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1 電氣自動化的,節能概述
電氣自動化是一門重要的電力學科,與工業生產和人們日常生活息息相關,在改善勞動條件和提高勞動生產率、運行成本、工作效率等方面發揮著重要作用。由于當前電網線路中有大量諧波,從節能和消除諧波方面考慮,電氣自動化系統應積極利用有源濾波器、無功補償、變壓器等技術[1],減少電路傳輸損耗,實現電氣自動化系統的節能效果。
2 電氣工程的節能設計
2.1 高運行效率
為了提高電氣自動化系統的運行效率,應盡量選擇節能型的電力設備,通過減少系統損耗、無功補償、均衡負荷等方法,治理電網線路的不平衡電壓,平均分擔導線負荷壓力,不僅可有效提高系統運行效率,并且獲得明顯的節能效果。例如,在電氣自動系統配電設計時,可合理選取設計參數和調整電路負荷,從而提高電氣系統電源設備的綜合利用率和運行效率,直接或者間接地降低電能損耗。
2.2 完善配電設計 [本文轉自DylW.Net專業提供寫作物理教學論文和職稱論文的服務,歡迎光臨Www. DylW.NEt點擊進入DyLw.NeT 第一 論 文網]
配電設計應首先考慮電氣自動化系統的適用性,滿足供電設備的穩定性、可靠性要求和用電設備的電力負荷容量要求以及電氣設備度對控制方法的要求等。在設計配電系統時,除了要滿足電氣設備和用電設備的運行要求外,還要確保電力系統的可靠、靈活、易控、穩定、高效等。其次,重點考慮電力系統的穩定和安全性,第一要確保電氣自動化系統線路具有良好的絕緣性,第二,在設計走線時,應嚴格控制水平導線的絕緣距離,第三,確保導線的動態穩定、熱穩定和負荷能力的裕度,保障電氣自動化系統運行中配電設備和用電設備的安全、穩定性,同時應做好電氣自動化系統的接地和防雷設計[2]。
3 節能技術在電氣自動化中的應用
3.1 加裝有源濾波器
電網線路中的大量諧波易導致電氣自動化系統中的電氣設備出現誤操作,為了提高電氣自動化系統的安全性,可在電氣設計時加裝有源濾波器,消除電網的大量諧波,降低電氣自動化系統的線路損耗。隨著電網線路中各種電氣設備數量不斷增加,電網線路諧波也不斷增加,這時基波電壓和諧波阻抗電壓易發生重疊,導致電力系統電壓發生不同程序畸變,引起電氣設備誤動作。在電氣自動化系統中加裝有源濾波器可有效解決這個問題,有源濾波器使用功率寬、動態性能好、反應速度快,并且可有效補償電網線路的無功功率,通過有源濾波器過濾電網線路的諧波,有效減少電氣設備的誤操作和誤動作,提高電氣自動化系統的節能效果。
3.2 加裝無功補償裝置
在電氣自動化設計中,可適當加裝無功補償裝置,減少電路損耗,確保電網的運行效率和運行質量,提高電力系統的安全性和穩定性。通過加強無功補償裝置補償電網線路的無功功率,應滿足以下要求:其一,根據電網無功功率情況,設置無功補償裝置的投切參數物理量,可有效避免無功補償裝置發生投切震蕩、無功倒送等情況;其二,安裝無功補償裝置時,對電網線路的局部區域進行就地補償,特別是用電量較大的線路,不僅可保障電網供電質量,而且可有效減少電網線路無功功率的長距離傳輸,具有顯著的節能效果;其三,為了獲得更好地武功補償效果,在選擇無功補償裝置的投切方式時,由于無功補償裝置的分擔方式、投切開關方式、按編碼分配方式、按比例分配方式等難以達到預期的無功補償效果,因此最好采用具有調節平滑、跟蹤準確、適應面廣等特點的模糊投切方式[3];其四,在使用無功補償裝置對電網線路進行無功功率補償時,要根據電氣自動化系統的具體運行參數值,如目標功率因數、配電電壓值、電流負荷等,來合理確定電容器容量。
3.3 優化變壓器選擇
為了提高電氣自動化系統的節能效果,應優化變壓器的選擇,一方面,電氣自動化系統應盡量選擇節能型變壓器,降低變壓器的有功功率損耗;另一方面,變壓器電氣設計,通過在三相電源上均勻分解單相設備、單相無功功率補償裝置、三相四線制供電等方式,減少電網線路的不平衡負荷,具有良好的節能效果。
3.4 減少線路傳輸損耗
由于電網線路上有電阻,在電能傳輸過程中不可避免會產生有功功率損耗,雖然這部分損耗不可能完全消除,但是可通過一定措施,最大程度的降低線路損耗。第一,增大導線橫截面積,在確保電氣自動化系統的電氣特性基礎上,適當增加導線橫截面積,降低導線電阻,從而減少線路損耗;第二,合理設計布線路徑,電氣自動化系統設計在導線布線時,應合理設計布線路徑,避免線路過度彎曲,可有效減少導線電阻;第三,減少負荷中心和變壓器之間的距離,縮短供電距離,減少電網線路傳輸電能的功率損耗;第四,為了減少電網線路電能損耗,盡量選擇電導率較小的導線材質,提高電網線路的節能性。
4 結語 [本文轉自DylW.Net專業提供寫作物理教學論文和職稱論文的服務,歡迎光臨Www. DylW.NEt點擊進入DyLw.NeT 第一 論 文網]
在節能減排的社會大環境下,電氣自動化節能設計引起人們的廣泛關注,結合電氣自動化系統的運行要求,積極應用多種節能技術,優化電氣自動化系統節能設計,最大限度地發揮節能技術在電氣自動化中的作用,減少電網損耗,實現最大化的經濟效益和社會效益。
參考文獻
[1]馬建華.數字技術在工業電氣自動化中的應用與創新[J].制造業自動化,2012,06:142-144.
