电气工程及其自动化专业规范科学技术型.docx

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电气工程及其自动化专业规范科学技术型

电气工程及其自动化专业规范（科学技术型）<讨论稿>

电气工程及其自动化专业教学指导分委会

　（高等学校理工科教学指导委员会通讯2007.5）

1.电气工程及其自动化专业教育的历史、现状及发展方向

19世纪上半叶，安培发现电流的磁效应、法拉第发现电磁感应定律。

19世纪下半叶，电磁理论集大成者麦克斯韦尔的理论为电气工程奠定了基础。

19世纪末到20世纪初，西方国家的大学陆续设置了电气工程专业。

我国电气工程专业高等教育开始的时间并不晚。

1908年，南洋大学堂（交通大学前身）设置了电机专科，这是我国大学最早的电气工程专业，至今已有一个世纪。

1917年，交通大学的电机专科设置了电讯门，这是我国最早的无线电专业，后来逐步发展成如今的电子信息及计算机专业群。

1932年，清华大学设置了电机系。

1949年后，我国出现了一大批以工科为主的多科性大学，也出现了一批机电学院。

这些学校基本上都有电机工程系。

自1977年，大部分高校的“电机工程系”陆续改名为“电气工程系”，之后又有部分学校将其改为“电气工程学院”。

1998年前，我国大学的电类专业分为电工类与电子信息类。

按照1993年的专业目录，电工类专业共有电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电气技术、工业自动化5个专业，而电子信息类共有专业14个。

1998年，国家将专业目录进行了调整、合并和压缩。

大学本科专业总数从1993年的504个调整至249个，电工类和电子与信息类也合并成电气信息类。

1998年颁布的专业目录中，原电工类的电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电气技术等专业合并为目前的电气工程及其自动化专业。

原电工类的工业自动化专业和电子信息类的自动控制等专业合并为自动化专业。

在同时颁布的工科引导性专业目录中，又把电气工程及其自动化专业和自动化专业中的部分（主要是原工业自动化专业）合并为电气工程与自动化专业。

自1998年新的专业目录公布以来，全国设置电气工程专业的大学数从1999年的123所增加到2002年底的197所，现已超过200所。

目前，在发达国家的大学，保留了“电气工程系”的名称，有的和计算机专业一起称为“电气工程与计算机科学系”。

其中电气工程所涉及的内容主要是电子、信息等，传统的“电力工程”内容已不多见，已经很少有我国目前的“电气工程”专业。

其背景是发达国家的发电装机容量已基本满足社会发展需求，用电需求年增长率不超过2%，电力发展趋于饱和，所需传统电气工程人才数量大为减少。

我国和发达国家所处的发展阶段不同，国情差别很大。

我国的电力工业还处于迅猛发展期，年用电增长率超过10%，在现有装机容量3.6亿千瓦（2003年底）的基础上，2020年预计装机容量约9.5亿千瓦，仍需要大量的电气工程人才。

