时间:2023-09-04 16:23:21
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇电气工程基础笔记,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
0 引言
桂林电子科技大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业于1998年开始独立招收本科生,2007年被评为广西区优质专业。我校本专业旨在培养适应国家现代化建设以及地方经济建设发展需要、德智体等方面全面发展,具有电气工程及其自动化专业学科背景,掌握电气工程技术领域宽厚基础、科学思维方法及解决实际问题的能力,能够从事与电气工程有关的系统设计、运行控制、信息处理、产品开发以及计算机应用等领域工作的应用型人才。然而在培养和发展的过程中还需要做大量的相关工作,其中关于学生的思想政治教育工作就是不可或缺的。
1 电气工程及其自动化专业就业前景分析
电气工程及其自动化专业触角伸向各行各业,小到一个开关的设计,大到航空航天器的研究。信息产业被人们誉为是“朝阳产业”,发展快,人才需求量大,是当今科技发展的趋势所在。电气工程及其自动化作为信息产业重要的一员,同样有着光辉的前途。
我校2016年电气工程及其自动化专业毕业生就业情况如下:
(1)国家电网,主要为广西电网公司。学生参加公司的校园招聘,通过简历筛选,参加笔试面试而后确定岗位,提供的岗位主要为电气工程师。
(2)电气公司,如金盘电气与广东新宝电气股份有限公司等。通过校园招聘,一面二面进行筛选后,选出公司满意的人才。主要提供的岗位为电气工程师、销售专员、采购/计划专员、国际市场专员等岗位。
(3)设计院,目前来我校的设计院没有特别明确针对电气工程及其自动化专业,但有主要负责电气设计一职的公司来校招聘,例如,北京恒华伟业科技股份有限公司。
(4)地方机械厂,如桂林某军械厂与黄埔军械修理厂三亚分厂。桂林某军械厂属于保密单位,原预计在我校招1名学生,后在我校招了2名电气工程及其自动化专业学生,其中1名为女生。黄埔军械修理厂招了1名电气工程及其自动化专业学生。
(5)电子产品终端生产工厂,如富士康、TCL公司、海信科龙、开明电子等公司。主要提供岗位为工艺工程师、设备工程师、产品工程师、销售等岗位。
(6)航空公司,2016年南方航空广西分公司来我校招聘,录取了几名电气工程及其自动化的学生。
(7)另外有部分同学参与2016年全国研究生入学考试与公务员考试。
2 电气工程及其自动化专业学生在校状态分析
千变万化的大学校园中,学生或因性格理想的不同成就不一样的大学生活。就我校电气工程及其自动化专业学生为例,同学们的普遍在校状态主要被归纳为以下三个类型。
2.1 主动型
该类型的学生在学习、学科竞赛、学生实践活动等方面都积极主动。一部分学生善于分析,动手能力强,主动与从事科研项目的老师沟通,加入其学生团队,利用课余时间自主钻研学习,经常代表学院学校参加省部级与国家级科技竞赛,并且取得了较好的成绩。如本校电气工程及其自动化专业毕业班学生在2015年有科技创新比赛经历的学生人数比为6.8%。另一部分学生善于人际交往,喜欢文体活动,有创新想法,喜欢新事物新媒体,在集体成员中有组织能力,并且主动加入学院学校各个部门开展学生工作丰富自己的第二课堂。如本校电气工程及其自动化专业毕业班学生中有1名学生为本校学生会主席,有1名学生为本校院学生会主席,有1名学生为本校院学生会团委副书记,还有10名以上的学生有过学校学院二级社团学生干部经验,有20名以上学生有过年级以上学生干部经验。
2.2 被动型
该类型学生在学习方面和其他业余活动方面都表现良好,但并不突出。这部分学生也是学生人数居多的一个群体。他们遵守学校纪律,学习成绩中等偏上,但缺乏创新与主动精神,不喜主动与老师交流,有特长却不善于表现自己,对自己的大学生涯有过规划但往往未能付诸于行动。
2.3 散漫型
该类型学生分为两类,一类学生遵守学校纪律,但懒惰,导致学习成绩不理想,几乎不能正常毕业。本校电气工程及其自动化专业毕业班这类型学生比值为1.1%。另一类性格比较有“个性”,学校的规章制度对其不能起到约束作用,沉迷游戏,甚至厌学。本校电气工程及其自动化专业毕业班这类型学生比值为0.3%。
3 结合思想政治教育如何培养电气工程及其自动化专业学生
大学本科阶段与高中阶段的区别在于:高中阶段主要在老师的管束下学习,而大学更多要靠自主学习。大学阶段,老师不会硬性要求学习时间,可调配的自由时间是大学生区别于高中生的客观原因,懂得结合自身兴趣合理安排时间的人成为主动型学生,反之则成为被动型学生,甚至成为了散漫型学生。对高校的思想政治教育人员来说,如何将思想政治教育与学生所学专业相结合来培养学生就显得尤其重要。
3.1 合理的给学生进行职业生涯规划与榜样教育
结合电气工程及其自动化专业往届毕业生案例,制定学生发展培养方案。从广义的角度来说,学校培养一个学生的最终目的是能为社会做更大的贡献。狭义上,培养一个学生也是为了不负每一个家庭对孩子的期盼,帮助每一个学生在接受高等教育后找到理想并满意的工作。国家与企业需要的人才一方面是科技创新型人才,另一方面,是学术研究型人才,故在新生阶段做好职业生涯规划尤为重要。例如,有的学生喜欢钻研,则可以鼓励其进行科技创新。将此类型学生推荐给有科研技术的老师,由其进行指导,参加科技创新项目与科技竞赛。这些对学生的引导都将成为其日后就业择业的长板。有的学生兴趣广泛,则可对其进行学生干部工作的培养,鼓励他/她参与学校的各类型文化比赛。丰富的校园文化活动以及学生干部经历必将成为其走向心仪工作岗位的敲门砖。对于按部就班学习和生活的学生,则建议其认真读书,鼓励其考研继续深造,在不断学习的过程中找到真实的自我。
从事思想政治教育工作的辅导员可以将以上三类培养方式的成功例子进行归纳,给新生做榜样教育。这样可以让其尽快找到自我发展方向,缩短迷茫期。
3.2 后进生帮扶
现今很多思想政治教育一线上的辅导员都有着工科背景,大学所学的文化基础知识也都大同小异。与后进生谈话时,可让学生整理课程中的疑点难点,由有工科背景的辅导员给其进行答疑。通常来说后进生并不会主动与任课老师交流,也没有掌握正确的学习方法。通过定期给后进生进行思想政治教育并进行专业答疑,不仅端正学生学习态度纠正学习方法提高学习成绩,同时也能提高辅导员的导学能力。
3.3 正确引导过渡高中与大学
当下中国的应试教育促使学生早已习惯被“看管”的学习状态,由于大学的学习任务没有高中繁重,学习方式也从填鸭式变为自主学习为主,不少学生在高中阶段紧绷的弦到了大学就松弛了。然而,如果在大学阶段没有调整好状态,许多学生容易一蹶不振。学习是需要积累的,大学时代的学习亦然。每天按照学习任务完成课程,上课坐在课堂前排并认真做好笔记,考前根据课堂笔记整理好考试相关知识点,再通过记忆与练习的方法就能取得理想的成绩。在不影响学习成绩的情况下,可鼓励其利用课余时间并根据自己的兴趣开展第二课堂。