【關鍵詞】中國制造2025;高素質人才;電氣自動化技術;人才的培養
2015年5月18日《中國制造2025》。要將智能制造作為主攻方向,其本質都是要實現“互聯網+制造業”的智能生產,形成開放的全球化的工業網絡。未來制造業的核心競爭力體現在:機器設備是否我完善功能;是否能在網絡化的未來產業鏈中實時監測、追蹤各類數據,并歸納分析和利用。誰掌握了世界制造的脈搏,誰就將決定未來世界制造業的格局。
對于職業教育而言,集中反映在如何培養適應時代需要的高素質人才上。本文基于《中國制造2025》對人才的需求,結合廣廈學院電氣自動化技術專業的內涵與特色,提出了電氣自動化技術專業教學內容和教學方法的問題,對廣廈學院的電氣自動化技術人才的培養進行探討。
一、基于“中制造2025”電氣自動化企業人才需求進行分析
莊西真在職教論壇2015年10月中的《中國制造2025:職業教育準備好了嗎?》中指出,“中國制造2025”不僅需要科技領軍型人才,也需要大批技能高超的技工隊伍,二者缺一不可。因為,在今后的智能化制造過程中,整個生產模式將發生很大的變化,大量應用電子、軟件等新產品新技術,對在一線的生產人員提出了更高的要求。這在客觀上需要職業教育能夠培養出大量合格人才。
為進一步地了解企業對自動化人才的需求狀況,浙江廣廈建設職業技術學院電氣教研室對浙江和上海10多家企業單位(以校企合作單位為主)進行了實地調研和訪談。調查顯示企業的工業生產線、數控設備的使用、維護、故障診斷,機電產品的設計與制造,需要大量的電氣技術專業的應用型人才。
(一)工業自動化裝備設計人才的需求
隨著企業新一輪技術和設備的引進、嫁接改造的完成,電氣自動化技術已經越來越廣泛地應用在現代生產過程中,成為現代設備控制和工藝過程控制中不可缺少的重要部分。無論是整個生產線的連續生產工藝控制,還是單機生產控制,無論是單個工藝指標的檢測調整還是最終產品的質量控制,PLC、DCS、FCS、工控機等技術與設備在生產中廣泛應用。一些重要的生產環節和生產線,沒有自動化系統的正常工作,整個生產就無法進行。
智能制造是關鍵。近幾年來,企業的信息化建設有效地推進了企業的規范化管理、對合理組織銷各個環節、提高產品質量、降低成本、提高企業地競爭力產生了極大地推動。PCSMESERP的緊密集成,產銷一體、管控銜接的實施,對生產過程的自動化及相關的各層數據的網絡傳輸控制技術提出了更高的要求。可見,當今的自動化已經不僅是單一的控制功能,同時還將控制參數的采集、變換、傳輸、存儲和管理溶為一體。
(二)企業對自動化專業人才從事的崗位能力要求
隨著產品和產業結構的調整,技術含量高的企業在迅速發展。企業產品質量、效益的提高,主要取決于勞動者的素質。一是在現代企業中,設備更新、管理方式現代化、工藝流程自動化程度的提高,導致崗位群的構成發生變化,新的職業崗位對從業人員提出了新的要求,知識型的技術技能勞動者逐步取代崗位操作者;二是由于企業經營方式和生產方式的變化,對原有技術崗位提出了更高要求,一勞永逸的就業已經變得越來越不可能,從業者必須要有很強的適應能力,能夠較快地更新自己的知識以適應新生行業或職業的需求。三是隨著新技術的不斷出現,新產品的不斷問世,企業在科技成果的商品化轉化過程中,需要大量既懂產品設計又熟悉生產工藝、具有較強工程實踐能力的人才,更加注重可持續發展的職業能力,高素質、高技能的電氣自動化技術專業人才是現代企業迅速發展不可缺少的。
我們還對其它地區和其它行業進行了調查得到的信息是:大量事實證明,生產過程的自動化和集約化、生產技術的精密化和高度化、生產設備的復雜化和信息化,更依賴于大批高級生產過程自動化人才。一些國家和地區,正是由于培養了大批自動化高級技術人才,為運用科技成果,引進、吸收世界先進技術,最終為形成自主技術提供了人力條件,才帶來了經濟的騰飛。企業勞資部門普遍反映,由于行業背景和國有用人體制的束縛,能適應高技術含量工作的各類、各層次畢業生極為短缺,特別是具有較高職業技能和生產適應能力,拿得起、留得住的人才更為難求。
二、應對“中國制造2025”,高職電氣自動化技術人才培養的趨勢
對比《中國制造2025》與工業4.0,我國的制造業大國向制造業強國的轉變,高職教育對高技能人才的培養尤為重要。要促進學生的可持續發展。
(一)電氣自動化技術專業建設對接地方產業的升級發展,行業用人標準、企業崗位技術領域任職要求的實際需要,以服務為宗旨,市場為導向,與行業緊密融合。有效實現專業與地方產業對接、人才培養規格與崗位任職要求對接,課程與崗位典型工作任務對接。
(二)對接中國制造2025,優化電氣自動化技術專業人才培養方案,制定課程標準
在制定電氣自動化技術人才培養方案的過程中,先進行與電氣相關的行業、企業調研,實現人才培養方案的制定由行業、企業、學校共同參與。提升基礎課程水平,整合和優化高素質技能人才培養的專業核心課程。根據電氣自動化人才培養方案,準確把握課程定位,明確課程教學目標;創新課程結構,更新和調整教學內容;重視學生職業素養培養、職業基本技能實訓與“崗、課、證”融合,探索并實施工學結合“教、學、做”一體化的現代教學模式,大力推進項目化、任務驅動、基于工作過程的課堂教學方法和手段;加強校企合作課程的開發與建設。制定課程標準,確保基礎核心課程質量,提升電氣自動化技術專業學生的專業素質和可持續發展的能力。
(三)對接智能化制造產業,加強校內外實訓條件的建設
對接智能制造企業,加強校內外實踐教學條件建設。主動謀求與企業合作,積極推進教學實踐條件建設,使學生接受良好的工程教育和工程訓練,熟悉和掌握電氣自動化技術行業先進的工藝和技術。比如與浙江圖維技術有限公司實現校企合作為期一周的實訓,有企業派出校外導師和提供相關的實訓設備,使學生接受良好的工程教育和工程訓練,熟悉和掌握行業的先進技術。
(四)對接復合型人才的需求,深化課堂教學改革
在課堂教學改革中,要改變傳統的以課堂為中心的教學模式,實施工學結合的事“教、學、做”一體化的現代教學模式,采用豐富多樣的教學方法,推進項目化、任務驅動、基于工作過程的先進課程教學方法和教學手段。
在課堂教學過程中,教師探索以“學生”為主體,以“工作過程”為主線,以“職業能力”為本位,以“線上+線下”為路徑的融“教學做考”為一體的數字課堂建設模式。
1.讓學生擁有更多自主學習的時間,提高學生的學習興趣,動手能力,主動參與項目設計的意識,分析和解決問題的能力,讓學生真正參與課堂,“授之以魚,不如授之以漁”;
2.學生真正稱為教學活動的主體,能夠自主設計項目,對項目設計中出現的問題可以相互交流研討,增加師生、生生間的互動和接觸時間。
3.拓展課堂教學寬度,提高學生自主創新能力。教學過程包括課前、課中、課后三個環節,注意專業課程之間的聯系,從而達到提高學生自主創新的能力。
深化課堂教學改革,實施精品課堂工程。積極推進幕課、微課、在線課堂,手機課堂等課程信息化建設,提高信息化教學水平,提高學生自主學習效率,提升學習效果。
三、結語
對照“中國制造2025”對電氣自動化技術提出的新的要求,改革自動化人才的培養模式,從人才培養方案的修改入手,到課程標準的制訂,到課堂教學改革,校企深度合作,遵循教育的基本規律,把樹人育人和以人為本作為教育的目標,促進電氣自動化專業學生的可持續發展。
參考文獻:
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[5]周海銀.高等教育如何適應“中國制造2025”[J].山東師范大學學報(人文社會科學版),2015(4)
關鍵詞:認知負荷;電氣自動化專業英語;教學設計
作者簡介:劉遠義(1979-),男,江蘇常州人,黑龍江科技大學電氣與控制工程學院,講師;江曉林(1978-),男,浙江金華人,黑龍江科技大學電子與信息工程學院,副教授。(黑龍江 哈爾濱 150028)
