发布时间:2023-03-17 18:01:42
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关键词:机械设计;设计制造;自动化;应用;分析
1机械设计制造及其自动化理论概述
最开始人们接触机械自动化的时候,都是先想着用机器代替人手,用机械完成一些重复操作的劳动。随着科学技术的发展,自动化的技术水平较以往有了极大的提升,不再局限于单一的重复机械动作上,而是进行相关程序的设定,逐渐拥有了自主思考的内核,我们也将其称之为机械的大脑,能够精准地完成规定的任务,还能够在系统出现问题的时候,及时地进行自我诊断,现阶段的机械设计更加智能化。机械设计制造领域的自动化技术的应用伊始,可追溯到20世纪60年代,由于电子计算机技术的不断发展壮大,人们也开始将电子计算机技术融入到机械控制中,通过各领域专家的研究和尝试,最终成功地将电子计算机及其控制技术成功地结合在一起,又经过长时间的磨合与创造,最终形成了今天我们所看到的、所使用的机械设计制造及其自动化。机械设计制造及其自动化也和大多数事物一样,经历了由无到有、由简单到复杂的发展过程。现如今,机械设计制造及其自动化在社会生活中发挥的作用也越来越重要。
2机械设计制造及其自动化的应用现状分析
我国改革开放以来,将更多的精力投入到了科学技术的研究和开发中,科学技术是第一生产力,这是我们所有科研工作者都熟知的道理,而我国的科学技术也以极其迅速的速度发展着,在科学技术领域也取得了非常可人的成绩。但是从全球的角度来看,与发达国家的科技手段相比较,我国的机械设计制造及其自动化技术还是相对比较落后的,出现这种情况的主要原因是我国发展科学技术的时间较短,起步也比较晚,还有很多地方都是学习其他先进国家的技术。而在很多工业发展领先的国家,都已经将纳米技术、激光技术等先进技术融入到了机械的设计和制造中,而我国在高新技术融入这一点上,还与国外发达国家存在着非常大的差距。由于我国机械设计制造及其自动化技术水平的限制,使得我国机械设计制造自动化的应用范围也受到了这一限制的影响。目前,我国大部分的机械制造厂虽然已经将机械自动化的理念引入到了产品的生产当中,但是真正将自动化融入到整个机械制造工程的生产过程中的,基本上没有。很多制造工厂由于技术水平、资金等多方面因素的限制,生产出来的产品都是非常粗糙的,达不到预定标准,而且还花费了大量的生产成本,这样的工厂在经济市场环境下逐渐会失去竞争能力,久而久之,一部分制造工厂就会因技术限制而破产,从这一点我们能够非常明显地发现,对工厂来说,机械自动化的意义是非常重大的。而纵观我国的机械制造产业,为什么我国的机械设计制造及其自动化技术水平比较落后,究其原因,除了科学技术的不足以外,高新技术人才的缺乏也是一个非常大的影响因子。目前在工厂中,有经验的技术人员都是老一辈的技术工作者,这一部分工作人员并没有接受过专业的理论知识和技术培训,而新入职的工作人员基本上都是刚刚毕业的大学生,这些学生虽然有扎实的理论基础,但是却没有实践方面的经验,这样就使得整个机械设计制造产业的自动化技术水平出现了青黄不接的情况。
3机械设计制造及其自动化的应用研究
为了能够尽快与国际社会机械设计接轨,我们要积极向国外先进机械化自动化技术学习。自从我国加入世界贸易组织,越来越多的外国企业进驻中国,使得我国的市场竞争日益激烈,大多数国有企业逐渐失去了先天的主导地位,由于没有很好的经营,再加上保守、不创新,最终被淹没在了市场经济的大潮中。为了能够挽救我国机械制造企业,大部分本土企业开始与国外企业建立长期的合作关系,本土企业在吸收国外先进生产技术的同时,逐渐提高了自身的产品质量,有效降低了生产成本,外国企业也利用我国的市场建立了庞大的经济体系,二者实现了双赢。随着越来越多中外合资企业的出现,机械设计制造及其自动化技术也逐渐融入到了我国各个行业中,怎样更好地提升机械制造自动化水平,也逐渐被越来越多的企业提到了日程当中。计算机网络技术的普及也极大地提高了机械制造自动化技术的发展水平,我们利用计算机软件技术,及时发现了机械设计中存在的漏洞,并在第一时间进行了维护,通过对网络技术的研究,也实现了企业与企业之间的远程沟通。虽然我国的机械设计制造及其自动化发展取得了非常显著的成绩,但是在工业迅速发展的同时,环境问题逐渐显现在人们面前,工业污水、工业废料都排放到了大自然中,导致我们赖以生存的环境出现了极大的恶性变化,也让我们在发展工业的同时,深刻意识到环境保护的重要性。机械制造及自动化实现了全球化之后,怎样降低生产过程中对环境的污染也就成为了机械设计制造领域要面对的难题,我们如何利用绿色能源进行工业生产,合理转化工业生产的废料,减少有害环境的原材料,实现机械设计制造的绿色发展,这也是机械设计制造及自动化未来的发展方向。
4我国机械设计制造及其自动化的发展趋势
我国机械设计制造及其自动化技术已经日趋完善,各个行业也都体会到了机械设计制造及其自动化所带来的各项优势,机械设计制造及其自动化是一门集多种技术于一体的学科,随着新技术的不断研发与引进,机械设计制造及其自动化的发展也将会是一片大好。在机械设计制造及自动化的发展中,大部分的机械设计制造都将设计、制造、生产和管理进行独立运行,而这些独立运行的部分又与机械设计制造及其自动化的发展集成是相对应的,这样也满足了我国工业生产的实际需求。我国机械设计制造及其自动化还会向着节能化的方向发展,当我国的工业生产达到一定水平的时候,我们考虑的重点不再是运转效率和产出的关系,而是让工业发展与环境保护和谐共存。机械制造材料需要承载节能原料来进行生产,我们要最大限度地运用原材料,减少生产过程中的污染物排放,多使用可再生能源,这样也能减轻对环境的危害。
5结语
机械设计制造及其自动化的应用可以极大地提升生产效率,有效降低生产成本,让机械设计制造企业能够在激烈的市场竞争中脱颖而出。不断改进我国机械设计制造及其自动化水平落后的现状,对我国工业领域的生产具有非常重要的作用。
作者:陈积铭 单位:哈尔滨市总工会职工技术协作服务中心
参考文献:
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[4]陶金玉.精心组织课程设计,加强培养设计能力[C]//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1教学论文),1995.
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[6]全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会第一次工作会议纪要[C]//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷2教学史志),1995.
