电气工程学科内涵范文

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电气工程学科的发展重在理论实践的结合，因此要重视理论基础的巩固，同时扩展知识面的宽度。随着现代社会的发展对新技术的要求，电气工程科技必须不断的进步和创新，其专业的人才必须掌握多方面的技术，把自动化专业技术和计算机信息技术综合在一起。

1.2重要性

在信息技术化的今天，电气工程影响着整个民族科学技术进步的水平。电气工程的开始要追溯到十九世纪上半叶“磁效应”和“电磁感应定律”的发现，电磁理论的发明奠定了电气工程的理论基础。不久，西方国家开设了电气工程专业。在我国，电气工程专业始于1908年的南洋大学堂，在之后的一个多世纪，开设该专业的大学数量不断增多，这是我国相关人才的匮乏的体现，电气工程专业在我国大专院校中的地位日益提高。

2专业建设

科学技术发展到今天，广泛的电气工程学科下的很多技术都陆续被独立出来，成为独专业的学科，但由于它们来自于电气工程学科，与电气工程的内容有着扯不断的联系，不是其他学科能够比较的。所以，现在电气工程具有良好的发展和就业前景。本专业把电气工程包含的所有专业以及交叉学科的相关知识都做了系统的分析，理论与实践相结合，注重德育的教育，培养了一大批合格的高技术型人才。电气工程专业将来会以电机控制、电力与电子技术、电力系统的自动化三个专业为发展方向。

3建议

为了更好的发展电气工程专业，把培养技术人才作为目标观念，采取开放性的人才策略，充分利用现有的人才，并不断培养和引进人才。就必须成立优秀的教师队伍，完善师资力量，培养和引进两手都要抓。

3.1人才引进

各学校要根据发展规划，积极引进拥有高资历的国内外人才，尤其是具有国家性的专业研究经历、参与过过国内河国外较大工程项目的人才。根据学校学科建设和教学的需要，制定引进计划和人员的数量。

3.2师资建设

积极培养现有的教师队伍，通过学习参观的方式进行深造。不断提高教师自身的水平，使各科老师的学历、年龄等结构分配上更加合理。加强年轻老师的计算机和外语水平，对其进行岗前培训，并加入到社会实践中。指定德高望重且教学水平高的老教师指导青年教师，使青年教师尽快了解教学重点，顺利进入教师的角色。针对青年教师的教学，学院可组织听课或座谈的形势，改进青年教师的教学方法，提高他们的教学质量。

3.3提高教学水平

教师教学水平与科学新领域的开拓息息相关，教学水平的高低影响着教师在学生面前的威信。教师是否有威信，也是教师的品质、能力、知识以及教育方式的一种体现，直接表现在学生在内心深处崇拜和敬佩的态度。老师的教学水平是影响着学生的学习兴趣和爱好，是影响教学效果的一个关键因素，是学生是否愿意接受教育的前提之一。自古以来，我国的教师就有着爱岗敬业、默默奉献、工作负责、为人师表、以学生做为根本的优良传统。对教师业务水平的管理，是各个学校对教师教学的能力以及水平进行帮助和提高的一种表现，是学校管理层为使教师具备精湛的专业知识、渊博的文化储备和教育教学方法，运用多种模式对教师业务水平有计划有安排进行整体加强的过程。由于教师是知识的传授者，并对学生的能力进行培养和发展，因此教师的水平直接对学生的智力开发有着影响。教师业务水平的管理，有助于提高专业知识的教学水平，教师只有对教材内容熟练的掌握和适度的拓展，才能更好的进行专业知识的教育，把合适的学习方法传授给学生，使学生对专业知识轻松的掌握和理解，很好的运用到现实生活中。

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二、关于电气学科环节的分析

1随着电气工程系统的不断健全，电气学科理论知识也在不断深化应用，这两者实现了相互促进。我国对于电气信息学科的划分包括以下内容，其属于工学门类，其学科分支有电气工程、信息通信工程、计算机科学技术等。无论是哪一个学科分支，其都以计算机应用为基础，这是电气学科的理论实践基础，也是电气工程的应用基础。随着时代的发展，其技术工程及其电磁类的基础学科得到有效结合。实现了对其现代电气工程的发展，满足了市场经济的发展需要。我国电气工程一级学科下设五个二级学科：电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术，电气工程包含的专业基础理论有电路原理、模拟电子、数字电子、微机原理与接口技术、单片机原理、自动控制原理、电磁理论、MATLAB仿真等。专业理论有电力系统及其暂态分析、电力电子、电机学、高电压与绝缘、电力拖动、输配电、工厂企业供电、电力市场等。

