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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篇性能檢測實訓總結,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:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)12-0052-03
建設中職學校精品課程,可以參考高校、高職高專精品課程建設經驗,但也不能完全照搬。中職精品課程有其自身的特點。“精”不僅要體現其引領性強、輻射性強,能帶動一批課程的建設,更要體現與企業的深度合作,突顯其鮮明的“職業”特點。教材的編寫、教學方法、學生管理、學生的頂崗實習都應體現與行業、企業的密切合作,以全面促進學生綜合職業能力的提高為目的。
《建筑工程材料性能檢測》課程是我校建筑工程材料專業的核心課程,2010年被立項為上海市教委百門精品課建設項目。本文基于任務引領型教學模式探索中職精品課程建設,以任務引領打破傳統的教材編寫方式及課堂教學模式,將企業中的崗位需求細化到教材內容中,以大項目引領若干任務的方式編排教材。教學過程將課程涉及的專業知識與企業崗位需求通過網絡在線對接,從而提出課堂任務。這樣的任務更具針對性,不是教師的要求或教材的要求,而是實實在在企業的要求,把以往的教師要求變成企業的崗位要求,將企業工作流程融入到課堂中,真正體現“教學做”一體化。另外,還應把企業看重的一些隱性職業要求如職業素養、職業道德融入到課堂和課后拓展訓練中。任務引領型教學模式能更好地在企業需求和精品課程建設之間架起一座橋梁,使中職精品課程更加體現職業特性。
任務引領教材開發
中職學校專業教材目前普遍存在短缺或內容相對市場滯后的現象。一方面,很多學校不得不使用高職高專教材,有的甚至使用大學教材,但由于中職生學習基礎薄弱,效果非常不理想。另一方面,專業教材從出版到使用相對于變化的市場有滯后性,教材涉及的專業知識、技術或設備在現實中經常處于面臨淘汰的窘境。因此,很多中職學校鼓勵專業教師開發適合中職生特點和基礎的校本教材。
《建筑工程材料性能檢測》就是我校材料專業針對建筑材料行業生產、應用、檢測領域編寫的校本教材。傳統的建筑材料教材側重材料的生產工藝,如《硅酸鹽工藝》。但隨著上海經濟結構轉型,相關重污染、重耗能企業逐漸淡出上海的經濟發展圈。取而代之的是從其他省市購進原材料進行進一步加工。如建筑工程中用量最大的混凝土,在上海混凝土攪拌站有約300家,與我校有緊密校企合作關系的上海建工集團的混凝土攪拌站有約20家。這些攪拌站直接從外省購進水泥、砂、石等原料,購進的原料需檢測合格才能進一步使用,從而衍生出大批檢測企業,如與我校有合作關系的浦東眾材檢測中心、申美檢測公司、通標標準檢測公司等,這些檢測企業每年需要大批懂檢測技術的人才。《建筑工程材料性能檢測》教材正是順應上海經濟發展需要,經過廣泛的市場調研后編寫的校本教材。教材編寫過程有上海檢測行業協會、企業專家參與指導,是深度進行校企合作的產品之一。教材的編寫打破傳統教材的章節結構,基于任務引領型教學模式要求,把各類材料按大的項目分類,每一項目根據企業崗位要求分成若干任務,以任務來引領材料的各項性能檢測。教材的編寫突出企業工作過程在課程框架中的主線地位,并按照工作崗位的不同需要劃分不同的任務,以工作任務來整合理論與實踐,從崗位需求出發,盡早讓學生進入工作實踐,為學生提供體驗完整工作過程的學習機會,使學生逐步實現從學習者到工作者的角色轉換。
任務引領教學過程
新課標倡導的“任務引領型”教學用于專業課教學就是要使忽視對學生動手實踐能力的培養、過分重視理論知識傳授的傳統教學模式,轉變為以崗位職業活動為單元組織教學,圍繞各崗位活動的開展,將知識型教學轉為能力型教學,淡化理論灌輸,提高學生的學習興趣,使學生掌握從事崗位工作必須具備的能力。我們在任務引領型教學模式下堅持“任務引領,崗位驅動,目標具體,內容實用,教做學一體”原則,把任務的實施過程分為感知任務、體驗任務、實踐任務和實現任務目標四個階段,如表1所示。這樣,學生能真切感覺是為崗位而學,在模擬工作崗位情境下學,真正體現“教做學”一體化教學。
現以筆者在一次公開展示課的教學過程為例來說明。本次課的任務是涂料性能的檢測,教學過程如下。
廣告導入本課內容 中職生普遍存在注意力不集中的問題,導致上課過程要花大量時間把學生的注意力引到教學上。由于中職學生都愛看電視,如果我們的教學能設計得像電視節目那樣有吸引力就能較好地完成教學任務,達成教學目標。本課開始通過一個生動的多樂士涂料廣告導入建筑涂料的教學。廣告一般都具備視覺、聽覺沖擊力,并且集中了諸多創意,或詼諧幽默,或令人耳目一新,通過獨特的技術手法或巧妙的創意設計吸引觀眾的眼球。本堂課采用廣告導入,使學生較快進入了學習領域。
利用網絡在線了解涂料企業招聘條件并據此提出本課的任務目標 進入涂料公司網絡招聘界面,能讓學生直觀了解當前涂料企業招聘職位和職位要求。讓學生了解企業招聘過程,自問“我是否具備進涂料企業的資質?是否滿足企業的要求?如果不行,我還缺什么能力?讓學生分組討論,根據企業要求我們需具備哪些技能?”然后教師根據學生自己總結的要求歸納總結并提出本課的任務目標,如表2所示。
分組體驗、實踐任務 首先由教師示范任務的完成要點,后讓學生在崗位要求下完成任務,最后由學生分組完成各任務。
評價任務 評價包括學生分組互評和教師評價。學生分組互評的分值比例占總評價考核的30%,教師評價占70%。
任務引領校內、校外實訓條件建設
實訓條件是突出精品課程職業特性的重要環節。《建筑工程材料性能檢測》精品課程建設配備開放的材料實訓中心。實訓中心擁有14個主實訓室,建筑面積約3294m2,共配備334個實訓工位,每個實訓工位是基于企業的崗位要求而設置,能滿足不同的任務要求。如裝飾材料實訓室依據目前市場上用到的裝飾材料,檢測劃分為陶瓷、涂料、木材任務區,不同的任務區配備相應的實訓設備,不同的設備承擔不同的檢測任務,如表3所示。
除校內實訓條件,我校還與上海建工集團、上海市玻璃鋼研究院、耀華玻璃廠等企業建立了校外實訓基地。學生在學習階段提前進入企業實習,聘請企業專業人員指導學生的實習、實訓,讓學生與企業崗位“零距離”接觸,為學生將來的頂崗實習及就業打下基礎。
任務引領課后拓展訓練
專業課的學習往往是下課鈴聲一響,教師和學生的關系就暫時終止。但實際情況是,僅僅靠一兩節課學生很難達到對專業技能的熟練掌握。因此,針對就業方面的課后拓展訓練顯得尤為重要。傳統上各專業畢業生就業都統一劃歸就業辦負責,但是就業辦的教師畢竟無法勝任各個專業學生的專業指導。因此,我校提出,專業課教師要參與到學生的頂崗實習指導中。對即將進入企業頂崗實習的中職生,專業課學習應更具針對性,要讓學生覺得學習這些知識和技能對自身就業是有用的。這時專業課教師的指導甚至比班主任、就業辦教師的指導更具針對性。
課后拓展訓練應基于教師設計的恰當任務。這種任務應與就業或企業需要緊密相關,讓學生通過課后拓展訓練強化就業競爭力。如筆者在上“涂料”這一課后,設計了如下兩個課后拓展訓練。這兩個課后拓展訓練都與企業緊密聯系,是學生進入企業的“熱身”,通過訓練,學生不僅有機會對專業技能進行反復操練,同時還能訓練口語和書面表達能力及團隊協作能力等。通過訓練,找出自身的差距并不斷改進,使學生的綜合職業能力得到了進一步提高。
制作應聘簡歷 根據自身特點制作一份適合去涂料公司應聘的簡歷,簡歷要突出自己在涂料基礎知識、涂料性能測試等技能方面的優勢,并利用網絡渠道與1~2家涂料公司聯系應聘,并在班級里匯報應聘情況。
涂料公司實地考察 教師帶領學生去與學校有校企合作關系的涂料公司實地考察、學習,讓學生與企業“零距離”接觸,把學生放在人才市場上去“稱一稱”,讓學生看看自己是不是一個合格人才,還缺哪些知識和技能。與此同時,向相關公司推薦我校即將畢業的學生,以便順利進入下一年的頂崗實習。
培養學生的就業技能,是中等職業教育最重要的目標之一。就業技能不僅包括顯性的專業技能,還包括隱性的職業素質。一個合格的人才應該具備良好的綜合職業能力。如何在課程建設過程中體現綜合職業能力?綜上可知,任務引領型教學模式能較好地把職業要求和課程建設有效對接,更突出課程的“職業”特性,促進學生綜合職業能力的提高。
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Key words: higher vocational education;Operating Maintenance and Overhaul of Chemical Pump;teaching reform;Solidworks;3DVIA
中圖分類號:G71 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)09-0226-02
0 引言
《化工泵的運行維護與檢修》課程是我院化機專業大三上學期的一門專業核心課程,在專業課程設置上起著總結歸納前面所學的基礎知識和突出專業領域的核心特點。對于高職高專教育,要以能力培養為核心,以應用和實用為目的,因而,我們加大了實踐教學的力度和學時數,精心設計了集拆裝、清洗、檢測、修理、查閱、測繪、造型、虛擬拆裝等實驗實訓項目,理論教學講授必要的知識點。借助當前流行的實體造型軟件Solidworks和借助3DVIA軟件自行開發的虛擬拆裝平臺,即讓同學們掌握動手實踐的同時也要讓同學們感受到現代虛擬技術帶來的樂趣。本門課程對提高學生的動手能力,團隊合作的能力、拓展同學們的視野,提高學生分析問題和解決問題的能力起到促進作用[1]。
1 課程的整體設計
能力目標:以六個學習情景為主體,包含了典型的工作任務。①掌握AY型單級懸臂式離心泵的拆裝、清洗、檢測及修理技能。②掌握單級雙吸雙支承離心泵的拆裝、清洗、檢測及修理技能。③掌握臥式多級離心泵的拆裝、清洗、檢測及修理技能能。④熟悉對中作業的方法、流程和規范,掌握對中作業常用工具的使用方法,掌握對中作業測量儀表、儀器的使用方法。⑤掌握常見機械密封的安裝維護技能。⑥熟悉企業維修作業程序,培養安全操作、文明作業意識[2]。
知識目標:知識以必要和夠用為度摻插在實踐課程中。①掌握離心泵的工作原理、分類方法、結構特點及型號。②了解離心泵的性能參數,了解“汽蝕現象”產生的原因、危害及防止其發生的方法。③了解離心泵的性能曲線及影響性能曲線的因素,明確性能曲線對泵運行的指導意義。④了解離心泵的工作點和流量調節方法,了解離心泵串并聯工作及運行與維護的相關知識。⑤了解往復泵、齒輪泵、螺桿泵、等泵型的工作原理、結構特點、分類方法和適用場合[3]。
2 課程的內容設計
2.1 內容選取 考慮到高職學生的生源情況和畢業后的就業方向,在課程內容的設計上既要滿足職業教育的要求,又要根據學生實際理解接受能力,所以我們在理論知識的選擇上以能夠滿足技能訓練的需求,重視于學生動手能力的培養。為此,我們在本課程教學內容選取上,以課程能力目標為主線,打破傳統的純理論知識界限,從實現各專項能力的需要出發,以“必需”、“夠用”為度,組織相應的課程內容并進行必要的教學內容整合。把原有的純理論專業課程《化工機器》《化工機械安裝與修理》整合為理論和實踐相結合的校本教材《化工泵的運行維護與檢修》《壓縮機的運行維護與檢修》《風機的運行維護與檢修》。
2.2 組織內容 在課程內容的組織安排及教學進程上,遵循學生職業能力培養的基本規律,以真實典型的工作任務為依據,按照“先會簡單理論―后實踐操作”、“先簡單設備操作―后復雜設備操作”的程序原則,科學設計學習型工作任務,做到教、學、做結合,理論與實踐一體化,這符合認知的一般規律。
3 教學過程設計
3.1 教學設計 采用項目化教學的模式展開,在課程內容中設置學習情境及下達學習任務,將學習任務項目化,把理論知識融合到項目的實際操作當中,在項目訓練過程中學生不僅掌握了專業理論知識同時也熟練了操作技能,從而也實現了教、學、做一體化的目的。
3.2 教學方法 本課程在講授時把多媒體教學、拆裝實訓教學及網絡機房教學相結合,使學生在掌握《化工泵的運行、維護與檢修》這門課的同時,加深理解化工泵所涉及的基本理論知識,掌握分析解決專業問題的思路和方法,提高實際動手能力,增加同學們的學習興趣,明確本專業能力要求和今后發展方向。在教學實施全過程中,在維修工作過程中均采用角色扮演法進行“模擬真實”的職業訓練,培養學生與人溝通、協調的能力。
3.3 教學手段 在多媒體教室,將重點、難點通過圖片、視頻、PPT等多種形式演示,有助于同學更好的了解專業理論。在網絡機房,利用當今流行的3DVIA軟件進行相匹配泵體的虛擬拆裝和Solidworks軟件對已測繪典型零部件體進行實體造型,在機泵維修鉗工實訓室進行典型泵體的拆卸、清洗、檢測、修理、測繪、回裝。本課程教學過程中,教師對照現場講解,學生現場操作,做到理論與實際緊密聯系[4]。
4 以學習情境一為例子并且遵循項目教學的六部法走
4.1 任務提出 ①首先把化機0831班級分成五個小組。并進行學習情境描述以及作業指導書的下發。②學習必要的理論知識理論知識方面,以“必需”、“夠用”為度,結合被剖分開的泵體和泵體典型零部件進行講解。③演示現場作業視頻、圖片及教師利用3DVIA進行虛擬拆裝。
4.2 方案制定 ①同學們根據學習情景要求任務,對應設備和結構簡圖寫出拆裝計劃如圖1所示。②對應拆裝計劃寫出每一步可能需要的拆裝工具。③制定可能的風險,如對人可能造成的傷害、對設備可能造成的傷害。
4.3 具體實踐 ①首先在計算機機房的授課,借助3DVIA平臺如圖2所示,同學們進行虛擬拆裝。老師在其中糾正同學們的錯誤。②機泵維修鉗工實訓室的授課,實實在在的讓同學們感受到了現場教學的感覺,扎實的鍛煉的同學們的動手能力、動腦能力,集拆裝、清洗、檢測、修理、測繪、回裝為一體的課程如圖3所示。
4.4 分析討論 在小組實施機泵檢修的完整工作過程中,小組成員可通過討論制定計劃、共同決策、實施決策中遇到問題小組成員都會進行討論,能夠發揮每位成員的學習主動性如圖4所示。
4.5 得出共性以小組為單位,問題匯總到老師,組后老師總結,答疑如圖5所示。
4.6 評價 完成一個學習情景,即可以得到該典型工作任務的得分。成績分配如下同學自評占30%,小組成員之間互評占30%,老師給于同學評價占40%如圖6所示。
5 總結
通過課程改革的實踐,對于我們教師來說確實是一個機會,同時也是一個很大的挑戰。最后我也在本門課程后作了一個課程整體評價調查。分別為5個等級:非常好、好、一般、不太好、差。同學們評價80%以上為非常好,剩余的20%為好,并提供了很多,很好的意見和建議,對于課程以后的完善有著非常好的作用和意義,同時得到了企業專家、校內督導的認同。在課程改革實踐中也發現了一些問題。下面我引用偉人的兩個理論對我們的課改進行說明。
(新疆輕工職業技術學院紡織技術分院 新疆 烏魯木齊 830000)
摘要:為適應職業教育教學改革,新疆輕工職業技術學院開設了基于項目化教學的“紡織材料與檢測”課程。本文介紹了高職“紡織材料與檢測”課程近年的教學實施與改革歷程,探討了高職院校專業課程的教學實施方法,指出教學實施中出現的問題并提出了解決對策。
關鍵詞 :項目化教學;紡織材料與檢測;教學改革
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2014)12-0086-03
“紡織材料與檢測”課程是紡織類專業一門重要的核心專業課程,其主要任務是培養學生認識紡織原料和產品的品種,正確處理紡織原料結構與產品性能的關系,具備正確操作紡織檢測設備并進行數據處理等相關職業能力。
該課程依托項目化教學和新疆輕工職業技術學院自治區棉紡織公共實訓基地進行改革。項目化教學是通過師生共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動,它是“行為導向”教學法的一種,它強調職業工作的整體性和工作過程的完整性,并將方法能力、社會能力的培養與專業能力的培養融為一體。
基于項目化教學的課程體系開發
基于項目化的課程體系開發首先要確定課程設計理念與思路,然后進行教學設計,最后進行教學實施。“紡織材料與檢測”課程遵循校企共建課程體系的課程設計理念與思路。課程設置依據新疆紡織行業發展與職業崗位要求,結合企業需求,共同確定課程典型工作任務,以纖維、紗線、織物常規性能檢測等技能為核心,將素質教育和職業能力培養融于教學內容。在課程設計開發過程中,將工作過程中的任務轉化為學習領域的課程,其課程開發步驟見圖1。
(一)學習項目設計
該課程根據生產實際和工作能力重組教學模塊,重構學習情境,改革實訓教學體系。新的“紡織材料與檢測”課程體系打破了傳統的講授理論知識+實驗操作的教學方式,采用項目化的教學模式。每個學習任務都是以典型產品的性能檢測與應用為載體,以職業活動為基礎,以實際工作任務重構課程內容,將知識、技能、素質訓練融合于實際產品的檢測過程中。我們初步確定了五大學習項目,見下頁圖2。
(二)教學流程設計
“紡織材料與檢測”課程的教學流程設計依照項目化教學要求,按教學準備、解釋任務和方法、確定重點與提出問題、確定小組和工作時間、學生加工信息、學生展示工作結果、討論與評價、保證工作結果的正確性八個階段有序進行。
在教學過程中,我院“紡織材料與檢測”教學保持了教學工作過程的完整性,即八個教學階段缺一不可,同時在給學生安排任務時,注意工作的全面性,做到“六明確”:工作任務明確、工作對象明確、工作方法明確、勞動組織明確、工作進度明確、工作成果明確,使教學過程能保質保量完成,防止項目化教學流于形式。
(一)課程項目總體實施
在“紡織材料與檢測”課程的實施過程中,一共設計了五大學習項目,九個單元,每個項目都是相對獨立和完整的學習(工作)單元。課程主要以“纖維、紗線、織物”等三個方面的鑒別、檢測、性能評定以及它們在日常生活中的應用作為項目載體,項目設計的典型性既要有普遍應用的含義,又要有效地促進學生職業能力發展,同時也要兼顧學生獲取相關職業證書的要求,考慮學生畢業后可持續發展的需求,我們構建了由易到難、由基礎到綜合的項目化課程體系,逐步遞進實施教學,課程項目總體實施過程見圖3。
(二)課程具體實施過程(以紡織纖維的鑒別項目為例)
課程實施的準備工作 (1)在上課前教師安排本次課程的主要任務,派發課程的工作頁、任務書,闡述課程的基本要求。(2)向學生提出項目任務。該項目最終要求學生在5分鐘內能運用所學知識和方法鑒別出10種以上的纖維。(3)學生分成若干個學習小組。小組成員要強弱搭配,每組4~6人,設組長一名,協調本小組成員的學習和任務的完成,并對組員完成課程任務的情況給予初步的評價。(4)實驗設備及材料的準備:酒精燈、鑷子、小刀片等及10種或10種以上的纖維(包括天然纖維和化學纖維)。
課程實施過程 (1)課程導入:教師首先向學生講清楚工作任務的內容、條件和目標,并通過對工作任務的提示,激發學生的學習動機。要求教師要用貼切而精煉的語言、正確巧妙地導入新課,把學生帶入已設計好的學習情境中,充分調動學生的學習積極性,為完成教學任務創造條件。(2)嘗試完成工作任務:教師先給出幾種比較易分辨的纖維,在簡單演示如何鑒別化學纖維和天然纖維后,即讓學生嘗試完成任務,教師適當指導。教師在這個過程中就要注意觀察,留心學生的錯誤,在學生判斷完成后再指導學生修正錯誤。如果學生由于缺乏必要的知識準備而難以完成任務,那么就應當盡快轉入第三個階段。(3)提出問題:所提的問題要精心設計,循循善誘,注意啟發性和針對性。例如,教師此刻就可以提出天然纖維和化學纖維的光澤有何區別,二者的手感有何區別等問題。(4)查閱并理解和記住理論知識:引導學生通過閱讀教材或查閱其他資料,或通過教師講解來獲得完成工作任務所需要的專業技能和專業知識,并理解和識記。教師可適時地介紹纖維鑒別常用的方法、注意事項等理論知識。(5)回歸工作任務:讓學生把所獲得的知識與任務聯系起來,在掌握了專業知識后,再對纖維進行鑒別,看學生能否把任務完成得更好。(6)成果展示:該項目的成果就是由每小組派代表,或由教師指定學生在指定的時間內完成任務。教師和其他小組要對其成果進行客觀的評價。(7)檢查評估:先由學生對自己的工作結果進行自我評估,再由教師進行檢查評分。師生共同討論、評判項目工作中出現的問題,學生解決問題的方法以及學習行動的特征,最后總結纖維鑒別的步驟。通過對比師生評價結果,找出造成結果差異的原因。(8)評估應用:作為項目化的教學成果,應盡可能具有實際應用價值。因此,應把項目工作的結果歸檔或應用到學習或教學實踐中。例如該項目課程結束后,可由教師提供部分面料,由學生嘗試分析面料的成分,或由學生運用所學知識分析自己經常接觸的紡織日用品成分。
在教學過程中,教師與學生是平等的,其主要職能必須從“授”轉變成“導”,即引導、指導、輔導,要檢查學生項目的進行情況,要不斷激勵學生的學習積極性,學生要對自己的學習負責任。
課程能力的應用
基于項目化的教學著重培養學生的知識應用能力、創新能力、信息檢索能力、人際交往、團隊合作精神,提升學生的職業素養,培養學生的產品質量控制和安全的意識,對此我們進行了以下改革。
(一)注意課程能力的后續課程應用
“紡織材料與檢測”課程作為專業基礎課,后續課程有“現代棉紡技術”、“機織技術和織物組織與分析”等,在課程能力培養過程中,我們對比同種纖維、紗線、織物檢測的連續性,既可得到企業中常規纖維、紗線、織物的檢測報表,也可得到一套完整的檢測樣品檢測數據,這些數據可支持后續課程的實訓。
同時,我們增加了“紡織材料綜合檢測實訓”項目,進行兩周的集中實訓,培養學生將纖維性能的檢測(如細度、長度、馬值等)和紗線性能檢測(如紗線強力、捻度、毛羽、線密度等)能力應用到“現代棉紡技術”課程中;將織物性能檢測(組織分析、經密、緯密等)能力應用于“機織技術和織物組織與分析”的課程中。通過該項目的實施,不僅能加強學生對各種紡織材料的檢測能力,對后期課程的學習也有極大的幫助,尤其是為學生考取“針紡織品纖維檢驗工”職業技能證書奠定良好的基礎。
(二)注意課程能力在實際生活中的應用
按照教學計劃,“紡織材料與檢測”課程安排在第一學期,此時,其他相關專業課程還未開設,學生專業理念尚未形成,難以將企業實際生產引入課堂。作為彌補,教師在教授課程的過程中應充分利用紡織材料貼近生活的特點,運用理論知識分析日常生活的例子。例如,為什么潮濕的布條會比干燥的布條難撕破,剛洗完頭發順著摸較光滑,但逆著摸感覺毛躁,北方的窗戶為什么會用雙層玻璃等日常生活問題,引導學生對專業理論的理解,培養學生對日常紡織品應用的觀察能力,同時也提高學生的學習興趣。
(三)教學實施過程中的思考
在整個課程實施過程中,學生通過完成任務實現與實際工作的“零距離”對接,是學習者、工作者、任務完成者;教師則要“扶著學生走”而不是“牽著學生走”,是學習的監督者、指導者、輔助者。
在每項教學活動的開始時要強調對時間的控制,明確整個教學活動的時間表,每個過程、階段臨近結束前要作出提示,要求學生在規定的時間內完成任務,這對提高學生學習效率,培養學生能力十分重要。
在授課過程中,最好學生人數控制在30人左右。目前,我院紡織專業的學生每班人數在40人左右,人數較多,會出現渾水摸魚的現象,這就要加強組長對組員的管理,充分發揮每個學生的主動性。
為了完成項目,學生要把不同專業領域的知識結合起來,需要在課后查閱很多課外資料,同時我們還要仿照紡織企業檢測實際環境設置課程實訓,使得學生在工作過程中完成學習,教師與學生充分互動,學生通過完成工作任務產生成就感。
結語
“紡織材料與檢測”課程的教學改革實踐說明,“項目化”的教學方法能極大地激發學生的學習興趣,強化學生的學習動機,使學生緊跟最新標準的步伐,主動學好課程并提高解決實際問題的能力,并主動將所學知識應用于日常生活中。
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建筑材料課程是建筑工程技術專業重要的專業基礎課程, 課程具有綜合性強,涉及知識面廣,實踐性強的特點,采用傳統夫人“填鴨”式教學方式,難以調動學生學習的興趣,教學效果也不佳。本文以石家莊城市職業學院的建筑材料課程教學改革為例,提出"引導型自主學習"的教學模式,從具體實施步驟及教學方法改革效果兩個方面,對建筑材料課程"引導型自主學習"教學模式進行深入分析和探討。
一、"引導型自主學習"的教學模式的內涵
20世紀90年代以后,自主學習的重要性引起了我國教育理論界和實踐界的廣泛關注,主體性教育理論逐漸確立和完善,如盧仲衡的《自學輔導心理學》、邱學華的《嘗試教學法》等,自主學習得到了教育界的一致認可,自主學習是與他主學習相對立的一種學習方式,指學生自己主宰自己的學習。同時高職教育改革也明確要求提倡“以人為本”,高職教學要由傳統的教師’教、講’向學生“學、練”轉變,教師是學生學習的組織者、促進者、輔導者。"引導型自主學習"的教學模式充分體現了這些教育理念。
二、踐行“以學生為中心”的教學理念,實現出"引導型自主學習"的教學模式
《建筑材料》課程要求學生能合理、經濟地選用各種建筑材料;對各項材料試驗檢測結果,具有分析判斷的能力,并能提出改善的方案措施;能根據工程要求進行水泥混凝土、建筑砂漿、瀝青混合料配制;具有較快熟悉新型材料和掌握其技術性能、技術標準,并用于工程實踐的能力;能熟練操作使用和校核常規試驗儀器設備;能根據試驗規范要求,正確完成建筑材料各種常規試驗、數據處理、書寫試驗報告及資料的分析整理。為踐行“以學生為中心”的教學理念,我們提出了一種新的“以學生為主體”的"引導型自主學習"的教學模式。
實現引導型自主學習模式教學,要求課堂以學生為主,教師授課內容主要是簡短歸納重要理論和計算方法,時間控制在10-20分鐘,帶疑自主學習、動手實踐、自主創造與合作交流成為學生學習的重要方式。
例如在完成水泥技術性能檢測這一工作任務時,由老師將這一任務置于一定的工作情景中,引導學生提出恰當的探究任務,并在資料、材料、設備和指導方面提出恰當的支持;學生接受任務之后,查閱相關資料(水泥質量檢測報告,教材,相關技術資料等),積極準備,組織實施,明確水泥技術性能檢測的工作內容;隨后依據國家有關部門標準,教師及學生對整個實施過程(包括試件的制作、儀器的使用、試驗數據的計算、試驗結果的評定等)進行自檢與評價,并提出改進技術措施不斷完善。在整個教學過程中,將“教、學、做”融為一體,使學生在“學中做”、在“做中學”,在真實的工作任務中學習理論知識和操作技能,從而培養學生分析問題、解決問題的能力和創新能力。
對于 “建筑材料質量檢測與評定”綜合應用訓練項目,采用項目教學模式。以模擬實際工作中完成某一種建筑材料的質量檢驗為任務(現場取樣、試驗室檢測、質量評定及填寫檢驗報告),要求學生能夠綜合應用所學理論知識和實踐技能,依據國家現行標準,對建筑材料的質量作出準確評價。在整個項目的實施過程中學生是主體,教師的作用是指導、評價、驗收,幫助學生解決工作情景中的疑難問題,強化了崗位職業能力的培養,真正實現教學與就業崗位之間的“無縫”鏈接。
三、基于出"引導型自主學習"的教學模式,對學生能力測試比較分析
“引導型自主學習"的教學模式使學生貫穿于查閱資料、方案組織、觀察操作、與人合作、分析總結的全過程中,不僅學到了專業知識,提高了創新能力、綜合素質,同時也學會了做人。采用新的教學模式后,學生各方面能力得到了極大的提高。
1、強化了學生的主體地位,培養學生的自學能力和相對獨立地分析問題、解決問題的能力。
通過下達任務或項目來組織本課程課堂教學,有助于激發學生的學習興趣,強化學生在學習過程中的主體意識。要讓學生明確每一次課程的學習任務,同時教師針對性地設計教學過程、提出教學目標。實踐證明這種方面取得了良好的教學效果,充分激發了學生的學習興趣,培養了學生良好的職業道德和職業能力。
2、充分發揮學生主觀能動性,培養學生的技術應用能力。
在建材實訓室模擬真實建筑材料試驗,按照專業基本技能的要求,讓學生在學習的同時得以進行實際操作訓練,充分體現了學生的主體地位和教師的主導作用。我們的具體做法是:教師講解——學生合作探究任務——組織實施——教師適當引導——師生研討分析——師生互評總結。目前開展的項目有:水泥試驗、混凝土試驗、粗細骨料試驗、防水材料試驗等。
3、學生事前體驗職業環境。
利用校內生產性實訓基地,結合課程內容進行現場模擬教學,使課程內容更具吸引力。如介紹功能性材料知識時,在校內生產性實訓基地進行模擬教學等,學生通過身體力行,鞏固了所學的知識,避免了“死記硬背”,進一步提高其理論與實踐相結合的能力。
關鍵詞:中高職銜接;教學改革;建筑材料
前言
“中高職銜接”是指把中等職業教育和高等職業教育聯合起來,系統培養技術技能型人才,以更好地適應社會經濟的發展[1]。隨著社會生產力的不斷進步,社會對于技術工人的學歷要求、技能水平以及素質結構要求也越來越高,中職畢業的學生不再能完全滿足各行各業的需求[2],而中高職銜接又能解決高職院校生源日益緊張的問題[3]。所以,中高職銜接是目前全國高職院校改革發展的主要方向。
1建筑工程技術專業中高職銜接的特點
為了更好地實施中高職的銜接,無錫城市職業技術學院建筑與環境工程學院于2011年聯合江蘇省無錫汽車工程學院等多家學院,和無錫市建設局以及二十多家建筑企業共同組建了無錫市建設職業教育集團。依托這個平臺,建筑工程技術專業開展了專業共建、實訓基地共建共享的中高職“3+2”銜接試點。本專業學生在無錫汽車工程中等專業學校完成3年中職學段學習,達到中職畢業標準的,可獲得本專業中職學歷證書,并升段進入無錫城市職業技術學院,進行高職學段學習。完成2年高職學段學習,達到高職畢業標準的,獲得本專業大專學歷證書。然而,“3+2”中高職銜接雖然已經推行數年,卻仍存在許多問題,如人才培養目標定位不清、課程體系構建重復、高職招考政策不夠完善等[4]。
2中高職銜接“3+2”學生的特點
中職院校上來的學生學習基礎較薄弱,大部分的學生較高職學生比起來習慣較差、自主學習能力較弱。加上中職院校重技能、輕理論,導致“3+2”的學生對專業理論課程的掌握有一定障礙,從而限制對專業實訓技能的理解,最終影響學生的職業創新能力和終身發展。
3《建筑材料》課程的特點及改革的原因
為了更好地掌握該課程在學生崗位中的作用,筆者對已經畢業且就業于建筑崗位的三屆學生進行了調研,調研人數共達380人。其中72%的調研者覺得“該課程對現在的工作有幫助”,19%的調研者覺得“該課程對現在的工作幫助很大,非常重要”,僅9%的調研者覺得“該課程對工作沒什么幫助”。由調研結果可以看出《建筑材料》課程的重要性,也正是因此,在中職教育和高職教育階段都開設了該課程,但課程內容卻有一定的重復性。這既導致了人力資源和教學資源的浪費,又導致了學生學習時間的浪費。除了內容的重復,《建筑材料》的理論知識繁復,各章節之間聯系較小,加上傳統的理論教學又以教師板書講課為主,對于中職上來的學生而言,部分學習內容又已經學習過,所以在學習中更容易覺得枯燥乏味,好奇心和學習積極性被扼殺。因此,針對中職生已有的建筑材料學背景,調整教學內容,提高學生的學習興趣是改革的方向之一。《建筑材料》課程還是一門實踐性需求較高的課程,除了掌握建筑材料的基本性能和用途外,更要學生掌握各類建筑材料的取樣和性能檢測分析,中職教育階段該課程的實訓基本沒有,而到了高職階段,技能實訓的安排只有課程總課時的17%。筆者針對這一點對3屆畢業生進行了調研,其中87%的調研者覺得“應該增加實訓環節”,10%的調研者“無所謂”,3%的調研者覺得“不需要”。教學服務于就業,崗位對于實踐需求更高,那么在教學環節中就應該增加實踐教學的時間、加深實踐教學的力度。
4《建筑材料》課程改革的方式
1)理論和實踐課時的重新分配。傳統教學模式中,總課時60學時,理論占了50學時,實訓僅10學時。改革后的《建筑材料》課程理論學時和實訓學時各占50%。增加實訓環節后,不僅可以提升學生的實踐動手能力,還能調動學生的學習積極性,因為對于“3+2”中職上來的學生,與其坐在教室聽老師講,不如進入實訓室自己做。2)教學團隊成員的增加。傳統的課程授課僅僅是以高校教師為主,改革后的《建筑材料》課程除了高校教師授課外,還會請相關企業的工作人員或介紹新材料、或針對某一章節的內容向學生講評案例。高校教師雖然有扎實的知識儲備,但對于不斷出現的新型建筑材料肯定沒有直觸行業的工程師熟悉,請企業的工作人員向學生介紹新型的建筑材料,可以開闊學生的眼界,也能提高學生的學習興趣,由企業員工利用某個案例講述具體建材的知識點及應用,會使授課更加生動更加具體,也更有說服力。3)教學場所的增加。傳統的《建筑材料》課程授課以教室為主,實訓室為輔。改革后的課程上課除了教室和實訓室外,還增加了相關的公司企業,讓學生深入到企業去。首先,通過接觸企業各崗位,了解《建筑材料》在各崗位中的作用;其次,讓公司員工帶領學生進行各種建筑材料的取樣、檢測和分析,使實訓環節不再簡單地局限于校內的實訓基地,而是真正地和相關崗位結合起來。這樣,可以使學生提前了解公司、了解崗位避免盲目就業,還可以提高學生的實踐操作能力,提高學生的學習興趣。4)教學資料的改革。傳統的《建筑材料》課程使用高職高專土建系列的規劃教材,該教材雖內容齊全,但對于“3+2”中高職銜接的學生而言,卻存在著內容重復、部分理論知識過于深奧等問題。針對這一現象,結合建筑工程技術專業“3+2”中高職銜接5年來的教學經驗,該專業《建筑材料》課程的授課團隊特意編寫了針對性更強的教材,該教材于2016年出版,教材中刪減了中職教育已經講授過的基本建筑材料的部分理論知識,增加了建筑材料的檢測和分析,并增加了近五年內建筑領域出現并應用廣泛的新型建筑材料的相關知識。通過近一年的使用,發現“3+2”的學生對于這一本“量身定做”的教材接受程度更高。5)授課模式的變化。以往《建筑材料》課程的授課模式都是“理論+實訓”的傳統模式,而改革后的新型授課模式除了傳統模式外,增加了“學徒”模式。即學生以“學徒”的形式“拜”公司的員工為“師傅”,由“師傅”帶“學徒”,把“師傅”多年積攢下來的建筑材料方面的知識和經驗都傳授給“學徒”,并對學徒進行一定的考查。這種看似復古、實則創新的“學徒”模式可以更好地適應《建筑材料》課程的特點,培養動手能力更強、技能更高的學生。6)課程考核模式的變化。以往《建筑材料》課程的考核方式是“平時20%+期末考試80%”,改革后的《建筑材料》考核方式則變為“平時30%+期末考試50%+學徒分數20%”。這種考核方式更注重學生的能力考核,避免“生搬硬套”“紙上談兵”的學生出現,也更加符合中高職“3+2”學生的特點。
5《建筑材料》課程改革的實施及效果比較
為了具體研究并考查《建筑材料》課程改革措施的有效性,筆者選擇了建筑工程技術中高職銜接“3+2”專業的學生,將其分為A、B兩個班級,兩個班級實行不同的教學模式(見表1),并在每個知識模塊教授完畢后進行知識和技能的檢測,檢測結果見表2.由表2可以看出,采用新型教學模式的A班在每個知識模塊的考核中理論題和得分率和B班差不多,而應用類題型的得分率則明顯高于B班。由此可見,《建筑材料》采用新型的教學模式不僅不會降低學生對于理論知識的掌握反而會提高學生對于知識的理解和應用。最明顯的教學效果差異體現在技能檢測方面,見表3。改革后的新型教學模式首先大幅度提高了實訓時間,由原來的10學時增加到了30學時,這樣可以增加更多的技能項目練習。其次,新型的教學模式從多方面增強了實踐教學,對于提高學生的實際動手能力非常有幫助。技能檢測是在一定的時間內讓學生獨立完成相應的技能項目,能獨立按時完成的即算通過。從表3可以看出,A班的學生在各個技能項目上通過率明顯高于B班,表明A班的學生對于建筑材料性能的檢測和分析能力更強。
6總結
課程體系的構建是中高職良好銜接的重中之重[5],《建筑材料》課程的改革是課程體系構建的內容之一。明確課程自身的特點,不斷改革創新,才能使中高職銜接“3+2”的學生更好地掌握本門課程的相關內容,為真正成為一線技能型的人才打下堅實的基礎。
參考文獻:
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【關鍵詞】物聯網 智能家居 設計與實現法
智能家居就是以住宅為平臺,兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化,集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。智能家居系統可以為您提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、以及可編程定時控制等多種功能和手段,使您的生活更加舒適、便利和安全。筆者所在的課題組利用當前智能家居技術的新理念與技術,開發技術先進、性能卓越、實用性強的物聯網智能家居實現系統,并指導學生掌握其管理與維護技術。
1 物聯網智能家居實訓系統組成和內涵
物聯網智能家居實訓系統由智能照明、智能安防、人臉識別門禁、智能音響、智能冰箱、能耗監測、環境監測、智能窗簾等子系統,及物聯網應用上位機管理軟件組成,各子系統通過連接電纜進線連接,采用 ZigBee、wifi、3G 多種網絡技術傳輸傳感及控制信息。系統支持智能家居設計、安裝、調試以及應用編程等多種方式來鍛煉師生的技術水平,是一套既能展示物聯網智能家居應用,又能掌握相應技能和知識的實訓系統。
本開發平臺實現對物聯網三層(感知層,網絡層,應用層)的全方位技術運用,比較全面的兼顧了物聯網所涉及的各類技術,包括無線傳感器硬件、嵌入式軟件系統、Wifi、Internet 端應用軟件開發教學,設計提供了智能家居多個子系統的應用實訓,該系統所涉及到的技術主要包括:電子電路、2.4GHz 高頻通訊、ZigBee 無線網絡、無線傳感器、無線 SoC、嵌入式 ARM、UHF RFID 射頻識別、3G、Ethernet、服務端軟件開發。
開發平臺提供了功能強大的以 ARM 處理器為內核的網關硬件和自主研發的網關核心軟件,不僅能完成多種無線網絡管理,傳感器和射頻識別信息處理,而且可以通過不同無線和有線網絡路徑,將數據傳輸到上位機管理平臺,并存入數據庫,支持遠程訪問,并運用虛擬技術仿真智能家居場景及設備解決場地及設備制約因素。
2 系統功能
針對職院學生,主要鍛煉的是學生的動手能力和實際操作的技能。學生可以根據自己的設計想法改變模擬房間內環境,也可以通過一體式計算機通過因特網訪問房間內自動化服務器,對智能設備、視頻監控等遠程控制、訪問。該裝置能進行智能家居系統設計、線路的設計與連接、調試、故障排除、系統配置等實驗和實訓。
在打分環節考慮到人為因素對比賽結果的影響,在系統中,特別設計了自動評分功能,對各個系統網絡連通性、電源接線、軟件配置進行自動化檢測,為實訓成績提供客觀的依據。
2.1 智能照明
包括智能照明管理軟件模塊、燈控模塊/調光模塊、通信模塊、燈具,通過和網關通信,支持本地控制和管理軟件遠程控制,本地可以設置感應開/關閉,并和光敏檢測模塊聯動,實現自動化。
2.2 智能安防
包括智能安防管理軟件模塊、窗磁、煙霧感應器、主動紅外入侵探測器、攝像機、雙鑒探測器對非法入侵、火情、煙塵等監測,針對突發事件做出緊急處理,與 GSM/GPRS 短息貓聯動,當發現有異常時攝像機自動截取畫面并發送消息至指定手機或報警。
2.3 人臉識別門禁
人臉識別門禁系統由主人臉識別門禁機、門禁控制器和電鎖組成(聯網時外加電腦和網絡通訊設備),使用方式屬非接觸方式,出入人只要在人臉識別門禁機附近(30-80 厘米)晃動一次,人臉識別門禁機就能將識別結果發送到門禁控制器上,然后由門禁控制器進行檢查核對合法性,決定是否進行開門動作。整個過程只要在有效的使用范圍內均可實現門禁管理功能。人臉識別門禁機安裝門邊墻內外,而不影響其工作。
人臉作為每個人身體的一部分、不能復制、安全可靠。并通過網絡與電腦進行實時監控(可由電腦發指令開/關所有門,并可實時查看所有門的狀態)、數據處理、查詢、報表輸出等。
2.4 智能音響
包括智能音響管理軟件模塊、情景音樂系統主機、高保真音箱,通過軟件平臺來控制音樂的播放。
2.5 智能冰箱
包括智能冰箱管理軟件模塊、RFID 讀寫器、食物冷藏柜。通過 RFID 技術實現食物管理功能,通過 PC管理平臺訪問,配合食品圖示,能看到冰箱內的食物信息,食品提醒設置,一旦冰箱內食物短缺或過期,就會發送短息到指定手機。
2.6 能耗監測
包括能耗管理軟件模塊、智能插座、能耗統計模塊。通過智能插座實現所有電器通過數據采集終端,無線網絡,實現無線抄表、管理功能。可以定制統計分析功能,并通過監控系統控制臺、智能手機實現可視化查看和管理,體現綠色節能理念。
2.7 環境監測
本系統包括環境監測管理軟件模塊、溫濕度、光敏無線通信模塊。實現溫度、濕度、光敏等監測,針對環境參數設備智能開啟相關設備自動調節環境溫濕度或與其他系統進行聯動,對突發事件做出緊急處理。
2.8 智能窗簾
本系統包括智能窗簾管理軟件模塊、窗簾控制器、電動窗簾,通過和網關通信,支持本地和管理軟件遠程控制, 本地可以設置感應開/關閉,并和光敏檢測模塊聯動,實現自動化。
2.9 上位機管理軟件
系統包括照明、窗簾、能耗、電器、安防、環境監測、實訓評估模塊,本實訓管理平臺是以上各個系統的一個綜合性、集中管理平臺。內容包括:系統的實時狀態查看、遠程控制、數據存儲、統計分析、參數設置、預警。如圖1所示。
3 系統特色
真實的家居環境需要投入大量的人力物力,從實訓的角度來說,需要耗費大量的時間和經歷建造樣板房,投入巨大。因此,設計采用模擬家居環境的智能家居系統,將涉及到的應用及控制模塊和設備安裝部署在可收縮的網孔板機柜上,減少對空間的占用,并可應用于以后的實訓教學中。
智能家居實訓系統安裝在一個網孔板機柜上,可以收攏展開,展開后尺寸為 2.4m*0.8m*1.9m(長*寬*高),收攏后尺寸為 0.8m*0.8m*1.9m(長*寬*高),實訓設備可以自由安裝,具有很大的靈活性。
各系統的控制模塊均安裝在 86 盒內,可靈活部署在網孔板的任意位置,方便師生根據自己的設計完成施工。
4 總結
本文介紹了一個物聯網智能家居實訓系統的設計與實現,系統中模擬了智能家居中的部分場景,并在實驗室環境中做了大量的模擬測試,程序運行良好。總之,進行基于 ZigBee 技術的物聯網智能家居系統的設計分析,有利于提升基于物聯網智能家居系統設計水平,促進在實際中的推廣應用,具有積極作用和價值意義。
參考文獻
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作者簡介
江進(1981-),男,江蘇省句容市人。碩士學位。現為江蘇農林職業技術學院信息工程系教師。研究方向為計算機技術。
【關鍵詞】中職 建筑材料檢測課程 準企業管理環境 建設
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)09B-0028-02
建筑材料檢測是中職建筑施工技術專業的基礎課程之一,是土建施工員、檢測員、質量員、材料員等職業崗位工作過程中必須具備的知識內容,在整個課程體系中起基礎支撐作用。經過多年的教學探索,廣西城市建設學校2012年的課題“準企業管理環境條件下中職建筑類專業建筑材料檢測課程改革研究與實踐”獲自治區一級教研課題立項,在該項研究與實踐中,準企業管理環境的構建是本教研立項能夠準確實施下去的先決條件。
構建準企業管理環境,主要從教師技師化、人才培養目標職業化、教學內容項目化以及實驗教學準企業化四大方面入手。
一、教師技師化
職業教育主要培養能適應生產、建設、管理、服務第一線需要的應用型技術人才,要求教師不但要具備扎實的理論知識,還應有生產建設一線的工作經驗和較強的總結、交流、引導學生學習的能力。因此,在準企業管理模式下,廣西城市建設學校提出教師應由單一“專業教師”向“職業教師、專業技師”的職能轉變,構建教師技師化團隊。
構建教師技師化團隊,教學團隊中包含三種類型的老師:一是具有豐富教學實踐經驗的全職老師;二是有行業工作經歷且轉行教學并具備兩三年以上教學經驗的全職老師;三是由經驗豐富且善于組織中職學生學習的行業專家能手做兼職老師。再者,通過專業技能培訓、企業頂崗掛職鍛煉、參加各類技能資格考試、強化教師技能化操作考核等措施引導團隊教師技師化。
廣西城市建設學校建筑材料檢測課程的教師技師化團隊建設遵循以上思路,團隊中既有十幾年教齡的“雙師型”中年教師做學科帶頭人,也有在施工單位、大型檢測類國企中工作過并且從事本課程教學兩年以上的青年骨干教師,還有依托校企合作從本地大型檢測公司中請來的專家能手兼職教學和實訓指導。近年來,團隊先后派遣教師赴河北城鄉建設學校、徐州建筑職業技術學院、廣西建設職業技術學院等院校的實訓基地參觀學習;先后四人次在施工單位、工程檢測公司頂崗掛職鍛煉,五人考取了見證取樣、主體結構和公路水運檢測上崗資格,三人擔任廣西區“關鍵崗位”質檢(量)員、材料員等培訓考核工作,取得了較好的鍛煉效果。
二、人才培養目標職業化
隨著社會經濟的不斷發展,分工的不斷細化,社會愈加需要大批職業化的專門人才。職業化包含由內而外三個層次的含義:首先,從業人員應該體現出一種職業素養,而不是依個人的興趣行事;其次,從業人員應該掌握相當程度的專業技能;最后,職業化應該有本行業特定的行為規范或作業標準,而且從業人員做事要符合該行為規范或行為標準的要求。有鑒于此,我們提出以職業化的標準來構建人才培養方案,包括培養目標的清晰定位,適應職業特點的教學體系設計,符合職業特點的教學形式、教學方法和教學測評體系。
廣西城市建設學校建筑材料檢測課程教學對照土建施工員、檢測員、質量員、材料員等職業崗位特點,制定了可操作的職業化人才培養模式,如圖1所示。
通過圖1所示的職業化人才培養,學生能通過知識的學習、技能的掌握去考取至少一項職業資格證書,從而能很快勝任畢業后的工作崗位。如通過崗位證考核,學生能基本掌握工程現場常規建筑材料的主要技術性能,明確材料進場驗收的技術指標;掌握常規建材質量檢測的實驗方法和規程,熟悉相應實驗儀器的使用和管理要求;掌握材料質量檢測的技術指標,具備閱讀和編寫實驗報告、檢測報告的能力;初步形成自主學習、系統學習的主觀意識,以及交流溝通、踏實嚴謹、團結協作的職業品質。
三、教學內容項目化
傳統教學有一個很大的缺點,就是理論知識和技能訓練間的聯系不密切。教學內容項目化可很好地解決這一問題,能最大限度地發揮“即學即用”的優點,讓學生的理論知識和實踐能力在“學中做、做中學”的過程中得到相應的提高。
從宏觀上講,真正的項目化教學應該是以項目設計的方式對教學內容進行整合,項目通常是從典型的職業工作任務重提煉出來,形成以項目為主線,按照工作過程邏輯構建教學內容的課程開發和教學思路。工作任務的邏輯結構是課程項目化的基礎,課程內容的重構、項目的設置及教學內容的展開都必須按照工作過程的先后順序及相互關系來構建。
建筑材料檢測課程以工程試驗檢測員的技能鑒定要求為依據,通過基于工作過程的項目化訓練,使學生能夠獨立自主地完成工程建設原材料質量檢驗及加工材料的設計、試配、檢驗等技術知識和實際操作技能。有鑒于此,本課程設計四個不同項目類型(入門項目、初階項目、高階項目、拓展項目),每個項目分解為若干個模塊對學生進行訓練,模塊及項目構成如圖2所示。
圖2
通過上述四個項目順次訓練后,學生的學習積極性明顯提高,學習方向更加明確,專業綜合能力、組織能力、協作能力都得到了有效鍛煉,也提高了教師的教學與實踐操作能力。
四、實驗教學準企業化
現代職業教育基本都認同,一個恰當的環境能對學生起到獨特的、其他教學形式難以替代的作用,當人對環境的某些因素產生從眾感、認同感時,環境的影響是特別大的,學生可從該環境中順利習得知識和受到感染。因此,實驗教學準企業化包含如何構建準企業化的教學環境和如何在準企業環境下開展教學這兩方面的內涵。
一是實訓教學環境的準企業化。即實驗室或實訓基地建設要與企業實際相符,如廣西城市建設學校的建筑材料檢測課程中涉及的實訓設備及設備布置、環境要求都要與企業生產實際相符,環境布置要引入企業文化。引入“準企業化”管理環境的課程改革目的是促使職校學生在校期間能夠熟悉企業、了解企業管理并能在畢業后順利進入企業工作,讓學生在準企業管理環境下“做中學”。
二是實驗教學過程模擬企業生產崗位任務進行教學。按照崗位的分工,以項目或任務的形式開展教學活動,使學生體驗真實崗位職能。“準企業化”管理環境下實訓課堂教學模式是在行動導向教學理論指導下,任課教師將教學活動與企業的實際工作過程對接,將學習內容及企業化管理理念、質量控制及文化內涵等內容融入教學過程中,教師為學生完成工作任務提供咨詢服務,整個教學過程中堅持模擬企業的實際工作過程,以完成工作目標位任務,以企業管理與工作要求為考核標準,逐步構建“崗位指導的PDCA實訓課堂教學模式”,崗位指導的PDCA實訓課堂教學模式是指:將企業按照崗位要求的管理模式和工作過程方法運用于實驗實訓教學中,讓學生通過P(策劃)―D(實施)―C(檢查)―A(評估改進)這一工作過程思維方法,完成綜合職業能力的培養。
五、實踐效果及反思
經過多年課改與實踐,廣西城市建設學校在準企業管理環境條件的建設方面有一些總結和積累,學生整體表現為上課睡覺玩手機的少了,動手操作問“為什么”的多了。由于更接近實際工作環境,學生畢業后實習也更容易適應崗位要求,更容易上手。但作為廣西區內唯一的建筑類中職學校,廣西城市建設學校很多班級學生都在60人左右,這給準企業管理實訓的建設規模帶來很大壓力,也給課改的專業老師帶來不小挑戰,如何在本課程教學改革中達到專業教師、實訓指導教師、班級規模、準企業化管理實訓環境建設規模相協調的和諧局面,是課題組成員甚至是學校分管領導共同著力的方向。
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【基金項目】2012年度廣西中等職業教育教學改革一級立項項目(桂教職成[2012]35號)
電子類職高學生主要工作方向是在生產第一線從事電子產品的生產加工和電子設備安裝、調試、維修、產品的銷售服務、工藝編制與技術改造等工作,為了學生能適應這種崗位的需求,我們應該加強學生的基本技能訓練,使學生具備扎實熟練的基本功。掌握讀圖識圖能力,安裝焊接能力,測量調試能力,查找資料能力,設計制作能力。了解崗位標準,學會總結分析,書寫報告。只有這樣才能達到將來實際工作的要求。
(一)讀圖、識圖的能力。只有讀懂電路原理圖,才能了解工作原理,去生產、去加工、去分析、去檢測、去維修維護實際電路。能不能識讀電路圖直接影響學生應用實際電路的能力,甚至影響到學生走上工作崗位后專業技術的提高。那么如何才能提高學生的讀圖能力呢?這需要在多方面的培養。首先,在理論授課過程中,如模擬電路、數字電路等課程里除了要講解一些典型原理電路外,還應講解一些實際應用電路,使學生能積累一定數量的典型器件應用電路的知識。其次,在實驗實習過程中,要求學生對每個單元電路要看懂電路圖,再制作實物。將原理電路圖和實際硬件電路對應起來識讀,在測量中明確測量的參數在原理圖中的含義,提高理解分析能力。在對整體電路的學習中,著力理解整個電路是由哪幾部分典型電路構成的,各部分電路在整個系統中的功能是什么,電源的供給方式,電路之間的信號的傳輸處理過程是怎樣的。從而使學生掌握一些識讀實際原理電路和具體硬件電路的方法。最后,把識圖技能作為一個專題來進行討論,要利用專門的時間來講解電路圖的識讀方法,綜合訓練學生的讀圖能力。
(二)元器件的測量能力。職高學生的基礎較弱,習性好動,細心和耐心都需要培養。而電子產品的制作過程中是不允許有絲毫的偏差,否則實驗必然失敗。在具體焊接前正確的識別元件,判斷管腳,處理元件都不是可以忽略的細節,否則只能返工檢修。通常制作電子產品的電阻,電容,二極管,三極管,集成電路以及一些特種元件都需要能夠正確的識別和判斷。來確認其參數、管腳和安裝位置。經常有學生在照樣焊接時做得不錯,可一離開樣子,卻錯誤百出。這就是不能正確識別造成的問題。在對元件的測量和判斷教學中,一定要反復強調測量的重要性和元件的測量判斷標準。通過測試的方法讓每個學生都能確實掌握元件測量的基本功。
(三)安裝焊接的能力。各種類型的電子產品都必須通過焊接工序。安裝焊接是每個學生必須具備的基本技能。要讓學生掌握良好的焊接安裝技能,就必須具備一定的焊接工藝知識。能了解良好焊點的形成機理,知道焊接過程中所用到的主要材料,常用工藝方法、工藝參數。初步掌握通孔插裝焊接技術,表面安裝焊接技術,拆焊技術集成電路焊接技術等。了解虛焊,假焊對產品的影響及判斷虛焊,假焊的方法。通過測試實際考核學生對焊接技術的掌握程度,要求人人達到合格的水平,此外還應專門進行焊接安裝工藝實訓課題教學,從理論上和實踐上去指導學生掌握焊接安裝技能。
(四)測量調試檢修能力。作為生產一線的電子工程技術人員必須掌握測量基本技能。要求學生能正確選用測量儀器和測量方法去檢測具體電路參數,并能根據要求進行相應的調整。首先,在課程基礎實驗中,應使學生掌握常用電子測量儀器的使用方法,典型電路參數的測試調整方法;其次,要加強綜合實驗、實訓等實踐性環節,可以給定實際電路原理圖和具體元器件,讓學生自己去搭接電路、選用儀器、測試和調整電路參數。也可以給定一正常或有故障的實際硬件電路讓學生去測試調整電路參數或去排除故障,以提高學生的實際應用能力。測量能力的培養要貫穿于整個實驗、實訓過程中。
(五)印刷電路板的設計和制作能力。初步掌握電子線路及印制電路板的設計制作,是職高學生職業能力和今后專業上發展的一個要了解的重要方面。雖然各種成熟的電子電路數不勝數,但在實際工作生活中,經常會遇到這樣的問題,要實現某種功能應選用哪種電路更好?某種電路在實際使用中存在一定的缺陷如何改進?這就要求我們的學生能根據出現的問題及技術性能要求,查詢、收集相關資料,運用所學的理論和實踐知識,分析研究類似電路性能并進行改進,通過組裝調試等實踐活動,設計制作出性能指標達到相應要求的電路。在實習初期我們用多孔的萬用電路板來制作電路,并不需要討論印刷電路板,只是在后期學生有一定的基礎后,講解印刷電路板的有關知識,給學生介紹印刷電路板的設計方法和制作工序,讓學生動手親自做一塊電路板,感受制作的全部過程。
(六)查閱資料選擇分析能力。學生走上工作崗位后,要想做好自己的工作,要想有所發展,必須要有獲取新知識的能力。科學技術的發展日新月異,在實際學習工作過程中,有很多是我們所不熟悉的、陌生的新內容。這就要求我們的學生要具有繼續學習的能力,要學會查閱各種資料并為我所用。教會學生查閱晶體管手冊,集成電路手冊,學會使用網絡來尋找需要的資料。我們在理論教學和實踐教學中要注重培養學生的自學能力。從開始布置思考題,提供參考書,過渡到只布置思考題,不提供參考書,到最后學生自己發現問題,自己去想辦法解決問題,來逐步提高學生的查閱、獲取新知識的能力。
二、整合實踐過程,培養工程能力
我校開設的電子專業課有自己的教學目標和教學實施辦法,都應有相應的理論要求和技能要求。理論教學和實踐教學是由同一位教師來完成,按需要分時進行教學,理論教學為實際應用服務,實踐教學應緊密地和實際應用相聯系,實踐教學即能為驗證理論教學服務又能培養學生的動手能力。實際應用電路是一個綜合的系統的電路,用到專業課程各章節的知識。因此,在實踐教學的安排上,要考慮到各專業知識間的橫向聯系和各個實踐教學環節間的相互配合,對各個實踐教學環節進行整合,全盤優化考慮。實踐性教學環節可分為三個層次進行。
(一)基礎訓練。主要通過課程實驗、電子工藝實訓,訓練學生識別選用元器件、使用常用電子儀器、測試簡單電路、掌握焊接裝配工藝等技能。課程實驗,目的是培養學生測試電子電路和使用電子儀器的能力。通過對電子元器件的識別、性能測試和對各種電路性能指標測量,鞏固學生所學電子技術理論知識,學會正確使用儀器和科學地測量電路方法。為后續實訓環節打下基礎。電子工藝實訓,目的是訓練學生基本操作技能和操作規范,通過元器件檢測、篩選、焊接裝配、制作印制電路板、電路調試、故障排除等環節,系統地進行生產一線實踐工作的訓練。既學會生產一線所需基本技能,又培養良好職業習慣和職業道德,為學生將來適應工作崗位打下基礎。
(二)模塊訓練。就是對某一單元電路進行專項實訓,目的是提高學生的實踐動手能力,使學生能掌握一些專項技能,積累一些實際電路知識和工程知識。通過以模擬電路、數字電路、單片機電路等為主的實際應用電路的設計、制作安裝、檢測與調試,分階段來訓練學生的基本技能,并為后面的綜合訓練做好鋪墊。使學生切實學會“識圖、設計制作、焊接安裝、測量、上崗、查資料、寫文檔”,為今后從事生產,實踐應用工作打下基礎。
(三)綜合訓練。在模塊訓練的基礎上,將模塊電路綜合成某種系統電路,即將模擬電路、數字電路、計算機電路等結合起來,能根據所需實現功能,充分應用通用的單元電路改造和設計相應原理電路及印制電路板,并進行制作安裝、綜合調測。目的是訓練學生綜合運用知識的能力。在這個階段我們主要帶學生進行了晶體管收音機的安裝調試,電視機的調試檢修,單片機控制樓道門禁系統的原理介紹等系統電路的訓練。通過查閱資料、選擇方案、設計電路、制作電路板、安裝調試、撰寫報告等環節,系統地進行電子電路工程實踐訓練,從而進一步提高學生分析問題、解決問題的工程應用能力和創新能力,為今后有效地應用電子技術打下基礎。
(四)頂崗操作。作為生產一線的工作人員和工程管理人員應當掌握生產工藝管理的主要工作內容。要求學生了解生產工藝管理體系的任務及工作程序,知道主要工作方案、工藝規程的編制方法,工藝過程的控制方法,工藝管理基礎的實施方法等。初步掌握常用工藝文件編制的思路、要點和方法。應專門開設生產工藝的理論課程,來講述生產工藝管理和生產工藝技術的有關知識。并進行生產工藝實際訓練,來模擬工廠電子產品的生產過程。采用流水線方式組織生產,組裝、調試、檢驗嚴格按工藝文件的要求進行。控制好各個工序管理的環節來保證產品的質量。在這個階段根據學校的安排我們帶學生到工廠進行參觀學習,進行頂崗操作。親自體會工廠生產的全過程和工作要求。
(五)書寫文檔。學生將來作為生產第一線的工作和技術管理人員要想有所發展,必須要有良好的文字表達能力。我們在理論教學和實踐教學中,要使學生掌握各種報告、文件、論文編寫的格式和主要內容,要注重培養學生的寫作能力,對學生寫的總結報告、實驗報告、課程設計報告、各種測試報告、工藝管理文件、畢業技能鑒定等要嚴格要求。并要加強鍛煉,切實提高學生的寫作能力。
三、實施質量監控,全面提高學生綜合素質
在電子工藝實訓、電子產品制作實訓中,要仿照企業控制產品質量的方法,建立健全每道工序質量的控制辦法,措施到位、責任到人。嚴格按企業所要求的質量觀念去要求學生,讓每位學生都能學會產品檢驗的標準,讓標準細化可操作,參照企業的管理模式去管理學生。加強自檢、互檢、專職檢,層層把關,幫助學生建立質量第一、文明生產、安全生產、遵守勞動紀律的觀念。從多個方面、逐個項目去考核學生的實訓成績,而不能只重視結果。使每個學生都能學有所獲,真正體會到控制實訓過程的重要性和必要性。
四、加強學習,不斷創新,緊跟時展
[關鍵詞]高職教育;焊接專業; 實訓基地
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.41.215
高職教育目標就是培養技術技能型人才,但從目前各職業院校焊接專業發展來看,實訓教學環境及條件仍然是制約該專業發展的一個薄弱環節。結合濱海新區重點打造航空航天、石油化工、新能源三個世界級產業基地的目標,焊接行業的發展急需大批高素質技能型實用型人才。天津濱海職業學院根據自身焊接專業發展,示范性焊接實訓基地的建設十分必要,并且,焊接實訓基地的建設,必將改善地區行業發展需要與人才供應之間的矛盾現象,有利于培養該領域大批技術技能型人才,為地區經濟發展培養高素質的社會勞動者。
1 校內實訓基地建設運行模式
1.1 學校主建模式
學校主建模式,即以學校為主,組織實施建設的一種模式。此模式主要是根據學校自身實力及所屬上級單位意見,針對專業實訓教學與社會服務的需要,由上級單位撥款及學校自籌資金,進行投資購買設備建設實訓基地,利用學校師資力量,結合具體實訓設備、行業企業對技術技能型人才的需求,完成設計實施實訓基地建設的任務。
1.2 企業參與模式
企業參與模式,即與企業合作組織實施建設的一種模式,這種模式亦即通常的校企合作。在校企合作過程中,企業出資建設實訓基地及購置相應專業設備,學校提供實訓基地配套資源,共同完成實訓基地的建設任務。
本次項目的實施開展,采用第一種模式建設。
2 實訓基地建設過程中組織與管理
實訓基地在建設過程中,成立項目領導小組,主要負責擬建項目的勘察、設計、監理、施工等項目的建設管理工作,施工單位負責勞動力等其他施工環節。實訓基地建設項目屬于小型建設工程施工,技術相對常規的項目,項目的建設期比較短,項目領導小組的設立可滿足項目建設的需要。實訓基地建設項目將建立相應的目標管理體系,建立全過程管理,具體包括:①項目進度控制:根據《網絡計劃技術》(GB/T13400.1-3-92)及《工程網絡計劃技術規程》(JGJ/T121-99)規定,編制總進度計劃和子項目進度計劃。②項目質量控制:按2000年版GB/T19000族標準,堅持“質量第一,預防為主”的方針和“計劃、執行、檢查、處理”循環工作方法,不斷改進質量控制。③項目安全控制:項目經理建立安全管理體系和安全生產責任制。設立項目安全員并持證上崗,保證項目安全目標的實現。④項目成本控制:對項目成本進行預測、計劃、實施、核算、分析、考核、整理成本資料,并編制成本報告。⑤項目生產要素管理:包括項目人力資源管理、項目材料管理、項目機械設備管理、項目技術管理、項目資金管理。項目各生產要素優化配置,動態控制,并降低成本。⑥項目合同管理:項目施工合同管理范圍包括合同的訂立、履行、變更、終止和爭議解決。項目建設單位委托律師,根據《合同法》規定,對項目合同進行管理。⑦項目信息管理:項目經理部建立信息管理系統(MIS),優化信息結構,實現項目管理的信息化,確保信息準確、完整地傳遞給各信息需要點。⑧項目現場管理:項目經理部搞好現場管理,做到文明施工,安全有序,整潔衛生,不擾民,現場設承包人標志和和工程概況牌,規范場容,做好環境保護、防火保安和衛生防疫工作。⑨項目組織協調:項目經理部做好人際關系、組織機構關系、供求關系、協作配合關系的協調,排除矛盾,保證項目目標的順利實現。⑩項目竣工驗收:項目承包方向項目建設單位交付工程,其程序按竣工驗收準備、編制竣工驗收計劃、組織現場驗收、進行竣工結算、移交竣工資料、辦理交工手續等依次進行。
3 實訓基地建設項目中節能環節的設計
實訓基地建設項目應貫徹執行《中華人民共和國節約能源法》,充分有效地利用能源,提高能源利用率,保證城市建設與能源供應相協調,本項目重點考慮建筑物的造型及結構、建筑材料、采暖通風、采光照明和焊接設備的選型,以及項目建成后運營期間的管理等方面的節能措施。
3.1 建筑節能措施
(1)規劃布局:建筑采用南北向設計,從而使建筑具有良好的通風和采光,在提高舒適度的同時,減少照明、取暖,以達到節能的目的。
(2)充分利用建筑空間,采用自然排風方式,節省設備購置安裝費和用電量。
(3)建筑單體體形設計:建筑造型簡潔規整、體型系數小,減少了外墻傳熱面積,從而減少熱損失。建筑的體形系數應小于或等于0.4。外窗可開啟面積不小于窗面積的30%。
(4)外隔墻作隔熱保溫處理,屋頂選用良好的隔熱保溫材料,門窗采用中空玻璃以減少能耗。
(5)建筑外窗氣密性能不低于現行國家標準《建筑外門窗氣密、水密、抗風性能分級及檢測辦法》GB/T7106規定的6級。
3.2 電氣及設備節能
(1)機電設備節能:①機電設備的設計選型、安裝及運行管理要符合國家有關節能技術規范。②機電設備的選型在滿足使用范圍,確保安全可靠的同時,要選擇節能型的設備并做到合理配套,以提高電能利用率。③機電設備的負荷率要達到國家節能設計規范要求,提高設備利用率,節約電能消耗。
(2)照明系統節能:①有效利用天然光,合理選擇照明方式和控制照明區域,降低電能消耗。②室內照明根據使用場所的不同,合理選擇光源、光效等光電特性指標,并優先采用高效光源和節能燈具。③采用功率損耗低,性能穩定的燈具附件。④采用各種類型節能開關,如定時開關、節電控制器、限電器等。⑤金屬鹵化物燈配用節能型電感鎮流器,所有電器設備應采用低損耗、高效率產品。
3.3 節水措施
(1)所有用水器具選用節水型產品,合理配置節水器具和水表等硬件設施。節水型潔具主要為廁所潔具。
(2)充分利用市政供水壓力,給水系統分區合理控制各用水點處的水壓,以達到節水、節能的目的。
(3)公共衛生間配置的洗手池采用紅外感應水咀,配置自動感應沖水閥,消除長流水的現象。
(4)采用再生水替代自來水沖廁、噴灑道路廣場和綠地。分質供水,節約大量高質量的生活飲用水。
(5)嚴格控制用水點的水壓,以免管網跑、冒、滴、漏流速過大或靜壓過高而造成水源浪費。
3.4 暖通節能措施
(1)實訓基地采用屋頂自然通風系統,選用若干屋脊式通風器滿足廠房通風換氣需求。衛生間采用壁式換氣扇進行通風換氣。通過采用自然通風的方式,減少能源的消耗。
(2)供暖水管的保溫,按照節能標準進行材料和厚度的選擇。
4 項目建設總結
本項目為天津濱海職業學院焊接實訓基地建設工程項目,建設項目完成后將彌補學院焊接專業實習實訓場地及設備配置的不足,提高技術技能人才的培養,促進濱海新區經濟的發展。該項目建設的設計與實施,主要根據學院自身的特點與實際情況實施,其他職業院校可依照本項目的建設過程有所借鑒,此項目是落實國家和天津市中長期教育發展規劃的具體體現,有助于促進濱海新區的相關產業的發展。對于該實訓基地在建設過程中,筆者對項目建設內容也有自己的思考:一是本項目是學校基礎設施建設的重要組成單元,建議項目建設應結合專業發展與使用需要,合理規劃項目新建建筑物內部功能使用單元,做到資源善用、物盡其用。二是本項目屬于非盈利的高等學校建設項目,建設過程中政府部門在學院申請的基礎上,能否加大資金支持力度,以提高項目建設水平。三是本項目的實施是推動濱海新區行業所需技術技能型人才培養的大事,項目建設應以達到國內較高水平為目標,同時,總結建設規律,形成建設實施模式,為其他職業院校同類項目的建設提供有益借鑒。
參考文獻:
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[2]丁志平,許寧.校內化工實訓基地建設的實踐探索[J].職業與教育,2006(30).
關鍵詞:高職教育 崗位能力 培養 研究 實踐
高等職業教育在我國已走過了十多年的歷程,現已占我國高等教育的半壁江山。無論是教育教學理論的研究,還是人才培養模式的探索、師資隊伍及教材建設等方面也都有了相當的基礎。特別是在國家實施示范性院校建設以來,各地各院校都進行了積極的研究和探索,形成了一批研究成果并且逐步推廣實施。“化工設備維修技術”專業是國家首批示范性院校重點建設專業,學校經過6年多的研究和實踐,現已形成了在石油化工行業乃至全國高等職業教育領域內,具有示范性、引領性和輻射性的“基于能力本位的人才培養體系”,并先后有河北、江蘇、山東、四川、新疆等地的多家職業技術院校前來參觀、學習、交流。現將我們的研究實踐過程及實施效果介紹如下。
一、人才培養的定位
1.職業崗位及崗位能力要求
我們通過深入石油化工及其他相關企業現場調研、走訪企業人事部門、與來學院招聘畢業生的單位人員座談、與往屆畢業生信函交流等多種形式,了解本專業畢業生的就業崗位以及在這些崗位上工作需要的知識和技能。對調研結果進行整理、歸納和提煉的崗位及崗位能力要求見表1。
表1 崗位及崗位能力要求
主要就業崗位 崗位能力要求
(1)化工設備的安全運行及管理(2)化工設備的檢修維護
(3)化工設備制造工藝的編制、施工及質量檢驗
(4)設備及管道的安裝、防腐施工及管理
(5)機械工程材料應用及管理 (1)化工設備的結構分析與使用能力
(2)流體機械的安裝、調試、使用及檢修能力
(3)化工裝備的技術管理與安全運行能力
(4)化工設備的制造、安裝及質量檢驗能力
(5)機械工程材料應用及管理能力
(6)設備及管道防腐及施工能力
2.人才培養目標
高等職業教育的培養目標目前在全國還沒有形成統一的定論,但基本認同的是:具有良好的職業素養,在某一領域有較強的工程應用和實際操作能力,能夠適應生產、建設、管理及服務一線工作的高端技能型人才。據此,針對以上調研結果和本專業的就業崗位和崗位能力要求,我們把化工設備維修技術專業的培養目標定義為:“本專業培養德、智、體、美全面發展的,具有良好職業素養、較強的工程應用和實際操作能力,能在生產、建設、管理及服務一線從事化工機械及設備的安全運行、故障檢測、安裝調試、制造檢驗、使用維護及管理等方面工作的高端技能型專門人才”。
3.畢業標準
為達到以上培養目標,本專業畢業生除取得大學專科層次的畢業證外,還必須取得全國計算機信息高新技術考試合格證書、高等學校英語應用能力考試合格證書、AutoCAD證書、化工檢修鉗工中級工證書。
二、課程體系的設計
1.引入職業標準,構建“324”課程體系
根據培養目標、就業方向和職業崗位能力的要求,我們引入化工行業相關職業資格標準,把專業課程設置與職業技能標準相結合,職業行為能力培養與技能取證相結合,綜合能力培養與學生就業相結合;由此搭建職業素質和專業技能兩個平臺;將全部課程分為職業素質、專業技術、崗位能力和技能拓展四個教學模塊,體現高等職業教育的“高等性”“職業性”“實踐性”和“開放性”原則。打破傳統的基礎課、專業基礎課和專業課的“三段式”教學體系,形成了基于崗位能力培養要求的三結合、兩平臺、四模塊的“324”課程體系,如圖1所示。
圖1 “324”課程體系
2.分析知識結構,優化課程設置
我們根據崗位能力要求分析所需要的知識結構,由知識結構要求設置課程,并總結和篩選出核心課程。在具體的課程設計和構思中,淡化“學科本位”的課程思想,堅持“能力為本”的人才觀,緊扣高等職業教育培養“具有良好職業素養,在某一領域有較強工程應用和實際操作能力,能夠適應生產、建設、管理及服務一線工作的高端技能型人才”這一主線。注重學生專業技能和綜合素質的均衡發展。實現“四個融合”,即專業課與專業基礎課融合、理論課與實踐課融合、職業素質教育與人文素質教育融合、教學與生產融合,見表2、表3。
表2 崗位能力要求與知識結構分析
崗位能力要求 知識結構分析
化工設備的結構分析與使用能力 繪圖識圖,常用工程材料的化學成分、力學性能、標準規范和應用,化工設備構造及強度設計、化工腐蝕原理與防護技術
流體機械的安裝、調試、使用及檢修能力 繪圖識圖,常用工程材料的化學成分、力學性能、標準規范和應用,流體性質及應用,流體機械構造及故障原理,機械設備的安裝修理
化工裝備的技術管理與安全運行能力 化工設備、設備制造技術、化工裝備技術管理、機械設備安裝、化工安全生產、密封技術、設備狀態檢測技術
化工設備的制造、安裝及質量檢驗能力 繪圖識圖,常用工程材料的化學成分、力學性能、標準規范和應用,化工設備構造及強度設計、化工腐蝕原理與防護技術
機械工程材料應用及管理能力 工程材料的組織、化學成分、力學性能、標準規范、管理和應用
設備及管道防腐及施工能力 繪圖識圖,常用工程材料的組織、化學成分、力學性能、標準規范、管理和應用,腐蝕原理與防護技術
表3 核心課程
序號 核心課程名稱 設為核心課程的理由
1 化工機器 石油化工企業的核心裝備就是各種機器類和工藝類設備,如各種泵、壓縮機、加熱爐、換熱器、反應器等。這兩門課程也是本專業最重要的專業技術類課程,是核心中的核心
2 化工容器及設備
3 化工制圖 任何設備的形狀和結構都要通過工程圖來體現,工程圖是一種工程語言,是工程界進行技術交流的基本方式。制圖是工科類大學生的一項基本能力,根據本專業的具體要求設置“化工制圖”課程
4 機械工程材
料及應用 材料,特別是金屬材料,它是構成各種化工設備的物質基礎。掌握各種材料的性能、并能合理選擇使用,是學好本專業其他課程的基礎
5 機械設計基礎
(包括力學知識) 各種設備都是由不同的基本機械結構組成的,設備的結構和受力分析都要用到機械設計基礎方面的知識
6 化工設備制造技術 化工設備的制造、安裝是本專業學生的一項重要技能,也是主要的就業崗位
7 化工腐蝕與防護 化工生產介質絕大部分是有腐蝕性的,以金屬材料為主體的各種設備,很容易受到各種腐蝕性介質的腐蝕
8 化工檢修鉗工實訓 化工設備檢修是本專業的核心職業技能,化工檢修鉗工也是全國職業技能大賽的項目之一
三、人才培養的實施及成效
1.整合教學內容,改革教學方法
我們要從崗位職業能力的需求出發,結合“四個融合”原則,篩選關聯知識及能力要素,整合教學內容。在理論上以“必須、夠用”為度,不要求學科體系的系統性和完整性,適當刪減復雜的數理分析和計算等方面的內容,加強工程應用和實踐技能訓練的內容,注重與職業崗位的針對性和適應性,注意各課程之間的有效銜接,避免內容的交叉和重復,提高教學的有效性。為了規范教學要求,各課程均制定了統一格式的“課程標準”,包括課程的性質、課程定位、課程設計思路、課程基本教學目標、先修與后續課程及相互關系、課程主要內容說明、課程教學組織安排說明、教學方法、教學評價建議、主講教師及教學團隊要求說明、課程教學環境和條件要求、課程建設等級(如省級或院級精品課)說明、教學資源及利用等內容。
根據不同性質和內容的課程,我們采取不同的教學方法,對以文字敘述和講述分析為主的課程,如“機械工程材料及應用”“化工設備制造技術”“化工腐蝕與防護”等課程,以多媒體課件為主配合黑板進行;對以方法為主的課程如“化工制圖”,以多媒體演示為主配合學生課內外大量的練習進行;對以分析計算為主的課程,如“機械設計基礎”課程,以黑板教學為主配合多媒體演示進行;對涵蓋機器設備的工作原理、結構類型、工程應用分析計算、使用維護等綜合性內容的課程,如“化工機器”“化工容器及設備”等課程,采取了“理實一體化”的教學方式,即將原來由多名老師承擔的理論教學和實踐教學內容,整合為一門課程,由一名老師一貫到底,將教室黑板教學、實訓現場對照設備實物教學、多媒體教學等多種教學手段有效結合在一起,并靈活應用,形成了融“教、學、做”為一體的綜合性教學方法;對以技能訓練為主的課程。如“化工檢修鉗工實訓”課,則完全在實訓基地進行現場實際操作訓練,并且采取“考證合一”的方式進行考核,即只有取得國家職業技能“化工檢修鉗工中級工”職業資格證書者,才視為本課程達到教學要求。
2.編寫特色教材,打造精品課程
教材是最重要的教學基本資料,為了適應本專業高端技能型人才培養的要求,在廣泛調查和研討的基礎上,組織蘭州石化公司、天華研究院等相關企業技術人員,天津、河北、江蘇、湖南、遼寧等地化工類高職高專院校的教師合作編寫了《化工設備使用與維護》《化工設備制造技術》《化工腐蝕與防護》《化工制圖》《機械工程材料及應用》等特色教材,分別由高教、化工、石化等出版社出版,其中5部為“十一五”高職高專規劃教材,全部用于本專業教學中。8門核心課程中5門都采用本校教師主編的教材。這些教材不僅本校使用,其他大多數同類院校也都在使用,而且受到了出版社和讀者的好評,有的已再版發行。
在教材建設的基礎上,推進課程建設,努力打造精品課程,共建成省級精品課程3門、學院級精品課程5門;8門核心課程中,化工容器及設備和化工機器2門為省級精品課程,機械設計基礎、化工制圖、化工腐蝕與防護3門為學院級精品課程。電子教案、課件、題庫等教學資料全部上網,實現資源共享。
3.校企共建實訓基地,保障實踐教學
實訓基地是高職院校培養學生核心工作能力必不可少的物質基礎。我們通過國家財政投資、學校自籌、企業捐助(蘭州石化、慶陽石化等企業)等多種方式籌集資金,采取自主開發設計、校企合作共建共享的方式建設和使用實訓基地,建成了設備故障檢測、油氣儲運操作、流體輸送操作、機動設備檢維修、管道及工藝設備制作安裝等9個校內實訓基地(室),總價值480萬元、各種設備426臺(套),可同時容納5個班的學生進行不同項目的實訓,實訓開出率達97%以上。同時制定了實訓室日常管理制度、設備的使用及管理制度、教學安全作業及管理制度、實訓室對外開放有關規定、耗材的使用及管理制度、經費的申請審批制度等。每個實訓基地(室)都有專職管理人員,為實踐教學提供了強有力的保障。對不具備條件的項目(如工藝設備的制造等),學校與企業合作建成校外實訓基地,共在蘭州石化、中油二建、蘭州鍋爐廠、蘭州四方公司等企業建成了5個校外實訓基地。
4.教學質量顯著提高,就業質量穩步攀升
本項目實施以來,教學質量顯著提高,核心課程平均一次性及格率由原89.67%上升到96.25%;“計算機信息高新技術”考試和“高等學校英語應用能力”考試通過率達100%;“AutoCAD”和“化工檢修鉗工中級工”取證率達92.3%;畢業設計通過率100%。
近年來,本專業畢業生供不應求,連續四年一次性就業率達96%以上,就業質量穩步提升。中國石油、中國石化、神化煤化工、中國殼牌石油、云天化股份、新疆天業、陜西延長石油、青海鹽湖等30多家大型企業長期到學院遴選畢業生,有的企業(如新疆廣匯、山東勝越等)提前一年到學院挑選、預定畢業生。
一、引言
項目是一個特殊的將被完成的有限任務,是在一定的組織內,利用有限的資源,在規定的時間內完成滿足一定性能、質量、數量、技術指標等要求的任務。使用管理工具把項目作為一個系統進行科學化和規范化的管理就是項目管理〔1-2〕。而高職教學也是在一定的教學條件和資源的限制下實施的一個非常典型的項目,從每一門課程的教學設計、教學實施、教學考核和評價,目標要求、時間要求和教學質量要求都非常嚴格。因此將項目管理的理念引入高職院校的課堂教學中,可以使傳統的教學理念與新的管理技術和方法相結合,提高教學管理的有效性,提高教學質量。
二、我院開展課程《信息安全概論》實訓教學現狀
《信息安全概論》實訓課程是司法信息安全專業的學生在學習相關基礎理論的基礎上,培養專業技術與綜合能力的實踐課程。在實訓過程中遇到的主要問題是:
1、課程內容較為抽象,實訓目標難達到。主要包括數據加密技術、數字簽名技術、病毒防治技術、防火墻技術、入侵檢測、系統安全等內容。但是高職學生基礎知識薄弱,學習主動性、積極性不夠,大部分學生在合理的系統化、科學性學習方面仍存在不少問題,對綜合性知識的掌握有些欠缺。由于課程內容綜合性很強,使得部分學生難以理解課程內容,從而無法完成實訓。
2、傳統的“填鴨式”教學無法充分調動學生的主觀能動性,影響了學生的邏輯思維能力和職業實踐應用能力的培訓,這種“單向灌輸”的教學模式也容易讓學生感到枯燥和疲勞,導致學生學習的信心發生動搖,實訓教學開展基礎上具備。信息安全作為一門綜合性和實踐性很強的實用型學科,教師應該不斷探索和改進教學模式,在實踐中提高學生對信息安全理論的認識和對信息安全常用技能及方法的掌握。將項目管理應用于《信息安全概論》課程的實踐教學,由學生按照項目組的工作方式,運用所學知識和方法,制定項目計劃、分角色完成整個項目,學生在完成項目任務的過程中即掌握了理論知識,又培養了能力,明確了崗位要求,綜合素質得到全面提高,體現了“工學結合,能力本位”的教學理念。
三、應用項目管理開展《信息安全概論》實踐教學的過程〔3-4〕
1、準備階段
(1)根據課程《信息安全概論》實訓大綱,結合學生對計算機信息安全技術的掌握情況編寫實訓教學計劃和教學指導書,明確實訓的目的、任務、要求、所需耗材清單、考核內容和方式。
(2)按學生自主選擇的方式成立項目組。每個項目小組4~6名學生,并選出一名專業知識突出、責任心強的同學擔任項目小組的“項目經理”,確定項目小組的名稱。
2、實施階段
(1)指導教師向學生下達實訓任務。指導教師在學生實訓前講解實訓的目的、實訓原理、實訓內容、學時安排和實訓紀律等內容,學生必須在規定的時間內完成實訓內容。
(2)各個項目小組成員根據實訓任務,搜集、閱讀和整理文獻資料,了解當今國內外最新的研究動態和研究成果,對相關市場進行調查,結合課堂教學所學的知識,經過項目小組成員的充分討論,制定出本項目的進度計劃、質量控制目標和人員組織規劃。
(3)指導教師加強實訓的現場指導,及時掌握各項目小組的實訓情況。指導教師根據不同的實訓任務引導學生深入學習,及時檢查各項目小組的實訓進度,點評各小組的每一工作階段,分析并指出問題,歸納相關知識和技能要點,指導學生改進和優化已制訂的項目方案,培養和提高學生的職業能力。
(4)各項目小組定期集中開會討論、改進設計方案,對項目開展各階段進行總結,形成相關項目文檔。在項目實施的過程中會出現的問題,應在指導教師的指導下,由項目組成員更新觀念、克服困難,發揮團隊合作精神自行解決。
3、總結和評價階段
(1)項目小組完成項目后,小組各成員根據自己在項目中完成的任務和發揮的作用,將自己的心得和體會,按照實訓課程所要求的標準格式填寫實訓報告。內容包括實訓項目內容、實訓方案設計、實訓小結、實訓收獲及建議等。
(2)根據教師預先給出的項目評價標準,如進度安排、學習態度、對信息的綜合處理能力和回答問題準確性等內容,在完成項目任務后,教師和學生共同進行項目成果評價。可以采用每個小組輪流展示的方式,讓每一項目小組的項目經理就項目完成過程中遇到的問題、解決方法和收獲等進行闡述,進行小組成員互評。通過小組成員的協作,培養學生的團隊精神和合作意識,從而為學生將來適應職業需求奠定良好的基礎。
(3)指導教師批改實訓報告,評定學生成績。指導教師根據學生在完成項目過程中的表現以及項目完成效果、個人總結等評定學生的綜合實訓成績。例如在評定學生的最終成績時,學生成績可以由項目分析評分、項目小組評分、總結評分、學生論文評分四部分組成〔5〕,具體分值和標準視情況確定。
4、應用項目管理開展課程《信息安全概論》實訓的優點
(1)將項目管理應用于《信息安全概論》課程實訓教學,有助于培養學生的職業能力和技能水平,培養符合適合市場需求的應用型人才。
(2)有助于激發學生的學習興趣,有助于培養學生勇于創新、刻苦鉆研的自主學習能力,有助于培養學生的團隊合作意識,把以往靜態的“單向教學”變成學生能夠主動參與學習過程的開放式教學。
(3)有利于推動“雙師型”隊伍建設。項目管理教學對教師的專業素養和實踐操作能力要求較高,為了更好發揮項目管理教學的優勢,能把理論知識和實踐更好地結合起來,做到理論系統、清楚、完整,實踐中的操作豐富、典型,指導教師應能及時地指出教學實踐中存在的問題,找到解決問題的相應辦法,深入淺出,讓學生在準確理解理論知識的同時,增強實踐操作技能,這要求指導教師多參與社會實踐和掛職鍛煉,認真學習專業知識,開拓教學視野和拓寬思維。
關鍵詞:變壓器;故障模擬;智能實訓裝置
作者簡介:徐光舉(1961-),男,江蘇連云港人,江蘇省電力公司職業技能訓練基地,工程師;張長營(1968-),男,江蘇宿遷人,江蘇省電力公司職業技能訓練基地,高級工程師。(江蘇 連云港 222069)
中圖分類號:TM4?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)36-0138-03
電力變壓器是一個重要的電氣設備,不同電壓等級的電力線路要依靠不同型式的電力變壓器將其連接起來,組成一個強大的電力系統,而處于電力系統末端的配電網中大量的配電變壓器更是發揮著重要的作用,它直接為電力用戶提供電能,一旦配電變壓器出現故障將會影響電力用戶的生產和生活用電,因此能否準確、快速地判別配電變壓器故障進而排除故障,在盡可能短的時間內恢復配電變壓器運行不僅事關電力優質服務質量,而且考驗著電力運行和檢修人員的技能水平。因此,對電力變壓器運行和檢修人員進行變壓器基礎知識和相關技能培訓,使他們掌握相應的變壓器運行和檢修知識、技能尤為重要。
基于配電變壓器故障模擬的智能實訓裝置研究與開發,將通過模擬配電變壓器在運行中常見的故障現象,讓學員在實訓中通過故障現象準確地對故障類型進行判別,同時通過相應的儀器儀表測量對故障點進行確定,進而提出排除故障的方法,對于提高配電變壓器運行與檢修人員的技能水平將起到事半功倍的效果。
一、國內外研究水平綜述
經查證,國內外對變壓器相關技能的教學與培訓方法,目前僅限于對變壓器原理的講解和對某一類型變壓器進行解剖觀察,還不能對變壓器運行中可能發生的故障現象進行再現,同時由于培訓用的變壓器一旦選定,在變壓器相關性能測試和試驗中,只要變壓器本身電氣特性沒有變化,測試數據具有唯一性,無法實現對多位學員進行個性化測試考核,這種培訓方式不利于學員的理解和學習,在教學實踐中詬病頗多。因此,提高員工實際操作技能以及維護、檢修和測試技術水平,進行配電變壓器智能仿真實訓裝置的研發和設計,改進現有教學與培訓方式勢在必行。
據了解,現階段國內外研究機構尚未出現類似的理論研究和產品研發,本實訓裝置的研發結合變壓器實際運行環境,模擬變壓器發生故障時的參數變化,揭示不同故障時變壓器參數變化的規律性,屬國內外技術首創。
二、裝置研發的理論和實踐依據
1.原理簡述
配電變壓器在出廠試驗和正常運行以及故障發生時的電氣參數檢測中需要進行絕緣耐壓試驗、絕緣電阻試驗、直流電阻測試、容量測試、變比及連接組別等測試試驗,該類試驗如耐壓試驗在實際進行時危險性較大,技術要求也較高,一般在實驗室環境下均不進行該類試驗;絕緣電阻試驗在實際試驗中,無法模擬多種絕緣特性,使用真實變壓器作為試驗對象,測試數據單一,變壓器故障發生時的參數變化無法模擬;直流電阻和變壓器容量參數在不同變壓器上體現不同的測試電阻值,電阻值從mΩ到幾十Ω不易模擬;變比及連接組別無法加載實際電壓實現變比測試。針對以上變壓器試驗存在的問題,對現有變壓器進行模擬實訓具有一定的現實必要性。
現場教學中,通常是將實際應用的某一型號配電變壓器搬到實訓室,讓學員進行測試實訓,實訓變壓器到位后,各類參數均恒定不變,學員很難從變壓器參數的變化中判別故障狀態和故障類型,非常不利于教學及考核。因此,為了便于教學與考核,減少操作時的危險性,需要對現有變壓器實訓裝置進行改進。基于配電變壓器故障模擬的實訓裝置將應用模擬技術通過改進10kV油浸電力變壓器內部的原理結構,將原配電變壓器內部鐵心及線圈去掉,在變壓器內部安裝直流電阻模擬部件、容量測量模擬部件、絕緣耐壓部件、變比設定模擬部件等需要進行變壓器模擬實訓的部件,同時保持實訓裝置外觀、實訓用的測試設備與真實測試設備完全一致,并通過軟件控制設定實現變壓器不同容量參數的設定和模擬,測試變壓器通過無線方式與計算機控制主機通訊,實現數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計,實訓人員操作測試設備和使用真實測試設備的方法和步驟一樣,實現各類配電變壓器的電氣參數的測試和分析,從而解決了配電變壓器電氣參數檢測實訓中試驗安全性和試驗多樣性的技術難題,同時也為模擬配電變壓器不同狀態下的電氣參數量提供了可能。
2.研發依據
通過對現有變壓器技術規范及技術標準的研究,總結現有變壓器需要進行的試驗及檢定項目,根據GB-50150-2006《電氣裝置安裝工程-電氣設備交接試驗標準》的技術要求,結合現場實際運行環境,油浸電力變壓器需要進行的交接試驗及滿足標準如下:
(1)測量繞組連同套管的直流電阻,應符合下列規定:
1)測量應在各分接頭的所有位置上進行。
2)1600kVA及以下電壓等級三相變壓器,各相測得值的相互差值應小于平均值的4%,線間測得值的相互差值應小于平均值的2%;1600kVA以上三相變壓器,各相測得值的相互差值應小于平均值的2%;線間測得值的相互差值應小于平均值的1%。
3)變壓器的直流電阻與同溫下產品出廠的實測數值進行比較,相應變化不應大于2%;不同溫度下電阻值按照下式換算:
R2=R1(T+t2)/(T+t1)
式中R1、R2分別為溫度在t1、t2時的電阻值;T為計算用常數,銅導線取235,鋁導線取225。
(2)檢查所有分接頭的電壓比,與制造廠銘牌數據相比應無明顯差別,且應符合電壓比的規律。
(3)檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性;必須與設計要求及銘牌上的標記和外殼上的符號相符。
(4)測量與鐵芯絕緣的各緊固件(連片可拆開者)及鐵芯(有外引接地線的)絕緣電阻,應符合下列規定:
1)進行器身檢查的變壓器,應測量可接觸到的穿心螺栓、軛鐵夾件及綁扎鋼帶對鐵軛、鐵心、油箱及繞組壓環的絕緣電阻。當軛鐵梁及穿心螺栓一端與鐵心連接時,應將連接片斷開后進行試驗。
2)不進行器身檢查的變壓器或進行器身檢查的變壓器,所有安裝工作結束后應進行鐵心和夾件(有外引接地線的)的絕緣電阻測量。
3)鐵心必須為一點接地;對變壓器上專用的鐵心接地線引出套管時,應在注油前測量其對外殼的絕緣電阻。
4)采用2500V兆歐表測量,持續時間為1min,應無閃絡及擊穿現象。
(5)測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數,應符合下列規定:
1)絕緣電阻值不低于產品出廠試驗值的70%。
2)當測量溫度與產品出廠試驗時的溫度不符合時,可按表1換算到同一溫度時的數值進行比較。
注:表中K為實測溫度減去20℃的絕對值;測量溫度以上層油溫為準。
當測量絕緣電阻的溫度差不是表1中所列數值時,其換算系數A可用線性插入法確定,也可按下述公式計算:
A=1.5K/10
校正到20℃時的絕緣電阻值可用下述公式計算:
當實測溫度為20℃以上時:
R20=ARt
當實測溫度為20℃以下時:
R20=Rt/A
式中R20為校正到20℃時的絕緣電阻值(MΩ);Rt是在測量溫度下的絕緣電阻值(MΩ)。
(6)繞組連同套管的交流耐壓試驗,應符合表2規定。
針對以上變壓器交接試驗標準要求,根據實際應用環境進行的試驗項目,特設計模擬變壓器及模擬測試設備進行要求的試驗項目,試驗項目測試滿足以上技術標準要求。
3.關鍵技術及難點
裝置研發的主要內容是對配電變壓器的模擬,根據實際應用測試設備的步驟及方法,裝置根據設定項目制定的相應測試分析項。
(1)本項目的關鍵技術一是解決了實際耐壓試驗危險性較高的問題。二是解決了直流電阻按照變壓器容量的不同從毫歐級到歐姆級線性變化等多種量級模擬的問題。三是解決了變比測試無法加載真實電壓的問題。四是解決了多狀態變壓器特性的模擬。
(2)技術難點:配電變壓器內部的改進以及變壓器參數設定智能化、多樣化的實現路徑是裝置研發與設計的主要技術難點。
三、裝置研究內容和實施方案
1.研究內容
(1)需求研究。主要研究配電變壓器檢修、試驗培訓的現狀和發展趨勢,國家和行業相關標準,現有裝置的技術與性能特點,以確定裝置研發的差異化方向,最后編制需求分析報告和裝置功能性能規格書。
(2)硬件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能性能規格書的要求,設計滿足上述報告和功能性能要求的硬件平臺技術方案,包括技術方案、機械結構、主要器件選擇等。
(3)軟件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能、性能規格書的要求,設計滿足上述報告和功能性能要求的軟件平臺技術方案,包括軟件架構、操作系統選擇、編程工具選擇、功能模塊劃分等。
(4)模擬變壓器測試儀器配置和測量算法方案研究。研究我國配電變壓器交接試驗的應用需求,并根據該需求確定裝置設計的測試應用方案,以及對應的模擬變壓器的技術參數和測試數據標準,設計模擬變壓器測試項目功能模塊,制定各個測試項目的技術參數要求。在上述工作的基礎上,設計整體軟件實現方案,包括邏輯圖與流程圖。
2.技術實施方案
(1)總體方案。通過對配電變壓器交接試驗項目需求和技術條件研究,確定裝置的總體方案及原則如下:
1)變壓器外形設計方案。采用標準10kV配電變壓器外殼,去掉鐵芯及線圈,保留高低壓接線柱、調壓分接開關、油位指示器等變壓器部件,在變壓器一側對變壓器外殼進行改進,改進后的外殼采用開門式設計,方便測試部件的安裝及維護工作。
2)測試儀器外觀設計方案。根據配電變壓器交接試驗項目需要用到的測試項目對變壓器裝置進行改進,在配電變壓器內部增加各測試功能模塊,配置必要的測試電路,以實現原測試儀器應實現的測量功能。
3)采用高速工業CPU設計。為提高性能和可靠性,所有測試儀器及模擬變壓器裝置均需采用高速CPU設計。模擬變壓器各功能部件采用高可靠性通用元器件設計,以提高管理性能以及兼容性與擴展性。
4)裝置抗干擾設計。裝置結構采用全密封設計;印刷電路板設計選用靜電放電保護(ESD)的芯片以及快速瞬變電壓抑制器件,采用表面安裝技術(SMT)及多層印制板,全部選用工業級芯片,以滿足裝置體積、可靠性以及電磁兼容能力等要求。
(2)硬件方案。組成系統裝置的主要設備有:模擬變壓器裝置、搖表、直流電阻測試儀、容量測試儀、耐壓儀、變比測試儀等設備。
模擬變壓器設計:模擬變壓器采用真實10kV配電變壓器外殼,內部去掉變壓器鐵芯及線圈,針對變壓器測試試驗項目設計不同模擬功能部件,如安裝絕緣耐壓模擬部件、吸收比及極化指數模擬部件、直流電阻模擬部件、容量測試模擬部件等,模擬部件輸入信號分別接到變壓器A、B、C三相高壓接線端子和a、b、c、n低壓接線端子及地線上,各模擬部件間通過繼電器控制斷開和接入到各接線端子。
1)絕緣耐壓模擬部件。配電變壓器故障模擬智能實訓裝置絕緣模擬部件,通過軟件設定改進變壓器高低壓接線端子之間以及與變壓器接地線之間的電阻值,實現配電變壓器絕緣電阻故障的設定和模擬,模擬絕緣電阻在0Ω到500MΩ之間,模擬絕緣電阻設定細度為20MΩ,并能模擬變壓器斷線功能,即變壓器接線端子間絕緣電阻為∞。
配電變壓器耐壓模擬:通過改進耐壓測試儀器及模擬變壓器實現,模擬耐壓儀可以按照正常方式進行接線、升壓,但是加載到變壓器上的電壓并不是實際輸出的幾千伏高壓,而是30V低壓,同時通過計算機設定實現變壓器放電聲音模擬,以達到真實的試驗效果。
2)吸收比及極化指數模擬部件。根據電容具備充放電的特性,在絕緣實驗電阻回路中串入耐壓及容量大的電容器,通過電容器充放電的曲線特性,模擬不同時間點的絕緣電阻值,即實現吸收比及極化指數的模擬功能。
3)直流電阻模擬部件。直流電阻模擬通過在變壓器一次側接入0~30Ω不同組合形式的電阻值,模擬一次側直流電阻,在變壓器低壓側(二次側)接入0~0.021Ω不同組合方式的電阻值,模擬二次側直流電阻,各電阻檔位設定及控制通過計算機控制實現,并能模擬故障狀態下組合電阻值。
4)容量測試模擬部件。配電變壓器容量測試模擬部件通過計算機控制在一次側接入7~80Ω不同組合電阻值,并能模擬不平衡條件下的各項電阻值。
5)變比測試模擬部件。配電變壓器變比模擬根據變比測試儀的特性,模擬部件通過測試一次側接入的電壓值及相位過零點,在二次側產生設定比例的電壓及相位角,模擬變比功能,模擬部件通過檢測勵磁調節開關的接入點位置,產生不同變比條件下的二次電壓值。
(3)軟件方案。系統軟件設計采用模塊化設計,主控制計算機實現總體控制和設定,主控制計算機通過無線通訊方式實現與模擬變壓器的數據交換。
模擬變壓器各模擬功能模塊需根據接收到的計算機設定命令,做出判斷,確定工作模塊內容及設定項目,供學員通過測試儀器進行實際測量。
通過主控制計算機可以實現各模擬模塊項目的設定,可以根據測試的需要設定不同的變壓器故障。
(4)通信方案。根據方案設計的可靠性及現場運行環境的需要,同時由于真實現場接線只有電源線和測試線,沒有獨立的變壓器與模擬模塊的通訊線,為了和真實現場保持一致,特選擇無線通訊方式,為了實現多設備間的互通,需采用無線組網方式實現。
3.裝置研究步驟及開發方法
裝置的研究與開發需要進行計算機程序設計、硬件電路設計和單片機控制程序設計,同時裝置研發需采用理論分析和試驗驗證法進行設計:
(1)前期先進行市場調研與分析,論證項目設計的可行性和必要性。
(2)與相關電力培訓機構專家和電力生產一線技術人員進行溝通,進行實訓內容及可行性研究,確定裝置研發實施方案,重點解決技術難點問題。
(3)對設計功能模塊進行相應試驗驗證,對各模擬模塊方案進行設計驗證。
(4)設計產品軟硬件;并試制樣機。
(5)對設計產品進行功能調試,確定測試指標。
(6)進行指標檢定和功能檢定。
裝置研發技術路線框圖如圖1所示。
四、預期目標和成果形式及創新點
通過裝置的研究與開發工作,系統分析了實現配電變壓器預防性和特性試驗的模擬測試以及對應的技能培訓,創新性地引入了多型號配電變壓器電氣特性和電氣參數的模擬技術,研究了現有試驗條件下根據不同型號配電變壓器及測試試驗設備的操作,加強對相關配電變壓器運行和檢修人員的技術技能培訓。裝置的主要技術創新點為配電變壓器試驗數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計。
參考文獻:
[1]國家電網公司生產技能人員職業能力培訓專用教材[M].北京:中國電力出版社,2011.
[2]職業技能鑒定指導書——變壓器檢修[M].北京:中國電力出版社,