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《工厂供电》是高职高专电气自动化技术专业设置的一门主干专业课。本课程适用于招收普通高中毕业生,学制三年的电气自动化技术专业。该课程主要介绍了工厂变配电所的一、二次系统及电气安全、电能节约等内容。供配电系统的不断智能化化、计算机控制下变电所的出现等,我们认为必须紧跟市场潮流。但目前的工厂供电教材还沿用传统的老旧内容,课本知识与生产实际严重脱节,很难适应信息飞速发展的现代化教育。我们认为在教学过程中,我们应该充分结合供配电系统的实际情况调整授课内容,改进教学方法;以便在新的时期取得较好的效果。
1、实事求是是《工厂供电》教学的生命线
1.1 结合实际,充分讲解课程
很多的内容,如重型设备、各种工厂接路线、安全性防护措施、保护接地电能节约等,我们应该先在基本理论层次得到提高,得出应该解决的难点,然后让同学们到学校指定的实习基地,将抽象的知识具体化,使一些枯燥乏味的内容变得生动有趣,有利于学生较完整地建立《工厂供电》的整个课程体系。同时我们应该请现场技术专家在工厂供电的实际中讲解课程内容。因为丰富的实践工作经验是《工厂供电》课程的物质基础,能结合具体应用背景介绍一些书本上仅仅是简单提及的新技术、新产品、新工艺以及设计思路。这种形式不仅能丰富教学内容、拓宽学生的视野、增强感性认识,还能针对电气工程中的具体问题,让学生提出不同的见解,以激发学生的创新意识这样也方便学生针对课程内容进行总结,理清思路。学生们会认为所学知识非常有用,这样才能真正调动学生的学习劲头;从而更好的解决我们遇见的教学问题。
1.2 采用信息技术,生动形象的进行教学
随着信息技术的发展,传统的教学模式也得到了很大的改进。计算机辅助教学(computer Aided Instruction,简称CAI)。CAI的使用能大大增加学生学习效率、提高学习质量和教学效率,实现最优化的教学目标。
针对我们《工厂供电》的教学实际;有些内容是不方便直接观察物理构造的,先利用多媒体教学,让学生观看图片,带领学生去参观,加深学生的印象。对有些即使在现场也无法观察的现象,我们也采用多媒体辅助教学的形式;利用多媒体辅助教学软件,用动画模拟工厂供电体系工作情况,化静为动,形象直观,使学生准确地掌握了这部分知识。
1.3 教学方法和方式的创新
本课程的教学改革,要让我们的课程实现理论与实践高度复合式发展的的课程体系。以工厂实习等实践活动为基础,我们认为应该在实际的实践活动中不断的提高学生的理论素养和实际动手能力,为学生能够在就业市场得到企业的青睐打下了坚实的基础。
在实际中可以采取:把课堂搬到了院变电所和实训室,针对设备讲原理、讲功能,讲操作;把供配电设备和特殊行业的供配电设备的外形图做在课件上,使大家有一个感性的认识;鼓励大家进行网上学习,了解新设备,学习新知识;本课程还安排有一周的生产设计,十六周的顶岗实习。采用这种教学方式,可基本满足培养目标要求的实训要求,学生学习兴趣高,教学效果好与企业共建了校内外实训基地,校企结合,工学交替,学校教师与企业技术人员共同评价实践教学效果,有力地保障了学生知识的应用和技能训练,同时也培养了一支具有丰富教学经验和工程实践经验的教师团队。实现“依托行业、工学结合、突出应用、强化能力”的课程教学目标。
2、充分贯彻以人为本的方针。坚持以学生为中心
我们认为我们在教学中应该由以教师为中心的学习向以学生为中心的学习转变。教师的责任是为学生成长成才提供优良环境和学习条件,重点要做好四方面的工作。
遵循教育规律深化学改革。要培养真正意义上的符合要求的《工厂供电》方面的人才,从教育规律上说,最重要的是要调动学生学习的自觉性、主动性。这也是能否从根本上解决学风问题的关键所在。因此,教育教学改革的重点,一是要在课程设置和教学管理上增加更多的弹性,为学生“松绑”,为学生的自主学习留出更多空间,促进学生多样化、个性化的发展;二是要改变现行的以课堂讲授为主的教学方式,更多地推行探究式的学习,要以任务方式安排学生进行各类系统设计和系统制作,从而实现学生的主动学习、主动实践。
广泛开展学生课外课程探讨活动。开展大学生科技创新活动,是有效调动学生自主学习积极性的另一个重要手段我们认为学院在这方面已有较好基础,可以更好的进行这方面的活动。
3、加强课程设计工作
3.1 端正课程设计教学目的
我们的课程设计应该注重培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神;培养学生综合运用所学知识与生产实践经验,分析解决工程技术问题的能力;通过课程设计实践,训练并提高学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、运用标准与规范和应用计算机等方面的能力。
3.2 加强课程设计的选题工作
我们认为课程范围中应该包含必要的课程设计部分,;课程设计的题目应尽可能有实用背景,对模拟性质的“题目”不得年年重复使用;根据学生的知识和能力状况来设计工作量和难度系数,使学生在规定的时间内既工作量饱满,又经过努力能完成任务;课程设计题目由指导教师拟定,并经教研室主任审定。课程设计的题目也可由学生自拟,但必须经指导教师报教研室主任批审,同意后方可执行。
3.3 完善课程设计的督导机制
我们应该组织起一只高效的督导队伍深入到答辩现场进行检查,检查学生是否按设计任务书完成全部工作;仔细审查学生的设计图纸是否合格,实验结果和程序运行是否正确;仔细审查设计计算说明书(或论文)撰写是否规范;检查指导教师是否履行了自己的职责;检查答辩组织与答辩过程是否规范,检查学生的答辩质量。答辩结束后,指导教师要写出检查工作总结,一式叁份,一份存教研室,一份存学生所在系,一份存教务处,对这期课程设计做出总的评价,肯定成绩,找出问题,提出改进完善的建议。
关键词:微课程;电气工程;专业教学;工厂供电
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)37-0114-02
一、引言
微课程是指时间在10分钟左右,以阐述某一知识点为目标,以短小精悍的在线视频为表现形式,以学习或教学应用为目的的在线教学视频[1]。由于微课程具有“位微不卑”、“课微不小”、“步微不慢”、“效微不薄”等优势,近些年在高校掀起了微课程的研究之风[1,2]。但是,目前高校的微课程研究多集中于基础类课程教学,而在专业课程的教学中应用甚少[3]。基于此,笔者在多年教学经验的基础上,进行了电气工程类专业课程“工厂供电”的微课程设计探索,并将微课设计过程中的体会分享给大家。
二、微课选题
工厂供电是我校自动化专业的一门主干专业课程,其主要任务是以企业供配电系统的一次部分为主,使学生初步掌握一般企业供配电系统和电气照明运行维护和设计计算所必需的基本理论和基本知识,是一门理论与实际结合较紧密的课程。笔者从事工厂供电的课堂教学已经十余年,具有一定的课堂教学经验,现将该课程制作成微课的形式,既服务于电气专业学生,又可以为非电气专业的学生敞开学习第二专业知识的大门[1]。
受微课自身特点的限制,一个微课中所包含的知识内容是有限的,因而在微课中重点和难点不应设置太多,重点、难点解析应尽可能简洁明了,从而达到10分钟就能掌握某方面的知识或技能的目的[4]。基于此,微课选题应偏重基本知识点。应用到本课程,变电站的各种主接线方式、负荷统计的方法、继电保护的基本要求等都可以做成微课的形式。本文选择变电站电气主接线中的一个基本知识点――“桥形接线”作为微课设计的案例,探讨电气专业课程该如何进行微课设计。
三、微课制作过程
(一)选题背景
“工厂供电”是我校自动化专业唯一的一门强电课程,设置于第七学期,该课程的先修课程为“电机与拖动基础”。该专业学生在学习该课程之前,未接触电力系统的任何专业知识,因此,在进行微课设计的时候,应尽量使微课构思设计巧妙、有趣,循序渐进地引导学生,以达到最佳的学习效果。
本次微课选择的内容为该课程第1章“供电系统基本概念”中的第二小节。在第一小节中,已经对电力系统的基本概念、电压等级、供电系统在电力系统中的地位和作用、供电系统的主接线方式等基本概念做了一定的介绍。本次微课,承接上堂课的教学内容,介绍工厂供电系统中变电站的电气主接线形式。变电站的电气主接线是由各种电气设备及其连接线所组成的,用以接受和分配电能,是供电系统的重要组成部分,其设计的好坏直接关系到电气设备的选择、配电设备的布置及运行的可靠性与经济性,因此是变电站设计的重要任务之一[5]。从整个课程体系来看,本节内容处于一个比较重要的地位。
