發布時間:2023-03-17 18:01:42
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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
參考文獻:
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摘要:高職院校畢業設計是一個重要的綜合性實踐教學環節,是培養和鍛煉學生自主學習能力、實踐能力、團隊協作能力、工程實際應用能力以及創新能力的重要途徑。通過分析高職院校畢業設計現狀,結合福建船政交通職業學院機電一體化專業畢業設計教學實踐,提出高職院校機電一體化專業畢業設計環節改革方法,并進行改革效果分析。
關鍵詞:高職院校;機電一體化專業;畢業設計;教學改革
作者:曾思通
1前言
《教育部辦公廳關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知》(教高廳〔2004〕14號)指出,畢業設計實踐環節是實現培養目標的重要教學環節,在培養大學生探求真理、強化社會意識、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面具有不可替代的作用,是教育與生產勞動和社會實踐相結合的重要體現,是培養大學生的創新能力、實踐能力和創業精神的重要實踐環節。高職院校的畢業實踐教學環節有別于一般專業課程中的實驗實訓實踐教學,在實踐內容、實踐教學方式、考核方式、評價體系等各方面都沒有統一的規范和標準,因而如何實施這一實踐教學環節,歷來是各高職院校研究和探索的重點和難點。
臺灣技職教育在畢業設計特別是實務專題制作上頗有建樹。2017年,筆者赴臺進行為期33天的教學改革學習,深入了解了臺北城市科技大學畢業設計(實務專題)的設計及制作過程,觀摩了臺灣科技大學、正修科技大學等電機工程系的專題成果展;再通過對大陸相關院校的調研,以及根據自身多年從事機電一體化專業畢業設計指導的經驗,總結目前高職院校畢業教學環節存在的不足,并提出相應的教學改革和實踐方法。
2高職院校畢業設計存在的不足
以畢業論文取代畢業設計實踐環節畢業論文是為獲得學位資格而撰寫的學術性較強的研究論文,是衡量可否畢業及申請和授予相應學位的基本依據,要求在一定的研究方向內選擇論題或課題,對相應的學術問題進行研究論證[1]。針對本科教育的畢業設計(論文)并不適合于培養高素質技術技能型人才為目標的高職教育。高職院校畢業設計環節要求體現以“職業能力培養”為主線,沿用本科院校的畢業設計(論文)模式,勢必不能達到高職院校畢業設計環節的培養目標和要求。
以綜合性實驗報告或說明書作為畢業設計終結材料有些院校考慮到學生綜合能力特別是理論水平不夠,無法完成較高質量的畢業設計,于是索性放棄畢業設計環節,直接讓學生提交一份綜合性實驗報告或說明書作為畢業設計材料。這些綜合性實驗報告或說明書往往又有教材、網絡資料可查閱、參考,于是一部分學生有恃無恐,很少把精力放在畢業設計上,最終提交的材料質量往往讓人大失所望。
以下企業實習的實習報告作為畢業設計以畢業頂崗實習報告代替畢業設計的高職院校也不在少數。通過調研和下企業檢查,畢業頂崗實習也存在一定的不足,很難達到期望的效果和目標。企業鑒于自身經濟效益、管理模式以及實習學生能力的考慮,往往讓學生從事相對簡單,重復性、專業性不高的工作。在畢業頂崗實習還不盡如人意之際,簡單地讓畢業生全部以實習報告頂替畢業設計,往往導致學生為完成任務而虛構實習內容或網絡抄襲相關實習報告。
以實務專題形式開展畢業設計以實務專題的形式開展畢業設計是近年來一些高職院校采取的方式。實務專題是借鑒臺灣技職院校各學科專業普遍推行的專題制作課程,通過專題制作過程培養學生發現問題、分析問題、解決問題能力,整合應用專業知識及綜合技能,還能提升團隊合作、獨立思考、邏輯思維、論文撰寫與口頭報告等諸多能力[2]。實務專題環節主要包括:根據學生的生活、工作實際情況,收集信息、查閱資料,確定具有一定實際意義的選題;提交方案的可行性報告、實施計劃、耗材清單預算、采購方案、預期成效;按計劃開展實務專題制作;提交設計說明書、答辯PPT、視頻;展示產品的功能等。
