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输电过程中运用电工电子技术能够体现出其重要的作用。电工电子技术在输电中的应用能够有效保证电能运输的稳定性与安全性。电工电子技术在输电中的应用主要体现在这么几点。
2.1高压直流电中电工电子技术的应用直流输电技术能够获得广泛的应用,与晶闸管换流阀在电力系统中的应用具有紧密的联系。同时这也在一定程度上充分体现电力系统的快速发展。当前,全国各地电力系统将晶闸管进行广泛的应用,可以说是电力系统快速发展的一种体现。与此同时,电力输电系统正朝着易操作、易控制的方向不断发展。将电工电子技术应用于其中,使得该技术的应用领域进一步扩充。这样不仅有效的减少了直流转换变压器在输电中的使用,有效降低成本,同时还使得电流转换设备具有更强的移动性,设备使用的灵活性进一步增强。
2.2静止无功补偿中电工电子技术的应用电工电子技术在输电系统中的重要应用表现在静止无功补偿方面。即使当前我国大多数电力系统并未采用这种输变电系统,但是有部分国家已经开始应用。将这种技术应用于其中有效的改变了传统电气开关,利用晶闸管作为全新的开关设备。有效准确、迅速的控制设备,提高电力输送的控制效果。这也充分体现电工电子技术在输电系统中的重要作用。
3电子电子技术在变负荷电动机中的应用
在世界能源使用情况不允乐观的情况下,节能已经成为一项世界性的活动。针对此种情况,电力公司在输送电能的过程中应当更多的节约电能。如果电力公司要想更好、更多的节约电能,就应当从发电环节就开始节能。电力公司在为人们日常的生产生活提供稳定电能的过程中,电力系统自身也会消耗一定的能量。无论采用何种新型的发电模式,都是将其自身的能量转化为电能。电力系统在输送电能的过程中,可以通过这两方面进行考量。一方面是减少其他能源的消耗,促使能量最大限度的转化为电能;而另一方面则是电力系统在发电的过程中尽可能减少对自身造成的损害。节约能源无论从哪方面着手,就应当在负荷方面对转动的速度进行调整。这项技术要想使用的更为精准,其中就必须应用到电工电子技术。电工电子技术的应用能够取到良好的节能效果。
2.理论联系实际,提高学生学习兴趣电工电子技术涉及的一些内容较为抽象,学生理解起来比较困难,在具体讲解时可以理论联系实际,提高学生学习兴趣,更好地掌握所学知识点。例如在学习电路的结点和支路时,可以把结点和支路用日常生活中常见的马路和十字路口作比喻,一条马路就是一条支路,十字路口或丁字路口就是一个结点等等,简单明了,学生很容易理解。在讲到功率时可以联系家用电器,每个家用电器用电功率是多少,再联系到所在教室空调功率是多少,根据空调功率的大小让学生计算上两节课的耗电量,由于有实际例子,所以对于用电量的计算公式很容易记忆,再根据当前电价计算出上两节课所需支付的电费,进而鼓励学生要认真学习,节约用电,做到下课关灯关空调的好习惯。在讲到RC电路的应用时,RC电路可作为滤波器,在教学过程中可联系实际生活。先抛出一个问题:现在学生都有手机,他们手机有的用中国移动网络、有的用中国联通网络、还有的用中国电信网络,并且每个运营商又有2G网络、3G网络,但为什么打电话没有出现彼此相互干扰呢?这样可以提高学生的兴趣,先让他们思考一会,然后请学生回答一下原因,再结合实际回答情况给出答案,即滤波器起了作用。国家给每个网络运营商都分配了固定的频带范围,每个网络都有自己的基站,基站有滤波器,会自动滤除不属于自己频带范围的信号。而讲到三相电路时,可以联系具体家庭用电知识,更好地掌握星形联结和三角形联结特点及计算方法,尤其对于星形联结方式还分为有中线(也称作地线或零线)即三相四线制和没有中线即三相三线制的情况,结合我们照明电路,让学生思考照明电路能否去掉中线?再根据理论分析,可以从理论上完全得出结论:照明电路是不能去掉中线的,也就是说我们实际民用负载一定要采用三相四线制,这样才能保证负载都能正常工作;在学习用电常识时可以联系当前由于用电不当引起的火灾事故或触电事故,和同学一起学习一些基本用电常识,甚至可以延伸到一些自然灾害如地震的避难常识,这样既能提高学生的学习兴趣,又能让他们学到实际有用的知识。
3.创造良好的课堂情境有兴趣的问题,可使学生对学习产生浓厚的兴趣,并产生强烈的求知欲,从而进一步调动学生学习的积极性和自觉性。例如在讲到暂态分析时,就可以从日常生活中的一个实例开始,先让学生思考白炽灯、日光灯打开和关闭时的特点,这时学生注意力就吸引过来了,开始回答问题,课堂气氛马上活跃起来。但课堂气氛活跃的同时,要注意课堂效果,不能让学生停留在新鲜好奇上,每一个教学情境的创设都要紧紧结合教学内容。几分钟时间后,教师就可以总结出白炽灯、日光灯打开和关闭时的特点,白炽灯开关一打开就马上亮起来,一关闭就马上熄灭;而日光灯不管在打开还是关闭时都有一个过程,那为什么同样是照明负载,他们现象会有这么大的区别呢?紧接着这个问题后就可以引出本次授课的知识点:暂态过程。
4.总结所学知识点,让学生更好更快地掌握所学新内容在讲解过程中,一定要善于总结所学知识点,让学生更快更好地掌握所学新内容。例如在讲到电路分析中的电源等效变换方法时就可总结出三要素法,可以强调等效变换过程中时刻注意三个要素:内阻不变、电压源的大小等于电流源的大小乘以电阻的大小、电压源的正方向为电流源电流流出的方向。而在讲到单一参数的交流电路时,电感元件和电容元件容易混淆,怎样分别记忆他们的电压和电流相位关系呢?引导学生只需要记住关于电感和电容电压电流的伏安关系式即可。从伏安关系式就可以看出,电容电流是电压的微分,所以电流超前电压90°;电感电压是电流的微分,所以电压超前电流90°。也就是说针对这两种单一参数元件,哪个电量是另一个电量的微分,哪个电量就超前另一个电量90°。通过总结知识点,让学生知道重点和难点,在课后复习时也能抓大放小,更快地掌握所学内容。
二、组织好实验教学,为更好地掌握课堂知识做铺垫
“电工电子技术”作为一门实践性很强的课程,实验是展示其教学魅力的有效手段,它化枯燥为生动,化抽象为具体,化平淡为神奇,为理解和掌握好新知识创造条件。所以一定要把握好实验教学的效果,为更好地掌握课堂知识做下铺垫。例如在学习电路分析方法中的叠加原理时,很多学生容易混淆不作用的电源处理方法,把恒压源和恒流源处理方法记反,通过实验可以掌握不作用的恒压源的处理方法,而恒流源处理方法则相反,这样就不会在学习中混淆,更好地掌握了该方法。
三、开展考试改革,提高学生平时学习的动力
“电工电子技术”课程是以现代电工电子技术的基本知识、基本理论为主线,以应用为目的,在保证科学性的前提下,删繁就简,使理论分析重点突出、概念清楚、实用性强。通过本课程的学习,使学生掌握近代电工电子技术的基础知识,以及进行电工实验研究的基本技能,为后续课程的学习及今后从事电类各学科领域的学习和工作打下坚实的基础。但针对目前大学现状,再加上该门课程有关知识点比较抽象,使得学生学习积极性普遍不是很高。除了在课堂上提高效率之外,还要从纪律上约束学生,提高平时考核所占的分数比重。例如增加平时练习的机会,把练习成绩计入平时成绩;另外,对于课堂发言积极的学生、勇于上台练习的学生还可以进行奖励平时成绩的政策。这样,双管齐下,一定能提高学生学习兴趣,让学生把这门课程学好。
