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1.用项目导向法来进行实践课程设计。课程是学校的产品,是人才培养方案的实施重点,在设计专业实训时,通过引入典型工作任务,再将典型的工作任务转换成一个个实训项目,从而来强化动手能力,提高教学效果。《单片机技术》课程引入智能小车项目,以完成工作任务为主线,设计了数个基于智能小车的单片机实训项目,融“教、学、做”为一体大幅提高了学生的学习兴趣,并且通过这些项目来提高学生的专业能力,充分体现了课程改革的新理念。《EDA技术》课程引入信号源设计与测量的项目,设计了数个基于FPGA的数字系统设计项目,使用基于QuartusII的软件平成项目开发。《电子产品组装与检测》课程引入多个电子产品制作实训项目,让学生在做中学,提高了学生的学习兴趣,培养了学生的实践动手能力。《电子产品设计与制作》课程引入Arduino开发平台,通过近十个典型的工作任务,培养学生的设计能力和创新能力。
2.建立以工作任务为载体的学习型课程的技术平台和综合实训体系。通过持续建设专业实训室,给专业提供了大量的技术平台,从而实现了多门课程的专业实训课程建设和改革。现在100%的核心课程具有专业的实训室,提供了专业的技术平台供教师和学生使用。同时本专业联合企业,对专业课程进行项目优化,建立学习型课程。近年来,本专业80%的专业课程完成了综合实训体系的建立,让学生在课程学习的末期,在各个实训室进行为期一至二周的综合实训,通过完成课程项目来巩固知识体系和提高职业技能。因此每门综合实训课程,均由教师根据实际工作岗位需求,对实训课程的教学过程进行设计,并制定实训方案。并且引入企业专家的意见,对实训方案进行调整和修订。从而制定以工作任务为导向的项目式综合实训体系。
3.大力开展校内专业实训室建设,促进实训教学模式改革。2007前,本专业在校内没有专业实验室。从2007年至2011年,经学院大力投入,电子信息工程技术专业分别建立了:模拟电子技术实训室、数字电子技术实训室、电子组装实训室、电子设计实训室、通信原理实训室、单片机实训室和EDA技术实训室和电子信息综合实训室。2012年与北京精益达盛科技有限公司共同建立电子信息联系创新实训室。通过专业实训室的建设,大幅改善了本专业的实训条件。从而提高了专业课程中实训环节的比例,使得学生的动手能力和职业素养大幅提高,促进了专业课程教学模式的改革。
4.与企业深度合作建立校外实训基地,提升学生的职业素养。2007年至2013年,本专业在武汉地区建立了五个校外实训基地,与企业建立了良好的合作关系,实训基地涵盖了电子产品生产、装配、质检、调试、维护等多个方向数十个工作岗位。学生实习时间达半年以上,培养了学生的岗位适应能力,学生熟悉了企业的运行模式,了解了人才市场的要求,提高了学生的就业机会。
5.优化课程教学模式,打造精品课程。近年来,本专业对专业课程进行教学改革,从教学内容设计、教学方法、课程考核等方面进行突破、创新,提高教学实施效果。基于工作过程,重新序化各专业课程的学习内容,设置“从易到难,从简到繁”的学习情境。采用教学做一体化、启发式、项目驱动、项目小组、仿真生产、角色扮演等多种教学方法。目前,已完成6门核心课程的教学资源建设工作,出版校内、外教材2本,编写实训指导书12本(含校企合作开发实训指导书1本)。本专业的单片机应用技术课程2010年被评院级精品课程;EDA技术课程2012年被评为院级精品课程。
