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【关键词】实践性教学;校内实习;校外实习
对于汽修专业的学生提高其专业技能的一个重要途径就是实践性教学,许多职业学校都非常重视狠抓实践性教学环节。但是如何能在提高汽修专业的实践性教学效率同时又适合当前中等职业学校学生的专业水平以及当前汽修行业发展的需要,从而培养出合格的汽车维修专门人员,是我们中等职业学校汽修专业教学人员所面临的一个重要课题。
我认为抓实践性环节的教学首先应在校内实习中制订出适应当前汽车行业发展和中专学生专业水平的实纲,更新并增加相应实习内容,在传统的拆装实习基础上应增加相应的养护实习教学内容。因为随着汽车科技含量越来越高,机械配合精密复杂,汽车维修也是从出现了故障后再去修理向“定期检测、强制维护、视情修理”方向转变。也就是说,当汽车运行一定路程或时间后,就要进行强制维护,视检测情况做适度维修,从而确保了汽车的良好运行状态,降低了故障率。而且对于中等职业学校的学生来说,将来在工作岗位上首先要从事的就是汽车的维护和保养,也就是所谓的“汽车护士”,对此我们在实习教学中需要增加汽车的一级和二级维护等内容,这样既适合中专学生的专业水平,又可以使校内实习贴近维修实际。
其次,在校内实习中我们还应该注重培养学生使用各种汽车维修工具和检测仪器的能力。尽管我国当前汽车维修业的技术水平依然滞后于新款车型的技术开发,但将随着汽车现代化的日新月异而快步迈进高科技领域。面对着众多的现代化汽车,我们对汽车的维修观念也必须随之而更新,要从光凭经验、感观为主的维修方式转变为“检查靠资料,拆装靠设备,检测靠仪器”的现代汽车维修方式。以对汽车的检测为例,在轿车中,大多数都装备了电控单元,它除了控制汽车的运行状态外,还具有判断、记录汽车故障的功能,诊断设备通过接口与汽车电控单元相连,读取故障代码,向汽车维修人员提供故障的症结所在。近来,汽车远程诊断技术的推广又势必推动我国的汽车维修技术、维修方式迈上又一个新的台阶。因此在实习中我们需要增加一些汽车维修设备使用等操作内容,例如:四轮定位仪的使用、示波器的使用等。
在增加学生使用汽车检测仪器和设备的能力同时,还不能忽视汽车维修工具的正确使用。在汽车维修过程中正确的使用工具不仅可以提高工作效率还可以减少在维修过程中对汽车零部件的损害。例如在实习中一定要让学生了解各种扳手的适用场合。虽然同一个螺栓可以由不同的种类的扳手拧开,但是我们要让学生知道如何选择最合适的扳手,还有像扭力扳手这样的工具一定要让学生掌握其正确的使用方法,而且要反复练习,拆卸螺栓时不仅要知道拆卸力矩还要知道正确的拆装顺序。
作为一个汽车维修专业教师在抓实践性教学环节的同时,还必须提高自身的专业技能的水平,要对汽车整个内部构造了如指掌。
在校内实习中我们还要把专业素养的培养贯穿于整个实习过程始终。在培养专业技能的同时可以引入汽车企业文化,建立汽车文化氛围。在实习教学中我们强调丰田公司的“5S”管理制度,即清理、清洁、整理、整顿和自律,可以贯穿到整个实习教学中,在实习过程中始终坚持执行“5S”管理,让学生在校内实习中就养成良好的专业素养。现在许多用人单位在招聘时首先考虑的是应聘者的专业素养,汽车维修行业尤其如此。良好的专业素养可以使学生受益终生。
