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关键字:ANDROID4.X;PC;智能电视;一体机
中图分类号:TP334.3 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2013)10-0061-03
0 引 言
当前市场上实现电视电脑一体机解决方案主要有两种方法:第一种方法是在现有的电视电路的基础上增加数字解码电路,然后外加PC主板方案。这类方案在前几年被广泛采用,它主要是电视、电脑两机的简单组合,集成度低、成本较高。第二种是专用单芯片方案,这是目前智能云电视的主流方法。它主要采用的是性能较差的嵌入式主控板,从而实现了智能云电视的上网功能,但芯片性能低,主控板电路较简单,性能较差,故对PC功能的支持有限,完成不了PC机的正常工作,且成本较高,后期开发难度较大。本文提出第三种方法是智能电视电脑一体化方案,它通过改造传统的PC主板来解决。由于PC主板功能强大,性能较高,而且其功能灵活多变,容易通过USB接口接入触摸屏,并通过触摸屏输入解决了傻瓜用户不能使用键盘的苦恼,简单化用户的使用,是智能电脑电视一体机的傻瓜化应用,并支持语音输入与输出,能满足未来家庭数字化需求,智能电视云化的物联网的重要应用。
1 触摸屏电视电脑一体机的实现方法
本方案是在PC主板上增加模拟信号的接收和解码,以及数字信号的接收和解码电路,让电视信号可以输入PC主板,从而实现智能云电视功能,并通过PC主板上的USB3.0接口接入触摸屏,最终实现带触摸功能的电视电脑一体机,并支持传统的键盘鼠标输入操作,同时也支持麦克风输入与音箱输出。图1所示是带有触摸屏输入功能的电视电脑一体机的电路框图。
首先,本系统在PC主板上增加模拟电路,用于实现模拟电视信号的接收。射频模拟电视信号通过一体化调谐器(高频头)接收,解调后输出视频信号,再送给主板上的模拟解码芯片。同时,AV输入的模拟视频信号或者S-VIDEO输入的模拟视频信号也输入到主板上的此解码芯片。主板上的此模拟解码芯片的作用是把各类模拟信号经过ADC转化成数字信号后再经过数字处理、解码,最后输出格式为ITU656或ITU601的数字信号。
图1 带有触摸屏输入功能的电视电脑一体机电路框图
其次,在PC主板上增加数字电路,实现数字电视信号的接收。让PC主板接收数字电视信号比接收模拟信号并完成信号调制和解调相对复杂些,主板的数字电路通过高频头(调谐器)接收射频数字电视信号并完成信道解码后输出串行的TS流。由于数字电视信号通常是加密的信号,这时还需对TS流进行解密操作。经过解密的TS流最后送给芯片组,由此芯片组完成MPEG2信源解码。经芯片组动态降噪、去隔行处理、格式变换、图像细节增强等处理操作后,标清和高清的电视信号被转换成统一格式(如1 920×1 080 P/60 Hz)的LVDS信号,并送给LCD显示屏,完成电视信号的输出,从而实现电视功能。由于PC主板接口较丰富,USB接口较多,且支持最新的USB3.0接口,因此可以外接触摸屏,完成触摸功能的输入操作,这也可以取代传统的键盘与鼠标操作。另外,此主板还带有音频输入输出接口,可以完成声音的输入与输出,此主板还支持目前四核的威盛处理器,支持最新的DDR3内存。与传统的嵌入式主板相比,此主板功能强大,不仅可以装入嵌入式操作系统WINCE或LINUX,也可以支持最新的WIN8与ANDROID系统。内带2个SATA接口可以接硬盘和光驱,其余的USB3.0接口,让U盘安装ANDROID等系统成为可能,且USB3.0的速度较USB2.0提高速度十倍以上。2个内带的PS/2接口可以支持传统的键盘与鼠标输入。
2 系统硬件实现
2.1 主板集成的主要器件选择
由于触摸输入的电视电脑一体机市场前景较好,许多IT厂商(例如联想)都在从传统的IT领域进军家电领域,许多家电企业如海尔也努力进入IT领域,因此电脑电视触摸屏的结合的一体机产品成为了各大巨头重要的竞争场所。Intel、AMD和VIA等更是不甘落后,相继推出适合嵌入式应用的高集成度、低功耗CPU和芯片组,甚至有的把CPU(1 GHz以上)、南桥、北桥及其他接口集成在一起。本主板集成选用1.2 GHz 威盛 QuadCore-E 四核 E 系列处理器或1.0 GHz威盛Eden X2处理器及最新的威盛VX11H 媒体系统芯片组,为微型化系统提供出色的计算性能。该系列属于X86体系,可运行WINDOWS8和ANDROID4.X嵌入式操作系统。从系统框图中可以看出,在PC主板的基础上增加了数字高清电视高频头和信道解码部分电路以及模拟信号高频头和标清信号的解码电路,从而完成模拟电视与数字电视的接收功能,并通过USB3.0接口连接触摸屏,实现触摸输入取代传统的键盘与鼠标输入。通过PC主板自带的语音输入输出口完成语音的输入输出,实现标准的人机交流。采用最新的威盛EPIA-M920 Mini-ITX主板不仅节约了研发成本,减少了一体机的体积,还降低了功率,减少了发热量。
