時間:2022-08-09 23:28:43
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電氣及自動化論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
一, 前言
建筑行業是我國重要的經濟增長行業之一,對國民經濟的發展和人們生活水平的提高有著密切的關系。伴隨著科學技術的發展和經濟文化的交流,人們的生活水平和生活質量有了巨大的提升,對建筑工程的設計施工以及管理都提出了更為嚴格的要求,傳統的實用和簡單的具有外部的藝術美感已經難以滿足人們日益多元化的需求,加強對建筑行業的電氣自動化研究,對建筑行業設計施工中,配備先進的現代化電氣設備,實施建筑工程項目的電氣自動化,這是現代化建筑設計施工和滿足人們日益多變的經濟文化需要的客觀要求。經過實踐證明,建筑工程的電氣自動化,不僅僅關系到整個項目工程的施工進度,更是建筑工程行業實施質量競爭的核心和關鍵。在現代化的建筑工程設計施工中,實施電氣自動化,提高自動化水平,是我國建筑行業的發展要求。
二.我國建筑行業電氣自動化現狀和存在的問題
1.我國建筑行業電氣自動化現狀
在我國的建筑行業,通過多年不斷的發展和研究,電氣的自動化已經初具規模,電氣自動化程度日漸加深,電氣自動化水平逐漸提高,電氣自動化在我國建筑行業的應用和發展,為我國的建筑行業的繁榮作出了重要貢獻,但是從我國的整體工程建筑電氣自動化水平來看,依舊存在著很多問題,新設備新技術應用緩慢,電氣自動化的設計施工不夠科學,管理不夠完善等一系列問題,使得我國在電氣自動化進程中,無論是電氣自動化水平還是電氣自動化程度,都遠遠落后于西方發達國家,使得我國的建筑行業相對于西方發達國家而言,無論是在電氣的設計施工上,還是電氣自動化的安全穩定上,都缺乏很強的競爭力,新時期下,正確理性面對我國建筑電氣自動化的現狀,找出存在的缺陷,加大對電氣自動化的研究,提高我國建筑行業的電氣自動化水平,是我國現代化發展的客觀要求和必然選擇。
2.我國建筑行業電氣自動化存在的問題
(一)電氣自動化高端人才不足,電氣自動化缺乏核心支撐
我國目前的建筑行業整體規模相對小,資金積累不夠,難以留住高端的優秀管人才,企業的積累缺乏,使得整個建筑行業中電氣自動化設計施工的高層核心技術人員缺失,使得整個建筑行業電氣自動化缺乏活力和技術保證。
(二)新技術新設備應用緩慢,核心競爭力不足
我國的建筑行業在電氣自動化上有了一定的發展,但是缺乏鉆研突破的研究技術精神,缺乏對核心技術的研究,自動化設備多采用進口和引進,且應用的速度緩慢,難以形成自己企業的核心專利,難以保持自動化的核心競爭力。自動化市場尚不完善,不夠健全,惡性競爭,市場規范不嚴格,且產品品牌單調,品牌知名度不高,難以和國際知名自動化品牌競爭
(三)建筑行業對電氣自動化的管理不善,電氣自動化的質量難以保證
建筑行業發展迅速,很多管理者多想盡一切手段來提高建筑工程的效益,為了大幅度降低成本,使用假冒偽劣的電氣設備和電氣產品,設計部符合國家標準的施工安裝方式,使用質量難以達到質量標準的材料等一系列問題,使得整個電氣自動化的設計施工中,質量難以得到保證,同時,很多施工的企業由于企業的自身實力有限,缺乏一定的電氣自動化的監測設備和監控設施,在施工和對整個電氣化管理中,難以全面,難以科學精細,這些方面都嚴重影響到整個電氣自動化的水平和質量。
三,我國建筑電氣自動化的重要意義
1. 這是保證工程建設質量和進度的客觀要求
實施電氣自動化,加強對先進技術和設備的應用速度,采用科學嚴謹的設計方式和施工程序,加強對電氣自動化的管理,加強對各種電氣設備,電氣材料的管理監督,保證了整個工程建筑的工程質量,同時,可以大幅度降低工程成本,并合理的控制工程的進度,電氣自動化的水平提高,亦有助于保證整個工程建筑中的安全。
2. 實施建筑電氣自動化,有助于整個建筑市場的規范化
電氣自動化的進程加快,對整個電氣行業的技術人員和管理人員都提出了更高的要求,不僅僅要求有豐富的管理經驗,更需要有精湛的電氣技術和較高的工作素養,同時,電氣自動化很大程度上減少了工程中的暗箱操作等弊端,敦促著工作人員依法辦事,嚴格執行相關的規章制度,有助于促進整個建筑市場的規范化管理。
四.我國建筑行業電氣自動化的發展趨勢探究
1. 電氣自動化將會朝著智能化方向發展。
縱觀我國目前的建筑工程發展行情,電氣自動化的發展應用,智能化是其核心部分,所謂智能化表現在其具有多種新功能。在在建筑行業控制方面,有關的現場儀表在一起,在現場實現自主調節,從而實現控制的徹底分散使調節要加及時,并提高了整個系統的可靠性。
2. 電氣自動化的操控更為精確,更加精工。
建筑行業中競爭越發激烈,對工程產品質量的要求越來越嚴格,實施電氣自動化,先進技術的采用,科學管理方式的實施,整個建筑工程的自動化水平不斷升高,使得施工標準更為嚴格,產品的精度朝著更高的方向發展,因此,自動化在建筑工程中會有著更嚴密精確的要求。
3.無線技術是電氣自動化操作更簡便準確。
在現代的建筑行業,電氣自動化能夠實現非接觸傳輸,特別適用于惡劣環境或振動、高速旋轉對象的監控,而且降低了安裝成本、持續降低運行維護成本,同時更換方便,便于升級。還能夠減少接插件故障,移動自由且不受限制,建筑行業電氣自動化是工廠測控模式的變革,將會有力的推進我國建筑行業電氣自動化進程。
五,我國建筑行業電氣自動化的發展建議
1.政府加強對建筑工程電氣自動化實施的引導和扶持
建筑工程電氣自動化企業關系到國民經濟的發展和人們生活水平的提高,政府加大對建筑行業電氣自動化的支持引導,政府部門要引導自動化企業轉變觀念、穩定心態,提高產品質量以及服務質量,引導優秀的國產品牌進入重要領域,為民族企業的發展提供空間。
2.建筑行業加大對電氣自動化核心技術的研究,加大投入力度。
建筑行業要加強對各種電氣設備和電氣設計施工技術的研究探討,加強各個建筑單位之間的通力合作,不斷加大對新技術新設備和心的管理理念的引進和運用,加大投入,實現各種電氣自動化核心技術的突破,使得建筑行業實現整個設計施工方式的轉變,提高整體的核心競爭力。
六.結束語
建筑行業關系到國計民生,實現建筑行業的電氣自動化,加大對各種電氣自動化技術的研究,不斷實現各種技術和管理方法的突破,是提高人們生活水平和生活質量,促進整個建筑行業快速健康發展的客觀要求,必須得到各方面的支持和重視,以建筑行業的電氣自動化,帶動整個社會的自動化進程,這是促進我國整個社會自動化的有效方式之一。
參考文獻:
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關鍵詞:人工智能,電氣,自動化控制
人類智能主要要包括三個力面,即感知能力,思維能力,行為能力,而人工智能是指由人類制造出來的“機器”所表現出來的智能。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力。人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學人工智能是計算機科學的一個分支,它企圖了解智能的實質,并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器。該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發以及電子與計算機應用等領域的一門學科。實現自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。
1人工智能應用理論分析
人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI。它是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是門邊沿學科,屬于自然科學和社會科學的交叉。涉及哲學和認知科學、數學、心理學、計算機科學、控制論、不定性論,其研究范疇為自然語言處理,知識表現,智能搜索,推理,規劃,機器學習,知識獲取,感知問題,模式識別,邏輯程序設計,軟計算,不精確和不確定的管理,人工生命,神經網絡,復雜系統,遺傳算法等,應用于智能控制,機器人學,語言和圖像理解,遺傳編程。
當今社會,計算機技術已經滲透到生產和生活的方方面面,計算機編程技術的日新月異催生自動化生產、運輸、傳播的快速發展。人腦是最精密的機器,編程也不過是簡單的模仿人腦的收集、分析、交換、處理、回饋,所以模仿模擬人腦的機能將是實現自動化的主要途徑。電氣自動化控制是增強生產、流通、交換、分配等關鍵一環,實現自動化,就等于減少了人力資本投入,并提高了運作的效率。
2人工智能控制器的優勢
不同的人工智能控制通常用完全不同的方法去討論。但AI控制器例如:神經、模糊、模糊神經以及遺傳算法都可看成一類非線性函數近似器。這樣的分類就能得到較好的總體理解,也有利于控制策略的統一開發。這些AI函數近似器比常規的函數估計器具有更多的優勢,這些優勢如下
(1)它們的設計不需要控制對象的模型(在許多場合,很難得到實際控制對象的精確動態方程,實際控制對象的模型在控制器設計時往往有很多不確實性因素。例如:參數變化,非線性時,往往不知道。)
(2)通過適當調整(根據響應時間、下降時間、魯棒性能等)它們能提高性能。例如:模糊邏輯控制器的上升時間比最優PID控制器快1.5倍,下降時間快3.5倍。
(3)它們比古典控制器的調節容易。
(4)在沒有必須專家知識時,通過響應數據也能設計它們。
(5)運用語言和響應信息可能設計它們。論文格式,自動化控制。。
(6)它們有相當好的一致性(當使用一些新的未知輸入數據就能得到好的估計),與驅動器的特性無關。論文格式,自動化控制。。現在沒有使用人工智能的控制算法對特定對象控制效果非常好,但對其他控制對象效果就不會一致性地好,因此對具體對象必須具體設計。
3人工智能的應用現狀
(1)優化設計電氣設備的設計是一項復雜的工作,它不僅要應用電路、電磁場、電機電器等學科的知識,還要大量運用設計中的經驗性知識。傳統的產品設計是采用簡單的實驗手段和根據經驗用手工的方式進行的。因此,很難獲得最優方案。隨著計算機技術的發展,電氣產品的設計從手工逐漸轉向計算機輔助設計(CAD),大大縮短了產品開發周期。人工智能的引進,使傳統的CAD技術如虎添翼,產品設計的效率及質量得到全面提高。
用于優化設計的人工智能技術主要有遺傳算法和專家系統。遺傳算法是一種比較先進的優化算法,非常適合于產品優化設計,因此電氣產品人工智能優化設計大部分采用此種方法或其改進方法。
(2)智能控制的功能實現
①數據采集與處理:對所有開關量、模擬量的實時采集,并能按要求處理或存貯。
②畫面顯示:模擬畫面真實顯示一次設備和系統的運行狀態,可實時顯示電流、電壓等所有模擬量、計算量、隔離開關、斷路器等實際開關狀態及掛牌檢修功能,能生成歷史趨勢圖。
③運行監視:具有對各主要設備的模擬量數值、開關量狀態的實時智能監視,有事故報警越限和狀態變化事件報警,事件順序記錄、聲光、語音、電話圖象報警。
