电气工程及其自动化专业人才培养方案

一、专业定位和培养目标

专业定位

  本专业培养具有社会主义核心价值观、良好道德修养和综合素质,适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美、劳全面发展,开展“四教四成”(四教:思政教育、通识教育、专业教育、双创教育;四成:成人教育、成长教育、成才教育、成功教育)学习活动,掌握电气工程及其自动化专业领域相关的基础理论和专业知识;具有对该领域的工程实践问题的分析能力、设计/开发能力、研究能力和使用现代工具能力;具备良好的综合人文素养、较强的创新精神;能够胜任电气工程领域、自动化领域、绿色电力等领域的工程项目、设备与系统的设计开发及运维技术支持的工程项目,成为“恒星五优”(五优:德行好、学力强、理论通、实战勤、国际化)人才和高素质应用型人才   

培养目标

  毕业后5年左右,毕业生预期达到以下目标:

目标1:熟练掌握电气工程专业工程师要求的理论知识,基本掌握工程项目管理与规划的基本知识;具备综合应用所学知识解决电气工程中复杂问题的能力;获得注册电气工程师或相关职业资格证书,成为电气工程领域中解决复杂工程问题和工程项目管理与规划等工作岗位的业务骨干。

目标2:具有较强的语言文字表达和沟通能力;具备对电气工程专业相关外文文献读、写、译的基本能力;具备利用信息技术或AI技术解决专业相关问题的能力;具备进行专业文献检索和科学技术研究能力,达到电气工程师水平。

目标3:有良好的人文社会科学素养、社会责任和工程职业道德;掌握与电气工程相关的国家方针政策及法律法规,具有较强的精业进取和服务社会能力,具有较强的社会交往、处理公共关系能力,成为促进社会进步的中坚力量。

目标4:能够掌握本专业及相近领域的学科发展现状和发展趋势,具有创新、创业和系统思维能力,拥有终身学习能力;在电气工程领域具有核心竞争力,在相关专业技术或管理领域能够独立或带领团队完成重要任务

目标5:具有良好的国际视野和跨文化交流、技术沟通、竞争与合作能力,具有承担国际电气工程技术开发或工程项目的能力,成为促进国际交流与合作的骨干力量。

二、专业毕业要求及实现、关系和支撑矩阵

  毕业要求是专业培养人才的标准,是人才培养目标的体现,是教学内容和课程体系设计安排的基本依据,是制定教学计划和课程标准、组织教学、检查和评估教育质量的依据。根据本专业人才培养目标,确定本专业毕业生应在素质、知识和能力等方面达到以下要求。

(一)毕业要求

1.工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决电气工程及其自动化及相关领域的复杂工程问题

1.1 掌握专业所涉及的数学与自然科学知识,并能将数学、自然科学、工程科学的基本概念、术语、图形、符号等语言工具用于复杂电气工程问题的表述;

1.2 具有数学建模和分析问题的能力,能根据实际对象建立数学模型并数字仿真求解;

1.3 能应用电气工程专业基础知识和数学模型,对复杂电气工程问题解决方案进行比较与综合。

2.问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达,并通过文献研究分析电气工程及其自动化及相关领域的复杂工程问题,以获得有效结论。

2.1 能运用数学、自然科学、工程科学及电气工程专业知识,对复杂电气工程问题进行综合分析,找到关键技术环节;

2.2 能综合应用数学和电气工程科学基本原理,对复杂电气工程问题进行解析或逻辑表达;

2.3 能够通过文献研究分析专业中的复杂工程问题,以获得有效的解决方案。

3.设计/开发解决方案:能够针对复杂工程、经济问题进行策划、设计,提出解决方案,在策划、设计环节能够考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,体现创新意识。

3.1 掌握电气工程领域复杂工程问题解决方案所需要的专业知识和技术手段,熟悉相关的技术规范与标准以及影响设计目标和技术方案的各种因素;

3.2 具有综合运用所掌握的专业知识及技术手段,对电气工程领域复杂工程问题进行开发、设计的初步能力;

3.3 掌握复杂电气工程问题的设计方法与开发技术,依据技术规范与标准,并能综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素,给出系统设计方案,并体现一定的创新意识。

4.研究:能够基于科学原理并采用科学方法对电气工程及相关领域的复杂工程问题进行研究,主要包括搜集资料、获取数据、设计方案、分析与解释数据,通过信息综合得到合理有效的结论并应用于工程实践。

4.1 根据电气工程复杂工程问题特征,能基于科学原理,采用科学方法,进行研究与分析,设计切实可行的研究方案;

4.2 能根据研究方案,搭建解决复杂工程问题的实验平台,安全开展实验,正确采集实验数据;

4.3 能综合多学科专业知识,对实验数据进行处理、分析与解释,得到有价值的研究结论。

5.使用现代工具:能够针对复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。

5.1 了解专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和数字仿真软件的使用原理和方法,并理解仿真与实际工程的异同点;