摘要:高职院校毕业设计是一个重要的综合性实践教学环节,是培养和锻炼学生自主学习能力、实践能力、团队协作能力、工程实际应用能力以及创新能力的重要途径。通过分析高职院校毕业设计现状,结合福建船政交通职业学院机电一体化专业毕业设计教学实践,提出高职院校机电一体化专业毕业设计环节改革方法,并进行改革效果分析。
关键词:高职院校;机电一体化专业;毕业设计;教学改革
作者:曾思通
1前言
《教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》(教高厅〔2004〕14号)指出,毕业设计实践环节是实现培养目标的重要教学环节,在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。高职院校的毕业实践教学环节有别于一般专业课程中的实验实训实践教学,在实践内容、实践教学方式、考核方式、评价体系等各方面都没有统一的规范和标准,因而如何实施这一实践教学环节,历来是各高职院校研究和探索的重点和难点。
台湾技职教育在毕业设计特别是实务专题制作上颇有建树。2017年,笔者赴台进行为期33天的教学改革学习,深入了解了台北城市科技大学毕业设计(实务专题)的设计及制作过程,观摩了台湾科技大学、正修科技大学等电机工程系的专题成果展;再通过对大陆相关院校的调研,以及根据自身多年从事机电一体化专业毕业设计指导的经验,总结目前高职院校毕业教学环节存在的不足,并提出相应的教学改革和实践方法。
2高职院校毕业设计存在的不足
以毕业论文取代毕业设计实践环节毕业论文是为获得学位资格而撰写的学术性较强的研究论文,是衡量可否毕业及申请和授予相应学位的基本依据,要求在一定的研究方向内选择论题或课题,对相应的学术问题进行研究论证[1]。针对本科教育的毕业设计(论文)并不适合于培养高素质技术技能型人才为目标的高职教育。高职院校毕业设计环节要求体现以“职业能力培养”为主线,沿用本科院校的毕业设计(论文)模式,势必不能达到高职院校毕业设计环节的培养目标和要求。
以综合性实验报告或说明书作为毕业设计终结材料有些院校考虑到学生综合能力特别是理论水平不够,无法完成较高质量的毕业设计,于是索性放弃毕业设计环节,直接让学生提交一份综合性实验报告或说明书作为毕业设计材料。这些综合性实验报告或说明书往往又有教材、网络资料可查阅、参考,于是一部分学生有恃无恐,很少把精力放在毕业设计上,最终提交的材料质量往往让人大失所望。
以下企业实习的实习报告作为毕业设计以毕业顶岗实习报告代替毕业设计的高职院校也不在少数。通过调研和下企业检查,毕业顶岗实习也存在一定的不足,很难达到期望的效果和目标。企业鉴于自身经济效益、管理模式以及实习学生能力的考虑,往往让学生从事相对简单,重复性、专业性不高的工作。在毕业顶岗实习还不尽如人意之际,简单地让毕业生全部以实习报告顶替毕业设计,往往导致学生为完成任务而虚构实习内容或网络抄袭相关实习报告。
以实务专题形式开展毕业设计以实务专题的形式开展毕业设计是近年来一些高职院校采取的方式。实务专题是借鉴台湾技职院校各学科专业普遍推行的专题制作课程,通过专题制作过程培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力,整合应用专业知识及综合技能,还能提升团队合作、独立思考、逻辑思维、论文撰写与口头报告等诸多能力[2]。实务专题环节主要包括:根据学生的生活、工作实际情况,收集信息、查阅资料,确定具有一定实际意义的选题;提交方案的可行性报告、实施计划、耗材清单预算、采购方案、预期成效;按计划开展实务专题制作;提交设计说明书、答辩PPT、视频;展示产品的功能等。
实务专题制作相比于传统的毕业设计(论文)具有一定的优势,取得较好的效果,但在实施过程中也逐渐暴露一些问题。目前实务专题面临的主要瓶颈有选题难度逐年增大、专题工作量差异大、考核标准不统一、教师指导工作量大、资金有限等。
毕业答辩流于形式通过广泛调研,不少高职院校存在毕业答辩不规范、流于形式,毕业设计通过率百分百甚至没有毕业答辩环节的现象。于是不少学生心存侥幸心理,简单随意应付毕业设计,在学生中产生不良影响。教师对于这样的现象难以遏制,对学生越来越没信心,最终使毕业答辩越来越流于形式,失去应有的作用。
3高职院校毕业设计理念
《教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》(教高厅〔2004〕14号)提出,高职高专学生的毕业设计要与所学专业及岗位需求紧密结合,可以采取岗前实践和毕业综合训练等形式,由学校教师与企业的专业技术人员共同指导,结合企业的生产实际选题,确定训练内容和任务要求;时间应不少于半年;对高职高专学生要加强毕业设计环节的规范管理,加强过程监控,严格考核,采取评阅、答辩、实际操作等形式,检查和验收毕业设计成果。基于高职院校人才培养目标、高职学生的特点以及毕业设计实践教学环节的特殊性,毕业设计实践教学环节的基本理念有:以“职业能力培养”为主线,坚持以高职教育培养目标为依据,遵循“以应用为目的,以必需、够用为度”的原则,以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点,力图做到“降低理论要求、精选设计内容、加强基础技能训练、突出应用实践”,注重学生应用能力、创新意识、创新素质的培养。
4高职院校机电一体化专业毕业设计实践教学改革
强化毕业设计教学环节的各级管理毕业设计工作涉及学校培养目标、科研水平、教学管理、教师教学以及学生能力提升等多方面因素,在所有教学工作中占有极其重要的地位。学校应建立职责清晰的毕业设计管理体系,明确相关管理机构、系部、教研室及相关人员职责;各系部、教研室应根据自身专业特点建立毕业设计管理和实施方案,并上报相关管理机构审批。相关规章制度应包括:选题审批制度;开题报告环节,建立过程考核特别是中期检查制度;答辩资格审查制度;答辩制度等。
将技能大赛与毕业设计结合高职院校职业技能竞赛旨在培养和检验学生的动手实践能力、团队协作能力、发现问题及解决问题的能力、创新能力、安全意识等职业素养[3]。相关高职院校都在机电一体化竞赛仪器设备上做了大量投入,而很多机电一体化竞赛平台在培养学生综合职业技能、素质上可以发挥非常好的作用。
近年来,高职院校机电一体化专业省级、国家级相关的技能竞赛主要有自动化生产线的安装与调试、数控机床装调与技术改造、机械设备的安装与调试、工业机器人技术应用等。各院校的硬件设备都较为丰富,通过充分利用这些综合性硬件平台,可以为机电一体化专业学生的毕业设计提供很好的平台。通过多年的摸索,福建船政交通职业学院通过竞赛平台开展毕业设计取得较好的效果,积累了一些经验。下面以学院机电一体化专业利用自动化生产线的安装与调试技能竞赛平台开展毕业设计为例,进行说明。
福建船政交通职业学院作为福建省自动化生产线实训基地,拥有多套不同系列自动化生产线平台。为了使学生在毕业设计过程中较为系统地应用所学机电一体化专业知识,培养和提升学生的综合职业素养,在机电一体化专业毕业设计过程中,选择基于自动化生产线平台设计与实现的、学生需要完成的基本任务有:通过调研和查阅相关资料,了解自动化生产线相关背景、发展现状、发展趋势等;学习和掌握亚龙三菱335B自动化生产线平台,涉及PLC技术、传感器技术、气液动技术、变频器技术、组态技术和电机驱动等;根据生产实践案例,设计基于亚龙335B平台的仿真实践系统,自行设计自动化生产线的工作目标和控制要求;完成工作任务细节,并展示系统功能;查阅相关技术手册,整理归纳亚龙335B自动化生产线平台西门子和三菱系列的区别,最后将完成的自动化生产线控制系统相关的控制器、变频器等由三菱系统改造为西门子系列;完成毕业设计过程的设计说明书、相关视频、答辩PPT等。
将创新融入毕业设计近年来,国家高度重视科技创新,并将创新摆在国家发展全局的核心位置[4]。在国家实施知识产权强国战略的背景下,高职院校应越来越重视创新创意的教学与实践。毕业设计作为高职院校完成培养目标的重要实践教学环节,应大力提倡创新设计、创新意识,逐渐提升学校整体科技创新能力。首先应积极鼓励和引导学生在毕业设计选题时始终贯穿创新性原则;其次是允许老题新做,追求在某些环节、机构、功能上突出变化,不断提升专业专题设计的专业水平、创新意识和创新思维;最后要积极鼓励学生就毕业设计中设计并完成的机电一体化产品参加相关成果展、创新创业比赛以及申请相关专利等。
以福建船政交通职业学院经济型激光雕刻机毕业设计专题为例,该作品是机电一体化技术专业学生“机电创新专题”DIY作品。学生利用数控知识,借鉴3D打印机的相关原理,设计了激光雕刻机的机构、控制电路并编写了控制程序。激光雕刻机设计并实现后,学生利用该作品免费给广大师生在U盘、手机、纪念品等物品上雕刻姓名、图案等,取得很好的影响。该作品参加了2016年海峡两岸大学生创新创业暨两岸教育成果展并荣获一等奖,在学院首届黄炎培杯创新创业大赛中获得金奖,申请并获授权实用新型专利。
