发布时间:2023-03-14 15:11:30
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的电工电子技术基础样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
一、有效快捷地导入,选择行之有效的导入方法
俗话说:“良好的开端等于成功的一半”。在一节课的开始,导入应该是最基本的也是较为重要的一步。利用各种教学媒体和方法的导入,可以激发学生的学习兴趣,集中学生的注意力,使其产生主动学习新知识的欲望。实践表明,教师对导入环节重视不重视,是否精心地进行设计,其教学效果迥然不同。
1.与实际生活相结合导入法
学生对于理工科的内容都感到比较枯燥,而对联系实际生活的现象与规律比较感兴趣,一旦把书本上的理论知识和日常生活联系在一起,学生的积极性就很高。例如,我们日常所用的交流电是怎么产生的?电能是怎样传输的?家里的电表是怎样计量所消耗电能的,又是如何计费的?这些都是使学生感到所学的知识就是身边所发生的事情,从而产和强烈的探究欲望。
2.与实验现象相比较导入法
通过实验不仅可以使学生获得电学知识、培养实验技能的素质,而且可以培养良好的科学态度、作风和习惯。例如,在讲解“单相异步电动机正反转原理”一节时,我们请同学们观察一个准备好的与教室里使用的吊扇转向相反的吊扇?让大家发现不同,然后提出问题:为什么吊扇会反转,谁又能帮我把这一台反转的吊扇修理好?通过下面的学习同学们就能帮我解决这个问题,从而导入到新课的教学。
3.与概念相类比导入法
在电学中,很多概念与定律联系较密切,比较容易使学生混淆。在讲解新课概念时,利用新旧概念的类比引入,这样不仅有助于学生认清概念的区别,也可以使新课的引入显得自然贴切。通过类比也可以发现整个科学体系充满着对称与和谐,从而使学生发现科学的和谐美。比如,在讲解磁场概念之前,可以先总结电场的知识,从而引入磁场的内容。这样的引入顺理成章,也可以消除学生对新知识的恐惧心理,有助于学生对知识点的掌握和记忆。
4.设悬念激发兴趣导入法
电工电子学的理论内容是很枯燥的,平铺直抒地讲解,学生不感兴趣。这时就需要我们有意识地设置一些悬念,使学生感觉到所学知识的神秘感,激发他们去勇于探索的热情。例如,在学习“尖端放电原理”时,我们可以先给同学们介绍避雷针的情况,对它的作用及原理进行简单的说明。当学生对避雷针发生兴趣后,他就会提出很多有关的问题。通过解答问题得以引入到新课的教学。
5.与旧知识相结合导入法
古语说:“温故而知新”。由复习旧知识而导入新课是最常用的方法。此方法也符合了人们认识事物所遵循的由未知到已知,由简单到复杂的规律。因此,在教学过程中,应该把旧知识作为新知识的“引燃点”由复习旧知识入手,导入新课。比如讲解基尔霍夫定律时,我们可以先列出一简单的直流电路,要求学生用已掌握的知识分析。然后将电路变为复杂直流电路,再要求他们分析,此时学生都在努力试图分清各电阻之间的关系,都想跃跃欲试,但也都欲言而不能。此时我们可以讲:下面要学习的知识就可解答这一问题,由此引入新课就顺理成章,水到渠
成了。
从实际出发,结合不同课题内容,采用不同的导入方式,激发学生的学习兴趣,使学生全身心的投入到课堂学习中,以致课堂教学收到事半功倍效果。
二、运用各种教学手段,提高课堂教学质量
电工电子技术基础中的概念比较抽象,学生难以理解。教师可以借助教具和仪表、做实验演示、制作多媒体模拟课件等,加强直观教学,帮助学生摆脱认识障碍和困惑。例如,组合逻辑电路编码器、译码器的分析,在黑板上单纯地讲解,学生可能不容易理解,但如果使用模拟课件学生就易懂易会了。另外,为了加强学生的知识巩固,激发学生的学习兴趣,可以安排学生在实验室自己动手。在实验室中,选器材、设计实验方法,用理论指导实践,用实践证明理论。同时,在教学中还需要有互动环节,教师充分了解学生,认识课堂目标与内容,准备教学材料,进行有效提问,引导和帮助学生主动学习。教师在授课中既有理论知识的讲授,又要有理论知识应用的实例,从实例应用中引入问题,让学生自己思考“为什么?”对积极提出和回答问题的学生,要给予肯定和表扬。对回答错误的学生,应给与指正和鼓励。
关键词:电工电子;教学改革;思考
《电工与电子技术基础》是一门理论性和实践性都很强的课程,是机电专业重要的专业基础课。通过本课程的学习,不仅要求学生掌握毕业后从事电气技术工作的基本知识和基本技能,也为本专业学生学习后续课程打下坚实的基础。
但是在实际的教学过程中,代课老师普遍反映这门课越来越难教。主要原因有以下几个方面: (1)学生素质参差不齐。技校学生多是普高上不了的学生,甚至有些都未参加过中考。学生进入技校还是不能好好学习,不仅不学理论课对于实习操作课也同样不感兴趣。(2)教学内容覆盖面广,理论抽象,学生普遍觉得学习起来较为困难。(3)教学手段不够灵活多样,学生学习积极性不高,影响了教学效果。