2.2 PC主板上的CPU选取
威盛 QuadCore E 系列处理器集成 4 个 高性能 64 位核心,为嵌入式电视电脑一体机提供低功耗、高性能的多任务处理和出色的多媒体性能,四核64位最新处理器让电视电脑一体机运行速度更快。威盛 QuadCore E 系列处理器采用低功耗、高性能的多核架构,可提供出色的多线程支持,实现低功耗的多任务执行、多媒体回放、高运算能力及互联网浏览。威盛 QuadCore E 系列处理器支持分布式处理,容易实现在各种多屏显示环境中的应用。威盛 QuadCore E 系列处理器支持 64 位操作系统,还具有自适应超频,拥有4 MB 二级高速缓存及 1 066 MHz V4 总线等一系列性能。其低功耗设计在业内处于领先地位,如主频为 1.0+ GHz 的威盛 QuadCore E 系列处理器(超低功耗版本)热设计功耗在无风扇配置下运行功率仅为 18 W。此外,威盛 QuadCore E 系列处理器还支持虚拟化技术,可在虚拟环境中运行相关软件和应用,并对自身性能毫无影响。威盛 QuadCore E 系列处理器采用威盛 PadLock 先进译码引擎,提供全球最快的 AES 加密,并实现了基于硬件的运行数据加密,是运行数据的内容保护和系统安全的重要工具。威盛 QuadCore E 系列处理器提供主频为 1.0+ GHz、1.2+ GHz、1.46+ GHz 的三种型号产品,它采用最新的 40 nm制程工艺生产,21 mm × 21 mm 威盛 NanoBGA2 封装,其核心尺寸仅为 11 mm × 6 mm,可与威盛C7、威盛Eden、威盛 Nano X2 处理器系列及威盛 Eden E 处理器完全地针脚兼容。
2.3 一体机的主板和芯片组选择
威盛EPIA-M920 Mini-ITX主板基于业内标准的Mini-ITX板型,尺寸为17 cm × 17 cm。后面板 I/O 包括 2 个千兆以太网接口(可选)、2 个 USB 3.0 接口、2 个 HDMI 接口、1 个 VGA 接口、1 个 COM 接口、2 个 USB 2.0 接口及音频输入、输出插孔及麦克风插孔。板载排针包括 2 个 LVDS、1 个 USB 3.0 接口及额外的 4 个 USB 2.0 接口、2 个 SATA 接口、3 个 RS232 接口支持 5 V/12 V 电压、数字 I/O、LPC、1 个 SD 卡(SDHC/SDXC)及 1 个 PCIe x4 卡槽。该主板最高可支持 16 GB、1 333 MHz DDR3 内存,此外,还提供ATX或直流电源支持。
威盛 VX11H 媒体系统芯片组支持 DirectX11 及 3D 立体显示,它采用最新威盛 Chromotion 5.0 视频处理器,提供高性能硬件高清视频解码。威盛Chromotion 5.0视频处理器在1 080 p高清分辨率下为最新的MPEG-2、MPEG-4、VC1、WMV9及高清H.264视频格式内容提供硬件加速,为用户提供极为丰富的娱乐体验。
2.4 一体机模拟解码芯片选择
目前常用的模拟/数字信号解码芯片都支持PAL/NTSC/SECAM多制式解码,有些芯片还集成了三通道高速ADC或HDMI接收器等。主流的数字解码芯片主要有ADI公司的ADV7184/ADV7403/ADV7441、TI公司的TVP5147/TVP5160、NXP公司的SAA711x、MICRONAS公司的VPC3230D、 PW公司的PW2300/PW3300等。另外,选择一体机的解码芯片时还必须考虑其适应的市场,如北美市场要考虑CCD/V-CHIP和立体声,欧洲市场则要考虑图文电视接收和SCART接口等。
此处的一体机解码芯片选用功能较全的ADV744110来支持10位数字处理。该芯片可支持PAL/NTSC/SECAM多制式解码,拥有两路HDMI高清输入,并支持12组模拟信号输入,输入的多类模拟信号可以是CVBS全电视信号、YpbPr分量信号、S-Video亮色分离信号和RGB基色信号,具有标清模拟信号去锯齿滤波器,可节约外加额外的滤波器成本。ADV7441拥有四路150 MHz带宽的ADC,支持1 080 p的高清信号输入及SXGA的RGB信号输入,可自动辨识电视系统(NTSC/PAL/SECAM) ,具有VBI功能,软件完成TELETEXT和CCD/V-CHIP。数字输出口可以是ITU656ITU601数字色差编码信号或者24位的RGB信号。
