电气工程师的知识能力要求①

黄绍平， 林友杰， 唐勇奇， 谢卫才

(湖南工程学院电气信息学院， 湘潭 411101)

电气工程师的知识能力要求①

黄绍平， 林友杰， 唐勇奇， 谢卫才

(湖南工程学院电气信息学院， 湘潭 411101)

高等工程教育应以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养造就一大批创新能力强、适应企业发展需要的优秀工程师。文中结合电气工程及其自动化专业“卓越工程师教育培养计划”，提出了本科层次电气工程师的培养标准，阐述了电气工程师知识及其应用能力、工程实践能力、交流与沟通能力、个人职业与社会责任等的具体要求。

电气工程师； 知识； 能力； 工程实践

严格意义上的工程师是指那些具有工程师执业资质的或工程师职称的人才，但本文所说的工程师泛指高等学校培养的具有工程师基本能力、并有获得工程师执业资质或工程师职称潜力的后备工程师。笔者在制订本校电气工程及其自动化专业“卓越工程师教育培养计划”培养标准时，查阅了大量的有关高等工程教育的文献资料，并进行了一些调研。本文对本科层次电气工程师的知识、能力结构与培养要求进行探讨。

1 本科层次“卓越工程师”的知识、能力与素质要求

本科层次的高等工程教育主要是培养现场从事产品的生产、营销和服务或工程项目的施工、运行和维护的工程师。按教育部“卓越工程师教育培养计划”所拟订的标准，工程型本科毕业生应达到如下知识、能力与素质要求[1～3]：

(1)具有良好的工程职业道德、较强的社会责任感和较好的人文科学素养；

(2)具有从事工程工作所需的相关数学、自然科学知识以及一定的经济管理知识；

(3)具有良好的质量、环境、职业健康、安全和服务意识；

(4)掌握扎实的工程基础知识和本专业的基本理论知识，了解本专业的发展现状和趋势；

(5)具有综合运用所学科学理论、分析和解决问题方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力，能够参与生产及运作系统的设计，并具有运行和维护能力；

(6)具有较强的创新意识和进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力；

(7)具有信息获取和职业发展学习能力；

(8)了解本专业领域技术标准，相关行业的政策、法律和法规；

(9)具有较好的组织管理能力、较强的交流沟通、环境适应和团队合作的能力；

(10)具有应对危机与突发事件的初步能力；

(11)具有一定的国际视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作的初步能力。

2 电气工程师的知识能力要求

电气工程及其自动化专业的培养目标是：培养具有扎实专业基础理论与专业知识，具有较强工程意识、工程素质、工程实践能力和创新意识，能够从事电气产品、电气装置和电气系统设计、制造、测试、安装调试、施工、运行维护以及技术服务等方面工作，适应企业发展需要的电气工程师。

电气工程及其自动化专业“卓越工程师教育培养计划”学校培养标准分为4个方面，简述如下。

2.1 知识及其应用能力

(1)基础科学知识

①数学知识：具有从事电气工程技术工作所必备的数学基础知识。掌握微积分、常微分方程、线性代数、概率与数理统计、复变函数及积分变换的理论知识。

②物理知识：掌握电学、磁学、力学、热学等理论知识与相应的实验操作技能。

③计算机应用知识：掌握一种高级程序设计语言，具有程序设计的基本能力；具有运用常用的电气CAD软件分析和解决一般性工程实际问题的能力。

④管理科学知识：了解现代企业制度、管理模式、生产管理、工程管理、工程经济等基础知识。具备从事企业生产管理、工程管理、项目规划与组织工作所必需的知识。

⑤人文科学和社会科学知识：掌握一定的哲学、政治经济学、法律基础知识；具有良好的人文、文化艺术素养；对电气工程与人文、社会、自然的关系有一定认识。

(2)核心工程基础知识

①工程制图：掌握工程制图标准和一般机械工程图样表示方法；掌握电气工程制图方法，熟悉电气工程制图标准。

②机械工程基础知识：掌握材料力学、金属材料学、机械零件、机械设计的基础知识，熟悉常见机械机构的原理；掌握机械设计的基本原理与方法，能进行常见机械零、部件的设计；掌握常见工程材料的种类、性能，能够针对零、部件使用要求合理选材；了解常用的热处理技术。