与之相适应，各著名工科大学都把电气工程专业作为支柱性专业，一般大学的工科专业中也几乎都少不了电气工程专业。

1.1电气工程及其自动化专业的学科内涵

   电气工程及其自动化专业主要是研究电能的产生、传输、转换、控制、储存和利用的专业。

近几十年来，有关电能的转换、控制在该专业所占的地位日益重要，专业名称中的“及其自动化”就反映了科学技术的这种发展和变化。

   电气工程是从人们对电磁现象的研究开始，电磁理论是电气工程的理论基础，而电磁理论是从物理学中的电学和磁学逐步发展而形成。

   人类社会发展到任何时候也离不开能源，能源是人类永恒的研究对象，而电能是利用最为方便的能源形式。

因此，以电能为研究对象的电气工程及其自动化专业有着十分强大的生命力。

   电气工程及其自动化专业是一个工程性很强的专业，正是因为电气工程的发展，才能有庞大的电力工业，人类才不可逆转地进入伟大的电气化时代。

   迄今为止，通信和计算机都主要以电作为信息的载体。

因此，这些专业也都属于电类专业，电气工程实际上是其母体。

电气工程及其自动化的研究对象是电能，而电信息的检测、处理、控制等技术在电能从产生到利用的各个环节中都起着越来越重要的作用。

因此，有关电信息的研究也成了电气工程及其自动化专业的重要组成部分，专业名称中也就有了的“及其自动化”。

电气工程及其自动化专业的基础性也决定了其具有很强的学科交叉能力。

电气工程和生命科学的交叉已经产生了生物医学工程专业，对生命中电磁现象的研究产生了一门生物电磁学。

电气工程和材料科学的交叉形成了超导电工技术和纳米电工技术。

电气工程和电子科学以及控制科学的交叉产生了电力电子技术，电力电子技术不但给电气工程的发展带来了极大的活力，同时电力电子技术也成为电气工程的重要分支。

电气工程及其自动化专业的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。

电工理论是电气工程的基础，主要包括电路理论和电磁场理论。

这些理论是物理学中电学和磁学的发展和延伸。

而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展而诞生，电工理论是它们的重要基础。

电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造，也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造，还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。

电气装备的应用则是指上述设备和装置的应用。

电力系统主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。

当然，制造和运行不可能截然分开，电气设备在制造时必须考虑其运行，如电力系统由各种电气设备组成，其良好的运行必然要依靠良好的设备。

1.2电气工程及其自动化专业的方法论介绍

本专业学科的科学方法与其他工程技术学科类同，理论分析是其最基本的研究方法。

在诸多的工科专业中，电气工程及其自动化专业使用的数学工具较多，理论分析在其中的地位也更为重要。

作为工科专业，实验研究是最主要和最基本的手段，没有基本的实验条件，学生就难以掌握本专业的知识。

随计算机技术的发展，仿真模拟也已是本专业广泛使用的一种方法。

在使用上述理论分析、实验研究和仿真模拟中，等效与类比都是本专业重要的科学方法。

1.3电气工程及其自动化专业的相关学科及影响本专业教育的因素

   电气工程专业是一个基础性强、派生能力活的专业。

如今的电子科学与技术专业、通信工程专业、电子信息工程专业、自动化专业、计算机科学与技术专业乃至生物医学工程专业都是从电气工程专业派生或再派生而形成。

这些专业统称为电子与信息类专业，而它们和电气工程专业又被统称为电类专业。

电气工程专业是电子与信息类专业的母体，而这些专业的产生和发展又大大推动了电气工程专业的发展。

    电气工程及其自动化专业和电子与信息类专业同属电类专业，因此具有共同的专业基础。

传统的电气工程专业被认为是强电专业，而现在，电气工程及其自动化专业已经成为强弱电相结合的专业。

电子技术、信息技术、计算机技术在电气工程及其自动化专业中占有越来越重要的地位，本专业学生应加强这方面知识的学习。

电工基础以及电气工程及其自动化专业的一些专业基础和专业课程，需要较多和较深的数学工具。

电磁理论是电气工程及其自动化专业最重要的基础理论，而电磁理论源于物理中的电学和磁学。

因此，本专业需要较扎实的数学物理基础。

2.电气工程及其自动化专业（科学技术型）培养目标和规格

2.1培养目标

业务培养目标：

本专业培养能够从事与电气工程有关的装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、研究开发、经济管理以及计算机应用等领域工作的宽口径复合型科学研究、技术开发与管理人才。

业务培养要求：

本专业学生主要学习电工理论、电子技术、信息技术、控制理论、计算机技术等方面较宽广的科学技术基础和相应的专业知识。

本专业主要特点是强弱电结合、软件与硬件结合、元件与系统结合。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

