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【关键词】高职院校;电气自动化;实践教学;新方向
现代教育的发展要求在专业学习中增强理论与实践的结合,不断开拓创新,培养出高素质的专业型人才。而在普遍的高职院校中电气自动化这一专业的实践教学还存在着一些不足,无法满足现代教育发展的需求和目标,这就要求对其实践教学进行改革,不断朝着新的方向发展。本文旨在通过对当前高职院校中电气自动化实践教学的相关问题进行探讨,从而为探索其未来发展的新方向提供一些思路。
1高职电气自动化实践教学的现状及其发展新方向的重要意义
1.1高职电气自动化实践教学的现状
随着国家对教育的重视程度越来越高,高职教育在近些年来也变得比较火热,尤其是像电气自动化这一类的专业吸引了不少学生前来报考。但是在高职电气自动化专业持续升温的同时,也暴露出了其实践教学中的一些不足,极大地影响了这一专业实践教学的更进一步发展。总的说来,其不足之处主要体现为以下三点。第一,在普遍高职院校中,电气自动化的实践教学内容不够丰富,显得比较片面和单一。很多高职院校的教师在具体实践教学中往往只做了形式上的工作,对于具体效果是否得到提升以及内容是否合理规范并符合学生学习需求等的问题并未予以关注。第二,在具体实践教学中,很多高职院校教师使用的教学方法还比较拘泥于传统方式,在提倡现代教育的今天显得格格不入,并且教学方法上的不灵活也无法满足越来越多样化的教学需求。第三,还有一些高职院校没有对电气自动化专业的实践教学引起重视,在相关的设施配备方面也没有做到全面,这就使得电气自动化的实践教学受到了一定的条件限制,在具体实践教学效果及专业人才培养方面也就打了折扣。
1.2发展高职电气自动化实践教学新方向的重要意义
高职院校的电气自动化专业在实践教学中还存在着一些不足,这就需要持续推进实践教学改革,发展实践教学的新方向。发展电气自动化实践教学的新方向具有十分重要的意义,主要体现在以下三个方面。首先,对于新方向的探索和发展有助于加强学生的实践和理论水平,并且理论与实践的有机结合能促进学生基本专业素质的提高。电气自动化专业的实践教学是一个学习理论知识并将其具体应用到实践中的一个有用过程,目的在于加强学生的基本功底并提高其逻辑思考和实际应用的能力。而现阶段的实践教学并不能切实达到这样的效果,因此探索其发展的新方向对于提高电气自动化专业学生的基本素质来讲是非常有益的。其次,对于新方向的探索和发展也有利于进一步提高学生在具体实践中的操作能力。正如前文指出,当前电气自动化的实践教学只注重于实践这个形式,具体实践教学的效果并不理想。因此,发展其实践教学的新方向是将是一个重大的转变,有助于培养学生良好的操作习惯,进而提高他们的实践能力。再者,对新方向的探索和发展对于培养学生的团队意识及合作能力也具有积极的引导作用。在电气自动化专业的实践教学中,很多任务需要同学之间合理分工,相互配合协作,集团体力量攻克难题,这一点是学生今后踏上社会必须要具备的一种能力。因此,对实践教学的新方向进行探索也有利于达到更好的实践效果并提升学生相应的能力。
2高职电气自动化实践教学在未来发展中的新方向
2.1在电气自动化的专业课堂上进行具体有效的实践教学
专业课堂的教学对于学生专业知识的学习是十分重要的,因此在传授理论基础知识的同时与实践教学相结合会对学生带来极大的提高。一方面学生可以马上将学到的理论知识投入实践,不仅可以加深学生对相关知识的理解,也能带动学生动手能力的提高;另一方面开展实践教学能活跃课堂氛围,增强学生的学习兴趣,从而带动学生积极投入到课堂学习中。
2.2在课余时间组织相应的实践活动,深化课堂实践教学的成果
学生通常在上完课以后就将学习抛之脑后,很快就遗忘了已经学到了知识。因此,在课外也组织一些与课堂教学内容相关的活动,鼓励学生积极参与其中,并且由相关教师进行具体的实践指导。这样就有利于提高课堂实践教学的效果,还能及时纠正学生在实践操作上的失误。
2.3促进资源的优化配置,不同的高职院校之间合作开办实践教学
虽然电气自动化专业在普遍高职院校中都有开设,一方面增加了就业竞争力,另一方面也体现了相应教学资源的丰富。因此,实践教学的发展新方向也可以锁定不同的高职院校,培养良好合作关系共同开办实践教学,这样就方便于利用不同学校的教学资源,加强院校之间的交流和合作,促进共同发展。通过这种方式,就可以将院校之间的竞争力升华为自身的实力,在具体实践能力方面也得到极大提升。
2.4与社会单位接洽,深化具体的实践教学
电气自动化是一门专业性极强又特别注重实践性的学科,而实践教学的最终目的是为了使学生在踏入社会以后能凭借较强的实践能力胜任某个工作。因此,实践教学不应只局限于课堂和学校,还可以深入到真正的社会工作中,这对学生实践能力的培养具有更加直接和明显的效果。所以高职院校可以与社会上一些相应的单位进行接洽,确保能在特定时期为学生提供实习机会,这种直接让学生参与社会实践的方式将具有很强的实用性。
3结束语
综上所述,高职院校中的电气自动化实践教学正处于一个改革创新的阶段,只有不断探索和发展新方向才能促进这门专业的实践教学进一步发展。在未来的一个历史阶段中,不论是院校本身还是专业教师都需要紧跟现代教育步伐,不断与时俱进,开拓创新,促进更加有效地开展实践教学活动,从根本上提高学生的实践能力。
参考文献
【关键词】自动化;人工智能;应用
一、人工智能应用基础理论
同一些热门的学科相比,人工智能作为一门比较边沿的学科,融合了社会科学与自然科学的相关知识体系,也可以表示为机器智能。早在1956年,人工智能的概念就被提出,人工智能就是用人工的方法在机器(计算机)上实现人类的智能,或者说人类让机器具有人类的智能、也可以说是人类的智能在机器上的模拟。电气自动化技术领域中人工智能的应用主要是集中在通过模拟人脑相关的机能来对目标信息进行有效的回馈、处理、收集、交换、分析等,并且还可以实现对生产进行处理与判断的能力,通过人工智能,电气自动化可以实现其生产上的全方位自动化,极大提高其生产过程的效率,以实现产业结构的调整与优化。