6.积极开展第二课堂教学,逐步建立三级递进式技能竞赛机制。首先通过每年五月份举行的校级专业技能大赛进行选拔。在选拔赛中表现优秀的学生代表我院参加国家级技能大赛的湖北赛区预赛。赛前由专业教师对学生进行赛前培训,巩固参赛学生的动手能力,并培养参赛学生的创新能力和团队能力。最后,通过省级比赛的学生参加国家级的决赛比赛。通过层层选拔的方式一方面可以发现优秀人才,通过这部分优秀学生可以带动和帮助另一部分动手能力不强、专业技能较差的学生,使他们能提高学习的信心和兴趣,从而促进整个专业班级的综合素质整体提高;另一方面,专业也建立了相关优先推荐机制,优先推荐获奖学生进入企业工作。
7.逐步完善人才培养方案,根据市场需求及时调整培养方向。近年来,本专业一直在对人才培养方案进行修改完善,每年电子信息工程技术专业都会与企业进行有效沟通,对人才需求进行调研,在完善专业发展体系和改革教学方法的同时,根据人才需求调研的结果,适当地调整专业发展方向。9.2011年,本专业人才培养方案通过了人才培养方案论证,并获评审得专家一致好评。2008年至今,学生就业率均在93%以上,行业就业率在80%以上。
二、实践教学体系存在的问题
1.整个课程体系课程设计中,有些实践课程已经实现了基于项目式教学,还有些课程距此还有差距,或者说没有真正实现基于项目式教学。项目的选择上是否能真正贴合课程体系需要,特别是目前社会企业的需要,尚需进一步调研讨论。
2.在实施过程中,学生是否都能达到课程体系要求,是否真正从项目实践中学到了本领,在以后的教学实践中尚需进一步摸索。
3.实践课程体系不是从易到难,课程间联系不大。现有的实训课程都是单独设计,很少有将多门具有一定关联的课程重新编排,设计项目。
4.实践课程项目有些不够岗位化,综合实训的项目过于简单,项目目标不明确,无法达到企业级水平。
三、今后改革的措施
1.对于那些尚未实行项目式教学的课程,积极开展课程改革,进一步优化项目的选择与实施过程,与企业紧密联系,请企业相关人员参与课程的设计,使之达到企业的岗位需求。
2.在课程体系的建设中可根据学生实际与市场需求,进一步打造特色课程或优势课程,实践课程设置尽可能地增加一些交互类项目,有利于学生综合能力的提高。
3.实训教学中引入企业化管理模式,让学生在校期间就能够不断感知企业文化,接受企业文化的熏陶,从而使学生的知识、能力、综合素质等各方面符合企业的用人标准,为保证将来择业时“进得去、留得住、用得好、提拔快”奠定良好基础。
4.增加校企合作机会。校企合作模式可使职业学校学生获得实际的工作体验,帮助他们顺利就业。在人才市场上,诸多用人单位希望录用具有一定工作经验的人员,这对一直在学校学习的学生来说是不切实际的,但通过校企合作、工学结合,按照企业实际的生产和服务要求参加工作实践,获取工作经验,学生在校期间就具备了企业等用人单位录用新员工所需的工作经验。
1.1实训设备陈旧,实训和理论相脱节
目前,我院的“电工电子技术”课程实训设备由于资金短缺,使用的仍然是十几年前购置的设备。随着新知识、新技术的不断涌现,原有的实训设备已经远远跟不上时代的步伐,理论知识和实践操作相脱节。
1.2理论教学时间和实训教学时间比例、关系密切度安排不合理
受教学大纲规定所限,“电工电子技术”课程学时较少,但是课程内容信息量涵盖很大,这就要求教师在较短的时间内,既要完成该课程的基本理论教学,又要在实训中更好地运用本课程的相关知识,无形中就加大了教师的工作难度和工作量。传统教学模式下都是重理论、轻实践,导致学生在实践中甚至不知道如何下手,以致于不能完成练习任务,没有很好地把理论和实训的课时时间安排紧密结合。
1.3教考分离,不利于提高学生的学习积极性
传统的教学模式下,采用期末考试理论统一闭卷考试,学生就等着期末考试前一段时间任课教师给画画范围,临时抱佛脚,背一下,就能及格了,严重挫伤学生学习的积极性,对平时上课教学秩序和教学质量的提高没有帮助。
2“电工电子技术”课程教学改革措施
