时间:2022-12-21 19:08:15
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针对机床电气与PLC课程设计教学情况,结合项目教学法的指导思想,改进该课程设计的指导过程。改进后的内容包括题目选择、需求分析、方案选定、流程图设计以及电气原理图设计等步骤,指导教师的指导方式也进行了相应的改变。实践表明,改进的项目教学法能很好地激发学生想学要学的动力,使学生在“做中学”,提高了学生的动手能力,达到了实践教学的目的。
关键词
项目教学法;课程设计;机床电气与PLC;实践与探索
1项目教学法
项目教学法结合实验室可用资源,以项目的形式给学生提出问题;学生根据问题主动查阅相关资料,并给出设计方案,最终方案先经过小组讨论,后与指导教师讨论确定,最后由学生完成整个设计过程[1]。项目教学法根据每组学生能力的差异与特长合理分工,让所有学生在实践过程中都能参与,都有收获,让所有学生都能体会到完成任务的成就感,激发学生的学习兴趣,使一些成绩稍差的学生对自己有信心。项目教学法注重教师的引导作用和完成项目的过程,目的是在教学过程中把理论和实践结合起来,充分拓展学生的创新思维,提高学生的自学能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力,以及相互合作和相互交流的能力。项目教学在实施的过程中包括以下几个方面[2-3]:确定项目任务、制定工作计划、组织项目实施、检查考核评估、总结评比归档。南京工程学院在多门课程中实施项目教学法,从实践中总结项目教学法的方法和规律,达到“学以致用”的目的。从制定大纲、管理模式等方面对项目教学法进行研究[4-6],对其中几门课实施项目教学法,在实践中检验项目教学法实施的效果[7-9]。在以上理论和实践的基础上,我们继而在机床电气与PLC课程设计中开展项目教学法,并不断改进。实践结果表明,改进的方法对培养并提高学生的动手能力、解决问题的能力,激发学生的学习兴趣具有非常重要的意义。
2机床电气与PLC课程设计教学现状
机床电气与PLC课程分机床电气控制和PLC两部分,课内实验完成机床电气控制,包括认识基本低压电器、画电路图、接线和调试等,PLC部分主要是熟悉并会运用一些基本指令。该课程的课程设计则主要是对PLC指令的综合运用。按照所用的指导书内容,5~8名学生为一组,教师每组分配两个题目,学生在两周时间内完成任务分析、画图、连接元器件、调试、写报告等工作,在难度和任务量上已经足够学生去做。根据以往教学经验,量有些大,学生往往能完整地做好一个,第二个只能做部分。还有一个现象是有些学生对书上的题目或教师分配的题目不感兴趣,没有动力去做,导致这个组只有2~3人做,其余的学生没有达到实践的目的。基于以上的问题改进了课程设计。
3基于项目教学法的课程设计改进
项目教学不是把指导教师掌握的知识技能传递给学生,而是在指导教师的引导下,学生通过努力完成这个项目的过程,并进行展示和自我评价。学习的重点在于过程而不是结果,学生在这个过程中培养并提高各种能力。基于这个理念,我们对机床电气与PLC课程设计进行改进。在选题上,主动权交给学生,给学生1~2天的时间查阅资料,学生初定题目后,与指导教师讨论题目的可行性,确定最终题目。每组学生一起进行需求分析和方案选定,分工合作完成设计任务。任务分解为:画流程图、画电路图、元器件选型和画梯形图等,每个人都有任务。对需求分析、方案选定、流程图设计、元器件选型和梯形图这几个环节,需在规定的时间内分别讨论和考核。学生选定题目后,教师根据查阅的资料,在讨论的时候对学生提出意见和建议。项目完成后,学生做PPT进行整个项目的讲解并回答问题,教师提问并打分,至此,整个课程设计结束。以机械设计及自动化专业的D数加工111班的机床电气与PLC课程设计为例,该课程设计为期三周,由于设备套数的限制,每组8人,共6组。选的题目分别是:交通灯协调控制系统设计、停车场控制系统设计、节能电梯控制系统设计、喷泉控制系统设计、密码锁以及全自动洗衣机控制系统设计。在教学过程中,学生学习的热情很高,讨论积极,在遇到问题时及时向指导教师请教,在检查时各自都完成了自己的任务。课程设计结束时每组都能讲解PPT,报告写得详细完整、质量高。根据D数加工111班的机床电气与PLC课程设计的实践结果,改进的项目教学法有效地激发了学生的学习兴趣,实践效果明显,同时减轻了指导教师的工作量。
4结束语
针对我校工业中心机床电气与PLC课程设计的现状,对该课程设计的项目教学法进行改进,学生通过查阅资料、选题、编程和调试等过程完成项目教学的全过程。期间,每个学生都发挥了自己的作用,使学生感受到完成任务的成就感,激发了学生想学要学的兴趣,特别是让成绩稍差的学生对自己有了肯定的评价。实践表明,改进后的项目教学法能充分发挥学生的主观能动性,使学生深刻地理解并掌握了理论知识,提高了学生分析问题和解决问题的能力。
作者:张瑶 刘树青 贾茜 陈荷燕 单位:南京工程学院工业中心
参考文献
[1]罗运虎,邢丽冬,王勤,等.基于项目教学法的课程设计改革[J].电气电子教学学报,2009,31(6):14-15.
[2]曹德跃.项目教学法在专业课程教学中应用的探索[J].中国现代教育装备,2009(1):101-103.
[3]胡力勤,马福军.以项目教学法为导向的实训体系构建研究[J].中国现代教育装备,2008(7):119-120.
[4]宗亚妹,封世新,汪木兰.系列化探究式项目教学的管理模式与方法[J].中国现代教育装备,2011(23):13-15.
[5]宗亚妹,李建启.系列化项目教学的研究与实践[J].中国大学教育,2013(11):44-46.
[6]汪木兰,周明虎,张艳丽.“卓越工程师教育培养计划”中系列化探究式项目教学的设计原则[J].中国现代教育装备,2011(23):9-12.
[7]周明虎,汪木兰,封世新.项目教学法的实施与典型案例分析[J].中国现代教育装备,2010(13):6-8.