(二)教学目标
本次课的教学目标:掌握桥形接线的适用场合、桥形接线的类型,理解桥形接线的特点。要求:识别和绘制桥形电气主接线图,结合变电站电气主接线实例理解其适用场合。其中桥形接线的类型为本次课重点,桥形接线的特点为本次课难点。
(三)教学方式
授课形式采用以多媒体教学为主,板书为辅。教学手段采用启发式、案例式、比较法、列举法等多种教学方法相结合。
(四)教学设计
1.桥形接线适用场合。首先从企业变电所的设计现状出发,分析企业变电所为了保证对重要的一、二级负荷可靠供电,广泛采用由两回电源线路受电、企业内部装设两部变压器的情况,从而采用启发式教学,引出桥形接线的适用场合:桥形接线适用于企业变电所中只有两台变压器和两条线路的情况。
2.桥形接线图。指出“根据桥连断路器的位置不同”,桥形接线分为两种类型,即内桥和外桥,让同学们以此识别内桥和外桥接线图,如图1、图2所示。
3.桥形接线的特点。此处重点以内桥接线为例,分析该接线形式的优缺点。
(1)内桥接线的优点:①线路投、切灵活,不影响其他回路的工作。结合多媒体上的电气主接线图,以动画的形式展现线路投切时的操作顺序。此处涉及到投切线路时隔离开关和断路器的操作顺序务必正确的问题,顺序错误会导致严重后果,因此,笔者在此处插入一个视频短片,描述在工作现场发生实际的误操作而导致严重的人身和设备危害问题,让学生对误操作的后果留下足够深刻的印象,从而掌握正确的操作顺序。也就是说,通过视觉和听觉的共同冲击,增强学生对该知识点的感受。②布置简单,占地面积小,可发展为单母线分段接线。此处以动画的形式展现如何由内桥接线发展为单母线分段接线的过程。
(2)内桥接线的缺点:接着从内桥接线的优点出发,相应地引出与此对应的内桥接线的缺点,即:变压器投切操作复杂,故障检修影响其他回路。此时亦以动画的形式描述变压器投入和切除时的操作步骤,让同学们对高压开关的操作顺序有更加深刻的体会。
4.内桥接线的适用场合。从内桥接线的优缺点出发,采用“启发式”教学,让同学们总结出内桥接线的适用场合:适用于受电线路较长(即线路故障多),而主变年负荷利用小时数高(即主变不经常切换)且无穿越功率的场合。
5.外桥接线的适用场合。由于外桥接线的优缺点恰恰与内桥接线相反,借此机会,利用翻转课堂理念,调动学生参与的积极性,让学生利用“比较法”,自己分析外桥接线的特点。此时任课教师可以略讲此环节。
6.全桥接线。从前面的讲述出发,可以很自然地延伸出全桥接线图,如图3所示。此时学生很容易识别该接线图,理解该接线形式的优点:对变压器和线路的操作均方便,运行灵活,适应性强;缺点:所需设备多,投资大,变电所占地面积大;适用场合:适用于少数用电量很大且非常重要的大型企业的总降压变电所。
7.案例分析。采用“案例法”,以学校35kV总降压变电站桥形接线电气主接线图为例,让同学们把所学理论知识与现场实践有效结合起来,达到学以致用的目的。
8.布置作业。树立“以学生为中心”的理念,充分发挥学生是知识的主动构建者身份,布置学生课外收集相关企业变电站的桥形电气主接线图,结合现场实际进行桥形接线的具体分析。
四、总结
笔者围绕“桥形接线”这个知识点,在本次微课设计过程中采用现代化的多媒体课件为主、传统板书和视频短片为辅的教学形式,对教学路线进行了精心的设计,将教学内容深入浅出地传达给学生,达到了较为理想的教学效果。
“工厂供电”课程的特点是理论与工程实践联系紧密,因此在微课设计过程中不拘泥于课本原始内容,适当的引入工程实际现场出现误操作的视频案例,引入本校35kV变电站的电气主接线图案例,激发学生更强的学习兴趣,以达到最佳的教学效果。
总之,希望通过本次微课程的设计,达到“抛砖引玉”的效果,对电气类专业课程微课设计的发展起到一定的推动作用。
参考文献:
[1]张一春.微课建设研究与思考[J].中国教育网络,2013,(10).
[2]梁乐明.微课程设计模式研究[J].开放教育研究,2013,(19).
[3]王颖,陈卫民,邵悦,蔡慧.“电力系统继电保护原理”微课程探讨[J].中国电力教育,2014,(23):23-24.
针对供电技术课程存在的问题,我校进行了课程改革,教学质量与实践效果得到了显著提高.在供电技术课程改革中,主要完成了下面几个方面的工作.
(1)撰写了与当今供电水平相符,能够反映当今供电系统特点的新教材.本校在多年供电教学与设计实践的基础上,编写了立足于城市供电系统范畴,适合于当今城市供电技术发展,区别于传统意义上工厂供电概念的教材.例如,书中给出了系统中性点接地方式的演化.这是随着城市电缆化水平的提高,供电系统出现的新变化.教材中努力做到理论性与工程性相结合,基本概念与新型技术相结合;突出课程内容的系统与衔接,以及与相关课程内容的联系.同时,还注重各相关内容的解释、衔接与联系,强化了学生对于供电技术的深刻理解与系统掌握,以满足系统设计、设备选择、安装调试及运行操作等工作的需求;
(2)开发了能够应用于教学的《供电系统运行模拟软件》.针对教材相关内容,本校以模拟环境替代现场环境,创新性的开发了应用于教学的供电系统运行模拟软件.通过对供电系统运行进行模拟实验和演示,学生进一步强化了系统的概念,深化了对专业的理解,全面掌握了供电系统的设计与运行规律;同时通过实验中的参数设置,使学生深刻体会系统中各参数对整个系统的意义和影响.该软件既可作为课堂教学的辅助工具及实验教学的操作平台,又可补充教学,引导学生自发性与研究性的学习.目前,该软件正在进行再开发,争取能做更多的演示,更贴近于实际系统的运行情况,并最终作为典型的教学工具商品向全国高校的电气工程专业加以推广;
(3)加强了参观考察环节.为使学生能够将课程与实际相联系,建立更为完整生动的系统概念,在授课过程中,我校还加强了实际参观考察的环节,使学生亲眼看到现实中的供电系统.例如,组织学生参观学校35kV变电站、10kV变电站和学校附近的220kV变电站,观察供电系统的实际运行状态,以及变电站的平面布置、线缆走线等情况,尤其对设计中需要考虑到的问题进行了实地讲解.另外,考虑到运行中的供电系统无法深入设备内部,我校还组织学生参观了开关厂和变压器厂,使学生能够观察到设备内部,彻底了解设备的构成与工作原理.这些活动,既有助于学生将课本上的知识融会贯通,又提高了学生的学习兴趣,反响良好;
(4)强化了工程概念,将课堂教学与课程设计相结合,将设计与运行的思路贯穿课程始终.我校在课堂教学过程中,将课程设计任务甚至毕业设计内容提前发放给学生,同时将课堂教学过程与课程设计的大部分过程融为一体.这样,在课堂教学阶段,随着教学进度的延伸,课程设计的内容也相应逐步深入,学生能够明确了解课本每一知识点在实际系统设计与运行中的作用,学习目标明确.而在课程设计阶段,则注意突出课程设计对课堂教学内容的总结、完善与提高.通过此种方式,提高了课堂教学与课程设计的双重质量,使得教学质量好,实践效果好;
中图分类号:G718.3 文献标识码:A
The Problems and Teaching Strategies of Vocational Electrical
Class Teaching in Work and Study Education Mode
BAO Erfeng
(Doumen Third Secondary Vocational School, Zhuhai, Guangdong 519100)
AbstractIn the background of strong proponent of work and study in China, almost all vocational schools start to research, "combining work with study" or "work-study programme". The author will discuss the problems and teaching strategies of vocational electrical class teaching in the mode of combining work with study.
