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關鍵詞:無功補償裝置;故障現象;熔斷器爆裂;處理措施
中圖分類號:U665.12 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國經濟的迅速發展,我國的電力系統在逐步的完善,社會對電力的需求也不斷上升,同時對電能的質量有了越來越高的要求。為了保障電網能夠安全,穩定的運行,提高電力系統電能的質量,就要運用無功補償技術。無功補償對提高系統電壓水平、降低線路損耗、改善功率因數、增強系統穩定起著十分重要的作用。在面臨電力短缺的局面下,配網無功補償無疑是一項投資少,收效快的措施。但無功補償裝置在實際運行中,由于種種原因,導致產生較多運行故障。因此,處理好無功補償裝置故障問題,確保補償裝置的安全可靠運行有著極為重要的意義。
1故障實例分析
1.1 故障實例
我們安裝投運數臺10kV輸電線路戶外柱上式無功自動補償裝置如圖1所示。
圖110kV線路補償系統圖
項目設計為長距離10kV支線用戶的線路無功補償,線路諧波電流含量較小,電壓畸變率可以忽略,負荷運行規律平穩,自然功平均率因數為0.66,故設計無串聯電抗器的2組補償電容器,固定補償容量設計為50kvar,主要補償變壓器的空載無功,自動補償容量設計為300kvar,投切開關選用電容器專用JCZ5-12型真空交流接觸器,每臺電容器均安裝外熔斷器進行過流保護。裝置投運后,出現故障為:300kvar電容器組在投入瞬間,正常運行的50kvar電容器的保護熔斷器迅速熔斷,并且部分裝置的熔斷器出現爆裂。針對該現象,工程技術人員感到非常困惑,不知是何原因導致正常運行電容器的熔斷器出現熔斷,而且現象比較劇烈?,F象說明,大組投入瞬間使正在運行的小組產生了較大的涌流,但該涌流因何產生且如何解決成為困擾工程技術人員較長一段時間的問題。為解決該問題,對電路原理進行以下分析。
1.2故障現象分析
兩組電容器補償電路如圖2所示,L1及L2是兩組電容器之間各自導線或串聯電抗器的電感,因為導線較短,一般每米按1~1.64μH計,與系統的電感LS比較時,可忽略不計。
圖2兩組電容器補償電路
圖2中電容器組C1已投入運行,充滿電荷,當電容器組C2投入瞬間,C1首先對C2充電,同時還對電感L1及L2放電。假設C1、C2合成電容為C,即串聯后C=(C1·C2)/(C1+C2),電壓為UC,L1、L2合成電感為L,即串聯L=L1+L2,電感電壓為UL。因此,若電容器組C1、C2無串聯電抗器,由于回路自身的感抗遠小于容抗,即XL≤XC,所以電容器組C1產生的瞬間放電涌流IS將相當大,又因為此放電涌流是由其他電容器組投入時產生,在電容器并聯補償裝置的相關規范中,定義為電容器合閘涌流,合閘涌流計算如(1)式:
(1)
式(1)中,Im為涌流的最大值;UN為電網的額定相電壓有效值。
電容器組之間產生的合閘涌流電路可簡化等效為不考慮系統電源及阻抗,將已投入的電容器組等效為距離最近的電源。
電容器組連接導線按每米電感值取1.64μH。因補償裝置內部2臺電容器并列安裝,至裝置與輸電線路連接的穿墻套管公共結點的導線長度取1m,則2臺電容器至公共結點的導線感抗值均為:
XL1=XL2=ωL·l=314×1.64×10-6×1=5.15×10-4Ω
式中XL1、XL2為電容器串聯導線感抗值,Ω;l為導線長度,m。
由于補償點在線路末端,傳輸距離約9km,系統的阻抗較大,因此可忽略系統上級變電站變壓器的影響。當電容器組C2自動投入時,瞬間產生的合閘涌流峰值IS計算為:
單相電容器參數:
50kvar:1.316μF;300kvar:7.896μF。放
電回路等效電容值:C=(C1·C2)(C1+C2)=(1.316×7.896)(1.316+7.896)=1.128μF
回路等效容抗值:XC=1/ωC=2823.3Ω
回路等效感抗值:
XL=XL1+XL2=1.03×10-3Ω
按式(1)計算最大合閘涌流值:
=4787.7A
50kvar電容器的額定電流為:IN=2.62A,則Is=1827.4×2.62A=1827.4IN,最大合閘涌流為額定電流的1827.4倍。
熔斷器選用XR系列瓷管熔斷器,50kvar電容器的熔斷器額定電流是6A,根據熔斷器的熔絲安—秒特性曲線提供數據,50kvar電容器的熔斷器因300kvar投入瞬間產生的合閘涌流必然被迅速熔斷,由于投入系統電壓時刻的不同,瞬間產生的合閘涌流大小不同,產生涌流最大時,致使熔斷器過流倍數很大,釋放較大能量,導致熔斷器爆裂。
2 故障處理措施
2.1項目優化處理措施
針對工程項目中出現的故障現象,采取處理措施如下:
1)無串聯電抗器,改變投切順序。固定組改為開關控制,投入大組時,固定組先退出,大組投入后,再投入固定組,熔斷器無動作;
2)2組電容器分別安裝6%串聯電抗器。固定組運行時,再投入大組,仍會使固定補償電容器的保護熔絲熔斷,改變投切順序后,熔斷器無動作;
3)2組電容器都取消熔斷器保護,無串聯電抗器,其他不變,運行一段時間后,固定補償組側壁出現略鼓起,底部有漏油現象。
在嘗試的各種改進措施中,措施(1)為最佳確定方案。可以看出,按原投切邏輯:50kvar組電容器正常運行,當投入300kvar電容器,在合閘的瞬間將會產生很大的追加合閘涌流。當追加組與運行的電容器組之間的距離很近,無串聯電抗器時,線路電感非常小(近似為零),投入瞬間追加電容器組似短路狀態,運行中的電容器組向它大量充電,全部沖擊合閘涌流都流入追加組,因而運行的50kvar電容器因瞬間大量放電而導致過載,其保護熔斷器必然迅速熔斷。實驗證明:多組電容器組的追加合閘涌流通??蛇_電容器組額定電流的20~250倍,在極端情況下的振蕩頻率可達15kHz。
從該工程案例可看出,在10kV線路補償裝置的設計中,固定補償組的設計應合理,其設計容量與自動投切電容器組的容量相差不宜較大,最好等于或略大于自動控制補償組,或者固定補償組應由相應開關控制,避免自動控制組投入瞬間產生較大的涌流沖擊。項目用戶通常為節約項目資金,固定補償組不采用真空交流接觸器控制,并且取消了每組電容器的熔斷器保護,所有補償電容器組共用1組跌落式熔斷器與電網連接,表面上雖消除了上述故障現象,但實質卻是將該故障現象進行了隱藏,短期內使裝置運行無異常現象,而當裝置長期運行,尤其當固定補償組容量較小時,若控制組頻繁投切,固定補償組很容易出現鼓脹、漏油而損壞。JB/T7111—1993《高壓并聯電容器裝置》中對電容器的過電流沖擊次數作出規定,保障高壓電容器的安全可靠運行。
關鍵詞:控制爆破;質點震動速度;水利工程;水電站;大壩施工 文獻標識碼:A
中圖分類號:TV641 文章編號:1009-2374(2015)35-0105-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.052
水豐水電站是我國建國前最大的電站,也是目前我國黃河以北的最大庫容的電站,大壩建設至今已有70年歷史,溢流壩段26孔啟閉機工作橋及橋墩全部爆破拆除,橋墩下部的分流墩需要保留,其混凝土表面風化嚴重,內部強度降低。目前國內水電工程領域還沒有任何單位對大壩頂部結構爆破拆除施工技術進行全面系統的研究,特別是大壩如此老齡并且需保留緊鄰結構在爆破拆除施工技術方面還沒有可以借鑒的成功經驗和技術。