【参考文献】
专业课教学过程中,大多数存在教学内容多、繁、杂与教学课时数偏少以及学科专业技术发展快与教材更新慢的矛盾,要达到创新型、复合型人才的培养目标,必须首先对所授课程的教学目的和知识点的内涵十分明确。所以,要根据专业特征,结合学科专业发展方向和行业发展最新技术,优化整合教学内容,对现有的教材进行整合。应该以“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”原则来优化教学内容,创新课程教学体系。其教学内容改革理念就是指将原分散在各个章节属同一类或相关的教学内容进行优化重组,删除过时的旧内容,增加学科专业当前的最新技术、发展动态、研究热点等内容;在内容编排上按照“基本原理与方法——应用技能——当前研究动态”的层层诱导递进式顺序来编排,使重组后的课程教学内容与知识结构更加科学合理、先进实用。如增加未来电力系统、新能源的开发与利用、新型电气设备的发展趋势等,以培养学生的专业思维和创新灵感。同时,电气工程学科也要与时俱进,要和信息科学、自动化科学、计算机科学、电子科学、能源科学等其他学科进行交叉和融合,以求自身发展。
二、实施多种教学方法,激发学生的学习热情
一是可以将课程的整个教学内容划分为重要内容、一般内容和自学内容三个模块。重要内容(主要是指基本原理、基本方法和应用技能)在课堂上精心讲解,并通过课外作业、专题研究、实验等其他环节的训练得到巩固和提高;一般内容(主要是指新技术、新产品的应用介绍等)则充分利用现代化教育技术进行展示、介绍;自学内容(主要培养学生的专业综合素质和创新能力,进行个性化教育)则通过设问、质疑、写读书笔记、小论文的形式得到训练。
二是采用“全程案例贯穿式”教学方法引起学生兴趣。是指根据课程特点与专业特征精心选择或设计一个规模大、有代表性、有实用价值的案例,通过案例引导学生进入课程,随着课程教学的展开,让学生一步步深入到案例中,学到案例中相关的知识,随着课程教学的结束,学生在不知不觉中已把案例中的相关问题一一得到了解决。
三是采用技能训练资格认定和校企互动方式,使学生学习知识与社会需求直接挂钩,大大地调动学生的学习积极性,增加就业机会;同时,教师、学生深入企业,发现问题,找到研究问题的切入点,让学生多角度、多方位地思考,培养学生进行科学研究的能力,培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力,并将研究成果应用于企业,帮助企业解决生产过程中所遇到的难题和关键技术问题,产生经济效益,形成教学、科研、实践良性循环。
三、加强实践教学
电气工程及其自动化专业是一门实践性很强的学科,学生需进行大量的实践活动,才能培养其动手、创新等专业综合能力,必须十分强调实践能力的培养和训练。因此,实践教学体系至关重要,必须高度重视。
一是加强专业实验教学设施建设,满足专业实验教学的需要。根据专业建设的需要,结合学科发展前沿,将实验室建设成集实验、实习、新产品开发与设计及科学研究于一体的多功能实践教学平台,实现工程素质训练、科学研究试验与专业技术进步的有机结合。
二是针对原来实验教学的状况和存在的问题,科学整合实验教学内容,并不断探讨和改进实验教学方法。对教学内容要进行“递进式”的整合,采取引导和启发的方式培养学生的操作能力和创新思维;同时进行因材施教,加强过程监控,通过学生自查、教师中期检查、递交结题报告并进行结题答辩等形式,加强全部实验过程的管理。这样,较好地实现了“递进式”实验的预期效果,也适应了不同层次人才培养的需要。
三是在实习基地方面,在与已有的担任实践教学任务的校外实习基地保持良好联系的基础上,积极寻找与电气工程及其自动化专业实践教学环节相符合的校外实习基地,保证完成实践教学任务,使学生的工程实践能力真正得到培养。
专业课教学过程中,大多数存在教学内容多、繁、杂与教学课时数偏少以及学科专业技术发展快与教材更新慢的矛盾,要达到创新型、复合型人才的培养目标,必须首先对所授课程的教学目的和知识点的内涵十分明确。所以,要根据专业特征,结合学科专业发展方向和行业发展最新技术,优化整合教学内容,对现有的教材进行整合。应该以“同类合并、相对集中、教学内容与当前专业最新技术相结合”原则来优化教学内容,创新课程教学体系。其教学内容改革理念就是指将原分散在各个章节属同一类或相关的教学内容进行优化重组,删除过时的旧内容,增加学科专业当前的最新技术、发展动态、研究热点等内容;在内容编排上按照“基本原理与方法——应用技能——当前研究动态”的层层诱导递进式顺序来编排,使重组后的课程教学内容与知识结构更加科学合理、先进实用。如增加未来电力系统、新能源的开发与利用、新型电气设备的发展趋势等,以培养学生的专业思维和创新灵感。同时,电气工程学科也要与时俱进,要和信息科学、自动化科学、计算机科学、电子科学、能源科学等其他学科进行交叉和融合,以求自身发展。
二、实施多种教学方法,激发学生的学习热情
一是可以将课程的整个教学内容划分为重要内容、一般内容和自学内容三个模块。重要内容(主要是指基本原理、基本方法和应用技能)在课堂上精心讲解,并通过课外作业、专题研究、实验等其他环节的训练得到巩固和提高;一般内容(主要是指新技术、新产品的应用介绍等)则充分利用现代化教育技术进行展示、介绍;自学内容(主要培养学生的专业综合素质和创新能力,进行个性化教育)则通过设问、质疑、写读书笔记、小论文的形式得到训练。
二是采用“全程案例贯穿式”教学方法引起学生兴趣。是指根据课程特点与专业特征精心选择或设计一个规模大、有代表性、有实用价值的案例,通过案例引导学生进入课程,随着课程教学的展开,让学生一步步深入到案例中,学到案例中相关的知识,随着课程教学的结束,学生在不知不觉中已把案例中的相关问题一一得到了解决。
三是采用技能训练资格认定和校企互动方式,使学生学习知识与社会需求直接挂钩,大大地调动学生的学习积极性,增加就业机会;同时,教师、学生深入企业,发现问题,找到研究问题的切入点,让学生多角度、多方位地思考,培养学生进行科学研究的能力,培养学生运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力,并将研究成果应用于企业,帮助企业解决生产过程中所遇到的难题和关键技术问题,产生经济效益,形成教学、科研、实践良性循环。
三、加强实践教学
电气工程及其自动化专业是一门实践性很强的学科,学生需进行大量的实践活动,才能培养其动手、创新等专业综合能力,必须十分强调实践能力的培养和训练。因此,实践教学体系至关重要,必须高度重视。
一是加强专业实验教学设施建设,满足专业实验教学的需要。根据专业建设的需要,结合学科发展前沿,将实验室建设成集实验、实习、新产品开发与设计及科学研究于一体的多功能实践教学平台,实现工程素质训练、科学研究试验与专业技术进步的有机结合。