 ⑴具有较扎实的数学、物理、化学等自然科学的基础知识，具有较好的人文社会科学和经济管理科学基础，具有外语综合应用能力。

 ⑵系统地掌握本专业领域较宽的技术基础理论知识，主要包括电工理论、电子技术、信息处理、控制理论、电力电子技术、电机学、计算机软硬件基本原理与应用等。

 ⑶获得较好的工程实践训练，具有较好的综合分析与解决实际问题的能力。

⑷具有较熟练的计算机应用能力。

 ⑸具有本专业领域内至少1个专业方向的专业知识、技能与理论，了解本专业学科前沿的发展趋势。

⑹具有较强的工作适应能力，具备一定的科学研究、科技开发和组织管理等实际工作能力。

2.2 培养规格

学制：

一般为4年，逐步过渡到学分制。

学位：

工学学士。

2.2.1素质结构要求

素质结构

要  求

备注

思想道德素质

政治素质

主要解决立场、观点、信仰问题。

应掌握社会发展及其规律的基础知识，坚持四项基本原则，热爱祖国,热爱社会主义。

思想素质

解决思想认识和思想方法问题。

应初步掌握辩证唯物主义，善于从相互联系、发展和对立统一中去观察、分析和解决问题，树立积极向上的世界观、人生观和价值观。

道德品质

主要解决品德行为问题。

应具有社会主义的道德品质和文明的行为习惯；具有敬业精神和职业道德。

法制意识

做合法社会公民。

应具有很强的法制意识和观念。

诚信意识

应诚信做人，做事，做学问。

团队意识

应具有协调配合的团队精神和能力。

文

化

素

质

文化素养

具有中华文化传统的道德品质，自觉传承和弘扬民族精神。

具有一定的人文科学知识，了解中国传统文化，对中外历史有一定了解。

文学艺术修养

具有对音乐、美术、艺术的一定鉴赏力和高雅品位。

现代意识

具有较强的竞争意识，富有合作精神，善于与人交往。

理性意识

具有适应意识，有自我控制能力，能理性处理生活、工作和学习中发生的各种问题。

专

业

素

质

科学素质

科学思维方法

有较强的逻辑思维、辨证思维、形象思维的能力，有理性的批判意识；有尊重客观事物发展的科学的务实的思维方法。

科学研究方法

能较好掌握电气工程及其自动化学科专业的相关技术与理论的科学研究方法和基本思路。

创新意识

具有较强的创新意识和创新精神。

科学素养

具有求实、求真精神，有理性的批判意识和跟踪自然科学重要发现和主要进展的意识。

工程素质

工程意识

具有良好的工程意识，实践意识和质量意识。

综合分析素养

具有综合分析学科技术问题的能力，能处理解决实际工作中遇到的相关技术问题。

价值效益意识

在科学研究和技术研发的工程实践中具有市场意识和价值效益意识。

革新精神

敢于革新，善于提出新思路、新方法。

身心素质

身体素质

健康的身体，良好的体魄。

心理素质

具有健康的情绪，正确的自我认识，良好的人际关系，健全的人格，良好的环境适应能力。

良好的气质与性格，坚强的意志，坚忍不拔的毅力。

2.2.2能力结构要求

能力结构

要   求

备注

获取知识的能力

自学能力

具有较强的自主学习能力，高效的学习方法。

具有终身学习的观念。

表达能力

具有良好的书面和口头表达能力，以及基本的外语交流能力。

社交能力

具有良好的社交和协调能力。

善于与他人合作，待人谦和，虚心求教。

文献检索能力

具有基本的资料搜集和文献检索能力。

应用知识的能力

应用知识能力

基础理论扎实，具有发现问题、提出问题，分析问题和解决问题的能力。

实验能力

能熟练使用常用的实验仪器；掌握实验原理，并具有实验方案的设计能力。

工程实践能力

具备综合分析并解决实际工程技术工作中出现的问题，并善于提出新思路、新办法。

在综合类实践中具有较强的系统分析和调试能力。

创新能力

创新思维能力

具有创造性的科学思维能力。

创新实验能力

在实践环节中，能积极探索、善于验证已有的结论，并具备较强的自主设计实验的能力。

科研开发研究能力

具有一定的科研和开发能力。

具有较强的钻研精神和接受新理论，新知识和新技术的能力。

2.2.3知识结构要求

知识结构

要   求

备注

工具性知识

外语

具有一定的本专业外文书籍和文献资料的阅读与翻译能力。

能写专业文章的外文摘要。

能使用外文进行一般性交流。

计算机

熟练掌握本专业需要的各类计算机技术的相关知识。

信息技术应用和文献检索

熟练掌握各种利用互联网的相关技术知识。

掌握多种文献检索方法的相关知识。

方法论

具有对电气设备与系统进行实验和模拟仿真的基本知识；熟练掌握常用的计算方法，演绎推理方法、归纳法等数学处理方法。

科技写作

了解并掌握科技写作的特点、要素与方法。

人文社会科学

文学

阅读一定数量的文学名著。

历史

了解中华文明史、世界史和世界科技发展中发生的重大事件。

