電氣自動化專業綜合實驗改革與探索

摘要：社會快速發展對高校的專業教育也提出了更高的要求，如何滿足社會的需要，提升學生的綜合素質是每個專業應該思考的問題。作為國家發展的重點學科，電氣自動化專業更是如此，然而，國內對自動化專業的實驗重視不夠，不能提供相應的實驗平臺。本文通過分析自動化實驗平臺的建立，提升對于自動化實驗的重視。

關鍵詞：電氣自動化；專業改革；實驗平臺

中圖分類號：TM76-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712（2012）20-0047-02

隨著社會的快速發展，國家對于各行各業都提出了更高的要求，如何提升不同專業的教學質量成為每個大學應該思考的問題，作為國家發展的重點學科，電氣自動化的專業改革更是如此，如何提高學生學習興趣，在提升學生對于理論知識的掌握的前提下加強學生的動手能力是電氣自動化專業應該考慮的問題。然而，由于種種原因，目前國內電氣自動化專業仍然存在很多不足之處，教學方法和教學理論仍然有待提高，本文通過分析當代電氣自動化專業特點，提出相應的措施進行改革，幫助實現電氣自動化專業教學的新突破，提升電氣自動化專業的教學質量。

基礎平臺的建設應該以本專業課程為基礎，并在此基礎上配置4種不同的模塊：電氣控制及PLC實驗模塊DSP及單片機控制實驗模塊交流調速實驗模塊和直流調速實驗模塊。4個模塊和基礎平臺的建設，保證了本專業所有課程實踐教學的順利完成，也成為跨專業選修學生的教學實踐基地，同時也為將來的科研工作奠定了堅實的基礎，在整個平臺建設中，學校和學院給予了充分肯定和大力支持。

一、建立電氣自動化綜合實驗平臺

教育部對電氣自動化專業的實驗平臺的建立曾經做出明確規定，表示電氣試驗平臺應該以現有發展水平作為基準，為學生提供使用性能良好的實驗儀器，以提升學生的動手能力，實驗能力，將理論知識應用于實際的能力。然而，目前來說，大部分學校對于電氣試驗平臺的建設重視程度不夠，實驗儀器很多已經報廢，對于電氣試驗平臺的建立僅僅停留在理論階段。而且，由于電力自動化專業設計的內容比較廣泛，如果全部按照要求進行設計建立，所投入的資金將會對現有的專業資金造成一定的影響。但電氣試驗平臺的建立仍然是一件刻不容緩的事，需要引起高度的重視。

根據電氣自動化專業的教學安排和教學內容，可以將電氣自動化綜合實驗平臺系統分為兩大部分，即中功率試驗平臺，這一平臺主要包括實驗中經常用到的交流直流電源，測量的儀器等，和控制系統組件，主要包括計算機控制系統。盡管目前技術發展迅猛，但在自動化專業的基本控制系統短時間內還不會發生太大的變化。利用現有的資金對這兩部分系統進行建設有著一定的長遠意義。

二、建立多層次綜合性實驗體系

為了使得學生的學習興趣得到充分的激發，保證對學生實驗技能的培養全面而系統，在進行實驗體系的建設時應該分為以下三個層次進行，即基礎性試驗，綜合性實驗以及研究性試驗，現分別就三方面內容進行具體闡釋

（一）基礎性試驗設計

這一部分的實驗設計目的主要在于幫助學生更加深入的理解專業基礎知識，并對理論應用與實際有一個概念性的理解，提升同學的觀察能力和動手能力，為下一階段的實驗打下基礎。通過一些基本操作的小型實驗，讓學生牢固掌握基礎性理論以及常規儀器基本使用方法，為下一部分的綜合設計性實驗做準備，這部分實驗保持原有實驗課時的安排，均為2個學時。

（二）綜合性實驗設計

這一層次為專業綜合能力的培養，培養目標主要通過綜合設計性實驗來實現。訓練內容較第一層次在復雜性、難度上有所提高，將各個單一知識點綜合聯系起來，既考慮相關理論專業基礎知識的綜合運用，又通過實驗中的設計內容培養學生的綜合運用知識解決工程實際問題的能力。比如在/異步電動機交流變頻

