时间:2023-04-03 10:03:09
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2.自动化专业毕业实习模式的实践与探索
3.电气工程及其自动化专业毕业设计研究
4.略论高职自动化专业毕业设计的改革
5.电气工程及其自动化专业毕业设计选题的探讨
6.农业机械化及其自动化专业本科毕业设计改革探索
7.基于项目导向的自动化专业毕业设计模式研究——以钦州学院为例
8.提高电气工程及自动化专业毕业设计质量探讨
9.提高自动化专业毕业设计质量的研究与实践
10.应用型本科机械设计制造及其自动化专业毕业设计选题研究
11.新形势下自动化专业毕业设计的研究与实践
12.探索提高热工自动化专业毕业设计教学质量
13.MATLAB在电力系统自动化学生毕业设计中的应用初探
14.基于ASP及VBA技术实现毕业论文格式规范自动化
15.自动化专业毕业设计模式探讨
16.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探索
17.提高电气工程自动化专业毕业设计质量的方法
18.关于电气工程及其自动化专业毕业设计大纲的探讨
19.高职自动化专业学生毕业实践的探讨
20.应用型本科自动化专业毕业设计运行机制的创新研究与实践
21.仿真技术在自动化专业毕业设计教学环节中的应用
22.应用型本科院校自动化专业毕业设计(论文)的探索与实践——以太原工业学院自动化专业为例
23.提高自动化专业毕业设计质量的方法研究
24.浅淡电气自动化专业高职毕业没计
25.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探索
26.利用网络资源与计算机仿真技术突出创新能力的培养——电气自动化专业毕业设计教学改革的实践
27.试论技工院校电气自动化专业高技班开展毕业设计
28.对自动化专业毕业设计的经验总结与思考
29.如何做好应用型本科院校自动化专业的毕业设计
30.农机化及其自动化专业毕业论文与科研结合效果探讨
31.自动化专业本科毕业设计现状分析与新模式探索
32.工科毕业设计新模式的探索与实践——以华北电力大学自动化系为例
33.谈电力系统及其自动化专业的毕业实习与设计
34.机械设计制造及其自动化专业毕业设计的改进措施探究
35.高校自动化专业毕业实习的探讨
36.基于就业能力提升的自动化专业毕业实习教学改进
37.提高工科自动化专业本科毕业设计(论文)质量的实践与探索
38.地方农业院校机械类专业本科毕业设计教学探析——以农业机械化及其自动化专业为例
39.高职电气自动化专业毕业设计指导方法探索与实践
40.高职机械制造与自动化专业毕业设计模式改革与实践
41.机械设计制造及其自动化专业毕业设计改革探讨
42.电力系统厂站及调度自动化综述
43.微生物自动化分析仪的毕业实习带教初探
44.电气自动化技术专业卓越技师毕业设计作品化改革与实践——以山东劳动职业技术学院为例
45.自动化和建环专业联合开展毕业设计的教学改革实践
46.基于工作过程的电气自动化专业毕业设计教学模式探讨
47.提高工科高校学生毕业设计质量的改革与探索——以自动化专业为例
48.CAD技术在电气工程及其自动化专业毕业设计中的应用
49.浅谈自动化专业本科生毕业设计(论文)指导规范化
50.机械设计制造及其自动化专业毕业设计成绩评定质量的研究——以常州工学院为案例
51.机械设计制造及自动化专业毕业设计的实践及思考
52.工程教育专业认证背景下培养目标和毕业要求的制定——以广东石油化工学院电气工程及其自动化专业为例
53.电气工程与自动化专业毕业设计改革的探索与实践
54.电力系统及其自动化专业实习与毕业设计环节改革探析
55.电气工程及其自动化专业毕业设计选题的探索与实践
56.提高电气工程及其自动化专业毕业设计质量的研究与实践
57.基于CDIO的电气工程及其自动化专业毕业设计改革探索
58.不变与应变——自动化专业毕业设计的再思考
59.电力系统及其自动化专业毕业实习教学模式探讨
60.自动化仪表专业毕业设计的改革实践
61.MATLAB在自动化专业毕业设计中的应用
62.高职高专电气自动化专业毕业设计方案研究
63.高职焊接技术及自动化专业毕业设计存在的问题与对策
64.以实际生产工艺过程作为自动化专业毕业设计题目的思考
65.电力系统及其自动化专业毕业设计改革的探讨
66.毕业设计与毕业分配挂钩新的教学模式 记92届电气自动化专业毕业设计
67.工企自动化专业毕业设计指导工作的研究
68.谈中专自动化专业的毕业设计
69.自动化专业新形势下毕业设计过程与质量研究
70.电气工程及其自动化专业毕业设计中的问题及改进措施
71.电气工程及其自动化专业毕业实习改革探索
72.电子束离子束专业结合毕业实践研制用于生产自动化仪表零件的电子束焊机
73.机械设计制造及其自动化专业毕业实习的改革
74.机械设计制造及自动化专业毕业设计模式的教学改革
75.毕业设计过程中学风因素及治学方略研究——以机械设计制造及其自动化专业为例
76.本科毕业设计过程中学生创新能力培养的实践和思考
77.工业自动化专业毕业设计注重能力培养的实践
78.高职电类专业毕业设计选题探讨
79.本科毕业设计过程管理平台的设计与实践
80.基于学科平台开展本科毕业实习的改革与实践
81.实验室自动化系统应用对检验医学本科生实习的影响与对策
82.加强实践教学,提高本科生毕业设计能力
83.毕业设计过程中如何培养独立学院学生的创新能力
84.“变电站综合自动化”教学实践
85.医院药房自动化管理系统应用进展
86.人工与自动化双分拣区系统品项分配优化
87.机械自动化技术的应用研究
88.基于配电网自动化的多Agent技术在含分布式电源的配电网继电保护中的研究
89.基于不同接线模式的馈线自动化实现方式
90.自动化炒青绿茶生产线的设计与应用
91.薄煤层综采工作面自动化技术综述
92.馈线自动化自适应快速保护控制方案
93.滚筒采煤机自动化与智能化控制技术发展及应用
94.国外图书馆自动化系统市场发展状况研究
95.正念训练的去自动化效应:Stroop和前瞻记忆任务证据
96.电力自动化技术的新发展
97.软件测试自动化技术应用研究
98.基于数据驱动的软件自动化测试框架
99.省级气象计量检定业务自动化系统
100.办公自动化系统的应用
101.压力容器焊接自动化技术的现状与发展
102.薄煤层综采自动化配套装备开采技术
103.电气自动化控制设备可靠性探究
104.自动化装配设备的总体设计
105.配电自动化
106.探讨220kV变电站综合自动化系统的应用
107.机械制造及其自动化的发展趋势分析
108.电气自动化控制设备可靠性探究
109.从国内外建设经验探讨广州配电自动化建设模式
110.槟榔包装的自动化生产线设计
111.我院基于整体设计的自动化药房建设
112.配电自动化实用化关键技术及其进展
113.云计算环境下图书馆自动化系统发展探索
114.电气自动化技术在电力系统中的运用浅谈
115.基于CAN总线的船舶自动化系统研究与设计
116.基于SMART准则的配电自动化建设效果评价体系研究
117.基于Android的自动化测试的设计与实现
118.电气自动化在电气工程中的应用
119.自动化综采工作面概念探讨
120.任务复杂度对自动化意识的影响
121.探析智能型机械自动化应用趋势
122.自动化控制技术在煤矿通风系统中的应用
123.软件自动化测试概述及应用工具分析
124.试论化工自动化控制的发展趋势
125.基于IEC61850国际标准的配电自动化系统应用研究
126.远动控制技术在电力系统自动化中的应用
127.智能配电网馈线自动化发展及展望
128.图书馆自动化开源系统的市场可行性研究
129.国内石油钻机自动化技术现状与建议
130.变电站综合自动化系统的选型
131.IEC61850在高级配网自动化中的应用
132.机械自动化技术的应用与发展前景的探索
133.智能电网发展的机制及其对电网自动化技术的影响
电气自动化课程一般都开设《自动控制原理》等关于电气自动化技术基础方面的课程, 课程内容除了一些有关自动化系统的基础理论外,其课程中所讲述的电气自动化技术、装置与器件,大多数都与当前工业现场使用的技术、装置与器件有脱节。显然,这样的教学,无论是内容、方法及水平、都已大大落后于技术的发展,脱离了职业岗位的需求。深化校企合作,创新人才培养模式,紧密结合产业发展,深化课程体系和课程内容改革,在办学过程中,电气自动化专业逐步构建起了“校企融合、能力递进”的工学结合人才培养模式。以“工学结合”的模式校企共同培养本专业自动化生产设备应用方向的学生。既突出岗位技能,又注重人文素质培养。学生综合素质高,专业技能强,从而受到用人单位的普遍欢迎。
根据本地区经济与社会发展对高技能专门人才的实际需求,基于电气自动化专业岗位典型工作任务,以能力培养为主线,将中(高)级维修电工、可编程控制系统设计师、机电一体化工等职业资格认证课程内容融入到专业课程体系。构建以电气控制系统的运行维护及技术改造;自动化生产线的组装与调试、维护和维修及电子线路的设计与维修等3大能力培养为主线的课程体系。有专业指导委员会对人才培养目标进行恰当的定位;根据培养目标,设计培养规格;根据培养目标与培养规格制定人才培养方案,人才培养方案拥有科学的理论、实践教学有机整合的模块化课程体系。 根据培养目标、培养规格与培养方案,以校内、校外实习实训基地为载体,采用“任务驱动、实境育人”的人才培养模式,采用“项目引导”、“任务驱动”、“学训交替”等多种工学结合适合职业教育目标的课程组织模式。通过毕业生的社会反馈,毕业生适应本地区社会经济发展的需求。
电气自动化技术课程的设置主要有两种方法,一是在保持原来开设的电气自动化基础课程基础上,将当前通用的电气自动化技术插入到传统技术课程中,如将 PLC技术或变频调速技术穿插到电机控制、接触器/继电器控制等技术中,以解决电气自动化技术课程不足的问题。二是单独开设自动控制原理、传感器、PLC、单片机技术、电力电子技术、变频调速技术、供配电技术、工业网络、组态技术等都课程,由于信息技术和计算机技术在电气自动化领域中的应用日益广泛,要求我们必须改革原有课程体系中陈旧的内容,并根据自动化技术的发展增加新的教学内容。