基金項目:本文系黑龍江省教育科學規劃課題(課題編號:GBC1212080)的階段性研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)20-0130-02
由于我國的電氣自動化產業已全面與世界接軌,許多企業的產品和設備使用手冊及說明書都是采用英文編寫,仿真軟件、前沿學科的研究論文、互聯網上的專業技術信息等多數也是英文,這一客觀現實對電氣自動化專業人員提出了新的要求,電氣自動化專業人才不僅要精通本專業知識,還要能夠熟練的應用外語閱讀、翻譯、交流,掌握相當水平的專業英語知識。[1]然而從目前的教學來看,電氣自動化英語教學還沒有完全滿足市場對電氣自動化專業人才的要求。從教學實踐中可以看出,電氣自動化專業英語教學存在著以下問題:一是學習內容涉及面廣,專業詞匯多,專業知識與英語的結合不深入;二是理論講授過多,實踐操作過少;三是學生學習的積極性不高。針對上述問題前人也做過大量的研究,但主要集中在教學方式、方法、手段上。而本文將從個體認知角度入手,基于認知負荷理論研究如何降低學習者的內在和外在認知負荷,提高其相關認知負荷,從而獲得較好的教學效果。
一、認知負荷理論內容
1988年澳大利亞心理學家J.Sweller在Miller研究的基礎上,以資源有限理論和圖式理論為基礎提出了“認知負荷理論”(Cognitive Load Theory,簡稱CLT)。[2]該理論認為人類的認知結構包括有限的工作記憶和無限的長期記憶,在學習過程中主要依靠工作記憶的作用。工作記憶主要處理通過視覺和聽覺渠道獲得的信息以及從長期記憶中調用的信息,使人們能夠有邏輯的思考問題和解決問題。人們在學習新的材料知識時,都是通過工作記憶將信息進行編碼然后存入長期記憶中,但工作記憶在注意和處理信息時是要消耗一定的認知資源的,如果個體需要處理和加工的信息超過其認知資源的總量,就會出現認知超載從而影響其學習效率。由于人的知識是以圖示的形式存儲在長期記憶中,當需要時這些圖示能夠被提取到工作記憶中進行無意識和自動化的處理,自動化加工無需消耗認知資源。
認知負荷主要與完成某項特定的任務相聯系,該任務在工作記憶中進行信息加工,該信息加工需要耗用一定的認知資源。認知負荷是指在工作記憶中必須注意和處理的信息所耗費的認知資源總量。研究者們根據認知負荷的來源將認知負荷分為以下三類:
第一類是內在認知負荷,它取決于所要學習材料的本質特征與學習者的專業知識之間的交互程度。材料的本質特征取決于材料本身的復雜程度,學習者的專業知識通常取決于學習者對前知識的掌握情況,如果材料本身很復雜而學習者的前知識又很匱乏,那么內在認知負荷就會很大,反之亦然。[3]因此一般認為內在認知負荷是相對固定的,一般較難被教學設計所改變。但有學者指出可以通過減少一些元素的交互作用縮減學習內容來達到降低內在負荷的要求。
第二類是外在認知負荷,材料信息的呈現方式或者要求學習者從事學習活動都會增加工作記憶的負荷,當這種負荷是不必要的、阻礙了圖式的獲得和自動化處理時,這種負荷即為外在認知負荷。外在認知負荷一般可以通過教學設計予以降低。
第三類是相關性負荷,它是與圖式建構及與圖式自動化過程努力程度相關的認知負荷。相關性認知負荷與外在認知負荷一樣都是在信息呈現過程中產生的,但相關性認知負荷旨在幫助學習者獲得知識,圖式可以是學習過程中的任何知識結構或所學信息組成的任何知識結構,圖示將存儲在長期記憶中,建構充分且豐富的圖式可以提高學習效率。[4]
二、認知負荷理論在電氣自動化專業英語教學設計中的應用
認知負荷理論在教學設計中的主要思想是降低內在認知負荷和外在認知負荷并在確保工作記憶資源有所盈余的前提下,適當引導學生投入更多的心理努力提高其相關認知負荷,實現圖式的獲得與規則的自動化。
1.按順序和分塊呈現課程內容
分階段呈現小段的學習材料能夠減少初學者的認知負荷。對于大多數電氣自動化專業的學生來說,電氣自動化專業英語不僅涵蓋了大量的專業理論知識而且還是應用非母語的形式來表述,當學生學習到這些復雜的內容時工作記憶需要處理的信息數量加大,而且各個信息要素間的交互關系又比較高,這會加大學生的內在認知負荷。因此,應該將電氣自動化專業英語教學內容分解為多個教學模塊,使每個模塊中包含的信息要素減少,降低要素間的交互作用,從而降低內在認知負荷。如在介紹自動控制原理基本理論時,應該將其分成自動控制原理的基本概念及自動控制原理的基本定律兩個大模塊,再將基本概念和基本定律逐一分解。在應用分階段呈現學習內容時對教師的要求比較高,教師應該對整個教學內容非常熟悉,可以按照學生對知識的認知能力來建構每一個知識模塊,但并不一定按照教材內容順序來建構,在建構的知識模塊中應考慮先呈現的知識是可以獨立加工,并對后續的學習內容打下基礎。通過對全部知識的分解,可以在一定程度上降低材料間的交互作用,節約學習者的工作記憶消耗,同時也有利于學生對專業英語知識在長期記憶中圖式的構建。
2.創建學習情境,促進圖式構建
在教學過程中可以依據具體的教學內容來創建學習情境,具體的情境可以把專業英語的學習和實際生活聯系起來,幫助學習者在相對真實的環境中學習新的知識。通過媒介或教育材料的安排來創建學習情境以引起學生的注意力,激發其學習興趣,讓學生主動的思考,構建新知識,學生就會投入更深層的圖式建構和存儲的記憶能量,構建長時記憶圖式要素并能提升圖式自動處理。
如在講到控制系統反饋的專業知識時,可以利用生活中常見的抽水馬桶,將其工作原理和相關的專業詞匯利用多媒體呈現出來如圖1、圖2所示。學生對抽水馬桶都很熟悉,它的工作原理在前沿課程中也都學習過,在此學生就可以對照其圖示內容將專業詞匯很容易的掌握。這種方式的學習可以有效地降低外在認知負荷,增強相關認知負荷,有利于信息的加工。
3.利用多媒體教學手段,發揮“雙重感官效應”
既有研究表明人的工作記憶可以同時處理視覺信息和聽覺信息,通過視覺和聽覺同時獲得的信息更容易形成圖示而存儲于長期記憶中,提高學習效率。隨著現代多媒體技術的發展同時采用視覺和聽覺雙重感官模式輸入信息已經成為可能。既往研究表明相對于單純的視覺形式,聽覺—視覺的雙重教學模式更有效,尤其是涉及指令或解釋操作規則時,采用視聽雙通道方式輸入信息更具優越性。如在講到限制性定語從句的翻譯方法時,傳統的教學方法是首先在課件上顯示每一種方法如何使用,然后再舉例,這種方式會使學生在規則和例句之間來回搜索信息耗費認知資源,基于認知負荷理論最好的解決方法是將例句以文字的形式放在課件上,而規則方法則采用教師口述的方式來達到教學效果。
多媒體課件還可以結合仿真軟件進一步強化視聽雙重效應,如講到智能樓宇技術時,利用LabVIEW仿真或組態王仿真動畫界面,吸引學習者的注意力。首先強化學習者對專業知識的理解,然后在講解英語,這樣可以有效地降低外在認知負荷,增強相關認知負荷。但在使用多媒體教學手段時也要注意認知負荷理論中的分散注意力效應和信息冗余效應,也就是說不要在多媒體課件中加載大量的學習內容或是添加一些不必要的音頻、視頻內容,因為這些會耗用學習者的認知資源,加大外在認知負荷,會引起學生注意力的分散,而忽略主要信息的獲得。
4.靈活運用樣例效應,提高學習效率
