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關鍵詞:
中國制造2025;機械設計制造及自動化;高等教育;創新能力
0引言
機械設計制造及自動化專業主要培養的是能在機械領域內從事設計制造、科研開發和經營管理等工作的高級工程技術人員,其不僅要求學生熟練地掌握機械設計和機械制造等相關知識,也要求學生系統地對機電控制、自動化的相關知識進行學習[1,2]。在“中國制造”期間,該專業為市場輸送了大量的工科人才,極大地推動了我國制造業的發展。當今,全球制造業格局面臨重大調整,信息技術與制造業的融合持續深化,制造產業的變革不斷推進[3];隨著新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化的不斷深入,國內消費者對產品質量、服務等方面的要求不斷提高;而且,我國仍處于工業化進行中,與先進國家相比還有較大差距[4,5]。針對上述主要問題,我國提出了強化高端制造業的國家戰略規劃《中國制造2025》,其將“創新驅動”擺在了制造業發展全局的核心位置,將“人才為本”作為建設制造業強國的根本。為了給“中國智造”輸送更優秀的專業人才,適應強化高端制造業的國家戰略規劃,本文以“夯實專業基礎、提高創新能力”為著力點,淺談《中國制造2025》對機械設計制造及自動化專業教學的啟示,以供參考。
1強化教師培訓,建設創新型教師隊伍
建設制造業強國的根本是“人才為本”,教師在教育事業中扮演著“領路人”的重要角色,建設一支具有創新意識的優秀教師隊伍對人才培養至關重要[6]。機械設計制造及自動化專業包括機械設計制造和自動化兩個方面的知識,在長期的教學期間,高校教師不斷地強化自己所在領域的相關知識和教學技能,但是隨著學術專注度的不斷提高,知識面的寬度有所變小;并且,機械設計制造與自動化專業的知識跨度大、思維方式差別大,很難長期掌握二者的大部分知識及其發展方向;再者,“中國制造2025”是以“互聯網+”為支撐載體,將電氣化工業時代的機械進行有機融合,進而把制造業提高到智能化水平。如果高校教師不對機械設計制造、自動化、“互聯網+”等相關知識和發展趨勢有一個深刻的認識,只是依照傳統的方式按部就班的將專業知識零散的傳授給學生,而不對相關關聯知識、應用、技術等問題進行拓展講解,那么就會導致學生非常被動地進行學習,更不會對知識進行再思考、再學習,長此以往,會嚴重影響學生創新能力的培養。為了提高高校教師的教學水平,可以從下幾個主要方面進行:①定期邀請相關專家對“中國智造”發展及方向進行講解分析,為老師進行知識更新提供方向;②鼓勵教師積極學習相關專業知識的學習,特別是“互聯網+”所涉及的相關知識;③鼓勵教師改進傳統教學方法,根據當前技術的發展,不斷將新知識、新技術引入到課堂教學中,激發學生對所學知識的探索精神。
2優化專業課程,突出特色課程
學生在學習完基礎課程之后,便進入了專業課程的學習,專業課程是提高學生專業知識和技能最基本的途徑之一[7]。在長期的教學過程中,為了增加學生的知識寬度,添加了很多與本專業相關度不大的課程。而且,上述課程大部分還是采用考試為考核方式的必修科目,這些課程雖然在一定程度上增加了學生知識的寬度,但是大部分學生對這些課程并不感興趣,多是抱著拿學分的態度進行相關的學習,雖然花費了大量的教學資源在這些課程,對學生能力的提高作用十分有限[8~9]。為了培養更加適合“中國制造2025”所需求的人才,需以“中國制造2025”為導向,結合學生的實際情況,重新考量、設計學生的專業課程方案。首先,在保證本專業培養方案要求的基礎上,刪除與專業相關度較小的課程,或者將相關度較小的基本專業課程合并,減少教學以及學習工作量;其次,根據學生興趣及需要,增加自動化、現代制造產業、互聯網+、現在制造管理類等相關課程,使學生對制造業及其發展有良好的認識,并初步掌握一些基礎知識。
3改革實驗室制度,激發學生興趣
在傳統的教學中,實驗室的主要作用是配合專業課程的教學工作,是根據專業課程的需要,設定相應的實驗項目,而且是定時、定點、定人的進行相關的實驗,實驗完全依照老師給出的實驗方案進行。傳統的實驗室使用管理制度,基本上對學生的實驗行為進行了較強的限定,很難允許學生根據自己的見解對實驗方案進行重新設計,極不利于學生創造性的培養[11],其與“中國制造2025”中的“創新驅動”不能很好的契合。學生實驗不僅是驗證知識的工具,還要成為培養學生創新能力的重要推手。為了提高學生的學習興趣,應該充分讓學生享有實驗的自。首先,要合理的設置課程實驗的類型與數目,區分實驗主次,在保證課程要求的前提下,優化學生實驗;其次,改革實驗室的開放時間,讓學生自主選擇進行的實驗項目和實驗時間,并自主設計實驗方案,不僅讓學生鞏固自己所學的知識,并培養學生的探索精神。
4融合課程設計,提高學生創新能力
關鍵詞: 專業概論與職業發展規劃課程 教學改革 改革建議
1.我院專業概論和職業發展規劃課程存在的問題
在寧夏理工學院,目前學生必修的職業生涯與發展規劃課程由以學生處、招生就業處為主的教師隊伍任教,而在東北大學,這門課由該專業的專業教師隊伍任教。在教學的組織形式和教學的效果對比中,我發現我院在開設這門課程時存在以下不足。
(1)授課教師非專業化,無法滿足學生對本專業的了解和對未來職業發展作出合理的規劃。雖然教師隊伍(主要是輔導員隊伍)在職業發展規劃方面受過系統的培訓,但針對某個確定專業的學生,缺乏必要的專業理論和專業背景,因此講課內容只能泛泛而談,說服力和指導效果缺乏專業的針對性。
(2)我院該門課程授課時間的滯后性影響了學生對本專業了解的渴求。我院部分專業的職業發展規劃課程沒有在第一學期開設,而放在了第二甚至第三、第四學期;另外,授課多以講座的形式進行。這些做法勢必影響學生對本專業的了解,不利于學生對某些專業課、專業基礎課甚至是基礎課的關注,浪費了這些課程的教師資源,浪費了學生的時間,使學生的學習熱情大減,失去了學習的動力和方向,很多學生陷入學什么、為什么學和怎么學的困境,專業教師講課難、教育難,導致整體學風差,考試作弊情況嚴重,教師的教學積極性不高,師生互動少,陷入了學生難管,教學秩序不好,教學質量不高的惡性循環。
(3)教材選用不合理,考核形式缺乏針對性,缺乏必要的專業學習方法的指導。專業概論課程開設的另外一個目標是理順專業理論的邏輯承接的關系,以及引導大一新生開始本科階段的學習,強調這一階段學習的自主性和鍛煉其自學能力,使其能夠適應大學生活中有效利用圖書館的資源、網上資源獨立自主查閱資料的要求。但是目前我院的職業發展規劃的課程計劃明顯沒有達到上述目標,存在相當大的差距。
2.專業概論和職業發展規劃課程改革對教師素質的要求
以電氣工程及其自動化專業為例。目前,東北大學電氣工程及其自動化專業選擇的專業概論和職業發展規劃課程的教材是肖登明的《電氣工程概論》,該課程計劃學時24學時,授課計劃分為8個部分:專業背景介紹、課程內容介紹、電機及變壓器、電力電子器件、電氣測量及電工新技術、電力系統自動化、職業規劃的討論、課程內容考核等。
