崔博文

(集美大學(xué) 輪機工程學(xué)院，福建 廈門　361021)

一、引　言

電氣工程是與電能生產(chǎn)和應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)，同時它也是工程教育系列中的一個學(xué)科。電氣工程及其自動化專業(yè)主要研究電能的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、控制、儲存和利用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)科之間的交叉和融合已經(jīng)成為新世紀(jì)科技發(fā)展的新特點。電氣工程學(xué)科也不例外，電子技術(shù)和計算機技術(shù)也已經(jīng)滲透到傳統(tǒng)的電氣工程學(xué)科的各領(lǐng)域。傳統(tǒng)的石油、煤炭等資源型能源日益枯竭，水利能源開發(fā)已接近飽和，太陽能、風(fēng)能、潮汐能等新能源研究也已經(jīng)成為電氣工程學(xué)科重要的研究領(lǐng)域和發(fā)展方向?！拔锫?lián)網(wǎng)”及“智能電網(wǎng)”概念的提出，更是給電氣工程學(xué)科提出了一個新的要求和發(fā)展方向。另外，不同高校的特色專業(yè)背景要求高校所培養(yǎng)的專業(yè)人才在具備基本的電氣工程及其自動化技術(shù)素質(zhì)的同時，還能適應(yīng)本行業(yè)特色專業(yè)任職要求。在這種情況下，如何培養(yǎng)社會適用、滿意的人才，是高校必須認(rèn)真解決和面對的重大課題。

二、專業(yè)特色的形成

航海類院校早期多為交通部部屬院校，航海類高校早期大都有船舶電氣專業(yè)，且設(shè)有相應(yīng)的船舶電氣教研室。船舶電氣專業(yè)是培養(yǎng)高級船員、船舶電機員的航海主干專業(yè)之一。多年來電機員在船舶各項自動化裝置的維護和修理工作中發(fā)揮了重要作用，確保了船舶的正常行駛。1997年STCW78/95公約的生效實施使得船舶電機員職務(wù)在船舶中不再作為強制配員,國家海事局也因此不再對船舶電機員實施評估、考試和發(fā)證。十幾年來,電機員一度在一些船舶上消失。后來，隨著高校專業(yè)設(shè)置的調(diào)整，相應(yīng)地，高校也設(shè)置了通用的自動化或電氣工程及其自動化專業(yè)。但航海類高校原有的船舶電氣教研室由于船員教育需要仍然保留。由于早期的船舶電氣教育特色，航海院校就自然形成了以船舶自動化為特色的船舶電氣教育特色。

近年來，隨著船舶配套設(shè)備的技術(shù)發(fā)展，尤其是網(wǎng)絡(luò)及電子自動化設(shè)備在船上越來越廣泛的使用，船舶工業(yè)的電氣自動化程度越來越高。另外，隨著電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)和電機技術(shù)的迅速發(fā)展，船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)已經(jīng)取得新的突破，并且廣泛應(yīng)用于大中型常規(guī)船舶，電力推進(jìn)將成為未來船舶動力裝置的主要發(fā)展趨勢。

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及計算機和電子設(shè)備在船舶營運中的日益廣泛運用，要求船員具備特殊的知識和技能。2007年1月IMO在倫敦召開的國際海事組織培訓(xùn)和值班標(biāo)準(zhǔn)分委會(STCW)第38次會議中同意在STCW公約規(guī)則中引入電子船員的定義。新的電子電氣船員不同于原來的船舶電機員，它的業(yè)務(wù)范圍既包括原來的船舶電氣部分，同時又包括船舶報務(wù)員及駕駛臺上部分電氣設(shè)備。根據(jù)IMO在STCW78/10修正案中規(guī)定，每一艘主推進(jìn)裝置在750 kW及以上的船舶必須有一名持有適任證書的電子電氣員的強制性最低要求。

為了實現(xiàn)這樣一種教育目標(biāo)，大連海事大學(xué)早在2007年就設(shè)置了船舶電子電氣工程專業(yè)，并當(dāng)年招生，集美大學(xué)也在2010年輪機工程專業(yè)中附設(shè)船舶電子電氣專業(yè)方向招生。這標(biāo)志著船舶電子電氣專業(yè)已經(jīng)正式成為一個新的專業(yè)方向。而這一新的專業(yè)明確表明了航海高校的專業(yè)特色。

三、培養(yǎng)目標(biāo)

本專業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展需要，德智體全面發(fā)展，獲工程師基本訓(xùn)練，具備電氣基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識和技能，綜合素質(zhì)好，能在航運及相關(guān)企事業(yè)單位從事電氣設(shè)備及其自動化控制系統(tǒng)運行管理、產(chǎn)品研發(fā)、工程設(shè)計與施工、系統(tǒng)集成以及設(shè)備檢修等工作的高級工程技術(shù)人才。

