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关键词:单片机 智能车 实训系统 模块化
中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1009-5349(2016)23-0051-02
实习实训是人才培养的重要组成部分,对培养学生的工程意识和创新意识,提高学生的动手能力,加深对所学专业知识的认识具有不可替代的作用。但现阶段,实习实训教学模式陈旧,学生被动接受的内容多,主动探究的机会少,严重制约了创新精神和创新能力的培养。针对电类专业目前实习实训教学中存在的问题,提出了CDIO教学模式,即从Conceive(构想)、Design(设计)、Implement(实施)、到Operate(操作)全流程的教学模式,充分调动学生主动参与训练项目的积极性,在真设备、真项目和真要求的驱动下,实现学生可持续发展能力的培养。我院测控技术与仪器专业工程项目实训采用了CDIO教学模式,为此开发设计了基于单片机的智能车实训系统,该系统由10个功能模块组成,可根据实训内容要求构建硬件电路,可完成智能车的循迹、避障、调速、语音报警、车速和里程显示及遥控等功能,培养学生的系统设计、软件编程、硬件调试的综合能力,提高了学生的实践动手能力和创新能力。
一、整体设计思路
以AT89S52为核心控制器。车体选用标准车架模型改装而成,霍尔传感器实现测速和里程统计,红外传感器进行轨迹跟踪,超声波传感器避障,蓝牙模块实现无线控制,直流电机对车进行转向和行动控制,H桥电路实现电机的驱动。本系统基于完备的软硬件系统,很好地实现了小车的自动循迹和避障,遇到障碍物时,能进行语音报警和自动减速,通过液晶LCD1602显示车速、里程和距离障碍物距离。
系统由微控制器、电源模、功能按键、显示、电机驱动、语音模块、蓝牙、红外传感器、超声波避障、车速检测等10个功能模块构成。如图1所示,系统采用模块化的设计,学生可根据设计需要,完成不同功能智能车的硬件搭建和软件调试,通过蓝牙无线通信模块,可实现智能车的遥控。
二、智能车实训系统的硬件组成
系统硬件性能的好坏决定了整个系统的运行情况,能否稳定而可靠地运转就取决于硬件电路的质量。核心控制器采用AT89S52构成最小系统,红外传感器模块采用4组红外对管构成循迹电路,测距采用HC-SR04超声波模块,液晶显示电路采用1602,电机驱动采用L298构成H桥电路,语音模块采用ISD1760构成,使用了蓝牙通信模块HC-06实现无线通信,电源电路采用7805和LM1117将96V锂电池转换为5V和33V,除电机驱动模块需96V和蓝牙模块使用33V外,其他模块均采用5V供电。系统采用模块化设计,开放式接口,方便学生连线。
电机驱动电路采用L298N构成H桥电路,可同时驱动2个直流电机,如图2所示,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电机, 5(IN1),7(IN2),10(IN3),12(IN4)脚接输入控制电平,控制电机的正反转,这四个引脚输入PWM脉冲,假设IN1输入一个PWM脉冲,IN2输入与IN1相反的PWM脉冲电机正转,相反的PWM可以由程序设置,若要实现电机的反转,则IN1、IN2输入与正转相反的脉冲即可实现, EN1、EN2为使能端,控制电机的停转。当使能端为低电平时,芯片不会工作。
t外循迹模块采用红外对管构成,如图3所示,一体化红外发射接收IRT中的发射二级管导通,发出红外光线,经反射物体反射到接收管上,使接收管的集电极与发射极间电阻变小,输入端电位变低,当红外光线照射到黑色条纹时,反射到IRT中的接收管上的光量减少,接收管的集电极与发射极间电阻变大,三极管截止,三极管的集电极C为高电平,再经反相器后输入到单片机的信号为低电平。在三极管的基极B和发射极E接一个01pF的电容,减少电路中的“毛刺”,以减轻电路的干扰。由于光电传感器受外界的影响较大,容易引起单片机的误判,因此我们在电路中加入了一个可调电位器(阻值为10K),通过调整电位器,改变光电传感器的输入电流从而改变其灵敏度。
三、测试结果
实训过程中,以智能车为训练平台,根据设计要求构建硬件电路,先进行基础训练,然后采用项目驱动式,拓展任务,创新性地进行实训,通过在智能车平台上安装不同的功能模块来完成某种特定的任务,为了测试智能车实训系统的性能,制作了智能车的样机,经过试验测试,该智能车样机能够准确判断跑道的边界线并分析出跑道的走向,可以实现自主循迹功能、避障功能和语音报警等功能。
四、总结
本文设计了基于单片机的智能车实训系统,该实训系统具有模块化设计,搭建方便、灵活组合,功能多样,使学生在该系统上进行硬件电路设计、软件程序设计和综合调试等,极大地提高了学生的实训热情和实践动手能力。
参考文献:
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[关键词]高职教育 技能训练 教学设计
电机与拖动是机电一体化技术专业实现专业人才培养目标所必须的一门专业主干课程。通过对学生的职业群及相应岗位能力进行分析,对课程内容进行整合,教学以“理实一体化”教学为主,注重培养学生动手能力及创新能力的培养。
一、课程教学任务
本课程的任务是使学生掌握常用交、直流电机、控制电机及变压器的基本结构和工作原理,以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择,基本的及典型的电气控制线路。使学生具备高素劳动者和中高级专门人才所必需的电工的基本知识和基本能力;为学生学习专业知识和职业能力,提高全面素质,增强适应职业变化的能力,并为学习后续课程和培养学生的创新能力打下基础。
二、课程教学目标
(一)能力目标
专业能力:培养学生电工安全规范操作,具备正确使用电工仪器.仪表的操作技能的基本能力;具有识读电力拖动电路图、分析电路和计算电路的能力;初步具备分析和解决生产实际中有关电力拖动电工知识的能力。
方法能力:培养学生理论分析及应用能力;具有学习和应用电力拖动新知识、新技术的能力
社会能力:培养学生的学习能力、团结协作与勇于创新的精神
(二)知识目标
通过本课程的学习使学生掌握常用交、直流电机、控制电机及变压器的基本结构和工作原理,以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择,基本的及典型的电气控制线路的原理及故障修理。使学生具备高素劳动者和中高级专门人才所必需的电工的基本知识和基本能力。
(三)素质目标
养成严肃、认真的科学态度和良好的自主学习方法,能独立分析问题和解决问题并具有协作和团队精神;能独立解决实训中遇到的实际问题;具有自学、归纳总结、表达等各方面的能力;具有严谨的科学思维习惯和规范的操作意识及创新意识。
三、课程教学设计
(一)教学内容设计
通过专业课程调研分析,结合学生岗位职业能力要求,对课程教学内容进行整合,形成8个课程单元(学习情景),每个学习情境又根据生产实际分为多个子情境,采取采用以实习实训场所为中心的教学组织形式。重视学生主动学习性的培养,注重培养学生动手能力的培养,注重对学生进行学习方法的指导,积极引导学生思考问题,培养其创新能力。
教学内容主要包括:
教学情境一 直流电动机
直流电动机的机械特性,调速,启动,反转与制动
教学情境二 变压器和电磁铁
变压器的结构及工作原理和主要数据;变压器的极性判定
教学情境三 三相感应电动机
三相感应电动机的转子各量与转差率的关系;电磁转矩、机械特性、启动和调速;单相异步电动机
教学情境四 控制电机
伺服电动机、测速发电机、步进电动机、感应同步器等的原理、结构及应用。
教学情境五 同步电机
凸极同步电机的基本结构、同步电机的额定值;同步电机的可逆原理、相量图、V形曲线、起动。
教学情境六 低压电器
万能转换、凸轮控制器及闸刀开关、组合开关、自动开关及接触器、继电器和按钮开关等常用低压电器的结构、工作原理、用途和使用方法。
教学情境七 基本电气控制电路
线路图安装图识读,正反转控制电路、Y-起动、能耗制动、反接制动等各种简单控制电路。