最后,为了提高学生的职业实践能力和职业素养帮助学生积累实际工作经验,我们必须重视校外实习。在校外实习首先要和相关的汽车维修企业合作,建立校外实习实训基地。可以借鉴德国的“双元制”教学模式。“双元制”教学是一种国家支持、校企合作共建的办学制度。“双元制”中的一元是指职业学校,其主要职能是传授与职业有关的专业知识;另一元是企业或公共事业单位等校外实训场所,其主要职能是让学生在企业里接受职业技能方面的专业培训。这种“双元制”模式针对性较强,重能力,能充分调动企业办学的积极性。在这种制度保证下,企业不仅会制订完善的培训规划,促进专业理论与职业实践相结合,强化技能培养,而且能提供充足的培训经费,使教学有足够的物质保证。当前由于就业形式比较严峻,使得学生的毕业实习变成了就业实习。这样做从长远来看是不利于学生的未来发展的。因为学生通过校内实习只是初步具备了基本的汽车维修专业技能。必须要在维修实际工作中去锻炼、提高并积累实践经验。这就需要学生不能始终在单一的岗位上实习,必须要有岗位轮换。通过岗位轮换一方面拓展了学生的专业技能,另一方面也培养了学生的综合专业素质和创新能力。
相对而言,职业学校的学生,基础普遍偏差。入学后接触的物理力学部分学习难度较大,力、位移、加速度等一些物理概念,抽象难以理解;一些定理、定律,不仅要求学生正确理解,还要会灵活运用;在思维方式上,要求学生由形象思维转变为理论性抽象思维。这些使部分学生感到难以适应,以致丧失了学习物理的信心。针对这些问题,本人结合物理学科特点及职高学生的心理特点,从帮助学生尽快适应职高物理学习、培养相应能力为后续学习做铺垫的角度,做出了以下探索。
一、调整教学目标,修改教学计划
一方面,坚持不懈地对学生进行人生观、价值观和学习观教育,树立正确的学习心态。另一方面,将物理教学目标定位于将学生培养成既有现代科技基础知识,又具有初步实践技能的未来“蓝领”群体,对物理教学加强研究,同时根据学生实际基础情况(近几年,由于中考物理为十分制,学校许多师生轻视物理学习.),适当降低要求,改进教学。
二、转变人才观念,保持良好心态
职校学生学习基础差、信心不足,教师要正确对待:转变人才观---相信职校学生也能成才,以良好的心态面对学生,鼓励学生,帮助学生,多一些宽容,多一份耐心。教师对学生有信心,学生自己才有信心;教师对学生希望越大,学生自信心才越强。要善于赏识学生,不仅仅看到学生的分数,更要看到每一个学生的长处。在教学过程中,有意识地抓住各种机会,针对不同的学生采取不同的方式进行表扬,让学生体会成功的快乐。这样不仅有利于增强学生学习的信心,而且还可以提高教学效果。此外,由于不同学生有不同的家庭背景,不能用同一标准来衡量和要求他们,做到因材施教.
三、优化物理教学方法,培养良好学习习惯
在入学摸底的基础上,教师要反复研究学生,职校学生的智力类型:他们具有较强的形象思维能力,对涉及经验、策略方面的过程性知识具有较强的掌握能力;他们排斥概念、原理方面的陈述性知识.通俗地讲,就是他们更多地对专业实践感兴趣,而对纯理论的课程内容兴趣不高.同时根据物理学科的学习规律和教学特点,我们要设计教学方案和程序,做到少讲、精讲,及时点拔,要帮助学生掌握科学有效的学习方法,善于课前预习、课后复习,以学习主人的姿态参与课堂研究,变“知识”为“能力”,变“学会”为“会学”。 同时还应采取“做中学、做中教、实践中教理论”的教学观.使学生达到会思考、会分析,会作笔记、会归纳总结,培养学生良好的学习习惯。
四、运用多种手段,激发学习兴趣
