电气工程及其自动化专业.docx
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电气工程及其自动化专业
电气工程及其自动化专业
核心课程建设标准
贵州大学电气工程学院
二〇一六年
《电机学2-1》课程建设标准
电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门主要专业基础课。
其目的是使学生了解电机的基本结构，掌握电机的基本工作原理、基本分析方法和基本实验技能；培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。
一、课程教学团队
1、课程负责人：
邹晓松
本课程负责人为邹晓松，具体负责《电机学2-1》课程的教学组织、课程的建设与管理工作。
2、课程团队
序号
姓名
性别
学位
职称
1
邹晓松
男
博士
教授
2
敖伟智
男
硕士
讲师
3
胡晓
男
博士
讲师
《电机学2-1》课程团队成员由邹晓松、敖伟智、胡晓组成。
团队成员中博士2人，硕士1人，其中高级职称1人、中级职称2人。
其中邹晓松、敖伟智均有多年的电机学教学经验，胡晓为新进博士，团队具有合理的知识结构和年龄结构。
团队新成员可以在其他成员的帮助下逐步培养独立承担课程教学工作的能力。
二、教学内容
1、教学大纲
2013年《电机学2-1》课程为3学分，每学分16学时，共48学时，其中理论讲授44学时，实验4学时。
课程教学内容主要以理论教学为主，含一定的课内实验课。
2016年根据要求对教学大纲进行了修改，学分仍为3学分，每学时18学分，总学时54学时。
2、课程教学内容
《电机学2-1》的教学基本内容为：
变压器的基本作用原理与理论分析；三相变压器及运行；三相变压器的不对称运行及瞬变过程；电力系统中的特种变压器；变压器的非对称运行；交流电机绕组及其感应电动势；交流绕组的磁动势。
（1）绪论（4学时）
电机在国民经济中地位，特别在电力系统中的地位；电机中常用的基本电磁定律及磁路基本概念；常用的铁磁材料及其特性；直流和交流磁路的特点。
（2）第1章变压器的基本作用原理与理论分析（12学时）
主要介绍变压器的基本原理；变压器的结构；变压器的额定值。
变压器的空载运行；变压器的负载运行；变压器参数的测定；变压器的运行特性。
基本要求：
了解变压器结构，弄清变压器的工作原理和铭牌数据。
掌握变压器的空载及负载运行时的平衡方程、等值电路，掌握变压器励磁参数、短路参数的测试方法，掌握变压器的运行特性。
（3）第2章三相变压器及运行（10学时）
三相变压器的磁路；三相变压器的连接组；三相变压器绕组连接法及其磁路系统对电动势波形的影响；变压器的并联运行。
（4）第3章三相变压器的不对称运行及瞬变过程（8学时）
对称分量法；三相变压器的各序阻抗及其等效电路；三相变压器Yyn联接组单相运行；变压器次级侧突然短路时的瞬态过程；变压器空载合闸时的瞬态过程。
（5）第4章电力系统中的特种变压器（6学时）
当前随着电力市场改革的不断深化,用户对供电质量要求越来越高。
如何从设备设计与选型上消除或减少电力系统中的谐波,提高系统运行的稳定性和用户端的供电质量是电力工程研究的一个重要课题.变压器是电力系统中重要设备之一,承担着传输和分配电能的重要任务。
（6）第5章交流电机绕组及其感应电动势（6学时）
介绍交流绕组的基本要求和分类；三相单层绕组和三相双层绕组的结构；正弦分布磁场下绕组的电动势的计算及非正弦分布磁场下电动势中的高次谐波及其削弱方法。
基本要求：
了解三相绕组的构成原则和连接方法，其中以三相双层短矩叠绕组为主。
掌握交流绕组电势的分析和计算方法。
（7）第6章交流绕组的磁动势（8学时）
分析单相绕组的脉振磁动势；三相电枢绕组产生的基波合成磁动势；三相电枢绕组合成磁动势的高次谐波及两相电枢绕组产生的磁动势。
