电力电子技术实训范文
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篇1
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)04-0233-02
0 引言
随着我院国家骨干院校建设项目的深入开展,作为央财支持的重点专业及专业群建设项目——电气自动化技术专业及专业群建设项目也从人才培养模式、课程体系、核心课程改革、实训基地(实训室)等方面不断建设和完善。为适应电力电子技术课程改革的需要,电力电子技术实训室作为电气自动化技术专业的专业基础实训室也进行了扩建和完善,满足教学做一体化教学的需要。
1 实训室建设背景
为了培养现代装备制造业一线岗位需要的电气自动化类高端技能型人才,提高人才培养质量,我院电气自动化技术专业借鉴世界先进的CDIO工程教育模式,融入电气行业职业标准,构建注重专业核心技术和岗位核心技能培养的项目导向课程体系,突出学生构思、设计、实现、运作环节上职业技能的培养。为满足CDIO项目式课程的教学需求,我院依托哈尔滨职业教育园区,建设集先进性与多功能性于一体的实习实训基地,新建和扩建12个教学做一体化实训室,电力电子技术实训室是扩建教学做一体化实训室之一,该实训室的建设项目是根据国家骨干院校建设的规划和要求而进行的。
电力电子技术实训室始建于2006年,是电气自动化技术专业的基础实训室,目前拥有10套“DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置”。该实训室目前可完成电气自动化技术、电力电子应用技术、新能源应用技术、电力工程技术等专业电力电子技术相关课程的实验实训。可完成人才培养方案中规定的锯齿波触发电路、单相半波可控整流电路、三相半波可控整流电路、单相全控桥整流电路、三相全控桥整流电路的研究5个实训项目。
目前,数字化直流调速系统在国内外工业过程及设备控制中得到日益广泛的应用。数字化直流调速装置作为最新控制水平的传动方式更显示了强大优势,其具有很高的精度、优良的控制性能和强大的抗干扰能力,为工程应用提供了优越的条件。高职学生掌握目前先进的直流调速控制方式也成为迫切需要。电力电子技术也随之进行课程改革,设置了调光灯的制作,晶闸管调速系统的调试,变频器的安装与调试等项目,所有项目均来源于生产实际,教学过程采用教学做一体化教学,项目设计融入了CDIO工程教育理念,即在培养学生的电力电子技术基本理论和应用的过程中,注重培养学生的职业道德、专业核心技术和岗位核心技能,使学生具有良好的人文素养、职业素质、就业能力以及具备可持续发展能力。
2 实训室建设内容
2.1 硬件建设
本实训平台是以现有的“DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置”为基础,增加目前应用范围较广的全数字直流调速系统。以应用为主线,采用“教、学、做”一体化教学模式,运用多媒体教学和现场教学等多种教学手段和方法,最大限度地模拟实际工程,充分调动学生的学习积极性,提高学生岗位实用技能。
针对电力电子技术实训室目前存在的问题,考虑实际情况,配合国家骨干高职院校的建设工作,需要在原有基础上更新测量仪器,购置数字存储示波器,以提高实验精度和数据的准确性;新增全数字直流调速装置及配套直流电机,使学生掌握新技术,满足企业对毕业生的能力要求;创设一体化教学环境,购置短焦投影仪、交互式电子白板、学生工位、学生椅、教师机、工具柜、图书柜等教学做一体化教学配套设施,以满足教学要求和课程实施效果。实训室建成后,可供40人同时进行实训,可开设锯齿波触发电路、单相半波可控整流电路、三相半波可控整流电路、单相全控桥整流电路、三相全控桥整流电路的研究、认识直流调速器和全数字直流调速系统的调试等7个实训项目,基本满足相关课程的实训教学需求。实训室按“教、学、做”一体化的教学模式合理布置,内设学习讨论区、实训区、资料查找区。
2.2 实训项目开发
电力电子技术课程改革引入CDIO工程教育理念,结合实际电力电子方面的工程项目,设置了基本能力项目、综合能力项目和拓展能力项目。基本能力项目,以单一的电力电子线路为载体,着重培养学生电力电子技术基本理论和基本技能,培训学生扎实的理论基础和专业课学习兴趣。综合能力项目,以典型的电力电子装置(系统)为载体,在掌握基本技能的基础上,将所学知识综合应用,融会贯通,着重培养学生分析问题,解决问题的综合应用能力。拓展能力项目,着重培养学生对电力电子新技术的了解和掌握,拓宽学生的知识面。实训项目由校内专任教师和企业技术人员组成的实训室建设项目组共同开发,根据CDIO课程项目设置,编写适合项目实施的指导性材料。
2.3 实训管理规范 引进企业先进文化和现场管理制度,加强实训室文化建设和职业氛围构建,由实训室建设项目组共同制定和完善实训室管理制度,制定操作规程和实训流程等软件建设材料。完善实训室使用规章制度,如《实训管理员工作职责》、《仪器设备管理制度》、《实训室安全操作规程》等,教师和学生认真填写实训室情况记录,及时发现、上报和解决实训室使用中存在的问题,保证正常的教学秩序。
3 实训室特色与创新
3.1 实训设备紧随企业新技术
电力电子技术实训室购入的6RA80系列全数字直流调速器是目前工业自动化控制领域中先进的直流调速器,在传送带、升降机、起重机、索道、绕线机等工控领域有广泛的应用,学生可通过全数字直流调速器的调试训练掌握其操作与应用技能,从而掌握先进的自动控制技术,为后续课程的学习及就业打下坚实的基础。
3.2 形成交互式的“教学做一体化”教学环境
采用目前主流的交互式电子白板及投影设备,创设“教、学、做”一体化实训室,配合一体化教学模式,实训室设置了学习讨论、设计、实现与运行等多个功能区,为学生营造了“自主学习”的环境。
3.3 实训室有效共享
建成后的电力电子技术实训室可完成电力电子线路设计、制作与安装调试及直流调速系统的安装调试,专业教师电力电子线路的设计需要,可满足校内电气自动化技术专业200名学生近280多学时的课程和实训项目的学习,也可满足电力工程技术、新能源应用技术专业相关课程的近60名学生约150学时的教学需要,也可为师生提供教学研究,进行非学历职业技能培训,从而提高了实训设备利用率,实训室有效共享,提高了实训室的利用率。
4 建设的几点思考
①实训室建设要强调学生技能和职业素质的培养。注意培养能从事宽领域的自动化技术设计和工程实践人才。
②实训室建设需要学校组织专家组对实训室的规划、设计、布局及设备配置等进行专业论证。实训项目的设置应与职业的实际工作过程相一致,以学生的职业能力培养为主线,同时,要整合现有资源,优化配置,最大限度地提高实训室及实训设备的利用率。
③实训室的开放管理。加强实训室的开放力度,可在实训室空闲情况下,向学生开放,鼓励学生利用业余时间完成项目,充分发挥学生学习的自主性和主动性,增强学生的主人翁意识。
参考文献:
[1]刘黎.浅析项目课程下高职院校实训室的建设与管理[J].电子世界,2013(10).
[2]曾向阳,吴猛.高职院校校内实训室建设的思考与实践[J].实验室研究与探索,2011(12).
