時間:2022-09-04 17:50:04
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇變壓器實訓總結范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
一、實驗實訓靈活
目前市場上各種型號的成套電工電子、電氣控制與電力拖動控制等實驗實訓設備很多。雖然功能也很多,外觀也很好看,也很壯觀。也給實驗實訓教學中帶來方便,更給一些想升級的院校創造了條件。但由于它昂貴,很多院校望而莫及。也有些院校由于種種原因把它當成"擺設",也有院校只作為實驗設備,而舍不得讓學生做實訓,未能充分發揮其作用。而用散件組合經濟,只是成套設備的1/5.它不僅經濟,其最大特點是給實驗實訓教學中帶來很大靈活;不僅可當實驗用而且更適用于實訓之用。當用于實驗時,我們可以根據電路原理圖選擇不同原器件通過導線的連接組成一定功能來做實驗。通過實驗來驗證不同電路的原理。如電力拖動控制中的正反轉控制,只在單向控制基礎上增加一個接觸器。把單向控制按鈕更換成三聯控制按鈕。在做Y-Δ降壓控制實驗只在正反控制基礎上再增加一個接觸器,一個時間繼電器,按鈕可換可不換;作自動往返控制實驗時,也在正反轉控制基礎上增加四個限位開關(或行程開關)便可以了。它們靈活的共同特點是在控制板上(500X600mm木板)根據不同電路原理及要求增減不同功能的各種控制電器,然后通過導軌或螺絲固定在控制板上。用于技能比賽前或參加職業技能鑒定前的實訓更適應。因實訓的特點是通過反復拆裝練習來不斷提高組裝(安裝),或排除故障(維修)的熟練程度(即速度)及質量。在實訓過程中各種原器件經過反復拆裝容易損壞,這是成套設備和散件組合的共同點。但在更換損壞原器件時,成套設備往往由于不同型號、外型、尺寸、空間等原因,時常一時難于修復而影響它的實驗實訓的開出率(利用率)。而散件組合卻不同,不受空間、尺寸的限制一般都可以替換修復。其次是原器件容易分類保管。
二、實驗實訓效果好
實驗的目的是為驗證理論的真實性及變化規律。維修電工這門課程更不例外。它是一門專業課,牽涉的基礎理論很多,有強電、弱電、有電機、變壓器、還有電力拖動與控制等。在學習過程中有些理論性很強、很抽象、不直觀,因此實驗及實驗手段過程將直接影響著整個實驗效果。如做變壓器原理實驗,正常情況下都是用一個繞制好的變壓器,往高壓端輸入電源讓學生測量低壓端的電壓或者是往低壓端輸入電源讓學生測量高壓端的電壓。來讓學生明白變壓器的變壓(即可升壓又可降壓)原理及作用。這種做法讓相當一部分學生做完實驗后只知道變壓器會"變"壓,而不知道怎么變壓,還有相當多的學生不明白變壓器的兩個繞組相互不鏈接,為什么往一邊繞組通入電后,另一個繞組就有電?為了讓學生明白這個道理,我用一個舊的接觸器鐵心和線圈、一些變壓器散件供實驗專用。通過在原舊線圈外環繞上不同匝數的線圈來獲取不同電壓,讓學生明白通過改變線圈匝數可改變輸出電壓大小。在做完這個實驗后,把鐵心取出,用非導磁材料,最好用木頭做一個同鐵心一樣尺寸來替代原鐵心,重做上述實驗(由于沒有鐵心通電時間要短,否則線圈會燒壞),讓學生懂得沒有鐵心的變壓情況,以及鐵心的作用。通過這個實驗能讓學生真正明白二次繞組的電是通過"磁"來傳遞的(即電-磁-電)更能讓學生真正理解書上所講的電磁感 應原理。這個實驗所用的鐵心如選用"口"字形,把兩線圈分別置放于鐵心兩邊效果更明顯。又如在做電力拖動控制實驗時,用散件不僅能體現其實驗的靈活性,它更能讓學生充分發揮各自的積極性和能動性;在做實驗之前,一定要讓學生弄懂所要做的實驗項目電路原理(工作過程),以及電路中所用各原器件的作用,型號規格等技術參數。正確選擇電路中所用原器件,然后指導學生合理排板(實物位置圖),緊固(用導軌或 羅絲緊固);連接導線,讓學生自檢,后經教師檢查方可通電試(即不帶負荷),最后帶負荷通電試機運行。實驗后一定要讓每組學生(每小組最好2-3人)認真寫出實驗報告。
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)32-0210-01
一、案例呈現
教材《PLC技術基礎》任務:電動機連續與點動單向運轉繼電器控制線路改造為PLC控制。
1.案例背景
職業教育的目的是培養應用人才和具有一定文化水平和專業知識技能的勞動者,側重于實踐技能和實際工作能力的培養,強調理論和實踐訓練并重。《PLC技術基礎》為任務驅動式理實一體化教材,該教材將PLC編程的指令運用、編程方法、編程思路與問題解決方法都融匯在每一個實訓任務中,做到邊做邊學、邊學邊提高。
學生前期已經學過《電機與電氣控制技術》,掌握了電氣控制中的各元器件的工作原理、符號及在電路中的作用,對電氣控制的典型電路的工作原理也熟練掌握,并通過實訓使學生具有一定的操作能力。
2.基于工作任務的PLC實訓教學
以PLC課程中的一個實訓任務為例,說明應如何開展工作任務式的實訓教學。
(1)改造要點:
1)明確控制元件(如按鈕、開關等)。
2)明確執行元件(如線圈、指示燈、蜂鳴器等)及工作電壓。
3)通過對繼電器控制電路的工作原理圖進行分析,明確設備的工作過程,列出控制要點,建立編程的思路。
(2)詳細分析控制電路的工作原理圖
(3)改造后與PLC I/O端相接的控制元件與執行元件
1)接PLC輸入端的控制元件。
常閉按鈕SB1停止控制; 常開按鈕SB2連續運行啟動控制;
常開按鈕SB3點動運行控制。
2)接PLC輸出端的執行元件。
交流接觸器線圈KM1電動機主電路運行觸點控制。線圈額定工作電壓:DC36V。
(4)控制要點
1)能實現連續和點動兩種運行方式。
2)連續運行用常開按鈕SB2控制,點動運行用常開按鈕SB3控制;停止用常閉按鈕SB1控制。
(5)電路安全要求
1)保證控制電路與主電路的電隔離。
2)電動機的過載保護。
(6)將電路改造為PLC控制的工作步驟
1)PLC的I/O分配與接線。
2)電路的安全設置
①PLC輸出負載電源由變壓器低壓端供電,變壓器一次側加裝斷路器,作電源控制與變壓器漏電、短路保護;變壓器二次側裝熔斷器,作輸出負載短路保護。
②電動機過載保護的熱繼電器觸點FR,可以接到PLC輸入端,通過PLC程序來實現過載動作,一般稱為“軟保護”。也可以直接與線圈KM1串接,在發生過載時切斷線圈電源,一般稱為“硬保護”。
3)PLC程序的編寫與傳送
對繼電器電路進行PLC改造時,不能簡單地將繼電器電路直接翻譯成PLC梯形圖。如果梯形圖程序,完全是由繼電器控制原理圖直接翻譯的,在程序執行時不能實現點動控制。直接翻譯的梯形圖程序邏輯是正確的,問題出在PLC的工作方式上,所以還是需要根據控制要點建立編程思路。用輔助繼電器常開M和一個點動觸點X并聯來分別實現自鎖和點動功能,將兩個功能分開實現,且點動時不用停止控制,顯得更為合理。
4)程序的執行與調試
請用實訓裝置的指示燈HL1代替線圈KM1,接在PLC輸出端Y0上,并接上DC 36V電源,按編寫好的PLC梯形圖程序,傳送到PLC,并進行調試。
(7)結果評價。任務完成后由學生自我評價,然后小組間互評,再由教師進行綜合評價。
(8)總結交流。學生在完成任務過程中出現的各種問題或者狀況以及自己能力的表現發表心得,與其他同學進行總結交流。
二、案例分析
1.本課注重如何根據學生的認知規律來逐層推進,自始至終,并未直接介紹PLC指令和梯形圖,而是把功夫放在繼電器符號與PLC梯形圖符號的對應關系上,當學生掌握繼電器控制電路所用到的元器件符號對應PLC梯形圖符號時,并且理解了繼電器控制電路的工作原理,PLC梯形圖程序設計自然迎刃而解。
2.在教學中一直堅持學生能自己解決的,教師就不去干預。教師主要引導學生多動手,多遷移知識,為遷移而教。有利于培養學生的自學自我管理能力、動手能力、研究和分析問題的能力、協作互助和交流能力。
三、案例反思
所謂的“授之以漁”,教師工作的重心從“教會知識”轉向了“教學生會學知識”,培養學生的學習能力。在開展工作任務式的實訓教學中,學生的學習興趣高,學習效果好。同時也讓學生明白了今后的職業特性和職業要求,更加熱愛自己的專業,對今后的就業充滿信心,為學生在今后激烈競爭的職業生涯中打下堅實的基礎。
中圖分類號:G712;TM711 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)25-0200-04
0 引言
高職電氣自動化技術專業的就業方向之一是在企業從事供配電系統的安裝、調試、運行與維護工作,“供配電技術”課程旨在為這些職業活動提供所必需的基本技能和知識,是一門綜合性、實踐性都很強的專業核心課程[1]。其中“電力系統中性點運行方式”這部分教學內容是一個涉及面很廣的綜合性技術課題,涉及到供電可靠性、過電壓與絕緣配合、繼電保護、通信干擾、系統穩定等方面[2],對于電氣類專業學生來說是一個教學難點,教學要求以理解與掌握基本概念為主。為提高教學效果,筆者從中性點概念、運行方式分類、比較教學法、MATLAB仿真等四個方面進行教學探索與實踐。
1 中性點概念的理解
GB/T2900.1-2008《電工術語 基本術語》中對“中性點(neutral point)”的定義是:多相系統星形聯結的公共點,或單相系統的接地中間點。GB/T2900.50-2008《電工術語 發電、輸電及配電 通用術語》中對“多相系統中性點(neutral point in a polyphase system)”的定義是:星形連接的設備中(例如電力變壓器或接地變壓器)的n繞組公共點。對于這兩個定義,學生并不難理解。對于星形聯結的各類電力設備,譬如發電機、變壓器、電動機、調相機、避雷器、電容器組、電抗器組、用電負載等等,“電力設備的中性點”是指“電力設備的星形聯結公共點”。
在以往教學中,一般都籠統認為“電力系統中性點”就是星形聯結的發電機或變壓器的中性點[3]。然而在工程和科研實踐中,筆者深刻感受到,將“發電機或變壓器的中性點”與“電力系統中性點”區分開來,視為兩個概念是非常有必要的。在教學實踐中,筆者通過以下兩個實例來引導學生理解這兩個基本概念。
實例1:圖1是某0.4kV電力系統簡圖[4],該系統有兩臺變壓器。圖中A點是變壓器1的中性點,B點是變壓器2的中性點,那么系統中性點是哪一點呢?
