电气工程专业综合实践基地建设

摘 要：重庆理工大学电气工程系于2010年成立“电气工程专业综合实践基地”.从三方面探讨了基地建设措施：构建“阶梯式”实验实践教学体系,循序渐进地提升学生工程应用能力；打造校内工程训练平台——电力系统三维全景动态模拟平台,再现真实的发、输、变、配全景过程；与重庆三峡水利发电有限公司合作建设校外工程实践基地,于2012年获批为重庆市“本科教学工程”大学生校外实践教育基地.实践证明该基地采取了切实措施打造了学生工程能力、创新能力提升平台,取得了良好的效果,为工程教育改革积累了经验.

关 键 词：工程实践基地；实践教学体系；电气工程及其自动化

作者简介：蒋东荣（1970-）,男,重庆人,重庆理工大学电子信息与自动化学院电气工程及其自动化系系主任,副教授；贺晓蓉（1973-）,女,四川德阳人,重庆理工大学电子信息与自动化学院,副教授.（重庆400050）

基金项目：本文系重庆市高等教育教学改革重大项目“电气信息类工程应用型人才培养模式的研究与实践”（编号：101102）、重庆市2010年人才培养模式与创新实验区（“宽口径、大工程”观下的电气信息类应用型人才培养模式创新实验区）的阶段研究成果.

中图分类号：G647文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）03-0155-02

电力工业是支撑我国国民经济和社会发展的基础性产业和公用事业.“十二五”开局以来,重庆经济社会快速发展,电力需求保持较快增长,电煤供应紧张形势短期内难以改变.重庆市本身能源资源不足,发展特高压电网,发挥大通道、大市场、大交易的作用能有效提高重庆的能源保障能力和水平.特别是国家“智能电网”规划的实施,迫切需要一大批优秀的电气工程师.重庆理工大学作为重庆市重点建设高校,肩负着培养和输送高级科研、工程人才的重要使命.为适应电力行业的迅猛发展及对工程应用型、创新型人才的迫切需求,依托电力行业,重庆理工大学电气工程及其自动化系于2010年成立“电气工程专业综合实践基地”.三年间我系以基地建设为契机,通过构建“阶梯式”工程教育实践教学体系、校内校外双管齐下建设工程实践教育平台等措施,切实改进了电气系工程训练环境,有效打造了学生工程能力、创新能力提升平台,成为我校培育创新型工程人才和发展、怎么写作国家和地方经济的标志性实践教育基地.

一、“阶梯式”工程教育实践教学体系

工程创新人才培养需要良好的工程教育环境和富有特色的工程创新人才培养活动体系.为此基地构建了“工程入门—工程基础—工程专项—工程综合”阶梯式工程实践体系,见图1.

通过开设阶梯式工程教育实训系列课程,每一个阶段完成对一种能力的训练,循序渐进地提升学生工程认知、实验、设计、实施和创新能力,体现了工程能力训练的渐进性.本体系的设计是在充分调研、学习、借鉴国内外先进的工程教育经验,并结合行业对人才培养的要求和对本行业人才培养规律的独特认识的基础上形成的.同时,基地经过近三年的逐步完善和不断实践,工程教育和实训平台日趋成熟和完善,其人才培养的质量和效果得到社会各界的充分肯定.因此该体系的科学性、合理性和可操作性得到了实践的充分证明和肯定.

二、校内工程训练平台建设——电力系统动态模拟平台

基地通过学校支持和地方共建等资金在校内建成了“电力系统动态模拟平台”.该平台再现真实的发、输、变、配全景过程既能支持教师的科学研究,又能培养学生的电力系统运行、控制、维护、管理等工程实践与科技创新能力,实现与电力行业需求的无缝对接.该平台包括：发电运行与控制实训系统、输变电运行与控制实训系统、供配电实训系统、电气控制与仿真分析实训系统、高压电气设备绝缘检测技术的实训系统.

1.发电运行与控制实训系统

涵盖原动机、发电机组、升压站等一次设备和微机励磁、微机调速、机组自动化、电站微机监控等二次设备,真实再现发电运行与控制环境,用于教师和学生的发电运行与控制实训.通过实训,巩固学生基础知识,提升专业技能,更重要的是使师生能熟习发电运行与控制环境,掌握发电运行规程、发电一、二次系统结构、发电控制流程与方法、发电常见故障与应对处理,从而培养学生发电运行、控制、维护、管理能力.

2.输变电运行与控制实训系统

以220kV及以下输变电为对象,根据输电线路及变电站控制、运行、维护的岗位需求,将理论知识和现场实际操作技能相结合,建立涵盖输变电运行管理、继电保护及自动装置、调度自动化的实训系统,训练和培养学生设备维护与检查、倒闸操作、事故处理等实际操作技能.

3.供配电实训系统

建立真实的110kV以下配电和工厂供电实训系统,涵盖供配电一、二次系统及配网自动化设备,旨在培养具备供配电和工厂供电系统运行与监控、设计等方面的理论知识、专业操作技能和综合运用素质的高级专业技术应用型人才.

4.电气控制与仿真分析实训系统

通过半实物在线控制仿真装置、风光互补新能源控制装置、电网电能质量控制与谐波治理装置培养学生电力电子技术与自动控制技术的应用能力；购进PSS/E仿真计算分析软件,进行电力系统的潮流、经济运行、短路分析、暂态稳定分析、继电保护定值、谐波分析与控制仿真、系统运行可靠性分析等计算.

5.高压电气设备绝缘检测技术的实训系统

通过绝缘材料和高压设备内外绝缘的耐压、介电、介质损耗等性能测试装置,培养学生对直流、交流和脉冲高电压等过电压产生原理、过电压下绝缘材料和高压设备内外绝缘性能的认知和实验技能；购进绝缘故障检测分析装置,培养学生对绝缘材料高电压耐受力的测试、监控及过电压防护与绝缘配合的技能.

