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关键词:电工应用技术 教学改革 网络资源 现状 思考
中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)007-188-02
1 引言
《电工应用技术》是按照高职高专课程的基本教学要求,并结合我国高等职业教育的现状和发展趋势,依据高等职业教育“淡化理论,够用为度,培养技能,重在应用”的原则上进行编排的。
《电工应用技术》与数学和英语有相同之处,都是基础课,且与中学的物理电学内容有衔接,但又有本质不同,它是电气类专业技术基础课程。涉及到电气自动化技术、机电一体化技术、电力系统自动化等专业。其知识点渗透到各相关专业课程中,将为开设的专业课打下坚实基础,比如《电子产品安装与调试》、《电机》、《电力电子技术》、《交直流调速系统》等课程。故根据教学的要求,在内容的选择和问题的阐述方面进行了一些新的探索。如开展情境教学等,以便更好的为专业培养目标服务。
《电工应用技术》课程充分体现以“技术应用能力培养”为主线,“教、学、做”合一、以学生为本”的教育理念。课程强调职业性、实践性、协作性,在完成每个学习情境的过程中,学习相关知识、操作技能和技巧,培养学生的协作精神,强调学生如何做及如何做得更好,理论知识以“实用、够用”为度,淡化理论分析,强调其在专业课及工程中的实际应用,培养学生学习及探索的兴趣,体验完成任务的成就感。
2 课程的任务及培养目标
《电工应用技术》课程只研究用电技术的一般规律和常用的电气设备、元件基本电路的分析及应用。
主要任务是了解电路专业知识,较完整的、系统的学习电工应用基础理论,通过训练获得电工方面必备的操作技能,如中级工、高级工培训及考核,并起到巩固、扩展所学理论知识的作用,为从事工程技术工作打好电工技术的理论知识。
通过系统讲授让学生达到一定知识目标,学会直流电路、交流电路的分析方法,掌握电工方面的应用知识技能,为学生将来电类课程深入学习打下坚实基础;实现一定的能力目标,能正确使用常用电工电子工具,各种电工电子仪表;掌握电工布线技术;熟悉各类照明线路;培养一些素质目标,加强安全教育与安全意识地培养,使学生养成良好的安全操作习惯,培养学生的学习兴趣,提高学生的动手操作能力,使学生养成在学习中相互配合,团结协作的习惯,培养学生的责任意识、质量意识。
3 课程的内容
《电工应用技术》是学院批准建设的一门精品课程,本课程合计约90学时。其建设现已完成。
本课程由五个学习情境和相关任务构成课程主要内容。分别为学习情境1:直流电路的分析与应用;学习情境2:电磁电路的应用与测试;学习情境3:单相交流电路的安装与调试;学习情境4:三相交流电路的安装与调试;学习情境5电路过渡过程分析与观察;辅以相关的任务实施。每一个学习情境的制定以课程的教学大纲要求和教学的人才培养目标为出发点,依据具体的软件和硬件情况及学生和实践过程中设备及器件的配备条件,来进行课程内容的编排和教学的实施。学习情境中包含相应的知识链接,因为它是先行,对必备的知识不能脱离轨道,必须明确其教学目标和要求,确定其中的教学重点和难点;要对重要内容进行合理的编排:哪些是理论教学,哪些是融入到实践环节等。
对相关知识链接,确立教学目标和要求;确定教学重点和难点;把握主要内容,在教授理论内容的同时,积极采取可行的教学方法和手段,以便达到预期效果。
4 课程的教学实施
《电工应用技术》的教学团队由副教授两名、高级实验师两名、讲师四名、助讲一名组成,年龄及结构梯队较合理,任务开展较顺利,教学效果较显著。
在教学过程中,主要采取理论教学和实践教学相结合的教学方式,“教、学、做”一体化,由浅至深,以实训任务为主线,理论穿插在实训中或点评中讲解。而实训按照示范、模仿、独立三个阶段实施进行。实验室、实训室资源充足,有电工实验台50台,学生有充分利用的设备资源。其中理论教学有启发引导、案例分析、分组讨论,指导自学;实践教学有任务驱动、情景教学、分组指导、组合式指导(包括利用网络资源)等。同时辅以与学生的互动与座谈反馈。
而对学生的考核方式主要以实行过程考核与期末考评相结合的综合评定方法,每一实践教学任务完成后都要进行考核与评价。
5 课程改革的效果及对现状的思考与改进
在《电工应用技术》教学过程中,尽管改革的出发点是切实的,目标是美好的,但确实存在一些现状,值得思考,以便采取相应措施进行改进和提高。
5.1 现状
(1)因为《电工应用技术》课程是专业基础课,学生的重视程度不够;加之在大一第一学期开设,许多学生感觉与中学电学相似,眼高手低,没有转变角色和学习态度与方法,故对整体内容形成断层,只停留在中学所了解和掌握的一些基本内容层面上。
(2)学生认为所学内容单调、枯燥,学习兴趣及效果不尽如人意,记忆不深刻,甚至忘却了,所以与专业课程衔接不上,专业老师在讲到所需内容时,学生跟不上,自主学习能力差。
(3)尽管多渠道的相关资源比较丰富,但学生还是希望老师以讲授为准,自己没有意识及行动去主动求知,所以在课程改革的过程中师生的角色定位发挥的不是很透彻。
(4)学生没有形成好的学习习惯及正确的学习态度,课上学习效率较低,从而对学习“敬而远之”,甚至厌倦。众所周知,在整个知识体系中,如某处出现“断节”,则形不成一个有机整体,掌握的只是专业的某些“点”,而不能称为“一条线”。那么对专业的理解和掌握就比较困难,兴趣也就越发日益低落。
5.2 思考及改进
(1)教师应彻底了解、把握现在学生的特点、学习基础、看待学习的态度;加大力度地进行积极引导,比如在进行讲授之前,先建立一个相关知识体系,让学生有一个立体的、感官的认识或入学时对学生开展的入学专业介绍,应加强其专业课程及相关基础课程的联系的引导,让学生一开始便有一个意识,基础打不好,后面专业课学好比较费劲。
(2)教师在教学过程中要准确把握本课程在专业系统中的地位,不是单纯为了教学而教学;整合相关的内容、器件的性质及应用作为重点,方法融于分析,由浅入深,层层递进地传授给学生相关的知识内容及必备的实践常识与技能。
(3)上到教育部门下到学院、系部及相关教研室根据学生特点制定合理的教学秩序、制度,来树立良好的学习思想,激发学生学习兴趣,端正学生学习态度。那么一门课程的改革及其环环相扣的相关课程的教学过程会比较顺畅,教学效果会比较明显,相关专业课的教学也会顺利进行。
(4)作为基础课,不像专业课那样架构在一定基础上可以实行灵活多样的教学,但也应在理论与实操方面继续探索和加强,在教学技巧、和方式上积极探求,多多改进、提升。现在全体相关教师正积极努力进行教材的完善及教学的改革的提升,其中《电工应用技术》便是其中一项,相信今后有关《电工应用技术》这门课程从各方面来说,会越发贴近学生的兴趣及应用,同时对人才培养及高职教育目标的实现不无裨益。
参考文献:
[1] 白乃平.电工基础(第二版)[M].陕西:西安电子科技大学出版社,2005.