基本要求：
掌握交流电机磁势的性质及分析法，分清脉振磁势和圆形旋转磁势的区别和相互关系，着重掌握圆形旋转磁势的振幅、相位、转向、转速，并了解谐波旋转磁势和漏磁通的基本概念。
3、教学方法和手段
本课程采用课堂多媒体授课为主的教学方式，运用启发式、讨论式以及案例式等教学方法，首先激发学生的学习兴趣，以问题为引导有效调动学生的学习积极性，鼓励学生运用网络资源、学校图书数据库开展自主学习探究式学习。
4、实践教学
《电机学2-1》是一门实践性较强的重要的专业基础课，理论分析需通过实验环节的验证来得到进一步加深，同时学生可以通过实验内容扩展课堂知识提升对电机实际运行特性的全面掌握。
本课程实践教学主要采用课内实验的形式，共4个学时，变压器参数测定2学时，变压器连接组别和运行特性2学时。
课内实验促进学生将理论知识与实验装置相结合，在深入掌握课堂讲授的知识，引导学生积极思考，将理论知识转变为解决问题的能力。
5、教材及相关资料
理论课选用“十一五”国家级规划教材《电机学》（胡敏强、黄学良编著,电机学.北京：
中国电力出版社，2014），该教材有由出版社统一提供的课件。
任课老师结合自己实际教学需要在统一课件的基础上对内容进行修订，适当增加部分电机结构示意图、动画及视频，达到提高教学效果的作用。
参考书：
a.《电机学》王正茂等编著．西安交通大学出版社，2000。
b.《电机学》蒋豪贤编．华南理工大学出版社，1997。
c.《电机学》第2版汤蕴璆等编著机械工业出版社2005。
三、教学过程
1、教学组织
本课程教学团队在课程负责人组织下，每学期定期开展相关的教研活动，进行教学经验交流和效果评估，及时保证本课程教学按教学大纲和教学日历执行。
教学过程中跟踪教学效果，任课老师间相互听课，切磋教学方法。
2、课堂教学
任课老师课堂教学中需认真负责，每次上课准备好课堂所需的教学大纲、教学日历、教学计划、教案、教材、点名册等教学材料，课后认真辅导和批改作业，注重教学反馈，根据学生反馈适当改变教学进度和在大纲标准下适当改变教学内容，介绍本学科的新知识、新成就等以增强学生兴趣；课堂上多采用驱动式、互动式、讨论式、研究式及案例式的教学方法，培养学生兴趣与积极性。
注重能力培养，概念明确，重点突出，难点讲解清楚，逻辑性强。
3、成绩考核
本课程考核方式为考试，其中期末考试成绩占70%，平时成绩占30%（以考勤、作业、研讨、答问、自主学习、实验为依据）。
每次考试有难度相同或相近的A、B两套试题，题型多样，考试内容覆盖大纲要求，难易程度合适，考试成绩能反映学生对教学内容的掌握程度。
四、教学研究与改革
积极开展与教学内容、教学方法、实践性教学等相关的教学研究。
首先引进国外先进的教学资源，包括教材、课件、习题等，吸收国外先进的教学理念和方法。
整体上完善《电机学2-1》教学体系，从教材、课件、教学方法、题库、案例、工程实例等多层面加大建设力度，推进教学改革，积极开展重点和双语课程建设，从院级教改课题立项开始，逐步申报校级、省级，甚至国家级重点或双语课程教改项目。
五、教学评价
1、学生评价
鼓励学生积极参与教学过程，增加老师与学生的互动，每学年主讲教师的学生总体满意度需达到90%以上。
2、同行评价
接受专家和同行教师评价，教学效果需达到优良。
3、学生素质和能力
使学生在电机学基础理论、基础知识和实验技能方面打下坚实的基础，具备较强的电机学分析及实践能力，达到教学大纲要求，体现一定的创新性。
《自动控制理论》课程建设标准
《自动控制理论》课程是电气工程及其自动化专业开设的一门专业基础课程，也是该专业的核心课程之一，在第7学期开设。
本课程是以原理为主的理论性课程，主要从数学模型出发，介绍经典控制理论的基本原理和控制系统的分析与设计基本方法。
