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現代控制理論近年來發展迅速,使得我們對各類控制對象有了更好的理解,能夠很好地刻畫實際對象中事件驅動的動態過程,提出了離散事件系統,它的動態行為是由一系列隨機出現的事件驅動的,而且控制理論界已經給出了很多建模方法和建模工具,如Gracefet圖、自動機和Petri網[2,3]。而現有的計算機仿真內容主要是面向連續動態系統,雖然也涉及離散事件系統,但是對離散事件系統建模和仿真方法少有涉獵。離散事件系統的模型大部分來自計算機科學研究領域,現代控制理論和控制工程都離不開計算機,對此類建模工具的了解可以拓寬自動化專業學生的知識結構,提升他們思考和解決計算機控制工程問題的能力。為此,在計算機仿真課程內容中,我們增加了自動機和Petri網的基本概念。考慮到學生缺乏離散數學的基礎,我們擬根據實際對象建模需要,結合Matlab中的stateflow工具箱,介紹離散事件系統的建模和仿真方法。具體內容包括:
(1)離散事件系統概念;
(2)自動機模型;
(3)Petri網模型;
(4)離散事件系統的自動機模型的建模方法;
(5)離散事件系統Petri網模型的建模方法;
(6)自動機的仿真模型的設計方法;
(7)Petri網的仿真模型的設計方法。
另外,現實工程領域大多數系統是混雜系統[4],既有連續變化的特征,又有事件驅動的特征,而且連續變量子系統與事件系統之間相互作用相互影響。從20世紀60年代,學界就開始了混雜系統的研究,目前已經取得了豐富的成果,涉及混雜系統的建模、分析、控制、調度和優化等問題。其中,建模和分析方法對自動化專業知識體系的構建非常重要,事件驅動的思想能夠讓學生將控制理論與實際過程更好地建立聯系,因此在計算機仿真課程中,我們增加了對混合自動機和混合Petri網的介紹,并結合實例闡述如何給出混雜系統的數學模型以及仿真模型和仿真程序的設計方法。具體內容包括:
(1)混雜系統概念;
(2)混合自動機;
(3)混合Petri網;
(4)混雜系統的混合自動機建模方法;
(5)混雜系統的混合Petri網建模方法;
(6)混合自動機的仿真模型的設計方法;
(7)混合Petri網的仿真模型的設計方法。
二、計算機仿真實踐教學內容改革
計算機仿真是一門實踐性很強的課程,利用代碼將實際對象虛擬到計算機中,這就要求自動化專業的學生不僅要掌握知識概念,還要能夠編寫代碼用計算機實現抽象的概念。如果實驗課內容設計合理,可以很好地鍛煉學生解決實際問題的能力。鑒于自動控制原理大量內容屬于動態系統的分析方法,而仿真是分析系統不可或缺的手段,仿真實踐課程可以鞏固控制原理的抽象的知識。如何設計仿真課程的實驗項目對自動化專業的計算機仿真課程非常重要,圍繞自動化專業課程體系,我們擬設定如下實驗項目:
(1)二階電路的C程序仿真實驗;
(2)單容水箱的C程序仿真實驗;
(3)電機拖動控制系統的C程序仿真實驗;
(4)一階倒立擺的C程序仿真實驗;
(5)立體倉庫系統的自動機模型仿真實驗;
(6)立體倉庫系統的Petri網模型仿真實驗;
(7)Bang-bang控制液位系統的混雜自動機、Petri網模型的仿真實驗;
(8)反應釜復雜控制系統的Matlab仿真。
三、結束語
關鍵詞:機械設計;設計制造;自動化;應用;分析
1機械設計制造及其自動化理論概述
最開始人們接觸機械自動化的時候,都是先想著用機器代替人手,用機械完成一些重復操作的勞動。隨著科學技術的發展,自動化的技術水平較以往有了極大的提升,不再局限于單一的重復機械動作上,而是進行相關程序的設定,逐漸擁有了自主思考的內核,我們也將其稱之為機械的大腦,能夠精準地完成規定的任務,還能夠在系統出現問題的時候,及時地進行自我診斷,現階段的機械設計更加智能化。機械設計制造領域的自動化技術的應用伊始,可追溯到20世紀60年代,由于電子計算機技術的不斷發展壯大,人們也開始將電子計算機技術融入到機械控制中,通過各領域專家的研究和嘗試,最終成功地將電子計算機及其控制技術成功地結合在一起,又經過長時間的磨合與創造,最終形成了今天我們所看到的、所使用的機械設計制造及其自動化。機械設計制造及其自動化也和大多數事物一樣,經歷了由無到有、由簡單到復雜的發展過程。現如今,機械設計制造及其自動化在社會生活中發揮的作用也越來越重要。