俗话说:兴趣是最好的老师。作为教师只有在教学的各个环节,有计划、有目的的对学生实施兴趣培养,并贯穿学习始终,才能激发学生强烈的求知欲,取得令人满意的教学效果。
1、回顾物理学史,介绍物理学家的动人事迹,激发学生的学习兴趣。物理学是近代与现代开创的自然科学,在现代生产生活中起着非常重要的作用。物理教材中,许多物理规律和物理量名称都是以物理学家的名字来命名的。如电学中电流强度的单位“安培”,就是以勤奋好学、专心致志的法国科学家安培的名字来命名;力的单位“牛顿”和“牛顿三条运动定律”,是以英国著名的物理学家和数学家牛顿的名字命名的。牛顿一生发明创造很多,有人问他为什么能在科学上做出那么多贡献时,他的回答是:靠的是夜以继日的思考。学习《电磁感应》现象时,介绍法拉弟,这位自学成才的物理学家,虽然出身贫寒,但他不怕困难,顽强奋斗,历经十年艰辛探索,终于发现了电磁感应现象,等等。通过回顾物理学史,介绍物理学家们的动人事迹,使学生产生正确、良好的学习动机,激励学生勤奋学习,立志成才。
2、加强实验教学,培养学生学习物理兴趣。物理实验有助于培养学生的动手能力、观察能力。充分利用实验教学,有助于培养学生学习物理的兴趣。一是要做好演示实验。指导学生观察和分析物理现象,获得生动的感性认识,从而更好地掌握物理概念和规律。例如在讲电容器时,做电风扇通电时不转动,而连接上电容器接通电源后,风扇才能转动的实验,让学生观察电容器,学生印象深刻,兴趣浓厚。关于电场中静电力的教学,可以把几个金属球放于绝缘的金属托盘中,通过起电器使金属托盘和小金属球带电,由于静电排斥力的作用,几个小球纷纷被弹起再落下,给学生产生十分深刻的印象,这一新鲜好奇的现象,会极大地激发学生的学习兴趣。二是进行学生分组实验。在教师的指导下,学生亲自动手实验,让学生亲身感受在学习物理知识过程中的乐趣,寓教于乐,逐步把学习物理变成心理需求。
3、运用多媒体教学手段,激发学生学习兴趣。利用多媒体制作的课件,可以将一些抽象的问题具体化,将瞬变过程转为定格分析,将难做的实验加以模拟,并用图、文、声、动画等手段展示出来,便于学习理解,容易激发学生认识事物本质的欲望。例如,讲授自由落体运动性质时,从课件演示的动态过程可直观了解到自由落体运动轨迹图象的变化,这些动画能激发学生主动思考,探求知识的兴趣。讲授机械振动时,学生对回复力、加速度、位移、速度的关系不是很清楚,在平时的实验中,不可能对瞬间状态进行定格分析,但是制成简洁模拟动画,可以很轻松地实现任何时刻的定格分析。
4、密切联系实际,培养学生学习物理兴趣。在教学过程中,注意收集当今物理学科发展最新成果,展示物理科学在各领域运用所取得的重大成就,并与教学内容有机结合,使学生感受到物理科学的重要魅力。比如,2007年,我国成功发射“嫦娥一号”奔月卫星,挣脱地心引力的束缚,进入到地球以外的无限宇宙空间中,实地接触了月球表面,将古老的神话变成了现实;2008年,我国又成功发射了凝结着民族智慧与光荣的“神舟”七号载人宇宙飞船,完成了具有历史意义的太空行走,在浩瀚太空中铭刻下了中国人的印记。这些航天技术的重大成就,可以结合圆周运动和万有引力来解释。通过引入这些问题,使高科技与学生所学的物理知识拉近了距离,这样极大地激发了学生学习兴趣,增强了学习物理的信心。
五、采用多种形式,全面考核评价
要坚持终结性评价与过程性评价相结合、定性评价与定量评价相结合、教师评价与学生评价相结合的原则,注重考核与评价方法的多样性和针对性,并结合学生的态度与情感进行.