2目前来说，国外发达国家的电气工程专业体系是比较健全的，随着经济时代的发展，其内部理论实践体系日益健全，伴随着科学技术的发展而发展。在以前的电气工程专业中，国外发达国家的教学是以电力工程为主要的模式，随着知识经济时代的发展，其电子技术及其计算机技术逐渐成为电气工程的应用核心，其电气学科体系日益健全。有些国外高校的电气工程教学过程中，实现了对电力工程学科的取缔，取而代之的是电气工程的计算机应用教学，这满足了国际经济发展的局势，实现了对电气工程的更新，保障了电气学科系统的健全，确保其内部各个环节的有效协调，无论是电气学科的健全还是电气工程技术的更新，这一定程度提升了国外发达国家的发展的软硬实力。我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科，就是上海交大的前身，距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门，即我国最早的无线电专业，如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年，清华大学设置了电机系。建国后，我国建立了一大批以工科为主的多科性大学，其中大多设立了电机工程系。1977年以后，大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”，近几年来，部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同，但内涵有很大区别，我国大学一般都是强弱电分开，即电气类与电信类分设在不同的学院。

随着我国经济的发展，我国高校的电气工程教学中，电力学科也逐渐实现了与现代信息技术的融合，符合了国家信息化经济的法发展需要，这有效推动了我国的电气工程的学科应用系统的健全，进行其电气工程领域的技术创新模式的应用，保障其内部技术应用环节的优化。在此过程中，我们为了本国的电气经济的发展需要，需要进行国外电气学科的先进管理经验的汲取。国外发达国家的著名大学大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院，以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。与其他学科不断交叉融合，拓展了研究领域，大量的研究都是在跨学科领域开展的。与企业联系密切，科技成果转换能力强，引领产业技术更新。

三、关于电气技术发展前景的分析

电气技术的未来发展前景是非常广阔的，其影响着电力工业及其相关电力行业发展，可以说电气技术的应用发展，是国家经济建设的重要环节。电气技术的发展，也推动了可再生能源技术的深化应用，满足了国家经济的健康可持续发展，实现了对风电技术、光伏技术及其氢能的有效应用，这符合未来电气工程的发展需要，满足低碳经济的发展需要。特别是氢能技术的应用，氢能有其他能源无与伦比的优势，其反应后的生成物为水和氮化氢，对环境没有污染。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。单位重量的发热量叫热值，氢的热值是汽油的3倍，煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源，但目前还处在实验室阶段，距工业应用还有一段距离。超导技术的深化，满足了电气工程的发展需要，促进其综合社会效益的提升，通过对其超导储能系统的深化应用，实现对其电能的有效转换，实现对其电磁能的应用。它是一种高效的储能系统，能够实现对电网的安全性的提升，满足了实际工作的需要。保障电网安全。超导大容量电缆，可大大降低输电过程中的电耗，提高能源效率。灵活交流输电技术，用大功率电子器实现对电力系统电压、参数、功率、相位角等的实时调节控制，以实现电力系统的安全稳定性和输电过程中的能耗。

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中图分类号：F407文献标识码： A

一、电气工程技术的发展史

电气工程（Electrical Engineering）是现代科技领域核心学科之一，传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。21世纪的电气工程概念已经远远超出这一范畴，如今电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。电气工程的发展程度直接体现了国家的科技进步水平，因此，电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。

1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展

大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识，天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察，然而，人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国，1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器，1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等，这是人类对电的早期实验，之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。

（1）库仑定律。1785年法国物理学家库仑通过扭秤测量静电力和磁力总结出：两个电荷之间的作用力与它们间距离的平方成反比，与它们所带电荷量的乘积成正比，这就是著名的库仑定律。这一发现的历史意义在于它标志着人类对电磁现象的研究从定性阶段进入了定量阶段。

（2）“伏打电池”。1799年意大利物理学家伏特经过反复实验发现把任何潮湿物体放到两个不同金属之间都会产生电流，一年后伏特发明了世界上第一个电池，自此人类对电的研究由静电扩大到了动电，开辟了电学研究的新领域。

（3）奥斯特发现电流的磁效应和安培右手定则。1820年奥斯特偶然发现通电铂丝周围的小磁针发生轻微晃动，之后他经过反复实验证实了这一发现。其后安培进行了更深入的研究，提出了右手定则，发现了电流方向与磁针转动方向之间的关系。安培还通过实验发现了两个通电导体和两个通电线圈之间相互作用的规律，从而奠定了电动力学的基础。

（4）法拉第发现电磁感应。英国科学家法拉第是第一个成功完成磁生电实验的人，并归纳出产生感应电流的五种情况：一是变化着的电流；二是变化着的磁场；三是运动的稳定电流；四是运动的磁场；五是在磁场中运动的电线。法拉第把这一现象叫做“电磁感应”。电磁感应的发现使生产电成为可能，至今，发电机、电动机、变压器都是运用电磁感应原理工作的。

（5）麦克斯韦建立电磁场理论。英国数学家、物理学家麦克斯韦总结了前人的一系列成果，用数学方程式表示电磁场，建立了完整的电磁理论体系，揭示了光、电、磁本质上的统一，并预言了电磁波的存在。1873年他出版的电磁场理论经典著作《电磁学通论》是里程碑式的自然科学理论巨著。

任何科学发明与发现都是许许多多的科学家不懈努力的成果，德国物理学家欧姆、高斯、赫兹，美国物理学家亨利，俄国物理学家楞次等等都为电磁理论的形成作出过贡献，本文不在一一类举。