1 主要技術性能指標
水豐水電站主壩為混凝土重力壩,最大壩高106.4m,正常蓄水位123.3m,死水位95.0m,壩頂高程126.4m,壩頂寬度8.5m。在擋水壩段壩頂上設有擋水墻,擋水墻高4.6m,底寬1.5m,其頂部高程為131.0m。壩頂全長899.5m,共分60個壩段,分別為擋水壩段、取水發電壩段和溢流壩段。大壩的溢流壩段設有26個開敞式溢流孔,堰頂高程為116.0m,采用挑流消能。每個溢流孔設有一道平面工作閘門,閘門孔口尺寸為12.0×7.3m(寬×高,下同),溢流壩啟閉機工作橋面高程為135.5m,橋上設有3臺2×600kN臺車式啟閉機,操作26扇工作閘門。
1.1 本次大壩改造的主要施工任務
1.1.1 原壩頂閘門啟閉機工作橋及橋墩拆除并重建,新建工作橋橋面高程為131.5m;拆除原有3臺2×600kN臺車式啟閉機,新設3臺2×630kN門機。
1.1.2 進行混凝土開挖,拆除并更新原有26扇工作閘門和閘門槽及底坎金屬結構。
1.2 主壩工作橋控制爆破技術指標
1.2.1 水豐水電站主壩溢流壩段啟閉機工作橋共26孔,單孔跨度為15m,凈跨12m,工作橋總長為390m。工作橋下溢流面高程為116,橋墩建在閘墩上部底高程為126m,橋墩高度為8m,橋墩截面為2×3m,工作橋橋梁重量約為165噸,橋面高程為135.5m。
1.2.2 主壩工作橋127.5m高程以上部分,采用定向控制爆破拆除方案,拆除混凝土方量為2802.38m?。
1.2.3 工作橋混凝土控制爆破拆除選用的爆破參數為:炸藥單耗0.8kg/m?,保護部位混凝土最大質點震動速度不大于5cm/s,采用隔段非電毫秒雷管起爆。
1.2.4 選用的火工材料性能。本次爆破選用2#巖石乳化炸藥,乳化炸藥威力相對較低,爆速≥3200m/s,猛度≥12mm,炸藥密度為1.0~1.3g/cm3,防水性能好,利于拆除爆破使用。
1.2.5 質點振動速度控制指標。本次工作橋控制爆破拆除成功的關鍵在于質點振動速度的控制,根據《爆破安全規程》(GB 6722-2003)、《水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范》(DL/T 5389-2007)及參考《三峽工程建(構)筑物附件的控制爆破技術》不同部位的安全允許質點震動速度標準。
1.2.6 主壩工作橋控制爆破拆除后,上部工作橋梁和橋墩落入水中,產生的涌浪高度應該小于3m。
2 主要技術創新點與難點
水豐水電站修建于日偽時期,已運行近70年,電站產權為中朝雙方共有,但運行管理由朝方負責,所有前期的現場勘查、檢驗等技術工作都需要朝方密切配合,通過對現場混凝土進行聲波回彈測試顯示,大壩混凝土強度均一性很差,而且有的部位強度很低,給爆破拆除施工帶來了極大的困難及風險。現場作業面全部為高空作業,涌浪和動水壓力檢測需要在水上進行,存在一定安全問題,主要技術特點和難點如下:
2.1 工作橋控制爆破拆除質點振動速度控制標準高
該電站是河床式電站,發電廠房在左岸朝鮮國境內河床壩段,由朝鮮人民民主共和國管理,機組最右端臨近爆破區,其水平距離不足30m,垂直距離約80m,爆破期間機組仍在正常發電。質點振動速度等安全標準要滿足兩國要求。本次爆破位置敏感,稍有不慎將引起兩國外交糾紛,必須仔細、謹慎地制定各項技術措施,做到萬無一失。
2.2 控制爆破拆除飛石控制標準高
主壩交通橋位于工作橋下游側與之平行,橋面高程為126.8m,長度與工作橋相同均為390m,朝方在主壩交通橋欄桿上布置一條10kV高壓電纜,高程為128m,高壓電纜位于主壩工作橋橋墩下游側,距離橋墩7m,朝方側距本次拆除爆破區域端部20m處為朝方壩上變壓器房,需保證變壓器在爆破時正常運行。
2.3 拆除爆破下部結構保護難度大
由于啟閉機工作橋為水豐主壩上部結構,使用超聲波檢測后,結果顯示目前其鋼筋混凝土結構強度均一性極差,下部與之相連的閘墩是需要保留的結構,根據超聲波檢測情況反應也存在不同程度的強度問題,因此,該研究課題解決的技術關鍵之一就是如何保證上部結構拆除時,不得損壞下部的保留結構。
2.4 主壩工作橋爆破拆除落入水庫產生涌浪和動水壓力控制難
主壩工作橋采用定向控制爆破拆除后,工作橋橋墩和上部結構失穩,瞬間向庫內傾倒,完成拆除,爆破崩落物墜入庫區內后,勢必會產生浪涌,該研究課題解決的技術關鍵之一是爆破產生的涌浪、動水壓力對壩體及庫區岸坡等的影響,使之控制在允許范圍之內。水豐水電站設計蓄水位高程為123.3m,主壩工作橋頂高程為135.5m,主壩工作橋控制爆破拆除施工時段為枯水期,水庫水位高程處于90~100m之間,距大壩正常水位有20m高的安全儲備,但工作橋墜落物距水面越高所具有的動能越大。首先對中方側3孔(26、25、24孔)工作橋進行爆破拆除試驗,以驗證爆破參數是否合理,檢測涌浪、動水壓力是否對大壩有不利影響,檢測爆破震動數據是否超標。
2.5 起爆網絡可靠度高
主壩工作橋控制爆破拆除試驗后剩余22個橋墩需要一次性整體爆破,工作橋距下部溢流面18m高,需保證同步向上游水庫中傾倒,防止上部工作橋梁墜落到下部砸壞大壩溢流面混凝土。起爆網絡是整體拆除爆破成功的重要因素,因此對整個起爆網絡的可靠性要求極高。工作橋控制爆破拆除使用2條起爆主線,材料為導爆索,單條起爆主線長度超過400m,導爆索需要進行多次搭接,搭接接頭能否有效傳爆是爆破拆除成功的前提,根據起爆網絡試驗,導爆索接頭搭接長度為30cm,使用電工膠帶綁扎。
2.6 閘墩墩頭防護難度大
工作橋橋墩爆破后結構失穩向上游傾倒,在傾倒過程中會撞擊閘墩下部的分流墩墩頭,對此部位需要進行重點防撞減震防護,避免分流墩墩頭混凝土結構損壞,因此合理設計墩頭混凝土防護措施是爆破拆除的重點和難點。
4 結語
課題依托水豐水電站金屬結構和安全監測改造工程,深入開展了水豐水電站主壩工作橋上部結構控制爆破拆除施工技術系列科研攻關,在新技術、新工藝等方面取得了一系列具有廣闊應用前景的科研成果,進一步研究和完善了大壩上部結構控制爆破拆除施工技術,明顯加快了大壩上部結構混凝土拆除的施工進度、降低了工程造價,完善了大壩上部結構控制爆破拆除的施工工藝。
參考文獻
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關鍵詞:中職學校;電工教學;教學效果
《電工學》課程是中等職業學校許多工科專業的必修課程,它與工業生產以及我們的日常生活活動有著密切的關系。由于《電工學》課程內容較為復雜、原理較為抽象、實踐性較強,又由于中職學生學習基礎較差、學習能力不強和學習興趣不高,教師教學方法及教學手段單一,以及實驗課的作用不突出等原因,造成中職學生在《電工學》課程學習過程中遭遇了許多的困難,學習效果不佳。作者在多年的《電工學》課程教學實踐中進行了一些探索和總結,發現如果能做好以下四個方面的工作,將能有效提高《電工學》課程教學效果。
一、教師精講,學生多練