1、教师应在教学的全过程中采用多样化、开放式的评价方法,如采用笔试、实验操作、专题研究、行为观察、成长记录档案、。实践活动等方式综合评价学生的学习与发展水平。积极创设学生参与评价活动的氛围和条件,学生通过记录学习过程,记录有代表性的事实,展示自己学习的进步。
关键词:基础化学;电力知识;探索
作者简介:廖强强(1971-),男,江西新干人,上海电力学院环境与化学工程学院,教授;杨延(1962-),女,上海人,上海电力学院环境与化学工程学院,副教授。(上海 200090)
基金项目:本文系上海市高等教育学会重点课题(课题编号:ZDGJ4-10)、智能电网储能技术上海高等教育“085”工程建设项目资助的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)02-0094-02
基础化学包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、普通化学。基础化学是环境工程系学生必修的课程,是学生进一步学习专业课程的垫脚石。笔者结合学校的工科背景、电力特色,跟踪国内外现代科技发展,在基础化学教学中引入和渗透与电力行业、新能源相关的化学知识、应用案例,使基础化学课程中的理论知识与电力、新能源的专业应用有机地结合起来,做到理论紧密联系实际,开展了具有电力特色的基础化学教学活动。
一、氢燃料电池
在“无机化学”的氢气一节中,增加了氢气作为清洁能源的新用途的教学内容。因为氢气在氧气中燃烧后只生成水,再无其它生成物,所以用氢燃料电池作汽车动力,对环境无污染。因此,用氢燃料电池的汽车是名副其实的绿色汽车。世界上一些先进国家都在研究开发氢燃料电池。1999年初,戴姆勒-克莱斯勒公司和壳牌公司在冰岛政府的支持下公布了“氢经济”的国家计划——用无污染的氢能源代替所有小轿车、公共汽车上使用的柴油和汽油。目前,德国也已经推出了各种氢燃料电池汽车。
氢燃料电池的工作原理是将氢气输送到电池的负极,经过铂等贵金属催化剂的作用,氢原子中的一个电子被解离出来,失去电子的氢离子(即的质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池的正极,而这个电子则只能经过外部电路,到达燃料电池正极板,从而在外电路中形成电流。电子到达正极板后,与氧原子和氢离子重新结合为水。只要源源不断地给负极板供应氢,给正极板供应空气,并及时把水蒸气带走,就可以不断地产生电能。燃料电池车的能量转化效率比传统汽车高60%~80%,是内燃机的2~3倍。燃料电池的燃料是氢气和氧气,生成的是清洁的水,能量转换过程中不产生CO和CO2,也没有其他污染物排出。因此,氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放的绿色交通工具,氢气是完美的汽车能源。
二、碘离子的缓蚀协同作用
在“无机化学”的卤素元素一章中,讲到碘化物有许多功用,比如碘和碘化物的酒精溶液(碘酒)用作消毒剂,碘仿(CHI3)用作防腐剂,碘化银用于人工降雨等。除此以外,碘离子还可以用作锅炉酸洗时碳钢的缓蚀剂。在用氨基磺酸作为锅炉的化学酸洗剂时,单独加入烷基咪唑啉时缓蚀效率可达90%,单独加入碘化钾时缓蚀效率可达76%,如果在烷基咪唑啉中添加少量的碘化钾,则缓蚀效果可显著提高,达到97%。[1]这是因为碘离子首先和带正电的铁表面吸附,而使铁表面带负电荷,带正电荷的咪唑啉阳离子再和负离子作用吸附于铁表面,提高了咪唑啉的缓蚀效果。碘负离子在介质中的溶剂化程度较低,越容易被金属表面吸附,因此称之为特性阴离子。缓蚀剂借助特性阴离子与金属表面的吸附如(图1)所示。图1中M为金属,X-为特性阴离子,L+-R为阳离子型缓蚀剂。将碘离子的功用与锅炉化学清洗联系起来,既加深了同学们对元素化学知识的理解,又引入了电厂化学的专业知识。