二是针对原来实验教学的状况和存在的问题,科学整合实验教学内容,并不断探讨和改进实验教学方法。对教学内容要进行“递进式”的整合,采取引导和启发的方式培养学生的操作能力和创新思维;同时进行因材施教,加强过程监控,通过学生自查、教师中期检查、递交结题报告并进行结题答辩等形式,加强全部实验过程的管理。这样,较好地实现了“递进式”实验的预期效果,也适应了不同层次人才培养的需要。
三是在实习基地方面,在与已有的担任实践教学任务的校外实习基地保持良好联系的基础上,积极寻找与电气工程及其自动化专业实践教学环节相符合的校外实习基地,保证完成实践教学任务,使学生的工程实践能力真正得到培养。
0 前言
科学技术的发展脚步是不可阻挡的,如今我国综合国力不断提升,很大程度上促进了电气化工程的发展,本研究从电气化工程的简介和发展它的好处,说明了发展电气化工程的意义。
1 电气化工程的简单介绍
所谓电气化工程主要指发电, 输电, 变电, 配电和用电等的人工系统, 其中发电包括火力发电、水力发电、核能、电力系统及其自动化、电器与电机及其控制技术、高电压与绝缘技术、电力电子技术等多方面的领域。电气化工程作为现代文明的主要特质之一,对人类社会发展的影响深远悠长。电气化工程奠定了工业机械化、电气化和自动化的生产基础。19 世纪六七十年代开始的第二次工业革命是以重工业的变革开始的, 以电力的应用为标志,以产业结构的巨大变化告终的。正因为有了电动机, 才使我们的生产方式和生活方式发生了翻天覆地的变化。在第二次工业革的推动下, 生产力得到迅速发展, 商品经济最终取代了自然经济, 进而向全球化的市场经发展;在任何一个国家里,经济都处于举足轻重的地位,而科学技术决定生产力也成为不变的定律,作为现代科技领域中核心科技之一的电气工程及自动化工程当仁不让的成为了国家发展的重点对象。技术的变化带来的是生活的变化,例如电子技术的发展推动了网络媒体的发展,使人们进入了网络时代,给人们的生活带来了翻天覆地的变化。21 世纪的电气工程及自动化工程已不再是定义上的范畴,它几乎包含了一切有关电子、光子的行业,航天、化工、汽车、制造、用电设备及计算机控制等多方面的领域,涉及面十分的广泛并与人们的生活息息相关、密不可分。
2 发展电气化工程的好处
2.1 电气化工程改善生活质量
很多人都可以感受到, 人们生活方式的改变, 很大一部分是随着家庭电气化的发展阶段而不断升级的。那些选择使用移动电话、笔记本电脑、数字相机、宽带网等数字化产品的人,一定改变了和过去不一样的学习方式、工作方式和娱乐方式。它向我们证实了创造一种具有现代文化特质的技术人工物,就是创造了一种现代生活方式。而选择一种人工物就是选择一种生活方式。由于电力能源深入到家庭, 普通人通过家用电器大大降低了家庭日常生活的劳动强度,提高了人们的闲暇时间。正是由于家庭生活电气化终结了具有社会功能的、互质的传统大家庭,以核心家庭为主的家庭组织形式伴随着电气化工程在全世界的扩散而扩散着。这又极大地促进了针对家庭的科技创新,从而创造了经久不衰、规模庞大的家电行业。从电气化工程的发展脉络中我们看到,工程对社会的影响广泛而又深刻, 细致而又全面, 系统而又深远。
2.2 推动了人类社会的发展
由于电气化工程促进了工业化进程, 创造了机械化、电气化和自动化的生产基础; 加快了城市化发展和农业产业化;改变了人们的生活方式和家庭的组织形式;间接推动了全社会的组织的科层化、科研基础化、教育全民化、企业股份化、资本社会化, 以及经济全球化、观念现代化、服务社会化等现代社会形式的发展, 从而改变了社会结构。人类社会的城市化其实质是由生产力变革引起的人口和其它经济要素从农村向城市转变的过程,是产业结构的大规模调整, 即农业剩余劳动力向各非农产业部门转移。大规模的城市化现象发端于工业革命。电气化工程突破了城市发展的能量限制, 电气化工程所带来的大规模的使用机器的生产活动, 要求劳动要素的相对集中, 再加上工业区域劳动市场价格的吸引作用, 造成了农村人口向某些中心区域的迅速集中。在当代的美国, 有人甚至宣称空调在使南方走向融合的过程中发挥的作用决不逊色于人权运动。全球化的社会变迁中, 工程的贡献大于其他任何因素。同时也说明了工程受国体制度、经济体制、人口、文化习俗、历史原因、生态资源环境等因素的影响。
2.3 加快节能减排建设
水电是清洁可再生能源,是全球清洁发展机制的重点,是我国可再生能源发展的优先领域。我国农村水电资源丰富,占全国水电项目的90%以上,通过大力开发农村水资源实施水电农村电气化工程,是实现农业和农村现代化的重要条件,是改善能源结构、保护和改善生态环境、促进节能减排的有效途径。目前,对新农村水电电气化工程的节能减排效益中确定代燃料电价、工程可生性研究和确定补贴标准等方面研究较多,对新农村水电电气化工程节能减排效益的科学计量研究投入很大。从减排废气、提高资源利用效率、保护环境和改善生态等方面出发,建立了新农村水电电气化工程的节能减排效益。
3 电气自动化的发展前景
电气自动化是一个非常广泛的领域,它无处不在,已经渗入到每一人的生活当中。在交通方面有电气化的电路,像是轻轨、地铁、磁悬浮列车,甚至可以说大多数列车都是靠电气化远程,控制的;在工业、石油、化工、电力生产等各领域都主要由电气自动化来操作,生产、加工、维护、包装、传送等靠半自动化控制;在民用方面,报警器、保暖设施、供电系统、银行系统、刷卡系统等;在通讯方面手机、网络等等都离不开电气自动化,可以非常肯定地说有人的地方就有电气自动化,它无处不在。人类的生活大部分都是由电气自动化组成,因此它的前景有着很大的发展空间。当今是网络的世界,所有的信息成了一个信息库,电气工业化应该利用网络的便捷,吸取全世界的先进技术,促使自身的电气自动化技术走在世界的前端,从而带动电气工程及自动化工程领域的发展。在整个世界的竞争中,电气自动化不仅仅要吸取他人的长处、先进技术,还要将自己的优势推广出去,这样才能更好的发挥自身优势,更好的进行技术交流,在竞争中进步,达到双赢的局面,形成良性的竞争环境,使其健康的发展。网络也可使电气自动化相关行业建立一个平台,任何企业单位都可在网络上输入信息并且得到信息真实性的保证,建立一个虚拟的贸易市场,尽可能的减弱距离、区域的影响,增大客户量,这样也更加方便协调管理。在科学技术日新月异的当今,电气工程及自动化工程的发展前景十分乐观。信息技术迅猛发展,为电气工程提供了相当有利的环境。随着中国经济突的迅猛发展,电气工程及自动化工程也在不断拓展其领域,利用其他领域的优势武装自己,使其在这个百花齐放的时代占据一角。
4 结束语
通过本文的相关介绍,我们可以清楚地知道电气自动化具有很广阔的发展前景,能够从各个方面改善人类的发展进程,社会变迁,生活水平等。让读者对于电气化工程有了更加深层次的认识。发展电气化工程就是在改变我们自己的生活,促进了城市化进程的加快,促进了人类的不断向前发展。