通过本课程的学习，使学生获得一套完整的分析、设计控制系统的思维方法，并能将掌握的知识初步应用在自动控制系统的建模、分析与校正上，同时为后续的相关课程打下理论基础。
该课程在电气工程及其自动化专业已开设多年，课程的建设将围绕以下五个方面展开。
一、课程教学团队
1、课程负责人
邱国跃
2、课程团队
序号
姓名
性别
学位
职称
1
邱国跃
男
硕士
副教授
2
赵菁
女
硕士
副教授
3
陆之洋
男
硕士
副教授
《自动控制理论》的课程团队成员如上表所示，团队成员主要由青年骨干教师组成，由具有较强教学实践经验和科研背景的教师领导，教师队伍的知识结构和年龄结构合理，成员都能独立承担课程教学任务。
二、教学内容
1、教学大纲
由于《自动控制理论》历来是电自专业的专业核心课程，所以多年以来本课程一直开设，但是其教学大纲却不是一成不变的，一直在不断改进和完善，总体来说，《自动控制理论》课程教学大纲的建设经历了由初步探索到积累经验两个阶段。
《自动控制理论》课程原来的开设课时为72学时，课程教学内容主要以理论教学为主，采用的是传统的板书式教学方式。
之后，电气工程及其自动化专业的教学计划根据人才市场的需求变化，在培养学生的核心竞争力的指导思想下不断修改完善，相应的课程的教学大纲在2013年及2016年也进行优化。
《自动控制理论》的由原来的72学时调整至2016年的54学时，课程的目标及教学内容和教学手段都不同程度进行了新的优化设计,明确了本课程在专业人才培养方案中的地位和作用，充分体现了教学内容的前沿性和科学性，以及对人才综合素质和创新能力的培养。
2、课程教学内容
根据最新的2016年版教学大纲的设置，课程教学团队进行了课程教学内容的调整与优化，特别将MATLAB这一数字仿真工具在控制系统中的辅助分析方法引入到实践环节，使得复杂、抽象的理论教学转化为具体、易懂的理论教学与实践教学相结合的方式，不仅提高了学生对所学理论的理解程度，还加强了学生的综合实践能力。
在课程优化获得初步成功后，课程教学团队将对《自动控制理论》课程做进一步的优化改革，以适应企业对高技能应用型、创新型人才的需求。
主要教学内容如下：
（1）对控制工程的基础理论（自动控制理论、现代控制理论）包含的内容、应用及其进展有完整的概念。
（2）完整地了解应用线性理论分析控制系统的全过程及可用方法。
（3）掌握线性定常系统（含线性化系统）以传递函数为核心和各种数学模型的建立方法，以及典型环节的输入输出关系在不同数学模型时的表示式。
（4）掌握线性定常系统的各种稳定分析方法（判据）的原理及判定方法。
（5）掌握线性定常系统及典型环节的动、静态响应性能及其各种分析与计算方法。
（6）了解综合与校正的概念，并掌握各种校正方法原理、应用场合以及校正过程的计算方法。
（7）了解非线性系统的含义，基本了解分析非线性系统的内容及方法。
（8）了解计算机仿真在控制系统分析与校正中的应用及其重要作用；基本掌握MATLAB这一工具在控制系统中作辅助分析的方法。
3、教学手段和方法
在以教学质量（学生知识点掌握程度）为控制目标，教学难点、重点梳理为前馈环节，学生教学质量评价为反馈环节的闭环系统中，采用多媒体课堂教学为主、实践上机为辅的经典教学模式的基础上，从教学难点重点梳理、教学内容设计、多媒体课件制作、课堂教学组织、学生考评等环节进行教学方法和手段创新的探索。
（1）教学难点、重点梳理
在根据上一学年期末考试试卷分析学生教学知识掌握情况的基础上，还要在教学过程中加入课堂讨论、定期答疑，分析作业完成情况等多种方式，真正弄清学生容易出错的知识点，确定课程教学的实际难点，并为教师提高教学质量提供基础数据。
（2）教学内容设计
通过教学团队组织集中讨论教学难点、重点，发挥集体智慧，相互取长避短，形成合理的教学内容设计。
（3）制作多媒体课件