2.1整合教材,降低理论教学难度
“电工电子技术”课程无论采用哪本教材都会存在不可避免的局限性,因为教材是静态的,理论性太强,概念、公式、原理都很抽象,学生理解起来很费劲。为降低理论教学难度,笔者首先对教材进行整合,把教材按照所讲内容分为强电和弱电,各占一个学期时间进行讲述。其次,在保证课程重、难点清晰明了的情况下,尽量保证照顾到高职学生的特点,使课程内容更加简单化:尽量去弱化不实用又难学的器件内部结构知识,重点放在电路的外特性及其应用上;删除一些烦琐的理论推导,对一些公式、定律直接给出结果,便于学生接受新的知识;保证课程内容前后连贯的前提下,调整课程内容安排次序,删除后续课程重复的内容和添加对后续课程有用而教材中又缺少的内容。
2.2综合运用多种教学手段,提高教学效果
第一,兴趣导入法。笔者在教学过程中非常重视对该课程绪论部分的教学,绪论课结束后通常会用2个课时的时间带领学生们参观该课程所用的所有实训室,让学生身临其境,自由提问,为以后的教学做好铺垫。第二,情境教学法。在课程教授过程中,笔者通常会根据教学内容创设一定的教学情境,比如让学生结合家庭用电,计算一下电费的问题。讲到放大电路的时候,结合多媒体上自带的麦克风,讲述电路的放大原理,带动学生的学习热情。第三,多媒体教学法。多媒体教学拥有传统的教学手段所无法比拟的优点,能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化,并且可以增大信息量,有效扩展课时容量。再加上配上逼真的音效,可以活跃课堂气氛,加深巩固教学内容,使学生感受到学习的喜悦,寓学于乐。
2.3实验教学内容改革
根据现有教学大纲安排,“电工电子技术”现有的实验课课时少,内容多是一些验证性的实验,严重挫伤了学生的学习积极性。笔者在教学过程中,注意增加一些设计性的实验,减少一些验证性的实验,和实训室沟通,建立了相应的规章制度后,成立了电学开放式实验室,学生可以带着问题随时到实验室,或验证理论的正确性,或进行一些创新性的实验,这显著提高了学生学习该课程的热情和主动性。另外,笔者还建议学生们开展课外兴趣小组,比如开展一些电子小制作、电路板的焊接、小家电的维修等,以点带面,全面提升学生的学习兴趣。
3结语
在现实当中,电气工程及其自动化的设计应该从软件和硬件两方面来考虑,在一般情况下,硬件的设计要放在软件设计的前面,根据实际电气工程的需要,对电子元器件进行针对性选择,第一步,应该设置一个中央服务器,将先进的计算机系统作为整个电气工程自动化的核心;第二步,对的辅助设备进行选择,比如控制器以及传感器;第三步,对所有设备进行连接,组成一个完整的具有发出指令、传达指令、接收指令以及完成指令工作程序的电气工程自动化设备。然而在实际的电气工程及其自动化设计时,不仅要遵循以上说的理论,还要根据实际的情况,包括环境、空间等因素,对电气工程及其自动化的设计进行合理化更改。由于生产线是现实已经存在的,电气自动化设计必须依靠原本的生产模型进行设计,因此,对硬件的安装也有着相当高的要求,设备的体积不能过大,也不能过小,过大会导致空间的拥挤,过小又会影响操作,所以设计人员一定要到安装地点进行实际的考察,然后,根据实际的数据,对设备的型号进行最终的确定。在硬件设计顺利完成之后,还要设计相应的软件系统,现进市面上,有着很多不同类型的自动化控制系统软件。但是为了将自动化水平提升到最大化,企业都会选取优质的软件公司,这些软件公司将会根据企业生产情况以及硬件安装情况对自动化软件进行设计。
2电气工程及其自动化的应用
2.1电气工程及其自动化技术在变电站的应用