【参考文献】
电力电子技术始于20世纪50年代末、60年代初,主要研究电力领域中使用电力电子器件对电能进行高效的变换和控制,是电力、电子、控制三大学科的交叉学科。目前,“电力电子技术”课程已成为我国高等院校电气工程与自动化类本科专业最为重要的学科基础课之一,教学内容涵盖电力电子器件、四大类电力变换电路、控制技术以及电力电子新技术等多方面知识,理论性和实用性都非常强。为实现良好的教学效果,该课程要求教师能结合各自学校的实际情况合理地设计课程,均衡理论和实验教学的比例,针对具体不同的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段,注重激发学生的学习兴趣,使学生通过学习掌握相关的基本概念、基本分析方法等理论知识并提高他们理论联系实际和分析解决问题的实践能力。
浙江工业大学(以下简称“我校”)“电力电子技术”课程是全校电气工程与自动化类本科专业教学链中一个承上启下的重要环节。它的前续课程有“电路原理与实验”、“模拟电子技术”、“电机学”、“数字电路与数字逻辑”、“电气工程基础等”,后续课程有“开关电源设计”、“控制电机及应用”、“现代电气传动控制技术”、“DSP原理及应用”、“毕业设计”等。多年来,我校在不断学习国内外高校教学经验的同时不断实践,丰富自身的教学经验,积极改革创新,追求高质量和高水平的教学。
本文将主要介绍我校多年来在电力电子技术本科生教学方面所取得的一些实践经验以及关于今后如何继续提高教学质量和水平的一些设想。
一、注重建设教学团队和培养青年教师
在整个教学过程中,教师不但是知识的教授者、教学活动的组织者,同时还是学生学习效果的评估者。优秀的教师是保证教学高质量和高水平的关键,他们为人师表、具有丰富的知识和经验、富有爱心,能够激发学生求知的热情,既教会学生学习方法,又让学生掌握科学知识。
经过多年的积累,目前我校电力电子技术本科生教学团队已初具规模,核心成员主要有教授1人、副教授2人、讲师2人、实验员1人。其中具有博士学位2人,硕士学位3人。该团队每年都会承担全校3个电气工程与自动化类本科专业(电气工程及其自动化专业、自动化专业和电气工程及其自动化教育专业)约6~8个班的电力电子技术教学工作。为保证全校范围内该课程教学内容与质量的一致性,各授课教师按统一的教学大纲分专业分班级进行教学,期末所有选课的学生参加全校统一的考试。不同专业、不同班级的学生呈现出来的特点也各不相同。在学内容的前提下,各教师遵循以学生为本的原则采取灵活恰当的教学方法进行针对性授课,确保达到良好的教学效果。
我校电力电子技术本科生教学团队自组建以来一直定期召开会议讨论并解决教学中遇到的问题,交流并总结教学经验,共同开展教学和科研课题项目,促进各成员教师特别是青年教师在业务上的进步。在培养教学新生力量上,该教学团队引入青年教师导师制度,由多位(副)教授级的教师担任指导教师,对经验尚浅的青年教师进行全程、全方位的培训,包括写教案、制作PPT课件、课堂试讲、实验指导、批改作业、学生答疑、拟考试卷、指导毕业设计等。每个阶段,指导教师都会对青年教师的表现做出中肯的评价,帮助他们尽快熟悉业务、提高水平。在整个团队的关心下,青年教师成长很快,在由学院组织的学评教和教学技能比赛中都取得了良好的成绩。
二、完善适合学校实际情况的课程设计
“电力电子技术”是一门理论性、实用性都很强的课程,课程内容量多且面广,合理分配理论教学和实验教学的比例就显得非常重要。结合学校的实际情况,我校电力电子技术本科生教学团队为电气工程与自动化类相关的3个本科专业制订了统一的教学大纲。“电力电子技术”课程总共安排了64学时,其中,理论教学48学时、实验教学16学时,在注重教授学生基本概念和基本分析方法等理论知识的同时也同样注重培养学生理论联系实际和分析解决问题的实践能力。与大多数国内高校接轨,教材主要选用普通高等教育“十一五”国家级规划教材、普通高等教育电气工程与自动化类“十一五”规划教材——机械工业出版社出版的《电力电子技术》最新版本和学校自编的《电力电子技术实验用书》,实验装置采用求是公司生产的MCL型电力电子及电力传动教学实验台。所选教材《电力电子技术》第5版本一共有10个章节,仅48学时的理论课不可能也没必要面面俱到讲授教材中的所有内容。因此,教学团队进一步对这10章的教学内容划分了主次,对电力电子器件、电力电子器件应用的共性问题、整流电路、直流-直流变流电路这4个章节做重点教学,对其余的6个章节做次重点教学。16学时的实验课要求完成5个实验的教学,内容涉及各主要电力电子器件及其驱动电路、晶闸管可控整流电路、PWM直流斩波电路分析及测试和开关电源分析及测试,进度与理论课的相关内容同步,确保学生能在第一时间把所学的理论知识和实际联系起来。教学团队在教学内容和学生学习效果考评两方面同时做到了对理论与实践的兼顾,规定学生学习该课程所得总成绩由以下三部分组成,即期末理论考试成绩占70%、平时实验成绩占10%、课堂表现及课后作业成绩占20%。
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三、以学生为本的教学活动实践
在具体实施电力电子教学的过程中,教师激发学生的学习兴趣,创造良好的互动教学氛围是非常重要的。这就需要教师以学生为本结合具体的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段。
我校“电力电子技术”是“电路原理与实验”等课程的后续课程,理论性很强。在教授该课程新知识点时,若涉及到相关前续课程重要的旧知识点,教师会采用先温故后知新的教学方法,通过学生回答问题的方式复习旧知识点,由浅入深帮助学生进入状态以便教授新知识点。比如,在讲述变压器漏感对整流电路的影响这一节内容的最开始,先温习理想变压器的特性和非理想变压器的等效电路模型,再把简化后的非理想变压器等效电路模型代入到已学的整流电路中,然后进入正题——分析电路的工作原理。教师在讲授电路工作原理时,会一再强调电力电子器件的开关工作状态和电力电子电路的分段线性分析方法这两个贯穿整个课程始终的基本概念和基本方法,并现场指导学生独立完成一部分电路的分析工作,通过加强学生的参与感来促使他们更积极地把外在的基本知识点转化为内在的电路分析能力。
在传统的口头讲授过程中,教师会适当地借助“静动相宜”的PPT课件、具体的实物教具和灵活的板书等来提高“电力电子技术”课程的理论教学效果。此外,教师还会适当地扩充一些教科书以外的电力电子技术内容,如仿真技术等。教师利用仿真软件PSPICE、MATLAB等在课堂上虚拟地实时演示电路更真实的工作过程,既拓展了学生的视野又能很形象地解说课程中的知识难点,如三相半波可控整流电路中晶闸管的正向耐压问题。电力电子器件的封装材料及形式多种多样,性能也不尽相同。为了让学生更真实、更立体地认识电力电子器件,教师除了展示器件照片外还会提供一些器件的样品让学生亲身接触。关于教材中重要公式的推导,教师会采用PPT课件与板书相结合的方式帮助学生更容易理解和掌握。