④操作控制:通過鍵盤或鼠標實現對斷路器及電動隔離開關的控制,勵磁電流的調整。按順控程序進行同期并網帶負荷或停機操作。系統對運行人員的操作權限加以限制,以適應各級運行值班管理。
⑤故障錄波:模擬量故障錄波,波形捕捉,開關量變位,順序記錄等(包括主要輔機)。論文格式,自動化控制。。
⑥在線分析:不對稱運行分析、負序量計算等。
⑦在線參數設定及修改:保護定值包括軟壓板的投退。
⑧運行管理:操作票專家系統,運行日志,報表的生成及存儲或打印,運行曲線等。
人工智能控制技術在自動控制領域的研究與應用已廣泛展開,但在電氣設備控制領域所見報道不多。可用于控制的人工智能方法主要有3種:模糊控制、神經網絡控制、專家系統控制。
4恒壓供水案例簡析
恒壓供水在工業和民用供水系統中已普遍使用,由于系統的負荷變化的不確定性,采用傳統的PID算法實現壓力控制的動態特性指標很難收到理想的效果。在恒壓供水自動化控制系統的設計初期曾采用多種進口的調節器,系統的動態特性指標總是不穩定,通過實際應用中的對比發現,應用模糊控制理論形成的控制方案在恒壓系統中有較好的效果。在實施過程中選用了AI 一808人工智能調節器作為主控制器,結合FXIN PLC邏輯控制功能很好地實現了水廠的全自動化恒壓供水。對于單獨采用PLC實現壓力和邏輯控制方案,由于PLC的運算能力不足編寫一個完善的模糊控制算法比較困難,而且參數的調整也比較麻煩,所以所提出的方案具有較高的性價比。
本案例中只是一個人工智能在電氣自動化中的一個小小的應用,也是電氣元
件生產供給的一個方向,實現機械智能化是我們努力的追求,將人工智能的先進的最新成果應用于電氣自動化控制的實踐是一個誘人的課題。
5結語
人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能完成的復雜的工作,電氣自動化是研究與電氣工程有關的系統運行。人工智能主要包括感知能力、思維能力和行為能力,人工智能的應用體現在問題求解,邏輯推理與定理證明,自然語言理解,自動程序設計,專家系統,機器人學等方面。而這諸多方面都體現了一個自動化的特征,表達了一個共同的主題,即提高機械的人類意識能力,強化控制自動化。因此人工智能在電氣自動化領域將會大有作為,電氣自動化控制也需要人工智能的參與。
參考文獻
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關鍵詞 電氣工程及其自動化專業 培養目標 綜合素養
0引言
在社會經濟發展過程中,電氣工程及其自動化技術在各行各業都得到廣泛應用,且其發展水平已成為我國科學技術發展的重要標志。《國家中長期人才發展規劃綱要(2010-2020)》將能源資源領域人才定性為經濟社會發展重點領域急需緊缺專門人才,國家對高素質的電氣工程及自動化專業人才的需求越來越迫切,這一領域人才的培養成為國民經濟發展的重中之重。在這樣的大環境下,電氣工程及其自動化專業的學生更應清楚本專業的培養目標,明確學習方向、學習方法和未來的就業前景與發展方向,才能在有限的四年大學中打下堅實的專業基礎,為將來的就業或進一步深造作好準備。
1電氣專業的培養目標
電力部原屬六大本科院校之一的長沙理工大學在《2016級本科生學習指南》中對該專業培養目標的描述如下:本專業培養德、智、體、美全面發展,具有扎實的系統基礎理論知識、較強的專業知識和較全面的綜合文化素質,具有強、弱電知識結構、較強的適應性和創新意識,能夠從事電氣工程相關領域、特別是現代電力系統的系統運行、規劃設計、試驗分析、生產管理等方面工作,也可以在電氣裝備領域和自動化信息領域從事設計、研制開發及管理等方面工作的應用型高級工程技術人才。
一般而言,企業的工程技術人員有應用型、研究型和管理型3種,其中應用型技術人員指能將專業知識和技能應用于所從事的專業社會實踐的專門人才,要求熟練掌握社會生產或社會活動一線的基礎知識和基本技能,主要在工業生產第一線從事工程設計、制造、施工、運行等技術工作,約占工程師總數的75%。長沙理工大學電氣工程及自動化專業的培養目標定位于“應用型高級工程技術人才”,與社會現實需求相一致,而電氣工程及自動化專業本身就是綜合性較強的工科專業,要面向整個電工學科,使學生具有工程技術基礎知識和相應的電氣工程專業知識,受到電工電子、系統控制及計算機技術方面的基本訓練,獲得電氣控制、電力系統自動化、電氣自動化裝置及計算機應用技術等領域的基本技能,具有分析和解決電氣工程技術領域技術問題的能力。
2電氣專業大學生的綜合素養
長沙理工大學對電氣工程及其自動化專業學生的核心知識能力要求為掌握一T外國語,能比較順利地閱讀本專業的外文資料,具有一定程度的聽、說、寫的基礎,并掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法;具有較好的語言、文字表達能力,善于溝通與交流;具有良好的自然和社會科學知識基礎,掌握本專業領域較寬廣的理論和技術基礎及必要的專業知識,并了解專業發展前沿和趨勢;具有較強的計算機應用能力,熟悉本專業常用的應用軟件及其使用方法,學會用先進的計算機技術解決本專業領域相關實際問題的手段及方法;經過必要的工程實踐訓練,掌握電氣工程必要的文獻查閱、工程讀圖與制圖、工程設計與計算以及現場操作、施工、調試、實驗等相關技能。具有一定的分析和解決現場工程實際問題的能力;了解科技創新的基本知識、原理和方法,具有一定的創新意識和創新能力。
事實上,電氣專業在校大學生要通過專業學習綜合提升人文素養和專業素養。
2.1人文素養
首先,一個人要有正確的自我認識和健康的情緒和健全人格,具備較強的人際交往能力,能夠控制自我并理解他人需求和意愿,能夠自信、靈活地處理新的和不斷變化的人際環境和工作環境,具有應對危機與突發事件的初步能力;其次,任何社會的公民都要認識到自己是社會生活的主體,有與生俱來的作為人應該享有的參與社會政治生活和公共生活的各種權利,并以平等寬容之心對待他人,具有法制觀念和責任觀念;再次,作為未來的“工程人”也要掌握一定的哲學、政治經濟學基礎知識,具有良好的人文科學素養和口頭與書面交流溝通能力,掌握資料查詢、文獻檢索及應用現代信息技術獲得相關信息的基本方法,具有一定的技術設計、歸納、整理、分析實驗測試結果、撰寫論文和實踐工作的能力。
2.2專業素養
首先要學好從事電氣工程技術工作所必備的數學基礎知識和物理知識,掌握微積分、常微分方程、線性代數、概率與數理統計、復變函數及積分變換的理論知識;掌握電學、磁學、力學、熱學等理論知識與相應的實驗操作技能。
也要多去涉足其他專業領域。例如機械與電氣工程息息相關,很多電氣產品的研發都離不開機械知識,多學習機械知識有益于以后的工作,達到事半功倍的效果;還要掌握信息技術,充分運用現代網絡技術,至少要掌握一種高級程序設計語言,具有程序設計的基本能力,能運用常用的電氣 CAD 軟件分析和解決一般性工程的實際問題;要多多關注業界資訊,多深入電力生產運輸現場,加深感性認識,隨時更新電氣工程及其自動化專業領域的實時動態,把握時代的脈搏。
3 結論
據麥可思研究院近三年的《中國大學生就業報告》分析數據,電氣工程及其自動化專業本科畢業生的就業排名均位居全國最易就業的前二十個專業之列,就業率均遠超全國大學生專業平均水平。電氣工程及其自動化專業的在校大學生如果能從大一開始就制定好學習和發展計劃,勤奮學習,勇于創新,迎接挑戰,使自己具有扎實的基礎理論,較寬的專業知識面和豐厚的人文素養,就能在未來的工作中有較強的適應性,畢業后就可在工業企業、金融部門、政府機關等不同部門的電力工程、電氣工程、工業自動化、過程控制、計算機應用領域中從事電氣及自動化系統的維護、安裝、調試、運行、管理及營銷、服務等工作,在人才供求市場上受到歡迎。因此,無論是從哪個角度而言,電氣工程及其自動化專業都是一個很有發展前景的工科專業。
關鍵詞:海洋石油;電氣安全;現狀與未來;
中圖分類號:F407 文獻標識碼:A 文章編號:1674-3520(2015)-06-00-02
一、海洋石油電氣技術的發展概況
(一)石油電氣技術的形成與發展。海洋石油工程電氣技術的發展是與船舶電氣技術密不可分。上個世界初,商船就已經開始應用直流電驅動技術照明了,近半個世紀,商船大都采用十六系統供電。隨著電網負載不斷增長,為了滿足驅動力的需求,電壓必須相高壓方向發展。到了上個世紀五十年代,隨著發電機技術的迅猛發展,各國船舶陸續轉向交流系統的使用,并且取得了良好的效果。隨著海洋運輸業向大型化、高速化和自動化方向發展,其電氣化水平不斷提高,從六十年代起,自動化技術顯著提高,這樣嚴重影響著海洋石油電氣工程的發展,使得海洋石油電氣工程逐漸向智能化、數字化和網絡化方向發展。
(二)海洋石油電氣國內外概況。海洋石油的開發分為以下幾個步驟:海洋地球物理勘探,海洋地址取芯勘探,油田開發方案設計,打生產油井,石油采集與運輸。能夠利用到海上鉆井平臺的步驟是海洋地質取芯和打生產井,平臺上裝通訊、導航、鉆井和安全救援等海上油氣勘探開所必須的設備。世界第一座海洋石油鉆井平臺是1949年建造的。1968年德國與意大利共同建造的半潛式鉆井平臺就安裝有交流-直流電動鉆機,在海洋石油技術中處于領先地位,借助船舶自動化技術,石油工程電氣技術得到了迅猛發展。我國的石油電氣技術發展也很快,所有平臺都采用交流-直流電動鉆機,海洋開發平臺已經采用遙控、遙測、遙訊等集成技術。申述半潛式平臺的投入大大提高了我國海洋石油電氣化技術水平,是我國逐漸躋身于世界深水領域的先進水平。
二、海洋平臺電氣施工
海洋平臺電氣工程操作的第一步是電氣施工部分,也是最基礎最重要的一部。海洋石油電氣的安全可靠性和運行維修方面的問題主要有施工質量的好壞來決定。在電氣施工中,電纜通道的選擇、電氣設備的預設位置和電纜的敷設這三方面必須予以高度重視,才可以避免失誤的產生,以便更好的完成海洋電氣平臺的施工。
(一)電纜通道的選取。要想確定電纜通道,首先要明確主干電纜的走向,必須遠離油管線及熱源,比如水蒸氣管線、發電機排煙管、電阻器及燃油管線等。電纜也要避免與熱管線交叉,或者采取一定的防護措施,保持一定的安全距離。要考慮電纜橋架的分層布置:電力、通信電纜要分層開來敷設,高壓電力電纜與低壓電力電纜分層開來敷設等等。還有機電需要注意:高壓電纜遠離起居室;不相關的電力電纜避開通信室;主電源電纜與應急電源電纜的走向不同,要分開敷設;根據不同情況,電纜束外壁-電纜筒或者電纜框的選擇也不同,有防水防爆要求時選用電纜筒,其他情況選用電纜框保護即可。
(二)電氣設備預設位置的布置。電氣設備由室內與室外兩部分組成,室內部分由配電室和主控室設備組成,也是電氣設備布置時設計的重點部分。為了滿足施工標準,又方便操作和維修,一定要合理布置配電盤柜及配電箱。不能有油管、水管及蒸汽管等可能泄露的管線或者容器存在配電室和主控室周圍。此外,也要重點考慮室外危險區內電氣設備的布置,不允許布置電氣設備也不允許敷設電纜,如果必須要安裝,那么所選用的電氣設備的防爆等級必須在所在危險區的防爆要求范圍之內。