电力设备运行的平稳、安全以及可靠是电气工程及其自动化技术的基本保障,所以对电力设备进行在线监控、系统保护以及调动控制等措施是必不可少的,但是由于社会经济的不断发展,科学技术的不断进步,变电站的电力设备也逐渐增多,并且电力设备之间的联通方式也越来越复杂,为了确保电网的安全运行,电业部门,投入了大量的人力物力和资金,将电气工程自动化技术引入到了变电站的设备控制之中,应用全微机化设备代替了原有的常规电磁式设备,应用计算机光缆或者电缆作为了电力信号电缆,使得变电站控制中心对变电站设备的控制变得快速而又安全。所以电气工程及其自动化也成为了变电站建设过程中的重要组成部分,进而保证了变电站的自动化调控模式的高效率,所以对变电站实施自动化改造是必不可少的。
2.2电气自动化技术在电网调度中的应用
随着人工智能的发展,智能化技术被应用到电气工程及其自动化中,主要用于控制器以及机器的智能化。智能化技术的应用可以通过故障诊断、智能控制、优化设计、PLD技术这几方面来描述。
1.1故障诊断
电气工程设备的工作时间长,难免会发生故障,由于电气设施故障的非线性、复杂性及不确定性,一旦发生故障,往往需要大量的时间排查故障,效率低、准确率低。而智能化技术能够有效解决这一问题。在故障发生前,一般仪器会出现一些人们很难发现的预兆,通过实时监测仪器状态,在出现异常时及时报警并提示故障位置,在故障真正发生前避免故障,能够在极大程度上减少维修时间。电气工程中常常通过分析变压器中渗漏油分解出来的气体进行故障诊断,确定故障发生的范围,并通过各种手段逐步缩小范围,从而确定故障位置并提示派遣人员及时检修。同时,智能化装置可以记录故障问题,为以后的故障诊断提供参考,使故障诊断更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能够在很大程度上实现电气工程及其自动化的控制过程自动化,实现无人化管理和远程管理,提高管理的高效性。尤其对于一些高危险、高难度的工作,如高压控制,智能控制是必不可少的。相对于传统的控制器,智能控制器的灵活性更好,更易调节。传统的控制器在设置时需要精确考虑控制对象的动态方程,而实际涉及到的控制环境往往很复杂,存在很多不确定因素。但是智能控制不存在这方面问题,因为其在设计时并不涉及控制对象的模型。并且智能化控制器可以根据对响应数据(如鲁棒性变化、响应时间、下降时间)的分析随时调整系统,调整后智能控制器的性能会大大提高,调整的过程并不需要专业人士在场,这样就减少了大量的人力。以风力发电厂智能化升压站系统为例。智能化升压站系统通过对过程层和间隔层设备升级,将一些模拟量和开关量数字化,有效运用光纤设备,实现间隔层和过程层的通信。站控层由系统主机、工作站、VQC等设备组成,是全站监控、管理、调度中心。系统通过智能化控制,自动完成信息的采集、测量、控制、保护等功能,相比于传统的升压站系统在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3优化设计
电气设备的设计工作相当繁琐,需要综合运用成套设备、电路、电机与电气、电磁场、变压器等学科的知识,并结合过去的设计经验。传统的设计方式根据经验和实验,手工完成设计,方案的达标率非常低,修改难度大,成本高,产品的开发周期也很长。应用智能化技术能够有效提高设计产品的质量,缩短开发周期。智能化技术在这方面的应用主要有专家系统和遗传算法。其中,专家系统依据该领域的专家提供的知识经验,建立数据库,在决策前模拟专家决策过程,做出合理决策,该技术比较前沿,目前尚处于研发阶段,尚未得到大量应用。遗传算法是一种借鉴进化论的随机化搜索方法,被广泛运用于信号处理、组合优化、自适应控制等领域,在电气设计产品的优化上性能优越。
1.4PLC技术