根据教学内容设计环节的成果，实时修订多媒体课件，避免教学内容与实际生产发展脱节、课件内容陈旧、滞后的情况，力求做到突出重点，简化经典控制理论中一些不常用的内容。
（4）学生反馈
除了定期对学生进行答疑外，还要定期向学生进行学习情况调查，对调查反馈结果进行综合分析，对
（2）至（3）环节进行重新优化。
同时，充分利用网络教学平台，开辟“网上讨论”功能，学生之间通过网络在线讨论课程的有关问题，老师与学生之间通过网络在线答疑；将各种课程资源上网，实现共享为提高教学质量，高水平教学效果的延续等起到重要作用。
4、实践教学
课程组围绕培养电气工程高技能人才，不断提高专业核心技能的核心思想，一直不断改革发展，课程教学内容实时更新，教学环节、教学方法不断完善，逐步形成了教育特色鲜明的一套教学体系，保证了教学质量的稳步提高。
《自动控制理论》配套的实践环节采用的是MATLAB数字仿真软件，具体的实践教学内容及学时分配如下：
（1）用MATLAB进行瞬态响应分析，2学时
（2）用MATLAB作伯德图和奈魁斯特图，2学时
（3）用MATLAB作根轨迹图，2学时
实践教学采用现场操作指导方式。
实践环节可与课程教学并行进行或相对教学滞后进行，并视设备情况及学生人数分组进行，每组不宜超过二人，每个实践环节为2学时。
5、教材及相关资料
理论课选用“十一五”国家级规划教材《自动控制理论》，该教材在各章中都有MATLAB应用方面的实践环节的内容，同时也可以作为本门课程实践环节的指导教材。
推荐教材：
邹伯敏主编.自动控制理论.第3版.北京：
机械工业出版社，2016
参考书：
[1]张晋格主编.自动控制原理.第2版.哈尔滨：
哈尔滨工业大学出版社，2007年
[2]孙杨声主编.《自动控制理论》.北京：
中国电力出版社，2000年
三、教学过程
1、教学组织
课程团队每学期定期开展相关的教研活动，进行教学经验交流和效果评估，及时保证本课程教学按教学大纲和教学日历执行。
2、课堂教学
在教学实施的过程中，老师应及时的把教改教研成果或学科发展成果引入教学的各个环节，同时要不断总结和归纳学科重大成果和前沿方向，不断更新课堂教学内容，保持教学的前沿性和时代感。
在具体课堂教学是，应该将多媒体教学和课堂板书教学相结合，课堂讲授注重师生互动，教学中，首先针对大纲要求、教材、教学目标及授课对象，设计每堂课的重点、难点的处理方法。
授课时，采用多种方式，从多个不同角度进行讲解，举一反三，使学生易于理解，使绝大多数学生透彻理解。
利用多媒体课件把图象、动画、文字等媒体有机的结合，把在课堂中讲述的内容形象、具体地演示出来，使学生易于理解和接受。
同时，结合网上教学辅导；并以创新性和实践性为指导思想，开设相应的实践性教学环节，使学生利用MATLAB数字仿真软件对控制系统进行分析和设计，提高了学生对基本概念的深入理解和分析、综合问题的能力。
3、成绩考核
本课程考核方式为考试，其中期末考试成绩占70%，平时成绩占30%（以考勤、作业、研讨、答问、自主学习、实验为依据）。
应将过程性评价与终结性评价结合起来，构建贯穿于课程教学全过程的考评体系。
每次考试有难度相同或相近的A、B两套试题，考试内容符合大纲要求，能科学检查教与学效果。
四、教学研究与改革
课程研究方面，成立以中青年教师为核心组成的课程研究小组，与行业专家、技术人员、授课教师和学生定期沟通交流，掌握本课程的发展动态，及时修订教学内容，同时不断寻找教学方法的创新。
并进行各级教学研究项目的申请，做到以教促研。
五、教学评价
本课程的教学要进行学生评价、专家和同行教师评价，涉及学生素质和能力培养、学生对课程基本理论、基本知识的掌握及学生学习效果。
师生对教学效果的整体评价要达到优良等级。
《电力系统稳态分析》课程建设标准
一、课程教学团队
1、课程负责人
韩松，教授，博士
2、课程团队
周杰娜教授
卢志刚副教授
《电力系统稳态分析》课程内容综合性强、涉及的专业基础知识多、学时较少、难度大。