調速實驗0中采用專用集成電路實現了SPWM波形并實現變頻調速后，提出一些綜合性設計要求：1.采用軟件實現SPWM波形；2.對三相逆變電壓缺相和過流（1.5A）進行保護。在實驗中逐步增加難度引導學生綜合設計能力的培養，在目標的制定上更注意提出一些具體的系統工程指標，使實驗更貼近實際工程，讓學生在實驗室真正開始進行工程實踐的鍛煉，而不僅僅簡單停留在系統功能的實現上，因此對實驗內容的設計就顯得極為重要。組織有豐富工程經驗的教師將科研中的一些實際工程問題降低難度后形成適合學生實驗的設計目標，還將歷屆大學生電子競賽中相關的題目融合到實驗內容中，由于這部分實驗需要學生進行設計和反復調試，所以在時間分配上根據難易程度從4學時到6學時不等，給學生留下了足夠的發揮空間。

這一層次是實驗設計的主體部分，主要為了提升學生在實驗時的綜合實驗能力，使得學生對于電氣自動化實驗有更深的了解和認識，并且能獨立解決一些實驗問題。相比于第一階段，這一階段的試驗設計更加復雜，難度也有的一定的提高，是對學生綜合實驗能力的一種考察。

在實驗設計教學過程中，應該注意對學生動手能力和獨立思考能力的引導和培養，制定更高的目標幫助學生鍛煉能力，同時幫助學生完善知識體系的建立，因此這一階段是實驗體系改革的重中之重，應該引起廣泛的關注。

（三）研究探索性試驗設計

在經過以上兩層次的實驗設計之后，學生對于自動化專業的基本實驗有了初步的了解，而且能夠獨立完成一定的實驗，對于實驗理念和試驗方法都有了較深的認識，這一階段就需要學生運用所學的知識進行獨立自主創新實驗。相比與前兩個階段，這一階段的實驗內容更加復雜和繁瑣，最重要的是，這一階段主要考察學生的創新能力和研究分析解決問題的能力，在實驗過程中應該注意發現問題，并針對發現的問題查找文獻和資料，進行自主實驗，力求找到解決問題的方法和策略，如果實驗技術水平達到一定的高度，也可以申請專利。總的來說，研究性實驗是對學生的綜合能力的一個挑戰，也是一個提高，

將原有的被動接受形式的教育變成了主動探究，能夠激發學生的學習熱情，提升學生的綜合素質。

三、實驗室全面開放，提高資源利用率

為了加強學生的實驗能力，提升學生的動手能力，學校的實驗室應該盡量保證能夠經常對學生開放，對于高年級的學生更應該如此，充分利用現有的實驗設備和實驗資源，提升設備的利用率。具體實施，可以按照不同學院公布的可使用設備的名稱和數量，再針對設備的完好情況有選擇的進行開放。為了保證實驗設備不受損害，應該定期對實驗設備進行檢查和維修，同時提升學生對于學校實驗設備的愛護意識，防止實驗設備損傷，對于外來人員使用實驗設備一定要加以限制。

實驗室的開放也應該遵守一定的原則和程序，最主要的是不能損傷實驗設備，并且對實驗設備使用人員進行登記注冊，如果發生實驗設備損壞等情況應該及時找出責任人，負責賠償。實驗室申請程序應為：學生提出實驗設想之后與老師溝通，確定設想的可行性，再添寫要求的實驗申請，在得到相關人員的同意之后進行試驗，實驗完成之后應該有實驗室工作人員對實驗設備進行檢查，確保食鹽是被完好無損。同時參加實驗人員應該根據實驗的結果和實驗數據提供相應的實驗報告。只有嚴格按照實驗室使用的規定程序進行實驗，才能保證在完成實驗的同時不損傷實驗設備，實驗室才能得到可持續發展。

四、結語

電氣自動化實驗平臺的建立對于提高學生動手能力，實驗能力，提升學生對于專業的了解和認識有著重要作用，因此，各高校應該針對目前電氣自動化發展情況提供相應的實驗條件，幫助學生在校期間進行自主的探索與研究，提升學生實驗能力，進而提升學生的綜合素質，更好的為社會做貢獻。

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