根據(jù)培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用性的電氣工程技術(shù)人才的既定目標(biāo)，在本科培養(yǎng)方案上，不僅要求學(xué)生掌握電工技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制理論、信息處理、計算機技術(shù)與應(yīng)用等方面的基本理論、基本知識和基本技能；接受電工電子、信息控制及計算機方面的基本訓(xùn)練，既具有電氣工程方面的專業(yè)知識和技能，又具有工業(yè)過程控制和信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基本技能，專業(yè)面寬，具備解決既有強電又有弱電的寬口徑專業(yè)問題的能力；注重與現(xiàn)代化企業(yè)的長期緊密接觸，共建人才實習(xí)基地，密切注意企業(yè)人才需求動態(tài)。

四、培養(yǎng)方案設(shè)置

由于航海院校電氣工程及其自動化專業(yè)部分學(xué)生有上船期望，而部分學(xué)生又在岸上工作。因此，航海院校的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)既不同于現(xiàn)有的船舶電子電氣工程專業(yè)，也應(yīng)區(qū)別于普通院校傳統(tǒng)的電氣工程及其自動化專業(yè)。

為了實現(xiàn)這樣的學(xué)科建設(shè)目標(biāo)，在課程設(shè)置上既要考慮到岸上專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)，也要根據(jù)IMO對電子電氣員的要求，針對性地設(shè)置相應(yīng)的科目。因此，在專業(yè)培養(yǎng)方案中設(shè)置兩個專業(yè)方向，其一為電氣自動化，其二為電子電氣工程。方向一主要為岸上專業(yè)設(shè)置，方向二為電子電氣員培養(yǎng)需要設(shè)置。為此，教學(xué)培養(yǎng)方案設(shè)置如下幾個模塊：通識教育模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊、專業(yè)課程模塊、專業(yè)選修模塊、公共選修課程模塊、實踐訓(xùn)練模塊。通識教育模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊和專業(yè)課程模塊為兩個專業(yè)方向共有的課程，兩個專業(yè)方向完全一致。

通識教育模塊為學(xué)校根據(jù)大學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)統(tǒng)一設(shè)置。在專業(yè)基礎(chǔ)模塊中設(shè)置電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機原理及接口技術(shù)、機械基礎(chǔ)和自動控制原理等課程。專業(yè)課程模塊設(shè)置傳感器與檢測技術(shù)、信號分析與處理、電力電子技術(shù)、電機學(xué)、計算機控制技術(shù)、電氣控制與PLC等課程。專業(yè)選修課程模塊設(shè)置兩個專業(yè)方向課程組，電氣自動化專業(yè)方向設(shè)置運動控制系統(tǒng)、繼電保護及自動化裝置、工廠供電、開關(guān)電源等課程，電子電氣工程專業(yè)方向設(shè)置船舶電力推進(jìn)技術(shù)、船舶機艙自動控制系統(tǒng)、船舶電站及自動化裝置、船舶輔機拖動控制系統(tǒng)等課程。

另外，根據(jù)學(xué)科及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，設(shè)置LED照明技術(shù)、無線傳感與RFID技術(shù)、新能源及智能電網(wǎng)、現(xiàn)場總線及分布式控制系統(tǒng)、電力系統(tǒng)及其自動化、船舶電力系統(tǒng)設(shè)計、船用儀器儀表、船舶通訊與導(dǎo)航、組態(tài)控制技術(shù)等課程。

五、實踐教學(xué)

電氣工程及其自動化專業(yè)是一個實踐性非常強的工科專業(yè)。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括課程實驗、生產(chǎn)實習(xí)、認(rèn)識實習(xí)、課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)。

1.課程實驗

課程實驗應(yīng)有利于提高學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和分析和處理問題的能力。為保證教學(xué)效果，單獨設(shè)課開設(shè)實驗的主要有：電路分析實驗、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)實驗、單片機原理及接口技術(shù)實驗。這些課程實驗內(nèi)容包括必做基礎(chǔ)性實驗、選做提高性實驗和綜合設(shè)計性實驗。為保證教學(xué)效果，電機學(xué)、電力電子技術(shù)、運動控制系統(tǒng)、傳感器及檢測技術(shù)、電氣控制與PLC、船舶機艙自動控制系統(tǒng)、船舶電站及自動化裝置、船舶輔機拖動控制系統(tǒng)等其他課程都有相應(yīng)的實驗內(nèi)容。今后這些課程實驗將進(jìn)一步增加設(shè)計性、綜合性和自主性實驗的比例,同時,組織并鼓勵學(xué)生參加各類學(xué)科競賽、科技創(chuàng)作活動,增設(shè)自主創(chuàng)新實踐學(xué)分。