篇2
创新创业型人才培养模式实施,通过创新创业人才培养方案、创新创业型人才培养课程体系、教学实训环境、创新创业型师资队伍建设、“互联网+电力电子技术资源库”平台建设以及学生创新创业孵化平台建设等方面,对电力电子技术专业学生能力及素质提升起到显著效果。
关键词:
创新创业:电力电子;学生能力
近年来,为适应高等教育改革发展新形势,哈尔滨职业技术学院坚持以产学研合作教育作为高素质应用型人才培养的核心,着眼于学生成长成才,不断加大办学体制,进行创新创业型人才培养模式的改革,大力推进课程体系、教学内容和教学方法等方面的改革,大力建设教学团队及实验实训室,对电力电子技术专业学生能力及素质提升起到显著效果。
一、电力电子技术专业创新创业型人才培养模式概述
面向哈尔滨地区电力电子行业的人才需求,电力电子技术专业利用基础课程平台和专业课程平台,将专业技术、职业素养、创新精神、创业能力融为一体,构建了“两平台,四融合”的创新创业型人才培养模式,借助于“互联网+电力电子技术资源库”平台旨在对教育理念、教学内容、课程体系、实践环节、教学环节和管理机制、教学组织形式、教育评价体系等多方面进行人才培养模式的综合改革。在专业技术和职业素养的基础上,将创新精神和创业能力培养融入人才培养的全过程,构建有利于培养面向电力电子行业的高素质高技能型应用人才的教育体系。
二、电力电子技术专业创新创业型人才培养模式对学生能力提高的作用
(一)创新创业型人才培养模式实施提高学生就业率
电力电子技术专业以服务为宗旨,以就业为导向,走工学结合之路,对电力电子技术实施“两平台,四融合”的创新创业型人才培养模式,在传授电力电子技术专业知识和技能的过程中,注重培养学生职业素养。实施通识教育,培养学生创业能力,同时将创新精神和创业意识融入到整个人才培养过程当中。经调查,电力电子技术专业近三年毕业生就业率达到97.5%,25.3%学生在电力电子行业企业从事设计类岗位,学生创新能力得到企业认可。毕业生自主创业比例达到7.6%,比例明显提高。
(二)创新创业型人才培养课程体系提高学生创新能力
通过对电力电子技术专业课程体系重构,在电力电子技术专业进行课程实施,通过基础课程平台创新创业特色模块中“新企业创立”,“创业企业融资”,“创业型企业营销”,“经营和财务”传授学生自主创业基础知识,通过专业课程平台中创新创业类课程“创新制作”,“创业实战”等提高学生创新创业技能,并鼓励学生参加各类大赛。课程体系实施效果显著,培养学生获得全国大学生电子设计竞赛黑龙江赛区二等奖、全国大学生电子设计竞赛黑龙江赛区TI杯一等奖、全国大学生电子设计竞赛黑龙江赛区TI杯二等奖、黑龙江省高等教育学会第二十次优秀高等教育研究成果叁等奖等多项奖项。
(三)教学实训环境提升学生实践能力
通过三年的建设,形成“一体化实训室+车间+公司+行业协会+创新创业基地”的教学实训环境,其中包括电气工程学院34个专业实训室一体化实训室,哈尔滨九洲电气股份有限公司及均衡科技有限公司的真实生产车间,哈尔滨威瀚电气设备股份有限公司、哈尔滨博实自动化股份有限公司、黑龙江富奥电力设备开发有限公司、哈尔滨地铁集团有限公司等实际企业以及电力电子行业协会,哈尔滨职业技术学院大学生创业孵化园等。学生在这些综合实训环境中通过理论知识的学习、实践技能的培养、职业素养及职业规范的训练、创新实践及创业体验,实现零距离上岗及创业。近三年,获取双证率(职业资格证书及毕业证)达到99%,比例大幅度地提高。
(四)教学团队建设提高教师创新创业教育能力
学院建设一支由人力资源专业教师、学生工作教师、社会各界企业家、创业成功人士、专家学者等组成的专兼职教师队伍。组织教师每年到企业进行实践锻炼并参与社会行业的创新创业实践。学院与哈尔滨电机厂有限责任公司合作开发项目,与青岛金博士自动化技术有限公司合作进行风力发电实训装置的发明创造,教师创新技能得到提升。专业教师到新加坡、北京、天津、深圳等地职业院校进行交流,学习先进的CDIO项目式教育教学理念,MOOC、翻转课堂等教学模式,指导学生创新能力和创业意识的培养。
(五)“互联网+电力电子技术资源库”平台提升学生自主学习能力
电力电子技术专业教师团队结合“互联网+”,建立国家新能源教学资源库建设,开发并建设了电力电子技术课程教学资源库,激发学生学习兴趣,提高教学质量。通过“互联网+电力电子技术资源库”平台,形成了“互联网+课程”、“互联网+教学”、“互联网+学习”等模式,通过网络教学平台、网络教学系统、网络教学资源、网络教学视频等,提高学生学习的主观性能动性,经过统计,72%的学生通过网络的方式在互联网世界中寻找到学习的需求与价值,寻找到高效的学习方式,从而提高学习质量,综合能力也将达到提升。
(六)形成创业孵化平台,扶持学生创业
学校建立了“大学生创业孵化园区”,建立完善的“大学生创业孵化机制”,形成了创业孵化平台,其中电力电子创新创业基地为学生走向社会搭建了平台,提供创业孵化场所,开辟了一条学生走进市场的通道,提供了展示自己才能的机会,培养了学生的创业能力。三年期间,共有12支创业团队在创业园区进行孵化,其中“双维电气技术公司”等6个项目成功实现项目实施,创业孵化平台效果显著。
三、结束语
篇3
[关键词]高职;电力电子技术;教学改革
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.11.039
1 引 言
电力电子技术是太阳能光电应用技术专业的核心课,它是一门集电子技术、控制技术和电力技术于一体的综合叉学科,该课程课堂教学的最大特点就是电路图和波形图较多,实践性强<sup>[1]</sup>。近年来,随着新型电力电子元器件的发展,电力电子技术得到飞速发展,在太阳能新能源领域也有广泛的应用。因此,如何把握好课堂的教学内容,激发学生的学习兴趣,使学生既能又快又好地掌握必需的知识,又能培养学生的工程实践能力,在有限的学时内获得最好的教学效果,是一项亟须解决的问题。本文结合自己的教学经验,从教学内容、教学方法、实践环节三个方面对该课程的教学改革进行探索。
2 调整优化教学内容
现在的高职高专电力电子技术教材,大都是电气工程专业、自动化专业等相近专业通用的教材,但太阳能光电应用技术专业学生与其他专业学生在前期课程和后续课程上有所不同,因此,对本课程的学习要求就有所不同。太阳能光电应用技术专业学生电类基础较差,学习本课程时应重点强调应用,淡化理论推导。教学内容应该源于真实,教学情景能够呈现光伏系统安装的工作内容和形式,在光伏体统安装中这些任务最典型、被广泛使用到。
因此,电力电子技术的课程以电力电子开关器件为核心、四类基本变换器和两种控制方法为基础、兼顾当前技术发展,将课程内容分为六大学习情境:调光灯装置、直流调速装置、电风扇无极变速装置、开关稳压电源、不间断电源(UPS)和变频器<sup>[2]</sup>。将每个学习情景分解为若干个学习性工作任务,细化学习内容;每个学习任务又对应着相应的项目实训。学生以五人一组组成团队,配合完成各个实训项目,从而完成一个完整的学习任务。
3 改进教学方法
3.1 以工作过程为导向
整个教学围绕任务的解决展开,突出知识的应用性,引导学生自主思考。设计电力电子课程是以六大学习情景展开,针对每一个学习情景提出一个学习任务,让学生从现象找到本质。再开展学习情景相关知识和技能的学习与锻炼,从调光灯到变频器应用,有目的地开展培养方案,引导学生主动探索项目的相关知识的技能,全面锻炼学生的能力。
3.2 讲解与训练结合
以学生为主体,教师加以适当的引导,提高学生分析问题、解决问题的能力,提高学生的实践技能。如学习电力电子器件时,教师引导学生分析其特征,及时进行现场测试训练,加强学生对该部分知识和技能的理解与记忆<sup>[3]</sup>。
3.3 设计型思维教学模式的应用
教师在讲解一个电路之后,对后续相同结构的电路创设一定的问题情境,引导学生思维分析,由学生提出见解。如在讲解相控整流时,由于不同负载时的电路分析过程是基本重复的,为此在讲电路之前,先让学生熟悉电阻和电感的特点,然后分析电阻性负载下的电路,而电感负载电路的分析由于过程基本相同,则可以留给学生解决。在这个环节的教学中,安排学生进行电路分析的设计,然后讨论不同控制角下的波形,让学生提出猜想,最后利用仿真软件加以演示。