调整毕业设计时间多数院校将毕业设计安排在第六学期,难免造成毕业设计与顶岗实习、就业的冲突。根据机电一体化专业的学期教学安排以及毕业设计的特点,对毕业设计的时间安排做了调整,主要有:
1)实行导师制,在第四学期初为学生安排毕业设计导师,并于第四学期末完成选题,汇总教研室;
2)第五学期前两周完成开题报告;
3)第五学期期末完成实务制作,并开展中期检查,要求学生在中期检查前完成实物制作并展示作品功能,中期检查成绩占最终成绩的60%;
4)第六学期期末完成实务专题设计说明书、答辩PPT,参加毕业答辩。
5毕业设计改革实践成效
首先,毕业设计教学环节的改革完善了学校、系部的教学管理体系,强化了师生的质量意识。
其次,通过技能竞赛与毕业设计相结合,不仅有效利用了技能竞赛设备平台,也缓解了毕业设计选题难的局面,同时活跃了学生参加技能竞赛的氛围和热情,提升了学校技能竞赛的成绩。教育部公布的2017年全国职业院校技能大赛高职组的获奖名单,福建船政交通职业学院获奖数量达57个,位居全国第二名。
再次,学生创新能力得到培养,教师科研能力显著提高,学校的科研创新水平得到提升。在毕业设计环节大力提倡科研、创新,培养了学生的创新能力和实践能力,学生在相关竞赛中均取得优异成绩。同时,毕业设计实践教学环节丰富了教师的实践知识和实际工作经验,科研能力和学术水平都得到提高。
最后,毕业设计改革提升了学生毕业设计的水平,锻炼、培养了学生的职业素养和职业能力,也提高了企业、社会对学生和学校的认可度。
参考文献
[1]赵艳霞.高职毕业设计(论文)的现状分析与改革[J].湖北函授大学学报,2014,27(4):104-105.
[2]张丽霞.高职院校实务专题制作的探讨与实践[J].职业教育研究,2014(6):136-138.
关键词:自动化专业;实践教学体系;构建
0 引言
高等学校自动化专业教学指导分委员会将自动化学科专业分为“研究主导型”本科自动化专业、“工程研究应用型”本科自动化专业、“应用技术主导型”本科自动化专业和“技术技能型”专科自动化专业。而“应用技术主导型”本科自动化专业分布在地方非重点院校和新升本院校,相对于理论教学而言,实践教学是教学过程中最薄弱的环节。实践教学是整个教学体系中重要的组成部分,是“应用技术主导型”本科自动化专业教育中不可缺少的重要环节。
要改革人才培养模式,提高人才培养质量,增强毕业生的适应能力,教学内容和课程体系的改革是当前高等教育教学改革的重点和难点,通过对课程体系的整体优化来培养出“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的创新人才,是高校所面临的一个重大理论和实践课题。高校要发展,必须以人才培养质量为生命线,而实践教学环节是影响当前高校人才培养质量的最突出的环节。因此,构建实践教学体系是高等院校教学基础建设的重点。实践教学体系建设的核心内容包括:系统科学的实践教学模块构建、内外结合的实践教学基地建设、实践教学教师队伍建设等等。
近年来,我校在切实加强实践教学体系建设方面进行了积极有益的探索与实践,效果明显。本文结合我校自动化专业教学内容和课程体系的整体优化,就实践教学环节进行了阐述。
1、构建科学合理的实践教学体系
根据自动化专业的培养目标,对实践教学环节作精心梳理和研究,使各个实践环节和相应的理论教学密切衔接。以培养学生实践能力和创新能力为目标,遵循实践教学先基础后应用、四年实践连成线的原则,加大实践教学的比例,增加集中实践周数,构建各个环节优化组合的新体系,实现实践教学的层次化。实践教学体系如图1所示。
1.1入门层。入门层大学物理实验是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能训练的开端,是对学生进行科学实验基本训练的重要基础,在激发学生的想象力、创造力,培养和提高学生独立开展科学研究工作素质和能力方面具有重要的奠基作用。电工电子实训安排在大学一年级结束后,在学生还没有学习专业技术基础课电工、电子技术前进行。通过有趣的且贴近生活的“电工电子实训”项目,如家用电器安装;简易电子产品焊接、制作及安装调试;计算机组装(DIY);继电控制柜装配等项目,建立对电工、电子元器件、工艺流程、电器设备、电子仪器等的初步认识,激发学生学习电子电路工作原理、设计技巧的热情,热爱所学的专业,对后续技术基础课和专业课学习有很强的促进作用。
1.2基础层。基础层以独立设课的教学形式学习电路和电子技术,完成系列电工实验、电子技术实验。该层次要求学生理论联系实际,完成严格的电工、电子实验技能训练。该层次中增加设计型、综合型实验内容的比例,有利于培养学生的分析问题解决问题的能力、创新能力,为后续拓展层的实验教学打下坚实的理论和实践基础。
基础层的基本要求是:培养学生基本工程素质、基本实验技能和分析问题解决问题的能力。
1.3拓展层。拓展层是学生试验和小型设计环节的核心层。学生要完成严格的专业课程的实验技能训练和设计能力锻炼。
本层实验系列主要包括:过程控制系统系列实验、、计算机应用技术系列实验。
过程控制系统系列实验完成《自动检测与仪表》、《过程控制工程》、《计算机控制技术》、《现场总线》、《自动控制系统》、《工业计算机网络》和《自动化综合实训》等主干课程和教学环节的基本课程实验和综合实验。
控制技术系列实验完成电机与拖动实验、电气控制实验、电力电子实验、自动控制原理实验、交流变频调速实验、检测技术实验、计算机控制技术实验等。
计算机应用技术系列实验完成单片机原理与应用实验、嵌入式系统实验、EDA实验、DSP实验、微机原理与应用实验、程序设计实验等等。
各课程的实验内容可分为基本型、设计型、综合型三种类型的实验,可以有机组合,满足实验学时增加和设计型、综合型实验比例增加的要求。
本层课程设计系列主要包括电子技术课程设计(小型电子系统、电子产品的设计与制作)、PLC综合设计、自动化技术综合实训、微机控制课程设计、控制系统课程设计、过程控制课程设计等。
拓展层的基本要求是:掌握扎实的专业实验技能,具有系统分析、设计、应用的能力,特别是综合运用所学知识的能力和创新能力,强调自主学习、自主实验。
1.4提高层。提高层是学生综合运用所学知识进行设计开发、技术应用研究的高层次实践教学环节。包括开放性设计项目、毕业实习、毕业设计,也包括学生课外科技活动,全国电子设计大赛的培训、参赛科技制作的实验研究等。
提高层基本要求:自主设计、设计实验、自主研究,培养学生的创新精神和创新能力,增强学生的工程设计和综合应用素质。
2、结语
自动化实践教学体系的建设是一项复杂的系统工程。随着自动化专业教学改革的进一步深入,自动化实验室的建设也在逐步前进。经过几年来的实践,培养了学生的实践能力、实践技能和创新能力,培养了学生的工程意识和创新精神,全面提高人才培养质量。有一批学生参加全国大学生电子设计竞赛活动且获奖,多位教师指导的毕业论文获湖北省优秀学士学位论文。电子技术协会获“全国高校甲等A级优秀社团”、湖北省大学生“优秀社团”荣誉称号。虽然我们已取得了一些阶段性的成果,但和我们制定的建设目标还有不小的差距,仍然需要不断总结经验,勇于进行新的探索和实践,才能圆满完成自动化实践教学体系的建设任务。
参考文献
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关键词:教学实验实习实践应用
基金项目:国家级特色专业资助 XM1119
[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号]
加强理论基础知识的学习、加强实验研究能力的培养、加强实践经验的积累,培养理论与实践经验相结合的应用型复合人才是全国各高校共同关注的焦点[1]。注重理论课程学习、实验操作训练以及工厂实习实践三方面结合,让本科生对所学知识,在理论理解的基础上通过对实物进行操作来对其工作原理获得更加深刻的认识。钱学森先生说过,理论、实验和计算是现代科学技术的三大支柱。而我们还将通过提供学生在工厂实习锻炼的这种课内外结合的机会,来培养他们的综合能力,增强对现代科学技术的掌握。以学生为本、传授知识、培养能力、提高素质、协调发展教学、实验、实习等阶段,构建有利于培养学生实践能力和创新能力的教学体系。
在规划过程中,坚持凝炼精品课程、创建学科特色优势、建设一流水平实验室、积极拓展与国内外高校及企业的合作交流。要求教学理念与改革思路[2]、教学体系与教学内容、教学方法与教学手段、教学成果与教学效果、实验队伍建设与规划、仪器设备与操作、管理体制与机制、实践场所与能力培养等诸多方面能协调发展,且在某一方面或几方面具有自己的特色。并使其与学科特色或实际应用特色等紧密相连。
1. 理论、实验、实习实践相结合