要改变这些现状,就要充分发挥教师的引导作用,从教材与教法方面提高教学质量。
一、调整教学内容,制定合理的教学计划
电工与电子技术基础知识覆盖面广、信息量偏大,而课时安排有限,必须根据教材特点和实际情况有所侧重地选择,适当地进行取舍,调整教学内容,使“培养应用与技能型人才”落到实处。
这就要求我们的教学内容要体现专业特色并结合学生专业进行精炼,制定有针对性的教学计划,做到有的放矢、学以致用。课程内容以“必需、够用”为原则,对一些复杂的理论推导和应用较少的难记的公式,该减则减,避免学生产生厌学现象,同时要体现专业特色。
例如,对于机电专业的学生,在以后的学习工作中,电动机及其控制技术、半导体器件、放大电路等几个方面用得最多,在学习这些章节时应多用些课时,重点讲解。同时,科学地使用教材,应与时俱进,跟踪科学技术发展在工农业生产领域中产生的新成果、新方法并及时补充到教学中去,开阔学生视野,启发学生学习的积极性和创造性。
二、采用丰富的教学方法和教学手段
新型的教学模式要求“以学生为主体,教师为主导,以 能 力 培 养 为 主 线,以 素 质 培 养 为 目标”,因此要求我们丰富教学方法和教学手段。特别是对于对理论知识毫无兴趣的技校学生的教学,更要千方百计的激发出他们的听课欲望。
1.创设情境,激发求知欲
课堂教学中良好的开头可以吸引学生的目光。营造良好的课堂情境需要有情趣的提问,从而使他们对学习电工电子技术基础产生兴趣,并产生强烈的求知欲,从而进一步调动学生学习的积极性和自觉性。例如,讲电功时,可以跟家庭用电情况相结合。讲直流电源制作的时候可以跟我们现在的手机充电、电动车充电相联系,让学生知道我们的理论基础的学习并不是只是纸上谈兵,让他们从抽象的理解到形象理解用到实际生活中去,从而提高学习的积极性。情感是滋生兴趣的催化剂,积极的情感体验会使人将一种行为进行下去,使学生在学习过程中不断调节自己的情感,而不是抱着消极的或应付的态度去学习,努力在学习中获得真正的乐趣和满足。还可以让学生寻找课本中一些对自己成长有帮助和好处的知识,这些都有利于学习兴趣的提高。
2.改善教学方法,激发学生学习兴趣,加深知识点的理解与应用
电工与电子技术基础理论知识比较抽象,不利于学生理解。因此,在实际教学中,要尽量把理论知识形象化、直观化。采用启发式、类比式等多种教学方法,便于学生接受所学的知识,提高学习的兴趣和积极性。
例如,在讲电容器时要将水容器联系在一起,类似于用不同的容器装水,要达到相同的水,截面积大的容器需要装的水比较多。根据电容器和水容器的类比轻松地介绍了电容器的概念和影响电容量大小的因素。讲二极管的单向导电性时,类似门一样,顺着门的方向就可以打开,逆着门的方向就打不开门的道理。这样加深学生理解和掌握二极管的单向导电性。
在讲解基尔霍夫电压定律时,可以采用类比法将电路中的电位类比成海拔高度,电压类比成高度差,引导学生将常用规律迁移到电路中,从而使学生更容易理解该知识点,进而达到掌握的目的。在求解三相电路时,引导学生分析多种求解思路从而找到最佳的求解方案,使学生运用发散性思维来考虑问题,强调学生的主动参与。
3.理论与实践相结合
在教学的过程中,多给予学生参与的机会,多让学生动手,激发学生学习、探究的欲望。例如对二极管、三极管的特性讲解时,可以让学生动手,通过万用表的测量去判断二极管、三极管的管脚。提高学生对知识点的理解深度和应用能力、动手能力。课堂教学也可从实验入手,再从实验中引入问题,这样具体而真实,可以使学生带着问题做实验,通过亲自动手实验再来找到问题的答案,从而激发了学生的学习热情,增加了学生学习的成就感。
4.采用先进的教学手段
将多媒体教学与黑板教学相结合。对于关键的理论推导、重要例题,教师可以在黑板上进行,而对于大量的概念以及图形,使用多媒体课件就可以省下很多时间。除此以外,本课程中有些知识点很难理解,例如在讲解旋转磁场、PN 结的形成、晶体管中载流子的运动时,可以利用多媒体动画,将难以看到的内部结构、难以理解的内部运动形象、直观、生动的展现出来。
多媒体的音视频资源丰富,教学过程更加形象生动,一些传统教学无法表达的内容可以更完美地展现;教材、课件资源更加易于积累、修改、共享,减少教师准备课程内容时间,提高教师教学效率。
总之,电工与电子技术基础课程是电子类专业开设的一门实践性较强的技术基础课,教师授课和学生学习都有一定的难度。通过对本课程教学内容和教学方法与手段等教学要素进行改革,尽量优化教与学的过程,使课程的教学质量得到进一步提高。激发和提高学生的学习兴趣,增强他们获取与运用知识的能力。使学生的技能操作以及分析问题解决问题的能力得到进一步提高,为后续课程的学习及继续深造奠定基础。也使学生学有所用,并适应社会需要。
参考文献:
关键词:电工电子 教学 改革 措施