三、烟气脱硫
在“无机化学”的氧族元素一章中,介绍了硫的各种化合物,其中讲述了SO2排放是造成我国大气污染及酸雨情况不断加剧的原因,烟气脱硫(FGD)作为控制以高硫煤为燃料的锅炉烟气污染的有效措施,正被越来越多的国家接受和采用,采用最多也最成熟的是以石灰石浆为吸收剂的湿法烟气脱硫技术。脱硫过程主反应为:
SO2 + H2O H2SO3 吸收
CaCO3 + H2SO3 CaSO3 + CO2 + H2O 中和
CaSO3 + 1/2 O2 CaSO4 氧化
CaSO3 + 1/2 H2O CaSO3·1/2H2O 结晶
CaSO4 + 2H2O CaSO4·2H2O 结晶
CaSO3 + H2SO3 Ca(HSO3)2 pH控制
同时烟气中的HCl、HF与CaCO3的反应,生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通过注入石灰石浆液进行调节与控制,一般pH值在5.5~6.2之间。
通过引入烟气脱硫工艺的介绍,学生们不但了解了SO2是大气污染的主要原因之一,而且了解到火电厂为了控制SO2排放采取了切实可行的措施。
四、钠硫储能电池
在“无机化学”的氧族元素一章中,介绍了一种多硫化合物,学生们觉得是一种不稳定的物质,好像没有实际用途,其实不然。钠硫电池(含多硫化钠)作为新型化学电源家族中的一个新成员出现后,已在世界上许多国家受到极地重视和发展。钠硫电池具有许多特色之处:一是比能量高,其次是可大电流、高功率放电,再次是充放电效率高。由于采用固体电解质,所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应,充放电电流效率几乎100%。国外重点发展钠硫电池在固定场合下(如电站储能)应用,其优越性越来越明显。如日本东京电力公司(TEPCO)和NGK公司合作开发钠硫电池作为储能电池,其应用目标瞄准电站负荷调平、UPS应急电源及瞬间补偿电源等,并于2002年建成容量为8MW的储能钠硫电池装置。上海硅酸盐研究所在钠硫电池的研发方面也取得了重大进展,研发出世界上最大的钠硫单体电池。
五、渗透压发电
在“物理化学”课程中讲了渗透压的概念后,补充了海水渗透压发电技术,这是一种新颖的可再生能源发电技术,利用液体具有渗透压的原理,当河流汇入大海时,由于河水与海水分别含有不同浓度的盐分,会促使“河流淡水”与“海洋咸水”相互渗透,产生很大的海水渗透压,从而推动涡轮机进行发电。
海水渗透压发电非常环保。因为海水渗透压是一种从自然物理过程中获得的能源,不会产生任何污染物,更不会排放出CO2。而且,由于海洋与河流是现成的资源,所以海水渗透压的收集成本相对比较低,也比较容易获得,而且海水发电也不会受到天气因素的制约。
挪威国营电力公司Statkraft在2009年11月宣布在奥斯陆峡湾岸边建造了全球第一座渗透压(osmotic)发电厂原型,并希望在2015年之前建造一座可投入商业使用的发电厂,生产约25MW的电力,足以为1万户家庭供电。
六、沼气发电
在“有机化学”中讲到最简单的有机化合物就是甲烷。甲烷作为一种清洁能源,受到人们的广泛重视。甲烷的一个重要应用就是沼气发电。将人畜粪便、秸秆等有机物在隔绝空气并且适宜的温度和湿度下,通过微生物的发酵作用就可以产生沼气。甲烷是沼气的主要成分,约占所产生的各种气体的60%~80%。甲烷气体无色无味,是一种理想的气体燃料,与适量空气混合后即可燃烧。纯甲烷的发热量为 34kJ/m3,每立方米沼气的发热量约为20.8-23.634kJ/m3。1m3沼气完全燃烧后,能产生相当于0.7kg无烟煤提供的热量。
