电气工程与自动化学科介绍课件

电气工程与自电气工程与自动化专业发展动化专业发展电气信息工程学院电气信息工程学院1 1一、学科门类与专业一、学科门类与专业二、高职、中职的专业设置二、高职、中职的专业设置三、电气技术的总体发展趋势三、电气技术的总体发展趋势四、专业教学标准制定四、专业教学标准制定2 2一、学科门类与专业（一、学科门类与专业（1111）01 哲学哲学 02 经济学经济学 03 法学法学 04 教育学教育学 05 文学文学 06 历史学历史学07 理学理学 08 08 工学工学 09 农学农学 10 医学医学 11 管理学管理学3 3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 电气信息类电气信息类 0807 土建类 4 40807 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5 50815 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6 6 电气信息类下设电气信息类下设7 7个专业：个专业：080601 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 080602 自动化自动化 080603 电子信息工程电子信息工程 080604 通信工程通信工程 080605 计算机科学与技术计算机科学与技术 080606 电子科学与技术电子科学与技术 080607 生物医学工程生物医学工程7 7 本专业的特点：本专业的特点：强电与弱点结合强电与弱点结合 电工与电子技术结合电工与电子技术结合 软件与硬件结合软件与硬件结合 元件与系统结合元件与系统结合8 8本专业的主要技术支撑本专业的主要技术支撑：-3C技术技术Computer-计算机计算机 Communication-通信通信 Control-控制控制 9 9一些术语：一些术语：科学科学（Science)-是指对是指对各种各种事实和现象事实和现象进行观察、分类、进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而和实验，从而发现规律发现规律，并对各，并对各种定量规律予以验证和公式化的种定量规律予以验证和公式化的知识体系知识体系。1010 技术技术（Technology)-是指人是指人类根据生产实践经验和自然科学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原理改造或控制其环境的手段和活动（活动（工艺操作方法与技能工艺操作方法与技能）。）。工程工程（Engineering)-是指应是指应用科学知识使自然资源最好地为用科学知识使自然资源最好地为人类服务的专门技术。人类服务的专门技术。(工程项目工程项目)1111 系统系统（System)-是指由相互是指由相互关联、相互制约、相互影响的一关联、相互制约、相互影响的一些部分组成的具有某种功能的有些部分组成的具有某种功能的有机整体。机整体。信息信息（Information)-是指符是指符号、信号或消息所包含的内容，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用来消除对客观事物认识的不确定性。定性。1212 控制控制（Control)-是指为了改是指为了改善系统的性能或达到特定的目的，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通过信息的采集和加工而施加到系统的作用。系统的作用。反馈反馈（Feedback)-是指将系是指将系统的实际输出和期望输出进行比统的实际输出和期望输出进行比较，形成误差，从而为确定下一较，形成误差，从而为确定下一步的控制行为提供依据。步的控制行为提供依据。1313 管理管理（Management)-是指是指为了充分利用各种资源来达到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一定的目标而对社会或其组成部分施加的一种控制。部分施加的一种控制。决策决策（Decision Making)-是指为最优地达到目标，对若干是指为最优地达到目标，对若干准备行动的方案进行选择。准备行动的方案进行选择。1414学科学科-(Discipline)是现代科学技术是现代科学技术的一种分类法，具有明确的定义（含义）。的一种分类法，具有明确的定义（含义）。“学科学科”是是“知识或学习的一门分科知识或学习的一门分科”；英语解；英语解:“Discipline”是是“A branch of knowledge or teaching”,由此可知，学科应具有两方面的由此可知，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）。学工程教育（学习与教学）。1515专业专业-（Specialty）的意思却很单一，仅用于的意思却很单一，仅用于科学与工程教育分类。汉语解释：科学与工程教育分类。汉语解释：“专业专业”是是“高高等学校的一个系里或中等专业学校里的学业门类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）（如这个系有三个专业）”。表明其含义比学科。表明其含义比学科要窄。英语解释：要窄。