教学情境八 典型机床电气控制线路
C650卧方式车床,M7120平面磨床,Z3040摇臂钻床,X62W万能升降台铣床的主电路、控制电路的分析。
(二)能力训练项目教学设计
课程教学围绕本课程教学目标与任务,通过对学生的电机与拖动理论知识及职业能力和社会能力的分析,针对8大块教学内容,对学生能力训练进行教学设计,设计能力训练项目共有9个。
1.直流电动机电路接线及调试
通过电路接线及测试;熟悉直流电机的结构及工作原理和相关知识
2.异步电动机电路接线及调试,观察现象
熟悉异步电动机的结构及工作原理,电磁转矩的计算,机械特性,调速。
3.控制电动机电路接线及调试,观察现象
熟悉伺服电动机、测速发电机、步进电动机,了解自整角机、旋转变压器、感应同步器的原理、结构及应用。
4.变压器测试
通过实训掌握变压器同极性端判断,理解变压器的变压、变流和阻抗变换作用,掌握实际变压器的损耗和效率等。
5.电动机拆装认识
通过电动机拆装,熟悉三相鼠笼式异步电动机的结构和额定值;掌握检验电动机绝缘情况的方法;能对电动机定子绕组首、末端进行辨别。
6.低压电器组装及相应电路接线及调试
掌握万能转换、凸轮控制器及闸刀开关、组合开关、熔断器、自动开关及接触器、继电器和按钮开关等常用低压电器的结构、工作原理、用途和使用方法。
7.三相配电板的制作
掌握三相电机与拖动的基本概念和三相电机与拖动的连接,重视并掌握安全供电和安全用电,通过完成三相配电板的制作,理解漏电保护器的原理和作用以及三相电机与拖动的连接。
8.控制电路安装及测试
熟悉基本电气控制电路的线路图安装图识读,正反转控制电路、Y-起动、能耗制动、反接制动等各种简单控制电路。
9.典型机床控制线路实训
熟悉C650卧方式车床,M7120平面磨床,Z3040摇臂钻床,X62W万能升降台铣床的主电路、控制电路。
(三)教学模式和方法设计
本课程主要采用“教、学、做”一体教学模式,以一体化实训室为第一课堂,利用现代教育技术和实验室先进的设备条件,从实际小电路入手,边讲解、边训练,达到强化学生知识、技能、能力的目的。课程教学从学生能力培养着眼,注重讲练结合。
每个学习情境以学生练习为主,教师评讲为辅,便于教师了解学生的学习状况,有针对性地讲解和解决普通性问题。教学实施过程中要加强实践教学,联系课程教学内容及实际设计能力训练项目,开展多层次的实践教学,培养学生动手操作能力。
采用实训教学与理论教学有机结合,根据课程内容进行9个能力训练项目的实施,每个训练项目为完成该课程任务展开理论与实训教学,学生分4人一个学习小组,教师按“教、学、做”一体化教学模式进行教学。项目实施中教师引导,学生自主独立完成,训练中注重培养学生实际动手能力和团队合作精神。
四、课程考核方案设计
根据高等职业技术教育培养目标的要求,根据教育部制定的《高职高专教育电工技术基础课程教学基本要求》,并结合机电一体化专业特点对课程考核方案进行设计。
课程考核包括:形成性考核(平时作业成绩体现,包括课堂提问、学生作业、单元测验等内容为主);终结性考核(期末安排综合考核为主);实践技能考核(根据实践安排,随堂考核)。本课程采用阶段评价,理论与实践一体化评价模式。结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、综合实践及考试情况,综合评价学生成绩。注重学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核,对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励,全面综合评价学生能力。
[参考文献]
[1]殷晓安.行为导向教学法在《电机与拖动应用》课程中的实施方案[J].考试周刊,2011(33)
[2]杨晔.稳定职业教育规模 提高教育教学质量研究初探[J]成人教育,2010(1)
关键词:电力传动;教学改革;创新;模式设计
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2013)20-0245-01
一直以来,中等职业学校的《电力传动控制》课程由于受传统的教学方式与考核方式的影响,教学中重知识传授,轻能力培养,课程教学大纲往往强调注重学生对知识的掌握情况,而往往忽略学生将学到的机电控制知识灵活运用到实际工程问题的实践中去。反映到教学安排上,教学计划安排的实践环节偏少,而实践教学部分只有6学时,并且是简单地针对课程内容,安排3个观摩性实验,培养出来的学生缺乏动手能力,更谈不上具有创新意识和开拓精神。
一、教学内容调整与优化
认真研读专业培养计划,分析各门基础课、专业课与“机电传动控制”的关系。该课程在中等职业学校第三学期开设,课程的部分内容在相关课程已进行了学习,例如:电机的工作原理在“电工学”里已进行学习,学生在“可编程控制器原理与应用”课程中已学习了PLC的基础知识。如果严格按照教学大纲与教材进行教学,学生的学习积极性不高,会直接影响教学效果。因此在教学中,对于重复的内容只做简单介绍,带领学生对学过的基础知识做快速复习,重点放在知识的应用上,培养学生运用知识解决实际问题的能力。例如:重点讲解采用PLC对电机的控制的编程技巧,如何运用PLC对复杂工业生产系统的控制等。为使学生了解与掌握机电传动控制新技术,增加2学时电力控制新技术专题,较为系统地介绍智能控制技术的发展及在生产中的应用。另外结合笔者的教学经历,课堂讲授时把关于机电一体化的科研成果带入课堂,及时将最前沿的学术成果不断充实到自己的课堂中,弥补原有课程知识与最新研究之间的“断层”,这将极大地提高学生学习的兴趣和积极性。
二、教学方法改革和创新
(一)提出问题
教师提出的问题是问题式教学的关键,问题的好坏直接关系到课堂教学的成败。《电力传动控制》课程的教学内容比较抽象,根据教学要求和学生实际,结合工程或生活实际,设计生动形象的问题情境,将有关教学内容转化为面向全体学生的系列问题。学生在上课时总有“课程有什么用”这样的问题,这就要求教师设计问题时,引入日常机电产品实例。例如:在讲授电机的制动特性内容时,关于“电梯是如何在短时间内实现快速准确的停在某一楼层”的问题,引导学生根据已有知识和经验,探讨解决措施。另外,同样电梯运行的例子在可编程控制器的控制中也可以应用。日常生活中的例子可以让学生感觉到学到的知识实用性,能够激发学生的学习兴趣,提高教学效果。另外,提出的问题要紧扣教学重点与难点,并且难度要适中,让学生能够通过对问题的讨论学习掌握知识点,掌握问题的解决方法,并能运用。
(二)引导学生质疑
学生针对教师提出的问题,可以广泛地讨论,教师辅以启发式的分析,增强了互动性,活跃了课堂气氛。在讨论过程中,教师要引导学生自己完成理论学习和论证的全过程。例如:结合电梯的控制方式,可以引导学生采用单片机、PLC、工控机等多种控制方式,使同学们分组分析每种控制方式的优缺点。引导学生自我纠正各种控制方式分析中的优点与不足,让其自己找出所论证问题的不完善和不足之处。这样,学生对知识点的掌握更牢,更全面。
(三)教师总结讲评
根据布鲁纳的反馈原则,学生必须获得反馈意见,知道效果如何,其目的是促进学生独立思考,必须指导学生学会如何学习,培养学生探究发现和自我矫正的能力。教师要善于组织学生总结一堂课的重点内容,对学生理解难度较大的地方、教材的关键点,再进行重点讲解,以确保学生系统地掌握知识。
三、实训项目模式设计
《电力传动控制》课程原来的实训性环节较少,学生仅通过简单连线,观测实验现象,不能够很好地理解理论知识,更谈不上动手能力与创新思维的培养。因此,在实训教学活动中注重改造传统的实验装置、开发新型开放式实训项目,积极指导学生参加职业学校的学生创新实训项目,改革实训模式,实训室全天开放,不受上课时间限制,学生可以利用晚上和周末去实训室做实验,保证每名学生都动手做实训,独立完成实训报告。为使学生得到更多的创新实践能力锻炼,鼓励学生参加各种科技创新活动与机电类学科竞赛,培养学生的团队精神、实践能力、创新意识和创新能力。