沼气燃烧发电是一项大规模沼气利用技术,它将厌氧发酵处理产生的沼气过滤后密闭输送到燃烧设备,燃烧发电。图2为 沼气发电装置示意图。沼气发电具有高效、节能、安全和环保等特点,是一种分布广泛且价廉的分布式发电方式。
七、十八烷基胺停用保护技术
在“有机化学”中烷基胺是一类重要的化合物。十八烷基胺停用保护技术是火电厂热力设备停用防腐保护的一种重要措施。如果没有良好的停用防腐保护措施,热力设备停运期间的腐蚀比运行期间严重得多。十八烷基胺,属于脂肪胺类,分子式为白色蜡状固体结晶,具有碱性,易溶于氯仿,溶于乙醇、乙醚和苯,微溶于丙酮,难溶于水。在火电厂机组滑停时将十八烷基胺加入热力系统后在高温下气化,气态十八胺随蒸汽进入锅炉、汽机及整个热力系统,在金属表面形成一层憎水性保护膜,将空气与金属隔绝,从而防止水及大气中的氧气及二氧化碳对金属的腐蚀。图3为某电厂过热器管经十八烷基胺保护后表现出很好的憎水性,可以减缓过热器管的腐蚀速度。[2]这段知识的引入让学生认识到烷基胺不再是一种只停留在书本上、触摸不到的物质,它是实实在在的、有具体应用的东西。
八、结论
在确保基础化学基本教学内容的前提下,引入和渗透在电力行业、新能源技术领域有具体应用的基础化学知识点,不但可以加深同学们对基础化学知识的理解,而且拓展了在专业知识方面的认识领域。
参考文献:
一个优秀的幼儿教师,除了掌握过硬的学科知识和基本技能外,生动、形象、富有表现力的语言更是走进孩子心灵世界的钥匙。
教学口语是科学与艺术的结合。要达到口语教学的科学与艺术的完美结合,在教学中要遵循以下基本原则并在课堂教学中付诸实践。
一、规范性原则
规范性是指教学口语应当遵守国家的规定,在语音、语汇和语法等方面符合全国通用的普通话的规范。教师要用音高、音强、音质、音速等方面的配合,显示出声音打动人心的魅力;用语气、语调、停顿、节奏等技巧充分表达出热情、真诚、善良等丰富细腻的感情;用充满情趣、饱含智慧的语言给幼儿以激励和启迪。这样的教学口语才能够达到高境界和高标准,幼儿才会把学习活动当作一种艺术享受,主动愉快地学习。很难想象一口方言浓重的幼儿教师能培养出发音标准而优美动听的幼儿语言。
二、逻辑性原则
教师口语的逻辑性是指用精确的语汇表达知识的内涵,用言简意赅的语句表达丰富的内容,用层次分明的语序表达明确的目的。在幼儿教学活动中,教师首先要做到教学思路清晰、教学环节紧扣、教师讲解简洁精确、运用的语言文通字顺。比如,在进行《小马过河》这个教学片段时,一位教师就充分运用了逻辑性原则进行了有效教学,取得了很好的教学效果。教师抓住了故事中最能体现逻辑性原则的内容进行了课程的设计,针对水“深”和“浅”的话题对学生进行了有效的思维训练,较好地训练了学生的思维能力。
三、形象性原则
教师口语的形象性是指教师善于创造直观形象,唤起幼儿对具体事物的真切感知。幼儿的思维方式以形象思维为主,他们更容易理解和接受直观、生动、具体的教育影响,需要借助形象来认识事物。因此在教学中,教师的描述一定要具体细致。要达到这样的教学目标,幼儿教师就要在教学过程中,恰当运用多种修辞手法,巧妙运用拟声词、摹色词、叠音词,同时要体现出语言的动态感。教师在进行词语及句子教学时,要恰当地把词语和句子教学创设在一个动态的语言环境中,把词语和句子赋予生命光彩和动态的美感。
四、情感性原则
一名著名教师曾深有体会地说:“教学语言要做到优美生动,除了知识素养、语言技巧之外,还必须倾注充沛的精力和真诚的感情。情动于衷而溢于言表,只有对所教学科、所教对象倾注满腔深情,教学语言才能充分显示其生命力,熠熠放光彩,打动学生的心,使学生产生强烈的共鸣,受到强烈的感染。用充满积极情感的语言去激发幼儿参与活动的热情。用语音、语调、节奏、态势语传情达意。激励幼儿奋发向上的激情。