學生經過討論,有幾種意見:①A點、B點都是系統中性點。②C、D、E、F點都是系統中性點。③D點是系統中性點。④E點是系統中性點。
筆者分析如下:從理想電路拓撲結構的角度來看,A、B、C、D、E、F點沒什么區別;但是從實際電路與施工運行的角度來看,這些點是有區別的。A、B點是變壓器二次側星形繞組的公共點,位于變壓器室;C、D、E、F點則是配電盤PEN母排上的結點,位于配電室。從D點引出的線作為0.4kV系統的中性線,從E點引出的線作為0.4kV系統的保護線,因此D點才是0.4kV系統的中性點。從A點至D點、從B點至D點之間的這段導線則是變壓器的保護中性線,它必須絕緣。
實例1總結如下:國際電工委員會標準(簡稱IEC標準)為了區分“發電機或變壓器的中性點”與“電力系統的中性點”,將星形聯結的發電機或變壓器的公共點稱為星形結點(star point)[4]。筆者認為,“發電機或變壓器的星形結點”名稱更為科學,但由于歷史原因,國內習慣稱作“發電機或變壓器的中性點”,因此必須明確,“發電機或變壓器的中性點”與“電力系統的中性點”是既有聯系又有區別的兩個概念。對于0.4kV系統,不妨這樣來理解:從發電機或變壓器的中性點引出一根絕緣導線,根據具體需要,在這根絕緣導線上選擇某點,即可作為系統中性點;若發電機或變壓器沒有中性點,而系統又需要中性點,則可利用接地變壓器,得到一個系統中性點。
實例2:圖2是某110kV電力系統簡圖[5],該系統有三臺變壓器。圖中A、B、C點分別是三臺變壓器的中性點,三個點之間沒有聯結線。那么系統中性點是哪一點呢?
學生經過討論,大部分認為A、B、C三點都是系統中性點。
筆者分析如下:若此110kV系統只有一臺變壓器,則系統中性點當然就是這臺變壓器的中性點;若此110kV系統的三臺變壓器的中性點聯結在一起,則可根據具體需要,在這根聯結導線上選擇某點,作為系統中性點。但是現在三臺變壓器的中性點沒有聯結在一起,因此系統中性點在物理上不會特指哪一臺或哪幾臺變壓器的中性點。
實例2總結如下:對于110kV及以上系統,在分析單相接地故障等實際問題時,可根據網絡拓撲、網絡元件參數得到一個等值電力系統。該等值電力系統就有一個中性點[6]。
2 運行方式的分類
中性點運行方式的分類方法有很多種,由此帶來較多的名詞術語,學生在看技術文檔時,對這些術語常常覺得模糊不清。筆者在教學中抓住兩點原則:一是將“電力系統的中性點運行方式”與“電力設備的中性點運行方式”區分開來,二是弄清術語的物理意義。
若討論對象是某臺具體的電力設備,則設備中性點運行方式的物理意義很直觀、清晰。譬如變壓器,有以下幾種:
中性點不接地中性點經消弧線圈接地中性點經高阻抗接地中性點直接接地中性點經中阻抗接地中性點經低阻抗接地
若討論對象是某個指定范圍與等級的電力系統,譬如某鋼鐵廠110kV系統,則該系統中性點運行方式的物理意義有時不是很直觀。目前最常用的是按照接地短路時接地電流的大小分為大電流接地系統和小電流接地系統[7]。為了突出物理意義,系統中性點運行方式的分類如下:
中性點有效接地中性點非常有效接地中性點普通有效接地中性點非有效接地中性點不接地中性點諧振接地中性點高阻抗接地中性點低阻抗接地
“中性點非常有效接地系統”在物理上是指系統的所有變壓器都直接接地,也叫“中性點全接地系統”;“中性點普通有效接地系統”在物理上則是指系統的部分變壓器直接接地,至少要有一臺變壓器直接接地。
對于現場電氣技術人員來說,判別某個系統的中性點運行方式具有實際意義。以圖2為例,該系統有三臺變壓器。若三臺變壓器的中性點運行方式都一樣,則系統中性點運行方式當然也就與之一樣。若三臺變壓器的中性點運行方式不一樣,則系統中性點運行方式是怎樣的呢?
美國電機工程師學會(AIEE)第32號標準對此作出了明確的規定,該標準沿用至今,在國際上得到廣泛的認同[6]。GB/T50064-2014《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規范》中引用了這一標準。根據標準可知,無論這三臺變壓器的中性點運行方式怎樣,只要各種條件下系統的零序與正序電抗之比為正值且不大于3,而且零序電阻對正序電抗之比不大于1,則該系統可被認為是中性點有效接地的,否則就是中性點非有效接地系統。
筆者在教學中,一開始就將“發電機或變壓器的中性點”與“電力系統的中性點”區分開來,讓學生在腦海里建立起兩個概念。相應地,將“發電機或變壓器的中性點運行方式”與“電力系統的中性點運行方式”也區分開來。實踐表明,這樣做是有效果的,因為概念清晰了,在進行供配電系統的安裝、調試、運行與維護等實訓時,可做到“知其然,知其所以然”,避免很多操作失誤。
另外在教學過程中,還有兩個問題要讓學生弄清楚:
①若某個系統的發電機中性點直接接地,是否意味著該系統是中性點有效接地系統?
發電機中性點不能直接接地,這已成定論。至于原因,文獻[6]有詳細分析,教學中可簡要介紹其中的原因。因此判斷系統是不是中性點有效接地系統,不能看發電機中性點,而應該看變壓器中性點,當然僅看變壓器中性點是不夠的。
②在中性點有效接地系統中,變壓器中性點能否就地直接接地?