英语解释：“Specialty”是是“A special pursuit,occupation,aptitude,or skill”，比汉语的，比汉语的含义还要窄，并且在英语国家中，往往只用含义还要窄，并且在英语国家中，往往只用 Discipline来对科学与工程教育分类。来对科学与工程教育分类。1616 电气工程师的基本素质应包括：电气工程师的基本素质应包括：1 认知和技能方面认知和技能方面 （1）掌握数理基础理论）掌握数理基础理论 （2）了解机械、力学、电工、电子等）了解机械、力学、电工、电子等 相关学科的一般原理和方法。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）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、设的基本原理、方法以及相应的仪器、设备的使用。备的使用。1717（4）掌握电气系统分析、设计的知识）掌握电气系统分析、设计的知识和方法。和方法。（5）掌握系统仿真、科学计算、软硬）掌握系统仿真、科学计算、软硬件开发的实验方法和技术。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）具有一定的社会科学和军事科学基础。基础。（7）信息获取能力、自主学习能力、）信息获取能力、自主学习能力、语言表达能力。语言表达能力。1818（8）培养科学的思维方式。）培养科学的思维方式。（9）适应、协调、合作、组织、管理）适应、协调、合作、组织、管理能力。能力。2 思想和情感方面思想和情感方面 （1）政治品质）政治品质 （2）思想品质）思想品质 （3）道德品质）道德品质19193 意识和意志方面意识和意志方面（1）实践意识）实践意识（2）质量意识）质量意识（3）协作意识）协作意识（4）创新意识）创新意识（5）竞争意识）竞争意识（6）意志坚毅）意志坚毅202019世纪末到世纪末到20世纪初，西方国家的大学陆续世纪初，西方国家的大学陆续设置了电气工程专业。设置了电气工程专业。1908年，南洋大学堂年，南洋大学堂(交通大学前身交通大学前身)设置了设置了电机专科，这是我国大学最早的电气工程专电机专科，这是我国大学最早的电气工程专业，至今已有一个世纪。业，至今已有一个世纪。专业演变专业演变1917年，交通大学的电机专科设置了电讯门，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。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。年，清华大学设置了电机系。21211949年后，我国出现了一大批以工科为主的年后，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。校基本上都有电机工程系。自自1977年起，大部分高校的年起，大部分高校的“电机工程系电机工程系”陆续改名为陆续改名为“电气工程系电气工程系”，之后又有部分学，之后又有部分学校将其改为校将其改为“电气工程学院电气工程学院”。1998年前，我国大学的电类专业分为年前，我国大学的电类专业分为电工类电工类与与电子信息类。电子信息类。专业演变专业演变22221993年的专业目录，电工类专业共有电机电年的专业目录，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、工业自动化与绝缘技术、电气技术、工业自动化5个专业，个专业，而电子信息类共有专业而电子信息类共有专业14个。个。1998年，本科专业总数从年，本科专业总数从1993年的年的504个调个调整至整至249个，电工类和电子与信息类也合并成个，电工类和电子与信息类也合并成电气信息类。电气信息类。1998年颁布的专业目录中，原电工类的电机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。气工程及其自动化专业。专业演变专业演变2323原电工类的原电工类的工业自动化专业和电子信息类的自工业自动化专业和电子信息类的自动控制等专业合并动控制等专业合并为为自动化专业。自动化专业。在同时颁布的工科引导性专业目录中，又把电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（主要是原工业自动化专业）合并为电气工程与自动化专业。与自动化专业。专业演变专业演变2424二、高职、中职的专业设置专业目录专业目录 高职；高职；高职；高职；中职中职中职中职 全国高职高专院校招生专业全国高职高专院校招生专业农林牧渔大类农林牧渔大类交通运输交通运输大类大类生化与药品生化与药品大类大类资源开发与测绘资源开发与测绘大类大类材料与能源材料与能源大类大类土建大类土建大类水利大类水利大类制造大类制造大类电子信息大电子信息大类类环保、气象与安全大类环保、气象与安全大类轻纺食品轻纺食品大类大类财经大类财经大类医药卫生医药卫生大类大类旅游大类旅游大类公共事业大类公共事业大类文化教育大文化教育大类类公安大类公安大类艺术设计传媒艺术设计传媒大类大类法律大类法律大类2525设置的基本原则设置的基本原则体现体现“以服务为宗旨，以就业为导向以服务为宗旨，以就业为导向”的的原则原则，突出反映职业教育的特色，促进职业教，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：育与就业教育的紧密结合。