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1.電氣自動化及節能設計概述
電氣自動化是電氣信息領域的一門新興學科,它和人們的日常生活及工業生產有著密切聯系。它在提高工作效率、運行成本、勞動生產率以及改善勞動條件等方面起著重要的作用。對于電氣自動化系統來說,由于城市電網的不斷擴大,電力也不斷增容,因此會使用很多的變頻器、整流器等,而這樣會造成大量的諧波產生,從而危害到電網。由此,為了消除諧波,從節能的方向考慮,電氣自動化應主要從變壓器、無功補償、有源濾波器等技術上下功夫,可以利用減少電路的傳輸損耗、優選變壓器、補償無功、使用有源濾波器等方法來使電氣系統在運行的過程中達到節能的目的。也只有這樣,才能使電氣自動化系統使用時達到節能的效果。
2.電氣自動化的節能設計技術
2.1電氣工程的設計
在電力工程中,要達到節能的目的首先要做的就是做好電氣工程的安裝、設備等的設計。只有在第一步都做好了才能保證整個工程其后的設計與完成后使用時達到節能的作用。
①優化配電設計。電力系統就是要為安裝這個電氣系統的工程中需要用電的設備提供一個必要的動力。因此,在整個配電設計的過程中首先就要考慮到電力系統的適用性。對于適用性而言,應該滿足用電設備對負荷容量與供電設備等可靠性的要求,還應該保證電氣設備對控制方式的要求等。在配電的過程中,除了要滿足用電設備與電氣設備的要求之外,還要保證電力系統高效、穩定、易控、靈活、可靠等。在配電設計的過程中其次要考慮到的就是電力系統的安全性。而對于電氣系統的安全性而言,首先就必須保證導線的絕緣性良好,然后在進行走線的時候應該保證各導線之間的絕緣距離。另外還要保證導線的負荷能力、熱穩定和動態穩定的裕度,以確保在電氣系統運行的過程中用電設備與配電設備的安全。除此之外,還要做好電氣系統的防雷與接地。
②提高電氣系統的運行效率。在電氣系統中最好選用節能設備,從設備的選擇就開始為電氣系統的節能打下基礎。另外,我們可以利用均衡負荷、補償無功、減少電路損耗等方法來使得電氣系統在運行的過程中達到節能的目的。比如,在進行配電設計時可以合理的調整負荷以及選取合理的設計系數。在電氣系統的安裝或是運行過程中采用這些方法能夠提高電源的綜合利用率與設備的運行效率,從而間接或直接減少電能的損耗。
2.2電氣系統中的節能技術
①降低電能的傳輸消耗。電能傳輸時,因為導線有電阻從而會產生有功功率的消耗。但是線路上的電流是不變的,所以,為了降低電能在線路上的傳輸消耗,只能降低導線的電阻。事實上,導線的電阻和導線的截面積之間的關系是成反比關系,而和電導、導線長度成之間成正比關系。即要想降低導線的電阻,就必須從如下幾方面著手:首先,選擇電導率比較小的材質當作導線,從而降低電能在電路上的消耗;其次,縮短導線的長度。從而在布線的時候,讓導線盡可能走直路,以免過走的彎路太多,以縮短導線的長度;最后,變壓器盡可能接近負荷中心,以縮短供電的距離。其四,加大導線的橫截面積。所選擇的導線的橫截面積盡可能大一些,利用降低電阻減少消耗,實現節能的目標。
②選取變壓器。在設計過程中對于變壓器的選擇,必須滿足如下幾方面的要求:第一,應當選擇節能型的變壓器,從而降低變壓器的有功功率的消耗;第二,為了使得通過的三相電的電流維持平衡,應當降低變壓器自身的消耗,最好采取一定的措施比如三相四線制的供電方式、單相自動補償設備、將單相用電設備分別接在三相電源上等方式從而減少負荷不平衡。
③無功補償。在電力系統中,無功功率占有供配電設備的很大一部分容量,因此增大了線路的損耗,從而造成電網的電壓下降,也因此影響了電能質量和電網的經濟運行。而對于用戶而言,無功功率的直觀表現為功率因數偏低,而當功率因數小于0.9時,用戶就會向供電部門繳納一定比率的罰款,因此用戶用電的成本也增高,經濟效益就會下降。但是我們若選用恰當的無功補償設備的話就可以實現無功就地平衡,提高功率因數,從而事項節能減耗、提高電能質量、穩定系統電壓的目的,而且能夠提高經濟效益和社會效益。比如,在受導電抗的作用下,電機發出的交流電流和交流電壓的相位角不為零,因此電機發出的電能不能完全被用電器吸收,不能被吸收的部分則在電機和用電器之間往返變化而不會釋放出來。又因為電容器產生的是超前的無功,因此采用電容器補償可以與無功率的電能進行抵消,即Q=QL-QC。
在采用無功補償設備對電力系統進行無功補償時,對于無功補償設備的要求有以下幾點:1)在使用電容器補償時,電容器容量的確定應該根據配電電壓的容量、負荷、三相電壓的平衡度、自然功率因素、目標功率因數等參數經過計算來確定。而若是在補償處產生了諧波的話就要串聯一定量得電抗器,濾除線路上的諧波。2)為了有效的防止投切振蕩、過補償和無功倒送,在電容器的功率參數、無功電流、無功功率這些投切物理量中最好選擇無功功率作為投切參數物理量。3)在很早以前的補償電容組中電容器的分擔方式和投切開關的方式普遍采用等容量分組和循環投切;后來又采用了按比例分配、按編碼配置、投切開關按級投切。但是這些方式都不能達到我們想要的補償效果。
因此,現在所采用的是模糊投切,其適應面廣、調節平滑、跟蹤準確而且效果很好。在使用過程中,低壓的時候投切開關則選擇投切復合開關,而高壓補償柜中選真空接觸器。
④使用有源濾波器。為了有效避免與電網聯結電氣設備的誤動作,就必須消除諧波,而消除諧波最有效的方法就是使用有源濾波器。誤動作主要是由于電氣設備數量的增加,產生的諧波越來越多,又由于這些諧波電流在電網阻抗上產生的電壓與基波電壓重疊,就會引起電壓的畸變,從而造成電氣設備產生誤動作。概括起來,有源濾波器主要以下特性:具有優異的動態性能;反應快;能使功率范圍更寬大等,能使無功補償達到更好的效果。一般情況下,采用有源濾波器對產生的諧波進行過濾,在電氣設備誤操作之前就能夠將其阻止,使電氣設備的運行更加有效率,從而達到節能的目的。
3.結束語
總之,現今國家強烈要求發展“節能經濟”的大好形勢,有志于發展“節能經濟”與“節能經濟”的中國“工業自動化”的企業與單位,應當堅持“節能”理念。國家也已經注意制定發展“節能經濟”的戰略,制定優惠發展“節能經濟”企業的政策,并積極支持“節能經濟”的研發。同時,也應看到,我國在“節能技術”領域里的自主創新能力正在快速提高,新的更有效的“節能技術”正在國家的大力支持下研發出來,并被產業化應用。
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1電氣自動化控制系統的概述
1.1電氣自動化控制系統介紹
快速發展的科學技術帶動著電氣行業的不斷進步,為更好地監管電力設備,電氣自動化控制系統應運而生。電氣自動化控制系統建立在計算機的基礎之上,計算機根據管道溫度,電流與電壓的大小進行監控,在發生危險時及時啟動控制裝置,防止電氣設備故障造成更大危害。簡單來說,電氣自動化控制系統就是依托計算機運行程序而形成的一種自動控制與監管的系統。
2電氣自動化控制系統的設計
2.1電氣自動化控制系統設計的理念
電氣自動化控制系統意圖監控電力設備的運行狀況,防止電氣設備出現故障而引發巨大問題。在進行電氣自動化系統設計時,首先要考慮是否采用集中控制的形式,一旦電氣自動化控制采用集中控制時,所有的電力設備都被一個系統監管,對電氣設備進行維護與保養的成本降低,更為快捷。但采用集中控制的設計方法,全部電力設備的監管匯總于一處,單次維護量無形中變大,造成監管的難度增大。同時,由于多個電氣設備的管道與標線匯集一處,一旦控制系統出現問題,就將引起整個設備的癱瘓[1]。因此,為了更好了解電氣自動化控制系統,就必須認真研究控制系統的設計方式與組成。其次,電氣自動化控制系統設計過程中可以考慮采用遠程監控的方式,利用遠程監控可以節省大量安裝設備的電纜費用,減少安裝成本,同時還能夠保證信息快速傳輸。但遠程監控的方式適合于小系統范圍的管理,大型電氣化管理系統的監管難度大,不能簡單的采用遠程監控方法[2-3]。最后,電氣自動控制系統設計過程中應將現場總線監控考慮在內,現場總線監控可以有針對性地對不同電氣設備進行監管,通過通信線進行溝通,縮減控制電纜的數量,降低監管成本,從而確保控制的高效性。
2.2電氣自動化控制系統的功能
目前電氣自動化控制系統通過ESC監控電氣設備的運行狀況,形成了一個輸送信息的平臺,此種電氣自動化控制系統具有保護發變組和控制勵磁變壓器兩大功能。控制系統有以下5方面的基本功能。1)發電機的勵磁系統是控制系統的重要組成部分,滅磁和啟勵作為自動化控制的基本功能之一,監控著電氣設備的平穩運行。2)電氣自動化控制系統通過改變控制模式,從而產生增磁與減磁的不同功能,甚至能進行PSS的投退活動,確保電氣設備的穩定。3)電氣自動化控制系統通過對380V的電源進行監控,防止因電壓突變產生的電流過大,燒毀設備的問題。4)在兩臺設備同時受電氣自動化控制系統管理的情況下,控制系統對啟變壓器進行管控,保證兩臺設備的穩定運行。5)電氣自動化控制系統能同時監控柴油發電機和保安電源,從而確保系統運行的穩定。
2.3電氣自動化控制系統的組成
目前的電氣自動化控制系統主要由電源供電回路、保護回路、信號回路、制動停車回路、自鎖及閉鎖回路等組成。為更好地理解控制系統的組成,以電源供電回路和制動停車回路進行具體說明,電源供電回路采用AC380V和220V等多種供電電源作為工作電源,受此電壓的供電電源的驅動,控制系統得以順利運行。制動停車回路指啟動制動環節,讓異常運行的電氣設備停止運轉,通常表現為倒拉反轉制動、能耗制動燈。電氣自動化控制系統的組成雖有不同,但制動系統的宗旨都是為監管設備的正常運行服務,快速發展的科技將推動控制系統的升級與更新。
2.4電氣自動化控制系統的未來發展
現有的控制系統一般由電源供電回路等組成,主要使用380V的電壓進行工作,但隨著OPC技術的更新,Microsoft在Windows平臺的廣泛使用,推動著電氣行業的一次次革命。電氣行業的革命代表著電氣設備的升級與更新,為更好地監管新型設備,控制系統必然要隨之改變。傳統單一功能的控制系統正逐步多樣化、簡便化、快捷化,越發符合當前發展水平,未來的控制系統將不局限于監管電氣設備,將拓寬其對生產過程、人事資源的管理范疇,促進其工作的順利開展。
3結束語
綜上所述,電氣自動化控制系統通過監管電氣設備的運行情況,防止電氣設備因損壞而產生更大的損失。當前的電氣設備主要在380V下工作,需要考量集中控制與網絡控制的問題,但經濟與科技的快速發展,必帶動電氣行業的更新與升級,電氣自動控制系統正不斷完善,更好地進行設備監管工作。
參考文獻:
[1]達,偉.淺電動系統[J].電源技應,2013,(5):146-148.