教師精講,充分體現了教師課堂中的主導地位?!熬殹笔怯柧毿缘乃季S活動過程,只有多練,學生才會將學到的知識運用到實踐中去。《電工學》課程定理和定律多,同時公式多且變化靈活,多數情況下學生能掌握這些定理、定律和公式的內容,但在解題過程中容易出現不知從何處下手、不會靈活運用的難題。因此,在教學過程中,應對基本概念、定律、定理、分析計算方法和與專業相關的實踐案例作為精講內容;同時學生通過多練來嘗試各種類型的解題方法,以達到訓練思維,深刻理解定理、定律和公式內容的目的。例如,講授串聯和并聯電路時,教師首先精講串聯電路和并聯電路的特點,接著列出相關的計算公式,最后要求學生做精選的典型習題。在做習題過程中,要求學生從不同的角度,運用不同的知識,采取不同的方法進行一題多解,以培養學生靈活運用所學知識分析和解決問題的能力。
二、創設問題情境,引導學生積極思考
創設一個好的問題情境既能吸引學生,使之全神貫注,又能啟迪思維,使之興趣盎然,積極參與,而且能使學生迅速進入學習意境。問題始于觀察,沒有對事物進行深入仔細地觀察,就不可能針對事物提出問題。學生如果養成了仔細觀察的習慣,具有敏銳的觀察力,就能透過事物表象看本質,觀察得越仔細,提出的問題可能就越多?!峨姽W》是一門以觀察實驗為基礎的課程,它與工業生產以及我們的日常生活活動有著密切的關系。在《電工學》課程教學過程中,教師可采用多媒體技術或實物模型演示生活現象,創設觀察情境,積累問題素材,讓學生積極參與觀察活動。在觀察過程中,教師應引導學生在知覺的基礎上進行綜合分析,深入思考,產生問題意識。例如,對于“單相異步電動機工作原理”知識的學習,首先可創設讓學生觀察教室內電風扇運轉的問題情境,讓學生在感知的基礎上對所學三相異步電動機知識進行遷移,進而產生疑問:教室里采用單相電,無三相交流電如何產生旋轉磁場?接著演示單相異步電動機轉動,讓學生觀察其轉動與電風扇轉動的不同,進而產生疑問:單相異步電動機為什么不能自行轉動?最后改變工作繞組接法,讓學生觀察電動機轉向,學生自然會產生疑問:電動機轉向為什么改變了?這樣,在一連串的觀察分析過程中,學生對各種現象都進行了積極深入的思考,自然能夠獲得良好的學習效果。
三、采用多媒體教學,激發學生的學習興趣
由于中職學生知識基礎薄弱和學習能力不強,并且《電工學》課程知識理論性強、比較抽象,學生就會存在領會教材困難和學習興趣不高等難題。因此,可通過引入多媒體教學手段,將看不見和摸不著的電工知識具體化為可感知的“形”“聲”“色”,以增強《電工學》課程教學的吸引力,激發學生的學習興趣。例如,學習“安全用電”知識時,可將生活中的一些典型安全用電問題編成一些動畫故事進行教學?!靶⌒隆奔业碾娨暀C壞了,他將電視機后蓋打開進行維修;打雷時,“小新”躲在大樹下避雨;“小新”用潮濕的手接觸帶電的物體;“小君”不小心觸電,“小新”用手拉她等故事。通過動畫故事呈現的安全用電相關場景,讓學生思考上述場景會出現什么后果。學生初步思考后,再播放上述場景的結果。在上述學習氛圍中,學生理解了安全用電的意義,初步具備了安全用電意識。這時可引導學生進一步思考和討論:為什么會出現上述結果?如何做到安全用電?這樣,在整個教學過程中,學生主動、積極地參與,學習注意力高度集中,學習熱情穩定持久,并能將學習興趣從課堂內延伸到課堂外,達到良好的學習效果。
四、重視實驗教學,提高學生實踐能力
《電工學》課程內容集理論與實踐為一體,實踐性很強。許多內容看不見摸不著,只有通過實驗教學,才能使學生熟悉和理解相關內容。實驗教學是培養中職學生基本技能與創新能力的重要途徑,也是提高《電工學》課程教學效果的重要途徑。重視電工實驗教學,提高學生實踐能力,需要做好以下三個方面工作:(1)提高學生對實驗課程的重視程度,在課程成績中增加實驗課成績的比重。實驗課成績除了參考實驗報告外,更重要的是考核學生的實際動手能力、排除故障能力和實驗數據分析能力。(2)克服學生對“電”的畏懼心理。在《電工學》實驗教學中發現,不少學生對“電”有一種恐懼情緒,不敢親自動手操作。針對這種情況,教師應詳細地講解觸電事故的種類和原因,耐心地示范電工安全操作規范,幫助學生逐步消除恐懼情緒。(3)實驗課中除了開設常規的驗證性實驗以外,適當地增加一些設計性和綜合性的實驗。設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗;綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關知識的實驗。綜合性和設計性實驗能有效地培養學生綜合運用所學的理論知識分析和解決問題的能力。
作者在多年的中職《電工學》課程教學實踐中發現,如果教師能夠在課程教學中真正落實教師精講、學生多練,創設問題情境、引導學生積極思考,采用多媒體教學、激發學生學習興趣,重視實驗教學、提高學生實踐能力,《電工學》課程教學效果一定能夠有明顯的提高。
參考文獻:
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[2]祁倩.中等職業學校電工教學的現狀分析及改進對策[D].河北師范大學碩士論文,2010.
關鍵詞: 《電工學》 教學質量 教學方法
一、課前準備
1.召開準備會。學生是課堂教學的對象,是決定教學效果的關鍵。授課前,教師應先了解學生的基本情況。開學初,筆者都會與學生代表召開一個教學聯系會,重點了解他們的基礎知識情況、專業特點及對本學科的理解,同時介紹課程的基本情況、學習方法等。對這些所要講授的對象有初步了解,使得課堂教學更有針對性。
2.備課和預習。老師和學生對教學內容熟悉的程度會影響教學效果。老師需要準備每一節課計劃完成的教學內容,它的重點和難點在哪里[1];用什么樣的教學方法;應該如何講授這些知識;在教學中如何設置疑點,使學生處于思維興奮狀態。學生要對所學課程進行預習,對將要學習的內容有初步了解,知道自己難以理解的內容,在上課過程中有針對性地聽講,提高聽課效率,最大限度地理解和掌握所學知識。
二、類比教學方法的應用
從《電工學》的課程框架可知,本門課程的內容比較多,比較雜,但其實很多理論和方法都有相似之處和密切聯系。我們可以運用類比方法,強調知識的內聯和外延,使學生的知識結構更系統化。如在學習電壓和電流關系內容時,研究電路在開路、短路、通路情況下負載兩端的電壓,流過負載的電流情況的時候,我們可以列表類比加深學生對電路的理解[2]。
三、利用多媒體教學
21世紀是信息爆炸的時代,信息技術的發展促進了其他各學科的發展,多媒體隨著信息技術的發展應運而生。由于本課程內容抽象,不易理解,因此在教學過程中應該采取板書和多媒體教學相結合的方式,利用多媒體計算機模擬可以使抽象的內容更逼真、直觀更易理解[3]。如教授三相異步電動機時,由于電動機結構復雜,如果上課板書畫在黑板上就很難實現,利用多媒體應用文字、圖像、聲音、色彩等多樣化手段對學生的視覺、聽覺產生刺激,則能使傳統手段不能說清楚的問題變得直觀生動。又如,教授電場、磁場等概念時,利用多媒體技術模擬這一過程,使學生能夠看到電場和磁場的變化和分布。正是運用多媒體的文字、聲音、圖像、色彩等多樣化手段,模擬現實電路,將難理解的概念直觀化和清晰化。筆者在教學中,將這兩種方法有機結合,發揮各自優勢,提高教學質量[4]。
四、理論聯系實際