電氣自動化專業英語課程的主要教學目標之一是培養學生的翻譯能力,樣例輔助是在英語翻譯學習中必不可少的一種輔助手段。樣例教學是指教師對所要講解的教學內容呈現具有詳細解答步驟的樣例,通過樣例分析和學習,學生可以歸納出隱含的抽象知識來解決類似的問題。在專業英語教學中如果教師一味的講解翻譯的規則方法會讓學生感到枯燥和無趣,相反如果教師能夠設計一些具有典型代表的樣例,可以降低學生的認知負荷。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.電能可儲存在由一絕緣介質隔開的兩塊金屬極板內。這樣的裝置稱之為電容器,其儲存電能的能力稱為電容。電容的測量單位是法拉。這一段短文中各句的主語分別為:Electrical energy、Such a device、its ability to store electrical energy、It(Capacitance)。它們都包含了較多的信息,并且處于句首的位置,非常醒目。此外,四個主語完全不同,避免了單調重復,這種方法可以廣泛采用。Sweller等人的研究發現,在樣例學習中知識的獲得明顯比傳統的基于練習的模式更省時間,而且在解決相似的同構問題時用的時間明顯較少,也更少犯錯誤。[5]
5.提升心理努力程度,降低無效負荷
認知負荷理論認為認知負荷的核心是心理努力。心理努力是指學習者分配給任務的認知資源。心理努力也就是學生在學習中所花費的注意、感知、記憶、思維、想象等認知成分,學習者的心理努力反映了認知負荷的實際水平。對于電氣自動化英語學習而言,如果學生肯集中注意力,其想象力、邏輯力、理解力比較強,對電氣自動化專業知識和英語的掌握比較好,其內在認知負荷就會下降,相關認知負荷就會增加。雖然個體的感知能力、記憶能力、理解力會有先天的差異,但情感、態度、動機等后天因素對學習者認識影響更大。因此在電氣自動化英語學習中,教師應該通過各種手段激發學生的斗志,集中精力提高學生學習興趣,加強學生學習動機,降低外在和內在認知負荷。
參考文獻:
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關鍵詞 電氣自動化 課程 教學設計
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
1 電氣自動化控制系列課程分析
電氣自動化控制系列課程中包含了許多門專業課,如:電路、模擬電子技術、數字電子技術、電力電子技術等等很多門專業課。電氣自動化控制系列課程是學生以后專業技能的基礎,學習效果的好壞直接關系到了學生以后的就業問題,可見電氣自動化控制系列課程對學生的重要性。傳統的電氣自動化控制系列課程以理論知識為核心,實驗作為輔助的教學手段。教學過程中以理論知識為主線,一切都是以理論知識為主線。的確,如果沒有堅實的理論知識是什么都做不了的,但是各高校教師在理論知識為主線的教學環境中的同時自己的意識也受到了影響,對實驗和實踐環節都放松了,所以會導致學生在畢業之后再遇到一線設備的操作維護、查詢故障、排除故障問題的時候就不知所措,導致了大批的“紙上談兵”的學生。還有就是目前各高校的教學考核系統尚不完善,考場作弊的現象非常嚴重,制定出一個嚴格的教學考核系統對電氣自動化控制教學的設計也是非常重要的。
2 電氣工程自動化控制課程教學設計
2.1 電氣工程自動化控制系列課程的設計理念
CDIO 設計理念:將教師或者經典的實際項目引入到電氣工程自動化控制課程設計中,通過實施項目的 C(構思)-D(設計)-I(實施)-O(運作)完整過程,如果這樣做會使得學生不僅牢靠地掌握了專業課的知識,又能使學生了解到在工作現場是如何運用已學的知識,使得學生在理論知識和工作現場技能兩方面得到了很好的鍛煉。
集成化課程設計理念:可以把一個完整的項目引入到電氣工程自動化控制的課程中來,我們把這個項目稱作“Ⅰ”項目,“Ⅰ ”項目里面包含許多門專業課,再把這個“Ⅰ ”項目中的每個分支拿出來分發給各個專業課的教師我們把它稱作項目“Ⅱ”教師通過講解各個分支使學生獲得專業知識,學生在獲得專業知識的同時又具備了整體的概念,把“Ⅱ”項目和“Ⅰ ”項目有機的聯系到了一起,這樣就做到了把電氣工程自動化課程集成化的目的,這樣做能讓學生能夠更好、更快、更完整的掌握了各門專業課知識。
2.2 教學方法與手段設計
由于社會的經濟、環境不斷發展原有的教學設計已經不能滿足學生的對專業知識的需求,所以我們要對原有的教學方法和手段設計進行改革,新的教學設計中要突出實踐性、應用性和實踐性,因此電氣工程自動化控制系列的教學設計的教學手段也要進行相應的調整,根據每門課現有的條件采用“教”、“學”、“做”一體的手段進行教學設計。
2.3 重構教學內容體系,無縫對接教學與生產
現有的教學內容只要是以理論知識為主線,有很多的學生雖然掌握了理論知識,但是在以后的工作中遇到實際問題仍然是不知從何入手,導致工作后工作效率低,最終影響自己的專業生涯。所以我們要重構教學內容體系,把原有的電氣工程自動化控制系列課程中的理論知識縮減三分之一,把實踐內容融合到教學內容中去,因為原有的理論知識抽象、難理解,還有就是學生在學習枯燥乏味的理論知識的時候會思索一個問題,學了這個知識能在以后的哪些地方用到?學生們找不到答案就會認為學習它們也沒有太大的用處,所以有的學生干脆放棄了學習,但是我們一旦把實際問題引入到教學環境中去,這個問題就迎刃而解。再把教學和生產有機地統一在一起之后還會激發學生無窮的興趣,學生們會根據自己的興趣去把理論和實際生產的知識牢牢地掌握住,電氣工程自動化控制系列課程如此設計就能高效地完成培養目標,為培養社會需要的綜合型人才做出了巨大的貢獻。
2.4 結合新教學內容體系,編寫生產性教材
教學內容設計重構后,原有的教材就已經不能夠適應新的教學方法了,所以我們要結合新的教學內容重新編寫教材,把實際生產等實踐內容編寫到教材中去。目前大部分高校的教材是實驗部分和理論部分分開,而且實驗部分不占有大部分課堂時間,所以同學平時更是很少翻看實驗教材,如果把實驗教材編寫到理論教材中,就是使得實驗和理論部分捆綁,這樣在無形中就會讓學生有更多的機會去了解實際生產內容,讓學生擁有良好配套教材。這樣的教學設計能夠讓學生有更多的機會了解專業課知識和實踐技能。
2.5 加強實驗教學設計
(1)以“基礎+工藝+應用+綜合”為主的實驗內容設計。課程實驗內容分為基礎實驗、工藝實驗、應用實驗、綜合實驗4種類型。基礎實驗主要包括:并勵直流電機調速、星三角降壓起動。工藝實驗主要包括:交流異步電機的結構認識及裝配、交流異步電動機的單向連續運行電氣控制柜的裝配。應用實驗主要包括:工作臺的自動往復控制、皮帶傳輸機的電氣控制、生產設備的多地控制。
在實驗內容的編排上,改變了過去的一味驗證理論性實驗思路,更強調了電氣控制的綜合設計及工藝應用性。
(2)以“必做+選做”為主的實驗任務設計。在任務的安排上,分必做實驗和選做實驗。基礎實驗為必做實驗,占實驗總學時的50%。工藝、綜合、應用實驗為選做實驗,占總學時的50%。授課教師根據大綱給定的選做內容,有計劃地選擇實驗內容。學生在實驗過程中,可以有2學時的機動時間,可以自主設計方案,也可以從教師提供的實驗中選擇實驗。并且在每個實驗中,教師根據不同的班級情況及教學效果,將實驗內容分為必做內容和選做內容。必做內容為每個學生必須完成的內容,為實驗的基礎部分。選做內容是教師提供的相關環節或學生自主設計的環節,為層次較好的同學服務,為實驗的提高部分。
2.6 嚴格監管電氣工程自動化控制系列課程的考試情況
更好地設計電氣工程自動化控制系列教學的內容,就是為了想讓學生掌握更多的專業課知識以及實踐技能,但是現在部分高校雖然做到了高效的課程設計,但是把這其中的重中之重給忽略了,就是考試作弊情況。所以各高校要嚴格監管考場紀律,不要讓我們辛辛苦苦做出的教學設計成為泡影。
3 結束語
按照電氣工程自動化控制系列課程教學設計來實施教學任務能夠明顯提高教學質量,增強實驗器材的利用率,使得學生對專業課知識的掌握更加牢靠,有效避免了由于大學生畢業后對專業掌握不熟練而與工作機會失之交臂的情況,同時也為社會培養了高技能型專業人才。
參考文獻
[1] 楊世興,黃向慧,黃夢濤,汪梅.現代電氣自動控制技術[M].人民郵電出版社,2006.
[2] 陳渝光.電氣自動控制原理與系統[M].機械工業出版社,2004.