电磁理论的建立为无线电通信揭示的发展奠定了基础，19世纪通信技术取得了突破性成果，先后发明了有线电报、有线电话和无线通信。

2.电工技术的初期发展

人类社会发展历程中经历了三次工业革命，对人类的进步起到了巨大的作用。第一次工业革命从18世纪中叶到19世纪中叶，以瓦特发明的蒸汽机为标志，以机械化为特征，中心在英国；第二次工业革命从19世纪后半期到20世纪中叶，以工业生产电气化为主要标志，其成果是电力、钢铁、化工“三大技术”与汽车、飞机和无线电通信“三大文明”，其中心在美国和德国；第三次工业革命从20世纪中叶到21世纪初，以社会生产、生活信息化为特点，又叫新技术革命。第二次工业革命就是从电工技术初创和应用开始的。

（1）直流发电机的诞生。1831年英国企业家研制出了史上第一台发电机――蒸汽动力永磁发电机；1832年法国科学家匹克斯发明了世界上第一台直流发动机；1866年西门子发明了自激式励磁直流发电机；1870年格拉姆发明了实用自激直流发电机，结构可靠，电流稳定，输出功率大，被各国广泛采用作为照明灯电源。

（2）远距离输电和电力工业技术体系的初步建立。1875年法国巴黎火车站建成世界上最早的一座火力发电厂。爱迪生不仅发明了灯泡，他还在1882年建立了美国第一家直流发电厂，装有6台直流发电机，通过电缆输送照明用电，不过当时的最大输送距离只有1.6km。之后爱迪生还建立了一座水电站，形成了电力工业体系的雏形。

（3）交流发电机电荷电动机的诞生。1876～1878年俄国人亚布洛切科夫成功试验了单相交流输电技术。1885年，英国工程师菲尔安基设计的第一座交流单相发电站建成。同年，美国人威斯汀豪率领的团队完成了交流发电、供电系统，并创建了交流配电网。1883年，美籍电气工程师特斯拉发明了世界上第一台感应电动机，5年后他又发明了两相异步电动机和交流电传输系统。1888年，俄国工程师德布罗夫斯基和德尔伏发明了三相交流制。1891年，德国安装了世界上第一台三相交流发电机，并建成了第一条三相交流输电线路。自此，三相异步电动机得到了广泛应用，电能逐步取代了蒸汽成为动力源，电力工业得到了迅速发展。

3.电工理论的建立

（1）电路理论的建立。关于电路的早期研究有：1778年伏特提出了电容的概念，给出了导体上储存电荷的计算方法Q=CU；1826年欧姆发表了欧姆定律；1831年法拉第提出了电磁感应定律；1832年亨利提出了磁通量计算公式。

1845年德国物理学家基尔霍夫提出了关于任意电路中电流、电压关系的基本定律：电流定律（任意时刻电路中任何一个节点的各条支路电流的代数和为零）；电压定律（任何时刻电路中任意一个闭合回路的各元件电压的代数和为零）。这两个定律发展了欧姆定律，奠定了电路系统分析的基础。

1853年英国物理学家汤姆逊推导出了电路震荡方程，并得出了莱顿瓶发电过程中电流在反复震荡且不断衰减的结论，并计算出震荡频率与R、L、C参数之间的关系，奠定了动态电路分析的基础。1855年，汤姆逊还建立了长距离电缆的等效电路模型。

1893年美籍电气学家施泰因梅茨提出了计算交流电路的方法――“相量法”，其实用、易懂，至今在分析正弦交流电路时依然沿用此法。

其间，赫尔姆霍兹提出的等效发电机原理、基尔霍夫建立的长距离架空线路参数电路模型、亥维赛德找出的求解电路暂态过程运算法、傅立叶用数学方法建立的热传导定律等等都对电工理论的丰富和完善起到了重要作用。

（2）电网络理论的建立。通信技术的兴起推动了电网络理论的发展。1924年，福斯特给出了电感和电容二端网络的电抗定理，建立了由给定频率特性设计电路的电网络理论。

1945年美国科学家伯德总结出了分析线性电路和控制系统的频域分析方法。1953年梅森创建了采用信号流图分析复杂回馈系统的方法，并被广泛应用。20世界50年代美国科学家达默制成了第一批集成电路，从此电路理论中增加了对含源器件的电路分析和综合。20世纪70年代在L.O.Chua等科学家的努力下，器件建模理论逐渐日趋完善。20世纪中期计算机的出现使电网络的计算机辅助分析和设计成为电路理论研究中的基本手段。

4.新技术革命对电气工程技术的推动

20世纪中叶开始的第三次技术革命又称为新技术革命，以核能、宇航和电子计算机这三大技术为主要标志。这个时期的主要理论是信息论、系统论和控制论，这三大理论的创立为通信工程技术和现代科学技术的研究提供了全新的科学方法。