2機械設計制造及其自動化的應用現狀分析
我國改革開放以來,將更多的精力投入到了科學技術的研究和開發中,科學技術是第一生產力,這是我們所有科研工作者都熟知的道理,而我國的科學技術也以極其迅速的速度發展著,在科學技術領域也取得了非常可人的成績。但是從全球的角度來看,與發達國家的科技手段相比較,我國的機械設計制造及其自動化技術還是相對比較落后的,出現這種情況的主要原因是我國發展科學技術的時間較短,起步也比較晚,還有很多地方都是學習其他先進國家的技術。而在很多工業發展領先的國家,都已經將納米技術、激光技術等先進技術融入到了機械的設計和制造中,而我國在高新技術融入這一點上,還與國外發達國家存在著非常大的差距。由于我國機械設計制造及其自動化技術水平的限制,使得我國機械設計制造自動化的應用范圍也受到了這一限制的影響。目前,我國大部分的機械制造廠雖然已經將機械自動化的理念引入到了產品的生產當中,但是真正將自動化融入到整個機械制造工程的生產過程中的,基本上沒有。很多制造工廠由于技術水平、資金等多方面因素的限制,生產出來的產品都是非常粗糙的,達不到預定標準,而且還花費了大量的生產成本,這樣的工廠在經濟市場環境下逐漸會失去競爭能力,久而久之,一部分制造工廠就會因技術限制而破產,從這一點我們能夠非常明顯地發現,對工廠來說,機械自動化的意義是非常重大的。而縱觀我國的機械制造產業,為什么我國的機械設計制造及其自動化技術水平比較落后,究其原因,除了科學技術的不足以外,高新技術人才的缺乏也是一個非常大的影響因子。目前在工廠中,有經驗的技術人員都是老一輩的技術工作者,這一部分工作人員并沒有接受過專業的理論知識和技術培訓,而新入職的工作人員基本上都是剛剛畢業的大學生,這些學生雖然有扎實的理論基礎,但是卻沒有實踐方面的經驗,這樣就使得整個機械設計制造產業的自動化技術水平出現了青黃不接的情況。
3機械設計制造及其自動化的應用研究
為了能夠盡快與國際社會機械設計接軌,我們要積極向國外先進機械化自動化技術學習。自從我國加入世界貿易組織,越來越多的外國企業進駐中國,使得我國的市場競爭日益激烈,大多數國有企業逐漸失去了先天的主導地位,由于沒有很好的經營,再加上保守、不創新,最終被淹沒在了市場經濟的大潮中。為了能夠挽救我國機械制造企業,大部分本土企業開始與國外企業建立長期的合作關系,本土企業在吸收國外先進生產技術的同時,逐漸提高了自身的產品質量,有效降低了生產成本,外國企業也利用我國的市場建立了龐大的經濟體系,二者實現了雙贏。隨著越來越多中外合資企業的出現,機械設計制造及其自動化技術也逐漸融入到了我國各個行業中,怎樣更好地提升機械制造自動化水平,也逐漸被越來越多的企業提到了日程當中。計算機網絡技術的普及也極大地提高了機械制造自動化技術的發展水平,我們利用計算機軟件技術,及時發現了機械設計中存在的漏洞,并在第一時間進行了維護,通過對網絡技術的研究,也實現了企業與企業之間的遠程溝通。雖然我國的機械設計制造及其自動化發展取得了非常顯著的成績,但是在工業迅速發展的同時,環境問題逐漸顯現在人們面前,工業污水、工業廢料都排放到了大自然中,導致我們賴以生存的環境出現了極大的惡性變化,也讓我們在發展工業的同時,深刻意識到環境保護的重要性。機械制造及自動化實現了全球化之后,怎樣降低生產過程中對環境的污染也就成為了機械設計制造領域要面對的難題,我們如何利用綠色能源進行工業生產,合理轉化工業生產的廢料,減少有害環境的原材料,實現機械設計制造的綠色發展,這也是機械設計制造及自動化未來的發展方向。