2.5 调谐器选择
调谐器也称高频头,它通常用铁盒的屏蔽封装。调谐器根据接收信号分为模拟、数字、数模一体化三种,其中有些数模一体化调谐器还具备信道解码功能。调谐器从接收信号的制式上看,模拟信号调谐器可以做到全制式接收,数字信号调谐器的接收按地区分为DVB、ATSC、ISDB、DMB等。同时,数字信号接收还因传输的网络不同,从而实现的信道编码方式也不相同,如在欧洲有线网络用DVB-C、地面广播用DVB-T、卫星广播用DVB-S、手持设备用DVB-H等。
近年来体积更小的硅调谐器发展迅速,它不用铁盒封装,而是直接将硅集成电路焊接在电路板上,从而打破了传统的调谐器概念,它具有体积小和成本低的优势。本一体机的调谐器选用NXP公司最新推出的新型数模一体化硅调谐器TDA18274,它不但兼容所有的模拟与数字电视标准(PAL、NTSC、DVB-T、SECAM、DVB-C 、ISDB-T、ATSC),而且TDA18274芯片自身可将中频信号送至数字中频解调器TDA8296,从而完成模拟电视解调,并输出CVBS模拟电视信号,同时它把中频信号也送到信道解码器TDA10048,解出数字电视TS流。这部分电路框图如图2所示。
2.6 一体机的触摸屏与液晶屏选取
触摸屏(touch screen)又称为触控面板 、触控屏。当人接触屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉信号通过触摸屏控制板转化为电信号,送入CPU芯片,经CPU处理,传送到各种外设显示,从而完成人机交互。用触屏的动作取代传统的键盘与鼠标输入,并借助液晶来显示画面,它是构建物联终端,实现人机交互的最流行的传感技术。触摸屏分为电阻式、电容式与压电式等。因为压电式触摸屏同时具有电容屏幕的多点触摸触感和电阻屏的精准稳定,有别于电容屏的是,即使戴着手套或是沾水手指仍能进行操作,所以我们选用压电式触摸屏。
液晶屏幕(包括LCD显示器和LED显示器)是以电流刺激液晶分子的方式产生点、线、面配合背部灯管构成画面的。和传统的CRT显示器相比,它体积较大,画面柔和,画面不会闪烁,可以降低眼睛的疲劳,本设计选用LED屏。
3 软件系统选用
本方案中操作系统选用ANDROID4.X系统,因为此操作系统能很好地支持触摸输入功能,而且此系统支持的应用软件丰富,目前市场上的应用软件几乎不用任何修改都可以应用于这个平台上。与现在市场上流行的一体机相比,本方案仅用一块PC主板即可实现触摸功能的电脑电视一体机,既节约了成本,也简化了安装。由于采用ANDROID系统,相比基于传统WIN8平台的一体机,既大大节约了存储空间和成本,也解决了目前市场触摸一体机的启动速度慢、体积庞大、安装复杂、板线过多等问题。同时,它作为电视也改变了现在市面智能云电视网络功能弱、运行速度慢、多块板组合复杂、使用不方便的毛病。随着CPU速度提升,北南桥芯片的简化,系统启动时间变短,这些制约传统PC机目前不能在家电领域广泛应用的瓶颈问题将得到彻底解决,即与PC主板集成触摸功能的电视功能一体机将成为未来数字家庭的必备首选。随着触摸屏输入取代键盘鼠标,语音输入成熟,用户操作使用将更加简单方便。触摸屏输入解决了软件太复杂、用户学习使用不便的问题,不需要较高的技术水平,普通用户将会容易使用,语音触摸的输入输出将让软件使用越来越傻瓜化、简单化与智能化,可以想象未来几年电脑电视触摸一体机会成为数字化家庭的终极方案。
本方案的硬件平台支持ANDROID4.X操作系统,它支持的应用软件比较丰富,开发基本PC与电视的应用软件也比较方便,程序员几乎不用学习任何软件,也可以开发相关应用程序。由于采用了PC操作系统,软件开发也越发简单,应用软件包易于移植。
4 结 语
支持触摸功能的智能电视电脑一体机实现方案突出了电视功能,可支持传统PC,同时在输入输出设备上,还用触摸屏取代了传统的键盘与鼠标,简化了用户的使用复杂度,让傻瓜式的应用进入家庭,以实现电视与电脑的有机结合。这种一体机结构简单,维护方便,使用灵活方便。本系统功能强大,成本却大大降低,从而方便了用户。我们相信,随着物联网与云计算时代的来临,基于触摸功能的PC电视一体机亦将进入家庭,必将受到个人家庭用户的欢迎。
参 考 文 献
[1] 康瑞锋.基于Android4.X平台的触摸屏技术方案探讨[J].无线互联科技,2013(1): 166-167.
