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按照教育部电气信息类专业目录和定位,电气信息类专业方向涵盖电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、电子科学与技术、生物医学工程等专业。从学科内涵来看,电子信息类专业涉及的主干学科包括电气工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、电子科学与技术、信息与通信工程。由此决定了电子信息类专业教学应遵循以下四个原则:以电气工程为背景;以控制理论为基础;以信号分析和处理为手段;以计算机、电子技术为核心。
二、人才培养目标和要求
从总体上来说,电气信息类专业大学生的人才培养目标是培养具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、系统工程、计算机技术与引用、网络技术、电子技术和信息系统等基础知识,能从事与电气工程有关的系统运行、运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、信息处理、试验分析、管理与决策、电子与计算机技术应用、各类电子设备及信息系统的研究、设计、制造、集成、应用和开发等领域工作的宽口径“复合型”高级工程技术人才。[2,3]当然,对于归属于电气信息类专业下的各个子专业来说,根据其主干学科的侧重点不同,其人才培养目标各有侧重。要实现上述人才培养目标,对电气信息类专业本科毕业生在业务、能力和素质方面应提出以下要求:掌握扎实的数学、物理、化学等自然科学基础知识,具备较高的管理科学、人文社会科学和外语综合能力,具有较高的军政素质;掌握电子信息类专业领域必要的技术基础理论知识,主要包含电工理论、电路理论、电子技术、信号处理、控制理论、计算机技术基本原理与应用等;系统分析、设计、开发及应用方面的工程实践训练,具有较熟练的与本专业相关的计算机软硬件开发能力;掌握本专业领域内1~2个研究方向的理论知识与实践技能,了解本专业学科的发展趋势;在本专业领域内具有一定的科学研究、科技开发、组织管理、团队合作的实际工作能力,同时要具有较强的工作适应能力。
三、电气信息类专业的人才培养模式探讨
目前,高校电气信息类专业课程体系设置主要包括公共课程、技术基础课程(又称专业基础课)、专业课程(简称专业课)三部分。[4]公共课程主要在低年级展开,包括文化课程类、工具课程类及能力培养课程类。公共课程是从学生可持续性发展的角度考虑,针对该类专业大学生必备的知识和基础,全面培养学生的基本素质,使学生获得较宽泛的公共基础学科的理论知识,从而为学生后续学习及工作打下坚实的基础。技术基础课程涵盖非常广,主要包括人才培养要求中提到的电路理论、电工理论、电磁场、电子技术、机械基础理论、计算机软硬件原理及对应的实验和设计等课程,使学生系统地掌握本专业领域必需的技术基础理论知识。专业课程根据电气信息类下属各专业特点选择相应的专业必修课、专业方向核心课以及专业拓展课,使学生掌握本专业方向的专业知识和技能,训练学生的专业设计、实践和创新能力,接触相应学科的学术前沿。综上所述,从课程体系来看,各个高校电气信息类专业课程设置都是严格遵循该类专业的专业定位、学科内涵、人才培养目标和要求而设置的,为学生提供了丰富的自然科学和专业技术知识,同时也在一定程度上提高了学生的实践和创新能力。然而,这种“始终以教师为中心”的统一的教学培养模式也不利于学生自主解决与课程对应的实验、设计过程中出现的各种问题,不利于学生系统理解和掌握电气信息类专业的各种相关技术,同时在一定程度上也影响了学生实践和创新能力的锻炼效果。
因此,为了促进学生理论与实践相结合、培养学生的创新能力,必须在当前“以教师为中心”的培养模式中增加“以学生为中心”的培养模式,充分调动学生的积极性和主动性,激发他们的探索和研究精神,让学生在逐步深入的学习过程中构建自己的本专业知识框架体系。为了充分调动学生的积极性和主动性,达到电气信息类大学生人才培养的目标和要求,应让学生根据自己的兴趣选择喜欢的课题,真正参与到一些没有借鉴的实际开发类项目中,与教师或学生共同讨论、设计并实施项目方案,了解电气信息类项目的整体实现过程以及可能出现的问题。如在新加坡国立大学电气与计算机工程学院,学校教师在学校主页上本科学生招聘信息(包括:项目名称、项目实现目标和要求、具体负责任务、对所招收学生的要求、联系方式等等);学生可以通过网站在线查找学校教师的招聘信息,针对自己感兴趣的项目可以联系相应教师,申请相关职位;教师收到学生申请要求后,组织面试;学生面试通过后正式加入该教师项目组,与团队协作共同完成项目任务。在国内高校,近年大量出现“大学生暑期企业实习计划”,即各企业在相关网页上暑期实习职位,相关专业大学生递交个人简历,申请企业提供的实习职位;企业组织相关人员进行简历筛选、笔试以及几轮面试,通过的学生进入企业进行实习。这种“大学生暑期企业实习计划”不仅让大学生了解和掌握了就业的相关知识、技能,锻炼和培养了大学生的社会实践以及进入社会的适应能力。同时,对于能够进入企业进行实习的学生,还能锻炼其创新思维、灵活应变的能力、持续学习和掌握新知识的能力、不断适应新环境的能力以及团队合作精神等等。由此可见,学生实践和创新等能力的提升需要实际的项目或任务支撑。为了更好地锻炼和培养电气信息类专业大学生的实践、创新能力,可以借鉴上述国外高校的人才培养方式以及“大学生暑期企业实习计划”,在本科生培养阶段可以引入“项目实习制”,引导学生尽早、更频繁地接触实际项目工作,感受专业氛围。另外,目前国内高校中一些青年教师指导的学生比较少。一方面,没有指导的研究生或者研究生数目比较少;另一方面,本科生毕业设计有时间限制(与项目进展不同步,缺乏延续性),因此导致教师有实际的科研项目但是缺乏足够的人力资源去实现。“项目实习制”不仅可以培养学生的创新实践能力,同时也能解决青年教师项目人员缺少的现状,对于高校来说是一个双赢策略。
本文介绍的“项目实习制”具体如下:1.实施方法高校教师根据自身需求(如国家自然科学基金研发项目、企业横向项目等),通过各种渠道(如校内网站等)项目实习职位需求,相关专业的各年级大学生可以应聘感兴趣的职位,教师经过考核后聘用适合的学生。聘用后的学生要按项目进度完成教师交代的各项任务,出现问题可以查阅资料、与课题组其他组员以及教师商讨。以“水压试验机故障诊断”项目为例,学生首先需要到现场进行调研,了解水压试验机设备的运行原理和流程,学习PLC(可编程逻辑控制器)、WinCC等软件编程方法,同时针对该设备的故障诊断问题提出可行的解决方法。此外,还要考虑方法的时效特性。2.管理方法高校制定有关使“项目实习制”进入正规化渠道。学校制定学生实习津贴标准,根据学生的考核成绩划分为五档:A档(考核成绩90分),B档(80分,考核成绩<90分),C档(70分,考核成绩<80分),D档(60分,考核成绩<70分),E档(考核成绩<60分)。根据学校规定的标准以及学生参与实习的时间,教师从项目人力资源经费中支出学生的津贴。3.实施过程和效果在项目实习的过程中,学生会遇到各种实际问题,通过自身所学理论知识、查阅相关资料、现场调研与高年级学生以及教师交流积极主动解决实际项目中出现的问题。“项目实习制”不仅能够培养学生技术方面解决实际问题的专业能力,而且对于学生个人综合素质(包括:创新思维、灵活应变的能力、持续学习和掌握新知识的能力、不断适应新环境的能力、良好的沟通能力、团队合作精神等)的培养也非常有益。相比而言,“项目实习制”比“大学生暑期实际计划”更加灵活,便于学生在项目实施的过程中发现问题,促进对书本知识的理解和运用。综上所述,通过这种“项目实习制”人才培养方式,本科生可以跟随教师进行研究性学习,并且可以充分利用实验室设备以及博士、硕士资源,把课堂“填鸭式”教学扩展为现场教学,为本科生今后的工程实践打下良好的基础。同时,大学生可以在本科阶段接触多个研究方向,有利于学生对本专业主要的研究方向有一个较清晰的认识,进而明确自身爱好所在,为学生继续求学或就业指明方向。
四、结束语
【关键词】国内外电气信息类网络教育资源比较研究
前言
互联网具有丰富的网络资源,人们却普遍认为优质资源匮乏,内容集成度低,针对性不强,希望建立更多优质、高效的专业资源库,一次性获得更多资源。笔者通过分析70多个国内外电气信息类专业网站,收集了国内外网络教育的论文120多篇,采用文献分析法和网络内容分析法研究网络教育资源,对国内外电气信息类网络资源进行了分析。
一、国内外网络教育资源发展态势
2001年4月美国麻省理工学院(MIT)实施开放课程资源项目,迄今在全球范围内获得巨大的成功,截止到2016年把2000多门课程的教学材料呈现在网络上,超过几十亿用户从中受益。在MIT的号召下,哈佛、卡耐基•梅隆、耶鲁、UC伯克利、英国开放大学等世界各国高校也竞相开放了其课程。近年来,我国网络教育资源的开发与应用也取得重要进展,初步形成覆盖各个教育层次的资源体系,促进了教育理念与教学方法的创新。几乎所有高校建立了教学资源库和数字图书馆。据统计我国建成4000多门国家级精品课程,近1000多门大学视频公开课、2800多门大学精品资源共享课。国内三大MOOC联盟组织:2012年5月组建,30所上海高校加入上海课程共享中心。2013年10月9日东西部高校课程共享联盟理事会在北京大学成立,该联盟是在教育主管部门的指导下,为实现高校优质课程资源广泛共享而自愿结成的高校联盟。2014年5月全国地方高校UOOC(UniversityOpenOnlineCourses)联盟在深圳大学成立,56所高校加盟,分布于全国40个城市,广东省18所高校。2014年5月8日,“爱课程”网中国大学MOOC平台正式开通,全国高校通过此平台进行MOOC课程建设和应用,首批10门“985工程”高校课程在2014年5月下旬陆续开课。