《电力传动控制》课程在培养中职生机电系统知识及动手能力中起着关键作用。以上所述的教学改革,能激发了学生的学习兴趣,使学生在理论知识学习、实训能力锻炼、创新精神培养等方面得到了全面提高。
【摘 要】《电机与电气控制》作为电气自动化、生产过程自动化、机电一体化等专业的技术基础课,本课程对培养学生的职业技术能力起着非常重要的作用。课程改革是根据中高级电工、CEAC的职业资格标准、能力的要求,理论知识坚持“必须、够用”的原则,始终围绕高等职业教育培养的是能适应生产、建设、管理、服务第一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才这一培养目标,实践教学始终围绕培养动手能力、解决问题能力、创新能力,突出职业资格能力的培养。以项目教学为突破口解决教与学脱节问题,以构建学习情景为依托,重点培养专业技能。本文在结合现代职业教育的特点说明了教学改革的必要性基础上,分析了教学中遇到的实际问题。在遵循层次性、综合性、先进性的原则前提下,从教学思想、教学内容、教学的方法手段、评价方法等多个方面提出了改革的措施和具体做法。因而加强该课程的建设,特别是加强实践教学的改革对培养学生的专业技术应用能力起着重要的作用。
【关键词】《电机与电气控制》 工作过程 教学改革
一、《电机与电气控制》课程教学改革的必要性
1.《电机与电气控制》课程的历史沿革
我校于1997年为了拓宽仪表自动化专业在强电专业的知识面而开设此课程,本课程从设置到建设较成熟共经历两个大的阶段。
第一阶段:97至2002年,为初始时期。我校为国家级重点中专学校,由于受到教学资源的限制,还主要是黑板加粉笔加少量验证性实验的教学模式,只能局限于理论知识讲授,理论教学与实践教学脱节,教学内容安排不合理,实验条件比较差,学生的动手机会少,学习没有兴趣,学习效果不佳,工作后岗位适应能力较差。
第二阶段:2002年至今,为课程的建设阶段。随着我校升格为高职院校,这期间我校以人才培养水平评估、省级示范校建设为契机,全面推进课程改革。通过广泛社会调研,了解企业的人才需求,重新调整人才培养目标,请用人企业对相关课程的主要知识点提出应达到的目标,结合走访毕业生与汲取同类院校的先进经验,细化课程的具体教学要求,在教学内容、教学顺序上进行大的调整,课堂教学开始采用电化教学手段,增加实验设备的台数,并注意联系实际应用,通过这些措施,学生学习的积极性有了极大的提高。
2.《电机及电气控制》教学方面存在的问题
《电机及电气控制》教学方面存在的主要问题是教学内容、教授顺序安排不合理。
原课程名称为《电机与拖动》,主要内容包括直流电机及拖动、变压器、交流电机及拖动、控制微电机、电气控制。因受教学条件的限制教学内容以理论讲授为主,例如:变压器空载运行、负载运行中电压平衡方程、磁动势平衡方程的推导,并由此得到的相量图和等效电路等内容理论性就很强,由于学生电工知识不扎实、电路分析能力较弱,每次在进行此内容的教学时,学生都如坠入云雾之中,学生的感觉就像是听“天书”。因此教学效果较差。考虑到异步电机控制较多且应用广,我们将变压器、异步电机提前讲。
该课程实际上是《电机与拖动》和《工厂电气控制设备》二门课的综合。一般的同类教材就是将它们机械的叠加,为前电机后控制,将电机与控制截然分开。我们以前讲授基本按照教材顺序,经过总结教学经验,发现存在问题,如先讲解电机原理、运行分析、拖动特性等生涩难董的理论,学生的学习积极性和学习兴趣消磨殆尽,等讲到控制时前面的拖动知识已水过地皮干。所以在做起动、调速、制动等拖动实训时,放在电机部分做会用到电气控制的知识,而此时学生对电气元件和控制知识一窍不通,做起来效果较差,放在控制部分做前面知识已忘记,因而我们在教学中将这二部分内容有机融合。
原来的课程实训和课程设计内容有重复,都包含了电动机的基本拖动控制内容,且主要针对中级电工技能考核标准而定。从高等职业教育的要求来看,原有的实践教学内容显得单调、过于偏向技能性的训练,而缺少设计性、创新性。
传统的职业教育以使学生掌握经验技术和操作技能为目标,以迅速适应工作岗位的要求。但在知识经济时代,由于生产方式的根本变化,人们的职业能力构成也必将有大的改变,社会需要更高层次的人才。这就要求我们培养的高等应用型人才,不只是对现有知识、技术、方法的继承性应用,而是应通过自身努力能够不断地学习新知识、新技术、新方法,能够形成新方案、新产品、新创意,能够分析新情况、解决新问题的创造性应用。因而我们课程实践教学的改革应以培养的学生具有一定创新能力和创新精神、有着良好的发展潜力为主旨,以行业科技和社会发展的先进水平为标准,充分体现规范性、先进性和实效性。
我校原为国家级重点中专校,以前的教学对象主要针对中等职业教育,因而在实践教学中不可避免的有着中专的影子,难以满足高职高专培养目标的要求。同样在《电机与电气控制》课程的实训和课程设计等实践教学中也存在下面几个问题:(1)教学主体的认识问题。在传统实践教学中,教师是“带”实验而不是“指导实验”,即实践教师是传授知识和技能的主体,而学生则被动地接受知识和技能。这种教学多采用注入式,教师根据教学计划和教学要求拟定内容,其实践内容的选择、步骤的制定和仪器设备的组织准备等概由教师进行。实践时学生只需按规定的步骤机械地操作即可。且在执行过程中,完全听从教师安排,全班统一进度和要求,不利于因材施教。(2)教学方法、手段的问题。因内容过分偏重于基础训练,所以在方法和手段上很单调,主要以“模仿”为主。通过教师详细讲解、操作示范,学生不需主动思维和创新,只需“依样画葫芦”。通过反复训练学生硬件接线,熟能生巧,形成一定的基本技能。应给学生足够的思维空间,发挥他们思维的主动性、创新。
二、《电机及电气控制》课程改革总体思路
教学内容方面,我们与维修电工的国家职业技能要求相融通,理论达到“维修电工”高级工应知要求,技能部分达到“维修电工”中级工应会要求;教学模式改革方面,在大部分内容中尝试了项目化教学,全课程共引入了12个工程实例项目,通过布置资料收集任务提出工程实例项目讲解相关知识分析解决方案讨论总结经验等环节组织教学,拉近理论与应用的距离,也有利于拓展学生的创新思路;另外还配套安排了1周的电机及电气控制实训和2周的电工考工实训,注重学生动手能力的培养;根据高职高专教养的目标,我们在进行《电机与电气控制》课程的实践教学改革时,主要基于这样几个原则:一是应由技能性向技术性发展。即由原来的偏向基本技能的训练,如工具仪表的使用、电器元件的认识和使用、基本控制线路的连接和调试等。向培养专业技术能力方向发展,通过系统的训练,使学生具备一定的专业技术。二是应由单一性向综合性发展。如要求学生能综合运用电工技术、电机拖动、电气控制、PLC控制、计算机等知识解决相关问题。三是应进一步加强方法、手段的先进性应充分利用计算机和网络等先进的教学手段和设备,借助各种软件,培养学生的计算机软硬件应用能力。四是应进一步培养学生的创新精神。学生在教师的指导下,可一定程度的自由选题、制定方案、选择仪器设备、安装调试,锻炼学生的能力。
教学方法与手段改革方面,重新建设了电机及电气控制专业教室,内有专用实验设备、投影仪和教学电脑,运用专业教室边讲边练,全程采用多媒体手段和电子课件实施理论与实践一体化教学,结合启发、讨论等教学方法的运用,将枯燥的理论学习形象化、直观化,增加了学生的学习兴趣,提高了教学效果。我们始终以现念为纲,突出高职的办学特色,为更大范围的教学改革作出了一定的示范作用。
转贴于
在上述原则指导下,我们对该课程教学的改革主要包括如下几个方面:
1.教学思想的改革
建立以学生为主体,教师为主导的教学思想。在高等职业教育中,学生始终处于主置,而实践教师则处于为实践教学服务的主导位置。主体是实践教学的中心,主导必须围绕这个中心做好工作。作为实践教学主体的学生,必须在继承传统知识和技术的基础上,重点进行知识和技术的应用和创新。作为主导的实践教师,必须在其搞好实践教学的引导工作的同时,加强自身知识和技能的扩展和更新,达到知识丰富,技术熟练和教学方法科学而实用的要求。
2.教学内容和顺序的改革