（1）计算机的升级换代对电气工程技术的推动。自19世纪第一台计算机问世以来，经过几十年的发展，计算机给人类社会带来了翻天覆地的变化，人类社会从此走进了信息时代。1952年出世的第一代计算机使用的是真空电子管，不仅体积巨大，而且耗电量惊人。1959年～1963年生产的第二代计算机用晶体管替代了真空电子管，大大提高了运算速度，减少了耗电量，减小了体积，运用在了军事和科研领域。1964年～1970年生产的第三代计算机用集成电路替代了晶体管，不仅极大地提高了运算速度而且降低了成本，计算机开始进入到了普及阶段。1971年至今生产的第四代计算机使用了超大规模集成电路，实现了计算机网络化，计算机普及到了个人。计算机的升级换代推动了控制技术的发展，形成了计算机管理生产系统，提高了生产效率和产品质量。

（2）电子信息技术的发展。电子信息技术是计算机技术和电信技术相结合而形成的技术手段。20世纪通信技术得到了迅猛发展，人类社会生活也由此发生了巨大变革，人类从此进入信息时代。

1920年人们发现电离层对无线电短波有反射作用。1935年人们发现了雷达并广泛应用于军事和民用通信领域。1964年美国发射了第一颗地球同步静止轨道通信卫星，突破了大气层对无线电波的屏蔽，实现了宇宙范围的无线电通信。20世纪70年代计算机网络系统的建立使人们开始通过互联网获取信息。20世纪80年代以后寻呼机和移动电话逐步得到广泛使用，现今信息服务业已成为世界上发展最快的新兴行业之一。

电气工程技术发展史再次印证了这样两个真理：一是任何理论的创立和技术的进步都要靠众多科学家甚至一代代人的不懈努力而实现，特别是在学科相互融合交叉的今天。二是科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步，科技是第一生产力，创新是社会发展的推动力。

五、电气学科的形成与发展

按我国高等教育学科划分，电气信息学科类属工学门类（门类编号08），其下设五个一级学科：电气工程（一级学科编号0808）、电子科学与技术（0809）、信息与通信工程（0810）、控制科学与工程（0811）和计算机科学与技术（0812）。这五个学科有着相同的学科基础，都是研究电磁现象及其应用的基础学科与技术工程的综合，电能的突出优点在于：它既是易于传输的工业动力，又是非常可靠的信息载体。电子科学与技术、信息与通信工程和计算机科学与技术都是从电类专业派生出来的弱电学科，在19世纪末电工科学技术已形成了电力与电信两大分支。

我国电气工程一级学科下设五个二级学科：电机与电器（二级学科编号080801）、电力系统及其自动化（080802）、高电压与绝缘技术（080803）、电力电子与电力传动（080804）、电工理论与新技术（080805），电气工程包含的专业基础理论有电路原理、模拟电子、数字电子、微机原理与接口技术、单片机原理、自动控制原理、电磁理论、MATLAB仿真等。专业理论有电力系统及其暂态分析、电力电子、电机学、高电压与绝缘、电力拖动、输配电、工厂企业供电、电力市场等。

19世纪末欧美大学先后设立了电气工程（Electrical Engineering）专业，100多年来，其名称虽然没变，但内涵已随着科技的飞速发展有了非常大的变化。过去欧美的电气工程专业是以电力工程为主，现在电子技术和计算机已成为该专业的核心，美国一些著名高校甚至已不开设电力工程研究方向。有些大学把计算机技术从电气工程系分离了出去，单独成立了计算机科学系。

我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科，就是上海交大的前身，距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门，即我国最早的无线电专业，如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年，清华大学设置了电机系。建国后，我国建立了一大批以工科为主的多科性大学，其中大多设立了电机工程系。1977年以后，大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”，近几年来，部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同，但内涵有很大区别，我国大学一般都是强弱电分开，即电气类与电信类分设在不同的学院。

100多年以来，电气工程学科已发展成为覆盖多门类交叉学科、应用领域广阔的完善的学科，形成了强弱电结合、软硬件结合、机电结合的学科特点。

六.国外发达国家电气工程学科的发展呈现以下趋势：

（1）在学科中融入大量信息技术知识。在全球信息化的当今，信息技术以指数速度进步，它曾对电气工程学科的发展起到了巨大的推动作用，还将为电气工程领域的技术创新提供工具与技术支持，对电气学科的发展产生了决定性作用。国外发达国家的著名大学（如耶鲁大学、麻省理工学院等）大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院，以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。

（2）与其他学科不断交叉融合，拓展了研究领域，大量的研究都是在跨学科领域开展的。

（3）与企业联系密切，科技成果转换能力强，引领产业技术更新。

七.电气技术的发展趋势

与电气工程学科相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业，电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。

1.可再生能源技术

1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%，预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%，21世纪，光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源――氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源，氢能有其他能源无与伦比的优势：

（1）清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢，对环境没有污染。

（2）储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。

（3）热值高。单位重量的发热量叫热值，氢的热值是汽油的3倍，煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源，但目前还处在实验室阶段，距工业应用还有一段距离。

2.输电信技术

超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。

（1）超导储能系统。将电能转换为电磁能，利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统，其使用将提高电网的安全性。

（2）超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性，快速限制电力系统故障短路电流，保障电网安全。

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作者简介：解璞（1977-），女，河北定州人，军械工程学院车辆与电气工程系，副教授；赵锦成（1962-），男，陕西西安人，军械工程学院车辆与电气工程系，教授。（河北 石家庄 050003）

