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1 工程概况
安徽响水涧抽水蓄能电站位于安徽省芜湖市三山区峨桥镇境内,电站由上水库、输水系统、地下厂房系统、开关站和下水库等建筑物组成。
下水库位于浮山东面的湖荡洼地,由围堤圈围而成。下水库进出水口采用侧式布置,设在下库西边靠近山体侧,底板高程-16.00m,前池以1:15的倒坡与库底(库底高程0.45 m)相连,尾水上平洞以8%的倒坡与进出水口相连、其上游为上弯段及斜井段。进出水口南北两侧分别布置有导堤,导堤由开挖预留形成,然后采用浆砌石护坡进行保护,顶高程1.95m。进出水口边坡顶部设截排水沟,在46.5m高程和31.35m高程分别设2m宽马道,马道布置排水沟并与顶部截水沟相连排除边坡和周边汇水,汛期山体汇水主要通过截排水沟引入主沟排洪沟或南围堤外排水沟,最终排入泊口河;进出水口施工区汇水面积内的雨水汇集至排水泵坑后抽排至南侧南围堤外排洪沟或北侧主沟排洪沟。
2 下进/出水口施工期度汛方案选择
2.1 工期要求
根据原投标文件导流工程施工进度安排,下库进/出水口施工挡水围堰于2009年1月1日至2009年1月15日填筑完成,2011年1月1日2011年1月10日拆除完成,施工挡水围堰经历两个主汛期,有效使用天数共计716天。
2.2 方案选择
下进/出水口挡水度汛方案选择的成败,直接影响到下进/出水口施工进度,关系到厂房汛期的度汛安全。为此,特对下进/出水口施工期度汛方案进行了技术经济比较。
2.2.1招标阶段
由于下进/出水口较周边库盆低,形成深基坑,需在尾水隧洞出口和进/出水口前池段下游端填筑施工围堰,围堰采用粘土填筑及编织袋子堰,确保库盆内暴雨积水不进前池,前池内雨水不倒灌进尾水隧洞。汛期库盆积水深度按0.8m计算,库盆护底厚度为0.5m,另考虑库盆面积较大风浪因素及安全超高0.7m,因此进出水口围堰高2.0m,顶宽2.0m,底宽4m;尾水隧洞洞口挡水围堰考虑50年一遇日暴雨降水量积水深度,堰高0.6m,顶宽0.75m,底宽1.5m。拟在进出水口靠左侧布置集水坑,选用2台300BX-24水泵(流量1450m3/h、扬程24m、功率110kw) 和2台150BX-20型水泵(流量500m3/h、扬程20m、功率45kw),将积水排向进出水口左侧排洪沟入口部位水塘,经排洪涵管排入泊口河。
2.2.2施工阶段
为确保度汛施工安全,最大可能减少施工成本,考虑到编织袋围堰防渗性及对施工交通的影响,拟将进出水口围堰由编织袋围堰优化为预留土埂。即在前池与库盆衔接部位预留土埂,并与导堤相接形成挡水围堰,防止库盆积水流入前池,挡水围堰设计顶高程2m,前池尾部导堤开挖时暂开挖至2m高程。由于进出水口较周边库盆低,形成深基坑,为避免周边库盆雨水流入前池,利用已形成的前池导堤将雨水截留并引至库盆排水沟网。具体如图2所示。
图2 下进/出水口围堰预留土埂示意图
2.2.3方案选择:招标阶段下进/出水口挡水度汛方案从度汛安全方面考虑可以满足保证厂房汛期的度汛安全,但较之施工阶段度汛方案,未考虑前池段下游端填筑施工围堰后,2009年1月15日至2011年1月10日期间,围堰对下进出水口开挖、混凝土、前池浆砌石、库盆干砌块石等施工项目道路运输、工作面布置的影响;而采取将进出水口围堰由编织袋围堰优化为预留土埂后,以上影响可完全避免,仅仅是将原开挖阶段的前池开挖部分的少量开挖工程量安排在下进出水口混凝土、浆砌石、干砌石施工基本完成时进行,在开挖工程量未增加的前提下,省去了围堰的填筑和拆除量,结束了成本,保证了有效地施工工期,通过以上技术验证和经济比较,采用预留土埂可在保证度汛安全的前提下,可以有效地节省施工成本。
3 施工阶段度汛方案
3.1根据以上两种方案的比较,施工时采取了将进出水口围堰由编织袋围堰优化为预留土埂,另外及时疏通、扩挖前池导堤外侧排水沟,保证导堤外侧排水沟、库盆排水管网通畅,靠前池部位库盆积水能及时汇入库盆泵坑进而抽排至泊口河,降低预留土埂部位的度汛压力。
下/进出水口主要集雨面积仅为下进出水口开挖面积,约49800 m2,根据合同文件,估算日最大降雨量为15338 m3,按1日排干积水,小时排水量为639m3。
2009年汛期在尾水隧洞洞口,设置挡水围堰,围堰高1m,每个尾水隧洞挡水围堰前分别设置1台WQ65-18-5.5型水泵(流量65m3/h、扬程18m、功率5.5kw), 并备用2台同型号水泵,保证洞口部位雨水能及时抽排至下进出水口前池部位集水坑,经过集水坑布置的1台WQN140-60-37型水泵(流量140m3/h、扬程60m、功率37kw)抽排至主沟排洪沟内,确保尾水隧洞贯通后雨水不进厂房,且在拦污栅底板0-042.75上增加一道粘土围堰,堰高1.5m,顶宽3m,两侧坡比1:1,进一步降低尾水隧洞度汛压力;前池泵坑内布置布置1台300S-32型水泵(流量790 m3/h 、扬程32m、功率90KW) 和1台150S-78型水泵(流量160 m3/h 、扬程78m、功率55KW)接引固定钢管至开关站侧水塘,从南围堤外侧排水沟排入泊口河。
2010年为保证度汛安全,在下/进出水口事故闸门井在浇筑至-4.944后4扇事故闸门全部提前沉放挡水,每个洞口布置2台水泵(1台5.5kw污水泵,流量65 m3/h,扬程18m和1台3kw潜水泵流量15 m3/h,扬程50m),确保洞内排水量达到80m3/h,上平洞、渐变段施工时,以及渐变段预留孔洞封堵前,洞内积水由水泵抽排至前池泵坑。前池泵坑内布置4台大功率水泵, 1台90kw离心泵(流量400 m3/h 、扬程44m)、1台55kw离心泵(流量160 m3/h 、扬程78m)、1台37kw离心泵(流量140m3/h 、扬程60m)和1台30kw多级泵(流量100 m3/h 、扬程66m),总排水量达到800m3/h,水泵接引固定钢管至开关站侧水塘和北侧16.15m马道排水沟,从南围堤外侧排水沟、主沟排洪沟排入泊口河。
3.2技术经济比较
下/进出水口围堰采用预留土埂,并与下进出水口左、右侧导堤相接形成挡水围堰,减少了围堰填筑和拆除施工内容,为进出水口及库盆施工创造了有利施工条件,且施工时段有了较大的调整空间,可以优先保证其余关键线路施工的设备和人员。
通过以上技术验证和经济比较,招标阶段施工费用约为22万元,而采用预留土埂施工费用基本为零,可减少施工成本约22万元。本工程下进出水口导流、度汛最终采用预留土埂,与下进出水口左、右侧导堤相接形成挡水围堰。
4 结语
变电设备智能运维的一大亮点,设备重症监护及远程控制系统,对需要监护的设备加装各类传感器,通过外网或专网,将监测数据实时上传,可以通过移动端设备随时随地访问,也可通过远程控制对数据进行分析,甚至实现远程做局放。在部分没有信号的地区,也可以就地构筑小型局域网。
变压器局部放电测量技术,分为电量检测法和非电量检测法,电量检测法:高脉冲电流法、无线电干扰电压法(RIV)、特高频电磁波法;非电量检测法:测声、测光、测气体。其中提到了声成像测量的新技术,通过声音多点定位,软件计算时间差,从而实现声成像。对局放试验中干扰大的问题,可以通过硬件以及软件两个方面来降低干扰,同时也给我们讲了一些降低干扰的小技巧:阻抗盒接末屏尽量用短一些的线,尽量采用并联单点接地。
变压器局放试验中,外部干扰信号经常会影响试验判定。常见的干扰有:
一、空间干扰
(1)试验线路中采用滤波器、隔离变、阻波器;