二、电气领域人工智能化控制的特点
在电气自动化的领域中,人工智能控制技术运用最多的就是包含了遗传算法、模糊形神经算法、模糊理论、神经算法等内容的非线性函数的近似器,其中AI函数的特点也十分显著:(1)在进行电气自动化人工智能相关设计的时候并不需要取得实际控制对象中精准的动态化模型,同时也不需要指明非线性或是参数变化等其他具体因素。(2)按照鲁棒特性、下降时间或是响应时间来进行相应的调整,便能够有效强化智能函数的性能:运用人工智能调整后,电气模糊逻辑的控制器具备的上升时间是一般控制器的1.5倍之多,并且下降时间也比一般控制器快了4倍,其中过冲也比较小。(3)由于电气人工智能的控制器具备一致性,同时不会与驱动器的相关特性产生直接联系,那么运行新的未知信息数据的时候也可以获取准确的预测结果。(4)电气人工智能的控制器能够通过应用时间和语言来设计,同时也比较容易调节,这就使得对信息与数据相关性更好,也易于进行修改与扩展,其抗干扰性能也较好,可以便于实现。
三、电气自动化技术中人工智能的应用分析
(1)电力系统中人工智能的应用。电力系统中人工智能技术相关应用主要集中于启发式搜索、模糊集理论、神经网络、专家系统这四个方面。专家系统作为一个集许多专业知识、经验、规则于一体的综合性程序系统,主要依靠的是某一特定领域相关的专家丰富知识与经验。对其进行具体操作时,要依照新的现实情况来对专家系统中的规则库以及知识库进行及时更新,这样才能适应发展的需求。神经网络则具备了全面的学习形式与完全分布式的基础存储方式,因此它在对大规模信息数据进行处理时加以应用,同时它具备了较强的复杂状态中相关分类能力和识别能力。那么在电力系统内进行短期负荷的预测时,BP神经网络就可以在充足的信息样本中开展对模型的合理分类工作,对输入数据进行分析选择,这样便可以构建出不同季节性的日预测与周预测模型。(2)电气控制技术中人工智能的应用。电气自动化的控制技术可以实现强化分配、交换、流通、生产等关键环节,在加大财力投入的同时尽可能减少人力,以便提高电气系统中的运作质量与效率。电气设备控制系统里面人工智能技术的应用包含了神经网络控制、专家系统控制与模糊控制等,而在实际的应用过程中,使用最多的则是模糊控制,这主要是源于其简单化的控制,同时又和现实情况联系密切。(3)电气设备设计中人工智能的应用。由于电气设备的具体设计是综合性、复杂性、专业性的过程,其涉及的范围也十分广,包括了电磁场、电子技术、变压器、电机、专业电路等领域,另一方面,这对其设计者也提出了更高的要求。通过人工智能方面的技术,能够实现大批较难迅速解决处理的模拟过程与相关繁琐计算,这就加强了设计过程内的工作精度和效率。当然,在电气设备设计进行的时候还要区别不同的情况与具体算法,比如说遗传算法会用在优化设计中,而专家系统总是用在开发性设计中。(4)电气故障诊断中人工智能的应用。在电气设备的故障诊断过程中,使用最为广泛的即是神经网络、专家系统、模糊理论等人工智能技术,尤其是对电气电动机、发电机进行的故障诊断。当前,电气系统中变压器的故障诊断通常适用方法为分析气体和分解变压器油中分解的气体,借助人工智能法可以有效提高相关诊断的准确性,其中人工智能技术通过结合模糊理论与神经网络,来完成故障诊断知识的神经网络以及模糊性的共同诊断过程,这样就可以从根本上提高诊断故障的全面性与准确性。
在电气自动化领域,人工智能应用集中体现于专家系统、自动程序设计、定理证明、逻辑推理、各类问题求解等方面,因此,在电气自动化技术中充分挖掘并利用人工智能的功能与效力,这样才能使工作更加顺畅、高效。
参 考 文 献
关键词:工业电气自动化;设备维护;检查
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
20世纪以后我国的经济得到了较好的发展,而作为现代工业发展支柱的电气自动化工程控制系统更是取得了较大的发展,电气自动化工程控制系统的发展主要是依靠科技技术的更新来获得的。电气自动化工程控制系统的优越性主要体现在降低工作人员工作强度、增强信息传输的有效性以及减少安全事故的发生,基于电气自动化工程控制系统的这些优越性我国的工业得到了较快的发展。
一、电气自动化
作为”电气自动化“就是一种基于电子网理论与控制理论,并以计算机技术与电子技术为手段的一门新兴学科,在各行各业中都占据着重要地位%而工业电气自动化,其实指的就是应用于实际工业生产领域中的电气自动化,用以有效降低工业生产成本,提升工作效率,改善工业生产环境,故工业电气自动化的发展,作为现代化工业发展实现进程中的关键环节,被看作是现代工业领域中一个最为突出的标志之一。而从某种意义上来说,现代工业的发展也直接取决于电气自动化,它的有效应用为现代工业的发展奠定了坚实的基础。可以说,在社会经济发展实践中,若没有电气自动化,那么现代工业必然无法得到可持续发展。同时,工业电气设备,作为电气自动化实现的载体,就是指依照企业配电室与电机实际控制情况而投入运行的众多基础设施,在一定程度上影响自动化的实现程度,为此,具体分析相关电气设备的运行故障,加强设备的日常检查与维护,是当前工业发展全面实现自动化的关键所在。
二、当前我国电力系统自动化技术安全现状以及存在的问题
(一)电力系统自动化技术设备有待提高
在电力系统自动化技术安全管理中,各项设备发挥着至关重要的作用,然而当前我国的电力设备还有待提高,从而给电力系统自动化技术的安全管理产生巨大的威胁。特别是随着用电量的增加,设备的负荷也在不断增大,然而一些电力设备因为长时间没有进行必要的维护和更新,导致设备老化,不能承受较大的输出电荷,以至于出现电力故障。另外,电力系统自动化技术安全管理也对设备提出了更高的要求,但是当前还有部分设备不能满足自动化的技术要求,从而导致在实际的工作中不能满足安全标准,存在一些电力事故的安全隐患,甚至还可能造成电力设备的损害。