基金项目：本文系军械工程学院教学研究课题（课题编号：Jxlx1382）的研究成果。

中图分类号：G643 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）25-0155-02

实验教学对于培养学生实践能力和创新能力具有不可替代的作用。[1]军械工程学院电气工程学科针对装备供电“安全、可靠、优质”的军事需求，围绕装备电气系统中电能的发、输、配、变、控、管、用等技术环节，以提高电气装备的性能和维修保障能力为目标，研究装备电气工程新理论、新技术和新方法，体现为机械与电气、强电与弱电、设备与系统相结合，技术内涵有别于民用电网，具有明显的军事特色和学科特色。本学科要求研究生除需熟悉电气工程学科的科学研究方法，具有独立获取新知识以及从事科学研究的能力，还应掌握较强的实验技能和解决实际问题的能力。

研究生的实践能力和创新能力是衡量研究生培养质量的重要指标。实验教学是电气工程学科教学的重要环节之一。然而，相比于课堂教学和学位论文研究，实验教学一直是研究生培养工作中亟待加强的环节。[2]重理论轻实践，致使大部分研究生理论水平很高，但动手能力和解决实际问题的能力欠缺。因此如何优化实验教学内容，丰富实验教学方法，打造实验教学平台，培养出综合性、创新型人才是实验教学的关键。

一、传统实验教学存在的主要问题

目前研究生的实验教学没得到足够重视，导致很多研究生实验课程变成了一种形式上的教育，成为研究生用来“混学分”的课程。究其原因，目前研究生实验教学主要存在以下不足之处。

1.实验内容设置欠合理

目前大多研究生实验沿用本科方式，依据理论教学的需要而设置，所开设实验中原理性、验证性的基本实验内容较多。由于受经费及现有实验条件的限制，针对装备电力系统发、输、配、变、用等各个环节电能的测量、调节、补偿、控制则只能部分地进行演示性实验，无法反映电力系统的动态环节，不同程度脱离工程实际和装备实际。另外，与研究生创新能力培养息息相关的综合性、设计性实验数量相对较少，实验内容趋简避繁，从而导致研究生只能进行低水平的重复实验，而缺乏对其创新性思维的培养。

2.实验教学方法不足

传统实验教学方法是教师在课堂上讲授实验内容、演示实验操作，再让学生在规定时间内按照固定实验步骤进行实验。这是一种灌输式的教学模式，比较局限与死板。研究生大多只是忙于完成实验内容，而对实验原理及实验过程中出现的问题没能进行独立而深入的思考。该教学模式严重制约了研究生的独立思考和解决实际问题的能力，无法达到应有的实验效果。

3.实验资源利用率低下

目前多数院校简单地按任务目标和所属部门划分实验室[3]，教学实验室基本不涉及科研工作，科研实验室很少顾及教学，人为地将教学与科研割裂开来，不利于实验室资源的充分利用。实验室开放不够，研究生很少有机会进入专业性更强、设备更先进的科研实验室进行综合性与研究性的实验。有些研究生导师会利用自己的课题经费购置或研制一些先进的实验设备，但出于对设备的保护，利用率低，很少为研究生实验教学所公用。

二、研究生实验教学改革中采取的措施

如何解决研究生实验教学过程存在的上述问题，充分利用实验教学提高电气工程研究生的创新能力？本文结合笔者在研究生实验课程教学中的体会，以及军械工程学院电气工程学科在研究生实验教学过程的实践经验，提出几点改革措施。

1.优化实验教学内容

实验内容的安排、选择及合理分配对实验教学是非常重要的。为此，我们根据电气工程学科不同层次、不同研究方向的研究生，由浅入深、由点到面，分层次优化实验教学内容。目前的实验内容主要分为：验证型实验设计型实验科研型实验。

验证型实验主要用于对研究生学员的基本实验技能进行培训。通过常规实验操作方法的培训，提高学员动手能力，为下一步进入论文阶段并顺利开展打下坚实的基础，每名研究生必须完成这一阶段的训练。

设计型实验主要培养研究生观察问题、分析问题及最终解决问题的能力。让研究生根据自己的专业研究方向设计具有综合性、典型性、开拓性和创新性的实验，由导师和任课教员共同指导学员查阅相关的参考资料，并对实验设计和实施给以指导和帮助。此类实验既锻炼研究生形象思维，又培养其逻辑思维，是促进研究生创新思维、创新意识和创新能力不断提高的有效途径，并可充分调动学员的创新意识和科学研究兴趣，为培养创新型人才打下良好的基础。通过综合实验的设计、实施、分析到完成实验任务，能更好地提高研究生的创新科研能力。

科研型实验是让研究生主动参与到科研实际。充分发挥学科优势，利用科研实验室资源和强大的科研队伍，与武器装备和科研课题接轨，将前瞻性、先进性的科研成果融入到实验教学环节中去，从而使研究生在进入做论文阶段之前熟悉各种专业设备并掌握现本学科中具有代表性的重要研究方法，了解和掌握现代最先进的技术思想，达到依托科研实践培养创新能力的目的，为研究生学员到部队任职打下坚实的基础。