二、国内外网络教育平台比较
电气信息类网络教育资源依托于网络教育平台,这些平台主要来自两方面:高校研发或商业开发。国外典型的平台:BlackBoard、Moodle、Sakai、WebCT、Claroline、ATutor、Learningspace、Dokeos和CoSE等提供网络教学资源库及管理系统,集成了网络教学需求的主要模块,形成了一个相对完整的网络教学支撑环境。有研究表明:国外的网络教育平台更加注重教学过程与评价,如课件的制作与、教学组织、教学交互、学习支持和教学评价;国内的网络教育平台更加注重教学组织管理,如用户和课程的管理。专业网络教育机构(开放大学)往往需要注册、付费、获得授权才能登陆、获取网络教育资源。公共门户网站和普通高校往往是免费登陆,通过查找学院、课程等栏目获取网络教育资源。
三、国际开放课程联盟
国际开放课程联盟是全球网络教育的门户网站,了正式大学的课程资源,这些资源可以自由使用、复制、翻译和编辑,禁止商业利用,联盟不授予任何学位或证书。虽然国外网络公开课早在2002年就已经传入我国,但由于语言障碍,一直没有实现较快发展,直到2010年国内一些知名字幕公司,给这些国外高校网络公开课配上中文字幕,各大网站专门推出名校公开课频道,才使得国外高校网络公开课在国内流行。联盟提供课程教学大纲、日历、讲义、阅读材料、作业、考卷等文本资料,部分大学提供讲课视频和音频资源。使用Google浏览器可以在线翻译英、法、德、日、西班牙等语言,按语义、语言或来源搜索,可以快速找到电气信息类课程。2003年11月,国家教育部批准成立中国开放教育资源协会,其宗旨为“吸收以美国麻省理工学院为代表的国内外大学的优秀开放式课件、先进教学技术、教学手段等资源用于教育,以提高中国的教育质量。同时将中国高校的优秀课件与文化精品推向世界,促成教育资源交流和共享”。
四、国内外公共门户和高校网站资源
自2011年中国大学视频公开课通过爱课程网上线以来,提供首批20门课程供学习者共享,2013年首批120门中国大学资源共享课通过爱课程网向社会免费开放,可以按课程名称、作者、学校检索。中国高等学校教学资源网、国家数字化学习资源中心、中国高校电子电气课程网和全国高校微课教学比赛网提供了高校电气信息类专业名师、教材、课件、微课程等数字资源。网易、新浪和搜狐等公共网站开设了名校公开课,网易将哈佛、耶鲁等名校的视频课程翻译后上网,提供电气信息类60多门课程,支持iPhone、iPad等移动终端系统。国家精品课程资源网开放了国家级电气信息类课程246门。北京交通大学《数字逻辑与系统》、《信号与系统》提供完整的视频教程,上海交通大学门户网站链接《基本电路理论》和《电路实验》课程,除介绍专业理论、实验知识外,还设置了特色栏目:科学名家生平、教学顾问、实验演示、自学材料、网络交流和学生优秀小论文等。
五、清华教育在线与美国麻省理工学院开放课程
在清华教育在线课程共享联盟中,可以按教育类型、地区、学校或学科查询课程,国内30个省、市的250余所高校提供了电气信息类课程达2345门次。美国麻省理工学院了230多门电气工程和计算机科学类本科和研究生课程,包括数字系统、电力电子、机器人和控制系统、信号处理和通信工程等方向课程,占2000门开放课程总数的11.5%。根据2012年普通高等学校本科专业目录,12个学科门类共设置92个专业类,电气信息类包含电气类、电子信息类、自动化类、计算机类共4个专业类,占总专业类4.3%。由表一看出,电气信息类开放课程门数占总开放课程门数比例是6.5%,高于平均开放课程水平。
六、国内外部分电类网络课程内容比较
在英、美等国高校中,电气信息类偏重电能的课程资源越来越少,大部分都侧重于信息类。国外电路、电子技术与设计类课程的具有以下特点:①教学体系呈现百花齐放的态势,教学内容涵盖面广,除基本电路理论外,还包含模拟电路和数字电路的内容,强调电磁学—电路理论—电子学—数字系统的有机联系。②强调基础知识在各个领域的应用,重点是理解电路。开设与电路交叉学科的课程,与现代先进技术接轨。③强调实验教学,强调学生的动手能力。国内的电路、电子技术与设计类课程,基本按照电路分析—模拟电路—数字电路与系统三门课程顺序讲解,各自形成比较完整但相对封闭的知识体系,课程之间的衔接和联系并不十分紧密,采用的理论体系和分析设计方法各不相同。实验内容独立分散,实验项目多,但缺乏综合性、创新性。
七、国内外电气信息类网络资源、媒体类型比较
无论国内还是国外,电气信息类网络资源媒体类型:文本、PPT、XLS、PDF、音频、视频、图片、动画等。国内网络课程资源开放了虚拟仿真实验系统、网上答疑系统、网上自检系统、网上考试系统等各种形式的教学资源,与教材相结合,形成立体化的教学资源库。有调查显示最受学生欢迎的数字化学习资源:网络课程、在线论坛、教学课件、数字图书馆、试题库、教学专题网站和虚拟软件库等。国外网络课程资源注重课堂演示实验,注重学习进度的安排,重视师生及生生之间的交流与反馈,通常采用BBS、在线答疑、E-mail等手段,或将Blog、Wiki、Facebook、SecondLife等软件引入网络教学领域。结语有关网络教育的研究可分十二个方面的内容,笔者就国内外电气信息类网络教育资源做了一些比较和分析,提出以下一些观点:(1)在当今互联网+教育的时代背景下,各个国家都非常重视教育的数字化、信息化、网络化,不同国家、不同地区的网络教育资源分布是不均衡的。国内外高校和教育机构提供了比较丰富的电气信息类网络课程资源,实现了异地网络教育资源共享,打破了区域、语言的限制,因人而异的国际远程网络教育成为现实。(2)国内外使用不同的网络教学平台,具有课程管理和教学管理功能,通过搜索引擎可以查找不同学校、不同学科的网络课程。国内外电气信息类网络课程内容存在差别:相比较而言,国外课程注重融合、注重实用、注重更新;国内课程注重历史性、系统性和完整性。(3)纵观国内外电气信息类网络教育的资源建设情况,教育资源库是教育信息化的核心,是方便快捷地利用网络教育资源的平台。随着我国高校不断与国际接轨,加强网络教育的规划和指导,加强国内外的交流,建设基于合理开放、共享规范的组织体系,提高网络教育资源建设、管理、应用、共享水平,是当前高校教育资源建设中的重要任务。
参考文献:
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[2]杨进中,张剑平.国外开放课程平台及课程开发模式研究[J].中国电化教育,2012(04).
【关键词】 电气信息;信号处理;课程体系
近年来,随着以语言处理、图像处理、大数据分析处理等为核心技术的人工智能技术的发展,数字信号获取与处理的技术从制造业领域扩大到农业、医疗、教育、能源、国防等诸多领域,不断给人类社会带来更多发展。由此,随着信号处理理论与方法应用的范围的扩大,信号处理系列课程也成为国内外各个工科专业的核心课程,除了电子类专业,光电、机电、计算机、生物医学等各专业也均已开设信号处理系列课程。由于存在着与原有课程体系的衔接,其在教学体系建设和教学内容安排上存在各种问题。
一、课程群建设思路
面向国内外高等教育的发展,跟踪学科发展,借鉴CDIO 理念,以信号处理课群为背景,拓宽电气信息类专业知识模块为突破口,体现“厚基础,重应用”的特点,构建信号处理系列课程体系,及时引入高等工程教育的教研与科研成果,强化基本方法、基本技能,提高综合素养,实现具有普适性的学科大类工程基础教育的目标,并建立可持续发展的良好机制。
由于信号处理系列课程均以数学为主要工具,其理论性和应用性都很强,体系内课程之间及与相关课程之间在内容上具有一定的重叠性,需要分析各门课程内容的侧重点,理清课程之间的相互关系以保证课程内容的有效衔接,将其作为一个整体进行优化整合,以形成模块化的理论教学体系,并在大类知识平台上建立层次化的实践教学体系。在该体系下,注重理论与实验教学的有机融合,注重工程应用能力的培养。
二、理论课程体系构建
1、构建专业相关基础课程Map
通过深入研究信号处理系列课程在各专业中与前开、后续课程的知识相关性,按照国家“卓越工程师计划”的要求,按照知识领域、知识点构造知识能力矩阵,理顺各知识点的衔接关系,进一步理清对应课程的学期设置,为使其在培养计划中的设置更为合理奠定基础。
在电气信息大类学科中,通识教育的核心课程中,信号处理类课程主要包括信号与系统、数字信号处理两门核心课程,根据专业需求还有信号分析与处理、DSP 技术及应用以及系列实验课程等核心课程。结合各专业的开课情况,构建电工电子类专业基础课程体系Map,如D1所示,可供开设专业选择参考。对信号处理类课程整体要求较高的专业可以采用(a),要求较低的专业可以采用(b) 图结构。各专业可根据实际需要选择开设的课程及学期学时。