电工电子技术是电类专业教学中的一门重要的专业基础课程,在专业教育教学和人才培养的过程中占有十分重要的地位。该课程的特点是:概念多,抽象,实践性强。通过本课程的学习,学生应在电路、电工技术及电子技术方面获得知识、素质、技能方面的培养,并为以后学习各专业知识和高一级的职业技能打下良好的基础。
一、电工电子技术课程的特点概述
电工电子技术课程是高等院校理工科电类专业必修的一门技术基础课程,在工科教学体系中占有十分重要的地位,它为学生学习后续课程以及毕业后从事工程技术和科学研究等工作打下一定基础。随着电子工业的飞速发展和计算机技术的迅速普及,它已成为所有理工科本科生的必修课程和部分文科专业的选修课程。
二、电工电子技术教学存在的问题
1.考核方式简单化,不利于学生综合素质的提高。电工电子技术课程是一门实践性较强的课程,通过本课程的学习,学生不仅要掌握电工电子的基础理论知识,更要掌握电工电子技术技能。我们现行的考核方式是:百分制,其中笔试成绩占70%,平时成绩占30%。显然,笔试成绩所占的比例过大,使得学生过分关注书本知识,死记硬背,不能体现学生的动手能力和综合素质。
2.教学方法、手段落后,不利于调动学生学习的积极主动性。通过调查发现,学生的基础普遍较差,自主学习能力欠缺,学习兴趣不高,还有来自文科的学生,而电工电子技术课程对物理知识和数学知识需求较多,这就容易使学生产生厌学情绪。而现在的教学主要仍沿用传统教学方式――“粉笔+黑板”或者简单的演示,教师讲,学生听,学生的主体地位没有被发挥,教学内容的生动性得不到体现,学生便不能积极参与到学习过程中,严重影响教学效果。
3.教材内容理论性强,不利于学生职业技能的培养。职业教育强调理论知识以“必需、够用”为原则,注重操作技能的培养,而现有教材内容仍包含有一些复杂的理论推导、应用较少的难记的公式、注重知识的系统性。同时,缺乏本学科新理念、新技术、新成果及应用实例的引入,使学生视野得不到开阔,不利于学生职业技能的培养。
三、电工电子技术教学改革的有效措施
1.优化调整教学内容。第一,结合电工电子技术课程目标,选用符合具有职业教育特色的教材。因为现行很多教材大多套用知名高校学历教育相关教材,知识陈旧,理论性强,未能突出职业能力的培养以及及时反映新理论、新技术、新工艺、新装备、新材料,成为制约应用型人才培养的瓶颈;第二,在考虑学科内在的逻辑关系和培养职业能力宏观指导下,微观上精选、调整教学内容。电工电子技术课程知识面广、信息量巨大,而课时非常有限,必须根据职业能力培养的目标,有所侧重地选择、调整教学内容,使“培养应用技能人才”落到实处。例如:在讲授我校计算机科学与技术、电子信息工程专业的电工电子技术课程时,要充分考虑在现代仪器仪表上电工电子技术的应用。
2.教学方法的改革。采用案例教学法贯穿全课程的教学方法:精心选用典型的、有实用价值的、学生感兴趣的实例,以该案例的设计和改进中的问题为切入点,步步深入,将实践技能的培养贯穿于教学的始终。克服传统教学方法中理论与实践严重脱节造成弊端。学习本课程后,学生分析电路虽然头头是道,但若要设计制作一个电路系统往往不会查手册、不会选器件、不会连电路、不会调试系统。可见,案例教学法从真正意义上实现了以学生为主体,以培养学生的自主学习能力、实践能力和创新能力为基本价值取向。案例教学法若运用得法,将会最大程度地调动学生的主观能动性和学习兴趣。但采用案例教学法一定要注意以下几点:第一,案例要有典型性和实用性,才能激发学生的学习热情和学习兴趣;第二,案例要有综合性和启发性,案例应将课程内容与案例有机结合、融会贯通;第三,案例应体现本学科的前沿知识、技能,提高学生的实践能力、应用能力和创新能力。
3.教学手段的改革。有了好的教学理念、教材、教学方法,要取得好的教学效果,还要有好的教学手段,要善于根据课程不同内容、不同的知识点的特点选用不同的教学手段,才能推动教学内容和课程体系改革取得实质性进展。我校在教学过程中,不再采用黑板加粉笔的教学方法,大量地使用多媒体课件、EDA仿真软件、网络教学等多种教学手段。
四、结语
总而言之,电工电子技术课程是电类专业开设的一门实践性很强的专业基础课,教与学都存在一定的难度,通过对教学模式、教学方法等教学要素进行改革,最大限度地优化教与学过程,使课程的教学质量更上一级台阶,为后续课程的学习及继续深造打下坚实的基础。
参考文献
关键词:技工院校 电子技术 课程建设
随着技工院校教学改革的不断深化,以往传统的教学理念、手段、方法不断得到创新,教学的方向与目标不仅越来越贴近企业的岗位需求,而且更加注重学生将来的职业生涯发展规划。因此,电子技术基础课程作为电子、电工以及机电等相关专业的基础专业课程也必须做好课程建设,以提升教学效果。
所谓课程建设,即课程设计,其基本要素有两个:一是安排课程。这一环节主要是根据教学大纲及学校的实际情况,科学地设置相应课程、安排课时,要求比例合适,充分考虑学生综合素质的培养。二是教学实施。这一环节要求教师遵循因材施教的原则与规律,选择最合适的教学方法和教学手段开展理论、实训教学。对技工院校的办学者来说,抓好课程建设无疑具有极其特殊的现实意义。