4我國機械設計制造及其自動化的發展趨勢
我國機械設計制造及其自動化技術已經日趨完善,各個行業也都體會到了機械設計制造及其自動化所帶來的各項優勢,機械設計制造及其自動化是一門集多種技術于一體的學科,隨著新技術的不斷研發與引進,機械設計制造及其自動化的發展也將會是一片大好。在機械設計制造及自動化的發展中,大部分的機械設計制造都將設計、制造、生產和管理進行獨立運行,而這些獨立運行的部分又與機械設計制造及其自動化的發展集成是相對應的,這樣也滿足了我國工業生產的實際需求。我國機械設計制造及其自動化還會向著節能化的方向發展,當我國的工業生產達到一定水平的時候,我們考慮的重點不再是運轉效率和產出的關系,而是讓工業發展與環境保護和諧共存。機械制造材料需要承載節能原料來進行生產,我們要最大限度地運用原材料,減少生產過程中的污染物排放,多使用可再生能源,這樣也能減輕對環境的危害。
5結語
機械設計制造及其自動化的應用可以極大地提升生產效率,有效降低生產成本,讓機械設計制造企業能夠在激烈的市場競爭中脫穎而出。不斷改進我國機械設計制造及其自動化水平落后的現狀,對我國工業領域的生產具有非常重要的作用。
作者:陳積銘 單位:哈爾濱市總工會職工技術協作服務中心
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【關鍵詞】建筑工程;電氣自動化前言
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
一, 前言
建筑行業是我國重要的經濟增長行業之一,對國民經濟的發展和人們生活水平的提高有著密切的關系。伴隨著科學技術的發展和經濟文化的交流,人們的生活水平和生活質量有了巨大的提升,對建筑工程的設計施工以及管理都提出了更為嚴格的要求,傳統的實用和簡單的具有外部的藝術美感已經難以滿足人們日益多元化的需求,加強對建筑行業的電氣自動化研究,對建筑行業設計施工中,配備先進的現代化電氣設備,實施建筑工程項目的電氣自動化,這是現代化建筑設計施工和滿足人們日益多變的經濟文化需要的客觀要求。經過實踐證明,建筑工程的電氣自動化,不僅僅關系到整個項目工程的施工進度,更是建筑工程行業實施質量競爭的核心和關鍵。在現代化的建筑工程設計施工中,實施電氣自動化,提高自動化水平,是我國建筑行業的發展要求。
二.我國建筑行業電氣自動化現狀和存在的問題
1.我國建筑行業電氣自動化現狀
在我國的建筑行業,通過多年不斷的發展和研究,電氣的自動化已經初具規模,電氣自動化程度日漸加深,電氣自動化水平逐漸提高,電氣自動化在我國建筑行業的應用和發展,為我國的建筑行業的繁榮作出了重要貢獻,但是從我國的整體工程建筑電氣自動化水平來看,依舊存在著很多問題,新設備新技術應用緩慢,電氣自動化的設計施工不夠科學,管理不夠完善等一系列問題,使得我國在電氣自動化進程中,無論是電氣自動化水平還是電氣自動化程度,都遠遠落后于西方發達國家,使得我國的建筑行業相對于西方發達國家而言,無論是在電氣的設計施工上,還是電氣自動化的安全穩定上,都缺乏很強的競爭力,新時期下,正確理性面對我國建筑電氣自動化的現狀,找出存在的缺陷,加大對電氣自動化的研究,提高我國建筑行業的電氣自動化水平,是我國現代化發展的客觀要求和必然選擇。
2.我國建筑行業電氣自動化存在的問題
(一)電氣自動化高端人才不足,電氣自動化缺乏核心支撐
我國目前的建筑行業整體規模相對小,資金積累不夠,難以留住高端的優秀管人才,企業的積累缺乏,使得整個建筑行業中電氣自動化設計施工的高層核心技術人員缺失,使得整個建筑行業電氣自動化缺乏活力和技術保證。
(二)新技術新設備應用緩慢,核心競爭力不足