通过多种教学方法的灵活使用,将抽象的问题具体化、形象化,将理论分析与应用相结合,通过实际应用,从小的实践项目到较大一点的综合性实践项目的设计与制作,培养学生的成就感,提高学生的学习兴趣和乐趣。将学生的被动接收变为在老师的指导下的主动学习,这样所有问题都迎刃而解。
4 改革实践环节
4.1 打破原有验证性试验体系
通过学生为主体、教师为主导的教学方式,形成理论、实践教学交融渐进模式。如调光灯模块中,先引出分析案例――调光灯,由其工作特点引申到相关工作器件、工作电路和工作原理。学习器件时,让学生进行器件的测试,使其掌握该种器件特性;学习到工作电路和工作原理时,让其进行电路实训,自己连接电路,并通过波形观察掌握这种电路特点和应用,学习完这部分内容后还进行调光灯的综合实训,让学生从安装、调试到故障分析一步步掌握和整流技术相关的知识和技能。
4.2 选择具有较高实用价值的实训项目
电力电子技术课程具有很强的工程应用背景,而实训是培养学生理论联系实际、动手能力和科学研究方法的重要手段。因此,要选择基础和具有较高实用价值的实训项目,基础的实训项目例如单相、三相整流桥路性能研究、斩波电路性能研究等<sup>[4]</sup>。通过这些实训可以使学生掌握电路基本拓扑的原理和构成,对实训结果的分析使学生对电路工作原理有了更深刻的理解。具有较高实用价值的实训项目,例如开关电源的性能研究、功率因数校正技术等。这些实训项目密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术,同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观更感性的认识。通过这些实训提高学生对电力电子技术的知识储备和技术能力,让学生做到学有所用,学有所想。
5 综合性课程设计的设想
传统的课程设计只隶属于各门课程,它们之间衔接性较差,学生难以掌握完整的知识体系。为克服传统课程设计的不足,近年来,开放式的综合性课程设计备受关注,成为当前实验教学改革的重点。这种开放式综合性课程设计模式的特点是:以系统化专业知识为主线,以开放的教学实验室为基地,以实际动手为基础,以激发学生的兴趣、主动求知为动力,以培养创新能力为目的。
笔者认为,电气工程及其自动化的综合性课程设计应体现强、弱电结合的特点,因此包含电能变换电路的设计和调试是必要的,该部分可利用通电电能变换器实验平台来实现。此外,综合性课程设计还应覆盖自动控制理论、计算机控制、检测与信号处理等课程的内容,为此可增加单片机控制单元,电机速度检测单元、电流检测单元及有关机械部件,形成数字化的电气传动控制系统。以该系统作为综合性实验平台,可设立多种多样的综合设计题目,达到对学生综合技能的训练和培养的目的。
6 结 论
电力电子技术课程作为一门工科的课程,要上好这门课是不容易的。该课程的改革是一项系统工程,其学术性和技术性很强,涉及的面较广。要搞好这项改革工作,既需要学校的投入,也需要教师的艰苦努力和无私奉献。为把学生培养成为基础厚、知识博、能力强、口径宽和适应性强的高素质人才,我们要积极探索教学内容、教学方法和教学手段的改革方法,使学生能真正成为应用型技术人才<sup>[5]</sup>。
参考文献:
[1]王卓,王强,曹晶人,等.“电力电子技术”课程教学改革探讨与实践[J].中国电力教育,2013,11(3).
[2]张洪宝.光伏技术专业电力电子技术课程探究[A].2011高等职业教育电子信息类专业学术暨教学研讨会论文集[C].2011.
[3]王璐.基于项目式教学的电力电子技术课程改革探索[J].辽宁高职学报,2014(9).
篇4
本文针对应用型本科人才培养的定位特点,探讨了电力电子技术课程教学方法的改革,包括理论教学改革和实践教学改革,通过优化教学内容、创新教学方法等对电力电子教学进行改革。依托先进的实验设备、大学生电子设计赛事并结合高校教学研究项目,对电力电子技术课程教学进行改革。通过教学改革,提高学生实践能力,实现应用型本科人才培养的目标。
关键词:
电力电子技术;教学改革;应用型本科
一、序言
近年来,实现绿色用电、寻求新型清洁能源已成为各国关注焦点。电力电子技术不仅可实现提高用电效率、改善用电品质,同时也是光伏发电、风力发电等新能源利用所必须的技术基础。由于本课程横跨强、弱电与控制技术,因而是门难学的课程。与普通本科相比,在办学思路上,民办高校更加注重应用型人才的培养,因而对于应用型本科院校,电力电子技术的教学不能完全沿袭其着重理论推导和全面讲解的教学模式。如何开展电力电子技术课程教学、改革教学内容、课程体系和教学方法都是值得我们探讨的问题。
二、电力电子技术教学的现状分析
当前,应用技术型院校电力电子技术课程的教学主要面临以下几个方面的问题:
1.教学内容不新。
随着电力电子技术的快速发展,新型的电力电子器件不断出现,但是将理论知识和先进技术相融合的适合与应用技术型院校学生的电力电子技能掌握的教材很少,应用型本科院校应更加注重理论和实践的结合,更强调学以致用。因此,需要从讲授的理论内容、教学方法、教学模式、实践应用等方面进行有针对性的改革。
2.学生基础较薄弱。
应用型本科院校的学生入学时学习基础相比较之下要弱一些,自身的文化基础普遍偏低,学习主动性不高,只求领会肤浅内容。电力电子技术的前修课程为电路、模拟电子技术和数字电子技术。应用型本科院校的学生很多对于这几门课的掌握都不深入,一些分析方法都不熟练甚至无法掌握,这给电力电子技术课程的教学带来很大难度。
3.传统的教学模式过于枯燥、抽象。
电力电子技术课程的最大特点是包含了大量的电路和波形图,特别是三相整流的部分,图形更为复杂。要对各种变流电路的工作过程给予形象的表示,使学生能感性地理解课堂教学内容,这就要求我们在教学方法和手段上突破创新。教师如何在有限的学时里,确定好合适的教学内容,教学方案,采取恰当的教学方法和教学手段,提高学生学习的兴趣,获得理想的教学效果,都是一个值得不断深入探讨和实践的问题。
三、改革探索
作为一所培养应用型人才的高校,在课程改革中须明确人才培养层次,紧扣“应用”二字,才能理清改革思路,树立正确的改革目标。为在电力电子技术课程改革中突出“应用型”特点,应用了实例教学等教学手段,帮助学生打好扎实理论基础,设计贴合实际应用的实验、实训等实践教学环节,提升学生的应用能力,培养学生自主学习能力,保证学生的知识、能力和素质获得应有的提高。改革目标主要是以下几点:
1.围绕应用型人才培养目标改变教学思路。
针对学生能力和需求的差异,将教学内容分为基础知识掌握、应用能力培养两个方面,其中基础知识掌握方面的教学满足就业需要,应用能力培养方面的教学则以满足职业技能需要和培养创新能力。通过课堂教学内容的改革,体现课程综合化趋势,重新组织教学内容,突出课程实用性和趣味性,改变传统教学中对四大变流电路孤立、单一的学习模式,基础知识掌握以基本变流电路的分析为主,讲授基本的电路工作原理。应用能力培养方面,引入生活中常见电路以及电子设计实例,如调光台灯、电动自行车等实例进行教学,详细讲解实例的电路设计,并鼓励学生大胆实践,通过自己组装或设计简单的电子技术产品来提高动手实践能力;有效的推进电力电子技术教学,提高了学生的理解能力,并对电力电子技术的应用建立起直观的认识,对学生电力电子技术应用技能的培养起到了大大的推进作用。结合系统供电、控制等模块电路结构、原理的介绍,通过一系列具体电路分析,将《模拟电路》、《电机与电气》等前期专业课程的知识与《电力电子技术》所学理论知识相联系。并且,在保证理论基础扎实前提下,增加日常电路分析和设计实践环节在整个教学过程中所占比重,以实例激发学生自主学习兴趣,以兴趣带动能力培养,在这一过程中培养学生的读图、分析、画图、简单电源电路设计等能力,实现理论与应用相辅相成、有机结合,最终提升学生实际应用方面的综合素质。
2.围绕能力培养,深化教学方法改革。