目前师资队伍中，老中青结合，学缘结构和学历层次较为合理，为进一步提高师资的业务能力和教学水平，主要采取如下措施：
积极支持任课教师参加有关的全国性教学研讨会和相关学术会议，加强与其他学校同行老师的交流，学习其他学校先进的教学方法，提高任课教师的授课能力和水平。
②大力提倡教师进行科研活动，鼓励教师撰写科研论文和教学研究论文。
③提倡教师指导学生参加各类大学生学科竞赛、创新创业活动。
二、课程概述
《电力系统稳态分析》是电气工程及其自动化专业的一门重要专业课程。
课程涉及元件建模，潮流计算，电压调整，频率调整，经济运行。
目的是让学生掌握稳态建模与计算方法，调频调压原理与方法，适应现代电力系统稳态运行与控制技术发展的要求。
三、课程建设目标
《电力系统稳态分析》课程建设应适应专业特点和学科建设的需要，应该从教学内容、教学手段、实验环节等几个方面巩固和加强相关专业基础理论的教学，帮助学生进一步增强专业意识，熟练掌握本专业的基础知识，并通过实验教学环节使学生受到实际操作和实验手段方面的训练，提高学生的专业素质。
四、教学内容
1、课程教学内容
《电力系统稳态分析》课程已制定了与本专业培养方案培养目标相吻合的教学大纲，教学内容与学时分配见表1。
教学过程中应及时有效地把学科最新发展成果引入教学；恰当处理课程教学内容的基础性与先进性，本课程与相关课程内容的关系。
表1《电力系统稳态分析》教学内容与学时分配
序号
章节
内容
学时分配
合计
讲课
习题课
讨论课
实验（上机）
其他
1
第一章
概述
5
1
6
2
第二章
元件数学模型
7
1
8
3
第三章
简单系统潮流计算
7
1
8
4
第四章
复杂系统潮流计算
6
1
1
8
5
第五章
有功功率控制与频率调整
7
1
8
6
第六章
有功功率控制与频率调整
7
1
8
7
总复习
1
1
2
合计
48
6
2
48
3、教学手段和方法
运用任务驱动式、讨论式、研究式或案例式等教学方法，有效调动学生的学习积极性，促进学生的积极思考，激发学生的潜能。
注重学习过程，探索科学的考核方式方法。
4、实践教学
减少验证性实验，开设设计性实验，使学生能主动查资料、独立思考。
增加综合性实验，有目的地开设针对性强的综合实验项目，以加强学生对该门课程与其他课程之间联系的认识，从而加深对该门课程的理解。
通过实验使学生加深对电力系统稳态原理基础理论的理解，掌握潮流计算的基本方法，学会简单的潮流计算编写方法，掌握用PSASP软件进行仿真试验的方法，为今后进行电力系统规划、设计与分析打下坚实的基础。
实验一PSASP潮流计算实验（1学时）
实验二PSASP调压计算实验（1学时）
5、教材及相关资料
所选教材保证与相关专业领域的科技发展水平相同步。
②针对课程特点和专业建设需要，有针对性的指导学生选用学习参考书，以达到丰富学生专业知识目的。
教材：
《电力系统稳态分析》（第四版），陈珩，中国电力出版社，2015年11月
主要参考书：
[1]《电力系统分析（上）（第四版）》，何仰赞，华中科技大学出版社，2016年6月
[2]《电力系统分析》（第5版），韩祯祥，浙江大学出版社，2013年1月
三、教学过程
1、教学组织
坚持开展教学研究活动，加强该门课程的任课教师与相关课程教师之间的相互交流，真正吃透大纲精神，提高授课水平。
②教研活动要有计划、有目的，结合该课程的重点、难点，探讨和改进教学方法。
③通过教研活动明确该课程在专业知识结构中的地位和作用，强化专业意识。
2、课堂教学
本课程教学团队教师在教学中应认真负责，讲稿齐全，做好辅导和批改作业，注重教学反馈，及时改进教学；教学内容符合教学大纲要求，适当反映本学科新知识、新成就；在现有自行开发的多媒体教学课件基础上应根据学生特点和当前技术进展进行修订、补充和完善；探索采用任务驱动式、讨论式、研究式或案例式等教学方法，注重能力培养，概念明确，重点突出，难点讲解清楚，逻辑性强。