[2] 蒋晓峰,施伟峰,刘以建,等.基于触摸屏和PLC的船舶电站监控系统设计[J].电力自动化设备,2011,31(1):122-125.
[3] 周超,王琛,方彦军.基于W77E58的LCD控制及触摸屏接口设计[J].仪表技术与传感器,2009(3):70-71,74.
关键词:风速预测 储能 风电场 发电调度
Abstract: prediction of short-term wind speed by using BP neural network method, to obtain accurate prediction of wind speed, the wind farm grid transmission power calculation, the measurement results will be sent to the grid debugging center. In the wind farm with vanadium battery energy storage system, compensation error of the actual wind farm grid transmission power and the forecasting results, the grid wind power prediction is improved, the wind farms scheduling, enhance mutual coordination and wind farm grid.
Keywords: wind speed forecasting; energy storage; wind power generation scheduling
一、风电预测的概述
现阶段我国风电场事业处速发展中,风电场规模越来越大,相应的发电技术也逐渐完善。风速是风电场的核心要素之一,与其电力输出功率有着直接的关系,风速具有随机性、间歇性的特点,会对风电场的电力输出功率产生较大的影响,致使电网在运行的过程中出现各种不稳定,进一步影响了电能质量。由于风速决定了风力发电的输出功率,电力工作人员需对其进行控制,但风速存在较高的随机性,难以作出准确的调度方案,甚至会造成加重电力系统的不稳定状态。当前风电场预测风速、预测电力输出功率的水平不高,难以保证准确的预测精度,缺少了基础依据,风力发电并网后调度工作将无法开展。运用科学有效的并网调度模式,促进电能交换工作的顺利实施,提高风力资源的利用率,使其发挥出最佳的效用。国内外研究风速预测的资料有很多,相应的风速预测方法也比较充足,运用次数较多的预测方法有空间相关性法、持续法、数值天气预报、BP神经网络法、时间序列法、卡尔曼滤波法等,BP神经网络法适用范围较广,优点较多,可自行处理和存储分布式信息,并具有良好的容错性、调节能力、适应能力,即使在面临复杂的环境下也能主动做出调试,由网络训练决定风速预测结果的准确程度,网络训练好则风速预测准确性高。
风电场调度控制方法也相对完善,常用的调度方法是建立模型,例如根据用电激励、可中断负荷结合用电调度,建立发用电一体化调度模型,实现风电资源的最佳使用率,但此法忽略了风速对电力输出功率的影响,投入使用时可行不高。考虑到煤耗量建立电网调度决策模型,明确风电波动范围,在规定值以内的风电波动则不会造成电网的不稳定,风速随机性较高,引起电力输出功率也比较不稳定,风电机组无法再第一时间对其作出处理。采用BP神经网络法预测近期的风速,在得到准确的风速预测值后,计算出风电场电网发送功率,并将测量结果送达至电网调度中心。在风电场中结合钒电池储能系统,对实际的风电场电网发送功率与预测结果的差错性进行补偿,使电网调度能力得到提升,进一步满足风电场的电网调度。
二、基于风速预测与钒电池储能风电场并网控制方式
风电调度以保证电网安全稳定运行为主要目的,按照公平、公开、公正的原则对风电场的电力进行调度,停止风电场运行的过程中,根据原有的装机容量合理调配各风电场输出电力,结合实际风电发电的情况及时对其进行调节。
(一)风力发电功率预测
采用BP神经网络法预测近期的风速,在得到科学、准确的风速预测值后,根据风电输出功率特性曲线计算出风电场电网发送功率,并将测量结果送达至电网调试。实际的风电场电网发送功率与预测调度功率值存在一定的差错性,在风电机组出口部位设置储能设备,在风速预测的过程中,每十五分钟采集一次风速值,选一个输入层的神经元作未来5天的预测风速值,风速值采样为四百八十个,输出值则为未来一天的预测风速值,风速值采样有九十六个。下图1为风机功率特性曲线。