(2)滤波通带
(3)平衡输入方法;
(4)天线噪声门控
对变压器周围进行干扰信号测量,当外部干扰信号与局放仪中干扰信号同步时,可以消除掉该干扰信号。在以后的局放试验中可以尝试使用看现场实际效果。
二、电源干扰
(1)阻断
(2)滤波
三、地电流干扰
(1)测量回路与试验回路最好分开;
电抗、分压器的接地要区分出来,便于加压时测电流,不受其他设备的干扰。
(2)采用并联单点接地;
多设备并联接地,最好不使用多点接地,各个接地线汇于一点后接地。
(3)缩短接地线长度和降低接地高度;避免产生对地电容。
(4)接入滤波模块。
中图分类号:F42 文献标识码:A
一、概述
随着汽车保有量的不断增加汽车配件的需求量也不断增加,需要大量的有文化有一定专业知识的人才进入汽车配件市场。本文介绍的制作帕萨特领驭汽车电器平面实训台,是汽车技术服务与营销专业所学课程汽车配件市场营销的一个实验体系。其包括汽车配件市场营销平台中进货、仓储、销售、专业制作帕萨特领驭全车电器平面实训台的全过程。平面实训台采用国内经典机型,教学与实践紧密结合,实用性强。选择各元器件,连接电路,以便能使学生在实验期间了解掌握汽车配件市场营销、汽车全车电器工作原理。使之加深印象,达到良好的教学效果。
二、帕萨特全车电器实训台总体方案的选择和确定
1、帕萨特全车电器实训台总体方案的选择
我们把制作帕萨特全车电器实训台做为《汽车配件市场营销》课程的一个教学项目、若干个任务。因为其所用配件比较多、比较全。学院教学班一般大约40人左右,我们做八台实训台,学生分八组,每组5人,这样能够较好的完成这个项目教学。《汽车配件市场营销》实验教学采用的实验体系是汽车配件市场营销平台中进货、仓储、销售、专业制作帕萨特领驭全车电器平面实训台的全过程。实训更注重学生能通过做实验而掌握更多汽车配件营销方面以及大众汽车电器系统的相关知识点。
2、帕萨特全车电器实训台总体方案的确定
帕萨特全车电器实训台,选用1.8T领驭国内经典机型,确定全车电器系统为8个系统组成。指导教师提供汽车配件市场营销平台软件,全部配件及清单。汽车配件营销实验室,销售用电脑,柜台等设备。学生利用汽车配件市场营销平台进行汽车配件的进货计划、进货、提货、仓储、销售、装配实训台等六个任务8-10次实验完成帕萨特全车电器实训台制作。
实训台系统组成 实训台由8个系统组成包括:
1).供电系统:蓄电池,交流发电机及调节器。
2).起动系统:直流起动机
3).照明系统:前照灯,雾灯,阅读灯,仪表板照明灯,行李箱灯,门灯。
4).信号系统:制动信号灯,转向信号灯,倒车信号灯以及各种报警指示灯。
5).仪表系统:里程表,车速表,燃油表,冷却液温度表,发动机转速表。
6).辅助用电设备系统:电动玻璃升降器,风窗刮水器,点烟器等的制作
7)发动机电控系统:发动机(用发电机驱动电机、曲轴电机代替),各种传感器,执行器
8)实训台附件系统:高强度台架,万向脚轮,测量端子,交流电源开关
由指导教师和部分学生按8大系统备齐配件、实训秃台架和附件、存储配件小车。提供配件价格清单。
三、建立汽车配件市场营销平台
帕萨特全车电器实训台的制作项目包括5个任务。利用汽车配件市场销售软件,其中通过4
任务完成汽车配件市场营销平台的建立工作同时完成汽车配件市场营销课程的实验教学任务。指导教师提供经理签字,财务支票支取及报销程序。
帕萨特全车电器实训台项目包括如下5个任务:
任务一:利用汽车配件市场营销平台编制提单
学生根据所学过的汽车电控知识,每个组制定一台套帕萨特全车电器实训台的采购计划、通过汽车配件市场营销平台编制提单、入库单、出库单。
任务二:利用汽车配件市场营销平台提货
学生持提货单,通过汽车配件市场营销平台进行提货工作。部分学生备小车、货架配合完成整个采购过程。
任务三:利用汽车配件市场营销平台入库
学生持入库单,通过汽车配件市场营销平台进行入库,登帐、货物入货架。
任务四:利用汽车配件市场营销平台销售出库
根据帕萨特全车电器实训台所需配件清单开销售单,提货,为组装帕萨特全车电器实训台做准备。
任务五:帕萨特全车电器实训台制作
我们用汽车配件及附件组装帕萨特全车电器实训台,按车型平面布置8个系统,采用钢架梯形结构形式支承整个系统的平面实训台。这样能减少材料,减重量节省成本。安有脚轮便于整体移动。安装平板采用硬质白色塑料,达到了节省成本的效果。考虑到实验台用于室内多媒体教学,所以在满足系统硬件安置空间的前提下,外型尺寸适中,同时考虑方便学生装配、测量实践不易过小,外型尺寸为(长*宽*高:2460*1850*800mm。以达到提供学生亲自动手组装实训台的功能。从而达到巩固加深教学成果的目的。
整个项目学生共分8个组任务一每个组各自独立完成。任务二、任务三、任务四分三次实验完成。奇偶交替进行。完成三个任务后再进行帕萨特全车电器实训台组装调试。之后,学生互查、互评。教师进行验收、考核。完成项目教学。
总结
制作帕萨特全车电器实训台这个项目,能够较好为汽车就技术服务与营销专用的学生巩固所学的汽车电控方面的知识。又能在汽车配件市场营销平台上全面的完成了汽车配件市场营销一系列实验教学任务。目标是为学生提供一个汽车营销专业比较系统的实验平台,使学生形象地模拟和实际演练汽车配件营销全过程。同时为其他专用的学生提供汽车全车电器教学的实验设备。
本项目教学的创新点如下:制作实训台的过程中培养了学生全面了解汽车配件市场营销的全过程。一举三得。为学生提供了良好的教育平台,从而能够很快适应社会、适应企业。成为有用的人才。
1.引言
服务社会作为世界高等教育的三个职能之一[1],即是强调教育不仅仅是传授理论知识,更重要的是增强学生对知识的应用能力。大部分大学生毕业后都要走向工作岗位,需要实践环境,进行实际操作和从而获得发现、解决问题的能力,于是在实训中掌握、巩固和加强知识的应用显得非常重要。
为适应以上要求,在电气与可编程控制器课程中,我们尝试进行了以下改革:在暑期,首先选拔出十名具有较强实践动手能力,善于思考的学生组成特训小组,直接由老师指导。在集体学习了控制任务的情况下负责电气与可编程控制器系统的元器件选型,电气接线板、电气接线图、电气原理图、元器件位置图的设计,然后招标购买和定制相应器件,自主完成电气控制柜的安装,接线,并结合回火炉控制系统[2]和C460车床控制系统[3]的控制要求编程、下载、调试,完成电气控制柜的整体设计和实验,反思问题和总结经验,撰写相应报告。学期开始后由这十名特训成员直接带领其他学生小组进行实训,重复以上实训内容,取得了很好的实训结果。
2.当前电气与可编程控制器课程中存在的问题
可编程控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC或PC)是专为适应工业环境的应用而设计的一种数字运算操作电子系统[4]。它采用了可编程存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令,并通过数字量,模拟量的输入输出,控制各种类型的机械工业或生产过程。