一、电子技术基础课程建设的意义
技工院校的课程体系包括基础课程与专业技能课程两大块,课程多,内容杂,加之技工院校的学制普遍较短,还有大量的校内实习、顶岗实习。因此,各课程的学时安排往往捉襟见肘。为此,笔者学院电子教研室有针对性地选择了电子技术基础作为课程建设的试点与突破口,收到了良好的成效。
1.满足企业用人和学生就业的需求
以往技工院校的课程教学都是以教学大纲为主旨,将学生的培养完全放在学校这个封闭的小环境中,学生毕业后面对企业生产第一线无所适从,无法胜任工作。而开展相关课程建设,课程的内容、目标与企业一线的岗位技能需求实现了对接,从而满足了企业的需求;同时,使学生能在第一时间获得就业的成就感,满足了学生职业发展的需求。
2.激发学生的学习兴趣
技校电子、电工等相关专业课程教学存在的最大问题,就是学生没有学习兴趣。许多学生刚进校时,对电子专业课程的学习还抱有一定的兴趣,还有一定的主动性。但随着课程难度的加大,学生基础薄弱的缺陷就显现出来,不少学生跟不上教学进度,丧失了兴趣,进而厌学、逃学。而电子技术基础课程的建设就是要激发学生的学习兴趣。
3.打造适合学生认知的教学模式
课程建设的一个重要内容,就是打造适合学生认知现状的教学模式。现在的技校学生面临两个学习困境:一方面,随着高中、大学扩招,报读技工院校的生源素质逐年降低;另一方面,企业对技校毕业生的素质要求却逐年上升。这就需要我们通过课程建设打破传统思维定势,充分利用校企合作等形式,开展一体化教学改革,真正做到理论与实践一体化、学与做一体化、校内实训与企业情境一体化,这样才能实现人才培养方案所设定的目标。
二、技工院校电子技术基础课程建设的内容
1.选择合理的教学内容
电子技术基础课程是向技校学生传授电子技术基础知识的专业课。根据当前学生的实际学情以及企业一线岗位群的技能需求现状,可将教学内容设置为半导体器件的结构、工作原理和功能等;教学过程要突出重点、解决难点,根据学生的知识掌握情况,逐步加大理论难度。例如,在学生掌握了常用基本器件、放大电路的基础上,有选择地讲授集成运算放大器和数字电路基础。
2.设置均衡的达标要求
教师在教学时要充分考虑学生的接受能力,给学生设置的达标要求也要适度。教师讲授不同的课程内容要设置不同的教学要求。例如,在讲授“集成运算放大器及其应用”这一部分时,教学要求设置为了解直接耦合放大电路的作用及其特点,掌握典型差动放大电路的结构、工作原理、抑制零漂原理,明确运算放大电路的理想化条件,掌握理想集成运放工作于线性和非线性状态时的特点,掌握比例、加法和减法运算电路的接法。能运用“虚短”和“虚断”的概念分析上述运算电路输出和输入的关系,能按输出电压和输入电压的关系式,画出集成运放电路图,了解电压比较器的工作原理和波形分析方法,了解集成运放的使用方法。
3.选择合适的教学方法
教学方法是否科学、合理,直接影响到电子技术基础课程的教学效果。因此,在教学中,一方面要将该课程与相关课程的教学结合起来,融会贯通,大胆引入仿真实训、多媒体动画等教学手段,提高教学的直观性,激发学生的学习兴趣和积极性;另一方面,要加强讲授的立体化。针对该课程实验性强的特点,要有意识地将教师的教与学生的学、做结合起来,不同的理论知识点布置相应的实验内容,以加深学生对理论知识点的掌握。
【关键词】中职;电工与电子技术;教学改革
《电工与电子技术》课程是中职学校很多工科专业的基础课,通过对该门课程的学习,使学生了解并掌握电工技术和电子技术必备的知识和技能,为后续专业课程的学习打下坚实的基础。由于该门课程的理论性与实践性均较强,加之在传统教学中存在多方面的原因,造成了教师难教、学生难学的窘境。本人通过分析课程教学现状及存在的问题,探讨课程教学改革的内容和方法并加以实践,取得了良好的教学效果。
一、课程教学现状及存在的问题
(1)知识覆盖面广,难度大,课时少。本课程不仅与物理和数学密切联系,还涉及电路基础、电工技术、电机与控制、模拟电子和数字电子等多方面的知识,其具有概念原理多、公式多、内容抽象难懂、课时相对较少等特点,课程讲解起来既费时又费力且很难达到预期效果。
(2)学生的文化基础薄弱,学习主动性不强。中职学校学生普遍基础较差,缺乏学习的兴趣和动力,学习积极性和自觉性较差,需要教师给予积极正确的培养和引导。
(3)教学模式和教学方法单一。在传统教学中,教师大多停留在以课本、粉笔加黑板为道具和以整堂课从头到尾口头传授理论知识的陈旧教学模式和教学方法。空洞乏味的理论讲解,学生没有直观印象和感性认识,理解起来很困难,易使学生产生畏难、厌学情绪,教学效果不尽如人意。
(4)理论与实践相脱节。在以往教学中,不够注重理论与实践的紧密联系,学生缺乏实践环节的锻炼,制约了对学生综合能力的培养,导致学生学完课程后,知识和技能掌握不扎实,应用就更谈不上了。