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Keywords: hydropower plants; Modification; explore
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
一、概況
吉仁河電廠是一座徑流式水電廠,裝機為2×15000KW 的立式混流式水輪發電機組,電廠電氣二次設備為1999年設計和制造的產品,由于當時的設計標準較低,自動化程度差,控制和保護設備老化,設備維護工作量大,備品備件無處購買,無計算機監控系統。
二、改造原則
本次改造的原則是:解決影響安全生產的主要問題,提高電廠安全運行水平,保證水輪發電機組可靠、穩定和安全運行,保證電能質量和電網運行的穩定性,加快水電站機組調節速度及整個電站反事故速度,實現水電站優化運行,提高勞動生產率,減少電站運行費用,減輕運行人員勞動強度,大幅提升電廠綜合自動化水平,實現“無人值班(少人值守) ”。全站按全計算機監控進行總體設計和系統配置,整個系統按遠方調度層、廠站級控制層和現地控制層進行配置。
三、電氣二次設備改造范圍
電氣二次設備改造主要包括計算機監控系統、微機保護系統、視頻監控系統、輔機控制系統及相應電纜。
1、計算機監控系統包括2臺水輪發電機及其輔助設備的監控、2 臺主變的監控、2回110kV 出線及2回35kV 線路的監控、全廠公用設備監控、廠用電系統、廠用直流電源系統、全廠公用油水氣系統、10kV 配電站、水力量測系統。
2、微機保護系統包括2臺水輪發電機組保護、2 臺主變的保護、2回110kV 出線及2回35kV 線路的保及備自投保護。
3、視頻監控系統包括主閥、水機室、滲漏集水井、發電機層、中低壓氣室、10kV高壓室、前池取水處、母線廊道。
四、微機保護系統改造
1 、發電機差動保護單元:比率差動保護、過勵保護、欠勵保護和C T 斷線保護。發電機后備保護低壓閉鎖過電流保護、負序電壓閉鎖過電流保護、過電壓保護、轉子一點接地保護、過負荷保護和定子接地保護。
2 、廠用變壓器保護單元:電流速斷保護、過電流保護、過負荷保護、零序電流保護和電壓回路斷線保護。
五、計算機監控系統改造
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實施技術改造的目的是做到“吃大坯”和“一火成材”,提高軋制速度和成品質量。但是實施高速軋制后,帶來軋材上冷床的控制以及冷床撥料周期不能適應高速軋制節奏等問題。因此,解決“超短冷床”對高速軋材收集的協調控制問題是本次技術改造的核心問題。
在原有條件下實現改造的工藝設備布置如圖1所示。通過對增加的單夾輥、分線器、雙夾輥、雙夾制動器和雙線收集落料器等工藝設備的整體協調控制使上述矛盾得以解決。而其本質在于“一線”變“雙線”。具體工作過程是:軋材從成品機架出來后先由倍尺飛剪剪切,然后用分線器將高速行進的軋材交替送入1#通道或2#通道,雙夾輥的作用是保證分線后的軋材能順利行進,當軋材尾部接近雙夾制動器時,制動器對高速行進的軋材進行制動,使軋材以較低的速度安全拋送上冷床的雙線收集落料器,再由雙線收集落料器將軋材放入“步進式齒條輸送冷床”的相應位置,完成軋材收集任務。
1―推鋼機;2―加熱爐;3―Φ500 mm×3機列;4―160 t剪;5―Φ400 mm×1機列;6―Φ300 mm×5機列;7―Φ300 mm×3機列;8―飛剪;9―單夾輥;10―分線器;11―雙夾輥;12―雙夾制動器;13―雙線收集器;14―冷床; ―光電管F
由剪之后的軋材可以由分線器分別送入兩條輸送通道,因此能有效解決高速軋制和冷床收集能力低的矛盾。顯然這種“提高”收集能力的辦法是通過“雙線收集落料器”的雙線收集能力和將軋材分別放入不同的步進齒條位置的功能,使步進齒條輸送機的一個工作周期的動作等效完成了兩次步進輸送動作而實現的。通過上面的介紹可以知道,這種工藝的實現要求電氣控制系統必須完成對單夾輥、分線器、雙夾輥、雙夾制動器和雙線收集落料器以及步進式齒條輸送機等設備的整體協調連動控制。各單體設備的動作時機要準確、恰到好處。否則,輕則影響軋材質量,重則導致跑鋼事故。
2 電控系統的配置
實施上述改造方案以后,軋制速度提高,因此差動連軋機列存在軋制的穩定問題。解決的辦法是增設活套實現無張力軋制或微張力軋制。倍尺飛剪也必須與終軋速度配合,完成剪切控制。同時還要對系統的運行狀態進行監測和保護,完成對各架軋機的基速設定,實現多臺工藝設備的聯動控制。
3 主要問題的技術措施
要實現整個工藝過程,必須解決下面幾個方面的問題:
(1)確保成品質量和連續穩定軋制的活套控制問題;
(2)快速倍尺剪切問題;
(3)高速軋材超短距離制動的上冷床控制問題;
(4)冷床撥料周期長與高速軋制的矛盾,提高冷床的收集能力;
(5)實現全線的自動和協調控制。限于篇幅,這里僅以冷床的協調控制方面的問題作介紹。
3.1 高速軋制與超短距離制動矛盾的解決
從成品軋機出來的軋材經倍尺剪切后上冷床的自由滑行距離與其速度的平方成正比。
改造后的終軋速度為14 m/s,軋材的自由滑動距離為24.5 m,原有飛剪與冷床的距離只有12.8 m,顯然不能滿足要求。為解決這一問題,在冷床前部設置了制動器,使高速行進的軋材適當降速以便實現安全上冷床。由(1)式可知制動的速度也不能太低,應與制動器到冷床的距離相配合,保證軋材離開制動器后能全部自由滑入收集器內。由此可以確定制動器的速度應為
3.2 分線器的轉換時機
用制動器解決高速軋材上冷床的問題實質上僅是解決了軋材的高速度與超短距離制動的矛盾,并不能徹底解決整條自動化生產線的矛盾,反而會帶來軋材的制動和高速軋制節奏的嚴重沖突。這個問題的解決是通過設置一個分線器,實現一線變雙線使之得到徹底解決的。從這個角度可以說分線器是體現新軋制工藝的關鍵設備。
分線器進行轉換動作的時間參考點有兩個,一是飛剪的剪切時刻,在飛剪剪切前一段時間動作;二是雙夾輥的動作時刻,雙夾輥夾住軋材后就可以保證軋材在該線路上正常行進,此時分線器就可以動作。利用前一參考時刻要受到飛剪動作的影響,使系統更為復雜,因此實際系統中采用后一種辦法,簡單可靠。
3.3 雙線收集落料器的控制
雙線收集落料器與步進齒條輸送冷床配合動作。當倍尺軋材全部進入收集器后,傳動軸轉動半周,軸上凸輪將槽瓦打開,軋材落入步進冷床。傳動軸每轉動半周,雙線收集落料器完成一次落料動作,落料動作兩側交替進行,這樣與分線器、雙側制動器配合,就可以解決因終軋速度高而出現的冷床撥料周期來不及的問題。
雙線收集落料器的工藝動作是基于在雙線兩側設置的金屬檢測器信號再配合適當的延時以及配合配置在落料器轉動軸上的半周檢測器信號共同完成的。
3.4 熱金屬檢測器
為了完成軋線各設備的協調動作,在飛剪前、單夾送輥前和雙夾送輥前設置了熱金屬檢測器
F0、F1和F2(F3)。各檢測器的作用如下:
(1)F0為飛剪切頭、切尾提供動作的基準信號;
(2)F1為單夾輸送器提供動作的基準信號;
(3) F2(F3)為分線器、雙夾輸送器和制動器提供動作的基準信號。
為了正確地完成工藝動作,各信號均需配合一定的延時時間。其中,由F2(F3)產生的信號要控制分線器、雙夾輸送器和雙線制動器等幾個設備的動作,與它配合的有幾個延時時間。從工藝動作的要求可以看出:雙線輸送器和雙線制動器的動作必須是互補的。所謂互補,是說當一側的輸送器實現輸送動作時,同側的制動器必須處于非制動狀態;而當本側的輸送器完成輸送動作后,這一側的制動器則開始制動動作。另一側的情況也是如此。具體的動作過程如下:
當棒材從成品的終軋機架來到熱金屬檢測器F0時, F0發出一個信號給PC,PC接收到這個信號后經過一個延時t0(確保棒材已到達飛剪)向飛剪發出切頭動作信號,使飛剪完成切頭動作。當棒材頭部還沒有到達F1時,分線器處于原始位置(例如1#通道),后面的雙側夾送輸送器的兩側都處于放松狀態,盡管沒有棒材,但此時雙側的制動器都處于制動狀態。當棒材頭部到達F1時,它向PC發出一個信號,經過一個延時t1后(確保棒材已經到達單夾輸送器),PC向單夾輸送器發出動作信號,使單夾輸送器實現夾送動作。此時的分線器仍處于原始位置(例如1#通道),因此棒材將被送入1#通道。
當1#通道的熱金屬檢測器F2檢測到棒材時,將信號提供給PC,經過延時,PC向1#通道的雙夾輸送器發出動作指令,實現棒材的接續輸送功能,此時同側的制動器立刻變為放松狀態,保證
正常輸送棒材。一側的雙夾輸送器一旦完成夾送動作,就為分線器的換線動作(由1#通道轉換到2#通道或由2#通道轉換到1#通道)提供了充分條件,但是為了減少不利的軋制工況(扭曲拉伸軋制),經過適當的延時后,PC再向分線器發出動作命令,為下一根棒材進入2#通道做好準備。
當棒材尾部離開F0以后,F0信號的消失通知PC適時做切尾動作。
由剪進行倍尺剪切前,單夾輸送器早已處于夾送狀態,飛剪倍尺剪切時,由于前后棒材的速度不同,必然使切開的棒材之間出現空檔。因此,當前一根棒材一離開F1, F1的信號會變為低電平,使單夾輸送器立刻放松,為下一次夾送棒材做好準備。
當棒材尾部離開F2時,雙線夾送器1#側立刻放松,稍加延時同側的制動器即開始夾緊制動動作,實現制動上冷床。