经过30多年的发展,PLC自身已十分成熟与完善,尤其在顺序控制、开关量逻辑运算和处理这两方面具有显著优势,而模拟量闭环控制也已成熟,并随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展,PLC的结构和速度也得到了飞速发展,所以在工业控制领域中可编程控制器的应用非常广泛,涉及可编程控制器的岗位也是非常丰富的,需要大量能够熟练设计,操作,控制和维护此类工业控制应用设备的人才。对电子类专业而言,电气与可编程控制器是必不可少的课程,然而传统教学存在以下不足:(1)学生实践基础较差,缺乏主动锻炼的乏环境;(2)填鸭式课堂教育对学生吸引力小,常有逃课现象;(3)知识的掌握停留在认识阶段,不能将讲授知识和实际应用客观地联系起来;(4)未能掌握电气常识,导致在传统实验中,停留在“依葫芦画瓢”,老师查线后简单记录数据的被动阶段。这也就削弱了电气与可编程控制器课程的教学效果,不能充分体现其综合性和实用性的教学目的。
3.学生主导、突出工程的一体化实训
这次实训的主体是中山大学南方学院07级电子专业的全体学生,实训的目的是通过以学生为主导,教师为辅的方式,使学生获得从具体控制系统的项目需求分析,设计到电气与可编程控制柜所有元器件的采购、安装、接线,到最后完成控制系统的程序编写、调试和实训报告的全部参与和实践。如图1所示:
3.1控制系统分析
这部分内容的主要目的是让学生了解工业过程中,为适应自动生产、加工而应用广泛的车床、流水线等工艺,并分析它们的控制过程,以掌握其电气原理,完成控制系统的设计。
本次综合实训选择了两个典型控制系统,分别为回火炉控制系统和C460车床控制系统。首先分析了它们的运动结构、电力拖动形式、控制要求、实现原理,不同电机之间的协作关系,然后思考完成相应控制功能需要的数字或模拟输入输出量,对应的驱动形式,以得到所需元器件类型和数量,达到一个定性到定量的分析,最后让学生开始思考其主电路和控制电路原理和组成,所需要的保护、报警、显示等故障保护措施,尝试设计其电气原理图,以达到对系统的全面理解。
3.2电气原理图等的设计
基于对工业控制系统的认识,结合低压电器控制原理和电机控制理论等知识,引导学生进行电气控制系统图的设计。电气控制系统图包括电气原理图、电气元件位置图和电气安装接线图。这也就要求我们首先设计电气原理图,在掌握控制原理的基础上,系统的考虑控制需求、电气安全等从而进行器件选型,然后综合以上知识进行电气接线板的设计,即设计电气元件位置图,并结合所选型号器件的尺寸,获得了电气接线板的制作图纸。步骤如下:
(a)电气原理图的设计:根据控制系统要求,采用标准电气符号和标识,设计符合绘制准则的电气原理图。
(b)器件选型:满足控制系统要求和电气安全的基础上,进行器件选型。首先计算输入输出点数,并考虑适当冗余进行可编程控制器的选型,然后选择交流接触器、电机等器件,并充分考虑功能、尺寸、额定电流、电压等指标。
(c)电气元件位置图和电气接线板的设计:结合电气原理图和所选器件,集中配置电气元件,以求美观,安全和接线方便。
(d)电气安装接线图的设计:针对设计的电气接线板和元件位置图,结合电气原理图,对电源、主电路、控制电路及照明电路等接线进行设计。
(e)电气控制柜的设计:考虑电源的接入、接地等因素,以及移动和学生实验接线的方便等,设计双向可开门,正面为有机玻璃,操作面板直接可视且带滚轮的电气控制柜。
通过以上电气控制系统的设计,学生基本掌握了控制任务和实现方式,对低压电器控制有了很好的了解,同时需要阅读大量可编程控制器的模块资料,以及其他电器的资料,对低压电器目前潮流和实物也有了一定的了解。
3.3器件采购
在选型阶段,我们和学生已经走访了很多次市场,基本了解了低压电器的市场行情,但是为了减少现场采购的压力,我们采用了网上竞标和现场采购两种方式进行,针对像SiemensS7-200PLC这样的标配器件,我们采用了网上竞标方式购买,而螺丝、电线等则采用了现场购买方式,所以这次采购相对比较轻松。
3.4安装和接线
学生以组为单位,每个团队各负责一台电气控制柜的安装和接线。参照电气元件位置图,把大概120台电器或配件安装在电气接线板上,大概是一天时间的工作量。
在进行电气元件接线之前,要求每位同学首先学习电气常识,掌握电气装置的安装注意事项,以及接地与接零的相应知识,然后结合电气元件接线图,进行接线,做到主电路和控制电路尽量避免交叉和平行走线,减少干扰;做好过电压、过电流、漏电保护和接地,等等。
实际动手操作比理论难很多,很多学生都表示,接线是一项非常需要耐心、体力和技巧的劳动,每一个拐角都要折成漂亮的90度角,并且还要掌握每个电器的工作原理和接线方式,以及相互之间的先后顺序和布线技巧。而有些问题一旦没有注意到,很有可能导致短路,轻则烧毁电器,重则危及人身安全,所以需要很强的安全意识。接线的工作量比较大,时间较长,在接线的过程中,同学们可以同时掌握低压电器以及控制工艺。
3.5程序编写与调试
因为实训选用了西门子S7-200CPU和相应模块,所以要求学生利用自己的课余时间进行STEP7编程语法的学习,分别掌握语句表、梯形图和功能块等不同的编程实现方式。考虑到每个小组的具体情况都不尽相同,各有差异,我们首先给学生讲解了四种不同的编程方式:(1)使用起保停电路的编程方式;(2)使用步进梯形指令的编程方式;(3)使用移位寄存器的编程方式;(4)使用置位复位指令的编程方式。然后学生根据自身的知识特点和兴趣爱好,选用不同的编程方式。接着从最简单的一个按钮控制一个灯开始学习编写程序,渐渐地加入自锁、互锁、计时器、计数器、顺序控制等控制功能。当对STEP7编程熟悉之后,开始让学生思考回火炉和C460车床控制系统的地址分配、控制要求及实现逻辑。
由于在校大学生基本不具备继电器控制的设计经验,因此经验设计法不适合,我们提倡学生使用逻辑设计法。而为了增强逻辑性,便于理解和编程实现控制功能,我们引导学生思考如何将一个复杂的控制系统分成几个相对独立的子任务,分别对各子任务进行编程,最后将子任务的程序合理的连接起来,从而能够帮助同学们清晰的认识到各个控制子任务及相互之间的逻辑关系。
同时为了增强安全和可靠性,程序的编写要充分考虑手动和自动方式,遇有紧急故障,可及时手动停止。程序在下载到CPU之前,需要不断的修改和仿真。比如把程序导出后下载到仿真软件S7-200sim2.0中,进行反复仿真和调试,直到不仅能够满足控制要求,而且具备一定的鲁棒性、预防突发故障和紧急停车等性能为止。
3.6联机调试和编写实训总结报告
虽然在仿真软件中已经反复进行过调试,但并不代表程序一定能够满足控制要求,联机调试是必备步骤。在联机调试之前,需要制定周密、详尽的调试计划,充分考虑工业加工环境可能遇到的干扰和突发事件,不能盲目调试而忽略安全隐患。
通过联机调试之后,让程序连续运行一段时间,以确保程序的正常运行。
做到这一步,电气与可编程控制器实训已接近尾声,凝聚了众多的汗水和精力展现给我们的是一整的电气控制柜,内含满足回火炉和C460车床控制系统实现的软硬件。但是为了让学生回顾实训内容、总结实训经验和提升自己的专业知识,要求每个组以实训总结报告的形式编写技术文件,包含实训目的、平台、内容、步骤、结果和心得等六部分。
4.结语
电气与可编程控制器课程的综合性、实用性和应用广泛性,使得它与其他课程不同,仅仅靠理论学习,没有实践锻炼,将使得对知识的掌握缺少直观性、系统性、实践性和综合性。为了系统培养学生对控制系统、低压电器、电气常识、PLC、编程和调试等的认识,开展PLC综合实训课程是十分必要的,同时也能让大学生提前认识到工作所需要的汗水、耐心、责任、创造性思维和团队合作精神,提高综合素质。
参考文献:
[1]傅树京.高等教育学[M].首都师范大学出版社,2007.
[2]李彪.回火炉燃烧控制系统[J].自动化与仪器仪表,2009,(5):113-114.