“电力电子技术”课程包含很多基本概念,在讲述时教师会根据听课学生的实际英语能力,有意识地就专业术语部分进行中英文双语教学。这不但能增强学生的专业英语水平,而且还可以提高学生使用中英文关键词检索科技文献的能力,为该课程的后续课程特别是“毕业设计”的教学打下良好的基础。
在“电力电子技术”的理论教学过程中,强调电力电子技术对国计民生的重要性是非常必要的。比如,在举例说明电力电子技术的实际应用时,教师会尽量多举些与学生日常生活以及当前社会热点相关的例子(如手机电池充电器、笔记本电脑电源适配器、未来的“光源之星”LED照明、节能环保的电动汽车等)。先抛砖引玉让学生有些感性的认识,再通过启发性的提问鼓励学生积极地去发现身边所遇到的科学技术。在增加学生学习兴趣的同时,提高学生对该课程的重视程度。
“电力电子技术”是一门理论性和实践性都很强的课程。为了更好地衔接理论知识和实验内容,教师在课堂上除了提供电力电子电路的理想波形图,还会提供一些电力电子电路的实际波形图,让学生自己去发现和思考它们之间的异同。用一连串的疑问激发起学生的强烈求知欲,令他们更主动地去预习实验,更认真地进行实验,并且更努力地去尝试着寻找答案。比如,反激式电路在电流断续工作模式下,由教科书提供的开关管S两端电压的理想波形和在实验中用示波器观察到的S两端电压的实际波形在S关断的部分是有很大差别的。在理论课堂上,当教师同时给出理论和实验波形图加以对照时,学生表现出极大的兴趣,跃跃欲试地去寻找实际电路中S两端电压在S关断时刻出现阻尼振荡现象的原因。此时,教师正好因势利导,鼓励他们认真地去完成相关的实验,通过实验再结合已学理论知识自主地找出答案。实践结果表明该教学效果很好。
四、关于今后教学的一些设想
电力电子技术的发展日新月异,关于“电力电子技术”的教学也需要与时俱进,紧跟潮流,与社会接轨。目前,在我校采用全英文教学电力电子技术的条件还不够成熟。但是,教师可采用循序渐进的方法,从目前以中文为主的双语授课,到中英文各半的双语授课,再到以英文为主的双语授课,最后过渡到全英文授课。目前,最适合我校的办法是课程的重要章节主要采用中文教学,务必让学生掌握必要的基本知识;而次重要章节则可主要采用英文教学,这对扩展学生视野很有利。
一、建筑电气概述
建筑电气包括强电和弱电两部分, 强电部分的内容主要包括:变配电系统、电力和照明系统、防雷接地系统等。一般来说,建筑中变配电系统主要包括:高低压系统、变压器、备用电源系统等; 电力系统主要包括电力系统配电及控制;照明系统则包括室内外各类照明;防雷接地系统包括防雷电波侵入、防雷电感应、接地、等电位联结和局部等电位联结、辅助等电位联结等等。
二、建筑电气施工的准备工作
1.图纸审核
在施工前认真审阅电气施工图,设计图纸是施工的前提和依据,只有详细核对图纸,对工程中各系统做到心中有数,才能发现问题和纠正错误,做到对工程质量的预控。然后还需要详细的了解电气安装施工进度计划和施工方法,对电气施工图以及相关专业施工图纸进行仔细核对。
2.检查设备
在施工前,电气施工人员除了要了解电气设备的构成和功能,还要充分考虑到线路的走向以及用户所需的设备等因素,做到合理划分,避免在施工主体完工后造成一些线路浪费或者另需重新布线,进而给工程带来更多困难,所以要严格检查各专业配套设计。电气材料的质量好坏直接影响着整个建筑电气工程的质量。在安装施工前还必须加工制作和备齐电气安装施工阶段中的预埋件、预埋管道以及零配件等基本设备。
3.线路敷设工艺
首先,各个导线的敷设,必须按照标准的设计规范,加强料配管操作的准确性,不符合标准的管材不得进行施工。第二,明配管只有一个90°弯的条件下,弯曲半径>管外径的4倍;2~3个90°弯的前提下,弯曲半径>管外径的6倍;大于4倍的条件下,埋入地下和混凝土内管子弯曲半径>管外径的10倍。第三,镀锌管和薄壁钢管内径40mm的厚壁管对接可选择焊接方式,直径
4.建筑物防雷工艺
目前,建筑电气技术设备性能各不相同,最重要在于落实全方位的雷电防护措施,充分增强建筑内部电气设备运行的安全性,有效排除雷电干扰因素。在电气安装施工过程中,必须严格根据相关的电气设计安装图纸与技术文件,如安装防雷接地技术过程中,如发现施工图纸中出现问题,必须经过上级批准后,再进行变更设计方案。同时,进行选择高效的材料,合理选择链接电点,以减少电磁反应对弱电设施产生的影响。另外,合理选择建筑物内部线缆的布设方式,以增强建筑物防雷功能,在最大程度上降低建筑物的损失量。
三、电气安装的施工技术
针对目前我国电气安装施工存在的问题不但要了解应对的措施,重点还要掌握施工的技术方法,才能从根源上解决问题。电气施工的主要技术方法有:
1.钢管暗配一般要求
敷设于多尘和潮湿场所的电线管路、管口管子连接外均应做密封处理;进入落地式配电箱的电线保护管,排列应整齐,管口应高出配电箱基础面50~80mm。 埋入地下的电线管路不宜穿过设备基础,当必须穿过时,应采取保护措施。管与盒在焊接连接时,应一管一孔顺直插入与管相吻合的敲落孔内,伸进长度最好为3~5mm,应在管与盒的外壁相接触处焊接,焊接的累计长度不宜小于管外周长的1/3。
2.PVC电线管暗配要求
PVC电线管耐腐蚀,但易变形老化,且机械强度不如钢管好,它常适用于室内有酸、碱等腐蚀介质的场所,不得在高温和易受机械损伤的场所敷设。线管暗敷时,以最近的线路进行敷设,且尽量减少弯头的数量,以便管内穿线时减少阻力;电线保护管的弯曲处不应有褶皱、凹陷和裂缝,而且弯曲程度不应大于管外径的10%。线管的弯曲半径也应符合规定,当线管暗配时弯曲半径不应小于管外径的6倍;当线管埋设于地下或混凝土内时,它的弯曲半径不应小于管外径的10倍。暗敷于砌体内的PVC电线管,补槽时填充水泥砂浆的强度等级不小于M10作抹面保护,其厚度不小于15mm;所有进盒的电线管,必须采用锁扣连接,也应做到一管一孔,没有线管进入的盒面上的敲落孔应保证完好无损。
3.线槽、桥架安装
金属线槽和桥架安装时,应拉线安装支吊架,保证支吊架在同一直线上。各功能用房内的水平槽架安装应加防震措施;桥架上支架的固定点间距应不大于2米,固定桥的支架必须牢固、美观;桥架的连接有外连接和内连接两种,螺栓采用方径螺栓,且螺母放在桥架的外侧;不同电压、不同用途的电缆不宜敷设在同一桥架内,如受条件限制确需安装在同一桥架内时,应采取隔板隔开;电缆桥架必须有可靠的接地;垂直敷设的电缆其垂直度允许偏差在5mm以内。
4.管内穿线安装要求
钢管在穿线前,应首先检查各个管口的护口是否整齐,如有遗漏或破损,均应补齐或更换。当管路较长或转弯较多时,要在穿线的同时往管内吹入适当的滑石粉。穿线时,同一交流回路的导线,必须穿入同一管内,不同回路、不同电压以及交流与直流的导线,不得穿入同一管内。