哲学

系统地学习马克思主义哲学，掌握唯物辩证法的基本思想。

思想道德

具有中华民族传统的道德观念和优秀的道德品质。

政治学

系统学习毛泽东思想、邓小平理论的主要内容。

艺术

了解基本的音乐、美术或其他艺术知识。

法学

具有系统的法律基本知识。

社会学

具有初步的社会学知识。

心理学

具有基本的心理学知识，了解大学生的基本心理特征，能够基本进行自我心理调整。

自然科学知识

数学

具有系统的数学知识。

基本概念清楚，推导演算熟练，能灵活运用。

物理学

具有完整的大学物理知识，物理概念清楚，理论扎实，实验技能强。

化学

具有大学化学的初步知识。

天、地、生科学

具有生物与生命科学或天文地理等科学的初步知识；具有节约资源，保护环境基本知识。

经济与管理知识

经济学

基本掌握马克思主义政治经济学的基本概念、基本原理、基本方法，能正确认识社会主义市场经济体制下的经济规律。

管理学

具有一定的管理学基础知识。

工程技术与专业知识

工程通识知识

具有机械工程制图的基本知识，能绘制简单的工程图，能读懂一般的工程图纸。

专业类基础知识

具有完整的电路理论、模拟和数字电子技术等知识。

熟练掌握常用电子电路的原理，能分析较复杂的电子电路，具有设计、调试电子电路的能力。

具有电磁场理论知识。

具有计算机软硬件与程序设计和控制理论知识。

具有对电气系统物理量及其有关信息进行检测分析处理的相关知识。

专业基础知识

牢固掌握电机学理论、电力电子技术和电力系统基础相关知识；掌握力学和机械学科中最基本的原理和方法。

专业方向知识

熟练掌握至少一个专业方向的基本知识与相关理论（专业方向可设置为电力系统及自动化、电机电器及控制、电力电子与电力传动、高电压与绝缘技术等）

专业方向各学校可自主设置

工程实践

熟悉并掌握工程中常用物理量的测试与表示方法和电气系统设计与调试方法的有关知识与技术。

3.电气工程及其自动化科学技术型教育内容和知识体系

3.1 教育内容及知识结构总体框架

3.1.1教育内容及知识结构设计的理论依据

教育内容及知识结构设计的总原则与依据是：

（1）遵循教育、教学的基本规律。

（2）贯彻终身教育、素质教育和创新教育的理念。

（3）符合德、智、体、美全面发展，知识、能力、素质协调统一的原则。

（4）符合理论与实际相结合原则。

（5）符合基础厚、知识新、专业宽，增强发展潜力和适应性的原则。

（6）符合电气工程及其自动化学科专业的自身内涵。

（7）符合教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍（1998年颁布）》的相关要求。

教育内容及知识结构应保证电气工程及其自动化专业科学技术型人才培养目标的实现。

3.1.2教育内容及知识结构的总体框架

教育内容及知识结构的总体框架（科学技术型）

知识领域

要   求

备注

通识教育

人文社会科学

掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论的基本内容。

了解中国和世界历史文化。

自然科学与工程

牢固掌握电气工程及其自动化专业知识所涉及到的先修基础理论。

掌握工程制图的基本知识。

经济与管理

掌握经济与管理科学中的基本原理和方法，有较强经济管理意识。

外语

熟练掌握基本语法、基本词汇；能较好地阅读和翻译本专业的文献资料，有一定的听说与写作能力。

计算机信息技术

熟练掌握计算机基础知识和一种以上的计算机高级语言，掌握一种先进的计算机工具软件。

体育

认识体育锻炼的重要意义，掌握适合自身的锻炼方法；达到国家对大学生身体素质的要求。

实践训练

通过基本的工程实践训练掌握基本实践技能；参加并通过国家要求的军事训练；具有较强的社会调查和社会实践能力。

专业类基础

掌握电工理论、电磁场理论、电子技术、计算机网络、控制理论、信号分析与处理等专业类的基础理论与技术知识。

专业教育

专业基础

掌握电机理论、电力电子技术和电力系统基础专业知识与相关理论。

专业方向教育

掌握以下专业方向之一的相关知识内容与理论：

电力系统及其自动化；电机、电器及其控制；高电压与绝缘技术；电力电子与电力传动；其他。

专业实践训练

掌握本专业的实验和实践技能；掌握简单电气系统实验的设计与调试方法；具备设计、调试复杂电气系统实验的初步能力。

综合教育

思想教育

达到政治素质、道德素质、品德素质培养要求；掌握政治思想领域的基本理论。

学术与科技活动

广泛参加各类学术活动，尤其是跨学科跨专业的学术活动；掌握技术创新的基本概念、方法、技能。

文艺、体育和其他自选活动

根据自身特长和爱好，选择参加学校（含学生社团）提供的文艺体育和其他活动。

3.2 知识体系