實務專題制作相比于傳統的畢業設計(論文)具有一定的優勢,取得較好的效果,但在實施過程中也逐漸暴露一些問題。目前實務專題面臨的主要瓶頸有選題難度逐年增大、專題工作量差異大、考核標準不統一、教師指導工作量大、資金有限等。
畢業答辯流于形式通過廣泛調研,不少高職院校存在畢業答辯不規范、流于形式,畢業設計通過率百分百甚至沒有畢業答辯環節的現象。于是不少學生心存僥幸心理,簡單隨意應付畢業設計,在學生中產生不良影響。教師對于這樣的現象難以遏制,對學生越來越沒信心,最終使畢業答辯越來越流于形式,失去應有的作用。
3高職院校畢業設計理念
《教育部辦公廳關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知》(教高廳〔2004〕14號)提出,高職高專學生的畢業設計要與所學專業及崗位需求緊密結合,可以采取崗前實踐和畢業綜合訓練等形式,由學校教師與企業的專業技術人員共同指導,結合企業的生產實際選題,確定訓練內容和任務要求;時間應不少于半年;對高職高專學生要加強畢業設計環節的規范管理,加強過程監控,嚴格考核,采取評閱、答辯、實際操作等形式,檢查和驗收畢業設計成果。基于高職院校人才培養目標、高職學生的特點以及畢業設計實踐教學環節的特殊性,畢業設計實踐教學環節的基本理念有:以“職業能力培養”為主線,堅持以高職教育培養目標為依據,遵循“以應用為目的,以必需、夠用為度”的原則,以“掌握概念、強化應用、培養技能”為重點,力圖做到“降低理論要求、精選設計內容、加強基礎技能訓練、突出應用實踐”,注重學生應用能力、創新意識、創新素質的培養。
4高職院校機電一體化專業畢業設計實踐教學改革
強化畢業設計教學環節的各級管理畢業設計工作涉及學校培養目標、科研水平、教學管理、教師教學以及學生能力提升等多方面因素,在所有教學工作中占有極其重要的地位。學校應建立職責清晰的畢業設計管理體系,明確相關管理機構、系部、教研室及相關人員職責;各系部、教研室應根據自身專業特點建立畢業設計管理和實施方案,并上報相關管理機構審批。相關規章制度應包括:選題審批制度;開題報告環節,建立過程考核特別是中期檢查制度;答辯資格審查制度;答辯制度等。
將技能大賽與畢業設計結合高職院校職業技能競賽旨在培養和檢驗學生的動手實踐能力、團隊協作能力、發現問題及解決問題的能力、創新能力、安全意識等職業素養[3]。相關高職院校都在機電一體化競賽儀器設備上做了大量投入,而很多機電一體化競賽平臺在培養學生綜合職業技能、素質上可以發揮非常好的作用。
近年來,高職院校機電一體化專業省級、國家級相關的技能競賽主要有自動化生產線的安裝與調試、數控機床裝調與技術改造、機械設備的安裝與調試、工業機器人技術應用等。各院校的硬件設備都較為豐富,通過充分利用這些綜合性硬件平臺,可以為機電一體化專業學生的畢業設計提供很好的平臺。通過多年的摸索,福建船政交通職業學院通過競賽平臺開展畢業設計取得較好的效果,積累了一些經驗。下面以學院機電一體化專業利用自動化生產線的安裝與調試技能競賽平臺開展畢業設計為例,進行說明。
福建船政交通職業學院作為福建省自動化生產線實訓基地,擁有多套不同系列自動化生產線平臺。為了使學生在畢業設計過程中較為系統地應用所學機電一體化專業知識,培養和提升學生的綜合職業素養,在機電一體化專業畢業設計過程中,選擇基于自動化生產線平臺設計與實現的、學生需要完成的基本任務有:通過調研和查閱相關資料,了解自動化生產線相關背景、發展現狀、發展趨勢等;學習和掌握亞龍三菱335B自動化生產線平臺,涉及PLC技術、傳感器技術、氣液動技術、變頻器技術、組態技術和電機驅動等;根據生產實踐案例,設計基于亞龍335B平臺的仿真實踐系統,自行設計自動化生產線的工作目標和控制要求;完成工作任務細節,并展示系統功能;查閱相關技術手冊,整理歸納亞龍335B自動化生產線平臺西門子和三菱系列的區別,最后將完成的自動化生產線控制系統相關的控制器、變頻器等由三菱系統改造為西門子系列;完成畢業設計過程的設計說明書、相關視頻、答辯PPT等。