【關鍵詞】電氣工程 自動化 智能化技術
一、概述電氣工程及其自動化
電氣工程及其自動化是指電工程及其自動化(Electrical Engineering簡稱EE),這是一門綜合性較強的科目,涉及機電一體化技術、電力電子技術、計算機技術,電機電器技術信息與網絡控制技術等多個學科的交融學習。傳統的概念認為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和就是電氣工程,實際上它的現實意義早已超出原來定義的范疇了。它現在指的是幾乎涵蓋了所有的與電子、光子有關的所有工程行為。另外,如今的電氣工程自動化極容易受到信息技術的發展、物理科學知識的應用還有技術的發展和變化的影響,所以中國自身的電氣工程及其自動化在向國外借鑒和學習的基礎上還要結合自身經濟發展和國情的需要適時調整,適時改進。
二、論述智能化技術的特點和優勢
智能化技術是一種高科技的控制技術,這種先進的科學技術在實現電氣工程自動化持續、穩定發展有著重要的作用。智能化技術是指在工作時更高效化、自主化和無人操作化。智能化技術最顯著的特點是可以自動化生產、可以靈活地操控,并且符合環保的特色,具備優質的產量,而且信息的合成率比較高。資源的優化性能也很高。電氣智能化設備的系統具備非常明顯的特點,可以通過自我檢查和調控來操控整個生產過程,無需人過多的操心。這樣的智能化設備有自檢系統,可以通過系統網絡來進行自我檢測和評估,檢測到哪條線路和電網出現問題,可以及時解決。(引用自參考文獻[4])另外,它具有靈活性,可以通過自動化電力系統了解到更多的產業信息,也可以通過信息進行大規模的接入,智能系統和現在的電力范圍市場交易進行了連接,減輕管理中的超負荷工作,實行最為簡單的資源優化,強化系統管理。
電氣工程自動化運用智能化技術來提高電氣自動化的工作效率的,作為智能化技術在電氣工程及其自動化中應用的主要目的,也是其優勢所在。它不僅可以促進電氣工程發展,還能降低成本,節省人力物力。還有效地解決了傳統控制的弊端和系統穩定性的問題,并不斷地提升了電氣設備運行的智能化程度,也提高了電氣工程自動化的效率。經過分析研究后,可了解到智能化技術在電氣工程自動化中更主要的優勢是它能使電氣工程自動化擁有更完善的控制系統,還也簡化了電氣工程的控制流程,使其在結構上更合理,效率也得到極大的提升。
三、當前智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用現狀和未來發展趨勢
經過綜合分析和研究表明,當前智能化技術在電氣工程及其自動化技術中的表現分別是智能控制、故障診斷、優化設計和無功補償這四方面。(引用自參考文獻[3])智能控制是首要也是關鍵,因為它實現了電氣工程自主化控制,應用在電氣系統的信息處理,記錄系統故障和計算機系統對電氣系統的實時監控等方面。智能化的故障診斷能全面而又精確的診斷電氣系統在運行過程中發生的故障。電氣工程的優化設計,其設計的環節和過程是非常繁瑣和復雜的,需要專業的設計人員利用智能化技術針對電氣系統進行設計。雖然設計過程非常地復雜,但它使智能化技術變得更加實用和方便,也更能節省材料和費用。無功補償,功指的就是電功率,無功補償的智能技術的運用,可以通過記錄電力相關的參數后,再根據這些參數選擇無功補償的設備,通過安裝設備實現補償,以減少電力消耗來實現平衡。其實,智能化技術在電氣工程及其自動化中的具體應用還有很多,例如神經網絡控制技術、計算機技術、精密傳感技術,GPS定位技術等相關的綜合應用。隨著產品市場競爭的日趨激烈,智能化產品的優勢更加突出,在實際操作和應用中得到廣泛的使用。
另外,智能化技術在電氣工程自動化中的發展主要是系統功能和體系結構。從系統功能看,運用了高性能的PLC技術,直接通過窗口和菜單操作,插補和補償方式更加多樣化。體系結構發展更加集成化、模塊化和網絡化。(引用自參考文獻[2])在未來,智能電網是電力的發展方向,而發展的重點是電力設備制造商要實現發、輸、變、配、用電在整個環節的管控一體化和互動化,滿足智能電網的需求以提供發電到用電整個價值鏈中的自動化,這無疑是未來電力市場的核心所在。為將電力設備的智能化引入縱深,國家電力建設中需要將新型的電子式互感器、先進的傳感器技術、預防性維修的智能組件和基于通用網絡通信平臺的變電站自動化系統提高到國際標準。(引用自參考文獻[1])在未來發展中實現對電力的自動化監視與控制,能有效保障供電可靠性和供電品質,并且有利于合理安排生產計劃,節約電力成本以及檢修成本。為滿足社會經濟發展要求,未來國家會對智能電網加大建設,電力設備的智能化將是整個建設環節中的關鍵。
四、總結
本文通過對電氣工程及其自動化的概述,并針對現在廣泛被應用的智能化技術進行深入的分析研究,就其特性和優勢方面來展來開探討。其次,綜合智能化技術在電氣工程及其自動化中的應用現狀和未來趨勢進行論述。電力的應用在當今經濟飛速發展的社會中不斷地被深化和發展,成為了人們生活更加現代化和國民經濟發展象征的一個重要標志。從某種意義上講,它的發達程度代表了一個國家的科技的進步水平。所以,在這樣的環境和要求里,如何提高電氣工程及其自動化成為關鍵問題,而與智能化技術相結合是為適應其發展需要的最好的選擇。因此,智能化技術的研究及其在電氣工程自動化中的應用具有重要的理論意義和現實意義的。
【參考文獻】
[ 1 ]張毅、王德寬、劉曉波、文正國、王聰;水電廠智能化技術發展趨勢與應用[A];中國水力發電工程學會信息化專業2012年年會優秀論文專集[C];2012年
[ 2 ]沈君奕;電氣自動化控制中人工智能的探討分析[J].科技資訊;2011
該同志任職以來,具有良好的思想素質和職業道德,具有“獻身、創新、求實、協作”的科學精神。工作上認真履職,兢兢業業,嚴格遵守勞動紀律,遵守公司相關制度,遵紀守法,勤奮敬業,具有良好的政治思想素質。
該同志作為公司的電氣成套設備技術管理人員具有較強的綜合業務能力,在業務上積極承擔、參加各項產品設計研發,先后參加了抽油機變頻控制柜和智能箱式變電站等的設計研發工作,特別是配電柜方面獨立設計研發的穩壓配電柜獲得專利,并在項目實施中取得良好的效果。在此過程中嚴格要求自己,做事認真負責,養成了不恥下問的學習精神,熱情度很高,從而使自身的專業技術得到加強,在學習中進步,在工作中成長。保質保量的按時完成各項工作,保證產品研制的順利開展。
該同志思想上積極向上,為人樂觀,樂于助人。在平時生活中,有較好的組織協調能力,誠實守信,敢作敢為。能獨立完成領導交辦的各項工作,并取得了很大的進步。其多次主持的項目如: 國家重點項目呼和浩特石化公司500萬噸產能擴建項目、華北石化500萬噸產能擴建項目等多次榮獲用戶表彰,并相應完成了調試運行投入實際生產使用,為公司贏得了良好的榮譽。
該同志在工作中比較注意理論聯系實際,具有較強的理論專業知識,其獨著的《變電站中電氣自動化技術的應用探析》、《智能化技術在電氣工程自動化的應用》論文在行業刊物上發表,取得了顯著成績。
綜合考察該同志年度及任職期滿考核結果為優秀。
關鍵詞 自動化專業 專業人才 學科建設
中圖分類號:G424 文獻標識碼: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 國內外自動化專業發展現狀
自動化①②③專業重點研究自動控制理論及方法,并將其廣泛應用于各種復雜系統中。該專業在自動控制理論④的基礎上,依托信息電子技術、電力電子技術、計算機技術、網絡與通信技術等先進技術手段,實現對工業生產過程自動控制及相關領域的自動化。自動化的概念首先由美國福特公司的工程師D.S.哈德于1946年提出,并主要用于描述發動機汽缸的自動傳送和加工的過程。當時,人們對自動化的理解僅僅局限于用機械的動作來代替人類操作,這其實屬于自動化代替人的體力勞動的概念。然而,自動化的概念自產生到現在已經經歷了將近70年的時間,人們對于它的理解也發生了較大改變,即自動化指的是使用機器(包括計算機)來代替人的體力勞動,并用其代替或輔助腦力勞動,以自動地完成特定的作業。