我國的建筑行業在電氣自動化上有了一定的發展,但是缺乏鉆研突破的研究技術精神,缺乏對核心技術的研究,自動化設備多采用進口和引進,且應用的速度緩慢,難以形成自己企業的核心專利,難以保持自動化的核心競爭力。自動化市場尚不完善,不夠健全,惡性競爭,市場規范不嚴格,且產品品牌單調,品牌知名度不高,難以和國際知名自動化品牌競爭
(三)建筑行業對電氣自動化的管理不善,電氣自動化的質量難以保證
建筑行業發展迅速,很多管理者多想盡一切手段來提高建筑工程的效益,為了大幅度降低成本,使用假冒偽劣的電氣設備和電氣產品,設計部符合國家標準的施工安裝方式,使用質量難以達到質量標準的材料等一系列問題,使得整個電氣自動化的設計施工中,質量難以得到保證,同時,很多施工的企業由于企業的自身實力有限,缺乏一定的電氣自動化的監測設備和監控設施,在施工和對整個電氣化管理中,難以全面,難以科學精細,這些方面都嚴重影響到整個電氣自動化的水平和質量。
三,我國建筑電氣自動化的重要意義
1. 這是保證工程建設質量和進度的客觀要求
實施電氣自動化,加強對先進技術和設備的應用速度,采用科學嚴謹的設計方式和施工程序,加強對電氣自動化的管理,加強對各種電氣設備,電氣材料的管理監督,保證了整個工程建筑的工程質量,同時,可以大幅度降低工程成本,并合理的控制工程的進度,電氣自動化的水平提高,亦有助于保證整個工程建筑中的安全。
2. 實施建筑電氣自動化,有助于整個建筑市場的規范化
電氣自動化的進程加快,對整個電氣行業的技術人員和管理人員都提出了更高的要求,不僅僅要求有豐富的管理經驗,更需要有精湛的電氣技術和較高的工作素養,同時,電氣自動化很大程度上減少了工程中的暗箱操作等弊端,敦促著工作人員依法辦事,嚴格執行相關的規章制度,有助于促進整個建筑市場的規范化管理。
四.我國建筑行業電氣自動化的發展趨勢探究
1. 電氣自動化將會朝著智能化方向發展。
縱觀我國目前的建筑工程發展行情,電氣自動化的發展應用,智能化是其核心部分,所謂智能化表現在其具有多種新功能。在在建筑行業控制方面,有關的現場儀表在一起,在現場實現自主調節,從而實現控制的徹底分散使調節要加及時,并提高了整個系統的可靠性。
2. 電氣自動化的操控更為精確,更加精工。
建筑行業中競爭越發激烈,對工程產品質量的要求越來越嚴格,實施電氣自動化,先進技術的采用,科學管理方式的實施,整個建筑工程的自動化水平不斷升高,使得施工標準更為嚴格,產品的精度朝著更高的方向發展,因此,自動化在建筑工程中會有著更嚴密精確的要求。
3.無線技術是電氣自動化操作更簡便準確。
在現代的建筑行業,電氣自動化能夠實現非接觸傳輸,特別適用于惡劣環境或振動、高速旋轉對象的監控,而且降低了安裝成本、持續降低運行維護成本,同時更換方便,便于升級。還能夠減少接插件故障,移動自由且不受限制,建筑行業電氣自動化是工廠測控模式的變革,將會有力的推進我國建筑行業電氣自動化進程。
五,我國建筑行業電氣自動化的發展建議
1.政府加強對建筑工程電氣自動化實施的引導和扶持
建筑工程電氣自動化企業關系到國民經濟的發展和人們生活水平的提高,政府加大對建筑行業電氣自動化的支持引導,政府部門要引導自動化企業轉變觀念、穩定心態,提高產品質量以及服務質量,引導優秀的國產品牌進入重要領域,為民族企業的發展提供空間。
2.建筑行業加大對電氣自動化核心技術的研究,加大投入力度。
建筑行業要加強對各種電氣設備和電氣設計施工技術的研究探討,加強各個建筑單位之間的通力合作,不斷加大對新技術新設備和心的管理理念的引進和運用,加大投入,實現各種電氣自動化核心技術的突破,使得建筑行業實現整個設計施工方式的轉變,提高整體的核心競爭力。
六.結束語
建筑行業關系到國計民生,實現建筑行業的電氣自動化,加大對各種電氣自動化技術的研究,不斷實現各種技術和管理方法的突破,是提高人們生活水平和生活質量,促進整個建筑行業快速健康發展的客觀要求,必須得到各方面的支持和重視,以建筑行業的電氣自動化,帶動整個社會的自動化進程,這是促進我國整個社會自動化的有效方式之一。
參考文獻:
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關鍵詞:汽車電子;電力電子;教學改革
作者簡介:吳曉剛(1981-),男,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,副教授;周美蘭(1962-),女,黑龍江哈爾濱人,哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院,教授。(黑龍江 哈爾濱 150080)
基金項目:本文系黑龍江省高等教育教學改革項目(項目編號:JG2201201107)、哈爾濱理工大學高等教育研究重點項目(項目編號:A201200004)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0098-02
隨著汽車產業的發展,電子技術在汽車上的應用已成為汽車設計研究部門考慮汽車結構革新的重要原因。在國外,平均每輛汽車上的電子裝置在整車成本中占20%~25%,一些豪華轎車上裝有40多個微處理器,有的汽車電子產品甚至占整車成本的50%以上。許多汽車制造商都認為,增加汽車電子裝備的數量,促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的有效手段。[1]
在對汽車電子技術的教學研究中,文獻[2]提出優化“汽車電子與控制”配置課程的內容、改革結構體系、改革教學方法和手段、加強實驗建設和課程設計環節等改革思路。文獻[3]分析了“汽車電子控制技術”課程在理論教學和實踐教學方面的問題,提出了靈活多樣的理論教學改革方案和采用項目教學法等加強實踐環節教學的建議。文獻[4]介紹了汽車電子控制技術課程精品實驗項目的設計思想、主要環節及具體實踐。文獻[5]將虛擬儀器LabVIEW軟件應用于汽車電子技術綜合性和設計性虛擬實驗中,并進行了實驗教學的實踐。文獻[6]開發了汽車電子控制系統實驗教學所需要的嵌入式系統,完成了實驗箱硬件及教學實驗所需的支撐軟件,并在此基礎上開展了教學實踐。文獻[7]介紹了在電子信息工程專業開設汽車電子系列特色課程的研究。
在汽車電子中,涉及到電力電子技術的內容通常稱為汽車電力電子技術,并且成為了電力電子技術的重要分支。哈爾濱理工大學(以下簡稱“我校”)電氣工程及其自動化專業下的電力電子方向,在汽車電子研究上已有了十幾年的基礎。在依托汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程研究中心和黑龍江汽車電子技術研究中心科研基地的基礎上,形成了以新能源汽車動力系統控制和汽車電子驅動控制為特色的研究方向,并培養了大量的碩士研究生和博士。因此,為了在本科教學中體現我校電氣工程及其自動化專業的辦學特色,結合在汽車電子方向上的研究成果,在2010年制定的電氣工程及其自動化專業電力電子方向本科生培養方案中,特別增設了“汽車電子技術”專業方向選修課。本文以“汽車電子技術”課程作為研究和實踐對象,通過課程結構優化設置和考核方式改革,結合現場教學和研究性教學的教學方法,實現具有特色的專業選修課教學。
一、“汽車電子技術”課程結構
“汽車電子技術”課程開設在大學四年級上學期,為專業選修課程,2學分,共32學時。其中理論教學22學時,實踐教學10學時。根據電氣工程及其自動化專業的基礎課程和平臺課程設置,結合汽車電子技術的主要特點,“汽車電子技術”課程的理論教學可分為6個模塊,如圖1所示。
在“汽車電子技術”課的理論教學環節中,第一部分,先介紹汽車電子的基本概念,回顧汽車電子技術的發展歷史,通過實例分析介紹汽車電子對汽車安全與節能的影響,結合電氣工程及其自動化專業的相關知識,講述汽車電子與電力電子的關系。
第二部分,介紹汽車電子技術中常用的器件。包括光電、霍爾、電阻等各類傳感器,常用于汽車電子控制系統中的單片機選型及選用依據,汽車電子控制系統中所用的交直流電機、電磁閥等執行器件的工作原理和控制方法。