1引言
电气工程训练是我院面向工科非电专业及大文科专业开设的一门公共实践课程,学习的主要内容就是安全用电常识和基本的电工电子技术知识及实践操作技能。
2实践教学的现状和改进措施
(1)实践课程简介
根据专业的不同,电气工程训练有两个教学模式。对于工科非电专业,开设电气工程训练A,共40学时;围绕三相笼型异步电动机的控制,训练工科学生一些简单的电气控制方法、控制手段,使之理解电气控制方面的基本知识和操作技能,了解电气控制在工程中的应用。对于大文科专业,开设电气工程训练B,共40学时;通过室内照明电路的设计、安装、调试与检修实践,让学生懂得安全用电,学习常用电工工具和仪表的使用,掌握最基本的电工技能。
(2)实践教学存在的不足之处
从近三年的教学实践过程看,存在的不足之处有两点:
第一,教学内容不够充实,学生做起来前紧后松。为期一周的电工训练,前三天的实践内容是理论教学和基础实践;后两天的内容是创新设计,占用时间偏长。
第二,教学实践内容和现代生产实践结合度不够,电工电子技术含量偏低。电气工程训练A的实践内容是交流电动机的交流接触器控制线路;电气工程训练B的实践内容是照明电路的安装实践,在电路中用的是电感式镇流器。在科技发展日新月异的今天,这些电路已不是最常用的电路了。
(3)实践教学改进措施
针对在电气工程训练中存在的现状,对原有的实践教学内容进行提炼和整合,在电气工程训练中增加电子产品制作的内容。对于非电专业的学生,可以选择制作一些和已有的实践项目相关且简单实用的电气产品。参加电气工程训练A的学生,可以选作PLC控制器;参加电气工程训练B的同学,可以选作电子镇流器。学生在电工实践过程中,通过对电气产品的研制、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用,探知最前沿的科学技术,推进实践教学和现代生产实践的紧密结合。
3实践教学改进后的实施方案
(1)实践教学内容
电气工程训练实践经过改进后的教学内容可概括为四个教学环节、六大教学模块。四个教学环节包括理论教学、基础实践、创新设计和产品制作;六大教学模块包括元器件认识、工具仪表使用、电路原理和电路设计、线路板制作、组装和配线、调试和检修。
在教学实践过程中,六大教学模块的实施是渗透在四个教学环节中完成的。可以看出,和电气工程训练B相比,电气工程训练A的电工电子技术信息含量大、实践操作难度高。
(2)教学实施方案
教学内容的难易程度以及时间安排不是一成不变的,在教学过程中需要把握三点:
第一,理论与实践相结合。理论教师在理论教学环节主要讲解安全用电常识、元器件认识与检测、电气原理图识图、实践操作技能四方面知识。脱离实践操作的理论知识不用讲,和实践操作联系不大的理论知识要少讲。通过理论教学,学生可以运用掌握的理论知识指导自己的电气工程实践,这才是理论教学的真正目的。
第二,因材施教。专业不同,采用的教学方法和教学手段就不同,讲授的教学内容也不同;专业相同基础不同,教学内容的侧重点就不同,对三表学生要突出应用能力和实践技能的[培养,对素质高、学习能力强的学生要进行精英培养。
第三,课内教学与课外活动相结合。对于参加电气工程训练兴趣高、产品制作有独到见解的学生,教师要积极引导,把课内教学内容和学生课外科研活动、素质教育活动有机结合起来,并给予必要的指导。
(3)激发学生兴趣的方法
为了更好地完成教学任务,实现预期的教学目标,要充分调动学生参与实践的主观能动性,激发学生的兴趣和培养创新意识。
第一,确定灵活、直观的教学方法。在理论和实践教学过程中,结合板书、多媒体课件及实物展示等教学手段,采用演示教学和渐进式启发教学相结合的教学方式,在激发学生兴趣、培养自学和独立思考能力等方面下功夫,使教学效果不断提升。对于基础实践项目,主要以演示教学为主,通过演示教学,学生把容易理解和接受的感性知识上升为可以指导自己实践操作的理性知识。对于创新实践项目,主要以渐进式启发教学为主。通过启发教学,开阔学生的思路,培养同学们独立完成实践项目的能力。
第二,采用不同的考核标准。在教学过程中,要根据不同专业、不同基础的学生,调整实践项目在量和质上的要求,制定相应的考核标准,让每个学生都能体验到完成实践项目的成就感,激发学生的学习兴趣。学生有了兴趣,教学目的就容易达到了。
第三,实行多方位的奖励制度。在基础实践环节,可以把一个班级分成几组,组和组之间比赛,哪个组完成的又快又好,哪个组就有额外加分,并把名次写在黑板上。这样就能激发学生之间团结合作、协同作战的意识和动力。在产品制作实践环节,可以把课内教学和课外的素质教育活动相结合,给成绩优异者颁发获奖证书和奖金,鼓励学生参加科研活动。
4结语
在电气工程训练的教学实践中,我们本着与时俱进、勇于创新的精神,不断提炼和整合实践教学内容,着重培养学生的团队精神、工程实践能力和创新意识。学生在实践过程中,通过对电工电子线路和电气产品的设计、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用;探知最前沿的科学技术,增强求知欲望,培养自我发展的能力。
参考文献
2电工电子技术的现状
电工电子技术开始于19世纪30年代,经历了100多年的风雨历程,到今天为止,电工电子技术已经渗透到人们生活中的各个方面,在人类的生产、生活中发挥着不可替代的作用。虽然我国跟外国相比,电工电子技术仍然存在一定的距离,但是,自改革开放以来,我国的电工电子技术也取得了很大的成绩,尤其是中小型电机、变频器和PLC等新型的技术在自动化生产线以及生产设备上被广泛使用,促进了我国电工电子技术的不断发展。信息化时代下电工电子技术的发展文/潘高荣随着科学技术的发展,对于电工电子技术的要求也越来越高,以往的电工电子技术已经满足不了当前人民的生活需要,因此,电工电子技术的改革势在必行。本文主要阐述了电工电子技术的发展和现状,以及电工电子技术的改革创新举措。摘要
3电工电子技术的改革创新举措
电工电子技术的改革是历史发展的必然趋势,落后的技术和设备已经满足不了当前人们生活的需求,因此,只有合理的应用新理论、新材料、新技术才能不断创新出新的电工电子技术,更好地为社会经济服务。
3.1电工电子技术人员自身素质的提高随着社会的进步,无论是科学技术还是教育体系都在逐步完善,因此,培育更高素质的电工电子技术人员是电工电子技术改革的重要一面,很多高、精、尖产品被广泛的应用,这就要求电工电子技术人员能够有较高的技术水平才能解决问题。要想顺应社会发展,电工电子技术人员就必须具有现代化专业知识和扎实的技术本领,同时还要具备横向思维能力和超前的思维能力,多吸取、借鉴他人的经验,提高自身的专业素质。当然,社会在不断向前发展,电工电子技术人员也要有与时俱进的精神,不断去探索、去发现电工电子技术的奥秘。只有这样,电工电子技术人员才能不被社会所淘汰,才能更好地服务于社会,创造更多更好的电工电子技术。
