电气课程设计总结范文

时间:2023-04-10 02:29:50

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电气课程设计总结

篇1

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.

篇2

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。

篇3

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.

篇4

关键词:教学改革;课堂教学;实验教学;网络课程;教材

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)39-0103-03

《电气控制与可编程序控制器》是电气类的自动化、电气自动化、测控技术、电子信息工程专业,机电类的机械工程及自动化专业,高职类的机电一体化和数控技术等专业的一门重要的专业课。它是一门知识覆盖面广、涉及内容多、更新发展快、既强调理论又偏重实践应用的课程,与实际生产和工程应用结合紧密,学生走向工作岗位可能直接应用的一门专业知识,也是每年双选会上用人单位非常看重的一门专业课程。

为了进一步加强本科教学工作,全面提高本科人才培养质量,各个高校都在实施新的一轮“本科教学改革与质量工程”。为此,我们课题组选择了“《电气控制与可编程序控制器》课程教学改革与实践”作为教改项目,在课堂教学、实验教学、网络课程建设、教材建设等方面进行了综合教学改革与探索,取得了不错的效果。

一、课堂教学环节是基础和关键

对于授课的教师来说,在课堂上向学生传授什么样的知识、如何传授好知识,在课堂教学过程中如何搞好对学生能力和素质的培养,都是教学工作的基础和关键。近年来,为了全面提高本课程的教学质量,我们认真分析了本课程的结构特点和教学需求,围绕着激发兴趣、提高质量,主要从教学内容的选择和组织、先进的教学工具辅助教学的改革入手,实现课堂教学过程的整体优化。

1.抓好课堂教学内容的选择和组织。《电气控制与可编程控制器》课程由“电气控制技术”与“可编程序控制器”两部分组成,两部分之间既相互联系,又相互独立,两部分内容在工业现场都应用广泛,两部分教学内容显得同样重要。

“电气控制”部分主要包括:基本的电气元器件介绍,基本的电气控制线路分析,传统的复杂电气控制线路分析与设计等内容。

“可编程序控制器”部分主要包括:可编程序控制器的接口电路,梯形图、状态转移图和应用指令的软件编程,可编程序控制器在工程中的应用等内容。

本课程具有课时少但教学内容多的特点,课程教学目的是让学生掌握电气控制线路的分析和设计。为了实现教学目的,我们紧紧围绕着抓基础、学方法、重应用的科学教学法,抓好课堂教学内容的选择和组织。

该门课程的基础就是电器元件表示方法和选型、可编程序控制器的接口电路和软件编程。这部分内容对学生学好该门课程至关重要,学生必须熟练掌握电器元件的图形符号、文字符号、主要特点和元器件选型方法。因此在课堂教学中,我们对教材中使用的元器件的工作原理、特点、图形和文字符号尽可能详细讲解,对时间继电器等较难理解的内容,尽量采用比喻法、比较法教学;介绍国家最新的图形和文字符号国家标准;所有元器件图形和文字符号都必须严格按国家标准做在作业本上;适当增加一些元器件选型的作业,要求同学通过上网查询企业资料完成。

“学方法”就是教师深入研究教材内容,对电气控制线路分析方法与设计方法进行系统总结,在课堂上主要是传授方法,让学生牢固掌握方法,达到事半功倍的效果。

例如在教材“基本电气控制线路的分析”教学过程中,我们总结出来的教学方法是对基本电气控制线路的分析宜采用主回路要“记”,控制回路要“推”。因为基本的电气控制线路总是由主回路和控制回路组成,如正反转控制线路,三相笼形异步电动机Y-形降压启动控制线路,三相笼形异步电动机能耗制动控制线路等。基本的控制线路主回路并不多,每位同学必须记住不同主回路的共同点和不同点,以便一见到控制线路的主回路,就能判断控制线路的功能。控制回路则很多,控制回路宜“推”不宜“记”。推导的方法是先找出控制回路的按钮,然后用非常成熟的工作流程图分析,按钮按下后,主回路的动作结果就可以了。这样的方法学生掌握起来比较轻松,极大地提高了同学们的学习积极性。

又例如在PLC教学过程中,本课题组的老师在授课时不但重点讲授与实验室配套的三菱公司的PLC,而且抓住三菱公司PLC与其他公司PLC的共性进行重点讲解,以此扩展学生的知识面,使学生不但掌握了三菱公司PLC的应用技术,同时也掌握了在国内广泛使用的西门子、欧姆龙等其他公司PLC的应用技术,这样的授课方式受到学生们的欢迎。

“重应用”就是教师将枯燥的理论知识与生动的现实工程相结合,并且形象、逼真而且准确地反映实际情境,是提高教学效果的一项重要方法。在“可编程序控制器”教学时,尽可能多地采用案例教学法。案例教学法能很好地创设一个模拟平台,使学生们在实际的案例中得到接近于真实的训练,这无疑是一种良好的教学方法。而在案例的选取上,应尽量做到知识性与实践性、现实性的有机结合,使学生在虚拟的实践条件下得到类似于真实的实践训练,并从中掌握知识、应用理论、培养能力。

2.利用了先进的教学工具努力提高教学质量。“电气控制部分”具有图多、图大的特点;三菱公司的FX系列产品有丰富的指令系统、强大的通信网络功能、操作方便调试灵活的编程调试环境。而教师在课堂上使用“一支粉笔、一块黑板”的教学方式为学生展现三菱公司FX系列产品的强大功能是相当困难的;在有限的教学时间内完成如此丰富的教学内容也是不可能的。

因此,使用多媒体教学方式讲授《电气控制与可编程控制器》课程,授课内容可达到传统教学方式同等时间授课内容的两倍以上,使授课质量和效率得到了明显提高:降低了教师课程教学劳动强度和授课出错率,使教师充分体验多媒体教学方式的优越性。学生在课堂上也被多媒体生动活泼的展现方式所吸引,收到良好的教学效果。使用多媒体教学方式可以把以前认为难理解、难掌握的知识点让学生在轻松愉快的气氛中理解和掌握。

教学实践表明多媒体教学也存在一些问题,如知识点保留时间过短,学生无法记住这些知识点、无法做笔记等。最好的方法还是黑板书写与多媒体有机结合,一些不易书写的图形、表格、资料可以采用多媒体投影,一些重要的公式、定理及推导过程还是采用黑板书写效果好。

二、实验教学改革

教学的目的除了传授知识外,还有一个重要目的是提高学生的素质和综合能力。抓好实践环节是提高学生的素质和综合能力的重要途径。在教学实践过程中我们进行了以下几个方面的尝试。

1.综合设计性实验开发,配套实验指导书更新。《电气控制与可编程控制器》课程,根据不同专业的不同教学学时,都安排有8~12学时的实验课。以往的实验课,实验指导书是根据厂家的设备说明书编写,电路和软件都很详细,学生只要按指导书上的步骤连好电路和输入软件,实验就可以完成。全部是验证性实验,学生做实验的积极性不高,实验效果也不好。保留一半的基础验证性实验,我们把另一半的实验开设成综合设计性实验,更新了配套的实验指导书,实验指导书上综合设计性实验只有实验目的、实验设备和实验器件的资料和实验要求等内容,不提供具体的实验电路和软件。我们提前一周把实验题目公布给学生,让学生分组根据已学知识,收集和整理相关资料,自己设计实验所需电路和软件。软件允许学生选择梯形图、步进指令或者指令表程序中的任意一种编写,在老师审核同意后就可进行实验操作。综合设计性实验开设,极大地提高了学生做实验的积极性,锻炼了学生的动手能力。

2.开设课程设计课程。《电气控制与可编程控制器》课程是一门实践性很强的专业课程,实验课的开设对学生动手能力的培养很有帮助,但是实验课课时有限;实验课往往是局部电路的验证和设计,还不能够让学生全面了解和掌握电气产品设计的全过程。为此,我们在自动化、电气自动化等专业的教学计划中安排有两周的《电气控制综合课程设计》课程。

综合课程设计要求学生在教师指导下独立完成某一电气控制系统设计。学生需要掌握电气控制系统的完整设计过程;熟悉有关设计规范,会用图纸、文字资料表达设计意图;在设计过程中,需大量查阅有关资料和设计规程、规定,学会收集设计资料的方法和途径;提高编制工程设计图纸资料的能力;根据任务书的要求,完成设计报告。

一个专业的课程设计一般由两个教师负责指导,教师把一个专业的学生分成两个大组,再按4~5人分成若干小组,教师为每组拟定不同的设计题目、设计任务及要求。电气控制综合课程设计在教师指导下由学生分组独立完成,每组学生应完成的设计内容及要求如下。①根据工艺技术要求编制设计任务书。②控制系统方案设计:根据电气控制要求,拟定设计技术要求;对方案进行分析比较和选定,要求对至少两个以上方案进行对比分析;根据选定的控制方案绘制电气控制系统方框图。③根据选定的电气控制系统方案进行电气控制线路设计:单元电路设计;完整的电气控制系统设计;完成元器件的选型。④根据现有的实验设备完成模拟电气控制系统的设计并仿真调试。⑤完成课程设计报告的撰写。

完成课程设计,既要掌握控制理论、电气控制与可编程序控制器和电机与拖动基础知识,还要了解本专业的有关工程实际知识,如工程设计的程序和方法、电器元件选型的方法和步骤等内容。利用课程设计的机会,对学生进行综合技能的培养,让学生熟悉电气产品设计的全过程,使学生在校期间就接触工业自动化的最新技术并使实践环节训练更贴近工程实际,增强了学生的学习兴趣,提高了实践环节的教学质量。

3.开设第二课堂――电气控制与可编程序控制器的高级技术。如何让感兴趣的同学在校期间就能够很好地掌握电气控制高级技术,为企业培养高素质人才呢?

我们为学生开设了第二课堂。我们共设置变频器的应用、PLC模拟量模块及其应用、PLC的通信、人机界面(触摸屏)技术和PLC的仿真软件五个模块,每个模块设置相应的学分且纳入学校的教学计划,实验室对学生全天开放,学院安排专门的指导教师进行指导,学院定期对选择模块的学生进行考核,考核合格给予相应的成绩。开设第二课堂使学生的动手能力得到了进一步提高。高级技术掌握得较好的同学,在毕业生双选会上表现出很强的竞争力,在参加工作后表现出上手快、后劲足的优势,普遍获得用人单位的好评。

三、网络课程建设

随着多媒体技术和互联网技术的飞速发展,学习模式和学习方法发生了巨大的转变,课程网络化成为教育方式多样化的重要组成部分。网络课程辅助教学作为课堂教学的补充和课外延伸,已在课程学习中起到越来越重要的作用。

2008年,利用学校提供的天空教室网络平台,《电气控制与可编程序控制器》已完成网络课程一期建设,相关专业的教学大纲、网络课件、PPT课件、习题等内容已可以在网络课堂上供学生使用。可以实现网上布置作业、网上批改作业、网上答疑等网络平台提供的功能。目前,我校网络平台的软件正在更新,针对一期网络课程存在上网内容比较单一,不同专业设置的对应内容太少,网上布置作业、网上答疑等网络课程的辅助教学手段使用不够充分等问题,我们组织课题组的老师,根据修订的最新教学大纲,对网络课件、PPT课件、习题、企业资源、可编程序控制器的仿真软件等内容进行了更新;增加了网络视频,积极建设校级精品资源共享课程,为学生课后上网学习搭建了一个很好的平台。通过近几年的教学实践,我们深刻体会到了在教学过程中学生是教学活动的主体,除了教师从教的方面努力调动学生的积极性提高课堂的教学效果外,还应配合现代化的教学方式和辅导手段,解决现代化教学方式效率高而学生做笔记困难的实际问题,学生也应从学的方面摆脱传统教学方式对他们的影响,摸索总结出一套适应现代化教学方式的学习方法来,以进一步提高教学质量。

四、教材建设

我校有自动化等专业开设《电气控制与PLC》、《可编程序控制器》、《机械电气控制及自动化》等课程,其他高校情况类似。2005年前,我们在选用教材时发现,能够满足要求的教材不多。为此,我们课题组的老师从2005年开始就收集资料,总结多年的教学经验,进行教材编写。教材编写的指导思想是理论结合实际,突出学生工程应用能力的训练和培养,便于组织教学和实践。内容安排上特别注意每篇之间既相互联系,又相互独立,以利于分别开设“电气控制技术”与“可编程序控制器”两门课程的院校选用。教材编写时特别注意使用的文字符号和图形符号符合最新的国家电气制图标准。《电气控制与可编程序控制器》教材第一版于2007年9月由化学工业出版社正式出版。目前在我校自动化等专业已使用多届;同时被东南大学、陕西农林科技大学、韶关学院等几十所院校选用。《电气控制与可编程序控制器》教材建设既满足了教学的需要,又对提高该门课程的教学质量提供了帮助。2009年1月获得中国石油和化学工业优秀教材二等奖,2012年3月入选四川省“十二五”规划教材。2014年8月,《电气控制与可编程序控制器》教材第二版也由化学工业出版社正式出版。丰富的课堂教学和实践教学经验是教材建设的质量保证,教材建设满足了教学的需要,同时教材建设又提高了教师的教学水平。

五、结语

经过近几年的教学改革实践,该门课程的授课质量较好,获得了同学的一致好评,也形成了多达7人的教学质量稳定、高水平的教学团队,主讲该门课的教师在教学上也取得了一定的成果,本课题组教师多次获得学校课堂教学优秀奖。注重人才素质和能力培养是教学改革中讨论的重要话题。随着教学改革的不断深入,教师和学生的认识会逐步提高,我们也想借助我校教学改革的东风提高思想认识,积极建设《电气控制与PLC》省级精品课程,把该门课程的教学工作推向一个新的高度。我们要进一步扎扎实实做好具体的教学工作,在教学工作过程中更加努力地探索有利于学生素质和能力培养的新方法、新途径。

参考文献:

[1]颜文旭.在“电气控制及PLC”中应用案例教学法的实践与思考[J].中国电力教育,2010,(1).

[2]杨孟涛,等.电气控制及PLC课程教学改革探索[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2013,(1).

[3]吴宏歧,等.《电气控制及PLC》课程工程案例教学方法研究与实践[J].大学教学,2013,(10).

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关键词:校企融合;电力营销;专业;教学平台;创建

高等教育要适应国家和区域经济社会发展需要,优化学科专业,促进多学科交叉和融合,重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。电力市场营销专业是南京工程学院适应社会经济发展,走校企融合之路创建的全国首个电力营销复合型专业。在专业创建中,提出了“校企合作、管工结合、学历职业贯通”的专业办学思想,确立了“培养具备扎实的管理学、市场营销学理论基础、熟悉电力工程基本理论、掌握电力营销业务技能的电力营销复合型专门人才”的人才培养目标,形成了具有鲜明特色的“一个人才培养目标,两条人才培养路线,三大知识模块,四项能力”的人才培养模式,率先培养电力营销复合型高素质专门人才。

一、校企融合,创新理论教学平台

1.校企融合,创新构建理论教学体系

科学的理论教学体系是实现人才培养目标的重要保证,成为影响人才培养目标实现的重要因素。电力市场营销专业的理论教学体系既要区别于单纯的市场营销专业理论教学体系,又要区别于单纯的电力工程专业理论教学体系。

按照电力市场营销复合型人才培养目标要求,在校企多次互动的基础上,南京工程学程构建了以市场营销专业知识、电力工程专业知识以及电力和营销融合一体的专业知识三大模块为主体的电力市场营销复合型专门人才培养的理论教学体系,形成与之对应的课程体系。三大知识模块中,市场营销知识模块中的理论体系设置是按专业建设目标需要精选优化重组形成的。电力工程专业知识的理论体系设置需要考虑电力市场营销专业的行业背景,要对电力行业有一定的熟知,但专业深度不需要太深,需要有一定的广度,这类课程设置是在校企多次互动下建成的。电力和营销融合一体的专业知识理论体系建设具有创新性,是在广泛调查研究,与电力企业深度合作的基础上,按实际需要和发展趋势科学优化融合一起建成的,具有鲜明的电力市场营销专业特色,有效地、高质量地满足了电力营销工作岗位所需要的知识和能力,体现了专业的复合和知识能力融合的特点。

2.校企合作,共同开发专业系列教材

电力市场营销专业特色鲜明,特别是电力和营销融合一体的专业知识具有创新性。为了满足专业教学需要,我校一直非常重视专业教材建设,已经分别出版了《电力市场营销》、《电力企业管理》等具有创新性的专业教材。近年来,为了充分发挥校企合作的优势,通过校企合作开发共建专业系列教材建设,教材主要包括电力市场营销专业核心课程教材,例如《电力市场概论》、《电力技术经济分析》、《电力需求侧管理》、《电力营销业务与技能》以及《电力工程项目管理》等教材,部分教材已出版使用。这些教材贯彻了专业建设思想和专业人才培养目标要求,成为专业建设的重要支撑。

二、校企融合,创新实践教学平台

1.校企融合,创新构建实践教学体系

根据电力市场营销专业人才培养方案的要求,在校企多次互动的基础上,我校构建了包括基础实践层次、专业实践层次、综合实践层次和创新实践层次的实践教学体系。

基础实践层次突出基础实践,主要包括军训、大学物理以及与计算机基础实践有关的基础实践课程。这个层次的实践活动主要培养学生基础实践能力。专业实践层次主要包括两个方面:一是与市场营销有关的认识实践,主要包括会计学课程设计、电子商务课程设计、管理信息系统课程设计、生产与运作管理课程设计、市场营销学课程设计、市场调查与预测课程设计、人力资源管理课程设计、广告学课程设计以及市场营销专业实习等实践课程。二是与电力工程有关的认识实践,主要包括电工技术、电子技术、电力工程基础、发电厂变电所电气设备、电气设备参观实习以及电力系统运行认知实习等实践课程。综合实践层次突出营销与电力交叉融合的综合实践,主要包括电力企业战略管理课程设计、供用电技术课程设计、电力技术经济分析课程设计、电力营销业务与技能综合实训、电力负荷控制技术课程实训、电能计量技术课程实训、电力客户服务与沟通课程实训,以及最后的毕业实习和毕业论文。综合实践能力是电力市场营销专业最重要的一种实践能力。

创新实践层次形式可以多样化,重在提高学生的创新实践能力。例如可以参加各种科技竞赛、参与各种科研活动以及参加各种讲座等等。

2.校企融合,创新建设实践教学环境

校企融合,开发共建专业能力与行业岗位技能相融通的实践教学环境,2012年建成国内高校唯一的电力营销实习(实训)中心,并在此基础上建成江苏省高校省级实验教学示范中心。学院与江苏省电力公司合作共建的电力营销实习(实训)中心建筑面积约1400平方米,总投资1600多万元,设15个实训室,包括电气测量实训室、单相电能表校验实训室、三相电能表校验实训室、互感器校验实训室、计量装置装接实训室、抄核收实训室、计量接线检查实训室、负荷控制实训室、模拟变电所实训室、模拟营业厅实训室、电力营销管理系统实训室、95598(全国统一电力客户服务热线号码)呼叫中心模拟实训室、反窃电与用电检查实训室、低压配电装置故障处理实训室、低压电气设备装配实训室等实习实训室,江苏省电力公司所投资的实验设备价值1081万,该中心是我国高校中唯一的电力市场营销专业实习(实训)中心,在全国高校中具有引领作用。

电力市场营销实习(实训)中心能够承担电力市场营销专业以及部分电力类专业在校本科生的电能计量技术、电气制图与识图、电力营销业务与技能、供用电技术、发电厂变电所电气设备、电力负荷控制、电力客户服务等课程的实验教学任务。该中心主要是为电力市场营销专业培养综合实践能力和创新能力服务的。

三、校企互促,创新师资队伍建设平台

1.教师的专业能力和科研水平不断提高

为确保实践基地的高水准建设,电力市场营销专业的专业教师全部投入到实习基地的建设中,这些教师基本是工管结合的复合型人才,从实践基地的设计、工程、安装、调试、试运行积极投入教学使用全程参与,将教学与实践基地的建设以及科技服务紧密结合在一起,不仅高质量地完成了实践基地的建设,而且提高了专业教师的实践教学能力。同时,通过跟踪行业、融入行业、服务行业、围绕行业、共建专业等,有力促进专业教师自身专业能力和科研能力的提升,并带动教师学历和职称提高。

2.企业专家成为电力市场营销专业兼职教授

为建立一支符合教学需要的复合型的教师队伍,学院一直非常重视企业专家兼职教授队伍的建设,先后聘任了江苏省电力公司、南京供电公司、南京新联电子仪器公司等企业的电力营销管理人员作为电力市场营销专业的兼职教授,为学生讲授电工技术、发电厂变电所电气设备、电气设备参观实习、电力系统运行认知实习等课程,并多次为该专业学生开设电力行业改革和电力营销技能讲座,拓宽了学生对电力行业发展的认知,丰富了学生的电力营销知识。同时,企业专家参与开发撰写校企合作系列教材,实现了校企互促,从而形成了一支校内和校外、理论和实践、管理和工程相结合的复合型师资队伍。

毕业实习是培养创新型电力市场营销人才的重要环节,为保证学生毕业实习的质量,学院先后与江苏省电力公司、南京供电公司、盐城供电公司、南京新联电子仪器公司等单位签订了校外实习实训基地协议,作为学生毕业实习的平台,并聘请这些企业的技术专家、营销管理专家作为学生毕业实习的指导教师,指导学生将所学知识综合运用到工作实践中。

四、校企互动,创新教学方法

1.案例教学法

案例教学是传统理论教学的有机补充,它通过教师精心选取的典型案例,将学生置身于特定的环境和氛围,使其面对现实的营销问题,这不仅有利于加深学生对理论内容的理解,还能大大激发学生的求知欲望。为此,电力市场营销专业的教师采集、编写了大量电力市场营销案例,内容包括电力营销规划、电力市场开拓、电力营销服务、电力客户关系管理等。在案例教学过程中,教师合理设计教学任务,组织学生充分讨论、展示成果,教师在学生讨论的基础上归纳总结,使讨论结果系统化,培养学生遇到现实营销问题时系统思考的能力。

2.课程设计教学法

在培养创新型电力营销人才的过程中,学院大量采用了课程设计教学法,训练学生的营销管理技能。从第三学期至第七学期,分别安排了为期一周(门次)以上的课程设计内容,主要包括会计学课程设计、管理信息系统课程设计、市场营销课程设计、市场调查与预测课程设计、电子商务课程设计、电力企业战略管理课程设计等。通过课程设计教学法,使学生学习和掌握市场调查预测的基本方法、营销方案的制订、广告文案的处理、电子商务的应用模式、与客户有效沟通的基本手段等营销、管理方面的实践技能。

3.模拟实训教学法

模拟实训教学法是培养创新型电力营销人才的重要手段,省级实验教学示范中心是进行模拟实训教学的重要场所,在中心,学生可以进行营销模拟实训、工程模拟实训、电力营销业务模拟实训等。例如发电厂变电所电气设备模拟实训可以帮助学生熟悉主要电气设备(发电机、变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等)的性能及在运行中的作用,掌握电气主接线的接线方式及工作原理,掌握发电厂及变电站运行操作的一般常见方法,熟悉常用电气设备的检修、维护方法,元件、设备、线路常见的故障处理方法等。

4.现场情景教学法

现场情景教学法是将学生置于真实的电力市场营销环境,以个体体验的方式来强化知识理解和能力培养,这种建立在真实情景基础上的教学模式可以综合检验学生所学知识和运用能力,显然具有最佳的教学效果。为此,学院特别设计了电力系统运行认知实习、电气设备课程实习、电能计量课程实习、电力负荷控制课程实习、电力营销综合训练、毕业实习等环节,要求学生在江苏省电力公司、南京供电公司、盐城供电公司、南京新联电子仪器公司等校外实习实训基地全面参与生产实践,由本校专业教师带队,企业管理人员参与指导,从事电力需求侧管理、用电营业、电能计量、电费回收、用电检查、用电稽查和电力服务等业务,使学生在真实的电力市场营销环境下掌握知识,提高能力。

5.职业技能教学法

职业技能,是指学生将来就业所需的技术和能力,良好的职业技能可以帮助学生顺利就业。国家职业资格证书是是对职业技能的一种认可。我院一直鼓励学生实现“学历证书”与“国家职业资格证书”双证书。在教学过程中,在保证教学计划和大纲要求的前提下,兼顾职业资格和技能考试的内容,加强了对学生动手能力、职业技能的培养,同时也调动了学生学习的主动性和积极性。在学生毕业前,鼓励、辅导学生参加国家统一鉴定,取得“营销师”、“商务策划师”、“电工证”等国家职业资格证书。

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关键词:微课程;电气工程;专业教学;工厂供电

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)37-0114-02

一、引言

微课程是指时间在10分钟左右,以阐述某一知识点为目标,以短小精悍的在线视频为表现形式,以学习或教学应用为目的的在线教学视频[1]。由于微课程具有“位微不卑”、“课微不小”、“步微不慢”、“效微不薄”等优势,近些年在高校掀起了微课程的研究之风[1,2]。但是,目前高校的微课程研究多集中于基础类课程教学,而在专业课程的教学中应用甚少[3]。基于此,笔者在多年教学经验的基础上,进行了电气工程类专业课程“工厂供电”的微课程设计探索,并将微课设计过程中的体会分享给大家。

二、微课选题

工厂供电是我校自动化专业的一门主干专业课程,其主要任务是以企业供配电系统的一次部分为主,使学生初步掌握一般企业供配电系统和电气照明运行维护和设计计算所必需的基本理论和基本知识,是一门理论与实际结合较紧密的课程。笔者从事工厂供电的课堂教学已经十余年,具有一定的课堂教学经验,现将该课程制作成微课的形式,既服务于电气专业学生,又可以为非电气专业的学生敞开学习第二专业知识的大门[1]。

受微课自身特点的限制,一个微课中所包含的知识内容是有限的,因而在微课中重点和难点不应设置太多,重点、难点解析应尽可能简洁明了,从而达到10分钟就能掌握某方面的知识或技能的目的[4]。基于此,微课选题应偏重基本知识点。应用到本课程,变电站的各种主接线方式、负荷统计的方法、继电保护的基本要求等都可以做成微课的形式。本文选择变电站电气主接线中的一个基本知识点――“桥形接线”作为微课设计的案例,探讨电气专业课程该如何进行微课设计。

三、微课制作过程

(一)选题背景

“工厂供电”是我校自动化专业唯一的一门强电课程,设置于第七学期,该课程的先修课程为“电机与拖动基础”。该专业学生在学习该课程之前,未接触电力系统的任何专业知识,因此,在进行微课设计的时候,应尽量使微课构思设计巧妙、有趣,循序渐进地引导学生,以达到最佳的学习效果。

本次微课选择的内容为该课程第1章“供电系统基本概念”中的第二小节。在第一小节中,已经对电力系统的基本概念、电压等级、供电系统在电力系统中的地位和作用、供电系统的主接线方式等基本概念做了一定的介绍。本次微课,承接上堂课的教学内容,介绍工厂供电系统中变电站的电气主接线形式。变电站的电气主接线是由各种电气设备及其连接线所组成的,用以接受和分配电能,是供电系统的重要组成部分,其设计的好坏直接关系到电气设备的选择、配电设备的布置及运行的可靠性与经济性,因此是变电站设计的重要任务之一[5]。从整个课程体系来看,本节内容处于一个比较重要的地位。

(二)教学目标

本次课的教学目标:掌握桥形接线的适用场合、桥形接线的类型,理解桥形接线的特点。要求:识别和绘制桥形电气主接线图,结合变电站电气主接线实例理解其适用场合。其中桥形接线的类型为本次课重点,桥形接线的特点为本次课难点。

(三)教学方式

授课形式采用以多媒体教学为主,板书为辅。教学手段采用启发式、案例式、比较法、列举法等多种教学方法相结合。

(四)教学设计

1.桥形接线适用场合。首先从企业变电所的设计现状出发,分析企业变电所为了保证对重要的一、二级负荷可靠供电,广泛采用由两回电源线路受电、企业内部装设两部变压器的情况,从而采用启发式教学,引出桥形接线的适用场合:桥形接线适用于企业变电所中只有两台变压器和两条线路的情况。

2.桥形接线图。指出“根据桥连断路器的位置不同”,桥形接线分为两种类型,即内桥和外桥,让同学们以此识别内桥和外桥接线图,如图1、图2所示。

3.桥形接线的特点。此处重点以内桥接线为例,分析该接线形式的优缺点。

(1)内桥接线的优点:①线路投、切灵活,不影响其他回路的工作。结合多媒体上的电气主接线图,以动画的形式展现线路投切时的操作顺序。此处涉及到投切线路时隔离开关和断路器的操作顺序务必正确的问题,顺序错误会导致严重后果,因此,笔者在此处插入一个视频短片,描述在工作现场发生实际的误操作而导致严重的人身和设备危害问题,让学生对误操作的后果留下足够深刻的印象,从而掌握正确的操作顺序。也就是说,通过视觉和听觉的共同冲击,增强学生对该知识点的感受。②布置简单,占地面积小,可发展为单母线分段接线。此处以动画的形式展现如何由内桥接线发展为单母线分段接线的过程。

(2)内桥接线的缺点:接着从内桥接线的优点出发,相应地引出与此对应的内桥接线的缺点,即:变压器投切操作复杂,故障检修影响其他回路。此时亦以动画的形式描述变压器投入和切除时的操作步骤,让同学们对高压开关的操作顺序有更加深刻的体会。

4.内桥接线的适用场合。从内桥接线的优缺点出发,采用“启发式”教学,让同学们总结出内桥接线的适用场合:适用于受电线路较长(即线路故障多),而主变年负荷利用小时数高(即主变不经常切换)且无穿越功率的场合。

5.外桥接线的适用场合。由于外桥接线的优缺点恰恰与内桥接线相反,借此机会,利用翻转课堂理念,调动学生参与的积极性,让学生利用“比较法”,自己分析外桥接线的特点。此时任课教师可以略讲此环节。

6.全桥接线。从前面的讲述出发,可以很自然地延伸出全桥接线图,如图3所示。此时学生很容易识别该接线图,理解该接线形式的优点:对变压器和线路的操作均方便,运行灵活,适应性强;缺点:所需设备多,投资大,变电所占地面积大;适用场合:适用于少数用电量很大且非常重要的大型企业的总降压变电所。

7.案例分析。采用“案例法”,以学校35kV总降压变电站桥形接线电气主接线图为例,让同学们把所学理论知识与现场实践有效结合起来,达到学以致用的目的。

8.布置作业。树立“以学生为中心”的理念,充分发挥学生是知识的主动构建者身份,布置学生课外收集相关企业变电站的桥形电气主接线图,结合现场实际进行桥形接线的具体分析。

四、总结

笔者围绕“桥形接线”这个知识点,在本次微课设计过程中采用现代化的多媒体课件为主、传统板书和视频短片为辅的教学形式,对教学路线进行了精心的设计,将教学内容深入浅出地传达给学生,达到了较为理想的教学效果。

“工厂供电”课程的特点是理论与工程实践联系紧密,因此在微课设计过程中不拘泥于课本原始内容,适当的引入工程实际现场出现误操作的视频案例,引入本校35kV变电站的电气主接线图案例,激发学生更强的学习兴趣,以达到最佳的教学效果。

总之,希望通过本次微课程的设计,达到“抛砖引玉”的效果,对电气类专业课程微课设计的发展起到一定的推动作用。

参考文献:

[1]张一春.微课建设研究与思考[J].中国教育网络,2013,(10).

[2]梁乐明.微课程设计模式研究[J].开放教育研究,2013,(19).

[3]王颖,陈卫民,邵悦,蔡慧.“电力系统继电保护原理”微课程探讨[J].中国电力教育,2014,(23):23-24.

篇7

关键词:EDA 电子技术 课程设计 改革实践

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)03(a)-0101-02

电子技术课程设计是该校电气、计算机、信息类等相关专业重要的理论和实践综合设计环节,其教学效果直接影响着学生动手实践的积极性和创新性。该校传统的电子技术课程设计都是买成套产品让学生按图组装,焊接、调试,根据作品和报告给定成绩。这种传统方式的课程设计,学生的创新意识缺乏锻炼,学习兴趣降低,不利于培养学生实践动手能力和主动探索精神。为了提高我校实践教学效果,加强学生综合素质,又恰逢我院新进PCB板制作设备,电子技术课程设计引进了Proteus仿真,Protel原理图绘制和PBC制作,进行了基于“实际工程项目”教学改革,下面就以1 000 s秒表电路设计为例,介绍电子技术课程设计的实施过程。

1 课程设计选题

要想挑起学生动手兴趣,提高设计热情,学生亲自参与课程设计全过程,可以自拟感兴趣的题目,增强学生的自我意识和参与感。当然,教师给定的题目必须贴近生活实际,有较强的应用背景,与实验条件匹配,且不要限制太死板,要给学生发挥的空间。一般让学生提前一个月的时间选题,可以留充足的时间在网上购买元器件。秒表在电子产品中用到非常广泛,又较全面的覆盖了电子技术的主要知识点,现以1 000 s秒表为例,对该校电子技术课程设计进行了全面改革。

2 建立模块化设计思想

根据题目,上网查找资料,确定1 000 s秒表这个项目分4个模块。他们分别是基本RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器和计数译码显示部分。确定基本RS触发器的职能是启动和停止秒表工作;单稳态触发器为计数器提供清零信号;时钟发生器用555定时器构成,为计数器提供时钟信号;计数及译码显示是对时钟进行计数,并用数码管显示出来。确定好各模块基本功能后,通过查阅资料,熟悉相关理论知识,对各模块电路进行设计。

3 Proteus仿真

为了高效设计,对各模块电路分别进行仿真,即分别测试基本RS触发器,单稳态触发器、时钟发生器和计数器逻辑功能,待各模块电路仿真工作正常后,在将有关电路逐级连接起来进行测试,直到测试整个1 000 s秒表整个电路的功能,,最终的仿真设计电路图为图1所示。模块1为用集成与非门构成的基本RS触发器,它的一路输出为模块3的单稳态触发器的输入,另一路输出为与非门C(U1)的输入控制信号,按动按钮开关K2,则门A(U1)输出,门B(U1)输出,K2复位,和状态保持不变;再按动K1,则由0变为1,门C(U1)开启,为计数器启动做好准备,由1变为0,送出负脉冲,启动单稳态触发器工作。模块3的输入触发脉冲由模块1的提供,输出负脉冲通过非门B(U3)加到计数器的清零端,为计数器提供清零信号。模块2为用555定时器构成的多谐振荡器,是一种性能较好的时钟源。当基本RS触发器时,门C(U1)开启,555产生的脉冲信号通过门C(U1)作为计数脉冲加于计数器的计数输入端。模块4是计数显示部分。采用异步二-五-十进制加法计数器74LS90芯片,该芯片,先通过不同的连接方式,测试74LS90的四种不同的逻辑功能,然后把它工作于十进制计数的8421码状态。经过仿真,电路设计合理,仿真结果好。这种设计和仿真方法有利于检查和排除故障,保证设计高效、圆满完成。

4 绘制电路原理图和PCB板建立

为了更接近于工程实践,电路设计仿真好后,学生还需根据PROTEL软件进行原理图的绘制和PCB板的制作,设计PCB板时尽量自动布线后,再加上人工修改,这样使布线更合理。根据每个学生上交的PCB板文件,教师根据该院新引进的PCB板生产设备印制出学生独一无二的PCB板。接下来的工作就是焊接元器件和调试硬件电路,因为有仿真基础,大大减少了硬件调试时间,产品的合格率得到了很大提高。

5 全面的考核系统

建立完善的成绩考核系统是保证电子技术课程设计教学质量的关键。结合工程实际产品设计的一般流程,根据各个环节在设计电子技术课程设计的所占比重,课程设计成绩由设计方案成绩(占20%)、软件仿真成绩(25%)、硬件调试成绩(占35%)和总结报告成绩(占20%)四部分组成。设计方案成绩重点考察学生是否认真查阅资料,独立完成设计方案与器件选型,按课题要求完成电路图设计,所涉及的方案是佛偶偶有创新性。在软件仿真成绩和硬件调试成绩的评定过程中,不仅要重视结果,而且要重视过程,通过提问等方式来进一步考核学生对于设计电路原理的理解和掌握程度,分析问题和解决问题的能力。总结报告成绩考察学生实验报告的规范程度,内容完整性,电路原理图和印制电路板图绘制的规范情况。

通过近几年的电子技术课程设计教学改革,激发了学生浓厚的学习兴趣,提高了学生的实践动手能力,培养了学生的创新精神、协作和配合能力,锻炼了学生的科技总结报告撰写能力,提高了我校电气专业学生的整体素质。为他们参加校内和全国电子设计大赛奠定了基础。

参考文献

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关键词 士官高等职业技术教育 课程设计 电机与控制技术

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.08.057

Abstract Professional basic course is a public basic courses and professional courses of the bridge, the teaching quality will directly affect the professional course learning effect and the students post working ability, strengthen professional basic courses in curriculum design will help to improve the teaching effect of the course. The electrical equipment repair professional basic course of professional curriculum system in the motor and control technology curriculum design as an example, from the five aspects of teaching philosophy, content, process, methods and evaluation design, at the same time, a profound summary of the actual teaching experience. From the teaching practice, the reasonable and effective teaching design can greatly improve the teaching quality and realize the goal of teaching.

Key words Officer Higher Vocational and Technology Education; course design; motor and control technology

0 引言

“电机与控制技术”课程是士官高等职业技术教育电气设备修理及相关专业课程体系中的一门专业主干课程和必修课程,课程内容涉及各类型直交流电机原理与控制、变压器、微控电机原理与控制与直交流电机电力拖动基本原理等内容,除包括电机基础理论知识外,还涉及到实际电机拖动与控制问题。课程理论抽象、工程技术应用要求较高,而士官学员的特点是理论知识掌握不精、不深、不够,而实际动手操作的意识和能力较强。为解决上述矛盾,教学组紧紧围绕课程“专业基础服务专业”的课程定位,以专业与学员任职岗位需要为牵引,对课程进行了全方位的课程设计,主要包括理念、内容、方法和评价等方面内容,使得教学设计理念和目标更加细致、完整、科学合理,通过内容有针对性和指向性的设计,完善课程的形成性考核和评估机制,提升教学效果,更好地服务于专业教学和学员岗位任职能力的形成。

1 课程设计①的方法和原则

教学设计是教员根据教学层次或者对象对授课进行预先策划与精心设计。教学设计的总体结构一般包括以下内容:课程教学理念设计、制定教学目标、构建教学内容、课程的组织实施设计、教学评估设计。

1.1 教学理念

教学理念指导和规范教员的教学行为。教员授课质量的好坏,教员的教学理念将对此产生直接影响。根据士官高等职业技术教育的特点和规律,教学理念要以士官职业岗位活动导向、突出能力目标、基于项目或任务载体、加强能力实训、以学员为主体、一体化教学等基本原则。

1.2 确定目标

基于课程在专业人才培养方案的地位和作用,确定并细化课程教学目标。课程目标一般可分为总目标、分目标。总目标是对课程的方向性总体把握,分目标是对课程各个子部分的提出更为细致教学要求,包括知识与技能、过程与方法以及情感与价值观等。课程目标设计与确定需要反复完善与修改,绝不能一成不变。

1.3 优化内容

教学内容是课程的实质部分。教学内容在设计时要重点考虑以下方面:(1)内容要符合学员的专业与岗位需要,对后续专业教学有支撑作用;(2)针对课程目标,构建优化教学内容;(3)内容应考虑专业的前瞻性;(4)内容应综合考虑广度、深度和难度的平衡。通过合理设计,优化内容,保证内容的基础性和专业特色。

1.4 方案设计与组织实施

这是课程方案的形成和实施环节,设计时要重点考虑以下方面:(1)课程内容的组织形式;(2)选择合理的教育方式与活动形式;(3)教学进程与课时分布。

1.5 课程评估

设计方案实施后,要及时对课程目标、内容、组织实施等因素进行评价,及时掌握反馈信息。根据反馈信息,进行有针对性的调整与改进设计。

2 “电机与控制技术”课程设计的主要内容

2.1 教学理念

根据士官学员特点、专业和岗位需求,构建应用性理论、验证实验与技能实训的课程体系。课程教学强调“实用、适度”,重视应用性;加强教学互动,突出学员的主体地位。加强实践性教学,实现电机理论知识和应用、电机实际控制的有机结合,通过“教、学、做”教学过程,使学员更快的掌握理论知识和操作技能。合理采用讲授式教学、比较式教学、案例式教学等多种教学方法,灵活采用多媒体、部组件、实物等手段,理论与实践密切联系,激发学员学习兴趣。实践教学采用讲解示范、分组练习、个别指导等方式,突出学员的主体地位,提高动手能力。建立过程性考核系统,调动学员在实践训练、师生互动、学员协作交流等方面的学习主动性。

2.2 教学实施

(1)教学中,教员要贯彻“以学为主”教学理念,实现由以教员为中心向以教员为主导、学员为主体转变。②(2)要求教员要积极提倡学员主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学员搜集和处理信息的能力、交流与协作学习的能力、分析和解决问题的能力。(3)要求教员突出“电机与控制技术”课程对电气维修及相关专业学习的桥梁作用,正确处理基础内容与实际装备应用的关系,强调用电机拖动技术解决电机与控制技术问题的方法学习,调动学员探究性学习的主动性与能力。(4)实验教学教员要围绕培养学员的知识理解、综合应用、技能训练和动手能力的实践教学目标,构建相对完整的实验实训内容。

设计了4个基础实验、4个实训项目和多个开放性实训项目等三个层次实验项目。其中,基础实验紧密围绕课程标准中知识点的要求,合理设计和组织了实验内容,抓住了学员的兴趣点,有效培养了学员主动学习和应用所学课程知识来分析、解决问题的能力。4个实训项目,以修理车间的工作任务为载体设计项目或者任务,例如修理车间的配电系统安装调试、电机正反转控制、电机顺序起停控制、电机Y/起动控制、典型机床电气控制设计等。通过实训项目,可以有效加强学员对课程中电机拖动与控制方面的理论知识深入理解,增强学员的实际动手能力,培养学员的基本素质和岗位能力。开放性实训项目打破课程体系的束缚,设计具有综合性、应用性和实践性的项目任务,让学员熟练掌握低压电器等的使用方法和应用技能,同时也培养学员的工程实际动手能力,使理论知识具体化。

2.3 教学内容设计

教学内容按照专题的形式,从难到易,从理论到应用的过程逐步展开,同时结合各专业特点,对教学内容进行了必要的增减。

(1)压缩电机原理的内容。电气设备修理相关专业学习电机原理的目的是为了应用,为学习特种电机使用和维修打好基础。因此,对电机原理内容进行了较大的压缩。一是着重讲授电机的工作原理、主要的电磁关系、工作特性及交流异步电机的等效电路等,对各类电机的绕组及磁动势部分只作简要的介绍即可;二是对此部分的重难点进行重点讲授,如直流电机的换向、交流异步和同步电机的结构和工作原理等。

(2)强化电机拖动内容的教学。“电机及拖动基础”应着重掌握电机的机械特性、运行特性以及对拖动系统运行的分析。因此,在教学中将重点放在电机的机械特性、电机的起动、制动和调速过程中各个物理量的变化情况及动态特性的分析上。对当前应用较广泛的三相异步电动机的变频调速,花较多的时间详细分析,既分析不同频率下电机的机械特性,又分析不同性质负载时电机的转速、电动势、电流、电磁转矩等物理量的变化趋势,为后续课程的学习打下良好的基础。

(3)增加新型电机的教学内容。在新型车辆上特种电机应用也越来越广泛,如无刷硅整流发电机、步进电机、伺服电机等。为此,控制电机要的同时增加这部分内容,并合理安排教学时数,使教学更加适应新技术和新型车辆发展的要求。

2.4 教学方法设计

针对教学对象和课程本身特点,确立以理论讲授式为主,同时采用比较式教学、演示式教学、讨论式教学和实践性教学等多种教学方法相结合的教学方法,使学员系统掌握电机与控制技术的基本知识体系,形象化地理解抽象概念,使得理论与实际应用密切联系,激发学习兴趣。

2.5 教学评估设计

评估设计采用了针对教员教和学员学的双向考核的措施,全面监督和评估教员教和学员学两个方面的教学效果。③

在评估教员教的环节中,设计了学院教学督导组听查课、系教学督导组听查课、教研室领导听查课三级听查课制度,同时课程结束后立即组织召开学员评教会,在课程教学全过程进行教员教学的综合评价。学院教学督导组将听查课的情况和指导意见及时反馈给教务科;系教学督导组将听查课的情况和指导意见及时反馈给系、室;教研室领导把三级听课情况及时通知教学组;在期末,教务科、教学组和学员代表联合召开以“教学效果”评价为主题的经验交流会,收集学员对任课教员的评价意见和建议。教学组根据教学评价信息,及时总结和交流教学实效好的教学方法和经验,促进教学组教员不断改进教学方法,提高教学能力。

在评估学员学环节中,采用课堂提问、作业、实验实训和期末考试相结合的学员成绩综合评定办法。该综合评价方法,贯彻了过程性、形成性考核思想,激励学员重视知识获取和能力提高的过程,调动学员在课堂讨论、师生互动、协作交流、实践训练等方面的学习积极主动性。

双向考核措施和方法,全面监控和评估教员教和学员学两个方面,促进提升了教员教学能力和学员学习能力,提高了授课质量。

3 结束语

教学组通过对课程设计的改革,在增强教学效果、提高教学质量的实践中取得了实效。通过改革,使教学内容更加合理,体系更加完备,更加贴近专业,更好服务于专业教学;使实践教学与理论教学有机结合,既巩固了所学知识,又有助于学员实际动手能力的培养与提高;通过采用灵活多变的教学方法和手段,使学员更容易掌握知识,提高了教学效果。

注释

① 徐英俊.教学设计[M].北京:教育科学出版社,2001:179-183.

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[关键词]应用型本科电气工程实践教学

中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120183-01

一、新时期本科电气工程及其自动化专业人才培养目标定位

目前,许多工科大学都开设电气工程及其自动化专业,从专业的定位设置及学生的就业来讲,电气工程及其自动化专业是属于应用型专业,应用型本科教育的任务是培养面向生产、工程、管理和服务等一线的高级应用型专门人才,它既不是基于技能的职业型教育,也不是基于理论的研究型教育,而是培养介于技能应用型和工程研究型之间的工程应用型人才。我校基于这样的培养目标,确定我校电气工程及其自动化专业建设目标,围绕“重基础、宽口径、强实践、擅应用”的应用型人才培养目标,通过加强师资队伍建设和实验室建设,加强产学合作,将其建成具有特色明显的应用型工程技术专业,培养具有较强实践能力和创新精神的应用型高级工程技术人才。

二、实践教学在电气工程专业人才培养中的重要性

应用型本科实践教学必须是专业技术应用能力和专业技术理论有机的结合。电气工程及其自动化的岗位群是具有较高科技含量的设计部门及相关企业。因此,针对为高科技部门、技术密集产业培养的高级技术应用型人才,故要求既具有一定的基础知识理论、又具有较高的综合素质、同时还具有较强的实践能力和适应性,而且还具有一定创新潜力的技术和技术开发能力,具备解决工程实际问题能力的现场工程师。因此,要培养学生具有上述能力,离开实践教学或者是实践教学不足都是想像,除此之外,实践教学在培养过程中还可进一步拓宽专业面和知识面,加强学生创新能力和实际工作能力的培养,就业后能很好实现后续发展。

三、我校电气工程及其自动化专业学科特色

我校过去是属于铁路高校,2000年后归到甘肃省管理,我校电气工程及其自动化专业学生主要是为铁路培养,电气化铁路及相关供电是具有鲜名特色的,尤其是电气化铁路与其它供电相比是有比较大的差别的。目前铁路处于一个跨越式大发展时期,需要大量具有一定的电气化铁路基础知识理论、又具有较高的综合素质、同时还具有较强的实践能力和解决工程实际问题能力的毕业生,这也就促使我校电气工程专业必须主要面向铁路,制定具有电气化铁路特色的电气工程及其自动化相关教学计划和相关的实践性教学环节。

四、目前大都数工科电气工程专业实践教学出现的问题

目前工科院校人才培养计划中的实践教学环节一般都有随课的实验教学、课程设计、毕业实习和毕业设计。这些实践教学环节大多为具体的理论课程服务,没有形成体系,整体优化程度低,模式比较单一,综合性实践教学环节较缺乏;部分实践教学的培养目标不明确或教学内容与培养目标脱节;设计性的实践教学大多停留在书本上、图纸上,而结合工程实际的内容较少,实施性差;针对实际应用的实践环节对象陈旧,脱离实际;学生一般处于被动学习状态,创造性难以得到发挥等。

五、我校电气工程实践教学的实施方案

(一)实验教学

对于基础实验,对于二、三年级学生,主要利用短学期的有效时间开放实验室,开设设计型实验,一门课一般为两个设计型实验,并鼓励写出实验型小论文。逐步提高学生动手、分析总结的综合实验能力。第四年,进入专业方向训练后,专业课程实验通过实验室和生产现场实验(实习)相结合的方式进行,以便使同学更好地联系生产实际。

(二)各类实习

电气工程专业实习类型有:工艺实习、专业实习、顶岗实习。

1.工艺实习形式有:金工实习、电子工艺实习、电子仪表组装、电子元器件市场调研与自主设计、EDA综合实验、常用电力测试仪表应用等内容。通过各类实习要求学生能够熟练使用电气作业现场经常使用的各类电力测试仪器、仪表,并能够进行若干常规测试,为后面的生产实习和毕业设计打下实践基础。

2.我校电气工程专业实习包括认识(参观)实习和生产实习两部分。参观实习主要是到兰州供电局下属变电站、兰州铁路局供电段、兰西机务段等单位参观地方和铁路供电部门的生产调度、设备运行、检修维护等项目;生产实习主要是到兰州铁路局职工培训站进行牵引供电、接触网等项目的实际操作和演练、使学生真正参与到生产实际中来提高自己的实践能力。通过专业实习,使学生对自己所学的专业有了一个全新的认识,甚至可以找到自己今后的就业方向和发展道路。

3.顶岗实习,顶岗实践教学环节与其它实践环节不同。其一是所处学习阶段特别,执行时间一定要在学生已学完公共基础课、专业基础课,而专业课已开设一段时间后,通常安排在第七学期。其二是教学环境特别,执行场所一定要在专业对口的企业进行,学生在工作岗位上与工程技术人员或工人一起工作、学习,真实地进行工程综合能力训练。其三是学习目的特别,执行的目的一定是针对实际工作对象解决实际问题,面对的是立体的事物、交叉的技术,而不是平面的、单一理论上的问题。因此,顶岗实践教学的教学形式、内容、方法和手段都要进行相应的改革。顶岗实践教学的总体思路是:根据人才培养目标要求,以实践技能训练为手段,充分利用社会资源,结合理论知识,培养学生的工程综合素质和创新能力,以达到学以致用的目的。学校应与企业建立长期互利的合作关系。学校在企业创建实习基地,签订长期产学合作的协议,一方面企业为学校提供顶岗实习基地,委派有经验、能胜任的工程技术人员或高级技术工人给学生集中讲课,指导学生现场操作,形成良好的“师徒”关系。另一方面,学校为企业提供强大的技术支持,帮助企业解决生产中的技术攻关课题。再一方面,企业可以在实习的学生中择优挑选满意的学生作为企业的后备人才,提高了学校的一次就业率,同时也提高了企业的知名度。我校在各企业都建有实习基地,针对学生所学专业方向的不同,把学生分散到铁路供电站段,采用岗位轮换的办法,安排学生从事技术、管理、生产等不同的工作岗位,按每个岗位的性质不同,定期轮换,在指导教师的指导下参与实际工作,提高动手能力和解决实际问题的能力,实现真正意义上的顶岗。在生产过程中与企业技术人员沟通交流,再对照书本上讲过的理论知识,从理论到实际,从浅到深,从表面到内涵,从知其然不知其所以然到完全理解,学生从真正意义上掌握了所学知识,学以致用。

(三)专业课程设计与毕业设计

1.课程设计。其基本思路是通过一个开放式的综合性课程设计,使学生得到一次系统化的综合应用的实践锻炼。针对电气工程类专业,具体想法是:将电子技术、电机学、电力电子技术、自动控制理论、电力传动与控制技术、电力牵引供变电技术、EDA技术、接触网技术、机械基础、建筑电气等课程联系起来,以电气工程专业大学生创新实践基地为实训场地,开设以工程实际为背景的设计题目。将构思、方案设计、功能设计、评价设计、系统调试进行一条龙训练,要求学生针对某一选题,4~5人为一个小组,在教师提供的开放式平台的基础上进行自主设计,独立实践。

2.毕业设计。毕业设计是对学生实践创新能力的检验。电气工程专业是一个实践性很强的专业,根据实际情况毕业设计分为三类:

第一类是学生的全部毕业设均在校内完成,选题由指导教师确定,实验室和机房为其开放;第二类是学生在毕业设计前期到相关企业或将来的工作单位实习,四月底回学校完成剩余内容。选题可以自定,也可以是企业的相课题;第三类是学生的整个毕业设计全部在企业完成,选题必须是企业的相关课题,但毕业答辩必须回校完成。

学生可根据自己的实际情况自愿选择相应种类的毕业设计,实践证明,通过毕业设计可极大地提高学生的实践创新能力,同时也是对其实践创新能力的综合检验。

六、实践教学的实施效果

通过上述实践教学后培养出来的学生,用人单位普遍反映:(1)学生的综合素质明显提高。(2)竞争意识、质量意识、创新意识明显提升。(3)自信心明显增强。经过各个岗位的轮换后,学生还清楚地了解到自己真正适合什么样的工作,毕业时有目的地寻找适合自己的工作岗位,明确了自己奋斗的目标,最大程度地实现自我价值。我校电气工程及自动化专业的学生就业率几年来一直将近100%。

应用型本科院校毕业生在实践教学环节中的收获不仅体现在专业知识的拓展、专业技能的提高上,而且还塑造出了胆大心细,不迷信书本,实践出真知的创新意识。在人际方面,毕业生还充分认识到与人为善、尊重他人、宽容的为人之道。

参考文献:

[1]夏建国、刘晓保,应用型本科教育:背景与实质[J].高等工程教育研究,2007,(3).

[2]倪伟、马从国,电气信息类专业应用型本科人才培养模式的探索[J].中国电气教育,2007,(11).

[3]樊立萍,电气工程及其自动化专业实践教学体系构建及分析[J].中国电力教育,2008,(5).

篇10

我校是一所由重庆大学举办的独立学院,本着“厚德、博学、求是、创新”的办学理念,以国家和区域经济社会发展需求为导向,以“基础实、能力强、素质高”应用型本科技术技能型人才培养为目标,坚持理论与实践并重的原则,强化实践教学环节,重点突出学生创新实践能力、就业创业能力的培养和提高。我校电气工程及其自动化专业一直秉承学校的宗旨,遵循“适应需求、服务行业、类群集聚、协调发展”的原则,逐步形成了“强弱结合,以强为主,以弱助强;高低兼备,侧重高压;重专业基础,强学以致用”的专业建设理念。目前,我们专业紧跟学校的应用技术大学转型发展步伐,为了培养出应用型技术技能型人才而不断努力研究与探索具有应用技术大学特色规格的人才培养方案。电气工程及其自动化专业是一个工程实践性、应用性强的应用型本科专业,其大多数课程都需要大量实践来培养学生的工程实践能力和自学创新能力。实践教学是人才培养方案中的重要组成部分,较理论教学更具直观性、综合性和创新性,对培养学生的综合素质和创新实践能力有着重要意义。所以,在构建理论教学体系和实践教学体系相互并行、融合交叉的人才培养方案的过程中,实践教学体系的建设发挥着重要的地位和作用。

1树立“以学生为中心、教师为主导”的实践教学理念,明确实践教学地位

为了构建良好的电气工程及其自动化专业新型实践教学体系,我们确定以培养学生分析和解决问题能力作为其基础和核心,树立“以学生为中心、教师为主导”的实践教学理念,坚持以“培养学生的实际应用能力和创新实践能力”为目标,采取多层次多环节的实践活动,努力提高学生的创新实践能力,最终达到应用型技术技能型人才培养目标。在新型实践教学体系中,融知识、能力、素质为一体,把实践教学提升到与理论教学并重的地位,促进高素质应用型技术技能型人才的培养。

2构建以实际应用能力和创新实践能力为目标的新型实践教学体系

我校电气工程及其自动化专业实现人才培养目标的根本保证是构建一个完整的、科学合理的、适应社会需求的新型实践教学体系。在最近几年的教学实践中,我们通过多次对相关企业和部分兄弟院校的调研,了解到本专业应用型人才培养存在的问题以及国内相关企业生产和技术应用对该专业应用型人才需求的现状,遵循由浅入深、循序渐进、嵌套递进、自学创新的原则,在人才培养方案的修订中构建出了与理论教学体系有机结合又相对独立的以实际应用能力和创新实践能力为目标的新型实践教学体系。我们形成了由单一到综合、由独立到融合、实际应用能力和创新实践能力培养贯穿始终的三层次新型实践教学体系。

3新型实践教学体系建设

3.1实验环节

实验环节是实践教学体系中的最基本、最主要的组成部分。改革实验教学内容和模式,创造新型开放实验环境,给学生提供工程实践和自学创新的环境。增加实验环节比例,专业基础课和专业课有实验环节的课程所占比例增加到70%左右,并且将实验环节的课程学分设在0.5~1.5学分之间。实验教学体系按基础性、专业性、综合性三个层次构建,以实验技能和目标整合为实验模块,每个模块的实验项目又按基础、设计、应用三个层面构建。为了保证学生必要的实验条件和提高学生的动手和学以致用的能力,学校加大了对实验室的经费投入。最近几年,本专业实验室建设本着综合性、开放性、先进性和可扩展的原则,陆续改建了电工电路实验室、电子技术实验室、微机/单片机实验室等;新建了电力拖动自动控制系统实验室、电力系统仿真实验室、电力自动化及继电保护实验室、创新实验室等。为了充分利用有限的实验室资源,增加师生到实验室的机动性、提高学生积极性,我们逐步改建或新建3~4个具备智能管理功能的高标准开放型实验室。

3.2实习环节

实习是理论和实践相结合的重要方式,是提高政治思想觉悟与业务水平的重要环节,可促使学校教育与社会教育更好地结合起来。学生通过实习了解社会、接触实际,增强劳动观念和事业心、责任感,获得本专业相关的实际知识,巩固理论知识,具备应有的专业技能和实际工作能力。本专业的实习主要有专业认知实习和毕业实习两大模块。专业认知实习(一)安排在第一学期,由专业负责人带领学生参观专业实验室、校内实习基地(如电子工艺实训中心、工程训练培训中心等);专业认知实习(二)安排在第三学期,在校外实习基地(如华能珞璜电厂、重庆新世纪电气有限公司等)进行参观学习。毕业实习培养学生综合运用知识,分析和判断技术问题的能力。本专业的毕业实习安排在第六学期的最后两周,其形式采用集中组织和分散自找相结合的模式。目前,集中毕业实习的校外实习基地主要是湖北宜昌葛洲坝电厂培训部和重庆铜梁威斯特电梯有限公司。

3.3课程设计环节

课程设计是最重要的实践教学环节,是让学生完成的一项综合性、创造性、设计性的大作业,对学生的工程概念、系统概念和系统设计能力以及提高工程基本素质,培养较强工程实践能力至关重要。目前我校本专业安排了8门主干课程设计,如电力电子技术课程设计、发电厂/变电站电气设备课程设计、电力系统分析课程设计等。课程设计均要求学生针对某一选题,1~3人为一个小组,2周内完成。为了保证课程设计的教学质量,要求学生充分利用各仿真和硬件实验室,做到软、硬件有机结合。努力开设综合性、系统性的课程设计,有机结合理论与实践,让学生自主完成选题、方案论证、系统设计、器件选择、组装调试、编写报告等一系列工作,充分发挥他们的主观能动性,培养其综合实践能力。

3.4毕业设计环节

整个教学中最后一个综合性的,至关重要的实践教学环节是毕业设计。它是学习知识深化和提高的重要过程;是学生运用所学知识的一次全面总结和综合训练;是学生综合素质与工程实践能力效果的检验,有利于培养学生良好的工作作风、科学的工作方法和较高的职业能力。在整个毕业设计中,我校本专业要求指导教师引导学生进行自我主动学习的模式,只为学生提供基本的设计资料,采用小组讨论的方式,由指导教师进行适当提示,增强学生独立分析和解决问题的能力;以就业为导向来选题,对于已确定工作单位的同学,允许学生到就业单位进行毕业设计,缩短其适应工作的周期;为了保证对每个学生的指导时间和质量,限制了每个教师所带学生人数,并聘请了部分有工程背景的外校老师,规定了每周与学生见面指导的次数,同时采取电话、微信、QQ、E-mail等辅助方式进行随时指导。

3.5第二课堂环节

第二课堂是第一课堂活动的重要补充,是大学素质教育的重要载体,能够锻炼和提高学生的创新创业能力和综合素质。第二课堂活动主要包括社会实践、学术社团、学科竞赛、科技创新等等。通过组建学生科技创新实践社团的引导,学生积极主动参加科技创新实践社团在本专业已蔚然成风,并在各级比赛中多次获奖,成绩斐然。科技社团成立教师指导团队指导学生、高年级学生带动低年级学生、以自拟项目或参加竞赛等方式锻炼学生的综合能力,从而打造了全方位的创新实践平台。社团的学生们既能在学生中有条不紊地自主组织和推进各项创新活动,提高自身的组织管理能力,又能与实体的企事业单位联系,争取活动赞助经费,承接小型科研项目,提高自身的沟通能力和科研能力。以项目引导、竞赛驱动的创新实践平台建设极大地鼓励了学生参与各种项目和竞赛的积极性和主观能动性,促进了他们动手、创新、协作,积极进取,学以致用,提升了他们的实践技能。学生从立项到收集资料,从确立方案到动手制作、组装、调试,从一次次失败到最后成功,带给学生的是坚持和自信,为他们今后面对社会积累了宝贵的经验。

3.6“双师型”教师队伍建设

要培养应用型技术技能型人才和提高实践教学质量,还需要一支理论水平扎实、实践能力强的师资队伍。通过多层次、多形式的培训和教科研活动,以及“老带新”方式来不断加强专业带头人和骨干教师的培养。每年制定并落实专业教师轮流下企业工程实践,要求青年教师每年至少有15~30天时间到校外参与实践,获取与本专业相关的生产技术与科研、工程技能与经验,提高他们的专业技能和业务水平,增强教学、实践科研能力。同时,鼓励专业带头人或骨干教师在合作企业中积极参与或独立承担企业技术指导和产学研项目开发,使他们脱颖而出,成为具有较高“双师”素质的骨干教师。

3.7实践教学教材与教学大纲建设

实践教学教材与教学大纲建设也是保证和提高实践教学质量的一个重要环节。由于构建的新型实践教学体系赋予了新内容以及实验室引进了新设备等情况,我校本专业组织专业教师编写了具有一定特色和较高水平的实验、课程设计教材和教学大纲。对实践教学大纲的编写学校提出严格的要求,由学校安排校内专家进行审核,保证了实践教学大纲的科学合理性和适用性。我校目前电气工程及其自动化专业的实践教学教材基本上是教师的自编教材。教材直接针对我校的具体设备和实践要求,并且随着它们的改进而不断修订实践教材的教学内容。

3.8实践教学监控和评价体系建设

为了加强学生的实践能力和培养学生工程素质,需要加强监控和严格考评,建立一套多层次、多阶段的立体实践教学监控和评价体系。多层次包括学校、学院、教师、学生以及相关单位等多个监控和评价主体,各层次主体各司其职。学生如何体现作为监控和评价主体之一呢?例如改革对课程设计、实习的成绩评定方法,制定多元化的综合考核方法。即采取平时考核(占40%)、设计/实习报告(占40%)和综合答辩(占20%)来评定学生成绩。答辩整个过程要体现出“以学生为中心、教师为主导”的教学理念,由学生组成答辩委员会,由学生自主完成答辩过程中的组织、提问和评价等工作。这样既考核了掌握知识情况,又考核了综合能力,更注重培养了创新精神,极大地鼓励学生大胆思考和运用所学知识去分析问题和解决问题,并对不合理的方面提出见解。而对实验环节则采用“学生签名—学生做实验—老师检查实验—老师点名”的管理方法,杜绝了学生偷懒、不动手、抄写实验报告等现象的发生,极大地提高了实验效果,也相应地增加了教师的工作强度。

4结束语