图1 风电机组功率特性曲线
其中vcut-in即切入风速,vr即额定风速,vcut-out为切出风速,根据上图就可获得应输入的电力功率,当预测风速值小于切入风速大于切出风速时,风电机组将停止运行。根据原有的风速信息与风机功率特性曲线,就可获得风电功率时间序列的数据。储能电池有很多种,如铅酸电池、锂电池、钒电池等,钒电池又叫做钒氧化还原液流电池,具有使用周期长、容量大、应变能力强、维修价格适宜、可靠性高等优点,可广泛应用于大型风力发电场中。钒电池储能系统结合风电场,运用DC/AC 逆变器,通过控制功率来调节钒电池充放电,使其升压变压器并联电网母线,电力系统获得电能的支持。
(二)控制算法
风电场电网风功率曲线与风速预测来计算实际的风速预测调度功率值,此功率值与实际的风电场电网发送功率间的差既钒电池储能系统的有功控制信号,电力系统需要的无功功率为电网的无功功率控制信号,当钒电池充放电时,充放电功率超过钒电池额定功率,钒电池储能系统保持恒定功率充电,充放电功率低于钒电池额定功率,钒电池储能系统有功功率与无功功率处于独立调节状态。风速预测调度功率值与钒电池储能的功率可进行补偿,风电场功率依照调度值输出,电力系统发电调度可以顺利实施。钒电池储能系统变流器控制原理图可见下图2所示。
图2 钒电池储能系统变流器控制原理
注:Pr为电网调度功率;PN为钒电池额定功率
三、结束语
综上所述,在风电场运行的过程中,风速是不可预估的一项要素,会对电网调度产生一定的影响,因此,难以保证电力系统的安全有效运行。基于风速对电网调度的影响,为实现风电场的稳定运作,从基于风速预测与钒电池储能的风电场并网功率协调控制出发,提高风电场的可调度。
参考文献:
[1]毕大强,杨歆玉,吴正平.基于风速预测与储能的可调度风电场并网功率控制[J].电工电能新技术,2013(1)
中职院校是培养技术型人才的重要摇篮,由于中职院校专业技术性极强,在教育过程中不仅要重视学生的理论知识,而且还要注重学生的实践操作能力,对此一体化的教学改革应运而生。本文首先提出一体化教学改革在中职院校开展的重要意义,并以中职院校《电工技术基础与技能》专业为例,分析目前电类专业学生教育存在的问题,并根据中职院校的教学模式和培养目标,针对本课程的教学特点,从教学方法、教学内容和教学手段、一体化教学等方面进行改革。
关键词:
中职院校;电类专业;一体化教学;改革
引言:
随着中职院校教学改革的深入发展,中职院校一体化的教学改革势在必行,中职院校领导开始重视起一体化教学在中职院校教育中的重要性。对于中职院校《电工技术基础与技能》课程而言,其教学内容较为枯燥乏味,传统的刻板教学方法更是无法为学生营造良好的学习氛围,理论性强、课程内容抽象让电类专业的教学质量止步不前,在很大程度上影响了电类专业教学水平的提升。然而将理论与实践操作有机结合的一体化教学却能很好地解决这一矛盾,中职院校教师通过“实践-理论-再实践”的一体化教学模式,大大的提升了学生学习兴趣,激发了学生学习电类技术的积极性。
1一体化教学改革在中职院校开展的重要意义
1.1一体化教学适应了中职院校教学改革的大纲要求
近年来,我国各大中职院校开始开展对《电工技术基础与技能》教学改革,新的教学改革大纲要求“以就业为导向和学生能力可持续发展”和“教学与生产相结合,理论与实践相结合”的原则;改变了“学科中心,知识本位”的课程思想,建立了“以能力本位,以应用为主线”的课程体系,一体化教学改革正是符合了中职院校教学改革的大纲要求,在中职院校教学改革过程中起到了重大的促进作用。
1.2一体化教学满足了社会岗位的人才需求
中职院校是培养技术型人才的重要摇篮,技术专业对学生的要求非常高,对此中职院校的教学目标在于培养具有高素质、高技能的生产一线的实用性人才,提出一体化教学改革是非常必要的,因为一体化教学能够通过理论与实践相结合的方式教导学生,能够让学生更快的掌握到岗位工作的专门知识和技能,熟悉生产工艺流程,为步入社会打下良好的技能基础。
1.3一体化教学是提高中职院校教学质量的重要保障
随着诸多中职院校电类专业的一体化教学改革的顺利推进,教师紧抓课堂教学的质量,缩短理论教学的时间,通过理论与实践相结合的方式,制定了一套符合电类专业学生特点的教学环节重视加强对课堂教学的检查与评估,及时反馈课堂教学质量的信息,对中职院校教学质量有极大的提升。
2电类专业学生教育存在的问题
2.1教学内容抽象乏味,不易理解