(三)電纜敷設注意事項。敷設電纜時,安裝電纜橋架,割焊電纜筒和電纜框,必須要符合電纜的走向。安裝電纜橋架時,要求規格、型號要符合施工圖紙規范。在割焊電纜筒和電纜框時,不能損傷構造,位置和型號也要合適,為了防水、防爆,不可用電纜框替代電纜筒。在操作艙室頂壁的作業時,特別是電焊、氣割艙室頂壁的工作時,如焊接橋架、導線板、電纜筒和電纜框等,必須保護好配電盤、集控臺、變壓器等已完成安裝的設備。要想進行電纜的敷設、電力電纜、主電源電纜、高壓電纜與低壓電纜的分層敷設,必須保證主電纜通道上所有需要動用電焊、氣割的工作都基本完成,且小設備也基本安裝完畢。還要區分電力電纜和儀表通信電纜兩者接地要求的不同。
三、海洋石油電氣系統發展現狀
海洋石油電氣配電自動化系統是指應用自動化技術,使電網企業能夠控制遠方,及時觀察、協調和控制配電設備系統。配電自動化在我國的發展經過了三個階段:一、通過開關設備與斷路器保護相配合,依靠開關來去除故障。二、通信和和控制系統,是電網自動化發展飛躍的基礎,不僅實現了對配電網的遠程遙控,還可以通過通訊網絡實時呈現配電網的狀態參數。三、實現了全網的多功能監控,是真正意義上的配電自動化,集設備管理、地理信息系統、饋線自動化、用戶管理、配電運行管理、故障分析等功能于一身。與陸地配電自動化相比,海洋石油電氣系統面臨更多的技術難題,而且配電自動化技術起步較晚。首先,要想解決跨海供電的問題,為了實現電氣聯系需要敷設海底電纜,海底電纜分支多,線路較短,配電網在繼電保護的上下級配合和故障診斷等方面都有相當的難度。其次,海上空間狹小,海洋石油生產系統的電氣設備眾多,類型龐雜,各個電氣設備之間距離較短,給配電網的管理和參數采集帶來了極大的工作量。此外,大部分海洋石油鉆井平臺都長期工作于海上,依靠系統主電源來支持石油生產,如何有效解決配電自動化的通訊問題,建立安全、穩定的參數采集和通訊網絡,也具有一定的難度。所以很多問題給海洋石油電氣工程的相關工作帶來很大阻礙,急需進行深刻的技術革命,來使海洋石油電氣工程相對簡單化和高效化。
四、海洋石油電氣系統前景展望
伴隨著我國智能電網建設的進程的不斷深入,電力系統發生了一場深刻的技術革命,智能變電站不斷興建,計算機信息技術、光技術、智能技術融進了電網,對電網各個環節都帶來了翻天覆地的變化,電網正在朝著智能、綠色的方向不斷發展。對海洋石油電氣系統來說,隨著光纖通信技術、智能控制技術、遙感和遙測技術、電力系統進行著自動化的變革,更多的新材料和新技術將應用于海洋石油電氣系統,用來解決目前面臨的跨海供電問題,針對電氣設備眾多和通訊設備不穩定性等問題也起到很好的改善和提高作用,海洋石油電氣系統將更加安全、綠色,配電網的自動化和智能化程度將不斷提高。由于海洋石油開采平臺電氣設備工作的環境惡劣,配電安全就顯得十分重要。在越來越倡導數字動畫設計有更高要求的當今社會而言,計算機信息技術、光技術、智能技術得到更廣泛的關注和投入,結合本文海上石油平臺的電氣安全問題進行了探討,研究了海洋石油電氣的發展現狀以及未來發展的分析,對我國海洋石油電氣平臺的建設有著高瞻遠矚的意義。
參考文獻:
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論文摘要:本文針對電氣自動化專業英語的教學目標,研究了其教學方法。在教學內容方面,強調與主干課程同步;在詞匯學習方面,采用普遍聯系法、同義詞法和反義詞法;在句子層次上,強調句子成分劃分方法的使用和常用句型的模仿應用;在段落層面上,突出主題句的提綱作用,剖析段落的展開方法;在篇章水平上,討論了摘要的寫作方法和整個文章的組織結構;在教學過程中,強調師生交流和互動。并結合具體的教學內容,制作多媒體課件,選派合適的任課教師,以拓寬學生的知識面,提高專業英語知識的應用能力。
一、引言
電氣自動化專業英語是為了培養和提高該專業學生對英語專業文獻的閱讀、寫作、聽說和翻譯能力而開設的課程,對于學生在專業方向上的發展,如研究生入學復試、工作面試、閱讀和翻譯實際工作中遇到的英文專業文獻等,具有重要的作用。然而,在實際教學中,電氣自動化專業英語卻沒有得到應有的重視,多數大學的自動化專業教學大綱對此多列為考查課的形式,學時也較少。以河南科技大學為例,該課程以必選考查課的形式,分成三個階段進行,分別在第5、6、7學期開課,每階段為16學時,共48學時。這種課程設置方式,無形地使學生降低了對該課程的重視程度。另外,由于各個大學都非常重視英語四、六級考試通過率,加大了對公共英語的教學投入,使學生的公共英語水平有了較大的提高,對專業英語則在主觀上認為難度不大而不夠重視。
因此,對電氣自動化專業英語的教學方法進行研究和探討是很有必要的。劉怡闡述了專業英語和基礎英語在學習階段、學習重心和教材甄選上的差異,結合電子技術類專業英語的新詞層出不窮和縮寫詞匯多的特點,提出了增強學生對專業英語重要性的認識、提高教學的趣味性和教材多樣化的建議。[1]李文娟等在明確專業英語定位的基礎上,就電氣工程及其自動化專業英語的教學內容、教學方式和教師培養進行了探討,給出了所涵蓋的專業知識范圍,采用了回顧、自述、教學和總結的四步課堂教學方式及平時、筆試、口試綜合的考核方式,指出了專業英語教師培養的建議。[2]李俊梅針對專業英語教學中存在的問題,提出了重構專業英語教學模式的具體解決辦法。[3] 上述文獻在不同側面反映了當前專業英語教學的現狀,所提出的解決方案對于專業英語教學具有一定的借鑒意義。
本文對教學內容和課堂教學方法進行探討,強調教學內容與開課學期的主干課內容同步,針對不同的教學內容,提出了具體的教學方法。例如,針對詞匯短語,提出了普遍聯系法、反義詞法和同義詞法;針對句子,主要討論句子成分劃分和句型結構;針對段落,主要強調動詞和名詞的變化、段落主題句、段落的組織結構和語句之間的起承轉合;針對篇章,主要講述文章的層次結構、英文摘要寫作、剖析和解讀;同時,重視師生交互,關注學生對講課內容和學習方法的掌握程度。主要手段有:課堂提問、公布電子郵箱、約定答疑和作業。還強調了多媒體教學、課外讀物選擇、考核方法、任課教師的選擇在專業英語教學中的重要性。
二、課堂教學方法
1.教學內容與主干課程同步
強調教學內容與開課學期的主干課內容同步的目的,是在學習專業英語基本內容的同時,培養學生閱讀英文教材的能力,提高主干課程學習興趣,開拓學生獲取專業知識的來源,相互印證專業主干課程的教學內容,起到查漏補缺的作用,還促使學生有能力登錄國外重點大學的相關課程網站(如mit的courseware網站),下載和閱讀專業課程學習資料,進一步提高專業主干課程的教學質量和學生的專業素質。
2.詞匯短語學習
專業英語的詞匯短語是構成句子和文章的基本要素,探討詞匯的教學方法有助于提高學生的專業英語水平。專業英語詞匯一般比較生僻,往往是一個詞的第三個意思,甚至更靠后,這與公共英語學習中所記憶的詞義有很大的不同。例如:step一詞,人們往往知道其意思是“腳步、臺階”等,但是在自動化專業英語中,它常用來表示階躍信號,用在step response短語中,則表示為“階躍響應”。在這種情況下,教師應鼓勵學生與所學專業主干課程相聯系,找到其中的中文表達,以幫助理解英文資料的內容。另外,還可在專業主干課程中找到其它的短語,如“斜坡響應”和“脈沖響應”,此時,教師應給出相應的英文表達,即“ramp response”和“pulse response”,這種稱為“普遍聯系法”的方法對于擴充專業英語詞匯量非常有效。還可以借鑒一些公共英語詞匯書籍的方法,通過查找同義詞和反義詞來擴充詞匯量。
3.句子成分劃分和句型
專業英語的句子結構不是很復雜,偶爾會遇到一些長句和難句,可采用公共英語中的句子成分劃分的方法來剖析句子的結構,明晰各個部分之間的修飾關系,進而用符合中文習慣的行文方式,將其翻譯出來,努力做到信、達、雅。對于一些常見句型,則通過模仿造句的方式加以練習,提高句型的實際應用能力。
4.段落主題句和動詞、名詞變化
英文段落往往有一個主題句,段落根據主題句層層深入地展開論述,將一個個句子組合成一個段落。應通過對段落主題句和段落組織結構的剖析,使學生模仿和掌握段落展開的方法。在英語文章中,強調動詞和名詞的變化,使文章富于變化,不再呆板,例如,在關于電機y-δ起動的章節中,給出了wye configuration、wye connection和delta arrangement三種變化。再如,在英文論文的摘要中,動詞也富于變化,經常會看到present、discuss、scribe、propose等動詞。
5.篇章
篇章階段的課程材料是選擇專業相關的、地道的英文學術論文。在整個文章的結構方面,主要理清作者架構文章的思路脈絡,學習如何行之有效地組織整篇文章,進而寫出符合英文論文格式的英文摘要。在寫摘要時,強調動詞和名詞的變化。將論文的目的、主要研究過程、所用方法和由此得到的主要結果及推出結論表達清楚,在可能的情況下,還應提及論文結果和結論的適用范圍和條件。閱讀文章實際上是與作者的交流。有時,需要站在作者的角度去看問題、去構思文章和遣詞造句,以此思路去閱讀專業學術論文,能夠獲得很大程度的提高。
6.加強師生之間的溝通
加強師生之間的交互、交流和溝通,有助于教師更好地設計課堂內容,有助于教師了解學生對所講內容的掌握程度和薄弱環節,有助于教師發現課程講授中的問題,也有助于增強師生間的了解。常用的方式是上課隨堂提問、課后答疑、公共電子郵箱和布置作業。通過這些手段,可以了解學生的英語水平和學習態度,進而給教師的課堂教學設計提供第一手資料。
7.課件設計和師資配備
專業英語學時少、任務重,僅依靠任課教師板書講解,很難按計劃完成教學任務,因此不得不對教學內容做出取舍。另外,一些專業的設計圖和原理圖是教師手工難以繪制的。這些問題均可借助多媒體課件加以解決。任課教師可根據教學內容制作相應的、多樣的課件,形式可以是gif和flash動畫,也可以是各種格式的圖片,將這些素材放到powerpoint文檔中就制作成了課件,也可將其以講義的形式打印出來,便于學生復習,也有利于他們課前預習、課堂中集中精力聽講,節約筆記時間。
關于師資力量配備,可結合各階段課程的具體教學內容和教師的專業背景、研究方向,選派合適的教師任教各個階段的課程,避免了一個教師和一種風格的弊端。在專業英語的講授過程中,可酌情添加各任課教師負責的科研項目等內容,有助于開拓學生的眼界,加深對課堂內容的理解,進一步調動學習積極性和主動性。
專業英語在各個專業學生的培養過程中起著重要的作用。教師通過各種方法和手段調動學生的學習熱情、積極性和主動性,利用各種可以利用的資源,拓寬學生的專業知識面,發展他們應用專業英語知識解決實際問題的能力,能夠讀懂專業文獻,寫出高質量的英文摘要,聽懂專業學術報告,講出自己的學術思想,以及翻譯出符合信、達、雅要求的專業文獻資料,做到學以致用。
參考文獻:
[1]劉怡.電子技術類“專業英語”課程的探討[j].電氣電子教學學報,2004,4,26(2).