电气信息类专业的首要专业基础课程为“电路”(非电专业为“电路分析”)课程,它也是“自动控制原理”以及信号处理系列课程的理论基础,一般课程群中的基础课程“信号与系统”需设置在“电路”开课后的学期。“自动控制原理”课程一般可以与“信号与系统”同时开设。若有些专业对信号处理类课程要求不高,建议开设“信号分析与处理”课程,建议学时为64学时(至少48学时),由教学经验,开设在“自动控制原理”课程之后授课效果较好。
2、建立课程群体系结构
按照信号分析系统分析信号的数字处理系统的实现作为教学体系的组织结构,实现原理、方法和应用的有机结合,构建课群内课程的知识能力矩阵。各专业可选择与本专业相适应的教学内容及学时,以形成适合本专业的教学内容完善、分工合理的教学体系。建立信号处理课程群内课程的体系结构,如图2 所示。
课程群中,信号与系统、数字信号处理两门课程为核心基础,以连续时间信号与系统的分析和处理为基础,以离散时间信号与系统的分析和处理为目的。按照目前的技术发展,信号处理的核心概念应主要放在离散域的频域(即ω域)的分析和处理。
图2 信号处理课程群体系结构
三、课程群教学内容的整体优化设计
1、“信号与系统”
“信号与系统”课程的传统内容包括信号分析与线性系统分析两部分内容。按照研究对象所在时间域分为连续时间和离散时间信号与系统两种系统;按照处理方法可以分为时域分析方法和变换域分析方法两类方法。变换域的方法主要概括为频域(ω域)、复频域(s域)和Z变换(Z域)。课程中重要的运算方法是卷积积分/卷积和的概念。当今由于计算机技术及各类工程软件的普及,从变换域的角度,课程重点应放在信号的频谱分析以及系统的频率响应上;从时间域的角度,课程重点应放在离散域分析。电路的时域方程求解,逆变换的求解应弱化。
2、“电路”与“信号与系统”
电路课程应主要介绍电路的基本概念和电路定律,其线性电阻电路、线性动态电路时域分析的方法与定理是所有后续课程的基础。其传统内容中,除电气工程专业外,均可适当进行削减,傅里叶级数、复频域分析等均可放至后续“信号与系统”课程。
3、“信号与系统”与“自动控制原理”
这两门课程分别是弱电、强电专业的基础核心课程。主要内容均包含对线性系统进行分析的内容,除了频域外,其他变换域两者均有涉及,内容上不可避免存在有重叠,区别仅在涉及的深度与广度。“自动控制原理”重点在对系统的分析,主要掌握控制系统的基本原理、分析方法,如控制系统的稳定性,可控性等,关注系统的建模、分析和综合。“信号与系统”课程更为关注信号的分析,尤其是信号的频域分析,从频谱分析角度掌握信号和系统之间的关系。
4、“信号与系统”与“数字信号处理”
“信号与系统”是“数字信号处理”的理论基础,两者从理论上来说,是同一个理论体系细分后的结果,内容本身并不存在重复,只是由于大多数“数字信号处理”教材,为了保证教学内容的系统性和完整性,往往将抽样定理、离散信号与系统的时、频域分析方法等内容再次进行了阐述。
“数字信号处理”的教学内容注重面向工程实际,主要突出数字化方法与技术,其重点内容应放在DFT、FFT算法、数字滤波器有关原理与设计方法。可以将离散时间傅里叶变换、离散傅里叶级数等基础概念下移,适当增加现代信号处理的内容。
5、“信号分析与处理”
“信号分析与处理”课程为“信号与系统”与“数字信号处理”两门课程的综合体,适用于有信号处理知识需求但学时要求无法满足的专业。实际运行中,若专业开设了“自动控制理论”,建议作为其后续课程开设。该课程由于学时有限,一般只能涉及信号分析与处理的基本原理与分析方法:信号的傅里叶频谱、抽样定理、信号的传输与滤波、DTFT、DFT、FFT、数字滤波器的基本设计方法等内容。
四、实验课程体系构建
1、分层次设计实践教学
整体规划内容,体现从原理到工程应用,构建与“厚基础,重应用”培养目标相一致的“软硬结合,循序渐进,培养创新意识”的信号处理实践教学培养体系。
仍然按照“信号分析系统分析信号的数字处理系统的实现”组织整个课程群实验体系的内容,改革实验方式,注重基础性实验,增加综合性、设计性实验,其层次结构如图3所示。
随着信号处理学科技术的发展,海量存储器的出现使得用C语言等高级语言在DSP上实现变得更为容易,从而我们可以在实验室中以更接近于实际工程开发的过程,
用软硬件结合的方式实现信号处理的设计过程。基于信号处理课程体系整体规划实验教学内容,不同专业可以采用不同的实现方案。在整个系列课程的实验设计中,我们按照同一个内容的基于MATLAB软件平台的基础软件仿真实验到DSP或ARM硬件实现的对应关系进行实验设计,并构造基于实际系统的综合、设计性实验,从而让实验更接近于实际的数字信号处理系统。
2、基于CDIO理念中的二、三级项目原则来设计实验内容
将科研项目中的以心电信号处理、汽轮机震动信号处理、语音信号处理等实际数字信号处理系统规划为二级项目内容(通过综合课程设计实施),从工程应用的角度出发设计题目,规划设计课内的三级项目内容,且实验内容具有从基础到提高的层次性。
基础实验主要包括基本信号运算、典型信号的实现、卷积与相关的实现、连续信号的频谱分析、离散信号的频谱分析、时域/频域抽样、系统分析等内容;综合设计性实验的内容主要是将信号处理系统的各子系统构建的系列的滤波实验;软硬结合实验及综合设计部分主要放在FFT分析连续信号的频谱及滤波处理、信号的采样与滤波,以及用DSP/ARM实现语音、心电信号等信号压缩、实时滤波、频谱分析等内容。
3、探索新的实践教学实施方式
我们在设计的信号分析与处理实验中,设计了信号分析、系统分析、信号处理综合实验三个板块。由于每个板块中的实验内容都具有对应地层次性,各专业可根据教学的深广度需求灵活选择与教学配套的内容。如在信号分析板块实验中,信号的频域分析包括周期信号的频谱、非周期信号的频谱、信号的时域采样等内容,可在其中选择部分内容作为实验内容,也可以作为课后作业进行练习。对实验学时较少的专业,还可以将信号处理综合实验板块的内容变更为开放性实验或大型程序作业环节。
在具体实施中,我们将其作为大型程序设计作业进行了尝试,有意识培养学生的工程创新、团队协作意识。具体实施步骤如下:
(1)制定了以二级项目驱动的程序设计任务书。任务书仅提供工程项目背景介绍及需要的设计指标,不提供设计方案,设计需要处理的信号也由学生自行采集。
(2)实施时间:开课中期~课程结束后一周。
(3)实施方式:由教师指定学生成立3人小组,由学生自由分工。采取指定组合的形式是为了更接近实际工作中,个人无法选择合作伙伴的情况,以锻炼学生的协作能力。
(4)项目考核:采取撰写设计报告的方式评定成绩。学生需设计报告、源程序。项目组按照规范撰写项目报告,并在指定时间内提交报告、有关数据、源程序及运行结果,并进行结果分析。学生提交报告时,同时提交自评成绩与互评成绩,最终学生的个人成绩由项目组成绩与自互评成绩加权进行评定。
从实施效果来看,学生以超乎预料的热情按时完成了设计任务,并在实施过程中提出了很多建设性意见,收到良好效果。
五、结语
课程体系的内容应是随着技术的发展不断更新的,如何面向工程实际构建符合电气信息各专业要求的信号处理课程体系,优化教学和实践教学内容,需要我们持续研究探索。我们希望通过信号处理理论与实验教学体系的研究和构建,使学生熟悉理论知识,掌握从软件仿真到硬件处理的系统设计方法和基本技能,培养学生在实践中发现问题、提出问题并解决问题的能力。
【参考文献】
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关键词:电气信息类本科教育;创新型人才;培养模式改革
中图分类号:G642 文献标识码:B
根据科学发展观的指导思想,结合我校建设创新型大学的实际,通过从事电气信息类本科教育的广大师生坚持不懈的努力,我们的人才培养模式改革取得了一系列可喜的成果,学生的创新精神和各项素质也有了显著的提高。
人才培养是高校的根本任务。要担负起全面推进素质教育、培养高素质创新型人才的历史使命,必须更新教育观念,深化教育改革,重新构建创新型人才培养模式。电气信息类本科教育应该坚持科学发展观的指导,坚持以“学生”为本,深化教育体制改革,完善创新人才培养模式。
1探索电气信息类本科生培养的理念
一直以来,电气信息类致力于本科创新人才的培养,以创新理念为指导,吸收国内外高等教育改革和发展的先进经验,在构建创新型人才培养模式方面进行了积极地探索,从中累计了丰富的经验,形成了高素质创新型人才的培养理念。
1.1高素质创新型人才的培养必须以高水平的学科建设为依托
学科建设是培养高素质创新型人才的基础,只有具备了高水平的学科建设才能提高教学质量,更好的推动人才的培养。
经过我们的不懈努力,电气信息类的学科建设取得了长足的进展:现有控制科学与工程一级学科博士点;控制理论与控制工程、计算机应用技术、计算机软件与理论、模式识别与智能系统、检测技术与自动化装置、系统工程、导航、制导与控制、交通信息工程及控制8个二级学科博士点;以及5个一级学科硕士点和21个二级学科硕士点。控制科学与工程、计算机科学与技术两个一级学科博士后科研流动站;控制理论与控制工程、交通信息工程及控制为国家重点学科;计算机技术应用技术、检测技术与自动化装置为湖南省重点学科。
1.2创新型人才的培养需要有良好的硬件保障
要培养高素质的创新型人才,必须要有相应的硬件基础,对于电气信息类本科生来说,良好的实验环境是他们成才的重要保障。