3.2可再生能源的发电技术可再生能源是指那些自我更新快,恢复能力强的可持续利用的资源,一般情况是相对非可再生资源而言的。最普遍的可再生资源包括:太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等,而非可再生资源如石油、矿产等资源近年来逐渐衰竭,为了保证人们生活和生产的需要,开发并制造新型能源是当前的必要任务。而电工电子技术较好地解决了能源枯竭的问题,水力发电、潮汐发电、以及核电,这些都跟电工电子技术息息相关。不仅充分的利用了资源,同时还在很大程度上缓解了我国人口多,工农业用电量大的问题。例如,我国最大的水电站——三峡水电站就是电工电子技术在能源利用的问题上最好的体现,国家还建立了许多小型水电站,利用当地的水能资源和风能资源,给百姓创造了很多福祉。
3.3电工电子技术在驱动领域的改革电工电子技术在驱动领域的改革也是比较突出的,尤其是在交通驱动上的体现,蒸汽机和内燃机发明之后,被人类快速应用于驱动领域。而随着不可再生资源的日渐枯竭,对驱动提出了新的要求,在这种情况下,电能驱动应运而生。目前与电有关的交通工具,如电力火车、电动车,以及应用最好最先进的磁悬浮列车等,都是电工电子技术在驱动领域中较好的体现。
3.4电工电子技术在医疗领域的改革科学技术是第一生产力,这句话体现的真理是把科学技术转变成生产力,所以在新社会的形势下,如何快速、有效的把科学技术转变成生产力是摆在电工电子技术人员面前的一项艰巨的任务。当前,电工电子技术在医疗领域中运用比较广泛,比如最火的超声生成图像技术,有了这项技术,医院的工作人员就可以通过使用超声波把人体的肌肉组织穿透,对于患有结石病人更好地进行手术治疗。
4电工电子技术与人类生活
2基于职业岗位能力确定课程教学目标
坚持“以职业岗位为目标、以职业能力为核心、以职业标准为内容”的课程设计理念,以培养学生交通机电电工电子职业岗位能力为目标,采用项目引领,任务驱动,打破原有的学科知识体系,基于工作过程对课程进行开发和研究,对教学内容进行整合、序化,强化对学生职业素养和职业技能的培养,全面培养学生的专业素养。校企合作对毕业生典型交通机电类工作岗位、岗位能力需求调查,得出与电工电子技术相关的典型工作岗位为交通机电系统施工、交通机电系统检测与维修、交通机电设备集成等;与岗位对应的技能包括“元器件的识别与检测、电路图识图与分析、常用仪器仪表的使用、交通机电系统的故障分析判断与维修、电路的焊接与调试、交通机电系统的集成与安装、施工文档的撰写与整理”等;以及做好工作需要的团结协作、吃苦耐劳、爱岗敬业、安全意识等职业素质。按照典型交通机电类工作岗位及能力《电工电子技术》课程的教学目标,可分为三部分。1)能力目标:(1)能识别并进行元器件的选型和成本估算;(2)掌握电子产品的焊接与装配;(3)能阅读分析及绘制简单电路原理图;(4)能根据电路图及工艺要求焊接测试电子产品;(5)能熟练应用仪器仪表对电子电路调试、测试进行故障诊断和检修;(6)掌握微型电子产品的设计与集成制作;(7)能利用PROTEUS对电子电路仿真;(8)能撰写产品制作调试相关文档。2)知识目标:(1)熟悉万用表、示波器、波形发生器等常用仪器仪表的使用方法和基本的电子测量方法;(2)掌握常用电子器件手册的查阅方法;(3)掌握半导体元器件及集成器件的功能特点;(4)掌握常用电子电路的组成、特点、工作原理、分析方法及应用;(5)掌握常用电路图的识图及绘制方法;(6)掌握PROTEUS仿真软件的使用方法。3)素质目标:(1)团结协作、勇于奉献,具有良好的团队意识、人际关系和协调能力;(2)良好的服务意识,吃苦耐劳的精神,勤俭节约的作风;(3)遵守工程施工及用电安全守则,具有良好的安全意识;(4)强烈的事业心、责任感、爱岗敬业,具有良好的心理素质;(5)良好的身体与心理素质,甘于寂寞、志存高远,乐观向上的精神面貌;(6)法制观念与守法意识,遵纪守法、诚实守信、弘扬正气的道德品质。
3课程内容的项目化分解、重构
根据交通机电系统检测与维护等主要工作岗位的能力要求,结合电子产品设计项目特点和学生认知规律和职业能力发展规律,合理整合课程。对“知识点”实施重新排列、组合,将传统课程体系知识点解构在12个项目式学习情境中。这12个情境包括实际应用电路的方案制定、连接、测试与维护,涉及收费站、地铁、汽车、楼宇等多个行业或生活面,紧跟时代和行业发展,提高了课程的趣味性。项目课程结构设计时,以项目为明线,根据课程的目标设计项目内容,项目是典型的、相对独立、具有完整结构的整体,具有较强的针对性;项目课程结构设计时,以知识为暗线,将学科性课程中有关的理论知识按照一定的规律分配渗透到各项目中去。项目课程中,理论知识并没有消失,只是进行了重新分配,保证了项目的覆盖面。以项目为载体整合理论实践知识。在具体处理理论和实践整合问题时,我们采取了以下措施:1)紧紧围绕工作任务整合理论和实践知识;2)设置合适项目,使项目之间的理论知识背景按照一定的方式递进;3)项目设置不宜过大,以免支撑的理论知识太多,导致教学组织比较困难。对于较大项目可以分解成模块来进行教学,一般每个模块为4个学时,这样也可以使学生在学习时经常有成就感;4)不要期望一个项目就能解决该项目所涉及能力培养方面的全部问题,每个项目应该有侧重点。
4实训项目教学实施设计
项目的实施过程按照“教师布置项目→学生分组讨论→操作→检验评价”的流程进行。在具体实施过程中,按企业产品的生产流程即“元器件的识别与检测→电路的设计与制作→电路的调试与测试”的步骤进行,将电子产品的生产流程贯穿每个项目训练的始终,使教学过程模拟了生产过程。以项目一“简易直流稳压电源分析与制作”项目为例。项目的能力训练任务包括元器件的检测,直流稳压电源制作和测试。
《电工电子技术》是高职院校非电专业的一门专业技术基础课程,是一门实践性、应用性较强的课程。通过对本课程的学习,学生能够获得有关电工电子技术的基本概念、基本理论和基本技能,为后续专业课程的学习及未来从事的相关工程技术工作打下坚实的基础。《电工电子技术》课程包含“电工技术”和“电子技术”两部分内容,涵盖了电路分析、电机及电气控制、模拟电子技术、数字电子技术等多方面内容。《电工电子技术》课程作为工科专业的专业技术基础课程,在我学校主要服务于制造大类专业,如数控设备使用与维修及机电一体化、汽车检测与维修等专业,由于各非电类的专业培养目标不同,人才培养方案中对《电工电子技术》课程的内容广度和深度的要求都有所不同,要求《电工电子技术》课程既要体现出专业技术基础课程的“基础平台性”特征,还要体现出非电各专业的“专业性”特征,《电工电子技术》课程不能再以一个同样的课程标准应对非电各专业的专业培养目标,必须体现为专业服务。《电工电子技术》课程教学要以学生为本。坚持工学结合,强化教学、学习相融合的教育教学活动。推行项目教学、工作过程导向教学等教学模式。要求课程的《电工电子技术》课程的教学内容、教学方法、教学手段等不断进行改革与优化,努力提高教育教学效果。如何更好的开发与实施《电工电子技术》这类专业基础课的教学工作,如何系统地把基础课的知识讲解给学生,让学生对电工电子专业有个全面的认识和统一的学习,完成《电工电子技术》“基础平台性”要求,为学生将来的可持续学习能力打下坚实基础,如何提高学生的学习兴趣,将电工基础理论与非电各专业紧密结合,让枯燥的理论在实际应用中获得生机,变“要我学”为“我要学”,培养学生自主学习能力,这些都是电工基础课教师密切关注和积极思考的问题。