(二)电力系统自动化技术管理有待规范
当前由于电力系统自动化运行的时间还比较短,针对电网自动化化技术的管理还有待进一步落实,这也是导致自动化技术故障增多一个关键因素,在电力系统自动化技术管理不规范主要表现在两个方面:一是在电力系统自动化技术中缺乏跟其对应相对完善的安全管理规范;二是缺乏相对专业的电力系统维修人员,由于电力系统自动化技术也对维护人员的素质提出了较高的要求,但是当前在电力系统中技术维护工作人员还缺乏丰富的自动化技术,从而在面对一些技术难题时无法及时解决,从而影响引发了严重的电力事故。
(三)风机电气设备维护问题
伴随社会经济发展,众多生产领域普遍都会用到风机电气设备来有效提高生产效率。但是,这种设备本身在其日常使用中,由于受各种因素的影响而极易出现一些常见故障,从而在很大程度上影响到工业自动化技术的进一步发展,并产生一定负面影响。而造成风机电气设备出现故障的原因又是多方面的,如在日常维护中,对于手电这类交流接触器没有进行良好的吸合,或是因日常检修检修不当而使得热继电器出现异常运行情况,进而致使电机温度骤然升高,亦或是因工作人员日常检修工作的不到位而致使电机时常出现缺相或是跳闸等众多问题,多方面多角度的影响到风机电气设备的正常运行。
三、加强我国电力系统自动化技术安全技术的措施
(一)提高电力系统自动化技术人员的专业能力
要实现电力系统自动化技术的安全管理,其中必然离不开从事相关技术活动的工作人员具有相对较高的专业技能。特别是随着我国科学技术的不断发展,信息技术已经跟人们的生活息息相关,这就需要从事相关工作的人员能够在业余时间不断丰富和更新自身的知识,从而促使自身满足时代的发展以及电力系统自动化安全管理的需要。归纳起来可以从以下三个方面入手:一是工作人员要充分根据自身所在电网企业的实际发展情况确定自身的职责和义务,从而让自身处在一个动态的学习和发展过程中,不断丰富自身的专业知识;二是作为电力企业应该根据岗位的职责设置与之相关的培训内容从而帮助技术人员掌握先进的技术知识,提高他们实际操作的能力;三是作为电力企业应该为广大技术人员营造一个良好的学习氛围,从而帮助员工从思想上重视相关知识学习。
(二)提高运维管理水平
对于电力工作人员必须保证其在工作之前要有必要的培训,确保“持证上岗、无证下岗”的基本原则,只有这样才能从根本上提升电力通信光缆维护人员的整体素质。所有电力通信光缆工作人员必须进行定期的业务培训,培训包括新型设备的运用和专业知识的学习。主要从原理上对工作人员进行培训,使其对电力通信光缆进行全面系统的了解和认识。
(三)加强通信光缆的安全防护宣传
为了防止光缆外力遭到破坏,尽量早发现、早解决。重点地段必须进行迁移、警示、套管或者请专人看守等方案。在通信光缆容易遭到外力破坏的地区,必须设置警示标牌,同时加强巡视;在光缆和电力线路接口处要进行绝缘保护;除此之外,还要积极主动和当地相关部门汇报通信设施的运行情况,建立健全常态联系制度,取得相关部门的大力支持,也可通过媒体广播等向群众宣传通信设施的安全防护知识。
(四)定期开展光缆定检
对于电力光缆来说,由于使用时间的影响,光缆的接头功率会呈现衰减的现象,对于这种现象采用OTDR光功率计进行检测,测出衰减值。对于衰减值应该与以往的数据进行比较得出衰减的变化规律,在投入使用的前期应该遵循每半年测试一次,持续四次,之后根据情况进行测试。另外在测试过程中注意对其光缆变换参数监测的过程中应该注意,参数与温度的关系,把温度的信息记录在案。
(五)智能无功补偿技术
对无功控制措施智能无功补偿技术,是将计算机技术应用于电网自动控制,通过对三相电流、电压和电力系统中无功变化的追踪调节,从而实现将无功功率转变为可控的物理量进而实现控制及消除的方法。在智能无功补偿的实现过程中,投切限量的确定受电力用户预设的功率影响,需要根据模糊控制理论,进行合理的电容器组合选择。要以三相各自产生的无功功率为依据,进行电容组合的选择,同时要坚持取平补齐的原则,从而有效提高无功补偿的精度。具体要做的以下两点:1.科学的设置电压限制条件。在设置禁切值和禁投值时,要以无功功率的实际大小为依据,针对性地设置投切的限制阀值,从而保障无功补偿的效率和精度。2.合理的设定投切的延时功能。通过调整延时时间,以达到对补偿情况的动态跟踪。
结束语
电力系统是我国经济发展和人们生活的基础保障设施,它的正常稳定运行对于国家经济安全和国防安全都有着直观重要的影响。智能无功补偿技术对于电网运行过程中非线性因素引发的不可控问题,具有显著的防范作用,加强智能无功补偿技术的深入开发与推广应用,是改善我国电网运行环境,提高电网运行效率,保障供电安全的重要措施。
参考文献:
[1]丁丽梅.工业电气自动化维护中常见问题的探析[J].科技视界,2014,28:234.
关键词:电气自动化 电气设备故障 诊断 排除
许多技工院校都要求电气自动化专业学生取得维修电工证书,即要求他们具有维修电工的技能。取得维修电工证书要求技校生对电气设备有一定的认识,提高电气设备故障诊断能力以及排除故障的能力,从而使得电气自动化专业学生毕业后能够更加适应岗位。
一、合理开设课程,提高技校生电工测量和读图能力
1.重视理论知识,开设数学、逻辑学课程
维修电工的关键专业技能是能够对电气设备故障正确诊断与排除。因此,维修电工实习教学的重难点就是故障诊断与排除,这要求学生了解电路工作原理图,这是对电气设备故障诊断与排除的基础。因此,在提高技校生电气设备故障诊断与排除技能前,我们应该对技校生进行基本的理论知识教学,让学生明白基本电路原理,并且能够对典型电路进行分析。这样,有助于提高技校生学习兴趣。此外,技工院校电气自动化专业,应该适当开设数学、逻辑学等课程,以提高学生分析问题的能力。
2.提高技校生电工测量技能