在《電工學》教學中,要注意理論和實際相結合,因為任何理論都是為實踐服務的,如果理論沒有為實踐活動服務,就失去了理論存在的意義。比如,每家每戶都有電表,電表的功率單位是度,但是課本里的功率單位是W。教師要注意引導學生注意課本上的功率和電表里的功率單位的轉化,讓學生回家注意電表的度數,并留下作業,讓學生計算出每月用電量是多少W。這樣學生就會對電功率有更深刻的認識。升國旗時,國旗的升降過程實際就是電動機正轉和反轉的結果。這樣把理論和實際生活結合,學生就會對知識的理解生活化、抽象的問題具體化,提高解決實際問題的能力,使教學內容易學、易懂,調動學生學習的主動性和積極性[5]。
五、練講結合
在教學過程中,講是非常重要的過程,學生通過教師的講解,能夠加深對課程的理解。但是,僅教師講解,學生不練習,達不到掌握知識的目的。畢竟,“光說不練假把式”。因此,在教師的正確理論和方法的指導下,學生還要通過適量的練習和分析,才能轉化為所學。教師應該從教材中抽出有代表性的例題和習題加以講解,然后留適當的作業,作業內容要難度相當,具有代表性。批改作業時,要注意歸納和總結,對于共同存在的問題采取集體講解的方法,個性問題一對一輔導。這樣,不僅能夠對每個學生的學習情況有所了解,而且能夠及時解決學生的問題,及時復習和鞏固學習知識也是非常重要的一環。
六、注重實驗教學
實驗課是電工學課程教學中的重要環節,對學生學好理論知識,增強動手能力,培養實事求是的精神等有重要作用。如何在有限的時間內安排好規定的實驗內容?完成好教學任務的同時,培養學生的創造性顯得尤為重要。電工學課程實用性比較強,簡單的驗證實驗并不能培養學生的應用性和創造性。為了讓學生應用所學知識,應該鼓勵學生設計實驗。在老師的指導下,學生根據自己的想法設計,通過理論計算,確定接線方式和選擇參數,然后在實驗臺上驗證,根據實驗數據相應調整設計的電路。這樣實驗,既可增強學生應用知識的能力,又可培養學生的創造性思維。
總之,隨著科學技術的不斷發展,電工學課程的教學內容也在發生變化,教學方法和手段要相應改進。另外,課堂教學是傳統的教學方法,有些優勢是其他教學方法所不能取代的,應該最大限度地發揮課堂教學的作用。我們要與時俱進,不斷發現問題、解決問題,總結經驗,持續地進行教學改革,提高電工學的教學質量,培養出更多能夠滿足現代化發展需要的新型人才。
參考文獻:
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[3]李,宋文龍,尹力.高校電工學課程教學改革的探索[J].教育探索,2013(8).
關鍵詞:電工電子 實驗教學 改革 實踐
一、引言
電工電子實驗是非電專業在校大學生的一門技術及實踐性較強的基礎課程,是開發學生智力和培養學生能力的重要環節,由于現代一切新的科學技術的發展無不與電有著密切的關系,因而非電專業學生也必須獲得電工、電子技術方面的基本理論與基本技能。以創新教育為目標的電工電子實驗教學模式的改革是目前工科院校面臨的科研課題之一,是校內外同行廣泛關注的熱門話題。近幾年相關研究的文獻資料表明,校內外同行對電工電子實驗課程的網絡化教學模式、創新性教學模式、開放式教學模式和自主型實驗模式進行了嘗試與探索,同時對電工電子實驗教學的方法和內容的改革也進行了研究與探討。
電工電子技術是一門實踐性很強的學科,為了加強對學生實驗環節的訓練,適應電氣技術的快速發展對人才的需求,徹底變革原來的實驗內容,提升基礎實驗的內涵,在驗證性實驗中滲入“探究型”內容,加強設計性實驗教學內容,完成一定的應用創新設計實驗,使實驗教學變為由理論通向工程實際的橋梁。
本文就如何推進電工電子實驗教學模式的改革,從電工電子實驗課程體系、教學內容、教學手段、考核方式等方面進行了探討,總結出一套適合高校電工電子實驗教學的新模式。
二、電工電子實驗教學模式改革的意義
電工電子實驗教學形象直觀的特點是理論教學無法比擬的,更重要的是它更側重于對思維方式和動手能力的培養,作為理論教學的主要補充,它在整個教學環節中具有重要地位。因此為了有利于培養創新素質、創新意識和創新能力,培養具有扎實的基礎和較強的動手能力的高素質人才,必須對實驗教學模式進行全方位的改革。
實驗教學的總目標是:培養學生的動手實踐能力、分析問題和解決問題的能力、創新設計能力。電工電子實驗教學是電工電子課程中重要的組成部分,是全面實施教學大綱、提高教學質量、間接經驗和直接經驗相結合的教學環節。對于非電類工科專業學生,實驗活動更是完成培養任務的一個重要環節,因為我們的培養目標是為社會提供具有豐富的理論知識和良好的實踐技能的應用性人才。多年來,我們一直采用以課堂理論教學為主、以實驗教學為輔的教學模式。由于實踐教學環節薄弱,使我們的畢業生難以更好地服務社會。
為了提高學生的實踐能力,我們不斷地調整教學內容,改善教學方法,增加實驗教學時間,但仍然不能取得令人滿意的教學效果。究其原因,我們發現,當前學生創新精神和實踐能力培養遇到的主要障礙是:(1)主觀認識上依然沿用舊的教育理念,對實驗教學重視不夠,在一定程度上存在著“重理論,輕實驗;重課堂,輕課外”的傾向;(2)教師學生重視不夠,教師指導不力,學生主動參與性差;(3)教學管理體制嚴重制約著學生創新精神和創新能力的培養。
三、電工電子實驗教學模式改革的思路
1.建設電工電子實驗立體化數字資源,主要包括常用儀器使用方法和驗證性實驗的演示動畫、實驗教材、實驗課件、教學案例、電子設計資料等。
2.編寫出版《電工電子實驗技術》教材,主要特色為精選驗證性實驗、改進設計性實驗、增加綜合性實驗。
設計性實驗是實驗教學的重點。在熟悉了儀器設備使用和具有初步的實驗能力的基礎上,實施設計性實驗教學使學生在能力上產生飛躍。設計性實驗的題目、實驗目的由實驗室給出,并提供原材料清單和參數。學生自擬方案和設計實驗線路、規劃實驗步驟、完成題目要求。實驗的優劣從完成功能、性能價格、安全因素、環保問題等多方面給出評價。為進一步培養學生的創造性和掌握新技術運用新產品的能力,在完成基礎實驗、設計性實驗的基礎上,要求至少完成一個創新實驗,題目不限,但必須有應用價值。可以是新題目也可以是對舊項目性能的改進或增加新功能。為了培養學生團隊協作精神,集思廣益,創新設計題目由實驗小組完成。
3.研制電工電子實驗網上選課、預約系統和成績管理系統,主要實現驗證性實驗自選或通過導學課件完成、設計性實驗預約并到實驗室完成、綜合性實驗預約并在教師指導下完成。
4.實現實驗室開放管理,主要實現驗證性和設計性實驗的自選與預約。
在實驗教學過程中,由于學生個體之間在學識、能力、興趣方面的差異,同樣的實驗內容和要求,完成情況卻出現了較大的差異。為了適應這一差異,滿足不同個體的教學要求,采取預約機制,另外安排實驗時間,使所有學生都能達到基本要求。
5.設置科技創新實驗室,主要培養興趣濃厚、學有余力和成績優秀的學生參加全國電子科技大賽。
建立創新實驗室,使完成情況良好,但又希望繼續進行一些新的實驗的同學,能夠進一步提高。單憑實驗教學仍然無法提高學生的創新能力和綜合素質,也不能充分發揮創新實驗室的作用。課堂教學延伸到課外,將學生的課外科技活動納入到創新能力培養的過程中來,加強對學生的學習的引導,注意對學生實驗活動的興趣的培養。
四、電工電子實驗教學模式改革的實踐
1.改革實驗課程體系
傳統的電工電子技術實驗教學主要是驗證理論教學中的一些定律、定理,以加深學生對所學理論知識的認識與理解。而以創新為目標的電工電子實驗教學則須著力培養學生實際操作能力、工程綜合設計能力直至創新研究能力。