针对电力工程实践开设多个与工程实践关系紧密的选题,其中一个选题是电力系统规划及发电厂电气部分设计。其针对某个电网的规划、设计及运行分析的设计伴随专业课程教学全过程逐次展开,替代以往课程教学中的分散习题和课后集中进行的课程设计,以提高学生对工程问题整体性的认识。该设计在专业课程教学之初,即在“电力系统分析”课程中,进行设计题目的布置,给出对某一电力系统进行规划设计所需要的初始条件,随着课程教学内容的逐步推进,要求学生完成对该电力系统的潮流计算及分析、电压调整、故障计算和稳定性分析。在后续的各门专业课程中,针对该系统中的火力发电厂进行各个专项设计。在“发电厂电气部分”课程学习中,要求学生对该火力发电厂的电气一次部分进行设计,即完成电气主接线的选择、电气设备的选择、厂用电部分设计和配电装置规划设计等。在“电力系统继电保护”课程学习中,对火力发电厂发电机、变压器组的主保护进行配置和整定。在“高电压技术”课程学习中,完成火力发电厂的防雷保护设计。在每门课程结束之后,专门安排一定时间完成课程设计的说明书、计算书整理撰写和绘图等工作,并进行该课程设计的考核。以往的题目中电力系统结构都是使用教师自己构建的网络结构,主要是为了保证每个学生有不同的设计任务书,可能不完全符合电力系统的实际网络结构。在保证一人一题的基础上,本课程设计采用目前电力系统一些典型的算例分析计算,例如IEEE30、IEEE18节点网络等的潮流计算分析。通过这种综合性课程设计形式,将以往零散的多个课程设计联系起来,使学生对电力系统的设计、运行有了从全局到局部逐渐过渡的了解,对工程问题局部与整体的关系有了更全面的把握,对电力系统一次、二次各部分之间关系有了更深刻的认识。另外,由于课程设计贯穿于课程教学过程中,学生学到的知识立即就会运用到设计中,促进了学生对知识的掌握和理解。
2.开放实验平台
充分利用校内实验中心和校内、外仿真基地。各实验中心采取全天开放的形式,设计中需要进行实验时,学生可以到实验室进行预约,在指定时间内进行实验。东北电力大学现有两个物理仿真中心——“电力系统动态模拟仿真实验室”和“输变电运行仿真中心”,一个数字仿真中心——“电力运行仿真中心”。其中动态模拟实验是大型电力系统的一个缩影,可以搭建所设计的电力系统,通过它可以对电力系统的某些运行特性包括潮流、稳定等进行实践性的实验,从而加深对知识的认识和拔高。变电运行仿真可以使学生获得对运行现场的直观认识,获得实践运行的基本知识,并对电气主接线的设计及配电装置的规划设计有很大的帮助。通过数字化计算机仿真系统了解、熟悉发电厂和变电站的运行操作过程。经过课程设计中的各种实践,学生增加了独立实践机会,提高了实践能力,对多门专业主干课程的知识进行系统的整合并加以融会贯通,增强了对电力系统运行实践基本原理的理解。
3.辅助措施
根据当前电力工业的发展趋势、电气工程及其自动化专业的培养目标以及学校的具体情况,组织指导教师到供电公司、发电厂、电力设计院等单位进行调研,学习、熟悉现今实际工程的设计过程,避免课程设计与工程实际的脱节。重新编写了各个课程设计的教学大纲、设计任务书和设计指导书,使之更贴近电力系统工程实践。由于在设计过程中学生遇到了利用计算机制图和计算能力不足等实际困难,在制订培养方案时,开设“电力CAD”、“电力系统仿真软件应用”及“matlab在电力系统计算中应用”等多门选修课,保证了学生设计的顺利进行。另外购置大量设计手册,参考资料,解决了以往设计过程中参考资料严重不足的情况。由于改革后的题目涉及面较广,工作量较大,单独一名学生完成有些困难,将每班学生分成若干小组,由3-4名学生组成一个小组,共同完成其中一个课题。小组成员在自主设计的基础上,一起对课题进行研究、讨论,共同完成课题,提高了协同合作能力,充分调动积极性。
4.严格考核
虽然新的课程设计模式是以开放式管理为前提,但实行严格考核的制度。由于本专业班级较多,做课程设计的总人数很多,必须形成完善的过程评价和结果考核机制。所以加强了过程管理,课程设计成绩中含有一部分指导过程成绩,并引入毕业设计答辩制度对学生逐一考核,考核不合格者补考和重修,避免了一部分学生不参加课程设计,只抄袭其他同学成品的情况。
5.总结
关键词:建筑供配电与照明;课程设计;工程案例
一、引言
建筑供配电与照明课程是建筑电气与智能化专业必修的一门核心专业课,具有理论联系实际密切、工程实践性强、知识丰富复杂、相关规范更新快等特点。课程设计是教学的一个重要环节,可以通过具体的工程案例,使学生将理论与实际紧密联系。
二、建筑供配电与照明课程设计实践
1.设计的内容
由于建筑供配电与照明课程涉及内容较多,设计时间一般为两周,在课程设计内容上,分别安排了建筑电气部分的设计和供配电部分的设计两部分。通过第一周的具体实践,让学生学会如何去设计住宅楼、商住两用楼、办公楼、别墅、宿舍楼等不同类型建筑的电气系统。第二周供配电部分的设计,主要通过综合公共建筑的具体实际负荷,让学生设计该建筑的变配电所,学会选择供电方案、供电等级、电源、变压器、高低压电器设备、导向电缆、配电柜,还要学会布置变配电所,将书本的理论知识与实际工程相结合。
2.识图能力的培养
建筑供配电与照明课程设计需要学生依据建筑图纸完成照明系统设计、插座系统设计、防雷接地系统设计和变配电所设计。对学生来说,设计的第一步就是先要看懂建筑图纸,明确建筑图纸所呈现的各种信息。在此课程设计之前,学生很少接触建筑图纸。对于信息含量大的建筑图纸,学生一时之间还不能把握。为了让学生能够更好地完成设计,在课程开始的第一天,通过多媒体对多项设计内容逐个讲解,同时介绍一些有关建筑图纸的基本知识。
3.专业规范的应用
专业设计规范是对设计技术的具体要求,是设计工作的规则。作为建筑电气与智能化专业的学生,在学习建筑供配电与照明课程设计时,遵循行业相关设计规范是必需的。建筑供配电与照明课程设计涉及《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)、《建筑照明设计标准》(GB50034-2013)、《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)、《低压配电设计规范》(GB50054-2011)等多项专业规范,并且每项规范包含的具体条款又非常多,对学生来说,看专业规范往往会感觉内容多而无从下手,具体设计的时候不知道应该依据哪本规范的哪些具体条文。因此,在课程设计过程中指导教师要讲解这些规范的适用对象及范围,帮助学生学会选择相关的专业规范进行设计。
4.加强平时考核
建筑供配电与照明课程设计共两周时间,每天都会进行集中讲解。为了让学生能够及时按照课程规定完成设计内容,可以分阶段对学生成果进行考核。考核主要采取的方法是据课程设计教学的进展情况,每天随机抽取几名学生的学习成果,通过多媒体呈现给所有学生一起讨论。针对成果中的问题逐一进行讲解,同时指出设计中的亮点和不足之处。由于学生每个人的自尊心都很强,都想让自己的成果得到其他同学的认可,所以都会主动学习,这样学生的学习热情被充分调动起来。
5.答辩环节
在课程设计之初就明确要求,课程设计结束后需要每个学生依据课程设计的相关内容进行答辩。在答辩过程中,教师一般会问学生一些关于课程设计内容的问题,根据学生回答问题情况给出相应的答辩成绩。学生非常重视答辩环节,提前都做了充分的准备。答辩不仅可以考核学生对于课程设计内容的掌握情况,同时还锻炼了学生的口头表达能力,对于提高学生的综合素质有积极的作用。
三、结语
本文结合建筑供配电与照明课程设计的实践,从课程设计的内容、学生识图能力的培养、专业规范的熟知以及成果考核等方面进行了探索总结,在教学应用过程中提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,取得了较好的效果。
参考文献:
[1]冯增喜,于军琪,何波,等.建筑设备自动化课程设计教学实践与研究[J].长春工业大学学报(高教研究版),2011(9).