具体表现在：专业目录专业目录19大类，大类，78二级类，二级类，532个专业个专业电子信息大类电子信息大类59设置计算机类设置计算机类10个专业，电子个专业，电子信息类信息类13个专业，通信类个专业，通信类6个专业。个专业。制造大类制造大类58自动化类（电气自动化技术，机电自动化类（电气自动化技术，机电一体化技术）。一体化技术）。材料与能源大类材料与能源大类55电力技术类（电厂设备与维电力技术类（电厂设备与维护，供用电技术）。护，供用电技术）。2626 二、高职、中职的专业设置2、稳定性与灵活性结合的原则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。目录按三级进行分类，即：专业大类、专业类、专业。目录按三级进行分类，即：专业大类、专业类、专业。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。专业大类及专业类是相对稳定的，专业具有相对灵活性。专业大类及专业类是相对稳定的，专业具有相对灵活性。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，也可依据学校可在相关的专业类中增设目录外的专业，也可依据学校可在相关的专业类中增设目录外的专业，也可依据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，以专业目录中的专业名称，以专业目录中的专业名称，以专业目录中的专业名称，以“（）”形式标出专业方形式标出专业方形式标出专业方形式标出专业方向或本校该专业内涵的特色。向或本校该专业内涵的特色。向或本校该专业内涵的特色。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，兼顾分类以产业、行业或职业岗位群为主要依据，兼顾分类以产业、行业或职业岗位群为主要依据，兼顾分类以产业、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：目录学科性质，对职教专业的类别进行划分。如：目录学科性质，对职教专业的类别进行划分。如：目录学科性质，对职教专业的类别进行划分。如：目录大类的划分中，第大类的划分中，第大类的划分中，第大类的划分中，第2 2大类大类大类大类交通运输大类，涉及交通交通运输大类，涉及交通交通运输大类，涉及交通交通运输大类，涉及交通部、铁道部、民航总局等，因都是交通运输类的行业，部、铁道部、民航总局等，因都是交通运输类的行业，部、铁道部、民航总局等，因都是交通运输类的行业，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。因此把它们归为一个专业大类。因此把它们归为一个专业大类。因此把它们归为一个专业大类。27274、适应性与针对性结合的原则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。专业设置实行适应性与针对性，即宽与窄的关系。专业设置实行适应性与针对性，即宽与窄的关系。专业设置实行适应性与针对性，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：宽窄并存的原则，该宽则宽，该窄则窄，宽窄适度；如：宽窄并存的原则，该宽则宽，该窄则窄，宽窄适度；如：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涉及英语的专业名称中既有涉及英语的专业名称中既有涉及英语的专业名称中既有“应用英语应用英语应用英语应用英语”这一较宽的专这一较宽的专这一较宽的专这一较宽的专业，又有业，又有业，又有业，又有“商务英语商务英语商务英语商务英语”、“旅游英语旅游英语旅游英语旅游英语”等具有较强针对等具有较强针对等具有较强针对等具有较强针对性的专业。性的专业。性的专业。性的专业。3、普遍性与多样性结合的原则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，各省市原则意见提出，除全国的目录外，各省市原则意见提出，除全国的目录外，各省市原则意见提出，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。同时目录还可以采用具有地方特色的补充目录。同时目录还可以采用具有地方特色的补充目录。同时目录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中同一名称的专业，不同地区、不同院校可以有不同中同一名称的专业，不同地区、不同院校可以有不同中同一名称的专业，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，来设置具的外延和内涵，提倡有不同的侧重与特点，来设置具的外延和内涵，提倡有不同的侧重与特点，来设置具的外延和内涵，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。有本校特色的课程和实习实训环节。有本校特色的课程和实习实训环节。有本校特色的课程和实习实训环节。