根据学生毕业后从事职业所必需的能力,在教学过程中,弱化对教材中过于复杂电路的理论分析和公式推导,突出对实际电路应用和设计的分析。采用引导型教学方式,注重教学过程中的学生分析解决问题能力的培养,在教师“教”与学生“学”的过程中不断发现问题和新的突破点,将学生被动接受知识的过程转化为其不断解决问题的过程,使学生主动学习、开放思维,并在此过程中加深相关理论的理解,训练其分析和解决问题的能力,增加理论教学趣味性。加强实践性教学环节,通过实验、大学生电子设计赛事等实践性教学内容锻炼学生的实际动手和电路分析能力,发挥学生潜力。学生参加全国大学生电子设计大赛,通过电源类题目的赛事,使学生掌握电力电子技术方面的技术、技能。目前取已得奖项共28项
3.侧重发扬教学理念,发挥实践的导向作用。
应用型本科院校的教学理念是培养应用型的人才,实践变得尤为重要。加强电力电子技术实践教学对培养学生的应用技能是十分必要的,传统的以课堂讲授为主、实验为辅的教学模式对这门课不太适合,因为这门课的实践性很强,学院本着从实际出发,根据本学院开设实践培训的能力与学生电力电子专业技能培养的需求,明确了电力电子技能培养形式,即对学生开展了开关电源的设计制作培训,理论教学中所设计方案付诸于实践,在这一实践环节中学生首先要根据基本的理论知识设计不同类型、不同设计指标的开关电源,用protel软件画出电路原理图,画出PCB板图,其次所有的元器件,要学生自己跑市场按照电路图备齐。最后完成实际电路的焊接调试等工作,这个过程和实际工作中的动手过程差别不大。在实验室开放的时候,学生可以自行到实验室完成电路焊接。在这一过程中学生学到了课堂上学不到的实践知识,如基本器件部分的电力二极管、功率MOS管和IGBT等器件的使用,学生自己在网上按型号找资料,找出资料中的应用典型电路,以及器件的重要参数值,如导通电阻耐压、耐电流。学会元器件的识别与检测,掌握穿孔元件安装和焊接技能,学会万用表、电子毫伏表和示波器使用方法,并摘取说明器件典型特性的实验波形和学到的知识相对照,形成完整的测试报告。通过由元件到电路的过程,同学们不仅强化了课堂内容的理解,而且亲身实践了实际产品设计的全过程。
4.教学要注重产学研结合,加强实践能力培养。
实现应用型人才培养目标的一个重要的途径即落实产学研结合教育。学院鼓励学生关注本专业的研究课题,在学校的大力支持下,学生积极申请了相关的创新创新项目多项,并付出行动参与课题研究,能够利用寒暑假及课余时间进行实践,自觉主动提高个人实践能力。为了提高学生的实践应用技能,学校鼓励学生积极创新及参加各种技能赛事,通过学生自制实验设备、参加国际国内的各种赛事,培养学生的各种能力。教学中通过实训设计自制电路板,再对电路板进行测试,通过实际电路制作调试大大的提高了学生的理论理解与实践应用能力。
总之,从培养适应社会经济发展需要的工科应用型人才角度出发,有针对性地开展对电力电子技术这门学科的教学改革,才能使该课程做到理论实践紧密相连,保持课程的实用性、先进性,体现其既具有理论深度,又与实际操作紧密结合的综合性特点。同时,通过在校期间对学生实践技能上的提前训练,使他们具备应用型人才的特点,帮助其建立必要的专业素养,能为学生就业及今后在工程领域的发展奠定良好的基础。
作者:李喜平 丛昕 魏昭辉 苏洪雨 单位:哈尔滨剑桥学院
参考文献:
[1]施昕昕.应用型本科电力电子技术教学探讨[J].科教文汇,2014(1).
[2]田海.应用型本科院校“电力电子技术”课程教材探析[J].中国电力教育,2014(1).
篇5
电力电子技术教学改革与实践
电力电子技术课程是电气信息类专业的核心专业课程。依据学科发展及教学需要,我们对课程的教学内容和教学方式进行了大胆的实践并将继续进行教改方面的探索,将从授课内容、授课方式和学生考核方式三个方面进行了改革和创新:
我们坚持当代教育发展新理念,具有超前意识。针对不同的授课对象和教学内容,项目组将探索同一门课程在教授时“合”与“分”的对立与统一。除了讲授传统经典的内容之外,还讲授新理论、新方法、新技术,新应用,从而使学生的学习内容和现场的技术需求紧密结合起来,全面贯彻“卓越工程师培养计划”工程教育指导理念。
引入Simulink、PSCAD/EMTDC仿真软件,对电力电子技术四大变换中的典型电力电子电路进行仿真,让学生虚拟实验及设计,进一步加深对电路原理的理解,开阔学生的视野;计算机仿真技术的引入,对传统的实验教学起到了很好的互补作用。这些举措极大地提高学生理论与实践相结合的实际操作能力,有力地调动学生学习的积极性,提高学习兴趣,同时也将提高学生独立思考和自主学习能力。
我们在教学实践中改变以往“黑板加粉笔、老师讲学生听”的灌输式授课方式,针对课程精心开发多媒体教学课件,形成面向不同层次学生的课件体系。在授课过程中贯彻“以学生为主体,以教师为主导”的“双主”理念,加强师生交流互动,探索引导学生开展自主性研究式和讨论式学习的新方法,通过网络搜索、专题讨论的方式提升和扩大课堂教学效果;摸索出进一步提高学生学习兴趣的教学方法[6]。
针对电力电子技术课程应用性强的特点,我们在考核中加大对学生平时作业、课程小设计的考查力度,期末试卷的题型结构上探索出一条尽量减少靠记忆背诵的知识要点复述传统考核手段,逐步加大设计性的小实验,经典电路应用方面的波形分析的题目比例,真正考核出学生对电力电子技术课程的理解和实际运用能力。力求做到从考核学生“学习成绩”向评价学生“学习成效”转变,引导学生从注重“考试结果”向注重“学习过程”的转变,着重提高学生的创新能力和工程实践能力。
结束语
篇6
1修改人才培养方案人才培养方案制定得是否合理,关系到本专业的生存和发展。随着现代科学技术的迅猛发展,电类的各专业的界线越来越模糊,各学科相互交叉、相互渗透,电气专业传统的“发电、输电、用电”知识结构已经不能满足当今人才培养要求。因此,对人才培养方案和教学计划要进行适当的修改和调整。由于电气工程及其自动化专业是一个强电和弱电相结合的宽口径专业,而电力电子技术是诸多学科相互交集的学科,是由基础课到专业课过渡的桥梁和纽带,是强电和弱电的有机结合。因此,在修改和调整人才培养方案和教学计划时,要体现出电气专业的“以强电为主、弱电为辅、强弱协调”的主导思想,加大教学力度,要意识到“电力电子技术”课程在电气工程及其自动化专业教学中重要性和必要性,以拓宽学生的知识面,提高学生的工程实践能力和创新能力以及扩大学生毕业后的就业面。
2教材内容的合理取舍任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材,再参考其他的辅助教材,取长补短,主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验,注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识,还要注重工程实际的应用,要体现电力电子技术发展的新技术,也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁,使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外,还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况,注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用,注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择,还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UPS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况,以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。