教学内容直接关系到教学效果的优劣,根据教育部的指导意见,各专业的整体教学时数大幅度降低,该课程的课时也压缩到76课时左右,而高职高专教学要兼顾理论和实践,必须对教学内容进行整合,既不能简单删、减理论内容,也不能随便删减实践教学内容。因此,我们对教学内容做如下调整。
理论教学坚持“必需够用”原则,分散、删减课程难点。如交流绕组磁势是时间、空间的变化函数,牵涉到分布和短矩系数可与变压器集中绕组对比讲解定性引出。
将本课程知识分解为变压器技术、电动机技术、电气控制技术三大模块,突出了职业基本技能的培养。
变压器技术模块是相对独立的内容,是静止电器,电磁感应原理比较好讲,放在最前面,减少理论分析,突出实际应用知识的讲解,如:电力变压器、自耦变压器、仪用互感器原理、结构、使用注意事项的讲解。可带学生参观学校配电室以激发其学习兴趣。
电动机技术、电气控制技术两个模块融合在一起,以具体项目的实施为载体达到掌握知识和技能的目的。打破原来的先讲结构、原理、运行分析、能量转换分析,再讲机械特性、拖动性能的教学方式(学生的学习主置得不到体现,学习主动性和积极性大打折扣,创造思维得不到激发,分层次教学)。
电气控制技术模块,对于简单的控制电路侧重工作过程和原理的分析,培养学生的分析、设计、创新能力,对于典型电路侧重其安装及检修,注重电气控制的工程案例分析,如车床、钻床的电气控制及故障分析。实际操作、维修、维护工艺方面的知识和新技术。
本部分内容抓住三相异步电动机这个重点,其他电机都是在此基础上,为节约课时,在讲解有些内容时,所采用的方法,既要结合本章的需要,又要考虑到讲授其它章节能被应用,这样做到有效利用,前呼后应,节约教学时数,做到事半功倍,例如学习交流绕组的磁势时,三相绕组的旋转磁势是重点是基础,应讲解透彻,而在讲单相电动机时,侧重分析单相绕组产生脉振磁势、脉振磁势可分解为两个旋转磁势,其结果是没有启动转矩,如何产生像三相电动机一样的旋转磁势是关键,从而引出几种启动方法。讲同步电动机是只讲与异步的不同之处。
3.教学方法、手段的改革
结合企业生产操作任务,选定若干典型任务,如吊车的操作、加工设备(车床、磨床等)的典型操作为项目,使教学内容更加适合工学结合的“教、学、做”一体的教学新模式。
在教学过程中,以真实的工作任务为载体设计教学过程,教、学、做相结合.以“教师引导性学习、学生自主性练习、师生共同研习”为主的“学、练、研”一体的教学模式,强化学生能力的培养。并积极组织学生参与社会实践,到企业参观实习,创造课堂教学与实习地点一体化的教学环境。
在教学实施过程中,融入职业资格认证标准,实施职业资格考试。将与中高级电工联系紧密的电气控制技能、低压电器使用、电机性能测试、仪表使用等内容用“以证代考”的形式实施教学。
将实践任务分“基础+提高”两部分,针对学生的不同层次,设置分层教学,让每个学生在实践中都有所得。
改变过去因内容过分偏重于基础训练,所以在方法和手段上很单调,主要以“模仿”为主。通过教师详细讲解、操作示范,学生不需主动思维和创新,只需“依样画葫芦”。通过反复训练学生硬件接线,熟能生巧,形成一定的基本技能。
在方法手段上,首先应增强课程实验的开放性。但该课程以强电实验为主,实验安全要求较高,一定要加强教师的指导,确保学生的安全。
4.实施讲、做、练、问、考、测等多元化的考核方法
依据多元化考核思想,制定了理论、实验、设计、实习考核标准及细则,注重过程考核,形成平时、期中、期末三个阶段性考核。并将理论考核、网络在线考核、作业、课堂提问、教学考勤等因素考虑进去,因材施考,最终形成综合成绩。实践考核改革了大锅饭思想,根据不同学生不同情况制定了以“普通+激励”为主的实践考核方案。同时,技能考核借用社会考核,以证代考,提高学生在人才市场上的竞争力。
实践证明,通过基于工作过程的改革措施后更加有利于提高学生的竞争意识和创新意识,使学生真正成为具有新技术应用能力的人才。
参考文献
关键词:教学改革 理实一体化 双师型教师 教师的能力
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(c)-0169-02
为了适应现代职业教育发展需要,培养高技能人才,近年来,各职业院校大力推行理实一体化的教学模式。所谓“理实一体化”即理论实践一体化教学。它突破以往理论与实践相脱节的现象,教学环节相对集中。他坚持“以学生为中心”,通过设定教学任务、教学目标,让师生双方边教、边学、边做,全程构建素质和技能培养框架,丰富课堂教学和实践环节,提供教学质量。在整个教学环节中,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,没有固定的先实后理或先理后实,而理中有实,实中有理。突出学生动手能力和专业技能的培养,充分调动和激发学生学习兴趣。“理实一体化”教学强调发挥老师的主导作用,要求老师具备“双师”素质,即是理论知识的讲授者、也是技能训练的指导者,既要组织整个教学活动,又要管理实训所需的工、量、刃具,对老师提出了更高的要求,下面结合《电气控制技术》一体化课程教学,从理论教学、实训指导、教学活动组织三个方面来探索作为一体化教师应的能力。
1 理论教学能力
理论是开展实践教学的基础,是直接影响到学生实践效果的重要因素。作为一位教师,能够开展理论教学是最基本的能力要求。在一体化教学中,要求老师除了能够熟练掌握本专业理论知识外,还能够优化教学、创新教学内容、打破传统的理论教学手段,充分利用信息化教学手段,综合运用行动导向、任务驱动、项目教学、多媒体教学、模拟教学等先进教学方法,因材施教,充分提高教学质量。
1.1 创新教学内容
分析企业产品生产工艺流程,总结各岗位所需职业素质与职业能力,确定学生的基本职业能力与技能培养目标;参考职业技能标准,根据职业发展规律,针对专业课程特点,制定教学模块,编写一体化教材。为实施一体化教学奠定基础。例如,《电气控制技术》课程教学时,以项目教学为主线,以模块教学为特点,将课程分为维修电工基本操作技能、常用低压电路、基本电气控制电路、典型机床控制线路四大模块,每个模块又分为几个独立的项目,每一个项目教学内容的筛选和组织,又以工作任务或工作过程为依据,围绕某一工作过程必须的专业理论与专业技能的组合,强化专业能力、方法能力和社会能力。例如:在讲授交流接触器基本知识时,抛弃传统理论注入式教学方式,边进行接触器的拆装,边讲解原理,让学生看清楚接触器的内部结构,同时辅以一些简单的小实验,通过实际操作,加深了学生对交流接触器机构、工作原理、使用方法的了解,提高学生学习兴趣。
1.2 教学形式多样化
针对不同教学模块技能要求,灵活运用多媒体教学、模拟仿真教学、任务驱动教学等教学方法,训练学生动手、动脑、收集与处理信息。例如:讲解典型基础控制线路知识时,采用一体化教学,采用多媒体手段,辅以仿真软件,边讲边练习,让学生独立编程、模拟、仿真,形象生动,提高学习效率。
1.3 因材施教
一方面,由于职业学校学生大多数来初中时成绩中下等,入学时文化基础知识薄弱,专业基础课程、专业核心课程的学习起来有相当的难度。此外,职业学校学生水平参差不齐,因此,教学时不能一锅端,老师需要根据不同学生的兴趣爱好、现有知识、能力水平、学习能力等,分类分层次开展教学。对于基础薄弱的学生,教学过程,应尽量采用直观演示法、模拟教学法、实物教学法等,将专业理论知识形象生动地展示给学生,激发学生的兴趣,提高学习效率。
另一方面,不同专业课程涉及不同的仪器设备,作为老师,既要理论上精通,也要能够熟悉各种设备功用、结构、操作、维护方法,合理选择实训仪器设备,指导学生实训。
2 实践指导能力
操作技能是指学生的实际动手能力,工作岗位的现场解决能力,是职业学校必须掌握的重要能力。实训教学是训练学生操作技能的重要手段,是实施“理实一体化”教学的主要形式,它要求教师具备双师素质,具有理实一体化操作能力。即,教师除了具备丰富的专业理论知识,还应该熟练设备操作、维护、保养,具备培养学生发现问题、解决问题的能力。