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山西省教育廳結合我國“中國制造2025”“工業4.0”發展戰略,舉辦了“山西省職業技能大賽”。其中,“自動化生產線組裝與調試”比賽項目是促進高職院校適應當地經濟、緊貼產業需求,發展裝備制造企業急需的自動生產線的安裝、調試與維護技術人員。新時代背景下,“1+X”證書制度的開發和建設,促進了高職院校評價向社會開放,將學歷證書和職業技能等級證書相融合,提高學生的就業能力,緩解就業壓力和矛盾。以職業能力為導向,提出了高職院校電氣自動化技術專業人才培養模式與“1+X”證書制度高度融合。“自動生產線組裝與調試”項目技能大賽和“1+X”證書涉及的專業課程內容正是電氣自動化技術專業所包含專業課程的整合。主要包括變頻器技術、伺服控制技術、傳感器技術、氣動技術、PLC編程及硬件技術、組態控制技術、機械技術、機器人編程及調試技術、自動生產線的安裝與調試技術、自動生產線故障診斷技術等多門學科,要達到要求的基本條件,需要把所有專業課程的基本理論和基本實踐技能完美地結合在一起。
2電氣自動化技術專業當前存在的問題
臨汾職業技術學院電氣自動化技術專業課程體系以2008年修訂的《電氣自動化技術專業培養方案》為基礎,按照近幾年技能大賽、“1+X”證書和社會職業能力需求先后對培養方案進行了兩次修訂,課程體系不斷更新。但經過多年來的教學實踐,還是發現一些問題有待完善。2.1課程體系存在的問題。(1)實踐教學總學時略顯偏低,學生理論知識基本掌握,但實踐技能水平偏低。缺乏實踐技能綜合訓練課程,不能通過綜合實訓項目把所學的專業內容與實際生產設備聯系起來。(2)課程設置機械部分課程比重過大,占用學時略多,使得電氣方面的課程學時開設不足,從而造成學生電氣方面的基礎知識和技能不夠扎實。(3)課程體系與1+X證書、技能大賽所需專業知識側重有所偏差,對考取職業資格證書和參加技能大賽帶來一定的影響。(4)企業崗位需求不能與課程體系無縫對接。企業所需的職業能力、實踐能力與學生在校期間掌握的理論、實踐能力存在一定的偏差。2.2技能大賽展現的問題。(1)由于培訓周期長、知識面廣、實踐技能水平要求高,從開始培訓到能夠參加比賽,至少需要半年以上的學習和實踐過程。培訓過程中,學生的基本功不扎實,動手能力差,加上繁多的專業知識和大強度的專業訓練,大部分學生在培訓過程中非常吃力。(2)指導教師要對不同層次的學生、多個專業課程內容進行授課,教學難度極大,缺乏一支理論扎實、技能水平高的技師型教學團隊。(3)學生自己能夠理解的一些問題,不能準確地用語言表達。特別是在比賽過程中的答辯環節,很多學生會做不會說,這也是一種專業知識薄弱,理論與實踐基本功不扎實、技能訓練周期短的問題造成的。(4)近年來,技能大賽中低壓電器線路安裝與調試、傳感器安裝與調試、氣動回路安裝與調試等實踐操作能力、元件檢測能力、故障診斷能力相對薄弱。尤其近幾年比賽中出現問題最多的并不是PLC編程的問題,而是設備電氣線路安裝速度慢,電氣元件檢測與調試不熟練,出現故障不能及時診斷和排除,影響了技能大賽的成績。2.3“1+X證書”存在的問題。雖然勞動和社會保障部頒發的《維修電工職業資格》認證,基本滿足電氣自動化技術專業的基本理論和實踐技能的要求。但還不能滿足新形勢下“1+X”證書制度試點的要求,還不能完全與企業、行業用人標準接軌。
3電氣自動化技術專業改革措施和成效
電氣自動化技術專業人員必須具有計劃組織、團隊協作、開拓創新等綜合職業能力,具備自動化設備的安裝、調試、編程、故障診斷及維護等技能。為了注重“工匠精神”的培育,還將職業素養也納入了競賽內容范圍。因此,職業院校人才培養要與國家職業標準、企業要求對接,進行相互融合,把技能大賽、“1+X”證書與課程建設、教學資源建設緊密結合,對電氣自動化技術專業人專業建設和改革具有很重要的指導意義。3.1將部分專業課程進行了拆分、重組,構建了新的課程體系。(1)結合電氣自動化技術專業建設現狀和技能大賽、1+X證書基本要求,構建能勝任電氣控制及自動化系統設備的安裝、調試、運行、維護等崗位的課程體系。將原課程體系中的專業基礎課程、專業核心課程、專業拓展課程及專業選修課程內容進行優化,提高了學生的就業競爭力、精益求精的工匠精神和可持續發展的能力。例如,《低壓電器及PLC》《電機與變壓器》兩門課程拆分為電動機拆裝實訓項目、低壓電器實訓項目、PLC系統與編程實訓項目。又根據實驗實訓條件,重新組建成《電機與電氣控制技術》《可編程序控制器編程與實踐》兩門課程。(2)為了適應近年來新的技能大賽項目和企業職業能力要求,增加了專業核心課程《工業機器人現場編程及操作實訓》、專業拓展課程《自動化系統集成綜合訓練》、專業選修課程《工業機器人離線編程》。并將《機械設計》《液壓氣動》《金屬工藝及熱處理》三門課程整合成《機械基礎》《金工實習》兩門課程。3.2加強實驗實訓室的改造、升級,加大實驗實訓比重,提升實踐技能水平。(1)增加了工業機器人綜合實訓室、3D打印實訓室,同時,對老舊實驗實訓室進行維護和改造。引入模塊化實訓教學模式,將專業課程按照實訓項目劃分為PLC實訓、單片機實訓、數控加工實訓、電動機拆裝實訓、金工實訓、自動生產系組裝與調試實訓等多個模塊化實訓項目,逐步實現所有專業課程理實一體化教學模式。2019年,自動化171班的38名學生在山西華翔集團頂崗實習期間,經過短期培訓,能夠快速適應工作崗位,尤其在自動化生產線的調試、工業機器人操作、數控機床操作、產品檢驗等工作崗位表現突出。有5名同學實習不足兩個月就晉升為班組長或技師,快速成為企業技術能手,充分體現了理實一體化教學效果,大大提高學生技能水平。(2)將部分實驗實訓室免費開放,學生可以利用節假日或課余時間進入實驗實訓室進行理論學習和實踐操作,并安排專業課教師進行技術指導,加強理論知識與實踐能力的相互融合。學生在專業課教師的指導下,自發組織了“3D打印興趣小組”,利用實驗實訓室開放時間,自己動手制作了prusai3型3D打印機。學生在組裝、調試的過程中,對3D打印機的結構、工作原理和3D打印切片軟件參數設置有了更深的了解。學生們充分發揮自己的想象力、創造力,利用3D打印機制作出了很多學習、生活中實用的小設計、小發明、小創造,激發了學習專業知識的興趣,提升了學生技能水平。3.3加強校企合作,實現產教融合協同育人模式。(1)利用學校教學資源和企業專業技術優勢,校企合作共同開發課程資源。做到優勢互補、資源共享、協同發展,讓學校、企業共同參與電氣自動化專業改革,把企業文化、職業能力、考核體系等方面融入人才培養方案,提高教育教學水平。2020年,我院抽調專業課教師與山西華翔集團技術管理人員共同聯合開發了《數控加工實訓》精品課程,盡可能真實地把大量企業生產制造與產品開發中的圖紙、案例、程序、配方等納入課程教學體系中,共同打造精品課程。開發完成后,不但可以作為學校理實一體化教學資源,也可以作為企業員工培訓的教學資源。(2)在開發適應企業轉型發展、能力提升的專業課程的同時,聘請企業專家進入課堂進行專題講座,促進校企共同發展,協同育人。2020年,我院兩名專業課教師深入企業,為立恒鋼鐵集團進行了特種作業人員安全技術《低壓電工作業》和《熔化焊接與熱切割作業》培訓,共計64學時、300余人次。2019年,自動化171班學生在山西華翔集團實習時,定期邀請企業專家、車間主任、班組長進行專題講座。主要對企業文化、企業管理制度、成才事例、專業技術等方面進行授課,讓學生能夠快速地了解企業,了解崗位,快速成為適應自身發展的高素質技術人才。(3)專業課教師進入企業實踐鍛煉,促進校企技術交流,將企業標準、行業標準融入專業改革。充分體現了理論知識和實踐技能的轉化、實際生產和教育教學的相互融合,注重崗位責任、安全、紀律意識的培養和建立,對電氣自動化技術專業改革提供了依據,更具有很重要的現實意義。2019年開始,我院共計選派10名專業課教師利用假期赴山西華翔集團、旺龍藥業集團、火鳥無人機有限公司等企業進行實踐鍛煉。專業課教師在數控加工、自動生產線調試、工業機器人操作、無人機駕駛、產品檢驗等崗位進行了實踐鍛煉。3.4建立線上線下教學資源庫,充分發揮網絡教學優勢,提高教學效果。根據新的課程體系,將以前的課程資源重新整合,開發出適應新的課程體系和技能大賽的課程資源。目前,已有《工業網絡及組態控制技術》《數控加工實訓》《工業機器人離線編程》等課程建立了校級網絡課程。作為院級科研課題,“可編程序控制器編程與實踐的線上線下混合式教學模式”已立項,正在建設中。今年疫情期間,所有專業課教師利用網絡資源和線上教學平臺,搭建和完善專業課程資源庫,進行線上教學,將理論知識和實踐技能通過網絡遠程進行傳授,所有專業課程全部實現了線上教學。疫情緩和后,針對網絡教學只能進行理論學習和實踐技能展示的實際情況,將所有專業課程全部轉為模塊化實訓,通過線下技能強化訓練和線上課程的復習,提升了學生的實踐操作能力,鞏固了理論知識的學習。3.5電氣自動化技術專業知識面廣、輻射能力強,通過專業改革加強相近專業的建設。(1)以電氣自動化技術專業改革為抓手,組建以電氣自動化技術為龍頭的專業群,并推動其他相關專業快速發展。從2016年到2019年,連續四年增添了機械設計與制造、工業機器人技術、新能源汽車、無人機應用技術四個新的專業。實現資源互補、共同發展,推動機電一體化技術、工業機器人技術、機械設計與制造、無人機應用技術、新能源汽車等專業的協同發展。(2)根據電氣自動化專業發展方向,結合實驗實訓室升級改造情況,開發了兩個新的技能大賽項目,“機電一體化項目”“工業機器人技術”項目正在建設中。3.6專業改革與技能大賽相結合,把技能大賽引入課堂。(1)增設《自動生產線調試與維護》課程,將技能大賽內容引入課堂,讓所有的學生了解技能大賽,參與技能大賽。讓技能大賽與電氣自動化技術課程體系相互融合,讓學生掌握自動生產線的機械、電氣、氣動回路、傳感器、變頻器、伺服控制的安裝與調試能力;PLC、組態控制技術的程序設計與調試能力。2020年4月,山西旺龍藥業集團新進4臺口罩機生產線,缺乏自動化設備安裝、調試技術人員,我院抽調自動化171班4名學生赴旺龍藥業進行口罩機生產線組裝、調試,及時將設備安裝、調試完成,保證了口罩生產進度。