Key wordscombing work with study; problems; teaching strategies; curriculum
实施工学结合以前我国的职业教育实施的都是全日制的教学,学生在校学习的知识和生产实际结合得不是很紧密。学校培养的学生和工厂要求的工人还有较大的偏差。因此要提高中等的人才培养量,就必须改变教育理念,推行新的教育模式。“工学结合”已成为各职业学校的航标。所谓工学结合是将学习与工作结合在一起的教育模式,主体是学生。它以职业为导向,充分利用学校内、外不同的教育环境和资源,把以课堂教学为主的学校教育和直接获取实际经验的校外工作有机结合,贯穿于学生的培养过程之中。
我校从2007年就开始实施“工学结合”模式,我所教授的专业是电气技术应用。转眼之间已经经历了5年,通过这些年的实践以及我对其他学校开展“工学结合”教育模式的情况的深入了解,我认为现在开展的“工学结合”模式,尤其是电气类专业教学还存在以下问题。
(1)来自企业的压力。实施工学结合,势必给企业带来不必要的麻烦,影响正常的生产经营秩序。由于是工学结合,需要教学场地,这就占用了企业本来就很紧张的场地;对学生的管理又有别于普通工人,这给企业管理增加了负担;很多学校现行的工学结合在学生实习满之后基本上会撤离工厂,这会给工厂的生产带来一段真空,影响到工厂的生产效率。
(2)教育教学观念不开放。工学结合要求学校在教育教学中实行多元化和开放的教学体系,多元化主要是指教学场地的多地化、教学内容的多样化、教师队伍的多源化。然而,目前不少职业学校办学理念还跟不上社会的发展,教育教学观念也不够开放。学校面对社会的服务意识不强,不能面向市场设置专业,不能面向岗位设计课程,不能面向岗位培养技能,这些都在很大程度上影响了工学结合教学管理体系的有效构建。
(3)教学实施条件不完善,教学方法落后。工学结合人才培养模式的实施必须具备有与之相对应的教学场地、师资、课程、教材和经费等教学条件。根据很多职业学校(例如很多粤西的学校)办学实力不足,导致教学实施的条件较差,教学方法受到相应限制,只能实施比较传统落后的教学方式。具体表现在:缺乏跟岗位要求紧贴的课程与教材,缺乏融教学、实操于一体的多功能的校内生产性实习实训场地及设备。无法实行岗位制等先进的教学方法。
工学结合在我国开展才一段时间,对我们职业学校来说还是新生事物,新生事物的发展肯定会存在不少问题。作为职业教育者,我们应该义不容辞地去学习别人的先进经验和做法,再结合我国的实际情况,积极探索并认真总结。下面笔者将结合过去实践中的探索和吸取他校工学结合的经验,谈一谈中职学校工学结合背景下电气类专业在教学中的一些对策。
1 优化课程设置,建立开放、合理的“工学结合”的课程体系
从电气类职业岗位的实际需要出发,工学结合模式下所制定的课程,是依据“实用为先、够用为度”的原则,结合所确定的岗位能力,按照知识、能力、素质三要素设计课程体系。我校电气专业在课程体系的建设上具体做到以下几点:
1.1 减少基础课的课时数,优化基础课的设置
对于职业学校的学生,他们从小学到初中一直都有学习语、数、英,职业中学的学生不需要考大学,这就没有必要再按原来的模式学习语、数、英。所以我们就减少了尤其是语文和数学的课时数。我校电气专业只在一年级学生集中开设了一些基础课,而且所占课时数比较少(每课只占两个课时),旨在加强学生的素质教育。另外我们还根据社会对电气类毕业生的基本素质要求,开设了学生职业道德、职业生涯设计、体育、计算机操作等科目的学习。并开设了10多个能培养学生综合素质的选修课,比如工业产品设计、家电维修等,提高了学生学习的积极性,培养了学生的综合素质并为其将来可持续发展打下基础。
1.2 根据学生的实际情况和社会需求,制定开放合理的教学体系
分析职业学校学生智力类型,他们较多的是具有较强的形象思维能力,他们排斥概念、原理方面的陈述性知识。掌握学生的这个特点后,我们全部电气专业的老师一起讨论,按照循序渐进的原则,制定了比较合理的课程体系。第一学年开设电气专业英语、计算机、电工基础、电子技术等课程,并要求学生按不同课程做一些小制作。第二学年根据现阶段各个工厂对电气技术工人的要求,开设电工技术、工厂供电、电机与变压器、可编程控制器等专业性比较强的课程,并会组织学生下到工厂参观,了解这些课程在工厂实际中的应用情况。并考电工上岗证证书、3+X证书。第三学年组织学生到联合办学企业进行集中顶岗实习。并在顶岗实习的工作之余实施完全开放的教学体系,工厂需要什么知识,就组织学生学习什么课程,并请工厂的师傅教学,实现师资的多源化和教学内容的多样化。通过这样有步骤的规划,学生有了学习目标,也有了学习动力,也容易养成较好的学习习惯。
2 不断完善教学条件,实施岗位化的教学
我校从2006年起,不断建设实训实习场地,现在就电气类专业就拥有800万的国家级实训基地设备。根据电气专业的课程设置,不断完善相应的实训室。所有专业课老师亲自参与实验室布局、实验设备的组装与调试。经过几年的努力,我们一共拥有PLC、电工实训、电子实训、家电维修、单片机、智能楼宇等21个实训室。在教学过程中,要求老师尽可能在专业课教学中实施项目式教学,把课堂搬进实训室,通过边教、边学、边做,实现课程的教学及培养目标。在教学过程中,尽量实一体化教学。教师的工作就是确立与教学内容结合紧密的工作项目,并指导学生工作,在资讯、决策、计划、实施、检验、评价各方面进行指导,以期锻炼学生的自主学习能力,形成良好的工作思路,同时严格执行规章制度,使学生形成良好的职业素质。
3 大力推行校企合作的教学实训模式,认真抓好学生的顶岗实习,解决企业的后顾之忧
我校这几年先后和深圳德爱、广州建兴光电、珠海伟创力等企业合作,开展工学结合教学,根据协议和计划我校的实训中心将按企业生产和教学双重的职能设置。即“实训中心企业化、实训教室车间化、实训学生工人化”,在教学上以实训为重点,以岗位成才为目标。在学校的实训中心开学初机电专业的学生就进入实训中心进行入门性的实训。通过合作,企业为学校机电和数控专业学生的实训提供技术、管理经验、耗材等。不仅降低了学生实训成本,更为学生认识本地企业、学习企业技术、融入本地企业创造了良机。
我校实行的是“2+1”的工学结合模式,第三学年需要到相应校企合作的企业顶岗实习。经过顶岗实习学生掌握了许多知识和技能。关键是他们能把学校学到的知识应用到生产实际中去,能够清楚自己的不足之处。下半年是企业最忙的季节,特别是出口创汇企业,工人加班加点也不能完成订单产品,学生的到来无疑为企业排忧解难。同时我校顶岗实习完的学生只要愿意将继续留在该企业继续工作。这样不仅为企业的后续强劲发展提供了人力资源,解决了企业的后顾之忧,也为提高学生本地就业率打下基础。
参考文献
【关键词】供电技术 教学方法 课程教学
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)20-0061-03
供电技术课程是电类专业的主干课程。该课程主要论述了实现中小型变配电站电能的供应和分配技术。该课程具有较强的综合性和实用性,涉及的内容多,知识面广,计算较为复杂,信息量大等特点。
通过该课程的教学,如何在课堂教学中使学生更愿学,更易懂,更能真正理解和应用,激发学习的兴趣和愿望,培养其学习能力与方法,是摆在教师面前的迫切任务。为此,需要改变学生课堂上单一、被动的学习方式,很大程度上学生学习方式的改变依赖于教师教学方式的改变。经过几年的教学实践,笔者进行了一些积极的研究与探索,希望能促进这一目标的实现,使本课程的教学达到事半功倍的效果。