2828 二、高职、中职的专业设置中职目录：中职目录：2929三、电气专业技术的总体发展趋势三、电气专业技术的总体发展趋势：20 20世纪电气工程和电子信息领域已经经历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：了四次重大的技术重点转移：qq由电力传输与旋转机械向电子学的转移；由电力传输与旋转机械向电子学的转移；由电力传输与旋转机械向电子学的转移；由电力传输与旋转机械向电子学的转移；qq由分立元件电路向集成电路的转移；由分立元件电路向集成电路的转移；由分立元件电路向集成电路的转移；由分立元件电路向集成电路的转移；qq由模拟向数字电子学的转移；由模拟向数字电子学的转移；由模拟向数字电子学的转移；由模拟向数字电子学的转移；qq由固定的向可编程数字硬件的转移由固定的向可编程数字硬件的转移由固定的向可编程数字硬件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、基本技能和技术重点的转移已经对基本知识、基本技能和技术重点的转移已经对基本知识、基本技能和技术重点的转移已经对基本知识、基本技能和当当当当今实验设计对象的性质发生重大影响今实验设计对象的性质发生重大影响今实验设计对象的性质发生重大影响今实验设计对象的性质发生重大影响。3030三、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。学生掌握的技术面更宽。3131 自动化控制系统为三电一体化控制，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体化的控制系统。原来只做电气控制的PLC已扩展到已扩展到DCS（仪表控制）领域。交（仪表控制）领域。交流变频传动全面替代直流传动，中小容量流变频传动全面替代直流传动，中小容量（0.4-4000kVA）采用）采用IGBT变频器，大容量变频器，大容量（7.65-12MVA）采用）采用IEGT和和GCT变频器。变频器。变频器内部采用微机控制，变频器与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。通过现场总线通信连接。三、电气专业技术的总体发展趋势3232 对电气运行与控制等专业毕业生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、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。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3333四、如何制定专业标准2.以电气运行与控制专业为例以电气运行与控制专业为例 3.课程开发及其标准课程开发及其标准 机床电器控制为例机床电器控制为例 1.基本方法与思路基本方法与思路 3434 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.基本方法与思路基本方法与思路 3535 工作任务分析的步骤：主的持范人围说与明方分法析工作项目分析工作任务分析工作职责分析职业能力分析实训室分析操作频率与难易分析3636*专业工作任务分析表专业工作任务分析表主持人：主持人：参与人员：参与人员：日期：日期：工作项目工作项目工作任务工作任务工作职责工作职责职业能力职业能力1.1.1-11-11-1-11-1-11-1-21-1-21-21-21-2-11-2-11-2-21-2-21-31-31-3-11-3-11-3-21-3-22.2.2-12-12-22-23737 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）。3838 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。基本参照点是工作项目，同时也要考虑工作任务。3939 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。4040 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。4141 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。4242（二）课程内容分析 基本参照点是工作任务中的工作职责序号序号 工作任务工作任务操作知识操作知识理论知识理论知识工具材料工具材料教学要求教学要求参考学时参考学时*课程4343 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。4444 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。45452.以电气运行与控制专业为例以电气运行与控制专业为例 3.课程开发及其标准课程开发及其标准机床电器控制为例机床电器控制为例 4646研究生专业研究生专业0811 控制科学与工程 081101 控制理论与控制工程 081102 检测技术与自动化装置 081103 系统工程 081104 模式识别与智能系统 081105 导航、制导与控制4747研究生专业研究生专业0808 电气工程电气工程 080801 电机与电器 080802 电力系统及其自动化 080803 高电压与绝缘技术 080804 电力电子与电力传动 080805 电工理论与新技术4848研究生专业研究生专业 0812 计算机科学与技术计算机科学与技术 081201 计算机系统结构 081202 计算机软件与理论 081203 计算机应用技术4949