從所選的教材分析,這本教材可以說是電氣工程的入門教材,也可以說是一部集成教材。作為一本教材,它涉及的內容廣泛,但不失深度;既具有理論的邏輯遞進,又是一本百科全書。在有限的學時內講好這一本書,開好一門課程,既讓學生能夠認識專業、了解專業,又讓學生能夠對理論知識有一定的掌握,確實是一件比較困難的事情。這就對授課教師提出了較高的要求。
(1)專業知識深度足夠。電氣工程概論這門課程分為六個部分,包括:電機與電器、電力電子技術、電力系統及其自動化技術、電氣測量技術、電工新技術等。上面所羅列的每一部分都可以看成是該專業的一個研究領域或者研究方向,有其獨特的研究方法和研究背景及成果,在不同的理論部分要向學生介紹該領域的成就、存在的問題和發展趨勢,就需要教師有這方面的研究背景和研究經歷。
(2)理論知識能夠深入淺出。對電氣工程概論的六個部分,老師要既能概括地講清楚知識脈絡,又能抓住理論的核心;不僅僅知道現在要介紹的理論的知識體系,還要清楚目前學生已具備的知識理論體系。能夠把比較深奧的理論知識作為科普性的常識講出來,對老師的講課方法和技巧是一個考驗。
(3)知識面要廣博。電氣工程概論的六個理論分支各有其不同的研究領域,這就對授課教師的知識面提出了更高的要求:不僅僅是在某個研究領域內有建樹,不僅僅是對某門課程的理解有深度,還要對這些研究領域、理論內容之間的聯系非常清楚,才能更好地融會貫通,講好這門課程。
3.對專業概論和職業發展規劃課程改革提出的建議
我院現行開始的職業發展規劃課程不能完全滿足對學生素質培養的基本要求,改革勢在必行。
(1)規范課程要素,加強課程建設。我們將課程改革的主要精力用于加強教學各個環節的內涵建設和教學質量的提高上,規范課程要素和訓練環節的建設。
所謂的課程教學要素,其基本含義是:一門課程的教學工作必須包括的主要教學環節和教師必須達到的基本要求。課程教學要素包括質和量兩個方面,每一教學要素在學時數量安排及成績評定中,要占有相應的合理的比重。
當前我們要抓住課程教授、課堂討論、作業、實踐環節、考核、教材等六個主要環節作為基本要素,要求教師課堂講授少、精、寬、新,提倡設立討論課,逐步開展以課題設課的形式,提高學生自主學習的能力。
(2)教材選用合理化。電氣工程概論是電氣工程及其自動化專業的入門課程,是一門概述性的理論。東北大學在多年的教學經驗基礎上選用了一本既可以當通識,又可以當文獻的教材;既可以作為引路篇,又可以作為基礎篇。這本書對學生更好地理解電氣工程及其自動化專業的理論體系有較大的幫助??梢哉f教材選得合適,會使課程講授質量得到較大的提高,對我院的教材選取是一個參考。
(3)上課形式多元化。東北大學的電氣工程概論課程在課程的計劃中安排了一次討論課,其目的是解答新生對本專業和對今后職業發展存在的疑惑,基本上解決了學生關于專業的各方面的問題,并且是學生關心的首要問題。所以課堂應該引入多變的元素和形式。變化的課堂環境能夠充分調動學生的積極性和參與性,提高教學質量。
(4)講課方式多變化。我們比較習慣“一言堂”的講課方式,在這種傳統的知識傳播的過程中,沒有注意充分調動學生學習的主動性,在遇到問題時,沒有意識到讓學生學會自學。我認為,讓學生學會自學是鍛煉學生的自學能力和文獻查閱能力的一個基本訓練。我院的老師的課講得太細,忽略了學生在學習過程中的自主與創新精神,忽略了學生的能動性、創造性和自主性,使得學生變懶了,頭腦僵化了。教學方式靈活多變,手段多樣,最大限度充分發揮多媒體教學的優勢,開展網絡學習和網絡答疑平臺的建設,會使我們的教學水平有所提高,學生的綜合競爭力水平也會得到提高。
(5)考核形式多樣化。由于電氣工程概論是一門引論性質的課程,我院的定義是一門考查課,隨堂考試。那么考查課怎么考,是值得商榷的。東北大學靈活的考核形式給了我們很多的啟發。這種重視過程學習,重視知識積累的累加性的方式——只要你努力,就會有收獲——在一定程度上杜絕了考前的突擊復習,讓學生在今后的學習過程中端正態度。
4.結語
教學內容建設是教學改革的關鍵環節,教學改革的成功在很大程度上依賴于教學內容的改革。優化教學內容,建立完整的教學內容體系,提高學生的素質,提高教育教學質量,是我院生存和發展的生命線。只有不斷改革,不斷探索和實踐,我院才能走上可持續發展之路。
參考文獻:
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[2]張建坡,趙書濤,賈秀芳.《電氣與電子課程設計改革方案研究》實踐與實驗教學[J].中國電力教育,2008(4).
關鍵詞:電氣自動化;控制系統;現狀;未來趨勢
隨著社會進步科技水平逐漸提高,在工業領域實現電氣自動化控制,減少人力投入和運行事故,已經在業界達成了廣泛共識。我國電氣自動化技術起步較晚,但是發展十分迅猛,正在逐漸縮小與國際先進水平的差距。加強電氣自動化系統建設,能夠顯著提高企業的競爭力,使其能夠在時代大潮中不被行業掩沒。
一、 電氣自動化工程控制系統的現狀
(一)信息集成化。信息技術是實現電氣自動化工程控制系統研發創新的關鍵技術,其主要從兩個方面進行實際運用。一方面是通過電氣自動化設備、機器和系統,進行信息技術的橫向擴展。在微電子處理技術被逐步推廣使用之后,部分與軟件界面相對應的通訊及軟件結構,都逐漸被相關設計者重視起來。另一方面是在企業管理層面上,將信息技術進行縱向延伸。企業管理層可以通過專門系統對財務核算、人力資源和崗位變動等信息數據進行快速處理,同時對生產過程進行實時監督,將企業各方信息及時進行歸納匯總,并完成相應的管理操作。
(二) 語言規范為Windows NT和IE。由于PC系統具有高度的靈活度和集成性,越來越多的人群開始接受并認可PC系統在電氣自動化系統中的運用,人機交互正在逐漸成為電氣自動化系統發展過程中的核心。除此之外,由于PC系統發展歷史很長,具有很高的成熟度以及擴展性,PC系統編程語言早已制定了統一標準,電氣化自動系統使用這些標準編程語言進行編程,有利于電氣自動化系統的運行維護和故障處理。
(三) 電氣自動化工程分布式控制系統。DCS系統是一種模擬類的混合系統,DCS系統在被各企業逐漸運用的過程中,其所存在的部分缺陷也開始顯露出來。DCS系統配套使用各種儀表裝置精度相對較低,無法在實際工作中提供精準的數據參考。除此之外,該類儀表由于制造廠商較多,各廠商之間又沒有統一的技術標準,致使各廠商之間生產的儀表無法實現交互使用,在企業遇到一些問題時,無法對相關問題進行及時處理,如此會影響企業正常運轉。信息技術日新月異的發展速度,使得DCS系統已經無法滿足相關企業的工作需求,急需對電氣自動化相關技術進行創新。
(四) 控制系統采用集中監控的方式。集中監控就是把所有功能集中到一個處理器上,對于電氣自動化工程控制系統來說,集中監控會產生大量運算,拖慢系統運行處理速度,降低相關設備運行效率。不僅如此,集中監控會包含大量的監控對象,壓縮主機運行空間,增多電纜外設數量,致使系統整體營建費用上升。集中監控會使部分設備線纜很長,在信息數據的傳輸過程中,會影響系統整體性能。這是因為隔離刀閘閉鎖和集中監控聯鎖是硬接線,而該接線方式較為復雜,線路維護工作和查線工作難度都較大。