《电工技术基础与技能》是电类专业的重要基础课程,它具有理论性强、课程内容抽象的特点,导致教师教学难度大,学生学习不易学。同时《电工技术基础与技能》主要涵盖的内容是安全用电、室内照明电路、电动机及其控制电路、低压配电装置、架空线和电缆、直流稳压电源等操作技能和电路基本物理量、简单直流电路、复杂直流电路、电与磁、交流电路、电容器、变压器等基础知识,知识的专业性极强,对于初学者的学生而言,过于抽象,难以理解。
2.2理论知识与实践操作分离
在大部分中职院校在对电类专业教学时,教学方法较单一,仍沿用传统的教学模式,《电工技术基础与技能》课教学过分注重基础知识的讲解,把理论和实践人为分离,导致理论知识与实践操作相互脱节,同时理论知识学习课时要多于实践操作的教学课时,枯燥乏味、冗长的理论知识根本无法调动起学生对电类专业学生学习的积极性和主观能动性。
2.3欠缺一支“双师型”的教师队伍
教师在一体化教学改革中是主要得执行者,但是目前很多中职院校在对《电工技术基础与技能》课程进行一体化教学时,往往忽略了对教师的一体化教学指导和培训,很多教师只擅长理论知识的教学,实践操作能力并不过硬,大大影响了这类教师对电类专业的学生教学的质量,更是不利于中职院校一体化教学的全面推广。
3电类专业一体化教学改革的举措
中职院校《电工技术基础与技能》是应用性和实践性均很强的一门专业课程,针对以上对电类专业教学活动中存在的问题,传统的教学模式已不适应形势要求,不利于充分发挥理论指导实践的作用,这将困扰和制约着职业教育的发展,如何摆脱困扰,促进教育健康发展已迫在眉睫,可以看出中职院校推行一体化教学改革势在必行,笔者经过多年的教学经验,摸索出一条符合中职院校电类专业学生特点的一体化教学,具体如下:
3.1整编符合一体化教学改革的教材内容
传统的教学内容和教学大纲通常都是分段式的教学模式,然而中职院校采用的一体化教学模式主要采用的是模块化的教学方式,对于《电工技术基础与技能》课程是一门实践很强的专业基础课,其中许多知识来源于实践,知识的理解、难点的突破都有赖于大量丰富的感性材料。因此,我们在教学中不断充实演示实验、实物展示、技能训练等内容,使理论教学内容与实践教学内容接近1:1。如在教《电工技术基础与技能》课程的电工器材,不能光讲白炽灯原理,而是要增加对节能灯、LED照明等现代化的新光源应用进行深入介绍,使学生在学习中更贴近生活实际。同时《电工技术基础与技能》课程所涉及到的知识、技能、方式方法都要进行分类和整合,教学计划中可以设置教学项目,每个项目设置若干的任务,然后把所学知识内容综合起来,如在学习电动机,主要以电动机为教学主体,通过知识链接,可以让学生了解磁与电、单相交流电、三相交流电、电动机的工作原理,通过“方法技能”介绍了识读电动机铭牌、安装(折装)小型电动机、电动机的维护和检修等技能方法。同时,教师根据学生的知识结构,对学生的培养目标,编写适合中职学生教学的教材,教学知识内容要与时俱进。
3.2创新多样性的一体化教学改革方式
中职院校《电工技术基础与技能》的一体化教学改革必须要坚持以学生是教学活动的主体,要将电类专业的理论知识与实践操作融合起来,通过多样性的一体化教学,使学生能够掌握更高的技术能力,更加适合社会对技术人才的需求。如电工技术基础与技能实训室建设的实践应用中我们体会到,只有让学生能充分接触实物实验、实训,才能达到通过实验、实训帮助学生理解电工理论知识,掌握电工操作的基本技能,也只有这样,才能让学生在实操的成功体验过程中逐步激发学生学习的兴趣,达到一体化教学的目的;部分实训室的管理宜由统一的上课管理结合对学生开放的课余管理结合,使学生能在其感兴趣的时候及时动手体验。电工基础技能实训室的建设,必须打破一间实训室就能满足所有技能实训的设计思路,必须从学生学习的角度思考,达到充分满足学生实训需求为目的,当然要结合各校的实际,做出最为实用的方案,才能使《电工技术基础与技能》真正通过一体化教学实现教学目标。
3.3培养一支符合一体化教学的“双师型”教师队伍
中职院校《电工技术基础与技能》一体化教学改革离不开教师的教学执行力,往往一体化教学对教师的职业技能要求要更高一些,一体化教学背景下的“双师型”教师不仅仅能够教学理论知识,还要有较强的技术操作能力,能够将电类专业的理论知识更好的转变为电工技能,知识与实践的相互渗透、融合和转化,从而成功塑造更加符合电类专业的一体化教学。对此,对于培养这种一体化的“双师型”教师队伍,需要中职院校领导的高度重视和大力投入。首先,要引进双师型教师,要到各大高校区聘请专业化教师,要不拘一格降人才,壮大学校教师队伍。其次,要加大对现有教师的培训力度,鼓励电类专业的教师在寒暑假到电类专业相关企业进修参观和学习,大量的专家讲座、各类的在职培训为培养“双师型”教师队伍提供更为便利的条件,再次,要加大理论教师和实训教师的沟通力度,实现二者的互融式教学。从而加快中职院校《电工技术基础与技能》一体化教学改革的进程。