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)20-0155-02
面对汽车的社会化普及和汽车电控化的出现,部分高校的汽车实训教学不只限于对汽车专业学生开设,也延伸到了面向全校各专业的学生开设不同内容的汽车电器实训教学。但目前教学的单一、枯燥等问题制约了汽车电器实训教学的发展。汽车电路只是其中的一门课程,教材内容涉及汽车电路控制知识技术和实习技能课题很少。特别是汽车电路实习课本没有将电路实习内容、方法、操作、注意事项等完整编写,教学时没有针对性,仅靠教师指导学生实习,造成毕业生就业时工作能力差。信息反馈,汽车电路实习教学需要我们加强探讨,努力提高学生的操作水平,以适应新时代的需要。
一、汽车电器教学现状
1.教学模式落后。汽车电气课程教学仍采用传统模式。教师在课堂上组织再好,讲解得再生动,也只是在黑板上开机器,只会越来越糟,不能充分发挥学生的主动参与性。随着社会信息化程度的提高,短时间教学中传授越来越多的知识、信息,操作技能仅靠原有教学手段,不能满足现代社会对人才培养的需求。
2.教学工具使用不足。目前的教学仍然用挂图讲解,或用圆规、三角板、粉笔在黑板上画图,然后根据图讲解。而汽车电气课程实物图多,线路图更多,仅画图这一项就要耗费很大的精力和时间。导致复杂电路无法讲解、个别部件的结构讲不明白,用多媒体、幻灯片等现代化的教学工具教学的少之又少。实训台架使用频率也因课程安排而使用较少。
3.理论课时与实习课时比例失调。课时分配的状况是这样的,理论课时太多,实习课时太少,有的实习课一学期只有一两次台架参观机会。原因是多方面的,如实习设备少、电器实训开发较少、实训用电安全等问题,还有教师的主观意愿在起作用,认为只有掌握了丰富的理论,学生才能实习好,毕业后的实习机会很多。
二、汽车电器课程实践教学
1.课程教学实践的思路。因这门课程包含的知识面较广,不仅要求学生懂电工电子和机械原理知识,还要求学生对化学等学科也要有所掌握,这样教师就必须考虑到如何综合这些学科的知识,把内容简单化、明了化地传授给学生,让学生在有限的时间里掌握更多的知识,提高学生分析问题和解决问题的能力,这是汽车电气课程教学改革的主要目的。笔者总结了汽车电气课程在教学思想、教学环节、教学手段等方面的改革方案,并进行了全方位的实践,改革思路如下:一是运用现代化教育理念重新设计教学系统,采用先进的教学方式,如采用多媒体教学、网络教学等。利用声音、图像等信息增强课堂教学的直观性、生动性和启发性,帮助学生理解课程的难点,提高课堂教学的效率和质量;二是以学生为主体来制定教学计划,在不同的阶段采取不同的教学方式,然后根据阶段的成果设计下一阶段的教学方式。
2.课程教学实践的方案。根据汽车电气技术发展的特点,为培养和提高学生对汽车因电气引起的故障的判断能力,提高课程教学质量,实行了以下几项对策:
(1)采用多媒体教学模式,加强理论课教学。多媒体教学改变了传统的教学方式,是现代化教学的重要组成部分。它集中了教师的共同智慧,以计算机作为工具,运用文字、图像、动画、声音等信息来传授知识,既可以有效地激发学生的学习兴趣和提供大量的信息,还可以把无法在传统课堂展示的内容用模拟的动画演示出来。
(2)采用分组小班式教学,加强实训课的训练。汽车电气课程的实践性很强,为了让学生较好地掌握所学知识,在该课程中设计了3种类型实训模式,一是结构原理,二是故障检测与排除,三是整车仪表线路的检测。每一模块结束后,要求学生做到自己动手拆、装、检查测量,这样学生可以直接看到实物,研究其结构、原理,等于把课堂知识进行二次回炉,加深印象;对故障的判断与排除实训采用人为事先设置,让学生综合运用所学知识,分析故障,找出故障所在,直到解决问题;最后集中一周的时间要求学生运用所学的知识,进行整车的电气设备检测。
(3)增加实训内容操作考试。为了增强学生的实际操作能力,使学生走出校门后,能较快地适应工作需要,课程结束后就进行实训操作考试。操作考试内容紧密结合国家劳动部的考核标准,贴近岗位实际,体现出很强的实践指导性。实训项目要求每个学生能独立完成,有统一的考核评分标准,使学生获得了较好的实操锻炼。
三、实训考核方式的改革
1.汽车电器实训考核准备。新的考核方式全面地考查了学生在整个实习训练中的整体表现,突出了学生个人能力在考核中的作用,避免了“大锅饭”或“小锅饭”现象。适应了汽车电器实训的教学特点,从多方面促进了学生能力的培养,促进了教学。利用这样的考核方式,必须要做好以下准备工作:
(1)准备好理论考试试题库和实践操作考核题题签。理论考试题要与《汽车电器》课程考试有区别,主要考查学生汽车电器故障诊断和分析能力。同时为了避免前后进行实习的班级出现试题重复,要构造一定数量的试题,形成题库。在每次考试前随机抽取。
(2)设计合适的考核项目。学生实践操作考核题目难度和工作量要适度,主要以汽车电器部件拆装检测为主。工作量一般在1h内完成,一个班4个组学生,利用4~5h就可以考核完毕。
(3)器材、仪表、设备的准备。实践考核项目涉及汽车电器的各个部分,使用的器材、仪表和设备种类较多,考核前指导教师要逐一检查,避免因为器材短缺、仪表和设备的损坏而使考核无法进行下去,保证考核顺利进行。
2.汽车电器实训考核方式。根据汽车电器实训的教学内容和教学特点,我们设计了如下的考核方式:
(1)平时表现(20分)。主要考查学生实习纪律和平时实习操作时的规范性,培养学生的劳动纪律意识,督促学生养成良好的工作习惯和团队意识。该项内容由每天指导实习训练的值班教师点名考核纪律情况,巡视检查学生操作情况并作相应纪录。实习训练结束后对每位学生进行综合评分。
随着当今市场经济体制的逐步完善,技术进步和劳动组织的变化,使得现代企业亦更加重视毕业生的职业综合能力。我们了解到电器行业急需大量一线的装接工、调试工、维修工和质检员。这就要求中职校电子电器应用与维修专业的教学要突出学生的动手能力和实践水平,实训是达到这一目的的重要手段。加强实训教学可以对学生进行专业岗位群基本技术技能的训练、模拟操作训练和综合技能训练,还可以让学生参与一定的实际生产活动。实训教学已成为中职学校全部教学过程中不可缺少的环节,本文仅就中职学校电子电器应用与维修专业如何开好实训课教学进行探讨。
一、电子电器应用与维修专业实训是时代的要求
(一)实训符合中职校学生的特点
职业学校的招收生源中学生学习成绩差异很大,整体素质不高。这就给职业学校的教学管理带来很大负担,特别是电子电器应用与维修专业,专业教学更是难上加难。因为电子专业开设的课程,基本是高职、高专的课程直接“下放”,学生在学习过程中因为基础知识跟不上,势必产生厌学情绪,造成学习效果较差,但是他们对实训和实习却充满了新鲜和好奇。我们要充分抓住学生的新鲜感和好奇心,扩大实训实习的力度。因此,我们要积极改变教学的思路,转变观念,增大实训教学的投入,增大实践课的教学比例。
(二)实训是就业的需要
从现阶段社会就业市场对就业者的需求看,高素质的应用型、技能型人才短缺,实训教学改革必须服从市场需求,以学生综合素质为依据,改革目前的教学模式。现行的教学模式都是以前形成的定向教育模式,即文化课、专业基础课、专业课的三段式课程,各门课程的设置及学时安排都是依据学科地位而定,而忽视学生特点及社会所需的要求。这就难以满足多元化发展,客观上势必为未来毕业生的就业设置了羁绊。因此,电子电器应用与维修专业注重理论和实践相结合,注重职业学校学生应用能力和解决实际问题能力的培养。课程设置具有简化理论、强化实践,加大电子技术基础、电工基础实训课时比例,总体上达到对学生培养目标的要求,克服未来就业面窄的问题,让学生有更多的余地选择或转行。
二、电子电器应用与维修专业实训的多样性
职业中学的学生初中阶段的学业是比较落后的,学生整体素质相对偏低。学习基础薄弱,学习动力不足,学生对书本理论知识早已厌倦乏味,但是他们对实训和实习却充满了新鲜和好奇。我们要充分抓住学生的新鲜感和好奇心,扩大实训实习的力度。因此,我们要积极改变教学的思路,转变观念,增大实训教学的投入,增大实践课的教学比例。应根据学生学习情况、自身综合素质,以及未来就业的目标,对学生进行综合评价。在具体安排中,可适当调整课程计划,以“理论技能相结合”的原则,加大实训的比重,或轻理论重实践,或先实践再带入理论,或先易后难分段进行,利用校内外实训基地等多种场地和渠道全方位开展实训教学。
(一)充分利用校内实训基地进行教学
学生可就近、就地到这些校内实训基地进行实际操作和专业技能训练。校内实训基地在实践教学方面具有随时性、方便性、显效性的优势,重点可采取由浅入深,分段进行的方式。