5.照明器具安装及接线
照明器具安装,应在土建装饰完成后进行,单股导线可直接与器具连接,多股导线应搪锡并压接线鼻子后与器具连接,插座相序为左零右火上接地,开关应为火进控出再接灯,大型灯具有安全保证措施,特殊场所灯具应有减震措施,各种箱盘及大型灯具有可靠接地。照明器具的型号、规格必须符合设计要求,安装标高符合设计和施工规范的要求。成排照明灯具安装时,其中心线允许偏差不大于5mm,导线进入灯具处绝缘良好且留有余量,接触严密。成排开关面板时,高度应一致,高低差不大于2mm,同一楼层开关、插座高度应一致,允许偏差不大于5mm。
6.防雷接地
按一般要求所有电气设备正常不带电,而事故情况下可能带电的金属外壳,均应做良好的接地或接零,变压器中性点、外壳、开关及操作机构的金属底座、电缆、电缆头金属外皮、电缆保护管及所有金属支架,都必须可靠接地,其接地电阻不得大于1欧姆。防雷接地应由专人负责,结构主筋绑扎时应焊接跨接线,均压环与主筋引下线也应焊接跨接线;建筑物门窗如需接地时,在焊接引下线时,预留接地端子,并与门窗相连接;专用接地采用铜线时,则需用铜套管压接,与接地体用端子连接。
四、总结
建筑电气施工涉及多种现代化技术手段,它主要是为了改善和创造出人们居住或生活与工作所需的空间环境,是一门综合性较强的技术科学。电气技术人员及施工人员必须不断地更新知识、掌握发展动态以充实己,深入了解和掌握建筑电气各种系统和产品的技术性能、熟知规范、了解设计意图,只有这样才能跟上时代的发展,与时俱进。
参考文献:
近几年金城学院发展迅速,建立了很多新的实验室,配备了相应的软硬件设施,同时学院的生源水平也有了很大提高,用人单位招聘时的要求也在不断提高,这些变化促使学院提出新的培养目标,即“高素质应用型人才”,对于电气工程及其自动化专业而言就是培育掌握电气工程及其自动化领域的理论知识;具有创新精神和实践应用能力的电气工程及其自动化领域的高级工程技术人才。“电力电子技术”作为重要的专业课,原先的授课方式已无法满足要求,必须做出相应调整。
二、“电力电子技术”课程的特点
“电力电子技术”课程的主要内容为电力电子器件、整流电路、逆变电路、直流-直流变流电路、PWM控制技术、电力电子器件应用的共性问题。课程主要特点为:
1.理论性强、概念多:“电力电子技术”课程要求学生先修电路、模拟电子技术、数字电子技术等课程,同时涉及“电子学”、“电力学”、“控制理论”,属于交叉学科,所以相关概念较多,内容复杂。
2.实践性强:“电力电子技术”是一门实用性课程,学习的目的是解决工程应用中的实际问题。对学生的项目设计开发能力、制作与测试研究能力都有较高要求。
三、仿真软件在课程教学中的应用
1.仿真软件介绍
Saber软件是美国Synopsys公司推出的一款系统仿真软件,可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真,为复杂的混合信号设计与验证提供了一个功能强大的混合信号仿真器,兼容模拟、数字、控制量的混合仿真,可以解决从系统开发到详细设计验证等一系列问题[2]。该软件可以对电源的各个组成部分及整体运行状态进行模拟,并对结果进行分析。Saber软件仿真真实性强,网络学习实例较多,适用于“电力电子技术”课程的教学及学生电源开发设计验证。
Matlab软件是美国MathWorks公司出品的一款仿真软件。其中的Simulink提供了可视化开发环境,可以在基本模块库及电气模块库中选择合适的模块搭建电源系统进行电源整体或部分的运行状态仿真。
Labview软件由美国国家仪器(NI)公司研制开发,使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。Labview开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具,旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新,是开发测量或控制系统的理想选择[3]。
三种仿真软件易于获得,可互相通信,网络学习实例较多,方便学生自学,对于后期电源实物研制或电源研究是不可或缺的部分。
2.结合仿真软件的实例教学
“电力电子技术”初始的授课方式就是基本理论的讲解,这样的教学方式使得内容较分散,学生没有电源整体概念。在授课内容和方式上结合仿真软件,采取整体-分布-整体的讲解方式。
首先,以具体的应用实例(比如一个笔记本电脑用的电源适配器)说明一个完整的电源内部的组成,让学生有整体概念;其次,对每一部分的内容进行基本工作原理和特性的讲解,再回到整体,介绍如何进行整体电源的设计。在讲解过程中结合三种仿真软件,每讲解完一个部分,就用仿真软件搭建相应的模型,在仿真环境下演示此部分的特性或运行原理。最后,演示完整电源的仿真运行及结果。
PLC应用技术在我校是电气自动化技术、机电一体化、机车车辆等专业的一门专业课,在电气自动化技术与机电一体化专业课
程体系中处于核心地位,是一门理论性、逻辑性、抽象性和实践性都非常强的主干专业课,主要培养学生掌握可编程控制器原理,学会使用PLC设计、改造电气控制系统,初步具备维护与管理自动化设备的基本能力,并对今后从事现代自动化控制技术的应用与
开发打下良好的基础。在以往的教学经验中,学生普遍反映PLC应用技术学习困难,教师如何让课程教学深入浅出,达到良好的教学效果,创造性改善教学方式是一个值得探讨的课题。
一、教学现状
PLC应用技术教学中采用国家级规划教材廖常初主编的
PLC编程及应用,以西门子公司的S7-200为例,主要讲授PLC硬件与工作原理、PLC指令系统、PLC编程方法、PLC通信及PLC编程软件使用等内容。与本课程配套的实验室设施采用济南星科生产的智能电气实训平台(PLC模拟板、PLC变频器),可以完成课程要求的所有实验项目。
在以往的传统教学中,理论教学在课堂进行,当一个单元理论授课结束后,在PLC实训室进行实践教学,采取的模式是先理论后实践。对于基础理论本来不扎实的高职大专生,要求他们一开始就去理解抽象的PLC硬件结构原理知识,掌握枯燥的指令理论知识,这是非常困难的事情。这样很多学生在初学期间,就对课程望而生畏,失去了兴趣,不少学生毕业后从事相关工作难以直接上手,教学效果不佳。
二、创新教学模式
传统教学模式实际上还是填鸭式教学方式,注重的是知识传授,忽视了学生的兴趣培养和知识接受,忽视了学生中的个体差异,传统的教学模式很难培养学生的创新思维能力。创新教学模式,实际上就是强化学生的主体地位,教师重在引导,引导学生学习兴趣和解决问题能力,提高教学效果。
1.改革教学讲义,引入现实案例,提高学生学习兴趣
重组教材内容,将课程内容划分为三大模块:PLC基础知识、基