一 改革课堂教学的方法、手段,提高教学质量
从传统的课堂上以教定学型的教学模式,转变为以学生为中心,以知识掌握为基础,以能力培养为主线,以提高素质和创新意识为目的的新模式。
1.改变教与学的观念
任何教学过程中,都有一条清晰的思路,即教师的“教路”和学生的“学路”。教师的“教路”如果能尊重知识的逻辑结构,尊重学生的认知规律,就能在教学过程中转变为学生的“学路”,达成促进学习者学习的目的。如何选择教学主线呢?笔者认为这条主线应是围绕核心概念展开的。从概念的本质教学入手,扩展到其外延,以及与其他相关概念的逻辑关系。这样的教学才不会偏离教学的根本要求。
供电技术课程具有四大知识模块,第一部分是设计供配电系统的计算基础,是对课程的整体认识以及贯穿各个章节的重要基本概念的讲解,尤其是负荷计算和短路计算,是难点内容。第二部分介绍一次系统,主要介绍变电设备和配电设备,要结合接线图来讲解,是重点内容。第三部分介绍二次系统,在已知一次系统基础上的控制保护系统,是相对独立的内容。第四部分介绍电气安全与电能节约。在绪论时应讲述各章节在这门课程中的位置、与前后章节之间的联系,帮助学生逐步建构起本门课程的知识体系。构建完整的学科知识体系,将所学的知识系统化、网络化、结构化,可以帮助学生掌握基础知识,提高学生多角度思考问题的能力。
2.科学合理地进行课堂教学设计与授课
教学设计的根本目的是促进学习者的学习。在教学设计中既要重教,更要重学;既要尊重教材,准确理解核心概念,还要主动开发课外资源,丰富课堂教学;既要设计学生的探究活动,也要引导学生自主构建,达到教师“铺路”,学生“建桥”的目的。
教师应根据不同章节内容的特点,采用不同的教学设计,通过了解学生在课堂上如何交流、如何合作、如何思考、如何获得结论及其过程等学生的行为表现,从而让教师了解应如何激发学生学习的热情和探究的兴趣,如何引导学生思考、总结、归纳,提高其综合学习能力等,进行合理科学的课堂教学设计。
教师在课堂上以引领学生掌握基本概念、基本原理、基本方法,明晰重点和难点内容,理解关键问题和知识内在联系为目标,安排好详略内容,组织好学习形式,采用适宜的授课方式,抓住关键知识点设置问题,恰当地采用多种教学手段,从而完成教学设计,使学生作为学习的主体,自觉地融入学习过程中。成功的课堂教学设计,能够不断激发学生的兴趣,开阔其思路,启迪其思维,活跃课堂,师生进行良好的互动学习与交流,达到学习能力的培养与提高。
教师在讲授时注意启发、引导,同时采用提问方式,激发学生思维,活跃课堂气氛,调动学生学习的积极性;组织课堂讨论,可由教师提出问题,也可同学间互相提问,改变老师讲、学生听的传统方式。教师还要听取学生在教师教学上的反馈意见,及时调整教学方法。
3.为达到教学目标,恰当地采用多种教学手段
对于教学目标而言,任何手段的运用都必须服务于目的,坚持有效性原则。多媒体教学集图、声、色、文于一体,直观、形象、动态地展示知识的形成过程,激发学生的兴趣,加大课堂教学密度等。但值得注意的是,(1)教学手段是为实现教学目的服务的。它受到教师应用现代教育技术能力和教学内容、学校的电教设备等因素的制约。而且传统的教学手段并不代表着传统的教学思想;相反,现代化的教学手段也并不意味着现代化的教学思想。(2)现代化教学手段的运用绝不排斥其他教具、学具的使用,只有各种教学手段的密切配合才能发挥更大的作用。这就要求教师必须处理好手段与目的的关系,注重实效。
如(1)在供电技术课程的变电站和数字化变电站的比较、设备检修过程和故障的发生过程及造成的严重后果等,在多媒体课件中,精心制作并适时插入了动、静交融的实物图片集,增设和插播现场录像片等,增加了本课程学习的趣味性和对学生的吸引力。(2)负荷计算及短路计算部分是系统设计基本理论部分,仍采用传统的课堂教学,在讲清基本计算和选择方法的基础上,让学生通过课后作业去消化和巩固。(3)对于各类电气主接线图和设备结构的图形分析,如变压器、高低压电气设备的结构、原理,供电系统图等内容,则先在课堂上讲授基本理论,然后到学院变电所开展现场教学,加深学生对供配电系统的认识,培养学生的认知能力和理论联系实际的能力。
4.处理好尊重教材与灵活教学的关系
教学源自于师生对课程内容与教材内容及教学实际的综合加工,不仅包括教材内容,而且还包括了师生在教学过程中实际活动的全部,教材内容只不过是教学内容的重要成分,同时考虑到学生就业岗位技能的知识需求和课程的定位,因此,教师必须充分发挥自身的创造性,把学生作为教学的基本出发点重新处理教材,确定符合实际的内容范围和难度要求,做到尊重教材与灵活处理教材相结合。
5.教学既重结果,又重过程
结论与过程是教学过程中十分重要的关系。教学的目的之一,就是让学生理解和掌握具有统一性的正确结论,所以必须重结论;重过程的目的是为了获得更多更好的结果。正是学生经过一系列的质疑、判断、比较、选择,以及相应的分析、综合、概括等多样化的过程,通过各异的思维过程和多样化的认知方式,经过多种观点的碰撞、争论和比较,获得统一性的结论,达到知识的真正理解和巩固。更重要的是,没有以多样化、丰富性为前提的教学过程,学生的创新精神和创新思维就不可能培养出来。所以,必须既重结果,又重过程。
6.处理好理论与应用的关系
教学中教师必须处理好学与用的关系,注重学用结合,使学生初步理解和认识供电系统产生和发展过程,进一步认识要解决问题的重要途径方法,使其增强应用意识。在本课程教学中,教师首先要有应用意识和主动驾驭教材的意识,及时收集和整理与教学内容密切相关的实际应用的背景、原理、解决问题的方案等。但要防止由一个极端走向另一个极端,处处强调实用,造成牵强附会,而脱离了为教学内容服务的目的。
二 供电技术课程课堂教学举例
我院讲授本课程的教师积极备课,教案的撰写方式有所改进,在原有教案中的教学目标、教学内容、教学准备、教学过程四个部分组成基础上,把现代课堂教学设计的先进理念体现在课时教学计划(即教案)中,精心设计课堂教学,把学生作为课堂学习的主体,启发引导思考,培养自主学习和应用知识的能力。
另外,教师应把学生的学习情况记录在教案后,包括对学生已有的知识经验的分析和课堂上学生在每个环节可能出现的情况,应留有空白写上课后的体会。这样将有助于教师同时注重教与学,便于把课前分析思考、课中实践体验和课后总结补充融为一体,让教师把教学与研究融为一体,在实践中学习,不断对自己的教育教学进行研究、反思,从而促使自身的专业化成长。下表是供电技术课程“电力系统继电保护”相关内容的课程设计。
该教案中实现以下设计:第一,讲解课程内容是在实际应用的背景和需解决问题的情境下导入;对学生理解为什么要设计这样的系统,同时也提出怎样设计系统的问题,使学生带着问题上课,激发其学习兴趣。第二,在讲解过程中剖析需要解决问题的各特征要素,引领学生抓住关键点,启发利用已学过的知识,来设计系统解决问题,尽管学生讨论后设计想法可能不够完善,但锻炼了其设计思考能力,使学生主动参与到课程教学中,促进其积极理解,使学习更主动。第三,教师讲清合理的设计系统后,观看“实验录像”让学生理解电路图,然后以提问回答系统的动作原理,以这样形象的形式锻炼学生的自学识图能力,教师做出最后的总结。