最終四名同學被企業留用,成為自動化設備維護崗位正式員工。(2)同時,圍繞技能大賽開設校內其他課程的校內技能競賽,逐步將技能競賽成為常態,使每位學生都能參與技能競賽中,有利于提高師生技能水平提升,讓技能大賽不再遙不可及,學生技能水平逐年提高。自2017年以來,我系每年舉辦校級職業技能大賽,先后舉辦了單片機程序設計、PLC編程與調試、電動機拆裝、數控加工、金工等多項技能大賽,共計有30多名學生獲獎。2019年,在山西省第十三屆職業技能大賽中,我院兩名學生在組隊參加“自動生產線組裝與調試”項目比賽,榮獲“二等獎”,取得了第三名的好成績。同時,有兩名專業課教師榮獲“優秀指導教師”。通過比賽不但提高了學生技能水平,也提升了教師的實踐能力。為創建高技術、技師型教師團隊打下了良好的基礎,也為職業技能大賽的選手選拔提供了有力保證。3.7實行專業課教師輪流輔導技能大賽。讓所有專業課教師參與技能大賽培訓,有利于專業課教師對技能大賽的競賽內容、規則以及專業課程的重難點深入了解,從而增強實踐技能教學能力。在技能大賽培訓過程中相互學習、共同提高,將專業課教師快速打造成電氣自動化專業技能大師,逐步提高整體實踐教學水平,創建一支技術過硬的技師型教學團隊。近年來,共計有6名教師參加了技能大賽培訓。參與培訓的教師通過實踐技能培訓、鍛煉,解決了一些課堂教學中存在的疑難問題,并把技能大賽培訓過程中的經驗和機巧應用在平時的教學中,提高了教學效果。隨著技能大賽項目的不斷增加,輪流輔導的制度不斷完善,參與技能大賽輔導的教師越來越多,最終將實現全員參與,整體提高。3.8專業改革與“1+X證書”相結合,實現“雙元化”的育人模式。(1)對電氣自動化技術相關專業“1+X證書”試點進行了申報,以專業帶頭人為龍頭組建教師團隊,與培訓評價組織共同對有關“1+X”證書和標準的進行開發和建設。(2)進一步完善試點人才培養方案,做好職業教育“學分銀行”建設,聘請企業、行業專家共同參與試點申報工作,著力打造“多元化”育人模式。(3)繼續做好勞動和社會保障部頒發的高級維修電工職業資格的考試認證,同時,繼續拓展新的職業技能認證。2020年,我院與山西華翔集團共同成立了華翔學院,本著“優勢互補、資源共享、互惠互贏、共同發展”的理念,共同培育面向未來、高技能的裝備制造行業人才。同時,山西華翔制造有限公司也成為我院“1+X”證書試點。
4結語
專業改革要與企業職業能力需求、技能大賽、“1+X”證書接軌,充分發揮校企合作優勢,也是實現雙主體育人的重要舉措。通過對電氣自動化技術專業的改革,大大加強了技師型的師資隊伍建設,構建了全面的教學管理體系,提升了師生的技能水平,拓展了校企的合作、創新。為其他相關專業的教學改革提供了參考,對推進我院的轉型發展具有重要的現實意義。
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一、傳統電氣自動化技術課程體系的不足
傳統的電氣自動化課程體系一般針對電工電子及繼電控制等,并明顯偏重電氣控制。而當前科技發展的態勢特別注重專業交叉融合,電力電子技術,自動檢測技術,機械技術,信息技術等高度結合以實現生產線的柔性化與智能化。還有目前開設的一些課程帶有明顯的滯后性,如 《自動控制原理》等關于電氣自動化技術基礎方面的課程, 課程內容除了一些有關自動化系統的基礎理論外,其課程中所講述的電氣自動化技術、裝置與器件,大多數都與當前工業現場使用的新型技術、裝置等脫節。目前許多高職高專電氣自動化的教學都帶有一定的隨意性,電氣自動化課程和內容常常只是根據本校的場地、設備、考證要求、教師素質來開設,教學內容多呈散亂的低水平狀態,難以保證課程的教學質量。隨著生產設備科技含量不斷的提高,以滿足企業需求為目標的新興行業不斷出現,電氣自動化專業要保持其自身的特點,必須強化專業方向,優化課程體系改革。
二、課程體系的改革與優化
電氣自動化技術課程的設置主要有兩種方法,一是在保持原來開設的電氣自動化基礎課程基礎上,將當前通用的電氣自動化技術插入到傳統技術課程中,如將 PLC技術或變頻技術穿插到電機控制、繼電器控制等技術中,以解決電氣自動化技術課程不足的問題。二是單獨開設自動控制原理、PLC、自動檢測、單片機技術、變頻調速技術、電力電子技術、工業網絡、組態技術、供配電技術等課程。由于信息技術和計算機技術在電氣自動化領域中的應用日益廣泛,要求我們必須對原有課程體系進行改革,并根據自動化技術的發展增加新的教學內容。經過調研和實踐論證,我們在課程體系中增加自動化領域應用廣泛的新技術課程。如:“變頻器應用技術”“計算機網絡技術”“電子EDA技術”“計算機控制技術”“組態軟件”等課程。同時,根據高職高專的特點,理論知識以適用、夠用為原則,對一些課程進行整合。將《C語言》與《單片機原理與接口技術》這兩門課程合并為《單片機原理與應用》;如將《工廠常用電氣設備》與《電機與拖動》這兩門課程合并為《電機及電氣控制》;將應用相對較少的“工廠供電”的內容進行整理更名為“供配電技術”,同時把該門課程變為企業課程,讓授課內容更貼近生產一線等。
三、新課程體系的特色思考
1. 保持教學內容的基礎性與綜合性,體現其現代性與應用性
新構建的電氣自動化課程內容應該以基礎技術為主,兼顧技術的綜合性,它是新構課程內容整合的一個重要原則。科技的發展日新月異,新技術的應用更是層出不窮,要想在課程體系中實時反映最新的技術,無論從設備、師資和教學資料等方面,都是難以做到的。所以,課程的先進性不完全等同于技術的先進性。但是,教學內容的遴選應該是當前較普遍應用的技術,將一些新器件和新技術的應用整合進教學中來 。如觸摸屏,人機界面技術,組態網等。
2. 改革實踐教學體系,注重技能訓練
整合后的新課程體系應注重實訓環節,使學生在掌握基礎知識基本理論的基礎上,通過大量的實訓環節,提高實踐技能。加強自動化技術基本技能(電力電子、電器產品裝配及維修)、計算機應用能力(單片機技術、電子EDA技術、電氣 CAD、計算機控制技術)、專業能力 (自動檢測技術、電力電子技術、工廠電氣控制技術、可編程控制技術)和工程實踐能力(工程實踐、生產實習、頂崗實習) 訓練。完善實訓條件,獨立完成技能實訓,同時加強對實訓過程的指導和管理,真正建立起適應高技能應用性人才培養的辦學模式。
3. 加強“雙師”型師資隊伍建設
電氣自動化課程體系建設能否達到目的,關鍵在教師的觀念、教師的能力、教師的素質。要更新理念,組織教師開展教研教改,拓寬師資來源渠道。鼓勵青年教師到高等院校、培訓機構和企業進修學習,提高學歷 、學位和專業實踐技能,同時從其他院校、科研機構、企業等單位聘請理論新、實踐工作經驗豐富的工程技術人員充實教師隊伍,專業教師到企業或生產服務一線頂崗實踐等多種形式提高教師的雙師素質。
高職高專在實踐教學中,堅持以能力為本位,根據各專業培養目標,在分析、預測就業形勢和就業市場的基礎上,精選實踐教學內容,不斷的優化與改革專業課程體系,把技能訓練和職業素質培養有機結合起來,注重學生綜合能力的培養與提高,突出強調職業崗位針對性,從而增強學生的擇業競爭力。
【參考文獻】
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隨著國家工業化進程的加快,電力運營企業在不斷增加,其相互間的競爭也更加激烈。企業若在競爭中處于優勢地位,則需對火力發電廠的運行模式加以改革,在確保其基礎設備安全、可靠工作的基礎上,盡可能地減少成本的投入,提高企業的生產效益。隨著智能自動化控制技術的發展及應用領域的推廣,在發電廠中應用自動化控制技術可明顯改善其發電效率,并可對資源進行合理利用,因而當前在火力發電廠中拓寬自動化技術的應用領域是電力企業關注的焦點之一。
1 當前自動化控制技術的發展現狀
1.1 自動化控制技術基本介紹
所謂的自動化控制技術,即是在沒有任何人員的參與下實現對生產或其他工作方式的干預,使之按預期設定的程序或規律開展進行的控制技術。自動化控制技術強調“自動化控制”這一主旨,減少了人為地干預行為,從而降低對人員的需求及因人為操作失誤造成的故障發生率。
自動化控制技術主要包括有控制器模塊、被控單元,執行機構以及變送器,其中控制器模塊是整個控制系統的核心部分,其通過對被控對象進行分析從而控制執行單元開展不同的動作,而變送器則是實現控制器單元與被控對象正確通信的重要樞紐,其將被控對象的運行狀態轉換為控制器可進行識別的信號,控制器在對信號進行分析后做出正確判斷,從而將相應的控制指令下傳給執行機構,如此便形成自動化控制過程。
1.2 自動化控制技術的應用
因自動化控制技術減輕人們工作的負擔,且自動化控制技術具備開環控制及閉環控制等可實現不同控制精度的系統,因而其廣泛應用于冶金、機械制造、航空航天等領域中,且取得不同程度的成就。隨著自動化技術的成熟及其帶來的便利,當前工業生產及生活中大量提高對自動化技術的應用。
2 火力發電廠生產工藝流程及應用自動化控制的意義
2.1 火電廠發電工藝過程
火力發電廠實現將現存資源如煤、石油等轉換為電力資源,其是當前最為主要的發電形式。其發電過程可概括為如下:首先是將發電所需的燃料處理為適合當前鍋爐燃燒的形式,如可將煤塊研磨成煤粉等,并在熱風的吹力作用下將其送入值鍋爐內進行充分燃燒,從而將其中存儲的化學能以熱能的方式釋放;其次,鍋爐中的水在將熱能吸收后在鍋爐內壓力值達到一定程度下,水會以蒸汽形式存在,而隨著蒸汽的流動在過熱器中繼續吸熱后轉變為過熱蒸汽,其沿著新汽管道送入至汽輪機中,并對汽輪機做功,從而為汽輪發電機組轉子提供動力,驅動輪子旋轉;轉子在旋轉過程中,轉子中有勵磁激勵電流產生的磁場亦隨之運動,從而使得定子線圈的磁通量周期性的發生改變,從而在定子線圈中產生感應電動勢,形成電能;最后,在通過電網系統將電能輸送給負載,如此便完成整個供電工程。如圖1所示。
2.2 自動化控制的主要優勢特點
在火力發電廠進行自動化控制可大力提高火電廠設備的運行效率,并減少人為的工作量。隨著自動控制技術的成熟及完善,當前發電廠中自動化控制以多元化形態發展,其主要特點如下所述:
2.2.1 自動化控制系統的安全性
由于自動化控制技術強調“自動化”,減少人為地干涉發電廠的運行動作,因而其可顯著降低因人為操作不當造成的故障或其他事故的發生,使發電廠各設備保持在安全、可靠的狀態工作,提高其供電的穩定性。
2.2.2 自動化控制系統的先進性
因自動化控制技術屬于新型科技,處于當前技術先進性水平,再加上其對控制設備的性能要求較為嚴格,進而帶動產品的先進性。技術上的先進性與產品上的先進性使得自動化控制整個系統處于先進性水平。
2.2.3 自動化控制系統的經濟性
火電廠自動化控制技術的應用,可對發電廠中各設備、各系統的運行進行合理調度及安排,從而盡可能地提高對投入資源的充分利用,減少成本投入的同時滿足工業生產及日常生活對用電量的需求,為電力企業增加經濟收益。
3 火力發電廠自動化控制技術的主要應用
3.1 自動化控制在火電廠中的功能實現
在火電廠中應用自動化控制技術的核心功能是能夠實現“自動化”,其可通過監控及檢測裝置對發電廠中運行的各種設備進行運行狀態的獲取,并將其傳送到控制系統中進行分析判斷,從而確定設備接下來的操作,同時也可及時發現設備運行中存在的異常情況,并對其進行報警處理,降低故障的發生及因故障問題造成的經濟損失等;另外,自動化控制系統具備信息存儲的功能,可將設備的啟停頻率及故障情況記錄歸檔,進而可為火電廠提供數據反饋信息,如以脈沖形式或是測控設備自帶的計量功能對發電量進行統計,從而實現實時在線對發電廠內的電氣設備的管理工作,并可對系統故障問題進行診斷分析;此外,因自動化控制的應用,在遇到緊急突況時,可自動切斷供電線路或是將設備進行啟停,從而確保現場設備及工作人員的安全。
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隨著經濟社會的發展,在社會生產活動中對于專業人才的需求呈現細分化的趨勢。工業電氣工程自動化應用技術專業是電氣信息領域的一門新興學科,是理、工、文相結合,融機械工程、藝術學和計算機設計于一體的新型交叉學科專業之一。但是由于和人們的日常生活以及工業生產密切相關,發展非常迅速,現在也相對比較成熟。已經成為高新技術產業的重要組成部分,廣泛應用于工業領域,在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。因此對于電氣自動化應用技術專業高級人才的培養極為重要,在不斷的專業教學發展中要注意創新改革,以符合工業生產的多種需求,促進工業的創新發展,速進經濟的蓬勃發展。
工業電氣自動化應用技術專業發展現狀
工業電氣自動化應用技術專業是電氣自動化應用技術專業的一個分支學科,隸屬于電氣自動化應用技術專業。工業電氣自動化應用技術專業是培養從事電氣自動控制系統和電力能動控制系統的安裝、調試、運行、維護和技術管理的實用性技術型人才的專業。主干學科包括電子工程、計算機科學與技術、控制科學與工程。主要專業課程有:電子技術、工廠供電、電工基礎、變流技術、電機與拖動、AutoCAD、PLC技術、交直流調速、微機原理應用、電氣控制設備、檢測技術、計算機網絡等。工業電氣自動化應用技術專業培養的是專業復合型人才,可從事工業產品造型設計,應用計算機造型、設計、實現工業產品的結構、性能、加工、外形等的設計和優化;也可從事工業電氣自動化設備的管理工作。專業發展前景廣闊。
工業電氣自動化應用技術專業崗位要求
工業電氣自動化應用技術專業崗位要求,包括基本能力、核心能力和關鍵能力三個方面的具體要求。
基本能力包括,電氣識圖、電器工藝以及電器維修能力。核心能力包括計算機技術綜合應用能力、自動生產線的運行維護保障能力以及典型設備自控系統應用維護能力三項內容。計算機技術綜合應用能力具體有計算機操作及網絡技術應用能力、工業控制計算機及板卡應用能力、單片機技術應用及開發能力等;自動生產線的運行維護保障能力具體有工業機器人應用能力、傳感及信息處理系統、儀表應用能力、先進生產工藝及流程應用能力等;典型設備自控系統應用維護能力具體有電氣設備運行、安裝調試、維護管理及運用新技術進行技術改造能力、常用自控系統安裝、調試、維護及技術管理能力等。關鍵能力包括可編程控制器技術應用,可編程控制器((PLC)選型、程序編制及系統應用維護的能力和微機監控系統上位機組態能力等。
工業電氣自動化應用技術專業教學改革措施
1、與市場需求結合,明確改革目標
工業電氣自動化技術專業的教學改革工作,進行市場調研,分析現代工業生產電氣自動化技術需求的專業人才,以能力培養為主線明確改革目標確保教學改革的順利進行。市場的需求是教學的改革標準。市場要求電氣自動化專業學生理論知識扎實、動手能力強以及有很強的適應能力。要分析電氣自動化技術專業的培養目標以及課程體系的設置,圍繞市場培養計劃來設置電氣自動化技術專業的課程體系,設立相互平行、融介交叉的理論教學和實踐教學兩大體系,形成課程培養特色,從而與社會的需求相適應。
工業電氣自動化應用技術專業教學改革還要注重明確人才培養目標,培養具有理論知識和實踐能力的專門人才,根據需要制定教學改革的教學內容。課程內容滿足經濟發展的需要,要結合企業的生產。工業電氣自動化技術專業的教學改革要注重實際能力的培養以及多方面的創新能力的培養,要培養面向生產、建設、服務以及管理一線高級復合型人才。課程的結構要側重理論的應用型,適應就業。
2、創新教學方法與手段
工業電氣自動化應用技術專業教學改革要打破傳統的教學觀念,改革重知識、輕能力,重理論、輕實踐,忽視全面素質培養的教學模式。用新的教育思想指導教學方法的改革。根據工業操作實際特點靈活采用手段,
例如通過專題講座、企業參觀、分組討論、多媒體教學、短期實習等方式對工業電氣自動化應用技術專業進行培養為學生的就業和工作打下良好的基礎。改革以教師為中心的教學方式,提高教師的學術水平和綜合職業的能力,研究并且應用先進的教學理念。引導學生自主學習,調動學生的學習興趣,提高教學的效率。提高教學資源的利用率,將參考文獻目錄、授課課件等上網并免費開放,為自主學習創造條件,培養具有創新精神的人才,提高學生獨立分析問題和解決問題的能力。
整體優化教育培養計劃,工業電氣自動化應用技術專業教學改革要重視教職業技能培養。注重實踐教學環節,學校教育與社會實踐活動有機結合到一起,教學在實訓室里開展,實現高技能應用型人才培養的目標。制定配套的管理制度,優化辦學條件,加強師資隊伍的建設,提高教師的專業教學水平,按照工學結合的培養模式的要求,帶動工業機電一體化技術、生產自動化技術、電力系統自動化技術的培養。實踐性教學主要有短期實習、模擬訓練和參觀訪問三大塊,要積極開創工業電氣自動化應用技術專業學生實踐環境,與相關工業產業建立聯系,進行定期實踐課程計劃的制定和實施,提高學生適應崗位的能力。保障學生將理論課程培養和實踐動手環節結合應用。在實驗教學方而,盡量減少驗證性實驗,增加綜合設計性實驗,變實驗過程為基本電氣儀表操作的實訓過程。改革舊的考試制度,建立新的多元化質量評價體系,傳統專業重文化課考試,輕能力考核,不利于人才培養。對每次實踐活動進行考核評價,采用實習單位評價、教師打分、學生自評、小組互評、多種形式相結合的考核手段。將課程成績與能力證書相結合,建立一套符和應用型高級技術人才多元化綜合質量評價體系,使各種考核方式實現優勢互補。
3、產學合作,實現校企雙贏
工業電氣自動化技術專業的教學改革是為經濟建設服務的,要利用工業電氣自動化技術專業的優勢,實施產學合作辦學手段,促進工業企業的發展,促進生產的順利進行以及經濟效益的實現。組織專業教師和學生進行企參觀訪學。讓學生更多地了解工業電氣自動化應用技術的實際問題,加強理論知識與實踐活動的結合,培養學生的創新能力。可以通過企業的人才優勢,參與學校的教學改革;利用企業的設備以及技術優勢進行工業電氣自動化應用技術實訓的教學,學校通過與企業的合作,可以彌補學校資源不足的缺陷。注重雙師型教師的培養及教師知識結構的不斷更新。利用企業的實踐環境,通過教師參與技術改造的工作來了解專業技術的發展,加強教師水平,把企業技術帶進學校。明確辦學指導思想,加強素質教育,強化教學管理,在執行過程當中要有計劃、有步驟,優化資源配置,要把改革的制度融入到校園文化當中培養專門人才。滿足市場需求加強教學的基本建設,提高教學質量。達到工業企業與學校教育的同步發展、通不協調,使得學校和企業實現雙贏的局面,共同為國民經濟的發展建設做出貢獻。
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1. 課程體系與教學內容改革
1.1構建工作過程系統化的課程體系
構建課程體系的基本原則:打破傳統的教育教學模式,全面重構職業教育課程理論與實踐模式,建立基于工作過程導向的課程體系。
課程體系構建的基本思路:由專業教師、企業技術骨干、課程專家組成建設團隊,圍繞電氣控制設備及系統的運行崗位和維護維修崗位進行工作過程分析,確定對應工作崗位的典型工作任務,根據能力復雜程度整合典型工作任務形成綜合能力領域,根據認知及職業成長規律遞進重構行動領域轉換為課程,根據完整思維及職業特征分解學習領域為學習單元,融合學校和企業教學資源,設計具體的學習情境;通過教學團隊的合作與分工,融“教、學、做”為一體,工學結合,形成學生的職業行動能力;不斷改革教學方法和手段,利用學院內部監控、教育行政部門評價、社會評價等教學質量保障體系,不斷修正、完善工作過程系統化的課程體系。