五、趣味性原则
幼儿教学口语有趣味性的前提条件是教师要怀着一颗不泯的童心,以儿童的耳朵去聆听,以儿童的心情去感受生活,汲取幼儿生命节奏中的活力和光彩,分享幼儿成长过程中的纯真与好奇。首先,要在语言内容上体现出趣味性。在教学中,教师就要根据幼儿的这一特点,积极创设适于幼儿认知的情境进行教学,把需要幼儿认知的事物赋予生命的活力与光彩,用一颗不泯的童心和儿童一起发现、一起探索、一起好奇、一起成长,让趣味性语言成为教师口语的“常用语”。其次,要在表现形式上体现趣味性,教师要做到情绪投入和神态逼真,用惟妙惟肖的语言带领幼儿沉浸在语言的快慰中。
六、多媒体辅原则
所谓的多媒体辅原则指的是在教学过程中,适时适当地运用多媒体教学手段,使幼儿的感知、情感和思维在一个生动形象的多媒体辅助教学的引导下,向更深层次发展的一个口语教学原则。多媒体运用要做到制作内容科学规范,利于学生思维拓展;力求多感官调动并全方面提升幼儿的认知水平;《孵小鸡》的多媒体制作就充分体现了这一原则,极大地提高了幼儿智力与思维能力的发展。所以,多媒体辅教学对促进幼儿口语的发展也起到了不可低估的作用。
关键词:微特电机及系统;教学改革;实践;电气工程及其自动化
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0049-02
微特电机系统通常是由与常规电机结构、性能、用途或原理不同,体积和输出功率较小的微型特种精密电机、控制器及驱动硬件电路组成的复杂系统。融合了电机、计算机、电力电子、控制、机械、新材料和新工艺等高新技术,是现代武器装备、工业自动化、办公自动化和家庭生活自动化不可缺少的重要技术[1]。本文结合新成立的本科院校的特点,以培养应用型人才为目标,准确定位本课程在电气工程及其自动化专业中的地位和作用,对现有的教学内容、方法及实践环节进行改革与实践,为培养高素质创新型应用人才提供必须的平台与保障。
一、教学改革与实践
1.人才培养目标定位。针对新成立的应用型二本院校的特点,明确人才培养目标定位,在明确课程地位的基础上做好课程性质、任务和教学目标的细化工作[2]。学校提出以“应用型人才”作为人才培养的最终目标,落实到《微特电机及系统》这门课程中,就是要培养出能够将微特电机技术、控制技术和计算机技术相结合,能够在微特电机系统遇到的问题中,分析、定位好问题的所在,提出问题解决方案的应用型人才。
2.教学内容的改革与实践。①增加预备知识。《微特电机及系统》是以电机学和电机拖动基础等课程为基础,但有些同学电机基础薄弱,因此在课程讲授前,应将电机学的基本内容和概念作详细讲解[3,4],为进一步学习打下基础。②优化课程体系,调整教学内容。笔者所在的学校电气工程及其自动化专业主要分为电力系统、高电压技术与电气工程三个学科方向。教学计划将课程分为:公共基础课、专业基础课、专业限选课、专业任选课等,缩短专业课程的学时,精简课程教学内容,形成“伺服电机—测速发电机—步进电机—自整角机—旋转变压器—永磁无刷直流电机”的教学主线,通过试点,取得了满意的效果。③增加新型电机教学内容。随着控制技术等相关技术的发展,电机在很多方面突破了传动概念,已经不再局限于传动的电磁理论,而是与其他学科相互结合、互相渗透。