[2]于军琪.智能建筑课程设计与项目实践[M].北京:中电力出版社,2011.
[3]朱学莉,朱树先,郭胜辉.基于工程教育思想的《建筑供配电》实践教学改革初探[J].吉林建筑工程学院学报,2013(1).
论文关键词:应用型;课堂教学;工程实例;发电厂电气部分
“发电厂电气部分”课程是安徽工程大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业的核心专业课,在专业教学体系中起承上启下的作用,也是一门理论与实际结合较紧密的课程。通过本课程的学习,使学生获得必备的发电厂、变电站电气部分的基本知识和实践技能,初步掌握发电厂、变电站电气主系统的设计与计算方法,树立理论联系实际的观点,培养实践能力、创新意识和创新能力。
根据培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”,具有创新精神和创新能力人才的精神,结合我校培养应用型高级工程技术人才、服务地方经济发展的目标,电气工程及其自动化系从学校实际情况出发,充分发挥自身资源优势和校企合作的特点,提出了工学一体化教学改革思路,即把课堂教学与工程实例有机结合起来,在课程教学内容、教学方法、实践环节等方面作了一些探索和实践,取得了一定的效果。
一、发电厂电气部分课程特点
“发电厂电气部分”是一门理论性、综合应用性较强的专业技术课程,针对本课程的特点,通过“发电厂电气部分”教学环节培养学生创新能力、实践能力和综合应用能力就成为工程教育的首要任务。本课程与实际联系紧密,教学内容涉及电气主接线、电气设备、配电装置以及监控、保护等二次设备及回路接线图等,其特点是课程内容庞杂,连贯性差,系统性不强。该课程开设在第六学期,学生正处于由系统性强、条理清楚的基础课转向专业课学习的过渡期,在学习方法上略感不适。另外,绝大多数学生在学习本课程前没去过电厂,对电能生产的各环节缺乏必要的感性认识,对各种电气设备也感到陌生。采用传统教学方式,学生们很难将书本知识与实际设备和电力系统联系在一起来理解和掌握,建立工程的概念,特别是如何应用所学的知识去分析和解决实际问题的能力十分薄弱。因此打破“发电厂电气部分”传统的教学模式,加强课堂教学与工程实例教学的有机结合,使学生对“发电厂电气部分”这门课由抽象到具体,是解决上述问题的有效途径。
二、课堂教学改革与探索
1.精选课程教材和教学内容
课程是专业目标培养的体现,因此在进行课程改革前首先要明确专业目标,并充分认识到本课程在整个专业目标培养实现中所起的作用及地位,还要明确通过本课程的学习期望学生达到怎样的认知效果。基于此我们选用了华中科技大学熊信银主编的教材(第四版),本教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,教材与时俱进,能反映现代电力工业的现状和特点,如节能减排,“一特四大”,100MW大容量发电机组的电气主接线和特点,750kV超高压和1000kV特高压在电力系统中的作用,以及数字化发电厂和数字化变电站等。在课程学时不断减少的情况下(我校设置的本课程课内学时为30学时),结合大纲要求对课程内容进行合并和序化,经研究,课程的主要教学内容为:能源和发电;发电、变电、输电的电气部分-导体和电气设备的原理与选择-电气主接线及设计;厂用电接线及设计-互感器-配电装置-发电厂和变电站的信号和控制回路。
2.课程教学方法改革
每门课程都有自身的特点,所以在选择教学方法和手段时,应注意课程的特点,选择适合本课程的教学手段和方法,以达到事半功倍的教学效果。对于“发电厂电气部分”这门课程而言,内容比较繁杂、抽象,电气设备非常多,到了现场学生叫不出设备的名称。针对这种情况,我们在授课时采用将工程实例贯穿整个教学过程并用多媒体技术授课的教学模式。工程实例贯穿整个教学过程是指选取当地典型的、有实用价值的电力工程实例,以此来调动学生的学习兴趣,将课本知识点融入工程实例,随着课程的展开,一步步深入到此实例中,而后随着课程的结束,此实例中的相关问题也一一得到解决。在教学过程中我们选取了当地一个发电厂的电气部分设计作为全程实例。多媒体教学主要是将声音、图片、动画和视频等引入到课堂教学中,有助于还原设备的真实面貌,增加上课的趣味性,使学生对教学内容的理解更加深刻、形象和立体。教师在上课前可以到当地的发电厂和变电站去拍摄一些设备的照片和视频,同时还可以利用动画技术将一些设备的工作原理制作成动画演示文件。采用这种方式可以明显提高学生的注意力,调动学生的主动性和积极性,课堂气氛非常活跃。
3.应用
根据课程大纲要求,以“一个发电厂的电气部分设计”为全程实例。围绕该实例,展开一个个知识点,最终完成整个课程的学习。
实例中,典型发电厂的选取非常重要,笔者选取了校企合作单位——芜湖发电厂为实例。该发电厂具有125MW和600MW两种不同的机组,既有普遍性又可与其他教学环节充分衔接。该发电厂也是我校学生实习的电厂,充分利用了资源。 笔者针对“发电厂电气部分”的课程内容与工程实例的衔接做了如下安排:
(1)能源和发电;发电、变电和输电的电气部分。围绕实例,引出发电厂的类型。介绍发电厂的类型,发电、输电、用电相互间的关系,发电厂如何把一次设备通过主接线搭成通路将电能输送出去。旨在引导学生对供电回路有个整体理解和认识。
(2)导体和电气设备的原理与选择。围绕实例,介绍导体载流量和短路时发热温度的计算方法及应用,讲述各种开关的作用、种类,选择的标准,引导学生注意断路器和隔离开关的区别。
(3)电气主接线及设计;厂用电接线及设计。围绕实例,分别介绍该发电厂125MW机组和600MW机组主接线的形式及其特点,厂用电接线是如何进行选择的,并演示了发电厂升压站运行工况的视频。
(4)互感器。介绍一次回路中设置互感器的作用,一般电厂或变电站在哪些点设置互感器,互感器在实际工程中的接线方式,并引导学生注意电压互感器和电流互感器在正常工作状态的区别。
(5)配电装置。围绕实例,讲解根据电气主接线的连接方式,开关电器、保护、测量电器、母线和必要的辅助设备是如何组建成供电整体的,各电器设备又是如何布置的,有什么样的特点,引导学生讨论配电装置布置方式的区别等。
(6)发电厂和变电站的信号和控制回路。围绕实例,讲解该电厂发电机、变压器、输电线路等主要部分布置了怎样的保护,介绍回路哪些点要作常规测量;遇到故障线路如何通过二次回路进行自处理或向运行人员发出信号,继电保护如何使断路器跳闸等。
如此,就可以很好地将课本知识渗透到工程实例中去,使得学生对电能的生产、输送等环节有了整体的、深刻的认识,为后续课程的学习打下坚实的基础。
三、开展现场教学
对实践性很强的专业课,教学过程中要注意理论和工程实际结合,配合教学进度及时到发电厂、变电站对照实物进行现场教学,以增强学生对各种电气设备的感性认识。为了避免现场教学流于形式、“走马观花”式的参观,教师事先必须做好准备工作,选择合适的现场教学点和合适的教学内容。比如在讲授电气主接线及配电装置等章节时,在课堂上只用理论讲述电气主接线图上符号所代表电气设备的外形结构及功能,学生没感性认识。在现场看到变电站或发电厂的电气主接线,如单母线两分段接线、双母线带旁母接线等,就能将书本上这些抽象、难理解、易混淆的理论知识,变得一目了然,便于区分和记忆。再比如屋外配电装置的布置种类非常多,如中型配电装置、高型配电装置、半高型配电装置,比较难区分和记忆,现场看了实物后,它们各具特色,既有共性又有差别,学生豁然开朗。再比如主变压器的中性点接地、母线的防雷等,学生们接触到了,就比较容易理解,避免一知半解。