第三部分,在以上介紹的基礎上,著重介紹汽車變速器電控、ABS系統、動力轉向電控等汽車電子控制系統的設計方法,主要內容包括電控系統開發遵循的標準、硬件電路設計和軟件編程方法,特別強調目前汽車電子控制系統中所用的V流程開發模式。
第四部分,結合新能源汽車的熱點問題,充分發揮電氣工程及其自動化專業知識在電動汽車方面的運用。本門課與目前車輛工程專業所開設的“汽車電子技術”不同之處在于,省去了傳統以發動機作為主導的汽車動力系統控制部分,強化了電驅動系統的匹配與設計部分。該部分內容除了包含對于汽車動力系統設計方法和匹配規律的介紹外,還增加了對于電動汽車動力系統控制的一般方法介紹。
第五部分,介紹汽車電器系統,包括汽車儀表系統、燈光照明系統、電動門鎖系統、電動車窗、電動后視鏡、電動天窗、電動座椅、車載空調系統、車載音響系統、車載電視娛樂系統、車載無線通訊系統、電子導航與全球定位系統、智能交通系統和車載網絡系統等方面的內容。
第六部分是課程的最后部分,介紹汽車電子控制系統中可靠性的評價標準和一般的故障診斷方法。
以上六部分構成了我校電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”理論教學的主要內容。
在“汽車電子技術”課程的實踐教學過程中,主要有實驗和課程設計兩種方式。實驗課作為學生在校內實現理論聯系實際的一種比較有效的手段,學生通過實驗能夠加深對課程理論知識的理解,并能夠培養一定的實踐能力。我校在電氣工程及其自動化專業“汽車電子技術”實驗課的設置上,主要分為5個部分,如圖2所示。
課程設計是提高學生分析問題和解決問題能力的重要手段,它不但可以使學生加深對理論和實驗課程的理解,而且能夠使學生將所學的課程內容與相關課程綜合起來,提高了知識的應用能力。[8]“汽車電子技術”是一門實踐性很強的課程,課程設計主要結合我校電氣工程及其自動化專業平臺課的知識,以電動汽車控制系統作為設計目標,讓學生結合電力電子技術的相關知識進行設計。
二、“汽車電子技術”課程教學方法的改革
對于“汽車電子技術”課程來說,涉及到的汽車電子控制系統單靠語言描述是很難講清楚的,而通過傳統的板書教學方式,也很難清晰勾勒出汽車電子控制系統的原理和工作過程。因此本門課在授課方式上采用多媒體教學的方式,通過多媒體課件制作出的動畫及示意圖等來展示汽車電子控制系統的結構、組成及工作原理,使教學的內容直觀清晰,易于理解。
在“汽車電子技術”課程的教學過程中,除了正常的多媒體課堂教學外,還采用了現場教學結合研究性教學的授課方法。現場教學即依托我校汽車電子驅動控制與系統集成教育部工程中心的實驗平臺,使學生到工程中心參觀現場演示,并試用工程中心開發的汽車電子產品實驗樣機。這些教學手段可以使學生對汽車電子的功能及開發有更直觀的認識。除此之外,教學內容中以汽車電子產品的項目開發作為主導。例如在“汽車電子控制系統的設計”這部分內容講授時,可自始至終以工程中心開發的汽車變速器控制單元作為對象,從汽車電子產品開發的前期調研、方案論證,到中間環節的樣機開發、功能驗證,再到最后環節的樣機標定、測試等進行全方位的介紹。通過這樣的講授,學生對汽車電子的感性知識加深,在理論學習中的目的就會變得明確,清楚地認識到需要掌握的主要內容。
三、“汽車電子技術”課程考核方式
為了有效地組織教學,突出“汽車電子技術”課程的實踐性,改革了這門課程的考核方式。我校其他專業課程的考核方式大部分是以平時成績占30%,期末卷面成績占70%的比例進行綜合評定。而由于“汽車電子技術”課程面向電氣工程及其自動化專業電力電子方向的本科生,選課人數基本維持在40~60人范圍內,這樣的人數規模便于授課教師進行小范圍內的專業指導,因此在考核方式上提出了平時成績、作業成績、實驗成績、課程設計與專業論文撰寫相結合評定的方式。與其他課程不同之處還在于,其他課程安排的課程設計都是最終給定一個獨立的成績,而作為專業選修課,本門課程的課程設計成績只是最終成績的其中一部分。