知识体系一览（科学技术型）

知识领域

核心知识单元

选修知识单元

备注

通识

教育

人文社会科学

l   政治思想理论

l   思想道德修养

l   法律基础

l   军事理论

l   科技写作

l   中国传统文化

l   文学艺术

l   其他人文社科知识

自然科学与工程

l   高等数学（微积分、级数、微分方程）

l   工程数学（线性代数、复变函数、概率与数理统计）

l   大学物理

l   工程制图

l   场论

l   积分变换

l   数学建模

l   计算方法

l   大学化学

l   生物与生命科学知识

l   天文与地理科学知识

l   其他

经济与管理

l   管理科学基础

l   工程经济学

l   管理信息系统

l   其他

外语

l   大学英语

l   专业英语

l   第二外语

计算机基础

l   计算机与信息技术基础

l   多媒体技术应用

l   其他

体育

l   大学体育

l   体育专项

实践训练

l   军事训练

l   金工实习

l   社会调查与实践

专业

教育

专业类基础知识

l   电工理论（电路、电磁场）

l   电子技术（模拟电子技术、数字电子技术）

l   信号分析与处理

l   计算机应用技术（计算机语言与程序设计、微机原理与应用）

l   自动控制原理

l   软件工程

l   数据库

l   网络原理

l   信息论基础

l   现代测试技术

l   现代控制理论

l   计算机控制技术

l   其他

（续）

专业

教育

专业基础知识

l   电机学

l   电力电子技术

l   电力系统基础

l   工程力学

l   机械设计基础

l   电磁兼容

l   其他

专业方向知识

以下专业方向之一：

l   电力系统及其自动化

l   电机、电器及其控制

l   高电压与绝缘材料技术

l   电力电子与电力传动

l   其他

l   专业方向前沿技术

l   各学校可根据自身专业特色和专业方向设置相关的选修知识单元

专业实践训练

l   综合实验

l   课程设计

l   专业实习

l   毕业论文

l   科技创新活动

l   专题实验

注：

核心知识单元提供的是知识体系的最小集合，是该专业在本科教学中最基本的知识单元。

选修知识单元是指不在核心知识单元内的那些知识单元，各学校可根据自己的办学特色进行制订。

3.3 课程参考体系

本专业课程体系由核心课程和选修课程组成，核心课程覆盖知识体系中的全部核心知识单元及部分选修知识单元。

课程教学包括理论课程教学和实验课程教学。

课程参考体系（科学技术型）

知识

门类

知识

领域

科学技术型

备注

核心课程

选修课程

通识教育

人文社会科学

l   马克思主义政治经济学

l   马克思主义哲学

l   毛泽东思想概论

l   邓小平理论概论

l   法律基础

l   思想道德修养

l   军事理论

l   中国传统文化

l   西方文明史

l   社会心理学

l   国防教育

l   科技写作

l   文学名著欣赏

l   音乐欣赏

l   其他

在教学组织上可采用多种形式

自然科学与工程

l   高等数学

l   大学物理

l   大学物理实验

l   线性代数

l   复变函数

l   概率与数理统计

l   工程制图

l   场论

l   积分变换

l   数学建模

l   计算方法

l   大学化学

l   生命科学导论

l   环境保护

l   其他

经济与管理

l   现代企业管理

l   工程经济学

l   管理信息系统

l   证券与投资

l   其他

计算机基础

l   计算机信息技术应用基础

l   多媒体技术应用

l   其他

体育

l   大学体育

l   体育专项

专业教育

专业类基础

l   电路理论

l   工程电磁场

l   模拟电子技术

l   数字电子技术

l   微机原理与应用

l   计算机语言与程序设计

l   信号分析与处理

l   自动控制原理

l   软件工程

l   计算机网络与通信

l   数据库及应用

l   现代测试技术

l   现代控制理论

l   计算机控制技术

l   电磁场数值计算

l   DSP技术与应用

l   网络安全

l   其他

选修课可按单门或模块设置，供学生选择

专业基础

l   电气工程导论

l   电机学

l   电力电子技术

l   电力系统基础

l   工程力学

l   机械设计基础

l   电磁兼容

l   其他