实验教学内容改革要服从服务于人才培养的需要。军校研究生的培养，是为了适应军队建设和信息化条件下作战的需要，为我国国防现代化建设培养各级各类的自主创新人才。在进行实验教学内容优化时，必须在遵循本学科发展规律的前提下，针对武器装备建设和发展中面临的实际问题及研究生后续的课题，明确军事应用背景。

以本教研室的电气工程硕士点为例，该学科针对目前我军装备野战供电保障多采用内燃动力发电机供电而油料保障压力大、战场安全性低、制约军事意图实现等不足，为适应装备供电保障发展趋势，坚持自主创新，构建了风—光—柴混合能源互补供电系统。该微型供电示范系统填补了我军装备野战供电系统保障在混合能源互补供电领域的空白，并将此科研成果应用到研究生的实验教学中。目前依托该平台可开展混合能源互补供电组网、监控、分配、变换、防护等实验，使学员巩固理论知识，了解前沿动态，掌握实验方法，一方面为后续研究生学员开展新能源发电技术、实时智能控制器、新型蓄电池及其充/放电控制技术、混合能源互补供电能量管理与监控技术等方面的课题研究提供了基础和保障，另一方面也使实验课程的内容更加具体化，促进了课程教学内容改革和创新。

2.丰富实验教学方法

教学方法是实验教学的关键。研究生的培养目标是成为独立从事科研工作的个体，因此研究生的实验教学不能停留在传统的教条式层面上。

实验教学方法的改革就是要本着“学员为主，教员为辅”、“学员独立设计，教员重点辅导”的原则。在实验教学环节，有必要培养研究生的实验流程自行规划能力。比如对于验证型的实验，只给出实验节点要求，研究生则要按照自身的理解，自行设计实验步骤，并整理实验结果，甚至自行补充实验内容，进行创新性实验学习。在与研究生课题联系紧密的科研型实验中导师应尽量放手，让研究生充分发挥聪明才智，让实验教学成为一种探索、求知、求新的过程。

同时实验教学应贯穿于研究生培养的全过程，导师应及时根据研究生的课题进展情况，了解其实验中遇到的问题并给予指导或协助解决，让研究生少走弯路，提高效率，这也是一个教学相长的过程。通过这种研究式的实验，可以循序渐进地培养研究生独立分析解决问题的能力。

3.打造实验平台

实验平台是实验教学的保障。为弥补实际装备缺乏所造成的教学条件不足，利用科研资源优势改善研究生实验教学环境，解决实验教学对实际装备的依赖。我院电气工程学科依托军队“2110”装备野战电力支持实验室的建设，结合装备野战供电的发展趋势及需求，以“瞄准前沿、围绕目标、结合装备、强化特色”为发展目标相继搭建了军用电站装备综合技术保障、野战电力支持仿真、电能质量监测与控制3个特色鲜明并互为补充的实验系统。

（1）电力综合技术保障实验系统。该系统能培养电气工程研究生在装备野战电力支持方向的理论联系实际意识和基本实验技能，为电机学、电力系统分析、电气检测技术、供配电技术、电能质量分析与控制等专业课程学习提供了实验条件和良好的科研背景。

（2）野战电力支持仿真实验系统。该系统由1台高效专业服务器和6台台式计算机及显示设备和专业的电力支持仿真计算软件组成，该仿真系统可弥补实验技术的不足，提高研究进度，降低研究费用，具有灵活性、可重复性及安全性高的特点，研究生学员可在装备野战供电系统建模和稳态/暂态仿真分析计算，优化装备野战供电系统设计，提高系统的电能质量、控制运行系统的运行效率和安全稳定性等方向开展实验。

（3）电能质量监测与控制实验系统。该系统为开展负荷结构特性对电能质量的影响研究，实现了负载形式的典型、多样化，兼顾了实际和科研的需要。一方面配置了小型化的电机拖动、照明、变频调速电机、逆变装置等非线性、冲击性负荷，另一方面配置了电子负载、阻感负载等以便建立极端条件下的综合负荷模型，同时还具有国际先进水平的交/直流电压跌落模拟器，可模拟极端的电能质量问题。为研究生电能质量专业课程学习提供了实验条件，为硕士研究生的培养提供了科研环境手段。

目前该实验室面向研究生学员全面开放，共享及利用率较高，已能满足野战条件电能的产生、组网、分配、变换、监控和保障等方面的科学研究，可在更高的研究层次培养研究生创新能力。近三年来以实验室为背景，先后培养各类研究生12名，已毕业硕士研究生8名。实验室在建设中自主开发实现了部分功能，混合能源互补供电系统培养研究生3名，分别实现了混合能源互补供电系统的实时监控和铅酸蓄电池的虚拟测试；军用电站性能检测与测试分系统培养研究生3名，分别开展了军用电站电气参数检测及模块电源虚拟测试系统的研究；2名研究生则分别开展军用电站AVR检测诊断平台及逆变电源供电负荷适应性研究。把实际科研用的装置用于实验教学，使研究生在课程学习中就接触到课题了，这些设备就是下一步研究生做课题直接要用的设备，这些科研平台的设计、运行、实现方法都成为课题可借鉴的资料。这使研究生尽早接触到学科发展的前沿，拓展视野，并加强了研究生实践能力、创新能力的培养。