目前該門課程的考核采用平時成績占10%,作業成績占10%,實驗成績占10%,課程設計占30%,專業小論文占40%的比例權重進行成績的評定。這樣做的好處是,不但能夠充分發揮本門課理論與實踐緊密結合的特點,并且可以充分激發學生的學習興趣,培養學生的團隊合作精神。
專業小論文作為考核的主要部分,在撰寫過程中,授課老師首先利用2學時的時間對學生進行科技論文撰寫的培訓,而后引導學生充分利用學校圖書館的資源,根據各自分配到的科技論文主題進行文獻的檢索;學生分成了3至4名成員一組,選擇關于汽車電子的主題項目,可建議主題為電動汽車整車控制器的設計、汽車防抱死ABS系統設計、汽車自動變速器控制系統設計等,學生也可以自己提出新的主題。給定主題一段時間以后,學生提交科技論文,并以學術會議的形式在課堂上進行交流,老師和其他同學可以自由根據報告者的內容提問,并提出意見和建議。該部分成績可以當場給出,這樣做的好處是激發學生的積極性,所給定的成績能夠實現主觀與客觀兼顧的效果,令所有同學信服。
四、結論
根據“汽車電子技術”理論與實際緊密結合的特點,結合所開設課程在電氣工程及其自動化專業的實際情況,提出了教學中課程內容優化配置,現場教學結合研究性教學的授課方法;考核上提出了平時、作業、實驗、課程設計與科技論文撰寫相結合的方式。通過這些教學改革,提高學生學習的積極性和主動性,真正能夠在有限的學時內獲得最實用的知識,增強學生的實踐能力。
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關鍵詞:電氣工程及其自動化;實踐教學體系;教學改革
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2008)05-0256-01
電氣工程及其自動化專業在我國已經有100余年的辦學歷史,是一門實踐性很強的學科,學生需進行大量的實踐活動,才能培養其動手、創新等專業綜合能力。要使學生在四年短暫的時間內,將所學理論知識轉換為實際工作能力,必須十分強調實踐能力的培養和訓練。因此,實踐教學體系至關重要,必須高度重視。
1 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系現狀
1.1 第一課堂實踐教學體系現狀
第一課堂實踐教學內容是整個實踐教學體系的基礎。在電氣工程及其自動化專業本科人才培養計劃中,課程設置注重實驗課程的比例,專業實驗有驗證性、設計性、綜合性實驗。
目前開設的課程實驗教學學分數占總學分的12%,現有兩個專業實驗室,分別是電氣控制與繼電保護實驗室、電力電子與電機拖動實驗室。所配實驗裝置配備完善、設備先進,能滿足本科課程所開設的實驗,實驗開出率達到85%。
專業實驗(實踐)教學由長期穩定的校外實習基地擔任,目前與四川省電力公司下屬的2個實訓基地簽署了校企合作協議。校外實習基地設施齊全,基本能滿足學生參觀、檢修、生產運行實習的需要。
畢業論文(設計)是培養學生應用所學的專業知識解決實際工程應用的綜合能力的一門實踐教學課程,其學分數占總學分的9%。大多數任課教師能夠根據實際工程選擇多個論文(設計)題目,基本能滿足學生的需要。
這一課堂通過理論、實踐兩種教學方式的相輔相成,培養了學生的專業基本技能。
1.2 第二課堂實踐教學體系現狀
第二課堂實踐教學內容是整個實踐教學體系的提高和有益補充部分。電氣工程及其自動化專業本科人才培養計劃中,注重開放性實驗、學生參與教師科研、學術講座、科技競賽、社會實踐活動等實踐教學活動。
電力系統繼電保護、電力電子技術等課程是電氣工程及其自動化專業學生的必修課程,為了配合課堂教學,使所學理論知識與實際緊密結合,培養學生的實際運用知識的能力,本專業對實驗室進行了合理的時間和項目上的開放式管理。將科研和專業實驗教學有機結合,提供一定的開放實驗選題,培養學生的研究興趣、科研素質和創新能力,并鼓勵學生參與教師的科研項目研究和工程實踐。