在自動化領域,美國具有雄厚的實力,且始終保持著世界領先地位。雖然我國對該領域的研究也比較早,但真正將其引入高校課堂卻比美國晚了許多。這使得我國現階段自動化行業的人才市場還有很大缺口,與美國等一些西方發達國家還有較大差距。隨著近幾十年中國經濟的飛速發展,綜合國力的不斷增強以及科學技術的不斷進步,國內迫切需要一大批自動化專業的高水平、高素質的技術人才投身祖國建設,并全面實現國家工業自動化。為了完成該宏偉目標,我國“十二五”計劃已明確提出了相關的方針政策:⑤以節能環保、新信息技術、生物醫學、新裝備技術、 新能源、新自然資源和環保交通為重點,以新領域、新能源、新技術為突破點。經歷了2008、2009年的經濟危機,經歷了2010年以來的經濟平穩、快速地發展,我們欣喜地看到:“十二五”期間是自動化行業發展的重要階段。為了加快自動化技術在國內工業生產等重要領域的普及,國家急需培養出大批具有自動化專業背景的拔尖人才,這就要求各高校領導及師生都應給予自動化專業更多的關注和支持。
2 問題及對策
江蘇師范大學電氣工程及自動化學院(以下簡稱電氣學院)是一個年輕、充滿活力的學院,自建院以來已經走過了十幾年艱苦而又不平凡的歷程,現有教師60多人,本科生900多人。與一些老牌學院相比,電氣學院是江蘇師范大學具有較大發展潛力的工科學院。學院將培養學生作為一切工作的重中之重,把提升學生綜合能力作為首要目標,發揚學風建設的精神,具有獨特的辦學特色。在全院師生的共同努力下,學院已經有數十位學生的學習及比賽成果獲得了國家級、省級獎勵。而且,電氣學院的學生整體素質較高,他們不但具有較扎實的專業知識基礎,而且還具有較強的動手能力。因此,我院培養出來的學生都深受一些企業和公司的青睞,這也保證了電氣學院畢業生較高的就業率。電氣學院現設有三個本科專業,分別是自動化、電氣工程及其自動化⑥和電氣信息工程。⑦另外,學院還設有自動化、電工電子、軌道交通、電氣工程等教研室、四個實驗中心和一個自動化技術研究所。值得一提的是,我院的電工電子實驗中心為江蘇省實驗教學示范中心。近幾年來,我院的自動化專業師資力量有一定提高,軟、硬件基礎更加牢固。在自動化專業的人才培養方案中,一些基礎課程及專業課程的設置和安排較為合理,很好地促進了自動化專業的全局調整和優化。為了拓展學生的專業知識,提升學生的實踐能力,學院建設了實訓基地、實驗室。另一方面,學院還購置了一些新的硬件設備,并對這些設備的使用給出了相關規定及要求。以上的種種措施更加完善了我院自動化專業的教學體制,能滿足自動化專業學生的基本需求。
雖然電氣學院在培養自動化專業人才方面取得了一些成績,但我們也應該清醒地看到自己的不足,具體體現在以下幾個方面。另外,本文針對每個方面,特別是教學改革,⑧⑨都提出了相應的建議和措施,以期達到更好的自動化專業教學效果。
2.1 學生對自動化專業課的重點理論知識理解得還不夠深,掌握得還不夠牢
自動化專業的課程分為專業基礎課和專業課,專業基礎課主要包括“電工技術”、“模擬電子技術”、“數字電子技術”等,專業課包括“電力拖動與控制”、“電力系統分析”、“電力系統繼電保護”等,這些課程的知識點繁多,邏輯性較強,且課程與課程之間存在交叉與聯系。一些學生急于求成,想在短時間內吃透這些重要課程。然而,隨著時間的推移,這些學生對這些基礎課缺乏耐心,他們上課不虛心聽講,課下又不認真完成作業。另外,一些學生只注重使用公式來進行計算,而疏忽了理論知識的推導過程,更沒有進一步研究這些理論知識與實際應用之間的密切關系,久而久之,他們的學習效果自然會大打折扣。
建議:(1)邀請其他兄弟學院的優秀專家和教師給學生作學術報告、科技講座,這有助于擴寬學生的思路,增強學生自身的邏輯推理能力。(2)倡導學生多參加學術交流,并撰寫自動化方向或與之相關的科技論文,在學習的過程中,學生會逐漸加深對自動化專業的一些基礎理論知識的理解。(3)學院近幾年有一些老師拿到了國家或者省級科研項目,這些老師可以拿出一部分經費來鼓勵學生參與到理論研究中。
2.2 學院的部分老師對自動化教育的研究和發展缺乏積極性
在培養自動化專業人才的過程中,部分老師教學方法不合理、不科學,他們只是死記硬背書本上的一些基礎專業知識,并年復一年地將其傳授給學生。這種保守的教學方法降低了學生的學習質量和學習效率,不利于學生對自動化專業最前沿科學技術的學習和了解。另外,有的老師在課堂上只關心自己在講臺上面的講課內容,甚至過于注重自身的著裝及儀態。而對于下面在座學生的反應卻毫無察覺。換句話說,這些老師并不知道學生是否聽懂他(她)所講的內容,是否跟上了他(她)的講課節奏,長此以往,一些學生就會失去對上課的興趣,從而導致厭學情緒。在一些老師眼里,他們只要講完課就算是完成了教學任務。實際上,這種做法是極其不負責任的,這樣做只能更加疏遠老師和學生之間的關系,使學生逐漸失去對老師的信任。
建議:(1)每學期在院內舉辦自動化專業教學比賽,學院應根據參賽老師的教學內容及方法建立有效的獎勵機制,并將其與年底工作評優直接掛鉤,這種競爭機制必然會促進老師不斷改進和完善自身的教學方法。(2)每年到校外聘請一些自動化專業的資深專家和教授來我校對一些年輕教師進行輔導和培訓,這有助于拓寬教師的教學思路,規范其教學方法。(3)院領導應不定期帶領一些教學經驗豐富的老教師對一些教師的教學進行隨機檢查,這可以有效防止部分老師作風渙散。
2.3 自動化專業實驗設備⑩不足
對一些自動化專業的基礎實驗,因實驗設備的損壞或不足,學生們不得不以兩個,甚至三五個人為一組來使用一臺設備。在同一組的幾個學生共同完成了一個實驗題目,不同的步驟由不同人完成。顯然,這無法保證每位學生對整個實驗流程的全局性把握,無形當中破壞了自動化專業實驗的完整性,降低了對學生實踐能力的培養要求。
建議:(1)相關實驗老師要及時修理好實驗設備,對一些具有安全隱患的設備,需找專業工人來進行維修。(2)學院應制定合理的實驗設備采購計劃,其中,特別要加大對自動化專業所需設備的投資力度。通過招標的形式采購一定數量的自動化專業實驗設備,并在招標公告或投標邀請書中詳細說明招標的實驗設備及相關配套服務等要求。(3)加強對教師實驗教學的管理。對于一些新購入的實驗設備,需聘請技術人員來學院對相關實驗老師進行培訓,直到老師完全理解和掌握實驗設備的使用情況為止。(4)鼓勵一些技術水平過硬的老師自主研制學院所需的自動化專業實驗設備,并參加國內一些實驗設備展覽會。
2.4 學生缺乏主動性和創新性
在大學四年的學習生活中,一些學生苦讀專業書,記下了數以百計的公式,也做了了大量的練習題,最終獲得了較為滿意的考試成績。另外,他們還參加了一些自動化專業的相關實驗,并獲得了正確的實驗結果。然而,這些成果的取得大多數都是在老師的指導下完成的,也就是說,學生在大部分時間內都是被動地接受教育。這種缺乏主動性的學習過程只能是像用“機器”加工“產品”一樣,如此往復,缺乏新鮮的教學和培養內容。而且,學生在這種教育模式下很容易形成定式思維,無助于發揮主觀能動性,激發自身的主動性和創新性。
建議:(1)鼓勵學生學習課本以外的自動化專業知識,實時為自己補充能量,并在老師的幫助下去發現問題、解決問題。(2)鼓勵自動化專業學生踴躍參加論文撰寫、科技制作以及專利申報等活動,增強其動手能力和分析問題、解決問題的能力。(3)建立導師組,由導師們組織一些專業技術本領過硬的學生參加“全國機器人大賽”、“全國電子設計大賽”、“挑戰杯全國大學生課外科技作品競賽”以及“飛思卡爾”全國智能汽車大賽等各類學科競賽。在準備和參加科技競賽的過程中,學生們會充分發揮主觀能動性,激發出自身的創新性。
在教學過程中,應以基礎理論知識為指導,以提高學生實際動手能力為目標,通過理論和實踐相結合的方式來激發學生的學習熱情,提高學生的創新性思維能力。另外,為了滿足社會發展和自動化行業的需求,應不斷完善教學計劃,改進教學方法,并幫助學生合理、充分地利用自動化專業教學資源,使他們能夠不斷提升自身的專業素養,并最終成為符合自動化行業需求的高水平復合型人才。
3 結語
在自動化專業建設的道路上,江蘇師范大學電氣工程及自動化學院已經走過了十幾年不平凡的發展歷程。隨著國民經濟的快速發展,人才市場的競爭越來越激烈,用人單位對求職者的個人綜合能力要求也越來越高,學生的就業壓力也變得越來越大。為了更好地提高大學生的專業技能和就業競爭力,拓寬就業渠道,學院本著“以人為本”的管理理念,加快了自動化專業建設的步伐。雖然學院在專業建設的過程中取得了一定成績,但仍需迫切解決幾個突出問題:第一,如何提高學生的專業課理論水平;第二,如何激發教師對自動化教學的積極性;第三,如何充分利用學院一些重要實驗設備等教學資源;第四,如何激發學生的主動性和創新性;本文針對以上四個問題展開探究性討論,給出了一些中肯的建議和有效的措施,以期學院在自動化建設中能夠實現快速成長、結構優化、師生共建的科學發展目標。
基金項目:國家自然科學基金資助項目(61403174)
注釋
① 郭麗.電氣工程及自動化專業應用人才培養教改探討.時代教育,2014(7):97-99.