關鍵詞:電氣;自動化 ;實踐體系
實踐教學體系,是培養電氣工程人員的關鍵環節,本文對這方面的內容做了粗淺的探討。
1 實踐教學體系建立的目標及基本要求
1.1 目標實踐教學體系建立的目標是培養德智體全面發展的,能適應社會主義現代化建設需要,具有電力系統及其自動化、繼電保護及自動化、電氣技術、計算機應用等方面的基本理論素質、專業基本知識和較高綜合素質的復合型高級工程技術人才。畢業生能在電力部門、科研院所、國民經濟管理部門、工礦企業等單位從事與電氣工程有關的系統運行與維護、自動控制、電力電子技術、信息處理、實驗分析以及電子與計算機應用等工作一線的應用型高級技術人才。
1.2 要求根據專業培養的目標,本專業學生必須具有以下能力:
1.2.1 具有較扎實的數學、物理等基礎知識,具有良好的人文社會和管理科學基礎及外語綜合能力。
1.2.2 系統地掌握本專業領域必需的較寬的技術基礎理論知識,主要包括電工理論、電子技術、信息處理、控制理論、計算機軟硬件基本原理與應用等。
1.2.3 獲得較好的工程實踐訓練,具有較熟練的計算機應用能力。
1.2.4 了解本專業學科前沿的發展趨勢。
1.2.5 具有較強的工作適應能力,具備一定的科學研究、科技開發和組織管理的實際工作能力。
2 實驗、實踐教學的安排
通過對電氣工程及其自動化專業培養要求的分析,并考慮學院所在地區大量水電站的修建及工業園區的興建對電氣專業人才的需求情況,對西昌學院電氣工程及其自動化專業的實踐教學環節幾經修改,最后的專業實驗、實踐教學的課程安排如下:大學一年級除了公共實驗課以外,專業實踐課有大學物理實驗、電路原理實驗;大學二年級的實驗、實踐課程有:電路原理實驗、計算機輔助設計上機練習、數字電子技術實驗、電機實驗;大學三年級的實驗、實踐課程有:PLC實驗、PLC設計、微機原理實驗、運動技術設計系統、繼電保護課程設計、發電廠實習、單片機控制實驗、專業英語讀寫訓練、數值計算方法上機實驗、項目管理案列分析、自動檢測技術設計;大學四年級的實驗、實踐課程有:變電站(所)實習、生產實習、計算機仿真技術上機練習、電力市場調查畢業實習、畢業(論文)設計。 3 科學合理性的分析
3.1 形成模塊化、系統化的教學體系整個教學體系分為三個模塊,為公共實踐必修課、專業實踐必修課、專業實踐選修課。這三個模塊之間相互聯系,應用于某個學科方向或學科方向的分支形成體系和系統,使實踐教學的內容從相對獨立到學科融合,使學生從單門課程、系列課程到專業方向的實驗,由點到線、由線成面、由面建體,逐步的、分層次的、全方位培養實踐能力和創新意識[1]。如學生將專業實踐必修課中的數電模電與專業實踐必修課中的單片機和自動檢測技術這幾門課程相互聯系起來就能向計算機控制技術發展。
3.2 分層次提高學生的實踐能力一年級為公共基礎實驗訓練階段,如外語視聽、計算機上機、體育、社會實踐等,還有專業實踐如普通物理學實驗,大學物理實驗是學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端,是對學生進行科學實驗基本訓練的重要基礎。二年級為專業基礎或專業技術基礎實驗訓練階段,如模擬電子技術實驗,數字電子技術實驗,這些實驗使學生掌握了基本電路參數測量方法,常用電子儀器使用方法以及中、小規模數字集成電路使用方法。三年級為學科專業主修及專題設計性實踐訓練階段,如PLC實驗和設計,繼電保護課程設計,同時還安排學生到發電廠實習,使學生進一步了解、熟悉專業知識及其在發電廠的應用,培養學生學習專業知識的興趣,使學生樹立專業思想。四年級為專業綜合能力,安排學生畢業實習,將前三年學的理論知識和實踐相結合,將各門課程相結合最后進行畢業設計。培養了學生的創新精神和創新能力,提高學生的工程設計和綜合應用素質。各教學層次均有課程實驗教學,實踐教學環節從基礎到專業、自底向上可形成體系,從單一實驗到綜合實踐環節,分模塊、成系統的培養學生的實踐能力,使學生從進校開始就接受由易到難、由簡到繁、由淺入深的實踐訓練。
3.3 增加實踐教學的比例在教學計劃的編制中,落實《西昌學院本科學分制實施辦法》中實踐教學模塊學分不低于三分之一的總體要求,充分體現了應用型人才培養目標,達到培養服務于地方經濟和社會發展需要的應用型高級技術人才。
3.4 其他強弱電結合能,強電包括了電機、繼電器等,弱電包括了單片機、自動檢測技術等,他們的結合能向控制方向發展;電工技術與電子技術結合向電力電子方面發展;軟件與硬件結合;元件與系統相結合。專業寬,既具有電氣工程方面的專業知識和技能,又有自動化和信息技術方面的基礎知識和基本技能,可以使學生受到電工電子、信息控制及計算機技術方面的基本訓練。
3.5 加強實驗教學管理電氣工程及其自動化專業“遞進式”實驗教學模式的實施必須有完善的管理體制和管理措施作保證。在具體的實踐中,通過和其他高校實驗教學管理制度的交流和學習,再根據學院的實際情況,制定了一套行之有效的管理制度,建立反映學生實驗能力和創新能力的實驗教學評價體系,對具備條件的實驗室實行開放,實現了“遞進式”實驗教學的有序進行。是電氣工程及其自動化專業實驗教學模式運行體系。
論文摘 要:在專業建設過程中人才培養方案與核心技能課程是專業建設的重點和難點,通過深入廣泛的專業調研,分析電氣自動化技術技能型人才的需要,從工作過程出發, 對電氣自動化技術專業主要崗位典型工作任務進行剖析,歸納得出相應的工作領域,并轉換為對應的專業核心技能課程,構建基于工作過程與職業崗位對接的專業人才培養方案, 設計以能力為核心、以素質為本位的模塊化專業課程體系,從而提升高職學生的競爭力。
“十二五”時期國家以科學發展為主題,以加快轉變經濟發展方式為主線,把經濟結構戰略性調整作為主攻方向,促進經濟長期平穩較快發展和社會和諧穩定。因此,我國高等職業教育也正在加快改革與發展的步伐,為地方經濟發展服務、為就業服務,培養生產和服務第一線的技術技能人才,培養敬業創新的優秀人才。由于種種原因職業院校設置的專業往往與社會經濟的發展需求存在偏差,一方面有的專業畢業生過剩,有的急需人才缺乏相應專業的培養,出現“產銷不對口”現狀;另一方面畢業生所具備的職業能力與其就業崗位的要求相差甚遠,不能與職業崗位進行很好的對接。
我校是國家首批重點建設的高職示范院校,電氣自動化技術專業是國家重點示范建設專業之一,在示范和后示范建設以及人才培養工作評估過程中非常重視專業的內涵建設,對專業人才培養方案重新進行了審定,把提高教學質量、創新教學模式和打造專業特色作為重點,以對接產業為切入點,實行校企合作、工學結合,促進教學內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接、學歷證書與職業資格證書對接。
1 通過專業調研明確專業定位與培養目標
1.1 深入市場調研分析人才需求
人才需求分析是制訂專業人才培養方案的基礎。通過制訂詳細的調研計劃,采用“走出去、請進來”的方式進行深入和廣泛的專業調研。“走出去”就是分批派出專業調研組到相關企事業單位、院校、畢業生就業單位進行實地走訪,“請進來”就是聘請企業的專家和技術能手到學校進行研討。了解畢業生在哪些單位、哪些崗位從事哪些工作,這些崗位需要什么職業資格證書和等級;了解專業發展狀況及對人才的需求情況,企業對人才培養的規格和質量要求,以及社會對本專業畢業生的評價等。針對調研的信息進行綜合分析,明確畢業生就業崗位及崗位群,找出專業人才培養過程中存在的問題和偏差,從而確定電氣自動化技術專業的專業定位、專業培養目標和人才規格與質量標準,為專業課程體系設計提供依據。
1.2 面向就業崗位和職業證書要求準確把握進行專業定位
通過專業調研匯總的電氣自動化技術專業畢業生主要面向就業崗位分布來看,近50%的學生從事電氣自動化設備及系統的安裝、調試、運行與維護等工作,近30%的學生從事電工、電子類產品質量檢驗監督等工作,有近15%的學生從事生產管理工作,其余5%的學生從事產品銷售或其他工作。因此,電氣自動化技術專業要面向企業生產第一線培養具備專業職業能力和技能,具有較強的繼續學習能力和創新能力,具有良好職業道德和較強法律意識的高技能人才。由于行業準入制度對職業資格證書的嚴格要求,畢業生在畢業前至少應該獲取對就業有幫助的一種國家職業資格證書或技術等級證書,如電工上崗證、電氣設備安裝工證等。
2 基于崗位工作過程分析構建專業課程體系
2.1 以崗位工作任務為導向設置專業核心課程
電氣自動化技術專業教學團隊從產業、行業、企業、職業調查入手,廣泛聽取企業專家、技術能手、企業兼職教師、下企業鍛煉教師、頂崗實習學生和畢業生及家長的意見,對專業主要崗位的典型工作任務進行剖析,得出工作崗位的業務范圍,通過歸納得出相應的工作領域,并轉換為對應的專業核心技能課程。如“工業自動化工程師助理”工作崗位的職務范圍是從事自動化設備及系統設計、選型、系統編程、系統集成和維護等工作,其工作領域為電氣工程制圖、成套電器控制柜安裝調試、PLC自動化系統設計和維護,自動化生產線安裝調試及維護、工控網絡設備及系統的安裝與維護,在課程設置中轉換為相應的核心課程。
2.2 以職業技能培養為核心構建模塊式專業課程體系
通過分析相同專業在不同崗位的工作過程,分析學生畢業后所從事工作任務和應具備的職業能力,突出企業需求和學生自我發展,從知識、能力和態度3個方面,設計“融素質教育與業務培養為一體,知識傳授與能力培養為一體”的模塊式專業課程體系。由職業核心能力課程、專業基本技能課程、專業核心技能課程、職業拓展課程、頂崗實習等模塊組成專業課程模塊。使之具備:基礎性—為學生就業打下堅實的文化基礎和專業基礎;針對性—以職業核心技能課程為主干,培養學生的技術與技能;實踐性—加強實踐操作技能培養,提高學生的崗位勝任力;實用性—技能訓練針對學生的崗位設置;拓展性—相同專業不同崗位能力的培養,滿足企業崗位能力需求,拓寬畢業生就業渠道,增強就業競爭力。
2.3 以工作過程為主導設計項目化課程
對于專業核心技能課程和職業拓展課程模塊,打破傳統學科性“理論+實驗+實習”的課程體系結構,把圍繞核心能力培養和職業適應性的原有理論課程和實踐教學環節重新分解整合,設計了基于工作過程的項目化課程結構,確定了本專業7門專業核心技能課程和4門職業拓展課程,不再單獨設置實驗和實習等實踐教學環節。在項目化課程標準中引入國家職業資格標準、行業標準、技術規范,教學內容中精選實際工程案例并經教學化處理形成學習型項目,每個項目又分解為若干個對應的學習型工作任務,將知識點、技能要求融入到各個項目和任務中,并將職業資格鑒定考核與課程考核相融通,以實現課程內容與職業標準對接。
3 以工學結合為切入點的創新教學模式
3.1 靈活、可操作性強的教學組織設計