电气设备故障诊断与排除要求学生掌握一定的电子电工、自动化控制、机床电气控制等技术,为此,教师应该遵循够用和必需的准则对技校生传授专业知识。另外,故障的诊断与排除不能仅仅依靠人的直觉来决定,而是要依靠仪器仪表,对电气设备的电阻、电压和电流的检测结果综合判断,因此,教师在进行教学过程别要注重让技校生熟练掌握电工仪器仪表的相关知识。
3.读图能力的培养
电气设备的控制电路不管多么复杂,它也是由简单的基本电路图组合起来的。因此,教师应该要求学生熟知各种基本电路图,并且熟记它们,为分析复杂电路图打下坚实的基础。在培养学生读图能力时,教师可以遵循先易后难的原则。
二、提高技校生电气故障诊断与排除能力的教学方法
1.案例教学法,提升技校生解决问题的能力
在组织教学时,可以选择典型“故障”案例,即在教学过程中,教师不直接告诉学生故障存在的原因,而是充分让学生去诊断故障及寻找排除故障的方法。打破传统教学中教师满堂灌,学生被动听的授课方式,而形成了以案例为主线,师生之间相互交流与研究,授课方式由灌输式向启发式、讨论式转变,从而提升技校生解决问题的能力。
2.编写校本教材
为了提高电气自动化技校生故障诊断与排除能力,教师应结合本校技校生的实际情况编写校本教材。校本教材应该注重故障诊断的逻辑原理,把电气设备的使用说明以及维修资源资料渗透到校本教材中,从而培养和提高技校生利用逻辑原理诊断电气故障的能力。
三、创造仿真实训环境,为学生提供锻炼的机会
1.合理分配理论与实训教学时间
传统授课一般是先理论,然后再实习操作。这种教学组织形式存在许多缺陷,导致教学效果比较差。建议采用一体化教学方法,理论教学与实训教学同步进行以提升技校生分析问题和解决问题的能力。比如,在讲授低压电器内容时,在讲解完必要的原理后,直接在教室或者实训室将低压电器拆卸,让学生能够对低压电器的功能与结构有更清晰地认识。
2.合理选择实训设备
许多技工院校配置的实训设备大多是插孔式、封闭式实验台,配置这种实训设备的原因是考虑到设备的安全性和操作性。但是,在电气设备故障诊断和排除实训教学中,这种验证性的实验不利于提高技校生电气故障诊断和排除能力。我们应该为学生创造一个尽可能真实的实验环境。比如把插孔式变成接线式,把封闭式变成开放式,给学生提供真实的接线动手操作机会。
3.正确引导实训教学顺利进行,关注师生交流
在实训教学中,学生按要求连接线路并不是难点,难点在于接线后,如果出现故障后如何诊断和排除。比如在进行电动机参数测量实验时,学生接好线后,送电后电机动依然不转动,教师应该鼓励学生独立完成故障诊断和排除,增进学生学习的自信心。
参考文献:
关键词: 高职电气自动化技术专业 职业行为能力 课程体系构建
一、前言
在现代制造业快速发展,中国致力于打造世界制造业基地的大环境下,电气自动化技术专业面临良好的发展机遇,同时也提出了新的要求。现代企业对从业人员在知识、技能、素质方面提出了很高的要求,而当前电气自动化技术高素质技能型人才严重短缺。培养掌握电气自动化技术的高素质技能型人才,提高生产一线生产、安装、调试、设备维护、售后服务和运行管理等相关岗位从业人员的素质显得尤为迫切。高等职业院校担负着培养具有必要理论知识和较强实践能力的高等职业专门人才的责任,要以社会需求为目标,以就业为导向,坚持培养面向生产、建设、管理和服务第一线需要的,实践技能强、具有良好职业道德的高素质技术应用型人才[1]。高职人才培养的核心是课程体系。课程体系是培养目标得以实现的关键所在,改变教育观念及方式,改革高职课程体系,构建有特色的课程体系、培养适应当前社会经济及科学技术发展的应用型人才是目前高职教育教学改革的一个重要方向。
二、现状分析
高等职业教育是培养的是适应社会生产、建设、管理等第一线所需要的技术应用型专门人才,技术应用型人才不同于学术研究型和工程设计型人才,其特点是具有较强的实践能力。因此高等职业教育的培养模式必须以职业为基础,以能力为本位,它的目标必须根据不同职业岗位的具体要求来确定。高职教育不能借用或照搬其他高等教育课程模式,而应当构建以职业岗位能力要求为主线,注重综合素质的培养,基于职业活动导向教学模式的课程体系。然而,现实中高等职业教育课程设置却存在着不少弊端:在课程的价值取向上,忽视课程本身的创新价值,课程目标缺乏对学生创新素质培养的明确要求与具体规定;课程设置不能满足地域经济发展、行业发展和就业岗位的需要;理论教学与实践教学环节脱节,缺乏整体规划和安排;学科本位思想严重,课程结构设置还沿用学科本位的课程结构。为此,我们必须以市场需求和就业为导向,加强课程体系建设,树立能力本位、岗位目标的课程观,根据职业行为能力的要求,科学合理地构建高等职业教育的课程体系,努力培养综合素质高、实践能力强,具备创新精神的符合企业需求的宽口径、复合型高技能应用型人才。
三、课程体系构建
1.高职电气自动化技术专业就业岗位分析及专业培养目标
高等职业教育在一定程度上说就是就业教育,它既是培养人才层次类型的教育,又是培养人才素质类型的教育,以培养具有一定理论知识和较强实践能力,面向基层、面向生产、面向服务和管理第一线职业岗位的实用型、技能型专门人才为目的。相对于普通高等教育而言,高等职业教育偏重于培养技术应用型人才。
高职电气自动化技术专业的毕业生就业岗位主要面向企业自动化生产线的供配电系统、电气工程、电气控制设备、自动控制系统和计算机测控系统的安装、调试及运行维护,机电设备的销售、安装及维护,楼宇智能化及交通智能化设备的安装、调试及运行维护,现场仪表的维护使用和PLC系统使用维护,等等,涉及的技术主要有PLC、交直流调速、现场仪表和组态软件。涉及的行业有钢铁、有色金属、电机、汽车、模具、纺织、文具及房地产等,涉及的岗位有设备维护、销售、售后技术服务及研发等。结合高职教育的人才培养目标,高职电气自动化技术专业培养目标为:培养德智体美全面发展,具有良好的职业道德、熟练的职业技能、追求完美的创新精神、精益求精的工作态度、可持续发展的基础能力的,掌握必需够用的专业知识的,面向生产第一线从事电气自动化设备及自动化系统安装调试、运行、维护、销售、管理等工作的高技能人才。
2.高职电气自动化技术专业学生职业行为能力分析
联合国教科文组织第18届大会通过并的《关于职业技术教育的建议》明确指出职业技术教育应当做到:(1)使受教育者获得在某一领域从事几种工作需要的广泛知识和基本技能,使之在选择职业时不致受到本人受教育的限制,甚至在一生中可以从一个活动领域转向另一个活动领域;(2)为受教育者从事的第一个工作提供充分的专业上的准备,并提供有效的在职培训;(3)使个人具备其职业生涯各阶段都可以继续学习所需要的能力、知识、态度。因此,接受过高等职业教育的学生应具备必要理论知识和科学文化基础,熟练掌握主干技术,对专业技能有较强实际应用和相关知识的综合运用能力;具备良好的表达能力、与人沟通、合作共事能力;具有扎实的实务知识和过硬的职业技能;具有较高的思想道德水平和职业道德水平。
结合高职电气自动化技术专业的人才培养目标及就业岗位分析,高职电气自动化专业学生应具备以下职业行为能力:从事本专业活动所需要的技能和与其相应的知识;为完成今后的不断发展变化的工作任务而应获取的跨专业、多功能、不受时间限制的能力;不断克服知识老化而终生不断学习的能力;在工作和学习中的积极性、独立性和与他人交往的能力;社会交往、沟通、与人合作的能力,职业道德、社会责任感,组织表达及勇于承担责任和社会参与的能力;从事职业活动所需要的工作方法和学习方法,包括制定工作计划、协调计划,对自己工作成果的评价,以及获取新知识、新技能的能力。可以把以上职业行为能力分类为专业职业能力和核心能力。其中,专业职业能力包括:电气基础技术能力、电气控制能力、自动控制能力;核心能力包括:交流表达能力、数字应用能力、信息处理能力、与人合作能力、解决问题能力、自我提高能力、革新创新能力、外语应用能力。
3.高职电气自动化技术专业职业活动导向教学模式的课程体系
课程体系的构建应坚持以提高学生的学习能力、交流沟通、团队协作能力、实践能力、创造能力、就业能力和创业能力为原则[3];坚持以人为本、能力本位、就业目标的价值取向;注重对学生基本素质、专业素质及岗位技能、职业道德和综合职业能力的培养;注重学生的个性优势发展和全面发展。本文根据高职电气自动化技术专业职业活动行为能力对课程体系进行了构建(见表1)。
四、课程体系构建的实施
高职电气自动化技术专业课程开发是一项系统工程,除了需要对课程设置进行设计,还需对师资、教学条件等进行建设,改革教学模式、考核评价方式。
1.加强师资队伍的培养与建设。邀请行业专家参与专业人才培养方案、教学大纲、教学方案的制定,参与专业课程体系构建及课程设置,参与教材的选择、编写;聘请校外行业能手来校任教,开展实践课程的教学和指导;聘请企业一线技术骨干担任学生实习指导老师,使专业实践教学内容更加合理、更加符合职业资格标准,更加符合职业性和实践性,为提高学生的应用能力和实践操作能力提供有力保障;加强校内专任教师的培养,鼓励教师尤其是青年教师参加实际生产、管理锻炼、外出进修,提高教师的学历层次,改善教师的职称结构。加强对专业课教师动手能力的训练,落实教育部关于高职院校专任教师每两年必须下企业锻炼两个月的规定,建设“双师型”教师队伍。
2.加大对教学条件建设的投入力度。架设政府、专家、学校、企业之间的桥梁,构建“校企合作、工学结合、优势互补、资源共享的”的办学模式,以校企合作为主要途径,整合教育资源,优化教学条件。一方面,积极开展校企合作,加强校外实习实训基地建设,改善实践教学条件。同时,加大校企合作的广度和深度,使校外实习实训基地有名有实,真正为学生提供亲临工作现场进行专业技能学习的机会。另一方面,加大对校内专业实训室的投入建设,通过建立“校内工厂”,引“厂”入校等手段,结合工作实际,营造实际工作情境,为学生搭起从理论到实际操作实践的桥梁,使理论学习与实践学习紧密相连。
3.改革教学模式,采用基于工作过程“教学做”一体化教学模式。以项目为导向,采用边学边做、学做合一的“教学做”一体化的教学模式,使学生从知识的被动接受者成为项目开发的主体,实现学习与实际工作过程的一致性,激发学生学习的积极性;重视培养学生的职业技术能力,保证实践教学课时数超过总课时数的50%;落实教育部关于学生参加顶岗实习的时间不少于半年的规定。
4.改革考核评价方式,综合评价学生对理论知识的掌握情况和实操技能的水平。通过试卷考试考查学生对理论知识的运用能力。基于实际工作项目对实操技能进行考核,考核内容包括实训成果、技术报告、仪器设备操作和工作态度等。同时,要将职业技能标准融入人才培养方案中,并对各类岗位职业资格证书作出明确的要求,将教学内容同国家职业资格标准相结合。对于职业技能证书课程,考核结合课业考试和职业技能证书两部分。课业考核按课程教学项目进行,从知识、技能和态度三方面进行评定;职业技能认证有两种考核方式:参加国家职业技能鉴定或本专业技能认证。根据学生是否通过国家职业技能鉴定或其在本专业技能认证所取得的等级进行综合评价,切实推行教育部推行的“双证书”政策。
五、结语
基于职业活动导向教学模式的课程体系学习内容不是传统的学科体系,而是以职业活动分析为基础,以职业行为活动为依据,综合各有关学科的知识点和技能,根据教学目标分类要求,形成以培养职业行为能力为目标的课程结构。它的构建是一个系统工程,必须辅助以对师资、教学条件的建设,以及教学模式、考核方式的改革。
参考文献:
[1]姜大源.高等职业教育的定位[J].武汉职业技术学院学报,2008,(2).
[2]韩承江.高职自动化专业职业活动导向教学课程体系的构建[J].高等职业技术教育(教学版),2006,23,(27).
[3]郭继红.高职电气自动化技术专业课程体系与教学内容的改革与实践[J].济源职业技术学院学报,2010,3,(9).
关键词:检测设备;自动化技术;计算机技术
自动化技术进一步发展的过程中计算机技术在其中的应用也愈发广泛,在这样的背景下如何进一步做好检测设备的自动化工作,需要计算机技术和智能技术等的深度参与。
一、计算机智能化技术
智能应用程序的核心技术基于社会学,仿生学,其他信息学和其他信息学科的领域,可以以多种方式实现自动化技术。结合计算机和其他最先进的技术,具有很高的人文思维形象,可以基于丰富的实践知识和操作经验来对遇到的问题进行决策。可以看出,自从模拟环境诞生以来,各种技术智能应用的根本应用方向就是模拟人类大脑思维活动的方式。在智能应用技术方面,随着其他应用技术的广泛应用,它已被视为未来改变生产方式的三大技术之一。无论是在工业活动的综合控制领域,还是以完善和自动化为重点,毕竟与每个人的生活、生活以及其他相关实体相关的物理线路为未来的机器人创新提供服务,或者应用遥感信息技术和多种医生诊断模式可以识别快乐的过程,实现智能化系统技术充满挑战,已经成为人们生活竞争和相关研究最活跃的市场领域之一。科学技术整体水平逐步提高。近年来,最终数据、云计算方法等高新技术得到了推广和发展。未来人工智能的整体发展正在发生质的变化。然后通过从实现电气设备自动化制造的角度进行综合分析,原因之一是越来越多的智能应用半导体的可能性将为全自动生产提供高效,高速,高精度的技术。机电产品。获得内部动力以确保动态控制信息。全自动工厂生产过程中的电气设备。经过整体调整后,实时智能控制的趋势十分明显,它也可以满足非常复杂的制造工艺和小型环境的需求。
二、计算机在检测设备自动化中的具体应用
电气自动化设备的制造和生产还确保了电气设备和生产机械可以执行制造和生产的短期目标。借助控制系统功能,他们可以根据标准设定的各种程序或过程按计划快速完成其他任务,其内容应用显示在:
(一)优化和升级机电自动化技术对于工业来说,各种形式的机电自动化详细设计的逐步成熟,要求从电气设备原理图的绘制到电气产品中所用设备的总体配置功能,都需要更为复杂和复杂的设计方法,电气连接及各种机电设备及要求。这些繁琐的步骤使用了相同的其他工作方法,加剧了机电自动化设备独特设计的难度,过去电气设备自动化技术的独特设计是由具有丰富实践经验的电气设备技术工程师手工快速完成的。缺点主要包括设计周期长,可能不是新解决方案的最简单解决方案。智能技术的出现将使电气设备自动化技术设计方法的相关领域取得重大突破。相关的专家软件系统模拟了电气产品高级专家的设计思想,并用于电气自动化设计中。它具有很高的启发性,完全透明和灵活。一位以人工智能技术为特色的国内专家。该系统具有高度的可扩展性,能够接受新的相关知识并满足未来消费者对电气设备和自动化设备的详细设计的需求。在一定程度上,机器智能技术的实现早已从理论体系中实现。这是进行深入设计和实践的最重要步骤,以确保设计电气智能自动化的两个过程或产品。能够继续保持高质量和高效率的能力。
(二)电气设备的全自动化和综合控制机电一体化技术的控制过程是确定诸如工业等两个过程的最关键的多重环节。因此,电气产品自动控制的两个过程充满了更多的数据和计算能力。因此,人工智能技术及其技术的应用可以通过多种方式对算法进行模糊优化。父遗传AI算法和相关专家软件系统计算线性化功能定义,以使手动和控制变得准确。与以前的控制理论系统相比,各种智能技术具有调整方便,效果好,抗电磁干扰能力强的优点。以下一代遗传算法为例,以控制技术为例。人工智能应用核心技术在电气设备智能自动化中的应用。代际遗传算法的实现是实现多维建模自动控制的一种新的通用方法。它已深入渗透到智能系统和控制的许多新兴领域。例如,在机器人手臂的时间控制过程中,采用标准遗传算法AI对机器人的运动、S形曲线、复杂路障等非基本路径进行跟踪,不仅有利于控制相关模型的初步建立,同时还要在更大的空间内寻找多个点并通过飞行轨迹进行计算,从而使机械手的控制问题线性化,软件系统的控制效果很好,能有效地帮助电气自动化设备控制并获得满意的性能。
(三)根据要求实现自动控制对严重故障进行检测和诊断,故障诊断是机电自动化技术的重要组成部分。为了降低电气设备及其连续运行的安全性、可靠性和安全性,医生对严重故障进行诊断。同样非常重要的是,电气产品所用设备的智能自动化程度越低,检测和诊断故障的能力就越强,常见的故障相关检测方法有:权威专家系统功能、感觉神经网络、分支几何等。利用各种技术可以检测出一些严重的故障,既耗时又高效。它们能够快速处理采集到的故障相关信息,并在很大程度上对现有的新方案产生更合理的解决方案,能够满足机电智能自诊断的需要,最终诊断出动态故障的原因。然而,在智能系统最终诊断出各种技术后,能够及时、正确地选择诊断常数和临床诊断调整当前的故障状态,已成为推动传统相关设备维护管理的关键途径。然而,智能应用最终诊断的理论基础与相关研究成果之间存在权衡关系,例如,权威专家系统不需要具有不受支持的智能文本和语言。可以使用各种知识责任编辑器来不断丰富大型数据库,但是其诊断技术能力相对较弱,需要进一步改进和改进。
关键词:电气线路设计 课程改革 教学方法
运动控制技术是电气工程自动化专业一个重要主线,涵盖了许多课程。电气线路设计是电气自动化设备安装与维修专业高级阶段的一门重要课程, 对该门课程进行的教学改革,对学生综合职业能力的培养有着重大的意义。
一、课程教学改革的目的
笔者学院电气自动化设备安装与维修专业高级阶段一直有电气线路设计这门课程,原教学内容包含龙门刨床的工作原理、电气线路设计的原则及按控制要求进行线路设计、绘图等。长期以来,这门课程的教学模式为:老师讲一些龙门刨床工作原理、电气线路设计的原则等知识,然后布置电气线路设计的任务,学生根据控制要求在坐标纸上绘制原理图。在这种教学模式下,学生既要理解龙门刨床的工作原理,又要绘制电气原理图,而无法进行线路安装、调试。因此,电气线路设计这门课程永远停留在纸上谈兵的阶段。造成这种现象的原因主要是:原课程理论知识太多,而且很多知识与电气线路设计无关;原课程没有配套符合企业生产实际的实训设备;原课程无法实现“工学结合”的一体化教学理念。为了将电气线路设计建设成为基于工作过程的一体化课程,打造学生自主学习的平台,我们对课程进行了教学改革。
二、课程改革的流程
1.开展行业企业调研
教师与有关的行业企业广泛接触,了解本专业的人才需求状况、岗位人才能力要求、专业技术发展趋势等。通过问卷调查、走访企业等形式进行调研和收集资料,从而准确定位本专业的人才培养目标。遴选企业实践专家,并邀请其参与课程开发。
2.企业实践专家访谈
邀请实践专家参加实践专家访谈会,协助提取本课程有关的典型工作任务。以企业真实工作任务来设计基于工作过程的学习任务,使学生在“真实”的职业情境中掌握职业能力。
3.建立学习资源包
教师根据实践专家访谈会中提取的典型工作任务,制定教学大纲、编写工作页和教学指导书。
4.学生为主、教师为辅的教学设计
教师制定工作任务书,学生通过资讯、决策、计划、实施、修正、评价等环节实现“做中学,学中做”,教师成为引导学生的组织者。
三、课程改革的内容
电气线路设计是电气自动化专业一门重要的专业课程,掌握电气线路设计方法是高级维修电工应具备的一项基本技能。因此,我们在电气线路设计课程的教学内容和教学过程上作了大胆的调整。
第一,以电气线路设计课程为主线,改进教学方法,更新教学手段,优化教学内容,加强理论与实践一体化教学。
第二,以能力培养为主线,以8种典型工作任务为载体,从电路的设计到线路的安装与调试,重构课程教学内容和教学流程。使学生在完成工作任务的过程中,通过有规律地经历获取信息―制订计划―作出决策―实施计划―过程控制―评价反馈等工作过程,递进式培养理论知识和实践能力,最终实现其隐形的综合职业能力的培养。
第三,为了满足一体化教学,使学生在工作任务中学习、掌握相关知识与维修技能,根据企业“真实”的职业情境制作开发电气实训柜,以满足学生学习的需求。
最后,制作相关教学资料,包括教学大纲、学材(工作页)和教学指导书为教师教学服务。
四、课程改革的特色
1.灵活采用教学方法,实现三种能力的培养
采用“任务驱动”“启发引导”“分组竞赛”等灵活的教学方法和手段,创设专业教学活动的情境,以学生为主体,教师为主导,技能训练为主线,以综合职业能力为培养目标,充分发挥学生主观能动性和创新精神。选择典型工作任务,注重师生互动、教学相长。实现对学生专业能力、方法能力、社会能力的综合培养。
2.工学结合的教学形式
课程教学分为三个阶段:课程教学的前期实行教、学、做一体化;在课程中期,实行课堂和实训室一体化教学;课程教学的后期,安排学生到车间,实行工学结合。在教学中及时引进先进的设计理念,有效地培养学生创新意识和可持续发展能力。加强与企业的“零距离”对接,强调学生“真刀真枪”的岗位训练,有效地培养学生的职业素质与实际工作能力。
3.电气实训柜的制作
【关键词】智能化;技术;电气自动化
随着计算机技术的飞速发展,衍生出来的智能技术也逐渐成熟起来,其鲜明的特点即是替代人类的复杂脑力劳动,减轻人力劳动的繁重程度,以计算机技术为载体,通过对信息的处理、分析,继而决定后续的动作,在电气自动化控制方面能做到运行的准确和及时的响应,在提升设备的运行稳定、提高控制精度、减轻人力劳动、节约成本方面达到了很高的经济效益。
1 智能技术及其特点
所谓人工智能技术,指的就是对模仿、延伸、拓展人类智能的相关技术进行研究和开发,它主要是在充分了解智能实质的基础上,研发出一种和人类智能形似并且有反应的机器。人工智能技术属于计算机技术的一个重要领域,是在计算机技术发展的推动下产生的。替代人脑对收集到的信息、图形文字、数据资料等进行分析,进而制定出相应的处理办法是人工智能技术的主要特点。毫无疑问,在电气工程自动化控制中,它的作用是巨大的,不仅仅可以提高计算的准确度,进而提高电气系统的运行效率,而且还能够节约大量的人力资源,进而提高企业的整体经济效益。当下,在电气工程自动化控制中,人工智能技术主要是用来检测电气系统中各个元件的运行状况和系统的全过程控制,除此之外,还及时对系统运行过程中出现的故障进行诊断,进而制定出准确的解决方案。
在各个领域中,人工智能技术都得到了普遍应用,比如在工厂的控制系统中、医疗等领域。人工智能技术不仅仅可以替代人类完成高难度的工作,节省劳动力,而且还可以大大地提高工作效率。人工智能技术探究怎样使机器具备人类智能,进而独立完成危险大、难度高的工作。在电气工程自动化控制中,人工智能技术具体表现为对信息进行搜集和处理等,其适应性、实用性、综合性都很强,应用价值巨大。在社会经济发展中,电力系统占有十分重要的地位,它不但自身结构复杂,而且危险性高,一旦出现问题,会造成极为严重的后果。人工智能技术可以有效地解决电力系统中出现的一系列问题,进而保证了电力系统的安全性和提高了电力系统的运行效率。除此之外,人工智能技术可以节约大量的人力资源。在电气工程自动化控制中,人工智能技术有着极为广阔的应用前景,发展潜力较大。
智能技术电气自动化控制的中的主要应用概括为如下几个方面:
(1)可以实现远程控制,由于控制现场具有一定的局限性,例如环境恶劣、噪声嘈杂等因素,可以依赖控制中心对运行任务进行调配和控制。
(2)智能技术可以模拟实际系统的运行情况,通过数据收集(主要针对开关量与模拟量),严格按照预设程序和协议进行控制。
(3)对设备实现实时监控,一旦出现故障或生产维修等特殊情况时,可以通过实时监控掌握第一手的记录信息,方便电气自动化的控制管理。
(4)传统电气控制难以掌握参数的详细变化,对于动态的控制难以做到精确化,而智能技术的引入则不需要预先准备控制对象的模型。
2 人工智能技术在电气工程自动化控制中的优势
人工智能技术在电气工程自动化控制中的优势主要体现在以下几个方面:
(1)增强控制系统的适应性。较之于传统的控制器,人工智能控制可以快速采纳新的数据和信息,即便是那些相对比较陌生的知识,也可以通过相应信息和语言对其进行控制。
(2)在控制过程中,能够保持较好的一致性。根据控制对象的具体情况进行设计是传统的控制算法。一般情况下,这种控制方式只适用于特定的控制对象,不适用于其他的控制对象,而采用人工智能技术完全可以避免这类问题,无论是对特定的控制对象还是未指定的控制对象,它都可以起到良好的控制效果。
(3)可以提高控制系统参数、设备的控制性能。使用人工智能技术,只需对系统的相关参数进行恰当的调整,就可以提高参数以及设备的控制性能,比如,使用逻辑控制器可以减少响应时间。
(4)设计简单。传统的控制设备主要是通过控制对象的具体特点来进行设计,然而,很多不确定的问题会出现在模型建构过程中,进而加大模型设计的难度。使用人工智能技术,可以利用函数近似器对控制对象进行控制,简单易行。
3 人工智能技术在电气工程自动化控制中的应用
在电气工程自动化控制中,人工智能技术的应用价值主要体现在以下几个方面。
(1)在电气设备方面。电气设备的运行在电气工程中是一个较为复杂的过程,它牵涉到各个领域的相关知识,一般情况下,只有专业人才才能真正驾驭。如果在电气设备中使用人工智能技术对设备运行进行控制,就无需人类脑力劳作,这不仅仅可以节约人力资源,而且还可以大大提高设备运行的精确度,从而提高工作效率。
(2)在故障诊断方面。电力系统是一项非常复杂的工程,在具体操作中,局部容易出现各种故障,如果不能及时解决,势必会影响整个电力系统的运行,最终造成极大的损失。传统的故障诊断方法步骤繁多,不够精确,经常出现误诊的现象,如果使用人工智能技术对故障进行诊断,不仅步骤简单,而且能够保证较高的准确率。智能技术在电气自动化中主要应用的系统有三大类:专家系统、模糊理论和神经网络系统。此三类系统的引入,不仅可以很好的缩短诊断时间,对故障进行及时的响应,而且能够有效的提升工作效率,间接意义上也节约了成本,提高了经济效益。
(3)日常操作方面。电气系统对操作过程有着极高的要求,不仅如此,其操作过程极为繁杂,稍不留意就可能出错,从而导致重大事故的发生,造成巨大的经济损失。如果在电气系统日常操作过程中使用人工智能技术,不仅仅可以极大地简化操作步骤,而且还可以实现远程操控,进而突破地域限制,极大地提高工作效率。
电气自动化控制已经渗入到生活的方方面面,其优点是一改传统电气控制中低效、复杂、延时、误差率较高的特点,极大的简化了操作,其简易程度甚至可以通过对家用电脑进行相关的设置来达到控制的目的。由于智能技术逐步发展成熟,其操作也变得简单起来,可以通过远程控制来避免许多恶劣的工作环境,降低费用,减少失误。
4 结语
总而言之,人工智能技术的运用是电气工程自动化控制的大胆创新,是人类智能的拓展与延伸。社会经济发展极为迅速,生产力水平不断提高,在电气工程自动化控制中应用人工智能技术已经是必然趋势。在高科技迅速发展的推动下,自动化控制理论也得到了较大的发展,传统的设计控制器的技术因为自身的缺陷,已经逐步退出历史舞台。人工智能技术的应用推动了电气工程自动化控制的全面发展,使得智能理论得到极为广泛的运用,在未来社会,在电气工程自动化控制中,人工智能技术的作用将更加突出。
参考文献:
关键词:教学改革;综合应用;检测控制系统
作者简介:周冀馨(1981-),女,天津人,天津电子信息职业技术学院,讲师。(天津?300350)
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)21-0069-01
针对高职类的电气自动化专业大三学生普遍存在的面临毕业心浮气躁,不能塌下心来学习理论知识的特点,我们专业将大三上学期的全部课程都改成了实践性为主的课程。结合自动化专业的核心课传感器技术、虚拟仪器技术以及电子技术的主要内容,我们首创开发了一门名为检测控制技术综合应用的实践性课程。该课程以动手实践为主体,采用任务导向的教学方法,充分调动学生学习的积极性和主动性。其主要任务是综合运用多门电气自动化课程的知识和技能开发一个完整的检测控制系统,目的是使学生通过一个较为简单的检测控制系统项目,了解一个完整的检测控制系统开发过程,学会根据需求文档组织建立一个符合工程规范的检测控制系统,提高开发能力,培养团队协作精神,逐步积累检测控制项目开发经验,为学生从事检测控制项目开发工作打下坚实的基础。
一、培养目标
学生在前两年学习了多门课程,每一门课程都是由一名专业教师单独进行讲授,各自为战,各门课程内容没有形成一个有机的整体,学生缺乏系统的概念。各门课程的单独学习使学生的思维限定在狭窄的范围内,缺乏对学生创新意识的培养和综合能力的提高。
通过本课程的学习,学生应该能够实现各种基本能力的整合、迁移,形成更高一级的综合能力,从而能够独立开发小型的检测控制系统,能够在电气工程师的带领下参加大中型检测控制系统的开发。
专业知识方面,要求学生能够通过分析用户需求文件,了解客户的需求;能够对自己开发的软件进行演示讲解,并编写软件使用说明书。希望学生了解根据分析结果开发一个完整的小型系统的过程;了解根据总体设计搭建系统硬件的过程;了解根据系统模型开发相应的软件模块的过程;了解根据系统设计要求编写符合工程规范的程序代码的过程;了解对自己开发的模块进行单元测试的过程。
方法能力方面,希望通过本课程的学习培养学生制定工作计划的能力,使学生们能够有效地获取、利用、传递信息,并且能够通过独立学习,不断获取新的知识和技能,能够在工作中寻求发现问题、解决问题的途径。
社会能力方面,希望通过本课程的学习培养学生在工作中的沟通能力与良好的团队协作精神;能够公正坦诚、理解他人,尊重他人,乐于助人,学会与人相处;能够掌握和控制开发进度,合理安排时间。
二、教学内容
这门课程需要学生综合运用所学知识开发出一个系统,需要学生掌握软硬件设计与调试技术,并且需要学生结合以前学过的电路知识、传感器、信号处理、电子测量以及虚拟仪器的知识,在编程过程中学生会不断发现问题和提出问题,自己尝试着去寻求问题的答案,探索解决问题的途径和方法,把积累知识的过程变成同时形成能力的过程,在增进知识的同时增进创新精神和创造能力。
本课程需要学生完成凝血检测系统的构建,具体的说包含有四个学习情境:总体设计、硬件系统构建、软件系统编程和系统调试。
1.总体设计
该学习情境的主要内容是根据用户需求书确定系统要求,绘制系统流程图,对整个系统进行总体设计,分析硬件功能、软件功能及它们之间的接口技术。构建系统的体系结构,划分子系统,定义子系统功能。教师提供用户需求说明书,提出需求分析所要完成的工作,提供相关知识背景及教学资源。教师介绍检测控制系统参考模型,学生修改完善相应的模型。学生以组为单位进行讨论,共同完成绘制系统流程图、制定小组开发方案、系统硬件功能描述、系统软件功能描述等工作,最后进行方案演讲。学生通过学习实践了解通过分析用户需求书确定系统功能的过程,掌握系统流程图的画法和软硬件功能划分的依据。
2.硬件系统构建
该学习情境的主要内容是进行硬件系统的构建,其中包括根据硬件功能描述选取合适的测量传感器,搭建调理电路,实现对检测信号的放大、调制或滤波。选取合适的数据采集卡对信号进行A/D转换,传入到计算机中。另外还要设计相应电路执行计算机中给出的控制信号。
教师提出硬件设计所要完成的工作,提供相关知识背景及教学资源;讲解参考电路图和参考电路模型,完成建立硬件系统的过程演示,提供相关元件资料。学生分组讨论选择合适的检测传感器,根据要求设计硬件电路,绘制硬件电路图,搭建检测部分和控制部分电路,选择合适的数据采集卡。要求各组学生要进行方案演讲,并且要进行作品展示。学生通过学习实践了解硬件系统构建的全过程;将传感器知识与电路知识结合,并进行综合应用;了解检测传感器、数据采集卡的选择方法。
3.软件系统编程