二、 電氣自動化工程控制系統的發展趨勢
(一)電氣自動化工程控制系統的創新技術。電氣自動化工程控制系統在我國工業逐漸壯大的背景下,已經制定了一系列發展計劃。以期穩步提高電氣自動化工程控制系統的科技水平,對各項系統能力進行創新,爭取盡快實現電氣自動化工程控制系統完全國產化,開辟出更加廣闊的空間以利于電氣自動化工程控制系統未來發展。這需要將技術創新放在相關企業的工作重心與未來決策上,健全各種保障機制,完善各類政策給技術創新提供便利,以推動各類電氣自動化科研項目發展。就目前國內實際情況來說,中低層次的產品充斥于企業與市場之中,這是由我國基本國情決定的。因此電氣自動化技術企業需要通過技術創新,努力向高層次產品轉型,進而推動國內項目向大型項目發展。以便通過技術創新來助力經濟增長,推動社會進步。
(二) 統一化的電氣自動化系統。統一電氣自動化系統的各項技術標準,能夠切實縮減相關產品的設計研發、開機調試、測試運行、和維護修理等工作所需要的時間,盡快讓相關產品投入生產使用,最大程度優化產品設計環節,減少相關經費的投入使用。從客戶的角度來說,統一電氣自動化系統各項標準,在運行系統中分離出開發系統,將兩部分功能獨立出來,降低系統運行負荷,是客戶對相關產品的需求。對電氣自動化工程控制系統而言,這也可以實現電氣自動化系統的通用化,使企業之間以及部門之間能夠實現交互。構建電氣自動化系統網絡,應該從企業工程管理、監管體系以及現場設計控制等方面進行,保證信息數據通訊流暢。不論是利用以太網還是現場總線進行通訊,都應該保證辦公環境和控制元件整體通訊的協調性。
(三) 電氣自動化工程控制系統的標準化接口。PC系統編程語言是電氣自動化工程控制系統構建所主要使用的,PC系統編程語言已經具有明確的技術標準,可以有效排除差異性,減少相關工作所需的時間和資金成本,使信息交互共享在辦公系統和電氣自動化系統之間得以實現?;陔姎庾詣踊こ炭刂葡到y設計方案,通過Windows XP系統來實現企業辦公和部分系統的連接。標準的IP系統是辦公室通訊實現的基礎,PC系統能夠連接管理系統和電氣自動化工程控制系統,實現相關工作需求。在生產廠家之間實現硬軟件的信息數據交換,需要對電氣自動化工程控制系統進行程序接口標準化處理,可以大大提高系統的兼容性和擴展性,切實解決系統在通訊過程中產生的問題。
(四) 市場產業化中的電氣自動化工程控制系統。電氣自動化工程控制系統在未來發展中,還需實現市場產業化,相關企業應該根據企業自身特點及對未來發展方向的決策,對產業布局進行科學合理的調整,優化企業結構,堅定體制改革的推進及深化,根據科學技術來推動企業發展以及保障機制體系的建立。與此同時,還需要加強在市場產業化過程中所可能出現問題的監督,對其進行全方位的調查了解并進行修整。在電氣自動化系統構建過程中,相關企業可以通過企業外協和項目外包的方式,將部分零部件的生產制造任務交給其他企業。如此既可以避免企業在電氣自動化技術研發過程中投入過多精力,也可以帶動零配件生產制造行業的發展。市場產業化是電氣自動化在經濟發展過程中必會形成的結果,其能夠提升企業工作效率和資源配置。
(五) 更加需要專業的技術人才。專業人才是支撐電氣自動化技術更新發展的核心力量,所以電氣自動化技術的未來趨勢就是通過更高級更專業的技術人才來推進的。目前電氣自動化系統在諸多環節都忽略了相關人員的專業技能培訓,比如設計環節、安裝調試環節等。電氣自動化工程控制系統是科技水平很高的系統,需要很高的專業技能知識,才能在相關工作中符合工作要求。專業人才培養需要從電氣自動化的基本技術原理基礎、系統設計思想、系統框架構成、系統安裝調試、系統維護和故障分析處理等方面進行。使其通過培訓對電氣自動化工程控制系統形成全面的了解認識,能夠在相關工作中進行正確有效的操作、及時發現問題解決問題。只有通過專業人才培養,不斷壯大電氣自動化技術人才隊伍,才能為其未來發展提供足夠的動力。
結束語:
電氣自動化工程控制系統在經濟全球化不斷深入的背景下,對社會發展具有極其重要的推動作用。電氣自動化工程控制系統的發展,需要通過不斷創新相關技術、統一系統各項標準、將電氣自動化產業市場化,同時培養大批專業人才,才能促進電氣自動化工程控制系統發展。(作者單位:山東濟鐵工程建設集團)
參考文獻:
[1]李修偉,陳廣文.淺析電氣自動化控制系統的應用及發展[J].民營科技,2011,01
關鍵詞:變電站電氣監理人員;變電站綜合自動化系統;探究分析
中圖分類號: TM64 文獻標識碼: A
現如今,我國科學技術的不斷進步以及計算機的應用提升了我國電網的水平,然而先進的技術將變電站的二次裝備進行了改變,并以此促進了電網自動化水平的提高,并從系統簡化、信息資源共享、減少造價成本等部分對變電運行進行相應的完善。而目前,大多數的電力企業單位把變電站綜合自動化系統當做一項新型手段并將其運用到了實際中,但在運用的過程中依舊面臨著一些阻礙性因素。
一、變電站綜合自動化系統的概念
伴著經濟以及科技的不斷發展,其計算機技術逐漸應用到了各行各業,計算機發展水平的高低和簡便快捷的操作促進了變電站的改革,同時其速度快的特點改變了變電站運行的命運。然而變電站綜合自動化系統的實質則是通過先進的技術(例如計算機技術、通信技術、信息技術、網絡技術等)對變電站的設備功能進行完善優化,同時還對變電站設備的工作運行情況進行相應的控制、測量以及檢查、調整的一種綜合性自動化系統。
變電站的電氣設備依照作用不同通常劃分為:一次設備以及二次設備兩種類型,其中一次設備是指直接進行生產、配送以及分配電能的設備,例如發電機、變壓器、斷路器、隔離開關、電力電纜、避雷器、電抗器、電流互感器、電壓互感器等。但是對于一次設備而言,能夠起到調控、維護、調節、測量等作用的設備被稱之為二次設備,例如控制與信號、繼電保護及安全 自動裝置、電氣測量儀表、操作電源等。并且二次設備和設備間相互連接的電路則為二次接線或者二次回路。同時,二次接線能夠保證電力系統的安全、經濟、穩定運行,也是其二次設備的的主要保障,在變電站電氣系統中具有重要意義。但是二次設備在實際運行的過程中,由于變電站二次設備所形成的安全問題常常發生,所以并沒有得到良好保護,其原因涉及到保護人員、運行人員,設計部門,產品 質量等多個方面。
伴隨計算機在繼電保護的過程中大量的應用,以及自動裝置的實際應用,其斷電保護的安全性、整定數值的靈活性得到了大大提升。同時變電站綜合自動化系統能夠促使變電站的得以安全平穩地運行,并且有利于減少變電運行的維護成本,并以此來提升變電站的經濟效益,并可以向相關的用戶提供質量較高的電能。利用變電站綜合自動化系統以及變電站的電氣設備之間存在的相互轉換信息、數據共享,從而實現對變電站運行的監督管理以及控制任務。
二、變電站綜合自動化的功能
(一)具備微機保護功能
我國電力產業的不斷發展促使其電力系統規模逐漸擴大,同時人們對電力的需求量的不斷增加,并且發電廠以及變電站對計算機維護裝置提出了更高、更新的需求,從而變電站綜合自動化系統的微機保護功能對提升繼電保護發展水平,保證電網的安全應用存在較大的創新。而微機保護系統功能則是變電站綜合自動化系中最為基本,也是較為重要的性能,它能夠利用相互連接的電流互感器,其電壓互感器等測量元件的信號能夠對回路的實際狀態進行相應的監視,還能夠控制以及保護其系統。例如如短路保護,過載保護,單相接地保護等。對于曾經的電力企業來說,并沒有應用微機來進行保護,而是通過高壓柜用繼電器來實現一系列的保護功能。