四、课程设计改革与探索
发电厂电气部分课程设计实践性很强,是一个完整的认识过程,也是结合实际的一项工程。课程设计对学生自学能力、综合分析能力、团队合作能力等的培养是一个很好的机会。我们在布置课程设计题目时,应充分注意以下几点:
(1)选择本地或附近比较典型的实际工程进行训练,这样避免了题目太理想化,要考虑的工程矛盾比较少,学生分析问题、解决问题的能力得不到锻炼的问题;在设计过程中要严格按照工程实际设计步骤,查阅相关设计手册和设备手册,了解行业规范,所绘电气主接线图等要严格按照行业规范要求,使整个课程设计工程化。
(2)为了避免抄袭,课程设计题目多样化。我们在进行该课程的课程设计时,设置了多个设计题目,比如110kV变电站、220kV变电站、热电厂、凝气式发电厂等,根据学生学号的不同,分配不同的课程设计题目。由于工程原始资料不同,在整个课程设计过程中不仅很好地杜绝了抄袭现象,也很好地提高了学生们分析、解决实际工程问题的能力。
关键词:电力系统稳态分析;课程设计;改革探索;实践能力
“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业的专业主干课,分为电力系统稳态分析和电力系统暂态分析。涉及的主要内容有潮流计算、频率调整、电压调整、短路计算和稳定性分析,具有很强的理论性和综合性,同时又具有一定的工程实践性,对学生的专业素质培养起着重要作用[1-2]。基于“电力系统分析”的重要作用和课程特点,在人才培养方案中为其设置了课程设计环节,一方面有助于巩固学生的理论知识,另一方面有利于提高学生的实践能力。在“电力系统分析”的主要教学内容里,潮流计算属于电力系统稳态分析的内容,主要研究电力系统的稳态运行情况,是电力系统故障分析和稳定性分析的基础,因此潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种计算[3-4]。为了突显潮流计算的重要作用,“电力系统稳态分析”课程设计的内容就是要求学生通过Matlab编程完成给定网络的潮流分布,但教学效果不是很理想,并没有加深学生对潮流计算的理解。故本文对“电力系统稳态分析”课程设计进行了改革和探索。
1传统课程设计的现状
(1)课程设计内容与实际脱离我校电气工程及其自动化专业起步较晚,大部分教师都是青年教师,缺少行业背景和工程实践能力。而电气工程及其自动化专业的课程设计大部分是由本系老师承担,这就导致了课程设计的选题内容相对单一,理论性较强,但与工程实际相差较远。为了克服这方面的缺点,适应我校应用型本科院校的定位,新版的人才培养方案中将一部分的课程设计替换为实验操作,但考虑到“电力系统分析”课程的特点以及没有与之配套的实验室,故仍采用课程设计的形式完成实践教学。(2)学生重视度不够目前,“电力系统稳态分析”课程设计是由指导教师给出设计题目,学生根据给定的网络和各元件的原始参数,对网络进行化简并得到其等值电路,为了减少人工手算的工作量,选择的网络一般比较简单,然后根据化简的等值电路求出网络的节点导纳矩阵,最后通过Matlab编程求出网络的潮流分布,得到各母线电压和各线路的功率。一方面由于设计过程比较枯燥,学生学习兴趣不高;另一方面学生人数较多,教师指导不到位,导致学生重视度不够,抄袭现象比较严重。(3)课程设计时间安排紧凑“电力系统稳态分析”课程设计一般安排在理论课程结束之后的1-2周这段时间内,但此时大部分课程都已结课,马上面临四六级考试和期末考试,学生大都将精力放在学习上。为了让学生有更多的时间复习,一般都是每个班集中连续做几天课程设计,由于时间安排比较紧凑,学生容易疲乏,大部分学生都是草草了事、简单应付,导致课程设计的教学效果较差,无法达到预期的目标。
2课程设计的改革
为改变传统课程设计的现状,结合我院的实际情况,依托现有的实验平台,“电力系统稳态分析”课程设计在设计内容、实施方式、指导方式等方面进行了改革与探索。2.1课程设计内容的改革传统的“电力系统稳态分析”。课程设计,学生根据给定网络和原始参数计算得到所需的数据,然后通过Matlab编程完成相应的设计任务,然而所需的手工计算较多,学生的关注重点大都在Matlab编程上,不能真正理解潮流计算的意义。为巩固学生的理论知识,减少手工计算工作量,提高学习兴趣,利用长沙同庆电气信息有限公司的TQXBZ-III多功能继电保护实验台对“电力系统稳态分析”课程设计的内容进行了改革。此实验台主要用来完成《电力系统继电保护》的相关实验,但利用其提供的电力网信号源控制系统软件可灵活组态各种结构的电力系统且比较接近电力系统实际[5],实现可视化电力系统潮流分析,将传统的“手工计算+Mat-lab编程”改变为“手工计算+实验系统仿真”。潮流计算网络结构图,如图1所示。图1潮流计算网络结构图A、B、C3根母线上分别接有负荷L1、L2、L3且通过断路器可灵活控制负荷的投切,B母线还设置有容量为30Mvar的补偿电容器。电力网信号源控制系统界面,如图2所示。将图1所示的网络图搭建在界面右侧,通过运行可直观看到负荷变化对网络潮流的影响和投切电容器对网络潮流的影响等,有助于学生对仿真结果的分析,从而加深对理论知识的理解,也减少了许多冗杂的计算,增加了课程设计的趣味性,提高了学生的学习兴趣。切除电容器时网络的潮流计算结果和投入电容器时网络的潮流计算结果,如图3和图4所示。图中的三行数据依次为有功功率(MW)、无功功率(Mvar)和电流(kA),母线处的数据为电压(kV),图中有功功率和无功功率都是母线流向线路的。2.2课程设计实施方式的改革传统的“电力系统稳态分析”。课程设计的实施时间一般为理论课程结束后,但此时大部分学生会将精力放在期末考试的复习上,无暇顾及课程设计。为保证课程设计的质量,在讲授潮流计算的理论知识时就将课程设计的任务布置下去,让学生带着目的学习,待潮流计算的理论知识讲授结束后便正式开始课程设计,保证学生有充足的时间学习电力网信号源控制系统软件或Matlab软件,有效完成课程设计的任务。理论课程全部结束后,给学生几天时间整理课程设计报告再统一答辩提交,不仅能使学生加强对课程设计的重视,也能使学生在答辩过程中发现自己的不足。2.3课程设计指导方式的改革我校电气工程及其自动化专业的人数较多,但教师相对较少,故课程设计一般由任课教师一人指导,由于指导教师工作量较大往往造成指导不到位的现象。为此,“电力系统稳态分析”的课程设计在指导方式上进行了改革,将课程设计的指导工作分配给2名教师,每人负责2个班级,每个班级的学生人数大概为30人,指导教师除了在实验室进行指导外,还建立了“电力系统稳态分析”课程设计的学习交流平台,指导教师可以将学习资料上传,方便学生随时查阅,有问题时可以及时联系指导教师,也方便了学生之间的交流。
3总结
“电力系统稳态分析”课程设计对于电气工程及其自动化专业学生的实践能力培养起着重要的作用。本文针对我校“电力系统稳态分析”课程设计存在的问题,在设计内容、实施方式、指导方式等方面进行了改革与探索,不仅巩固了潮流计算的理论知识,加深学生对潮流计算的理解,还训练了学生的建模仿真能力,有助于学生实践能力的提高。
参考文献
[1]石赛美,黄肇.“电力系统分析”课程设计的教学改革研究[J].福建电脑,2018,34(11):84-85.