强调以素质教育为核心的“基础+专业”结构本科人才培养模式,随着教学改革新形势的不断变化而变化。学校制定和修订人才培养计划,要贯彻党的教育方针,遵循高等教育教学基本规律,主动适应社会、经济、文化和科技发展对人才培养的需要。固化学校已经取得的教育教学研究成果,借鉴、吸收外校教学改革的成功经验,体现学校定位和人才培养目标,反映学校办学特色。坚持知识、能力、素质协调发展和综合提高,使学生得到全面发展。坚持整体优化,科学地处理好各教学环节之间的关系;坚持共性与个性的充分结合,因材施教,促进学生个性发展;突出人才培养特色,满足行业发展需求,构建适应未来社会发展以及终身教育需求的知识结构、能力结构及综合素质培养。
作者简介:李自成(1970-),男,四川资阳人,成都理工大学工程技术学院自动化系,副教授。(四川?乐山?614000)
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)20-0086-02
电气工程及其自动化专业在电气信息领域起着十分重要的作用,主要研究电能的产生、传输、转换、控制、储存和利用,同时有关电能的转换及使用的控制在该专业所占的地位也日益重要。[1,2]它和人们的日常生活及工业生产联系越来越紧密,因而发展迅速,已经成为高新技术产业的重要组成部分,并成为很多高校的一门重要学科。而成都理工大学工程技术学院在2005年成立了电气工程及其自动化专业,在专业发展过程中注重实践课程体系的建立。为了适应当今社会关于应用型人才的培养要求,加强学生的动手能力和实践技能,突出工程能力和工程素质的培养,结合电气工程及其自动化专业的人才培养方案制订了电气专业工程训练教学计划,形成了科学的电气工程实训课程体系。体系以培养学生在电机及其电力拖动技术、电力电子与电气传动技术、电气控制技术、电力系统自动化技术等方面的工程技能为基本目标,旨在提升学生在电气领域的知识应用水平和综合创新能力,构建起理论知识学习与实际技能训练、单项能力培养与综合素质提升之间的桥梁。
一、课程目标定位
课程体系反映了应用型本科对知识能力方面的要求。应用型本科同一般普通本科的培养体系是平行的,相比具有鲜明的技术应用性特征。[3]在培养规格上,应用本科培养的不是学科型、学术型、研究型人才,而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才;在培养模式上,应用本科以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以“应用”为主旨和特征构建课程、教学内容体系,重视学生技术应用能力的培养。基于应用型本科的性质,为了加强对学生实践能力的培养,使学生尽快掌握本专业领域的技能,因此整个体系强调建立一个系统化的实训过程,通过实训,学生应该具备以下技能:
掌握电机和电力拖动技术,熟悉变压器、直流电机、交流电机的结构,通过实训熟悉电机运行原理和调速原理。
掌握电力电子与电气传动技术,熟悉各种电力电子器件的应用,能正确使用变频器,并能初步进行电机调速电路的设计和调试。
掌握电力系统自动化技术,通过实训熟悉继电保护基本原理,利用MATLAB进行潮流计算,并能进行初步的短路分析。
熟练掌握工厂电气控制、电气设计软件等开发平台和应用技术,能够进行系统控制程序设计或者利用软件进行电路的设计。
掌握电气系统或者控制程序的调试方法,能通过实际操作较好地判断出电气系统或者控制程序的缺陷,并进行改进。
为了节约成本,加快开发过程,能够用仿真软件对电路进行仿真,熟练使用各种仿真软件,包括Protel DXP等。
能熟练使用各种检测工具,具备对低压电器的认知和感性认识,熟悉每种低压电气的正确用法,能进行初步的设计,选择出满足要求的电器。
二、课程体系的构成原则
实训基于各课程各章节内容或者课程之间联系,以实训项目为主体和载体,以程序或者电路系统设计作为驱动,实现知识、技术、能力和素质的全面提高。以实训课程体系作为实训目标的基础,制订完善的实训计划体系,同时坚持了以下原则:
以就业实际需求为导向,以能力培养为核心,以学生适应就业岗位为目标,以岗位技能为重点,兼顾长远发展。
注重知识、技术、能力、素质的协调发展,使学生通过实训既巩固了所学的知识和技术又提高了应用知识、技术的能力,使素质得到升华。
以实践能力和工程训练为重点,突出技术应用能力培养,强调在应用中创新,通过解决问题综合运用所学的知识。
课程体系体现了开放性、灵活性,及时反映了新能源技术的发展以及新技术的应用。
课程体系与人才培养方案的课程体系衔接,分别针对电气技术、电力系统自动化、电力电子等方向设立实训课程。
三、分层次模块化实训教学体系的设立
电气工程及其自动化专业主要是研究电能应用的专业。近几十年来,有关电能的转换、控制在该专业所占的地位日益重要,专业名称中的“及其自动化”反映了科学技术的这种发展和变化。电气工程及其自动化专业的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。[4,5]因此实训课程的设立也应该反映这些专业范围。首先,电工理论是电气工程的基础,主要包括电路理论和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展、延伸。而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展而诞生,电工理论是它们的重要基础。电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造,也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造,还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。电气装备的应用则是指上述设备和装置的应用。电力系统主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。制造和运行不可能截然分开,电气设备在制造时必须考虑其运行,如电力系统由各种电气设备组成,其良好的运行必然要依靠良好的设备。
针对专业范围,电气工程及其自动化专业工程训练在学院工程训练中心进行。训练内容划分为工程认知训练、专业技能训练和综合创新训练三个层次。由于我院从专业建立初期就注重实验室的建设。目前训练条件优良,已建有电气技术实训室、电机及拖动实验室、电力自动化及继电保护实验室、电力电子及传动控制实验室等专业实验室。同时,学院工程训练中心为进一步提升学生在电气工程领域的综合创新能力,建设了数控加工中心、基于先进控制技术的运动控制实验室和柔性制造中心,突出真实的工业应用环境,突出强化学生在系统分析、系统设计、系统开发等方面的工程训练,有利于高水平应用型人才的培养。
我院电气工程及其自动化专业课程体系设立了三个方向:电气技术方向、电力电子技术方向、电力系统及其自动化。针对不同方向和实训层次设立不同的课程。如图1所示。
首先,工程认知训练是电气工程及其自动化专业整个教学过程中一个重要的实践性环节。该环节包括生产实习等内容,使学生在生产实际或者科研中验证从课本上学到的理论知识,加深对知识的理解和认识,从而巩固所学知识并体会知识的应用价值;培养学生综合运用所学的理论知识去观察、解释并进一步尝试解决生产实际或者科研过程中发生的问题,提高分析问题与解决问题的能力;使学生了解企业的生产工序、工艺流程、管理制度,从而获得与本专业有关的实际生产知识,并扩大专业知识面;培养学生从事技术专题调查、搜集资料和进行研究的能力,并为即将进行的毕业设计和论文打下良好的基础。其后是专业技能训练,针对专业应用领域设置模块,包括电机、电力电子技术、电力系统自动化、电气传动自动控制系统、PLC、电气CAD等。而学生专业技能是一个复杂的技能系统,诸多技能之间既相互关联又相互影响,其训练途径及实施办法亦多种多样,同时必须具备整体性、科学性和互动性。因此,专业技能训练方案的制订,内容上密切结合学科和紧扣本专业的培养目标,与专业培养方案一致,注重能力的提高和知识的应用,注重开放性和拓展学生的思维空间构建与理论教学相辅相成、以能力培养为主线的技能训练方案,为专业培养方案的贯彻执行服务,以适应教育教学改革发展的需要,全面提高人才培养质量。最后是综合创新训练,为实现个性化培养提供先进的创新设计、制作的环境与条件。通过综合创新训练为学生创造一个能培养兴趣、产生好奇心的环境,使他们在这里自己动手创新制作、激发创造力。以创新思维和创新制作能力的训练为核心,充分发挥学生的自主能力和综合运用所学知识的能力,培养更多高素质、复合型、应用型人才。综合创新训练不但能够培养学生的综合素质,增强学生的工程实践能力,而且还有助于培养学生的创新精神和创新思维,起着其他课程不能替代的作用。
整个课程体系对应于工程素质训练、金工实习、电机及拖动技术实训、控制理论和控制系统实训、PLC与变频器应用技术实训、单片机技术工程训练、CAD实训、电力系统自动化实训、电力电子与电气传动实训、自控系统综合实习、调速系统综合设计、供配电系统综合设计等实训。同时为了突出应用型本科的特点,增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程。实训课内容如表1所示。
通过该课程体系使学生能够初步了解机电工程的基本研究领域,具备电气基本操作技能,掌握电机及拖动系统的类型、组成和控制方法,掌握控制理论及自动控制系统的组成,具备对一般机电控制系统的安装、分析和维护技能,掌握常用电力电子器件的特性,并能根据要求设计出实用电路,掌握可编程控制器和变频器的使用方法,具有一定的电气控制系统开发能力,在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力,具有较强的工作适应能力。
四、结论
电气工程及其自动化专业自2005年在成都理工大学成立以来,针对本学校学生的入学基础和就业的实际情况对实践方面的教学课程体系不断调整,增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程,增加了综合创新训练课程,已经形成了完整、科学的实训体系。从目前的实际运行情况来看,通过实训,学生的就业率得到提高,同时学生到企业后熟悉岗位的时间缩短,得到了用人单位的好评。
参考文献:
[1]贾文超.电气工程导论[M].西安:电子科技大学出版社,2007.