(5)考核方式不合理。传统的课程考核方式较为简单,只将期终试卷成绩和平时成绩按一定比例计算出最终成绩。这种重理论轻实践的考核方式,易造成学生“高分低能”的不良教学效果,无法适应当前素质教育的培养目标。
二、课程教学改革的内容和方法
(一) 整合和优化课程内容,确定教学重点
中职学校是以培养实用型、技能型人才为目标,这就要求我们在教学中要结合各专业特点及需求,以“必需、够用”为原则,以“掌握基本知识,强化技能培养”为重点,对课程内容进行整合和优化,有针对性的删减一些难度大、理论性强且与专业关联不大的课程内容。改变传统的“讲全、讲细、讲透”的教学观念,减少理论推导、注重结论与应用。加强理论与实践的有机结合,培养学生分析问题、解决问题的能力,以满足企业对技能型人才的需求。
随着科技的飞速发展,新知识和新技术不断涌现。教师应不断加强学习,要根据不同专业适时增加电工电子及相关领域一些新的、实用的知识和技能,有助于培养学生探索精神和创新能力。
(二) 采取灵活多样的教学方法,提高学习效率
(1)实物教学法
在教学中应尽可能地引入实物,使学生能够形象直观地了解所学内容,达到易于理解和加深记忆的较好教学效果。例如在讲解二极管时,可以现场展示不同规格的二极管,使学生不仅了解它们的外型、型号命名及含义,还学会了根据二极管的单向导电性特点,利用万用表判别二极管的极性和质量好坏的方法。通过实物讲解和现场演练,提高了学生的学习兴趣和课堂教学效果。
(2)演示实验法
演示实验注重从“生动与直观”着手,激发学生的好奇心和求知欲,使学生从丰富的感性认识上升到理性认识,符合认识规律,此方法既调动了学生学习的主动性,更加深了他们对知识的理解程度,达到事半功倍的效果。例如在讲到三相异步电动机旋转磁场时,本人先把电动机的转子取出,再把小磁针放置在电动机的定子空间中,让学生观察以下实验现象:当给电动机定子三相绕组中通入三相交流电时小磁针便立刻旋转起来;只要调换电动机任意两相绕组所接的电源接线(相序)时,小磁针的转动方向就会发生改变。通过演示实验,形象直观地验证了三相异步电动机旋转磁场及其产生条件,使接下来的理论分析环节变得简单且轻松。
(3)讨论式教学法
老师提出问题后让学生去思考并展开讨论,充分发挥学生学习的主动性和参与意识,让学生在掌握知识的同时,培养并锻炼了逻辑思维能力和语言表达能力。例如在学习“静态工作点的选择与波形失真”内容时,引导学生思考并讨论当静态工作点设置不合适会造成哪几种失真?如何减小或消除失真?怎样才能稳定静态工作点?学生通过现场讨论,活跃了课堂气氛,提高了学习兴趣,增强了学习本门课程的信心。
(4)对比教学法
对比教学法适用于可对比课程内容的讲解。例如在讲解三极管的放大、饱和及截止这三种工作状态所表现出的具体特性时,可分别对比电路的通路、短路和开路状态的特点,使复杂的内容简单化,抽象的内容具体化,学生易于理解和接受。
(5)启发式教学法
针对遇到的问题不直接给出答案,可采用启发式教学,引导学生独立思考并解决问题。例如在讲授三相异步电动机的工作原理时,首先提出问题:何谓异步?电动机的旋转磁场转速和电动机的转速是否相同?如果转速不同,则大小如何?教师对于学生经过思考后给出的观点不直接评判,而是利用测速表当场测试电动机的转速,让学生通过实验现象加以分析比较后,最终得出正确结论。通过启发式教学,激发了学生的学习热情,提高了学生的逻辑思维能力和分析判断能力。
关键词:电力电子变流技术;工作过程;教学改革
作者简介:叶秀丽(1982-),女,浙江瑞安人,杭州第一技师学院机电系,一级实习指导教师。(浙江杭州310023)程知群(1964-),男,安徽巢湖人,杭州电子科技大学电子信息学院,教授。(浙江杭州310018)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)09-0057-02
一、“电力电子变流技术”课程教学改革的必要性
电力电子技术跨“电力”、“电子”、和“控制”三个领域,是现代电子技术的基础之一,更是弱电子对强电力实现控制的桥梁和纽带,是电气工程中的基础电子技术。在2007年之前由于受到教学资源的限制,主要是黑板加粉笔加少量验证性实验的教学模式,只能局限于理论知识讲授,理论教学与实践教学脱节,学生的动手机会少,学习没有兴趣,学习效果不佳,工作后岗位适应能力较差。随着杭州第一技师学院升格为技师院校,这期间学校电气专业以省级示范专业建设为契机,全面推进课程改革。通过广泛社会调研,了解企业的人才需求,重新调整人才培养目标,请用人企业对相关课程的主要知识点提出应达到的目标,结合走访毕业生与汲取同类院校的先进经验,细化课程的具体教学要求,在教学内容、教学顺序上进行了大的调整。课堂教学开始采用电化教学手段,增加实验设备的种类和数量,并注意联系实际应用,通过这些措施,学生学习的积极性有了极大的提高。但在教学方法、手段上存在着一定问题,因内容过分偏重于基础训练,所以在方法和手段上很单调,主要以“模仿”为主。通过教师详细讲解、操作示范,学生不需主动思维和创新,只需“依样画葫芦”。通过反复训练学生硬件接线,熟能生巧,形成一定的基本技能,给学生足够的思维空间,发挥他们思维的主动性和创新精神。