1.在初级阶段,充分引导学生对电子技能操作的兴趣。在此阶段,主要进行元器件识别,锡焊操作,万用表组装实训,使学生能读识电阻、电容、电感,并能使用万用表判断其好坏,掌握锡焊的焊接技术,学会万用电表的组装和调试。在此过程中,测量和焊接技术是基础,我们安排有专门的测量、焊接实验室,并配备专门资深实训教师进行指导和培训。在初级阶段,要有充分的时间、设备和良好的师资保证实训实际操作。
2.在中级阶段,充分巩固和提高电子技术技能的掌握。在此阶段,主要进行电子元器件质量测试、常用电子仪器、仪表的使用和简单电路的组装,掌握毫伏表、示波器、晶体管测试仪,等等常用仪器的使用方法,学会收音机的组装和调试工艺。在此过程中,可有专门的一周进行“收音机组装和调试”操作,要求学生能自己动手,在原有学习的理论、简易器件识别和焊接技术的基础上,根据电路板中的元件插孔位置,依据原始电路图,在实训教师指导下,进行相应装配,要求必须有步骤有方向性的进行操作,最好能一次成功,最后根据调试原理,进行后期调试工作。
3.在高级阶段,全面认识、综合应用电子技术技能。在此阶段,主要进行黑白电视机组装、遥控彩色电视机维修等训练,使学生具有黑白电视机组装调试和黑白电视机、遥控彩色电视机常见故障排除的能力。在此过程中,可专门安排两周进行“黑白电视机组装和调试”操作。
实训也是一个循序渐进的程序,从初级阶段的基础学习,到中级阶段的巩固提高,再到高级阶段的综合应用,同时它也是理论联系实际的过程,实践能加深对理论的理解,反过来理解了的理论又能更好地指导实践。校内实训基地应体现仿真性原则,应充分体现生产现场的特点,具有针对性很强的、数量和场地足够的、与社会上实际的生产和服务场所尽可能一致的实训工位;要具有真实而综合的职业环境,按照未来专业岗位群对基本技术技能的要求,得到实际操作训练,帮助学生专业技能、技巧的形成,培养学生的技术应用能力;要具有可供训练的反复性,能给学生创造反复训练的机会,在反复训练中不断提高技能熟练程度,使学生体验生产操作过程,基本完成毕业上岗前的准备和训练。
(二)校外实训基地实践
校外实训基地是学生“零距离”接触生产第一线的训练场所,是对校内实训基地设备和场所不足的有效补充。
1.校外培训基地是对学生直接参加生产和实际工作进行现场培训的场所。随着社会对人才需求的变化,仅靠校内实训基地已很难满足实训教学的需要。校外实训基地不仅可以弥补校内实训设备和场所的不足,而且可以创设一种能够有效地促进教与学双向互动的社会交往情境和职业情境,在浓厚的职业氛围中锻炼和培养学生从事和胜任某一职业岗位的能力,使他们的理论知识在实践中升华、能力在实践中增长,及时掌握先进的设备和工艺。
2.在走出实验室的同时,学生还可以在实训教师的指导下,有组织地为学校教师、社会人群进行免费维修工作等。多种形式的顶岗实习,不但可以锻炼学生,而且能够产生多方面的效益:一方面,学生直接从事生产活动,可获得一定的报酬,以此进行勤工俭学,也为社会创造财富,产生经济效益;另一方面,学生顶岗,满足了企业对短期实用型人才的需要,为企业的减员增效创造了条件,带来了人员效益。另外,学生经过真刀真枪的实训后,走入社会可以直接上岗,没有明显的过渡期,能满足社会对实用型人才的需要。同时能促进中职教育事业的发展,产生了社会效益。
三、电子电器应用与维修专业实训的管理
职业中学的学生管理工作是比较困难的,而实训教学过程中的学生管理工作更难。因为实训教学和平时的文化课教学不同,一般的教学,学生坐在教室里,能自由活动的空间和时间都很少,管理起来很轻松。实训教学的时候,学生自主学习,自由活动的空间较大,自由发挥的地方也很多。因此为了真正提高实训课的教学效益和教学质量,让学生在实训学习中获得知识和乐趣,我们要采取一定的措施来加大实训教学中学生的管理工作。
(一)实习时,学生要按时进实验室,遵守秩序,不乱拿仪器,不在实验室内喧哗,保持室内安静整洁。
(二)学生须服从安排,听从指挥,必须严格遵守有关规章制度,尊重实习指导老师或师傅。
(三)遵守安全操作规程,严格按实习指导老师和师傅的指导方法进行操作,未经同意不得擅自操作设备,以确保人身安全和设备安全。
(四)实习时,爱护仪器设备、工具、量具,下班时应该清理放好,防止损失和损坏。
(五)按时上下班,坚守工作岗位,集中思想操作,不进行与实习无关的活动。实习结束,认真写好实习报告,参加实习成绩考核。
(六)人为造成仪器损坏、浪费或遗失,要及时主动向老师或管理人员报告。必要时应作出检讨、赔偿或处罚。
为保证实训的质量,在校内外实训时,学校要对实训情况进行认真地检查、监督和总结。在实训过程中,组织相关部门和人员,到专业实训现场,采取多种形式,检查和监督学生的专业实训过程;实训结束后,要抽查实训结果,全面总结实训中的经验。
四、电子电器应用与维修专业实训的不足与思考
随着中职教育的深化改革,很多学校已清醒地认识到必须在办学方向、办学理念、培养目标、管理模式上有较大的改变,必须强调以符合社会人才需求为导向,以培养学生技能为中心,积极调整原有教学计划,构建新的课程体系,全面实行教改,在此基础上,才能扎扎实实地开展实训教学。而在实际上不少职校电子电器应用与维修专业教学的实训仍存在以下不足。
(一)电子电器应用与维修专业的学生一般先是在课堂中接受大量的理论知识,只是在其中穿插做几次实验,甚至有些课程基本就没有实训操作,在理论教学和实训教学比例上,存在明显失调。
(二)在实训过程中,指导老师和学生的比例也有所失调,一般是十几个学生跟一个指导老师,这就使大部分学生在实训操作过程中有问题一带而过,或者操作有误却没有得到老师的及时指点。
(三)实训仪器、模型不充足,个别实训十几个学生围绕一台仪器,如在空调等实训演示课程中。又如在机械基础课程中,没有相应的模型进行实物教学。
(四)实训内容滞后。受设备、仪器等因素的影响,有些实训内容陈旧,方法单一,没有紧跟迅猛发展的电子产品而有针对性地实训。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)12-0120-02
技校是培养具有一定基础理论知识和娴熟操作技能的中高级实用型人才的中等职业学校。所以,在对学生的理论知识有较高要求的同时,操作技术也是他们学习中的重点。因此,必须从教师的教学方法和教学技能入手。下面就以《电力拖动控制线路与技能训练》这门课程为例,提出自己的一些看法。
在职业课程设置中,《电力拖动控制线路与技能训练》(第四版)是电工电子专业的专业课程,它的抽象性、专业性和实用性很强,对初学者来说几乎是一道无法逾越的障碍,因此,学生普遍缺乏学习兴趣。电力拖动控制线路与技能训练本身由实训和理论两部分组成。这本教材与过去的旧教材相比最大的区别是理论与技能一体化,使教材内容更加符合学生的认知规律,保证了理论与实践的密切结合。那么,在教学中如何充分发挥实训教师的主导地位,让实训课堂充满生机和活力,就是我们需要思考的问题。
做导游,引导学生明确
实训目的,提高学习兴趣
做导游,为学生提供指导和帮助,指导学生明确实训目的,是让他们掌握技能的第一步,即弄清楚本节实训要解决什么样的问题,达到什么目的或效果。没有明确的学习目的,必然收获无几,只有明确了实训目的,才能达到我们想要的效果。企业电气控制的对象是什么呢?顾名思义就是生产机械,要实现生产机械自动化控制,就要求学生在学习电力拖动控制线路之前对生产机械的构造、运动形式、机械与电器的配合等方面有足够的认识,并在头脑中形成一定的印象。为此,我们有必要作学生的导游。比如,在学习绪论时,为了提高兴趣,让学生明白所学知识的有用性,可组织学生参观教学。在参观教学中,教师先要充分熟悉生产机械和《电力拖动技能训练》教材,做到心中有数,然后讲清参观目的,把本学期所要用到的元器件名称告诉学生,对每一个元器件提出一些问题,让他们在参观过程中完成它,即带着问题参观。同时,参观时要分组进行,切不可全班学生一齐去参观,因为技校生自控能力差,达不到教学效果。每小组以6~8人为宜,轮流进行。在参观过程中教师主要讲解机械的构造、各部件的作用、各主要电器的作用;适当时候教师模拟操纵机器以作演示,指出各种运动形式和各部件的控制要求,让学生观察,然后提问检查,看是否达到预期教学目的,是否提高了学生的学习兴趣。