通过电力系统动态模拟平台的建设,以贴近电力行业的要求建设实训基地软硬件设施,有利于营造出与现场新技术、新设备高度同步的工程实践环境,体现了电气系工程训练的整体性、综合性和系统性,提升学生的工程实践能力.三、校外工程实践基地建设——“本科教学工程”大学生校外实践教育基地

借助教育部关于开展“本科教学工程”大学生校外实践教育基地建设工作的契机,我系与重庆三峡水利发电有限公司深化合作,以“互利共赢、共同规划、共同发展”为原则,共同构建了一个培养应用型人才的工程实践教育中心——重庆理工大学—重庆三峡水利发电有限公司工程实践教育基地.该基地2012年成为重庆市“本科教学工程”大学生校外实践教育基地.

采用校内实训平台和校外实践教育基地进行工程实践能力联合培养的新机制,发挥企业具备真实工程环境和先进工程实践条件的优势,为培养学生的工程应用能力营造一个校外工程实践平台,可实现培养对象由学生向学生加企业员工的创新,实现培养师资由教师向教师加企业工程师的创新,实现工程应用型培训向创新型工程应用型培训的创新.目前该基地可提供生产实习、工程能力培训、校企联合毕业设计、卓越工程师培养、企业员工培训等多种实践形式.

1.生产实习

学生在企业进行认识实习和生产实习了解了电能发输变配用的全过程以及生产管理过程,在生产现场得到实践知识.

2.校企联合毕业设计

校企联合毕业设计学生由校内和校外双方导师共同制定毕业设计任务书.学生原则上在企业进行毕业设计,毕业设计课题必须选择来源于企业的技术分析、设计、调试、应用等,在企业导师的指导下,根据毕业设计任务书在校外企业完成毕业设计工作,但需定期向校内指导教师汇报工作进展情况.毕业答辩须回学校进行.

3.工程能力培训

开设系列工程能力培训课程,分层次培养学生的工程能力,工程能力培训课程I邀请企业的技术专家根据行业发展需求进行工程能力培训课程讲授,其授课形式不限,可采用课堂讲授或专题讲座等途径.工程能力培训课程II将学生按工程项目进行分组,不同的项目组由不同的教师带领,按照企业项目开发流程分配任务,完成项目研发过程,此阶段实习双导师制,根据企业实际情况可接纳部分学生在企业进行工程能力培训.

4.卓越工程师培养

我系于2010年入选重庆理工大学首批试点“卓越工程师培训基地”,而校外基地为卓越工程师的培养提供了良好的工程平台.卓越工程师在企业的实践期限为一年,培养分基本工程能力培养和综合工程能力培养两步进行实施.基本工程能力培养阶段学生深入重庆三峡水利发电有限公司,以常见高、低压电气设备为实训对象,进行看图、识图、画图、拆卸、装配、调试等基础工程能力实训.通过这个阶段的项目实训,使学生了解常见高、低压电气设备的结构,培养基本工程能力,掌握电气设备生产和检修流程.同时初步了解专业性质、行业应用、企业工作环境、企业要求等.

综合工程能力培养阶段根据企业实际问题或相关科研项目采取项目驱动制培养方式,即采用适合教学的典型工程项目或科研项目,开设工程设计、产品开发、发电运行与控制、设备检修与维护等四个模块的工程能力实训,双导师指导.使用与工程设计相一致的实验设备,使教学内容与工作实际接轨.通过进入实际项目进行工程实践,让学生初步掌握实际企业应用项目设计、开发与管理的基本方法和基本知识与能力,巩固开发经验、团队协作能力,将学生逐步转化为卓越工程师.

5.青年教师工程能力提升

我系安排青年教师到重庆三峡水利发电有限公司锻炼,主要针对那些缺乏工程实践经验的教师,安排他们到生产实践、管理怎么写作第一线实习,丰富和提高他们的实践知识与水平,提升青年教师的工程能力.

6.企业员工培训

一方面是对学生的企业导师进行教学技能培训,提高其理论素养,掌握教学的基本原理和方法,培训合格者后成为企业导师.另一方面是我系为企业员工开设研修班,让企业员工参加各种新知识、新理论、新方法、新技能的学习培训和继续教育,提高企业专业技术人员的整体素质.

通过几年的建设,我系初步构建了具有一定规模、长期而稳定的校外工程实践教育平台,为学生电气工程实践训练提供有力的支撑.今后学校计划将吸收不少于5家合乎基地发展要求的企业或科研院所加入我系的开放式实践教育平台,合作企业共同为基地提供实践教育资源,进一步改善我校电气专业的工程实践环境,增强优势领域的教学实力,形成学校教学平台建设支撑企业群发展、企业发展提升学校工程实践教学水平的良性互动局面.

四、结束语

我系依托电力行业,面向发、输、变、配电系统真实工程环境,构建了自己独特的阶梯式工程培训体系,创新了人才培养模式,进行了电气特色工程师培养.通过几年的发展,有效提升了教师和学生工程实践能力、科研能力与科技创新能力,实现了专业人才培养与电力行业需求的无缝对接.我系培养的学生具备突出的工程应用能力,就业质量高、用人单位评价好,每年就业率97%以上,其中约40%～50%的学生进入电力系统工作.今后拟通过进一步突出优势、强化特色,力争在“十二·五”期间将该基地建设成西部地区领先、设计理念领先、设备配置合理、训练模式先进及集教学、科研、社会怎么写作为一体的工程教育和科技创新实践基地.