3课堂教学方式改革教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flas的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。
4改革实验教学环节为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。
5将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。
6课程设计环节的改革“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为核心,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。
7毕业设计环节的改革为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力,近几年来,在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中,除了到发电厂、变电所参观实习外,有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面,除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外,许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目,如感应加热电源、大功率开关电源、UPS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。
二、结束语
篇7
《电力电子技术》是机电类专业的专业基础课。课程涉及到大量的电路分析,是一门与实践联系比较紧密的课程。逆向思维教学法是从果导因的逆向分析法。在逆向思维教学的基础上,为加强学生实际能力的培养,探索工学结合的教学模式,课程组结合课程教学特点,创建了“理论——实践——工程设计”一体化的教学模式。我们将教学过程分解为三个互相联系的模块,整个过程将理论教学、实训与实践、工程设计三大部分进行了一体化的组织设计,各个模块的有机衔接,教学组织过程依次展开。同时,根据教学内容,选择了灵活的教学方法,如现场教学、案例教学、项目驱动、真题实做等,构成一个学校——企业——社会贯通的现代教学链,加强了学生实际动手能力和创新能力的培养。从真正意义上实现了理论与实践互交互融和开放性教学,体现了工学结合特色。
二、加强课程建设,精心、合理选择教学内容
1.了解相关课程之间的分工。知识是相互联系、相互渗透的。在开课前,熟悉本课程与相关学科的联系,了解先修课“电路”和“电子技术基础”两门课程的教学情况和后续课“变频调速技术”的安排,处理好他们之间的关系,保持整个专业课程体系前后衔接,避免内容的重复和疏漏。例如“自关断器件”一章节,电子技术基础中已讲过小功率晶体管、场效应管的结构、原理、特性及应用。在本门课程中,对功率晶体管、功率场效应管应重点讲述其与小功率管的不同之处。对于晶闸管直流电动系统部分,重点应在整流、有源逆变两种状态下,电流连续、断续时的电动机特性,而直流可逆调速系统的内容则需放到后续课程“变频调速技术”中。
2.以器件、电路、应用为主线,加强基础知识的学习。以开关方式工作的电力半导体器件是现代电力电子技术的基础核心。电力电子器件的基础之一是能以小信号输入控制很大的输出,这就使电力电子设备成为强弱电之间的接口的基础。讲解器件原理及特性,目的是为了应用器件组成电路,故应掌握器件外部特性、极限参数和使用注意事项。三方面的内容应以电路为主,学习各类电力半导体器件所构造各种功率变换电路时,学生应掌握功率变换主电路的构成、工作原理和工作波形,不同负载对电路工作特性的影响以及主电路的元件参数计算和选择。
3.介绍学科前沿发展的动向,反映本学科和相邻学科的新成果、新进展。无电网污染、无电磁干扰、节能省电等绿色指标是全球范围内的热门话题。由于很多电力电子装置结构相当复杂,为简化设计而出现的集功率开关、变换控制电路、传感控制电路为一体的智能功率集成模块受到欢迎,厚膜集成模块、积木式的功能模块,灵活机动既能单独使用,也能相互组合成较大的系统,成为电力电子技术的发展方向。教学内容应主动吸收最新信息,同时引导学生了解电力电子技术的发展动态,扩大知识面,这可通过指导学生阅读与电力电子技术有关的学术期刊,登陆相关的专业网站,使学生了解自己目前所学知识在本领域所处的位置,从而站在较高的起点上,去适应学科未来发展的需要。
三、改革教学方法,形成以能力培养为主线的课程特色
《电力电子技术》是一门理论包含实践的课程,根据其自身的特点,课程的内容设计应注重“讲”“练”。多年来,电力电子技术课程的教学方法是以教师为中心的,逐章逐节不厌烦地讲授,讲得过多、过细,以求“当堂弄懂”“课上解决”。这样只是传授,学生总是处于被动接受的地位,极大地妨碍了学生学习的主动性和积极性的发挥,不利于学生的素质和能力的培养。而实现教学现代化是加大授课信息量,节约课时,增强教学效果的重要措施。为改变这种情况,首先,教师在课前注意调查学生的学习基础,合理安排教学内容。而在教学中力求突出内容的重点和难点,但又要保证内容的系统性、完整性,并精选一部分内容留给学生去自学,写报告,然后开展课堂讨论,同时,结合学生看到的一些与电力电子技术有关的现象,让学生设计主电路,画出波形图。四、加强实践环节,注重综合能力培养
电力电子技术有很强的实践性,而实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段,因此应精选最基本的也有较高实用价值的实验项目。例如选择在计算机、通讯设备及家用电器等广泛应用的开关电源作为实验项目,介绍典型的开关电源的线路,比较开关电源和线性电源的性能,使学生对开关电源有了深刻的印象,并增强了学习电力电子技术课程的兴趣。由于电力电子电路具有强、弱电结合的特点,要特别强调实验操作的认真、规范,保证实验顺利进行,避免事故发生。实验前,要求学生根据实验名称及预习要求进行预习,从而在观察现象和发现问题等方面充分发挥主观能动性。实验过程中,注意考察每个学生的实际动手能力,针对性提出线路连接和实验现象方面的问题。让学生边做边答,防止学生机械接线,使实验走过场。注意介绍新仪表、新仪器的使用,例如数字式示波器的使用,这样学生会直接感受到科技发展带来的巨大方便。
计算机仿真是使用计算机对已经存在或正在设计的对象的模型进行研究,具有精度高、重复性好等特点,是进行科学研究的重要手段之一。现在出现了大量的仿真软件,将电子仿真设计软件PSPICE和科学计算软件MATLAB等引入到电力电子技术教学中,让学生按研究的侧重面或实际需要对实际对象进行简化提炼,而不是原型的复现,这样有利于抓住其本质或主要矛盾,对所学理论有深刻的理解,也为学生今后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。
在课程结束前安排一周的课程设计,可将电力电子技术及其他先修课程(电工基础、电子技术、电机学等)中所学到的理论和实践知识全面地结合起来,同时培养和提高学生自我获取知识的能力。课程设计的内容应具有一定的系统性、新颖性。教师要发挥指导作用,指导学生阅读参考文献,审阅设计方案,检查设计进度,及时指导和帮助其解决存在的问题,逐步培养学生的独立工作能力、设计技能和建立正确的设计思想,重视学生的具有创新精神的见解。
五、结束语
电力电子技术课程的教学改革是一项系统工程,其学术性和技术性较强,涉及面很广。而教学改革是一项长期而艰巨的任务,我们只有不断积极探索教学内容、教学方法,充实自己,以适应当今社会的需要。
【摘要】本文介绍了“电力电子技术”课程的教学方法改革。研究、探索和实践与教学体系相适应的实践教学模式、教学方法和教学手段。提出了全方位教学的改革与实践的新思路,为社会培养具有创新精神的高素质技术应用型人才。
【关键词】电力电子技术教学方法教学改革
参考文献:
[1]黄俊,王兆安.电力电子变流技术[M].北京:机械工业出版社,2000.