PLC(可编程逻辑控制器)具有高可靠性和抗干扰能力,广泛应用于自动控制领域。在一些大型的电力企业的辅助系统中,PLC已经代替了一般的继电控制器。PLC技术使用内存,用程序方式存储控制逻辑,并用半导体电路实现。PLC技术的应用实现了供电系统的自动切换,用软继电器取代了实物器件,使供电系统更加安全可靠。并且,它能使用复杂的工作环境,具有良好的发挥性能,稳定性强。
2.智能化技术在电气工程及其自动化中的应用前景
2.1优势分析
智能化技术在电气工程及其自动化中相比于传统的控制系统有巨大优势。传统的自动控制系统需要建立控制模型,运用数学方法分析,建立动态方程,但由于系统的复杂性,在实际应用中往往会出现无法预料的问题,很难达到预期的效果。智能化系统可以从根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技术可以实时监控系统,通过监测响应时间、下降时间等对系统进行实时调节,使系统性能大大提高。因此,智能化系统比传统的控制器更能适应实际工作环境。另外,智能化技术拥有很强的一致性。在输入不同的数据时具有同样可靠的估计能力,有广泛的适用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是电气工程及其自动化的关键指标。在电力系统中采用智能高速处理器芯片,同时采用交流数字伺服系统,能够改善电力系统的动态特性和静态特性,提高系统的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系统和数控系统这两个方面。对于群控系系统,必须按照生产流程的具体要求设计系统,使系统能够发挥最大的作用,完成信息流和物料流的动态调控。对于数控系统,其强大的可裁剪性和覆盖面可以满足客户的具体要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括设计用户图形界面、可视化计算、多媒体技术方面的发展。目前的操作系统一般都采用图形界面,具有良好的人机交互性。在智能化系统中采用图形化界面,通过窗口和菜单实现编程、图像显示、图像模拟、仿真等功能,能够降低操作者的门槛,方便非专业人士操作。通过可视化技术,信息的表达不再是呆板的文字和数据。将数据转化成图表,能方便操作者分析数据,也可以高效地处理和解释数据。同时,采用无图纸设计、虚拟样机技术等技术,将可视化和虚拟环境相结合,能够更加有效地提高产品质量、缩短产品开发周期。多媒体技术一般是将声音、文字、图像、视频等融合在一起传输,如果将多媒体技术应用于智能化系统,可以更加综合化、智能化地处理信息,能带来很大的经济效益。
2.4体系结构
通过集成化、模块化、网络化实现智能化技术在体系结构方面的发展和完善。可以使用高集成度的处理器、大规模集成电路FPGA、CPLD等提高软硬件运行速度。器件的高度集成化能够提高电路密度,减小器件体积,更加方便安装和使用。将智能化技术模块化,各模块之间通过接口通信,这样有助于技术的标准化和集成,也可以运用模块的增减将智能化产品分级别销售。将智能化系统联网使得人们能够对系统进行远程监控,随时掌握系统状况,使电气工程的控制不受地域限制。也可以实现在一台设备上控制其他设备,进行编程等操作。对于较小的电力系统,远程控制能够节约电缆的增加数,材料以及安装费用,并且可靠性高、灵活性强;但是在通讯量大的系统中远程控制会比较困难。
3.结语
1.1电子信息技术在工程管理信息系统中的应用