三、结语

几年来的实践证明，加强对研究生实验教学的改革，一方面加深了研究生对本学科理论知识的进一步理解和掌握，拓宽了知识面，另一方面也使他们学到了许多实验室工作的知识和技能，提高了实验动手能力、语言表达能力、组织教学的能力和理论联系实践的能力，培养了严谨的科学作风，促进了学业的进步。研究生教育要围绕学科特色优势，重视研究生扎实的实验基础、综合运用技能和创新思维的培养，同时还应优化实验教学内容，丰富实验教学方法，打造良好的实验平台，从而为实验教学提供良好的条件，进一步提高研究生实验教学效果，达到全面提升电气工程研究生综合素质的目标。

参考文献：

[1]邝溯琼，杨定新，陶利民.开放式研究生综合实验中心的探索与实践[J].实验室研究与探索，2012，31（3）：109-111.

[2]周爱华，唐玲.电气专业综合实验中心建设的构思[J].中国电力教育，2011，（33）：187-188.

[3]丁坚勇，饶凌平.加强大学生实验教学 培养电气工程高素质人才[J].中国电力教育，2007，（1）：111-113.

篇5

作者简介：刘建峰（1978-），男，江苏江阴人，南京工业大学自动化与电气工程学院，讲师，国家注册电气工程师；周玉庭（1972-），女，四川高县人，南京工业大学自动化与电气工程学院，讲师。（江苏 南京 211816）

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0064-02

一、建筑电气与智能化专业的内涵

1.建筑电气与智能化专业的定义[1]

建筑电气与智能化专业是一个在土木工程学科背景下，研究以建筑物为载体时对电能的产生、传输、转换、控制、利用和对信息的获取、传输、处理和利用的专业。随着现代建筑技术的发展，土木工程学科的发展不断吸收了基础科学、材料科学、管理科学和电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术等学科的最新研究成果与技术发展成就。作为土木类新增专业，建筑电气与智能化专业填补了土木类专业中缺少“电”（或“电气”）的空缺，与计算机技术、信息技术、物联网技术、节能技术等新兴技术融合，是典型的多学科的交叉和融汇。

建筑电气与智能化的内涵随着时代前进而不断地发展变化。现阶段，“智能建筑”的出现使其内涵延伸到“电气+信息”；另外，随着节能、环保相关技术的发展及应用以及绿色建筑概念的提出与发展，建筑电气与智能化专业逐步形成了“建筑+电气+信息+节能”的内涵，与传统的建筑电气专业有着本质的不同。

2.建筑电气与智能化专业的培养目标

建筑电气与智能化专业的培养目标是培养适应社会主义现代化建设需要，掌握电工、电子、控制、信息、建筑学等较宽领域的基础理论，掌握对建筑相关设备进行供电、控制、保护、监视等所需的专业知识和技术，综合素质高、实践能力强、具备执业注册工程师基础知识和基本能力的建筑电气与智能化专业高级工程技术人才。

建筑电气与智能化专业毕业生能够从事工业与民用建筑电气及智能化技术相关的工程设计、工程建设与管理、系统集成、信息处理等工作，并具有建筑电气与智能化技术应用研究和开发的初步能力。

从以上内容可以看出，建筑电气与智能化主要面向建筑物内部的各种设备，包括对各种设备进行供电、控制、保护、监视的设施与系统。

二、建筑电气与智能化相近专业的英文名称

建筑电气与智能化专业是教育部新近批准的专业，目前没有一个公认的英文名称，各高校根据自己的理解，有多种不同的翻译方法。相对而言，国内外土木建筑类有一些专业建立时间较长，其专业名称一般有固定的英文名称。

1.建筑学：Architecture

建筑学，从广义上来说，是研究建筑及其环境的学科，通常是指与建筑设计和建造相关的艺术和技术的综合。[2]建筑学专业的培养目标是培养具备建筑设计、城市设计、室内设计等方面的知识，能在设计部门从事设计工作，并具有多种职业适应能力的通用型、复合型高级工程技术人才。

2.土木工程：Civil Engineering

土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工维修等技术活动；也指工程建设的对象。[3]该专业的培养目标是培养掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论与基本知识，具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。

3.给排水科学与工程：Drainage Science and Engineering（原建筑给排水：Building Water Supply and Drainage）

给排水科学与工程是一门应用很广泛的学科，它是以城市水的输送、净化及水资源保护与利用有关的理论与技术为主要研究内容。[4]该专业的培养目标是培养具备城市给水工程、排水工程、取水工程、防洪工程、建筑给水排水工程、工业给水排水工程、水污染控制规划和水资源保护等方面的知识，能在规划部门、环保部门、设计单位等从事规划、设计、施工、教育和研究开发方面工作的给水排水工程学科的高级工程技术人才。