③电路与电磁场：掌握电路元件的原理与特性和交直流电路、不对称电路的分析计算方法；掌握数字电子技术和模拟电子技术基础知识，熟悉各种基本电子电路的原理和分析方法，能初步运用EDA工具进行电子电路设计；掌握工程电磁场的基本知识，能够运用工程电磁场的原理和方法分析和解决电气设备中的电磁现象和过程，了解电磁兼容性设计技术知识；掌握各种常用电工电子仪器仪表使用方法和各种电工电子基本电路测试方法。

④电气自动化技术：掌握自动控制基本原理；掌握微处理器应用技术及基于微处理器的电气检测与控制的软硬件设计方法；掌握PLC应用技术，具有用PLC进行电气控制的初步设计能力。

⑤电力电子技术：熟悉常用的电力电子器件结构、原理与功能，掌握各种基本变流电路原理、功能以及常用的脉宽调制技术、谐波消除技术；具有分析常用电力电子电路的能力，掌握电力电子电路与装置测试方法；具备电力电子变流电路和装置的初步设计能力。

⑥电气设备基础理论知识：掌握电力变压器、直流电机、感应电机、同步电机的基本原理、结构和分析计算方法以及电机的起动、调速、制动的原理和基本电路；掌握开关电器的电弧及其熄灭原理、导体电动力与发热计算、电接触理论及电磁系统计算方法；掌握典型电器结构与原理；掌握电气绝缘基本知识和绝缘测试的一般方法，具有绝缘材料选用、绝缘结构设计的初步能力。

(3)高级工程基础知识

按专业方向的不同，具备以下之一。

①电机设计与电机控制：掌握电力变压器、交直流电机的设计理论和方法，能熟练运用专业设计软件进行辅助设计；掌握电机传动与控制的一般原理与方法，并具备初步的控制系统设计能力；熟悉微特电机等新型电机的基本结构、原理和控制方法，并具备初步的分析和设计能力。

②高低压电器与电器智能化：掌握高低压电器及其成套设备的结构、原理与设计计算方法，具备初步设计能力；掌握电器智能化的原理与设计实现方法，具备初步的智能电器开发设计能力。

③电力系统与供配电：掌握电力系统分析基本方法；掌握电力系统继电保护与综合自动化的原理与方法；具有电力系统运行维护的能力；掌握供配电系统的设计计算方法，具有变电站、电力用户供配电系统设计的初步能力。

2.2 工程实践能力[4，5]

(1)现场工作能力

①工艺编制与工艺管理能力：熟悉电气产品生产过程和工艺流程，能较熟练地运用CAPP(computer aided process planning，计算机辅助工艺过程设计)手段，具有较强的工艺设计、工艺文件编制和工艺管理能力。

②测试与试验能力：熟悉电气设备、电气装置的一般性能检测和型式试验、出厂试验的内容与方法；熟悉预防性试验的程序与方法。

③安装调试能力：熟悉电气装置、电气系统的安装规范及规程，熟悉电力变压器、大型电动机、成套电气装置电气安装的方法；能正确处理好电气绝缘、电气隔离、安全接地等技术问题；具有在现场组织和指导电气安装与施工的能力。

④熟悉电气设备、电气装置和电气系统的调试步骤与方法，能及时发现问题并能在现场解决一般性技术问题；熟悉输变电工程安装调试的规范及规程、程序和方法，具有现场组织和指导电气安装与施工的能力。

⑤运行维护能力：熟悉一般电气装置与输变电系统的管理方法、运行规程和定期检修、定期试验的内容，并具备制定相应运行规程的能力；掌握电气装置与电气系统的运行规律、共同特征及常见故障分析知识；熟悉一般电气装置与供配电系统的日常检查和维护方法，具有电气故障的排除能力；具有对电力设备进行定期检修的能力。

(2)设计能力

①技术标准与技术手段：熟悉各种主要电气设备、电气装置和电气系统的技术标准；能够熟练地运用电气CAD软件、电磁场分析软件以及其它工程设计软件。

②电气产品与电气系统设计：综合运用所掌握的专业理论知识和技术手段，参与电力变压器、交直流电机、高低压电器及其成套装置、电力电子装置、电力拖动系统、供配电系统、输变电工程设计工作的能力。