實驗教學的改革是一件復雜的系統工程,包括實驗教學內容、實驗教學手段、實驗教學管理、實驗教材、教學計劃和實驗設施等方方面面的改革。
在實驗內容上,對電工電子技術實驗課的實驗內容進行了優化組合,設置驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗和創新性實驗多個層次,以實驗室教師為主并征求任課教師建議,組織編寫了《電工電子實驗技術》教材并投入使用。
在與理論教學的配合方面,實驗室邀請了任課教師進行座談,對每個開設的實驗內容、實驗方法、實驗形式與實驗要求統一了認識。通過上述的一系列舉措,初步組織并實施了創新型電工電子實驗教學體系。
現有的實驗教學活動,是實驗教學模式創新的基礎和重要組成部分。我們在實驗過程中,不斷地更新實驗內容、改善實驗手段、提高實驗效果。在實驗教學中,我們降低了驗證性實驗的比例,增加了設計性、綜合性實驗的比例,現在基本是按照4∶3∶3的比例來安排實驗內容的。在實驗過程中,分層次提出實驗要求,并加強對實驗過程的指導。
逐步建設電工電子實驗立體化數字資源,方便多種方式的實驗教學;研制了電工電子實驗網上選課、預約系統和成績管理系統,實現驗證性實驗和設計性實驗預約以及成績管理。
2.培養學生實驗興趣
興趣是最好的老師,學生只有對所開設的實驗感興趣時,才能激發起學習欲望,才能積極主動地去挖掘實驗內涵直至認真完成實驗任務。大量的感性知識是由觀察后思維獲得的理性知識發展起來的,因此在實驗中應注意把學生的觀察能力的培養貫穿其中,在這方面我們實施了一些相關措施。例如,在“電容器充電與放電”實驗中,我們要求學生用指針式萬用表首先練習對電容器質量的判斷,讓學生具體觀察電容器短路、斷路、質量不佳(漏電)、容量是否減少等方面的情況,引導學生積極思維,從各種示數中觀察出相對的變化與區別,即透過現象看到事物的本質,然后再用自己判斷容量合格的電容器做充電、放電實驗,從而使整個實驗過程潛在地開拓了學生思維方法。
3.培養學生實驗能力
實現實驗室逐步開放,探索實驗室開放管理規律,針對原有的實驗管理制度進行了重新修訂,如印制了學生實驗簽名記錄簿、實驗記錄簿等。目前一些學生進入大學后,對實驗的認識、習慣仍停留在中學階段,實驗前不預習,實驗目的不明確,整個實驗過程基本是被動的,得不到必要的實驗訓練。針對這一問題,我們采取了一些應對措施:培養學生獨立實驗能力時,首先把好預習關,規定沒有預習,未寫出預習報告的學生不能做實驗,因為通過預習報告,可讓學生初步吃透原理,明確實驗目的;實驗開始時對學生預習情況進行提問;實驗開始后,努力調動學生主動處理問題的積極性,即發現問題后不當即指出,而是啟發學生自己解決,引導學生多想、多動手、多比較,誘導學生更多地去觀察分析實驗中的現象和產生的問題,進而自己動手動腦解決,起到在實驗運作中培養智力和訓練實驗技能的作用,為學生提供一個輕松活潑的學習環境,力圖使每個學生都能增長自己的獨立實驗能力。
4.培養學生動手能力
設置科技創新與電子大賽培訓基地,探索培養創新人才的方法。興趣是學習的源動力,鼓勵學生積極參加各種興趣小組,分層次開展知識講座、知識競賽等多樣化、系列化活動,激發學生內在的學習動力和創新需求,在教師的正確引導下,增強學習的主動性,從學習一些基礎知識、掌握一些基本技能開始,結合專業知識水平的不斷提高,形成未來自我發展的取向和定位,確定自己的發展目標。學生在面向生活、面向社會的實踐中完善了知識結構,學生的動手能力及解決實際問題的能力得到了鍛煉。學生通過實踐提高了發現問題、思考問題的能力,形成自己的創新思想。
五、結束語
理論從實踐中來,人才從實踐中來。當前社會對高校的期望是:不僅要使培養出的學生具有各方面扎實的基礎理論知識、合理的知識結構,而且要有一定的動手能力,以適應職業的選擇和參與競爭的能力,而實驗教學環節在人才培養中具有特殊的作用與功能是顯而易見的。
實驗教學改革是社會發展和市場機制對實驗教學提出的必然要求。但這個改革是一項系統工程,它不僅涉及教材的變革,而且特別需要設備條件的配備和一定的經費支持。通過前一階段的電工電子實驗教學的探討與實踐,收到了一定的成效,學生普遍反映較好,因此我們要努力開展并完善下去。當然,一些現實問題還有待進一步改進,如實驗設備與場地的不足,導致不能滿足全開放的需要,實驗指導教師相對不足,不能滿足學生隨時實驗的需要:實驗管理難度的加大與指導教師的合理報酬問題等。但作為實驗課教師,我們理應在實驗課教學中不斷推陳出新,為培養適應新時代的人才而努力。
通過我們的創新和實踐探索,我們對非電類專業實驗教學的特點進行了較為深入的理論和實證研究,對非電類專業實驗教學的發展趨勢進行了探討,對非電類專業實驗教學的諸多層面如觀念、教學目標、教學模式與方法、實現途徑、教學計劃制訂和實施、實驗教學教材建設等進行了卓有成效的研究與實踐。
參考文獻:
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【關鍵詞】電子電工實訓 教學改革 實踐與創新
【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)35-0183-02
近年來,電工電子技術發展迅速,在各個領域中都得到了廣泛的應用,是中職院校一門重要的基礎課程。電工電子技術課程的實踐性很強,這就對電子電工實訓教學提出了非常高的要求。實訓教學是把學生課堂上學到的理論知識轉變為職業技能的重要一步,但目前,很多中職院校的電子電工實訓教學不能把學生的培養與企業的需求很好地結合起來,學生學到的理論知識與工廠生產存在脫節。為了提高學生的職業素質與技能水平,提高其社會競爭力,就需要對中職院校的電子電工實訓教學進行改革,在教學過程中培養學生的創新與實踐能力。
一 中職院校電子電工實訓的教學現狀
電子電工實訓教學是通過實驗的形式,讓學生把所學到的理論知識用來解決實際問題,并提高職業技能。在傳統的電子電工實訓教學中,學習和應用普遍存在著脫節現象,雖然學生能夠掌握理論知識,但是把所學的知識合理地轉化為職業技能卻很困難,這種理論知識學習與職業技能應用的脫節現象是多年來困擾電子電工實訓教學的主要問題之一。
在傳統的電子電工實訓教學中,老師主要是灌輸新的知識,學生被動地去完成規定的實訓內容,而不去思考,限制了學生的思維空間。學生在這種機械性的重復模仿工作中,雖然進一步加深了理論知識的掌握,但是卻失去了學習興趣以及探究精神。在企業生產過程中,職業技能的應用與書本上的理論知識有著很大不同,職業技能的運用更靈活,如果學生的思維空間受到了限制,就很難把所學到的知識運用到實際生產中去。
二 實踐與創新教學模式的探索
電子電工實訓教學質量的提高,需要培養學生的實踐能力,開發學生的思維空間,把傳統的理論教學逐步轉變為技能與思維相結合的、具有實踐性和創新性的新型教學模式。這種新型的教學模式注重學生分析、解決問題能力的提高,把傳統的理論知識的學習與驗證轉變為解決實際問題,不僅僅通過實踐進一步強化了理論知識,更提高了學生的綜合能力。為了實現這種新型教學模式,就要對電子電工實訓教學進行有效的改革。
傳統的電子電工實訓教學是以老師為主體,向學生灌輸理論知識和實驗技能,學生則是被動地學習,失去了進一步思考的空間,教學效果往往較差。在這種新型教學模式下,要把學生作為教學課程的主體,教師只是起到引導作用。在實訓教學過程中,學生把傳統的被動“填鴨式”的教學變為主動,要學生充分運用所學的理論知識,自行制訂并實施實訓教學內容,充分發揮學生的主觀能動性,調動其積極性,培養了學生的創新能力和實踐能力。