4.建筑环境与能源应用工程：Building Environment and Energy Applications Engineering

建筑环境与能源应用工程专业由原建筑节能技术与工程、建筑设施智能技术（部分）与建筑环境与设备工程专业合并而成。[5，6]该专业主要培养能够从事以下三个方面工作的专业技术人才：一是能从事建筑物采暖、空调、通风除尘、空气净化和燃气应用等系统与设备以及相关的城市供热、供燃气系统与设备的设计、安装调试与运行工作；二是对建筑中环境系统和供能设施的设计、安装、估价、调试、运行、维护，技术经济分析和管理；三是能适应低碳经济建设与社会可持续发展的需要，具备建筑节能设计、建造、运行管理的基本理论与专业技能，知识面宽，具有向土建类相关领域拓展渗透的能力、适应能力和实际工作能力。

5.建筑设备工程技术：Construction Equipment Engineering

建筑设备技术是普通高职高专土建大类专业目录下设的一门专业，属于建筑设备类专业。该专业为普通高等学校专科层次。建筑设备技术专业主要培养掌握建筑设备工程的基本知识和技术，具备建筑水、电、通风与空调、楼宇智能化等设备工程的设计、预决算、安装施工、运行与维护、质量检验及工程管理等能力的高素质技能型人才。

6.智能建筑技术与管理：Intelligent Building Technology and Management

香港科技大学开设的智能建筑技术与管理专业，是为建筑物装备行业专业技术人员开设的研究生课程。学生通过学习掌握智能建筑相关技术和管理的基本概念与原理，学习内容涵盖安全与健康、风险管理、能量消耗监控、室内空气质量、设施管理等内容，属于典型的最新尖端技术与管理策略的交叉融合专业。

7.建筑装备工程：Building Services Engineering

香港大学开设了“建筑装备工程”（Building Services Engineering，简称BSE）专业。该专业主要学习各种工程装备设施与建筑环境的相关规范、设计、安装与管理。

8.其他相关院校的专业

国内外其他相关院校类似专业还有：美国宾州州立大学大学园开设的建筑技术专业（Building Technology）；英国南安普顿大学开设的能源、环境与建筑物专业（Energy，Environment and Buildings）；马来西亚淡马锡理工学院开设的智能建筑技术专业（Intelligent Building Technology）；香港理工大学开设的建筑电气设备与系统专业（Electrical Installations and Systems in Buildings）。

三、对相关英文翻译的分析

建筑电气与智能化的主题词为“建筑”、“电气”与“智能化”三个，下文分别予以讨论。

1.对“建筑”的翻译[7，8]

从上述相关专业名称可知，当研究建筑设计本身时，一般用Architecture居多；当研究建筑内部设施时，一般用Building居多。在与相关专业的留学生讨论时，留学生也指出：在国外提到建筑内部的设施时，建筑一词一般用Building，而不用Architecture。Construction一词多指建筑物本身或建造、施工的过程与技术，也可以表示建筑物内部的设施与设备的设计、建造过程，其涵盖范围比Building更广。但在习惯上，提到建筑内部的设施，一般用Building的居多。因此，建筑电气与智能化中的“建筑”一词，用Building较为合适。

2.对“电气”与“智能化”的翻译[7，8]

对“电气”与“智能化”的翻译，相对容易确定。“电气”一词在专业名称或相关规范中，一般用Electrical或Electricity；“智能化”一般采用Intelligent、Intelligentization或Intelligence。根据建筑电气与智能化的内涵，此处的“电气”与“智能化”，应指对建筑物内部的各种设备进行供电、控制、保护、监视的设施与系统，即此处的“电气”与“智能化”应是名词，而非形容词，故用Electricity与Intelligence为好，而不用Electrical与Intelligent。

3.Intelligence与Intelligentization的区别

根据英文翻译，Intelligence与Intelligentization都有智能化的含义。在具体应用上，“Intelligence”偏向于智能、智慧之意；当用在建筑物时，可以引申为建筑物经各种设备支持，具有“人工智能”或“能进行高度智能的自我管理”之意，成为具有一定“智慧”的建筑物。“Intelligentization”用作建筑物时，偏向于建筑物经过各种设备的支持，具有了“可控制、可遥控”的功能。相比较而言，面对未来的智能建筑发展，Intelligence比Intelligentization更能体现智能建筑的本质。

四、南京工业大学建筑电气与智能化专业的名称

根据建筑电气的定义、培养目标、相关专业的英文名称以及传统习惯等，认为“建筑电气与智能化”的英文名称，用“Building Electricity and Intelligence”为好。在南京工业大学最新的专业与课程英文名称汇总中，即采用Building Electricity and Intelligence的名称。当然，由于各高校对建筑电气与智能化专业理解的侧重点不同以及对专业内涵理解的不断深入、专业本身与科学技术的发展，其英文名称可能有所不同。希望通过讨论，能尽早确定一种比较权威的统一名称，以利于进一步扩大国际交流。

参考文献：

[1]教育部建筑电气与智能化专业指导委员会.建筑电气与智能化专业规范[Z].2010.

[2]本书编委会.建筑大辞典[M].北京：地震出版社，1992.

[3]中国土木建筑百科辞典（建筑）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[4]本书编委.中国土木建筑百科辞典（建筑设备工程）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[5]教育部.普通高等学校本科专业目录（2012年）[Z].2012.