1.2課程建設
與企業工程技術人員組建課程建設團隊,進行基于工作過程系統化的課程開發與設計,體現職業性、實踐性和開放性的要求,制訂核心課程建設計劃,引入崗位操作規范、行業標準和職業資格標準,將職業資格標準融入到相關課程教學中,開發課程標準,建設了與全新課程體系相適應的工學結合的專業核心課程。
1.3教學資源庫建設
充分運用現代教育技術,開發了多門課程的多媒體課件,以學生職業能力培養為核心,突出職業技能水平考核,與企業技術專家共同開發、編寫充分體現崗位職業能力和職業素質要求的特色教材和技能測試題庫。
1.4教學方法與教學手段改革
積極轉變教育觀念,把講授的重點由單純講解知識本身轉向同時講授知識的方法和思維方法,確立學生學習“主體”地位。采用項目式教學、討論式教學、研究式教學、案例式教學、情景教學等先進的教學方法,有效地調動學生學習的積極性,提高學生的獨立思考能力,激發學生的潛能。積極探索工學交替、任務驅動、項目導向、頂崗實習等有利于增強學生能力的教學模式,積極探索與生產勞動和社會實踐相結合的學習模式,改革教學方法和手段,注重教學過程的實踐性、開放性和職業性,緊抓實驗、實訓、實習是三個關鍵環節,融“教、學、做”為一體,強化學生能力的培養。
2. 教學實驗實訓條件建設
按照校企合作、資源共享、雙方共贏的原則,建設集教學、培訓、技能鑒定、生產、技術服務于一體的校內生產性實訓基地,完善校外實習基地管理機制,使學生在真實的生產環境中得到鍛煉。
2.1校內實訓基地建設
按照市場經濟資源配置的理念及運作方式,引進企業共建校內生產性實訓基地,構建校企合作項目年度效益評價機制,增強自我造血能力和可持續發展能力,逐步實現投資主體多元化(校企優勢互補)、運行機制市場化(利益共享機制)、基地功能多樣化。學生在完成真實工作任務的過程中,逐步樹立質量意識、安全意識、責任意識,創新意識。目前建成校內實訓基地達到20余個,通過校內生產性實訓,學生進行專業技能集訓,在真實的生產環境中完成生產與實訓任務,掌握綜合操作技能,從而具備校外頂崗實習能力。
2.2借助校外實訓基地,強化生產性實訓
近年來,電子電氣工程系在校企合作、共建生產性實訓基地方面進行了積極探索,不僅通過“訂單式”培養建立了穩定的校外生產性實訓基地,同時也與企業合作,在校內建設了高壓控制實驗室、電子產品制作等生產性實訓室。這些實訓基地的建設,能夠實現“實訓與生產相結合”、“教學與技術開發相結合”、“員工培訓”、“職業技能鑒定”等功能,通過現場教學與現場實訓相結合,使學生在“學中做、做中學”中實現教學和實訓、生產的互動,有效地落實了學生基本技能的實驗和實訓。目前電氣自動化技術專業校外實習基地達到22個,保證學生半年以上的頂崗實習。
3. “雙師”結構教學團隊建設
通過引進、培養、聘請高水平專業帶頭人、骨干教師和來自企業一線的技術專家、能工巧匠作為兼職教師;通過國內外進修學習、企業工作鍛煉、承擔項目開發工作、參加職業技能培訓等多種方式,使專職教師獲得高級維修電工以上的相關職業資格證書或技能水平證書,積累實踐經驗,提高基于工作過程的教學設計能;按照“不為我有、但為我用”的工作思路,充分考慮兼職教師的工作特點,建立科學的評價機制和聘用制度,提高兼職教師管理水平,電氣自動化技術專業教學團隊2007年被評選為山東省教學團隊。
4. 建立教學質量管理與監控體系
以工作過程導向為切入點,積極探索教學過程的實踐性、開放性和職業性,建立學生頂崗實習期間的校企共管機制,實現實習崗位對口、實習過程可控、實習管理規范。做到:一個目標、四個落實、六個到位。一個目標:學生頂崗實習半年以上達到100%。四個落實:頂崗實習單位落實、企業指導教師落實、考核標準落實、實習經費落實。六個到位:頂崗實習全過程管理到位、學生頂崗實習到位、教師指導到位、頂崗實習課堂建設到位、考評跟蹤到位,經費支撐到位。逐步建立起校企聯動、分工協作、共同考核、證書管理的實習基地運行機制。
通過對電氣自動化技術專業人才的改革和實施,師資隊伍、實驗實訓條件等有了很大改善,培養出1名國家級教學名師、建設成1個國家級實訓基地、1門國家級2門省級精品課程、1個省級教學團隊。同時畢業生也以綜合素質高、實踐能力強、技能過硬而受到社會廣泛歡迎,部分學生很快成為企業業務骨干,深得企業的好評。
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1 空壓站電氣控制系統存在的問題
1.1 可靠性差、精度低
我國很多工業生產企業都大量采用壓縮空氣,并且控制形式是單機的,機組出氣壓力控制精度非常低。控制系統以人工操作為主,這種控制在故障發生時不易被發現,并且人工操作可控性差,控制精度低,導致可靠性能差。
1.2 安全性大、噪聲大
空壓機在以前使用時,內部電流負荷過大,因此在人為對電路實施操作時,會出現一些不穩定的安全因素。此外,電路本身就存在安全隱患,如果不實施改造,空壓站內的硬件配置、變頻器通信等設備安全性能會大大降低。空壓站電氣控制系統中的主控壓機在運行時會發出巨大的噪聲,并且還時常出現空載運行的狀況,使企業浪費了大量能源。
2 空壓站電氣控制系統技術改造措施
2.1 改造方案
在生產過程中,改造方案要按照生產工藝和技術特點實施,工業空壓機一般應用的主控制器為PLC系統控制器,還有一塊擴展模塊,負責模擬量的輸出和輸入。運行方式則依靠變頻器,如果空壓機內的供氣負荷超過規定指標,主控壓運行超過規定標準,控制人員可以對空壓機的主控電源進行調整,可將當前的變頻電源切換到工頻電源模式,變頻器供電的設備轉為機組1,后面的供電設備使用同樣的方法供電,確保空壓站內的每一臺機組都能通過變頻形式運行。控制器面PLC與變頻器通信方式主要依托RS―485串聯形式,控制界面應用的人機界面形式,而且屏幕可觸摸。
空壓站內的變送器和變頻器以及空壓壓縮機共同作用可以形成一個控制系統,這個控制系統為閉環反饋形式的。空壓站的模擬量模塊會將現場測量值包括壓力、溫度等輸入和輸出,并將其全部裝換為有一定比例的數值,再將這些數值與事先設定好的數值進行比較,PLC主控制器可以對測量值中的壓力實施控制,并通過總線協議對變頻器的輸出頻率進行調整,對空壓機組的運行速度實施自動轉控,以此保證空壓站的自動控制值能一直處于設置范圍內,最終實現恒定控制。
2.2 硬件配置
空壓站自動電氣控制系統輸入和輸出的模塊主要應用的PLC和FXON―3A,這些系統都是全數字智能變頻形式的控制器,變頻多采用自動化模式。空壓站電氣系統的組成硬件線路接地方式如圖1所示。
圖1中變頻器ACS800輸入端口為自動或手動形式的,SA14始終保持在選擇開關的自動工作位置上。而DII輸入端口為啟動信號模式,如果一旦總線出現故障,線路操作人員可以手動將SA14調到運行位置,在輸入了電信號以后用手動方式對電路電壓信號速度實施調節。
2.3 PLC變頻技術應用
空壓站電子控制和通信工業的網絡協議是MODBUS通信協議,該通信協議可以在一定程度上對變頻器實施控制,包括機器啟動、運行速度、變頻器頻率、通過的電流量、電流實際功率、電壓值等數值,在實施控制以后可以實現多方位、全數字的通信方式。變頻器具體的組成有:
(1)通信硬件裝置。該變頻器可以在運行時加裝一塊串行的通信板面,和一個總線通信的串聯配置器,對總通信線路實施串行需要應用一條電纜,電纜為2芯電纜,還帶有一個屏蔽層。
(2)變頻器的通信設置模式。該變頻器是通過計算機實現連接的,因此,操作人員要對通信的特殊格式進行設置,需要設置的格式有通信頻率、數據大小、數據檢驗、拉長和協議格式等。
(3)變頻器通信參數設置。可以將變頻參數設置為87組,可將組內通信模塊連接設置為3;通信概率設置為1;按照變頻器的通信格式,可以將參數的51組內的波長、數據值設置為1。再根據參數控制的相關要求,對變頻器中的1組、9組、10組等參數進行設置。
(4)通信的串行模式設計。總線協議具有一定開放性和擴展性,因此,廠家在生產時可以對設備進行簡單操作,并且依靠各級線路形成一個統一的網絡,可對整個系統實施監控,并且監控應用集中形式,顯著提高了管理的效率和準確性。
2.4 人機界面的升級和改造
空壓站電氣自動控制系統還應用了人機界面,對界面的設計更加完善,可使應用性效果大大提高。控制系統的人機界面一大特征是可觸屏,應用上海電氣生產廠家的M510觸摸屏。通過這種觸摸屏可以更加方便對參數實施設計、編輯、修改。并能及時對報警、操作流程、打印效果準確顯示。
依據空壓站電氣控制系統的屏幕顯示界面的主要內容可知,這種觸屏顯示界面可以清晰的對各種電路參數進行顯示,在空壓站電氣控制系統升級方、改造結束以后,變頻系統和電氣控制系統在運行時會比以前更加穩定、安全,可以在一定程度上提高空壓站內電氣控制系統的控制精度,還能使空壓站內的能源消耗大大降低,為企業節約了很多設備運行的成本。
3 結語
本文主要對空壓站的自動化電氣控制的主要特征和缺陷進行了論述,并對空壓站自動電氣系統的技術改造方法進行了分析和探討,表現了通過這種技術改造可以使空壓站電氣系統運行更加安全穩定,在一定程度上減少了生產能耗,對工業生產意義重大。
參考文獻
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作者簡介
篇11
我國職業教育多年來的探索與實踐表明,校企合作、工學結合是高職院校發展的必然之選。從一些高職院校的探索實踐來看,校企合作、工學結合的人才培養路徑也取得了顯著的成效,如寧波職業技術學院的“三位合一、三方聯動”模式、浙江金融職業學院的“銀領學院”模式、深圳職業技術學院的“五位一體”模式等。但在校企合作的實際運行中,也客觀地存在著學校“一頭熱”現象。校企合作還在學校“一廂情愿”階段,大多數企業對校企合作興趣不濃、動力不足,合作的深度和廣度都還有較大的提升空間,適宜于高職人才培養的校企合作環境還在摸索之中。