5.2 能利用常用的现代仪器、大数据、人工智能、数字仿真技术,对复杂电气工程问题进行分析、计算与设计;

5.3 能针对具体对象,开发或选用现代工具,完成复杂电气工程问题的仿真、预测与仿真分析,并理解仿真与实际工程的异同点。

6.工程与可持续发展:能够基于电气工程及其自动化相关的背景知识、标准和规范等进行合理分析,评价项目的设计、施工和运行的方案以及复杂工程问题的解决方案,包括其对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任能够理解和评价针对电气工程及相关领域实践对环境、社会可持续发展的影响

6.1 具备电气工程及相关领域的数字技术、人工智能技术、数字仿真技术,能够熟练运用电气工程专业知识与技术合理分析问题、解决问题,具有较强的创新创意能力,能够独立承担专业领域的工作;

6.2 掌握电气工程领域相关的技术标准体系、了解知识产权、产业政策和法律法规,理解不同社会文化对工程活动的影响;

6.3 熟悉环境保护与社会可持续发展相关的方针政策和法律法规,理解电力系统、电气、电力装备运行对环境、社会可持续发展可能产生的影响;

6.4 针对电力系统运行、电气工程项目,能站在环境保护及可持续发展的角度,分析其资源利用效率、安全防范措施和社会效益,评价其对环境和社会可持续发展的影响,设计电力系统、电气工程项目的优化节能减排方案。

7.伦理和职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在电气工程及其自动化及相关领域实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

7.1 了解中国国情,具有人文社会科学素养,职业道德素养、社会责任感,能够在专业及相关工程实践中理解并遵守行业职业道德和规范,履行职责;

7.2 理解并遵守职业道德与规范,明确电气工程师对公众的安全、健康、福祉,以及环境保护的社会责任,并能在电气工程实践活动中履行责任。

8.个人和团队:能够在多学科组成的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

8.1 具有良好的协作沟通交流能力和项目管理能力,能够在团队中独立、有效地发挥作用,有能力组织、领导设计管理项目团队;

8.2 具有多学科全局视野,能够在多学科组成的团队中承担个体、团队成员或负责人的角色,共同达成工作目标。

9.沟通:能够就电气工程及其自动化及相关领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

9.1 能就复杂电气工程问题,利用报告、设计文件、陈述发言,通过清晰表达或回应指令等方式与电气工程领域同行及社会公众进行有效的沟通和交流;

9.2 能阅读、翻译、总结专业相关的英文文献和技术资料,具备一定的国际视野,能在跨文化背景下就专业问题进行基本沟通和交流。

10.项目管理:理解并掌握电气工程及其自动化原理与经济决策方法及相关的工程项目管理知识,并能够在多学科环境中应用。

10.1 掌握电气工程项目中涉及的工程管理原理与经济决策方法;

10.2 能在多学科环境中,与其他经济、环保、可持续等要素协调,综合考虑电气工程项目的开展。

11.终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。

11.1 认识到自主学习和终身学习必要性和主观能动性;

11.2 具备自主学习的能力,掌握自主学习方法;

11.3 拓展知识和能力的途径,包括对技术问题的理解能力,归纳总结能力和提出问题能力。

(二)实现与关系矩阵

1  电气工程及其自动化专业毕业要求实现环节或途径及与培养目标的关系矩阵表

毕业要求

实现环节或途径

培养

目标

1

培养

目标

2

培养

目标

3

培养

目标

4

培养

目标

5

  1. 工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决电气工程及其自动化及相关领域的复杂工程问题。

 

1.1 高等数学A线性代数、概率论与数理统计、复变函数积分变换大学物理大学物理实验工程制图

1.2 概率论与数理统计、复变函数及积分变换、MATLAB 与控制系统仿真

1.3 电力系统分析基础、模拟电子技术基础、运动控制系统创新设计思维

 

 

 

  1. 问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达,并通过文献研究分析电气工程及其自动化及相关领域的复杂工程问题,以获得有效结论。

2.1 高等数学A、线性代数、概率论与数理统计、C语言程序设计、C语言编程实践、智能电力创新课程

2.2 大学应用文写作、大学物理、大学物理实验、电力电子技术、电机及电力拖动基础、电气自动化创新课程

2.3 信息检索与利用、数字电子技术基础、单片机原理与应用、运动控制系统

 

 

  1. 设计/开发解决方案:能够针对复杂工程、经济问题进行策划、设计,提出解决方案,在策划、设计环节能够考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,体现创新意识。

3.1 单片机原理与应用、电气自动化创新课程、金工实习、电动汽车驱动技术实践、电工实践、电气工程及其自动化生产实习

3.2 电力系统分析基础、电机及电力拖动基础、供电工程与继电保护、创新设计思维、CAD工程制图实践

3.3 创业基础、PLC创新实践、电气专业课程设计及综合实验

 