須具體情況具體分析。筆者根據標準和實踐總結后認為:
1)在中性點有效接地的低壓系統中,不允許“變壓器中性點就地直接接地”,須從變壓器中性點引出一根導線,根據具體需要,在這根導線上選擇某點直接接地。GB50065-2011《交流電氣裝置的接地設計規范》對此有明文規定。至于原因,文獻[4]和[8]均有詳細分析,教學中可簡要介紹其中的原因。
2)在中性點有效接地的高壓系統中,迄今尚有爭議,沒有定論。施工實踐中,有將變壓器中性點就地直接接地的,也有從變壓器中性點引出導線后再選擇某點接地的。
3 比較教學法的運用
俄國教育家烏申斯基認為“比較是一切理解和思維的基礎,我們正是通過比較來了解世界上的一切”。在眾多的教學法中,筆者對比較教學法情有獨鐘[9]。“電力系統中性點運行方式”這部分內容非常適合采用比較教學法,將每種運行方式從接線、特點、應用范圍等方面進行比較,可以使學生更好地認識事物的本質與特征,獲得的知識與技能更加鮮明、牢固。為此,筆者精心設計了三張表格:接線比較、特點比較、應用范圍比較,在理實一體化課堂用多媒體展示。
對于電氣類專業,該教學模塊約占4~6個課時,主要為供配電系統的安裝、調試、運行與維護等教學內容打基礎,因此表格里的內容需要精心選擇、組織,以定性分析、實用結論為主[10]。譬如特點比較,筆者從供電可靠性、過電壓、絕緣、防雷、繼電保護、系統穩定、斷路器工作條件、對電網結構的要求、故障點附近的生命危險等九個方面進行比較[11],見表1。
4 MATLAB/SIMULINK仿真教學
電氣領域從業人員的重要工作內容之一是在現場進行電氣故障診斷。各種電力系統在發生各種故障時,三相對地電壓和線電壓、線路零序電流、故障點接地電流的暫態波形和穩態波形是怎樣的呢?目前在供配電實訓裝置或電力系統實訓裝置中無法通過實驗觀察得到,學生得不到直觀、深刻的感性認識。
考慮到這種情況,筆者在教學中采用MATLAB/SIMULINK仿真,讓學生在計算機上完成,既有趣又增加了感性認識。圖3是10kV中性點不接地系統仿真模型[12],電源采用“Three-phase source”模塊,輸出電壓為10.5kV,內部接線方式為星形聯結。四條輸電線路Line1~Line4均采用“Three-phase PI Section Line”模塊,線路長度分別為130km、175km、1km、150km。
在圖3的基礎上,在電源中性點接入一個電感線圈,其他參數不變,可得到中性點諧振接地系統仿真模型。兩種系統發生單相接地故障時的波形結果如圖4、圖5所示。對比分析波形可知,當單相接地故障的暫態過程結束后,中性點不接地系統的故障點接地電流幅值在29A左右,中性點諧振接地系統則在4A左右,學生由此可以非常直觀地感受到,消弧線圈的補償效果十分明顯。
另外在圖3模型的基礎上,稍加改進還可以模擬同相兩點接地故障、間歇性單相接地故障等,不贅述。
5 結語
經過幾輪的教學實踐,取得良好的教學效果。有學生畢業后在企業從事值班電工工作,反映“電力系統中性點運行方式”的基本知識與技能,給供配電系統的安裝、調試、運行與維護等工作打下了扎實基礎。教學中的幾點心得體會是:
電機與拖動是機電一體化技術專業實現專業人才培養目標所必須的一門專業主干課程。通過對學生的職業群及相應崗位能力進行分析,對課程內容進行整合,教學以“理實一體化”教學為主,注重培養學生動手能力及創新能力的培養。
一、課程教學任務
本課程的任務是使學生掌握常用交、直流電機、控制電機及變壓器的基本結構和工作原理,以及電力拖動系統的運行性能、分析計算、電機選擇,基本的及典型的電氣控制線路。使學生具備高素勞動者和中高級專門人才所必需的電工的基本知識和基本能力;為學生學習專業知識和職業能力,提高全面素質,增強適應職業變化的能力,并為學習后續課程和培養學生的創新能力打下基礎。
二、課程教學目標
(一)能力目標
專業能力:培養學生電工安全規范操作,具備正確使用電工儀器.儀表的操作技能的基本能力;具有識讀電力拖動電路圖、分析電路和計算電路的能力;初步具備分析和解決生產實際中有關電力拖動電工知識的能力。
方法能力:培養學生理論分析及應用能力;具有學習和應用電力拖動新知識、新技術的能力
社會能力:培養學生的學習能力、團結協作與勇于創新的精神
(二)知識目標
通過本課程的學習使學生掌握常用交、直流電機、控制電機及變壓器的基本結構和工作原理,以及電力拖動系統的運行性能、分析計算、電機選擇,基本的及典型的電氣控制線路的原理及故障修理。使學生具備高素勞動者和中高級專門人才所必需的電工的基本知識和基本能力。
(三)素質目標
養成嚴肅、認真的科學態度和良好的自主學習方法,能獨立分析問題和解決問題并具有協作和團隊精神;能獨立解決實訓中遇到的實際問題;具有自學、歸納總結、表達等各方面的能力;具有嚴謹的科學思維習慣和規范的操作意識及創新意識。
三、課程教學設計
(一)教學內容設計
通過專業課程調研分析,結合學生崗位職業能力要求,對課程教學內容進行整合,形成8個課程單元(學習情景),每個學習情境又根據生產實際分為多個子情境,采取采用以實習實訓場所為中心的教學組織形式。重視學生主動學習性的培養,注重培養學生動手能力的培養,注重對學生進行學習方法的指導,積極引導學生思考問題,培養其創新能力。
教學內容主要包括:
教學情境一 直流電動機
直流電動機的機械特性,調速,啟動,反轉與制動
教學情境二 變壓器和電磁鐵
變壓器的結構及工作原理和主要數據;變壓器的極性判定
教學情境三 三相感應電動機
三相感應電動機的轉子各量與轉差率的關系;電磁轉矩、機械特性、啟動和調速;單相異步電動機
教學情境四 控制電機
伺服電動機、測速發電機、步進電動機、感應同步器等的原理、結構及應用。
教學情境五 同步電機
凸極同步電機的基本結構、同步電機的額定值;同步電機的可逆原理、相量圖、V形曲線、起動。
教學情境六 低壓電器
萬能轉換、凸輪控制器及閘刀開關、組合開關、自動開關及接觸器、繼電器和按鈕開關等常用低壓電器的結構、工作原理、用途和使用方法。
教學情境七 基本電氣控制電路
線路圖安裝圖識讀,正反轉控制電路、Y-起動、能耗制動、反接制動等各種簡單控制電路。
教學情境八 典型機床電氣控制線路
C650臥方式車床,M7120平面磨床,Z3040搖臂鉆床,X62W萬能升降臺銑床的主電路、控制電路的分析。
(二)能力訓練項目教學設計
課程教學圍繞本課程教學目標與任務,通過對學生的電機與拖動理論知識及職業能力和社會能力的分析,針對8大塊教學內容,對學生能力訓練進行教學設計,設計能力訓練項目共有9個。
1.直流電動機電路接線及調試
通過電路接線及測試;熟悉直流電機的結構及工作原理和相關知識
2.異步電動機電路接線及調試,觀察現象
熟悉異步電動機的結構及工作原理,電磁轉矩的計算,機械特性,調速。
3.控制電動機電路接線及調試,觀察現象
熟悉伺服電動機、測速發電機、步進電動機,了解自整角機、旋轉變壓器、感應同步器的原理、結構及應用。
4.變壓器測試
通過實訓掌握變壓器同極性端判斷,理解變壓器的變壓、變流和阻抗變換作用,掌握實際變壓器的損耗和效率等。
5.電動機拆裝認識
通過電動機拆裝,熟悉三相鼠籠式異步電動機的結構和額定值;掌握檢驗電動機絕緣情況的方法;能對電動機定子繞組首、末端進行辨別。
6.低壓電器組裝及相應電路接線及調試
掌握萬能轉換、凸輪控制器及閘刀開關、組合開關、熔斷器、自動開關及接觸器、繼電器和按鈕開關等常用低壓電器的結構、工作原理、用途和使用方法。
7.三相配電板的制作
掌握三相電機與拖動的基本概念和三相電機與拖動的連接,重視并掌握安全供電和安全用電,通過完成三相配電板的制作,理解漏電保護器的原理和作用以及三相電機與拖動的連接。
8.控制電路安裝及測試
熟悉基本電氣控制電路的線路圖安裝圖識讀,正反轉控制電路、Y-起動、能耗制動、反接制動等各種簡單控制電路。
9.典型機床控制線路實訓
熟悉C650臥方式車床,M7120平面磨床,Z3040搖臂鉆床,X62W萬能升降臺銑床的主電路、控制電路。
(三)教學模式和方法設計
本課程主要采用“教、學、做”一體教學模式,以一體化實訓室為第一課堂,利用現代教育技術和實驗室先進的設備條件,從實際小電路入手,邊講解、邊訓練,達到強化學生知識、技能、能力的目的。課程教學從學生能力培養著眼,注重講練結合。
每個學習情境以學生練習為主,教師評講為輔,便于教師了解學生的學習狀況,有針對性地講解和解決普通性問題。教學實施過程中要加強實踐教學,聯系課程教學內容及實際設計能力訓練項目,開展多層次的實踐教學,培養學生動手操作能力。
采用實訓教學與理論教學有機結合,根據課程內容進行9個能力訓練項目的實施,每個訓練項目為完成該課程任務展開理論與實訓教學,學生分4人一個學習小組,教師按“教、學、做”一體化教學模式進行教學。項目實施中教師引導,學生自主獨立完成,訓練中注重培養學生實際動手能力和團隊合作精神。
四、課程考核方案設計
根據高等職業技術教育培養目標的要求,根據教育部制定的《高職高專教育電工技術基礎課程教學基本要求》,并結合機電一體化專業特點對課程考核方案進行設計。
課程考核包括:形成性考核(平時作業成績體現,包括課堂提問、學生作業、單元測驗等內容為主);終結性考核(期末安排綜合考核為主);實踐技能考核(根據實踐安排,隨堂考核)。本課程采用階段評價,理論與實踐一體化評價模式。結合課堂提問、學生作業、平時測驗、實驗實訓、綜合實踐及考試情況,綜合評價學生成績。注重學生動手能力和實踐中分析問題、解決問題能力的考核,對在學習和應用上有創新的學生應予特別鼓勵,全面綜合評價學生能力。
[參考文獻]
[1]殷曉安.行為導向教學法在《電機與拖動應用》課程中的實施方案[J].考試周刊,2011(33)
對于中職學生來說,由于基礎差、起步低、理解能力弱,實驗的直觀性和新奇性能讓學生親身地體驗和感受到電學知識的神奇,在感知的基礎上提升到對理論的理解,使課堂中難以理解的知識變得輕松而易懂,提高了教學質量的同時也讓學生充分感覺到知識的樂趣。
一、培養學生獨立動手和思考的良好習慣
學生獨立進行或者合作進行實驗,能培養學生的獨立性、自主性、合作精神,使電工電子實驗教學成為學生質疑、搜集信息和處理、探究的實踐活動。但是在電工電子實訓教學過程中,我們卻十分擔心學生的安全問題,比如在電動機正反轉實訓時,短路現象和實驗臺的報警聲常常出現,以至于實訓不能順利進行下去,個別學生甚至于不敢打開電源,運行電路。針對此類現象, 在漏電保護器和實驗臺保險裝置的保護下,我們要求學生大膽動手,盡量完成實訓任務。
二、允許學生在實驗過程中存在錯誤和缺陷
實訓教學過程中,在不違反實驗室安全條例和規章制度的情況下,允許學生在實訓過程中存在某些錯誤和缺陷。當錯誤和缺陷出現時,往往能促使學生繼續思考或探討,讓學生自己去評價或全面思考自己的實驗,指導教師在必要的時候給予適當的提醒。實訓指導老師,一般不太愿意接受學生的不足,一旦學生在實驗過程中出現了問題,就會馬上提醒學生急剎車,或者阻止學生進一步動手,這樣會失去很多真正挖掘學生才能的機會,也會慢慢養成學生懶惰的習慣,限制了學生的思維發展。
三、讓電工電子實驗激發并提高學生學習理論課的興趣
興趣是一種特殊的意識傾向,是動機產生的重要主觀原因。良好的學習興趣是求知欲的源泉,是思維的動力。因此,如何在電工電子實驗過程中,結合學科特點,采用適當的方法激發學生對學習的興趣,是我們積極研究和探討的問題。如做功率因數測試這部分內容時,可要求學生在實驗室接一個日光燈電路,并以日光燈這個感性負載電路為例,觀察并聯電容后功率因數的變化,并讓學生去電子市場了解電容的種類、型號、價格及電容參數的有關情況,通過這種方式加深學生對功率因數概念的理解以及提高功率因數的意義。又如可要求學生自制小型變壓器,教師給出變壓器的參數要求,學生制作完成后自行檢測變壓器是否符合要求,不符合要求再進行改進。這樣,不僅激發了學生的濃厚興趣,更激發了他們的求知欲望,使他們對所學的理論課也更有興趣。這種方式可以極大地調動學生的創新精神和學習積極性。
四、實訓步驟及實訓指導方法
實訓過程可以分為指導教師示范操作、分配實訓任務和學生實操訓練展開三個步驟。示范操作:是重要的直觀教學形式,可以使學生獲得感性知識,加深對學習內容的理解,把理論和實際操作聯系起來,這是實訓教學的重要步驟。教師的示范操作要做到步驟清講授晰,動作準確。分配實訓任務:針對每班學生情況進行分組,一般三人一組,指定小組長。按小組給學生分配實訓任務,并分配實訓所需的工具、儀器、設備、元器件、材料等,要求由組長負責進行全面檢查,做好實訓的準備。實操訓練展開:一切準備就緒,檢查完畢之后,實操訓練開始。
在對課題講解和示范的基礎上,實操訓練正常開展的情況下,實訓教學的指導方法有集中指導法、巡視指導法、個別指導法和總結指導法四種。
集中指導法:教師對全班或全組的學生,將實訓過程中出現的共性問題進行指導。肯定和表揚學生的工作態度,使大家保持積極的工作熱情。
巡視指導法:在實訓過程中有計劃、有目的、有準備地對各實訓小組學生的實訓作全面的檢查和指導。在巡視指導中要注意發現學生中能應用理論指導實踐,構思獨特,有創意、學得快、操作好、注重安全等各方面的典型,及時總結推廣,以點帶面,激發大家的實訓熱情。
個別指導法:是指在實訓過程中教師針對每位學生在掌握知識、技能技巧過程中出現的個別差異進行指導。教師需準確地發現、指出學生操作過程中的問題和偏差,根據實際狀況提出具體的解決問題的辦法,挖掘學生的創造性和獨特性,鼓勵個性化發展,既要肯定成績,又要指出不足,使學生對學習充滿信心。
總結指導法:是指實訓課題結束后,教師對實訓小組及學生進行總結、考核和評價,肯定成績,交流經驗,分析存在的問題,提供反饋信息,綜合提煉感性知識和經驗,進一步加深認識理解。幫助學生把實踐經驗進一步提高,形成自己的知識和技能。
五、實訓成績考核
考核方式一般主要依據預習和實驗報告,但由于這兩項都是在課余時間完成,只能做參考,而且在課余時間完成的實驗報告中,我們發現抄襲的現象比較嚴重,所以平時實驗教學過程中學生的表現和記錄應成為考核的主要環節。如果實訓過程中的表現不好,實驗報告寫得再好也不能得到高分。每次實訓,我們都需要記錄每個學生對待實訓的態度、實際的操作水平、實訓任務完成后儀器設備的整理等。平時成績占到了實驗總成績的70%,其余的30%用最后的一次考核來評定。考核命題的范圍是本學期學生已完成的實驗及相關知識,能充分體現學生的動手及分析問題的能力,命題內容能反應學生運用知識、技能及應變能力,主要測試學生的實驗水平和動手能力。
【參考文獻】
1.李先祥,鄺小磊,等.電工電子實驗教學的改革與實踐[J].中山大學學報,2004,24
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)14-0015-02
目前,我國工程教育的規模位居世界第一,高等工程教育的本科在校生達到371萬人,研究生47萬人。統計數據顯示,中國現有工程師210萬人,大學生中有35%學工科――“現役”和“后備”工程師的數量目前都排名世界第一。據《財富》雜志公布的最新數據,美國“適合全球化要求”的工程師有54萬;中國只有16萬,占不到全國工程師總數的1/10;而印度符合全球化需求的工程師超過其總數的70%。為全面提高工程教育人才培養質量,促進我國由工程教育大國向工程教育強國邁進,教育部提出了“卓越工程師教育培養計劃”。
上海工程技術大學城市軌道交通學院在教育部啟動“卓越工程師培養計劃”的契機下,根據已有產才學合作的特色培養方式,城市軌道交通車輛工程專業申請為教育部首批卓越工程師教育培養計劃試點專業。本文在“卓越工程師”背景下,淺談軌道交通通信信號專業認識實踐實習。依托上海軌道交通培訓中心龍陽路基地,城市軌道交通通信信號專業學生通過認識實踐實習,對本專業涉及的信號系統設備有更感性的認識,增強了學習興趣及學習動力,認識實踐彌補了課堂理論教學的不足,實踐效果明顯。
一、實習對象
在城市軌道交通學院設置的主要專業中,有利用軌道交通設備指揮地鐵行車的專業,還有對信號設備進行維護、保養,保證信號設備良好,保障鐵路行車安全的專業。本次認識實踐實習對象為大一城市軌道交通通信信號專業學生,安排在第二學期末。認識實習是繼課堂教學之后的一個重要實踐環節,其目的是使學生能把在校所學的城市軌道交通概論基本理論知識與現場生產實踐聯系起來,獲得對本專業領域相關的感性認識和實踐知識,為后續的專業課程學習打下基礎。
二、依托基地
為了確保鐵路行車安全正點,以往這些專業的學生到現場實習,由于受到實習場地、實際系統的運行、培訓實習時間等各種因素的制約,只能觀看,不能親手操作,實習效果不能滿足教學的需要。本次實習采取直觀教學,依托上海軌道交通培訓中心龍陽路基地,改變以往實習只能觀看不能動手操作的缺點。
上海軌道交通培訓中心龍陽路基地,由“一條實訓線路、三個運行平臺、五個專業系統”和原張江高科地鐵站“三站兩區間”組成的。在龍陽路基地至2號線原張江車站建有實訓線,線路總長1.6公里,采用了國產化的CBTC信號設備,并安裝新型道岔和轉轍機,并由原2號線張江站、龍陽路基地以及一個模擬車站構成了“三站兩區間”的線路形態。
三、實習內容
鑒于實習對象的知識結構,本次實習主要是介紹城市軌道交通信號基礎設備,其中重點講解室外設備,如:軌道電路、信號機、轉轍機、計軸器、應答器等。下面以軌道電路、計軸器為例講解認識實習。
(一)軌道電路的基本原理
軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌作為導體,兩端加以機械絕緣(或電器絕緣),接上送電和受電設備構成的電路。最簡單的軌道電路如下圖所示。軌道電路由鋼軌、軌道絕緣、軌端接續線、引接線、送電設備及受電設備等主要元件組成。
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圖1 軌道電路示意圖
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圖2 軌道電路現場設備
(二)25Hz相敏軌道電路設備構成
送電端扼流變壓器(BE25)、送電端電源變壓器(BG25)、送電端限流電阻(RX)、熔斷器(RD1 、RD2)、受端扼流變壓器、受電端中繼變壓器(BG25)、RD3熔斷器、防雷補償器(FB)、防護盒(HF)、軌道繼電器(GJR)、25HZ電源屏。
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圖3 25HZ相敏軌道電路原理圖
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(1)扼流變壓器 (2)限流電阻
圖4 軌道電路軌旁設備
扼流變壓器作用:溝通牽引電流,同時配合送電端供電變壓器,受電端匹配變壓器和二元二位繼電器等設備,構成25HZ相敏軌道電路系統。
送端限流電阻作用:防止車輛在送端軌面上分路時,分路電流過大燒毀軌道變壓器,提高分路靈敏度。
(三)計軸器
城市軌道交通信號系統中采用計軸器,是今年出現的新景象。當列車運行控制系統(Automatic Train Control, ATC)出現故障的情況下,計軸器作為軌道電路的替代品,由其構成聯鎖、閉塞系統,以保證列車運行安全。今年以來,城市軌道交通信號系統選用基于通信的列車自動控制系統(Communications Based Train Control ,CBTC),作為CBTC系統的后備模式,普遍也采用“計軸器”替代軌道電路,用“計軸器”檢測軌道區段有無列車占用。
計軸系統,它主要完成檢查區段狀態的功能,包含室內設備和室外設備,室外設備有傳感器(計軸磁頭)和電子連接箱;室內設備有運算器、UPS電源、繼電器以及由計算機構成的計軸器主機系統。室內設備和室外設備由專用計軸電纜相連。
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圖5 計軸設備的原理圖
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圖6 計軸磁頭和電子連接箱
四、總結
體托上海軌道交通培訓中心龍陽路基地,城市軌道交通通信信號專業現場認識實習采用直觀教學和最生動的方案,基地里面信號設備供學生在學習過程中真刀真槍地演練,深受學生歡迎。通過認識實踐實習,學生獲得了對本專業領域的感性認識和實踐認識,為后續的專業課程學習打下堅實基礎,實踐實習效果顯著。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 劉麗梅,韓江.卓越工程師人才培養的研究[J].前沿,2012,(12):183-184.
[2] 林健.工程師的分類與工程人才培養[J].清華大學教育研究,2010,(1):55.
一.引 言
近年來,隨著我國經濟的迅速發展,科技水平的不斷提高,“科教興國”的觀念已經深入民心;政府對教育的投入不斷提高,使得人們受教育權利得到更大的滿足,學校的辦學條件越來越好,各種類型的專業學校陸續興建起來。本文結合某教學樓實訓中心的電氣設計實踐過程,對學校建筑電氣設計中要考慮的主要問題和解決辦法進行了總結,以供同仁參考。
二. 工程概況
該工程位于廣東省某職業中學校區內的實訓中心,主要提供學生進行職業技能的實踐訓練和學習。本建筑占地約3770平方米,建筑面積約14000平方米,為地上四層鋼筋混凝土框架結構建筑,層高4.5米,建筑總高度18米。首層主要為汽修實訓室,(重型機械)數控實訓室,家用電器實驗室,電力拖動實驗室和變配電房;二層主要為鉗工實訓室,制冷實訓室,汽車空調實驗室,中央空調實驗室,電子電工實訓室等;三層主要為金工實訓室,模工實訓室,機械原理實驗室,機械作圖室,電工考核室,電工技能室;四層為車工實訓室,氣焊實訓室,變壓器實驗室,PLC實驗室,財務軟件實訓室,ERP軟件制作室,物流軟件制作室,ERP沙盤實驗室等。
三. 供配電設計
(1)用電負荷和供電電源
本建筑主要的用電設備有:照明、插座、空調以及各種實習用車床和計算機等動力設備。根據學校需要在建筑內部設10KV專用的變配電房,總的設計負荷為739千瓦,由一臺800KVA干式變壓器運行提供單電源供電。本建筑屬多層建筑,消防負荷按照《建筑設計防火規范》GB2006-50014(2006年版)規定設置備用應急電源,其中消防負荷主要為:應急照明、疏散照明以及消防水泵,總負荷約為15千瓦,考慮采用一臺常備負荷26千瓦的柴油發電機作為應急電源,其中應急照明和疏散照明應用自帶的蓄電池作為其應急備用電源。消防負荷的應急電源切換均在末端設置雙電源轉換開關作末端切換。
(2)低壓配電系統
本配電房內低壓側采用單母線運行,在適當的地方設置應急母線段,方便柴油發電機供電。本系統采用樓層分開和照明動力負荷分開的配電方式,分別設置了獨立的配電系統,由此充分實現了按功能和管理方便合理的方式進行供電。各樓層的照明和動力采用放射式系統從配電房直接由電纜供電。
(3)配電間電氣設計
盡管本工程為多層建筑,考慮線路的走向和管理維修安全方便,本建筑設置了電氣線路專用的垂直電纜井配電間,配電間的設備安裝按照《民用建筑電氣設計規范》條文規定,如電纜橋架、照明箱、封閉母線槽之間凈距應不小于100mm,配電間內高壓、低壓或應急電源的電氣線路相互之間應保持大于300mm的間距,或采取隔離措施,并應有明顯的標志,配電箱前應有不小于0.8米操作、維護距離。配電間內預留的洞口應逐曾層用無機防火材料封堵。
四.照明設計
(1)確定照度和選用光源
本工程用途主要是教學用,以實驗教室為主,按照《照明設計標準》規定以及現階段我國對照明水平的要求:普通教室的課桌照度為300lx,黑板垂直面照度500 lx,普通辦公室的桌面照度為300lx,應急照明的照度不小于25 lx,走廊等公共休息區域照度在75~100 lx之間。教室照明考慮照度的均勻度和防止眩光的要求,選用帶蝙蝠翼式的直管熒光燈具,以保證光輸出的擴散性、照度均勻性和有效限制眩光的產生。其中黑板燈要選用具有向黑板方向投光的專用黑板燈具。另外機械制圖室以及軟件制作室的光源應選用顯色性較好的三基色熒光燈管。其他機床數控室有需要的可設置局部照明。
(2)照明燈具安裝
本工程實驗室燈具的安裝高度考慮教室內放置實驗用機械的具體尺寸比較大,故暫定吸頂安裝;熒光燈與門窗縱向平行布置,并與黑板垂直;黑板燈安裝高度3.2米,距離黑板1.1米。應急照明主要安裝在走廊、樓梯等公共區域,每間隔20米設置一處,在樓梯及主要出入口設置疏散指示燈,應急照明電源采用分散布置。室內的照明控制主要采用單燈獨立控制,各自設置開關按鈕,開關靠近門口,方便使用和管理。
插座的布置要考慮室內機械和用電設備的布置來設置,在電焊室和家電維修室預留適當的單/三相插座箱,以備學生實習用;插座回路按照規范規定要求設置漏電保護開關進行保護。考慮到安全性,插座的安裝高度控制在1.5米。軟件制作室要求預留管路溝槽及出線口,設置地面插座以供桌面計算機使用。教室辦公室都設置一定數量的風扇,以滿足室內通風要求。在辦公室和個別實驗室,如對溫度要求較高的微機室,設置空調開關,以備空調設備用電。
五.消防設計
(1)消防設備及線路敷設
本工程的主要消防設備是消防水泵和應急照明,前面已經大概說明了其設置的方式和線路供電。根據《建筑設計防火規范》,應急照明連續供電時間不小于30分鐘,消防水泵的啟動時間在1min內。一般線路的配線采用聚氯乙烯絕緣銅芯電線,消防線路的配線則應采用阻燃型或耐火型聚氯乙烯絕緣銅芯電線電纜;本工程消防線路的備用電源均采用耐火型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜。凡消防負荷設備線路穿金屬管或金屬線槽敷設,且管槽均涂防火涂料。
(2)火災報警系統
本工程設置消防手動破玻按鈕系統,由校內值班室監控,室內各消防栓處設置破玻按鈕,發生火警時能及時報警和啟動消防設備滅火。
六. 防雷接地
本建筑防雷按二類防雷建筑進行設置,這樣設置主要考慮學校是人員密集和容易造成混亂和事故的場所,要特殊照顧。按照《防雷設計規范》要求,屋頂設置明敷避雷帶加避雷短針,接地引下線利用結構柱柱內的兩根對角鋼筋;接地極則利用基礎的鋼筋網;接地系統為TN-S系統,采用共用接地系統形式,利用土基、樁基及地下鋼筋網做聯合接地體,接地電阻不大于1歐。另外建筑內的各種金屬設施均需要做總等電位聯結。在配電房變壓器低壓進線處、配電間的層配電箱和微機室配電小箱內應分別設置一、二、三級浪涌保護器。對軟件制作室等微機教室還要進行防靜電處理。
七. 小 結
建筑電氣設計,最終是要給使用者一個安全、方便、經濟、可靠的用電方案,學校面向的是學生、教師和家長,在設計的過程中始終要遵照國家的有關技術規范和繞著滿足他們的需求來進行,從整體出發,深入各個系統,力求設計達到合理和完整。
參考文獻
(2)職業院校因生源因素的影響,學生基礎相對薄弱,職業院校生源學科參差不齊,文理基礎差異較大,稍難的理論知識學生學起來比較吃力,失去學習興趣甚至有厭學情緒,學習中缺少積極主動性,動手操作能力也相對較差。
(3)考核制度不能夠充分體現實踐技能和綜合素質,在一定程度上阻礙教學環節的順利開展,需進一步完善和加強,加強學生實際操作能力的考核和注重綜合素質的提高。
(4)職業類院校學生自身職業規劃和就業導引有待加強,自身定位和學習目標的模糊性和片面性,最終嚴重影響學生學習的積極主動性和學習效果。
2應對及改革措施
在課程的教學改革中,也涌現了很多成功的方法方案,在實際應用中也取得了很多實質性的進展,⑥⑦⑧⑨教育教學改革是一項需要長期持續、與時俱進的工作,在實際工作中,結合目前普遍存在的問題,通過對應對和改革措施的貫徹實施取得了良好的效果。
2.1整合課程內容,制定項目教學的模式
根據專業的需求,打破現有教材內容的束縛,對課程內容進行改革和整合。把學生必須掌握的理論知識融合在實驗實訓之中,用汽車電子電路的實際例子,幫助學生將電工電子基礎知識與汽車專業知識迅速結合,激發學生學習興趣,提高學生分析專業問題和解決實際問題的能力,逐步成為高等技術應用型專業技術人才。首先以實用為原則,將課程中與汽車專業關系不大的內容、一些繁瑣復雜的理論推導與計算進行適度刪減,減輕學生負擔,避免學生厭學現象,比如單一參數的交流電路,RLC串聯電路及串聯諧振理論計算很強,但對汽車專業用處不大,直接進行刪減,同時強化并注重電子電路集成的應用環節,對難度較大,求解過程復雜的例題、習題進行刪減;其次針對不同內容,在講授的時候要詳略得當,比如二極管如何形成的單向導電性,三極管內部載流子的傳輸情況,這些原理知識對于以培養應用型人才為主的高職教育可以簡略,對于二極管、三極管的應用,二極管正負極的判斷,三極管的標號及管腳判別,以及如何選擇二極管、三極管的型號等內容上則應側重講解并強化實訓,對于鐵磁材料的內容作為常識性了解就足夠了,壓縮學時,重點介紹變壓器、汽車上的點火線圈等知識,同時考慮到生活用電問題,增加一些安全用電知識;再次對于實訓項目的設計,減少一些驗證性的實驗,多增加一些現象性實訓,使學生在實驗過程可以看到現象,用成就感激發學習興趣;最后,要突出專業特色,多引入一些與汽車專業結合緊密的實例,比如講到直流電動機的使用時看一些汽車空調的風扇電機等一些實際的例子,使學生學習更具有傾向性和目的性;另外,在課程相關內容中增加現代汽車電子控制的新技術,既可以使學生提前了解汽車電子控制技術,又可以誘發學生的學習興趣,從而調動學生學習的積極主動性。
2.2融入多樣化的教學方法
在教學過程中,改革傳統的教師講、學生聽的被動教學模式,倡導由學生自己積極探索獲得知識,根據具體知識需求采用不同的教學方法,在授課過程中,注入多樣化的教學方式方法。比如在介紹磁場的一些基本知識時,采用學生講授,教師點評的方式互動教學,實現角色互換,督促學生學習;在講授變壓器是采用討論式的方法,讓學生先總結變壓器的作用教師補充教學;對于二極管的檢測采用圖片和演示操作結合的方式教學,增加師生互動環節,演示操作吸引學生的學習興趣;在實訓教學中采用項目驅動的方式,教師給出具體實訓任務,讓學生自己測試連接線路,最后展示自己的作品,教師做出評定,既豐富了教學內容,又給學生一些探索的欲望和空間,做出一些具體的成果來激發學生的學習興趣,讓同學們在快樂的氛圍中將所學知識融會貫通。
2.3運用現代科技,拓寬教學手段
教師要充分利用現代科技,對于枯燥乏味且生澀難懂的抽象理論知識可以采用圖文并茂的教學課件,吸引學生的注意力,同時可以適度增加一些教學視頻,直觀的實物模型,開拓學生視野,進一步深化了對基礎理論的掌握。同時可以充分利用網絡向學生提供電子教案,培養學生的自主學習能力,收集學生的反饋意見,進行答疑,更好地與學生交流和互動。根據教學內容聯系生活實際,給出一些簡單的設計題目,讓學生分組討論進行理論設計,然后在計算機上進行仿真檢驗設計作品,培養學生的自學能力、協作能力和創新能力。
2.4建立以能力培養為核心的考核制度
課程教學重在能力培養,能力培養在于教學過程,對學生的考核也應該貫穿于整個教學過程始終。考核方案應本著促進學生能力發展的原則,建立注重綜合素質測試為中心的考核制度,既要測試學生的實踐操作技能,又要考核理論知識,并且還要加強對學生的學習態度和綜合能力的考核,以此來督促和激勵學生認真對待每一次課。考核成績總評采用百分制,理論成績+實操成績+平時成績,理論成績采用試卷考核方式,檢測學生掌握基礎知識的情況;實操成績采用實訓項目和實訓考試相結合的模式,對學生做出的實訓作品、實驗報告進行評分,加強平時實訓實驗課的考核,實訓考試給出具體的實訓要求,采用學生單人完成實操的方式進行考核,最后綜合評定給出實操成績;平時成績主要側重學生課堂表現,回答問題、師生互動等情況。
2.5加強職業規劃教育,提供優質就業指導
良好的職業規劃能夠為后續的學習和就業提供巨大的推動和促進作用,引導學生做積極的思想準備和必要的理論和實踐鋪墊;宏觀加微觀的就業指導,為學生正確指引未來的就業領域及崗位,明確行業和崗位的需求并為之做好針對性的準備和積淀。通過自身定位和對市場的了解和把握,引導學生自身的轉變,進而增強學生的學習興趣,提高學習的積極主動性。
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)04C-0052-02
目前,電工技術應用十分廣泛,發展非常迅速并且日益滲透到其他學科。隨著科技的進步和社會的發展,社會對電工技術人才的要求越來越高,高職院校工科類的學生,無論從將來的職業技能角度考慮,還是從對后續課程的學習角度考慮,學好電工技術課程都是很重要的。通過本課程的學習,可以使學生獲得電工技術必要的計算方法、基本理論、基本知識和基本技能,為以后的就業打下堅實基礎。本文試針對高職學生的特點,從電工技術課程的目的和特點出發,提出課程教學可具體采取的措施。
一、高職學生的特點
高職院校入學學生的主體是高考成績居于中下的考生,他們由于在中學的學習成績較差,得到教師的鼓勵和表揚也就少,漸漸產生自卑感,把學習當做負擔,不求上進,甘居人后。還有的學生抱著混文憑的思想,整天無所事事,難以與教師配合。這是部分高職學生心理上的消極因素。當然高職學生心理上也有一些積極的因數,如:他們有使自己成才的愿望,也有改變落后現狀,要求上進的心理;有強烈的自尊心和好勝心,有時他們表現出毫不在乎的樣子,正是要求尊重而得不到尊重的一種逆反心理;他們追新求異,喜歡動手做實驗,喜歡教學方法新穎,不贊成滿堂灌式的教學方法。作為教師應充分發掘和調動高職學生的積極因素,如果教師還是用多年形成的教學方法,只考慮知識本身的“應接受性”和“可接受性”,而忽視學生是否“能接受”和“樂于接受”,就會導致學生厭學或學得費勁,教師也教得艱辛或無奈,教學效果較差。
二、電工技術課程的目的和特點
電工技術是一門集理論、實驗、實訓的課程,本課程是培養學生在理論上:掌握電路的基本概念、基本定律和電路的分析和計算方法,掌握用相量法分析單相正弦交流電路、三相交流電路的方法,并能理解變壓器、三相異步電動機的工作原理和性能,理解常用低壓電器的功能,能讀懂三相異步電動機控制電路的電氣圖;在技能上:掌握電工的工藝和電工技術的實際操作能力。通過理論學習和實際操作的訓練來提高學生分析問題和解決問題的能力,為今后工作打下堅實基礎。
由于該課程具有概念多、公式與定理多、原理抽象、知識含量大、計算量大、覆蓋面廣等特點,學生普遍反映理論難懂,公式難記,運算繁瑣,解題困難。多數學生產生畏難情緒,有的甚至出現厭學現象,致使教學效果不盡如人意,為了提高教學效果,筆者從以下方面進行探索。
三、電工技術課程教學的展開
針對高職學生的特點,從電工技術課程的目的和特點出發,要增強課程教學的成效,可具體采取以下方面的措施。
(一)培養學生的自信心
作為教師首先應盡力給予學生正面的、積極的鼓勵,來增強學生學習的信心,同時還要采用良好的啟發和訓練方式才能提升教學效果,因此在教學中必須首先考慮學生的實際接受能力,引導學生由易到難,循序漸進。教師可以考慮對接受能力強、中、弱的學生實施分層次的教學:對接受能力較弱的學生,要適當降低理論難度,加強動手能力的培養;對接受能力中等的學生,要適當加深部分教學內容,通過動手和實踐讓他們加深對知識的理解,提高興趣;對接受能力較強的學生,要加強拓展知識的學習,著重培養發現問題、分析問題、解決問題的能力。由于學生之間容易溝通,可以通過“結對子”和當“小老師”等方式,讓能力較強的學生來幫助能力較弱的學生,以增強他們的學習興趣。
(二)采用多種教法,培養學生的理解能力
學生聽、教師講的注入式傳統單一教法,不僅使學生處于接受灌注的被動地位,而且還使學生在感知訊息上只依靠“聽”的感性知覺,易于疲勞、注意力容易渙散,興趣急劇下降。因此,在教學過程應針對不同的內容,采用不同的教法,進行綜合啟發式教學,才能有效地激發學生認識的興趣,發揮能動作用。就電工技術課程教學而言,其教學內容主要分為四個模塊:電路的計算、變壓器及電動機原理、電動機的控制、照明安全用電等,其中每個模塊的要求都有一些共性,如對電路的計算,不管是直流電路還是交流電路,都是計算單個元件或部分電路的電壓、電流和功率,所以在教學過程中就要引導學生發現教學中一些相似或相反的規律,從而達到識別、理解、運用的效果。例如,電阻、電感、電容是電路的基本元件,理解了三個元件的性能特征,可為學習交流電路的計算和電子技術課程打下基礎。但學生在學習過程中往往對電阻元件比較容易理解,而對電容和電感的性質很難掌握,因此,在教學中應充分運用對比法,讓學生發現其中的類比性,可從電阻元件的電阻值,對比講清電感元件的感抗,讓學生推出電容元件的容抗。當然,進行類比時,不應局限于找出其相似屬性,而要著重于抓住屬性之間相似的因果關系或導出關系,所以講清純電阻、純電感、純電容單一元件的交流電路后,就引導學生推導二個元件串聯(R-L、R-C電路)及三個元件串聯(R-L-C)電路的性質,同時讓學生自己總結出單一元件電路和兩個元件串聯的電路及三個元件串聯電路的共同特點。又如電動機和變壓器都是根據電磁感應原理制成的電機,它們的結構、原理和特性有許多相似的地方,學生在中學已經學過變壓器內容,比較容易記住變壓器的參數,但對電動機往往分不清定子、轉子的參數,就指導學生觀察,變壓器的一次側和電動機的定子都是接到電源,所以參數腳標都有1且和電源的參數有關,而變壓器的二次側和電動機的轉子都是接負載,參數的腳標有2且通過負載來計算,這些對比啟發,學生就會總結分析出其相同點來領悟新的內容,同時也理解了難點,掌握了重點知識。
(三)設疑引導,培養學生思維能力
不管在任何章節,都應以啟發為核心,引導學生探索、思考。如直流電路的計算主要有基爾霍夫定理、支路電流法、疊加定理和戴維南定理,他們屬于電工技術理論解題占有重要地位,理論考試是常考的知識點,理論講授完之后,由于幾個定理解題各有千秋,因此,可以提出問題:讓每位同學至少找出兩個例題來分別說明采用那個定理解題較好;再如交流電路的計算有代數法和相量法,講授完后讓學生自己總結,在什么條件下用相量來計算問題,在什么情況下才能用代數來計算問題。通過這樣的總結,學生就明確各定理的應用范圍,也培養了閱讀思考能力,達到解題方法能靈活應用的目的。
(四)授課教室的遷移
我國高等職業教育的目標是:以能力為本位,以應用為目的,理論以必需、夠用為尺度,注重對學生基本技能的訓練和綜合分析能力的培養。而傳統的教材是注重理論知識,且把理論教學和實驗教學相分開,這種教學不可避免、或多或少地使教和學相互脫節,也限制了學生主觀能動性和創造力的發揮。所以有些內容我們應搬移到實驗室進行講授,改為邊動手邊學習,它是在老師指導下,讓學生自己動手、動腦去獲取知識,學生操作時,教師結合理論知識講解,并隨時回答學生提出的問題。當然要上好邊學邊做的內容,必須要有充分的準備,在具體過程中可能出現的情況也比較多(如損壞元件、實際效果不理想等),因此,教師必須認真準備:首先選擇某一教學主題來整合課本若干章節的內容;然后再思索怎樣引入內容,如何組織學生操作,如何引導學生觀察分析,歸納總結等。例如,在學習電器控制線路(原理)時,必須先了解其中各個低壓電器的控制作用,為此,就讓學生在實驗室對著已經接好的線路板認識、拆卸、組裝各種低壓電器,這樣不僅讓學生理解了各種低壓電器的工作原理,也掌握了各種低壓電器的結構和應用范圍,理解了整個控制線路板的原理,這時學生對電動機基本控制電路的連接已經躍躍欲試了。到具體連接電動機控制電路時,就引導學生從簡單到復雜,逐步加深難度:如先連接電動機的點動控制;到電動機的長動控制;又到電動機的正、反轉控制;再到電動機的Y-換接起動等,同時讓學生自己選擇增加新元件,分析工作原理,連接完后通電試機,若出現控制功能不能實現的情況,指導學生用萬用表采用電阻法進行檢測,努力找出故障點,在個人無法解決問題時,可讓幾個學生共同分析,直至找出故障點,這樣就使學生在探索、驗證中有效地發現問題、解決問題,充分激發了他們的學習興趣。教師在具體指導過程中還可以結合實踐環境講解安全用電知識,這樣學生同時掌握了安全用電知識又避免了意外事故的發生。即使有些理論知識不夠扎實的學生,通過這種具體實訓,動手能力和活動能力都會得到了盡可能地發揮,也掌握了電工工具和萬用表的使用技能和導線連接的技能,提高了分析問題和解決問題的能力。