而現在所用的微機保護,其功能較多,比如可以方便接受遠程控制,向上級系統進行匯報,傳送回路的電流電壓,功率電量信號,能夠便于其調整并能保護其設定值。微機保護中包含了變電站的線路保護、電容器保護、母線保護、變壓器保護、自動重合閘。除了上述的保護功能意外,微機保護還應該具備 以下方面的功能:擁有記錄的功能。其記錄功能主要包含了所有發生的故障問題,并可以再發生問題時對其作出的相應的保護反應、動作以及行為,而后還能夠做出保護設備的狀態等。還存在和系統自動校對時間的功能。此功能可以準確的記錄事故所發生的時間,以及保護行為的時間,以此來便于人們對其的查找。而通信功能,需要擁有相應的通信接口,以此來支持計算機以及保護單元的通信協議。
其保護系統還擁有自我診斷故障的功能。微機保護系統應該具有自我診斷的功能,并且利用自行診斷,來發現所出現的故障,并能夠進行自動報警。對于較為嚴重的施工而言,其系統還應該在報警的過程中依靠封閉保護出口,以此來保證變電站綜合自動化系統可以不受到任何的損害。
(二)可以自動采集數據
同時變電站綜合自動化系統能夠利用自身來自動采集相關的數據,并且對變電運行中的狀態以及電氣量,例如頻率、電壓、功率等,以及變電運行的非電氣量,比如反應周圍環 境的溫度、濕度等進行收集、記錄、計算、分析。變電站或調度中心由此判斷變 電運行的整體形勢,并根據相關需求來進行操作、調節和控制,以此來保證變電能夠正常運行。而變電站的綜合自動化系統則需要采用數據其中包含了模擬量、開關量以及電能量。 同時需要采取的模擬量包含:各段母線電壓,主變壓器以及線路的電流、功率、無功功率,主變壓器油溫,直流母線電壓,所用電電壓等。同時需采用的開關量則為:斷路器的狀態,隔離開關的狀態,有載調壓變壓器分接頭的位置,周期檢測狀態,繼電保護動作信號,運行告警信號等。在通常情況下著一系列的信號都以開關量的形式出現,利用光隔離電路從而輸入計算機中。而需采集的電能量則有:有功電能以及無功電能兩部分??偠灾?,其數據采集和數據處理是變電站綜合自動化的基礎內容。
(三)提高變電站的可靠運行和管理水平
其變電站綜合自動化系統可以通過智能化來進行管理,并以此來實現系統自動化的功能,例如,自動調節電壓,自動調節無功,自動判斷事故,自動報警等,還可以實現自身故障分析以及故障排除的一系列操作,這能夠在提升變電站的運行管理水平的同時還能夠提升變電站安全,這一系列的轉變,就是傳統的二次變電設備和系統并不能實現的。
結束語:
變電站綜合自動化系統,本身則是一個較為復雜的系統工程,它需要多種專業的相互結合。即使變電站綜合自動化系統還沒有一個較為完整的體制,但伴隨我國科學技術的發展進程,對于新興產品以及新興技術的探究的周期則逐漸變短,其變電站綜合自動化系統在不斷完善的今天,其自動化技術也同樣取得了相應的進步,人機之間的相互配合也會逐漸變得更加默契,其運行也會更加具有可靠安全性。因此,努力建設一個系統化、標準化、智能化的變電站綜合自動化系統,并以此來對系統進行控制以及保護,同時促進我國電力企業的發展進程。
參考文獻:
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【關鍵詞】10kV配網 自動化系統 系統設計
隨著我國科學技術發展和城市化進程的加快,傳統的架空線路電網鋪設逐漸被電纜取代,而在新設備的不斷投入使用中,以往的電網設計方案和實際使用效果已經不能滿足用戶的用電需求,加強自動化系統設計和應用在目前的形勢下是值得大力推廣的。10kV配網系統在電能配送中占據著重要的地位,配網自動化在這一方面的實現對推進我國的電網安全建設,提高電能配送效率十分有利。
1 10kV配電網概述
10kV配電網在電能配送中的地位和作用是不言而喻的,變電站作為主要的電能配送中轉站,由其母線延伸出來的10kV開閉所在電能傳輸中起著重要的作用。一方面,開閉所接收來自變電所送達的容量較大的饋線,并結合用戶的用電需求和相應的用電政策進行饋線的配送。另一方面,開閉所分散了10kV配電線的出線,大大降低了10kV配電線之間的出線間隔和出線走廊,是連接配電線路的樞紐,保障了用戶的用電安全。
10kV開閉所在配電網的整體功能發揮中有著較為明顯的作用。首先,開閉所的設置大多依照配電網的區域范圍和用戶總數進行合理科學的計算和分配,其建設位置較為恰當,在提高配電網的工作效率和基礎性的配電網控制中發揮著較大的作用。其次,配電網中開閉所的加入對電網整體運行的性能和電能調度工作有著積極的意義,自動化配電系統能夠根據用戶的需求進行靈活的電能輸送,提高配電的安全性和可靠性。另外,在開閉所的配合使用中,電力搶修人員能夠根據開閉所的情況自由選擇電網運行方式,減小斷電給電力企業帶來的經濟損失,保障居民的正常用電。
2 補償電容器概述
在10kV配電網中,補償電容器是自動化系統設計不可缺少的部分,是用于實現配電網電能的自動投切功能的設備。在進行自動化系統的設計時,工作人員需要將補償容量和補償地點進行精確的計算,并結合配電線路的運行情況設置補償電容器的工作狀態和基本工作性能,達到優化配電網的目的。
自動化系統中投切功能的實現需要設計人員充分了解基礎性的配電網線路電壓、有功功率數值大小和電容器使用情況,結合實際應用狀況選擇是否進行電容器投切。
3 10kV配電自動化系統設計存在的問題分析
3.1 缺乏核心技術
在進行自動化系統設計中,設計者們在電力企業的高要求——高額經濟效益和良好社會效益的壓力下,過分注重對自動化配電網的功能的開發和完善,而在一些核心技術和整體價值的展現中投入較少。
第一,設計人員并沒有形成對自動化配電網系統的整體概念性認識,其實際操作存在著較大的困難。受到國內電網技術和基礎理論發展的制約,設計人員在進行電網系統構建時,大多采用大概念的宏偉藍圖規劃法,具體設計和實施要求都沒有得到落實,設計方案與實際情況出入較大。
第二,電力企業的自動化系統建設功能較齊全,但其推廣應用價值較小。首先,電力企業在進行自動化系統建設時,過分注重對電網故障處理、電網恢復等功能的技術投入,其功能得到進一步加強,但在實際操作領域,即不同地區的電網故障恢復和處理中,工作人員并不能完全依賴于自動化電網的調節功能,其應用推廣較困難。其次,設計人員的技術水平不高。電網自動化系統的設計需要一支技術水平較高的團隊的協作,而在我國目前的電力企業中,電網自動化設計人才相對較少,因此,功能的發揮缺乏靈活性。
第三,自動化配電網的整體性能不高。開閉所在電網自動化系統中的應用雖然在一定程度上滿足了群眾的不同用電需求,但就電網系統的整體功能而言,饋線的自動化設置較少,這對電網自動化系統的功能發揮十分不利,嚴重影響了系統的建設。
總體而言,設計人員在進行自動化電網建設中,忽視了核心功能的實現和系統價值的提升。
3.2 設備和系統的可靠性不穩定
