手設(shè)計并制作電路，而不是簡單地在實驗教學(xué)平臺上去插線、接線，這樣可以讓學(xué)生對元器件、實際電路的設(shè)計與制作都有更深的認(rèn)識，為將來的工作打下基礎(chǔ)，切實增強學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)。

三、結(jié)語

要建設(shè)世界一流的大學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量是關(guān)鍵，而要提高教學(xué)質(zhì)量，教材的改革必須先行。作為電氣專業(yè)核心基礎(chǔ)課的電路教材，也應(yīng)適應(yīng)時代的發(fā)展，做出相應(yīng)的改進(jìn)與完善，對教材內(nèi)容進(jìn)行不斷更新，更多地介紹現(xiàn)代電路元器件和工程實例，精簡或淘汰一些過時的內(nèi)容，引進(jìn)國內(nèi)外最新的電路知識和設(shè)計思路，使教材能更好地體現(xiàn)現(xiàn)代電路的發(fā)展動態(tài)和趨勢，讓學(xué)生能更好地順應(yīng)時代的發(fā)展，在學(xué)習(xí)理論的同時切實提高學(xué)生的實際動手能力。

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