首先,理论知识的学习一定要贯穿于大学四年当中,通过方方面面进行灌输,例如专业课、专选课、公共选修课,甚至讲座、竞赛等等形式,循序渐进、由浅入深;其次,理论知识的学习与实验课操作、社会实习实践要紧密联系。课堂是传播知识的最佳场所,而实验室是立体的、更加形象的获取知识的场所,建设一流的专业和学科都离不开一流的教学手段与实验平台;同时还要走进车间、工厂等,经过实际锻炼加强学生对所学知识的深层次理解和掌握。在介绍基本理论的同时强调相应学科专业背景和基本概念,结合实际生活和工程中的例子来提出问题,通过实验操作来验证,最后经过实习实践锻炼进一步加深认识[2]。这样,原本可能枯燥的理论学习变得生动有趣,也使同学们仿佛重温一次前辈科学家们从实验出发建立科学理论的过程,在学习知识的同时培养了发现问题、分析问题、解决问题的能力。反过来,在实验教学或实习过程中,也引导同学们进行机理探讨,将观测到的现象、规律上升到理论高度。一所高等学校的课堂教学水平、实验室建设水平以及社会实践水平,已不仅仅是高等学校办学实力的象征,也是决定学校人才培养质量的重要因素之一,是教学水平、科研水平和管理水平的综合体现,更是学校可持续发展的重要资源与支撑,在培养高素质人才、出高水平成果、提供优质服务等方面已经和正在发挥不可或缺的作用。
2. 计算机模拟作为辅助
其次,部分专业经过理论课程、实验课程讲授之后,还可通过利用计算机来丰富教学过程。通过改革原有理论教学课程、设置新型实验课程增加新型实践教学环节、创建新的教学模式、构建网络管理与计算机模拟等方式,构建以学生自主学习为中心的教学模式,全面实现因材施教立体化、多层次的教学体系。在一部分教学中设计并应用了虚拟教学软件、计算机模拟软件等作为教学的补充和辅助工具。掌握理论知识的基础上,运用计算机模拟和实际实验操作相互配合提高了教学效率和教学效果,为发展学生的科学想象力和创造力提供了更为广阔的空间,促进了学生对问题的思考和掌握。
3. 积极参与科技创新竞赛
再次,我们着眼于学生自主知识创新、意识与能力的培养,课内理论、实验与课外研究的结合,规定学习内容与科技竞赛活动、科技项目和实践相衔接,为学生自主设计、自主进行科研创新创造条件。对于感兴趣并想通过科技创新竞赛来提高自己的学生,相应的提供了自主发挥的机会。这样,学生的科技想象力得到了发挥,科技创新的潜力与激情得到开发与培养。每年都有一批有特色的学生科技制作和设计在全国大学生创新竞赛、电力杯竞赛等中获奖。学生自主设计创新实验目前正在扩大,渐渐面向所有感兴趣的同学,并且通过赛前的动员与方案征集,赛后的评奖观摩,营造了整体的科技创新氛围,提高了全体同学的科学素养和创新能力。与此同时,结合大学生科研训练计划、优秀生培养等措施[3,4],建立该平台面向本科生开放的机制,营造本科生、研究生共享的高端实验硬件平台。
4. 科学研究小论文的作用
最后,重视课堂交流与沟通,重视实际操作中的难题与解决能力,提倡对理论、实践过程及内容进行总结,鼓励写科技创新感想、科学研究小论文等,根据不同情况进行综合考核。学生在写创新感想、研究小论文的过程中,会对自己亲自参加过的科技制作进行一个整体、全面的总结,并且也是一个从头至尾进行思考的过程。在这个过程中不仅会更深层次的理解自己的创作,还可能会发现一些新的创新点或者需要改进的地方,无疑对于学生是一次真正的进步,而不是做完科技创新作品就相当于完成了任务,还需要重新思考、理顺整个思路。与此同时,还可以阅读一些其他的科研小论文,来增强、扩展自己的思维能力。因此,除参考考试成绩、平时作业、回答问题情况、动手能力等考核依据之外,对利用实验实践课程知识参与科技制作和竞赛的学生采用加权评分,对提交或发表科技创新感想、科研小论文的学生根据实际情况进行加分等。
5. 相关专业的结合
在华北电力大学可再生能源学院,以太阳能工程为主的能源工程及自动化专业是理论与实际相结合的一门学科。通过讲授各种太阳能光伏材料、光伏发电的基本理论知识,开设光伏材料制备、测试等操作实验,最后通过认识实习、金工实习、毕业实践等环节培养应用型人才,培养社会主义建设需要的基础扎实、知识面宽,具有较强实践能力和良好发展潜力的高级专门人才。学生毕业后能够从事太阳能光伏发电系统的设计、规划、制造、施工及运行管理;太阳能电站/厂的规划、设计、施工、运行与维护;光伏系统集成产业的技术与管理工作;太阳能发电项目投资等太阳能发电专业的技术与管理工作,并能从事其它相关领域的专门技术工作。通过理论课及基础实验课,训练学生正确掌握各种光伏材料分析测试的基本方法和基本技能,掌握光伏材料的电学、吸收和发光等基本特性的分析方法,掌握光伏材料的基本性质,灵活运用所学理论知识解释实验现象和实践中遇到的问题。通过组织实习、工厂实践,印证并加深理解所学的理论知识,培养学生驾驭实验、设计和创新实验的能力,熏陶学生的学习自觉性以及科研意识和团队精神,养成学生良好的学习风气、实验实践习惯和严谨的科学态度。理论学习之外,营造一个全方位、多功能、生动、开放的观摩、实习环境,供学生方便、快捷的了解和掌握光伏材料制备及光伏发电技术的基本方法、基本操作技能和基本原理等基础知识,逐步培养学生良好的创新思维、实践能力和严谨的科学态度。同时也注重引导学生将实验中所获得的感性认识与所学理论知识联系起来,初步培养学生选择和配套仪器进行实验研究工作的能力、独立分析问题及解决问题的能力,并且进一步培养学生对这门学科的兴趣,形成以实验、实践支持教学、带动教学,保持内容的先进性,构建科学的教学体系。
能源工程及自动化专业坚持太阳能光伏发电的时代性和综合性的特点,将理论教学方向与国家能源需求与社会经济发展需求相结合,继续推动理论教学改革,完善现有理论教学体系,使其更能与时展相适应。与此同时,将继续加大对实验教学及其条件的投入,加强实验中心的软硬件设施建设,与更多著名企业合作,扩充、新建实验室,对现有设备、软件进行补充。并且还要加快信息化的步伐,完善计算机仿真及模拟等技术平台,增加计算机在知识学习中所能起到的作用,向智能化方向发展。不仅如此,也在积极研究国内外知名大学理论、实验、实践教学的特色,积极借鉴国内兄弟院校和国外著名高校教学理念和管理经验,积极参加国内外教学研讨会,开展与国外知名大学的教学交流活动。能源工程及自动化专业还有一支稳定、高素质的教学教师队伍。高素质、高水平的教师和技术人员是开展综合性、设计性和创新性教学工作的关键。按照华北电力大学提出的“博士化、工程化、国际化”师资队伍建设理念,打通理论教学、实验教学、实验技术人员的界限,培育现有师资、有计划地引进部分年轻教师,逐步形成经过工程化训练、了解国内外知名高校先进教学模式的、年龄结构合理的教师队伍,形成教学、科研、实验、实践等方面有机结合的高水平教学科研团队。
6. 小结
综上所述,通过将理论教学、实验操作、计算机模拟、实习锻炼、创新竞赛等环节紧密结合,培养基础理论扎实、知识面宽、实验实践能力强、综合素质高、发展潜力大、具有较强科技创新能力和良好科研发展潜力的复合型人才。与此同时,结合华北电力大学可再生能源学院能源工程及自动化专业的优势,培养高级光伏发电技术与管理人才以及具有国际竞争力的创新型专业人才,为中国光伏发电产、学、研机构和政府管理部门提供领军人才和重要学术骨干,为国际光伏发电行业提供高水平光伏发电技术与管理人才。
参考文献
[1] 严军. 创新第二课堂教学模式,提高大学生综合素质[J]. 东华大学学报(社会科学版),2010,10(2):100-105.
[2] 姜和,刘德蓉,王金波,贾云,熊伟。高等院校化学实验教学理念与改革思路[J].高校教育工程,2010,(5):77-78.
[论文摘要]档案资源是国家信息资源的重要组成部分,档案信息自动化系统是一项需要运用多种学科知识,多专业配合,多部门合作,多环节配套的系统工程。在文化创意产业的历史新时期,档案信息管理的创新是十分必要的。
我国已进入文化创意历史时期,档案信息管理创新对于文化创意有着重要的基础作用和助推作用。
档案资源是国家信息资源的重要组成部分,如何利用现代信息技术,特别是数字化网络技术,实现文化创意实现深层次开发,是国家信息化建设给档案行业所提出的新课题。因此,加快档案信息系统化建设和管理就成为摆在我们面前的当务之急。
一、档案信息化是文化创意的基础
信息化包括六大要素,即信息资源、信息网络、信息技术应用、信息产业、人才培养及信息政策法规。从这个意义上说,档案信息化就是指档案信息数字化、网络化和自动化,从这个意义上说,档案信息化就是指档案信息数字化、网络化和自动化,即在档案收集、整理、编目、检索和利用等各方面通过广泛应用现代信息技术,全面开发档案信息资源,加快实现档案管理现代化的进程。承担着人类“记忆”功能的各类档案,是政治、经济、文化等各项社会活动的原始记录,是知识的积淀、智慧的结晶的阶梯。它根植于人类社会的方方面面,产生于政府行政、军事指挥、经济筹划、生产建设、社会治理、科技文教等各项活动。无论文化创意多么富有含金量和创新性,没有这些学习资源的积累,再有能力创意与策划者都是无源之水、无本之木。所谓长期积累,偶然得之,就是如此。