一、存在的主要问题
从课程本身的发展来看,随着科技的进步,电工和电子技术的信息量日渐增加,如脉冲功率技术、新型电源技术等,另一方面,以就业为导向的专业人才培养方案的不断调整与修订,《电工电子技术》的学时数进一步减少,传统《电工电子技术》课程的教学内容不能适应非电各专业的教学目标。从学生方面来看,《电工电子技术》不是非电类学生的专业课,部分学生认为所学的专业与电工电子无关,以后工作生活也不会涉及电工电子方面的知识,因此这些学生学习的主动性和积极性都不高,再加上传统《电工电子技术》的理论知识多且比较难,大部分高职学生的物理、数学等文化基础知识相对薄弱,对学好这门课程即缺少兴趣又缺乏信心,这些思想直接影响了教学效果。从教师方面来看,高职的很多教师缺乏企业经验,从本科院校毕业后直接从事教学,将本科院校里学习本课程的教学模式照搬到高职院校的课堂里。在理论教学中,采用单一的讲授法,以“一言堂”教师为主体的方式进行枯燥的理论推导,这样就使得电学基础差的学生听不懂,逐渐形成厌学、怕学的心理。在不多的实验教学中,学生只是机械地按照实验步骤与要求进行验证性实验操作,缺乏自己动心动手动脑设计实验的环节,这样的学习过程,使理论知识与实践操作相脱离,达不到相辅相成、互相促进的教学效果。
二、“面向学生、服务专业”,建构《电工电子技术》模块化课程教学内容
《电工电子技术》是我院工程实训中心电工电子基础教研室,面向全院的工科非电各专业授课的一门专业技术基础课,服务的专业面较广,如数控设备使用与维修、机电一体化、汽车检测与维修、计算机应用等,由于各个专业对该课程的要求不完全相同,如果采用一个标准进行授课,会导致《电工电子技术》课程不能有效支撑后续课程的学习,极大地影响人才培养质量。为此,工程实训中心电工电子基础教研室老师和各系部专业教师、行业企业专家经过三年多的对接调研,深入了解不同专业的人才培养目标和对本课程内容的要求,形成了电工电子课程模块化的体系结构,并开发了系列教学载体,以期表征相关专业的特征。《电工电子技术》课程模块化是源自于学科体系的《电工电子技术》知识与技能内容,即对电路基础、电机及电气控制、电子技术三部分内容进行教学加工,同时结合国家职业资格标准“中级维修电工”技能鉴定要求,以工作过程中的能力要求对接学习过程中的能力培养,序化知识结构。电路基础、电机及电气控制、电子技术三个模块下分子模块,共有14个子模块,即安全用电,直流电路的安装、测试与分析,正弦交流电路的安装、测试与分析,三相交流电路的安装、测试与分析等模块,各个模块既相互独立又相互联系,其中4个为必选子模块、10个为选修模块。通过各专业人才培养目标对这些模块进行选择,从而实现专业《电工电子技术》的教学内容广度的选择,体现“必需、够用”原则;通过对模块中的教学载体的选择完成对教学内容深度的选择,体现“实用”原则,凸显其“专业性”特点,激发学生学习兴趣。基础模块和差异化模块见图1。《电工电子技术》课程的模块化教学可以实现对不同专业的学生进行有针对性的区别教育,见图1。如计算机应用专业的学生对“电”知识的要求以实用为主,趋向于科普化,没有国家职业资格标准“中级维修电工”的职业资格考证的要求,因而选择了电路基础部分的四大基础模块,以及“常用电子器件的测试与辨别”、“基本放大电路”、“直流稳压电源的分析与设计”、“基于触发器构成的计数器分析与设计”4个选修模块。体现了“1+X”,即“基础平台性+差异性”。授课教师在课程的讲授过程中,以趣味的、日常接触到的计算机用电实例为教学载体,更多地偏重于知识性和应用性,刻意淡化电工理论的数学推导和计算过程。如此一般,能够降低学生的学习难度,通过趣味性、实用性引导学生掌握电的相关技术及其应用。《电工电子技术》课程内容结构的“1+X”化,有助于实现《电工电子技术》课程开发的开放性,从而不断开发带有各非电专业特色的教学载体,使《电工电子技术》具有基础与应用的双重性。如汽车检测与维修专业的学生在学习“变压器使用与维护”时,除了学习常用的变压器外,还会以汽车上使用的变压器“点火线圈”为教学载体进行教学,力图将电工电子技术基本知识与技能直接应用到汽车维修实践中。“面向学生、服务专业”,建构《电工电子技术》模块化课程教学内容的核心是为了改变传统的学科式的《电工电子技术》教学内容与教学模式,开发出符合高职院校学生思维特点“先动手、再思辨”的特点,以能够实际操作的教学载体为课堂导入,通过完成任务来引导学生在实做中发现问题、解决问题。《电工电子技术》模块化设计的出发点是以职业需求为基础,以提高技能为目标,以能力的培养为划分模块的依据,将理论知识进行巧妙加工在教学载体中,从而实现理论与实际操作技能的有机结合,整个教学过程贯穿工程素质的养成,体现职业技术教育的特色。
三、“任务驱动、项目引领”,系统化教学设计
《电工电子技术》模块化课程教学内容是整合相关的理论知识、实践经验、操作技能以及活动方式、方法、方案的理实一体化的教与学,以实现学生理论知识的掌握与应用、操作技能的领悟与习得,工程素养的学习与内化。因此课程是”任务驱动、理实一体”的系统化教学设计,按照职业能力培养、工程素养养成和学生个性要求构建“学习与工作任务相结合”的教学范式,有针对性地采取任务驱动、项目导向、课论与实践一体化等行动导向的教学形式。传统的《电工电子技术》课程的实验教学主要包含验证性实验,验证性实验指的是为了配合本课程的理论教学而设置的实验,目的是使学生熟悉常用仪器仪表的使用方式,掌握正确的实验方法,如验证经典的叠加原理、戴维南定理等。这样的验证性实验一般需要到实验室完成,由于硬件资源的限制,验证性实验的课时量不可能开设太多。这就与实现理实一体化的教与学形成冲突,这也是《电工电子技术》课程改革的瓶颈之一。为有效突破这一瓶颈,以任务驱动,项目引领为主体结构,完成任务,整合相应的知识、技能,实现理论与实践的统一,电路基础部分大模块的课程教学设计如图2所示。图2电路基础部分大模块的课程教学设计建构主义学习理论认为,学习是在旧知识的基础上构建新知识的过程,强调学生学习的主动性、情境性,主张以学生原有的经验为主构建知识。《电工电子技术》课程以关注学生已有的经验为起点,通过教学载体,通过完成任务,把学生已有的知识、经验与新知识进行有效衔接,学生不仅提高学习兴趣,缩短电工理论知识与现实生活之间的距离,极大地调动学生积极性、自觉性与主动性。