电子信息技术可以应用于工程项目管理系统当中。计算机管理系统的主要作用就是制定项目的投资计划以及对工程进行规划和后续管理。应用电子信息技术参与工程管理的过程,就要保证工程管理人员可以通过工程管理信息系统对工程相关信息的查阅,便于管理人员对工程相关问题的熟悉和了解。项目管理系统要求应用一定的网络技术将工程计划直接报告给工程管理相关人员,并对关键路径报告进行整理。在项目管理系统中,电子信息技术还要对资源的使用分配及工程的进度进行如实反映,从而方便管理人员及时检查并发现问题。除此之外,电子信息技术的应用还涉及物资管理系统。作为工程建设的重要组成部分,材料的跟踪管理是至关重要的,而电子信息技术的应用就可以准确对材料进行预测,由此可以为工程项目提供科学的报告。电子信息技术可以实现网上信息查阅,从而可以有效地掌握和统计全球范围内的材料相关情况,由此增强了材料选择的可操作性,可以对材料和物资的价格及相关购买信息进行整理和分析,有助于保证材料采购的质量,提高工程管理的水平。
1.2电子信息技术在工程科学计算中的应用
工程建设的重要阶段之一是工程设计阶段,包括图纸的设计和审核,在这一阶段,电子信息技术的作用是较为明显的。在进行图纸的设计时要涉及数据要开展预算,要根据工程建设的不同特点及工艺进行图纸的布局,设计图纸是施工过程的重要依据,所以各项数据应力图做到准确无误,要保证设计图的有效性。由此应用电子信息技术可以更快更准确的得到图纸技术参数,简化人工算数的工作量,提高工作效率的同时保证数据的准确性。除此之外,一些网络制图技术的出现,更好的替代了手工制图,节省时间,方便操作,可以充分发挥电子信息技术对工程建设方面的重要作用,提高了工程管理的效率和水平。
1.3电子信息技术在工程自动控制中的应用
电子信息技术在工程管理中的另一重要用途是在工程自动控制中的应用,工程自动控制可以保证系统的灵活性,减少人工管理的繁琐性,降低了管理的困难。电子信息技术应用于自动化控制中已经越来越普遍。具体表现为对控制对象的操作、对执行器的操作以及对数字调节器的操作。对控制对象的操作主要是指计算机通过计算所要控制的装置或设备的递函数表征、放大系数、惯性时间常数等来对其进行监控。执行器是控制系统的重要组成部分,它根据调节器的控制信号改变输出的角位移或真线位移改变被调介质的能量,从而实现预定的要求。电子信息技术对执行器的操作就表现在其可以通过计算实时调整,从而保证执行器执行的准确度。而对数字调节器的操作是通过一系列的输入和输出通道来保证工程自动控制的实现。
2提高工程管理信息技术应用的要点
2.1切实把电子信息技术与工程管理相融合
电子信息技术对工程管理起着很重要的作用,虽然很多企业能够认识到这一点,但是实际工程建设过程中,电子信息技术在工程管理的参与程度还是很低的。由此企业要切实加强电子信息技术与工程管理的融合,提高电子信息技术的应用水平,要根据工程建设具体实际应用电子信息技术来进行信息的收集和加工,要制定科学合理的信息应用制度和计划,保证工程信息系统的完善,充分保证现代信息技术对工程管理作用的发挥。
2.2加大各种相关应用系统的开发力度
在互联网的基础之上要加大各种信息管理系统的开发和构建,建立数据库,保证信息的共享,把工程相关信息呈现到网络资源里,实现网上投标、网上会议及网上采购等模式的构建,从而建立一个相互沟通和交流的电子信息网络平台,方便信息的传递,提高沟通的效率,由此可以保证工程建设的进度,保证工程相关方的有效沟通,通过各种应用系统的构建可以实现材料和物资的对比,保证采购材料的优质性,保证工程建设的质量,提高工程管理的效率和效果。电子信息技术在工程管理中的应用主要体现在工程科学计算、管理信息系统以及工程自动控制方面。要想较好的发挥计算机电子技术在工程管理中的作用,就要建立完善的工程信息管理系统,以硬件资源以及系统程序的编制作为依托,保证信息的共享。
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