[2]徐志伟,丁旭东,姜燕.基于应用型本科的“电力系统分析”课程教学改革研究[J].无线互联科技,2019,16(6):90-91.
[3]杨徉,莫礼平,彭丽.电力系统分析课程设计与潮流计算综合实验设备相结合的研究[J].科技视界,2018(6):15-16.
[4]杨艳.基于电力系统潮流计算方法的基本介绍[J].科技资讯,2019,17(25):28-29.
【关键词】工厂供电;教学改革;实践教学
1.引言
《工厂供电》课程是自动化专业必修课中的一门专业学科,该课程具有内容庞大、涉及面广、密切联系实际、实践性强的特点。随着我国社会市场经济不断发展,企业对供电需求愈加强烈,同时对引进技术人才要求越来越高,高校一些传统的“直灌”式教学方法已不能完全适应当今人才培养教育需要,由此必须打破传统教学方法,不断进行课程教学改革,《工厂供电》教改是各类课程教学改革的典型,在该课程上,我们以提高学生素质为核心,深入教育教学方法改革,更好促进学生能力的培养。
2.开展教学方法改革工作,促使教学质量不断提高
众所周知,传统的教学模式是单一传授型模式,在教学改革中将转变成学生为主体教师为辅助,以学生为中心、知识掌握为基础、能力培养为主线、提高素质为目的的新模式。
2.1 分析学生,梳理课程
在上课之前,首先了解上课班级学生各方面信息,如班级内学习尖子生、后进生、专业基础课程掌握程度、学习主动性等;其次对授课计划和教材内容进行梳理,反复研究,对前几届所上的课程进行归纳总结,取其精华,补其不足,给即将上课课程充分做好备课准备。
2.2 采用启发式教学和讨论式教学方法
为了激发学生思维,活跃课堂气氛,调动学生学习兴趣和学习积极性,教师在课堂上讲解的每章节新概念、基本原理、问题重点和难点的内容采用的是启发式教学,在引入新知识之前提出问题,使学生带着问题去学习,这样可启发学生由提出问题到找出答案解决问题。在此过程中,学生从有疑问到解决疑问过程转变,使得其在学习新知识既得到掌握又得到锻炼,对新知识的吸收程度更加牢固。
另外,课堂上授课时经常组织学生讨论问题。课堂上提出问题,由教师提出,也可以是学生间互相提问,这主要是鼓励学生积极发表自己的观点, 勇于提出问题, 对问题进行思考,学生间进行相互交流、讨论,最后得出正确答案。例如在讲解“工厂供电系统的功率损耗和电能损耗”知识点时提出问题“线路的有功功率损耗公式:PWL=3I230RWL”是怎么来的?刚开始有很多同学都不太明白,经过学生结合课本对应知识点反复阅读,认真思考、讨论、交流后能够完全理解,对掌握的知识更加牢固,使得学生能够形成独立思考、刻苦专研,虚心好学良好学习风气。
2.3 采用多种教学手段,激发学生学习兴趣
以往老师主要是采用和“直灌”式传输型教学模式,“老师讲、学生听”,手段单一,不利于提高学生学习兴趣。采用课堂、多媒体,实习基地三位一体的多种教学手段相结合,使教学形式多样化,不同授课知识采用不同教学手段,目的在课堂上吸引学生听课注意力,提高学生学习积极性和兴趣。所以说根据不同的章节知识点采用不同的教学手段:(1)在讲解“电力负荷及其计算、短路电流及其计算”两个章节的知识点时,由于涉及计算知识点比较多也比较抽象,需要板书推算各条公式,由此采用传统教学方法,课堂上讲授课本基本内容方法,通过布置课后作业等让学生消化和扩展;(2)在讲解“高压一次设备及其选择、低压一次设备及其选择”内容时,采用多媒体教学手段,给学生播放各个设备形状和技术性能,让学生观看图片使得学生对设备了解更深刻,然后让学生到校内实验室参观了解一些设备,从理论知识的掌握到现实设备观摩了解,对学习的知识点掌握更扎实,为后面工厂实习打好基础;(3)在讲解“变压器选择”、“防雷、接地与电气安装”、“工厂电气照明”等知识时,主要以教室和实习基地现场教学,学生在现场直观理解、消化所学知识,老师在现场直接解答学生提出的各种问题,这样可提高学生认知能力。
2.4 结合实际,增加新教学内容
《工厂供电》课程是一门比较传统课程,其书中知识点的计算方法、设备选择、校验方法等都大同小异,但如今各电气设备发展迅速,很多新型号新设备雨如春笋般生产出来,目前教材上介绍的几乎是一些典型的过时的设备,对新设备介绍少之又少。所以在课堂上适当增加一些新的内容,如电网公司现在常用的变压器设备和我市两家高低压开关柜的现状发展规模,学生在了解新电气设备、新技术过程中表现出浓厚的兴趣,有的学生直接向老师借阅资料,有的学生上网查找并下载资料,共同讨论,拓展知识面。
3.完善实践教学环节,注重培养学生能力
实践教学是对学生进行工程综合训练的一项非常重要的教学环节,《工厂供电》课程实践教学主要是培养学生掌握工厂供电系统设计步骤和设计方式方法的综合训练,我们在《工厂供电》实践教学设置方面有课程设计和生产实习两项内容。
3.1 课程设计
在理论课程结束后,集中进行为期2周的课程设计,为了使学生在课程设计过程中是真正的受益者,在整个课程设计坚持以下几个方面:
3.1.1 强调设计纪律,保证设计秩序。为保证课程设计正常有序进行,教师在设计前期强调纪律和不定期抽查设计进展情况等,同时把班级分成几个小组,让有责任心强的学生干部当各小组组长,其主要是负责本组考勤、与老师对接、落实各项工作任务,成果汇总等,确保设计工作正常开展。
3.1.2 课程设计目的。理论联系实际,培养学生综合运用所修课程和所学《工厂供电》专业知识进行电气施工图设计的能力,掌握基本的设计步骤和设计报告的撰写工作,学会选择和确定电气设备的型号和规格,学会查找和运用有关设计手册和技术资料,学会运用AutoCAD绘制电气工程图等。