(3)工程项目实施能力

①工程项目实现方案的制定：能够准确理解电气工程项目的技术标书和设计图纸，准确把握工程项目的技术目标、技术要求和具体技术指标，并具备对技术标书和设计图纸的技术论证与评估能力；具有根据电气工程项目的技术目标、技术要求和设计图纸，确定实施方案和具体电气产品的能力，并能够编制技术标书。

②工程项目的组织管理：具有一定的质量、环境、职业健康安全和法律意识，在项目实施和工程管理中具备参与贯彻实施的能力；具备使用合适的管理方法，管理计划和预算，组织任务、人力和资源，以及应对危机与突发事件的初步能力，能够发现质量标准、程序和预算的变化，并采取恰当措施的能力；具备参与管理、协调，确保工作进度，以及参与评估项目，提出改进建议的能力；具有组织和指导项目现场安装、施工和调试的能力。

(4)新产品开发与技术改造能力

①发现问题和表述问题。

②信息获取：具有文献检索策略、应用图书馆工具(在线检索、数据库、搜索引擎等)检索并获取信息的能力；具有信息的整理与分类、甄别、提取、凝练的能力。

③建模：具有应用数学知识和软件建立电路、简单的电磁系统、控制系统、电气系统的模型并进行仿真分析的初步能力。

④实验探索：具有制定实验方案，提出实验步骤，进行实验测量的能力；具有分析实验数据，鉴定实验结果的能力。

⑤新产品开发：具有综合运用所掌握的理论知识、方法、技术手段，对电气传动系统、电力电子装置、智能电器、新型电机等新产品进行开发、设计的初步能力。

⑥技术改造：具有对企业工艺过程、生产设备进行节能技术改造，对企业产品进行技术升级的初步能力。

2.3 交流与团队合作

(1)有效的交流沟通能力

①英语应用能力：具有一定的听、说、读、写能力；具有阅读、翻译一般难度的本专业及相关专业技术资料能力。

②工程文件的编纂与说明：能撰写项目可行性分析报告、项目任务书与计划书、技术标书、技术合同书、产品使用说明书等工程文件。

③电子及多媒体交流：能够运用计算机以及网络通讯等现代科技手段，以多媒体形式进行交流沟通。

④口头表达和人际交流：具有良好的口头表达能力，能在跨文化环境下使用技术语言，对技术方案、技术报告等进行口头要义表述；具有较强的人际交往能力，能够控制自我并了解、理解他人需求和意愿；具有较强适应能力，自信、灵活地处理新的和不断变化的人际环境和工作环境的能力。

(2)团队合作

① 团队合作精神：具备团队合作精神和协作意识，并具备一定的协调、管理、竞争与合作的能力；

②不同环境下的团队合作：具备一定的在国际视野和跨文化环境下的团队合作能力；具备在多学科团队中有效工作的能力。

2.4 个人职业与社会责任

(1)个人职业

①职业规划：结合国民经济与社会发展对电气工程专业人才的需求以及科学技术的发展与进步，具有主动调整自身的个人职业规划的意识，树立正确务实的就业、择业与创业观，立志在生产一线解决现场电气技术方面实际问题。

②职业道德：具备良好的工程师职业道德和正确的科学伦理观，培养正直、善良的良好品行；具有强烈的事业心、责任感与使命感。

③工作的主动性和创造性：具有良好的思想道德品质、敬业爱岗和乐于奉献的职业境界；熟悉相关法律法规及其各类行业标准；在团队分工协作中，培养自身工作的责任心与主动性。

④终生学习的能力：具备对新知识的好奇心、激发自身求知欲望和获取新知识的能力，并具有运用新知识、新方法、新手段解决实际电气技术问题的不懈动力。

(2)社会责任

①质量、环保意识：具有强烈的电气产品质量意识；掌握国家和行业的节能减排政策和标准，具有优先采用和发展可再生能源和安全环保的电气材料的强烈意识。

②电气安全意识和应对危机与突发事件的初步能力：掌握电气安全知识，具有较强的电气安全技能；熟悉电气设备、电气系统的安全运行规程、常见故障及应对措施。

3 企业培养方案简介

我校电气工程及其自动化专业是实施“卓越工程师教育培养计划”的首批专业之一。学生在企业学习的1年时间，不是简单的实习，更不是在企业“做工”，而是学习、工程实践训练。应通过1年时间在企业的工程训练和工程实践，提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，受到工程师的初步训练。为此，设置以下3个教学模块。与在校学习一样，采用学分制。