3.教学方法与手段改革。①采用推理式教学方法。采用推理思路教学,如交变电流交变磁场交变磁通交变电势电流电磁转矩,推动转子旋转,进而输出机械功率。通过诸如此类的推理式教学,学生不仅可以准确理解“电机的本质就是一个能量转换工具”,而且有利于他们理解电机的可逆性原理。②采用对比式教学方法。大部分微特电机在结构和分析方法上存在共性内容,因此,比较不同种类的微特电机结构和原理,根据已经学习的内容帮助学生掌握新知识。如学生对开关磁阻电机和磁阻电机的原理和控制方法理解比较困难,而对步进电机非常熟悉,这时,可根据步进电机工作原理和控制方式来讲解开关磁阻电机的内容。③互动法教学。采用互动法教学,积极发挥学生的主观能动性,如在讲解直流测速发电机的结构和工作原理时,应根据其与普通直流发电机原理的相似性,提问学生,让学生回忆已学过的直流发电机的相关内容,然后再分析直流测速发电机的独有特性。同时还可以采用课堂讨论的方式,如解决永磁式同步电机启动问题,首先讨论得出无法自启动的原因:第一,转子本身存在惯性;第二,定、转子磁场之间转速相差太大,进而得出永磁式同步电机自行启动方法:在转子上安装启动绕组,启动时,依靠鼠笼式启动绕组产生电磁转矩,使转子转动起来,当转速接近同步速时,定子旋转磁场就与转子永磁磁场相互吸引牵入同步。这样通过讨论和归纳,学生就明白了为什么永磁式同步电机转子上会安装启动绕组。④理论联系实际教学。学习《微特电机及系统》目的是为了应用,教师讲解时只要重点把握微特电机结构和基本原理,并增加应用实例,激发学生的兴趣。如在讲解微特电机的基本用途时,一枚导弹中需要60多台电机,仅一艘潜艇导航仪表配套设备就用90多台电机,并采用多媒体动画教学的方法演示随动系统跟踪和定位过程,形象地让学生了解随动系统中的力矩电动机、自整角机和伺服电动机在其中所起的作用。当学生听到和看到这些生动的微特电机应用实例,他们就会明白《微特电机及系统》这门课程和高新技术是紧密结合的,具有广泛的用途,能激发学生在课堂上的学习兴趣。
二、实践环节的改革
1.理论教学穿插实验教学。结合电子与电气工程学院电工实验中心为国家与地方共建项目的契机,添置了新的微特电机教学模型和实验设备,在进行理论教学的过程中穿插实验教学,教学模型通电时,可以让学生直观的看到电机运行中的起动过程、制动和可逆等。因此,学生在学习理论知识的同时,对电机也有了直观的认识。
2.严格要求实验预习报告。在学生进入实验室之前,应详细检查学生的预习报告,应该包括以下几个方面:本实验的目的、该电机的结构和工作原理、电机的静态特性和调节特性、转速如何调节、主要性能参数和指标有哪些、控制系统硬件组成、完成本实验需要用到的仪器设备、实验的具体步骤等,可通过提问的方式完成实验预习的检查,使得学生对实验有整体的把握,使他们带着目的做实验,这样在实验过程中易于发现、解决问题。
3.增加设计性综合实验。传统的实验教学都是单一的验证型实验,为培养创新性应用人才,设计性综合实验势在必行。在设计性综合实验中,教师只需给出实验目的、实验要求和注意事项,具体的实验方案和实验步骤、以及所需的仪器设备,都由学生自己拟定。
4.专业方向课程设计。由于《微特电机及系统》课程的特殊性,通常的考核方式难以体现学生的学习效果,在结束理论学习后,要增加两周的专业方向课程设计对学生进行考核,将每五个学生分成一组,选择以不同的微特电机为对象,给出设计要求,完成控制系统硬件和软件的设计工作,最后通过答辩确定学生成绩,这样可以充分激发学生的创造性。
《微特电机及系统》是一门内容丰富、理论抽象、实践性非常强的运动控制方向专业课程。在课程教学中,应进一步丰富内容,尽可能大的提高学生学习的积极性和主观能动性,采用多种灵活的教学方法,注意理论联系实际,特别注重实践教学环节,改革课程考核方式,拓展学生的知识面,培养学生的创新意识和动手能力,从而取得令人满意的教学效果。
参考文献:
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