 

  1. 研究:能够基于科学原理并采用科学方法对及相关领域的复杂工程问题进行研究,主要包括搜集资料、获取数据、设计方案、分析与解释数据,通过信息综合得到合理有效的结论并应用于工程实践。

4.1 信息检索与利用、电路原理

创新设计思维、智能电力创新课程、电动汽车驱动技术实践、电工实践

4.2 大学应用文写作、自动控制原理、运动控制系统、PLC创新实践、毕业论文(设计)

4.3 电气工程及其自动化生产实习、电气专业课程设计及综合实验、毕业实习、毕业论文(设计)

 

 

  1. 使用现代工具:能够针对复杂工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。

5.1 大学数智素养、电路原理、模拟电子技术基础、电力系统分析基础、工业自动化生产过程综合实践

5.2 MATLAB 与控制系统仿真、电气专业课程设计及综合实验、C语言编程实践

5.3 C语言程序设计、自动控制原理、供电工程与继电保护、金工实习、CAD工程制图实践

 

 

  1. 工程与可持续发展:能够基于电气工程及其自动化相关的背景知识、标准和规范等进行合理分析,评价项目的设计、施工和运行的方案以及复杂工程问题的解决方案,包括其对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任;能够理解和评价针对电气工程及其自动化及相关领域实践对环境、社会可持续发展的影响。

6.1 数字电子技术基础、电力电子技术、电气工程及其自动化生产实习

6.2 中国近现代史纲要、工程制图、供电工程与继电保护实践、工业自动化生产过程综合实践、毕业实习

6.3 思想道德与法治、马克思主义基本原理、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、习近平新时代中国特色社会义思想概论、军事理论、形势与政策

6.4 电力电子技术、运动控制系统、电子工艺实践

 

 

  1. 伦理和职业规范:具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在电气工程及其自动化及相关领域实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

 

7.1 思想道德与法治毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论习近平新时代中国特色社会义思想概论中华优秀传统文化教育军事理论

7.2 心理健康教育大学生职业发展规划供电工程与继电保护创新设计思维军事技能训练劳动实践

 

 

 

  1. 个人和团队:能够在多学科组成的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

8.1 大学体育、心理健康教育、中华优秀传统文化教育、军事技能训练、劳动实践

8.2 大学生职业发展规划、电气工程及其自动化专业概论、供电工程与继电保护实践、毕业论文(设计)

 

 

 

  1. 沟通:能够就电气工程及其自动化及相关领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。

9.1 中国近现代史纲要、电气工程及其自动化专业概论、C语言程序设计、创业基础、毕业实习

9.2 数智英语、大学生就业指导

 

  1. 项目管理:理解并掌握电气工程及其自动化原理与经济决策方法及相关的工程项目管理知识,并能够在多学科环境中应用。

 

10.1 工程制图、供电工程与继电保护、电气自动化创新课程、C语言编程实践、单片机综合应用实践

10.2 自动控制原理、智能电力创新课程、电子工艺实践、智能仪表设计综合实践、毕业论文(设计)

 

 

 

  1. 终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力

11.1 形势与政策、电气工程及其自动化专业概论、单片机综合应用实践

11.2 大学体育、大学数智素养、中华优秀传统文化教育、金工实习、智能仪表设计综合实践、毕业论文(设计)

11.3 大学生就业指导、创新设计思维、创业基础

 

 

 

 

支撑矩阵

 

三、专业课程体系拓扑图

(一)课程体系图

 

(二)课程拓扑图

 

 