2.課程設(shè)計

課程設(shè)計旨在加強學(xué)生對本課程及相關(guān)課程理論及專業(yè)知識的理解和掌握，訓(xùn)練并提高其在理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程繪圖、資料文獻(xiàn)查閱、運用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范及計算機應(yīng)用等方面的能力；同時，為其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(論文)奠定良好的基礎(chǔ)。

學(xué)生學(xué)完模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)課程后進(jìn)行綜合的電子技術(shù)課程設(shè)計。課程設(shè)計題目選擇要求覆蓋面廣，既有模擬電路，也有數(shù)字電路；既有理論計算和設(shè)計，又有制作和調(diào)試。另外，隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，因此，利用電力電子及運動控制實驗室的MCL型實驗平臺開設(shè)電力電子技術(shù)課程設(shè)計。同時，開設(shè)電氣控制系統(tǒng)綜合課程設(shè)計，將電子技術(shù)、電機學(xué)、傳感器、電力電子技術(shù)、運動控制系統(tǒng)、自動控制理論、單片機原理與接口設(shè)計、電氣控制與PLC應(yīng)用等相關(guān)課程聯(lián)系起來, 開設(shè)多個選題, 根據(jù)所用控制器件的不同，分別開設(shè)單片機、PLC、DSP組，控制對象可以是水溫度、LED、開關(guān)電源、電機等，要求學(xué)生針對某一選題, 在教師提供的開放式平臺的基礎(chǔ)上進(jìn)行自主設(shè)計, 獨立實踐。

3.實驗室建設(shè)

充分利用交通部共建項目資金建設(shè)了單片機、電機系統(tǒng)、電力電子、運動控制、DSP電機控制及倒立擺實驗室，利用社會力量與世界知名企業(yè)ABB合作建立了ABB PLC聯(lián)合實驗室，同時投入200萬元建設(shè)了船舶電力推進(jìn)實驗室。這些實驗室既能進(jìn)行驗證性實驗，同時也能進(jìn)行綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計性實驗。在ABB PLC聯(lián)合實驗室里，各實驗箱集成Ethernet太網(wǎng)通訊功能，支持多種現(xiàn)場總線通訊擴展功能模塊，同時配備8層電梯模型及自動化立體倉庫模型，這有利于學(xué)生進(jìn)行基本PLC編程實驗及綜合性控制實驗。船舶電力推進(jìn)實驗室同時采用PLC及DSP控制模塊，有利于培養(yǎng)及拓展學(xué)生的綜合分析能力，同時這樣的直觀實驗平臺，既滿足了岸上專業(yè)的實驗要求，也有利于船舶電子電氣員的培養(yǎng)。

4.教學(xué)實習(xí)

船舶電子電氣方向除開設(shè)基本安全訓(xùn)練、精通救生艇筏和救助艇訓(xùn)練、高級消防訓(xùn)練和急救訓(xùn)練外，還有為期4到6周的海上認(rèn)識實習(xí)，通過船舶海上認(rèn)識實習(xí)可使學(xué)生熟悉船舶電氣設(shè)備的使用與維護，同時通過與廈船重工有限公司共建實習(xí)基地，使學(xué)生在實習(xí)過程中了解船舶電力系統(tǒng)、船舶電站及船舶電氣設(shè)備的種類及功用。

岸上專業(yè)方向利用校內(nèi)的電工電子實訓(xùn)中心、柔性制造中心及船舶機艙實驗中心等熟悉運動控制系統(tǒng)的實現(xiàn)及控制系統(tǒng)構(gòu)成。同時與ABB中壓電氣公司、閩光電氣公司、科華恒盛有限公司等建立本科實習(xí)基地，利用這些校外基地進(jìn)行生產(chǎn)實習(xí)可使學(xué)生熟悉開關(guān)柜、開關(guān)電源的生產(chǎn)及管理，增強感性認(rèn)識。

六、結(jié)　語

電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)模式是一個不斷完善、不斷發(fā)展的過程，特別是對于航海院校這樣的特色專業(yè)，既要遵守一般的專業(yè)教學(xué)規(guī)范，也要考慮到學(xué)校的專業(yè)特色。今后應(yīng)根據(jù)學(xué)科發(fā)展規(guī)劃及社會對人才的需要，不斷完善專業(yè)教學(xué)計劃和培養(yǎng)模式。同時要進(jìn)一步擴大與企業(yè)合作力度，爭取建設(shè)更多的校外實踐基地，為專業(yè)實習(xí)提供更多更好場所。積極探索校企聯(lián)合培養(yǎng)模式，為社會培養(yǎng)更多適用人才。

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