篇8
电气自动化专业的一门重要课程就是《电力电子技术》,该课程的应用性强,且往往需要把实践和理论结合在一起。
在进行改革前,理论教学采取的是教师在教室内讲解知识,学生被动学习的形式,学生能够学习到内容较深、知识面较宽的知识。实践教学则是采用实训装置,对实验进行原理性的验证,而不是把训练应用到实际中。该方法在很大程度上限制了学生的动手能力和创新思维,因此无法满足学校的教学需求。
该文作者结合自身的工作经验,把自身的工作过程和工作任务作为载体,对教学内容进行序化、整合,从而设计一个科学合理的教学项目。教学组织采取切实的行动,以培养学生职业能力的基本规律为准则,创造一种“理实一体”的教学模式,在教学中取得了良好的效果。
1 课程改革所遵循的依据
1.1 工作岗位需求
随着越来越多的企业采用先进的自动化设备,企业对高技能人才的需求不断增加,对技术人员也提出了更高更新的要求。该文作者通过对往届毕业生座谈及用人单位访谈得知,电气自动化专业技术人才主要有设计工程师、安装调试与维修工和电气自动化设备或系统操作员三类工作岗位。现今高职院校的大专毕业生主要的工作岗位是安装调试与维修工,而且社会也需要大量的安装调试与维修工。
1.2 工作能力判断
技术人员如果想从事电力电子设备安装与调试的相关工作,那么需要具有以下的能力。(1)电工工具的使用能力;(2)电子设备的安装能力;(3)电子设备原理图的识读能力;(4)电子产品焊接能力;(5)电子电器元件识别和选择能力。另外,技术人员还应该具有良好的沟通和协调能力和职业道德,并且具有安全意识、环保意识以及成本核算意识等基本素质。
2 课程定位
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术,其核心是应用各种电力电子器件完成电能的变换与控制。学生在学习完《电机拖动》《电子产品制图》《电工电子技术》等课程后,应该初步具有使用电工工具和仪器的能力以及相关的电工电子和电机基础知识,并且以绘制电子电路的能力为基础,培养学生具有从事相关工作所需要的专业技能和知识。另外,还需要开展一门专业课来加强学生的职业素养和职业道德,从而培养出大量符合社会需求的人才。
3 项目化教学整体设计
3.1 课程设计思路
“项目教学”以建构主义教学理论为基础,是一种新的教学方法。所谓建构主义,指的是把学生作为教学的中心,教师只起辅助的作用,通过绘画、协作、情景等方式,让学生的创造性、积极性和主动性得到充分的发挥,从而让学生能够重新的构建知识。在《电力电子技术》项目化的教学中,笔者按照理论够用,注重能力的原则,以“项目引领,任务驱动”为课程改革的指导思想。把网络、企业和学校作为一个整体,为学生搭建一个从学校到职场的桥梁。
3.2 课程项目设置
该课程共选取了六个典型项目,各项目包含的知识目标和能力目标如表1所示。在每个项目实施的过程中,建立完整的电力电子设备的整体概念,体验完整的电力电子设备的安装与调试过程。
电力电子中很有大量不同种类的实用电路,选择的范围很广。如,选择安装、调试在很多企业中都有使用的软启动器,各种各样的声控电路、调温电路等为载体构建项目。
3.3 项目实施
项目实施考虑人的认知规律,依据设备电路从简单到复杂,能力从基础到综合,合理排布。
项目导向教学流程:(1)接受任务;(2)查阅资料、准备知识、熟悉设备;(3)制定安装调试方案;(4)安装调试设备并记录;(5)检查验收;(6)整理资料并归档。在进行项目时,应该逐步加强学生独立完成的能力,相应的减少教师的指导,同时渗入职业道德、职业标准和职业行为规范教育。
3.4 考核与评价
成绩评定由教师评定、学生自评和学生互评三部分组成。通过学生自评和互评加强了学生间的交流与合作,让学生养成客观的、实事求是的态度,让学生更加的渴望教师的评价,树立较好的学习风气。
工作任务的成绩评定=20%学生自评+20%学生互价+60%教师评价。
项目实施的过程是成绩考核的主要依据,具体评分标准见表2。
单项总成绩=项目验收成绩×40%+工作过程考核成绩×30%+素质能力成绩×30%。
总成绩=∑单项总成绩/项目数。
现今,还有很多的问题存在于教学过程中,等待我们去解决。如,设备的数量和种类不足,无法满足技术训练的需求;设置的项目覆盖面较窄等。
篇9
关键词:电气工程及其自动化;人才培养模式;课程体系
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)33-0038-02
为解决山东省高等学校面临的办学模式单一、同质化倾向明显、学科专业结构不能够适应经济社会发展等问题,山东省在地方高校中遴选了一批基础型、应用型和高素质技能型人才培养特色名校进行重点建设。山东理工大学(以下简称“我校”)入选了首批应用型特色名校立项建设单位,电气工程及其自动化专业是我校重点建设的专业之一。
根据我校的办学特色,以及电气工程及其自动化专业特点,设立的建设目标是立足山东半岛制造业和蓝黄经济区建设,面向全国城乡电网改造升级与智能电网发展,培养具有“基础厚、能力强、扎根基层、踏实肯干”的应用型人才。学校和学院从深化人才培养模式与课程体系改革,加强师资队伍建设,完善产学研合作体制机制,改善实验实训条件建设,增强社会服务能力,辐射带动专业群等6个方面对专业进行了建设。
一、专业基础及特色
我校电气工程及其自动化专业本专业前身为农业电气化专业,1977年开始招收本科生,1998年改为电气工程及其自动化。在30多年的发展历程中,始终以培养具有“基础厚、能力强、扎根基层、踏实肯干”的应用型人才为目标,积极服务于电力及其相关企业。本专业2007年被评为山东省特色专业,2009年被确定为国家级特色专业建设点;紧密围绕智能电网建设以及节能降耗等生产实际,形成了智能配电网自动化、输电线路暂态分析与保护、现代电气传动与节能技术、新能源发电及并网控制技术等特色优势方向。电气工程及其自动化专业所在的电气与电子工程学院现有4个本科专业,另外3个分别是自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术。由于4个专业中既有“强电”专业,也有“弱电”专业,因此在发展和建设过程中,可以强弱结合,协调发展。
我国智能电网的迅速发展,加大了电力及其相关企业对电气工程及其自动化专业人才的需求。随着山东半岛制造业的蓬勃发展和山东“一蓝一黄”经济区建设的推进,城乡电力需求越来越大,城网、农网智能化改造升级陆续展开,对电力系统运行维护、设计开发、分析研究等人才需求越来越大。同时,相关企业对电气传动与节能、新能源开发利用等技术人才的需求日趋旺盛。因此需要紧密结合电力及其相关企业的人才需求,根据行业的动态发展,不断改革培养模式和课程体系,以实现学生知识、能力、素质协调发展。
二、人才培养模式建设思路及内涵
根据山东省特色名校的建设要求,以及我校的办学基础和特色,我校电气工程及其自动化专业的办学定位是应用型人才培养。在学校制订的“知识、能力、素质”三位一体的人才培养体系的大框架下,针对电气工程及其自动化领域的新发展、新要求,制订了“一强二弱,三融四化”的人才培养模式。
“一强”指电力系统强电知识和技能。主要学习电机、发电厂电气部分、高电压技术、电力系统分析、电力系统继电保护、电力电子等方面的知识和技能。