档案信息内容的广泛、多样、丰富和本源性、回溯性和连续性等特征,在文化创意的思维活动中有着独到的作用。档案翔实地记录着不同的历史时期对社会具有保存价值的事实或数据、经验或教训、科技发明或理论构想,构成信息社会政治、经济、科技、文教等活动赖以继承、发展和创新的知识背景。它,与电台、电视台、报社、出版社、情报所、图书馆等各种信息生产、贮存、传播的单位一样,是知识经济时代不可缺少的、十分重要的信息源单位,具有特殊的战略价值。
我国即将迎来文化创意产业的期,加快档案信息系统化建设和管理,对于文化创意不仅具有基础性的支撑作用,同时,还具有创新意义。
二、档案信息资源管理创新是文化创新的需要
总书记在党的十七大报告中,提出了推动文化大发展、大繁荣的崭新课题,意义重大,令全国人民振奋,令世界华人鼓舞。十七大政治报告用了相当的篇幅论述文化发展问题。“文化软实力”、“文化创造活力”、“文化生产力”、“文化产业群”等新名词频频闪现。报告提出,弘扬中华文化,建设中华民族共有精神家园是当今社会的一大主题。世界已经进入文化产业时代。以十七大为标志,我国已进入了文化创意产业这一新的历史时期。文化创意产业已经成为我国支柱性产业之一,为了使文化创意产业更好的发展,迫切需要相应的理论跟进和指导,文化创意的特征和规律的研究具有理论价值和实践价值。为了更好地为文化创意产业服务,我们有必要加强文化创意产业的基础理论建设,也就是说,作为文化创意基础建设的重要组成部分的档案信息创新,也将有提到议事日程。
创意产业是以文化发展经济为理念的,依靠的是文化资源优势,使人文资源和文化优势成为新的经济增长点。文化是发展创意产业的灵魂。离开文化,创意产业如同没有灵魂的躯壳。文化创意是对文化资源创造性的开发和利用,是文化对经济社会发展渗透力、影响力的挖掘和拓展。高校既是培养高素质人才的重要基地,也是先进文化的创新基地和重要辐射源。高校作为社会文化、科学的中心,既是人类文化集中传播的地方,也是新文化的诞生地。图书馆、档案馆等均为创意活动提供了良好的基础平台。
另外,文化创意产业历史时期,历史地把包括档案信息资源在内的与信息业相关的行业、部门置于基础的战略地位,为带动行业素质的提高和行业整体水平的全面进步,必然赋予档案行政管理工作创新的任务和职责,档案工作由于在文化创意历史时期的新的使命,档案信息工作的创新任务就凸现出来了。
三、为文化创意产业提供优质的信息资源的对策
现代社会在信息资源开发的广度和深度、时间与空间上带来规模化效益。因此,文化创意,无疑给传统的信息行业带来了全新的视角,档案、图书及其他文献的存在形式和传播方式,导致信息行业必须为文化创意提供准确、新颖的优质信息资源。
从目前的情况看,网上信息是档案行政部门管理、指导、监督工作的“盲区”和“真空地带”。从档案信息资源为文化创意产业服务的要求出发,档案行政部门应尽快行使对网上档案信息管理的职能,加快建立档案信息资源网,实施对网上信息资源的创新,用以适应时代的需要。
要加快实现档案信息自动化系统和标准化、规范化建设。目前,主要矛盾不是硬件设备的缺乏,而是硬件的功能并没有充分发挥。随着文化创意产业的蓬勃发展,档案信息自动化的内涵包括档案工作的各个方面和各个环节,档案业务要规范,档案标准要建立健全和真正实施。并且一定要创新。档案标准和规范本身也是一个系统工程,要推进档案自动化建设的创新,必须抓好档案标准化、规范化,掌握好两者相辅相成、互相促进的辩证关系。
创意产业是科技与文化相结合的新兴产业。它迎合了一个重要的全球趋势,即经济与科技、文化的一体化。进一步说,经济的、文化的、知识的、信息的、科技的乃至心理的因素在创意产业发展中越来越具有主导性、决定性的作用。它需要文化创意的碰撞、科学方法的推动、高新技术的支撑和数字文化的融会。所以,档案信息工作必须为之提供优质的信息资源。
【关键词】智能化技术,电气工程,自动化,应用探讨
中图分类号: F406 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
智能技术理论是开发、研究如何延伸、模拟人的智能的理论。作为新兴的计算机科学的一个分支,人工智能技术解释了智能的实质,并在此基础上生产出一种与人类智能有相类似反应的智能机器。人工智能的研究主要包括:图像识别、语言识别、机器人、专家系统和自然语言处理等系统。电气工程主要是研究和电气工程有关的自动控制、系统运行、信息处理、电子电气技术、研制开发、信息处理和计算机与电子应用等领域。
二、人工智能控制器的优点
人工智能相对而言具有十分明显的优点,但是,需要针对人工智能控制的不同类型而进行分析探讨。比如,一些人工的智能器,例如模糊神经,遗传算法等总体而言,都是一种类型,属于非线形类型的函数近似器,在实际操作过程中,通过使用这样一种分类,对于总体的了解和加深对总体的认识是十分有利的,同时也有助于促进对一些控制策略的综合开发和利用。相对而言,上面所讲述的一些人工智能的函数类型近似器相对于传统的函数估计器而言,具有其独特的优势,主要表现在,在现实中很多的情况下,想要比较精确的掌握好控制对象的一些动态方程式一件很困难的事情,其过程也很复杂,在这种情况下,当控制器在对一些实际要控制对象的模型时候,会产生很多的不确定因素,这便很大程度的让设计过程中变得更为复杂,比如遇到非线性,参数的变化等,这些都是一些比较难以掌握的数据,而人工智能控制器在进行这些设计时候,一般都不需要这些控制对象的模型,只是依据这些控制对象的下降时间和响应的时间差异,人工智能控制器就能够适当的调整自身的性能。
三、电气自动化智能控制系统在电气工程中的设计理念
1.利用集中监控式设计理念。在电气自动化工程中,使用集中化的监控途径具有比较大的优势,主要表现在,首先是其维护和运行起来比较简单,其次,是受到控制站的要求相对较低,同时,相对而言,在进行系统设计时候,要相对简单一些。利用这种方式时候,很大程度上实现了集中化,将系统各个分项的功能都放到一个处理器上进行运行处理,虽然相对而言要集中了很多,但是也一定程度上加重了处理器的负担,处理器的运行速度也一定程度上会受到影响。通过笔者多年的相关工作经验了解到,当一些电气设备从运行进入到监控状态时候,伴随着监控对象的逐渐增加,我们发现,主机的冗余将会逐渐下降,电缆的数量也随之不断增加,这就一定程度的使得投资的成本也随之增加了。在此过程中,一些长距离的电缆也使得系统的可靠性受到了影响。由于隔离闸刀上面的一些操作闭锁以及一些断路器的联锁一般而言都是采取的是硬接线,同时,很多情况下,隔离闸刀上面的辅助接点有时候难以到位,当这种情况发生时候,电气工程中的很多电气设备都将会无法操作。相比而言,这种二次接线的方式是比较麻烦的,很容易发生一些操作失误,因此,集中式的监控方式在电气工程中应用时相对比较广泛的。
2. 利用远程监控式设计理念在电气工程中的应用
相对而言,远程的监控方式在整个电气自动化工程中具有比较大的优势,主要体现在,它可以节省大量电缆的增加数,同时,还能够一定程度上节约很多的安装费用,也能够节约很多的材料成本,这只是其在成本和费用上的优势,其次,相比而言,这种方式还是拥有着组态灵活的强大优势,有着十分高的可靠性,因此,受到了比较广泛的应用,但是,这种方式也存在着其局限性,主要表现在,电气工程中,各种施工的现场总线的通讯速度相对而言是比较缓慢的,加强一些电气工程中通讯量很大,因此,远程的监控方式一般而言都比较广泛的运用于电气工程中一些相对而言较小的系统监控,而一些面对全长的电气自动化系统监控则不太适合使用这种方式。
3.利用现场总线监控式设计理念在电气工程中的应用
现场总线监控可以使系统设计有针对性,对于不同的间隔采用不同的功能,这样就可以根据间隔的情况来设计。采用这种监控方式除了这些优点外还具有远程监控方式的优点,同时还可以在隔离设备、模拟量、端子柜等等方面上也有少量的减少,而且电气智能设备是就地安装的,与监控系统是通过通讯设备连接的,可以节省了电缆的大量运用,还节约了过多的投资和安装维护上的工作量,进而减少了成本。
四、智能化技术在电气工程自动化中的应用探讨
1.电气工程中电网调度的自动化
将电气自动化技术应用在电气工程中有着很重要的作用,主要就是能过实现实时评估电力系统的运行状态,并根据所积累的数据来对电力负荷进行预测,故而在此基础上将发电控制和经济调度实现自动化,但是这样的一个要求只有在省级以上的电网才给予要求。电力系统在运行的过程中要实现实时的进行数据上的采集和处理,并根据数据进行监控,且在数据支持的情况下对电网的运行状态和安全进行掌握,使其能够很好的适应现代电力市场的运营需求。
2. 电气工程中发电厂分散测控系统
电气工程中发电厂分散测控系统在实际的应用过程中一般采用的是分层分布的结构,其组成是由以太网、远行人员工作站、过程控制单元以及高速数据通讯网等等方面。而这里说的远程控制单元就是由只能做输入和输出的模件与可冗余配置上的主控模件一起共同组合而成,且主控模件又是通过冗余智能上的输入与输出和总线上的输入与输出来进行通讯的。其中过程控制单元是可以直接用于生产运行过程中的,并且直接接受热电偶、热电阻、开关量和现场变送器等等设备上的信号,还可以再运算完成以后在对设备的运行状态和参数来进行实时的打印、显示和信号的输出,以此来直接驱动其执行机构,最终实现电气自动化在电气工程中的生产运行过程的联锁保护、控制和检测等方面的功能。
