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    创新型特色电气工程专业建设的探索与实践

    时间:2020-03-25 21:48:53 来源:早教700网 本文已影响 早教700网手机站


      摘要:为了保证我国稳定、持续的能源供给,以西南石油大学电气工程及其自动化专业为例,分析了电气工程及其自动化专业目前所具有的油气特色优势,探讨了立足石油、天然气、电力行业,打造特色鲜明的精品专业的建设方案。通过设置具有行业特色的培养计划,设定面向实际的实践课程,优化专业课程体系、创新教学方法和实践教学机制,以及建立紧密联系生产实践的科研体系,实现新型特色专业的办学目标,力争把西南石油大学电气工程及其自动化专业建成为具有较高水平、特色鲜明的本、硕专业。
      关键词:电气工程及其自动化;石油气行业;特色专业;建设方案
      作者简介:张安安(1977-),男,重庆人,西南石油大学电气信息学院,讲师,工学博士,主要研究方向:电力系统及其自动化、专业培养目标与课程体系建设;王洪诚(1955-),男,四川南充人,西南石油大学电气信息学院,教授,主要研究方向:电力电子与电力传动、控制理论与工程、人才培养方案。(四川 成都 610500)
      基金项目:本文系电气工程及其自动化四川省高校本科特色专业建设项目(川教函[2008]422号)、2009-2012四川省教学改革项目“以电工与电气信息实验教学中心为平台的实践教学体系的建设与改革”(川教[2009]288号)的研究成果。
      