(1)指导学生实训操作。《电气控制技术》作为一门实践性、操作性强的专业课程,实践教学过程中,多采用演示教学法,实训指导教师要确保安全,严格按照操作规程进行教学。例如:在讲授使用电工工具时,教师教学时,先通过对各种工具进行演示,让学生有一个直观的了解,然后让学生再模拟练习,让学生养成良好的安全文明习惯。此外,还应该鼓励、让学生充分发挥主观能动性,放手开展实验。例如:在讲授机床线路部分,教师在布置任务,操作示范完成后,鼓励学生自己安装调试,经指导教师检查无误后通电调试。这样既培养了学生养成了严谨的工作学习态度,又提升了学生的操作技能。
(2)解决实训中的问题。实训教学过程实际就是解决问题的过程。学生在实训教学过程中会遇到各种各种的问题,这些问题教师如果总结解决,就不利于培养学生发现、解决问题能力,就不能从问题中学习知识。作为实训教师教师,不少知识的灌输者,而是知识的引导者。在实训过程中出现问题社,老师不是急于给学生解决问题,而是引导学生分析问题,找到问题出现在什么地方,找到解决问题的方法。从而培养学生分析问题、解决问题的能力。
(3)培养学生的多重思维。在一体化教学过程中,在按照操作规程实施操作时,鼓励学生积极思考,寻求多重解决问题的途径。这样既培养了学生的技能,也提升了学生思维能力。比如说在指导机床线路接线问题时,有几种接线思路,如何接?为什么要这么接?这样接有什么好处?有什么问题需要注意?教师可以现场提问、指导学生需求最优的方案,培养学生思维能力。
3 教学组织能力
随着职业教育的发展,要求构建自主、合作、探索的交互式学习平台,教师的角色也发生了转变,教师已不在是单一的知识的传授者,而是学生学习活动的组织者、指导者与参与者。组织学生收集咨询、计划、决策、实施、总结与评估。创建和谐的学习环境,让学生在平等、宽容、互助的环境中学习成长。
3.1 组织学生收集咨询、制定计划决策
现代职教理论任务,职业课程是职业教材、教师与教学环境的有机组合。教师与学生是课程的开发者与创造者。组织学生收集咨询、制定计划、实施总结评估是教师的重要职责。例如:在《电气控制技术》典型机床控制线路教学时,首先组织学生参观实训中心,感官机床现场。使学生在头脑中对典型机床控制线路有一个清晰的印象。教师在组织学生参观实训中心各自机床控制线路的时候,组织学生发现、寻找、收集不同机床的控制线路,思考控制线路的组织,形成一个初步的方案,为实施任务做好准备。
3.2 营造和谐、积极的学习环境
学生的学习是一个平等、积极、愉悦的过程,要求老师在教学过程中营造一个积极、和谐的学习环境,给学生以鼓舞,让学生在平等、和谐、互助的氛围中进步提升。对老师来说,给予学生的学习环境比自身的学识更加重要。教学中要常用合适的教学方式,给学生以精神上的鼓舞,活跃学生的思维,让学生以高涨的热情投入学习。例如:《电气控制技术》典型机床控制线路任务教学中,教师任务的导入,首先让学生欣赏典型机床装配线路示教模型,演示机床的动作。然后让学生根据之前讲授的控制原理谈谈自己的思路与看法,让学生建立一种良好、和谐、民主、平等的学习环境,提高学生的学习积极性。
3.3 创设丰富的学习情景,调动学习积极性
术语有云“兴趣是最好的老师”,美国心理学家布鲁纳提出“兴趣是一种特殊意识倾向”。学生只要有了浓厚的兴趣,才会有学习的动力。一体化教学中,教师根据教学内容,设置学习情景,设计教学项目,让学生置于真实的工作环境中,以真实的工作任务,启发、引导学生,让学生以最大的热情投入到任务学习中去,提高学习质量。例如,在设计机床控制线路时,教师可以设置如下情景。(1)观察电机正反转现象,设疑、提问学生电机为什么会正反转?(2)在什么情况下需要正反转?(3)如何实现电机的正反转控制?(4)如何用实验证明你的设想是否正确?通过分组讨论,制定方案,小组自评、互评、教师评价,选出最优方案,让学生去实践自己的最终方案,得到结论。通过学生自己制定方案、实验、得出结论,提高了学生的积极性,提升了学习效果。
4 结语
要提高学生专业实践能力,提升职业素养,在专业课程教学过程中,实施一体化教学是一个重要的方法。理论教学与实践训练同步进行,能够使理论知识在实践训练中得以体现,通过实践,发现问题,通过理论知识得以解决。理实一体化教学的实施对教师素质能力提出了更高的要求,而如何提高理实一体化教师的能力,将成为职业教育改革发展的首要任务,也是我们今后努力的方向。
参考文献
[1] 涂清林.浅谈专业一体化教学[J].职业技术教育,2011(1).
[2] 谢盛欣.王好华敏.教学的艺术[M].广州:广东教育出版社,1991(8).
关键词:仿真机;集控运行;教学
作者简介:杨宏民(1968-),男,河南偃师人,郑州电力高等专科学校动力系,副教授;孙为民(1966-),男,河南登封人,郑州电力高等专科学校动力系,副教授。(河南 郑州 450004)
基金项目:本文系河南省教育科学规划课题“仿真机在火电厂集控运行专业教学中的应用与实践”的研究成果。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)36-0128-01
火电厂集控运行专业是为火力发电厂培养具有火电机组集控运行、控制、调节能力的人才,对应的是电力生产的一线核心岗位,对技术要求极高。由于火电企业的特殊性,很小的差错都有可能会给企业和社会带来很大的影响和严重的经济损失,因此刚从业的职工要经过几年的锻炼才能胜任集控运行岗位,在校学生更不可能得到现场动手操作实习的机会,现场实习也只是体验现场工作过程,相对效果较差。
仿真机组的出现给集控运行专业学生学习提供了较好的实践机会,它通过数学模型提供实时运行数据,计算机屏幕显示和现场一样的操作系统画面,并能和现场一样进行操作,演示与真实情况相同的各种运行状态,可满足各种的教学培训要求。为此,以仿真机组为中心建立实训教学体系成为火电厂集控运行专业实现理论与实践一体化的教学的必然。
一、仿真机在火电厂集控运行专业教学中存在的问题
仿真机组可演示火力发电厂运行过程中的各种工况,包括启动、正常运行、停机和事故情况下的状态。对电厂职工来说通常有两个主要作用,即启动运行过程中每一个环节的操作训练和机组各种事故处理训练。在教学中对学生来说,除以上作用外,通过仿真机还可解决理论教学问题,使理论和实践结合起来实现理实一体化教学。
近年来火电厂集控运行专业从教学过程看,仿真实训可以通过逼真的现场操作环境模拟,理论联系实际,使学生可以在比较短的时间内全面掌握电厂生产流程、各系统的工作特性、规范的操作过程等,学习效率高,学习效果好。接受过仿真机系统学习的学生对专业知识的理解明显加深,能比较全面地掌握机、炉、控等运行知识。但还存在一定的问题,使得仿真机组的作用没能充分发挥,主要有:学生多,机位少,上机时间段;理论教学与仿真机结合较少,理论与实践融合不够;仿真机运行工况不能满足教学要求;仿真机与电厂实际运行结合不够;教师专业实践能力和仿真机能力有待进一步提高等。
二、火电厂集控运行专业仿真机教学平台开发
1.仿真机及软硬件的开发
仿真机仅仅是一种硬件平台,要发挥它的作用应经过用户充分开发。目前郑州电力高等专科学校(以下简称“我校”)已建成135MW、200MW、300MW、600MW四套仿真机组,1000MW机组仿真机组正在建设中。仿真机为集控运行专业教学提供了非常好的硬件平台,但教学中发现仿真机组运行平台仅能够满足单纯实训课程实践教学的需要,很难满足理实一体化教学要求。教学过程中需要的仿真运行状态没有,教师只能通过系统图讲解,仿真机当系统图用,并没有发挥它真正的作用。为了充分发挥仿真机组的作用,在现有火电机组仿真机组软硬件基础上进一步开发出了可供教学、技能鉴定、技能比赛的软件平台,为企业集控值班员及集控专业理实一体化教学服务。具体完成项目有:根据仿真机具体情况编写了300MW及600MW主要运行操作步骤;开发了300MW及600MW火电机组各种运行工况形成标准工况,做到随时调用,随时操作,随时运行,满足理论课程融合实际操作的要求;开发火电机组重要操作形成标准鉴定题库,供考评考核用;结合仿真机开发火电机组事故处理题库,形成标准,满足机、炉、电、控各专业课程事故处理部分教学要求,也可用于考评及竞赛。
以仿真机为中心建立理实一体化教室,结合仿真机及开发设计出的满足教学要求的各种仿真运行状态,在教学时学生可以随时操作,随时看到状态参数的实际变化过程,可以练习操作,也可以帮助理解课本知识。实现教学过程真正和实际结合,教学过程就是机组运行过程,每一个重要的现场操作过程都可以在课堂上实现,极大提高了课堂教学效果。