在教學設計上采取“3+2+1”的教學組織形式,第1~3學期主要學習職業核心能力課程和專業技能基本課程,在培養學生掌握專業基本理論的基礎上,融入基本職業技能訓練,學會表達、交流、溝通的方式和方法,具備基本職業素養;第4、5學期安排專業核心技能課程和專業拓展課程,培養學生具有必備的職業(崗位)技能,同時組織開展學生的職業技能培訓與鑒定,使學生獲取相關的職業資格證書或技術等級證書;第6學期進行畢業前的綜合職業技能實訓,安排學生到企業頂崗實習,實習結束后完成論文撰寫及答辯,在真實的工作環境中不僅易于將理論知識轉化為實際操作技能,而且易于養成良好的工作作風、職業道德、職業素養,有利于學生融入社會。因此,在整個教學組織過程中應貫穿、覆蓋適應社會能力、職業能力的教育與訓練。
3.2 貫穿職業能力培養的遞進式課程教學模式
針對不同的課程模塊采用不同的教學模式。專業基本技能課程以校內學習為主,采用“理論+實訓+實習”的教學模式,基礎理論以“必需、夠用”為度,精講多練。實踐教學中將“指導書”更改為“任務書”,采用“實踐與創作”相結合的方式,按照任務書的要求,學生自主完成方案設計、儀器設備選擇、制作、測試,充分調動學生的積極性,促使學生感知體驗、觀察探究,在培養職業基本技能的基礎上,養成獨立思考、科學嚴謹的工作作風。
專業核心技能課程和職業拓展課程實行分段集中強化訓練的教學模式。在實訓室以單班為單位采用項目化課程組織教學,如2010級電氣自動化技術專業4個班在同一時間分別進行4門專業核心技能課程的教學,根據學期教學計劃每門課程4~5周,依次輪換。課程教學在實訓室以學習型項目為載體,以教師為主導、學生為主體組織實施,經過強化實踐訓練師生共同完成一個完整的項目,在“教、學、練、做”有機融合的一體化教學過程,實現職業(崗位)技能和職業素質的培養,達到教學過程與生產過程的對接。
3.3 “課程考核+職業技能認證”的考核方式
按照課程類型的不同,采用不同的考核方式。職業核心能力課程的考核以校內為主,引入國家職業核心能力測評標準,主要考核“與人交流、與人溝通、信息處理、自我學習、解決問題、數字應用”等6項職業核心能力。專業技術基礎課程以校內考核為主,采用過程考核與期末考試相結合的方式,不僅考查學生的知識積累和素質養成,也對學生的知識運用能力進行考核。
專業核心技能課程和職業拓展課程考核關注學生的素質培養,采用“課程考核+職業技能認證”的方式。課程總成績由課程考核成績和技能認證成績兩部分組成,二者各占一定的比例。課程考核采用百分制按項目分別考核然后匯總,每一個項目均從知識、技能、態度3方面考核,知識考核重在考查知識的應用和相關的操作規程,技能操作考核采用現場實際操作方式,態度考核則重在對學生合作意識、溝通能力、創新思維等方面的評價。職業技能認證有理論和實操兩部分組成,分為兩種情況:一是國家職業資格證書對應的課程,在課程結束后可直接參加國家職業資格認證考核;另一種是課程結束后,參照國家職業資格考核標準由學院統一組織進行考核。
4 結束語
電氣自動化技術專業經過幾年的重點建設,在課程體系建設、師資隊伍建設、實驗實訓條件建設等方面取得了一定的成績,專業建設的整體水平有了顯著提高,也積累了一些建設經驗。深刻體會到專業建設必須堅持校企合作,只有深入企業,才能了解企業的需求,把課程體系切實融入職業崗位要求,將專業技能標準與職業標準相融合,將考核與評價和職業資格認證相銜接,強化學生職業技能的訓練,培養出企業需要的高技能人才。
參考文獻
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[2] 李斯杰.高職院校人才培養方案設計中需要厘清的若干問題[J].職業教育研究,2010(11):7-9.
【關鍵字】電氣工程及自動化;應用型人才;實踐教學
電氣工程專業主要特點是強弱電結合、軟件與硬件結合、理論知識學習與實踐應用能力培養相結合。隨著社會經濟和科學技術的發展,對于電氣工程及其自動化專業學生的知識結構而言,培養范圍不僅要有一級學科“電氣工程”的特色,應具備“強弱電”的知識結構,而且也應當具備較廣的人文、社會等方面的知識,有較強的實踐動手能力。因此要加快實驗室建設步伐,逐步實現實驗教學條件現代化,必須積極開拓,建好一批有層次、相對穩定的實習教學基地。
1 電氣工程及其自動化專業課程體系的探討
隨著科技的發展,電氣工程的學科結構、研究領域、技術領域發生了很大變化。電氣工程愈來愈多地應用信息技術、計算機技術、通信技術、電力電子技術和自動化技術,電氣工程及其自動化專業內涵也發展演變為強電和弱電結合、電工技術和電子技術結合、軟件和硬件結合、元件和系統結合。要求培養的學生具有解決電氣工程與自動控制技術問題的基本能力。電氣工程學科的主要任務是提高電力系統和用電設備的技術含量和運行質量,提高運行的合理性和可靠性,提高運行效率。弱電知識需要越來越多,強弱電融合是電氣工程專業教育的必然趨勢。電氣工程及其自動化專業課程體系的構建:
1.1 根據培養目標確定對學生知識結構和能力結構的要求
根據培養目標,學生應該具備的主要知識結構和能力結構為:第一點是要求掌握比較扎實的數學、物理等自然科學的基礎知識,具有較好的人文社會科學基礎和外語綜合能力;第二點是要具有系統地掌握電路理論、電子技術、電力拖動與控制、計算機基礎及應用等專業知識,具有解決和處理企、事業單位中日常電氣控制與運行的技術能力;第三點是應獲得較好工程實踐訓練,具有較熟練的計算機應用能力和較強的工作適應能力,具備一定的科學研究、技術開發、實際工作能力;第四點是掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的市場分析和決策能力,通過鍛煉能夠在企、事業單位從事管理與決策工作。
1.2 如何構建課程體系
按專業培養目標和培養方向,結合用人單位對專業人才素質、知識和技能的要求,要根據學生應具備和達到的知識結構和能力結構構建課程體系,課程的設置和專業教學內容不是毫無聯系的排列,研究課程的內在聯系,形成條塊清晰而又相互融合的專業體系結構是必需的。根據本專業特點,除了公共基礎課程大平臺外,涉及本專業的課程可劃分為四個課程群:電子技術課程群、計算機應用技術課程群、自動控制課程群、電機與電能系統課程群。
電氣工程學科的快速發展與應用離不開電子技術的飛速發展,所以本專業應加強電子技術課程設置并優化其教學內容,特別是應加強集成電路、超大規模集成電路、可編程超大規模集成電路CPLD等內容的學習。由于自動化的發展一直都是借助計算機技術的發展而發展的,所以工業自動化的前途在于計算機技術服務于控制技術的發展,因此從小的控制裝置到大型的控制系統都要應用計算機技術。課程設置包括計算機應用基礎、程序設計、微機原理及應用、單片機原理與接口技術、嵌入式處理器及操作系統、數字信號處理器(DSP)原理及應用、工業計算機網絡等。另外工業工程系統實現的重要原理及技術,對于促進學生專業思想的形成,理解專業構建的體系以及對今后的控制工程應用都是十分重要的。
按照學生學習過程中的認知規律和實踐教學自身的客觀規律,與學習的不同階段相對應,研究建立了四層次結構實踐教學體系。它的層次性體現于從低年級到高年級循序漸進、由淺入深,從認識性實踐,到驗證性、設計性、綜合性及創新實踐。培養具有工程素質、創新能力和較強動手能力,能獨立分析解決實際問題的應用型高級人才,不僅在理論教學中應致力于理論的應用,更重要的是加強實踐環節,建立知識和能力并重、實驗教學與理論教學有機結合,而且相對獨立的實驗教學體系。
2 加強實踐教學管理
首先通過對課程的優化,減少驗證性實驗,增加綜合性、設計性實驗和系統性的實習環節。通過開放性實驗和創新學分平臺,開展個性化實踐教學改革,讓學生根據自己就業意向、實習興趣和特長,選擇實驗內容和設計方案,組織實驗和實習教學。在系統的實習過程中要求學生完成從元件的選擇到系統的組裝,從單元電路調試到系統調試,使其具有系統實踐應用能力。
2.1 要抓緊實踐教學的質量
在合理構建實踐教學體系中,努力建設相對完整、與理論教學聯系緊密的實踐教學體系。實踐教學內容的更新,必須注重加強對學生創新思維和綜合能力的培養。要對現有的實驗教學內容進行整合,進一步減少驗證性實驗,增加綜合性、設計性及研究創新型實驗。要充分利用網絡等現代化技術及先進的教學手段,積極使用計算機教學軟件和多媒體教學課件,推廣運用虛擬仿真技術和實踐相結合,并逐步建立以學生為主體、以學生自我學習和訓練為主的實踐教學開放教學體系,并逐步擴大開放教學的比例。不同類型的實踐教學環節(實驗、實習、課程計、生產實習、畢業論文與畢業設計等)在教學計劃中的學分、順序及時間分配等方面要符合培養目標要求,要與相關課程保持協調一致的關系。
2.2 要保證實踐教學基本條件
我們一方面要聘請基地所在單位的專家、專業技術人員和管理干部一起參與實習教學環節的管理和指導;另一方面積極幫助基地所在單位開展員工技術培訓、科技開發和科研等工作,使實習基地同時成為科技開發和人才培訓基地。在互惠互利的基礎上,不斷拓展校外實習基地建設的新道路。以實現加快實驗室建設步伐,逐步實現實驗教學條件現代化的目的。實踐教學各環節的規范化管理是保證實踐教學質量的基本前提。理順管理體制,建立與完善實踐教學評價體系,是提高實踐教學質量的重要措施。
3 電氣工程及自動化專業培養目標及方法
基礎課一定要給較多學時,讓學生牢固掌握,為后續課程的學習和自主學習提供有力的保障。專業課的門數較多,學時較少,主要給學生介紹專業內容和國內外發展動向。在重點、難點講解的基礎上,激發學生的學習興趣,培養學生的自學能力和終生學習思想。電氣工程專業在一定程度上要進一步拓寬專業口徑,新的強電專業的人才必須掌握更多的信息技術、自動化技術和計算機技術。遵照教育要“面向現代化,面向世界,面向未來”的精神,貫徹德智體全面發展, 培養基礎理論扎實,知識面寬,重視理論聯系實際,強化實踐動手能力,重視自學能力、創新能力和“復合型”“應用型”人才的培養。針對電氣自動化技術的不斷發展變化,理論教學內容也應進行適當調整,刪除一些陳舊落后的技術課程,加入一些最新技術和當前應用比較廣泛的技術作為課堂教學內容。
為使我們培養的人才能順利進入市場參與競爭,高等學校的畢業證書和學位證書是畢業生獲得從事相應專業工作的必備的兩張準入證。專業人員職業資格證書(高級維修電工)是畢業生獲得從事相應專業工作的又一準入證。在此基礎上學生走向社會,經一段時間的工作鍛煉,可向注冊工程師等有關的專業技術人員職業崗位的資格認證努力。
4 結語
世界科學技術迅猛發展和信息時代的到來,對我國高等人才的規格和質量要求也越來越高。另外,我國社會主義現代化進程及經濟發展的需要,使高等人才的培養面臨著新的挑戰。在人才培養過程中,我們應注重強電與弱電結合、軟件與硬件結合、元件與系統結合、運行與制造結合,使學生畢業后的就業有很強的適應性,既可以從事電力系統及其相關領域的工作,也可以在自動化及信息技術領域從事工程設計、研究開發、系統運行等其他方面的工作。
參考文獻:
關鍵詞 電氣工程及其自動化專業;工程應用型本科;教學模式
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2013)27-0081-03
1 引言
電氣專業是一個應用范圍很廣的工程應用專業,它的培養目標要求學生除了掌握一定的專業基礎知識外,還要注重實踐能力和創新能力的培養。因此,石河子大學電氣工程及其自動化專業在教學過程中積極探索適合于工程應用型本科專業人才培養的“雙體系兩結合”教學模式,制訂專業人才培養計劃,開展各項教學工作,使學生的綜合素質和工程實踐能力明顯得到提高。
2 構建“厚基礎、寬口徑”的理論教學體系
“雙體系兩結合”的教學模式指理論教學與實踐教學并舉,兩者相互影響,促進學生對所學專業理論知識與實際工程的結合。本專業的培養目標是基礎扎實,知識面較寬,具有學習新知識、運用知識創造和開拓事業的能力,能夠從事與電氣工程有關的系統運行、電氣設計、自動控制、信息處理、生產管理等工作的應用型高級工程技術人才。為此,在專業的理論教學體系構建中,按照“厚基礎、寬口徑”構建知識體系。“厚基礎”包括人文社科、公共、學科基礎三大模塊課程,“寬口徑”體現在專業課打通并設置在學科基礎課中。
1)人文社科、公共、學科基礎由公共基礎、相關知識、專業拓展等系列課程構成,使學生在基礎理論、基本知識和相關領域等方面,全面提高其綜合素質和多角度的科學思維方法,培養學生的適應能力和發展潛力。
2)學科基礎主要由電路、模擬電子技術、數字電子技術、電氣測量等系列課程構成,使學生獲得電氣工程基本知識,并充分考慮了將來專業口徑的拓寬,為專業學習打下扎實的基礎。
3)專業基礎主要由自動控制原理、電機學、微機原理與接口技術、電力電子技術、單片機原理及應用等專業課、限選課、任選課等組成。教授學生掌握專業系統知識,著重培養學生分析解決實際問題的能力。
4)在專業課中設置了兩個專業方向課程群——電力系統及其自動化和電力電子與電氣傳動,學生可以根據專業方向選擇相應的課程。
5)開設網絡學習課程和綜合教育課程。網絡學習課程借助因特網開設學科前沿類課程,綜合教育類課程則鼓勵學生開展各類學科競賽、科研訓練、科技創作、創業訓練、社會實踐及相關文化素質教育活動。
3 構建推進式的實踐教學體系
實踐教學對于培養創新人才、提高學生實踐能力有著特別重要的作用。實驗中心建立了與理論教學有機結合,以能力培養為核心,涵蓋基本性實驗、綜合設計型實驗、設計性實驗,滿足不同層次人才培養需要的教學體系。此教學體系分為兩大部分。
3.1 課程實驗環節
這部分實驗為理論課程同步實驗,主要目的是配合課程的學習,加深對理論的理解。
1)驗證性實驗,是與理論教學密切相關、協調配合的實驗教學,由“電路理論實驗”“模擬電子技術實驗”“數字電路實驗”“電機學”和“自動控制原理”實驗構成。同時,對于電機學和自動控制原理課程,既可以采用試驗臺做實驗,也可以采用計算機仿真軟件進行實驗,將計算機仿真技術與理論、實驗有機地結合起來。
2)綜合性實驗。在驗證性實驗的基礎上,將多個實驗綜合,使學生具備初步的綜合應用能力。
3)設計性實驗。此類實驗的目的在于培養學生的創新能力。在給出設計目標后,學生自行利用實驗設備設計出滿足設計要求的實驗方案,由電子線路設計、電子線路仿真、應用電子系統開發等設計項目構成,并向校內學生開放,為學生的創新實驗提供了很好的環境和條件。
3.2 集中實踐性教學環節
1)技能訓練。
①機械制造實習。第二學期在機電學院實習工廠進行,時間為2周,學生分組進行車、銑、刨、磨、鉗、焊等工種操作,使學生對工廠的情況有一個感性的認識,初步掌握冷加工方法與操作過程,了解機床設備等。
②電工實訓。第五學期在機電學院電氣工程實驗中心進行,時間為2周,每人必須獨立完成實際操作練習。通過各種工藝的講解和實際操作練習,使學生掌握常用電工工具和工藝知識,培養學生的動手能力,為今后從事電氣工程技術工作打下初步的基礎。通過電工實訓使學生達到“維修電工中級”職業技能水平。
③EDA實踐。第五學期在機電學院電氣工程實驗室中心完成,時間為2周。通過對電路設計軟件、繪圖軟件的學習,完成電子電路仿真設計、原理圖繪制和印制電路板設計、制作、調試等。
2)專業實驗。第七學期在機電學院電氣工程實驗中心完成,時間為1周,目的是使學生建立電力系統及自動控制系統的整體概念,從而培養學生綜合運用知識和分析問題的能力。專業綜合實驗分為電力系統綜合實驗和電氣自動化綜合實驗,學生可任選其中一個,實驗完成后,提交實驗報告。
3)課程設計。
①電子技術課程設計。第五學期在機電學院電氣工程實驗室中心完成,時間為2周,每人一題,完成電子電路的設計、調試、仿真。該環節著重提高學生在電子技術方面的實踐技能,培養學生綜合運用理論知識解決實際問題的能力,使學生初步掌握工程設計方法和實踐的基本技能。完成后提交設計說明書。
②綜合課程設計。第七學期在校內完成,時間為2周,每人一題,目的是使學生綜合運用所學的理論與實踐知識,按要求完成設計內容,有實驗條件的完成實驗驗證。該課程設計分為電力系統綜合課程設計和電氣自動化綜合課程設計,前者主要完成發電廠、變電所的初步設計,后者主要完成控制系統的設計、調試。學生可任選一個,完成后提交設計說明書。
4)專業實習。
①認識實習。實習地點為天富電力股份有限公司、天業化工、銀河紡織有限公司、昌吉特變、農副產品加工廠等企業,于第三學期進行,時間為1周,實習方式為現場參觀。通過認識實習激發學生熱愛所學專業和奮發學習的熱情;通過參觀火力發電廠、水電站、變電站,初步認識電力的生產、變換和輸送過程,認識電氣設備在實際工作中的應用情況,為后續課程的學習打下基礎。完成后提交實習報告。
②畢業實習。實習地點為天富電力股份有限公司等實習基地,于第七學期完成,時間為4周,學生分組進行,采用工程技術人員專題講座與現場實習相結合的方式。通過實習,深入了解發電廠生產各個環節以及計算機在發電廠中的應用情況,為畢業設計搜集資料等。完成后提交實習報告。
5)畢業設計。畢業設計于第八學期在校內進行,時間為16周,采用導師制,雙向選擇,每生一題,也可與簽約單位聯合完成實際課題。設計期間要求學生調查研究,收集資料,綜合運用4年所學的知識,完成方案比較、分析、論證,理論研究、設計計算、設計說明書的編寫等,培養學生分析問題和解決問題的綜合能力。
這樣,在教學安排上加強了實踐教學環節,增加了大型綜合實驗周、課程設計、畢業設計時間。目前專業集中實踐周由原來的28周增加到32周,占教學總周數的比例達到20%。同時,在理論課程教學中,開設實驗比重增加,專業主干課程實驗課時占總課時達20%,實踐環節課時比例大大提高,課內實驗課時達210課時,實驗開出率達到100%。
4 改革教學方法和手段,改善教學效果
4.1 實行實驗室全天開放
在電氣工程及其自動化專業的實踐教學中,學科基礎課程實驗實行全開放實驗教學方式,如電路實驗、電子技術實驗、微機原理實驗、單片機原理實驗和電力電子技術實驗;實行全開放實驗室,學生在完成全部必做實驗項目、選做實驗項目后,可根據自己的學習興趣和能力,自擬實驗項目,自主安排實驗時間,自主進行實驗操作,完成相應實驗。通過實施“全開放”實驗教學方式,大大增強了學生的實驗動手能力、分析與解決實際問題的能力,調動了學生的學習積極性,學生變被動學習為主動學習。
4.2 積極開展第二課堂活動
有計劃引導學生參加各種有益學生身心健康、擴展知識面、開拓視野、培養能力的活動,開展自主實驗、自主設計、自主實習等以學生為主體的自主性實踐教學活動,以提高學生的綜合能力和全面素質;組織學生參加各種學術交流活動,以擴大視野、啟發科學思維,創造條件把學生引導到各種科學研究活動中去,他們可以參加大學生創新設計與制造大賽、全國大學生電子設計大賽“挑戰杯”、大學生課外學術科技競賽等,參加教師的科學研究工作。通過第二課堂活動,培養學生工程設計思想、敢于創新的精神、分析解決工程實際問題的能力。
5 結束語
本文圍繞工程應用型本科電氣工程及其自動化人才的培養目標,結合石河子大學電氣工程及其自動化專業建設發展情況和專業特色,介紹構建“雙體系兩結合”教學模式的探索思路與實施過程。按照“雙體系兩結合”的教學模式制訂專業人才培養計劃,構建“厚基礎、寬口徑”的理論教學體系與遞進式的實踐教學體系,突出工程素質培養,理論教學與實踐教學并重,改革教學方法和手段,改善教學效果,開展各項教學工作,學生的綜合素質和工程實踐能力明顯提升,得到用人單位的認可。
參考文獻
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論文關鍵詞:電氣控制及PLC;項目教學;教學效果
電氣控制及PLC應用課程是電氣控制及自動化專業的主干課程,其內容與工程應用緊密結合,在工業自動化控制、智能儀器儀表、精密加工、數控機床以及機電一體化技術等領域中得到日益廣泛的應用。本課程是浙江工業大學(我校)電氣工程及自動化教育專業和機械工程及自動化教育的專業必修課。通過本課程的學習,除了讓學生學習電氣控制和可編程控制器應用技術基本知識外,還以提高學生的素質和全面能力為宗旨。具體教學要求是熟悉常用低壓電器的結構、工作原理、特性及應用,掌握繼電接觸器控制系統基本分析和設計能力,掌握典型電氣控制電路的分析和設計方法,掌握可編程控制器的工作原理及結構特點,熟練掌握基本邏輯指令的應用,掌握步進順控指令編程方法及應用,了解PLC網絡及通訊基本知識,繼電接觸器控制系統基本分析能力,特別是掌握典型電氣控制電路的分析能力,重點是S7-224/S7-300可編程序控制器的編程技術、通信模式及調試技巧。
項目教學是以項目實施為主線有效組織理論和實踐知識,師生共同實施并完成一個“項目”為主要學習方式的教學活動,是建立在建構主義和情景學習理論基礎上體現行動導向教育理念的教學方法,將傳授知識為主的傳統教學轉變為以完成項目、職業體驗和解決問題為主的多維互動式的教學模式,在職業教育的專業課程教學中得到越來越廣泛的應用。通過項目實施過程,讓學生學習必要的理論知識及掌握必備的專業技能,突出知識的學習服務于職業能力的建構。
一、電氣控制及PLC應用項目教學模塊
實施項目教學,項目的選取要具有典型性、代表性和全面性,以往的教學選取的項目經常基于小項目來教學,僅能說明一個知識點或某個問題,綜合知識無法體現,這樣各知識點之間彼此孤立,章節的聯系比較匱乏,彼此的知識點無法連貫,邏輯關系無法得到梳理,不能對學生的綜合能力進行鍛煉。然而學生畢業后往往面對的是比較綜合的工程項目,而他們的知識結構是孤立的,面對綜合設計一個項目不知道從何處下手,尤其是既需要分析、設計又要安裝調試的復雜的項目無從下手了。學生不能立即投入到生產實踐中,無奈還要從頭學起。
基于以上的問題,在展開項目教學法實施過程中,選取一個比較綜合典型的真實項目——節能環保中水回用水處理廠智能控制系統來進行教學設計。參照教學大綱和緊扣教材內容,根據項目組成設計以下主要教學模塊:(1)項目教學實施前準備工作及模擬招投標介紹;(2)中水回用水廠供配電介紹及用電安全;(3)中水回用水廠的用到的低壓電器設備教學及知識點學習;(4)提升泵房、反沖濾池、加礬加氯、送水泵房儀器儀表的電氣控制原理圖、元器件布置圖及施工圖紙設計;(5)提升泵、鼓風機、反沖泵、送水泵的不同啟動形式設計;(6)S7-200(含7個從站)和S7-300(含2個主站)PLC設計及編程;(7)主站PLC與各從站的Proface-Bus及中控制室的通信實現;(8)主站PLC觸摸屏編程及中控室的主機系統組態;(9)整個中水回用系統與Intenet通信;(10)項目的竣工及驗收—課程總結。隨著自動化生產的發展,該課程涉及到許多新知識、新技術領域。我們以加強實踐教學為突破口,以創新為契機,構建以項目為載體的理論實踐一體化教學模式,符合技術師范本科專業的培養特點和定位,既要具備工程性,又要具備師范性,通過課程和專業訓練使學生成為具有“講師”、“工程師”等知識和能力結構的“雙師型”人才。
二、項目教學設計
1.項目教學設計
(1)選擇合適的配套教材。我們將電氣工程及自動化教育和機械工程及自動化教育的專業崗位對電氣方面的知識和技能需求為目標,以就業單位人才需要為基準,結合技術師范培養標準選擇教材。以現行主流PLC為參考,以必需、實用知識為主,加強學生電氣控制技能的培養,教材的內容包括常用低壓控制電器、電氣控制線路的基本原則和基本環節、可編程控制器基礎、S7-200PLC的系統配置及質量系統、SETP7-Micro/WIN32編程軟件、S7-300和S7-400PLC系統配置與編程及通信及網絡等;被選取的項目與教材結合緊密,涵蓋的知識比較吻合,也是現在自動化行業及大學競賽的主流技術。
(2)項目實施前,先完成模擬投標及中標過程,讓學生明白項目實施過程中必經的流程和步驟,體會真實項目的投標中標和方案實施的過程。標書設計就是按項目模塊來分類,每進行一個模塊就是完成標書方案中的一部分。 (3)項目教學模塊借助組態軟件給出系統結構組態圖,標出了每個模塊應完成的項目任務,根據模塊工作量和知識的多少合理安排課時。每個模塊預先提出問題,讓學生先思考,鼓勵學生發揮與創新,根據學生人數,恰當分組,每組模擬為一個施工團隊,選出隊長,由其對整個組的人員進行協調分工,課前每組先設計一套實施項目模塊的方案,課間展開討論,老師甄別或指出最佳方案及實施方法,課后留給學生擴展的空間。
(4)對要完成的項目教學任務要提出具體要求。如基本的工廠供配電;常用的低壓電器;基本的電氣控制及啟動方式;電氣原理圖、元器件圖、施工圖繪制;PLC編程、通信、組態等。課后要求學生提交項目教學實訓報告,電子圖紙,學生團隊自己評價,教師講評驗收。
(5)師生共要明確項目教學過程中要重點鍛煉和加強的知識點。力求既全面又重點突出,能最大限度的鍛煉技能;對于項目實施過程中可能遇到的難點,要及時為學生重點講解及輔助突破。
(6)每個項目模塊怎么實施,什么時間實施計劃要詳盡、人員分工要明確。幫助學生完成各個項目模塊的實施內容及計劃表,開學二周制定好計劃,同時要及時拓展學生視野,項目團隊制定良好激勵機制和完善的管理制度,立爭協調高效的完成項目任務。
三、項目教學具體實施
(1)在理論教學中,引導學生運用電機拖動及自動控制原理的基礎知識,分析PLC專業課程編程內容,強化閉環控制模型知識的掌握,使學生能在項目實施過程中體會PLC的智能控制思路。
(2)強化實踐教學,以實際的節能環保中水回用水廠電氣設備的基本功能、結構組成及電路工作原理的分析為重點,讓學生學會分析復雜的實際電氣設備的工作原理,具備識讀電路圖、繪制電路圖、設計電路圖的能力。在此基礎上培養學生安裝、調試、維修及維護自動化常用電氣設備的能力。對重點應用知識在實訓室訓練,學生自評,教師嚴格考評,直到達到教學目標為止。
(3)教師將自動化現場實際搜集的智能電氣設備及相關資料補充到課堂中,并從網絡搜索相關智能電氣控制系統新技術,利用組態軟件做成展示項目,利用虛擬現實技術展示工程項目的技術細節,如煤礦絞車提升系統、遠程恒壓供水系統、電廠脫硫智能控制系統等,使學生直觀、方便地學到先進的專業技術知識。
(4)將計算機輔助軟件的使用引入教學中,如Pro/e繪制電氣原理圖,SETP7-Micro/WIN32編程軟件、組態6.53的使用、GP-2500觸摸屏的軟件編程等,使學生既學到知識的理論知識也拓展了知識面,使他們明白現代化的電氣控制系統是很多先進技術協調服務和集成的綜合效果。
四、教學考評方法
(1)設置學生自我評價機制,其包括學生自我評分,也包括組長對每個成員的打分。
(2)設計項目教學驗收表格,細化子項目注意事項的考評。
(3)每人必須對項目調試通過,并撰寫實驗報告。
(4)考評計入平時成績,同時加大該項考核在總成績的比重。
關鍵詞:卓越電氣工程師;多元化多層次;實踐教學體系
作者簡介:胡曉倩(1977-),女,四川綿陽人,重慶理工大學電子信息與自動化學院,講師;張蓮(1967-),女,重慶人,重慶理工大學電子信息與自動化學院,教授。(重慶 400054)
基金項目:本文系重慶市高等教育教學改革重大項目“電氣信息類工程應用型人才培養模式的研究與實踐”(項目編號:101102)、重慶市2010年人才培養模式與創新實驗區“‘寬口徑、大工程’觀下的電氣信息類應用型人才培養模式創新實驗區”、重慶理工大學高等教育教學改革研究項目(項目編號:2012026)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)20-0010-03
電氣工程專業專業面寬、適應性強,要求學生既具有電氣工程方面的專業知識和技能,又有自動化、信息技術的基礎知識和基本技能,具備解決既有強電又有弱電的寬口徑專業問題的能力。因此,電氣工程專業的畢業生除了需要有扎實的理論基礎外,還必須有很強的工程實踐能力。為提高學生的工程實踐能力,滿足人才培養的多元化需求,重慶理工大學積極響應并實施教育部提出的“卓越工程師教育培養計劃”。電氣工程及其自動化作為首個試點專業,已經從2010年9月開始具體實施。目前,經過幾年的探索與實踐,以面向電力企業為主,已經全面構建了具有本校特色的“2+1+1”的卓越電氣工程師人才培養模式,并針對卓越工程師培養的核心與本質——工程實踐與創新能力建立了創新的多元化多層次的開放的實踐教學體系,取得了良好的人才培養效果。
一、卓越電氣工程師的培養目標
為了適應我國電力及相關工業的快速發展,進一步滿足國家、行業對電氣領域高級工程人才的需求,要求卓越電氣工程師不僅掌握電氣工程、自動化、電子與計算機技術應用等領域堅實的基礎理論、系統的專門知識及基本技能,而且是能在以上領域從事工程設計與技術開發、系統運行維護、科學研究、生產組織和管理等方面工作的高級工程技術人才和管理人才。最終目標是培養其具有良好的人文素養、團隊協作能力、突出的工程創新能力和社會責任感、開闊的國際視野和跨文化交流能力。
二、總體思路與方案
教育部“卓越計劃”強調三個特點:一是行業企業深度參與培養過程;二是學校按通用國際標準和行業標準培養工程人才;三是強化培養學生的工程能力和創新能力。實踐教學體系改革必須以社會需求為導向,以實際工程為背景,以工程技術為主線,以工程能力培養為核心,著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐與創新能力。因此,整個改革必須圍繞以下總體思路進行:
(1)教育和社會是緊密聯系的,人文素質在高校理工科學生的成長成才過程中也具有非常積極的作用,工程實踐應和人文社會實踐相結合,使學生在社會與工程實踐的過程中了解社會、適應社會,學會做人、做事,具備多方面的綜合素質與團隊協作能力。卓越電氣工程師之所以“卓越”,除了其專業知識更豐富、工程實踐能力更強外,關鍵在于其具有更高的綜合素質。
(2)卓越電氣工程師必須具備本專業核心知識和能力,即掌握電力能源的產生、傳輸、變換、調控和使用所需的系統運行的基礎理論和專門知識,熟悉相關的國家、國際技術標準及行業法規,具有優秀的進行電氣工程與自動化領域的研發、設計、制造、運行與管理的能力。
(3)在實踐的內容上一方面要強調綜合性、設計性與實用性,加強學生分析問題、解決問題的能力;另一方面要以就業和市場為導向,人才培養緊密對接社會需求,并要體現當前電力技術發展的最新趨勢。在實踐的形式上,推行全面工程教育,以多層次、多元化為主要特征,并強調與企業工程實踐鍛煉相結合、產學研相結合。[1,2]
(4)建立開放式、自主式的實踐教學模式,以學生為中心,注重學生創新意識、創新能力與自我學習能力的培養。
目前,重慶理工大學卓越電氣工程師的具體實施方案為:已經與重慶市電力公司、重慶市電科院、重慶萬州水利電力集團、重慶水輪機有限公司、長壽獅子灘發電集團等重慶電力行業的龍頭企業和研究院所建立了產學研合作平臺,實行聯合培養。每年從大二學生中公開選拔20名優秀學生參與卓越工程師計劃,每名參與學生都能在合作企業中有具體實踐崗位,時間累計不少于1學年,所獲得的學分數不得少于28個學分。實施手段采用學校導師和企業導師的“雙導師制”,即四位學生組成一個項目組,每組都指派一名學校導師,并聘請一名電力行業有豐富理論與實踐經驗的高級工程技術人員作為企業導師,共同負責學生培養的全過程。
三、開放、創新的實踐教學體系
在培養模式方面,根據重慶理工大學電氣工程專業實際情況,按照工程創新型模式培養,強調基礎扎實、視野寬廣、電氣與自動化、計算機學科交叉,注重工程實踐與創新研究能力,尤其注重設計和動手能力。為此,從品行、知識、能力多個維度將人才培養目標進一步細化,構建了“工程創新型的卓越電氣工程師實踐教學體系”,從整體層次上包含了人文素質實踐、自然科學實踐、工程能力實踐、創新研究實踐四大類(見圖1),每一類都包含多元化的實踐方法與手段,并針對工程能力的培養實行多元化的考核方式。[3]
1.人文素質實踐
人文教育培養高校學生具有正確的人生觀、價值觀、高度的社會責任感,并能激發學生的多維思維能力,提高綜合素質,在整個高等教育中具有重要的基礎地位。因此學校強化了學生在社會科學、文學藝術等方面的實踐,主要由入學教育、軍訓、社團活動(包括學術類、公益類、藝術類、體育類)、社會實踐、公益勞動、就業教育等組成。各種類型的人文素質實踐培養學生具備良好的生活與學習習慣、熱愛祖國和遵守紀律的觀念、堅強的意志與集體意識、多方面的知識和技能、提高人際交往與適應社會的能力、培養勞動觀念、增強社會責任感,并樹立正確的職業觀和擇業觀。
2.自然科學實踐
自然科學實踐由大學物理實驗等課程實驗組成,對提高理工科學生的綜合素質和創新能力的培養具有獨特的基礎性和無可替代性作用。針對工程實踐能力的培養,學校在傳統的大學物理實驗基礎上進行改革。一方面在傳統的基礎性實驗、驗證性實驗基礎上增加了設計型實驗與綜合性實驗。另一方面強調面向各應用型專業,將實驗整合為三個層次,包括:
(1)基礎型物理實驗,要求學生掌握物理實驗的基本方法、儀器與操作。
(2)面向電氣信息類專業的綜合物理實驗,讓傳統的大學物理實驗與電氣工程專業接軌,夯實專業基礎。
(3)開放式的創新設計物理實驗為選的卓越計劃參與學生提供研究設計與制作型實驗,激發創新意識。通過以上分層次、系統的科學實驗能力培養使學生掌握進行科學實驗的基本知識、方法和技巧,并培養學生敏銳的觀察力和嚴謹的思維能力,使學生的學習理論聯系實際,并為今后在電氣工程及相關領域的理論和實踐學習打下深厚的數學、物理基礎。
3.工程能力實踐
工程能力實踐由機械類、電氣信息類和電氣工程專業課程實驗及電氣控制應用設計、電氣工程綜合設計、生產實習、在崗實習、畢業設計等組成。[4,5]根據工程能力培養的要求,以實際的工程設計、研發能力訓練為核心與主線,重新整合、統一規劃和系統化,構建了多層次的“2+1+1”工程能力實踐體系,如圖2所示。它由“專業基礎訓練一專業綜合訓練—綜合工程能力訓練”三個層面構成,產學研結合,循序漸進地實現對學生由淺入深、系統的、多層次、全方位的工程實踐能力的培養。[4,5]
專業基礎訓練層(“2”:大一、大二學年,校內培養)。通過機械類、電氣信息類基礎課程實驗以及基礎實訓,包括工程制圖、機械制造基礎訓練、電工電子技能訓練、電路電子基礎實驗、微機原理及應用實驗、電子技術應用設計等,使學生完整地掌握本專業基本工程技能與實踐能力,并強化計算機應用部分,在相應的實踐課程中要求學生熟練掌握常見的工程制圖與電子設計軟件,如Autocad、Protel、Protus等。
專業綜合訓練層(“1”:大三學年,學校、企業聯合培養)。第一階段,以電氣測試技術、自動控制原理、電機學及電力電子技術課程實驗為核心,一方面使學生直接接觸實際的測試、控制的、元件與系統,在傳感器、電機、電力電子器件等方面得到具體的感性認識與初步訓練;另一方面,培養學生計算機輔助設計的能力,例如要求學生熟練掌握基于MATLAB、Labview的控制、信號處理的建模與仿真。第二階段,在電氣工程專業課教學階段,單獨開設電氣工程綜合實驗課,并結合電力企業生產實習,使學生掌握電氣工程領域的相關識圖方法、繪圖、接線、調試、檢修和維護等基本知識。并在重要的專業課程,如電力工程、高電壓工程等課程中積極開展各種形式的雙語教學,培養學生外語運用能力,提高學生綜合素質。第三階段,電氣工程專業課程學習結束后,在專業及企業導師的共同指導下,以電氣控制技術應用設計與電氣工程綜合設計環節為主,設計內容面向企業實際工程問題,引導學生把原理分析與工程設計結合,提高綜合應用能力;并要求學生掌握常用的電氣工程分析與設計軟件,如PSASP、Saber、Ansoft等,為畢業設計與企業工程實踐打下堅固的基礎。
綜合工程能力訓練層(“1”:大四學年,企業實踐)。參與學生實際進入合作電力企業進行為期一年的企業員工式實踐,掌握實際電力企業應用項目設計、開發與管理的方法和技能。
(1)第一階段:通過在崗實習深入電力企業進行企業文化與規章制度教育、生產技能培訓等實踐,使學生熟悉企業環境和企業文化,了解電力產業人才需求及產業動向,掌握最新的國家及國際行業標準。
(2)第二階段:參與企業生產實踐,熟悉電力企業實際生產過程、項目開發過程和開發管理規程,能夠獨立閱讀及掌握最新國外設備的英文技術文檔,培養學生靈活運用電氣工程專業知識與實際工程規范、團隊協作、競爭與合作的能力,具備電力企業工作的技術及能力。
(3)第三階段:通過畢業設計對學生進行綜合工程能力訓練。設計內容與工程實際接軌,由電力企業提供設計所需現場數據、技術,使用與工程設計一致的研發設備,使學生接觸電力行業的前沿科技與最新設備。采取項目驅動制設計方式,在企業導師的指導下,以項目組的方式完成一個企業實際產品由構思、分析、設計、實現到交付的完整過程。培養學生不僅從技術的角度去解決問題,還必須從產品和市場的角度,包括成本、性能要求和開發周期等綜合因素考慮實際工程問題,拓寬工程領域基礎和口徑,在較高的層次上培養學生進行產品開發設計、技術改造的能力。
4.創新研究實踐
深化和完善卓越計劃參與學生的專業理論知識技能體系,提高專業知識的深度和廣度,培養其具有獨立的科學研究工作能力及自主學習及創新能力。
(1)積極開展如全國大學生電子設計大賽、全國“挑戰杯”科技競賽、數學建模大賽和學校組織的各類科技競賽、科技興趣小組等課外科技活動與創新實踐,給卓越計劃參與學生提供良好的學習、設計和研究環境,拓寬專業知識面與研究方向。
(2)參與教師科研,培養學生獨立的思維和科學的方法和對未知領域進行科學探索的能力,并引導學生根據自己的興趣與特長,獨立自主地開展科研活動。
(3)借鑒研究生培養模式,幫助學生將自己設計、研究的產品及新方法、新思路轉化為公開發表的科研論文及專利申請,使有進一步深造需求的學生的培養模式從工程創新型轉變為技術科學型,滿足人才培養的多元化需求。
(4)創業實踐,培養學生的創業意識與能力。當學生經過完整的項目開發訓練,并且條件許可時,鼓勵學生針對電力市場需求進行自主創新,開發滿足市場需要的新產品;將實踐成果推向市場,了解國家在微型企業創辦、專利轉讓等方面的相應政策與法規,培養經營管理、市場營銷的能力。
四、強調工程能力的多元化考核方式
考核從注重“考核結果”向注重“實踐過程”與“工程能力”轉變,采取以個性化和制度激勵為特點的管理模式,激發學生的學習主動性與自覺性,提高學生的研究能力和工程實踐能力。改革傳統的實踐環節以提交書面報告為主的考核方式,實施復合式考核,針對不同的實踐項目要求學生提交實習體會、調研報告、工程分析報告、技術革新建議、科研報告或論文,或者提交產品設計、工程規劃設計、工程項目實施方案、實際設計產品以及其他物化成果,此外,考核結果需要參考學生在實踐環節進行過程中的組織與團隊協作能力。在電氣綜合設計與畢業設計論文的評審答辯中,引入校外企業專家評審機制,按一定權重綜合電力企業專家與雙導師評審及答辯的評分結果作為最終成績,以促進畢業設計與工程應用需求的全面對接。
五、結束語
針對卓越電氣工程師的工程能力培養要求,通過構建包括人文素質實踐、自然科學實踐、工程能力實踐、創新研究實踐的立體化實踐教學體系,使每一位卓越計劃參與學生得到了全方位、個性化、多層次、多元化的培訓,其工程能力與創新意識得到了培養,提高了人才培養質量。
目前我校的卓越電氣工程師計劃正在進一步探索中,基于工程實踐與創新能力培養的實踐教學體系改革也是一個循序漸進的過程,今后還將進一步調整和完善整個實踐教學體系,并將該計劃分步驟地、系統地擴展到所有電氣工程專業學生,以實現真正意義上的多元化多層次工程能力培養,培養出更多更好的在電氣工程與自動化領域具備研究、規劃、設計、建設、運營、管理等方面能力的本科工程型專業人才。
參考文獻:
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[3]王修巖,喬輝.自動化專業實踐教學體系的構建[J].中國電力教育,2008,(12):133-134.
一、整合教學內容
專業課教學過程中,大多數存在教學內容多、繁、雜與教學課時數偏少以及學科專業技術發展快與教材更新慢的矛盾,要達到創新型、復合型人才的培養目標,必須首先對所授課程的教學目的和知識點的內涵十分明確。所以,要根據專業特征,結合學科專業發展方向和行業發展最新技術,優化整合教學內容,對現有的教材進行整合。應該以“同類合并、相對集中、教學內容與當前專業最新技術相結合”原則來優化教學內容,創新課程教學體系。其教學內容改革理念就是指將原分散在各個章節屬同一類或相關的教學內容進行優化重組,刪除過時的舊內容,增加學科專業當前的最新技術、發展動態、研究熱點等內容;在內容編排上按照“基本原理與方法——應用技能——當前研究動態”的層層誘導遞進式順序來編排,使重組后的課程教學內容與知識結構更加科學合理、先進實用。如增加未來電力系統、新能源的開發與利用、新型電氣設備的發展趨勢等,以培養學生的專業思維和創新靈感。同時,電氣工程學科也要與時俱進,要和信息科學、自動化科學、計算機科學、電子科學、能源科學等其他學科進行交叉和融合,以求自身發展。
二、實施多種教學方法,激發學生的學習熱情
一是可以將課程的整個教學內容劃分為重要內容、一般內容和自學內容三個模塊。重要內容(主要是指基本原理、基本方法和應用技能)在課堂上精心講解,并通過課外作業、專題研究、實驗等其他環節的訓練得到鞏固和提高;一般內容(主要是指新技術、新產品的應用介紹等)則充分利用現代化教育技術進行展示、介紹;自學內容(主要培養學生的專業綜合素質和創新能力,進行個性化教育)則通過設問、質疑、寫讀書筆記、小論文的形式得到訓練。
二是采用“全程案例貫穿式”教學方法引起學生興趣。是指根據課程特點與專業特征精心選擇或設計一個規模大、有代表性、有實用價值的案例,通過案例引導學生進入課程,隨著課程教學的展開,讓學生一步步深入到案例中,學到案例中相關的知識,隨著課程教學的結束,學生在不知不覺中已把案例中的相關問題一一得到了解決。
三是采用技能訓練資格認定和校企互動方式,使學生學習知識與社會需求直接掛鉤,大大地調動學生的學習積極性,增加就業機會;同時,教師、學生深入企業,發現問題,找到研究問題的切入點,讓學生多角度、多方位地思考,培養學生進行科學研究的能力,培養學生運用所學知識分析和解決工程實際問題的能力,并將研究成果應用于企業,幫助企業解決生產過程中所遇到的難題和關鍵技術問題,產生經濟效益,形成教學、科研、實踐良性循環。
三、加強實踐教學
電氣工程及其自動化專業是一門實踐性很強的學科,學生需進行大量的實踐活動,才能培養其動手、創新等專業綜合能力,必須十分強調實踐能力的培養和訓練。因此,實踐教學體系至關重要,必須高度重視。
一是加強專業實驗教學設施建設,滿足專業實驗教學的需要。根據專業建設的需要,結合學科發展前沿,將實驗室建設成集實驗、實習、新產品開發與設計及科學研究于一體的多功能實踐教學平臺,實現工程素質訓練、科學研究試驗與專業技術進步的有機結合。
二是針對原來實驗教學的狀況和存在的問題,科學整合實驗教學內容,并不斷探討和改進實驗教學方法。對教學內容要進行“遞進式”的整合,采取引導和啟發的方式培養學生的操作能力和創新思維;同時進行因材施教,加強過程監控,通過學生自查、教師中期檢查、遞交結題報告并進行結題答辯等形式,加強全部實驗過程的管理。這樣,較好地實現了“遞進式”實驗的預期效果,也適應了不同層次人才培養的需要。
三是在實習基地方面,在與已有的擔任實踐教學任務的校外實習基地保持良好聯系的基礎上,積極尋找與電氣工程及其自動化專業實踐教學環節相符合的校外實習基地,保證完成實踐教學任務,使學生的工程實踐能力真正得到培養。
四、加強師資隊伍建設