在實訓教材的編寫上,傳統的教材由于教學觀念和出版周期的限制,往往大量篇幅都是實訓內容、步驟的講述,而且滯后于新技術的產生。為了改進這些不足,教材的編寫應該注重對學生思維能力的提高,只向學生提供實訓目的和要求,對于其原理、步驟等不做過多介紹,從而給予學生更為廣闊的思維活動空間。與此同時,教材的編寫也應具有一定的超前性,將當今高新技術與學科知識有機結合起來,提高教學的綜合性與實踐性。
教學內容上,需要根據教學目標與學生的學習情況有針對地進行變動,根據循序漸進的學習規律,把傳統實訓教學中驗證性的實驗轉變為階梯形的教學內容體系,即基礎實驗――設計實驗――仿真實驗三個層次。基礎實驗目的在于幫助強化理論知識以及掌握儀器操作等基礎性技能,設計實驗要求學生進行初步設計,培養其發現與解決問題的能力,仿真實驗則是在之前實驗教學的基礎上,對所學知識進行進一步的綜合運用,培養學生的創新意識與綜合實踐能力。這種多層次的教學內容設計,遵循了逐步深化的認識規律,構建了從理論知識、技能操作到實踐與創新的階梯式的教學體系。
與傳統的電子電工實訓教學相比,這種創新性、實踐性的教學模式讓學生有了高度的自主性和獨立性,也更接近企業生產的實際情況,可以有效地訓練學生把理論知識轉化為實踐的能力,避免了學習與應用的脫節。學生在主動學習中,會通過各種方法尋找解決問題的能力,可以獲得新的認識與成果,鍛煉學生的思維能力。其科學的、階梯形的教學內容體系也體現了循序漸進的教學思想,有利于教師因材施教,為各個層次的學生提供了發展空間。
三 結束語
隨著社會的發展,電子技術得到了更加廣泛的運用,在中等職業教育中,電工電子實訓教學培養學生的動手能力、分析與解決問題的能力,有著不可或缺的重要地位。避免理論知識學習與職業技能應用的脫節,提高學生的動手實踐能力與創新思維,培養出熟練掌握職業技能的高素質人才是中等職業教育的根本任務。為了達到這一目標,需要對目前的教學模式進行深層次的變革,突出中職教育培養應用型人才的辦學特色,努力提高教學質量。
參考文獻
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關鍵詞:中高職銜接 課程設置 課程研究 崗位課程
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)05(b)-0152-01
我國對中高職銜接的研究自20世紀80年代起步以來,一直不斷發展,現已形成了初步的理論基礎。而隨著研究的深化,中高職課程銜接研究的重要性逐漸凸顯出來。我院在中高職銜接實踐過程中,也將中高職課程銜接作為一個突破口,進行了重點的研究分析,并針對發現的問題給出了初步的應對對策。
1 問題
1.1 文化基礎知識體系脫節
中職安排在文化基礎課程上的學時較普通高中要少很多,致使中職畢業生在文化基礎知識上存在很多不足甚至缺失。以數學為例,中職數學對函數的教學要求比較低,以理解為主,這就使得高職在進行微積分教學時,學生普遍出現理解困難的情況。而高中數學中必修的排列、組合及二項式定理,甚至沒有出現在中職數學的教學大綱中。
1.2 專業基礎課程設置重復
以機電類專業為例,電工基礎、電機與電氣控制、工程制圖、機械設計基礎等課程,不管是中職還是高職均為必修課程,且教學內容也難以體現出中高職教育的層次性,對學生來說只是單純的重復學習。
1.3 專業理論課程內容重復
各學校在專業課程的設置上都有自己的特色,但由于專業面向的行業企業對專業知識的要求有相同的部分,使得中高職在專業課程內容的設計上存在較高的重復率。以城市軌道交通車輛專業為例,我院的城市軌道交通車輛課程中有關車輛結構的內容,與中職院校車輛構造課程內容重復;我院的軌道車輛制動課程,與中職院校車輛制動課程內容大部分重復,只是難度有所增加。
1.4 專業實踐課程能力提升不明顯
中職在課程的設置上有大量的實踐學時,使得中職學生在動手能力上遠遠強于普通高中學生,因此高職的單項實踐課程對中職學生能力的提升作用有限,而綜合實踐課程又由于受到學時限制,不能有效提高中職學生的能力層次。
2 對策
2.1 文化基礎課程注重知識補充
以中職文化基礎課程為基礎,重新設計高職文化基礎課程標準,注重中職生欠缺知識的補充,將部分高中教學內容納入高職教學。表1為我院數學課程的修改說明。
2.2 專業基礎課程打破原有課程體系
中高職在專業基礎課程設置上的重復并不代表教學內容上絕對的重復,所以不能以單純的取消重復課程來解決問題,為了保持專業基礎知識的適用性與完整性,我院針對不同專業打破原有的課程體系,重新設置了專業基礎課程。以城市軌道交通車輛專業為例(見表2),取消原有專業基礎課程,設置了車輛電工電子技術、電機電控及plc、車輛機械基礎等課程,將重復的課程內容去掉或簡化,與中職學生未涉及的專業基礎課程進行了重新整合。以車輛電工電子技術課程為例,該課程整合了電工基礎與電子技術課程以及中職未開設的電力電子技術課程,整合后包括線性動態電路、電壓比較器應用電路、電子電路、電力電子器件、電力電子電路等內容,成為一門新的電氣基礎課。
2.3 建設新型崗位課程
為了充分利用中職學生的實踐能力基礎,我院取消了單項實踐課程訓練,并將原有的專業理論與專業綜合實踐課程進行了重新的整合,建設了新型的理實一體的崗位課程,實現了與中職及企業崗位的雙重對接。
3 結語
目前,我國在中高職課程銜接的研究還處于起步階段。我院在此所形成的初步的理論與實踐成果,還需要時間的檢驗及不斷地完善,相信在社會、企業、中職院校、高職院校等多方的努力之下,必將形成一套科學、合理、完善的中高職課程銜接理論體系。
參考文獻
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關鍵詞:職業標準;維修電工;電氣自動化技術專業;學習領域課程開發
【中圖分類號】G71
基于工作過程的學習領域課程的開發,已成為近年來高等職業教育課程改革的熱點。基于工作過程的學習領域課程的實質,在于課程的內容和結構追求的不是學科架構的系統化,而是工作過程的系統化。職業教育的課程開發必須打破傳統學科系統化的束縛,將學習過程、工作過程與學生的能力和個性發展聯系起來,將“工作過程的學習”和“課堂上的學習”整合為一個整體,將職業資格研究(包括職業分析、工作分析、企業生產過程分析)、個人發展目標分析與教學分析和教學設計結合在一起。
高職電氣自動化技術專業中維修電工的考證及學習是重要項目之一,該專業的核心能力對應的職業是維修電工。因此,以“維修電工”國家職業資格為標準、以高職人才培養為目標,將維修電工職業標準有機地融合到專業學習領域課程開發中,以項目為導向、工作任務為載體,重建專業方向課程體系,以解決專業教學與“維修電工”考證相互脫節的問題。
一、確立專業及其面向的職業崗位分析