平时上课时将训练内容与实际应用相联系,以保持兴趣。每次实训都要求学生必须通电,以便于发现电路故障现象,教师及时说明故障原因和维修要点,这样才能把训练内容与实际应用有机地结合起来。譬如,笔者在讲接触器自锁正转控制线路时,先复习点动控制电路,然后问学生:“当按钮按下去时,电机转动,如果我有急事,需要很长时间走开,但电机又不能停时,怎么办?如何满足我的控制需要?”这时,可以因势利导,列举现实生活中刮大风,我要把门关上,怎么办?锁门!同样,我可不可以把电路也“锁”住呢?通过这些事例的分析,一步一步引入课题。等学生体会到学习乐趣,学习劲头就更足了。
在这个教学过程中,教师作为学生的“导游”,既要告诉学生知识的要点,又要让学生有自我发现的乐趣,让学生自主学习与本实训有关的知识点。
做工程师,精心设计课题和
多层次练习,进行多层次课堂学习指导
主要是对学生上课内容进行精心设计和多层次练习,进行多层次课堂学习指导,帮助他们解决实训时遇到的问题。
要教好一门课,需要把握学科特点,结合教学内容,精心设计课程讲授顺序。《电力拖动控制线路与技能训练》(第四版),在教学内容顺序上都是先学第一单元《常用低压电器》,再学习第二单元《电动机基本控制线路》,然后是第三单元和第四单元教学。其特点是先基础、后应用,符合教学规律。根据大纲要求,学生在学完该课程后,应具备绘制、识读电路图,按电气图安装布线的能力,以及会拆装与维修常用电器的能力。根据这一要求及学生的实际情况,我对教材内容讲授顺序进行了修改。第一单元与第二单元内容的学习穿行,以第二单元内容的需求为基础,需要哪些电器元器件,我们就讲解哪些电器元器件。例如,讲解手动正转控制线路前,先讲解刀开关、接触器、按钮和熔断器,再接着讲解如何识读绘制手动正转控制线路图和布线要求,之后就是安装与检修技能训练等内容。
同时,根据学生的实际情况,设计多层次练习,每次上课都准备两个实训课题:一个基本练习题,一个机动练习题。一般学生都要完成基本练习和机动练习题。对于有困难的学生,可免做机动题。机动题则是一些超前性的题目,供有潜力的学生完成。在实训过程中,应注重加强对学生的分层指导。对共同性问题,教师要作集体或小组指导;对个别性问题,教师要作个别指导。通过讲解、示范,使优生和差生都能按多层次的教学要求达到目标,使学习效果更加明显。比如,我们在安装点动正转控制电路时,对于已经完成基本练习的学生提出问题,如何让电动机连续工作?由学生讨论,为什么会出现不连续的原因。关键在于没有给接触器线圈加以持续通电的机会。所以,解决的办法是在按钮常开触头两端并联接触器辅助常开触点克服点动控制,但是控制线路又能停车吗?所以,必须再加入停止按钮。控制功能是否满足了要求,让学生去思考并动手安装电路,直到问题解决好了为止。
经过实践证明,精心设计课题和多层次练习,进行多层次课堂学习指导,对优生和基础较差的学生而言,学习效果都有明显的提高。
做主持,启发学生思维,激发学生的兴趣
在课堂上,教师就是主持人,采用适当的语言、教态,促进师生互动,让学生的能力得到培养,让学生的兴趣得到满足。
学生实训时,应创造一个开放的环境,对实训课题统一,但具体线路安装布局不作统一要求,让每个学生发挥自己的思维,否则,可能会扼杀学生的创造性。此时的教师更应该像一个主持人,让每一位学生把自己的作品展示给大家,同时,为这种思维碰撞推波助澜。
以笔者上的一节课《定子绕组串电阻降压启动控制电路》为例。我给学生提出课题要求:三相异步电动机直接启动时,启动电流为额定电流的4~7倍,电流很大,特别是大容量的电动机,启动电流大的问题更突出。容易使电机绕组发热,损坏绕组。在传输电路上产生较大的压降,严重时会影响同电网其他用户的正常工作,甚至造成其他接触器控制电路的欠压保护,所以,很多情况下不允许电动机直接启动。这时我们要考虑降压启动,今天我们采用定子绕组串电阻降压启动控制电路,我给出主电路,由学生自己设计控制电路,结合自习,自主探究规律,学习效果比平时要好得多。
设计安装好以后,笔者告诉学生如果自己设计的电路能够通电,再奖励5分(学生有平时分数),学生进行通电试车时,要求每个人记下自己设计的电路优缺点。然后,进行实训讨论。笔者作为“主持人”,让学生广开言路,每个人都发表观点。最后,叫几位学生上台展示结果。经统计,学生探究后,本节课共给出了很多定子绕组串电阻降压启动控制电路方案。在这种环境中,学生情不自禁地探究课题,整个实训气氛非常活跃。
做导师,总结延伸,
提升操练,升华实训效果
实训后要及时进行总结,这一点至关重要。此时,也是导师发挥作用的时候。教师不失时机地点评实训的得与失,可加深学生对实训结果的理解和掌握。必要时,导师还应亲自操作模拟。
比如,学生上第一节实训课时,教师就应该亲自操作模拟。在给他们讲接线方法和工艺时,任凭你讲到嗓子冒烟,学生就是不理会。然后,等我把电路接好,通电时也不仔细观察,最终导致实训失败。学生的想法是只要把电路接出来就好了,管它工艺怎样。电路很快接好了。但故障也跟着来了。有时,检查学生接的电路,线都是随意拉的,等你总结时,学生还说:“老师,我是失误……”。有时,在实训过程中,发现问题时,就会说:“老师,我知道的,等下次就改……”。当然,如果哪个学生做得好,就要给他以鼓励,表扬。记得有一次,有个学生接错一根线,等我把故障分析给学生听时,学生大呼错得冤枉,却也承认没有理清电器元件的进线端和出线端。在实训过程中,多与学生沟通,及时点评他们的得与失,不仅可以加深他们对知识的理解和掌握,同时,也能开阔创新意识,培养创造能力,使实训操作的效果得到升华。
在整个实训过程中,教师一直在促进、组织、指导着学生,和学生一起探索新知识,建立良好的师生关系。不仅学生的技能得到提升,也能为社会培养出实用型的专业技能人才。
参考文献:
[1]李敬梅.电力拖动控制线路与技能训练(第4版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
[2]尚艳华.电力拖动(第4版)[M].北京:电子工业出版社,2007.
近年来,企业对技工人才的岗位需求不断增加,学校需要不断加强自身内部建设和教师的两项内功培养,即“教功”“学功”,以利于为企业输送更多合格人才。但由于技工学校学生入学成绩相对较差,成绩悬殊较大,学生的学习积极性不高,使得教师不能顺利实施教学工作。技工学校主要培养技工人才,加强学生的动手能力、培养学生学习积极性极为重要。下面笔者探讨在电气控制实训教学如何培养学生学习的积极性,让技工学校的学生真正动起来。
一、在实训课中熟悉常用低压电器的结构、测量方法、工作原理及电器符号
常用低压电器有开关、熔断器、主令电器、继电器、接触器等。学生通过对电器知识的学习,掌握其类型、工作原理、测量方法、电器符号和使用方法,为电气控制线路打下基础。教师通过常用低压电器的讲授,让学生明白电器的接通、断开电路;通过对熔断器讲授让学生明白熔断器如何实现电网和电力拖动系统中短路保护;通过讲授如何实现接通或断开小电流电路,如何实现自动控制和保护电力拖动装置的情况,使学生明白电器的作用、特点;通过对接触器结构及工作原理的讲授,使学生懂得接触器是如何实现远距离频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路,如何选择接触器等等,这些都可为分析和绘制电力拖动控制线路电路图打下基础。
常用的基本控制线路内容,也应在实验课中让学生加强理解。例如:手动正转控制线路,是通过低压开关来控制电动机简单的启动和停止,当停电时电动机就停止,当突然来电时电动机就开始运转所以很不安全,这种控制线路常被用于控制三相电风扇和砂轮机等设备。点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路,按钮按下,电动机就得电运转,松开按钮,电动机就失电停转,这种控制方法常用于电动葫芦的起重电动机控制和车床拖板箱快速移动电动机控制。接触器自锁正转控制线路应用于要求电动机启动后能连续运转而且具有欠压和失压(或零压)保护作用。具有过载保护的接触器自锁正转控制线路,如果长期负载过大,或启动操作频繁,或者在缺相运行等原因时能自动切断电动机电源使电动机停转起到保护的作用。这些都将为分析电力拖动控制线路打下基础。
在学生熟练掌握电力拖动控制线路的基本理论和方法后,要在实验课中培养学生的学习积极性,学校还配备了相应的实训设备,进行教学模式的深化与改革:一是基础性实验。开设一定数量的验证性实验,包括基本控制线路、常用生产机械的电气控制线路及电动机的自动调速系统三门实验。二是综合性设计性实验。以可编程序控制器PLC和顺序控制器等控制技术为主,由学生自行设计、安装、调试线路,培养学生的工程设计能力,启发学生积极性和创新设计思维。三是设计研究性实验。教师要引导学生打破多门课程界限,将相关的简单基本控制线路进行综合,开发一些研究性的课题。