3.1.3 课程设计内容。课题题目是:某机械厂降压变电所设计,从课题题目出发,依据提供的工厂的总平面布置图、工厂负荷情况、工厂各车间负荷统计资料、供电电源情况、地质水文资料等其它资料进行设计。由于学校提供设计资料资源有限、材料过于陈旧,我们提供给学生一些社会上用得比较多的设备技术参考资料,让学生在学习理论知识的同时对新的设备技术知识有一定掌握,设计出更可靠、更实用、性价比更高的供电系统。另外,为摆脱大量繁琐的计算和图纸修正工作,我们利用AutoCAD和DXP现代工具做为辅助技术手段,在设计过程中教师对知识给予正确指导,并重视设计的总结工作,要求学生按期按质完成设计报告。
3.2 生产实习
由于现在学院执行的是三加一教学模式,从学生在大四第一学生后半段开始,安排学生到工厂进行为期4到6周的毕业生产实习工作,如高低压开关柜厂、电气分厂,供电所等专业操作性较强的电气岗位。学生进入实习岗位后,要求按照企业相关工作制度上下班,跟有工作经验的技术人员学习现场电气技术。通过毕业生产实习,一是让学生了解各种高低压控制器的结构、工作原理和用途;二是学习高低压开关柜的一次二次工作原理和布线工艺;三是掌握现代供电系统的工作原理和发展趋势,掌握系统设计工作所必备的图纸设计、设备选型、参数计算、安装调试、运行维护等知识。通过生产实习,也是让学生在走上社会前对《工厂供电》课程进行一次系统的学习,为能够毕业后在工作岗位上真正独挡一面。
4.结束语
近几年来,我们在《工厂供电》课程教学改革上不断进行研究和探索,也进行了一系列的理论教学改革和实践教学改革工作,在教学质量上有所提高。从学生上课反馈统计情况来看,他们对该课程有比较高的学习兴趣,学习积极性主动性明显加强,对该课程知识的掌握也比较系统和全面。但是,社会需求是各方面研究应用技术型人才,对各行业专业要求极高,为此我们要努力改善教学工作,不断进行教学改革的研究、实践和总结,让学生在学校能更系统学习专业知识,为社会输送更全面合格人才。
参考文献:
[1]刘介才. 工厂供电.北京:机械工业出版社[M],2003.7
[2]吕梅蕾 等.“工厂供电”课程教学改革的研究与实践[J].南京:电气电子教学报,2003.2。
[3]张丽然 等.工厂供电课程教学改革的探讨与实践[J].石家庄:中小企业管理与科技(下旬刊),2011.12。
关键词:电气工程及其自动化;电气装备;课程体系
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)31-0160-02
一、引言
平顶山学院的电气工程及其自动化专业为省级特色专业、河南省普通高等学校本科工程教育人才培养模式改革试点专业,所属的电气工程学科为校级重点学科。该专业多年来服务于平顶山地区的经济发展,培养区域经济发展所需要的电气类专业人才。紧紧围绕平顶山市重点发展装备制造业的战略部署,2013年,平顶山学院下发了《关于学科专业群的建设意见》,明确提出重点建设电气信息类专业群。电气信息类专业群的发展目标定位:建设服务于智能电力设备行业产业发展需要,富有地方特色的、优势突出的应用型专业群;服务面向定位:立足平顶山,面向河南,对接智能电力设备行业产业,为区域经济社会发展服务。2014年,学校将电气信息类专业群中的电气工程及其自动化、软件工程、物联网工程3个专业列入首批转型试点,电气工程及其自动化负责培养智能电力装备的本体及硬件设计开发所需要的应用型人才。为此,电气工程及其自动化专业的电气装备方向面临着前所未有的机遇和挑战。
课程体系的开设是培养人才的基础。目前,我校电气工程及其自动化专业的课程设置都是根据学科知识结构的内在逻辑来展开的,强调学科知识的系统性和完整性,强调全面掌握学科领域知识,忽视知识的实用性,整个课程体系学术性很强,技能性缺乏。课程设置几届甚至更长时间都固定不变,没有结合当今科技与社会经济发展的实际,只满足于课堂教学,给学生提供动手的机会很少,缺乏应有的灵活性,不能根据学生的需求采用不同的技能训练模式。虽然有毕业实习、金工实习、电工实训、电子技术课程设计、专业综合课程设计,但持续学习时间短,学生未能真正深入进去,专业见习更是走马观花,学生纯粹是看热闹,没有任何实质性学习。因此,教学效果不够理想,对于学生的实践动手能力的提高帮助有限。在科学技术日新月异、知识不断更新的时代,这种课程体系无法应对新形势的挑战。
为满足专业群建设的需要,培养应用型人才,平顶山学院电气工程及其自动化专业在整合现有资源的基础上,在实践中开展多维调研与深度探究,积极构建电气装备方向的全新的课程体系。
二、构建电气装备方向课程新体系
通过到国内知名高校和平顶山地区的电力装备制造企业进行调研以及对毕业生的跟踪调查,得到企业对电气工程及其自动化专业的毕业生的知识结构、能力素质的要求,从理论教学环节和实践教学环节构建了电气装备方向的新的课程体系。
1.构建理论课程新体系。根据电气工程及其自动化专业培养目标定位和专业应用型人才的知识结构要求,理论教学环节设置了通识必修课、学科基础课、专业必修课和专业选修课。(1)通识必修课。通识必修课按照素质教育的理念,强调德、智、体、美相互渗透,设置的课程有:思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、大学英语、大学体育。学生通过通识必修课的学习,获得必要的价值分析、探究方式与能力的训练,形成合理的思维方式和准确的观察判断能力以及清晰的沟通表达能力。(2)学科基础课。学科基础课课程的设置是针对电气信息类专业群所必需的知识和基础,注意培养学生的基本素质,着眼于学生的可持续发展,着眼于为学生继续学习打基础,使学生获得较宽厚的公共基础学科、专业基础学科的知识。设置的课程有:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术。(3)专业必修课。我校电气工程及其自动化专业设立了“电气装备”和“电气控制”两个专业方向,专业必修课是这两个方向必修的课程,主要培养学生的基本专业技术和能力,使学生系统掌握电气工程的基础理论、基本知识。设置的课程有:电机学、电力电子技术、电气控制及PLC技术、自动控制原理、电力工程基础、单片机原理及应用、MATLAB在电气工程中的应用、自动检测技术、专业英语。(4)专业选修课。专业选修课是针对专业方向的需要安排的课程,根据应用型人才培养的要求以及课程的前后逻辑关系,按照“有用、可用、管用”的原则,根据“电气装备”方向的特点,精心设置了“电气装备”方向的课程:电气CAD基础、机械设计基础、高电压技术、电器学、高压电器、电气装备的计算机控制技术、智能电器、电气新技术讲座。学生必须完整修完自己专业方向的课程,其他专业方向的课程可作为个性课程选修。另外,为高年级学生开设电气新技术讲座,聘请企业教授级高工、知名大学教授开讲座,介绍学科研究热点、发展趋势,使学生了解学科发展的最新动态。
2.构建实践课程新体系。据行业和企业专家的要求,结合专业群内现有人才培养资源,电气工程及其自动化专业电气装备方向实行校企联合培养和“3+1”人才培养模式。前3年在学校培养,注重人文,强化基础,着重培养“自主学习、主动实践、实学创新”的意识和能力;第4年进入合作企业,以企业为主,开展校企联动的工程实践教育,参与项目实训和毕业设计,从而培养学生的工程实践能力、运用专业知识解决实际问题的能力,熟悉工程项目的基本流程、过程管理及业务规范等方面的知识,培养团队合作精神和创新意识。为此,在实践课程新体系中,设置了独立实验课、集中实践课、第二课堂。(1)独立实验课。减少验证性实验,增加研究性、设计性、综合性实验,尽可能模拟电气工作的现实环境,在实验中分配给学生一定的工作任务,学生得以找到宝贵的机会将所学知识提前应用到未来的工作中,达到真正提升学生素质和能力的目的。设置的独立实验课程有:大学物理实验、电路分析实验、电子技术实验、电机学实验、电器学实验。其中,电路分析实验、电机学实验、电器学实验等利用项目来进行教学,寻求的是以学生在课题和项目完成的过程中来自主形成电气专业知识体系,综合培养学生的知识、技能和工作的态度等。(2)集中实践课。包括校内集中实践和企业实践两部分。校内集中实践强化基于项目的科学研究和工程实践训练,设置的环节有:军训、金工实习、电子技术课程设计、电气测量实训、电机控制实训、电子技术课程设计、电力电子课程设计、电力工程课程设计、PLC课程设计。企业实践,包括企业认知实习、企业专业实习和毕业设计等3个环节。①企业认知实习。这主要锻炼学生综合运用所学的科学理论方法和技术手段分析并解决工程实际问题的能力,培养学生的创新意识和进行产品开发与设计、技术改造与创新的初步能力。以《电力工程基础》课程为例,该课程要求学生通过学习掌握供配电系统的结构及运行的基本知识,为达到上述要求,首先带领学生到几家不同企业进行参观,了解供配电系统的线路及设备,让学生总结各企业供配电网络的特点,然后回到学校学习相关理论知识,在学校进行基本知识的学习后,再到企业去参观实习,找出存在的问题并改进。②企业专业实习。目的是使学生了解和掌握本专业基本的生产实际知识及本专业的科技发展水平和方向;验证、巩固和丰富所学过的专业知识,培养学生在生产实际中发现问题、分析问题和解决问题的能力。这主要采用以下方式:参加企业技术培训、担任技术员助理、施工员助理、项目经理助理等。在上述多个岗位中,每个学生侧重1个岗位,实际工作不少于2~3个月,以保证学生对相关岗位有足够的认识和感受,能够了解其中的精髓。③毕业设计。采用校内指导教师作为主导师、企业副高级以上职称人员作副导师共同指导的方式,主要解决企业生产实际中遇到的问题,培养学生的创新意识和独立工作的能力,使学生提前熟悉工程环境,为培养适合企业实际工程应用能力的人才打下基础。(3)第二课堂。学生在大二、大三时通过进一步培训就可以参加AutoCAD绘图竞赛、电机控制竞赛、PLC程序设计竞赛、单片机编程竞赛、MATLAB程序设计竞赛、电子设计大赛、大学生科技创新、创业活动等实践;在暑假、寒假期间,安排一些学生到实践教学基地和相关企业实习;鼓励学生到我校的供配电实训室和高压智能开关工程技术研究中心进行开放实验;请大公司的工程师来做讲座、工程培训,缩短毕业生进入企业的适应期,节省企业培训成本和时间。第二课堂不但能提高学生的实践能力、表达交流能力、自主学习能力、自我管理能力等,还可培养学生的工程意识、团队合作意识。
三、结束语
课程体系的构建只是专业群建设的开端,该课程体系的顺利实施还要依赖实践教学平台的建设和“双师型”师资队伍的建设等一系列具体举措。在校、院两级领导的推动下,实践教学平台和“双师型”师资队伍的建设已初具成效,相信在不久的将来,我院电气装备方向将会对平顶山乃至全国的电力装备行业输送大量优秀人才。
参考文献:
[1]刘伯鸿,李国宁,等.构建铁路特色专业课程新体系 提高人才培养质量[J].自动化与仪器仪表,2013,(4):218-219.
[2]刘顺新,黄文力.电气工程及其自动化专业的课程设置与选修[J].中国电力教育,2011,(3):185-186.