一、 “1+1”課程模式的內涵
“1+1”課程模式(“企業+學校,企業技術人員+教師”的校企合作課程開發模式)是尋求工學結合人才培養模式下學生職業能力培養突破口的改革性嘗試。這種嘗試旨在讓企業充分參與高職院校專業核心課程開發的全過程,把企業人才標準滲透到課程目標中,聘請企業人員參與并承擔學校的教材建設和教學指導、創設企業工作情境、提供企業實踐案例,使專業課程更貼近市場、貼近崗位,使學生學以致用。
二、 “1+1”課程模式改革的現狀
學校能不能、企業愿不愿以生產車間(場地、設施、設備)作為學生的實習基地,不僅是作為學生畢業前的綜合實習基地,更重要的是作為經常性的實踐教學基地,是學生能否有效地提高職業能力的重要條件,也是我們加大“1+1”課程模式改革的力度的目的所在。本專業“1+1”課程模式改革實踐遇到的問題有以下幾個方面:
(1)“1+1”合作雙方利益失衡
學校追求的是學生實踐操作能力、專業技能水平的提高,適應企業的需要;而企業因有與學校專業對口的工作崗位,但用工需求數量并不多,所以企業追求是學校幫助企業搞技術攻關、項目研究,提高產品竟爭力,如果學校不能滿足企業的這一要求,企業的利益點就會失衡。
(2)企業技術人員進課堂,教學效果不能凸顯
從企業兼職教師的反饋來看,“1+1”課程模式改革的效果并不能很好的體現,原因在于:①學生沒有自主學習的精神,兼職教師在講臺上講得津津有味,但是學生沒有切身體會,導致上課就像“看了場電影”;②現在高職學生的基礎還是相對較差,對于應用型知識的接受能力較弱。
(3)校內生產性實訓基地缺乏
雖然學校建有紹興市公共實訓基地,并且于2009年被評為國家級實訓基地,但我們在“1+1”課程模式改革中并沒有很好的利用這個平臺。實訓基地的建設基本還停留在實驗實訓室階段,很少甚至沒有相應的企業文化。
(4)“1+1”課程模式改革的配套機制還不健全
要與企業建立長期的合作關系,就需要學校有配套的長效機制,不然很難實現。目前學校已有相應的制度,但是某些方面還存在著缺陷,如經費支持,企業上課人員需要提供身份證、銀行卡號、簽訂合作協議等等,這些都給校企合作帶來了一定的困難。
(5)“高職”品牌效應較差
大部分企業與學校合作的意向很強,但是我們學校的牌子還沒有打出來。就紹興市而言,承接同樣的項目,紹興文理學院就比我們學校更容易,很多企業都不能信任“高職”的牌子,覺得我們的能力有限,所以就需要我們主動的打開一個缺口,尋找好切入點。
(6)學生真正接觸企業的機會不多,在對專業或者課程還沒有感性認識的之前進行理論課程學習,興趣不濃,教學效果較差;
三、 “1+1”課程模式改革的建設方案
(1)尋找“1+1”合作雙方互贏的利益平衡點
① 通過提高自身的服務水平和服務質量,來彌補企業利益的失衡。
要求學校雙師型教師平時“苦練內功”,珍惜去企業學習鍛煉的每一次機會,通過不同渠道,采用多種方式來提高自身的技術技能水平和科研能力,當企業需要的時候,為企業提供高質量的服務,彌補企業失去的利益。
② 通過增加其他合作項目,來彌補企業利益的失衡。
如果校方雙師型教師通過努力,仍不能滿足企業的要求,此時,校方應主動尋找企業的其他需求。如發現企業需進行員工專業培訓,校方就應該主動要求與企業合作,以本項目的讓利來彌補企業在前一項目中利益的失衡,最終實現校企雙方利益的平衡。
(2)校企合作實施“工學交替”
① 在新生始業教育中加入并認真做好“認識實習”環節,并且企業性質要有針對性、廣泛性;
② 暑期社會實踐具有專業性:利用暑假的時間,聯系校企合作單位,派遣學生到對口企業鍛煉,并選派專業教師帶隊,實行“1+1”管理。
③ 舉辦“企業杯”專業技能競賽:學校積極組織學生參加企業舉辦的(如:“亞龍杯”、“三菱自動化杯”等)的專業技能競賽,以發放獎金、獎品或職業資格證書的形式調動學生苦練技能的積極性,提高學校和企業的社會知名度,達到校企互惠互利。
④ 在實訓室建設過程中,積極組織教師和學生的參與,讓學生跟隨企業技術人員學習。
⑤ 舉辦企業家報告會:聘請有較高知名度的企業老總來校為學生作專題報告,讓學生了解企業的需要,了解各專業各學科的最新成果和信息,并激勵他們學好理論、練好本領,盡早為就業做好心理和技能準備。
(3)“雙師型”師資隊伍建設
① 專任教師下企業鍛煉,結合橫向課題,有針對性與企業進行項目合作,在下企業過程中,要取長補短,刻苦鉆研,打出學校的牌子;
② 聘請有企業工作經歷的教師到學校進行職業講座或教學,并對其進行崗前培訓,確保教學能力的提升;
(4)實驗實訓室建設
一是:在校內實驗實訓室的建設中,重視企業真實環境的創設,把實訓基地建成“教學工廠”、“生產工廠”,做到“三引入”:引入優秀的企業文化,使之與學校文化交融,車間即教室,學生即員工;引入先進的設備與技術,充分發揮自動化協會和自動化工程設計中心的作用,挑選精英學生和教師成立“工作室”,專門從事一些項目的開發設計,既讓學生明白了工作流程,也為學生的就業打下良好的基礎,而工作室選拔制度也調動了學生的學習積極性;引入合作企業的先進管理與運行機制。
二是:加快校外緊密型實訓基地建設
① 學校與企業簽訂合作協議,明確雙方的責任與義務
實習期間,學校教師配合企業對學生進行日常管理和實習指導,結合專業培養目標與企業共同制訂并實施生產實習任務。學校教師獲得學習、鍛煉機會的同時,把企業中的技術難題作為橫向科研課題或教學案例,有利于雙師型教師的培養。企業教師負責廠紀廠規教育、安全生產教育,組織企業現場教學和技能訓練等工作。
② 加強學生實習的監督與考核工作
學校聘請企業技術人員擔任外聘教師,負責管理和考核學生實習期間的表現,并定期向學校反饋;同時學校派專任教師對學生和實訓基地進行跟蹤調研,指導教師根據學生的實習報告、實習日記和在實習中的表現,為其評定成績,平時表現包括遵守紀律情況、考核意見和實習日記等,所占總成績的比例為30%,實習報告所占總成績的比例為70%。
四、結束語
“1+1”課程模式改革是一個復雜的系統工程,涉及利益、法律、道德、情感等諸多方面的問題,需要政、校、企三方聯動,在辦學、育人、就業的利益協作上達成共識,共同發揮作用。更需要高職院校積極主動,在滿足企業實際需求,服務企業、行業發展方面有貢獻,才會對企業行業產生吸引力,校企合作的良好關系才能真正實現。
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篇12
隨著我國工業現代化技術水平的提高,生產第一線的電氣自動化技術人員不僅需要有一定的基礎理論知識,更重要的是能夠參加生產運行及全方位的基層管理,這就要求在生產一線造就一批懂技術、通曉一般生產、經營管理的高級應用型人才。市場對電氣自動化技術人才的需求是多元化的,同時也是在不斷變化的,我們的教育也逐步適應這些變化著的需求。在此談一談電氣自動化技術專業在人才培養模式上的改革與實踐。
一、電氣自動化技術專業正確的辦學指導思想的確定
根據《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》教高2006(16號)文件和包頭輕工職業技術學院《關于加快推進人才培養模式全面轉型的若干意見通知》的精神,我們走訪相關企業,召開專業建設指導委員會會議,反復研究社會對高職電氣自動化專業人才的需求,確定了電氣自動化技術專業的人才需求規格、知識和能力結構。從人才培養方案頂層設計入手,以職業技能培養為核心,以職業素養養成為主線,以知識教育為支撐,結合本專業特點,針對畢業生就業崗位群,制定具有專業特色的人才培養方案。我們的人才培養模式不拘泥于技術能力取向層面,還著眼于人的全面發展,以職業素養養成為主線。在制訂教學改革的目標、方案和措施過程中不僅注重學生操作技能的訓練,強調專業技能的培養,讓學生獲得從事電氣自動化這個職業所需的實際知識和技能,對學生未來從事工作的職業素質給予相當的重視,如團隊合作精神、敬業品質、一定的心理素質,尤其本職業特有的職業道德意識等。
二、教學模式與課程體系的改革
實踐教學是高職教學體系中的重要組成部分,是培養學生的專業技術應用能力及分析問題和解決問題能力的重要途徑。針對高職電氣自動化專業的特點,實踐操作能力是學生必備的專業技能,但高職人才的培養過程不同于職業培訓,而是突出崗位技能的培養過程,怎樣把必需的理論知識快速有效的溶入實踐當中去,是我們在人才培養模式改革中要思考的問題。電氣自動化專業經過兩年來的探索和實踐,發現應該從教學模式和專業課程體系兩個方面進行教學改革:
1.教學模式的改革。①“現場”教學模式,所謂“現場”教學即教、學、做一體化教學方式,打破原來實驗室和教室場地分開教學的模式,發揮實踐教學基地的作用,充分利用教學基地的儀器設備進行教學,使理論教學和實踐教學有機的結合。采用“項目”教學方法,減少單純的驗證性實驗和純理論知識的傳授,以“任務驅動”的教學手段,增加學生學習知識的主觀能動性,學生不但能學到必需的專業知識,還能深刻理解每個項目中對應產品的生產過程,從而提高了教學效果和學生學習的興趣。②“情景”教學模式,“情景”教學即為實踐演示教學模式,在教學過程中積極探索與行業、企業和科研單位的合作模式,大力加強校外實訓基地建設,根據互惠互利、優勢互補原則,加強人才培養的產學研結合,有計劃地安排學生參加校外實踐教學,聘請校外有經驗的工程技術人員到學校和現場進行教學,通過理論知識與現場生產相結合來使學生達到技能和知識的應用。比如:我們在進行“LED屏的組裝與調試”項目教學中,利用包頭和中控制有限責任公司承攬學校LED屏制作的機會,學生全程參與,收到良好的教學效果。