3.电气工程中变电站的自动化
电气工程中的变电站应用的是自动化技术,其主要的目的在于取代人工操作、人工监视和电话通讯,并根据相应的情况来加强对变电站的监控能力,并且还可以实现在变电站上运行的水平和效率都有所提高。这也就是说,变电站中应用自动化技术就是为了全方位的,多层次的来监视变电站各种电气设备的运行状况,完成有效地控制。该自动化的特点有:以全微机化的设备来代替以前使用的电磁装置,并实现计算机屏幕化操作上的监视,在数据传输过程中实现自动化运行的管理和统计记录,是利用计算机电缆来代替电力信号的电缆来实现的。
五、结束语
智能化技术是先进科学技术成果的结合体,对电气工程自动化的控制具有十分重要的意义,在电气工程施工过程中,要加大对智能化技术的应用和推广,如此,可以更好的促进我国电气工程的快速健康发展。
参考文献:
[1]-杨刚,杨仁刚,郭喜庆 嵌入式以太网在变电站自动化系统智能化电气设备上的实现[期刊论文] 《电力系统自动化》 ISTIC EI PKU -2004年3期
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[3]刘珊, 建筑物变配电工程智能化设计的研究[学位论文] 2010 - 山东建筑大学:检测技术与自动化装置
关键词:自动化生产线;教学方法;电机与电气控制;PLC;课程设计
中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1006-5962(2013)02-0027-02
高职机电一体化专业课程设置的培养目标是:面向工业企业生产现场,电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司,培养适应社会需要,全面发展,适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才,主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等,本专业有五个主干学科:电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程,都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。
1自动化生产线的课程设置
机电一体化专业人才培养能力有:识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制,后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到:机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程;能力目标有:对已安装的机械手机械部件进行测量;对机械手的气路进行基本调试;根据故障现象判断故障部位;检查分析、找到故障点并分析解决故障;遵守安全操作规程;素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。
此核心课程以项目驱动教学开展课程教学,提升学生的职业能力,以具体自动化生产线为载体,融合认知、安装、调试和检测等内容,实现教、学、做、评一体化教学,突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体,采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程,涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域,设置六个学习情境:零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试,分成20个任务。
项目一:供料站的安装,有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务;项目二:加工站的安装,设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务;项目三:装配站的安装,设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务;项目四 :分拣站的安装,设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务;项目五:输送站的安装,设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务;项目六:整体运行调试,有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。
2自动化生产线的教学方法与评价设计
2.1教学方法。
(1)讲授法:讲解项目任务,传授项目任务相关的知识点,针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。
(2)现场教学法:在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践,提高职业氛围,在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。
(3)任务驱动法:将教学过程融入项目任务中,让学生自主讨论分析实施,学生在工作过程中得到知识。
(4)小组讨论法:学生每六~八人为一个小组,小组讨论分析,讨论解决,分工协作完成项目任务。
六步教学实施:明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标,注意观察和记录小组对现象分析情况,解答学生提出的问题,对跟主题分析偏离太远的小组予以引导,让学生自行摸索,在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正,最后老师组织小组进行故障排除工作汇报,互评,并对每组进行考核评价,再引导学生自行总结。
2.2评价设计。
课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式,利于理论联系实际,有利于学生的学习创新和思考,更督促他们到实际中去发现和改进,去寻找合适自己的项目和课题。
课程考核为:校内项目,企业,综合实训三大类。当堂课的考核有:教师考核、小组互评、小组自评;教师考核内容为五项:任务分析情况,实施方案制定,任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。
和很多专业课一样,多种教学方法和全面的评价方案,有效保证了教学效果。
3相关课教学
3.1电机与电气控制的教学。
本课程以发电机为主题,以工作任务为导向,以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程,用实物进行直观性教学,使学生感性认识强,理性认识够。
典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制(或三相异步电动机Y-降压启动)、机械手控制等。
课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号;了解个元器件的工作原理和使用方法;把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求:两台电动机都存在重载启动的可能,任何一级传送带停止工作时,其他传送带都必须停止工作,控制线路有必要的保护环节,有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。
3.2PLC教学。
PLC是可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)的简称,早期是一种开关逻辑控制装置,随着计算机技术和通信技术的发展,其控制核心采用微处理器,功能有了极大扩展,除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外,还有过程控制,数据处理,通信联网与显示打印,PLC接口采用光电隔离,实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离,减小了电磁干扰。
PLC有5种编程语言:
(1)顺序功能图(SFC)。