在自動化電網系統的設計中,設備和系統的可靠性是關鍵。但結合電力企業的電網系統運營情況來看,設備損壞導致的電網可靠性低較為常見。
第一,受到我國的配電網構建環境的影響,不同地區的地形和氣候條件不同,線路鋪設和室外設備受到的天氣影響較大,設備損壞現象時有發生。這一情況不僅要求電力企業加大對設備和線路材料的維護和修理,還需要設計人員采取一定的措施改善設備運營條件,適當的提高設備的使用壽命。
第二,結合配網自動化系統的建設要求來看,電力企業需要定期開展設備維護和可靠性檢測,從而確保自動化電網的整體使用效果。但受到國內設備制造業技術水平的限制,設備的可靠性還有待實際工作的考驗。
第三,配電網自動化系統的通訊采用的是多種方式相結合,這在一定程度上降低了通訊功能的可靠性和穩定性,技術人員需要對其所使用的多種通訊功能做較全面的技術檢測和質量維護,確保各功能的發揮。
3.3 管理與運行的銜接不到位
配電網自動化系統的管理和運行需要各環節工作人員的配合。從我國的電力技術人才儲備上看,基礎性的電網自動化系統設計人才相對匱乏,管理人員的工作能力和自動化電網運行的要求相差較大。
4 應對10kV配電自動化系統設計中常見問題的措施分析
結合上文中提到的自動化配電網系統設計常見的問題,電力企業和設計人員需要進行技術和理念上的改進,從而推動該系統的整體功能發揮。
第一,電力企業需要加強核心功能建設和技術投入。核心功能建設對技術人員的要求較高,電力企業要在已有的電網功能基礎上加強功能強化,并整合不同地區對電網故障修復的要求進行功能創新,在自動化電網內部設置適用于不同地區的故障恢復功能和技術選擇,將電網功能發揮向靈活性和多樣性方向發展。
技術投入要求電力企業加強對優秀人才的引入和培養,根據自動化系統管理和運行銜接不到位的原因和現狀進行電力技能培訓和相應的電力領域技術探索。首先,電力企業需要對配電網系統內部的人員關系進行協調,確保員工工作的和諧,推動系統運行的穩定。儲備人才和干部培養是緩解配電網自動化系統建設的舉措之一,電力企業需要定期對電網系統工作人員進行新技術的培訓和工作技能測試,促進員工的進步。其次,電力企業需要建立穩定的系統后臺維護,提供專業的技術支持,保障系統功能的正常發揮。自動化配電網系統的運行和管理工作離不開后臺技術的支持,電力企業在這一方面需要吸取國外的優秀經驗,采用先進的后臺維護技術和設備,為我國的電網系統設計提供安全保障。
第二,自動化配電網系統的技術手段和相應的設備使用都需要體現一定的功能保障性。首先,電力企業需要針對不同通訊技術的特點進行技術應用和研發,提高信息通訊的效率和可靠性。結合自動化配電網的應用技術水平,設計人員需要將電網系統構建工作與地區實際和電力企業的技術、資金等情況相結合,推動電力系統構建工作的落實,減少不必要的方案修改和技術調整,提高電網系統建設的效率。其次,設備是配電網自動化系統的基礎,因此,電力企業做好設備質量管理和設備使用工作十分關鍵。鑒于我國電網建設受地形和氣候條件的影響較大,設計人員需要針對不同地區的地形和電網鋪設情況進行適當的技術改進,盡量減少設備在露天環境下的磨損,選擇質量和型號與電網系統運行相匹配的設備類型,確保設備的使用壽命。
第三,10kV配電自動化系統設計的進行需要與國家的相關政策相一致,提高電力企業的經濟效益,確保群眾電能輸送問題的解決。首先,電力企業在設計自動化配電系統時,遵循國家的基本政策和相應的法律條款不僅能夠確保業務開展的合理,也能夠在一定程度上得到政府的相應政策傾斜和資金援助,推動電網系統建設進程。其次,解決群眾的電能輸送問題需要以群眾的需求為導向,進行合理的電網系統設計,以用戶需求量的不同建立系統內的各個子項目,加大饋線的設置,滿足不同地區不同團體的用電要求。另外,電力企業在推動自動化電網系統設計時,需要將基礎性的技術應用和電力知識理論相結合,確保系統的完善。
5 結束語
10kV配電自動化系統設計在我國目前的實際操作中問題不斷,但隨著科學技術和電力企業認識的不斷深化,配電系統的投入使用將會極大地造福國民,而從電網建設的實際出發,加強人才培養和技術創新十分關鍵,推進經濟的發展、保障群眾生產生活是電力企業工作的中心,在此基礎上開展的系統設計工作也體現著理念和技術合作的良好趨勢。
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關鍵詞:計算機基礎課程分層教學學生
進入大學的非計算機專業的學生,由于在計算機基礎知識和操作技能上存在著極大的差別,在計算機基礎課程中實施分層教學,將有利于教師開展教學以及學生對該課程的學習,進而獲得更好的教學效果。
所謂分層教學,就是根據不同專業、不同水平層次的受教育對象,制定不同的教學體系及與之相適應的教學方法。教育心理學指出,為更好地提高學生學習興趣,保證教學質量,應當根據學生的個體差異,因材施教。
一、理工類學生的計算機基礎教學
在大學計算機基礎課程教學中,對于文理科學生的側重點是不同的。理工科類的學生在知識結構方面,接受了較多的數理知識,比如高等數學、模擬電路以及數字電路等。因此,在計算機基礎課程的教學中,可以更多的涉及到計算機原理與器件理論相關的知識。
理工類學生計算機基礎后續課程主要是C或VB,因而計算機基礎教學中可以側重于計算機軟硬件和程序算法方面。在完成辦公軟件的教學后,可以增加硬件組裝的實驗,C/C++語言程序設計、數據庫設計等操作上機環節,對于理工類的學生,能夠激發他們對計算機系統構造的興趣。在出現問題,解決問題的過程中,使學生對計算機操作慢慢的得心應手起來,進而為將來進一步了解計算機知識,將計算機應用到自己所學的專業中打下堅實的基礎。
二、經管類學生的計算機基礎教學
經管類專業的學生在專業課學習過程中,既學習與理科類專業相關的知識,也有與文科類專業相關的知識,其專業主要是會計學,經濟學,此類專業的學生屬于一種綜合性的人才。
經管類專業學生的計算機基礎系列課程是VB、VFP方面的知識學習,主要側重于數據庫。他們今后工作的方向將會與財務方面有關,需要對數據有一個清晰、敏感的認識。因此,加強對數據庫方面知識的學習是至關重要的。此外,此專業的學生還可以學習Excel等辦公自動化方面的知識,基于關系數據模型的會計賬務數據庫是以二維表為基本部件構建的,數據庫中的每一個數據文件對應一張二維表,數據文件之間的關聯也可以用二維表之間的關聯來表示。同時還應加強相關專業涉及的函數如成本函數的應用、高級篩選、數據透視表等相關知識,有助于在今后的財務工作中應用。這樣既能夠提高其對計算機基礎知識的教學,也有助于提高其對專業知識的學習以及今后在工作中的有效應用。
三、文史類學生的計算機基礎教學
在高等學校文科專業開設計算機基礎課程,是進一步拓寬文科專業傳統的知識口徑,變專才為通才教育的重要舉措,也是培養跨學科、綜合型的文科通才的重要環節。