[2] 陈丽琴.电气工程基础(第二版)[M].北京:科学出版社,2009.
关键词:电气工程专业;教学团队;团队建设;教学质量
一、概述
当今社会是一个团队至上的时代,几乎所有事业都依赖于团队的努力,依靠个人力量很难取得什么成就。拥有具备向心力、凝聚力、战斗力的团队,拥有了一批彼此互相鼓励、支持、学习和合作的教学团队成员,才能使专业和学科不断发展壮大。教学团队是“以教书育人为共同的远景目标,为完成某个教学目标而明确分工协作,相互承担责任的少数知识技能互补的个体所组成的团队”[1],教学团队建设目标定位是与提高教学质量和效果、推进教学改革的任务功能相吻合,与教学模式改革和创新人才培养的要求相适应的,团队成员间相互合作、责任共担、利益共享,自身特质鲜明[2]。
二、电气工程专业教学团队存在的主要问题
2002年电气工程及其自动化专业首次招生,我校该专业建设时间相对较短,青年教师教学经验相对薄弱。为了提高本专业的教学质量和人才培养质量,我们以电气工程系为主体成员,以专业建设为平台,启动了“电气工程教学团队”的建设,在建设过程中发现存在如下问题:
(一)电气工程教学团队年轻教师多、绝大部分本科毕业后就从事教学工作。团队中教师学历偏低、职称偏低,团队的职称结构亦不合理,尤其青年教师缺乏工程实践经验、教学经验和科研经验;(二)电气工程及其自动化开办之初,存在实验室不健全、实验仪器、设备不足和实验室管理不科学等问题;(三)电气工程及其自动化专业教学涉及电力系统、自动控制和计算机等方面的相关知识,学生在学习过程中感觉所学各门课程知识较为分散,不成体系,难于理解和掌握。
以上问题严重的制约了电气工程专业和学科发展,制约了教师教学和科研能力的提高,也制约学生综合能力进一步提高,通过电气工程教学团队的建设,可以较快、较好的解决上述问题。
三、电气工程专业教学团队建设的内容
电气工程专业教学团队建设着眼于学校和学院的实际情况,实事求是地提出教学团队建设内容:(一)研究如何通过教学团队建设来增强电气工程专业的办学实力,加强教学管理和课程建设;加强教研活动,达到教学方法和教学手段的提高、探讨教学内容的改革与课程之间的内容有机衔接;(二)是提高学科专业教师的职称,改进团队职称结构。激励教师在上好课的同时,多从事科研活动,撰写学术论文,提高专业学术水平;(三)是提高教师的专业实践能力和科研能力,鼓励教师进实验室带学生的实验课,同时加强与供电系统的联系与合作,探索合作点,将毕业设计与工程实践有机结合,制定校内、校外双导师制,既能提高教师的实践能力,又可解决由于扩招学生人数剧增给毕业设计造成的巨大压力的实际问题;(四)以电气工程专业教学为主线,整合电气工程综合实验室设备与资源,加强学生实践能力的培养。第五是加强教学研究,通过加强教研活动这一行之有效的方法,加强教学管理和课程建设,改进教学方法和教学手段、研究教学内容的改革与课程之间相关内容的分工与衔接。最后也希望通过教学团队建设来增强教学团队中教师和学生联系,来激发学生的学习积极性及创造性。
四、电气工程专业教学团队建设的措施和途径
(一)组建合理的教师团队
电气工程教学团队是以电气工程系为主体成员,以电气工程专业建设为平台,教师规模(13人左右)适当而相对稳定。团队成员既要有擅长做科研的教师,也要有擅长教学的教师;既要有教学、科研经验丰富的老教师,也要有年富力强、发展潜力大的青年教师;既要有科研整体实力强的学术带头人、教学整体实力强的教学“领军人物”,还要有教学、科研骨干成员,筛选团队成员既要看是否具有教学、科研才能,更要看思想品德好坏和是否具有团队合作精神;既要看目前的教学、科研能力,又有看今后的发展潜力和发展后劲,这样才能取长补短,相互提高。
(二) 教学团队的文化构建
教学团队的建设需要集体的力量与智慧,没有良好的团队合作文化,没有团队成员对团队的归属感,团队运作就很难成功。首先,共同建立工程服务农业生产的目标,依托学校优势学科,由小到大逐步作强电气工程学科。教师有了共同的奋斗目标,老中青教师的密切结合,使个人价值与团队目标实现紧密融合。其次,共同营造互信、合作、和谐的团队文化。老教师能够积极地引导中青年教师,中青年教师积极配合,青年教师虚心学习,通过互动合作,教师之间能够在知识和信息上充分交流,在思想、信念、态度等方面相互影响和促进;通过互动合作,团队成员之间既尊重、包容彼此之间的差异性和多样性,又能相互信任和依赖,在团队总目标的指引下,将个人力量凝聚成团队的力量,从而建立起和谐的人际关系和融洽的发展氛围,在合作中实现个人的成长和发展。
(三) 团队通过形式多样的教研活动,提高教师的教学水平
1、每学期都进行集体备课,并认真检查新学期教师必备的教学资料。通过团队集体讨论帮助年轻执教者备课和修改教案,设计科学、新颖的课堂教学思路、多媒体课件等,探索学术难题,做好技术支持,使团队教师提高了教学责任感和教学能力。
2、针对团队年轻教师多、上课经验少的特点,为青年教师配备一名有经验的指导教师及安排青年教师听课等活动,通过有经验的老教师传、帮、带,丰富了青年教师的专业知识,理清了青年教师的教学思路,在师德方面及教学各环节为青年教师成长打下坚实的基础,使他们的教育教学方法和手段有很大的提高。