      一、我国新能源的发展前景
      能源是国民经济和社会发展的基础,是人类社会赖以生存和发展的重要物质保障。随着石油和其他化石能源的日趋枯竭和全球对于温室气体排放引起的气候变化问题的关注,以太阳能、风能、生物质能等为代表的新能源已成为实现能源多样化、应对全球气候变化和实现可持续发展的重要替代能源。根据中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会组织专家撰写,以及中国工程院向国务院提交的中国可再生能源发展战略研究等报告预测,在国家鼓励政策的推动下,我国新能源将在2020 年、2030年和2050年分别占据我国能源消费量10%、30%和40%的比例,从补充能源分别向替代能源、主流能源和主导能源迈进。根据《可再生能源发展“十一五”规划》(国家发展和改革委员会,2008年3月)的要求,我国必须在保证现有能源供给的基础上大力发展以风力发电、太阳能光伏发电技术等为代表的可再生能源技术。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》将能源列为11个国民经济、社会发展和国防安全重点领域之首,重点研究耗能领域的节能关键技术,发展风能、太阳能、生物质能等发电技术并使之实现规模化应用,提高能源区域优化配置技术,攻克先进煤电、核电等重大装备制造核心技术等。四川也加快了发展新能源等战略性新兴产业,在成都、绵阳、乐山等地建设新能源产业园区。因此加强可再生能源研发及利用领域的基础研究和创新能力,是改善我国能源结构,实现可持续发展的关键所在。开展新能源应用基础研究,解决可再生能源的生产、输送以及使用的难题是电气工程学科的重要责任与使命。
      二、西南石油大学电气工程学科的特色
      西南石油大学(以下简称“我校”)的“电气工程”学科是我校的特色和优势学科之一,本科专业有电气工程及其自动化,相关本科专业有自动化、测控技术与仪器、通信工程、机械工程及自动化等,在校本科学生2800余人,硕士学位授权点有控制科学与工程一级硕士点(包括“电力电子与电力传动”二级学科硕士点)、控制工程(专业学位),相关博士学位授权点有“石油与天然气工程”(二级学科博士学位授权点“油气测控工程”)、硕士学位授权点有“仪器科学与技术”等,在校博、硕士研究生300余人。为本学科提供有力支撑的科研基地有:“测控技术与自动化”省重点实验室,“石油工程计算机模拟技术”省重点实验室,Rockwell援建的“油气自动化示范中心”,四川省“电工与电气信息实验教学示范中心”、“电气传动与控制实验室”、“电力系统综合自动化实验室” 和“电力系统继电保护实验室”等。我校还与国内三大石油公司建立了省部共建和人才培养、科技创新基地的战略伙伴关系,这些都是该学科建设与发展的有力保证。经过多年的发展,我校电气工程学科(专业)针对四川省区域经济发展、社会需求及国家能源战略,不断提高办学规模和办学水平,形成了鲜明的服务于石油、电力行业的特色优势学科,在地方经济建设和社会发展中,特别是石油行业中发挥着日益重要的作用。面对我国的能源困局,作为与能源紧密相关的我校电气工程学科(专业),我们必须以国家的能源战略为指引,结合自身的行业特色,努力为国家培养、输送高质量的专门人才。
      三、西南石油大学具有油气特色的专业建设的探索
      1.设立面向实际应用的人才培养目标
      电气信息类专业能力结构体现在以下三个方面:[1]
      1)获取知识能力,包括学习能力、表达能力和文献检索能力等;2)应用知识能力,包括应用知识能力、综合实验能力和工程实践能力等;3)创新能力,包括创新思维能力、创新实践能力和研究开发能力。
      我校电气工程及其自动化专业以培养学生实践创新能力为目标,对电气工程及其自动化的课程体系和培养计划进行深入研究,构建和实施以“通识教育为基础的宽口径专业教育”的课程体系。该课程体系应遵循“以‘学生为本’,实现‘知识、能力、人格’协调发展和综合提高”为原则,加强通识教育与基础教育,拓宽学科基础,凝炼专业特色,重视培养学生的综合素质和能力。低年级主要在通识教育和基础课程平台上培养,高年级按学生兴趣选择专业或专业方向,主要在专业学科基础课程和专业特色课程平台上培养,使同类各专业学生能做到交叉通融,扩大学生的学习自主权,激发学生学习的积极性、主动性和创造性。推动课程教学方法的改革,形成多种适合培养工科学生创新能力的启发引导教学法,如围绕“问题”展开的教学法、启发式教学法、探究讨论法、案例教学法、现场教学法;全面实施课程、教材、专业和教学团队建设。
      2.突出实践的教学内容
      考虑到专业的职责是要培养一大批具有创新精神和创新能力的工程技术人才,创新型人才除应具有开拓创新精神和团结协作精神外,还应具有很强的实际操作能力、工程设计能力、综合应用能力、科学研究能力、独立分析问题和解决问题的能力。因此,光靠理论教学是不行的,必须要加强实践教学。我们以电工与电气信息四川省实验教学示范中心为依托,开设了丰富而全面的实验课程,构建了以电工与电气信息实验教学中心为平台,以创新能力培养为核心的实践教学体系,实践教学实施分层次设置。
      在实验内容上,对现行的各专业随课程设置实验的实验内容进行了优化组合,实施分层次组合并开设实验,每个专业形成2-4门独立的实验课程,实现知识教育—综合教育—创新教育的实验教学过程。在具体实验项目的设置上,通过深入研究,必须大幅度删减压缩验证性实验项目的内容及个数,其比例要小于实验总项目数的30%;大幅度增设综合性、设计性、研究性与创新性实验项目的内容及个数,其比例要大于实验总项目数的70%。在实验教材的建设上,严格按照验证性、设计性、综合性、实训性和研究性实验,并力争做到有一定的推广价值。同时,加强与油气行业企业的联系,鼓励研究生直接到油气田行业的相关企业实习,直接参与第一线的生产、科研等工作,使学生们在理论联系实际的同时,还增强了自身的工作能力。
      3.紧密结合企业需求开展科研活动
      考虑到石油气行业是我校的主要合作行业之一,因此我们针对该行业的特点,卓有成效地开展了一系列的紧密联系企业实际需求的科研活动。油气田是国家能源生产的重要基地,同时也是能源消耗大户,为了保障生产同时实现能源的就地转换,节约运输,降低损耗,提高企业经济效益,在一定规模的油气田,大多建立了企业自己的独立电网,以自备发电为主、国家电网补充的方式来运行。油田的自备电网往往是包括了发电、输电、配电以及大量生产和民用负荷的大型企业电网,并通过联络线与国家骨干电网相连。由于油田供电和负荷的特殊性,使得油田电网的无功波动更为频繁,电能质量问题更加突出,并且其稳定性更易受到自然灾害和外界因素的影响。我专业课题组的研究主要包括以下几个方面。
      (1)通过无功补偿、谐波抑制等技术提高油田电网的功率因数或电能质量。
      (2)采用变频调速等新技术对油田的抽油机、风机或水泵等大型耗能设备或生产工艺进行改进,以提高电能的利用效率;或是采用太阳能、风能等清洁能源供电,以减少污染物的排放。
      (3)构建更合理的油田电力系统,通过各自备电网的互联等技术增加油田自备电网的稳定性。
      (4)结合国家的能源发展战略,研究新能源及电动汽车应用方面的问题。
      近几年在油田自备电网优化运行方面已经取得了一定效果,先后在塔里木油田、大港油田和青海油田得到应用,受到企业的支持和欢迎;在抽油机、注水泵交流变频调速节能改造方面也取得了较为显著的成果。
      4.我校电气工程及其自动化专业的发展计划
      增强我校为满足四川省区域经济发展和新能源开发利用需要的“电力电子与电力传动”、“电力系统及其自动化”、“电机与电器”、“高电压与绝缘技术”等学科点的硕博士研究生培养能力,使硕士研究生年招生人数稳定在60人左右,博士研究生年招生人数稳定在10人左右。
      增强实验室对本科生的开放服务能力,提升本科生的创新性和核心竞争力,使我校电气工程学科群覆盖的电气工程及其自动化、通信电子工程等本科专业每届近360学生的培养质量显著提高。
      增强我校直接服务于石油工业和电力行业发展的能力。这需要电力电子与电力传动、电力系统及其自动化、电机与电器、高电压与绝缘技术等多学科的有机结合,提高我校电气工程学科群对抽油机节能、自闭电网谐波综合治理、新能源发电及并网技术的研发能力。
      
      参考文献:
      [1]李忠明.电气信息类专业本科大类培养模式探讨[C].第七届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会,青岛,2010.
      [2]王洪诚.西南石油大学特色建设专业情况汇报[R]. 成都:西南石油大学,2009.
      [3]祝龙记.加强电气工程专业建设,培养煤电特色的创新型人才[C].第七届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会,青岛,2010.
      (责任编辑:张中)

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