二、“电力电子变流技术”课程改革思路
传统的职业教育以使学生掌握经验技术和操作技能为目标,以迅速适应工作岗位的要求。但在知识经济时代,由于生产方式的根本变化,人们的职业能力构成也必将有大的改变,社会需要更高层次的人才。这就要求我们培养的高等应用型人才不只是对现有知识、技术、方法的继承性应用,而是应通过自身努力能够不断地学习新知识、新技术、新方法,能够形成新方案、新产品、新创意,能够分析新情况、解决新问题的创造性应用。因而课程实践教学的改革应以培养的学生具有一定创新能力和创新精神、有着良好的发展潜力为主旨,以行业科技和社会发展的先进水平为标准,充分体现规范性、先进性和实效性。
1.教学方法
“电力电子变流技术”作为杭州第一技师学院电气专业的核心课程,要想将前人积累起来的知识、技能和经验转化为学生的职业能力需要有相应的教学方式、方法。改革前的职业教育方法注重的是理论知识和操作技能的训练,而对实践能力、解决问题的能力、合作能力及创新能力等方面的培养缺乏行之有效的方法。只有选择了合适的教学方法才能使学生在学习过程中主动探究、深入思考,使学生能认真倾听、合作、交流、分享,从而有效提高教学效率。为了使学生在参与互动中理解和消化知识,“电力电子变流技术”课程教学以工作过程为导向,在采用任务驱动式的教学模式中综合了多种教学方法,如项目教学法、角色扮演教学法、头脑风暴教学法、案例教学法、讨论教学法和多媒体教学法等。这些方法相互交叉、相辅相成,以构建轻松和谐、积极热烈的课堂气氛。
2.教学内容
在教学过程中,以工作过程为导向,采用任务驱动型教学模式,教学内容的选取遵循三个原则。
(1)分析岗位技能,以真实工作任务为载体选取课程学习项目。针对维修电工的工作领域和工作任务,分析岗位所需的技能和态度,确定课程应培养的技能和态度,将其任务如变频器的运行和维护、开关电源的维修等作为课程载体,选取课程学习项目。
(2)项目系统化设计,基于认知规律,从简单到复杂。课程的后一个项目在包含前一个项目的基础上增加新的知识点,教学难度层层推进,有序实现教学目标。
(3)课程教学中重视学生可持续能力的培养。我们选取学院现有的电气设备为教学载体,结合实际,精心选择难度适宜、可行性高的5个实际项目案例,这些案例涵盖了本课程的全部知识点和技能点。将电力电子变流技术分为5个学习情境。学习情境5为综合学习情境,安排有4个安装调试任务。学习情境1~4的每个学习情境分为2个典型工作任务。每个典型的工作任务都设计为对典型机电设备的典型控制系统的学习,每个学习任务中都有知识点的廷伸,拓展学习使学生掌握更多的知识和技能。完成了前4个学习情境的学习任务,知识逐渐综合,学生可以完成学习情境5:小功率直流调速控制柜的安装调试学习任务。
在教学过程中,以真实的工作任务为载体设计教学过程,教、学、做相结合,兼顾理论与技能训练。以“教师引导性学习、学生自主性练习、师生共同研习”为主的“学、练、研”一体的教学模式,强化学生能力的培养。在教学实施过程中融入职业资格认证标准,与高级维修电工应知应会知识联系紧密。
3.考核方式
工作过程教学的考核方式需灵活多变,不再以单一的闭卷考试来评定学生的优劣,随着项目的进行,因材施教,随时考核。考核分为三种形式进行,即学习小组考核、指导教师考核和期末闭卷考核。在项目考核过程中,主要采用学习小组考核和指导教师考核。
(1)学习小组考核是由学习小组长负责,展开自评和互评考核方式,指导教师和班长可监督小组长开展此项工作。这个考核是最基本的考核。
(2)指导教师考核主要是以抽查提问加项目总结的形式进行。因为人数多,老师不可能一一检查,可通过抽查小组的某几位同学来进行考核,但是这几位同学的成绩影响整个小组的评定成绩,在评选优秀班组时作为参考。这样必然促使同一小组的人员互相监督学习,防止个别人拖后退。
(3)期末闭卷考核在学期全部课程结束时进行,主要从知识的掌握及应用情况考查学生对本门课程的掌握程度,以便找出学习过程中出现的问题,同时也督促学生将学习的过程贯穿于全学期,以巩固所学内容,而不是学完一个项目就丢掉一个项目。
三、结束语
通过本学期电力电子课程教学的探索和实践体验,学生对学习电力电子变流技术课程的兴趣有了一定的提高,对本专业各课程的知识有了更好的理解。但由于电力电子电路具有强、弱电结合的特点,所以其课程改革涉及面广、技术性强,需要不断积极探索教学内容、教学方法,充实自己,以适应当今社会的需要。
参考文献:
[1]黄俊,王兆安.电力电子变流技术[M].北京:机械工业出版社,2000.
[2]丁道宏.电力电子技术[M].北京:航空工业出版社,1995.
[3]刘峰.电力电子技术[M].大连:大连理工出版社,2003.