(三)课程均衡

3  电气工程及其自动化专业课程学期教学均衡表

学期分布

学期1

学期2

学期3

学期4

学期5

学期6

学期7

学期8

占比

理论必修

17.11

16.86

12.11

15.86

10.9

3.875

4.375

0.25

47.85%

实践必修

8.14

11.39

9.64

13.395

7.35

8.375

6.375

6

41.56%

建议选修

1.25

1.25

2.5

0

5.25

5.25

1.25

1.25

10.59%

合计

26.5

29.5

24.25

29.25

23.5

17.5

12

7.5

100%

  • 课程分配  

类别

学分

占总学分比例

学时

占总学时比例

基础通识教育

62

36.47%

1232

41.62%

必修专业教育

38

22.35%

608

20.54%

双创教育

8

4.71%

128

4.33%

个性化培养

18

10.59%

288

9.73%

集中实践教学环节

44

25.88%

704

23.78%

合计

170

100.00%

2960

100.00%

电气工程及其自动化专业理论课程体系学分学时分布统计表

类别

学分及占总学分比例

学时及占总学时比例

通识教育

基础通识

基础通识课程

45.19

45.19

26.58%

26.58%

796

796

26.89%

专业教育

专业基础

电气工程及其自动化专业概论

1

13.62 

0.59%

8.02%

16

218

0.54%

专业基础课程

12.62 

7.43%

202

6.82%

专业核心

专业核心课程

17

17

10.00%

10.00%

272

272

9.19%

双创教育

双创教育

双创基础课程

4

6

2.35%

3.53%

64

96

2.16%

双创实践课程

2

1.18%

32

1.08%

个性化培养

自主学习

交叉通识课程

6

12.5

3.53%

7.35%

96

200

3.24%

专业选修课程

3.5

2.06%

56

1.89%

专业拓展课程

3

1.76%

48

1.62%

合计

94.31 

94.31

55.48%

55.48%

1582

1582

53.43%

电气工程及其自动化专业实践课程体系学分学时分布统计表

类别

学分

占总学分比例

学时

占总学时比例

课内实践

27.69 

16.29%

610

20.63%

集中实践

44

25.88%

704

23.78%

个性化培养(第二课堂活动)

4

2.35%

64

2.16%

合计

75.69

44.52%

1378

46.57%

4  电气工程及其自动化专业学分学时分配及比例表

 

五、专业基础、核心、选修和特色课程

(一)专业基础课程(7门17学分)

电气工程及其自动化专业概论(1学分)、工程制图(2学分)C语言程序设计(2学分)、数字电子技术基础(3学分)、单片机原理与应用(3学分)、电力系统分析基础(3学分)、电力电子技术(3学分)。

(二)专业核心课程(6门21学分)

电路原理(4学分)、模拟电子技术基础(3.5学分)、自动控制原理(3.5学分)、电机及电力拖动基础(3.5学分)、供电及继电保护(3学分)、运动控制系统(3.5学分)

(三)专业选修课程(24门48学分)

电池管理系统方向:电池状态检测与故障诊断2学分)、电池充电技术2学分)、电池系统管理与维护2学分)、电池回收利用技术2学分)

智能供配电方向电气控制与PLC2学分)、传感器技术2学分)、配电网技术2学分)、配电网故障诊断与保护2学分)

绿电能方向:电气工程CAD2学分)、风电技术2学分)、储能技术2学分)、光伏技术2学分)

能源方向:电气测量技术2学分)、变频技术2学分)、电气控制与PLC2学分)、发电厂变电站电气部分2学分)

智能微电网控制与调度:控制系统设计与构建2学分)、电力系统自动化2学分)、电气控制与PLC2学分)、智能微电网控制技术2学分)

智能电气设备技术与运维:电气控制与PLC2学分)、设备控制技术2学分)、伺服控制系统2学分)、传感器技术2学分)

(四)专业特色课程(1门3.5学分)

运动控制系统(3.5学分)工业生产过程大致可以分为化学过程和物理过程,其中物理过程主要以机械运动过程为主,本课程主要研究电机驱动的被控对象(生产线)运动规律及电机驱动运动控制器结构与算法。本课程的主要内容包括闭环控制的直流调速系统、多环控制的直流调速系统及其数字控制、可逆调速系统和位置随动系统四大部分。在教学过程中采用项目教学,将一个复杂运动控制系统分解成:被控对象、电机特性,功率变换器、运动控制器等各环节,从简单问题入手,逐次深入,掌握运动控制系统的控制规律及设计方法,通过课程设计及综合实验课程巩固理论知识,验证设计方法,提高学生的综合能力通过开展项目教学,使学生对整个过程进行全面实践,实现校企间无缝对接。

 

六、集中实践教学环节

(一)军事技能训练(1门2学分)

(二)基本技能(5门12学分)

劳动实践(1学分)CAD工程制图实践2学分)、C语言编程实践4学分)、电子工艺实践3学分)、金工实习(2学分)

 

(三)综合训练(5门12学分)

单片机综合应用实践3学分)、智能仪表设计综合实践2学分)供电工程与继电保护实践2学分)MATLAB与控制系统仿真2学分)工业自动化生产过程综合实践3学分)

(四)拓展训练(5门12学分)

电动汽车驱动技术实践2学分)、电工实践3学分)、PLC创新实践2学分)、电气工程及其自动化生产实习(2学分)、电气专业课程设计及综合实验1学分)、大学生专业学科赛事(2学分)

(五)拓展提升(2门6学分)

毕业实习(2学分)毕业论文(设计)(4学分)

七、专业毕业和授位条件

(一)专业毕业条件

修满本人才培养方案规定的170学分,成绩合格并符合《青岛恒星科技学院学籍管理细则》要求的学生,可获得青岛恒星科技学院电气工程及其自动化专业本科毕业证书

(二)专业授位条件

符合毕业要求并达到《青岛恒星科技学院学士学位授予实施细则》要求的学生,经学校学位委员会审查批准,可授予青岛恒星科技学院工学学士学位

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