4结语
一体化教学改革是目前中职院校教学改革的重要方式之一,中职院校领导应该坚持学生在教学活动中的主体地位,根据中职院校的教学模式、培养目标和中职生的特点,摒弃传统的课堂教学模式,加强理论知识与实践操作统一结合的教学举措,通过理论知识指导实践操作,然后再通过实践操作检验理论知识的学习漏洞,从而让理论和实践有机结合,提高电类专业学生的职业技能,为中职生毕业后更快的从学生转变为职工打下良好的基础。
作者:韦国期 单位:广西经贸高级技工学校
参考文献:
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[2]马俊芳;浅谈一体化教学模式在PLC课程教学中的应用[J];科技风;2010年20期
[3]翁雪平;职高电工专业电力拖动“一体化”教学的研究[J];中国科教创新导刊;2010年05期*
[4]刘志伟;中职《电工技术基础与技能》理实一体化教学的尝试与反思[J];《当代职业教育》;2013年08期
关键词:教学;原因;采取;对策
《电工技术基础》是中等职业学校电类专业的重要基础课程,但由于种种原因,教师感到难教,学生在学习时也普遍感到难学,使教与学的效果不明显,不能达到预期的效果。本人结合自己几年的教学经验,经过反复的思考和探寻,分析了《电工技术基础》难教又难学的诸多原因,提出了解决问题的一些相关策略。
一、教师教学方面的原因
(一)教学目的不十分明确,教学内容偏难
有些教师对《电工技术基础》教学大纲没有进行认真彻底地学习与研究,对《电工基础》各章节应该理解掌握哪些知识点、技能,应该理解掌握到什么程度不是十分清楚明了,这样必然会造成教学的盲目性,缺乏针对性。
有些教师认为教学必须严格按照教学大纲来实施,大纲要求的内容一个不漏。一切以教学大纲为原则来教学,在教学过程中会自觉不自觉地多给学生讲授那些复杂、高难的问题,从而忽视了多数学生,忽视了对《电工技术基础》基础知识、基本概念和基本规律的讲授和理解,必然导致那些理解能力跟不上,分析思维能力不强,综合运用所学知识灵活解决问题能力弱的学生跟不上。
(二)教学过程中注重理论,忽视实验
通过实验可以使电工基础教学理论联系实际,引起学生学习兴趣,激发其求知欲望,从而调动他们学好这门课的主动性和积极性,从而有效地帮助学生形成概念,导出规律,掌握理论,正确而深刻地领会电工基础知识。但是,在实际教学中,许多教师忽视了实验的效果,更未认识到实验对理论的作用,从而在《电工技术基础 》课程的教学中偏理论,使学生缺乏学习兴趣,学习效果不明显。
(三)教学方法过于陈旧,不能吸引学生注意力
当前许多教师仍然采取一支粉笔一本书,“以教师讲授为重心”的教学方法,其方法根本缺陷在于不利于学生习热情的激发、积极性的调动和潜能的挖掘。在黑板上讲导线的剖削与连接,原本直观,具体的问题变得很抽象,很难理解,这样的教学不利于学生良好学习方法的形成,也不利于学生综合素质的培养和提高,更不利于学生能力的培养。
二、教师教学采取的对策
(一)认真学习研究教学大纲,合理制定教学计划
对于中职学生,要根据专业特点、自身能力及需求制定授课内容,要侧重基础性、实用性和够用性。如直流电路部分重点讲解欧姆定律、基尔霍夫定律的基本内容;磁场、电磁感应部分重点讲解自感、互感、左右手定则;三相正弦交流电路部分重点讲解三相对称负载星形联结和三角形联结时,负载相电压和线电压、负载相电流和线电流的关系。
(二)提高教师自身素质
教师是实施教育的直接参与者,要真正运用实验课,对提高教学质量发挥出独特作用,需要教师具备的实验教学素质,即要有理论和实验知识,还要有教育学、心理学和教学法的知识,还必须脚踏实地亲手实验。作为一名教师要通过不断的学习使自己的实验教学能力和知识水平提高,使自身具备良好的实验能力和实验技能,要有钻研和创新精神。
(三)教学进度要视学生情况、合理安排
教学的对像是活生生的学生,故教学进度一定要根据学生基础的好坏、反应的快慢、能力的强弱,灵活把握,当原有的计划不能适应当时的学生实际时,教师要随机应变,及时调整,遵循“一切为了学生,一切有利于学生”的原则,该快则快,需慢则慢。使学生感觉快慢适宜,学有所获。
(四)利用多媒体教学,化难为简
引言