关键词电气工程;自动化技术;施工技术
随着当前社会生产力水平的不断提高,全社会对电力的需求不增加,提高用电设备及其系统的生产和工作效率就显得尤为重要。而电气工程及其自动化是提高用电设备及其系统生产效率和工作稳定性的重要技术。但是,在电气工程及其自动化施工技术过程中会受到诸多因素的影响,例如信息技术、施工方案设计、施工现场环境因素等,这些都增加了电气工程及其自动化施工技术的难度。因此,探讨电气工程及其自动化施工技术的相关技术原则,分析施工过程中存在的主要问题,并提出针对性的技术解决方案,对于提高电气工程及其自动化施工技术水平具有重要意义。
1电气工程及其自动化方案设计理念及基本原则
1.1施工设计理念
1.1.1现场总线方式
当前,随着信息网络技术的不断发展,以以太网、现场总线等技术为代表的计算机技术在变电站综合自动化控制系统中得到了广泛的应用。同时,随着这些系统运行经验的不断丰富,电气工程及其自动化系统开始向智能化系统及技术的方向发展,给电力系统及电气设备的稳定、高效率运行提供了基础。现场总线设计理念能够使得电气自动化系统的功能更加具有针对性,而且对不同的间隔可以设计不同类型的功能。该种控制和监控方式不但具有远程控制的能力,而且可以减少自动化系统中隔离设备、端子柜等控制元器件的大量使用。若能够将智能设备应用到现场总线系统中,则能够通过就地安装的方式与控制系统进行无线通信,从而减少了施工过程中的大量线缆铺设工作,在提高施工效率的同时降低工程成本。
1.1.2集中控制方式
利用集中控制的设计理念不仅可以给施工维护工作带来极大的便利性,满足控制系统的防护要求,而且还能够降低控制系统的设计与施工难度。但是,由于这种系统施工设计方式将系统的各个不同功能信号集中到一个处理器进行处理,导致控制处理器的负荷较重,导致系统的控制和响应速度较慢。同时,还存在着主机系统冗余等问题,在一定程度上降低了整个自动化系统的工作可靠性。
1.1.3远程控制方式
远程控制的方式主要是将无线通信技术应用到其中,在节约大量信号线缆、减少施工工作量的同时,还能够增加系统的组网灵活度。但是,因为电气工程及其自动化系统的现场总线通信效率较低,而较大规模的自动化系统对控制信号量需求较大,因此这种方式主要用于小型自动化系统的设计与施工应用。
1.2电气工程及其自动化施工的基本原则
在电气工程及其自动化施工的过程中,相关的技术方案选择必须遵循如下几个方面的原则:1)保证系统的安全、可靠;2)在确保满足自动化系统的功能要求基础上,要保证施工方案尽量简洁、经济;3)施工的设计方案必须与施工设计方案一致,达到自动化系统的预先控制要求;4)合理的处理机械与电气之间的关系,在施工过程中要将机械设备的生产工艺和施工成本、施工难度结合起来。
2当前电气工程及其自动化施工存在的典型问题
2.1电气工程自动化施工存在的节能问题
当前,虽然人们对环保节能方面的要求和意识已经有了较为明显的提高,但是在电气自动化系统的设计。施工和使用过程中依然存在着能耗较大的问题,导致电气工程节能形势依然严峻。尤其是在当前电气工程系统智能化趋势日益明显的背景下,电气工程施工技术、管理措施以及施工过程中对质量的把握和控制都直接影响到整个电气自动化系统后续的能耗水平。但是,当前在电气自动化工程施工过程中在施工方案设计、选材等方面依然存在着节能意识不高的问题,这在一定程度上限制了电气工程自动化系统的整体应用效果。
2.2电气工程自动化系统网络架构不统一
电气工程自动化控制系统的目的在于构建一个高效、快捷的电气工程控制系统,但是当前很多工程建设项目在系统的建设过程中存在着内容自身网络架构方式不一致的问题,导致依托于网络系统架构的电气工程自动化系统的建设工作受到限制和阻碍。同时,在系统施工过程中,由于选择的系统服务商在软、硬件方面的差异,使得各个程序接口不一致,影响了电气自动化设备之间控制信号的传输与交流,从而使得系统部件之间的数据和信息难以共享,使得施工建设完成后的电气工程自动化系统工作效率不高。
3面向全周期的电气工程及其自动化施工技术
电气工程及其自动化系统的施工工作是一项系统而复杂的工作,而且其涉及到控制、电力、通信等多个方面,属于典型的多学科交叉施工项目。因此,必须从多个角度出发,面向整个施工周期,保证各个施工环节的施工技术合理,才能使得整个自动化控制系统满足用户需要。
3.1施工前的技术准备
在开展正式的施工之前,施工人员通常需要对设计图纸和设计方案予以了解,但是其了解程度不得停留在施工图的层次,而应该对设计技术图纸予以全面了解,能够理解系统设计的意图,这对于提高后续施工效率,保证工程建设质量具有重要作用。同时,通过分析工程施工设计技术方案,还可以从施工的角度发现设计方案存在的不足,为设计人员方案的改进和完善提供有效的参考依据。
3.2主体施工环节的施工技术
该环节是电气工程及其自动化工程施工的主要部分,在具体的施工过程中,要严格控制好这样几个方面的施工技术:1)对施工中使用的电气管材、线盒的质量进行严格控制,确保使用的所有材料都严格符合相关的标准。例如,使用的PVC管必须使用中型以上的管材,且在施工中以重型管材为主,且必须是阻燃型管材;2)在电气自动化工程施工时要尽量减少对主体工程结构造成的破坏,保证其保护层厚度,因此在预埋管线等敷设时要将之设置在主体结构钢筋的外侧,且同一处相互交叉的管线数目应该控制在3条以内。同时,在捆扎线管时,不得将线管捆扎在一起;3)管与管、管与接线盒之间的连接必须牢固、可靠、密实,并做好防止堵塞的措施;4)主体结构部分的墙体应设置开关和插座,便于后续相关电气设备用电需要,且强弱电之间的接线盒间距必须满足设计要求。
3.3安装与调试阶段的施工技术
安装和调试阶段是整个电气工程自动化项目施工的收尾阶段,也是电气自动化工程施工的关键环节。总的来讲,在施工过程中要按照响应的样本做好配电箱、接线盒内压线的施工工艺,保证所有布线整齐、压接可靠。在工业厂房和民用建筑内进行施工时,还会涉及到消防系统的安装和施工。例如,对消防泵进行控制时,由于涉及到降压起动、现场手动、消防控制室手动、自动启动、备用互投等操作功能,而且所有的操作都涉及到由不同厂家提供的设备,在安装和调试过程中容易出现故障,这对施工过程中的技术协调提出了较高的要求。否则,一旦出现部分技术缺陷,将影响整个工程项目的进度,甚至使得整个电气自动化控制系统不能够正常运行。
参考文献
[1]宋海燕.刍议电气工程及其自动化问题及对策[J].科技致富向导,2013(11).
[2]赵子健.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015(15).