2.建立仿真机辅助学习网站系统
火电机组仿真软件价格较高,且一套软件最多仅支持20个左右的客户端。学生人数多,用于实习训练的仿真机数量偏少,上机时间较短,教学中往往2~3个学生同时使用一台客户机,教学资源远远无法满足教学要求。为此设计一个仿真实训的辅助学习网站,在网站中提供发电厂的相关管理制度,设备的真实图片、视频和动画,机组的运行规程和操作票,火电机组仿真操作画面和部分操作流程的动画演示。网站的建立可以方便学生熟悉发电厂的生产过程、制度标准,通过网络学习机组冷态启动过程中主要操作步骤的方法、主要设备相关知识,并可以进行模拟操作练习。
三、仿真机在火电厂集控运行专业教学中的应用
1.仿真机与专业核心课程结合实现理实一体化教学
通过仿真机平台的建设使火电厂集控运行专业主要核心课程实现一体化教学成为可能,原有的理论课程泵与风机、发电厂电气设备及运行、汽轮机设备及运行、锅炉设备及运行、热力发电厂、单元机组集控运行的系统与运行部分内容均可与仿真机结合进行,取消利用仿真机的单独实训课程电气运行实训、电站汽轮机运行实训、电站锅炉运行实训,把实训和相应理论课程融合,利用仿真机可把原来仿真实训课程分为单元机组冷态启动实训、单元机组运行调节实训及事故处理实训,这样更有针对性。
2.仿真机引入课堂教学,加强学生对设备及设备原理的理解
火电厂集控运行专业是对有很多设备组成的火力发电厂系统运行过程的控制和调节,对从业人员的基本理论及判断分析能力要求很高,要有足够的理论水平,才能完成调节操作,教学重点在于学生对系统流程、设备配置及设备特点的熟悉程度,和对机组运行过程中操作步骤原理的理解,解决为什么的问题,操作熟练工还远远满足不了现场的需要。因此火电厂集控运行专业教学中利用仿真机从基本原理出发模拟某类型、某容量机组的主要设备和系统,并配置简化的供学员学习和掌握基本原理的台屏或可以进行操作和显示操作结果参数的CRT画面,或兼有台屏和CRT画面,用以培训在校学生,使其从直观上学习和掌握电厂设备和系统特性、物理过程、介质流程及故障的原因和结果,加深学生对设备及设备原理的理解。
3.利用仿真机对学生进行考核
为了达到火电厂集控运行专业学生教学目的,在熟悉火电厂运行操作步骤的基础上,强调火力发电厂机组的运行调节。因此教学评价重点在于学生对火力发电厂系统流程、设备配置及设备特点的熟悉程度,和对机组运行中操作步骤原理的理解。这些都可以利用仿真机对学生进行考核。
4.利用仿真机进行技能鉴定
利用仿真机我校已经建立了火电厂集控运行专业对应的多个职业资格技能鉴定站和职业技能培训基地,主要有锅炉运行值班员、汽轮机运行值班员、集控运行值班员等,一方面可使充分发挥自身的专业优势,开展对在岗职工的职业技能培训;同时也可以为本专业毕业生实现持多证走向就业岗位创造条件。
5.利用仿真机提高教师水平
结合火力发电厂集控运行专业特点,加强仿真培训是快速提高教师实践水平的捷径。学校要定期安排教师仿真培训,提高教师对现场运行参数变化的感觉,增强操作熟练程度,积累对机组调节控制经验,训练对机组事故的判断分析及处理能力,以弥补现场机组运行时间不足的问题。现在各大型火力发电厂也都有相应的仿真机组,可安排教师到企业进行仿真培训,了解企业的培训重点,完善提高教学水平。
6.利用仿真机与现场实际结合,提高专业实习效果
学校与企业合作,建立校外实习实训基地,为了提高集控专业学生现场实习效果,在企业实训基地安装建设仿真机教室,学生在实习期间看到的机组运行工况,可以到仿真机进行操作练习,也可以通过仿真机实现与现场同步运行过程。
四、结束语
仿真机为火电厂集控运行专业提供了重要的实践实训教学平台,对增加学生现场设备的熟悉程度,提高学生操作技能,加深学生机组运行理论的理解能力都有不可替代的作用。仿真机只是一种硬件平台,要经过用户充分开发并与集控运行专业课程紧密结合才能充分发挥其作用。
参考文献:
【关键词】发电机;正极管;负极管;案例教学
1 背景
由于职业中学的学生基础知识本来就差,加之又是汽车运用与维修专业的学生,对电子方面的知识非常差,就连怎样使用万用表都还存在问题,更不要说叫他们对汽车里面与电子有关的产品的测量了。然而他们喜欢对发动机、变速器等进行拆装,而这些东西几乎都是死的,是一成不变的,不比里面的电子元器件,可以组装成千变万化的电子产品。随着现代技术的不断发展变化,人们对舒适性要求也不断提高,就出现了许多与电子产品有关的知识和产品。这就要求我们的老师和学生也要有不断学习的精神,同时掌握新技术、新知识、新技能的能力。为此我设计了汽车发电机内部最简单的二极管作为案列教学,以提高同学们和汽车专业的老师对汽车电子的兴趣和爱好,解决现代汽车技术发展地要求。
2 过程
2013年5月18日星期六第1-4节课,10秋汽车1班的同学到实验室进行汽车发电机的实验。
学生自行准备――老师提前两天布置学习内容“汽车发电机内正极管、负极管的识别和检测”。让学生阅读案例材料,搜集必要的信息,并积极地思索,初步形成解决方案。
小组讨论准备――把全班47名同学分为6个学习小组。以小组为单位进行案例教学。小组成员多样化,这样他们在准备和讨论时,表达不同意见的机会就多些,学员对案例的理解也就更深刻。
小组集中讨论――组员积极发表本小组对于案例的分析和处理意见。主要问题集中在:
⑴万用表的使用方法,如何用万用表测量电阻、电流和电压;
⑵如何判定发电机二极管,包括测量电路?
⑶如何尽量减少测量误差?
小组发言――时间30 分钟。六个小组分别派出自己的代表讲述本组是如何设计完成“汽车发电机内正极管、负极管的识别和检测”的,并公布检测数据。发言完毕之后发言人要接受其他小组成员的讯问并作出解释,此时本小组的其他成员可以代替发言人回答问题。
老师提问――总结阶段
2.1 发电机的工作原理都了解吗?有十几个学生不了解。实习指导老师徐孝东用实验室的示教板给同学们讲解。汽车发电机的三相线圈所产生的是三相交流电,将三相交流电变为直流电输出,承担将交流变为直流任务的元件为整流器。硅整流器主要由硅二极管和安装二极管的元件板等组成,元件板同时还具有散热作用。
这是专业带头人徐孝东老师在给学生讲解发电机的示教板
2.2 万用表的使用方法主要有哪几种? 万用表分为机械式万用表、数字式万用表两种。老师主要讲解数字万用表的使用方法,同时主要讲解汽车运用与维修专业中常用的几个测量档位,即电压档、电流档、电阻档的使用方法,做到人人会使用、会测量,经过老师的讲解,同学们的反复实践,很快都能够掌握万用表使用方法。
2.3 总结发电机的转子、定子的作用: 由蔡承熙同学来回答并讲解,明确转子线圈的作用是产生励磁磁场,在发动机的带动下产生旋转磁场;定子线圈的作用是产生三相交流电。该同学讲解回答都非常正确,但是我们汽车用的是直流电,是怎么转换成了直流电的呢?带着这个问题让同学们自己充分发挥自己的智慧,同学们都积极发言,回答的答案都知道是二极管起主要作用,但就是不知道是怎么得来的。
这是专业带头人徐孝东老师在给学生讲解发电机的转子
2.4 总结正极管、负极管的判别方法归纳(二极管)
这是专业带头人徐孝东老师提供给学生发电机的正极管测量方法示意图
这是专业带头人徐孝东老师在给学生讲解发电机二极管的测量方法
汽车发电机的硅整流二极管有正极型和负极型之分,它是以二极管中间极性来区分的。
(1)正极型二极管
什么是正极性二极管?我用一个非常简单的办法,就是指二极管的中心引线为正极,外面的金属管壳为负极,管壳上的型号用红色字表示,或用红色绝缘物填充引线周围。
(2)负极型二极管
什么是负极性二极管?用一个非常简单的办法,就是指二极管的中心引线是负极,外面的金属管壳为正极,管壳上的型号用黑色字表示,或用黑色或绿色绝缘物填充引线周围。
我们可以根以上这些特点来进行正确判别。
2.4.1 请同学用万用表对示教板上面的发电机进行发电情况测量,测量结果是多少伏特电压?
正确答案:正常发电时是14.5伏,如果是12伏即以下就说明发电机没有发电正常工作。
2.4.2 请同学回答如果汽车的发电机出现故障,汽车是否可以启动和行驶?