根據企業調研,維修電工在不同工業部門如機械與設備制造、汽車與配件工業、電子工業,從事自動化生產。除操作自動化生產設備以外,這些設備的維護成為其專業工作的重點。此外,維修電工參加生產設備的建造和改造,進行電子維修,在車間維修并制造電子、自動化和信息技術的組件和儀器。符合專業要求的工具、測量儀器和測試材料、旨在有效完成任務的工作和工作崗位設計以及與同事進行符合專業要求的交流,都屬于維修電工的任務要求。同時,還要考慮經濟、社會和生態的不同要求以及由此引起的對職業行動的要求。維修電工能對任務進行整體性觀察并在完整性的工作過程背景下對其進行組織,也就是說,借助其企業關聯知識關注過程的銜接并與其他部門(機械保養、物流、制造計劃等)合作。
二、提取、劃分、分析典型工作任務學習難度范圍
電氣自動化技術專業中以電氣設備的運行、安裝、調試與維護及營銷服務等職業崗位為導向,重點突出技能培養,根據職業能力要求提煉難度1-4級的典型工作任務。
(一)職業定向的工作任務(學習難度范圍1)
工廠車間照明設備的安裝與維修、普通機床電氣設備的安裝與維修、電機的安裝與維修、小型電子設備的調整與改裝、工廠供電系統的計劃與實施、做計算機控制系統的計劃與實施、印刷電路板的設計與制作、現場總線與工業以太網的構建與維護。
(二)系統的工作任務(學習難度范圍2)
交直流調速系統的安裝與調試、設備運行的檢測與控制、電氣設備控制的安裝于調試、生產過程的組織與實施。
(三)蘊含問題的特殊工作任務(學習難度范圍3)
電氣設備的調整與改裝、數控設備的維護。
(四)無法預測的工作任務(學習難度范圍4)
生產設備的調整及生產質量保障。
三、構建電氣自動化技術專業維修電工方向教學計劃
根據典型的工作任務,提煉支撐課程,形成了12門理實一體化的學習領域課程。
學習領域課程編號 學習領域課程 基準學時
小計 第一學年 第二學年 第三學年
1 電工基本技能 2周 2周
2 電氣設備安裝與維護 4周 4周
3 電子技術應用實訓 4周 4周
4 電氣繪圖技術實訓 8周 8周
5 PLC應用技術 5周 5周
6 組態控制技術 2周 2周
7 傳感器技術及應用 4周 4周
8 交直流調速系統與應用 3周 3周
9 集散控制與現場總線 3周 3周
10 單片機應用技術 4周 4周
11 自動化課程綜合實訓 5周 5周
12 自動化課程設計 2周 2周
合計學時 1196 468 286 442
四、建立學習領域課程教學計劃(舉例)
以《自動化課程綜合實訓》學習領域課程為例,建立講授單元和行動單元學習任務和內容。講授單元主要對PLC的組成與基本工作原理;PLC的編程軟件及編號范圍;基本邏輯指令表示方法及其應用方法;掌握梯形圖的繪制原則及PLC設計原則、步驟和方法;對典型生產線工業控制對象進行系統的意見設計、系統的軟件設計、安裝調試設計,共計150課時。
行動單元中建立五個子學習領域課程:
1、控制方案的初步設計(學時:12),學生根據項目設計要求對現有自動化生產線及需改造的生產線進行調查,并據此形成初步控制方案,討論并完善,最后提交具體可操作性的控制方案。
2、交流電機的PLC變頻控制(學時:48),根據項目設計要求對交流電機的控制所需器件進行選型,了解并掌握器件使用完成交流電機的PLC變頻控制子系統,并進行系統測試調試,最后提交相關技術文檔。
3、物料分控系統的PLC控制(學時:24),根據控制方案要求對物料分控所需器件進行選型,了解并掌握器件的使用方法,完成物料分控子系統,并進行系統測試調試,最后提交相關技術文檔。
4、機械手的PLC控制(學時:30),根據控制方案要求,了解并掌握機械手的使用方法,完成機械手控制子系統,并進行測試與調試,最后提交相關技術文檔。
5、系統綜合計劃與調試(學時:36),根據控制方案要求,對全系統進行聯合調試,分析并找出其中的問題,完成全系統了,并提交相關技術文檔。
將維修電工職業標準融合到高職電氣自動化技術專業的學習領域進行課程開發中,解構原有的基于知識儲備的學科體系架構課程,重構基于知識應用的行動體系架構課程,凝練工作過程要素,在現實的職業資格基礎上,培養學生普適的職業資格,為未來的職業資格奠定基礎,提升學生的“職業競爭力”。通過學習領域課程的開發研究,可有效的優化學校課程資源,在有限的課時內發揮課程最大的作用;可優化課程結構,提高人才培養質量,體現高等職業教育人才培養的特色;為相關專業的課程結構的改革提供思路,使之更加適應培養學生綜合職業能力和全面素質的需求。
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關鍵詞:高職院校;創新;實訓
中圖分類號:G71文獻標識碼:A文章編號:1671-1297(2008)08-032-02
一、 前言
隨著社會進步和經濟快速發展,需要大量技術應用人才,而高職教育正是培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高素質技術應用型人才。因此,發展高職教育對滿足社會主義現代建設的需要、普及高等教育、提高民族素質、完善高等教育結構和教育產業經濟增長都具有非常重要作用。
實訓教學是高職教育發展關鍵,而“培養學生創新能力”又是實訓教學的重點,因為培養創新意識和提高創新能力是實訓創新教育宗旨。實訓教學創新本質是通過培養學生扎實的專業知識和職業技術、良好的基本素養和對知識綜合應用能力,使之具備自主學習、自主思考、自主實踐、自主解決問題的能力。
筆者結合我院在建設電工電子實驗室和實訓教學實踐經驗,就培養學生實訓創新能力,從學院、實訓教師和高職學生等方面進行了初步的探索,今將有關體會供參考、指正。
二、 學院在充分調研和總結的基礎上,構建科學、全面的實訓體系
(一)構建形式靈活、內容豐富的實訓課程體系
學院在多年實訓教學實踐中,發現課程體系的設置存在如下問題:1、傳統實訓課程教學基本理念存在誤區,疏忽了高職院校人才培養側重點,實訓課程大多在模仿本科類實訓課程。2、很多高職院校實訓內容比較陳舊,跟不上社會和經濟發展需要,導致學生進入生產崗位,出現需要重新學習的尷尬場面,使學生產生了學習無用的錯誤認識。如某些實訓項目已經被沿用了幾十年,但這些內容目前在實際生產活動中很少使用,缺乏時效性,很難引起學生興趣。再如,在很多實訓制作項目中,學校成套購買集成電路,而學生完成的人工部分就只剩下焊接工作,這對培養學生的創新意識和理論知識的掌握用處不大。
學院在充分總結了交通行業對電工電子技術要求的基礎上,調整現行的實訓內容,初步建立基于電子電工實訓教學的綜合課程體系,如圖1所示。
其中第一部分是基本技能訓練,這是電工電子實訓教學的基礎,主要涉及基本設備和儀器的認知、調整、使用操作和初步維修以及相關的必備電腦操作能力;第二部分是專業技能訓練,涉及電工和電子工藝實訓;第三部分是選修課程,主要是拓寬學生知識面,了解最新技術發展現狀,為以后工作和深造打下基礎。
圖1電工電子實訓課程體系
同時,在教材的選擇上,學院進行了一系列嘗試。目前高職教育中,針對交通行業的電子實訓教材較少,大部分是近電類的高職、中職教材。學院除了盡可能地收集各本科和高職院校的教材,吸取經驗之外,還組織實訓指導教師到上海、浙江等地的高校、企業、工廠去參觀學習。根據本校的實際條件和專業設置特點,組織有經驗的教師和考評員自編了一套實訓指導書,突出了基礎性和交通行業的適用性,在實際使用中取得較好效果。
(二)建設開放式實驗室和實訓基地