电气信息类本科生实验环境主要包括:自动化实验室、人工智能实验室、机器人实验室、测控技术与仪器实验室、微机实验室、多媒体及Internet实验室、计算机组成原理实验室、局域网实验室、现代通信实验室、信号与信息处理实验室、DSP实验室、EDA实验室、计算中心、电工电子实习基地、数电实验室、模电实验室、电工基础实验室、电拖实验室、工厂供电实验室……上述实验室提供了电子电工实习、编程设计、计算机组成原理、自动化工程训练、过程控制系统课程设计、数据结构课程实习、综合课程设计、数字信号处理与通信原理课程设计、嵌入式微机应用系统设计等200多个实验,为学生提供了足够的实践动手机会,为创新型人才的培养提供保障。
1.3高水平的师资队伍造就一流的创新型人才
具有创新能力、较高学术水平、丰富教学经验的师资队伍是培养创新型人才的根本。
我校电气信息类学科现有教职工320人,其中国家级“教学名师”1人、教育部“长江学者”特聘教授2人、教育部“长江学者”讲座教授1人、湖南省“芙蓉学者”本研究受中南大学教学改革与研究课题“电气信息类本科创新型人才培养模式、途径和方法的理论研究与实践”(2008129)支持。
特聘教授1人、中南大学“升华学者”特聘教授1人,国家杰出青年基金获得者2人,教育部优秀青年教师奖获得者3人,博士生导师36人。学院与国内外同行的联系与交流紧密,聘请有任期内包括院士、国内外著名大学知名教授在内的名誉教授、客座教授、兼职教授58名,他们不定期来学院指导学术研究和主办学术讲座。只有这样的师资队伍才能为我们的创新型人才培养起到巨大的推动作用,他们都站在各个学科的前沿领域,了解学科的发展动态,研究的问题大多也是学科内的热点问题,这样不但对本科生教学,对学科的建设乃至对学校的发展都起到了很大的作用。 1.4明确的培养目标是创新型人才培养的前进方向
在培养目标方面,电气信息类依据厚基础、宽口径、强素质、注重文理交叉的原则,培养在知识结构、能力结构和人文素质结构三方面兼顾的复合型人才。培养学生掌握扎实的专业基础理论、专业知识及专业技能;使学生具有较全面的人文素质和承担社会责任的能力;同时是他们具有较强的自主获取相关专业新知识的能力、实践能力和一定的创新能力。
1.5因材施教,注重创新能力和实践技能的培养
电气信息类本科教育注重因材施教,知识和实际并重的原则。集合各专业优势,淡化专业界限,强调学科交叉,拓宽基础,特别注重创新意识、创新能力以及实践技能的培养。电气信息大类从新生中选拔品学兼优、思维敏捷的学生组成教改试验班,以“加强基础、拓宽专业、学科交叉、注重能力,培养全面素质”为办学思路。实行导师制,在导师的指导下,选择课程、选择研究方向,逐步进入导师的科研工作,强化科研能力的培养,对学有余力的特优生,可以提前选修研究生课程。每个学生必须参加包括社会实践在内的各项活动。
2创新型人才培养模式的改革
加强素质教育,倡导个性张扬,构建大学创新型人才培养模式,是当代中国大学教育的重要课题。在培养模式的设计方面,需要在面向社会实际、强调学科交叉、重视能力培养、加强实践环节、培养团队精神、训练系统思考和创新能力等方面努力。创新人才的培养是一项系统工程,是传统的教育培养模式所难以胜任的,这就需要我们从教学制度、教学内容、教学方法、实践环节、师资队伍、国内外交流合作等六个方面努力,探索新的模式、途径和方法。
2.1推进教学制度改革,为创新人才成长提供切实保障
完善学分制培养方案的改革。让学生在选课、选师、选时上具有更多的自,尽可能地满足学生的个性兴趣和自主发展的需求,以充分发挥其个性优势与潜力;实行弹性学制。允许学生提前毕业、中途休学或分段完成学业。建立暑期学制。为一些求学欲很强、有自己发展特殊要求的学生提供一些科学研究训练、素质拓展教育、专业深化教育、工程实践教育或职业培训教育的机会,帮助学生全面发展。实行末位淘汰制。建立适当的淘汰机制,对学业成绩差、业务能力低、学术水平较差的学生进行适当淘汰,始终要让学生有一种危机意识,以此来激发学生进取的斗志,提高人才培养质量。
关键词 应用型 电气信息类 综合训练 创新能力
中图分类号:G424 文献标识码:A
应用型本科院校已成为我国高等教育中不可或缺的一部分,为国家经济建设培养了大量的应用型人才。应用型本科院校的办学理念、目标定位和人才培养模式影响着学院的办学水平和办学规模。教育部指出:应用型本科院校应“培养具有创新精神和实践能力的应用型人才”。 目前,我国大部分工科院校的电气信息类专业都是独立分开进行培养,专业之间缺少交叉和融合的平台,教学模式比较单一,不利于培养学生的专业综合应用能力,不符合应用型本科院校的教学特点和办学目标,必须要进行改革。
据此,我校针对电子与电气信息类专业的学科特点,对自动化、电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等专业进行多专业综合训练方法的研究与实践,针对学生在不同阶段,采取不同的教学方法和教学手段,以此来达到培养学生综合素质,提高学科创新能力,如图1所示。
按这种模式培养的毕业生,基础扎实、知识面宽、工程能力强、有创新意识。学生的知识结构得以改善,学生的综合应用能力增强,满足市场经济对复合型人才的需求。同时这样的教学过程又可以促进青年教师对学科内各个交叉专业的理解和掌握,快速提高青年教师的教学能力和业务能力,更加能体现应用型学院的教学特色,促进学院快速发展和壮大。
1 课程体系优化
为更好地培养应用型本科院校学习的实践动手能力,在对人才培养模式进行修改,总的思路是:以一个“目标”和三个“结合”为指导思想进行教学内容优化,改进教学方法,构建合理的课程体系。
一个“目标”:培养学生“基础扎实、知识面宽、工程能力强、有创新意识”为目标; 三个“结合”:理论知识与工程实践相结合、专业基础与先进技术相结合、教学与科研相结合。
课程体系优化主要从研究各专业基础课的共同点和核心知识点入手,提高核心内容的教学质量,进而研究各专业教学内容的相互关系,研究各专业课程的交叉程度,并研究教学进度与学科竞赛的时间关系,使学生掌握的知识和技能在内容及时间上更有利于其专业兴趣培养,有利于多专业融合,有利于参加各种学科竞赛。
尤其对于实验实习等提高实际技能的教学环节要重点研究。我们设想课程体系优化后的技能训练由三个模块组成,如图2所示:
2 多专业综合训练方法的研究与实践
我们初步设想的多专业综合训练方法如图3所示:
各专业学生在较好地掌握了本专业知识技能的条件下,首先进入综合训练实验室进行专业交叉学习训练,然后根据自身兴趣参加兴趣小组,提升实际动手能力,并组织校内电子制作竞赛,从中选拔有能力的学生参加全国和地区学科竞赛,实现专业知识的综合应用。
由此需要研究综合实验室的组成、使用管理方法;研究如何组织学生开展兴趣小组活动;研究如何组织学生参加各种学科竞赛。
例如,各种兴趣小组的活动如图4所示:
3 改革考核方式,突出实践应用能力
根据电气信息类专业特点,对某些课程进行考核方式改革,改变以往单一的考核方式,而通过综合评判来考察学生的学习成果,因此,我们按照每个专业的人才培养方案,精心选择了某些课程进行考核改革。如表1:
同时根据学生参加各兴趣小组的表现或参加竞赛的成绩作为课程成绩,由老师根据学生水平决定学生可以免修某些课程。
比如我们规定在参加全国性电子设计竞赛或飞思-卡尔智能车比赛中获奖的同学,可以免修单片机原理这门课程,因为这两类比赛主要是单片机的应用,学生既然能获奖,则说明他能掌握单片机相关的专业知识,就没有必要再重复学习,因此可以免修该课程。
4 组织学科竞赛交叉,进行专业融合
以往的学科竞赛,往往比较单一,电子类专业的学生只参加电子设计竞赛,计算机专业的学生只参加软件类的学科竞赛,自动化专业的学生只参加控制类的比赛,各个专业之间缺乏有效交叉,不利于学生的发展和就业,同时也不利于各专业的完善和融合,不利于学院整体发展。
因此,我们对2012年、2013年学科竞赛参加学生进行调整,鼓励计算机专业的学生参与到电子设计竞赛中,学生电路板制作和软件编写,同时也鼓励电子类学生参与到软件编写和智能车比赛中,从而实现电气信息类专业之间能有效融合,形成合力,学生能学到更多知识,目前已经取得较好效果。
5 对专业教学模式和实践教学模式进行探讨和改革
为了更好促进电气信息类专业之间的融合,寻找专业共同点,鼓励学生进行跨专业进行选课,特制定了《**系专业学生专业选修课管理暂行办法》,规定学生在掌握本专业基础课程的基础上可以选修其他专业的专业选修课。同时,为了提高学生实践动手能力,制定了《**系开放式实验室使用规定》,尽可能提供学生实验室使用机会,提高学生实践能力。其次,为了培养学生的多专业背景,特别增加开设了公共选修课——信息技术创新与实践,面向电气信息类各专业所有学生。
6 总结
电气信息类专业之间可以通过修改人才培养模式,参加学科竞赛,对各专业进行有效融合,突出专业共同点,通过电气信息类多专业共同训练方法的研究,不仅可以促进各学科发展,也可以促进学生掌握全面知识,同时提高学生实践能力,更加有效体现应用型院校的应用性强的特点,为社会培养更多合格的高级应用型人才。
参考文献
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[5] 郑春龙.以创新实践实践能力培养为目标的高校实践教学体系的构建与实施[J].中国高教研究,2007(4):85-86.