[2]范瑜.电气工程概论(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.
中图分类号:G712 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.07.017
高职高等数学的改革一直在进行,最初的高职高等数学纯粹就是本科高等数学的压缩版,偏重理论推导及运算;第二阶段的高职高等数学改革在教学内容选择上有考虑专业需要,重新整合传统高等数学内容,一般叫模块化教学;目前为第三阶段,要求高职高等数学内容与专业中具体应用案例一体化、数学与专业具体融合,这只在初步阶段,改革方向符合《高教(16)号文件》精神,有大量相关理论说明这种融合的必要性,但缺乏具体融合实践体系。
本文作者根据多年从事自动化类专业的数学教学经验及锐意改革的精神,对自动化类专业的数学课程在教学内容选择、与专业知识具体融合上进行深入改革,以院级课题形式研究、制定自动化类专业数学课程标准并应用于教学。本文论述高职自动化类专业数学教学内容选择、与专业知识的具体融合实践体系及教学方法的合理选择,属于创新课程改革,本文还对这种创新课程改革被接受情况进行调查及分析,调查对象包括数学教师、电气自动化专业教师及学生,分析这种课程改革的教学效果及论证必要性。
1教学内容选择
基于学院人才培养质量的要求、专业课程学习的需要、学生可持续发展的保证,根据数学知识连贯性,同时考虑中学最新高考大纲情况选择教学内容。因为高职学时有限,不专门开设工程数学,一般意义下的高等数学并不能适应专业教学的要求,从自动化类专业老师的角度理解,高职的数学就是对普通意义下的高等数学、工程数学及线性代数等课程的整合。
本文作者通过对专业课程调研的途径选择数学课程教学内容,调研方式主要包括:对专业教师咨询、抽样问卷调查、座谈会等,重点方式是找到相应专业理论书,梳理出专业课程中与数学相关联部分,挖掘出对数学知识的隐性、显性需求,整理出数学理论知识模块及专业应用案例相结合的课程体系,经过专业教师审核、改进,然后应用于教学。本文面向电气自动化控制类专业,在专业理论课程中,对数学显性需求最大而且是专业核心课程的是“自动控制系统原理及仿真”,学生如果没有微分方程及拉普拉斯变换的数学基础根本无法学习,其它对数学需求较大的课程有“机电系统”、“电子电力技术”、“电路分析基础”、“变频器技术”、“传感器与检测技术”。经过调研及应用于教学的内容模块如表1所示。其中函数、极限与连续性、导数与微分、积分及应用部分主要偏重思维品质、可持续发展的培养、适当融入专业知识进行教学,微分方程、拉普拉斯变换、级数和傅立叶变换、线性代数初步的教学完全与专业知识融合。
2教学内容与专业知识具体融合实践体系
高职数学教学既不同于普通本科高等教育的数学课程,也有别于中等职业学校的数学教育,除了教学内容上有所不同,其特点主要体现在与专业具体融合上,与普通高等教育比较,融合面更广,与中等职业教育比较,融合面更深。基于专业课程需要、数学教育规律、学生可持续发展要求,把数学知识与专业知识具体融合的基本实践过程如图1所示。
在教学内容调研过程中,梳理出专业课程体系中数学应用的显性素材及案例,关联到每个数学知识点上。本文针对电气自动化控制类专业,整理出相关具体案例并应用于教学,在实践中证明能提高学生学习兴趣、提高学生数学知识的应用能力、提高教学质量。
电气自动化控制类专业数学教学内容与专业知识具体融合实践教学体系如表1所示。
3高职数学与专业知识融合的教学方法合理选择
在教学过程中,遵循数学教育规律、按数学知识连贯性的主线,充分融合专业课程中的案例进行教学,为充分调动学生学习积极性及耐性,要选择合理的教学方法。数学知识与专业知识充分融合的最合适的教学方法是案例驱动教学法。教学方法设计思路流程如图2所示。案例驱动教学法过程是:案例引入-理论教学-解决案例问题-引导学生独立解决专业中相应案例。
下面以拉氏变换的微分性质及应用为例说明案例驱动教学法。
(1)案例引入。
传递函数概念是经典控制理论中用得最多的一种动态数学模型,它描述控制系统的输入――输出特性,是自动控制理论里非常重要的概念。自动控制中经典环节:比例环节、惯性环节、振荡环节、微分环节、积分环节、时滞环节传递函数怎么计算?