一、课程定位
《新编机床电气与PLC控制技术》是电气自动化专业和机电一体化专业的一门核心专业技术课程。本课程构建于《电工电子学》、《电力拖动》、《电机与变压器》、《PLC原理及应用》等课程的基础上,以机床电气控制线路分析与故障排除、PLC原理和应用、继电控制与PLC控制设计等为主要内容,以行动导向组织教学过程,采用基于工作任务为载体的课程设计方案,主要培养学生分析和解决机床电气控制系统的故障、继电控制与PLC控制改造设计等专业能力,同时注重培养学生的社会能力和方法能力。
二、课程目标
《新编机床电气与PLC控制技术》课程的主要教学目的是要学生学会机床电气控制技术和PLC应用技术,并把这两种技术有机结合起来,用先进的PLC技术改造传统落后的机床及机械设备,设计出现代化的机床PLC控制系统。根据职业岗位需求,通过培养达到以下目标:(一)知识能力目标1)熟练阅读机床电气控制线路原理图和接线图;2)掌握典型机床电气控制系统故障分析及排除方法;3)会正确选用PLC型号、分配PLC控制系统I/O设备、编制并调试PLC程序;4)熟练掌握PLC控制技术及其在工业控制中的应用。(二)方法能力目标1)能正确选用机床电器;2)能安装、改进(造)、调试、维护典型生产机械电气控制系统;3)能设计简单的PLC应用控制系统。(三)社会能力目标1)培养学生的沟通能力和团队协作精神;2)培养学生分析解决实际问题的能力;3)培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风;4)培养学生的质量意识、安全意识;5)培养学生的语言表达能力。
三、以工作任务为载体的课程内容设计
《新编机床电气与PLC控制技术》课程的内容是通过专业岗位需求分析,广泛深入到机床生产企业现场进行实际生产过程的调研,经教师与行业专家、企业领导、工程技术人员和一线工人师傅多次研讨后,确定工作领域、工作任务和职业能力,并按照职业岗位分别确定了典型职业活动,根据职业岗位工作过程,行业企业专家和职业专家共同研讨提出:以工作任务为载体,尊重学生的认知规律和职业成长规律,以典型职业活动为线索来确定课程设计,按照企业工作过程设计课程,以工作任务来整合理论和实践课程内容。因此,根据课程内容,我们将《新编机床电气与PLC控制技术》课程设计为4个项目、14个任务和若干个学习活动。项目1是电气控制线路基础知识,以机床电气控制常用电路(如正反转、降压启动等)为基础,重点介绍机床电气制图和识图知识、常用低压用电器的结构、原理及图形符号,以进一步分析、阅读、绘制和设计常用机床的电气控制电路图。项目2是典型生产机械电气控制线路故障分析与排除,以几种典型机床(如C650卧式车床等)为基础,重点介绍几种典型机床的结构、电气控制工作原理及常见故障分析与维修。项目3是PLC知识及应用,以三相异步电动机正反转控制电路为基础介绍基本指令及应用,以自动门控制系统为基础介绍步进顺序控制指令及应用。项目4是机床电气与PLC控制系统综合应用,分两方面,第一方面是用PLC对几种典型机床电气线路的改造,第二方面是用PLC对新机床设备电气控制线路系统的设计,重点介绍改造\设计的基本内容、原则、方案的确定、方法等知识。内容具体设计如下图所示。课程的内容是通过工作任务来整合课程的内容,将课程内容教学与相应的职业技能要求相融通,增加实践性和创新性教学环节,培养学生的应用、操作能力,让学生在完成工作任务的过程中获取相关的理论知识和技能知识,同时还能增强学生适应企业实际工作环境和获得相关的工作经验。
四、以工作任务为载体的教学方法与教学手段的设计
1)项目教学法:从项目入手,把理论和实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。2)任务驱动教学法:以任务为驱动,将理论知识融合到任务中。3)案例教学法:运用典型案例,引导学生自主探究。4)探究式教学法:学生在教师的指导下进行自主探索,从而发现问题,设计探究方案,总结交流学习结果,培养学生的探索精神和实践能力。5)小组讨论合作法:小组成员针对问题合作讨论,提高分析、解决问题的能力。6)行动导向教学法:“教、学、做“合一,让学生在活动中学习,掌握技能。7)组态软件虚拟法:利用组态软件,增强教学效果,便于编程与调试。8)利用多媒体教学手段:制作教学课件和动画,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,提高教学效率。教学方法及手段有很多,只是有的方法有共性,在教学中应灵活使用。
五、以工作任务为载体的课程考核评价设计
关键词:电机与控制技术 改革 课程开发
电气自动化专业作为漯河职业技术学院首批设立的专业之一,于2013年被
评为省级特色专业。《电机与控制技术》课程的课程性质为专业核心课,先后经历了《电机学》、《电机与拖动技术》等课程内容的变迁,从最开始的突出理论分析和计算转变为目前的以掌握电气控制方法为重点。本课程的变革和发展,紧跟时代步伐,融合了自动化行业的新知识和新技术,不断更新教学内容,主动适应培养高级职业技术型人才的需求,充分体现了现代职业教育的培养目标和培养模式,目前仍在进一步的建设和完善中。
1、课程设计理念和思路
《电机与控制技术》课程作为专业核心课程,在电气自动化专业核心能力的培养中处于重要地位。本课程的教学内容主要分为电机部分和电气控制部分,对学生的动手能力提出了较高的要求。基于电机类原理知识比较生涩难懂,在进行课程设计时,更侧重将复杂晦涩的学习内容进行具体和形象化分解。通过几年的探索和实践,结合德国先进职业教育的理念和我院实际情况,制定了以项目教学为基础,以工作过程为导向的教学方案。课程建设思想如图1所示。
课程设计思路包括:
①贴近企业,课程开发以工作过程为导向
通过校企的双向交流,将企业真正需求、企业真实工作过程、企业管理方法引入课程,共同开发。
②项目安排符合认知规律,系统实施
教学内容共设置了五个具体项目,23个典型工作任务,将技能和知识要素分别融入每个工作任务的各环节中,项目设计从直流电机、交流电机等基本控制到摇臂钻床等复杂电气控制,符合学生认知规律。课程内容循序渐进,为了评估学生完成任务的程度,使学生在真实专业背景下,完成任务的过程,掌握综合专业能力。
③项目教学的内容、要求和过程科学安排
在从易到难、逐次递进的教学项目进行中,学生的专业能力、团队协作能力、沟通能力等素质不断加强,通过自学、总结、排查故障,学生分析问题和解决问题的能力不断提升。
④重视提高职业素养,促进可持续发展随着项目教学的实施,通过不同学习情境教学内容的进行,逐渐培养学生学习能力、方法能力和社会能力,随着学习情境的渐入,学生的主体地位逐渐增强的。
2.课程内容设计
①课程内容设置依据
为了确保学生毕业后可以实现相应岗位的技术要求,根据专业人才培养方案,融入中(高)级维修电工的具体技能点,经过与合作企业的技术人员的反复讨论,确定了具体的课程内容,设置依据如图2所示。,
②课程内容
针对直流电机、交流电机、复杂机床等内容,本课程将具体的知识点融入了五个项目,分别以卷帘门、货物升降机、摇臂钻床为具体载体,包含了23个工作任务,结合自动化和控制理论的最新技术和成果,保证学生可持续发展能力的培养。
3、课程改革内容
①优化和综合教学内容,重组课程结构,建立合理教学体系
设计课程方案最重要的是处理好素质、能力和发展这三者之间的关系,进行教学内容的解构和重构,把整个课程分为五个单元,进行工学结合的项目教学。
②教学内容以专业能力与职业资格能力要求为总线,合理优化
为了使学生更深入地了解企业,在推进与社会整合的过程中,引入企业管理和竞争机制,建立一套完整的团队体系,设定技术、管理等不同性质的职位。在学习过程中要发挥团队精神,创造优秀的班级集体。通过任务书、收集材料、制定考核标准等方式,体现工作的完整性。
③产学相结合培养技能
a 教学与生产项目相结合
技能是经过实践训练形成的,本课程中设计的23个工作任务均是来源于真实的工厂生产过程,通过这些工作任务的训练,学生的操作技能达到实战要求。
b 教学与技能大赛相结合
以技能大赛为契机,加强技能训练,除了培训和评价的教学模块,还扩大了培训内容与社会竞争评估活动,并形成激励机制,以满足社会评价。
c 教学与具有专业特色科技活动相结合
成立电气控制兴趣小组,抽出有兴趣的同学在业余时间由教师指导,进行电气控制创新设计活动,提高学生的综合能力。