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⑥ 黃肇,羅慶躍,袁旭龍,王曉芳.電氣工程及其自動化專業人才培養模式的研究與實踐.中國電力教育,2010(31):46-48.
⑦ 沈雄威,仇潤鶴,孫培德等.電氣信息專業實驗教學改革研究與實踐.實驗室研究與探索,2013.32(6):145-147.
⑧ 周林,孔慶梅,杜曉玉.面向自動化專業的工程實訓教學探討和研究.中國電力教育,2014(26):78-79.
【關鍵詞】就業導向;培養模式;自主學習;研討機制
以就業為導向,切實深化高等職業教育改革,是滿足中國社會發展和經濟建設需要,促進高等職業教育健康發展,辦人民滿意教育的關鍵環節。從當前職業教育發展的形勢來看,堅持以就業為導向不但符合廣大高職畢業生的強烈愿望,而且是職業院校專業內涵建設的必要途徑,更是高等職業教育持續發展的必然選擇和我國經濟社會發展的客觀需要。隨著我國城鎮化進程的加快,現代化建筑飛速發展,智能建筑更是層出不窮,經濟社會對建筑電氣工程技術的人才需求也不斷加大。通過對往屆畢業生就業和相關工業企業職能設置的調研發現,行業可為建筑電氣工程技術專業畢業生提供的主要崗位有:建筑電氣工程師(技術員)、水電施工工程師(技術員)、電氣系統管理技術員、電氣系統設計助理、樓宇自控工程技術員、安防工程技術員、自動化設備運行維護員、建筑電氣設備工程技術人員、電梯安裝與維護技術員、工程技術文控員及建筑電氣產品銷售技術員、質檢員等。為培養出符合職業崗位需求的專業高級能型人才,促進就業,提高就業質量,本文以就業為導向探索高職建筑電氣工程技術專業人才培養新模式。
一、構建以就業為基礎的柔性課程體系
建筑電氣工程技術是建筑技術、電氣自動化技術、網絡通信技術和計算機技術相結合而發展起來的,作為一個多學科交叉的專業,其培養出來的畢業生就業面廣,就業方向多,到底什么樣的課程體系,只有一個參考標準———相關行業企業的需求。要打破原有的學科體系,改變傳統文化基礎課、專業基礎課、專業課的“三段式”課程體系。在遵循教育教學規律的基礎上,按照有利于培養相關行業企業需求的崗位職業能力為目的組織課程體系和內容。必修課由公共課體系和專業課體系組成,部分主干專業課實行課程綜合化,并把計算機應用滲透到職業技能課教學中,強化計算機應用能力的培養。選修課由限選課和任選課組成,限選課保證了對行業知識、職業知識、職業技能的加強,任選課是供學生選學,使培養計劃剛柔結合,有利于發揮學生學習的主體性。
二、建立適合建筑電氣專業人才需求的自主學習機制
自主學習是指通過為學生提供靈活多樣和人性化的學習環境、條件和機會,并由學生自主決定在哪里學、何時學和如何學,來促進學生的學習。一般高職高專院圖書館都開放有自修室,高職高專院校的教室在非上課時間可以為學生開放,有條件的高職高專院校可以為各個班級開設專用教室,此外,非常重要的一項是,職業院校的實訓課或實踐課教室可以有選擇的在非上課時間向本專業的學生開放。讓學生依據興趣愛好自主確定學習方向和學習進度、按照學習需要選擇實訓課或實踐課教室特有的各種學習資源和學習環境,有效運用各種學習方法和操作工具,這必將對提高學生專業技術創新應用能力有很大的促進作用,是一般的本科院校做不到的。
三、建立導師直接負責培養機制
導師直接負責培養這種看似在研究生階段普遍采用的人才培養方式其實也可以應用到職業院校,以幫助學生更充分的掌握與職業崗位相適應的專業知識和專業技能,促進就業。當前職業院校一般是在第三學年一開始將專業學生分配給專業教師,由這個專業教師負責他們最后一年的畢業論文(設計)和畢業頂崗實習事宜,并指導其就業。實際上可以從學生入學開始就將為其分配給由專業課教師擔任的導師,導師在正常教學工作之余除了能夠更早的指導學生的論文(設計)、頂崗實習和就業之外,更容易發現所指導學生的興趣和特長所在,幫助學生制定適合自己的大學生涯規劃,有針對性的指導學生專業理論課程和實踐課程的學習,幫助學生合理的利用課余時間,使教師的主動性和指導性得以充分的發揮。導師也可以讓學生積極參與到自己的科研或實踐項目中,提前讓學生接觸實際應用項目,參與面向解決實際問題的學習和技術創新活動,提高學生學習的主動性和積極性。導師還可以積極鼓勵和指導學生參加大學生挑戰杯、大學生技能比武大賽、全國職業技能大賽等諸多專業競賽,為建筑電氣工程技術專業學生的實踐能力培養提供保障。
四、建立專業前沿技術發展定期研討機制
隨著我國建筑行業快速發展,一些高新技術逐漸應用到建筑工程當中。在此背景下,人們對建筑的電氣自動化的要求也逐漸轉向了智能化,因為智能化建筑能夠為人們創造更加安全、舒適、方便、節能的居住環境。但是它融入了機電一體化技術、辦公自動化技術、計算機網絡通信技術,智能化管理技術等高新技術,而且這些技術的發展日新月異,技術應用與相關新產品研發的速度也非常之快。建立與專業相關的知識、技術發展定期研討機制,不僅能夠促進教師主動學習、自我進取、與時俱進,還能夠幫助學生學習了解專業相關的知識、技術發展現狀與發展趨勢,對以后的就業去向和從事的工作有一個前瞻性的認識,進一步激發學生對建筑電氣工程技術專業的學習興趣,從而可以更加有目的、有計劃地進行相關學習,跟上行業企業發展的步伐,為就業打下堅實的基礎。建筑電氣工程技術專業作為一個多領域、多學科相互交叉的專業,其人才培養模式并不完善,無法滿足行業企業的發展對專業人才需求。為了能夠更好地培養適合建筑電氣工程技術發展的人才,適應社會的需求,筆者探索出了一種以就業為導向的建筑電氣工程技術專業人才培養創新模式,為職業院校建筑電氣專業人才培養方案的制訂和其他類似專業的設置提供參考。
【參考文獻】
[1]李國瑞,李峰.就業驅動的物聯網工程專業人才培養模式探索.課題展示,2014年4月18日.