二、在理实一体化教学中加强实习教学
向学生传授电类专业生产基础知识和操作技能、技巧是生产实习课教学的基本任务之一。
首先,要在基本技能的掌握上下功夫。学生掌握技能,必须有一个可供练习的环境,并进行大量的反复训练,才能逐步做到手脑并用,留下深刻的印象。学生在刚接触到实际常用低压电器的拆装时,往往手法生硬,拆装速度慢,针对这一特点,实验室提供给学生大量的不同功率、不同材料、不同型号的常用低压电器,让学生反复拆装训练,直到掌握规律,做到快速准确,符合要求。学生在拆装时就像玩一样,积极地动手训练。对于安装步骤及工艺要求,学生应在教师指导下,掌握线路的走向、电线管和控制板支持点的位置,做好敷设和控制板支持;对于线头的长短、电器元件的固定,要掌握剥线、接线的操作要领;对于元器件装配工艺,要掌握明线布线的工艺要求等,不断地反复训练,提高实习效果。这样的训练有利于学生对电器结构及工作原理的掌握,为分析电力拖动控制线路、安装、调试与拆装维修常用低压电器打下坚实的基础。
其次,在基本技能掌握的前提下,教师让学生自主设计具有一定功能的控制线路,并用实际元件将电路装配在控制板上。这一要求有一定的难度,但对学生的理论和实践都将是一个提高。教师可给出一个基本控制线路要实现的功能要求,例如:设计在两地控制同一台电动机正反转点动控制电路。设计一个小车运行的控制线路,要求:一是小车由原位开始前进,到终端后自动停止;二是在终端停留2分钟后自动返回原位停止;三是要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。教师发给学生元件,让他们自行设计。最后由教师指导,比较优劣,这样可以提高学生的设计能力和学习的积极性、主动性。学生如还有能力,教师可加大线路控制的设计要求,如此反复训练必将提高学生的动手能力和积极性。
三、结合常用低压电器结构、原理及电路原理,讲解故障排除方法
电气设备在运行的过程中,由于各种原因难免会发生各种故障,致使设备不能正常工作,不但影响生产效率,严重时还会造成人身、设备事故。因此,电气设备发生故障后,作为技工学校培养的维修电工要能够及时、熟练、准确、迅速、安全地查出故障,并加以排除,尽早恢复设备的正常运行。
一体化课程设计
学校要先进入市场了解关于汽车电器制造维修所需要的不同程度的技术人员,进行分析后认真编制课程安排和学习内容,所有侧重的培养社会所需要的人才,课程内容定位后,行进对教师队伍的培养,有的教师教学方式比较古板,这样会直接影响到教学质量。老师要更加仔细的准备好课程教案,实训课和理论课老师不同时,两位老师要加深交流,保证授课内容的相当。要根据实际情况对汽车电器进行故障诊断情景设置,不要每一步都指导学生,而是让学生独立思考,在一体化教学过程中,不仅仅是各个方面都有所顾忌,而是有针对性,右侧重点的教授学生,可以通过几节精品课程使学生对重要的时常出现的故障印象加深,在以后对汽车电器进行维修时更加的得心应手。这样一来,一体化教学模式的成立,又可以反过来使学生对课程感兴趣,能从实训课中感受到学习的真实感和满足感,也会对理论课有一定的只是渴望。
中图分类号:G622 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)11-005-01
PBL的全称为Problem Based Learning,即以问题为导向的教学方法。基于学生的专业知识和实践能力,先提出问题,学生自主设定解决问题的理论方案,并且应用自己的理论方案在实训中实际动手操作,做到了理论联系实际,激发学生理论和实际的学习兴趣。PBL教学法最早起源于20世纪50年代加拿大麦克马斯特大学的医学教育,因其直指知识的应用和职业技能的培养,受到国际社会普遍认同,目前已经成为了国际上较流行的一种教学方法。
PBL的教学思路是:“教师提出问题―学生查找资料―分组讨论―教师总结”。与传统的知识传授不同,PBL教学模式的组织形式是“以学生为主体、以问题为中心”,将学习与问题挂钩,使学习者投入于问题中。通过学生的自主探究和相互合作来解决问题,从而学习到隐含在问题背后的科学知识,学生在这个过程中自然而然地获得了解决问题的技能和自主学习的能力。
将PBL教学法应用于专业综合实训教学中,注重教学模式的实践方案设计与教学质量评估。在教师的整体把握和指导下,强调学生的主动参与。充分发挥学生学习的主观能动性,通过学生发言情况和学生资料准备的深度和广度以及教学结束后学生对于知识的掌握度进行教学质量评估。
学生在实践中,本专业各科知识综合运用能力、问题分析能力、实际动手能力和理论联系实际的能力得到锻炼和提高。
电动机正反转电路是电动机继电―接触器控制系统中的一个基础并且重要的应用。即考查学生对方电动机电气控制线路的理论部分的掌握情况,也考查了学生的实际动手操作能力。而且,电动机正反转有明显的实验现象,有利于激起学生的学习兴趣和热情。
下面是关于PBL在电动机正反转实训中的具体应用:
一、教师提出问题:
1、电动机的工作原理?
2、电动机正反转的工作原理?
3、对电动机正反转控制需要那些电器,这些电器哪些是手动控制,哪些是自动控制?
4、电动机正反转控制电路需要哪些保护措施,分别能实现何种保护,如何实现该种保护?
5、画出电动机正反转控制的连线电路图。
6、实际操作连线时有哪些注意事项?
二、学生准备资料:
1、学生在图书馆,书店及网上查找问题的答案,对电动机的工作过程及电动机的继电―接触器控制系统的理论部分有了一定的了解。
2、学生设计电动机正反转控制电路图,同时,结合所搜索到的资料,设计几种不同的控制方案,然后分别论证每种方案的优缺点,最后,选择一个最合适的方案。
3、列出实际操作时要注意的事项,同时特别说明实际操作中要注意哪些安全事项。
三、学生在实验室实际操作:
1、组织学生来到实训实验室,选择学生需要的控制电器及其他所需器件,指导学生在保证安全的前提下按其自行设计的方案连接电路。
2、观察实验结果,分析实验结果是否正确,如有问题,查找原因,改正。
3、记录实验过程,实验结果及实验心得。
四、教师对学生考查及总结:
1、教师分别就电动机正反转的理论部分及实际操作部分分别提出有专业性的问题,通过学生的回答。了解学生的掌握情况。
2、教师全面总结电动机正反转理论及实训部分应知应会的知识点和相关的扩展,圆满完成本次实训,达到良好的教学效果。
通过PBL教学法,教师先提出问题,为学生指明了研究方向,然后学生分组查找资料,增强了材料收集能力、协作能力和自学能力。接下来开展实训,理论指导实践,增强了学生实际操作的能力。最后教师考核和总结,掌握了学生的学习程度,完善了学生的知识体系。也提高了学生的分析问题,解决问题的能力。
参考文献:
作者简介:杨红(1969-),女,重庆人,重庆水利电力职业技术学院电气工程系,副教授;李波(1962-),男,重庆人,重庆水利电力职业技术学院电气工程系,工程师。(重庆 402160)
基金项目:本文系重庆市教委2012年度立项教改项目“基于自主控制学习导向的电力系统继电保护与自动化专业教学资源库建设研究”(项目编号:1203171)的阶段性研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)27-0113-02
“继电保护测试技术”课程是电力系统继电保护与自动化专业的一门专业核心课程,主要任务是帮助学生比较系统地掌握专业测试原理和有关参数的测试方法;熟悉常用测量仪表、专用仪器和设备的构造、工作原理及使用方法;具备测量误差分析和数据处理的能力,能够对各种继电保护装置进行测试。[1]显然,该课程专业性和实践性很强。
但是,由于种种原因,该课程多年来一直采用传统教学模式,一本书、一本教案、一支粉笔就完成了课程的教学。整个教学过程以教师为中心,学生被动地接受学习,师生互动只是通过课堂提问的方式,与工程现场脱节严重。而考核评价也采用的是期末闭卷笔试(占60%)加平时成绩(40%)的单一性、终结性评定方式,教学效果可想而知。老师觉得不好教,学生觉得不好学。因此,为了改善课程教学质量,提高学生的学习热情和主动性,让学生在有限的教学时间里尽快地掌握基本的继电保护测试技能,提升职业综合素质,必须对学科性的教学内容和传统的教学模式进行改革。而高职高专教育改革的出发点和落脚点就是:行业企业需要什么人才?职业岗位技能要求是什么?学生想学什么?老师教什么?怎么教?学生学了到什么?[1]为此,课程组对该课程提出了基于能力本位的课程改革思路,并从课程教学内容、教学方法及考核评价方式等方面进行了改革实践探索。