【关键词】电气信息专业 人才结构 失衡 对策
近年来,中国经济发展成就巨大,经济总量和经济规模日益壮大。但经济结构不合理的矛盾长期积累,为此我国也付出了很大的发展代价。现如今,急需加快以“扩内需,调结构”为宗旨的经济转型,实现产业结构调整升级,提升现代服务业水平,加快工业信息化进程。在此背景下,就急需大量的适合产业发展的高技能人才。在高技能人才的培养中,高等教育中的高职教育占据了半壁江山。但是高职中的一些急需的且需求量大的热门专业,却遭遇了就业“冷门”的现象。急迫需要寻找这一现象出现的原因,提出相应的改进措施,使得高职教育的高技能人才的结构失衡现象得以修正,高技能人才真正适合实际企业生产,促进校企合作、产学结合,增强高职学生的就业能力,提升高职教育与产业发展的适应性,为产业结构调整和经济结构转型提供助力。
一、专业热与就业冷现象
近年来,我国职业教育改革发展取得了重大进展,已建成了世界上最大规模的职业教育。职业院校年招生超过1100万人,在校生超过3100万人,高中阶段教育和高等教育职普大体相当的格局基本形成。我国高等职业教育呈现出前所未有的发展势头,在高等教育大众化的进程中起到了基础性与决定性作用。高职2011届毕业生半年后就业率达到89%以上。但在当前的就业环境下,高职教育相对较难,甚至出现了专业热就业“冷”现象。
高职教育中的一些热门专业遭遇就业“冷”现象,从2006年之后已经逐渐显现,在电气信息类专业中就有很明显的显现,据麦克思公司的《2011年就业蓝皮书》统计显示,计算机科学与技术、电子商务、数控、模具等热门的电气信息类专业就业率低、薪资低。笔者对河北省石家庄、秦皇岛、唐山和廊坊等四个地市的高职院校和本科院校的高职专业进行实地调研,对于用人单位也进行了访谈和调研,同时针对毕业生也进行了网络调研,也发现了这一现象。在有些热门的高职电气信息类专业的就业情况较好,用人单位对于新入职的毕业生的能力水平也不太满意,需要进行大量的长时间的培训,方能适应企业的生产需要。而进行的企业调研且显示,在学生就业状况不好的情况下,而不少企业还找招聘不到合适的高技能人才。但是,目前这些专业仍在如火如荼的招生,专业规模仍在扩大。
随着高等教育大众化发展,人才供应的总量的供应已经得到初步缓解。但高职专业热与就业“冷”现象凸显了高级人才资源的供求关系随着我国经济转型而出现结构性变化,高职人才结构出现失衡。
二、专业热与就业冷现象的原因分析
针对高职电气信息类专业所出现的专业热却就业“冷”现象,通过调研和企业走访,分析高职院校人才培养失衡问题产生的原因,主要有如下两个主要方面:
部分院校在专业设置时没有认真做社会需求调研,盲目跟风,什么专业热门就上什么专业,什么专业好就业就办什么专业,只追求招生和办学的短期收益,导致热门专业的人才培养迅速出现供大于求的现象;由于跟行业发展、企业生产的联系不紧密,也没有积极寻求相应行业机构和组织的帮助,有不少院校对社会市场的人才需求结构的把握,心有余而力不足,没有能力准确把握。
(二)高职院校人才培养规格不达标
在高职教育中,由于没有得到有效的行业指导和积极的社会调研,使得人才培养人才培养体系和课程体系不够合理;高职院校师资结构不尽合理,真正来源于社会生产一线的具有丰富实践经验的专任教师太少,且缺乏必要的培训机会,使得在高技能人才的实践能力培养方面出现短板,课程结构甚至出现因人开课的现象;而企业兼职教师数量较少,且由于体制制约、观念约束、教育培训缺乏等原因,限制了其在高技能人才的实践能力培养方面的能力发挥;由于产业更新快,教学经费投入相对不足,高职院校的实验实践条件和社会生产实际向脱节,人才培养适应不了社会生产实际;而高职培养的人才,在企业入职时得不到应有的培训,也加大就业的“冷”度。
三、解决高职院校的专业热与就业“冷”现象的对策
(一)强化高职人才培养的宏观调控,提升职业教育行业指导能力和水平
针对高职人才结构失衡问题,首先加强教育主管部门宏观调控能力,充分利用行业协会、行业职业教育教学指导委员会的作用,及时对因经济转型(经济发展方式转变和产业结构调整)而出现的人才需求变化情况,作出科学决策,指导高职院校对人才培养结构作出调整,提高人才培养的针对性。目前,国家已完成行业职业教育教学指导委员会重组工作,涉及59个行业和部门,基本覆盖各行业门类,会集政府、行业、企业、院校等各方面的专家3100人,其中来自行业企业的专家占21%。
(二)充分发挥行业指导机构的作用,增强高职办学的针对性和有效性
在高职院校的专业办学中,应当积极发挥行业指导机构(如劳动部门、科研院所、咨询公司)的作用,邀请他们参与办学决策,提升高职院校办学实践的科学性,避免办学的盲目跟风现象;对专业发展做出精确分析,形成符合经济发展需要的人才培养方案和课程体系,有针对性的培养符合社会需求的高级人才;深挖本校、本地特色,办出适合本地经济发展的特色专业,开设具有地域色彩的特色课程,培养出高技能的特色人才。
(三)提升高职院校教师的实践能力
高职院校的专业教师一般专业知识比较系统,理论功底比较厚实,但是由于种种原因实践能力相对比较薄弱,比且与企业生产一线的联系较少,对于生产需求的变化的反应不太敏感。因此,就需要通过产学结合、企业顶岗、专业培训等形式,强化专任教师的实践能力,及时了解企业需求,及时调整人才培养目标和课程体系,使得高职人才培养更有针对性和有效性。目前国家和各个省市已经启动了职业院校教师培训计划。
(四)加强高职兼职教师的培养
企业兼职教师对于专业领域的新技术、新设备、新工艺以及生产实践中的技能技巧方面经验丰富。对于高职院校的高技能人才的实践技能的培养,可以适当引入企业兼职教师加入,健全企业高技能人才进入高职院校的机制。但是兼职教师的教育教学能力比较弱,需要强化兼职教师的职业教育素养的培养,建立兼职教师的岗前培训与职中研修结合、知识与技能并重的网络化的培训体系,使得兼职教师成为真正的“双师”型教师,更好的发挥兼职教师的作用。
(五)积极拓展企业培训师作用
在高职院校的兼职教师,主要的工作时间还是在企业。其经过培训,强化教育教学能力,不但成为合格的兼职教师,还可以作为企业的优秀培训师,可以更好的针对企业的特点,开展对新招聘的高职毕业生职前强化培训,也可以对老员工进行高新技能培训,提高企业的高技能人才培养的效率和效益,为企业的经济结构转型提供积极的助力。
(六)深化开展校企合作,订单式培养
高职教育以就业为导向、以能力为本位,其人才培养的显著特点是:注重与产业相结合,注重学生的实践能力培养。而企业生产环境是最真实的能力培养环境,高职教育开展校企合作,充分利用企业的设备条件,强化高职高技能人才培养的质量,同时也能实现高职教育的长效发展;开展校企合作定点式培养,开展订单式培养,使得人才培养更具有针对性和适应性,也能增强企业参与高职高职人才培养的积极性和自觉性。
参考文献:
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[3]林知秋,林如丹.高职电子信息工程高技能人才培养刍议[J].职教论坛.2011,(35).
【关键词】气象信息系统;雷电防护区;雷电防护
引言
最近几年,对气象部门在气象信息系统进行雷电防护的工作上,我们国家逐渐开始高度重视这个问题。我国在很久以前就在许多领域都采取了雷电保护措施,比如说:气象卫星通信、局域网络、宽带网络、可视会商等信息系统,甚至还有在自动气象站、天气雷达站等,可是,这样做的效果并没有什么成效,在近两年里,我国还是时常遭受雷电的损坏在气象信息系统的有些设备里,这其中损失最大的是自动气象站。所以我们对雷电袭击气象系统进行研究,分析问题的原因,并提出解决对气象信息系统进行雷电防护的措施。
一、气象信息系统雷电防护的基本原则
当我们在进行对气象信息系统懂得雷电防雷设计时,应该认真调查气象站周边的地理环境、气象、地质等条件,以及研究在这区域的雷电活动的可循规律,在根据气象信息系统的性能特点再进行全面的规划防护措施。在雷电发生的时会发出一种电磁脉冲,电磁脉冲是一种很强的干扰源,它是属于电磁效应,在闪电时,直接雷击在建筑物的附近和防雷装置上产生的。其中很大一部分是通过连接导体而形成的干扰,比如部分雷电流、被雷击中的防雷装置的电位升高[1]。对于气象信息系统雷电总的防护技术有:屏蔽、分流、等电位连接、合理布线、过电流电涌防护等,我们应该这许多措施的综合进行防护。
二、雷电防护区的划分
对于雷电防护区的划分,我可以从被保护设备的位置以及设备能够承受的电磁场强度,在根据防护要求相应采取的防护措施再进行防护区域的划分,所分的区域就是雷电防护区。通常,雷电防护区可以分为5个,分别是:直击雷非防护区、直击雷防护区、第一屏蔽防护区、第二屏蔽防护区、第三屏蔽防护区。
三、气象信息系统的防雷措施
(1)在直击雷防护区采取直击雷防护措施
我们可以在直击雷防护区通过使用避雷带、避雷针以及引下线,它们可以使雷电分流转到地里,用此防护直击雷对气象信息系统的危害。
(2)在第一屏蔽防护区利用屏蔽对雷击电磁脉冲进行防护
对于减低雷击的电磁脉冲的最基本的防护措施使屏蔽,它将有利于降低信息系统的干扰。对于屏蔽是如何形成的,它是通过建筑物中的混凝土中含有的金属构件组成的格栅形的大屏蔽,从而降低雷击电磁脉冲对气象站内的设备干扰[1]。除此之外,电缆的外导体也静电屏蔽作用对内导体,因为电缆的外导体与内导体共同组成电容,这个电容能够将芯线上具有的高频性质感应电荷转入到地,这也可以防止雷击电磁脉冲的干扰程度。由此,我们应该把建筑物内所有线缆的金属屏蔽层,把它们的两端正确的接地,如何要求系统只在一端接地时,这时我们应该使用双层屏蔽电缆,其中对于外层屏蔽我还是要两端接地。对于室外的各种线缆,线缆应该通过铁管或者是敷设在金属槽内而引入,但是铁管或金属槽的两端要放在雷电防护区交界处并且让它们等电位连接。
(3)利用等电位连接进行第二屏蔽防护区的雷击电磁脉冲防护
通过等电位连接可以减小电位差,等电位连接的形成是将建筑物内所有金属外露的电气装置以及可导电部分用金属导体将它们连接在一起。对于等电位连接可以分为三种形式,分别为总等电位连接、辅助等电位连接以及局部等电位连接[2]。而对于气象信息系统的等电位连接,它主要是利用各种地网然后采用等电位连接器将它们连接在一起;如果是在机房或者是电子设备密集的地方,我们还要应该在防静电的地板下敷设等电位连接网,并且还要与建筑物混凝土钢筋中的金属结构的共用接地系统正确可靠的连接;将室内的PE线、SPD接地、防静电接地、屏蔽地以及各电气设备的金属外壳等都应该作等电位连接网。与此同时,我们也要做好等电位连接在雷达天线、雷电监测系统、观测场、卫星天线、人影作业系统、自动站、雨量站、预报室和机房内以及值班室内各金属设备外壳。
(4)巧用“雷电防护区”设计安装电源SPD和信号SPD
对于不能直接参加等电位连接的带电体(电源线、信号线),我们可以通过SPD与等电位连接带连接,这样一来,电源线、信号线就变成了等电位连接的组成部分,这样会起到限制瞬态过电压的作用,把电涌电流分走从而起到对信息系统设备保护的作用。
依据我们对雷电防护区的划分,在直击雷防护区与第一屏蔽防护区界面上最好是用Ⅰ级开关型电源SPD,开关可以安装在建筑物的总配电箱旁,这样就可以当作设备的第一级防护在整栋建筑物内;在第一屏蔽防护区至第二屏蔽防护区界面上应该使用Ⅱ级能量稍低的限压型电源SPD,安装地方与上述一样,它可以作为第二级防护对第二屏蔽防护区内的各用电设备;在保护的信息系统设备的旁边应该安装Ⅲ级电源SPD进行保护,将Ⅳ级限压型电源安装在第三屏蔽防护区设备前,这样可以对设备精细保护。
(5)接地系统
众所周知,一个良好的接地系统是作为泄放雷电电流的最基本的保障,然而信息系统设备是一类精密、较为敏感的电子器件,因此它对防雷接地有着更高的要求。我们应该充分利用建筑物的基础钢筋地网作为共用接地系统,假如建筑物无基础钢筋地网,则应该采取在建筑物周围埋设人工垂直接地体和水平环型接地体,但是要求其接地电阻小于或等于4欧。
四、结束语
由于气象信息系统的损坏主要时原因遭受雷电电磁脉冲的危害。我们应该根据雷电防护区,随时注意直击雷防护,在气象信息系统里,最好的雷电防护方法就是采取等电位连接、合理布线、屏蔽、安装多级SPD等措施,如果能将这些措施综合使用,那么将会有更好的防雷效果。此外,我们要经常对气象信息系统安装的防雷装置进行安全检查,确保它们正常运行,达到保护的效果,并且对于个别重要的、特别的防雷装置,我们要针对性的维护,如果运到故障,应在第一时间进行解决。
参考文献
[1][英]R.H.GOLDE.李文恩译.雷电(下卷)[M].北京:水利电力出版社,1983.
【关键词】高路基;雷害分析;接触网;防雷措施
雷电灾害是 “联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。雷电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压,足以击穿绝缘层使设备发生短路,导致燃烧、爆炸等直接灾害;电流高热效应会放出几十至上千安的强大电流,并产生大量的热能;雷电流能导致电气设备绝缘损坏,线路上的绝缘子也会因为雷击而发生闪络或碎裂、导线烧断等事故。2011年7.23铁路特大交通事故,原因之一就是雷击导致列控中心设备和轨道电路发生故障,错误地控制信号显示,使行车处于不安全状态。7.23事故,再次提醒我们,必须高度重视电气化铁路的防雷保护。
1.雷电成因及雷电灾害的活动规律
雷电是雷云间或雷云对地面物体间的放电现象。在5~12km高度的雷云主要是带正电荷,在1~5km高度的雷云主要是负电荷。当云中电荷密集中心的场强达到25~30kV/cm时,就可能引发雷电放电。放电是由云端先发出一个不太明亮而以跳跃式向大地前进的通道开始的,这种放电叫做阶跃式先导放电,它的平均速度是100-1000km/s,每跃进约50米,就要停顿10-100μs,然后再继续前进。当先导接近地面时,会从地面突出的部分发出向上的迎面先导。当迎面先导与下行先导相遇,主放电才开始,主放电是从大地向云端发展的强烈的电荷中和过程,伴随着出现雷鸣和闪光,出现极大的电流,随着过程向上发展,其亮度逐渐减低,一到云端,主放电就完成了。在主放电过程结束后,云中残余电荷经过主放电通道流向大地,这一阶段称为余辉(余光)阶段。余光阶段过后,就结束整个脉冲放电过程。由于雷云中可能存在几个电荷中心,大约有50%的雷云放电具有“重复放电”性质。对我们生活产生影响的,主要是近地的云团对地的放电。经统计,近地云团大多是负电荷,其场强最大可达20kV/m。
雷电的活动规律:
(1)我国年平均雷电日数按地理环境的分布:南方多于北方;内陆多于沿海;山地多于平原;在其它条件相同时,土壤导电性 较差的地区雷电活动较弱。
(2)雷击与地质条件的关系:电阻率小的土壤,导电性好,易积聚大量电荷,为雷电流提供低阻抗通道;闪电放电通道常常不是直线,而是曲曲折折的;地下埋有金属导电矿床处,金属管线较密集的地方易落雷;地下水位高、矿区、小河沟、地下水出口处易受雷击。
(3)雷电活动与地形、地物的关系:在距地面二三十米的突出物上方发生雷击的概率最大;对靠山和临水的地区,临水一面 的地洼潮湿地和山口、风口、顺风的河谷的特殊地形构成的雷暴走廊的地方易受雷击;电线杆、 铁路、架空电线和避雷针(线、带、网)接地引下线都是雷雨云对地放电的最佳通道。
2.胶新铁路沿线雷电灾害分析
胶新铁路是我国首条建成的时速100公里客货混运铁路,为I级单线半自动闭塞铁路,正线全长约303.3km。胶新铁路位于山东省的东南部和江苏省的东北部,东濒黄海,沿途经过青岛的胶州市,潍坊的高密市及诸城市,日照的五莲及莒县,临沂的沂水、沂南、临沂北、郯城至江苏的新沂市。胶新铁路98%在山东省境内,2%在江苏省境内,因此,雷电灾害分析以山东省为主。山东电网雷电监测定位系统已于2007年底建设完成,积累了大量的雷电基础数据,对雷害的分析起到十分重要的作用。
2.1雷电灾害的地区分布特征
下图反映了2004年~2009年雷电灾害在不同城市的分布情况,用不同颜色把17个城市分为三类:烟台和临沂雷击事故分别为999起和556起,属于事故高发区;潍坊、威海、济南、淄博、青岛、济宁、日照、德州、泰安九个城市属于事故多发区;其他地区为事故少发区。
2.2胶新铁路沿线部分城市2008年1月1日至8月31日期间的雷电活动情况
表-1
2.3雷电灾害分析结论
(1)2004年~2009年山东省雷电灾害月份分布呈单峰型,峰值出现在8月。每年6月~8月是雷电灾害发生最多的时期,雷电灾害起数约占总起数的79.93%。
(2)雷击事故地区分布具有明显的差异,烟台和临沂为事故高发区;潍坊、威海、济南、淄博、青岛、济宁、日照、德州、泰安九个城市为事故多发区;聊城、滨州、菏泽、枣庄、莱芜、东营为事故少发区。
3.电气化铁路雷害分析及防雷措施现状
电气化铁道的牵引系统由牵引供电系统(包括牵引变电所和接触网)、电力机车两大部分组成。铁路运输对于接触网的可靠性提出了越来越高的要求,接触网绝缘水平也逐渐提高。接触网绝缘爬距己提高到1200-1600mm,防污棒式绝缘子的雷电冲击耐受电压也达到了300kV;而牵引变电所供电设备的雷电冲击耐受电压为200kV。牵引变电所是雷电冲击的薄弱环节,必须采取必要的防护措施,削弱来自接触网线路的雷电侵入波幅度和陡度,限制变电所内的过电压水平,才能避免电气设备发生雷害事故。对于电气化铁道接触网系统,虽然其绝缘水平比较高,应用最多的耐污棒式绝缘子和复合悬式绝缘子串的雷电冲击耐受电压水平达到了300kV和270kV。但随着铁路运营时间的增长,列车在运行中产生的尘土、金属粉尘及少量散装货物飘逸的粉尘、附近城市和工业污染、混合牵引产生的蒸汽、粉尘和油污等,绝缘子逐渐被污染,导致其雷电冲击耐压下降30%左右。污染绝缘子表面上的污层在干燥状态下一般不导电,但在遇到毛毛雨、雾、露等不利天气时,污层将被水分湿润,电导大大增加,同时在工作电压下的泄漏电流也大增。在一定电压下,能维持的局部电弧长度亦不断增加,绝缘子表面上这种不断延伸发展的局部电弧达到某临界长度时,电弧自动延伸直至贯通,完成沿面闪络。所以,电气化铁道接触网遭受雷害较多。
根据我国铁路牵引供电系统运营部门统计数据分析,部分线路雷击事故比较频繁。具体危害表现为:一是雷电造成接触网绝缘子闪络,引起牵引变电站跳闸,严重影响了牵引供电的可靠性和供电质量,并危及设备安全; 二是支撑接触网设备的水泥杆支柱较大面积损坏,安装于支柱上的接触网受力金具烧蚀严重;三是影响铁路信号的正常传输,并危及信号设备的安全,危及高速列车的运行安全。因此必须采取相应的措施,减少雷电对电气化铁路的影响。而接触网线路长,穿越山陵旷野,遭受雷电袭击的机率大,容易受雷击导致电气设备损坏,所以接触网的防雷措施是研究的重点。
我国电气化铁路接触网防雷设计规定:吸流变压器的原边应设避雷装置;重雷区及超重雷区和下列重点位置(分相和站场端部的绝缘关节、长度2000m及以上隧道的两端、供电线或AF线连接到接触网上的连接处)应设避雷装置。通过规范可以看出,接触网没有避雷线,不能有效防止直击雷,接触网仅装有少量的避雷器,其工作接地直接接在钢轨上,或接入轨道电路的轭流变压器线圈中点。这种方式对防止雷电过电压是不够的。
4.高路基与普通路基电气化铁路雷电参数的比较
胶新铁路K0+000—K87+482、K127+200—K303+330是处于旷野的平原地区,路基主要有高路堤、高架桥梁组成,路基高度5-12米,占正线全长的86.8%;同时胶新铁路50%的区段位于临沂市,临沂又是雷击事故的高发区。胶新铁路特殊的地理位置和路基构成,决定防雷措施不能等同一般的普速铁路。
胶新铁路电气化改造,采用如下设计:供电方式采用带回流线的直接供电方式,全补偿简单链形悬挂;接触线导高为6000mm,结构高度1400mm;区段接触网腕臂柱一般采用横腹式预应力钢筋混凝土支柱,侧面限界3.1米,支柱高度12.1米(路肩以上高度8.5米,埋深3.6米)。绝缘泄漏距离按不小于1200mm 设计;腕臂用绝缘子一般采用瓷质棒式绝缘子,悬式绝缘子串选用重污型,参数如下表:
表-2
接触网在下列位置设置氧化锌避雷器:分相和站场端部绝缘锚段关节;特大桥以及隧道的两端;供电线的接触网上网点。
为进一步研究路基高度变化对接触网遭受雷电的影响,我们假定普通路基相对高度为2米,胶新铁路路基相对高度取6米。
4.1 100km接触网年平均受雷击的次数的变化
N=γ×100×(b+4h)/1000×Td (次/100km·年)
雷暴日(Td)取40,地面落雷密度γ取0.07,b取3.1米,雷电流波前的平均陡度为α=I/2.6 (kA/μs)。
则N=0.28×(b+4hC) (次/100km·年)
对于普通路基铁路,hC=2+8.4=10.4
对于高路基铁路,hC=6+8.4=14.4
所以,N%=26.4%
4.2雷击接触网附近大地时接触网上的感应雷过电压
雷击线路附近大地时,当S>65m时:U=25×I×hc/s
所以,U%=28%
由以上分析可以看出,由于路基高度的增加,百公里落雷次数增加了26.4%,雷击感应电压增加了28%,接触网遭受雷电灾害的影响更加明显,因而必须采取相应的措施,确保接触网的供电安全。
5.胶新铁路接触网雷击灾害理论分析
对于带回流线的直接供电系统,主要分析以下三个方面:雷击其接触网附近的地面,在接触网支柱上引起感应过电压;雷击接触网支柱,在支柱上产生冲击电压、在接触网上引起感应过电压;雷直击于接触网导线(承力索),在接触网导线(承力索)上产生行波过电压。
5.1雷击接触网附近地面
⑴对于雷击点与线路之间的距离大于65m的情况下,接触网导线上的感应过电压的最大值可由以下公式求得:
U=25×I×hc/s
由表3-2知,胶新铁路接触网的绝缘采用棒式绝缘子,其冲击绝缘水平为310kV,导线(承力索)悬挂距地面高度为14.4m,雷击距接触网65m处的地面,引起接触网闪络的雷电流为:
I=60(kA)
雷电流幅值的概率为P
lgP=-
所以,P=20.8%,即沿线20.8%的雷云对接触网附近(大于等于65m)的地面放电都可能引起接触网的绝缘闪络。
⑵架空回流线上的感应过电压
接触网架空回流线的绝缘采用针式绝缘子,其冲击绝缘水平为75kV,架空回流线悬挂高度为14m,雷击距接触网65m处的地面。引起架空回流线闪络的雷电流为:
U=25×I×hc/s,则I=13.93(kA),P=69.5%
即沿线69.5%的雷云对接触网附近(大于65m)的地面放电都可能引起架空回流线的针式绝缘闪络。
5.2雷击接触网支柱
当雷击支柱的顶部时,雷电流沿支柱入地并在支柱上产生冲击过电压,该值与支柱的冲击接地电阻和雷电流幅值及支柱等值电感相关,同时雷电通道产生的电磁场迅速变化,在线路上产生与雷电流极性相反的感应电压,该值与接触网导线高度、雷电流平均值成正比。冲击过电压和感应过电压的叠加值,随着接触网支柱的接地电阻升高而升高,即引起闪络的雷电流幅值和绝缘于闪络概率随接触网支柱的接地电阻而增加。
对于接触网支柱,都单独设置了接地极,接地体的接地电阻R≤30Ω,从接地点反射回来的电流波立即达到支柱顶部,使入射电流加倍,因而注入线路的总电流即为雷电流,而不是沿雷道波阻抗传输的入射电流。雷击接触网支柱时,雷电流沿支柱入地,在支柱上产生的冲击电压为:
U=R I+L
式中:R—支柱的冲击接地电阻,L—支柱的等值电感。
对于胶新铁路,取R=20Ω,对12.1m高的预应力钢筋混泥土支柱,取L=10μH
雷击支柱时,雷电通道产生的电磁场迅速变化,在线路上产生与雷电流极性相反的感应电压,其值按规程给出的计算式为:
U2=I×hc/2.6
式中U2—感应电压(kV),工—雷电流(kA),hc—导线离地高度(m),取14.4m.
由于雷击支柱产生的反击过电压与雷击支柱在接触网导线上产生的感应过电压极性相反,实际上接触网棒式绝缘子承受的电压应为两者之和,即U=U1+U2
接触网的绝缘水平为310kV,雷电流波形取斜角平顶波,波头长度2.6μs,引起闪络的雷电流幅值为:
I=U/(R+(L+ hc)/2.6)=310/(20+(10+14.4)/2.6)=10.55(kA)
能够引起接触网闪络的雷电流幅值为10.55kA,雷电流概率P=76%
即胶新铁路沿线当雷击支柱时,76%的雷会导绝缘子闪络。
5.3雷直击接触网
雷击接触网承力索产生直击雷过电压同样与雷电流幅值成正比,即雷击过电压约为100倍的电流幅值,雷击承力索将产生几百到几千kV过电压。
U=100I
胶新铁路接触网的绝缘采用棒式绝缘子,其冲击绝缘水平为310kV,所以,I=3.1KA,则雷电流概率P=92.2%,即雷击胶新铁路接触网承力索时,92.2%的雷会导绝缘子闪络。
当雷击接触网时, 如果靠近被击点支柱上绝缘子闪络, 雷电流入地且不产生过电压, 接触网的自动重合闸等保护装置能够切除工频入地续流。问题在于当靠近被击点的支持绝缘子闪络, 雷电流入地,将在支柱的等值电感、支柱与钢轨的等值接地电阻上产生很大的冲击压降。这个电压降将以行波方式继续作用于接触网。当这个电压超过接触网的绝缘水平, 将继续引起支柱绝缘子闪络, 即: 雷电流引起一个绝缘子闪络后, 剩余的能量仍能引起多点闪络。另一方面由于支柱的接地电阻钢轨过渡电阻大, 雷电流泄漏通道不畅,一处闪络后, 剩余的能量仍比较大, 也能引起一系列绝缘子相继闪络。绝缘子相继闪络, 不但使得总的工频入地续流大大增加, 而且使得闪络事故总持续时间大大增加,这些都可能导致接触网的自动重合闸等保护装置不能有效地切除故障。
通过以上理论分析可见,对于胶新铁路,当雷击接触网附近地面时,20.8%的雷云都可能引起接触网的绝缘闪络,69.5%的雷云都可能引起架空回流线的针式绝缘闪络;当雷击支柱时,76%的雷会导绝缘子闪络;雷击接触网承力索时,92.2%的雷会导绝缘子闪络。所以,必须采取相应的措施,减少胶新铁路的雷电灾害。
6.胶新线防雷建议
在防雷设计中,人们对主放电通道的波阻,雷电流幅值、雷电流波形和最大陡度以及地面落雷密度特别关心;而上述因素又与各地的纬度、距海洋的远近、地形、地貌等都有密切的关系。因此防雷保护工作应该因地制宜,要结合铁路沿线途径地区的具体情况,采取有针对性的综合防雷措施。
6.1临沂地区架设架空地线
(1)当雷击点离开线路的距离S>65m时,如果线路架设有接地的避雷线,则导线受它的屏蔽作用,感应过电压将会降低。假定避雷线不接地,则导线和避雷线上将分别感应出过电压:
U′=25 U′=25
事实上避雷线接地,相当于避雷线上再叠加了一个电压该电压使得避雷线电压为0,并在导线上耦合出-Ub′,
U″d=-kUd
故有接地避雷线的情况下,感应过电压降低为:
U=U′+U″=U′-kU′≈(1-k)U′
(2)雷击支柱顶部时,由于避雷线的原因,导线上的感应过电压降低为:
U′=ah(1-k)
由于接地避雷线的屏蔽作用,导线上的感应过电压变为原来的(1-k)倍,因此,耦合系数对有避雷线时的感应过电压有较大的影响。
由于临沂地区为多雷区,建议将回流线改造为架空地线,采用柱顶方式安装。架空地线采用LGJ120,接触网档距平均55米,根据临沂地区的气象条件,架空地线的弧垂为0.45米,为保证架空地线与承力索的安全垂直距离距不小于2米,因此架空地线应在平腕臂 上方2.5m处安装,保护角采用200~300。架空地线间架与接地引线与支柱钢筋相连,通过支柱底部接地孔接地。保证雷击过电压及时通过接地引下线泄漏至大地中,从而有效防止直击雷。每条公里架设避雷线增加投资约2万元,共增加投资300多万元。虽然增加部分投资但是对于电气化铁路的安全有着至关重要的作用。接触网采用架空地线防护示意图:
6.2降低接地电阻, 改善接地引下线的连接降低接地电阻可以提高耐雷水平
防雷设备的接地装置是用来向大地引泄雷电流的。接地装置的效果和作用可以用它的冲击接地电阻值来代表, 降低接地电阻可以有效地提高线路的耐雷水平,当接触网的支柱形式, 尺寸与绝缘子型式和数量确定后, 影响接触网反击耐雷水平的主要因素则是杆塔接地电阻的电阻值。接地电阻愈小,过电压愈小,必须严格控制支柱与钢轨的接地电阻。根据胶新线的自然状况,在青岛的胶州市、潍坊的高密市和诸城市、江苏的新沂市等平原地区,可采用降低接地电阻来提高线路的耐雷水平的防雷措施。
6.3适当增设避雷器
对于一般高雷区通常采用局部关键点设置避雷装置进行接触网防雷。在有雷击发生时只要避雷器的冲击放电电压小于接触网绝缘子的冲击放电电压就会动作以避免变电所馈线断路器跳闸。同时,由于避雷器动作后吸收了雷电能量,绝缘子、支柱的等值阻抗上受到的冲击电压仅为避雷器的残压,提高了接触网的耐雷电冲击水平。
接触网上安装的避雷器保护范围有限,只能防止其保护范围内的接触网绝缘闪络、机车车顶保护电器动作。污秽条件下的工频电压耐受能力低可能会增加污闪事故率,如大密集安装避雷器则每年的预防试验和维修工作量极大。鉴于运行中出现烧断电连接和吊弦的问题,建议在锚段关节处的适当位置,加装避雷器,重点在日照市的莒县和五莲等丘陵地带,作为牵引供电系统防雷技术措施的一种补充。
6.4雷电定位系统防雷
雷击铁路供电线路是一种频发事件且危害极大,每次发生雷击后,要求快速确定其发生地,以便尽快查明故障损坏程度和具体情况,及时采取有效的修复措施,并通过数据积累找出雷击多发地的具置并分析其易遭雷击的原因,以便采取有针对性的改进措施,进而提高接触网的安全水平。而雷电定位系统(LLS)是一种大面积雷电测量的新技术。
LLS工作原理:雷电定位系统是综合运用了RS遥感技术、GPS全球卫星定位系统技术、GIS地理信息系统技术来实现雷电定位的,它主要由雷电遥测站、中心站主机、雷电显示终端三部分构成。雷电遥测站的探测方法主要是采用定向定位和时差定位技术。定向定位是不同地区的雷电遥测站(最少2个)独立测量同一个雷电的方位角,实时传送到中心站主机,经雷电位置分析仪(根据三角定位原理)确定雷击点位置。
雷电定位系统的主要用途:LLS能大范围实时遥测地闪发生的时间﹑地点﹑雷电流幅值﹑极性与回击次数,呈现在监测人员面前的时一幅雷暴的实时运动轨迹——雷击动态图。当发生雷击跳闸时,LLS能比较精确的指示雷击故障地点,避免全线巡视,提高劳动生产率,缩短抢修时间;雷击动态图使调查人员即使掌握雷电的运动轨迹,便于在事故下作出正确的判断,制定可靠的运行方式;实时提供雷电预警,预警时间可达1-2小时以上,保证火车在雷暴季节的安全运行。
2007年,山东电网已组建了雷电定位系统,铁路运输部分应该充分利用先进的科技手段,通过对铁路线路进行经纬度定位,结合雷电探测站在电闪﹑雷击发生后对雷电发生点的探测和定位,确定雷害波及范围。通过对雷电活动的长期观察,可以对雷电活动的规律进行探索,掌握雷电的规律,不断完善对雷害的预防措施。因此,我们说雷电定位系统是一种与雷电长期抗战的有利措施。
7.结论
本文主要针对胶新铁路接触网雷害分析及防雷措施进行论述。对于接触网来说,随着铁路运营时间的增长,绝缘子被污染的情况比较严重;沿铁道线路的雷云放电,无论是雷击接触网附近地面引起的感应过电压、雷击接触网支柱,还是雷电直击接触网,都有可能造成接触网绝缘子闪络,接触网应是防雷保护的重点。鉴于临沂地区为多雷区,建议将回流线改造为架空地线,采用柱顶方式安装;在青岛的胶州市、潍坊的高密市和诸城市、江苏的新沂市等平原地区,可采用降低接地电阻来提高线路的耐雷水平的防雷措施;在日照市的莒县和五莲等丘陵地带建议在锚段关节处的适当位置,加装避雷器,作为牵引供电系统防雷技术措施的一种补充。
长期以来,铁路防雷所进行的都是传统工作,随着雷电定位系统的广泛应用,铁路运输部分应该充分利用先进的科技手段,通过对铁路线路进行经纬度定位,确定雷害波及范围。通过对雷电活动的长期观察,掌握雷电的规律,不断完善对雷害的预防措施。因此,我们说雷电定位系统是一种与雷电长期抗战的有利措施。
【参考文献】
[1]于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都西南交通大学出版社,2002.
【关键词】 甲亢;患者;心理因素;护理
甲状腺机能亢进症是比较常见的由于内分泌紊乱所导致的身心疾病,心理因素能够导致甲亢疾病,同时患者躯体症状又可能导致心理障碍,影响患者的治疗效果。甲亢患者的心理护理指的是医护人员和患者双方进行沟通交流的过程,是一种积极意义层面上的信息交流,是医护人员和甲亢患者之间进行相互影响从而改变心态的过程。甲亢患者的护理人员需要仔细的了解患者在心理上的反应以及需求,随时留意甲亢患者的情绪变化,熟悉他们的心理状态,针对于他们不同的要求和反应,采用合适的心理护理措施,通过学习心理学知识,给予甲亢患者安抚和开导,鼓励他们树立战胜病魔的信息。
1 甲亢患者的心理类型及护理
1.1 焦虑恐惧型
1.1.1 心理分析 从整体上看,焦虑心理和疾病是有着很大关系的,而恐惧心理往往是和环境的改变相关。经过调查统计显示,在甲亢患者之中焦急和恐惧心理是十分普遍的。产生焦虑情绪的甲亢患者,往往对于生理上细微的不舒服就会表现得过于关注。焦虑情绪持续的时间过长或者是波动强度太大,都会不利于甲亢患者的治疗和康复,给他们的身心健康都带来很大的损害。而存在有恐怖情绪的患者通常都会对身边的某种场景或者是事物有一定的畏惧感,这种心理状态的患者对于自身病情资料、人际关系、家庭等方面,尤其是所处医院医护人员的专业水平、治疗方式、医院环境等等都带有恐惧害怕的情感认知。
1.1.2 护理分析 对于这种类型的甲亢患者应该在护理工作中尽量表现得态度亲和,使用比较温柔的语气和用词,在进行治疗前应该向患者耐心的解释,尽量的鼓励他们配合治疗。同时还需要告诫甲亢患者要保持冷静,尽量的控制自己的情绪避免激动,从而消除由于情绪所带来的负面影响。
1.2 急躁多疑型
1.2.1 心理分析 通常还说,甲亢患者的心理除了和自身的疾病息息相关之外,还和患者的自尊心有着一定的联系。患者在选择就医治疗的时候必然希望能够得到医院医护人员的热情对待,能够得到病友以及家庭的理解和关心,尊重和认可。在治疗方面也希望能够得到完善的诊断以及及时的照看。但是由于甲亢患者性格的暴躁,克制力较低,经常会为了一点小事而发怒生气,甚至导致其大发雷霆,对于医护工作者或者是其他人进行无端的指责和辱骂,这种心理很容使得患者并不配合自身的治疗康复。
1.2.2 护理分析 态度的和蔼以及语言的温和对于任何疾病患者都是必要的,尤其是性格急躁的甲亢患者。护理人员要尽量的避免出现所有可能引起患者情绪波动的因素,不使存在的矛盾发生计划。而且需要充分的尊重患者的人格以及合法权利,对于患者的病情要加以保密,不能够随意泄露,更加不能够当成笑话加以谈论,要积极的帮助患者解决治疗中所遇到的问题,使得患者能够积极主动地配合病情治疗。
1.3 茫然漠然型
1.3.1 心理分析 有的甲亢患者并不能够真正的认清自己的病情,经常存在有认知不良的情况。这种类型的患者自身的耐受力比较强,不能够准确的意识到自己的病情,即使有的时候患者已经开始发病,但是身体并没有十分明显的症状时,就忽视、轻视自己的病情,并不及时在医院诊断,导致最佳治疗时机延误,使得病情进一步恶化,给自己带来严重的后果。这是一种十分危险的不良认知现象。在当今的医院临床工作中,经常会看到病情非常严重的患者并不重视自己治疗的情况,中断治疗甚至是自行的停止治疗康复工作。
1.3.2 护理分析 对于这种类型的患者,需要通过多种方式来进行说服教育,给与他们合理的解释和指导,帮助他们认知到治疗疾病的重要性,提高他们治疗的积极主动性,保证患者能够根据医嘱进行调理,按时检查和服药,保证疾病的治疗能够按照步骤进行。淡漠的甲亢患者通常都是老年人,他们更加需要医护人员的热情和关心,安排好他们的治疗过程是非常必要的。
1.4 自暴自弃型
1.4.1 心理分析 有少部分的甲亢病人,由于自身患病期已经比较久了,却又没有坚持接受治疗,导致引起了甲亢性心脏病伴功能不全。由于病情的治疗效果并不好,患者都对于治疗产生了一定的抵触情绪,认为自己无药可治,变得自暴自弃,并不配合医院的治疗,对于医护人员并不信任,具有一定的厌世情结。
1.4.2 护理分析 对于自暴自弃型甲亢患者,医护人员首先应该向患者提供温和的态度、专业的治疗手段以及丰富的甲亢医疗信息,向他们普及甲状腺功能亢进症的治疗模式,得到甲亢患者的信任。保证患者能够真正的了解甲亢的治疗方式以及预后,消除他们心中对于病情的顾虑和反面情绪。医护人员需要和患者进行交流,提供一定的治疗信息,来帮助患者重新树立康复的信息,利用正确的人生观和世界观来感染患者,使得他们能够克服自暴自弃的信息,从消极的逃避转变成积极的同病魔抗争,医护人员在护理这种类型患者的时候,需要保持警惕,预防患者由于躁动而伤害他人或者进行自杀,及时的和主治医生进行沟通,采用妥善措施,尽量安抚患者。
总之,甲亢给人们带来的不仅仅是自身激素水平的改变或者是体征的变化,同样重要的还有甲亢给患者造成的心理影响,甲亢患者经常性的出现焦虑、多疑、暴躁、抑郁等负面的心理情绪。心理的治疗对于甲亢患者的康复是非常重要的,医护人员在治疗患者的时候需要同时调节患者的身体以及心理状态,提高他们对于甲亢的认知,使得患者能够进入良好的治疗状态。
参考文献
[1] 姚美芬.甲亢患者的心理分型及护理[J].临床医学,2005年08期.
[2] 闻海霞,张学玲,傅烨生.甲亢患者心理健康水平的评估及心理治疗[J].医学理论与实践,2008年11期.