顺序功能图常用来编制顺序控制类程序,包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态,这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。
(2)梯形图(LD)。
梯形图沿袭了继电器控制电路的形式,是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的,形象、直观、实用,电气技术人员容易接受,要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号,是目前用得最多的一种PLC编程语言。
(3)功能块图(FBD)。
功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言,与数字电路中的逻辑图一样,极易表现条件与结果之间的逻辑功能。
(4)指令表(IL)。
采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表,使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读,其中的逻辑关系很难一眼看出,所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器,必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC,在用户程序存储器中,指令按步序号顺序排列。
(5)结构文本(ST)是文字语言。
编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容,中间加以不同的应用实例:顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理,使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计,LED数码管显示设计,还经常根据继电器电路图设计梯形图。
增加的学习情境还常有如下任务:洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制;寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。
3.3单片机。
单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面,在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域也都有广泛应用。
数据大都在单片机内部传送,运行速度快,抗干扰能力强,可靠性高,微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句,以实例应用为线索:单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。
教学采用ISP-4单片机实验开发板,可以完成大量的单片机学习、开发实验,对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机,有程序下载功能,可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。
3.4变频器技术及应用。
变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术;掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围;掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术;了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统,掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等,是强电应用和现代技术推广的有力体现。
3.5传感器与自动检测技术。
传感器技术代替人的感观,在各种环境下应用,检测技术是一套有效的反应体系,包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能,并能正确选用,了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成,对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案,能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。
教学过程进行小论文制作,让学生提高计算机应用水平,使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。
4毕业论文指导分析
毕业论文专业联系实际,通常小型自动化系统以单片机为主,大型自动化生产线以PLC为主,系统运行动力离不开电机,观察离不开传感器,调速可用变频器,综合所学,学生的论文涉及广泛,有效教学可对应从如下方面侧重指导。
4.1立意选题。
根据实际和研究方向做好侧重和体现,如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性,“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。
4.2材料整合。
在任务要求明确的基础上,首先确定相关技术指标,对应查找并列出论文结构,一份毕业论文至少含有三到五门课的内容,对应于研究方向进行相应编排和取舍。
4.3技术处理。
所搜集图片的背景往往有水印,要去掉,图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五,注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。
多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生,系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生,专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。
参考文献
[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》,中国铁道出版社,2010年7月
[2]马玉春.《电机与电气控制》,北京交通大学出版社,2011年1月
[3]李建新.《可编程控制器原理及应用》,机械工业出版社,2012年9月
Abstract: On the basis of analyzing graduation design flow of higher vocational institutions, the article studies the construction of the graduation design instruction and management network system platform based on the working flow. The system is integrated with education information technologies, making the instruction and management of graduation design (thesis) computerized, automatic, and standard. It can help finish graduation design instruction and management, covering administrator management, thesis establishment by teachers, thesis examination by experts, thesis selection and proposal by students, intermediate stage, defense, and also graduation thesis evaluation as well as excellent thesis recommendation, so as to effectively conduct process control and supervision management and guarantee the efficiency and standardization of graduation design.