本控制指令应用、高级指令应用。将枯燥的理论知识,融入三大模块案例中,由易到难,可以激发学生探究课程内容的兴趣。例如,在PLC基础知识中,以点动控制电机电路改造任务为例,引入介绍西门子S7-200CPU外形及结构和STEP7-Micro/WIN32编程软件,再激发学生进一步探究PLC技术应用案例的兴趣。
2.理论与实践一体化教学,以学生为主体,提高学生的动手能力
我校PLC实训平台有30个,配有教师机和投影仪,场地设计能满足理论课与实践课一体化教学。理论与实践一体化教学,便于教师进行实物演示和学生观察实物、现场完成课堂任务。在实际教学中,有针对性地给学生分组,二人一组,将学习基础好、动手能力强的学生与相对较差的学生进行组合,既能保证教学任务顺利进
行,又能让基础好的学生带动基础差的学生进步,达到互帮互相的效果。
每次教学,先布置当次课程任务,教师与学生互动,对课程任务进行分析讨论,引入任务中需要的PLC相关知识。学生根据教师引入内容,在教材中查找PLC相关基础知识,分组讨论,拟订方案,上机编程、调试,完成课程任务。教师要求学生在课程任务的过程中,撰写出学习笔记和调试笔记。教师在巡视过程中,及时给学生答疑,同时能督促学生按时完成任务。学生在实践操作的同时,就加深了理论知识的认识;在理论知识学习的过程中,有了明确的目标。整个课程的教学任务设计由易到难,由基础到高级,布置的任务既有课堂的又有课外的,学生解决问题的能力可以得到有效
的提高。
3.改革考核方式,平时考核与综合考核相结合,提高学生学习动力
传统的考核方式,基本上是立足于期末考试试卷,结合平时的考勤来完成。教学模式的创新,必然带动考核方式的改进。改革传统的考核方式,重点增加实践能力的考核。改革后考试模式,期末纸质考试试卷成绩,只作为PLC理论成绩,权重50%;平时课堂任务完成情况,作为实践成绩,权重50%。这种考核方式能够实现对学生的全面考核,促使学生在理论学习的同时加强自身动手能力的自觉培养。
创新教学模式,诚然是对教师的一种考验,教师不但要精心设计理实一体化的教学讲义,而且要有扎实的理论知识、实践能力和课堂组织能力,要适时地引导、指导学生,帮助学生克服学习中的障碍,激发学生学习的求知欲望,调动学生积极思考。
通过以上的创新教学模式改革,真正改变了传统教学模式中学生被动接受知识的局面,学生成为教学中的主体,教师成了导
师。在创新教学实践中,学生的兴趣明显提高,学生能主动学习理论知识,主动发现问题,主动提出问题,主动解决问题,在任务过程中将传统的实训报告变成了学习笔记和调试笔记。通过改革,培养了学生的动手能力、分析问题和解决问题能力,使得教学质量得到了显著提高。
参考文献:
[1]高成月,郭志刚.浅析《PLC技术》教学与高技能人才的培养[J].中国电力教育,2008(10).
[2]刁统山,王连飞,杨爱新,等.改革PLC教学培养创新型人才[J].实验室研究与探索,2008(9).
[3]张华强,王新生,张晋格.自动化专业实践教学与创新:教育的改革建议[J].实验室研究与探索,2005.
[4]张文.PLC教学方法探讨[J].机电技术,2009(4).
[5]周锋.PLC教学中如何应用项目教学法:一体化教学模式在PLC课程教学中的应用[J].科技信息,2010(35).
[6]徐铁.PLC应用技术[M].中国劳动和社会保障出版社,2007.
作者简介:谢妍(1973-),女,湖北荆门人,武汉轻工大学电气与电子工程学院,副教授。(湖北 武汉 430023)
基金项目:本文系湖北省品牌专业(电气工程及其自动化专业)建设项目、湖北省精品课程(电气控制技术课程)建设项目的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)08-0071-02
高等学校的课程教学研究与改革是提高教学质量、培养适应社会应用需求和创新性人才的重要环节。激烈的国际竞争和科技迅猛发展提出的挑战,主要反映在了科技和人才的竞争上,高等学校必须把教学研究放在重要位置,大力做好课程教学改革,努力使教学质量能充分适应当前社会快速发展的需求。
“电路”课程是电气信息类专业的一门专业基础课,它主要研究电路的基本定理和分析方法。它所涉及的概念、理论和分析方法不仅是学好后续电子技术、电气控制技术等专业课程的重要基础,同时也是电工实习、电子实训等实践环节有效开展的理论基础。能否扎实地掌握好电路的基本理论和分析方法,并具有较强的实践应用技能,对以后的学习以及毕业后从事相关领域的工作将产生直接影响。
随着计算机技术、控制技术和电气信息技术的快速发展与应用,“电路”课程的教学内容越来越丰富,教学要求越来越高。为适应时代对人才培养的要求,保持教学内容的新颖性,强化对学生基本技能和综合素质的培养,加快课程改革步伐和提高授课质量具有重要意义。而随着高校课程体制体系的不断改革与调整,很多高校的“电路”课程学时被缩减,如何在有限的学时内向学生全面有效地传授电路理论的基本概念、基本定律和基本分析方法,是每一个从事“电路”课程教学工作的教师都在认真思考并不断探索的问题。
一、“电路”课程的特点
“电路”课程作为电气信息类专业的专业必修基础课,其在专业课程体系中具有相当重要的地位和作用,认真理解该课程的特点是开展课程教学改革的基础和前提。该课程体现出来的特点主要包括以下几个方面:
1.名词、概念较多
“电路”作为电气信息类的专业基础课,课程涉及的专业基础名词术语、概念相当多,如第一章开篇就介绍的激励、响应、电源、负载、参考方向等,还有后面正弦交流电路如振幅、角频率、初相、相位、相位差、有效值、复阻抗、阻抗、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、谐振等等。
2.理论内容、重要知识点较多
从电路分析的对象上来说,“电路”课程的理论内容包括直流电路、正弦交流电路、动态电路、三相电路、变压器、二端口网络等六部分内容。在这六部分内容中,每一部分又包含许多细节内容。而从电路分析的方法和定理角度上来说,又包括了基本的基尔霍夫电流定律(KCL)、基尔霍夫电压定律(KVL),还有适用于不同条件下的支路电流法、回路电路法(网孔电流法)、结点电压法、戴维南定理、诺顿定理、叠加定理、最大功率传输定理等等。这些方法和定理是“电路”课程要掌握的重要内容,而在整个“电路”课程学时压缩的情况下,如何有效开展这些内容的教学成为进行“电路”课程教学改革必须思考的问题之一。
3.电路中的某些公式定理的推导计算需要较好的数学基础
“电路”课程的学习不仅要培养学生分析电路问题的能力,也要培养学生的电路求解计算能力。这就要求要有一定的数学基础才能理解并掌握“电路”课程学习中的一些分析计算问题。这些涉及到的数学知识包括复数及复变函数运算、微分方程、积分、傅里叶变换、频率特性等等。这些都为电路教学增加了一定的难度。
4.与工程实际联系紧密
