小议电工技术实验实训装置的建构思路

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一、构建思路

以我院自动化系生产过程自动化技术专业主干课程“检测仪表”、“过程控制仪表及系统”为例，这两门课程许多知识和技能都与电工技术有“千丝万缕”的关系。2012年我院自动化系又新开设了三个高职专业（工业网络技术、传感与检测技术、工业电气自动化技术），电工技术实验实训装置也会在这些专业的学习中起到积极的桥梁和纽带作用。

二、装置总体设计构建

为了让学生在训练时能全员参与，以及要放置测试仪器、设备和电脑，我们将装置设计为工作台的样式，即要有足够的空间。挂板式分层型模块化结构共五类，分别是电源模块、信号源模块、电路板模块、测量仪表模块、保护装置模块。该装置应具有功能齐全、操作方便、安全灵活、运行可靠、管理科学（实验准备工作量的简化）等特点。

三、装置结构体系构建

根据我院自编的“电工技术实验实训”讲义，现对电工技术实验实训装置的构建框架进行简要介绍。

1.挂板的初步设计及要求

（1）电源模块——应具有交流和直流两种类型。交流电源为380V和220V。直流电源的可调范围为0～30V，多路并且带负载能力要强，安全性能可靠。（2）信号源模块——能提供正弦、方波、三角波函数信号，信号源稳定、可靠。例如我院自编实验讲义“电容和电感特性研究”实验，如图1、图2所示，其中一个内容就是讨论“电容通高频阻低频，电感通低频阻高频”，需要交流的信号源性能可靠、稳定，否则实验效果会非常不理想。（3）测量仪表模块——仪表块数要多，主要是电流表和电压表，又分交流和直流两种类型，且以数字式为主（具有多档位转换功能），指针式为辅。并配有高灵敏度检流计。例如我院实验讲义“指定电流的分配”，需要4块直流电流表，如图3所示。（4）电路板模块——有两种想法。一种想法是将各类元器件固定在模块电路板上，要求元器件种类多、规格齐全（如一般电阻除阻值，不同功率的电阻也应多配置），器件按照工艺要求进行排列，比如器件应排列均匀、横平竖直、同种类型集中在一起，可调元器件的布局应充分考虑调节的方便程度。另一种想法是将所有的器件（除可调器件外），存放在有许多格子的透明塑料小箱中，根据实验需要学生可自行选取和选配器件，再根据工艺要求插在模块电路板的插孔上。通过实践发现两种办法各有千秋。前者实验中学生操作相对简单，节省实验时间，但对元器件的熟悉程度相对较弱。后者实验中学生操作相对复杂（特别是元器件的选取），容易出错，实验时间较长，器件容易丢失，但学生通过实验可以对器件的种类、性能、规格非常熟悉，也非常清楚如何将实验顺利进行和少走弯路，这种办法更符合我们倡导的电工技术实验实训操作模式。我院自编的讲义“验证叠加定理实验”采用的是T型电阻网络电路，如图4所示。元件是6个200Ω及3个100Ω的电阻，并需要4个逻辑开关。我们要求学生在实验中，在透明塑料小箱中可选择不同功率、不同体积、不同样式的电阻，也就是学生自己配置。同样，图3所示的电路学生也可自己选择和配置电阻。通过这种训练方式，学生知道了实验时该如何做，为什么这样做，做了有什么收获。学生的实际动手能力和应变能力提高很快。

2.装置安全措施

电工技术实验实训装置的安全措施尤为重要。学生在进行实验实训时，特别是才开始的阶段，对人身及设施的安全危险最大。本装置可调交流电源输出处设有过流保护技术，相间、线间过电流及直接短路均能自动保护，面板配有交流三相电压表，通过切换开关分别指示三相电网电压和三相调压输出电压。装置具有接地保护、漏电保护（电流型和电压型漏电保护器、漏电保护空气开关）功能，安全性符合相关的国家标准，确保设备及人身安全。实验连接线及插孔采用不同的结构，使用安全、可靠、防触电。

3.装置功能特点

该装置没有过多的先进仪器和设备，甚至有些“老土”，其主要是用于实验操作，反映电领域初学者实验实训的学习过程和训练过程，而非科研院所进行科学研究。当然，这不是否认高等职业教育不需要科学研究，而是电类专业基础实验课有自身的特殊性，实验实训内容缺乏整体性和设计性，发挥的空间非常有限。所以该装置配有大量的元器件（上千个）插孔和测试仪表，供学生选择和使用，一方面培养了学生对电的认识和认知，另一方面培养了学生对电的理解和应用把握的能力。

4.装置实验实训讲义（部分）

一是能完成“电工基础”、“电工学”、“电路分析”中电路连接、参数测试、叠加、谐振、选频、过渡过程、单相、三相、日光灯、变压器等基础实验。二是基础实验项目见表1。

四、装置使用效果

由于受到学院各方面条件的限制，目前还没有成套的电工技术实验实训装置，我们利用学院自动化系现有的实验教学资源，实验台是20多年以前的老实验台，电路板使用的是面包板，实验管理人员实验前准备实验器材，实验后再收整。在这样较为落后的条件下，实验教学还是达到了很好的效果。许多学生反映，原来的实验课是以实验教师为主体，现在的操作方式及装置是以学生为中心，实验中学生可以认真思考，即使元件选错了，也感到是一种“幸福”，并不计较设备的好坏，真正体会到了实验教学的快乐和意义。

五、总结

高等职业技术教育的发展面临诸多困境和挑战，教学特别是基础实验教学有许多困惑和难点。同时社会又需要学校培养的学生具有较高的职业能力和素养。在这种形势下，迫使我们进行深刻思考：专业基础实验课的作用究竟在哪？专业基础实验实训操作模式应该是什么？本文是探索专业基础实验实训课的路径之一。该装置的构建及思路虽然还不完善，但只要不断的努力和探索，我们的目标定会早日实现。

本文作者：王晓刚、夏洪永、罗谧 单位：重庆化工职业学院自动化工程系