关键词: 高职高专;毕业设计(论文);工作流程;网络平台;教学管理
Key words: higher vocational institutions;graduation design (thesis);work flow;network platform;teaching management
中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0205-02
0引言
大学扩招已经多年,它对高等教育大众化、对加强国民基本素质以适应知识经济时代的到来有重要的意义。但是大学扩招对教学质量影响这一话题已经成为社会关注的一个焦点问题。对部分大学教师进行问卷调查显示,教学管理人员认为扩招后的教学质量有所下滑的比例达到54.5%,在调查改进措施时,31.2%的教师认为应该加强毕业设计管理。教育部办公厅2004年的《关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》中指出:毕业设计(论文)在培养大学生探索真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面具有不可替代的作用。同时,毕业设计(论文)的质量也是衡量教学水平,学生毕业与学位资格认证的重要依据。因此,需要对毕业设计工作进行改革和创新。
1毕业设计(论文)工作存在的主要问题是缺乏过程管理
教学实践发现,毕业设计制度与管理方面存在很多不足,但最为突出的是在“过程管理”方面缺乏一套行之有效的办法,从立题、审题、选题、开题、中期检查、后期检查、论文评阅以及答辩、成绩评定等环节,缺乏明确的标准与考核指标,造成大部分学生对毕业设计漫不经心,教师指导流于形式。各高校从事相关工作的教师对现有毕业设计指导与管理从制度化管理、过程化管理,现代化管理等方面进行了许多研究,也提出了毕业设计过程中环节监控、提高毕业设计质量等建设性意见和方法。我们课题组也从过程导向性学习的课程与学业论文指导同步教学模式出发,开展研究和实践并取得了一些阶段成果。但多数的研究还停留在制度、规范、工作流程等管理上,整个过程以人工为主,效率不高,容易出错;透明性、可监督性,可评估性也难以保障。因此,构建一个基于网络的毕业设计(论文、报告)综合指导与管理系统将有效地对毕业设计诸环节实施过程监控、指导和管理,从而确保毕业设计质量,提高人才培养水平。
2构建毕业设计(论文)指导与管理平台的思路和方法
2.1 系统构建的基本思路针对缺乏过程管理的问题,我们提出从规范管理入手,把过程管理作为毕业设计(论文)质量的保证。我们在“强化管理、规范组织、精心指导、全面监控、科学评价”的指导思想下,完善了一系列相关规章制度。构建的指导与管理系统将各项与毕业设计相关的制度规范有机地融入其中,这些规范和制度将成为系统运行中的重要限制条件,每个参与毕业设计活动的人员将严格按照规范完成毕业设计每个环节的工作,从而提高了毕业设计工作的规范性,降低了人为和随意性。当然系统也具备授权的人工干预功能,以适应不同用户的需求。毕业设计活动的各个环节将产生各种类型的文档或文件,系统将辅助相关人员完成文档信息的填写,提高文档撰写的效率,同时保证文档的格式规范。还提供相关文件的上传功能,最终各种电子文件(如:论文、报告、图表、程序等)将被归档,这些文档和文件将成为学校教学评估工作的重要依据材料之一,形成特色论文数据库的资料来源,成为今后教师和学生参与毕业设计的重要参考。
2.2 研究方法一是针对校内各系部和部分省内高职高专院校毕业设计现状调研;二是进行系统的构建思路及模块设计方案论证;三是逐步完成 “用户管理”、“选题管理”、“开题管理”、“中期管理”、“答辩管理”五个系统模块的设计与实现;四是完成全部系统调试,在校内试运行,逐步完善和应用推广。
2.3 研究特色和创新特色一是体现在毕业设计工作过程指导和管理研究与自动化和规范化研究相结合,突破教师在指导毕业设计过程中的时间和空间限制,所有毕业设计的参与者通过系统平成各项毕业设计(论文、报告)的相关工作,指导和管理者可以通过系统清晰的看到毕业设计工作进展并进行监督管理,确保毕业设计质量;二是体现在资源的集成与应用上:该系统集成多个电子资源网络化数据库,并通过《信息检索技术》《电子资源检索与应用》等课程或讲座普及应用知识。引入《学术不端文献检测系统》、《学术论文写作格式与规范》,整肃学风,提高论文写作知识和能力。调用《金创教务综合管理系统》完成网上填报时的信息比对和最终成绩登录工作等。开展研究前,我们利用《科技创新辅助决策系统》进行查新,并在万方、知网等国内上网期刊库中检索,尚未发现类似的基于网络的毕业设计指导与管理系统。
2.4 解决的关键问题一是如何将制度和规范、指导和管理工作流程系统化(网络化、自动化、规范化);二是针对不同专业毕业设计的具体情况,设计和构建的系统如何能够柔性适应不同的需求;三是把相关资源更好地整合到本系统平台中,为学生毕业设计选题、论文撰写和教师指导提供技术和资源上的支撑。
3毕业设计(论文)指导与管理平台的技术路线和模块功能
3.1 系统构建的技术路线在现状调研和方案论证的基础上,充分融合教育信息技术手段,将网络化、自动化、规范化结合到毕业设计(论文)的指导和管理工作流程中,使每个毕业设计环节在系统中完成,有效地进行过程控制和监督管理,保障毕业设计工作的高效和规范的实施。在完善后的毕业设计工作流程基础上,开发毕业设计工作流系统,使整个毕业设计环节通过工作流系统来辅助自动完成。
利用Java Web 2.0程序设计构建五大模块系统平台,该系统将基于网络平台而具有不限时空、资源整合便利和充分的优势;考虑不同专业等针对性需求而具有人工干预功能的柔性系统。实现毕业设计(论文、报告)的全程监控、流程规范、使用便捷的目的。
3.2 五大模块功能毕业设计(论文、报告)指导和管理系统包括了用户管理、选题管理、开题管理、中期管理、答辩管理等五大模块,可通过系统信息流图来直观描述,如图1所示。
五大模块具体实现的功能如下:①用户管理模块可以完成个人信息网上填报,并与现有教务系统中的信息进行比对,如果通过了审查,则管理员进行相应的权限分配,这样可以针对不同的用户完成不同的操作。②选题管理模块提供了教师通过系统提交自己预定的题目,另外还提供了学生自选题目的提交。对于提交的题目需要提交专家审题,考察是否适合做毕业设计题目,如果符合选题要求则被存储在选题库中,学生进行选题时可以查看试题库中的题目并进行选题,选定题目后最终生成《毕业设计或实践任务书》。③开题管理模块可以提供对题目信息相关的数据库的接口地址,保障学生充分论证毕业设计选题后,通过填写信息,自动生成开题报告,保证开题报告的规范性。教师对提交后的开题报告进行审查,给出相应的反馈意见,最终生成毕业设计(论文、报告)大纲。④中期管理模块可以将由毕业设计成果生成的论文(报告),发往相关部门进行学术不端审查,通过审查后,再进入论文(报告)格式规范、结构和内容等审查,最终将审查结果反馈给学生,并进行修改,修改后并通过审查最终形成论文(报告)二稿、三稿及定稿,最后录入毕设指导教师的意见,生成《毕业设计或实践指导教师评审意见表》和评审成绩。⑤答辩管理模块中,论文指导教师对论文进行评审给出评审意见和成绩,生成《毕业论文或实践报告评审表》;通过答辩资格审查的学生进行答辩后,结合答辩评委给出的答辩评审意见和答辩成绩自动生成《毕业设计或实践答辩委员会评审记录表》。系部主管领导根据毕业设计或实践成绩、论文或实践报告成绩和答辩成绩,网上填报系部意见,然后系统根据预设的三部分成绩比例,自动生成《学生毕业设计和实践综合成绩评定表》和综合成绩。最后,全部毕业设计资料归档。属于规定范围的优秀论文自动储存在优秀论文库中。优秀论文库中的论文将为今后的学生进行毕业设计提供参考。
4结语
毕业设计(论文)教学过程是高职高专院校教学计划的重要组成部分,是对学生进行综合素质教育的重要途径。毕业设计(论文)指导和管理工作是一项复杂而具创造性的工作,是一个系统工程,必须从全局出发,全面考虑,需要管理干部、教师和学生共同努力、相互配合才能实现效果最优,使毕业设计(论文)质量再上新的台阶。
参考文献:
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