根據文科學生在知識結構方面的限制,在計算機基礎教育方面更應側重于以計算機應用而非深究計算機組織結構的理論,在計算機技術基礎的教學中,應加強對多媒體與網絡部分的教學,引導學生使用大量的多媒體共享軟件,較多地講解如何利用網絡更好地為學生、工作以及娛樂服務。因此,文科專業的學生計算機基礎課程以網頁技術的學習為基礎,側重于辦公軟件高級應用與網頁制作方面。因此,在教學中,應注意這些知識的綜合性學習,比如辦公自動化的應用,利用Word處理軟件設計簡歷、報紙以及信函等;利用PowerPoint軟件制作演示文稿等。然后適當的增加Flas設計以及網頁制作等知識,使他們充分的感受到計算機應用軟件的魅力,激發起藝術設計的靈感,進而提高其學習的興趣。
此外,針對文科學生的特點,在教學過程中還應強調文字排版教學、電子政務以及語言文字處理等,使其在今后學習這些知識時,能夠在原有基礎上通過自學來掌握。再者,還應該注意計算機在社會生活中各方面的應用,比如電子商務、數字圖書館、數字城市等,使其對計算機有一個正確、全面的認識。
四、藝術類學生的計算機基礎教學
藝術體育類學生的文化課基礎較差,他們不同于一般的文科類學生,更不同于理工類學生,他們的思維是形象化的,而且比較活躍,但是很多時候卻很難集中精神。要想教好這些學生,首先應從他們所喜歡的互聯網入手,教他們如何通過互聯網等方法去搜索與學習,將興趣與愛好轉化成學習的動力。其次,還應該通過實際的案例,形象生動的給學生進行講解,而且課件也要做的精美,通過視覺效果來調動學生學習的興趣。
當其對計算機學科產生興趣后,可以對學生進行專業化的教學。對于藝術類專業的學生,他們沒有設置具體的計算機系列課程,但是基于這類學生主要是投身于設計這一方面,可以引導他們參加動漫二級考試,側重于動漫方面的設計。在完成Office軟件教學的基礎上,可以多增加一些藝術設計類軟件的教學,比如,Photoshop、Flash、DreamWeaver等軟件的教學,使他們能夠利用這些軟件設計一些與專業學習相關的課件或者素材,充分發揮藝術體育學科的特長,既能夠體現學科的魅力,又能夠將其所學的內容應用到今后的工作崗位中。
總而言之,在計算機基礎教學中,不能夠以“一刀切”的方式進行,應該有層次,按照分專業的形式進行教學,根據學生自身的特點,有針對性的進行教學,切實提高每一位學生的計算機水平。教師也應注意選擇合適的教學內容,并及時的更新教學知識,從發展、使用的角度選擇學生所應該掌握的知識。尤其是計算機科學知識的更新速度很快,教師應注意積極的探索各種教學的新思路與新方法,既提高學生對計算機知識的學習,又能夠提高其對本專業知識的學習。
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【關鍵詞】水庫管理,存在的問題,對策分析
中圖分類號:TV 文獻標識碼:A
一.前言
目前,水庫管理存在許多問題,而水庫管理作為水利工程中的重要內容之一,影響到水庫的健康發展,因此需要重視水庫管理。下面將進一步從人員、管理設施、體制等方面論述水庫管理中存在的問題,并分析得到解決措施。
二.水庫管理中存在的問題
1.缺乏完善的專業管理隊伍
我國水庫的管理相對比較松散,地方在管理中缺乏有效地重視,其中專業管理隊伍的缺乏,就是重要的體現。水庫處于山區或農村,生活條件相對比較艱苦,專業性強的水庫管理人員都不情愿參與水庫的管理,這也就造成水庫管理隊伍缺乏專業性。于是,水庫的管理隊伍多事非專業的管理人員,在水庫管理中缺乏專業的技術,關于安全管理和質量管理的工作無法落到實處。同時,基于水庫管理人員的技術缺乏,在現代化管理工作的開展中,顯得力不從心,管理工作比較表面,對于新技術、新科技的使用程度比較低,這也是造成水庫管理模式陳舊,缺乏現代化的重要原因之一。并且管理人員多以經驗為工作的基準,科學的管理技術的認識和學習比較缺乏,尤其是“一人多職”的現象,加劇了管理問題的存在。
2.缺乏完善的管理設施
我國水庫的建設時間,大多年代久遠,以至于水庫工程的質量不高,諸多潛在的安全隱患影響著水庫的管理工作?;诠芾碓O施的缺乏,在進行全面的管理工作中,管理人員往往“捉襟見肘”,沒有有效地管理設施。并且水庫的建設不合理,最基本的水庫配套設施都比較缺乏,諸如副壩、輸水洞等。同時,水庫的地位位置的交通不發達,一些基礎設施的建設無法開展,尤其是通訊和電力的不暢,很大程度上制約著管理的有效性和及時性。基于通訊設施的落后,在對待洪水或防洪上,管理人員不能及時的掌控和信息,以至于出現安全管理的問題。而且,水庫的管理以地方為主,這就造成管理經費的欠缺,管理需求與管理支出存在矛盾,諸多的管理設施建設無法跟進。加之,水庫多處于山區或農村地帶,人為因素下的水庫破壞,也對水庫的管理帶來不小的困難。
3.工程管理方面
傳統水利工作下的水庫管理主要針對人為建造的工程部分即水工建筑物及其配套設施的管理。管理范圍小,管理面窄。這反映了重工程輕資源的實際。傳統水庫管理還存在著重更改大修,輕檢查養護?,F代水庫管理,就是在總結以往經驗教訓的基礎上,結合新形勢,新任務,新要求,展望發展,重新制定管理職責,管理范圍,管理方法,管理標準,從而逐步實現水庫管理的現代化。水庫工程是在計劃經濟時期建設的,當時均成立了相應的管理單位,負責水庫工程的運行管理。水庫都有事業編制的機構和運行管理的干部職工進行管理,水庫是無償為農村集體的農業生產提供灌溉用水服務,不收取水費,或者收得很少,水庫的運行管理費用由地方政府負責解決。
4.缺乏合理有效的管理體制,沒有形成好的規章制度
大多數水庫都屬公益性事業單位,在很多都會出現管理體制問題,即水庫管理單位的工作人員工作秩序混亂,職工的職業工種和從事的崗位差別太大,如有的是水土保持工、水產養殖工卻從事的水庫工程管理,且管理工作崗位分工不明確,沒有統一的規章制度進行管理,沒有實施落實責任制的機制,管理松散、工作效率低,管理人員的素質普遍不高,對水利工程和水利設施只是看管,特別是對自動化防汛,水文監測系統只有少數人會用,且對出現問題不會處理,不會常規維護。由于是事業單位,是以管理來維持公共設備正常運轉使用的單位,無法像企業一樣,可通過生產產品的好劣及產量多少來定工人績效,定發勞動報酬。事業單位只要單位管理正常,工資待遇較平穩,所以有的職工就是報著混日子態度,因為有的活不會做,也不學習,所以就形成做與不做一個樣,做好做劣一個樣,不會就不做的一等二靠三要的思想。
三.水庫管理對策分析
1.培養高素質管理人員
加大培訓力度,提高管理人員的素質。在資金比較充裕的前提下,加強專門員工的學習和培訓力度,還要定期組織與其它單位之間進行工作經驗交流。特別應注意的是,一定要加強對關鍵崗位上的員工進行專門教育,提高管理水平,不斷提高工作人員的整體素質還要定期強調,學習水庫安全方面的教育課程,強化每個員工的安全意識,提高警惕有條件的話,可以考慮聘請一些高素質人才,帶動整個單位的向上發展。另外,努力改善工作人員的工作環境和生活條件,解決其后顧之憂,在職工經費方面做到多落實。這樣將會更有利于提高水庫的管理水平。
2.完善水庫工程設施