正确答案:分两种情况:(1)如果蓄电池电压充足的情况下,是能够正常启动同时也可以正常行驶一段路程,当蓄电池的电消耗完了就会停在路上了,汽车这是用的蓄电池存储的电;(2)不能够正常启动,可以听到启动马达转动的声音但力量非常弱,不能够启动汽车,过几分钟就听不到马达转动的声音了,说明蓄电池的电消耗完了。
2.4.3 蓄电池没有电了要想启动汽车怎么办?
正确答案:(1)用备用蓄电池;(2)用专用电瓶线与其它车辆搭接;(3)用专业设备。
3 启示
通过案例教学,学生自己探究学习的积极性大大提高。 学生先做后懂,边做边学,动手能力明显提高,对基本理论的学习兴趣也提高了。小组合作探究,培养了学生的合作精神和团队意识。
老师只做总结和辅导,讲课时间大大减少。课堂气氛很热烈,彻底改变以前讲解为主的课堂气氛沉闷,学生积极性不高的情况。
通过这样的实训,学生得到了提高,学到了书本上没有的知识,加深了对理论知识的理解和认识,丰富了实践技能。同时锻炼了学生积极思考问题的能力,提高了学习效率。使学生更快地成长。
参考文献
[1] 孙余凯.《汽车电子技术与技能实训教程》 电子工业出版社 2006.8
关键词:电气设计;用电负荷;照明;防雷接地
一.引 言
近年来,随着我国经济的迅速发展,科技水平的不断提高,“科教兴国”的观念已经深入民心;政府对教育的投入不断提高,使得人们受教育权利得到更大的满足,学校的办学条件越来越好,各种类型的专业学校陆续兴建起来。本文结合某教学楼实训中心的电气设计实践过程,对学校建筑电气设计中要考虑的主要问题和解决办法进行了总结,以供同仁参考。
二. 工程概况
该工程位于广东省某职业中学校区内的实训中心,主要提供学生进行职业技能的实践训练和学习。本建筑占地约3770平方米,建筑面积约14000平方米,为地上四层钢筋混凝土框架结构建筑,层高4.5米,建筑总高度18米。首层主要为汽修实训室,(重型机械)数控实训室,家用电器实验室,电力拖动实验室和变配电房;二层主要为钳工实训室,制冷实训室,汽车空调实验室,中央空调实验室,电子电工实训室等;三层主要为金工实训室,模工实训室,机械原理实验室,机械作图室,电工考核室,电工技能室;四层为车工实训室,气焊实训室,变压器实验室,PLC实验室,财务软件实训室,ERP软件制作室,物流软件制作室,ERP沙盘实验室等。
三. 供配电设计
(1)用电负荷和供电电源
本建筑主要的用电设备有:照明、插座、空调以及各种实习用车床和计算机等动力设备。根据学校需要在建筑内部设10KV专用的变配电房,总的设计负荷为739千瓦,由一台800KVA干式变压器运行提供单电源供电。本建筑属多层建筑,消防负荷按照《建筑设计防火规范》GB2006-50014(2006年版)规定设置备用应急电源,其中消防负荷主要为:应急照明、疏散照明以及消防水泵,总负荷约为15千瓦,考虑采用一台常备负荷26千瓦的柴油发电机作为应急电源,其中应急照明和疏散照明应用自带的蓄电池作为其应急备用电源。消防负荷的应急电源切换均在末端设置双电源转换开关作末端切换。
(2)低压配电系统
本配电房内低压侧采用单母线运行,在适当的地方设置应急母线段,方便柴油发电机供电。本系统采用楼层分开和照明动力负荷分开的配电方式,分别设置了独立的配电系统,由此充分实现了按功能和管理方便合理的方式进行供电。各楼层的照明和动力采用放射式系统从配电房直接由电缆供电。
(3)配电间电气设计
尽管本工程为多层建筑,考虑线路的走向和管理维修安全方便,本建筑设置了电气线路专用的垂直电缆井配电间,配电间的设备安装按照《民用建筑电气设计规范》条文规定,如电缆桥架、照明箱、封闭母线槽之间净距应不小于100mm,配电间内高压、低压或应急电源的电气线路相互之间应保持大于300mm的间距,或采取隔离措施,并应有明显的标志,配电箱前应有不小于0.8米操作、维护距离。配电间内预留的洞口应逐曾层用无机防火材料封堵。
四.照明设计
(1)确定照度和选用光源
本工程用途主要是教学用,以实验教室为主,按照《照明设计标准》规定以及现阶段我国对照明水平的要求:普通教室的课桌照度为300lx,黑板垂直面照度500 lx,普通办公室的桌面照度为300lx,应急照明的照度不小于25 lx,走廊等公共休息区域照度在75~100 lx之间。教室照明考虑照度的均匀度和防止眩光的要求,选用带蝙蝠翼式的直管荧光灯具,以保证光输出的扩散性、照度均匀性和有效限制眩光的产生。其中黑板灯要选用具有向黑板方向投光的专用黑板灯具。另外机械制图室以及软件制作室的光源应选用显色性较好的三基色荧光灯管。其他机床数控室有需要的可设置局部照明。
(2)照明灯具安装
本工程实验室灯具的安装高度考虑教室内放置实验用机械的具体尺寸比较大,故暂定吸顶安装;荧光灯与门窗纵向平行布置,并与黑板垂直;黑板灯安装高度3.2米,距离黑板1.1米。应急照明主要安装在走廊、楼梯等公共区域,每间隔20米设置一处,在楼梯及主要出入口设置疏散指示灯,应急照明电源采用分散布置。室内的照明控制主要采用单灯独立控制,各自设置开关按钮,开关靠近门口,方便使用和管理。
插座的布置要考虑室内机械和用电设备的布置来设置,在电焊室和家电维修室预留适当的单/三相插座箱,以备学生实习用;插座回路按照规范规定要求设置漏电保护开关进行保护。考虑到安全性,插座的安装高度控制在1.5米。软件制作室要求预留管路沟槽及出线口,设置地面插座以供桌面计算机使用。教室办公室都设置一定数量的风扇,以满足室内通风要求。在办公室和个别实验室,如对温度要求较高的微机室,设置空调开关,以备空调设备用电。
五.消防设计
(1)消防设备及线路敷设
本工程的主要消防设备是消防水泵和应急照明,前面已经大概说明了其设置的方式和线路供电。根据《建筑设计防火规范》,应急照明连续供电时间不小于30分钟,消防水泵的启动时间在1min内。一般线路的配线采用聚氯乙烯绝缘铜芯电线,消防线路的配线则应采用阻燃型或耐火型聚氯乙烯绝缘铜芯电线电缆;本工程消防线路的备用电源均采用耐火型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆。凡消防负荷设备线路穿金属管或金属线槽敷设,且管槽均涂防火涂料。
(2)火灾报警系统
本工程设置消防手动破玻按钮系统,由校内值班室监控,室内各消防栓处设置破玻按钮,发生火警时能及时报警和启动消防设备灭火。
六. 防雷接地
本建筑防雷按二类防雷建筑进行设置,这样设置主要考虑学校是人员密集和容易造成混乱和事故的场所,要特殊照顾。按照《防雷设计规范》要求,屋顶设置明敷避雷带加避雷短针,接地引下线利用结构柱柱内的两根对角钢筋;接地极则利用基础的钢筋网;接地系统为TN-S系统,采用共用接地系统形式,利用土基、桩基及地下钢筋网做联合接地体,接地电阻不大于1欧。另外建筑内的各种金属设施均需要做总等电位联结。在配电房变压器低压进线处、配电间的层配电箱和微机室配电小箱内应分别设置一、二、三级浪涌保护器。对软件制作室等微机教室还要进行防静电处理。
七. 小 结
建筑电气设计,最终是要给使用者一个安全、方便、经济、可靠的用电方案,学校面向的是学生、教师和家长,在设计的过程中始终要遵照国家的有关技术规范和绕着满足他们的需求来进行,从整体出发,深入各个系统,力求设计达到合理和完整。
参考文献
[1]《建筑设计防火规范》GB50016-2006.