3、成绩考核
考试考核符合教学大纲的要求。
教师应结合不同课程的特点，采用知识性命题和能力性命题相结合等形式多样的考试考核方式。
加大课程的过程性评价在课程考核中的比重，将课堂讨论、作业和实验报告等纳入考试考核和成绩评定。
每次考试有难度相同或相近的两套试题，试卷差错少，杜绝泄漏考题等责任事故发生。
考场纪律严明。
四、教学研究与改革
更新教育思想和观念，认真开展教学研究与教学改革。
《电力系统稳态分析》课程申请了“贵州大学2016年度校级课程教学改革项目”，暂未获批。
拟在现有的基础上持续不断地、积极而慎重地进行教学内容和课程体系的改革试验，逐渐把教学工作的各方面引向深入，大胆探索适应新形式、新任务的教学工作的新思路、新经验，争取把本课程建设成我校的精品课程。
五、教学评价
1、学生评价
每学年所有主讲教师经过一轮的学生评价,学生总体满意率90%以上的教师占90%以上。
2、同行评价
接受专家和同行教师评价,90%以上教师教学效果优良。
3、学生素质和能力
学生学习质量好，基本理论、基本知识扎实，基本技能熟练，达到教学大纲要求，学生在本课程中体现一定的创新性。
《电力系统暂态分析》课程建设标准
一、课程教学团队
1、课程负责人
本课程负责人为郝正航，具体负责《电力系统暂态分析》课程的教学组织、课程的建设与管理工作。
2、课程团队
《电力系统暂态分析》课程团队成员由卢志刚、周杰娜、韩松组成。
团队成员中博士2人，硕士2人，其中教授3人，副教授1人，均具有10年以上教学经历，具有合理的知识结构和年龄结构。
团队成员都具有独立承担课程教学工作的能力。
二、教学内容
《电力系统暂态分析》课程是电气工程学院的一门统开统考课程，也是电气类专业的主干专业必修课，在第7学期开设。
本课程以同步发电机方程、同步发电机故障分析、电力系统短路计算三大部分为主线展开教学，使学生通过理论和实践教学能掌握park变换公式推导、同步发电机数学模型、短路引起的暂态过程等基本知识，深入理解同步电机突然三相短路的物理过程及近似的短路电流表达式；掌握电力系统三相短路的实用计算法和计算程序框图；掌握对称分量法介绍不对称故障的分析和计算等。
该课程在电气工程学院已开设二十余年，每学年的秋季学期开设，涉及到的本科专业为电气工程及其自动化。
每学年授课人数约150人。
本课程的建设围绕以下五个方面展开。
1、教学大纲
《电力系统暂态分析》课程教学大纲的建设经历了由初步探索到积累经验两个阶段。
2001年，《电力系统暂态分析》开始单独设课，对电工系（电气工程学院前身）学生开设，课时为32学时。
课程教学内容主要以理论教学为主，采用的是传统的板书式教学方式，当时配备的教师均为高级职称，并以年青教师为助教，为课程建设积淀了大量宝贵的教学经验，并形成了合理的教师团队。
2004年，电气工程学院以院级精品课程建设项目方式资助《电力系统暂态分析》课程进行教学改革，形成院级公选课程，成立课程教学团队，统一修订课程教学大纲和实验教学大纲，并编制了课程试题库，真正做到教、考分离。
之后根据人才的市场需求，以及培养学生的核心竞争力的指导思想下，在2013年及2016年又重新对教学大纲进行了优化设计。
2、课程教学内容
根据最新的教学大纲设置，课程教学团队进行了课程教学内容的整合，将课程中的park方程的教学进行较大改动，借鉴了电力拖动课程中交流电机建模理论，从更广义的概念上阐述park方程的意义。
“电力系统暂态分析”是电气工程学科中重要的专业基础课,也是比较难学好的一门课程。
在教学实践中针对提高“电力系统暂态分析”课程质量采取了一些探索性方法。
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