對病險水庫的大壩進行除險加固。注意檢查不均勻沉陷和裂縫出現,對于壩基滲漏大壩體填土質量差的水庫,要進行壩基防滲灌漿和壩體固結灌漿處理。確保溢洪道泄洪溢洪道欠寬的,要按校核洪水的最大泄洪流量,確定溢洪道寬度和最大過水深度,以此來確定溢洪道寬度溢洪道未襯砌的,要進行襯砌,保證溢洪道安全泄洪,以保大壩的安全。改造放水涵(管)洞放水斜涵(閘)管和平涵管漏水的,根據各水庫工程的特點,采用相應的處理方案,進行防漏防滲加固,漏水嚴重的應進行封墻后另外開鑿放水隧洞。確保溢洪道泄洪溢洪道欠寬的,要按校核洪水的最大泄洪流量,確定溢洪道寬度和最大過水深度,以此來確定溢洪道寬度溢洪道未襯砌的,要進行襯砌,保證溢洪道安全泄洪,以保大壩的安全。完善水庫對外的道路水庫對外交通道路和通訊設備,是搶險工作的根本保證,它能使搶險物資和人員迅速送達水庫,避免出現重大的災害事故。
3.加強工程管理
鄉鎮辦事處,是水利部門最基層的水管單位。各鄉(鎮)辦事處不僅要有水利工程管理機構,更要配套相應的管理人員,負責工程的維護、運用、管理。
加大宣傳力度,各級政府和水管單位,要加大宣傳《中華人民共和國水法》的力度,宣傳水利是農業的命脈,是社會經濟發展的基礎;同時,水也是商品,要有償使用,要增強全社會的節水意識,保護水資源。根據國家有關政策規定,按用水量對用水戶征收相應的水費,不但管好水,更要用好水。
水庫的管理要加速標準化和自動化的進程。隨著科學技術的飛速發展和人民群眾的物質文化生活水平的提高,水庫的管理標準化和自動化提上了日程。管理的標準化包含兩個方面,一是管理的質量標準,二是管理的工作量標準。水庫管理工作的自動化,括水工機電設備操作運行的自動化,大壩觀測的自動化,管理手段的管理方法,如遠程操作控制、各種記錄資料的收集整理、技術檔案管理的智能化和數字化等。
4.全面改革水庫工程的管理體制
近年來,雖然對水庫管理體制進行了一些改革,也取得了一些成效,但仍未能從根本上改變性質。水管所仍是上世紀70年代的模式。如前所述,他們人員老化,素質低下,不能適應現代水利的時代要求。不能勝任水庫大壩的安全管理,確保水庫大壩和人民生命財產的安全。同時水庫管理站與用水戶存在一個很難消除的隔閡,這條隔閡的存在是水費收取難的癥結。筆者認為,水庫應該建立用水戶協會,并由用水戶協會行使最高管理權,水庫管理站應由用水戶協會組建,由用水戶協會聘任所長、工程師、管水人員等各崗位人員。每年年終由用水戶協會召開聘任大會,評議水管所及期各崗位人員的工作,對不稱職的人員可以隨時解聘。只有這樣才能保證水庫工程人員高素質、高責任心、高工作效率,才能有人去認真管理大壩及其渠道,確保水庫大壩及其渠道工程的安全。
四.結束語
總之,水庫管理是一項復雜而又重要的工作,存在諸多問題,特別是管理人才的嚴重缺失,管理設施的陳舊破敗,管理制度的不完善等等問題,需要結合實際情況加以改進,使水庫發展走上健康、越來越強的道路上。
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關鍵詞 電子信息工程 專業導論 教學內容 教學方法 教學效果
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
中學畢業考入大學是人生中一個非常重要的轉折點,許多方面將發生質變。學生在學校的教學管理模式、學校生活的安排、學習方法的改變,具體課程的學習,對專業的了解、大學生涯的規劃等諸多方面需要有效的指導,以便順利有效地進行大學階段的學習。在上海電機學院電子信息工程專業的培養計劃中,自2010級開始已經將專業導論列入專業基礎必修課程。專業導論課程是針對入校新生開展專業認知教育的一個重要環節,使學生在進入專業學習之前,對電子信息科學與技術的主要學科有一個全局性的了解,主要介紹電子信息工程專業的核心思想、基本理念、專業范圍及主要研究方向和就業領域,以幫助學生了解專業教學計劃中安排的各類課程和對后續的專業學習有初步的全面認識,為新生的專業學習和發展提供認知和心理上的準備,增強學習的針對性和主動性,引領學生步入該專業的大學學習階段。
1 教學內容的選取
作為“導論”,它的任務不是具體地為學生講授電子信息科學與技術領域的某些概念和知識,而是要高瞻遠矚地引導學生理解:什么是電子信息科學與技術?它的基本知識結構是什么?電子信息科學技術與其他相關科學技術的關系是什么?信息科學技術對經濟發展和社會進步具有什么作用?它的未來發展前景是什么?怎樣才能學好信息科學技術?這些正是信息類專業大學新生首先面臨的問題,也是他們離開中學進入大學之后最為關切的問題。
由于電子信息工程的知識體系是一個較為龐大的體系,各院校常根據自己的特點選擇適合自己學校的課程內容進行教學。我校的電子信息工程專業導論課程主要介紹電子信息科學與技術各學科發展的歷史、現狀和趨勢,電子信息技術各領域的應用和輝煌成就,讓新生了解該學科的核心思想、基本理念、專業范圍及主要研究方向和就業領域,為新生的專業發展提供認知和心理上的準備。在教學內容的選取和安排上主要考慮:注意介紹應用;著重介紹基本概念、技術發展歷程、當前的技術狀況和今后的發展走向,通俗易懂;注意介紹電子信息科學與技術中的重大發明、發明的背景和發明者的相關資料。
具體教學內容包括:課程概述(介紹課程的基本情況、學習要求、學習方法等,幫助學生學好本門課程)、消息數字化及應用(了解文字、語音和圖像的數字化技術,知道這些技術在通信、計算機、家用電子設備和電視系統中的應用)、電磁波及應用(了解電磁波的概念和應用領域,以及與相關大學課程和電子設備系統的聯系)、信息與通信工程(了解通信技術與通信網,建立電子信息類專業課程之間的聯系,提高后續課程學習的針對性)、計算機科學與技術(對計算機系統有一個整體的初步了解,為后續學習計算機相關課程奠定基礎)、互聯網與物聯網(了解計算機網絡的基本概念、計算機網絡的發展過程及特點,物聯網的概念和基本構成)、自動化與控制科學(了解自動控制的應用領域,學習自動控制和自動控制系統的基本概念,了解自動控制發展過程和自動控制系統分類)、光電信息技術(了解光電信息技術中的激光技術、光纖通信、自由空間光通信、激光雷達和光信息處理等方面的內容)。以及專業培養計劃介紹及討論(了解電子信息工程專業的培養計劃,在了解公共基礎課、專業基礎課、專業課等之間區別和聯系的基礎上,指導學生制訂專業學習規劃等)。
2 教學方法及教學實踐
2010、2011、2012年作者分別為10級、11級、12級三個年級8個班講授了專業導論課程。在教學過程中,進一步感到專業導論是一門非常必要且重要的專業基礎課。許多學生在高考填報志愿時,對電子信息工程專業知之甚少,入學后很是迷茫。如何講好電子信息工程專業導論這門課,作者在教學實踐中是逐漸摸索和體會的。在授課中采用教師講授、指導學生自學、學生分組學習之后在全班做PPT報告、教師課堂講評補充、課堂討論、播放視頻短片等多種教學模式,使學生了解了電子信息科學與技術各學科發展的歷史、現狀和趨勢,電子信息工程專業的內涵和外延,激發學生對本專業的興趣;通過專業導論課程的教學,學生也了解了本專業的培養計劃、課程設置、專業主干課程等內容,有利于學生規劃大學四年的學習。在考核方式上,注重學生平時課堂上的表現,做好課堂討論、提問、回答問題等情況的記錄,期末考核采取撰寫學習報告的形式,教師給出學習報告的基本要求:簡述電子信息科學與技術的主要學科領域;簡述電子信息科學與技術同產業及社會的聯系;簡述電子信息科學與技術對社會發展的重大貢獻;簡述本課程中你最感興趣的內容;提出一個本課程中你目前還不懂但想弄懂的問題;談談學習本課程的收獲和體會;簡單規劃4年的專業學習計劃。題目自擬,字數不少于2000字;提前準備,最后一次課上手寫提交。