“电路”课程并不是单一的理论研究性课程,它有明显的工程实际应用背景。因此,不同于数学、物理、英语等基础课程,其理论与现实的工程实际联系紧密。如关于并联电容提高功率因数的计算,是与实际工程一致的。这使得“电路”课程的教学可以加更灵活、生动,可以基于工程实际开展教学,这也是开展“电路”课程教学的一个重要方向。
二、课堂教学的改革与实践
课堂教学是课程理论教学的主要方式。改进课堂教学的方式方法,是有效开展“电路”课程教学改革的重要内容之一。
1.将多媒体引进课堂教学,与传统的板书教学结合起来应用
作者简介:孙改平(1984-),女,湖北襄阳人,上海电力学院电气工程学院,讲师。(上海 200090)
基金项目:本文系上海电力学院2012年度本科教学教改项目(项目编号:A-2801-12-034)、上海电力学院成人教育学院教改项目(项目编号:A-5001-12-102)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)13-0062-01
“电机学”作为电气工程专业的主干专业基础课程,在专业课的学习中起着承前启后的连接作用,对后继专业课程如电力系统分析等的学习中起到举足轻重的基础作用。其在本专业的学习中被视为是一门既难教更难学的课程。该课程之所以难学,是由多种原因共同构成:首先,该课程具有典型理论课的特点,如概念多、性质多,将电、磁、力等基本知识结合,要求学生把之前所学的所有基础课程相关内容揉合在一起并加以应用,在短时间内突击式教学容易使学生出现混乱、无法理解等问题;其次,该门课程又具有一定专业课程的特点,表现出一定的工程特性,例如需要学生对变压器电机的结构外观以及基本的工作状态有一定理解,然而大多数学生并没有这些实践经验,因此在电机的初步学习过程中会显得相当吃力。因此,大多数学生会从一开始的认真听但听不太懂发展为后期的不听(反正听不懂),从而出现厌学情绪。
通过认真思索学习这门课程的难点,结合多年电机学的教学经验,并吸取国内外当前先进教学改革思想的优点,本文对该课程的一些教学方法、学习思路进行了一些探讨,并提出一些想法以供交流。
一、多媒体教学方法的改进
1.多种教学方式的特点分析
在当前的课堂教学当中,比较常用的方法是板书以及口头教学。教师通过黑板传达重点教学内容,通过具体的语言讲解分析重点内容。在传统的教学中对教师的个人要求较高,需要教师清晰流畅的语言,并且能够生动、有一定的趣味,能够吸引学生的注意力。黑板板书必须具有层次性,紧凑的条理结构便于学生理顺思路,同时做相应笔记。但是板书的缺点也很明显,对教师而言需消耗相当大的体力,同时需要重复性劳动,而且有时板书易受到很多外部因素的影响。
将传统的板书通过多媒体教学体现大大提高了教学效率,可以将教学内容以更加准确、清晰、永久保存的形式用电子软件体现出来。它的主要表现形式就是文字加上图形,可以利用突出彩色的文字强调重点,同时大量的图形可以更加生动地体现研究对象并激发学生的想象,在一定程度上可以加深学生的理解能力。
然而仅仅依靠这种静态的多媒体表现形式在电机学这门课程的教学过程中并不能达到最好的教学效果。如果仅仅将电机学中一些原理性的公式、结论用多媒体体现出来并不够,需要加深对各个参数变量之间转化过程的理解以及对电机本体运行过程的宏观认识。比如,电和磁的转换过程、电机的电枢绕组的电枢反应、磁势的运行方式等必须通过一定的动态过程反映出来。如果对上述内容仅仅通过简单的图片、文字公式说明略显单薄,如果辅助以大量的视频动画表达其过渡过程则会达到更好的教学效果。
通过对电机学中的若干重难点以动画形式表现,同时配以语音讲解,可以更直观形象地表现出研究对象的物理性质、重要机理等相关结论。通过采用这种具有更强交互性的视频播放工具可以更好地反映教学的重点内容,同时也能更大程度上提高学生的兴趣,调动大家的积极性,从而能够在一定程度上有助于解决电机难学的难题。
2.电枢反应动画视频案例
以交流电机绕组电枢反应为例,其重难点是学生无法理解时间和空间上的不同变量之间的关系,大多数学生通常只是简单地强行记忆以应付考试,并没有真正理解。因此通过借助若干动画演示辅助说明可启发学生的空间思维,加强理解。
图1显示了通过动画视频显示出的有关电枢反应的部分效果图,将电枢反应中的时空向量与实际电机模型中的定转子绕组的位置对应,通过直观的图片理解在此角度的电机的运动位置以及其所对应产生的各个向量之间的关系。同时在对应的动画视频中,可让学生观察当电枢绕组中的电枢电流发生改变时对应向量图的动态变化过程,以加深学生的宏观理解。
二、通过开放性试验辅助理论教学
当前所采用的传统电机学实验教学主要是以验证性实验为主,即将实验内容、操作过程、记录数据详细地讲解给学生。所谓的填鸭式教学,这类实验单调,且不具备独立操作特性,常常会让学生养成依赖特性,认为按照老师所讲的步骤完成实验即可,根本不会再思考。这样的实验教学方法无助于学生对理论的理解及提高创新能力。
可考虑在验证实验的基础上增加一些具有设计性的综合实验,同时及时地结合时展更新实验内容,更加注重实验的工程型和后继课程之间的衔接关联特性,有利于培养学生的思考能力和创新能力。
例如在学习了交流异步电动机的传统调速方法之后,可以让学生思考结合当前电机发展趋势所能够实现的其他调速方法,并且通过查询相关资料、设计实验、调试完成等一系列过程考查学生对电动机的调速理解程度。通过这样的实训方法既可以巩固和加强学生的基础理论知识,同时还可以提高学生的动手能力,甚至在实训的过程中有可能利用到其他交叉学科的辅助知识,提高了其整体实力。
在开放性实验的研究过程中,考虑到用实物电机做实验的一些缺点,比如费时、费力且具有一定的危险系数,可采用当前流行的各种仿真软件学习相应的综合实验。比如通过使用MATLAB软件就可以模拟各种电机的动态运行过程。例如可以让学生用MATLAB的Simulink工具箱设计一个简单的他励直流电动机的起动过程仿真。通过该软件的使用,学生可以很直观地观察起动电流的变化过程,同时也可以观察其他感兴趣的变量的变化过程。相比实物实验而言,利用仿真软件具有更灵活、更安全的优势。
三、总结
通过对电机学在教学过程中的问题研究提出了改善“电机学”教学质量的一些建议和想法。通过充实完善多媒体教学方法,对于若干重难点以动画视频的形式展现,加深学生记忆,提高学生兴趣,增强师生之间的交流;为了配合教学的需求,在开发的电机学相关实验中可适当考虑增加一些综合性的设计实验,真正提高学生的动手思考能力,加深对理论课程的理解。再利用当前流行的仿真软件完成更多的设计实验,更便捷、安全、开放地完善电机学的教学方法。
教学实践表明,综合利用以上多种方式可在一定程度上提高电机学课程的教学质量,促进师生之间的交流,同时更有利于电气工程这门学科培养具有创新能力、动手能力的电力相关人才。
参考文献:
[1]周建华.电机学教学多媒体应用探讨[J].电气电子教学学报,