论文摘 要 智能交通系统 (ITS) 是集成于信息技术、传输技术、电子技术、及计算机处理技术等多种类电子工程技术,而建立起的实时、高效、准确的综合运输和管理体系。其中,数据压缩和数据融合技术使得ITS技术更具有现实意义。本文基于智能交通系统中信息的特征,探讨了数据压缩和数据融合技术涉及的关键技术及要求,分析了技术应用及现实突破。
1 ITS信息及特征分析
1.1 智能交通信息(ITS)
交通系统由包括4个基本要素:人(交通出行者、驾驶员和管理者)、物(货物)、各类交通工具和相应的交通设施构成。交通信息是指所有与交通系统的四大要素相关联的信息,是ATMS的关键基础。面向ATMS的基础交通信息主要是指与交通运行状态和交通管理有关的交通信息,是交通信息中最直接、最基础的信息。基础交通信息包括基础交通地理信息、交通实时状态信息、交通控制和管理信息、交通政策法规信息、公共交通信息。
1.2 基础交通信息的属性特征
基础交通信息是一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系统,其应具有以下一些基本属性特征:1)准确性;2)及时性;3)共享性;4)信息的采集具有实时性和动态性;5)具有海量信息特征;6)增值性。
2 数据压缩处理技术
交通信息一方面时采集到的信息烦杂多样,要想利用这些不同类别的信息,需采用不同的处理方法;另一方面,交通信息的一个显著特征是它的空间性和随机性,因此对它的研究分析需要建立在广泛统计的基础上,应用各类信息处理技术和统计分析方法来探索它的规律性。
所谓多媒体技术就是能对多种载体(媒体)上的信息和多种存储(媒质)上的信息进行处理的技术,特点主要表现在它的综合性和交互性。交通信息是属于多媒体信息范畴。若要实时的综合处理声音、图像、视频、文字等多媒体信息,其数据量是非常大的。要传输或存储这样大的数据量是非常困难的,必须对其进行压缩编码,在满足实际需要的前提下,尽量减少要传输或存储的数据量。
数据压缩主要依靠信源编码技术。一般的,图像压缩技术可分为两大类:无损压缩和有损压缩技术。在多媒体应用中常用的压缩方法有PCM(脉冲编码调制)、预测编码、变换编码、插值和外推法、统计编码、矢量量化和子带编码等;混合编码是近年来广泛采用的方法。新一代的数据压缩方法,如基于模型的压缩方法、分形压缩和小波变换方法等也已经接近实用化水平。
3 信息融合技术
信息融合技术在单纯数据采集融合(即一次融合)阶段称为数据融合,是研究多种信息的获取、传输与处理的基本方法、技术、手段以及信息的表示、内在联系和运动规律的一门技术。融合是指采集并集成各种信息源、多媒体和多格式信息,从而生成完整、准确、及时和有效的综合信息,它比直接从各信息源得到的信息更简洁、更少冗余、更有用途。
先进的交通管理系统(ATMS)是一个典型的多传感器系统,信息融合技术给交通信息加工和处理提供了一种很好的方法,信息融合技术的最大优势在于它能合理协调多源数据,充分综合有用信息,提高在多变环境中正确决策的能力。
在信息融合领域使用的主要数学工具或方法有概率论、推理网络、模糊理论和神经网络等,其中使用较多的是概率论、模糊理论、推理网络。当然,除了这几种常用的方法之外,还有其他很多解决途径。
3.1 概率论
在融合技术中最早应用的就是概率论。在一个公共空间根据概率或似然函数对输入数据建模,在一定的先验概率情况下,根据贝叶斯规则合并这些概率以获得每个输出假设的概率,这样可以处理不确定性问题。贝叶斯方法的主要难点在于对概率分布的描述,特别是当数据是由低档传感器给出时,就显得更为困难。另外,在进行计算的时候,常常简单地假定信息源是独立的,这个假设在大多数情况下非常受限制。卡尔曼滤波方法则根据早先估计和最新观测,递推地提供对观测特性的估计。另外,概率论和模糊集理论的综合应用给解决多源数据的融合问题提供了工具。
3.2 模糊理论
模糊集理论是基于分类的局部理论,因此,从产生起就有许多模糊分类技术得以发展。隶属函数可以表达词语的意思,这在数字表达和符号表达之间建立了一个便利的交互接口。在信息融合的应用中主要是通过与特征相连的规则对专家知识进行建模。另外,可以采用模糊理论来对数字化信息进行严格地、折衷或是宽松地建模。模糊理论的另一个方面是可以处理非精确描述问题,还能够自适应地归并信息。对估计过程的模糊拓展可以解决信息或决策冲突问题,应用于传感器融合、专家意见综合以及数据库融合,特别是在信息很少,又只是定性信息的情况下效果较好。
3.3 推理网络
推理网络的构建和应用有着很长的历史,可以追溯到1913年由一位名叫John H W ig-more的美国学者所做的研究工作。近来,许多对于分析复杂推理网络的理论往往基于贝叶斯规则的推论,并且都被归类于贝叶斯网络。目前,大多数贝叶斯网络的研究都包括了对于概率有效传播的算法拓展,同时它在整个网络中也充当了新证据的角色。同时贝叶斯网络在许多A1任务里都己作为对于不确定推理的标准化有效方法。贝叶斯网络的优点是简洁、易于处理相关事件。缺点是不能区分不知道和不确定事件,并且要求处理的对象具有相关性。在实际运用中一般不知道先验概率,当假定的先验概率与实际相矛盾时,推理结果很差,特别是在处理多假设和多条件问题时显得相当复杂。
参考文献
[1]杨兆升.基础交通信息融合技术及其应用[M].北京:中国铁道出版社,2005.
[2]史其信,陆化普.中国 ITS 发展战略构想[J].公路交通科技,1998,3.