這樣,初步讓學生感受到大學的多種教學考核方式,激發學生的學習興趣、提高教學效果。從近三年的期末學習報告來看,有不少題目擬得非常好。
3 教學建議
作者根據近三年電子信息工程專業導論的教學實踐,感到無論教學內容、教學方法、還是教學手段、考核要求等諸多方面還是有許多有待完善、改進和提高的。首先在教學內容上,應采用最新版本的相關教材,并及時補充最新的科技成果、更新最新的數據,如給學生介紹我國的北斗衛星導航系統,每年講授時這項科技成果都有新的進展,都發射了新的衛星;同時可以給學生多介紹推薦一些參考書,甚至一些好的網站、文章、視頻,也動員學生搜集共享;其次在教學方法和手段上,應加強教學互動,可以帶一些電子器件,如二極管、三極管、電阻、電容、集成電路等實物到課堂上,并適當帶領學生到相關實驗室參觀,認識示波器、電源、萬用表、頻譜分析儀等常用電子儀器,以提高學生的對本專業的感性認識。在考核上,應加強平時對學生的要求,可以讓學生預習下一章內容,寫出主要內容提綱,或提出一些問題,完成情況課作為平時成績的一部分,期末考查也可以結合學習報告讓學生分組做PPT來介紹一些內容。這樣不僅有利于調動學生學習的主動性,同時也有助于教師更多地了解學生、指導學生。
4 結論
專業導論課程是一門時效性很強的課程,內容要不斷更新,且內容寬泛,要求教師具有本學科專業扎實的基礎、廣博的知識、開闊的眼界,具有把握學科專業的核心、跟蹤學科專業的發展的綜合能力,教師要具有較好的教學科研基礎,才有可能講授好本課程,雖然課時不多,但容量大,教師每年都要花大量時間備課。此外,講好本門課,需要本課程的教學積累,通過上一屆的教學可以了解和掌握學生在專業方面的需求、學生在哪些章節的學習上感到困難、學生的主要興趣點在哪里、如何引導學生進入本專業的學習等等,為提高下一屆的教學效果提供必要的參考。
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一、《PLC原理與應用》教學中存在的問題
1.理論教學方面。
理論教學方面的問題主要表現在:首先,教材與教學大綱修訂不能與社會主流同步,使用舊教材與舊大綱,與社會脫節;其次,課程課時嚴重壓縮,教學內容與教學學時矛盾突出,理論課與實踐課比例不平衡;最后,教師水平有限,教師實際應用水平差,懶于動手,目前專業課教學大多是照本宣科、平鋪直敘,學生聽起來枯燥乏味、容易厭學,教學課堂沉悶。
2.實驗教學方面。
PLC課程涉及內容廣,對實驗設備要求高,加上2012年高校學生人數增多,設備的投入需求大。目前,一些高職院校實驗設備落后與緊缺,嚴重影響教學質量,導致一些操作性、設計性實驗難以保證。
3.學生學習方面。
高職專業由于受招生人數方面的影響,學生水平和知識背景參差不齊,而PLC課程所涉及的知識面廣,概念抽象,不易掌握,學生對PLC課程在工業生產中的應用缺乏了解,對該課程在將來工作中的地位認識不夠,學習興趣不高、重視不夠,直接影響了該課程后續內容的學習效果。
4.課程考核制度和方法。
目前該課程的考核基本上局限于書面試卷考試的方式,成績不能反映學生對知識的掌握和應用程度。
二、改善教學質量的方法
根據上述教學過程中存在的主要問題,本文積極探索提高教學質量的方法,進一步改革教學方法、手段,完善實驗實踐教學,重視項目任務教學和課程設計。
1.充分利用多媒體和現有的教學設備,化抽象為直觀。
在教學過程中,可以利用視頻、動畫,PLC實物、實際工程中的應用現場圖片等,針對PLC實施一體化教學,增強學生的感性認識,擴展學生的創新思維。如:講解PLC結構的時候,可以帶學生到實驗室,甚至可以現場拆解PLC。
2.結合工程實際,用項目驅動教學法,以通俗易懂的方式上好每次課。
PLC課程側重于應用,加上高職學生學習底子相對較差,枯燥的理論課會讓學生有抵觸情緒,在課堂教學中,要結合工程實際,列舉PLC在工農業、交通運輸和日常生活中的例子,如:機械手搬運系統、紅綠交通燈、多層電梯控制、數控機床、汽車生產流水線、物料分揀系統等。
3.添加新的教學內容。
當前工業自動化發展迅速,教材中部分內容不能很好地反映新技術、新設備。因此,在教學的相關環節中,要穿插在當前制造自動化,電氣自動化中的新技術應用,以提高學生的興趣,拓寬學生的知識面。比如教材中主要講解的是梯形圖編程方法以及指令的應用,對控制對象或者上位機的監控這些實際工業領域中常用的技能和方法甚少提及,無論是教學內容或者教學方法,都無法滿足當今社會的實際需求。
4.完善實驗教學。
PLC應用廣泛,但大多高職院校只注重基礎實驗環節,甚少綜合應用項目以及與組態軟件的結合開發,學習實訓都是主要梯形圖編程,枯燥無趣,學習積極性低。如:PLC控制電機的正反轉、紅綠交通燈的控制、往返小車、密碼鎖等。在實際的實驗實訓中,應多增加綜合應用項目,如:模擬量模塊的應用、CP通訊、與變頻器的通訊與應用等,以及開放性的項目,如:PLC上位機的設計與編程,下位機的組態與監控,等等。在實訓設備的有限的情況下,可以開發建立虛擬實驗室,通過計算機的輔助,進行設計和仿真,激發學生的靈感和求知欲。
5.重視課程設計以及技能競賽項目。
為了讓學生能夠理論與實際相結合,本課程應設置一定課時的課程設計,進行PLC系統的設計,設計題目與工程應用相關,要求學生提交設計說明書、相關的電路圖和程序,同時還可以組織學生參加校內外的技能競賽,鍛煉學生的動手能力、實踐能力,拓展學生的設計思路。
6.優化課程考核方法和制度。
課程考核不是不要筆試,而是要多種方式結合,在筆試中突出學生的梯形圖編程能力,對知識的理解能力、計算能力、分析能力,等等。平時的作業考核,課堂的問答考核,出勤管理考核,可以作為過程考核的方式,同樣可以利用任務考核,綜合項目考核,職業現場考核,甚至可以讓學生社會企業,讓企業進入學生的質量考核中去,新的職教觀要求我們對學生進行全面的考核和評價。
三、教學思路
《PLC原理與應用》課程教學改革不能急功近利,應在“強調實踐、注重應用”的指導思想下,逐步完善,從教學大綱、教材、實驗實訓教學、實驗室建設、行業技術發展趨勢等方面完善課程改革,思路如下。
1.精心制定、及時調整教學大綱,主動適應社會需求和PLC技術的發展趨勢和應用。
2.慎重選用教材,在教學過程要關注新動態,更新教學內容,確定適應學生的培養計劃和教案,及時反映新技術、新標準規范,緊跟社會科技發展。
3.加強實驗實訓室的建設和管理,多開發設計性實驗實訓項目,建立虛擬實訓室,以補設備不足的問題,保證實踐教學質量。同時組織學生進行創新設計,課程設計、技能競賽等,如有可能,可以利用畢業設計、技能競賽等相關項目制作實驗設備。
4.利用實踐教學,組織學生到企業生產一線參觀實習,使學生有一個整體認識。
參考文獻:
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