3、围绕学生的课堂教学,积极组织教师参与学校和学院组织的各种教学竞赛活动。如结合学校“如何上好一堂课” 活动,组织青年教师进行50分钟的课堂教学比赛、中青年教师上好示范课等系列竞赛活动,团队2名教师在学校讲课比赛中获得一等奖,1名教师获得二等奖,获奖率100%。参加学校的课件制作比赛的团对成员也获的了一等奖。这些成绩极大地促进了全系教师理论教学能力的提升,提高了教师教学的积极性。
4、每学期在学期初、期中和期末都会组织有关教学质量、培养方案等方面的教学活动,团队教师都参与讨论,从而掌握整个专业的教学情况,提高了教师的教学主动性和参与性。
5、课程建设是保证和提高教学质量最重要的基础性工作,是专业建设的基础,是深化教学改革的关键,对于建构学生合理的知识结构、能力结构和创新精神具有十分重要的意义。老中青教师共同参与学校的一类课程和精品课程的建设,形成较好的教学梯队,共同加深对课程内容的理解、提高教学水平。
(四) 团队共同整合专业实践教学平台,提高学生实践能力
1、共同建设电气工程综合实验室,以任课老师牵头做实验室建设规划,实验老师具体实施建设。在建设的过程中积极听取各方面意见,共同探讨,经过几年的发展,建成了电气工程综合实验室(下设7个专业实验室),满足了电气工程及自动化专业的课程和毕业设计的需要,同时对学院其它专业和科研形成了有力的支撑。形成强弱电结合、满足教学和科研需要的专业实践教学平台。专业课程实验逐步形成了“基础验证性实验综合性实验设计性实验课程设计和参观实习”的实践教学主线,各门主干课程之间的联系得到进一步加强。
2、要求每一位青年教师除担任理论课程外,必须参与该课程实验课的教学指导工作,以增强青年教师的实践经验和能力,同时完成课后答疑、作业批阅、以便不断加深对课程内容的理解、提高教学水平。
3、每次电气专业学生的参观实习都要求教师参加,以提高教师对实践知识的认识,对电气工程及其自动化专业所涉及的专业知识有一个整体的把握,也提高了青年教师的专业实践能力。
4、充分利用社会教学资源,将各教学环节落到实处,开拓学生的视野。
(五)教学团队建设促进教师科研能力的提高
1、把相关教师组织起来,建立教师团队,可以提高教学、科研工作效率,有效解决教学、科研经常面临的时间矛盾。按照以人为本的思想,不能要求每位老师同时把教学与科研搞得一样好,而要提倡互相合作、取长补短、相互促进、共同发展。擅长“讲”的多上课,把团队中好的研究成果、好的教学内容等及时传播给广大学生;擅长“研究”的多搞科研,多为讲课者提供丰富、高质量的教学素材和教学内容。只有把两者有机结合起来,互相合作,才能取长补短,共同提高教学与科研质量。承认能力差异,不作硬性和统一要求,有利于教师各尽所长,各得其所,共同提高。
2、团队促进教学内容和科研内容交融互补、教学科研同步交流、科研和教改项目互促。建立工程技术服务农业生产的目标,依托学校优势学科,从中寻找科研课题,由小到大逐步作强电气工程学科。促进强弱电的结合,积极寻找交叉点,扩充教师的知识面,提高互补性。由有科研和实践经验的教师带队,积极申请科研项目,联系横向课题,激发青年教师的科研积极性,培养其科研能力,最终提高其教学联系科研和实践的能力。
五、教学团队建设多方面提升了电气工程专业的教学质量
电气工程教学团队能够提供一种民主、平等、沟通、协作、共同进步的和谐发展环境,这种环境能提供心理支持和技术支持,使教师觉得可以表达他们积极或消极的情感,即使是在教学中遇到了挫折,也能坦陈失败与弱点,通过寻求团队其他成员的支持与协助,进而获得能力与经验上的提升。教师,特别是年轻教师都能够自觉努力的提高自身的学历和职称。硕士以上学历由12%升至30%以上,在职称方面有3人晋升为副教授,6名青年教师晋升讲师,以较快速度提升了团队教师的学历和职称,极大改善了职称结构,也提升了教师的业务能力。
团队建设有利于实现教师群体专业发展,团队成员在团队带头人的领导和辐射作用下,取长补短,分工协作,从整体上提高教学效果,提升教学综合实力。而当每个教师个体不断提升时,整个团队就会汇聚出共同的方向,形成合力,实现教师群体的发展,从而带动了整个专业的发展。专业发展了,专业的教学质量也得到了明显的提高,学生有了较好的专业基础、专业素质及实践能力,在2006年、2007年和2008年学生的就业一年一个台阶,就业形势喜人,其中2006届学生初次就业率达到70%、2007届初次就业率达到80%,特别是2008年学生只要拿到毕业证,都有几个单位待签。2008年、2009年和2010年的初次就业率见表1。毕业生初次就业率是最能反映专业适应社会经济需求的指标,其可信度也最高。而且毕业生的工作单位大部分都是各地区、县的电力公司和供电局,学生分配后工作稳定、收入和工作待遇都很好,学生对工作单位也较满意,工作积极性高,在工作中能尽职尽责。多年的高就业率说明电气工程及其自动化专业符合社会经济的需要。
实践证明,通过教学团队建设与改革,加强教学管理工作和教学各环节建设,把教学管理工作与教学各环节建设作为教学团队建设内容,促进课程建设、教学方法的改进、教学研究和实践能力的提高等。将有效克服不足、加速提升电气工程教学团队(本系)、本专业的师资水平和教学质量,促进学院学科建设。
参考文献:
[1]刘宝存.建设高水平教学团队促进本科教学质量提高[j].中国高等教育,2007,(5):29-31.
[2]孙华,余宏亮.质量工程背景下高校教学团队建设的路径选择[j].阜阳师范学院学报(社会科学版). 2009.(1):116-117.
[3]傅运春,唐红梅.以科学发展观为指导建设高水平教学团队[j].广东白云学院学报, 2010,(1):50-55.
【关键词】电气自动化;电气工程;应用
前言
在现代社会的发展下,电气自动化已经融入到了各行各业中,成为了不可缺少的一项技术。不管现在的电气自动化技术已经达到了什么样的地步,它还仍旧有许多需要改进的地方,只有不断的探索不断的改良才能将对未来的设想实现。本研究针对电气自动化的现状应用以及未来电气自动化的发展趋势做出了浅显的分析,我们需要有更多的人才从中创新,为改革电气自动化技术做出不懈的努力,实现电气自动化技术的光明未来.
1 电气自动化技术概述
从目前的情况来看,电气自动化已经与人工智能及IT技术实现融合,且可以应用于开放式信息平台中。电气工程中应用的多种仪器仪表,包括控制器、传感器、执行器等均有效融合了IT技术与自动化控制技术,随着多媒体及网络通信技术的发展, 电气自动化领域中所使用的IT技术也将会变得更多,发展前景非常广阔。将人工智能技术与电气自动化技术融合在一起,能够有效提高电气自动控制的智能化水平。 电气工程是近年现代科学中发展势头强劲的一门重要学科,在全球的高新技术范畴中也占有一席之地。在一定程度上来讲,一个国家电气工程学科的发展水平代表了这个国家的科学研究能力。例如,现代通信技术有力的推进了网络信息平台的发展,开创了信息时代的新局面,引领了一种新的生活方式。电气自动化可以实现机械设备在生产中的自行管理,包括日常检测、信息数据的整理等一些可以预先设定的操作。电气自动化技术应用的行业范围非常广泛,为人们的生活提供了极大的便利。随着社会化生产对电力的需求逐年增加,人们生活的各个方面也离不开电力的支持,在这一大的发展趋势下,电气自动化技术也将有更广阔的发展空间。
2 电气自动化在电气工程中的应用分析
2.1 分散控制系统在发电厂中的应用
分散控制系统(DCS)充分融合了自动控制技术、通信技术、计算机科技技术及显示技术,具有可靠性高、监视及扩展性能好及编程容易等优点,是一种常见的电气自动化技术,目前该技术在发电厂中得到了广泛应用。某发电厂在设计自动化管理系统时将电厂网孔及机组部分纳入了DCS设计中,同时取消了原有的网控室,利用中心控制室实现全过程控制,同时利用NCS控制及检测电气系统及升压站。具体应用情况如下:(1)DCS的系统构成。该系统由操作员站、端子柜、扩展式继电器柜、控制站组成,数量分别为2个、1个、1个、1个。在连接系统中的A网及B网时主要采用总线连接的方式,连接后保证系统中的各个部分能够实现统一运作且具有一定的独立性,系统中的C网为信息网,通过C网可以有效连接IP通信协议及DCS控制下的单元机组,并保证NCS的OPU端与NCS的OPU端实现连接,连接后可使发电厂中的整个DCS系统能够共享各类通信数据。(2)DCS自动化控制的实现方式。该发电厂中的DCS系统实现自动化控制的核心为基础通信网络,通信网络能够将历史数据库(HSU)、实时控制单元(DPU)、共层师站(ENG)及操作员站(OPU)连接在一起,上述子单元的节点被连接在一起后能够保证顺利实现高速传递实时数据、组态信息及各类控制指令。传输信息的介质为同轴电缆,管理信息传递的方式为以太网,利用以太网结构传输数据时采用CSMA/CD方式,经试运行后发现系统的通信传输速率可达到10Mb/s。
2.2 微机保护系统在变电站中的应用
在建设变电站自动化系统时可采用微机保护系统,该系统的数据采集及数据控制基础为微机保护,在应用该自动化系统时可以有效结合自动化测量、控制及保护。以110kV变电站为例,在应用微机保护系统时需要做好以下工作:(1)监控系统。为了满足变电站的无人值班管理需求,通常需要采用设备层、间隔层、站控层、集控中心分层操作的设计方式,其中设备层、间隔层及站控层仅具有检修操作及后备操作功能,在实际应用时可以根据需要调整监控范围及自动化控制方式。监控系统中的站控层由网络系统、打印机、运动主站、公用接口、操作员站及主机构成。此外,监控系统主网络结构为分布式结构,站控层为以太网结构。(2)直流系统。110kV变电站直流系统的额定电压均设置为110V及220V,单母线的接线形式为分段接线,微机型自动检测装置为直流接地,蓄电池组为阀控式电池组,设置一组即可。如为半地下式或大型110kV变电站,则需要设置两组或两组以上的电池组,电池组的容量为100Ah~200Ah,在出现突发事故时,应能够满足2h以上的临时放电需要。(3)二次设备。集中布置二次设备,可分开布置监控设备与继电器室;注意统一二次设备外形、颜色及柜体结构,并合理选择测控设备组屏方案。在继电器室中集中布置主变压器直流柜、测控柜及保护柜,同时在继电器室中预留备用屏位,备用屏位在总屏位中所占的比例应控制在10%左右。此外,在预警系统方面,通常将摄像头安装于主控制楼入口处,同时在变电站围墙上安装远红外线探测仪,确保监控系统发出预警信号后调度室及集控中心可以及时响应。
2.3 中间件技术在电网调度中的应用
中间件指的是连接操作系统与硬件的电气自动化通用服务,中间件具有标准协议及程序接口,可以根据电网调度自动化系统硬件平台与操作系统的需要调整协议规范及程序接口。目前在电网调度系统中使用的中间件类型包括交易管理型、面向消息型、对象型及web型。以SCADA电网调度系统为例,应用中间件技术的具体情况如下:(1)数据服务模式。利用SCADA系统进行电网调度的过程中可产生多种事件记录,包括装置报告、事故追忆、保替与日志、历史数据及实时数据。针对上述事件记录,中间件可提供以下三种远程传输服务模式,即通知事件变化服务模式、数据订阅服务模式、请求应答同步服务模式。在中间件提供服务时接收方通常为HMI,服务提供方始终为服务任务,服务内容主要为屏蔽掉部分无用数据,保证数据来源的单一化。一台服务器只能对应于一个中间件,但一个中间件可以同时服务于多个HMI应用任务。(2)数据访问服务实现模式。SCADA电力调度系统的中间件由COM组件(5个~10个)构成,中间件中的包容器主要有事件信息组件、历史数据组件、实时数据组件,以上组件均具有远程服务功能且同时可以支持DCOM组件、连接SOCKET网络,因此能够为采集站与处理站之间的数据通讯提供保障。此外,中间件中各个包容器处于相互独立状态,可以保证各类服务类型不受干扰。
3 电气自动化的发展前景
现下,电气自动化技术在电气工程中得到广泛应用,这种应用有着非常大的潜力,在未来的发展的,电气自动化技术会不断的向着智能化方向发展,这既有利于实现在线监测,也有利于促进中国经济社会的进一步发展。一次设备的智能化要想实现发展,就必须以二次设备中所涉及的功能时间为基础,此外,还要不断降低一次设备以及二次设备之间连接使用的控制电缆和强信号电缆的使用,这有利于保证一次设备以及二次设备之间信号传输不受影响,最终保障一次设备的安全稳定运行。实现自动化技术的应用既有利于监测某些重要参数的变化,也有利于及时的发现设备中可能出现的一系列故障并及时的解决这些问题,当然,要想真正意义上的全面推进电气自动化技术的使用,相关企业或者单位还需付出更多的努力。总之,电气自动化技术在电气工程中的发展有着很大的前景,而这种前景需要人们不断的去发现、不断的去挖掘。
4 结束语
综上所述,电气工程的发展依赖于电气自动化技术的不断推广应用。目前电气自动化已经成为电气工程领域发展的主流趋势,为了保证在电气工程中充分应用自动化技术,则应明确电气自动化发展现状及应用情况,以便在建设电气工程时合理选用自动化技术。
【关键词】电气CAD;AutoCAD2007;教学改革
1.引言
随着科学技术的发展,电气CAD技术在工程学科领域中显得尤为重要。随着计算机技术的不断普及,人们对CAD(即计算机辅助设计)的需求也在不断提高,在大量的电气自动化岗位,需要进行CAD制图和设计,因此,在众多高职院校的机电类和自控类专业都开设了AutoCAD电气工程制图这门课程。结合近几年的教学实践,笔者认为,该课程教学应体现高职院校电气工程专业的特色,使学生在较短的时间内熟练掌握与专业相关的CAD绘图方法和技巧,具有较强的岗位实践操作技能,能够满足不同就业岗位的CAD制图和设计的要求,提高就业能力,提升就业质量。高职院校《电气CAD》课程教学必须采取了积极的措施,探索教学效果良好的教学方法。
2.优化教学结构,合理组织教学内容
“电气CAD”课程把电气技术国家标准、电气工程专业知识体系和AutoCAD2007软件技术紧密结合,以训练电气制图与识图技能为核心,以工作过程为导向,依托AutoCAD2007绘图软件,详细介绍了AutoCAD2007系统操作方法,电气工程涉及的常用电气图的基础知识,典型电气图的绘制方法与技巧等内容。授课结构是保证课堂教学好坏的一个重要条件,讲课内容根据所教课程的目的、要求,将零散的内容进行归纳总结,从而使授课结构条例清楚,有系统性和逻辑性。“电气CAD”课程具体的教学内容结构由如下几部分构成:
(1)电气CAD-AutoCAD2007的设计基础
AutoCAD2007是一个用于工程设计的软件,在Windows操作系统下功能强大,广泛应用于机械、电子、土木、建筑、航空、航天、轻工、纺织等专业。业界应用最广泛,功能最强大的通用型辅助设计绘图软件。主要用于二维绘图,也具备有限的三维建模能力。AutoCAD2007设计基础内容包括概述、基本知识、基本操作、图形编辑、文字标注与尺寸标注、图块与属性、打印等内容。具备对图形进行修改、删除、移动、旋转、复制、偏移、修剪、圆角等多种强大的编辑功能缩放、平移等动态观察功能,并具有透视、投影、轴测图、着色等多种图形显示方式;提供栅格、正交、极轴、对象捕捉及追踪等多种精确绘图辅助工具;提供块及属性等功能提高绘图效率,对于经常使用到的一些图形对象组可以定义成块并且附加上从属于它的文字信息,需要的时候可反复插入到图形中,甚至可以仅仅修改块的定义便可以批量修改插入进来的多个相同块使用图层管理器管理不同专业和类型的图线,可以根据颜色、线型、线宽分类管理图线,并可以控制图形的显示或打印与否;可对指定的图形区域进行图案填充;提供在图形中书写、编辑文字的功能;创建三维几何模型,并可以对其进行修改和提取几何和物理特性。由于内容比较零散,可以将软件应用这块内容划分为六个部分:AutoCAD2007绘图软件基本操作、绘制电气元件图、绘制电子电路图、绘制控制电气工程图、绘制建筑电气工程图。
(2)电气CAD应用实训
学生根据电气CAD课上绘制的电气控制线路图,到电工实习实训室中进行线路的安装与调试。学生在学习的过程中,由浅入深,循序渐进。先绘制三相电动机正转控制电路,根据绘制的电路图到电工实训室安装调试。在此基础上,并进行优化和改进,对电路进行仿真实验,与以前的实测数据比较,充分体现电子CAD在实际设计中的优点。通过实例学生能巩固原理图绘制,PCB制作过程和操作技巧,初步尝试电子CAD技术在实践中的应用。这部分内容是本课程的升华。
从上述“电子CAD”课程的教学内容的组织安排上可以看出,内容充实,结构紧凑,注重实践,理论联系实际是本课程的特色,为取得好的教学效果打下(下转封三)(上接第208页)良好的基础。
3.教学方法
教学方法是保证教学质量的一个十分重要的因素,“电气CAD”课程的教学不同于一般理论课的教学,它具有较强的应用性。教师如果按照常规方式照本宣科,很难收到良好的教学效果,在教学中要积极开展多媒体等现代化教学手段,以达到良好的教学效果。在CAD实验室讲授,以方便学生的实际动手能力,便于理解掌握。加强实践教学,适当增加上机内容。安排适当的时间进行综合训练,提高学生的实际绘图能力。适时引进新的教学内容,拓宽学生的视野,增强学生的适应能力。
3.1 采用项目教学法,分解知识点
项目任务的明确对于今后的学习与任务的最终完成起着至关重要的作用。项目的设计与选择应根据教学大纲对于达门课程相关知识和技能的实际要求而定,讲授课程的教师和具备实践经验的专家进行讨论,项目设计要有层次,把完成整个项目必须掌握的概念和知识分解到项目设计的不同阶段,通过这种循序渐进的方法,让学生最终掌握这门课程的完整知识。设计精巧的“项目实例”能充分调动学生的学习热情和求知欲望,在融洽与和谐的情境中获得良好的教学效果。项目的提出应由老师在课程教学前做出周密的规划,采用先易后难,先简后繁的原则来设置具体的项目实例。
在电气CAD教学中,先对AutoCAD2007软件作简要的介绍,之后在课程教学前期要学生完成一个放大电路印制线路板开发的项目;中期完成单片机最小应用系统电路的线路印制板的开发项目和电压检测与显示电路印制板;最后让学生完成电装工件电压检测控制电路印制板制作项目。在完成了这4个项目之后,本课程的教学目标也就达到了。在第一个项目放大电路印制线路板开发项目中,学生可掌握protel99SE软件的初步使用,PCB线路板开发的流程,熟悉各种窗口的功能;在第二个和第三个项目教学中,除了强化前面所学习的知识点,还将元件封装的创建、设计规则的使用、各种PCB报表的生成以及电路仿真等知识点进行深入讲解;在最后一个电压检测控制电路印制板制作项目教学中,完全以实际项目开发的过程来开展教学,给出电路原理图,和尺寸,电气参数的要求,让学生独立完成PCB线路板的布线,最后分组做出样板。通过这一阶段的教学,使学生能感受的PCB项目开发的真实过程,为以后从事相关的工作打下基础。
3.2 AutoCAD2007E软件教学强调学生自主学习与协作学习
“电子CAD”课程中protel99SE软件是作为工具应用于电子技术中,专门用来学习protel99SE软件操作的教学学时数占课程总学时数的25%,因此,对AutoCAD2007软件的学习要求学生以自主学习的方式完成。学生通过教师的引导,掌握自主学习的基本方法,感知自主学习的实质和乐趣,这个部分主要体现在课堂教学上。通过自主学习与协作学习完成项目是项目教学法的重点,问题提出并设计好了执行的过程后,学生就需要通过各种途径、各种方法、各种手段去完成项目任务。学生必须主动地参与到整个学习过程中,通过自主学习与协作学习来迁移旧知识,构建新知识,从而完成一个个的任务。以电压检测控制电路印制板制作项目为例,针对原理图元件的导入、编辑与元器件的新建,涉及多种对象的认识、理解与操作;对于报表的生成与修改,涉及控件与报表的知识;PCB图设计中涉及到对电路板物理特性的规划,元件布局涉及到电子元器件之间的相互干扰,元件封装涉及到对电子元件尺寸到考虑等等的知识内容。除了这些操作性知识外,还有其它的很多操作和要考虑的问题,需要学生去处理、解决。对于这些问题的分析与解决,学生可以先查阅有关的教材、资料,在上机实践中,逐步地理解、模仿、改造,进行自主学习;然后鼓励大家共享资料,相互讨论、交流,进行协作学习;遇到困难时,还可以有教师的指导与帮助,比如老师可以提供一些类似问题的解决方案等,以利于项目的完成。
在电子CAD课程的教学中,通过自主学习和协作学习的教学方式,学生的学习兴趣被激发,学习主动性大大提高了,使教学效率和教学效果都有明显的提高。
4.加强实践教学环节,注重培养学生综合能力
在“电子CAD”课程的教学中,要融入先进的设计方法,注重理论与实际相结合,重视对学生综合能力和实践能力的培养,增加“电子CAD”教学内容的实践环节,拓宽“电子CAD”教学的广度和深度。在项目化教学中,接触各种实际的和模拟的设计与制造课题,进一步消化、巩固所学理论知识,提高分析、解决问题的能力,进一步提高学生灵活应用的能力。在实践教学内容的安排上,与实际应用中典型的印制板制作紧密结合。在实践环节的教学中,启发学生思路。在保证必备的基础知识的同时,通过具体软件在设计中的使用,通过大量实际训练,使学生达到掌握举一反三的、熟练的专业应用能力的程度,使学生能将掌握的电子CAD技能应用于电子技术中,也为将来自己设计和改良一些使用设备打下良好的基础。
5.学习效果评价的多样化
“电子CAD”课程是实践性很强的课程,尽管在教学过程中尝试了很多方法,仍然发现部分同学的主动性不够,学习不够深入。为了激发学生学习的自觉性、主动性,学习效果评价采取多样化的形式。在项目化教学过程中,学习效果采用自评、互评、教师点评相结合的评价方式。首先,学生对照评价内容与项目总结自己的掌握情况,还有哪些操作不会,遇到问题是怎么解决的,效果如何;其次,引导学生相互评价,以促进学生之间相互讨论,取长补短;同时也使学生学会欣赏别接纳别人的观点,从而提高学生的综合素质;再次,对学生在整个学习活动过程中的参与程度、与作交流的情况、运用和掌握的科学方法、科学态情感体验等多方面进行综合评价;最后,教师分析任务完成情况,要善于发现学生的闪光点,积极参与,就要鼓励;只要努力探究,就要表扬;有进步,就要肯定;同时统计学生在任务完成中的问题,教师应及时予以总结指导。
另外,为使学生能够真正掌握“电子CAD”课程内容,除了对教学内容认真组织外。教学过程中,还采取作业和考试兼顾的方式,精选与实际应用紧密结合的电路设计案例作为作业和考试的内容,以培养学生解决工程实际问题的能力。
6.总结
通过“电子CAD”课程的建设和改革,使课程内容更加符合实际应用,课程体系更加优化。在教学方式上通过不断的改革和创新,加强和优化实践环节,注重理论联系实际,注重培养学生自主学习的能力和创新实践能力,为学生的就业创造更好的条件。在近两年的“电子CAD”课程教学实践中取得了良好的实际效果。
参考文献
[1]杨亭.电子CAD职业技能鉴定教程[M].广东科技出版杜,2007,8.
[2]王廷才.电子线路CAD protel99使用指南[M].机械工业出版社,2007,7.
工业工程(IndustrialEngineering,简称IE)是一门工程技术与管理技术相结合的综合性工程科学,它以降低成本、提高质量和生产率为导向,采用系统化、专业化和科学化的方法,综合运用多种学科的知识,对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行规划、设计、评价、创新和决策等工作,使之成为更有效、更合理的综合优化系统,并对系统的运行及效果进行鉴定、预测和评价。
IE在19世纪末起源于美国,并在欧洲、日本等国家得到迅速应用和发展。到了二战期间,美国多数大学的工学院都已经相继成立了正系,并开始招收IE硕士生,到1990年美国已有150所大学的工学院设有IE系,其中92所可以招收硕士生。1992年国家教育部批准西安交通大学和天津大学首批设立IE专业,1993年正式招收IE专业本科生,目前,我国已有150多所高校设立了IE专业。1999年国家教委批准设立IE工程硕士点。
2.工业工程专业硕士研究生的特点
IE最初主要应用在机械制造、电气工程、材料工程等领域,随着现代管理发展,IE的应用范围已扩大到服务行业、公用事业甚至政府部门。工业工程强调“系统观念”和“工程意识”重视研究对象的“统筹规划、整体优化和综合原理”。目前现代工业工程涉及的研究方向主要有:人因工程、生产及制造系统工程、现代经营工程、工业系统分析方法与技术等。
IE专业硕士研究生都是具有四年以上实践经验的企业及事业单位的在职专业技术人员和管理人员,他们经过了一定的工程技术和工程管理工作的训练,积累了丰富的实际工作经验,独立工作能力较强。但是,由于他们本科毕业已多年,外语水平不高,计算机基础和应用能力较弱,基础及专业理论知识相对薄弱和陈旧,但分析和解决问题的能力较强。另外工业工程专业硕士研究生大多是作企事业单位的骨干或重要领导者,他们是带着工程实践中的实际问题而来的,具有强烈的求知欲。工程硕士学习方式是“进校不离岗”,集中在每周六和周日集中授课,保证了工程硕士在不耽误本职工作的前提下,学习专业知识。
3.创新工业工程工程硕士人才培养模式
3.1 工业工程专业硕士培养的总体目标
工程硕士的培养应该按照“积极发展、规范管理”的指导思想,认真分析和把握工业工程硕士培养的特点,努力提高工业工程硕士培养质量。工业工程领域硕士学位获得者应具有坚实的自然科学和社会科学的基础理论知识,系统的掌握某一门工程专业知识和工业工程的基本理论与方法,懂得现代工程经济和现代工程管理理论,掌握解决工程技术问题的先进技术和手段,并能综合应用这些理论和方法,分析、解决生产实际问题。
3.2 创新工业工程人才培养模式
在体现新时期社会发展需求的前提下,我们在以下几个方面加强正专业工程硕士创新型人才的培养:注重科学研究能力、工程实践能力、组织协调能力、创新能力的全面培养,突出创新能力;重视知识、能力和素质的协调发展;加强管工结合,因材施教,灵活教学,注意IE领域工程科学技术发展前沿知识的传授。
(1)优化培养方案,完善课程体系
工业工程硕士是工程领域里的一种专业学位,它侧重于工程应用。课程设置强调较宽的学科覆盖面,因此必须对工程硕士生加强基础理论和拓宽专业知识,建立起一个合乎工业工程工程硕士知识结构、能力结构和素质结构的培养方案。管理领域的工业工程课程设置主要包括:①学位课程。科学社会主义理论与实践、自然辩证法、外语、运筹学、计算机软件基础、工程经济学、战略管理、工业工程理论与实务、先进制造技术。②选修课。现代生产与管理、人因工程、质量系统工程与管理、新产品开发学、设施规划与物流分析、价值工程等与工程结合的工程领域或相关的技术课程。学位课学分19分,累计学分33分。
(2)有效利用现代信息技术
信息技术的飞速发展,为教育和教学方式的变革提供了可靠的保证。应用远程教育和多媒体等手段进行教学,可以凭借其信息量大、交互性强,覆盖面广等特点,突破传统教学的时空限制。这种新的教学手段可以适应工业工程硕士生不能像全日制学生那样集中时间学习的特点,学生可以在业余时间和工作的空闲时间里进行自修,老师可以通过网络手段如电子邮件等给学生布置作业和答疑等。
(3)抓好工程硕士学位论文质量关
①论文选题与开题。工程硕士论文研究题目一般直接来源于企事业单位生产经营和管理工作实际,工程背景明确、应用性强。论文有一定的技术难度、先进性,体现作者综合运用工业工程科学理论、方法和技术手段解决工程实际问题的能力。论文开题报告由导师审查通过后,由学校组织3-5名具有副教授以上职称的专家小组论证,通过者方可进入论文阶段。②论文指导。工程硕士的指导采用双导师制,有校内具有工程实际经验的导师与企事业单位内经单位推荐的业务水平高、责任心强、具有高级技术职称的兼职导师联合指导,保证工程硕士论文的质量。③论文答辩。论文经过导师审查通过,且工程硕士生完成了培养方案中规定的所有环节并成绩合格,才可以申请参加学位论文答辩。工程硕士生学位论文应有3位专家评阅,其中一位为校外专家评阅,另外两位为校内专家。答辩委员会由5位专家组成,并聘请校外工程领域具有高级职称专家作为答辩委员会主席。
4.结论
经济的快速发展,在一定程度上影响着生态环境,主要表现在人们越来越追求经济效益,在经济发展过程中忽略对生态环境的保护,在一些建设项目中频繁出现不合理利用与不合理开发的现象,对生态环境造成了严重的破坏,出现了一系列的环境问题,例如:工厂生产中排放的废气造成的大气污染,房屋装修以及车辆鸣笛造成的噪音污染,生活中的一些垃圾得不到有效的处理而造成的废弃物污染,还有就是一系列外在因素导致水质以及城市景观受到不同程度的污染等,这些污染严重的破坏了生态平衡,对人们的生活环境造成了极其恶劣的影响,出现这些污染的主要原因就是人为因素。
环境艺术设计的概述
环境艺术设计,包含了设计、艺术以及环境这三个方面中的基本概念,不仅仅要对这三个方面的功能进行准确的定位,还要将这三个方面紧密的联系在一起,环境艺术设计是改善、保护生态环境的重要手段。
环境艺术设计中的基础知识,主要包括:色彩构成、结构物理、立体构成、绘画以及建筑制图等;环境艺术设计中的设计理论,主要包括:名族文化、美学、社会法律法规、社会学、哲学、艺术以及经济学等;环境艺术设计中的应用学科,主要包括:植物学、地质学、城市规划、生态科学、建筑学、电气工程学、气候学、声学以及材料学等;环境艺术设计中的研究范围,主要包括:园林设计、景观艺术、建筑设计、城市规划、广场设计以及室内设计等。
1.环境的概念
环境,实质上就是指一个非常大的空间,每一个人都生存于某个环境中,环境包括空气、阳光、水资源、动植物以及一系列环境因素等,从环境产生的客观规律这一角度来看,环境不仅仅是大自然所创造出来的自然环境,还包括人类利用各种手段创造出来的人工环境。
2.环境艺术的概念
环境艺术,实质上就是指将自然环境作为基础,利用不同的艺术设计手段以及技术手段对人工环境进行构造的一门艺术,环境艺术能够有效的满足人们对于自然环境的需求,有效的对人、自然以及社会这三者之间的关系进行协调。环境艺术是作为一种艺术形式而存在的,它不同于其他的艺术形式,能够对自然环境中存在的缺陷进行有效的完善。
3.环境艺术设计的基本概念
环境艺术设计,实质上就是指在某一个指定的区域内,将公共基础设备设施、环境绿化、雕塑、建筑物等一系列要素,运用艺术的手法对其进行布局,主要的内容就是对建筑物外部空间中的艺术环境进行塑造,它是一门以现代环境科学为基础的艺术设计学科。从广义的层面来看待环境艺术设计,可以说它包含了现代所有的设计与艺术,在艺术设计领域中呈现的是一个综合性的系统;从狭义的层面来看待环境艺术设计,这一专业的主要内容就是对建筑外部以及市内空间的形态进行设计。
生态理念在环境艺术设计中的应用
传统的环境艺术设计中,没有充分的重视对环境的保护,已经无法满足现在环境艺术设计在发展过程中的需求,而生态理念在环境艺术设计中的应用,提升了环境艺术设计中对于环境保护的重视程度,环境艺术设计中可以利用环境生态学中的原理建立一个生态功能良好的系统,能够有效的对自然环境中的资源进行利用,减少废气物体的排放量,增强自然生态环境中的平衡。
生态理念在环境艺术设计中的应用,主要体现在以下几个方面:
1.生态设计与保护
生态设计,实质上就是利用生态学原理,对环境艺术设计进行指导,主要的目的就是对自然生态系统中的平衡性进行有效的维持,保持自然生态系统中物种的多样性,确保自然生态系统中的资源能够取之不尽。随着我国在生态环境方面的发展,人们自身的生态意识得到了进一步的加强,自然环境中的一些技术也得到了有效的改进,生态设计这一理念在自然环境保护中的作用也越来越重要,而且逐渐的渗透于人们的生活中。生态设计的理论知识以及设计手段也在不断的完善与发展,生态理念在环境艺术设计中的应用,有效的减少了自然环境中人为因素的干扰,能够最大限度的降低一些外在因素对自然环境的破坏程度,促进了自然生态系统中的平衡。
2.生态环境的恢复与促进
自然生态系统,具有非常强大的自我恢复功能,能够对一些破坏进行自我调节,而且调节之后的恢复速度很快。但是,就目前来看,生态环境的破坏不仅仅只是因为自然因素,还有人为因素的影响,而且人为因素在自然环境的破坏中占据着主导的地位。一些垃圾场、荒废地基以及遭到人为因素严重破坏的区域,已经成为环境艺术设计中设计人员的主要设计对象,利用生态方式解决这些设计对象中存在的环境问题,已经成为环境艺术设计人员的主要任务,也是主要的设计目标。在对那些遭到严重破坏的场地进行设计的过程中,第一件要考虑的事情就是如何使用生态化的手段来恢复这块场地中的环境,还要充分考虑到对生态环境的保护,利用环境艺术设计这一手段对生态环境系统中存在的不足与缺陷进行完善。
3.生态环境中的补偿与适应
随着我国工业行业的快速发展,消耗了大量了生态环境资源,尤其是不可再生资源,导致生态环境中的资源逐渐减少,针对这一实际状况,环境艺术设计中的补偿性,运用科学合理的方法来促进生态环境的自我恢复,减少工业化发展对自然环境资源的消耗。生态理念在环境艺术设计中的应用,有效的减少了不可再生能源的消耗,还在很大程度上提升了人们对于可再生能源的利用率,例如:水能、风能以及太阳能等。
4.生态资源的开发与利用
现代环境艺术设计,必须始终坚持循环利用生态资源这一理念,环境艺术设计要最大限度的开发出可再生资源,然后对这些可再生资源进行有效的利用,充分的发挥出生态资源的作用。
环境艺术设计必须重视对自然资源的利用,例如:化石类燃料的燃烧的过程中,会产生大量的硫化物以及氮气,这些物质散播在大气层中会形成酸雨,严重的破坏生态环境,所以严格的控制化石类燃料的燃烧,对于自然生态环境的保护以及减少环境污染有着非常重要的作用。太阳能、水能以及风能的有效利用,对于环境的保护以及促进经济发展有着十分重要的意义,例如:太阳能热水器、水力发电以及风力发电等。
现代生活中的废弃物处于一种逐渐增加的状态,生态理念在环境艺术设计中的应用,使设计人员更加注重对于一些废弃物的再利用,还有对于自然生态循环系统的构建,例如:日本对某一个展览馆进行构建的时候,使用的建筑材料全部都是再生纸板,充分的体现了对再生材料的利用。
结 语