这样与以往单纯的教师讲授和单方面的灌输式教学相比,学生积极参与,真正作为学习的主体融入知识学习当中,能够很好地提高教学效果。
三 结束语
在供电技术课程教学过程中不断深入探索新的教学方法,已形成了混合式教学模式,即针对不同的教学内容采用不同的方法组织教学。把多媒体教学、网络教学、案例教学、现场教学、任务驱动等多种教学方法融入整个教学设计的不同教学环节,使课程的每个教学环节都具有鲜明的特色和较优的教学效果。笔者在此仅围绕课堂教学进行探讨,希望在教学相长的过程中不断完善,从而真正实现让每一个学生都成为应用型人才,为我院的学科建设和学院建设做出更多贡献,争取培养出更多的供电技术专业人才。
参考文献
关键词: 电力工程 教学改革 实践能力
《电力工程》是电气工程及其自动化专业以培养学生实际设计和操作能力为主的一门专业基础课程。课程的主要内容是电能生产、输送、变配等相关的电力系统工程基础知识和计算方法学习,电力工程技术在国民生产与生活中的应用,电力工程领域科技发展的最新成就。教学的目的是使学生具有广博的电力工程过程专业理论基础知识和较强的工程计算分析能力、应用能力,并为后续专业技术课程的学习奠定必需的基础。该课程有着内容抽象、实践性强、内容多等特点。[1]今年,我们在总结以往教学经验的基础上,以提高学生素质为目的,对该课程的授课内容、教学方法、网络教学资源、课程设计和实习环节等方面进行了一系列的改革。
1.整合教学内容,优化课堂教学结构
当今社会,电力事业发展突飞猛进,新设备、新技术不断引进,新知识不断增加,给教学环节提出了新的难题。如何在学时不变的前提下,把重点难点较多、内容抽象难于理解、实践性非常强的一门课程生动形象地展现给学生,成为摆在教师面前的无法回避的一个问题。改革教学内容、优化课堂教学结构迫在眉睫。
在我校,《电力工程》有机地结合了《电力电气设备》和《工厂供电》这两门专业课的内容,在讲授过程中,采用了核心内容重点讲解(如电力系统的短路电流计算、潮流计算等);重点内容扼要讲解并设计讨论活动(如负荷计算、继电保护等);一般内容引导学生自学(如电气设备的选择等)[2]。对于教材中所没有的新知识、新技术、新设备及学科前沿问题,则适当补充(如微电网、孤岛电网等),开阔学生的视野,丰富学生的知识。
2.改进教学方法
2.1实行启发式教学。
传统教学通常采用老师讲、学生听的教学模式,学生被动接受知识,往往效果欠佳。为了增强教学效果,我们采取了启发式教学。在教学过程中,有时采用提问的方式,开拓学生的思维;有时采用专题的形式,学生台上讲,老师、学生台下听的方式,充分调动学生的积极性,提高学生自主学习的能力;有时采用讨论课的形式,由老师提出问题,学生进行讨论,在讨论的过程当中发现问题、分析问题、解决问题。[3]
2.2优化课程结构,实行模块化教学。
在教学过程中,要对课程内容进行适当调整,克服学时减少所带来的不便。将教学内容系统模块化,如:电力负荷计算模块、短路电流计算模块(包括无限容量系统三相短路电流计算、有限容量系统三相短路电流计算)、电气设备模块(包括主要电气设备的原理、电气设备的选择)、电气主接线设计模块、继电保护模块、配电系统自动化模块等。
对不同的模块制订不同的授课方案,比如对于电气设备的介绍,可以充分利用内容广泛的网络资源,从网络下载相应的三维图像、操作演示,从而使学生摆脱生硬的课本,增强课堂的趣味性,有利于加深学生对设备的认识。根据学生课堂反映和表现,适当增减内容,灵活调整教学进度。
当然,每一种教学方法,都各有其优缺点,只有综合起来,灵活运用,相互协调才能适合未来形势发展的需要。
3.丰富教学手段,构建网络辅助教学平台
3.1大量使用多媒体教学课件。
充分发挥多媒体课件教学的优势,通过视频、动画,把教材中很多不可视的过程可视化,使学生在学习时更加直观,更好理解。比如在讲解“SF6断路器工作原理”时,由于没有SF6断路器的现场实物,更不能拆解断路器对其分析,学生很难了解其工作过程。我们在讲解该内容时,利用VB和演示文稿将其制成动画形式的多媒体课件,激发学生的学习热情,有助于学生对抽象问题的理解。
3.2充分利用网络进行辅助教学。
以《电力工程》精品课网站为依托,为《电力工程》专门建立了一个教学资源网站,网站主要内容包括:
学习资源:学习资源不再是单一枯燥的文本形式,更多的学习资源是多媒体形式,放在网上供学生使用,如教学课件、电子教案、演示动画、常用软件、电网案例等。使学生不仅可以复习课上所学内容,而且还可以扩展自己的知识面,完善自己的知识结构。
网上答疑:学生可以就平时学习过程中遇到的问题和困难与教师进行及时有效的沟通交流,从而扩大了师生互动的时间和空间范围。
网上讨论:教师定期某一话题供学生讨论,教师可以根据学生的讨论情况,及时地了解学生对某一知识点的大致掌握情况,从而在授课过程中更能做到有的放矢。学生也可以自行发帖相互讨论,与别人共同分享知识的同时,相互学习、互相促进。
4.实践教学与理论教学紧密结合
除了课堂教学外,我们还安排了实验教学、认识实习、课程设计等实践环节与其相配合。
实验教学打破传统的实验教学模式,事先为学生准备多项实验,如继电器特性实验、线路的三段保护、变压器保护、备用电源自动投入装置、重合闸等。对于所准备的实验,学生无需全部完成,只要根据自己的爱好和特长,从中选择三个实验便可以满足教学要求。
根据所学内容,安排学生到发电厂、变电所、泵站、采油队、钻井队等单位进行实习。实习教学时间不再统一安排,而是根据课堂教学进度灵活布置,学到哪里,便实习到哪里,一方面使学生加深对课堂所学知识的理解,对常用的电器设备的结构、工作原理、接线方式有了更深的认识;另一方面使学生增进对油田生产的认识,为以后的工作打下坚实基础。
电力工程课程设计是理论课与实践课后的另一个重要的实践环节,是培养学生创新意识、团队协作意识的重要途径。它要求学生掌握基本的电力系统的设计步骤和基本工程设计方法,鼓励学生大量查阅工程设计手册和资料,在一周时间内完成一个工厂供配电系统或者一个地区电力网络的初步的设计,其中包括主接线设计、负荷电流计算、短路电流计算、电气设备的选择和校验、继电保护整定,最后要求学生利用AutoCAD软件绘制出电气主接线图,并在电气主接线上详细标注所选择电气设备的型号。本课程设计为三人一组,在培养学生团结协作意识的同时,还要求合理分工。指导教师不定期地到各组答疑,并进行提问,同时检查方案的正确性、设计进度及学生的出勤情况。在考核方面对课程设计严格把关,对于学生所提交的报告和所绘图纸进行认真批改,通过该课程设计尽量让每位同学都能学有所获。
在该课程设计的整个设计过程中涉及多门课程,使学生将所学的专业理论知识和生产实践有机结合起来,提高学生分析问题、解决问题的能力,从而进一步增强学生对专业知识的综合运用。
5.结语
与其他课程改革一样,《电力工程》课程改革和建设也是一项长期的工作,是一个与时俱进的过程,只有在学生、教师二者之间建立和谐关系才能使教学工作更上一个台阶。我们要继续探索教学改革发展之路,不断调整、更新教学内容,改进教学方法,丰富教学手段,加强实践教学训练,充分发挥学生在学习中的主动性和创造性,努力探索提高教学质量的新方法,增强学生的就业竞争力,从而更好地适应社会的要求。
参考文献:
[1]江新琴,等.“电力工程基础”课程教学改革与探索[J].北京:中国电力教育,2010,15.
关键词:工业工程;企业管理;应用
现代工业工程是一门技术科学,它是在结合系统工程学说和运筹学说等理论后,再运用计算机的强大运算能力而形成的一门独立的系统优化学科。它所关注的重点在于如何实现系统的优化和作用的最大化,从而达到该系统所能实现的最大化经济和社会效益。
一、工业工程的形成
工业工程并不是诞生于我国本土,而是在美国工业迅猛发展的背景下诞生的工程学科。20世纪以来,泰勒作为首批工业工程学者,率先运用秒表法、动作以及电影法等来提高作业现场的生产效率,并将之整理为工作研究理论。二战后,工业工程与统计学逐渐融合:运筹学、系统工程以及行为科学等先进理论及方法,逐渐用于工厂系统整体效益问题的研究,并形成了工厂设计、物料搬运、质量管理以及工程经济分析等系列方法,初步形成了以规划、评价及创新为手段的现代工业工程体系。
二、工业工程与管理的关系
科学管理原理能够很好的阐述工业工程学科与管理学之间的关系,两者有很多共同点,也有异常紧密的联系,但是根本上却有很大的不同,这也是时展、工业进步以及管理学的发展所促成的。
1、两者职能、作用不同
工业工程强调对系统的优化,有较强的技术特性,它追求系统的优化、工作和服务效率的提高以及系统运行成本的降低;管理则不同,它强调系统运行最后的经济和社会效益以及系统运行效率,它拥有着夺宠职能,如监督、决策、领导管理等等,它注重学科在实践中的运用效率和成果。
2、两者专业人才不同
工业工程师,属于专家型、技术型人才,可为管理人员提供建议、咨询以及可行性方案,并在管理层的引导下,处理企业经营中出现的管理技术问题;管理者,则属于专家、顾问型人才,主要提供决策、领导或是控制,其工作范围包含基层、工业工程人员等全体员工,是整个组织内的领导者。
3、管理与工业工程相辅相成
工业工程和管理之间的关系较为紧密,两者相互促进、相互影响,相互依赖对方而具有存在意义,两者失去任意一方,对方则失去了存在价值。工业工程依赖于为管理工作的服务而具备存在价值,管理依赖于工业工程的服务而具备价值。工业工程对管理的服务主要有合理配置企业资源、人力资源管理、优化企业运行系统,将企业所有优势转化为巨大的生产力,从而实现管理所建立的目标。
三、工业工程在现代企业管理中的应用
首先,若想合理科学的以市场为导向进行生产,企业就需要建立完善合理的工业工程方法体系。在市场为导向的新经济转型期,企业必须弄清楚如何更好的利用工业工程体系,利用这套程序和体系去进行工程项目的建设、发展以及优化。其次,下岗人员的再就业问题一直都是困扰企业和国家的重点问题,若是不能有效处理,极有可能造成社会的动荡。工业工程对企业生产系统的优化则很好的缓解了下岗人员再就业的压力,企业工作生产系统的优化,不仅能够提高企业的生产效率以及生产产品的质量,而且能够降低单位产品所消耗的劳动力和资源,这种效率的提高能够帮助企业推行以岗定人和按产定员的经营方法。最后,工业工程能够帮助企业在产品质量、降低产品生产成本、构建相应的产品质量检测体系等方面有所建树。而且能够为用户提供更高质量的产品服务,这无疑又提高了企业在激烈竞争的市场中的生存能力。
四、现代工业工程在企业管理中创新
1、做好培训工作
首先,要制定相应的培训课程,这种课程的制定必须根据企业实际情况进行。在借鉴外国先进经验的基础上结合自身的发展状况、员工的素质状况以及社会发展需求等。其次,培训方法的创新和开发也是企业需要关注的。单一的培训方式必然不能完全实现培训要求,因此,必须不断创新培训方式,将各种培训方法结合使用,让员工体会到学习的乐趣。
2、做好前期准备和对企业需求做出准确分析
必要的准备工作是高效应用工业工程的前提,具体的准备主要有以下几点:找出企业现存的问题并进行分类总结、明确企业自身发展的需要、对企业内部组织进行调整、制定问题解决方案、改革创新企业业务的开展流程。工业工程技术在企业中的应用能够帮助企业更好、更快、更加全面的解决企业各种显存弊端和问题,从而为企业未来发展打下坚实的基础。
3、局部应用工业工程
工业工程在企业中的应用可以从实际需求出发,在某一职位进行实施,这种局部使用能够使工业工程的作用最大化。比如运用生产计划技术合理的对生产的过程进行组织,以达到制造过程中降低成本,提高工作效率的目的。
4、加强产学研相结合
工业工程的应用,应该走产学研结合的道路。高校集中了理论研究的高级人才,他们在工业工程学科的研究中掌握了最新的发展动态,同时也担负着培养人才的重担。如果企业能和高校合作,借助高校资源可以更好地将知识转化为生产力。
五、结语
企业若想把握住经济转型时期的发展机遇,就必须重视工业工程,将其与企业管理有效结合,发挥其价值。具体的学习可以借鉴外国先进的经验,但需要注意的是必须结合自身发展的实际状况,只有这样的工业工程运用才能帮助企业更好的发展。
参考文献
[1]赵晨晨.工业工程在制造企业管理中的应用[J].华章.2014,(14).
仿真实训系统的广泛推广和使用是当前职教方式和手段全面更新的大势所趋。
一、仿真实训系统的定义和特点
仿真实训系统是指针对某特定的学习领域,借助计算机软件、设备组件模型、3D或VR技术,所创造或模拟的虚拟训练环境、训练流程等封闭系统平台。使用者在对仿真实训系统的操作和互动中,获得和真实工作领域相近或相似的实训体验,最终达到技能训练的目标。笔者认为,仿真实训系统是信息技术在实践教学应用中的一种重要形式,可以进行生产过程延时、产品运行演示、产品拆装维修、故障排除、操作训练等教学任务。这种系统的研发通常具有很强的工业背景,其总体方案、工艺流程、设备结构等往往来源于生产实践,与职业岗位的技能需求紧密结合,具有对应性、可操作性、开放性、节能性等主要特点。在仿真系统中,设备设施、操作流程应严格与实际实践环境密切对应或无限贴近,以便可以令使用者最大程度地获得真实环境的体验。同时,系统还要具备良好的可操作性,能为使用者设定各种复杂情况,进行无限次、多样式的交互操作训练,方便使用者可以根据自身的情况,选择掌握较为薄弱的技能点进行反复巩固训练。由于仿真实训系统是基于计算机软件、设备组件模型、3D或VR技术,对场地和设备要求不高,使受训者在任何时间、任何地点都可以广泛地进行训练成为了可能。此外,仿真实训系统还可以做到无污染、无浪费,一套系统可以多人、多次重复利用,符合可持续发展的要求。
二、仿真实训系统在高职高专实践教学中的适用性和必要性
1.仿真实训系统的使用有利于职业教育的“五个对接”。对于很多高职专业而言,无论是经费还是场地,现阶段建设与生产现场完全对接的校内实训基地或实训室都不太可行。而针对专业特点所建设的虚拟仿真实训室则能够很好地解决这一问题。
2.仿真实训系统的使用与高职高专人才培养目标相契合。采用仿真实训系统后,可以解决过去在传统教学中无法展示或进行的实践操作,大比例地提高实践课时在教学中的占比,使学生所学理论最终转化为实践,实现学生动手能力的提高。
3.仿真??训系统的使用能帮助达到专业课程的教学目标。虚拟仿真的形式能够呈现出某些学习对象的外观和内部结构,便于学生学习和理解,同时提高训练的效率,节省时间和成本。学生可以通过自主实验、远程实验,实现虚实互补,相互促进,从而把学生能力和素质培养渗透到虚拟仿真实验教学的各种形式、各种技术和各个环节之中。
三、仿真实训系统在湖北省高职高专实践教学中的应用现状
通过笔者所在学院对湖北省多所高职院校包括本校的实地走访、网络调研总结发现,虽然大多高职院校的专业教师都对仿真系统有所了解,但只有大约10%的教师认识虚拟仿真已经发展上升到国家教育规划发展的层面。虽然近80%的高职专业教师都认为需要在教学中用仿真实训系统来帮助教师教学和促进学生技能提高,但只有约35%的教师在教学过程中曾经采用或正在使用过该类系统,这个比例在武汉市略高于地市州。这说明仿真实训系统的概念已经深入高职院校,但大面积的普及使用还需要相当长的一段时间。
根据调查反馈,未使用仿真实训系统的原因主要集中在三个方面:市场上没有适合本专业或本课程实训所需的虚拟系统;建设经费不足,难以采购到优质的系统;认为现在所用的实训室或纯理论教学基本能够满足教学需要。在使用过或正在使用仿真实训系统的教师群中,有90%的教师认为系统的应用能够切实提高学生的实践能力,有30%的教师认为所用系统的功能已经非常完善,完全适合教学需要。由上述调查结果可见,要提高仿真实训系统的普及和应用率:(1)系统开发者要根据专业和课程的特点进行针对性的建设和开发,要选择适合专业需要和满足用户需求的技术手段;(2)所设计的仿真实训系统功能要更加完善,尤其在互动功能、考核功能和管理功能方面能够适应职业教育的需求。
四、仿真实训系统在本院电气化铁道技术专业中的应用效果
本院电气化铁道技术专业是央财支持的重点建设专业和职教品牌专业,《牵引变电所运行与检修》是该专业的一门专业核心课程,也是一门典型的理实并重的课程。由于该课程需要的实训设备昂贵、运行和维护成本高,再加上实践操作过程中的电力安全因素考虑,传统的专业技能训练采用的是组织学生到变电站等相关企业单位参加实践。但由于这些企业现场必须保障运行安全和可靠性,上述实践学习往往流于形式,成为走马观花式的参观,学生不能获得真正技能上的提高。基于以上问题,电气化铁道专业教师团队在2011年申请了“变电所综合仿真实训室”的立项,项目建设于2012年年底完成,并通过验收开始正式投入使用。
1.变电所仿真实训室具备功能。变电所综合仿真实训室的核心是220KV牵引变电站虚拟仿真系统,该系统包括220KV牵引变电站仿真软件、教练员平台软件、3D场景软件和仿真支撑平台软件等四套仿真软件。系统能够通过动画演示,使学生可以真实地了解和掌握电网变电站的各项设备的参数、运行特性,各项设备故障时对电网系统的影响,熟悉各类设备实际的状态信号,熟悉报警系统及继电保护和自动装置的功能,熟悉电网的运行方式,熟悉完整的电网及变电站系统。同时,采用逼真度很高的仿真装置让学生进行动手操作,并能对变电运行人员(学生)进行运行监视、设备巡视、倒闸操作、两票办理、事故处理等专业技能培训,对继电保护人员(学生)能够进行定值整定、保护操作等技能培训。此外,还能够进行技能考核、技能竞赛、自学习、保护整定计算、方式研究、设备改造研究等。
2.?电所仿真实训室的应用效果。变电所综合仿真实训室自投入使用至今已近四年,该系统能够承担电气化铁道技术专业的《牵引变电所运行与检修》、《供变电技术》、《继电保护》、《工厂供电》课程的实践教学任务。除了电气化铁道技术专业之外,还辐射了电气自动化技术、供变电技术等专业群。每学期平均使用班级达14个,平均使用人数550人,平均使用人次22000,是电子电气学院使用率最高、最受学生欢迎的校内实训室之一。
为了取得更好的教学效果,笔者所在的课程组在2016年11月对电气化铁道技术2014级的全部6个班级,278名学生进行了反馈调查,调查结果显示实训室达到的实践训练效果非常好。94%的学生对该实训室印象深刻,能准确说出所用过的仿真系统名称。80%的学生认为,仿真系统中的3D场景展示能够帮助他们更好地理解供变电设备的原理和工作过程;84%的学生认为,仿真系统的使用能够使他们观察设备重点部位,学习及时判断和发现缺陷、异常现象;75%的学生通过使用仿真系统熟练地掌握了规范、正确、有效地填写操作票;期末实操测试结果显示,75%的学生在学期中使用仿真系统进行实践操作练习后,能够安全、规范地进行变电站电气倒闸操作。在对改进和建议方面,笔者搜集到的学生反馈情况如表1。
论文关键词:电机电器及其控制专业;生产实习;教学改革
一、专业概况
哈尔滨理工大学电气工程及其自动化专业是由原电机电器及其控制、高电压绝缘技术、电气技术等专业整合而成的。目前在教学中又分为电机电器及其控制、高电压技术、电气绝缘与电缆、电力电子与电力传动和电力系统及其自动化等5个专业方向。各专业方向针对学生今后的就业趋势及专业特色开设课程及各种实践环节。电机电器及其控制专业方向的毕业生主要从事电机与电器设备的设计、制造、运行、控制与维护等方面工作,因此对本科教育中的实践教学环节提出了明确的要求。生产实习是教学过程中的一个重要环节,是理论联系实际的重要方式,是理论教学、生产实践和科学研究三结合的结合点,总结生产实习中存在的问题并对如何提高生产实习的质量进行探讨具有重要的意义。
二、生产实习的内容及存在的不足
哈尔滨理工大学生产实习一般安排4周时间,实习的内容除全面了解电机的设计、生产、工艺、总装和试验等整个过程外,还要求学生结合专业知识熟悉电力设备的配置、运行方式以及电力部门的工作流程等。但在具体的实践中,目前的生产实习模式存在以下不足:
一是目前国内电机行业随着我国经济的发展而迅猛发展,面临市场竞争激烈,生产任务饱满以及对生产安全要求高,使得他们对接待在校大学生生产实习态度消极。加之各高校众多学生集中进行实习,超出了企业的接待能力,因而使得实习质量难以保证。学生越来越难以有机会实际动手,生产实习逐渐发展为参观实习,随着这种现象的日趋严重,学生实习的积极性和主动性受到打击,最终使生产实习流于形式。
二是经费不足。市内企业的实习费用逐年见涨,市外实习所需的交通住宿费用较多。而学校对实习费用的投入增长缓慢,远远抵不上实习成本的上涨,使得实习经费预算捉襟见肘。
三是教学中普遍存在学生对实践教学重视不够的问题,对生产实习的重要性认识不足,未将生产实习作为能够把所学理论知识在实际中应用的良机而很好把握。另外,用人单位也未将学生的生产实习内容及成绩作为是否录用的主要参考指标,这也使学生对生产实习的作用产生怀疑而未能高度重视。结果导致学生在实习过程中缺乏主动性,实习效果大打折扣。
三、生产实习新模式的探索实践
1.实习内容
(1)增设实习导论课。为保证生产实习教学质量,充分调动学生的积极性,我们在实习前两周开设实习导论课。在实习导论课上,由实践经验丰富的教师给学生详细讲解生产实习设置的目的、意义、主要实习内容及教学模式。并结合专业具体情况向大家介绍今后工作中需要的而理论教学中学不到的、生产实习中能够掌握的知识。实习导论课极大地调动了学生的学习热情,引起了学生对生产实习的重视,为生产实习教学的顺利开展奠定了良好的基础。
(2)实习内容的优化。
1)哈尔滨理工大学电机电器及其控制专业方向对原有生产实习内容进行了整合优化,并结合目前各大电机厂对电机专业本科生要求,在生产实习的内容中增加了电机的计算机辅助设计、计算机绘图、电机工程应用软件等内容。利用生产实习第一周的时间让学生采用国家标准机座号进行电机的电磁设计,用AutoCAD软件绘出电机定转子冲片图及绕组连接图,采用Ansoft软件对所设计电机的电磁场进行计算,应用Matlab对电机的性能曲线进行仿真,最后指导学生自己绕制绕组并下线,通过试验看可行否。可行总结积累经验,不可行分析设计中的环节,重新设计。这样,学生对电机设计的整个内容就真正掌握了,教学质量真正提高了。
2)充分利用多媒体教学手段,融入了本专业教师的科研内容。利用一周的时间增加了电机设计制造中的新工艺、新材料、新技术和部分特种电机的内容。为学生介绍了如特殊工作环境的潜油电机、特殊结构形式的采煤机用高功率密度防爆电机、特殊供电形式的变频电机、适应当前国家节能形势的高压高效节能电机、采用遗传算法蚁群算法等全局优化算法对电机优化设计等专业教师所承担的国家级、省部级及企业委托课题等项目中的特殊电机的设计。请佳木斯电机厂、哈尔滨大电机研究所的电机设计专家结合他们企业的具体情况为学生做电机设计的新技术、新工艺、新机型等内容的专题讲座。把科研中的内容和工厂技术专家的讲座融入生产实习教学中,学生觉得学的内容贴近实际应用,既能调动同学们的积极性,又能开阔大家视野,深受学生喜欢。
3)为拓宽知识面,实习内容安排饱满,在介绍科研内容的一周内同时安排学生参观发电厂、变电站、电气设备制造厂家等,使学生熟悉电力设备的配置、运行方式以及电力部门的工作流程,增加就业竞争力。
4)最后两周的实习时间联系校企合作厂家,安排学生在企业跟班实习,参与电机铁心的冲剪、机座端盖的铸造及加工、线圈的绕制、下线、铸铝、装配、试验等整个电机的生产过程。每个环节由企业配备生产、技术一线员工对学生一对一指导,学生真正实际动手操作,真正熟悉和了解电机的生产过程。
2.实习基地的建设
哈尔滨理工大学电机电器及其控制专业方向前身是哈尔滨电工学院的电机专业,本科专业设立于1958年,无论人才培养还是工程技术与科学研究均形成了自己的特色,在相应的行业中享有较高的知名度。广大校友现在多是各大电机厂的技术骨干和重要领导,利用校友起到联系学校和企业的纽带作用,加强校企合作建立校外实习基地。学校和哈尔滨电机厂有限公司联合建立了“大型电机电气与传热技术工程研发中心”,和佳木斯电机股份有限公司联合建立了“节能电机工程研发中心”,和南阳防爆电气集团联合建立了“防爆电机工程研发中心”,和江苏华鹏变压器有限公司联合建立了“江苏变压器研发中心”。这些工程中心加强了校企合作的同时又能满足学生的生产实习。 同时良好的合作使得这些企业愿意接纳学生进行生产实习,并愿意安排学生进行跟班实习,在师傅的带领下实际动手操作。实习基地的建设成功能够有力地保证了生产实习教学质量。另外,由于这些企业均为行业内著名企业,学生感觉能够在这些企业实习非常荣幸,都认真对待,珍惜这来之不易的实习机会,客观上也保证了实习质量。部分同学在实习的过程中,获得企业的认可,就与企业签订了就业合同。达到了学校、学生、企业三赢。
3.教师队伍建设
生产实习指导教师队伍的建设事关实习能否顺利进行和实习质量能否提高。指导教师应该由本专业理论基础扎实、实践经验丰富的教师来担任。但一般这样的教师都是博导、教授和硕导,他们承担课题多,指导的研究生多,加上科研任务繁重,很难有足够的精力指导生产实习。因此本专业目前指导生产实习的教师多是青年教师,他们年富力强,精力旺盛,学科理论知识扎实,但缺乏深入的生产实践经验。哈尔滨理工大学正在参与国家的“卓越工程师”培养计划,该计划要求工程类学科专业教师有在企业工作的经历。结合这一计划,哈尔滨理工大学选拨年轻教师到对口合作企业从事1~2年的实践工作,有力地促进了生产实习指导教师队伍的建设。这一举措极大地激发了青年教师学习的积极性,对青年教师综合能力的培养起到了催化作用,造就了一批理论素质高、工程能力强的后备队伍,为学科进一步发展打下了坚实的基础。
4.实习经费
哈尔滨理工大学目前对生产实习经费的划拨标准按照245元/生。实习经费主要用于企业实习费用、外地火车票、租车费、住宿费和专家讲课费等几大块。实际上经费根本不够。由于专业在行业内的良好声誉和用人单位对毕业生的高度认可,合作企业或实习基地为加强校企合作,更为了能够吸引学生去该企业工作,他们一般会减免实习费用,并适当对每个学生的交通费用和在厂实习期间的住宿、伙食费用给予补助,这样一定程度上缓减了实习经费紧张的所造成的困难。
5.自主选择实习单位
对于部分将来不从事电机行业的学生,学校允许学生自主选择实习单位。但自主选择并不意味着放弃管理。必须监督学生按照生产实习教学计划要求,结合自身的就业意向及个人兴趣爱好,在教师的指导下选择合适的生产实习单位。具体实施中要求自主选择实习单位的学生必须提供以下材料:实习单位加盖公章的接收函,并承诺保证学生在厂实习期间的人身安全;学生本人及家长签字的安全保障协议;实习手册(含实习日记、实习报告、完备的实习鉴定表和实习期间的照片)。没有上述材料则视实习无效。实习期间要求实习单位必须指定一名技术人员作为企业导师,和校内老师密切配合,共同指导学生完成实习任务。这样既调动了学生的积极性,又可增强实习的针对性,提高实习的效果。
四、实习效果
自2006年哈尔滨理工大学实施新的人才培养计划以来,本专业方向对生产实习模式进行了改革,拓宽了学生的知识面,使其学到很多在书本上学不到而在实际中很有用的知识。调查表明,通过实习导论课,93%的学生明确了实习目的、意义和任务,调动了积极性,提高了学习热情;87%的学生认为实习时间和任务安排饱满合理,实习效果好;98%的学生喜欢这种实习模式。
通过对新模式的实践,实习学生和实习企业的信息反馈表明我们对生产实习教学改革的探索是切实可行的,提高了生产实习的教学质量,取得了良好的教学效果。主要收获有:充分考虑了学生的兴趣爱好以及就业需求,为其提供了自由的选择机会,受到学生们的普遍欢迎;学生在实习单位能够实际动手操作,极大地激发了学生的积极性,锻炼了学生的工程实践能力、研究能力、创新能力和综合素质;有力地促进了学生与企业的接触,为学生就业和企业考察学生提供了良好的平台。