“二弱”指电力系统控制与通信两方面弱电知识和技能。其中在电力系统控制方面,主要学习计算机控制、电力系统微机保护、嵌入式系统、电气控制与PLC等方面的知识和技能;在电力系统通信方面,主要学习信号与系统、通信网络、无线通信、光纤通信等方面的知识和技能。
“三融”指企业技术人员融入师资队伍、学科前沿融入课堂教学、研究成果融入教学全程。其中企业专家融入师资队伍,指从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员和管理人员担任兼职教师,举办讲座、指导毕业设计和实习,参与专业建设、课程开发和教研教改活动;学科前沿融入课堂教学,指将行业与产业发展形成的新知识、新成果、新技术引入课堂教学;研究成果融入教学全程,指将本专业在电力系统故障监测与定位、智能配电与用电、电气传动与节能、特种电机及其控制、分布式电源及其并网控制等方面的研究成果融入课堂教学和实践教学全程。
“四化”指课堂教学同步化、实践项目层次化、课程设计综合化、毕业设计实战化。其中,课堂教学同步化,指将数字电子技术、嵌入式系统基础等基础课实施“同步互动式”课堂教学改革,课堂教学与实践教学同步,教师与学生、学生与学生进行教学互动;实践项目层次化,指实践主要包括实验课程、电工电子实训和生产实习,实验课程由验证性加深过渡到综合性,由实验室过渡到实训中心,再由综合性发展到创新性,由实训中心过渡到创新实验室,分阶段分层次进行;课程设计综合化,指专业课程设计内容综合2门以上课程,3~4名学生设计一个题目,培养学生的创新意识和团队合作精神,为做好毕业设计打下良好的基础;毕业设计实战化,指毕业设计题目紧密联系科研课题或生产实际,实行一人一题,真题真做。
三、课程体系建设
课程体系建设是实现人才培养目标,实践培养模式的基础,在对电力行业及相关企业充分调研的基础上,结合我校自身特点和专业特色,紧密围绕智能电网建设、新能源开发与利用、厂矿企业节能降耗的发展需求,在专业课的设置上,构建“一强二弱,三融四化”课程体系,提出以精品课程体系建设为龙头,构建模块化培养框架,[1]在公共必修课、学科基础课和素质教育课的基础上,专业课由专业公共课、电力系统运行与控制、电力系统继电保护与自动化、电力电子及其应用4个方向模块构成,如表1所示。
表1 电气工程及其自动化专业课程体系
序
号 课程类别 课程名称 备注
1 专
业
课 强电课程 弱电课程 专
业
公
共
课
控制类 通信类
电机学
电力电子技术
电力系统分析
电气控制与PLC
高电压技术
电力系统电气部分设计
电力系统继电保护 自动控制原理
嵌入式系统基础
计算机控制技术
电气检测技术 信号与系统
现代通信原理
电力系统通信
电力系统安全分析
电力系统控制
学科前沿课(1) 学科前沿课(2) 电力系统运行与控制方向
电力系统微机保护原理与算法
电力系统自动化
学科前沿课(1) 学科前沿课(2) 电力系统继电保护与自动化方向
电力传动与控制系统
电力系统柔性输配电技术
学科前沿课(1) 学科前沿课(2) 电力电子及其应用方向
2 公共必修课 大学英语、计算机应用基础、C语言、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、形势与政策、军事理论、体育、文献检索
3 学科基础课 高等数学、复变函数与积分变换、概率论与数理统计、线性代数、大学物理、工程制图、大学物理实验、电路、电磁场、模拟电子技术、数字电子技术
4 素质教育课 中国传统文化、大学生发展与职业规划、大学生就业指导、学科导论、经济学概论等
5 实践环节 入学教育及军训、社会实践、公益劳动、金工实习
电子工艺实训、电气工程实训、生产实习
模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、综合课程设计
毕业实践与毕业设计、毕业鉴定
提出对“嵌入式系统基础”“电机学”“电气控制与PLC”“发电厂电气部分”“电力系统自动化”“高电压技术”“电力系统继电保护”等专业核心课程按照省级精品课程标准进行建设;对实践性比较强的课程,如“电力系统安全分析与控制”“电力系统柔性输配电技术”“电力系统继电保护”“电力信息技术”等,开展校企共建,即按照企业工作流程、岗位技能和综合素质要求,确定课程结构、选择课程内容、开发专业教材、共同组织教学;先由学校的专业教师进行课程基础知识讲授,再由企业一线工程师进行实际项目的实战技巧讲解,并形成教学案例。
在培养计划的制订过程中,对专业课程教学内容进行了重新审视和更新,不求全和细,重视精和新,并且要求每门课程至少有3名教师可以讲授,制订了所有课程的教学大纲。在制订过程中充分注意了课程之间的衔接,剔除了后续课程中学生在其他课程中已经学习的内容,减少课程门数和课程内容的重复,实现了课程的重组和整合,提高了课程综合化程度。[1]
在教师教学过程中,鼓励教师进行先进教学方式改革。在山东省特色名校工程建设的资助下,学院通过硬件条件的建设,实现了“嵌入式系统基础”课程的“同步互动式”教学,即讲、学、练、考一体化的教学方式,取得了很好的教学效果,下一步将对“电气控制与PLC”等实践性强的课程进行“同步互动式”教学改革;另外,学院积极鼓励教师将科研成果向教学转化,改革教学内容,组织教学案例,对专业性很强的课程,如“电路系统自动化”“电力系统分析”等进行了“案例式教学”改革,[2,3]拓宽学生的视野;为了加强学生自主学习和创新能力的培养;鼓励教师进行“框架式”教学改革,打破传统的“教与学”课堂教学模式,在教学大纲和教师的引导下,让学生参与到课堂教学中来,并能自主创新的完成教学内容。
四、主要改革成果
第一,在“一强二弱,三融四化”人才培养模式的引领下,制订了电气工程及其自动化专业培养方案,对未来人才培养的培养目标、主干学科、课程体系、专业主干课程、主要实践环节及教学安排进行了规定,并进行了实施。培养方案中增加了实践性课程的比重,通过增加实验、实习、实训等环节的课时和科目,在保证质量的前提下,增强学生实践动手能力的培养,满足应用型人才的培养要求。
第二,通过“培养、引进、共享”的师资队伍建设措施,对人才队伍进行了建设,每年选派至少2名骨干教师到国内外知名高校访学,启动了青年教师素质提升工作,通过到知名高校助课、下企业锻炼、学历提升等渠道,对青年教师的教学和科研素质进行提升,同时每年至少聘任两名行业企业技术骨干担任兼职教师。
第三,对实验实训条件进行了建设,新建高电压技术实验室,110KV变电站仿真实验室,扩建了电力自动化综合实验室,使电气工程及其自动化专业的实验实训内容更加贴近行业及相关企业的生产实际。
第四,积极发挥已有精品课程的示范和引领作用,按照精品课程的标准建设了多门核心课程、校企共建课程和双语课程,形成高质量课程教学资源。
第五,通过电气工程及其自动化专业建设的带动作用,促进自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术等专业的人才培养模式和课程体系改革,并且对3个专业的师资队伍建设、核心课程、实验实训条件等方面起到了很好辐射带动作用,带动了3个专业的发展。
参考文献:
[1]赵舵,冯晓云.电气工程及其自动化专业人才培养及课程改革的研究[J].电气电子教学学报,2008,(S1):88-89.