(1)实习：时间为半年，培养学生的现场工作能力和运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。半年的实习时间采用“轮岗制”，学生要在3个不同岗位上实习，岗位包括产品制造工艺、产品测试与质检、运行与维护、产品销售与技术服务、电气安装与工程项目管理等，每个岗位6～7周时间。

(2)项目设计训练：在实习的半年时间内穿插进行，带着问题实习，要求学生参与到企业产品的设计工作中，在指导教师的指导下，设计一个实际产品或电气装置。

(3)毕业设计：时间为最后半年，在企业进行，设计企业实际的电气产品、电气装置或电气系统，或解决企业生产中的技术难题。

4 结语

高等工程教育的根本目标是培养适应企业和社会需要的工程师，高等学校应着力培养工科学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。

[1] 林健(Lin Jian).“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制(The development of general standards for “a plan for educating and training outstanding engineers”)[J].高等工程教育研究(Research in Higher Education of Engineering)，2010,(4)：21-29.

[2] 张安富，刘兴凤(Zhang Anfu，Liu Xingfeng).实施“卓越工程师教育培养计划”的思考(Reflection on the implementation of“a plan for educating and training outstanding engineers”)[J].高等工程教育研究(Research in Higher Education of Engineering)，2010,(4):56-59.

[3] 龙翔(Long Xiang).从工程的自然属性谈工程师的环境伦理责任(Discussing engineer's environment-thical responsibilty from the nature attribute of engineering)[J].自然辩证法研究(Studies in Dialectics of Nature),2008, 24(2):66-70.

[4] 苏泽光,朱荣辉,肖金凤( Su Zeguang ，Zhu Ronghui,Xiao Jinfeng).构建电气工程专业实践创新能力的实践教学体系(Restructuring the practice teaching system of electrical engineering and the automation specialty)[J].电力系统及其自动化学报( Proceedings of the CSU-EPSA)，2002，14(5):73-76.

[5] 张智晟，吴新振(Zhang Zhisheng , Wu Xinzhen).电气专业毕业设计多维多层次指导平台的构建(Construction of a multi-dimensional and multi-level guiding platform on electrical engineering graduation project)[J].电力系统及其自动化学报(Proceedings of the CSU-EPSA) , 2010 ,22(3) :149-151,155.

DemandofKnowledgeandAbilityforElectricalEngineers

HUANG Shao-ping， LIN You-jie， TANG Yong-qi， XIE Wei-cai

(Department of Electrical and Information Engineering， Hunan Institute of Engineering， Xiang'tan 411101， China)

Higher education of engineering should pay attention to actual engineering surroundings and engineering technology, exert improving student's engineering sense, engineering qualities and engineering practice abilities, and cultivate numbers of excellent engineers who possess high innovation ability and can adapt themselves to enterprise development demand. Combining the plan for educating and training outstanding engineers of the electrical engineering and automation specialty, this paper puts forward the training standards for electrical engineers on the Bachelo level, and expatiates the demand in the knowledge and application ability, the engineering practice ability, the intercommunion ability, the personal occupation ability and societal duty for a electrical engineers.

elect ricalengineer； knowledge； ability； engineering practice

2010-09-26

2010-10-22

全国教育科学“十一五”规划2010年度教育部重点课题“校企合作培养‘卓越工程师’的研究”(DIA100296)

G647

B

1003-8930(2011)04-0148-05

黄绍平(1964-)，男，教授，研究方向为电能质量与智能电器。Email:hsp@hnie.edu.cn

林友杰(1976-)，男，博士，讲师，研究方向为电机节能控制。Email:linyoujie@126.com

唐勇奇(1964-)，男，教授，研究方向为交流调速技术。Email:tangyongqi@ 126.com