高职维修电工技能的具有高度的系统性和专业性:一方面要求学生掌握课程内基本的概念及相关技术操作原理。另一方面该课程又具有极强的实践性,对操作水平要求较高。再有,随着当前国民生产、生活环境的快速变化,对高职维修电工技能的创新性也提出了新的预期。在教育改革背景下,在新的时代环境中,高职维修电工技能的重要性日益凸显,与此同时,也被时代赋予了新的要求。因此,打破传统传统重理论的教育模式,探索与实践“三阶段训练法”意义深远。本文致力于高职维修电工技能“三阶段训练法”的探索及实践研究,以期对当高职维修电工技能的科学培养提供有益理论支持和实践引导。
1 “三阶段训练法”的内涵分析
1.1.“三阶段训练法”与传统教学模式比较观
在传统的教学模式中,高职维修电工技能教育往往倾向于教材理论的传授,把一个技能专业以单纯语言信息机制开展显然是不科学的,造成学生动手实践能力不强,毕业后工作的开展面临重重困难。“三阶段训练法”强调把概念原理与实践技能有机融合,以概念原理为基础和指导进行实践,在实践中进一步巩固和检验原理,并拓宽思路达成创新性思维。理、实、思三元促进,有机提升高职维修电工学生的综合能力。
1.2.“三阶段训练法”的三元因子
首先,传承性教学。技能的熟练掌握需要以系统的理论储备为基础,所以课本知识和教师的经验是构建学生相关电工知识的基石。当然,理论传授方式要尽量做到生动易懂。其次,培养性教学。打好理论基础后,开展学生动手能力的教育,走向车间和实验室,实践训练技能,检验理论。再有,创造性教学。继传承性教学和培养性教学之后的更高层次教育,明确理论间的逻辑关系,切实学生发现问题和动手解决问题的能力,为走向岗位做准备。
2.“三阶段训练法”在实践中的应用
2.1.基础电工知识讲解
电工基础知识是电工技能入门的关键,是技能使用的必然要求的知识储备。在高职电工知识教学中,《电工基础》、《电子技术》和《电工仪表》“三段式”训练法第一段的必学内容,可利用多媒体技术使理论教学更直观和具体。虽然该阶段以理论教学为主,但其最终目的还是为学生动手实践环节教学创造基础条件。
2.2.实际问题解决能力的培养
实践能力是高职电工教学的最终评价准则,该阶段是理论教学的延续,是电工基础理论和动手实践环节的转折点。授课地点应转到实验室或试验车间。可采取案例法,用不同情况的案例来培养学生的电路故障排除、元件组装及电路设计等动手实践能力,通过实践拓展认识、巩固知识。
2.3.创造能力的培养
理论指导实践,实践检验理论,在两者相互作用的过程中要充分发掘学生的潜能,使学生的创新能力得以充分发挥。在创造能力培养阶段,训练的方向应为充分融入具体作业环境,加强团队式的互助合作。可将学生分组,给予一定的课题考验,最终进行理论创新汇总和操作实践总结。经过教师的现场指导,提高学生自主解决实际问题的能力。
3.高职电工维修技术三阶段训练法教学实践探讨
3.1.教学情境设定在三阶段训练法教学模式中,情境设定是激发学生学习兴趣,提高学生积极性的至关因素。在具体教学实践中,教师首先要注重创设真实的教学情境,致力于把学生踏出校门后的工作环境还原到课堂学习环境中,使课堂任务的消解过程与现实问题解决进程相类似。例如在电工基础课程的教学实践中,大多数课程内容需安排在电工技能实训室或者一体化教室进行。
3.2.教学过程设计
教师首先要对高职电工理论知识做全面的讲解和阐述,然后适当的布置一些相应的任务,允许学生讨论和研究,学生可以通过发现问题、研究问题进而解决问题,提升学生的能动性。其次,理论和实践相结合,在实践课中教师要以身作则和学生一起动手,这样可以更为直接的引导学生投身实践课程当中,而且要提示学生,尽量让学生独立解决实践过程中遇到的问题。
3.3.教学小组划分
首先对学生均量分组,3-5人为宜,再把分成的小组命名为不同的单位,挑选能力较强者为小组长,将已经规划好的任务分给不同的小组[2],小组长负责记录实践情况,小组成员要严格地按照老师交代的任务去完成,如果遇到困难小组长要负责与其他小组互相交流和研究,前提是尽量组内解决,然后记录下来让老师指导。
3.4.考核体系建立
高职维修电工技术“三阶段训练教学”成果的考核,要做到科学严谨,就必然要求其由理论与实践两大板块构成,而且需要突出实践在教学成果考核中的地位。其中《电工基础》理论笔试成绩大体可占总成绩的30%,任务实践完成度考察占总成绩70%左右,两部分成绩相加得出总成绩。
4.结语
总之,在高职维修电工基础课中教学中应用“三阶段训练法”,不仅能充分提升课堂的趣味性,激发学生的学习主动性,而且能更好的培养学生的实践能力和职业技能,使学生获得更好的职业素养提升,在走出校园之后,能够更好适应新工作,更快地融入社会。
参考文献: