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1 电气自动化的,节能概述
电气自动化是一门重要的电力学科,与工业生产和人们日常生活息息相关,在改善劳动条件和提高劳动生产率、运行成本、工作效率等方面发挥着重要作用。由于当前电网线路中有大量谐波,从节能和消除谐波方面考虑,电气自动化系统应积极利用有源滤波器、无功补偿、变压器等技术[1],减少电路传输损耗,实现电气自动化系统的节能效果。
2 电气工程的节能设计
2.1 高运行效率
为了提高电气自动化系统的运行效率,应尽量选择节能型的电力设备,通过减少系统损耗、无功补偿、均衡负荷等方法,治理电网线路的不平衡电压,平均分担导线负荷压力,不仅可有效提高系统运行效率,并且获得明显的节能效果。例如,在电气自动系统配电设计时,可合理选取设计参数和调整电路负荷,从而提高电气系统电源设备的综合利用率和运行效率,直接或者间接地降低电能损耗。
2.2 完善配电设计 [本文转自DylW.Net专业提供写作物理教学论文和职称论文的服务,欢迎光临Www. DylW.NEt点击进入DyLw.NeT 第一 论 文网]
配电设计应首先考虑电气自动化系统的适用性,满足供电设备的稳定性、可靠性要求和用电设备的电力负荷容量要求以及电气设备度对控制方法的要求等。在设计配电系统时,除了要满足电气设备和用电设备的运行要求外,还要确保电力系统的可靠、灵活、易控、稳定、高效等。其次,重点考虑电力系统的稳定和安全性,第一要确保电气自动化系统线路具有良好的绝缘性,第二,在设计走线时,应严格控制水平导线的绝缘距离,第三,确保导线的动态稳定、热稳定和负荷能力的裕度,保障电气自动化系统运行中配电设备和用电设备的安全、稳定性,同时应做好电气自动化系统的接地和防雷设计[2]。
3 节能技术在电气自动化中的应用
3.1 加装有源滤波器
电网线路中的大量谐波易导致电气自动化系统中的电气设备出现误操作,为了提高电气自动化系统的安全性,可在电气设计时加装有源滤波器,消除电网的大量谐波,降低电气自动化系统的线路损耗。随着电网线路中各种电气设备数量不断增加,电网线路谐波也不断增加,这时基波电压和谐波阻抗电压易发生重叠,导致电力系统电压发生不同程序畸变,引起电气设备误动作。在电气自动化系统中加装有源滤波器可有效解决这个问题,有源滤波器使用功率宽、动态性能好、反应速度快,并且可有效补偿电网线路的无功功率,通过有源滤波器过滤电网线路的谐波,有效减少电气设备的误操作和误动作,提高电气自动化系统的节能效果。
3.2 加装无功补偿装置
在电气自动化设计中,可适当加装无功补偿装置,减少电路损耗,确保电网的运行效率和运行质量,提高电力系统的安全性和稳定性。通过加强无功补偿装置补偿电网线路的无功功率,应满足以下要求:其一,根据电网无功功率情况,设置无功补偿装置的投切参数物理量,可有效避免无功补偿装置发生投切震荡、无功倒送等情况;其二,安装无功补偿装置时,对电网线路的局部区域进行就地补偿,特别是用电量较大的线路,不仅可保障电网供电质量,而且可有效减少电网线路无功功率的长距离传输,具有显著的节能效果;其三,为了获得更好地武功补偿效果,在选择无功补偿装置的投切方式时,由于无功补偿装置的分担方式、投切开关方式、按编码分配方式、按比例分配方式等难以达到预期的无功补偿效果,因此最好采用具有调节平滑、跟踪准确、适应面广等特点的模糊投切方式[3];其四,在使用无功补偿装置对电网线路进行无功功率补偿时,要根据电气自动化系统的具体运行参数值,如目标功率因数、配电电压值、电流负荷等,来合理确定电容器容量。
3.3 优化变压器选择
为了提高电气自动化系统的节能效果,应优化变压器的选择,一方面,电气自动化系统应尽量选择节能型变压器,降低变压器的有功功率损耗;另一方面,变压器电气设计,通过在三相电源上均匀分解单相设备、单相无功功率补偿装置、三相四线制供电等方式,减少电网线路的不平衡负荷,具有良好的节能效果。
3.4 减少线路传输损耗
由于电网线路上有电阻,在电能传输过程中不可避免会产生有功功率损耗,虽然这部分损耗不可能完全消除,但是可通过一定措施,最大程度的降低线路损耗。第一,增大导线横截面积,在确保电气自动化系统的电气特性基础上,适当增加导线横截面积,降低导线电阻,从而减少线路损耗;第二,合理设计布线路径,电气自动化系统设计在导线布线时,应合理设计布线路径,避免线路过度弯曲,可有效减少导线电阻;第三,减少负荷中心和变压器之间的距离,缩短供电距离,减少电网线路传输电能的功率损耗;第四,为了减少电网线路电能损耗,尽量选择电导率较小的导线材质,提高电网线路的节能性。
4 结语 [本文转自DylW.Net专业提供写作物理教学论文和职称论文的服务,欢迎光临Www. DylW.NEt点击进入DyLw.NeT 第一 论 文网]
在节能减排的社会大环境下,电气自动化节能设计引起人们的广泛关注,结合电气自动化系统的运行要求,积极应用多种节能技术,优化电气自动化系统节能设计,最大限度地发挥节能技术在电气自动化中的作用,减少电网损耗,实现最大化的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]马建华.数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[J].制造业自动化,2012,06:142-144.
【关键词】中国制造2025;高素质人才;电气自动化技术;人才的培养
2015年5月18日《中国制造2025》。要将智能制造作为主攻方向,其本质都是要实现“互联网+制造业”的智能生产,形成开放的全球化的工业网络。未来制造业的核心竞争力体现在:机器设备是否我完善功能;是否能在网络化的未来产业链中实时监测、追踪各类数据,并归纳分析和利用。谁掌握了世界制造的脉搏,谁就将决定未来世界制造业的格局。
对于职业教育而言,集中反映在如何培养适应时代需要的高素质人才上。本文基于《中国制造2025》对人才的需求,结合广厦学院电气自动化技术专业的内涵与特色,提出了电气自动化技术专业教学内容和教学方法的问题,对广厦学院的电气自动化技术人才的培养进行探讨。
一、基于“中制造2025”电气自动化企业人才需求进行分析
庄西真在职教论坛2015年10月中的《中国制造2025:职业教育准备好了吗?》中指出,“中国制造2025”不仅需要科技领军型人才,也需要大批技能高超的技工队伍,二者缺一不可。因为,在今后的智能化制造过程中,整个生产模式将发生很大的变化,大量应用电子、软件等新产品新技术,对在一线的生产人员提出了更高的要求。这在客观上需要职业教育能够培养出大量合格人才。
为进一步地了解企业对自动化人才的需求状况,浙江广厦建设职业技术学院电气教研室对浙江和上海10多家企业单位(以校企合作单位为主)进行了实地调研和访谈。调查显示企业的工业生产线、数控设备的使用、维护、故障诊断,机电产品的设计与制造,需要大量的电气技术专业的应用型人才。
(一)工业自动化装备设计人才的需求
随着企业新一轮技术和设备的引进、嫁接改造的完成,电气自动化技术已经越来越广泛地应用在现代生产过程中,成为现代设备控制和工艺过程控制中不可缺少的重要部分。无论是整个生产线的连续生产工艺控制,还是单机生产控制,无论是单个工艺指标的检测调整还是最终产品的质量控制,PLC、DCS、FCS、工控机等技术与设备在生产中广泛应用。一些重要的生产环节和生产线,没有自动化系统的正常工作,整个生产就无法进行。
智能制造是关键。近几年来,企业的信息化建设有效地推进了企业的规范化管理、对合理组织销各个环节、提高产品质量、降低成本、提高企业地竞争力产生了极大地推动。PCSMESERP的紧密集成,产销一体、管控衔接的实施,对生产过程的自动化及相关的各层数据的网络传输控制技术提出了更高的要求。可见,当今的自动化已经不仅是单一的控制功能,同时还将控制参数的采集、变换、传输、存储和管理溶为一体。
(二)企业对自动化专业人才从事的岗位能力要求
随着产品和产业结构的调整,技术含量高的企业在迅速发展。企业产品质量、效益的提高,主要取决于劳动者的素质。一是在现代企业中,设备更新、管理方式现代化、工艺流程自动化程度的提高,导致岗位群的构成发生变化,新的职业岗位对从业人员提出了新的要求,知识型的技术技能劳动者逐步取代岗位操作者;二是由于企业经营方式和生产方式的变化,对原有技术岗位提出了更高要求,一劳永逸的就业已经变得越来越不可能,从业者必须要有很强的适应能力,能够较快地更新自己的知识以适应新生行业或职业的需求。三是随着新技术的不断出现,新产品的不断问世,企业在科技成果的商品化转化过程中,需要大量既懂产品设计又熟悉生产工艺、具有较强工程实践能力的人才,更加注重可持续发展的职业能力,高素质、高技能的电气自动化技术专业人才是现代企业迅速发展不可缺少的。
我们还对其它地区和其它行业进行了调查得到的信息是:大量事实证明,生产过程的自动化和集约化、生产技术的精密化和高度化、生产设备的复杂化和信息化,更依赖于大批高级生产过程自动化人才。一些国家和地区,正是由于培养了大批自动化高级技术人才,为运用科技成果,引进、吸收世界先进技术,最终为形成自主技术提供了人力条件,才带来了经济的腾飞。企业劳资部门普遍反映,由于行业背景和国有用人体制的束缚,能适应高技术含量工作的各类、各层次毕业生极为短缺,特别是具有较高职业技能和生产适应能力,拿得起、留得住的人才更为难求。
二、应对“中国制造2025”,高职电气自动化技术人才培养的趋势
对比《中国制造2025》与工业4.0,我国的制造业大国向制造业强国的转变,高职教育对高技能人才的培养尤为重要。要促进学生的可持续发展。
(一)电气自动化技术专业建设对接地方产业的升级发展,行业用人标准、企业岗位技术领域任职要求的实际需要,以服务为宗旨,市场为导向,与行业紧密融合。有效实现专业与地方产业对接、人才培养规格与岗位任职要求对接,课程与岗位典型工作任务对接。
(二)对接中国制造2025,优化电气自动化技术专业人才培养方案,制定课程标准
在制定电气自动化技术人才培养方案的过程中,先进行与电气相关的行业、企业调研,实现人才培养方案的制定由行业、企业、学校共同参与。提升基础课程水平,整合和优化高素质技能人才培养的专业核心课程。根据电气自动化人才培养方案,准确把握课程定位,明确课程教学目标;创新课程结构,更新和调整教学内容;重视学生职业素养培养、职业基本技能实训与“岗、课、证”融合,探索并实施工学结合“教、学、做”一体化的现代教学模式,大力推进项目化、任务驱动、基于工作过程的课堂教学方法和手段;加强校企合作课程的开发与建设。制定课程标准,确保基础核心课程质量,提升电气自动化技术专业学生的专业素质和可持续发展的能力。
(三)对接智能化制造产业,加强校内外实训条件的建设
对接智能制造企业,加强校内外实践教学条件建设。主动谋求与企业合作,积极推进教学实践条件建设,使学生接受良好的工程教育和工程训练,熟悉和掌握电气自动化技术行业先进的工艺和技术。比如与浙江图维技术有限公司实现校企合作为期一周的实训,有企业派出校外导师和提供相关的实训设备,使学生接受良好的工程教育和工程训练,熟悉和掌握行业的先进技术。
(四)对接复合型人才的需求,深化课堂教学改革
在课堂教学改革中,要改变传统的以课堂为中心的教学模式,实施工学结合的事“教、学、做”一体化的现代教学模式,采用丰富多样的教学方法,推进项目化、任务驱动、基于工作过程的先进课程教学方法和教学手段。
在课堂教学过程中,教师探索以“学生”为主体,以“工作过程”为主线,以“职业能力”为本位,以“线上+线下”为路径的融“教学做考”为一体的数字课堂建设模式。
1.让学生拥有更多自主学习的时间,提高学生的学习兴趣,动手能力,主动参与项目设计的意识,分析和解决问题的能力,让学生真正参与课堂,“授之以鱼,不如授之以渔”;
2.学生真正称为教学活动的主体,能够自主设计项目,对项目设计中出现的问题可以相互交流研讨,增加师生、生生间的互动和接触时间。
3.拓展课堂教学宽度,提高学生自主创新能力。教学过程包括课前、课中、课后三个环节,注意专业课程之间的联系,从而达到提高学生自主创新的能力。
深化课堂教学改革,实施精品课堂工程。积极推进幕课、微课、在线课堂,手机课堂等课程信息化建设,提高信息化教学水平,提高学生自主学习效率,提升学习效果。
三、结语
对照“中国制造2025”对电气自动化技术提出的新的要求,改革自动化人才的培养模式,从人才培养方案的修改入手,到课程标准的制订,到课堂教学改革,校企深度合作,遵循教育的基本规律,把树人育人和以人为本作为教育的目标,促进电气自动化专业学生的可持续发展。
参考文献:
[1]庄西真.“中国制造2025”:职业教育准备好了吗?[J].职教论坛,2015(10)
[2]严伟民.刘贵云.《中国制造2025》的支撑技术和人才需求研究[J].中国高新技术企业,2015(22)
[3]吴晓蓓.《中国制造2025》与自动化专业人才培养[J].中国大学教学,2015(8)
[4]蔡泽寰.对中国制造2025,高教育的趋向――坚守高职教育本质促进学生可持续发展[J].时代汽车,2015(11)
[5]周海银.高等教育如何适应“中国制造2025”[J].山东师范大学学报(人文社会科学版),2015(4)
关键词:认知负荷;电气自动化专业英语;教学设计
作者简介:刘远义(1979-),男,江苏常州人,黑龙江科技大学电气与控制工程学院,讲师;江晓林(1978-),男,浙江金华人,黑龙江科技大学电子与信息工程学院,副教授。(黑龙江 哈尔滨 150028)
基金项目:本文系黑龙江省教育科学规划课题(课题编号:GBC1212080)的阶段性研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)20-0130-02
由于我国的电气自动化产业已全面与世界接轨,许多企业的产品和设备使用手册及说明书都是采用英文编写,仿真软件、前沿学科的研究论文、互联网上的专业技术信息等多数也是英文,这一客观现实对电气自动化专业人员提出了新的要求,电气自动化专业人才不仅要精通本专业知识,还要能够熟练的应用外语阅读、翻译、交流,掌握相当水平的专业英语知识。[1]然而从目前的教学来看,电气自动化英语教学还没有完全满足市场对电气自动化专业人才的要求。从教学实践中可以看出,电气自动化专业英语教学存在着以下问题:一是学习内容涉及面广,专业词汇多,专业知识与英语的结合不深入;二是理论讲授过多,实践操作过少;三是学生学习的积极性不高。针对上述问题前人也做过大量的研究,但主要集中在教学方式、方法、手段上。而本文将从个体认知角度入手,基于认知负荷理论研究如何降低学习者的内在和外在认知负荷,提高其相关认知负荷,从而获得较好的教学效果。
一、认知负荷理论内容
1988年澳大利亚心理学家J.Sweller在Miller研究的基础上,以资源有限理论和图式理论为基础提出了“认知负荷理论”(Cognitive Load Theory,简称CLT)。[2]该理论认为人类的认知结构包括有限的工作记忆和无限的长期记忆,在学习过程中主要依靠工作记忆的作用。工作记忆主要处理通过视觉和听觉渠道获得的信息以及从长期记忆中调用的信息,使人们能够有逻辑的思考问题和解决问题。人们在学习新的材料知识时,都是通过工作记忆将信息进行编码然后存入长期记忆中,但工作记忆在注意和处理信息时是要消耗一定的认知资源的,如果个体需要处理和加工的信息超过其认知资源的总量,就会出现认知超载从而影响其学习效率。由于人的知识是以图示的形式存储在长期记忆中,当需要时这些图示能够被提取到工作记忆中进行无意识和自动化的处理,自动化加工无需消耗认知资源。
认知负荷主要与完成某项特定的任务相联系,该任务在工作记忆中进行信息加工,该信息加工需要耗用一定的认知资源。认知负荷是指在工作记忆中必须注意和处理的信息所耗费的认知资源总量。研究者们根据认知负荷的来源将认知负荷分为以下三类:
第一类是内在认知负荷,它取决于所要学习材料的本质特征与学习者的专业知识之间的交互程度。材料的本质特征取决于材料本身的复杂程度,学习者的专业知识通常取决于学习者对前知识的掌握情况,如果材料本身很复杂而学习者的前知识又很匮乏,那么内在认知负荷就会很大,反之亦然。[3]因此一般认为内在认知负荷是相对固定的,一般较难被教学设计所改变。但有学者指出可以通过减少一些元素的交互作用缩减学习内容来达到降低内在负荷的要求。
第二类是外在认知负荷,材料信息的呈现方式或者要求学习者从事学习活动都会增加工作记忆的负荷,当这种负荷是不必要的、阻碍了图式的获得和自动化处理时,这种负荷即为外在认知负荷。外在认知负荷一般可以通过教学设计予以降低。
第三类是相关性负荷,它是与图式建构及与图式自动化过程努力程度相关的认知负荷。相关性认知负荷与外在认知负荷一样都是在信息呈现过程中产生的,但相关性认知负荷旨在帮助学习者获得知识,图式可以是学习过程中的任何知识结构或所学信息组成的任何知识结构,图示将存储在长期记忆中,建构充分且丰富的图式可以提高学习效率。[4]
二、认知负荷理论在电气自动化专业英语教学设计中的应用
认知负荷理论在教学设计中的主要思想是降低内在认知负荷和外在认知负荷并在确保工作记忆资源有所盈余的前提下,适当引导学生投入更多的心理努力提高其相关认知负荷,实现图式的获得与规则的自动化。
1.按顺序和分块呈现课程内容
分阶段呈现小段的学习材料能够减少初学者的认知负荷。对于大多数电气自动化专业的学生来说,电气自动化专业英语不仅涵盖了大量的专业理论知识而且还是应用非母语的形式来表述,当学生学习到这些复杂的内容时工作记忆需要处理的信息数量加大,而且各个信息要素间的交互关系又比较高,这会加大学生的内在认知负荷。因此,应该将电气自动化专业英语教学内容分解为多个教学模块,使每个模块中包含的信息要素减少,降低要素间的交互作用,从而降低内在认知负荷。如在介绍自动控制原理基本理论时,应该将其分成自动控制原理的基本概念及自动控制原理的基本定律两个大模块,再将基本概念和基本定律逐一分解。在应用分阶段呈现学习内容时对教师的要求比较高,教师应该对整个教学内容非常熟悉,可以按照学生对知识的认知能力来建构每一个知识模块,但并不一定按照教材内容顺序来建构,在建构的知识模块中应考虑先呈现的知识是可以独立加工,并对后续的学习内容打下基础。通过对全部知识的分解,可以在一定程度上降低材料间的交互作用,节约学习者的工作记忆消耗,同时也有利于学生对专业英语知识在长期记忆中图式的构建。
2.创建学习情境,促进图式构建
在教学过程中可以依据具体的教学内容来创建学习情境,具体的情境可以把专业英语的学习和实际生活联系起来,帮助学习者在相对真实的环境中学习新的知识。通过媒介或教育材料的安排来创建学习情境以引起学生的注意力,激发其学习兴趣,让学生主动的思考,构建新知识,学生就会投入更深层的图式建构和存储的记忆能量,构建长时记忆图式要素并能提升图式自动处理。
如在讲到控制系统反馈的专业知识时,可以利用生活中常见的抽水马桶,将其工作原理和相关的专业词汇利用多媒体呈现出来如图1、图2所示。学生对抽水马桶都很熟悉,它的工作原理在前沿课程中也都学习过,在此学生就可以对照其图示内容将专业词汇很容易的掌握。这种方式的学习可以有效地降低外在认知负荷,增强相关认知负荷,有利于信息的加工。
3.利用多媒体教学手段,发挥“双重感官效应”
既有研究表明人的工作记忆可以同时处理视觉信息和听觉信息,通过视觉和听觉同时获得的信息更容易形成图示而存储于长期记忆中,提高学习效率。随着现代多媒体技术的发展同时采用视觉和听觉双重感官模式输入信息已经成为可能。既往研究表明相对于单纯的视觉形式,听觉—视觉的双重教学模式更有效,尤其是涉及指令或解释操作规则时,采用视听双通道方式输入信息更具优越性。如在讲到限制性定语从句的翻译方法时,传统的教学方法是首先在课件上显示每一种方法如何使用,然后再举例,这种方式会使学生在规则和例句之间来回搜索信息耗费认知资源,基于认知负荷理论最好的解决方法是将例句以文字的形式放在课件上,而规则方法则采用教师口述的方式来达到教学效果。
多媒体课件还可以结合仿真软件进一步强化视听双重效应,如讲到智能楼宇技术时,利用LabVIEW仿真或组态王仿真动画界面,吸引学习者的注意力。首先强化学习者对专业知识的理解,然后在讲解英语,这样可以有效地降低外在认知负荷,增强相关认知负荷。但在使用多媒体教学手段时也要注意认知负荷理论中的分散注意力效应和信息冗余效应,也就是说不要在多媒体课件中加载大量的学习内容或是添加一些不必要的音频、视频内容,因为这些会耗用学习者的认知资源,加大外在认知负荷,会引起学生注意力的分散,而忽略主要信息的获得。
4.灵活运用样例效应,提高学习效率
电气自动化专业英语课程的主要教学目标之一是培养学生的翻译能力,样例辅助是在英语翻译学习中必不可少的一种辅助手段。样例教学是指教师对所要讲解的教学内容呈现具有详细解答步骤的样例,通过样例分析和学习,学生可以归纳出隐含的抽象知识来解决类似的问题。在专业英语教学中如果教师一味的讲解翻译的规则方法会让学生感到枯燥和无趣,相反如果教师能够设计一些具有典型代表的样例,可以降低学生的认知负荷。如:Electrical energy can be stored in two metal plates separated by an insulating medium. Such a device is called a capacitor,or a condenser,and its ability to store electrical energy is termed capacitance. It is measured in farads.电能可储存在由一绝缘介质隔开的两块金属极板内。这样的装置称之为电容器,其储存电能的能力称为电容。电容的测量单位是法拉。这一段短文中各句的主语分别为:Electrical energy、Such a device、its ability to store electrical energy、It(Capacitance)。它们都包含了较多的信息,并且处于句首的位置,非常醒目。此外,四个主语完全不同,避免了单调重复,这种方法可以广泛采用。Sweller等人的研究发现,在样例学习中知识的获得明显比传统的基于练习的模式更省时间,而且在解决相似的同构问题时用的时间明显较少,也更少犯错误。[5]
5.提升心理努力程度,降低无效负荷
认知负荷理论认为认知负荷的核心是心理努力。心理努力是指学习者分配给任务的认知资源。心理努力也就是学生在学习中所花费的注意、感知、记忆、思维、想象等认知成分,学习者的心理努力反映了认知负荷的实际水平。对于电气自动化英语学习而言,如果学生肯集中注意力,其想象力、逻辑力、理解力比较强,对电气自动化专业知识和英语的掌握比较好,其内在认知负荷就会下降,相关认知负荷就会增加。虽然个体的感知能力、记忆能力、理解力会有先天的差异,但情感、态度、动机等后天因素对学习者认识影响更大。因此在电气自动化英语学习中,教师应该通过各种手段激发学生的斗志,集中精力提高学生学习兴趣,加强学生学习动机,降低外在和内在认知负荷。
参考文献:
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[3]王诗怀.认知负荷理论及其研究[J].科教文汇,2012,(9):182-183.
关键词 电气自动化 课程 教学设计
中图分类号:G424 文献标识码:A
1 电气自动化控制系列课程分析
电气自动化控制系列课程中包含了许多门专业课,如:电路、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术等等很多门专业课。电气自动化控制系列课程是学生以后专业技能的基础,学习效果的好坏直接关系到了学生以后的就业问题,可见电气自动化控制系列课程对学生的重要性。传统的电气自动化控制系列课程以理论知识为核心,实验作为辅助的教学手段。教学过程中以理论知识为主线,一切都是以理论知识为主线。的确,如果没有坚实的理论知识是什么都做不了的,但是各高校教师在理论知识为主线的教学环境中的同时自己的意识也受到了影响,对实验和实践环节都放松了,所以会导致学生在毕业之后再遇到一线设备的操作维护、查询故障、排除故障问题的时候就不知所措,导致了大批的“纸上谈兵”的学生。还有就是目前各高校的教学考核系统尚不完善,考场作弊的现象非常严重,制定出一个严格的教学考核系统对电气自动化控制教学的设计也是非常重要的。
2 电气工程自动化控制课程教学设计
2.1 电气工程自动化控制系列课程的设计理念
CDIO 设计理念:将教师或者经典的实际项目引入到电气工程自动化控制课程设计中,通过实施项目的 C(构思)-D(设计)-I(实施)-O(运作)完整过程,如果这样做会使得学生不仅牢靠地掌握了专业课的知识,又能使学生了解到在工作现场是如何运用已学的知识,使得学生在理论知识和工作现场技能两方面得到了很好的锻炼。
集成化课程设计理念:可以把一个完整的项目引入到电气工程自动化控制的课程中来,我们把这个项目称作“Ⅰ”项目,“Ⅰ ”项目里面包含许多门专业课,再把这个“Ⅰ ”项目中的每个分支拿出来分发给各个专业课的教师我们把它称作项目“Ⅱ”教师通过讲解各个分支使学生获得专业知识,学生在获得专业知识的同时又具备了整体的概念,把“Ⅱ”项目和“Ⅰ ”项目有机的联系到了一起,这样就做到了把电气工程自动化课程集成化的目的,这样做能让学生能够更好、更快、更完整的掌握了各门专业课知识。
2.2 教学方法与手段设计
由于社会的经济、环境不断发展原有的教学设计已经不能满足学生的对专业知识的需求,所以我们要对原有的教学方法和手段设计进行改革,新的教学设计中要突出实践性、应用性和实践性,因此电气工程自动化控制系列的教学设计的教学手段也要进行相应的调整,根据每门课现有的条件采用“教”、“学”、“做”一体的手段进行教学设计。
2.3 重构教学内容体系,无缝对接教学与生产
现有的教学内容只要是以理论知识为主线,有很多的学生虽然掌握了理论知识,但是在以后的工作中遇到实际问题仍然是不知从何入手,导致工作后工作效率低,最终影响自己的专业生涯。所以我们要重构教学内容体系,把原有的电气工程自动化控制系列课程中的理论知识缩减三分之一,把实践内容融合到教学内容中去,因为原有的理论知识抽象、难理解,还有就是学生在学习枯燥乏味的理论知识的时候会思索一个问题,学了这个知识能在以后的哪些地方用到?学生们找不到答案就会认为学习它们也没有太大的用处,所以有的学生干脆放弃了学习,但是我们一旦把实际问题引入到教学环境中去,这个问题就迎刃而解。再把教学和生产有机地统一在一起之后还会激发学生无穷的兴趣,学生们会根据自己的兴趣去把理论和实际生产的知识牢牢地掌握住,电气工程自动化控制系列课程如此设计就能高效地完成培养目标,为培养社会需要的综合型人才做出了巨大的贡献。
2.4 结合新教学内容体系,编写生产性教材
教学内容设计重构后,原有的教材就已经不能够适应新的教学方法了,所以我们要结合新的教学内容重新编写教材,把实际生产等实践内容编写到教材中去。目前大部分高校的教材是实验部分和理论部分分开,而且实验部分不占有大部分课堂时间,所以同学平时更是很少翻看实验教材,如果把实验教材编写到理论教材中,就是使得实验和理论部分捆绑,这样在无形中就会让学生有更多的机会去了解实际生产内容,让学生拥有良好配套教材。这样的教学设计能够让学生有更多的机会了解专业课知识和实践技能。
2.5 加强实验教学设计
(1)以“基础+工艺+应用+综合”为主的实验内容设计。课程实验内容分为基础实验、工艺实验、应用实验、综合实验4种类型。基础实验主要包括:并励直流电机调速、星三角降压起动。工艺实验主要包括:交流异步电机的结构认识及装配、交流异步电动机的单向连续运行电气控制柜的装配。应用实验主要包括:工作台的自动往复控制、皮带传输机的电气控制、生产设备的多地控制。
在实验内容的编排上,改变了过去的一味验证理论性实验思路,更强调了电气控制的综合设计及工艺应用性。
(2)以“必做+选做”为主的实验任务设计。在任务的安排上,分必做实验和选做实验。基础实验为必做实验,占实验总学时的50%。工艺、综合、应用实验为选做实验,占总学时的50%。授课教师根据大纲给定的选做内容,有计划地选择实验内容。学生在实验过程中,可以有2学时的机动时间,可以自主设计方案,也可以从教师提供的实验中选择实验。并且在每个实验中,教师根据不同的班级情况及教学效果,将实验内容分为必做内容和选做内容。必做内容为每个学生必须完成的内容,为实验的基础部分。选做内容是教师提供的相关环节或学生自主设计的环节,为层次较好的同学服务,为实验的提高部分。
2.6 严格监管电气工程自动化控制系列课程的考试情况
更好地设计电气工程自动化控制系列教学的内容,就是为了想让学生掌握更多的专业课知识以及实践技能,但是现在部分高校虽然做到了高效的课程设计,但是把这其中的重中之重给忽略了,就是考试作弊情况。所以各高校要严格监管考场纪律,不要让我们辛辛苦苦做出的教学设计成为泡影。
3 结束语
按照电气工程自动化控制系列课程教学设计来实施教学任务能够明显提高教学质量,增强实验器材的利用率,使得学生对专业课知识的掌握更加牢靠,有效避免了由于大学生毕业后对专业掌握不熟练而与工作机会失之交臂的情况,同时也为社会培养了高技能型专业人才。
参考文献
[1] 杨世兴,黄向慧,黄梦涛,汪梅.现代电气自动控制技术[M].人民邮电出版社,2006.
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【关键词】电气工程 自动化 智能化技术
一、概述电气工程及其自动化
电气工程及其自动化是指电工程及其自动化(Electrical Engineering简称EE),这是一门综合性较强的科目,涉及机电一体化技术、电力电子技术、计算机技术,电机电器技术信息与网络控制技术等多个学科的交融学习。传统的概念认为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和就是电气工程,实际上它的现实意义早已超出原来定义的范畴了。它现在指的是几乎涵盖了所有的与电子、光子有关的所有工程行为。另外,如今的电气工程自动化极容易受到信息技术的发展、物理科学知识的应用还有技术的发展和变化的影响,所以中国自身的电气工程及其自动化在向国外借鉴和学习的基础上还要结合自身经济发展和国情的需要适时调整,适时改进。
二、论述智能化技术的特点和优势
智能化技术是一种高科技的控制技术,这种先进的科学技术在实现电气工程自动化持续、稳定发展有着重要的作用。智能化技术是指在工作时更高效化、自主化和无人操作化。智能化技术最显著的特点是可以自动化生产、可以灵活地操控,并且符合环保的特色,具备优质的产量,而且信息的合成率比较高。资源的优化性能也很高。电气智能化设备的系统具备非常明显的特点,可以通过自我检查和调控来操控整个生产过程,无需人过多的操心。这样的智能化设备有自检系统,可以通过系统网络来进行自我检测和评估,检测到哪条线路和电网出现问题,可以及时解决。(引用自参考文献[4])另外,它具有灵活性,可以通过自动化电力系统了解到更多的产业信息,也可以通过信息进行大规模的接入,智能系统和现在的电力范围市场交易进行了连接,减轻管理中的超负荷工作,实行最为简单的资源优化,强化系统管理。
电气工程自动化运用智能化技术来提高电气自动化的工作效率的,作为智能化技术在电气工程及其自动化中应用的主要目的,也是其优势所在。它不仅可以促进电气工程发展,还能降低成本,节省人力物力。还有效地解决了传统控制的弊端和系统稳定性的问题,并不断地提升了电气设备运行的智能化程度,也提高了电气工程自动化的效率。经过分析研究后,可了解到智能化技术在电气工程自动化中更主要的优势是它能使电气工程自动化拥有更完善的控制系统,还也简化了电气工程的控制流程,使其在结构上更合理,效率也得到极大的提升。
三、当前智能化技术在电气工程及其自动化中的应用现状和未来发展趋势
经过综合分析和研究表明,当前智能化技术在电气工程及其自动化技术中的表现分别是智能控制、故障诊断、优化设计和无功补偿这四方面。(引用自参考文献[3])智能控制是首要也是关键,因为它实现了电气工程自主化控制,应用在电气系统的信息处理,记录系统故障和计算机系统对电气系统的实时监控等方面。智能化的故障诊断能全面而又精确的诊断电气系统在运行过程中发生的故障。电气工程的优化设计,其设计的环节和过程是非常繁琐和复杂的,需要专业的设计人员利用智能化技术针对电气系统进行设计。虽然设计过程非常地复杂,但它使智能化技术变得更加实用和方便,也更能节省材料和费用。无功补偿,功指的就是电功率,无功补偿的智能技术的运用,可以通过记录电力相关的参数后,再根据这些参数选择无功补偿的设备,通过安装设备实现补偿,以减少电力消耗来实现平衡。其实,智能化技术在电气工程及其自动化中的具体应用还有很多,例如神经网络控制技术、计算机技术、精密传感技术,GPS定位技术等相关的综合应用。随着产品市场竞争的日趋激烈,智能化产品的优势更加突出,在实际操作和应用中得到广泛的使用。
另外,智能化技术在电气工程自动化中的发展主要是系统功能和体系结构。从系统功能看,运用了高性能的PLC技术,直接通过窗口和菜单操作,插补和补偿方式更加多样化。体系结构发展更加集成化、模块化和网络化。(引用自参考文献[2])在未来,智能电网是电力的发展方向,而发展的重点是电力设备制造商要实现发、输、变、配、用电在整个环节的管控一体化和互动化,满足智能电网的需求以提供发电到用电整个价值链中的自动化,这无疑是未来电力市场的核心所在。为将电力设备的智能化引入纵深,国家电力建设中需要将新型的电子式互感器、先进的传感器技术、预防性维修的智能组件和基于通用网络通信平台的变电站自动化系统提高到国际标准。(引用自参考文献[1])在未来发展中实现对电力的自动化监视与控制,能有效保障供电可靠性和供电品质,并且有利于合理安排生产计划,节约电力成本以及检修成本。为满足社会经济发展要求,未来国家会对智能电网加大建设,电力设备的智能化将是整个建设环节中的关键。
四、总结
本文通过对电气工程及其自动化的概述,并针对现在广泛被应用的智能化技术进行深入的分析研究,就其特性和优势方面来展来开探讨。其次,综合智能化技术在电气工程及其自动化中的应用现状和未来趋势进行论述。电力的应用在当今经济飞速发展的社会中不断地被深化和发展,成为了人们生活更加现代化和国民经济发展象征的一个重要标志。从某种意义上讲,它的发达程度代表了一个国家的科技的进步水平。所以,在这样的环境和要求里,如何提高电气工程及其自动化成为关键问题,而与智能化技术相结合是为适应其发展需要的最好的选择。因此,智能化技术的研究及其在电气工程自动化中的应用具有重要的理论意义和现实意义的。
【参考文献】
[ 1 ]张毅、王德宽、刘晓波、文正国、王聪;水电厂智能化技术发展趋势与应用[A];中国水力发电工程学会信息化专业2012年年会优秀论文专集[C];2012年
[ 2 ]沈君奕;电气自动化控制中人工智能的探讨分析[J].科技资讯;2011
该同志任职以来,具有良好的思想素质和职业道德,具有“献身、创新、求实、协作”的科学精神。工作上认真履职,兢兢业业,严格遵守劳动纪律,遵守公司相关制度,遵纪守法,勤奋敬业,具有良好的政治思想素质。
该同志作为公司的电气成套设备技术管理人员具有较强的综合业务能力,在业务上积极承担、参加各项产品设计研发,先后参加了抽油机变频控制柜和智能箱式变电站等的设计研发工作,特别是配电柜方面独立设计研发的稳压配电柜获得专利,并在项目实施中取得良好的效果。在此过程中严格要求自己,做事认真负责,养成了不耻下问的学习精神,热情度很高,从而使自身的专业技术得到加强,在学习中进步,在工作中成长。保质保量的按时完成各项工作,保证产品研制的顺利开展。
该同志思想上积极向上,为人乐观,乐于助人。在平时生活中,有较好的组织协调能力,诚实守信,敢作敢为。能独立完成领导交办的各项工作,并取得了很大的进步。其多次主持的项目如: 国家重点项目呼和浩特石化公司500万吨产能扩建项目、华北石化500万吨产能扩建项目等多次荣获用户表彰,并相应完成了调试运行投入实际生产使用,为公司赢得了良好的荣誉。
该同志在工作中比较注意理论联系实际,具有较强的理论专业知识,其独著的《变电站中电气自动化技术的应用探析》、《智能化技术在电气工程自动化的应用》论文在行业刊物上发表,取得了显著成绩。
综合考察该同志年度及任职期满考核结果为优秀。
关键词 自动化专业 专业人才 学科建设
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.09.053
Discussion on some issues in automation teaching
ZOU Dexuan
(School of Electrical Engineering and Automation,Jiangsu Normal University, Xuzhou, Jiangsu 221116)
Abstract In recent years,the automation industry develops very fast, and a variety of higher schools increase investment on training the specialized personnel of electric automation technology. This paper summarizes the advantages of the disciplinary building of automation, and provides several efficient complements for its disadvantages.
Key words automation; specialized personnel; disciplinary building
1 国内外自动化专业发展现状
自动化①②③专业重点研究自动控制理论及方法,并将其广泛应用于各种复杂系统中。该专业在自动控制理论④的基础上,依托信息电子技术、电力电子技术、计算机技术、网络与通信技术等先进技术手段,实现对工业生产过程自动控制及相关领域的自动化。自动化的概念首先由美国福特公司的工程师D.S.哈德于1946年提出,并主要用于描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程。当时,人们对自动化的理解仅仅局限于用机械的动作来代替人类操作,这其实属于自动化代替人的体力劳动的概念。然而,自动化的概念自产生到现在已经经历了将近70年的时间,人们对于它的理解也发生了较大改变,即自动化指的是使用机器(包括计算机)来代替人的体力劳动,并用其代替或辅助脑力劳动,以自动地完成特定的作业。
在自动化领域,美国具有雄厚的实力,且始终保持着世界领先地位。虽然我国对该领域的研究也比较早,但真正将其引入高校课堂却比美国晚了许多。这使得我国现阶段自动化行业的人才市场还有很大缺口,与美国等一些西方发达国家还有较大差距。随着近几十年中国经济的飞速发展,综合国力的不断增强以及科学技术的不断进步,国内迫切需要一大批自动化专业的高水平、高素质的技术人才投身祖国建设,并全面实现国家工业自动化。为了完成该宏伟目标,我国“十二五”计划已明确提出了相关的方针政策:⑤以节能环保、新信息技术、生物医学、新装备技术、 新能源、新自然资源和环保交通为重点,以新领域、新能源、新技术为突破点。经历了2008、2009年的经济危机,经历了2010年以来的经济平稳、快速地发展,我们欣喜地看到:“十二五”期间是自动化行业发展的重要阶段。为了加快自动化技术在国内工业生产等重要领域的普及,国家急需培养出大批具有自动化专业背景的拔尖人才,这就要求各高校领导及师生都应给予自动化专业更多的关注和支持。
2 问题及对策
江苏师范大学电气工程及自动化学院(以下简称电气学院)是一个年轻、充满活力的学院,自建院以来已经走过了十几年艰苦而又不平凡的历程,现有教师60多人,本科生900多人。与一些老牌学院相比,电气学院是江苏师范大学具有较大发展潜力的工科学院。学院将培养学生作为一切工作的重中之重,把提升学生综合能力作为首要目标,发扬学风建设的精神,具有独特的办学特色。在全院师生的共同努力下,学院已经有数十位学生的学习及比赛成果获得了国家级、省级奖励。而且,电气学院的学生整体素质较高,他们不但具有较扎实的专业知识基础,而且还具有较强的动手能力。因此,我院培养出来的学生都深受一些企业和公司的青睐,这也保证了电气学院毕业生较高的就业率。电气学院现设有三个本科专业,分别是自动化、电气工程及其自动化⑥和电气信息工程。⑦另外,学院还设有自动化、电工电子、轨道交通、电气工程等教研室、四个实验中心和一个自动化技术研究所。值得一提的是,我院的电工电子实验中心为江苏省实验教学示范中心。近几年来,我院的自动化专业师资力量有一定提高,软、硬件基础更加牢固。在自动化专业的人才培养方案中,一些基础课程及专业课程的设置和安排较为合理,很好地促进了自动化专业的全局调整和优化。为了拓展学生的专业知识,提升学生的实践能力,学院建设了实训基地、实验室。另一方面,学院还购置了一些新的硬件设备,并对这些设备的使用给出了相关规定及要求。以上的种种措施更加完善了我院自动化专业的教学体制,能满足自动化专业学生的基本需求。
虽然电气学院在培养自动化专业人才方面取得了一些成绩,但我们也应该清醒地看到自己的不足,具体体现在以下几个方面。另外,本文针对每个方面,特别是教学改革,⑧⑨都提出了相应的建议和措施,以期达到更好的自动化专业教学效果。
2.1 学生对自动化专业课的重点理论知识理解得还不够深,掌握得还不够牢
自动化专业的课程分为专业基础课和专业课,专业基础课主要包括“电工技术”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等,专业课包括“电力拖动与控制”、“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等,这些课程的知识点繁多,逻辑性较强,且课程与课程之间存在交叉与联系。一些学生急于求成,想在短时间内吃透这些重要课程。然而,随着时间的推移,这些学生对这些基础课缺乏耐心,他们上课不虚心听讲,课下又不认真完成作业。另外,一些学生只注重使用公式来进行计算,而疏忽了理论知识的推导过程,更没有进一步研究这些理论知识与实际应用之间的密切关系,久而久之,他们的学习效果自然会大打折扣。
建议:(1)邀请其他兄弟学院的优秀专家和教师给学生作学术报告、科技讲座,这有助于扩宽学生的思路,增强学生自身的逻辑推理能力。(2)倡导学生多参加学术交流,并撰写自动化方向或与之相关的科技论文,在学习的过程中,学生会逐渐加深对自动化专业的一些基础理论知识的理解。(3)学院近几年有一些老师拿到了国家或者省级科研项目,这些老师可以拿出一部分经费来鼓励学生参与到理论研究中。
2.2 学院的部分老师对自动化教育的研究和发展缺乏积极性
在培养自动化专业人才的过程中,部分老师教学方法不合理、不科学,他们只是死记硬背书本上的一些基础专业知识,并年复一年地将其传授给学生。这种保守的教学方法降低了学生的学习质量和学习效率,不利于学生对自动化专业最前沿科学技术的学习和了解。另外,有的老师在课堂上只关心自己在讲台上面的讲课内容,甚至过于注重自身的着装及仪态。而对于下面在座学生的反应却毫无察觉。换句话说,这些老师并不知道学生是否听懂他(她)所讲的内容,是否跟上了他(她)的讲课节奏,长此以往,一些学生就会失去对上课的兴趣,从而导致厌学情绪。在一些老师眼里,他们只要讲完课就算是完成了教学任务。实际上,这种做法是极其不负责任的,这样做只能更加疏远老师和学生之间的关系,使学生逐渐失去对老师的信任。
建议:(1)每学期在院内举办自动化专业教学比赛,学院应根据参赛老师的教学内容及方法建立有效的奖励机制,并将其与年底工作评优直接挂钩,这种竞争机制必然会促进老师不断改进和完善自身的教学方法。(2)每年到校外聘请一些自动化专业的资深专家和教授来我校对一些年轻教师进行辅导和培训,这有助于拓宽教师的教学思路,规范其教学方法。(3)院领导应不定期带领一些教学经验丰富的老教师对一些教师的教学进行随机检查,这可以有效防止部分老师作风涣散。
2.3 自动化专业实验设备⑩不足
对一些自动化专业的基础实验,因实验设备的损坏或不足,学生们不得不以两个,甚至三五个人为一组来使用一台设备。在同一组的几个学生共同完成了一个实验题目,不同的步骤由不同人完成。显然,这无法保证每位学生对整个实验流程的全局性把握,无形当中破坏了自动化专业实验的完整性,降低了对学生实践能力的培养要求。
建议:(1)相关实验老师要及时修理好实验设备,对一些具有安全隐患的设备,需找专业工人来进行维修。(2)学院应制定合理的实验设备采购计划,其中,特别要加大对自动化专业所需设备的投资力度。通过招标的形式采购一定数量的自动化专业实验设备,并在招标公告或投标邀请书中详细说明招标的实验设备及相关配套服务等要求。(3)加强对教师实验教学的管理。对于一些新购入的实验设备,需聘请技术人员来学院对相关实验老师进行培训,直到老师完全理解和掌握实验设备的使用情况为止。(4)鼓励一些技术水平过硬的老师自主研制学院所需的自动化专业实验设备,并参加国内一些实验设备展览会。
2.4 学生缺乏主动性和创新性
在大学四年的学习生活中,一些学生苦读专业书,记下了数以百计的公式,也做了了大量的练习题,最终获得了较为满意的考试成绩。另外,他们还参加了一些自动化专业的相关实验,并获得了正确的实验结果。然而,这些成果的取得大多数都是在老师的指导下完成的,也就是说,学生在大部分时间内都是被动地接受教育。这种缺乏主动性的学习过程只能是像用“机器”加工“产品”一样,如此往复,缺乏新鲜的教学和培养内容。而且,学生在这种教育模式下很容易形成定式思维,无助于发挥主观能动性,激发自身的主动性和创新性。
建议:(1)鼓励学生学习课本以外的自动化专业知识,实时为自己补充能量,并在老师的帮助下去发现问题、解决问题。(2)鼓励自动化专业学生踊跃参加论文撰写、科技制作以及专利申报等活动,增强其动手能力和分析问题、解决问题的能力。(3)建立导师组,由导师们组织一些专业技术本领过硬的学生参加“全国机器人大赛”、“全国电子设计大赛”、“挑战杯全国大学生课外科技作品竞赛”以及“飞思卡尔”全国智能汽车大赛等各类学科竞赛。在准备和参加科技竞赛的过程中,学生们会充分发挥主观能动性,激发出自身的创新性。
在教学过程中,应以基础理论知识为指导,以提高学生实际动手能力为目标,通过理论和实践相结合的方式来激发学生的学习热情,提高学生的创新性思维能力。另外,为了满足社会发展和自动化行业的需求,应不断完善教学计划,改进教学方法,并帮助学生合理、充分地利用自动化专业教学资源,使他们能够不断提升自身的专业素养,并最终成为符合自动化行业需求的高水平复合型人才。
3 结语
在自动化专业建设的道路上,江苏师范大学电气工程及自动化学院已经走过了十几年不平凡的发展历程。随着国民经济的快速发展,人才市场的竞争越来越激烈,用人单位对求职者的个人综合能力要求也越来越高,学生的就业压力也变得越来越大。为了更好地提高大学生的专业技能和就业竞争力,拓宽就业渠道,学院本着“以人为本”的管理理念,加快了自动化专业建设的步伐。虽然学院在专业建设的过程中取得了一定成绩,但仍需迫切解决几个突出问题:第一,如何提高学生的专业课理论水平;第二,如何激发教师对自动化教学的积极性;第三,如何充分利用学院一些重要实验设备等教学资源;第四,如何激发学生的主动性和创新性;本文针对以上四个问题展开探究性讨论,给出了一些中肯的建议和有效的措施,以期学院在自动化建设中能够实现快速成长、结构优化、师生共建的科学发展目标。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(61403174)
注释
① 郭丽.电气工程及自动化专业应用人才培养教改探讨.时代教育,2014(7):97-99.