一、课程教学内容改革
继电保护测试技术内容广泛繁多且发展很快,与多门学科交叉。学生不仅要学习测试理论基本知识,更要学习和掌握测试技能和测试方法,而该课程的计划学时又偏少(40学时),所以合理设计教学内容很关键。
课程设计思路就是,根据“继电保护测试技术”课程最新的教学目标,以电力系统继电保护装置的测试检验为主线,结合电力系统继电保护测试技术特点,以工作过程为导向重新设计该课程的学习内容;并遵循学生职业能力培养成长的基本规律,以真实工作任务及其工作过程为依据序化、整合教学内容;同时,打破传统的学科性章节安排方式,以项目化、模块化的方式对教材结构进行重组。课程组经过实践探索,在调研职业岗位知识和技能需求基础之上,最终将“继电保护测试技术”课程内容整合设计为四个大的学习项目,每个学习项目又根据岗位职业能力需求、工作过程及能力发展过程分解成若干个子任务来具体展现。重新设计后的教材结构框架如下:项目一:(项目名称);任务一:(任务名称);教学目标;任务描述;任务准备;任务实施;任务总结。
改革后的教学内容及教材结构,突出职业性和实践性,理论内容服务于实践教学,并与实践教学高度融合,充分体现能力本位的职业教育特点。
为了使得重新设计开发的教学内容尽量与行业企业及就业岗位的需求相符,课程组通过走访行业企业及问卷调查往届毕业生等方式,全面收集来自工程一线的继电保护测试技术内容及应用需求信息,并结合学院现有实训设备及环境条件,最终形成了表1所示的课程教学实施计划:
表1 “继电保护测试技术”课程教学计划表
项目名称 子任务名称 知识
目标 技能
目标 建议
学时 备注
项目一继电保护测试技术基础知识准备 熟悉并掌握继电保护测试技术的基础知识 …… …… 4学时 讲授法、案例分析法
项目二继电保护常用测试仪器及设备的使用 任务一电秒表的使用 …… …… 2学时 演示法、任务驱动法,在实训室进行
任务二工频移相器、相位表的使用 …… …… 2学时 演示法、任务驱动法,在实训室进行
项目三常规继电器的检验 任务一电磁型电流继电器的检验 …… …… 2学时 任务驱动法,在实训室进行
任务二电磁型低电压继电器的检验 …… …… 2学时 任务驱动法,在实训室进行
任务三电磁型时间继电器的检验 …… …… 2学时 任务驱动法,在实训室进行
任务四电磁型中间继电器的检验 …… …… 2学时 任务驱动法,在实训室进行
任务五常用差动继电器(BCH-2型)的检验 …… …… 2学时 任务驱动法,在实训室进行
任务六常用阻抗继电器(LZ-21型)的检验 …… …… 2学时 任务驱动法,在实训室进行
项目四微机保护装置的检验 任务一微机保护测试仪的使用 …… …… 2学时 任务驱动法,在实训室进行(对常规继电器的电气特性参数进行测试)
任务二微机线路保护装置的检验 …… …… 6学时 任务驱动法,在实训室进行
任务三微机变压器保护装置的检验 …… …… 8学时 任务驱动法,在实训室进行
任务四微机发电机保护装置的检验 …… …… 6学时 任务驱动法,在实训室进行
以上教学计划已经在重庆水利电力职业技术学院继电保护11级1、2班实施。
二、课程教学方法改革
基于能力本位的高职教育改革思想,在项目化、模块化的教学内容改革基础之上,为了培养学生分析问题、解决问题的实践综合应用能力,使其能在将来的工作岗位上敢动手、会动手。结合该课程的特点及高职学生理论基础普遍薄弱的特点,课程组研究后决定采用“项目导向,任务驱动,教、学、做一体”的现代教学方法,在做中教、做中学,突出职业技能的训练。[2-4]
教学过程以典型的工作任务(尽量选用真实的仪器、设备或装置)为载体,按照任务布置、讲解示范、分组讨论、任务实施、小结评价等五个步骤来实施,“教、学、做”贯穿整个教学过程。让学生在完成工作任务的过程中,将枯燥的理论知识有机地与实践训练相结合。由于有了看得见摸得着的真实操作对象,学生的探求欲望会更强烈。而且在分组完成任务的过程中,学生的自学能力、团队协作能力、分析问题等能力得到极大的锻炼和提升。
如“电秒表的使用”这个教学任务实施过程中,就以真实的405型电秒表为载体,在学院的实训室先结合实物集中讲解结构组成、工作原理、使用方法及注意事项,然后以测试某电磁型时间继电器的延时动作时间为训练项目,使学生通过真实的测试任务来理解和掌握该仪器设备的使用方法。学生接受任务之后,首先分组讨论写出操作步骤,绘制相应电气接线图(发挥学生的自主能动性),交给老师审查合格后,再按照自己拟制的接线图和操作步骤实施任务,记录数据或者发生的现象,最后写出任务总结报告。老师再根据各组的任务完成情况及出现的问题进行总结点评。
采取这样的教学方式后,学生们的学习积极性和热情大大提高,自我成就感增强,团队协作能力、沟通能力和分析表达能力也得到了锻炼。
三、课程考核方式改革
依据课程教学目标课程,结合课程性质特点,以能力考核为重点,课程组大胆进行了考试改革,采用了以过程性考核为主的多元化考核评价方式。具体做法是:以项目实施过程情况考核学生的实践能力,以多样化方式(编写预习报告、口头提问、小测验)考核学生对知识、技能的掌握情况;采用项目评价、过程评价、目标评价等评价方式,再结合平时考核(考勤、态度)、任务实施、总结报告等环节综合评价学生的成绩,特别注重过程考核与职业能力测评。[5]
由于采取的是教、学、做一体化教学方式,强调的是在做中学、做中教。所以考核主要是以小组(5~6人一组)为单位,以任务目标的完成情况为依据进行评价。在第一堂课的时候就要明确地告诉学生考核的方式、考核的标准,以引起学生足够的重视。
课程组针对新的教学模式,制订了新的考核评分标准:为了量化考核,仍然采用百分制,即每个任务的完成总分为100分,其中态度5分,出勤5分,预习情况10分,职业素质(安全意识、爱护设备及环境等)10分,任务完成情况30分,团队协作5分,小组互评5分,总结报告(是否按时提交、规范性、问题分析及结论的正确性)30分。学期结束,每次任务得分的加权平均就是每个同学的过程性考核得分(如果旷课本次任务得分0分,旷课2次以上直接重修),再根据学期总体表现进行加分或减分后,得出学期综合成绩。采用这样的考核评价方式后彻底改变了过去“平时不好好学,期末临时抱佛脚”也可以应付过关的不良现象,学生的出勤情况及主动参与教学的积极性大为改观,以下这个案例就很能证明这一点。
在“继电保护测试技术”课程教学过程中,曾有个别同学因故缺席了某次课(实际上就是旷课),事后这位同学主动找到任课老师,要求给他机会补做这个任务,以补救因缺课导致的0分而带来的后果。
四、问题思考
在课程教学改革实践过程中还存在以下一些问题需要继续探讨,以找寻更好的解决办法:
1.学生自主学习的能力不够
虽然每次任务之前老师都会提供较详细的任务指导书给学生预习,并要求编写预习报告,但是在任务实施过程中总有相当一部分学生会不停地问老师,而事实上,多数问题指导书上写得很清楚,并不是任务实施过程发生的异常问题。
2.学生的理论知识与实践结合不够
每次任务过程中,大多数同学只对能否顺利完成任务感兴趣,寻根究底的人不多,主动思考的更少。一旦任务结果显示正常,很多同学就不再深入追问分析了,甚至认为那只是一个很简单的问题。
3.对任务后的总结报告不够重视
多数同学虽然能够在老师指导下完成规定的任务,但是课后的总结报告明显看出,他们对任务没有真正理解透彻,半数以上的同学甚至讨厌写总结报告,只是为了应付老师而写。
所以,在以后的教学过程中要加强以上问题的引导和训练,强化职业素质的培养和理论联系实际能力的培养,真正达到“要我学”到“我要学”的自主控制学习状态。
五、结束语
通过课程组的努力,“继电保护测试技术”课程改革得以顺利进行,上述改革思路和做法已经在重庆水利电力职业技术学院继电保护11级1、2班实施。笔者亲自参与了1班的课程教学,教学效果较过去明显提高,师生关系非常融洽,学生学习热情异常高涨,动手实践能力大大提升。尤其是那些过去学习态度不好的“差生”完全变了样,在一体化教室里非常活跃,动手实践能力不亚于那些“优等生”。问卷调查显示,同学们对这样的教学方式和考核方式均表示满意,并认为是本学期收获最大的一门课程。实践证明:本次课程改革是成功的,其思路和做法值得在其他类似课程中推广。
参考文献:
[1]王大鹏.电力系统继电保护测试技术[M].北京:中国电力出版社,
2006.
[2]徐军.《PLC技术及应用》课程的教学改革实践[J].机械职业教育,2009,(5).
[3]常明,马朝华.“教学做一体化”教学模式探究[J].职教通讯,2011,
(14):53-53.