近年來,學校一直非常重視學生的實踐能力和創新能力的培養。組織學生積極參加各項科技活動,積極有效地推動學生各具特色的科技文化活動的開展;并且開展力度大,種類多,學生參與面廣;取得了顯著的效果和優異的成績,培養了學生創新精神和實踐能力。
豐富多彩的學術講座有利于培養學生的專業興趣,拓寬學生的知識面。一方面聘請校外專家和學者來校開展學術交流活動,另一方面積極在校內開展專業教師的學術研討,帶動了學生的學習興趣,獲得了學生一致好評。
顯然,第二課堂的實踐教學在第一課堂的實踐教學的基礎上培養了學生的專業綜合能力。
2 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系中存在的問題
近年來學校發展迅速,招生規模和專業數量都有了快速增長。電氣工程及其自動化專業作為新辦專業,在實踐教學體系構建上仍然處于摸索階段,存在著諸多方面的不足:
(1)實驗教學體系。
實驗是實踐教學體系的重要部分。傳統的實驗教學手段簡單,實驗教學效果不理想,達不到培養學生獨立思考和創新能力的目的;實驗項目與實際工程存在部分脫節;實驗師資隊伍建設力度不足等問題。
(2)校內外實習及實踐基地建設。
培養高級專門工程應用人才必須有良好的硬件設施和條件,也是形成應用型特色的物質基礎。
3 電氣工程及其自動化專業實踐教學體系改革思路
3.1 第一課堂實踐教學體系改革思路
為了更科學的設置實踐教學體系,在原有第一課堂實踐教學環節的基礎上進行深入研究,并結合“電氣工程及其自動化專業應用型人才培養方案改革與實踐”教改研究項目的進行,擬從實驗師資隊伍、課程體系改革、實驗體系改革等方面完善第一課堂實踐教學體系的建設。
繼續實施學校高層次人才引進辦法,在中青年實驗師資骨干、高學歷青年人才引進上有較大進展,創造條件在現有師資隊伍中培養“雙師型”骨干教師。
學校擬對課程體系進行深入研究與改革,現已啟動“電力電子課程體系的改革與實踐”教改研究項目。
實驗教學體系擬從兩個層次進行改革。第一層次為基礎理論與操作技能,培養學生的基本實驗技能和理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力。基礎課、專業基礎課和專業課實驗要改變以驗證性實驗為主的局面,逐步減少這類實驗的比例,增加設計性、綜合性實驗。第二層次為科學技術研究與創新實踐,為高年級學有余力的優秀學生提供一個綜合設計、開發研究的環境,鼓勵學生自主選題,從而培養學生的創新意識與創新能力。
3.2 第二課堂實踐教學體系改革思路
電氣工程及其自動化專業實踐教學體系在學校運行取得了一定的成績,今后除繼續鞏固已取得的成績外,擬在金工實習基地建設、校外實訓實習基地建設等方面完善第二課堂實踐教學體系的建設。
金工實習是工科類專業學生必不可少的實踐性教學環節。為了適應學科發展和社會需求,將籌建適用范圍廣的金工實習基地,滿足電氣工程及其自動化專業人才培養的需要,提高學生的實際動手能力。
在專業實習方面,與已有的擔任實踐教學任務的校外實習基地保持良好聯系的基礎上,積極尋找與電氣工程及其自動化專業實踐教學環節相符合的校外實習基地,保證完成實踐教學任務,使學生的工程實踐能力真正得到培養。
總之,在鞏固現有實踐教學體系取得的成績基礎上,按以上第一、第二課堂實踐教學體系改革思路進行改革,將會逐步建立起科學合理的實踐教學體系,提高電氣工程及其自動化專業的教學質量和在社會上的聲譽。
參考文獻
[1]有關電氣工程及其自動化專業實踐教學體系的匯報[J].成都信息工程學院控制工程系,2007.
[2]華紅艷,楚隨英.“電氣工程及其自動化”專業實踐教學改革探索[J].鄭州航空工業管理學院學報(社會科學版),2005,1.