② 武际花.关于技能大赛对电气自动化专业教改的促进作用.职教论坛,2012(29):39-40.
③ 于洋.自动化技术对安全生产领域的影响.辽宁行政学院学报,2009.11(7):171-172.
④ 鲁登峰,黄蓉.自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用.广东科技,2013(20):118-119.
⑤ 梁秀Z.自动化行业“十二五”前瞻.自动化博览,2011(1):28-37.
⑥ 黄肇,罗庆跃,袁旭龙,王晓芳.电气工程及其自动化专业人才培养模式的研究与实践.中国电力教育,2010(31):46-48.
⑦ 沈雄威,仇润鹤,孙培德等.电气信息专业实验教学改革研究与实践.实验室研究与探索,2013.32(6):145-147.
⑧ 周林,孔庆梅,杜晓玉.面向自动化专业的工程实训教学探讨和研究.中国电力教育,2014(26):78-79.
【关键词】就业导向;培养模式;自主学习;研讨机制
以就业为导向,切实深化高等职业教育改革,是满足中国社会发展和经济建设需要,促进高等职业教育健康发展,办人民满意教育的关键环节。从当前职业教育发展的形势来看,坚持以就业为导向不但符合广大高职毕业生的强烈愿望,而且是职业院校专业内涵建设的必要途径,更是高等职业教育持续发展的必然选择和我国经济社会发展的客观需要。随着我国城镇化进程的加快,现代化建筑飞速发展,智能建筑更是层出不穷,经济社会对建筑电气工程技术的人才需求也不断加大。通过对往届毕业生就业和相关工业企业职能设置的调研发现,行业可为建筑电气工程技术专业毕业生提供的主要岗位有:建筑电气工程师(技术员)、水电施工工程师(技术员)、电气系统管理技术员、电气系统设计助理、楼宇自控工程技术员、安防工程技术员、自动化设备运行维护员、建筑电气设备工程技术人员、电梯安装与维护技术员、工程技术文控员及建筑电气产品销售技术员、质检员等。为培养出符合职业岗位需求的专业高级能型人才,促进就业,提高就业质量,本文以就业为导向探索高职建筑电气工程技术专业人才培养新模式。
一、构建以就业为基础的柔性课程体系
建筑电气工程技术是建筑技术、电气自动化技术、网络通信技术和计算机技术相结合而发展起来的,作为一个多学科交叉的专业,其培养出来的毕业生就业面广,就业方向多,到底什么样的课程体系,只有一个参考标准———相关行业企业的需求。要打破原有的学科体系,改变传统文化基础课、专业基础课、专业课的“三段式”课程体系。在遵循教育教学规律的基础上,按照有利于培养相关行业企业需求的岗位职业能力为目的组织课程体系和内容。必修课由公共课体系和专业课体系组成,部分主干专业课实行课程综合化,并把计算机应用渗透到职业技能课教学中,强化计算机应用能力的培养。选修课由限选课和任选课组成,限选课保证了对行业知识、职业知识、职业技能的加强,任选课是供学生选学,使培养计划刚柔结合,有利于发挥学生学习的主体性。
二、建立适合建筑电气专业人才需求的自主学习机制
自主学习是指通过为学生提供灵活多样和人性化的学习环境、条件和机会,并由学生自主决定在哪里学、何时学和如何学,来促进学生的学习。一般高职高专院图书馆都开放有自修室,高职高专院校的教室在非上课时间可以为学生开放,有条件的高职高专院校可以为各个班级开设专用教室,此外,非常重要的一项是,职业院校的实训课或实践课教室可以有选择的在非上课时间向本专业的学生开放。让学生依据兴趣爱好自主确定学习方向和学习进度、按照学习需要选择实训课或实践课教室特有的各种学习资源和学习环境,有效运用各种学习方法和操作工具,这必将对提高学生专业技术创新应用能力有很大的促进作用,是一般的本科院校做不到的。
三、建立导师直接负责培养机制
导师直接负责培养这种看似在研究生阶段普遍采用的人才培养方式其实也可以应用到职业院校,以帮助学生更充分的掌握与职业岗位相适应的专业知识和专业技能,促进就业。当前职业院校一般是在第三学年一开始将专业学生分配给专业教师,由这个专业教师负责他们最后一年的毕业论文(设计)和毕业顶岗实习事宜,并指导其就业。实际上可以从学生入学开始就将为其分配给由专业课教师担任的导师,导师在正常教学工作之余除了能够更早的指导学生的论文(设计)、顶岗实习和就业之外,更容易发现所指导学生的兴趣和特长所在,帮助学生制定适合自己的大学生涯规划,有针对性的指导学生专业理论课程和实践课程的学习,帮助学生合理的利用课余时间,使教师的主动性和指导性得以充分的发挥。导师也可以让学生积极参与到自己的科研或实践项目中,提前让学生接触实际应用项目,参与面向解决实际问题的学习和技术创新活动,提高学生学习的主动性和积极性。导师还可以积极鼓励和指导学生参加大学生挑战杯、大学生技能比武大赛、全国职业技能大赛等诸多专业竞赛,为建筑电气工程技术专业学生的实践能力培养提供保障。
四、建立专业前沿技术发展定期研讨机制
随着我国建筑行业快速发展,一些高新技术逐渐应用到建筑工程当中。在此背景下,人们对建筑的电气自动化的要求也逐渐转向了智能化,因为智能化建筑能够为人们创造更加安全、舒适、方便、节能的居住环境。但是它融入了机电一体化技术、办公自动化技术、计算机网络通信技术,智能化管理技术等高新技术,而且这些技术的发展日新月异,技术应用与相关新产品研发的速度也非常之快。建立与专业相关的知识、技术发展定期研讨机制,不仅能够促进教师主动学习、自我进取、与时俱进,还能够帮助学生学习了解专业相关的知识、技术发展现状与发展趋势,对以后的就业去向和从事的工作有一个前瞻性的认识,进一步激发学生对建筑电气工程技术专业的学习兴趣,从而可以更加有目的、有计划地进行相关学习,跟上行业企业发展的步伐,为就业打下坚实的基础。建筑电气工程技术专业作为一个多领域、多学科相互交叉的专业,其人才培养模式并不完善,无法满足行业企业的发展对专业人才需求。为了能够更好地培养适合建筑电气工程技术发展的人才,适应社会的需求,笔者探索出了一种以就业为导向的建筑电气工程技术专业人才培养创新模式,为职业院校建筑电气专业人才培养方案的制订和其他类似专业的设置提供参考。
【参考文献】
[1]李国瑞,李峰.就业驱动的物联网工程专业人才培养模式探索.课题展示,2014年4月18日.
关键词:电力电子技术;教学改革;教学方法
作者简介:高春侠(1977-),女,山东鱼台人,中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,副教授;张磊(1977-),男,河北任丘人,中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,讲师。(山东 青岛 266580)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0043-02
电气工程及其自动化专业属于通用性本科专业,国内的理工科高校几乎都有设置,中国石油大学(以下简称“本校”)的电气工程及其自动化专业就具有本校的办学特色,下设的电力拖动自动控制和电力系统自动化两个专业方向在石油石化领域的技术应用中越来越广泛。本专业无论是在教学、实践还是科研等方面都突出体现了其“油味”特色,已经于2010年被列为山东省特色专业。通过近两年的特色专业建设,深切感到要想将这一省级特色专业建好,并且要冲击国家级特色专业,一个首要的关键性问题就是要将“电力电子技术”在特色专业建设与教学体系间的桥梁作用发挥好,实施好。因为“电力电子技术”对本专业的两个专业方向及绝大多数专业课程及实践类课程都具有技术支撑作用。要想真正将特色专业建设好,一方面需要将“电力电子技术”本身作为精品课程建设好,另一方面,要将“电力电子技术”与本专业各专业课程,尤其在体现专业课程与石油石化领域中应用的联系与桥梁作用发挥好。否则,特色专业建设就只能停留在做表面文章上,不能落到实处。“电力电子技术”是将本专业的技术理论在石油石化和电力节能等领域付诸实施的接口和桥梁。
总之,“电力电子技术”教学必须要打破传统的直接将知识、结论灌输给学生的“填鸭式”教学模式,消除各课程之间的壁垒,突出石油特色,将电气工程学科专业与工程实际紧密结合,对本门课程进行改革和创新。
一、目前存在的问题
随着电力电子技术的迅猛发展以及石油石化行业电气自动化水平的不断提高,教学内容越来越丰富,教学要求也越来越高。但是受到教学学时的限制,课程无法对一些具有石油特色的重要研究热点进行深入介绍,限制了课程在特色专业建设中的作用,迫切需要解决以下几个问题:
1.体现精品课程示范作用,解决“电力电子技术”在特色专业建设中促进各课程之间协调发展的问题
目前,电气工程专业各课程的内容较为松散,缺乏一个系统性的提纲,这与“建设国内著名、石油学科国际一流的高水平研究型大学”的目标还存在较大的差距。在山东省电气专业特色建设的大背景下,如何解决专业课程之间衔接难题、整合各方向的研究领域、切实落实具有“油味”特色的专业建设是当前的一个重要研究课题。而“电力电子技术”由于其自身跨学科、宽领域的特点,恰恰可以作为这样一个接口和桥梁。因此,作为一门立项建设的校级精品课程如何发挥模范示范作用,在促进各专业课程协调健康发展的同时,如何突出作为石油院校的课程特色,是本教学改革项目的一个挑战,但更是一个机遇,也是一个创新性的研究内容。
2.改革现有教学手段和内容,解决有限学时与传统教学方法不匹配的问题
“电力电子技术”课程的教学内容以各种变流电路为主线,对电路的波形分析与相位分析的方法贯穿始终。必须更新教学观念、教学方法和教学内容,使学生在有限的课时尽可能多地掌握和了解本学科的知识,提高课程的教学质量。
3.改革“电力电子技术”的实践教学环节,解决学生主观能动性不足问题
在“电力电子技术”的实践教学方面,该课程的教学均采用课堂教学结合课后验证性实验的教学模式。目前,学校仅采用挂件结构的实验台或实验箱来完成实验,学生始终处于被动状态,不会积极去思考和创新,也找不到探索的目标和方向。这样一来,如果设备在实验过程中出现问题使得实验结果与理论分析不符甚至出现异常现象,学生就会第一时间找老师要答案,不会独立分析和解决问题。
总之,为切实落实省级特色专业的建设目标,“电力电子技术”课程必须提升自身的学科定位,利用课程优势强化作为特色专业课程之间的桥梁作用,因此对本课程的教学内容、教学方法和教学手段等进行全面的改革势在必行。
二、课程改革的具体研究方案
1.打破课程壁垒,强化作为特色专业的桥梁作用
电气工程专业各学科的发展已经进入知识相互交叉、共同发展的时期,传统孤立授课的方法已经不能适应新时期的要求。而“电力电子技术”是一门理论性、综合性和实践性都很强的重要专业课程,涉及到多个电气工程学科课程的知识。利用这个优势,将其建设成为一个承上启下、沟通各课程的桥梁是非常合适的。以“电力电子技术”变流技术作为切合点,将“电力拖动自动控制系统”、“交流调速系统”的调速理论、“电力工程”的柔性输电、智能电网等学科理论紧密结合,消除课程之间的壁垒,实现“弱电控制强电”思想的共通,从而将电气工程特色专业建设形成一个有机的整体。
2.更新教学内容,突出“油味”特色
石油院校所培养出来的人才不仅是电气工程领域的专业人才,还必须了解石油工业生产对电气技术的需求,能够将电气技术与石油技术很好地结合,为石油工业生产服务。目前,“电力电子技术”中与石油石化科研实践的结合程度还不够深入,如何更好地为行业服务,培养合格的电气化人才,需要在课程内容安排上下功夫。例如,可以增加电驱动钻机、潜油电泵变流电流拓扑的分析和简单故障诊断,使课程更贴近现场,突出“油味”特色。
3.改革现有的教学模式,突出设计与创新
采用“感知、学习、应用、总结、提高”五层次教学模式,在“感知”模块中,通过多媒体课件演示与教学内容有关的案例;在“学习”模块中,通过启发式、讨论式等教学方法,结合现代化的教学手段,使学生掌握“电力电子技术”的理论知识;在“应用”模块中,通过实际电路的搭建和实验调试,使学生将所学的课堂理论知识,有效地应用于实践;在“总结”模块中,将零碎的知识进行归纳,把对理论的片面认识变成全面掌握,培养学生举一反三的能力;在“提高”模块中,将任务驱动式的实践经验与理论完全融合,使学生明确岗位对电力电子技术能力的要求,并具备对整个系统的安装调试能力。
4.培养学生独立思考问题和解决问题的能力,鼓励学生撰写科研报告或者调研报告
在本课程教学的前期,向学生介绍科技论文的写作格式及方法,指导学生撰写有关电力电子技术方面的调研报告,要求学生按照科技论文的规范进行撰写。同时介绍一些相关的优秀网络资源给学生,指导学生通过这些网络资源去查阅相关的中英文资料,使学生更主动地去了解电力电子发展的动态前沿,因而充分认识到学习本课程的重要性,借此提高学生自主学习的积极性。
5.充分利用当前流行的现代化多媒体教学手段,做到互动教学
“电力电子技术”课程涉及到很多电路图和波形图,可以采用多媒体教学与传统的黑板授课方式相结合来进行授课。各种电路图和波形图可用多媒体制作,利用多媒体可以把全部波形展现到学生面前,增强课堂学习效果。如果教师讲课的方式生动活泼,那么学生就更容易接受,从而实现教师和学生在课堂上的良好互动,大大提高学生的听课效率。
三、结束语
“电力电子技术”课程已经在石油大学信息与控制学院电气工程专业、自动化专业以及机电工程学院的机械设计制造及其自动化专业中开设,取得了良好的教学效果。本课程也已于2008年成为校级精品课程,这也大大促进了课程在教学、科研等领域的进一步发展。由于本课程的电气传动自动控制和电力系统自动化两个专业在方向上都形成了自己的“油味”特色,且“电力电子技术”课程是一门应用性很强的课程,传统的教材和教学方法已不能适应技术的发展和教学的要求,因此这门课程的教学改革势在必行。教师应不断转变教学思想,调整教学内容,丰富教学方法,改进评价手段,以适应时展的需要,调动学生学习的积极性,培养学生的创新能力。
参考文献:
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