已知系统微分方程为:
c(t)符合零初始条件,输入量r(t)=δ(t),求系统的输出量c(t),怎么求?(激发学生学习兴趣、动机)
(2)介绍拉氏变换的线性性质、微分性质、特别是在零初始状态下的微分性质,即:在零初始状态下,原函数导数的拉氏变换等于用象函数乘以S,求导几次,就乘以几个S。
(4)案例分析:求下面三个典型环节的传递函数:比例环节、惯性环节、振荡环节。
(5)介绍应用拉氏变换微分性质解微分方程步骤:设函数为y=y(t),在方程两边取拉氏变换解出y(S)=F(S)对Y(S)=F(S)两边取拉氏逆变换得y(t)。
(6)案例分析:(1.2的分析)
(7)课堂练习:用拉氏变换法解电容充电过渡过程微分方程:
其初始条件为uc(0+)=0(就是零初始状态)(8)课后作业:
②前面学习微分方程建立时建立过RLC网络中输出电压随输入电压变化的数学模型:
求这个模型的传递函数。
利用案例驱动教学法,把数学知识与专业知识充分融合,实践证明能提高学生学习兴趣及数学知识的应用能力,达到理想的教学效果。
4高职数学与专业知识具体融合课程改革的教学效果及必要性分析
(1)对43人的调查,包括数学教师、电气专业理论教师。
问题及分析:①是否认同不同类专业教学内容不同?(分类模块化教学)全部被调查者100%认同;②是否认同以专业中应用案例作为数学教学例题(即数学知识点与专业知识具体融合教学)?14名电气专业老师100%认同;29名数学老师41.8%认同,50.2%不认同,8%认为不一定。
(2)对29位数学教师的调查。
问题及分析:①是否主动了解所教专业的核心理论课程?27.6%主动了解,72.4%不主动了解;②是否主动学习专业中相应的数学知识?20.7%学习,79.3%不学;⑨不主动学习专业中数学知识原因(79.3%不学的调查者答):A:数学是培养思维及打基础的,不需要学。100%认同这点;B:没时间、学不懂。57.7%认同;42.3%认为不一定。
性 别: 男
出生日期: 1972-01-02
籍 贯: 安徽
目前城市: ***
工作年限: 十年以上
目前年薪: 8-10万人民币
联系电话: 13800000000
E-mail:*****
应聘方向
求职行业: 仪器仪表/工业自动化,机械/设备/重工,采掘业/冶炼,电力/水利。
应聘职位: 技术研发工程师,其他
求职地点: ***
薪资要求: 800010000元/月
工作经历
2008/03现在: *** 连际自动化控制系统有限公司
所属行业:仪器仪表/工业自动化
工程部 项目经理
主要职责:
承担整个项目的实施,包括设计选型、调试、工程协调和验收等工作
工作业绩:目前实施项目为宁夏引黄灌溉综合自动化工程,主要包括四个泵站的35/6KV高压微机保护装置、后台画面和泵站PLC的程序设计,画面软件使用intouch和力控(电力版),PLC使用三菱Q系列,工程已基本结束。
2005/072008/01 ***新技术有限公司
所属行业:其他行业
项目部 工程/设备工程师
主要职责:
公司为ABB传动系统集成商,以工程服务为主,主要从频传动、自动化及仪表的系统集成和现场服务工作。本人主要从事前期方案论证及后期的设计和现场调试工作,具备丰富的现场传动调试经验和自控编程组态能力,传动方面调过ABB ACS系列、Simens 6SE70及MM系列变频器,其他还有富士、山肯、安川和国产英威腾变频器等;自控以Simens PLC为主,主要是S7-200、300和400,组态软件主要使用WinCC6.0和国产的组态王,其他还用过GP、台达和easyView触摸屏;另外对仪表的使用和安装以及视频安装调试都有丰富的经验。
工作业绩:期间独立完成的项目:
1、江西赣州自来水公司变频调速工程的设计和现场调试工作(包括PLC软件设计),主要设备:ABB ACS800系列变频器、Siemens S7-200PLC和GP Pro-face触摸屏;
2、苏州苏能垃圾发电厂变频调试工作,主要设备:ABB ACS800系列变频器;
3、广西百色融达铜业有限责任公司仪表安装、现场校验及视频监控工程,主要设备:虹润仪表、鸿格采集模块、亚控组态王;
4、冷水江博大钢铁厂冲渣泵房变频改造,主要设备:英威腾变频器;
5、深圳方正微电子恒压供水项目;
6、广东韶钢松山股份公司转炉氧枪变频后备电源项目,主要设备:DPS电源、ABB晶闸管、德国松树电池、西门子PLC;
7、甘肃银光化工集团配电设备项目,共十个配电柜,二十九个操作箱,配电柜设计为GGD柜体,全部采用ABB低压电器包括隔离开关、负荷开关、断路器和接触器等;
8、中国铝业集团山西分公司新工艺试验项目,Simens S7-300PLC,组态软件WinCC6.0,另配有一个台达触摸屏,上位实现报警、实时趋势及报表打印功能;
9、冷水江博大钢铁950中板水处理自动化项目,Siemens S7-400为主站,外挂ET200从站,上位采用WinCC6.0组态。
2003/102005/06 ***集团领威科技有限公司
所属行业:机械/设备/重工
工程部 电气工程师/技术员
主要职责:
在该公司期间主要从事压铸周边设备电气的开发设计工作,包括给汤机、铝合金定量炉、镁合金熔炉等设备。其中用OMRON CQM1H及SIEMENS的S7 300PLC实现。本人熟悉电气元件、电气仪表的选型和使用;具有较强的电气设备现场安装调试经验及分析能力和故障诊断能力。
工作业绩:期间完成的开发工作:
1、SL300给汤机的开发设计;
2、SE-01取件机的开发设计;
3、铝合金及镁合金定量炉的开发设计。
2000/022003/09 马钢股份有限公司
所属行业:采掘业/冶炼
PLC维护中心 电气自动化工程师
主要职责:
主要从事公司PLC维护工作,熟悉Quantum及Modicon Premium,对Siemens的S7-300、400也有很深的认识,了解工业电视监视系统结构。
1992/072000/01 ***股份有限公司
所属行业:采掘业/冶炼
电气科 电气工程师/技术员
主要职责:
主要从事工厂电气管理与维护,包括交、直流及其调速装置,继电器控制柜等,具有很强的实践经验,熟悉现场环境,此外还从事过电气设备的点检、大中修计划的安排及电气制度的制订等管理工作.曾发表过《移动机联锁存在问题及解决方案》论文并参加本公司S、K系统胶带机联锁改造等诸多技改项目。
教育培训
1998/092001/06 ***工业大学(原***冶金学院)
计算机科学与技术 本科
曾系统学习过计算机软、硬课程,独立设计过《仓库材料备件查询管理系统》(用VB实现),熟练使用AUTOCAD。
加强实验室建设和实训基地建设是实践教学体系中的一项重要任务。电气工程及其自动化专业现有电路实验室、电机实验室、自动控制原理与PLC实验室、电力系统自动化、电力系统继电保护实验室和电气控制综合实验室等基本满足本专业课程需要,并对原有不太满足要求的自动控制原理与PLC实验室,增设相关设备和模块。另外,还需围绕现有实验条件,调整实验室设置,优化实验教学内容,充实综合性、设计性实验内容。尽量利用有限的实验资源提高学生的动手能力和创新意识,使之能够对专业课程有系统的认识,为日后的发展打下基础。在加强现有实践教学硬件体系的同时,还要大力发展“软件”建设。首先,要根据专业的特点,进一步修订和完善实践教学大纲,加强实践教材和实验指导书编写工作。其次,更新教育教学理念和实践教学观念,不断加强实验技术研究,改进实验教学方法,优化实践教学内容,调整基础性实验和综合性、设计性实验的要求,适当增加综合性、设计性、研究创新性实验教学项目比例。改革实验教学方式,实行必做实验与选做实验相结合、课内实验与独立综合实验相结合,促进实验教学质量的提高。
重视创新教育,培养创新人才
1 构建具有创新性的专业课程群体系
电气工程及其自动化专业是一个工程性很强的专业,其专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制3个部分。因此专业课涵盖的范围比较广,涉及学科较多。在我院,该专业课程体系按照综合教育模块—学科教育模块—专业教育模块—专业实践实训模块的体系设置。其中,综合教育模块和学科教育模块是公共基础课,进行通识性教育;专业教育模块包括专业基础课、专业方向选修课和专业相关选修课,是培养电气专业本科人才的核心课程教育模块;专业实践实训模块包括课程综合实验和专业实践实训两部分,是培养学生实践能力和创新精神的重要部分。专业教育课程设置见表1。
表1 电气工程及其自动化专业课程体系
以往各门课程的讲授都是各位教师孤立授课,授课内容、案例、实验都是各自为政,学生学习结束后无法建立整体观,理论知识无法融会贯通和灵活应用。为了克服这一现象,并适应社会对电气专业人才的需求,培养具有电气专业素养、实践能力强和富于创新的电气人才,需要对专业课程体系结构功能进行进一步的改革和调整。我们根据课程性质以及课程间的联系,将专业课程划分为3个课程群:
(1)电气传动类课程群:由电力系统基础、电机与拖动基础、运动控制系统、电气控制及PLC技术、传感器与现代检测技术和单片机原理及接口技术6门课程组成,是电气自动化的主干课程群,主要教学目的是利用计算机技术和电子技术实现对电力电子电路的控制和电机参数的检测,从而实现交直流电机的调速和控制[1]。
(2)控制类课程群:由自动控制原理、现代控制理论、计算机控制技术、现场总线技术、控制系统仿真5门课程组成。其主要教学目的是培养学生对控制系统中控制理论与方法的掌握。
(3)信号处理类课程群:由信号分析与处理、DSP原理与应用、嵌入式系统3门课程组成。其主要教学目的是培养学生对信息处理和分析方法与实践应用的掌握。
综上可见,每个课程群由多门基于教学内容相互贯通、相互融合的课程构成。课程群中各门课程的理论知识具有较强的衔接性和连贯性,并存在知识点覆盖、重复的现象。因此在进行课程教学过程中,对课程内容的设计应充分考虑课程群教学内容的优化与整合,在教学内容、形式、实践、考核等方面需要体现课程群内部课程的相关性和综合性,充分利用课程内容上的关联性相互支撑和强化,培养学生以工程项目为驱动的学习模式。我们基于电气传动类课程群进行教学新模式探讨。
2 电气传动类课程群教学新模式
2.1 调整并优化课程内容
电气传动类课程群是专业课程体系中的重要组成部分,6门课程覆盖二、三年级,既有专业基础课,也有专业方向选修课和专业相关选修课。其中,电机与拖动技术是专业基础课程,主要讲授电机的基础知识和原理,着重分析三相异步电动机和直流电动机的结构及基础知识,如启动、制动、调速性能及相关的计算;电力电子技术主要讲授电力电子器件制造技术和变流技术,如整流、逆变、斩波、变频、变相等;运动控制系统主要讲授直流调速、交流调速和随动系统;电气控制及PLC技术涉及电气基本控制方法及系统设计、可编程控制器原理及应用等知识,培养学生电气控制分析与设计的能力;单片机技术主要讲授基于微处理器的数据采集、显示、驱动等内容;传感器与现代检测技术主要是对传感器和常见检测手段的介绍。
可见,基于课程群的教学必须具有整体观和统一性,课程教学内容的设计,需要综合考虑各课程内容之间的联系,避免相同内容重复讲授;同时需要注重基础知识与专业知识之间的相互衔接,在教案、案例设计上统一规划,强调知识体系的完整性与系统性。
在课程群课程教学过程中,可以将同一实际项目贯穿于整个课程群教学中,例如围绕交流电机或直流电机的速度控制系统的设计与实现进行举例,不同的课程对应系统实现的不同部分进行知识点讲解:电机与拖动技术、运动控制系统主要围绕电机结构、性能和调速方法设计教学内容;电力电子技术则可着眼于电器原件的选型、主电路的设计、参数的计算等进行讲解;传感器与现代检测技术阐述了速度检测的方法选择、检测电路和具体实现方法;电气控制及PLC技术、单片机技术则解释监控系统可以用两种形式来实现。通过一个实际项目贯穿于多门课程,即实现了从理论分析到具体实现的整个过程。当完成该课程群教学后,学生将建立起一个完整而生动的知识结构,具有较好的教学效果。
2.2 三层次实践教学
课程群的实践教学分成3个层次:基础实验教学、综合实践教学和竞赛创新教学。
2.2.1 基础实验教学
该层次的实践教学主要是对理论教学内容进行验证,让学生加深对课堂教学内容的理解。基础性实验教学除了在实验室中进行外,还根据课程教学内容,在理论课程中引入多种仿真软件,如Simulink,Protus,Multisim对相应控制系统和电路系统进行仿真。让学生 深刻理解理论知识,并适当让学生设计实验,通过实际操作获得实验结果。
2.2.2 综合实践教学
为了体现课程群实践教学的开放性、研究性和创新性[2]。我们在验证性和设计性实验的基础上,针对课程体系特点开发了综合性实验。如在完成检测技术和单片机两门课程的学习后,需要完成大论文的实践训练和基于单片机环境监控系统设计的开放性论题。鼓励学生利用所学知识,完成对某一环境参数的监控设计。
2.2.3 竞赛创新教学
结合课程,鼓励不同年级的学生参加各类学科竞赛,形成课程学习—教学实践—创新竞赛相结合的教学模式,激发学生学习动力。例如:在完成电子技术、电子设计创新(1)学习后,组织学生参加全国电子设计与开发大赛;学习完单片机原理及接口技术、传感器与现代检测技术、电子设计创新(2)后,组织学生参加全国单片机设计与开发大赛;在完成电子设计创新(3)和专业综合实践后,组织学生参加物联网全国创新类大赛。近几年已有多名学生参加了竞赛并获得了佳绩。这一与竞赛相结合的创新实践教学模式激发了学生的兴趣,并加强了学生对本专业的认识,增强了学生创新能力的培养。
2.3 与技能认证相结合
在教学过程中,结合电气工程师类认证考试设置教学知识点和重点,鼓励学生参加各类电工电气类工程师认证,加强学生的实践能力,并且为学生的就业提供保障。
3 结束语
基于课程群的教学模式,可以让学生通过学习将各门专业课程有机地联系起来,增强学生对课程的整体把握、完整理解和综合应用;多层次的实践教学激发了学生学习的兴趣,并锻炼了实际动手能力;教学与技能认证的培养方式提高了学生就业竞争力。我们已经按照该方案在某些课程上进行了改革探索,并取得了一定的效果。但是在具体实施过程中仍存在较多的困难,如课件整体规划存在难度,不同课程教师的配合度以及学生的接受能力和考核方式的具有局限。我们将在后续的课程建设中继续努力,找到一条真正适合的教学之路。
参考文献
以就业为导向,切实深化高等职业教育改革,是满足中国社会发展和经济建设需要,促进高等职业教育健康发展,办人民满意教育的关键环节。从当前职业教育发展的形势来看,坚持以就业为导向不但符合广大高职毕业生的强烈愿望,而且是职业院校专业内涵建设的必要途径,更是高等职业教育持续发展的必然选择和我国经济社会发展的客观需要。随着我国城镇化进程的加快,现代化建筑飞速发展,智能建筑更是层出不穷,经济社会对建筑电气工程技术的人才需求也不断加大。通过对往届毕业生就业和相关工业企业职能设置的调研发现,行业可为建筑电气工程技术专业毕业生提供的主要岗位有:建筑电气工程师(技术员)、水电施工工程师(技术员)、电气系统管理技术员、电气系统设计助理、楼宇自控工程技术员、安防工程技术员、自动化设备运行维护员、建筑电气设备工程技术人员、电梯安装与维护技术员、工程技术文控员及建筑电气产品销售技术员、质检员等。为培养出符合职业岗位需求的专业高级能型人才,促进就业,提高就业质量,本文以就业为导向探索高职建筑电气工程技术专业人才培养新模式。
一、构建以就业为基础的柔性课程体系
建筑电气工程技术是建筑技术、电气自动化技术、网络通信技术和计算机技术相结合而发展起来的,作为一个多学科交叉的专业,其培养出来的毕业生就业面广,就业方向多,到底什么样的课程体系,只有一个参考标准———相关行业企业的需求。要打破原有的学科体系,改变传统文化基础课、专业基础课、专业课的“三段式”课程体系。在遵循教育教学规律的基础上,按照有利于培养相关行业企业需求的岗位职业能力为目的组织课程体系和内容。必修课由公共课体系和专业课体系组成,部分主干专业课实行课程综合化,并把计算机应用渗透到职业技能课教学中,强化计算机应用能力的培养。选修课由限选课和任选课组成,限选课保证了对行业知识、职业知识、职业技能的加强,任选课是供学生选学,使培养计划刚柔结合,有利于发挥学生学习的主体性。
二、建立适合建筑电气专业人才需求的自主学习机制
自主学习是指通过为学生提供灵活多样和人性化的学习环境、条件和机会,并由学生自主决定在哪里学、何时学和如何学,来促进学生的学习。一般高职高专院图书馆都开放有自修室,高职高专院校的教室在非上课时间可以为学生开放,有条件的高职高专院校可以为各个班级开设专用教室,此外,非常重要的一项是,职业院校的实训课或实践课教室可以有选择的在非上课时间向本专业的学生开放。让学生依据兴趣爱好自主确定学习方向和学习进度、按照学习需要选择实训课或实践课教室特有的各种学习资源和学习环境,有效运用各种学习方法和操作工具,这必将对提高学生专业技术创新应用能力有很大的促进作用,是一般的本科院校做不到的。
三、建立导师直接负责培养机制
导师直接负责培养这种看似在研究生阶段普遍采用的人才培养方式其实也可以应用到职业院校,以帮助学生更充分的掌握与职业岗位相适应的专业知识和专业技能,促进就业。当前职业院校一般是在第三学年一开始将专业学生分配给专业教师,由这个专业教师负责他们最后一年的毕业论文(设计)和毕业顶岗实习事宜,并指导其就业。实际上可以从学生入学开始就将为其分配给由专业课教师担任的导师,导师在正常教学工作之余除了能够更早的指导学生的论文(设计)、顶岗实习和就业之外,更容易发现所指导学生的兴趣和特长所在,帮助学生制定适合自己的大学生涯规划,有针对性的指导学生专业理论课程和实践课程的学习,帮助学生合理的利用课余时间,使教师的主动性和指导性得以充分的发挥。导师也可以让学生积极参与到自己的科研或实践项目中,提前让学生接触实际应用项目,参与面向解决实际问题的学习和技术创新活动,提高学生学习的主动性和积极性。导师还可以积极鼓励和指导学生参加大学生挑战杯、大学生技能比武大赛、全国职业技能大赛等诸多专业竞赛,为建筑电气工程技术专业学生的实践能力培养提供保障。
四、建立专业前沿技术发展定期研讨机制
随着我国建筑行业快速发展,一些高新技术逐渐应用到建筑工程当中。在此背景下,人们对建筑的电气自动化的要求也逐渐转向了智能化,因为智能化建筑能够为人们创造更加安全、舒适、方便、节能的居住环境。但是它融入了机电一体化技术、办公自动化技术、计算机网络通信技术,智能化管理技术等高新技术,而且这些技术的发展日新月异,技术应用与相关新产品研发的速度也非常之快。建立与专业相关的知识、技术发展定期研讨机制,不仅能够促进教师主动学习、自我进取、与时俱进,还能够帮助学生学习了解专业相关的知识、技术发展现状与发展趋势,对以后的就业去向和从事的工作有一个前瞻性的认识,进一步激发学生对建筑电气工程技术专业的学习兴趣,从而可以更加有目的、有计划地进行相关学习,跟上行业企业发展的步伐,为就业打下坚实的基础。建筑电气工程技术专业作为一个多领域、多学科相互交叉的专业,其人才培养模式并不完善,无法满足行业企业的发展对专业人才需求。为了能够更好地培养适合建筑电气工程技术发展的人才,适应社会的需求,笔者探索出了一种以就业为导向的建筑电气工程技术专业人才培养创新模式,为职业院校建筑电气专业人才培养方案的制订和其他类似专业的设置提供参考。
【参考文献】
作者简介:高春侠(1977-),女,山东鱼台人,中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,副教授;张磊(1977-),男,河北任丘人,中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,讲师。(山东 青岛 266580)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)29-0043-02
电气工程及其自动化专业属于通用性本科专业,国内的理工科高校几乎都有设置,中国石油大学(以下简称“本校”)的电气工程及其自动化专业就具有本校的办学特色,下设的电力拖动自动控制和电力系统自动化两个专业方向在石油石化领域的技术应用中越来越广泛。本专业无论是在教学、实践还是科研等方面都突出体现了其“油味”特色,已经于2010年被列为山东省特色专业。通过近两年的特色专业建设,深切感到要想将这一省级特色专业建好,并且要冲击国家级特色专业,一个首要的关键性问题就是要将“电力电子技术”在特色专业建设与教学体系间的桥梁作用发挥好,实施好。因为“电力电子技术”对本专业的两个专业方向及绝大多数专业课程及实践类课程都具有技术支撑作用。要想真正将特色专业建设好,一方面需要将“电力电子技术”本身作为精品课程建设好,另一方面,要将“电力电子技术”与本专业各专业课程,尤其在体现专业课程与石油石化领域中应用的联系与桥梁作用发挥好。否则,特色专业建设就只能停留在做表面文章上,不能落到实处。“电力电子技术”是将本专业的技术理论在石油石化和电力节能等领域付诸实施的接口和桥梁。
总之,“电力电子技术”教学必须要打破传统的直接将知识、结论灌输给学生的“填鸭式”教学模式,消除各课程之间的壁垒,突出石油特色,将电气工程学科专业与工程实际紧密结合,对本门课程进行改革和创新。
一、目前存在的问题
随着电力电子技术的迅猛发展以及石油石化行业电气自动化水平的不断提高,教学内容越来越丰富,教学要求也越来越高。但是受到教学学时的限制,课程无法对一些具有石油特色的重要研究热点进行深入介绍,限制了课程在特色专业建设中的作用,迫切需要解决以下几个问题:
1.体现精品课程示范作用,解决“电力电子技术”在特色专业建设中促进各课程之间协调发展的问题
目前,电气工程专业各课程的内容较为松散,缺乏一个系统性的提纲,这与“建设国内著名、石油学科国际一流的高水平研究型大学”的目标还存在较大的差距。在山东省电气专业特色建设的大背景下,如何解决专业课程之间衔接难题、整合各方向的研究领域、切实落实具有“油味”特色的专业建设是当前的一个重要研究课题。而“电力电子技术”由于其自身跨学科、宽领域的特点,恰恰可以作为这样一个接口和桥梁。因此,作为一门立项建设的校级精品课程如何发挥模范示范作用,在促进各专业课程协调健康发展的同时,如何突出作为石油院校的课程特色,是本教学改革项目的一个挑战,但更是一个机遇,也是一个创新性的研究内容。
2.改革现有教学手段和内容,解决有限学时与传统教学方法不匹配的问题
“电力电子技术”课程的教学内容以各种变流电路为主线,对电路的波形分析与相位分析的方法贯穿始终。必须更新教学观念、教学方法和教学内容,使学生在有限的课时尽可能多地掌握和了解本学科的知识,提高课程的教学质量。
3.改革“电力电子技术”的实践教学环节,解决学生主观能动性不足问题
在“电力电子技术”的实践教学方面,该课程的教学均采用课堂教学结合课后验证性实验的教学模式。目前,学校仅采用挂件结构的实验台或实验箱来完成实验,学生始终处于被动状态,不会积极去思考和创新,也找不到探索的目标和方向。这样一来,如果设备在实验过程中出现问题使得实验结果与理论分析不符甚至出现异常现象,学生就会第一时间找老师要答案,不会独立分析和解决问题。
总之,为切实落实省级特色专业的建设目标,“电力电子技术”课程必须提升自身的学科定位,利用课程优势强化作为特色专业课程之间的桥梁作用,因此对本课程的教学内容、教学方法和教学手段等进行全面的改革势在必行。
二、课程改革的具体研究方案
1.打破课程壁垒,强化作为特色专业的桥梁作用
电气工程专业各学科的发展已经进入知识相互交叉、共同发展的时期,传统孤立授课的方法已经不能适应新时期的要求。而“电力电子技术”是一门理论性、综合性和实践性都很强的重要专业课程,涉及到多个电气工程学科课程的知识。利用这个优势,将其建设成为一个承上启下、沟通各课程的桥梁是非常合适的。以“电力电子技术”变流技术作为切合点,将“电力拖动自动控制系统”、“交流调速系统”的调速理论、“电力工程”的柔性输电、智能电网等学科理论紧密结合,消除课程之间的壁垒,实现“弱电控制强电”思想的共通,从而将电气工程特色专业建设形成一个有机的整体。
2.更新教学内容,突出“油味”特色
石油院校所培养出来的人才不仅是电气工程领域的专业人才,还必须了解石油工业生产对电气技术的需求,能够将电气技术与石油技术很好地结合,为石油工业生产服务。目前,“电力电子技术”中与石油石化科研实践的结合程度还不够深入,如何更好地为行业服务,培养合格的电气化人才,需要在课程内容安排上下功夫。例如,可以增加电驱动钻机、潜油电泵变流电流拓扑的分析和简单故障诊断,使课程更贴近现场,突出“油味”特色。
3.改革现有的教学模式,突出设计与创新
采用“感知、学习、应用、总结、提高”五层次教学模式,在“感知”模块中,通过多媒体课件演示与教学内容有关的案例;在“学习”模块中,通过启发式、讨论式等教学方法,结合现代化的教学手段,使学生掌握“电力电子技术”的理论知识;在“应用”模块中,通过实际电路的搭建和实验调试,使学生将所学的课堂理论知识,有效地应用于实践;在“总结”模块中,将零碎的知识进行归纳,把对理论的片面认识变成全面掌握,培养学生举一反三的能力;在“提高”模块中,将任务驱动式的实践经验与理论完全融合,使学生明确岗位对电力电子技术能力的要求,并具备对整个系统的安装调试能力。
4.培养学生独立思考问题和解决问题的能力,鼓励学生撰写科研报告或者调研报告
在本课程教学的前期,向学生介绍科技论文的写作格式及方法,指导学生撰写有关电力电子技术方面的调研报告,要求学生按照科技论文的规范进行撰写。同时介绍一些相关的优秀网络资源给学生,指导学生通过这些网络资源去查阅相关的中英文资料,使学生更主动地去了解电力电子发展的动态前沿,因而充分认识到学习本课程的重要性,借此提高学生自主学习的积极性。
5.充分利用当前流行的现代化多媒体教学手段,做到互动教学
“电力电子技术”课程涉及到很多电路图和波形图,可以采用多媒体教学与传统的黑板授课方式相结合来进行授课。各种电路图和波形图可用多媒体制作,利用多媒体可以把全部波形展现到学生面前,增强课堂学习效果。如果教师讲课的方式生动活泼,那么学生就更容易接受,从而实现教师和学生在课堂上的良好互动,大大提高学生的听课效率。
三、结束语
“电力电子技术”课程已经在石油大学信息与控制学院电气工程专业、自动化专业以及机电工程学院的机械设计制造及其自动化专业中开设,取得了良好的教学效果。本课程也已于2008年成为校级精品课程,这也大大促进了课程在教学、科研等领域的进一步发展。由于本课程的电气传动自动控制和电力系统自动化两个专业在方向上都形成了自己的“油味”特色,且“电力电子技术”课程是一门应用性很强的课程,传统的教材和教学方法已不能适应技术的发展和教学的要求,因此这门课程的教学改革势在必行。教师应不断转变教学思想,调整教学内容,丰富教学方法,改进评价手段,以适应时展的需要,调动学生学习的积极性,培养学生的创新能力。
参考文献:
[1]韩唏春.《电力电子技术》课程的教学改革与实践[J].南京工程学院学报,2004,(4):55-58.
[2]高春侠,张磊.PSPICE软件在电力电子教学过程中的应用[J].电力系统及其自动化学报,2007,19(3):125-128.
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)22-0078-02
一 引言
工科院校的实践性教学一般分为:课程实验、课程设计、实习环节和毕业设计。在这些教学环节中,“重知识、轻能力,重学术、轻应用,重说理、轻实效”是工科教学存在的普遍问题。基于这种现状,我院以体现当今工程教育中先进教育理念CDIO模式为指导思想,对整个学院人才培养模式作了较为深入的改革和探索。本文结合我院人才培养模式的改革背景,将CDIO教育理念融入实践性课程设置和教学过程中,针对电力系统方向的实践环节中课程实验、课程设计和毕业设计的指导思想、教学模式、设计内容和实施过程做出总结,希望对应用型本科学生的工程实践能力和创新思维的培养能起到一定的指导作用。
二 我院电力系统方向设置的背景与定位
1.电力系统方向设置的背景
我院从2005年开始实行“按电气信息类大类招生,两年后按学生的兴趣和需要分专业”的“2+2+x”教学改革。即两年基础课学习,两年专业平台课学习,“x”就是同一专业的学生到专业平台课学习完成后,根据自己的专业兴趣和目前的社会需求选报专业方向,选修一组某专业方向的限选课程和该方向的选修课程,并进入该方向为期一年的毕业设计过程,以达到学以致用,学有所长。我院电气工程及其自动化专业在这项大的人才培养模式改革的背景下形成了“电机设计”、“电机控制”、“建筑电气”和“电力系统”几个专业方向。进入专业方向后,实践性教学环节的安排除了课程实验外,主要有:为期3周的方向课程设计,为期2周的毕业实习和为期1年的毕业设计。
2.电力系统方向人才培养目标定位
电气工程及其自动化专业电力系统方向人才培养的目标定位是:培养能从事电力系统运行、设计、试验、控制和计算机应用等领域工作的高级应用型工程技术人才。毕业生可在电力系统、发电厂、供电企业、电力工程设计单位、电力设备及电力自动化设备开发单位及用电单位等较宽范围内就业。
三 基于CDIO工程教育模式的实践性教学环节的改革与实践
1.CDIO工程教育模式概述
CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)四个英文单词的缩写,它是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。CDIO工程教育的理念是充分利用大学学科齐全、学习资源丰富的条件,以尽可能接近工程实际,涉及技术、经济、企业和社会的团队综合设计项目为主要载体,结合专业核心课程的教学,使学生能得到全面的训练和提高。
2.基于CDIO工程教育理念的“板块式”课程实验设置
我院基于CDIO工程教育理念的“做中学”和“基于项目教育和学习”的思想,改革以往课程实验以课程为主题,以知识点为核心,专业内各课程间条块分割,没有整体优化和统一的培养目标的缺点,提出课程实验的“板块化”设置。板块化实验项目的设置以专业核心课程和相应的选修课程之间知识点的相互联系为原则,强调基于项目的实验构思、设计、实现、运作。让课程实验真正起到“亲身经历与感受”的作用。
基于以上原则,我院把教学实验设计成若干个具体的实际工程系统,每个工程系统由3级项目组成:1级项目为工程要求,提出总的培养目标和要培养的工程实训能力;2级项目为进一步划分的工程各子系统的设计与分析;3级项目
才是具体的实验内容和试验科目。如我院设置变电站设计与保护大板块的实验课程,将电力系统分析、发电厂电气主系统、电力系统继电保护、计算机仿真、电力系统规划、高电压技术等课程融合成为一个大板块的实验课程,这些课程都具有很强的内在联系,即以发电厂电气主接线方案为平台,依托短路计算和潮流计算来实现电力系统中设备选择与运行、保护的整定与实施、能量的变换和传递、系统的控制运行及其动态过程仿真分析等环节。学生通过这一个大板块理论和实验课程的学习,其工程实践能力的培养在机制上就更加灵活,学生的实验课程安排就不再受到理论课程的教学学时数的局限和理论课程教学前后次序的束缚,学生在学习理论课程的细节之前,就能树立电力系统整体知识的要点和宏观概念。在教学时间上也能够得到有效的保障,如学生通过开放性实验室的运行,可以获得远远超过课内实验学时的工程操作的训练时间,通过自主性、综合性、设计性、创新性实验内容的设置,在学习效率和质量上能得到进一步的提高。
3.基于CDIO模式的课程设计的设置
从电力系统方向培养目标和基本要求中,可以看出:(1)课程设计是本方向主要实践环节,传统的课程设计一般是按照各主干课分别设置的,鉴于上述我校的专业设置背景,不可能有这么多的学时。(2)课程设计以发电厂、变电所设计和运行控制为主。基于此,我校在课程设计的模式上作了一些改革,即在完成全部课程后,进行为期3周的电力系统方向课程设计。我校选定电力系统分析、发电厂电气主系统和电力系统继电保护三门课程作为方向必修课程,选定高电压技术、电力系统综合自动化、电力系统规划和电力系统运行和控制作为方向选修课程。按照人才培养模式的要求、知识体系的要求和时间的限制,把课程设计内容定为以发电厂、变电所设计为主线,贯穿所有课程的内容,完成一个完整的项目设计过程。
基于CDIO工程教育思想,把课程设计分解为一个具有三级项目的工程。项目设计的核心思想是鼓励学生进行主动学习和综合学习,开展学术研讨活动,推动学生学习系统构建、模型分析、算法比较、仿真开发、科学结论分析等技能。在课程设计项目中,教师只起引导作用,通过专题讲座、技术研讨、方案研究等形式启发学生的创新思维。通过CDIO模式下的课程设计,学生对于所选研究对象进行系统模型分析计算,可以培养学生用数学逻辑方法准确描述电力系统拓扑结构、反映系统行为的参数体系、系统行为的能力。项目内容可以完全跳出学生个体能力的差异,不同水平的学生可以选择不同复杂程度且适合自己的设计方案,按照要求完成各个环节设计任务,同样能起到能力锻炼和巩固知识的作用。另外,优秀的选题和成果可以用于替代今后教案中陈旧老套的实例,为更新教学素材作充分的积累。
4.基于CDIO模式的“产、学、研”相结合的毕业设计过程改革
CDIO工程教育思想是让学生以主动、实践和课程之间有机联系的方式学习工程技术。教学过程中加强与社会各行各业特别是专业技术行业的联系,这也是当前高等教育改革与发展的趋势之一。我院基于CDIO工程教育思想,实施按“产、学、研”相结合的模式来组织和管理为期一年的毕业设计(包括毕业实习)的教学过程。
我院按照以下三个环节来管理毕业设计过程:首先,建立严格的设计课题审批制度。指导老师按要求填写毕业设计选题审批表,包括课题来源、设计内容、技术要求、学生人数等。审批表先后通过课程组和学院组织的专家组审核合格后方可作为毕业设计题目;如果学生到生产单位或实践性教学基地去做毕业设计,须事先提出书面申请,还必须按教学要求选题和选派指导教师,将课题内容摘要、主要指标、文献资料和校外指导老师的姓名、学历、职称等以及单位提供的软硬件条件以正规格式报送学院,经过审查后方准前往,并同时指定校内指导教师做教学指导。其次,进行定期的检查汇报。为确保毕业设计的质量和进度,要求学生定期向专业课程组汇报毕业设计情况,我院的毕业设计质量监控体系设计了四个环节,即开题、中期检查、毕业设计课题验收、毕业设计答辩。这也是整个毕业设计质量监控体系的四个观察点。其中开题要检查的重点是检查文献阅读与利用的情况、总体方案的设计内容;中期主要检查总体方案中采用到的核心技术的试验情况;课题验收主要检查学生所设计的系统运行情况,数据分析与结果如何,是否完成毕业设计任务;答辩主要考查学生的毕业设计论文、学生的语言表达能力。最后把好答辩与综合评分关。学生的毕业设计成绩应由综合评分来确定,包括工作表现、能力和素质等方面的平时考查成绩、毕业设计成果的验收成绩、论文成绩及答辩成绩。无论是在单位还是在学校答辩,都要求综合考虑上述几项成绩,以确保毕业设计的质量。
四 结束语
从2005年开始,我院开始实施基于CDIO的实践性教学环节的改革措施,通过这几年的实施,取得了良好的效果。我院根据社会和企业的急需技术,有针对性地安排实践性教学,培养学生的一技之长与工程实践能力;坚持这个方针,我院培养的学生在激烈的人才市场竞争环境中,具有了自己的独特优势和生存空间,提高了学生的就业竞争力。同时,我院与企业联合加强实践性教学环节,在企业建立了长期稳定的实践性教学基地,也弥补了学校实验设备不足带来的不便。因此,可以认为,这种教学模式的改革无论是对于学生,还是对于教师、学校乃至社会都是有利的。
参考文献
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单片机是计算机发展的一个重要分支领域,是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM,只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域的广泛应用。单片机课程,是电子信息专业、电气自动化专业等学生在校学习期间,必须完成的一项重要的动手实践活动,单片机技术是一门不可或缺的技术,对我们的工作以及生活和学习都有很密切的联系。近年来,随着电子技术和微机计算机的迅速发展,单片机的档次不断提高,其应用领域也在不断的扩大,已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用,成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。
作为电气自动化专业的学生,单片机是一门重要的专业基础课程,学好单片机课程对以后的工作有着举足轻重的作用。单片机课程是一门理论与实践结合非常紧密的课程,对学生的动手能力要求非常高,而作为高职的学生能否学好单片机课程显得尤其重要。作为一名高职院校的专业课教师如何上好单片机课程,如何提高学生学习单片机的兴趣,激发他们的动手能力,是单片机老师必须好好思考的一个重要问题。
一、备课认真充分
要想上好一门课,备课的好坏直接决定着学生在学习这门课的效果,而作为老师首先必须对自己所教这门课的教材要有一个清晰的整体的了解,把握所选用的教材的整体知识结构,结合课堂教学的实际情况,做出合理的调整,有条不紊的把单片机的知识传授给自己所教授的学生。例如我选用的《例说51单片机C语言版》,这本教材主要分为三大块:第一部分是基本开发环境的介绍,其中包含8X51的基本结构、开发系统和程序设计语言。第二部分是8X51结构与应用,其中包含输入、输出端口、中断、定时器/计数器、串行口等。第三部分是系统应用,包括音乐程序的开发、步进电机的控制、AD/DAC接口芯片的应用、LED点阵的驱动、LCD模块的应用、习题解答等。我在备课时考虑到,单片机课程与数字电路和C语言都有非常密切的联系,而学生可能对以前学过的这些知识有所遗忘,所以在学习单片机课程的前奏和学习过程当中我都会引导学生共同回顾这些知识,做到上课心中有数,条理清楚的教授每一个知识点。
二、改变单一的授课方式
因为高职学生与本科学生相比,理论基础知识有所欠缺,而且学生在学习纯理论知识时会感觉到比较枯燥而且知识相对比较抽象,学习起来感觉有困难,提不起来兴趣。所以我在上单片课程时,选用此教材时,授课时结合高职学生理论知识不扎实的特点做了相应的调整,在硬件部分学习中我降低了难度,让学生到实验室去学习,在抽象的理论知识和实物结合在一起学习时,抽象变得具体,学生在认真学习时一切难点都会迎刃而解。学生的兴趣提高了,学习起来也有明确的目的性,万事开头难,一旦在学习单片机的初始兴趣就被调动起来,为学好单片机课程做了一个良好的开端。
三、理论与实践相结合
我在教授单片机课程时,课堂基本都放在实验室里,学习单片机时不再按照课本的排序讲解,而是按照实验项目进行逐步讲解,在讲解每一个实验项目前,我都会先把这个实验项目要实现的实验现象先演示给学生看,这样可以很好的激发学生学习的欲望,学生会在心里有一个学习的欲望,会想这是怎么完成的。然后我在引导学生,和学生一起逐步学习要学习的实验内容,学习每一个实验的同时,把相关连的理论知识逐步进行讲解学习,这样学生在学习时就不会觉得理论知识枯燥,并且在学习相关理论知识时也有着明确的目的,知道他们是用来做什么的,边讲解,边动手操作,理论与实践紧密的结合在一起,学生学习起来印象深刻,对所学的东西也会产生极厚的兴趣,俗话说的好,兴趣是学习一切最好老师,有了情趣,就为学好单片机打下了坚实的根基。例如在讲授学生接触到的第一个实验霹雳灯时,在学生学习完成必须完成的学习任务后,我给学生出了一个思考题目,让学生自主的改变自己的LED灯的变换方式,但是一定要有自己特定的闪烁规律,并且最后作为平时上课表现的实验积分,这样以来学生学起来有压力同时又有动力,而且更好的激发了学生自己的创造能力,开拓了学生的思维,激发他们创造性。让学生真正掌握学好单片机。
1.工艺要求及动作流程
1.1 工艺要求及动作流程
全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一中心安放的。外桶固定,作盛水用。内桶可以旋转,作脱水(甩水)用。内桶的四周有很多小孔,使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时,通过电控系统使进水阀打开,经进水管将水注入到外桶。排水时,通过电控系统使排水阀打开,将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现,此时脱水桶并不旋转。脱水时,通过电控系统将离合器合上,由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水,如图1所示。
1.2 具体控制要求
PLC投入运行,系统处于初始状态,准备好启动。
(1)按下启动按扭及水位选择开关,开始进水,水满(即水位到达高低)时停止进水。
(2)2秒后开始洗涤。
(3)洗涤时,正转15秒后暂停,暂停3秒后开始反转洗涤,反转洗涤15秒后暂停,暂停3秒。
(4)如此循环3次后开始排水,排空后(水位下降到低位)开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。
(5)若未完成3次大循环,则返回从进水开始的全部动作,进行下一次大循环;若完成了3次大循环,则进行洗完报警。
(6)报警10秒结束全部过程,自动停机。
(7)此外按排水按钮可实现手动排水;按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。
根据设计要求,全自动洗衣机控制选择PLC的型号为三菱公司的FX2N系列整体式PLC。
2.I/O分配
全自动洗衣机的I/0分配表如表2所示。
3.洗衣机工作流程图
洗衣机开始洗衣时,在接通电源后,第一步是调节水位,再按启动按钮开关,开始进水,水满(即水位到设定水位)时停止进水。2秒后开始洗涤。洗涤时,正转15秒后暂停,暂停3秒后开始反转洗涤,反转洗涤15秒后暂停。暂停3秒。如此循环3次后开始排水,排空后开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。未完成3次大循环,则返回从进水开始的全部动作,进行下一次大循环;完成了3次大循环,则进行洗完报警。报警10秒结束全部过程,自动停机。流程图如图2所示。
4.控制系统程序设计
4.1 调节水位程序段
启动洗衣机时第一步是调节水位,该洗衣机有三个水位,分别为“少”、“中”、“高”,本程序段将水位默认设为中水位,可以通过按按钮X005来调节水位,顺序为:Y010、Y011、Y012(即:中、高、少),依次循环,如图3所示。
4.2 启动、手动停止、手动排水程序段
X000表示启动洗衣机,Y007是启动运行指示灯,Y000是进水电磁阀。但按下按钮X000后,Y007和Y000通电,运行指示灯亮起,进水电磁阀开启进水。按下按钮X001起到手动停止运行功能。按下按钮X002起到手动排水功能,如图4所示。
4.3 到达指定水位开始运行程序段
X003、X007、X006分别为指定高度水位的传感器输入信号,T0为当水位到达指定水位是暂停2S时间,如图5所示。
4.4 小循环洗衣程序段
暂停2S之后,Y001开始运行(即洗衣机正转洗涤)15S,T2为正转洗涤15S后暂停3S,Y002开始运行(即洗衣机反转洗涤)15S,T4为反转洗涤15S后暂停3S,再跳到Y001正转洗涤,以此循环3次后(即C0为3),Y003导通开始排水,如图6所示。
4.5 正转脱水和大循环程序段
当排水时水位到达低水位X004感应,使离合器Y004导通,离合器合上,Y005导通开始正转脱水,时间10S后,脱水结束,这时T5为10S,复位C0、Y000到Y005,指令跳到“启动、手动停止、手动排水程序段”开始新的洗涤,直到C1为3时,大循环3次结束,如图7所示。
4.6 洗涤结束报警程序段
Y006为报警T6为10S报警时间,10S报警结束后,复位C1、Y007,整个洗涤过程结束,如图8所示。
5.结束语
以上程序采用的编程软件为三菱公司为其生产的PLC而设计的编程软件GX Developer 8.86版本。经过编程软件的调试,基本达到与实际控制要求一致。在程序设计上,该系统还可采用PLC步进指令等方法。另外,由于论文篇幅原因,没有讨论洗衣机的PLC外部I/O接线图以及电磁阀线圈保护装置。
参考文献
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