篇10
1一体化教学课程内容的设计
1.1课程内容的设计理念
课程设计遵循“校企结合、岗位导向、专业标准、职业资格”四位一体的设计理念,以此确定本专业学生的核心职业能力。校企结合是高等职业技术教育的平台,在此平台上进行课程设计;岗位导向就是在深入企业广泛调研和认真分析的基础上,总结本专业毕业生的就业岗位,根据未来工作岗位上的知识、能力要求,选定本课程的教学内容;专业标准则是依据本专业人才培养方案的总体知识目标和能力结构要求,以及细化到本课程的知识、能力要求,选定课程内容;职业资格是依据中、高级维修电工职业技能鉴定的标准,选定本课程的教学内容。
1.2课程内容设计
通过走访本地区的相关企业,与行业企业专家、现场技术人员座谈,了解主要使用电力电子技术进行产品生产和设备维护等职业活动中的内容,序化所得资料,并分析总结出若干典型工作任务,形成工作任务汇总表,在此基础上,提炼出满足实际工作岗位的“知识、素质、能力”描述一览表,将实际的工作任务转化成学习任务,提炼出课程的学习情境。根据学习型工作任务,安排教学活动过程中“教、学、做”的具体内容,全部体现在课程标准当中。本课程以生产中常用的由电力电子器件所构成的电力变换电路和电力拖动系统为主线,设置学习项目,每个学习项目又分成多个子项,从由二极管构成的不可控整流电源电路入手,由浅入深,循序渐进。整个教学过程将基本知识点贯穿始终,采用项目教学法,真正以学生为主体,由学生自主查找资料,将分析问题解决问题及团队协作融入教学全过程。在完成任务的过程中,学会实做电路,分析电路,调试电路,测试电路、排除故障等维护、维修技术,而且能够进行一般的电路计算和器件选型,逐步提高方法能力和社会能力。
1.3课程内容设计的特点
本课程努力实现“教学内容———理论知识和实践技能一体、教学过程———教师传授和学生动手衔接、教学方法———任务驱动和行动导向结合”的设计思想,以培养学生组装、调试、检验、维护、维修电力电子电路的能力为宗旨,以学生在校或工作以后获得中、高级“维修电工”职业资格证为目标进行课程内容设计。以学生相应工作岗位职业能力、职业素养和创新意识为培养目标;立足于校内外实践教学环境;专、兼职教师共同教学,充分体现课程的职业性、实践性、开放性。课程所设置的教学任务,结合生产中的真实电路,将职业标准融入教学,同时注重将相关职业考核作为课程考核的一部分,便于学生进行中、高级维修电工考证,体现职业性。课程中每一个学习情境,都采用了“教、学、做”一体化的教学模式,围绕“岗位”、“任务”开展教学,充分体现职业教育的实践性。教学过程中,根据学习情境和学习内容的不同,分别在教、学、做一体化教室、校内模拟工厂、校外实习基地实施教学,而且所有校内场所向学生开放,可以充分锻炼学生的技能,充分体现教学场所的开放性。
2一体化教学模式的设计
以行动导向教学模式为指导思想进行教学设计,以学生为主体,充分体现学生在校的学习任务与今后工作任务的一致性,采用多种具有针对性的工学结合的模式进行教学设计,通过教学环境与实践场所一体化的情境教学,培养学生的实践能力和协作精神,提高学生知识的迁移拓展能力。遵循一个主体,两个岗位,三个场所,四个环节的“1234”行动导向模式进行教学设计:一个主体是以学生为主体进行教学设计。学生在学习过程中从初学者到有一定技能者,再到技能熟练应用者,技能逐步增强,教师的作用逐步减弱,突出学生的主体地位;两个岗位是指电气产品生产岗位和电气设备维护岗位。所有的教学内容、学生掌握的知识和技能都要满足岗位任务的要求;三个场所是指一体化教室、校内学习型工厂、校外实习基地。根据工作任务的不同,选择合适的教学场所;四个环节是指“教、学、做、考”四位一体的四个教学环节,“教”是教师的讲解、示范、引导;“学”是学生的理解、记忆、分析、推理;“做”是学生实做,获得技术能力,获得工程经验,获得方法能力;“考”是对学生知识、能力的测试,促进教与学的统一,保证教学的质量。
3教学方法的应用
《电力电子技术》是基于工作过程导向的课程,以技术应用能力培养为中心,以核心技术综合应用能力培养为重点,在“教、学、做”一体化教室、校内学习型工厂、校外实习基地实施行动导向教学。具体教学过程中灵活运用项目教学法,角色扮演教学法,案例分析教学法,引导文教学法,头脑风暴教学法等行动导向的教学方法。通过这些教学方法逐步培养学生的专业能力,提高学生的方法能力,完善学生的社会能力。在教学的全过程,教师发挥的作用从师傅到被咨询者再到管理者,学生从初学者逐步成长为有能力者。
1.项目教学法。项目教学法的实施分六个阶段,让学生完成收集信息、制定计划、决策、实施、检查、评价,是把整个教学过程分解成一个个具体的项目,设计成一个教学方案,在教师的引导下,对项目进行分解。分成小组的学生围绕各自的项目进行讨论,协作学习与实际操作训练,最后以共同完成项目的情况进行评价是否达到教学目的。
2.角色扮演教学法。角色扮演过程中,学生参与性强,在一个小组中,有决策者,有执行者,有检查评估者。当学生处于另一个角度的时候,对问题更容易理解和体会。角色扮演还可以增强学生学习的趣味性,同时增强了小组成员之间的沟通和合作,锻炼学生的方法能力和社会能力。
3.案例分析教学法。案例分析法是把实际应用中的问题作为案例,交给学生研究、分析,培养学生分析问题,解决问题的能力。案例教学法的实施过程是教师首先给出案例,学生进行分析提出方案,教师和学生共同分析学生的方案,最后引出最佳的方案。
4.引导文教学法。所谓引导文教学法,就是给学生提供一些文字材料,教学课件,动画演示,工业现场的视频材料,仪器设备的使用说明书,企业岗位管理制度、技能鉴定标准等,成为学生完成学习工作任务的引导材料,配合学生自主学习。在教学过程中教师要给出引导材料的位置,同时给出引导问题。
5.头脑风暴教学法。头脑风暴教学法是让参与者广开思路,集体讨论,相互启发,引发创造性思维的连锁反应,产生尽可能多的想法,使各种想法相互碰撞在学生的脑海中产生创造性思想风暴。
4实践教学改革
在实践教学方面,主要是增加了实践教学内容,通过对具体电路的测试或故障电路的维修,增加学生的感知和学生的工程经验,这就需要多动手培养学生的实践能力。往往因学生对实验仪器操作和电力电子器件功能不熟悉,造成元器件烧坏或仪器损坏,造成经济损失;或者因不具备让学生进行大量实验的外在条件等因素,无法正常开展实验,降低实验效率。所以,在电力电子实践教学改革中引入了Matlab仿真软件,学生可以在课外仿真实训时不受时间、空间和物质条件的限制,也避免了因学生误操作、对器件功能不熟悉等原因对仪器设备的损坏,在加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。下面以单相半波可控整流电路电阻性负载为例,如图1所示,电路由交流电源、晶闸管、负载以及触发电路组成,改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。利用Matlab仿真软件建立仿真模型,如图2所示。然后,设置模型参数,脉冲发生器的参数:脉冲幅值为1V,周期为0.02s,脉宽占整个周期的10%,相位延迟1/600s(即);交流电源参数:电压为220V,频率为50Hz,初始相位为0°;负载参数:负载R=3Ω,L=0H,C=inf(即电阻性负载)。仿真波形结果如图3所示。可以看出,该仿真波形与理论分析波形、实验波形结果非常相符,学生也可在0°~180°之间任意改变a的值。
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