2.專業課程體系的改革。教學內容和課程體系的改革是實現人才培養模式轉型的主要落腳點,也是教學改革的重點和難點。電氣自動化技術專業按照“實際、實用、實踐”的原則,擺脫學科教育的束縛,以理論知識的應用和實踐能力的培養為重點,重組電氣自動化專業課程體系、改革教學內容。注意理論與實踐相結合,積極探索技術應用性人才的培養規律,結合高職電氣自動化專業特點進行了教學內容和專業課程體系的全面改革。在教學過程中,把必須講授的理論知識完全融合到實訓過程中去。高職電氣自動化專業培養掌握電氣應用技術和自動化技術,能從事生產技術操作、生產管理、企業管理等一線工作的高端技能型人才。為了達到這個目標,我們將專業教學內容分成《維修電工模塊》、《電子產品組裝與維修模塊》、《可編程序控制器應用模塊》、《工廠供配電模塊》四個模塊來進行。在課程的實施過程中,我們始終堅持職業技能培養為核心,以職業素養養成為主線,以知識教育為支撐的原則。教育學生熱愛專業,激發學生的學習興趣,更新教學觀念,設計出與之相適應的新的教學方法,凸顯學生的主體地位,教師要完全改變傳統教學中的知識傳播者的主動地位,由知識的壟斷者、傳播者、灌輸者轉變為學生學習的設計者、組織者、建議者和資源開發者。深入開展研究性學習,促進學生素質的全面提高,真正做到教學相長。下面以上學期進行的《維修電工模塊》為例說明課程的實施過程:①以職業素養養成為主線,培養學生形成良好的職業素養,我們始終把安全用電放在首位,把安全用電與工作任務結合起來,將安全教育貫徹在整個教學過程中,使安全與教學溶于一體;同時在教學中融入職業素質教育,如:工作中保持工作臺的整潔、穿平底膠鞋、女同學要把頭發扎起來、節約耗材等,加強操作規范的訓練(硬線連接、拉閘、合閘的動作要求等);使整個模塊的教學任務緊緊圍繞職業素養養成這條主線進行,使安全意識深深扎根在學生腦海中,使之逐步形成一種習慣。②以職業技能培養為核心,切實提高學生的實踐技能。我們的教學目標是通過本模塊的教學,使學生基本具備國家職業資格維修電工(中級)理論知識的要求、達到國家職業資格維修電工(中級)實操能力的要求。在教學內容的采取上,我們以國家職業資格標準中維修電工(中級)實操技能鑒定的要求為依據,科學合理的選擇設計教學任務,重在培養技能。在課時分配上,也以實操為主,保證學生的有足夠動手練習的時間。③以知識教育為支撐,加強三生教育。教學中理論知識是不可缺少的支撐,作為老師必須清楚那些理論知識是必要的,而哪些又是可以舍棄的,所以針對理論知識部分我們以“有用、適用、管用、夠用”為度。同時我們還開設人文素養類課程和素質拓展類課程,使學生在掌握專業的相關知識外,還要樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀,學會感恩,懂得回報,加強學生的生命教育、生存教育和生活教育。④注重過程考核、鼓勵學生注重過程學習,本課程的考核是多種考核方式并存,由任課教師根據學生情況靈活掌握。理論考核通常采用口試、筆試、匯報等方式;實操考核大多采用隨機抽取題目測試來進行。任課教師對學生的整個學習過程進行監控、考核。學生每完成一個項目(任務)要進行項目(任務)考核,每一個階段完成要進行階段考核,學期末要進行期末考核,通過不斷的考核促進學生的學習。對于在考核中不能按要求完成考核內容的學生,教師另安排時間補課以及補考,不放棄任何一個學生。
通過考核教師不僅可以及時發現問題,及時解決,還能及時了解學生思想動態,協助班主任做好學生的心理輔導和思想工作。
三、教學改革的成果
1.學生素質的全面提高。電氣自動化技術專業教學改革的實施,使專業教學內容與市場需求緊密接軌,教學模式和教學方法更加合理可行,教學組織形式由集體教學、小組學習、單獨輔導等多種方法并行組成,靈活多樣,極大的提高了學生的積極性,學生學習主動性有所提高,逐步從“讓我學轉變為我要學”,從被動接受轉變為主動學習。教學過程中增加了學生動手操作的機會,學生可以把理論知識應用到實踐中,并與實際產品的生產有機的結合起來,動手能力和綜合素質得到了明顯的提高。
2.教師的素質全面提高。教改班授課的教師實行周例會制度,團隊負責人利用例會活動組織學習交流,總結本周任務的進行情況及學生的掌握情況,制定改進方法措施,安排下周教學工作,完成集體備課。教改班還定期召開實施情況調研會,討論改革中的問題。通過例會期間的溝通交流,教師之間優勢互補、教學方法更加靈活多樣,理論知識的講解更加凝練。通過互相的學習,年輕教師的班級管理能力、同時掌控不同事件的能力,對教學活動進行掌控的能力都有了明顯的提高。如在教學中關注PPT內容的同時,還能注意學生的反應,不會因為出現干擾就打斷教學。在教學過程中大量增加了學生的實踐環節,對教師的實際動手能力也提出了更高的要求,教師不僅要有良好專業知識,還要關注自身專業技能的培養。
3.進一步密切了師生關系,做到教學相長。教學改革的模式,使學生越來越貼近教師,學生由于喜歡教師而愿意與老師進行交流,愿意接受老師的指導,教師由于學生認真學習而努力提高教學水平,實現了“以教促學,以學促教”,師生共同進步、共同發展。
四、教學改革中存在的問題
在教學改革過程中也存在一系列的問題:教學模式和專業課程體系的改革要求教師不但要有較強的理論水平還要具備良好的實踐能力,對專業教師的任教水平提出了新的要求;教學改革對實踐教學基地的綜合性能要求越來越高,建設高質量實用的實踐教學基地將成為教學改革中急需解決的問題。電氣自動化技術專業兩年的教改教學實踐,為高職學院的教學改革和專業建設積累了一定的經驗,結果表明:
1.“現場”教學與“情景”教學模式明顯地提高了學生的動手能力與綜合素質,“項目”教學方法和“任務驅動”的教學手段激勵了學生學習的主動性,符合高職學院培養高等技術應用性專門人才的特點。
2.教學改革必須從教學模式和專業課程體系改革兩個方面入手。
3.在課程實施過程中要注重學生職業素養的培養。
參考文獻:
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我校電氣自動化技術專業已有60年的發展歷史,是電氣工程學院的主體專業,也是校級重點建設專業。隨著社會與科技發展,我校傳統的電氣自動化技術專業,已經不能適應日新月異的電氣技術發展對人才的要求。本文提出以就業為導向,實施專業教學改革,以培養社會和用人單位認可的高素質應用型人才。
一、以就業為導向,改革人才培養方案
對于“應用型”專業來說,人才培養方案的調整和制訂不應當只是相關專業教研室的事情,專業教研室在制訂和調整人才培養方案時,還應當把用人單位對畢業生的需求作為重要參考依據。通過對畢業學生的追蹤調查,切實了解企業對技術人才的專業需求和對本專業學生培養素質的評價,通過系統分析,合理確定學生培養的業務規格,指導教學改革。同時,還應當廣泛征求用人單位、自動化專業專家顧問委員,以及在校學生群體的意見和建議,從而確保人才培養方案符合行業企業需求,具有可操作性和科學性。
我校以服務地方經濟為主,直接面向四川省中小企業,為了更好地為我省相關行業提供生產和管理第一線的高素質技能型人才,調研了行業需求,對接企業所需自動化專業畢業生就業的崗位群。對照崗位群,培養學生相應的工作能力,要求學生畢業前獲取CAD證、PROTEL證、維修電工等職業技能資格證書,讓其具備職業崗位操作能力。
二、以就業為導向,重構新的課程體系
根據我校電氣自動化技術專業畢業生就業崗位群的工作能力要求,精心設置課程,優化課程結構,突出實踐動手能力,構建以工作任務為載體、職業能力為本位的“模塊化”課程體系。改革后的電氣自動化技術專業課程體系包含有:人文素養、基礎能力、機械工程能力、電工技術能力、電子技術用能力、自動控制能力和電氣控制能力這七大“能力模塊”。
人文素養和基礎能力模塊以講授公共必修課和公共選修課為主。在以“必需、夠用”的理論教學前提下,專注于加強大學英語、工程數學、計算機等公共必修課的教學效果,并要求學生考取相應證書。這就形成了三年連續學習英語和計算機的教學格局,夯實了學生學習專業知識的基礎,使學生具有閱讀和翻譯英文科技文獻的能力,計算機操作、應用能力,適應新技術發展趨勢的能力。
將電工技術能力模塊、電子技術應用能力模塊和機械工程能力模塊設置為自動化技術專業和相關專業群的公用模塊。在滿足課程應用性、先進性、前瞻性的前提下,以“夠用”“適度”為原則,嘗試適當地整合和優化一部分課程。
本專業學生的核心能力主要依靠電氣控制能力模塊和自動控制能力模塊培養。課程的安排要突出培養畢業生在生產第一線具備較強的解決本專業工程實際問題的能力。按照專業核心能力要求進行課程重組和優化,對教學內容做相應的調整和更新。每門課程和各實踐教學環節中必須含有專業能力要素和知識點,使學生系統地掌握本專業領域必需的知識和技能。
為達到七大能力模塊要求,確保人才培養方案的實現,組織實施教學活動時對學生進行項目化訓練,要求學生“真題真做”,每個項目中要滲透專業技能、職業核心能力和職業道德培養的要素。
三、開展校企合作,構建長效的“校企合作聯動機制”
建立與企業,如富士康科技集團等知名企業的校企合作。注重校企雙向聯動,把握行業需求,以行業反饋促進教學改革,同時為行業提供定制型培養服務。合作建設以企業生產基地為依托的校外頂崗實習基地,全面提高實踐教學水平。2014屆電氣自動化技術專業學生進入富士康自動化人才培養“定向班”學習,學生就業率達到94.06%,畢業生受到用人單位的廣泛好評。
綜上,以就業為導向,實施專業教學改革,可提高教學質量,最終得到用人單位和社會的認可。
參考文獻:
[1]劉順清.校企合作、工學結合的研究與實踐――基于我院電氣自動化技術專業建設的實踐[J].大學教育,2013(16).