以“电的认知与安全用电”模块的教学为例,这是本课程的第一个学习模块,学生在高中物理中学习过欧姆定律,能够绘制简单的电路,这是学生已有知识,作为本次学习的逻辑起点;本模块的目标是掌握安全用电常识,具有安全用电意识。根据起点与目标,我们引入教学载体“试电笔”,设计学生行动任务:(1)用试电笔测出教室内的插座上是否有电?判断零线、火线?(2)绘制出用试电笔测量教室内的插座上是否有电的电路图。(3)用欧姆定律计算此回路中的电流。学生通过完成上述任务,掌握人体电阻,试电笔氖管电路结构,电流对人体的危害、安全电流等安全用电常识。把握学生学习的逻辑起点,找准新旧知识的连接点,把握好新知识的生长点,才能帮助学生实现知识迁移。再以学习模块七:“基本控制线路的装接”为例,学生已有的知识与经验是已经掌握了低压电器各元器件的元件识别、电气图形符号认知、简单电气控制原理图识读与绘制知识与技能,是本次学习的逻辑起点;本模块的目标是完成具有电动机正反转控制功能的线路设计与装接。根据完成任务的要求和环境等条件,选取适合的各种行动导向教学法,例如项目教学法、案例教学法、任务设计法、小组工作法等,教学资源为任务单、工作单、评价单、技术资料手册、技术网站的网址等。图3验电笔的使用及其电路图根据起点与目标,我们引入教学载体“正反转控制线路原理图、正反转控制线路实物等”,设计学生行动任务:(1)识读电动机正反转控制线路原理图逻辑起点,温故知新(2)资讯并设计电动机正反转控制线路资讯(3)确定正反转控制线路设计方案与实施方案计划与决策(4)实施作业,完成检查并评价实施、检查与评价(5)总结学习单元,明确课后任务知识归纳与内化在上述任务的设计中,体现了完成任务的6个行动基本步骤,即“资讯、计划、决策、实施、检查、评价。”同时根据学生的逻辑起点,找到联系新旧知识的连接点,即通过分析电动机正反转控制线路原理图,经过资讯,设计电动机正反转控制线路的实物装接图,包括元器件的选择,元器件的布局布线等;教师帮助学生选择设计方案,确定实施方案;教师在学生的实施环节中,观察学生的实施情况,并及时做出示范及引导;针对学生的作品,进行多种形式的评价,包括学生自评,小组互评,老师评价等;最后,教师总结本学习单元,布置课后作业,让学生反思行动的知识并进行知识的归纳、总结与内化,构建形成新的知识。图4“电动机正反转控制线路”的教学任务设计“载体导入、激发兴趣;操作体验、温故知新;建构新知,拓展延伸”是检验学生灵活应用本课程的理论解决现实问题的能力,是理论与实践相融合的关键。学生根据课堂已学过的理论知识,按照要求通过自主或小组讨论确定任务完成方案并实施,得出操作结果,再从实践结果来分析所应用的理论知识。经过学生在实践与理论融合的教学过程中,学生不但从中锻炼了动手能力,而且培养了分析和解决问题的能力,加深了对本课程相关理论知识的理解,培养了工程素养。
四、以“电动机正反转电路装接与调试”单元为例,看教学实施效果
通过实践我们发现,任务驱动教学法是一种比较适合电工电子技术基础课程的教学方法。运用任务驱动法教学,教师要精心设计学习任务,创设激发学生根据已有的知识与经验,探究新知识、掌握新技能的教学情境。在设计学习任务时,教师要紧扣本模块的重点、难点,从模块的知识特点以及学生的具体实际出发,遵循由简到难、循序渐进的原则。在整个教学过程中,分解模块的学习任务,将学习任务具体化,以完成一个个具体的任务为线索,把教学内容巧妙地隐含在任务中,让学生带着任务去完成学习。“电动机正反转电路装接与调试”单元是子模块七基本控制线路的装接中的学习单元2,学生已经熟知了低压电器以及电动机的工作原理等,能识别、检测各低压电器,能够对电动机的点动-连续控制线路进行连接、排故等。结合学情及教学目标、重难点进行本单元的教学设计与实施,如下图所示。图5“电动机正反转控制线路”的教学组织与实施(1)下发工作单,明确初步任务———即电动机正反转控制线路原理图的识读。教师以班级授课的形式,引导学生应用已有知识,分析电气原理图,识别各低压元器件及控制线路的工作原理。(2)设计方案并明确工作过程,明确具体任务———即工作流程。学生以小组的形式进行讨论,对电动机控制线路的连接过程进行任务分配,确定所需的元器件、工具及其检测方案、线路连接方案和故障检测与排除方案。(3)实施工作,按照所确定的方案进行作业,明确各流程中的具体小任务———即①工具准备和元器件检测;②完成电动机正反转控制线路的装接;③完成线路检测,故障排除,并进行通电试验。在各阶段,同组成员需团结并分工合作,积极主动动心、动脑、动手,按照电工职业标准进行操作;鉴于学生的竞争心理,学生都会踏实、努力完成任务。在此过程中,教师需从旁协助,密切关注各组的完成情况,并对安全用电知识进行普及,确保各组成员有效、安全的完成任务。(4)总结学习单元,明确课后任务———即完成实验报告。在此阶段,学生需将自己的作品进行呈现,并做简要说明与总结,最后将自己的认识,理解通过实验报告的形式呈现。通过本单元的学习,学生对电动机正反转控制线路的认识,以及线路检测、排故方面都会有所认知,同时培养了学生勤动手、爱动脑、爱设计的习惯。
五、结束语
《电工电子技术》课程教学的改革并非盲目的改变现有的教学模式,我们结合学生的学情以及非电各专业对本课程的要求,在教学内容的选择,教学载体的确定以及教学形式的选取上进行了系统化建构与设计,实现《电工电子技术课程》教学内容与载体上的“1+X”化,体现出该专业技术基础课程的“基础平台性”特征与“非电类各专业接口”特征;以任务驱动、项目引领为主进行系统化教学设计,突出“教、学、做、练‘一体化特色,遵循了由浅入深,循序渐进的教学规律,通过教学改革探索与实践,授课教师明显感觉到学生的学习兴趣高涨,极大提高了教学效果。
作者:龙海燕 龚 雪 单位:成都航空职业技术学院
参考文献:
2电工电子技术的现状
电工电子技术开始于19世纪30年代,经历了100多年的风雨历程,到今天为止,电工电子技术已经渗透到人们生活中的各个方面,在人类的生产、生活中发挥着不可替代的作用。虽然我国跟外国相比,电工电子技术仍然存在一定的距离,但是,自改革开放以来,我国的电工电子技术也取得了很大的成绩,尤其是中小型电机、变频器和PLC等新型的技术在自动化生产线以及生产设备上被广泛使用,促进了我国电工电子技术的不断发展。
3电工电子技术的改革创新举措
电工电子技术的改革是历史发展的必然趋势,落后的技术和设备已经满足不了当前人们生活的需求,因此,只有合理的应用新理论、新材料、新技术才能不断创新出新的电工电子技术,更好地为社会经济服务。
3.1电工电子技术人员自身素质的提高
随着社会的进步,无论是科学技术还是教育体系都在逐步完善,因此,培育更高素质的电工电子技术人员是电工电子技术改革的重要一面,很多高、精、尖产品被广泛的应用,这就要求电工电子技术人员能够有较高的技术水平才能解决问题。要想顺应社会发展,电工电子技术人员就必须具有现代化专业知识和扎实的技术本领,同时还要具备横向思维能力和超前的思维能力,多吸取、借鉴他人的经验,提高自身的专业素质。当然,社会在不断向前发展,电工电子技术人员也要有与时俱进的精神,不断去探索、去发现电工电子技术的奥秘。只有这样,电工电子技术人员才能不被社会所淘汰,才能更好地服务于社会,创造更多更好的电工电子技术。
3.2可再生能源的发电技术
可再生能源是指那些自我更新快,恢复能力强的可持续利用的资源,一般情况是相对非可再生资源而言的。最普遍的可再生资源包括:太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等,而非可再生资源如石油、矿产等资源近年来逐渐衰竭,为了保证人们生活和生产的需要,开发并制造新型能源是当前的必要任务。而电工电子技术较好地解决了能源枯竭的问题,水力发电、潮汐发电、以及核电,这些都跟电工电子技术息息相关。不仅充分的利用了资源,同时还在很大程度上缓解了我国人口多,工农业用电量大的问题。例如,我国最大的水电站——三峡水电站就是电工电子技术在能源利用的问题上最好的体现,国家还建立了许多小型水电站,利用当地的水能资源和风能资源,给百姓创造了很多福祉。
3.3电工电子技术在驱动领域的改革
电工电子技术在驱动领域的改革也是比较突出的,尤其是在交通驱动上的体现,蒸汽机和内燃机发明之后,被人类快速应用于驱动领域。而随着不可再生资源的日渐枯竭,对驱动提出了新的要求,在这种情况下,电能驱动应运而生。目前与电有关的交通工具,如电力火车、电动车,以及应用最好最先进的磁悬浮列车等,都是电工电子技术在驱动领域中较好的体现。
3.4电工电子技术在医疗领域的改革
科学技术是第一生产力,这句话体现的真理是把科学技术转变成生产力,所以在新社会的形势下,如何快速、有效的把科学技术转变成生产力是摆在电工电子技术人员面前的一项艰巨的任务。当前,电工电子技术在医疗领域中运用比较广泛,比如最火的超声生成图像技术,有了这项技术,医院的工作人员就可以通过使用超声波把人体的肌肉组织穿透,对于患有结石病人更好地进行手术治疗。
4电工电子技术与人类生活
电工电子技术与人类生活息息相关,目前,人们使用的电灯、电话、电脑等电子产品都是电工电子技术在人们生活中的具体体现,它给人类社会带来了巨大的生产力,但是凡事有利有弊,虽然电工电子技术给我们带来了方便、快捷的生活方式,但是长期接触电器设备会对身体造成一定的损害。研究表示,长期从事高压电工工作和高强度磁场工作的人会导致体内细胞的病变,像目前的白血病和畸形胎儿的出现,都是电工电子技术带来的负面影响。因此,我们应正确、合理利用电工电子技术,远离危害。
目前,我院的“电工电子技术”课程实训设备由于资金短缺,使用的仍然是十几年前购置的设备。随着新知识、新技术的不断涌现,原有的实训设备已经远远跟不上时代的步伐,理论知识和实践操作相脱节。
1.2理论教学时间和实训教学时间比例、关系密切度安排不合理
受教学大纲规定所限,“电工电子技术”课程学时较少,但是课程内容信息量涵盖很大,这就要求教师在较短的时间内,既要完成该课程的基本理论教学,又要在实训中更好地运用本课程的相关知识,无形中就加大了教师的工作难度和工作量。传统教学模式下都是重理论、轻实践,导致学生在实践中甚至不知道如何下手,以致于不能完成练习任务,没有很好地把理论和实训的课时时间安排紧密结合。
1.3教考分离,不利于提高学生的学习积极性
传统的教学模式下,采用期末考试理论统一闭卷考试,学生就等着期末考试前一段时间任课教师给画画范围,临时抱佛脚,背一下,就能及格了,严重挫伤学生学习的积极性,对平时上课教学秩序和教学质量的提高没有帮助。
2“电工电子技术”课程教学改革措施
2.1整合教材,降低理论教学难度
“电工电子技术”课程无论采用哪本教材都会存在不可避免的局限性,因为教材是静态的,理论性太强,概念、公式、原理都很抽象,学生理解起来很费劲。为降低理论教学难度,笔者首先对教材进行整合,把教材按照所讲内容分为强电和弱电,各占一个学期时间进行讲述。其次,在保证课程重、难点清晰明了的情况下,尽量保证照顾到高职学生的特点,使课程内容更加简单化:尽量去弱化不实用又难学的器件内部结构知识,重点放在电路的外特性及其应用上;删除一些烦琐的理论推导,对一些公式、定律直接给出结果,便于学生接受新的知识;保证课程内容前后连贯的前提下,调整课程内容安排次序,删除后续课程重复的内容和添加对后续课程有用而教材中又缺少的内容。
2.2综合运用多种教学手段,提高教学效果
第一,兴趣导入法。笔者在教学过程中非常重视对该课程绪论部分的教学,绪论课结束后通常会用2个课时的时间带领学生们参观该课程所用的所有实训室,让学生身临其境,自由提问,为以后的教学做好铺垫。第二,情境教学法。在课程教授过程中,笔者通常会根据教学内容创设一定的教学情境,比如让学生结合家庭用电,计算一下电费的问题。讲到放大电路的时候,结合多媒体上自带的麦克风,讲述电路的放大原理,带动学生的学习热情。第三,多媒体教学法。多媒体教学拥有传统的教学手段所无法比拟的优点,能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化,并且可以增大信息量,有效扩展课时容量。再加上配上逼真的音效,可以活跃课堂气氛,加深巩固教学内容,使学生感受到学习的喜悦,寓学于乐。
2.3实验教学内容改革
根据现有教学大纲安排,“电工电子技术”现有的实验课课时少,内容多是一些验证性的实验,严重挫伤了学生的学习积极性。笔者在教学过程中,注意增加一些设计性的实验,减少一些验证性的实验,和实训室沟通,建立了相应的规章制度后,成立了电学开放式实验室,学生可以带着问题随时到实验室,或验证理论的正确性,或进行一些创新性的实验,这显著提高了学生学习该课程的热情和主动性。另外,笔者还建议学生们开展课外兴趣小组,比如开展一些电子小制作、电路板的焊接、小家电的维修等,以点带面,全面提升学生的学习兴趣。
在确定供电系统之前,首先要根据供电要求进行负荷分级,一般分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。还要为电源提供应急电源,以防不时之需。同的场合用的配电系统也是不同的,所以在配电时要关注配电场合以确保用电安全性。就事故处理而言,对事故发生的原因、漏洞进行分析,防止以后类似事故的发生,要做到绝对不能在一个地方跌倒两次,一定要写事故分析报告,对事故发生的细节、过程、起因都进行详细的记录,引起事故的相关人员一定要做好检讨工作,为以后不再发生类似的事故而努力。对于供配电管理这项重要的工作,工作人员的专业性是很重要的,所以工作人员要对每天的值班人员、时间、交接班时间、维修检查时间、人员都做好相关的记录,例如:交接班日志、工作票、工作票登记簿、低压配电室巡检记录表、低压配电室运行月度分析报表、高压配电室巡检记录表、高压配电室巡检记录表、高压配电室运行月度分析报表等等,同时相关人员也要做好自己的本职工作,发生意外的话谁都担负不起。
1.2设备维护技术
就供配电设备的维护技术而言,在当今科技快速发展的时代,导入生命周期成本概念,执行资产管理的维护管理作业,应从设计、施工阶段开始,即审慎周详地考量营运后的维修问题及成本,将设计、施工、检查、检测及维修补强等阶段视为不可分割的一贯作业,以达成提高(或维持)结构机能、延长使用寿命及降低维护管理成本的目的。换而言之,维护管理应有新思维,维护管理已不仅是管理者的责任,设计者与施工者均有责任。就检测新技术而言,应用非破坏性检测仪器对电力建安企业设施进行安全检测,不仅可不破坏电力工程企业设施原有的结构安全,更可迅速施作,将营运冲击减至最低。从现行的安全维护管理流程来看,电力工程企业供配电设施维护管理的实施步骤,一般应从简易的检查开始依序实施(遭遇紧急状况时除外),分为检查、安全检测、维修等三阶段进行。
2电力工程技术展望
一是电力工程竣工商转后,如发生运转问题或异常需停机检修,必将导致严重的发电损失,因此电力工程的工程设计极为着重安全性及可靠性,尤其是水力发电厂位在山区承受诸多不确定风险,工程设计上难免趋向保守,但为避免设计过度保守的批评,未来的规划设计应朝向精确设计努力并持续改善及吸收新进技术以提升品质。此外,设计仍应加重考虑环境生态、水土保持及景观美化。
二是电力工程建厂的发包方式近年来虽已有火力电厂整厂及变电站采用统包模式,但一般仍以组件(ComponentBasis)分标方式发包最为普遍,也即所谓的传统设备标发包方式,因此产生土木、机电及仪控的互相配合与界面整合的需求,例如设计、采购及施工作业时程配合、各标承包范围及内容的划分、完整性、功能及品质要求一致性等,常成为计划能否如期如质完工的关键所在。发包方也常倾向由设计顾问负总责,因此除专案管理技术外,编拟技术规范及招标文件也极为重要。此外,依现行区域计划及土地法、水利法、建筑法、环保法、安全卫生法、采购法及行政程序等法规、品质查核制度的规定及要求下,电力工程设计及监造工作受到多方面的约束,可以说工程设计也要兼有这种、非工程面的技术,才能顺利办理工程设计及建造。
我国钢铁工业自动化技术在实际工程实施过程中同国外著名的钢铁企业还有很大的差距,这些差距主要体现在三个方面。第一,我国自动化设备大多是从国外引进的,缺乏自主产权,没有应用于钢铁工业自动化的品牌产品。所以也没有一个固定的硬件和软件平台支撑自动化系统的运行。我国的自动化软件平台一般用的是西门子的产品。因为没有自主产权的自动化设备,我国钢铁工业的自动化的发展由于受到核心技术的制约,很难继续迅速发展。第二,我国钢铁工业专业自动化技术体系虽然有了较大的进步,但是同国外专业自动化公司相比还不够丰富。国外专业自动化公司有很成熟的成套自动化技术,这些技术不仅包括自动化系统方案、功能说明、程序以及测试方法等。还包括关键仪器的选型及安装步骤,而且他们的工艺设备和执行机构性能也非常高。这些技术都是我国钢铁自动化发展所紧缺的技术,需要在发展中不断地探索与研究。第三,国外专业自动化公司的自动化效率比较高,因为国外的自动化公司一般在承担自动化工程时,按照统一的工程规范,这个工程规范要求将一个自动化工程分成若干阶段,然后按照每个阶段的工程要求完成阶段任务,这样不仅大大提高了工作的效率,而且增加了工程的可靠性和标准化程度。近几年,我国钢铁工业引进先进的设备与理念,也制定了相应的工程规范制度,这个差距已经在逐渐减小。
二、钢铁工业自动化发展趋势
从国外的钢铁自动化发展历程来看,要想使自身的钢铁工业自动化发展在激烈的市场竞争中占有一席之地,必须在低耗能、高效率的基础上加大自动化建立,应用先近的技术,提高自动化技术。积极发展机电一体化装备,使自动化与信息化相结合,另外提高其检测技术与仪表的使用等等,全方位提高自动化的发展,以便促进我国钢铁工业的现代化进程。
1.机电一体化发展趋势
目前,国内的大中小钢铁工业都在发展不同类型的一体化装备,寻求从单体的自动化装备向多种类型的自动化装备发展,比如北京中远通科技公司的摄像仪非接触式连铸定尺切割控制系统、轧钢用的非接触式冷床辊道集群自动控制系统等等,这些设备都是多个并组成的专用功能系统,能大大提高钢铁工业的自动化技术。还有一种综合一体化技术,称之为:机-电-工艺一体化技术,比如北京凤凰公司研制的轧钢加热炉包括机-电-工艺和数学模型的成套设备等,这些设备的运用简化了钢铁工业的工作流程,提高了工作效率。
2.自动化与信息化相结合
钢铁工业自动化从原来的热管理与单参数自动控制系统开始,不断的进步,经历了EIC一体化系统、AOL系统、多级计算机系统等,现代钢铁工业的自动化运用的是CIMS结构的多几分成计算机系统。CIMS体系结构有6个层次结构,5级体系结构在自动化流程中有很大的推动作用,但是它不利于生产过程中能源的节约与设备的在线控制,所以很难大量推广。所以,近几年推出的PCS3及结构体系,利用财务分析决策为核心对企业资源技术进行整体的优化。近几年由于市场竞争激烈,在加上信息技术的发展与全球化经济的发展,钢铁企业的自动化发展正在向生产-物流-销售一体化方向发展,同时结合先进的卫星监视系统,以Web智能技术为发展前提,充分运用互联网资源,实现自动化系统的进一步发展。
3.检测技术与仪表的发展
钢铁工业自动化系统中检测仪表的种类不断增加,比如用于质量检测的仪表就包括:定硫探头、定氧探头、钢板涂油层厚度仪、线棒椭圆度仪等等发展很快。现代的检测仪表发展趋势主要向智能化和数字化方向发展,它们大多以微型计算机为核心,减少人工操作程序,可以自动校零、线性化、补偿环境因素变化,配置图形显示装置,直观、形象的表达测量的结果。准确存储信息和历史数据,还有模型运算和人工智能的应用;另外还运用超声波、激光等新技术运用于仪表中,使自动化控制进一步提高。检测仪表的智能化、数字化发展,促进了钢铁工业自动化发展的进程。
二、运用多媒体技术强化课堂信息互动交流
传统的电工电子教学中,主要是教师讲、学生听,不便于学生个性的发展。应用多媒体技术能够真正改变学生和教师的位置,使学生成为学习的主体。当学生有问题时,可以及时提出或利用计算机网络与同学讨论,从而多渠道寻找解决问题的办法;当学生对某个电工电子现象有自己的观点时,也可以通过网络提供给大家进行研讨和交流,教师答疑也更快捷且可推波助澜。在这样的互动交流中,创造一个良好的心理环境,既可以沟通师生之间的感情,又能获得深厚、多样化的情感,使学生心情愉快,畅所欲言,点燃了学生思维的火花,更有利于发挥学生思维的想象力和创造力,实现学生主体、教师主导的现代教学思想。丰富了课堂教学内容,而且从根本上改变了过去“满堂灌”的教学弊端,给学生较多的自由时间复习巩固,优化了课堂教学,增加了课堂的信息量,也强化了课堂信息互动交流,课堂气氛也就显得活而不乱。
三、优化多媒体技术提高学生操作技能
多媒体技术用于电工电子演示实训,能产生其他手段无法取代的效果。以往教师在讲台上操作时,总有部分学生看不清楚,若采用录像教学,教师将演示过程拍成录像或直接播放教学带,可将演示过程和结果形象地展示给每一位学生,一目了然,事半功倍。例如,讲授电工电子技能时,可先讲解电路原理,让学生懂得电动机如何实现正、反转控制,再通过录像演示如何安装、调试电路,最后分析电路中可能存在的各种故障及排除方法。以往学生在实训时,教师来回指导难免顾此失彼,也导致部分学生难以掌握正确的操作技能。采用多媒体技术可以简单地解决这个问题,利用录像显示示范操作,并在操作前放映实训录像片。教师在放映时对重点、难点内容加以讲解,然后进行分组实习讨论。这样,不但激发了学生的兴趣,而且使学生明确操作步骤,提高了操作技能。再例如,在以前的电工电子实验教学中,由于存在客观因素,电工电子实验连错电路就会烧坏元件,造成财产损失。因此教师一般通过讲解,让学生了解连错电路会造成什么后果,强调必须按照正确的电路图来连接,剩下的实验操作学生只须按图索骥了,整个教学过程学生缺失独立的思考,偶尔有的学生连错了电路烧坏了元件,只有无奈的份儿,更不可能自己分析错误原因。若采用多媒体技术后,就可在做实验前首先设计一个电路图,并将电路图中的实验仪器尚未连接上,让学生用鼠标连接,如果出现错误则会出现事先设计好的错误结果,如电源烧坏、电流表冒烟等,利用课件既知道错误的效果,又不会使元件损坏;然后再让学生做实物连接的实验,则犯错误的机会大大减小,从而提高学生连接电路的能力,让学生尝试地进行探究。这样学生在探索中学,在尝试中成功,使学生留下深刻的印象,对所学内容有了更深层次的理解。
四、制作电工电子多媒体课件的小技巧
应用多媒体课件进行教学,有助于电工电子教学中难点的突破和重点的把握,特别是一个好的课件更能吸引学生的注意力,启发学生思维,发挥学生智能,顺利地完成教学任务。因此,制作电工电子课件的方法很重要,笔者谈谈几点体会供大家分享:
1.课件导入方法(1)单刀直入:开始以几个关键字或短语鲜明地揭示主题,把学生的思维和兴趣引向对知识的探索;(2)举例导入:通过对典型事例作形象化的语言描绘导入,(3)提问导入:以问号唤起学生的自觉思维,导入主题。(4)逆向导入:有意用错误观点导入新课,让学员进行讨论。
2.课件形式“图文并茂”课件要充分发挥多媒体的特点,把文字、图形、图像、动画、声音及视频等信息进行结合,做到“图文并茂”。在内容的展开上,并不是直线型的罗列,根据大脑对知识的接受能力,将课件设计成文字逐句展示、内容层层展开、电路拆分、图形分解,外加动画演示等的表现形式效果会更好。
3.课件内容“熟”、“精”、“活”、“巧”根据每一节课的不同教学要求,课件要为学生提供不同的思维线索,环环相印,步步深入,才能显著提高学员的学习效果,为此,教师设计课件内容时必须在“熟”、“精”、“活”、“巧”四方面下工夫。“熟”是熟悉教材与学生,熟练地驾驭知识,挖掘出教材的智能结构与思想底蕴,其目的是为给学生“备餐吃好”。“精”是精通本门学科,精心培养能力。课件制作要能积极开启学生的智力,精心培养学生的创造性思维能力。“活”是活跃学生思维,灵活运用知识于生活实际,把知识的发展和加深过程纳入生活实际,这样,学生在应用的过程中,自然就将课堂上所学的知识活化起来。“巧”是巧设课件排版,巧布置教学步骤。根据教材特点,抓住重点内容,深入地揭开矛盾,恰当地选择突破口,巧妙而周密地布置教学步骤,引人入胜,不断提高课堂教学效果。
4.课件巧妙结尾电工电子课件的结尾设计也和课件的导入一样重要,在教学中若能根据授课内容,学生的知识水平和兴趣爱好等,巧妙地设计出行之有效又生动有趣的结尾,能取得较好的教学效果。笔者总结了几种方法:(1)总结结尾:总结就是对一堂课的内容,知识结构、技能技巧或用提纲,或画表格,或以图示等方法加以概括总结,强调要点,使学生对课堂有一个完整、清晰的印象。(2)呼应结尾:呼应,就是在一堂课将结束时解决上课开始提出的问题,前呼后应,使学生豁然开朗。(3)引伸结尾:引伸,就是根据所授内容,用各种方法把问题不断引向深入。(4)引趣结尾:引趣,就是提出一些有趣的问题,培养学生对学习的兴趣。(5)游戏结尾:游戏,就是在课堂结束时,安排一些与该课内容有关的游戏,使学生在游戏中进一步加深对所学的知识的认识。(6)伏笔结尾:伏笔,就是在讲完旧知识后,要留一个“尾巴”,使学生感到言而未尽以引起他们探讨“未尽”(新知识)的好奇心,为今后教学埋下一笔。
二、在实践环节中的应用
在电子的实践中,采用实物操作和仿真软件相结合的原则,可以使得事半功倍,使得学生对知识的掌握更加牢固,同时极大程度上提高了学习效率。主要体现在以下几个方面:
1.利用仿真技术减少了实物实验的故障率,使得实验的数据更精准。当学生装配好电路板后,开始进行调试时,一般要对实物电路板进行短路检测,确认没有短路故障后再进行调试。而实训的具体检测和调试都是带电操作,带有一定的风险性和不确定性。因此在开始操作的过程中,在学生开始调试之前,先通过仿真软件演示整个调试过程,这样学生不仅对调试过程有很清晰的认识,而且可以避免实训过程中的一些误操作,减少了调试过程中产生的故障。仿真软件演示的实验数据与实际调试的数据相差不大,学生可以比较数据,进行自检。另一方面,如果要设计一块电路板的时候,需要对电路的参数反复的调试,在实物电路板上实现起来比较困难,利用仿真软件可以反复调试,并可以寻找到最佳的方案,再去进行实物的设计,非常便捷。另外,仿真实验没有任何干扰信号的存在,更加能够真实的反映出实验的本质,做到精准、真实、完美。
2.利用仿真技术可以顺利进行故障的分析,并顺利找到故障点。在电工电子的实训中,学生不仅要熟练掌握电路的调试能力,还要有一定的电路排故能力。有时候安装一块电路板需要的时间可能并不长,但往往查找故障点需要花费大量的时间。另外如果在电路板上人为设定一个故障,比如元器件的接反或某处电路出现短路故障时,部分元器件可能会出现击穿、损坏、甚至出现电气短路等现象,这样在操作的时候非常危险。而我们在授课的时候,如果利用仿真软件去讲解电路时,可以随意地将元件焊反或将某段电路短路,学生可以很直观的看到故障的数据及波形,提高了学生的分析能力以及解决问题的能力。同时也提高了学生思考的能力。
3.利用仿真技术可以进行反复练习,大大降低了成本。对于电子线路的板子,很多时候装配完后进行调试,往往是只能使用一次,或者仅能对单一功能进行调试,不能够进行反复练习,尤其是在现代电子产品的高速发展,许多新型器件、集成块、贴片元件的大量使用,使得装配和拆装都不那么容易,另外成本也相对来说很过。仿真技术的使用,使每个学生都有机会根据自己的实际情况,扬长避短,并进行反复练习。而且仿真实验不需要真实环境的介入,软件中有取之不尽、用之不竭的电气元件,而且实验过程中也没有元件的损耗,实验室维护管理将更加方便。总之,将仿真软件应用于教学有很多的优点。另外由于现代电子技术的不断更新,往往使得实验室中实践环节教学资源相对短缺,一些设备不能及时更新和维护,实践耗材昂贵,而带来了很多的局限性。利用仿真实训软件后,不仅使得实训具有完整性、系统性、交互性、智能型。极大程度上弥补现有教学资源的不足。如在进行电力拖动的授课时,当讲授到三相异步电动机的时候,我们除了可以介绍电机的基本知识,结合实验室有的电动机的结构和使用方法外,我们还可以使用仿真软件,给同学们展示形式多样的、不同用途的其他电机。同时我们可以利用仿真技术对相关实验电路进行通过动态模拟,提高课堂效果。