總之,電工技術是一門實踐性很強的課程,操作技能水平高低是考核學生掌握該課程的方法之一,因此,設法提高學生動手能力,進而提高其現場解決實際問題的能力,是該門課的目標。若能組織學生走出去到相應的企業車間實地考察、立項設計、對電器和線路進行安裝施工等,更能激發他們的學習興趣,但走出去的經費和學生的安全也是一個實際問題,因此充分利用校內條件,采用多種方法訓練學生的思考與創意的潛能,來提高教學效果,是我們的探索目標。
【參考文獻】
[1]張啟滔.“探究性學習”在電工技能與訓練教學中的應用[J].廣西教育,2008(8C)
電子技術的飛速發展,使家電技術也是日新月異,這樣市場上對專業的家電安裝和維修人員的需求也是急劇的上升。在現在社會各界普遍對職業教育的重視和關注下,就業環境影響下的對技能型人才的渴望,就更加的要求職業學校強化對學生的技能訓練。
《電熱電動器具原理與維修》是一門理論與實踐關聯性極強的課程,如何從真正意義上來實現兩者的統一,是值得我們每一位相關專業教師思考的問題。根據所教班級的實際情況,現以《電熱電動器具原理與維修》中級工中微波爐項目的排故實訓為例,總結了它的五步曲。
一、注重課前準備工作,特別強調安全實訓
任何的生產活動都離不開安全,實訓教學同樣要把安全放在第一位。老師在整個的實訓教學期間都要將安全與學生掛鉤,與教學內容同步,全方位的灌輸安全意識。只有在安全的前提下,才可以保證教學質量,更能夠讓學生養成注重安全工作的職業素養。首先,在學生開始實訓前,必須確保學生勞保服裝等穿著到位;其次,要時刻提醒學生必須熟悉自己所使用的實訓設備和工具;第三,要求學生嚴格遵守實訓教室安全規程,告知學生缺乏安全意識是引發安全事故的最主要原因(可根據學校班級實際在實訓前開展“缺乏安全意識,引發安全事故”主題班會);第四,強調學生一定要做好實訓課前各個準備(如當天實訓課題所需工具量,記事本,筆等),實訓期間要做到各類物品準備充分,擺放規范,保證實訓教室環境有序和整潔,向企業一般所要求的6S管理靠近;最后,在實際實訓操作過程中,一定要注意用電安全,只有在保證安全的前提下,我們才可以進行通電操作。總之,要做到著裝到位、工具到位、意識到位、技能到位和安全到位。
二、通電觀察故障現象
要把微波爐的故障排除,就必須要了解故障現象,就好像看病一樣要對癥下藥,不能盲目的去排故,避免造成新的故障。下列為常見故障現象:
a.普及式(機械式)微波爐
1.接通電源后,不能加熱,爐燈也不亮;
2.爐燈亮,但不能加熱(即不能烹調);
3.定時失靈,無法確定時間;
4.指示燈不亮;
5.漏電;
6.不能進行散熱(風扇不轉);
7.爐門不能關閉;
8.功率開關失靈,無法確定功率;
9.通電后熔斷器馬上燒壞。
b.電腦控制式微波爐
1.插上電源,顯示器不亮,按下按鍵也毫無反應;
2.顯示正常,但部分按鍵按動無反應;
3.顯示器正常,按鍵輸入正常,但不能加熱;
4.其他正常,但風扇不工作;
5.其他正常,指示燈不工作;
6.蜂鳴器不響;
7.顯示器顯示不正常,但其他都正常,能正常加熱。
三、分析故障產生的原因
只有“對癥下藥”才能“藥到病除”,所以要通過觀察故障現象,分析出故障的原因,并作出正確的維修方案。在分析故障原因時,特別要注意兩點:一是故障類型,一般首先要分析出是機械故障還是電氣故障,這樣才能有針對性的進行維修;二是故障邏輯順序,在分析故障原因是,我們會發現有時侯是多種因素共同造成的某一故障現象,這樣就要分析這些原因之間的先后邏輯順序,例如,故障現象是通電沒有任何反應(即任何器件都不工作),分析可能是電源插頭,熔斷器,過熱保護器有問題,但這些原因中,排第一的是電源插頭,其次并列的是熔斷器和過熱保護,只有把這些原因的邏輯順序搞清楚了,維修時就不會走彎路。
下面為上述常見故障現象的原因:
a.普及式(機械式)微波爐
故障1原因:電源插頭與插座接觸不良或斷線;熔絲熔斷;爐門沒有關好;爐門安全開關接觸不良或損壞;過熱保護損壞。
故障2原因:倍壓整流與磁控管之間的高壓線路開路或短路;高壓變壓器的高壓繞組損壞;整流二極管擊穿;高壓電容器漏電或擊穿;磁控管不良;爐門安全開關損壞;高壓熔斷器損壞。
故障3原因:連接定時器的導線開路;定時器觸點繞結;定時器損壞。
故障4原因:降壓電阻燒毀;指示燈燈座松動;指示燈燒壞。
故障5原因:爐膛內的電氣元件連接部分碰殼,引線絕緣損壞;整個爐子嚴重受潮。
故障6原因:風扇繞組損壞;風扇轉子與定子不同心;風扇連接線開路;爐門連鎖開關損壞。
故障7原因:爐門開關損壞
故障8原因:功率開關損壞;功率開關連接線開路;爐門開關損壞。
故障9原因:高壓變壓器短路;高壓二極管短路。
b.電腦控制式微波爐
故障1原因:電源部分插頭松動或接觸不良;交流熔絲燒毀;電源電路內元件損壞;振蕩電路故障;單片機的供電、時鐘振蕩及復位電路有故障;單片機損壞。
故障2原因:薄膜開關損壞;開關與連接器之間的連接松脫;三極管、電阻等元器件及印制電路板焊接不良;單片機損壞。
故障3原因:功率控制失效;單片機端口損壞。
故障4原因:微波爐定時開關之后電路缺電。
故障5原因:指示燈損壞;指示燈連接線開路。
故障6原因:蜂鳴器損壞;蜂鳴器控制電路故障;單片機蜂鳴器端口損壞。
故障7原因:顯示電路故障;顯示器損壞。
四、明確檢修方法和排除措施
通過分析故障原因,我們就可以來開“藥方”,就可以明確檢修方案,這樣才能使排故方法正確,措施到位,高效率、高保證、高質量地維修排除故障。避免因故障原因模糊,分析不到位而盲目根據經驗排故所可能造成的排故失敗或其它損失。下面為上述微波爐常見故障的檢修方法和排除措施。
a.普及式(機械式)微波爐
故障1:檢查并修理電源插頭與插座,并將兩者插緊;查明原因并跟換熔絲;檢查是否有異物阻礙爐門的正常關閉;用細砂紙摩擦開關觸點使其接觸良好,若嚴重損壞,則予以跟換;查明原因并跟換過熱保護器。
故障2:逐一檢查兩者之間的線路連接并排除開路或短路故障;重新繞高壓繞組或跟換高壓變壓器;跟換整流二極管;跟換高壓電容器;跟換磁控管;修理或跟換爐門開關;跟換高壓熔斷器。
故障3:檢修并連接好;修磨其觸點;跟換定時器。
故障4:跟換降壓電阻;重新對燈座進行固定;跟換指示燈。
故障5:檢查各電氣部分,分離接觸部分,并重新包上絕緣層;用電吹風熱風做干燥處理。
故障6:重新繞風扇繞組;檢修風扇固定件,使其轉子與定子同心;檢查風扇連接線路并使其接觸良好;跟換風扇;檢查爐門開關并使其接觸良好或跟換其開關。
故障7:跟換爐門開關。
故障8:跟換功率開關;檢查連接線并使其接觸良好;檢修爐門開關或跟換其開關。
故障9:檢查高壓變壓器、高壓電容器、高壓二極管之間連接線,使其連接正確。
b.電腦控制式微波爐
故障1:用電烙鐵將插頭焊接牢固;先用萬用表在原熔絲兩端測量一下電流,如正常則跟換熔絲(正常時應小于300mA),如電流很大,則檢查電源電路;檢查電源電路中有無脫焊或元件損壞,將損壞元件進行跟換即可;檢修振蕩電路;重點檢查單片機供電、復位電容、晶振及傍邊的電容器;跟換單片機。
故障2:跟換薄膜開關;將兩者之間的連接線重新連好;將焊接不良的地方重新焊接好;跟換單片機。
故障3:先拔去功率控制繼電器的接插片,在烹調啟動后,用萬用表電阻檔位測量功率控制器開關是否接通,若接通則說明控制電路正常,故障發生在開關以下的部分,只需要按照普及式微波爐的檢修方法檢修即可;若開關未接通,故障在功率控制電路,可檢查控制繼電器的三極管是否正常,并聯在繼電器兩端的二極管是否擊穿,單片機端口的連接電阻是否變值開路,連接是否中斷,繼電器是否損壞;跟換單片機。
故障4:先拔去定時控制及功率控制繼電器插片,在烹調狀態下用萬用表電阻檔測量定時控制及功率控制繼電器開關是否閉合。若開關閉合,則表明前級電源未輸入,只要檢查前級電源即可;若定時控制開關未閉合,則按功率開關故障的檢查方法檢查控制繼電器的各元件及連接情況。
故障5:跟換指示燈;檢查其連接線,并重新接好。
故障6:跟換蜂鳴器,檢查蜂鳴器控制電路中有關三極管、電阻、電源及連接線是否正常,修理并跟換故障元器件;跟換單片機。
故障7:檢查顯示電路中的位或段控制線桑的三極管等元件有無開路或短路,印制電路板連通是否良好,按鍵開關有無局部短路等,跟換損壞元件即可排除故障;跟換顯示器。
五、以興趣為導向,行為引導為方法,開展情景教學