【关键词】专业体系;工作过程;人才培养方案
在专业建设工作中,专业体系是专业人才培养工作的指导纲领,专业人才培养方案作为保证教学质量的基本教学文件,是组织教育教学、安排教学任务、检查教学质量的基本依据,是保证人才培养工作按照基本规格达到培养目标,表现培养过程和方式的总体设计文件。
1.专业体系建设指导思想和建设目的
根据《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》教高[2006]16号文件精神,高职教育应以服务企业和社会为宗旨、以就业为导向,培养社会所需的高技能人才,学院以专业建设为龙头,不断开拓创新,坚持专业和课程体系的改革。按照学院专业教学改革的总体安排,我们根据本专业毕业生、用人单位对专业的反馈意见和需求,积极探索工学交替、任务驱动、行动导向和顶岗实习等教学模式,并按照该思路作为专业和课程建设重点,努力创新人才培养模式。基于工作过程导向构建供用电技术专业课程体系,基于这样的建设原则开展了此项课题研究。
2.专业建设思路
2.1学习高职教育理论,转变教育理念;理念转变是专业体系和课程改革成功的先决条件,为此,课题组在系部组织下,深入学习教育部?关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见?(教高[2006]16号文件)精神及精品课程建设理论,转变教师的高等职业教育理念。选派专业带头人、课程技术负责人参加教育部、省教育厅组织的各种旨在转变教师高职教育理念的培训,先后安排各个专业核心课程、精品课程等负责人参加教育部各专业教学指导委员会组织的精品课程建设培训讲座,深化课程建设理论的认识;课程组老师还多次听取全国知名的职教专家来校举办的讲座,学习课程改革思路,先后听取了职教专家等有关精品课程建设讲座。在学习中不断提高认识,并逐渐转变教学理念,并将所学教学理念积极投身到课改中。
2.2专业调研;坚持走产学结合的专业发展道路,结合供用电技术专业实际情况,供用电技术专业人才培养方案的改革主动立足于电力行业和地方经济发展,积极开展专业和社会需求调研,关注毕业生就业需求和新技术应用。为此,供用电技术专业调研组制定了系统的调研提纲,专门制作了用于和现场人员讨论的本专业覆盖岗位工种所应具备的目标能力,各项目标能力应包括的工作任务等调研资料。并采用到企业调研、利用网络沟通调研、利用电话沟通调研等方式,先后对学院专业面向的行业6家单位、地区4家单位进行了相关企业的企业调研,内容涉及变电运行与检修专业工种员工技能需求、变电检修、电气试验、用电及配电系统的员工岗位知识和技能需求、岗位典型工作任务和核心技能,发放了本专业毕业生就业跟踪调查表和用人单位跟踪调查表20余份。通过调研工作,进一步明确了专业改革的具体方向和举措。
调研显示:本专业面向的行业公司及相关部门,以及社会用户单位,覆盖的职业岗位可以划分为以下四种:电气设备安装与检修、变电运行与检修、变配电所值班员(值班电工)、用电技术维护与服务等岗位工种。这些岗位工种涵盖了行业和企业用户12大技术工种,对应12种职业资格证书,
3.专业体系建设思路和内容
通过调研,汇总整理有关资料,课题组以高职教育理论指导改革过程,按照基于工作过程的专业改革目标,分析专业典型工作任务;将典型工作任务转化为专业学习领域,界定并重构专业核心课程内容;根据核心课程内容,按照任务驱动、项目导向的课程设计原则确定课程学习情境,制定课程标准。
3.1专业典型工作任务分析;根据职业岗位的工作任务和具体工作内容,根据调研信息,经过分析综合,总结出本专业学生应需要具备的岗位职业能力31项,对着31项岗位职业能力进行汇总,进一步归纳确定专业五大典型工作任务:变电运行技术、电气设备使用维护与检修、电机使用与维护技术、电机拖动与控制技术和用电技术与管理等。
3.2课程体系和理实一体课程重构;以企业真实的和相对独立的工作任务或项目为载体,按照理实一体、讲练结合的教学模式,将完成项目任务所需的理论知识和技能要求进行重构,形成本专业学习领域核心课程。
电子类课程:模电、数电、电子线路装配实训是供用电专业基础课,将原来单独开设的模电、数电两门理论课以及电子线路装配实训课整合为模拟电子、数字电子两门理实一体课,按照任务驱动、项目导向的方式组织教学。
电机类课程:将有关电机的理论实训课程整合为电机运行与检修一门课程,该课程包括变压器、同步机、异步机、直流电机和微特电机4个模块,每个模块的学时数在45-60之间,各模块的教学在相应的理实一体教室以及电机实验室、电机专门教室完成。
PLC课程将原来的理论课与实训课整合为一门理实一体化课程,该课程分为电机控制、自动生产线控制及综合应用三个模块,每个模块由多个项目组成,各个模块的项目可依据专业培养目标的不同灵活进行选择。
3.3专业核心课程设定;课程整合后,重构了本专业电子电路基础与实践、电机运行与检修等七门理实一体课程作为专业学习领域核心课程,这些核心课程包含了本专业覆盖岗位的全部职业能力,实际授课时数达到31周868课时,占专业学习领域课时比例40.3%。理实一体课时比例得到极大提高。
核心课程全部进行了学习情境的设计,包括本学习情境的学习内容、学习目标和考核方式等内容。目的是通过多个项目或工作任务的实施过程,达到培养学生专业能力、方法能力和社会能力之目标,解决专业课程进行中的讲练分离、不能充分利用课堂和教学资源的问题。
在专业方案中强化了顶岗实习,课时数达到18周540课时,与专业核心课程两项合计1408课时,占专业学习领域课时比例65%。
3.4课程标准的制定;核心课程学习内容重构,确定了课程的教学情境、教学内容。在系部的指导下,课题组制定了本专业全部40余门课程的课程标准,各个课程标准包括课程专业能力、方法能力和社会能力的培养目标、项目载体的教学内容、学时分配、考核标准、学习情境设计等要素,特别突出了建立在专业典型工作任务中的学习情境和基于工作过程的教学内容。对制定的课程标准在教研室进行了研讨,保证课程标准能够准确指导课程教学。 转贴于
4.专业培养方案和课程标准论证与实施
课题组、院、系和专业指导委员会组织论证。
在方案和课程标准制订阶段,课题组开展了专题教研活动讨论专业人才培养方案,初步定出了专业方案和课程标准的初稿。学院和系部针对课题组制订的初步方案进行了多次反复论证,组织讨论专业方案,确定课程整合思路,并总结了专业改革阶段性工作。又组织讨论专业方案课程设置,在学院层面组织了专业指导委员会专家论证会议,请企业专家对方案的设计、专业培养目标的确立、专业定位、专业覆盖岗位的完整性、典型工作任务的针对性、专业学习领域、课程学习情境等内容。形成了比较成熟的专业人才培养方案。
专业体系和人才培养方案确定以后,在学院的支持下,选定本专业一个班进行了一轮教学实践,在实践中不断修正和完善,经过一轮教学应用,进一步优化了专业人才培养方案。
5.专业体系建设解决的问题
专业体系的确立、专业人才培养方案和课程标准的制定,为课程教材建设制定了依据,明确了思路,各门课程负责人正在按照课程标准的要求,以工作任务或产品为载体,以工作过程为导向,按照工作过程来序化知识,制定教材编写计划,组织编写教材。计划在课程实施之际推出课程改革后的配套教材。并解决了以下问题。
5.1专业教学模式;供用电技术专业人才培养方案的制订,突出了本专业典型工作任务,进行基于工作过程的课程体系开发与设计;以就业为导向,按照“工学结合、职业导向、能力本位”的理念,以学生岗位能力培养为核心,以真实工作任务为载体,充分利用真实的或仿真工作环境,确立核心课程的培养目标和教学情境,强化了专业毕业生专业能力、方法能力和社会能力的培养。
5.2课程体系特色;①强调通过基础学习领域课程、拓展学习领域课程的学习,对学生进行正确的人生观、道德观、劳动观教育,同时加强学生社会实践能力的锻炼。②专业知识强调实用性、专业性,注重学生创新意识、实践能力和综合素质的培养。使学生通过学习,做到知识够用、专长突出、技能娴熟。③课程设置突出专业核心课程教学,注重实用性、开放性、科学性,专业拓展领域课程的设置充分考虑到社会的需求及知识的实用性,加强学生综合能力素质教育,提高学生的就业拓展能力。
5.3采用基于工作过程的教学方法实施教学;采用引导文教学法(六步法),进行基于工作过程的课程教学。在实施教学的六个步骤中,根据实际需要可辅以其它教学手段,如演示法、讲授法、案例教学法、小组讨论、角色扮演法等。
6.研束语
本文提出了专业体系建设对于专业人才培养的指导意义,并对专业体系中关键的专业人才培养方案的制定思路进行了系统的介绍,并阐述了专业体系的优化意义,对专业体系中的专业建设内容进行了比较全面的介绍,所提出的建设思路在实践中已经体现出对专业人才培养的指导意义,随着电力技术的不断进步和企业技术的不断更新,专业体系建设仍需后续的研究和开发。
参考文献
[1] 姜大源,职业教育学研究新论,北京,教育科学出版社,2005.