構建開放式實踐教學體系并不完全是簡單地將實驗室、實訓基地大門打開,而是通過學生自己根據課題和愛好,自己選擇實驗項目,或獨立擬定方案。實訓指導教師主要負責對實驗方案的可行性、安全性和效果進行審查,給予必要的啟發和引導,在實驗完成后,對實驗結果和實驗報告進行評價和總結指導。我院在開放實驗室和部分實訓基地之后,很多學生通過預約方式參加實驗,極大發揮了學生積極性,培養了學生良好的個性,激發了學生創新思維。在今后工作中,要爭取做到兩點:1、只要實驗條件允許,學生可“全天候”地到實驗室做實驗;2、實訓基地和實驗室,不僅應對本學科、專業的師生開放,而且應對跨學科、跨專業的師生開放,同時還應考慮對社會開放的問題。
(三)加大實訓基地建設
實訓基地是完成實訓教學的物質基礎,我院的電工電子實訓基地建設工作,參考了《南京市高等職業教育實訓基地驗收標準》、《教育部高職高專院校實踐教學基地評估方案》,以大力發展職業技術教育為主線,堅持以服務為宗旨、以就業為導向的辦學理念。首先,充分利用學院現有設備,初步加強對實驗室改造。其次,要加大學院實訓教學部分的資金投入,但是切忌不能盲目建設,要與培養目標和專業要求緊密結合,同時要考慮與目前現場生產實際或近期生產技術發展的裝備水平相匹配。同時,考慮優化實訓資源配置和共享以及加強校外基地建設。
三、更新實訓老師教育觀念,改進教學模式
培養學生創新能力,對學院實訓老師的教學觀念和教學模式提出了新的要求,在實訓教學中,筆者通過以下幾個途徑進行了嘗試:
(一)更新教育觀念,增加學生創新意識
首先,傳統的實訓課程理論教學基本上是一種模式,即“教師講,學生聽”,這種“倉儲式”教學方式很難適應時代的要求。為此,課堂教學要不斷擴展自身的功能,可以從如何獲得訊息和教授及時、有效的知識方面下工夫。課件制作中可運用大量的素材向學生展示知識。如電工安全用電教學中,運用大量實例,講述用電常識以及觸電急救措施。其次,教師要善于改變角色,要從指揮者走向引導者。隨著網絡信息迅猛發展,學生有很多知識是從網絡中獲得。好的教學方式是引導學生去探求知識,引導學生走向成功的彼岸,做到“授之以漁”。
再次,要克服以我為中心的傳統中國教育心理,要最大限度地讓課堂“活”起來,讓學生“動”起來,在實訓課程中要盡可能多設計一些學生操作性的環節。
(二)多媒體教學手段在電工電子實訓教學中的應用
多媒體教學利用現代計算機技術,融圖形、圖像、文字、音效、視頻于一體,使學生同時通過視覺和聽覺的刺激接受知識,由于多媒體教學的集成性和交互性特點,既能將來自各種電子媒介的信息進行集成,又允許教師通過編程或與計算機進行對話而主動的控制計算機,完成教學任務,改善傳統教學中的說教場面,使之更加形象、友好,更加接近現代氣氛,易為學生接受。特別在電工電子實訓教學中,可以采用多媒體課件來模擬課程實驗與演示、模擬現場操作的界面,對理解理論概念、熟練操作技能、降低教學成本,起到重要作用。
(三)實訓理論教學增加互動性
實訓指導教師主講核心內容,主要包括核心概念、原理和分析方法以及動手注意事項,同時提出據此可進一步深入實訓項目分析討論的內容,特別是提供與之相關的設備、儀器和相關電路,讓學生積極參與討論,組織小組和班級形式的討論和交流,這就大大地提高了學生的主動參與性,激活了學生的創新思維活動,開拓了思路,最后再由教師進行綜合分析評論,并通過演示或仿真直觀地得到正確的結論。這種互動式教學方式在實訓中的應用效果很好,學生反映這種方式學得活、記得牢,在完成作業或實驗中也明顯農現出具有正確、清晰的思路
(四)提高教師自身素質,建設“雙師型”隊伍
高職教育需要既有理論深度又有實踐經驗的“雙師型”教師隊伍,在實踐上可以通過以下幾個途徑:1、 學校應為教師創造更多的參觀、進修、實踐等學習機會,使實訓教師取得中高級技術崗位證書,提高實訓教師綜合素質;2、鼓勵實訓教師積極參加學??蒲泄ぷ鳎岣咦陨硭刭|;3、加強新進實訓教師的崗前培訓工作,安排新教師到對口的單位或者學校實訓基地進行一段時間實習。
四、提高高職學生基本素質和專業技能
與本科院校學生相比,高職學生基本素質和學習能力等方面有別于本科院校學生,普遍存在著內在學習動力不足,學習目的性不明確,理想和信念相對不穩定等特征,特別是在實訓課程教學中以上特征表現尤為明顯,還表現出分析問題和解決問題能力不強。
筆者根據學生就業方向和相關行業特點,結合學院環境條件的實際情況,在以下幾個方面進行了嘗試:
(一)做好學生答理工作
實訓教學以學生為主體。整個實訓的設計和操作都是由學生親自完成的,與實訓理論教學相比具有更大的獨立性和自由性。因此,在每次實訓前,要求學生充分預習該次的實訓項目,明確實訓目的、儀器設備、步驟及內容,使他們在實訓中做到心中有數。在實訓過程中,老師要引導學生積極思考,認真操作,達到預期目的;加強學生動手能力的培養,發揮學生主觀能動性,指導老師要根據教學儀器設備的臺套數和學時數,合理安排學生的分組數,使每一個學生都能在實訓課內有動手操作機會;同時,指導老師要及時發現學生的不足之處加以引導,以幫助學生加深對實訓及理論的理解。
(二)堅持標準,嚴格考核
實訓技能考核,可以使學生明確實訓目的和重要性,從而激發和調動學生的學習積極性和主動性,有利于培養學生的創新精神和實踐能力。同時,實行實訓技能考核也必將會改善實訓教學效果,提高教學質量,促進教育規范。實訓技能考核包括參加實訓的態度、知識掌握的深度、操作能力、質量安全等方面的內容。焊接水平、元器件識別和檢測能力、安裝工藝質量、調試都進行考核,每一項都有評分標準。按照標準做好每個學生的考核記錄,還要根據出勤等綜合評價。
(三)增強學生的安全意識,為提高創新能力打下基礎
很多年輕高職院校教師和學生都很容易淡薄人身安全和儀器設備安全,試想,缺乏安全意識的學生創造出的產品必然會存在很多安全隱患??赏ㄟ^參加社會實踐和企業調研工作等方式,以親身經歷和借鑒以往教訓,提高學生安全意識。
(四)給學生機會,解決企業部分實際生產問題
沒有實際參與實踐學生無法深刻體會到一些理念,沒有這一環節,所謂的實訓學習都不能說是成功。在和中船綠州集團合作開發項目的實訓學習過程中,師生一起對綠州集團的船舶齒輪箱機進行了技術更新和設計,比如讓原來基本電路控制原理方式轉變為PLC控制,這大大提高了設備可靠性,取得了綠州集團的好評,提高了學院知名度和美譽度,更是極大鼓舞了學生的學習和動手熱情。
(五)鼓勵學生組織相應的協會,促進發揮其積極作用
學校鼓勵對電工電子實訓感興趣的學生成立電工電子實訓技術協會,充分利用和發揮協會的積極作用,開展各種活動,如定期開設專題講座、科技月等活動,打破年級界限,讓更多的同學參與進來,增強學生的學習興趣。也可以參加全國或省里組織電工電子方面的競賽,如“全國大學生電子設計競賽”、“挑戰杯”等科技活動,通過這些形式增強學生的動手能力和創新能力。同時,可堅持在每周或節假日義務為學院職工及當地市民維修家用電器,讓學生接觸社會,在實踐中培養學生的動手能力與團隊合作精神,增強學生的學習興趣與能力。
五、 結束語
隨著世界經濟的快速發展,對電工電子實訓教學提出越來越高的要求,尤其是如何培養學生的創新意識,提高創新能力問題。筆者通過一些教學經驗和實踐探索,從構建科學實訓體系、改進教師教學理念和教學模式以及提高學生專業技能等方面進行探討,期望能給高職院校實訓教學中的學生創新培養提供有益的幫助和啟發。
參考文獻
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