關鍵詞:電力電子技術;教學改革;教學方法
作者簡介:高春俠(1977-),女,山東魚臺人,中國石油大學(華東)信息與控制工程學院,副教授;張磊(1977-),男,河北任丘人,中國石油大學(華東)信息與控制工程學院,講師。(山東 青島 266580)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0043-02
電氣工程及其自動化專業屬于通用性本科專業,國內的理工科高校幾乎都有設置,中國石油大學(以下簡稱“本校”)的電氣工程及其自動化專業就具有本校的辦學特色,下設的電力拖動自動控制和電力系統自動化兩個專業方向在石油石化領域的技術應用中越來越廣泛。本專業無論是在教學、實踐還是科研等方面都突出體現了其“油味”特色,已經于2010年被列為山東省特色專業。通過近兩年的特色專業建設,深切感到要想將這一省級特色專業建好,并且要沖擊國家級特色專業,一個首要的關鍵性問題就是要將“電力電子技術”在特色專業建設與教學體系間的橋梁作用發揮好,實施好。因為“電力電子技術”對本專業的兩個專業方向及絕大多數專業課程及實踐類課程都具有技術支撐作用。要想真正將特色專業建設好,一方面需要將“電力電子技術”本身作為精品課程建設好,另一方面,要將“電力電子技術”與本專業各專業課程,尤其在體現專業課程與石油石化領域中應用的聯系與橋梁作用發揮好。否則,特色專業建設就只能停留在做表面文章上,不能落到實處。“電力電子技術”是將本專業的技術理論在石油石化和電力節能等領域付諸實施的接口和橋梁。
總之,“電力電子技術”教學必須要打破傳統的直接將知識、結論灌輸給學生的“填鴨式”教學模式,消除各課程之間的壁壘,突出石油特色,將電氣工程學科專業與工程實際緊密結合,對本門課程進行改革和創新。
一、目前存在的問題
隨著電力電子技術的迅猛發展以及石油石化行業電氣自動化水平的不斷提高,教學內容越來越豐富,教學要求也越來越高。但是受到教學學時的限制,課程無法對一些具有石油特色的重要研究熱點進行深入介紹,限制了課程在特色專業建設中的作用,迫切需要解決以下幾個問題:
1.體現精品課程示范作用,解決“電力電子技術”在特色專業建設中促進各課程之間協調發展的問題
目前,電氣工程專業各課程的內容較為松散,缺乏一個系統性的提綱,這與“建設國內著名、石油學科國際一流的高水平研究型大學”的目標還存在較大的差距。在山東省電氣專業特色建設的大背景下,如何解決專業課程之間銜接難題、整合各方向的研究領域、切實落實具有“油味”特色的專業建設是當前的一個重要研究課題。而“電力電子技術”由于其自身跨學科、寬領域的特點,恰恰可以作為這樣一個接口和橋梁。因此,作為一門立項建設的校級精品課程如何發揮模范示范作用,在促進各專業課程協調健康發展的同時,如何突出作為石油院校的課程特色,是本教學改革項目的一個挑戰,但更是一個機遇,也是一個創新性的研究內容。
2.改革現有教學手段和內容,解決有限學時與傳統教學方法不匹配的問題
“電力電子技術”課程的教學內容以各種變流電路為主線,對電路的波形分析與相位分析的方法貫穿始終。必須更新教學觀念、教學方法和教學內容,使學生在有限的課時盡可能多地掌握和了解本學科的知識,提高課程的教學質量。
3.改革“電力電子技術”的實踐教學環節,解決學生主觀能動性不足問題
在“電力電子技術”的實踐教學方面,該課程的教學均采用課堂教學結合課后驗證性實驗的教學模式。目前,學校僅采用掛件結構的實驗臺或實驗箱來完成實驗,學生始終處于被動狀態,不會積極去思考和創新,也找不到探索的目標和方向。這樣一來,如果設備在實驗過程中出現問題使得實驗結果與理論分析不符甚至出現異常現象,學生就會第一時間找老師要答案,不會獨立分析和解決問題。
總之,為切實落實省級特色專業的建設目標,“電力電子技術”課程必須提升自身的學科定位,利用課程優勢強化作為特色專業課程之間的橋梁作用,因此對本課程的教學內容、教學方法和教學手段等進行全面的改革勢在必行。
二、課程改革的具體研究方案
1.打破課程壁壘,強化作為特色專業的橋梁作用
電氣工程專業各學科的發展已經進入知識相互交叉、共同發展的時期,傳統孤立授課的方法已經不能適應新時期的要求。而“電力電子技術”是一門理論性、綜合性和實踐性都很強的重要專業課程,涉及到多個電氣工程學科課程的知識。利用這個優勢,將其建設成為一個承上啟下、溝通各課程的橋梁是非常合適的。以“電力電子技術”變流技術作為切合點,將“電力拖動自動控制系統”、“交流調速系統”的調速理論、“電力工程”的柔性輸電、智能電網等學科理論緊密結合,消除課程之間的壁壘,實現“弱電控制強電”思想的共通,從而將電氣工程特色專業建設形成一個有機的整體。
2.更新教學內容,突出“油味”特色
石油院校所培養出來的人才不僅是電氣工程領域的專業人才,還必須了解石油工業生產對電氣技術的需求,能夠將電氣技術與石油技術很好地結合,為石油工業生產服務。目前,“電力電子技術”中與石油石化科研實踐的結合程度還不夠深入,如何更好地為行業服務,培養合格的電氣化人才,需要在課程內容安排上下功夫。例如,可以增加電驅動鉆機、潛油電泵變流電流拓撲的分析和簡單故障診斷,使課程更貼近現場,突出“油味”特色。
3.改革現有的教學模式,突出設計與創新
采用“感知、學習、應用、總結、提高”五層次教學模式,在“感知”模塊中,通過多媒體課件演示與教學內容有關的案例;在“學習”模塊中,通過啟發式、討論式等教學方法,結合現代化的教學手段,使學生掌握“電力電子技術”的理論知識;在“應用”模塊中,通過實際電路的搭建和實驗調試,使學生將所學的課堂理論知識,有效地應用于實踐;在“總結”模塊中,將零碎的知識進行歸納,把對理論的片面認識變成全面掌握,培養學生舉一反三的能力;在“提高”模塊中,將任務驅動式的實踐經驗與理論完全融合,使學生明確崗位對電力電子技術能力的要求,并具備對整個系統的安裝調試能力。
4.培養學生獨立思考問題和解決問題的能力,鼓勵學生撰寫科研報告或者調研報告
在本課程教學的前期,向學生介紹科技論文的寫作格式及方法,指導學生撰寫有關電力電子技術方面的調研報告,要求學生按照科技論文的規范進行撰寫。同時介紹一些相關的優秀網絡資源給學生,指導學生通過這些網絡資源去查閱相關的中英文資料,使學生更主動地去了解電力電子發展的動態前沿,因而充分認識到學習本課程的重要性,借此提高學生自主學習的積極性。
5.充分利用當前流行的現代化多媒體教學手段,做到互動教學
“電力電子技術”課程涉及到很多電路圖和波形圖,可以采用多媒體教學與傳統的黑板授課方式相結合來進行授課。各種電路圖和波形圖可用多媒體制作,利用多媒體可以把全部波形展現到學生面前,增強課堂學習效果。如果教師講課的方式生動活潑,那么學生就更容易接受,從而實現教師和學生在課堂上的良好互動,大大提高學生的聽課效率。
三、結束語
“電力電子技術”課程已經在石油大學信息與控制學院電氣工程專業、自動化專業以及機電工程學院的機械設計制造及其自動化專業中開設,取得了良好的教學效果。本課程也已于2008年成為校級精品課程,這也大大促進了課程在教學、科研等領域的進一步發展。由于本課程的電氣傳動自動控制和電力系統自動化兩個專業在方向上都形成了自己的“油味”特色,且“電力電子技術”課程是一門應用性很強的課程,傳統的教材和教學方法已不能適應技術的發展和教學的要求,因此這門課程的教學改革勢在必行。教師應不斷轉變教學思想,調整教學內容,豐富教學方法,改進評價手段,以適應時展的需要,調動學生學習的積極性,培養學生的創新能力。
參考文獻:
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