將創新融入畢業設計近年來,國家高度重視科技創新,并將創新擺在國家發展全局的核心位置[4]。在國家實施知識產權強國戰略的背景下,高職院校應越來越重視創新創意的教學與實踐。畢業設計作為高職院校完成培養目標的重要實踐教學環節,應大力提倡創新設計、創新意識,逐漸提升學校整體科技創新能力。首先應積極鼓勵和引導學生在畢業設計選題時始終貫穿創新性原則;其次是允許老題新做,追求在某些環節、機構、功能上突出變化,不斷提升專業專題設計的專業水平、創新意識和創新思維;最后要積極鼓勵學生就畢業設計中設計并完成的機電一體化產品參加相關成果展、創新創業比賽以及申請相關專利等。
以福建船政交通職業學院經濟型激光雕刻機畢業設計專題為例,該作品是機電一體化技術專業學生“機電創新專題”DIY作品。學生利用數控知識,借鑒3D打印機的相關原理,設計了激光雕刻機的機構、控制電路并編寫了控制程序。激光雕刻機設計并實現后,學生利用該作品免費給廣大師生在U盤、手機、紀念品等物品上雕刻姓名、圖案等,取得很好的影響。該作品參加了2016年海峽兩岸大學生創新創業暨兩岸教育成果展并榮獲一等獎,在學院首屆黃炎培杯創新創業大賽中獲得金獎,申請并獲授權實用新型專利。
調整畢業設計時間多數院校將畢業設計安排在第六學期,難免造成畢業設計與頂崗實習、就業的沖突。根據機電一體化專業的學期教學安排以及畢業設計的特點,對畢業設計的時間安排做了調整,主要有:
1)實行導師制,在第四學期初為學生安排畢業設計導師,并于第四學期末完成選題,匯總教研室;
2)第五學期前兩周完成開題報告;
3)第五學期期末完成實務制作,并開展中期檢查,要求學生在中期檢查前完成實物制作并展示作品功能,中期檢查成績占最終成績的60%;
4)第六學期期末完成實務專題設計說明書、答辯PPT,參加畢業答辯。
5畢業設計改革實踐成效
首先,畢業設計教學環節的改革完善了學校、系部的教學管理體系,強化了師生的質量意識。
其次,通過技能競賽與畢業設計相結合,不僅有效利用了技能競賽設備平臺,也緩解了畢業設計選題難的局面,同時活躍了學生參加技能競賽的氛圍和熱情,提升了學校技能競賽的成績。教育部公布的2017年全國職業院校技能大賽高職組的獲獎名單,福建船政交通職業學院獲獎數量達57個,位居全國第二名。
再次,學生創新能力得到培養,教師科研能力顯著提高,學校的科研創新水平得到提升。在畢業設計環節大力提倡科研、創新,培養了學生的創新能力和實踐能力,學生在相關競賽中均取得優異成績。同時,畢業設計實踐教學環節豐富了教師的實踐知識和實際工作經驗,科研能力和學術水平都得到提高。
最后,畢業設計改革提升了學生畢業設計的水平,鍛煉、培養了學生的職業素養和職業能力,也提高了企業、社會對學生和學校的認可度。
參考文獻
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關鍵詞:自動化專業;實踐教學體系;構建
0 引言
高等學校自動化專業教學指導分委員會將自動化學科專業分為“研究主導型”本科自動化專業、“工程研究應用型”本科自動化專業、“應用技術主導型”本科自動化專業和“技術技能型”專科自動化專業。而“應用技術主導型”本科自動化專業分布在地方非重點院校和新升本院校,相對于理論教學而言,實踐教學是教學過程中最薄弱的環節。實踐教學是整個教學體系中重要的組成部分,是“應用技術主導型”本科自動化專業教育中不可缺少的重要環節。
要改革人才培養模式,提高人才培養質量,增強畢業生的適應能力,教學內容和課程體系的改革是當前高等教育教學改革的重點和難點,通過對課程體系的整體優化來培養出“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力”的創新人才,是高校所面臨的一個重大理論和實踐課題。高校要發展,必須以人才培養質量為生命線,而實踐教學環節是影響當前高校人才培養質量的最突出的環節。因此,構建實踐教學體系是高等院校教學基礎建設的重點。實踐教學體系建設的核心內容包括:系統科學的實踐教學模塊構建、內外結合的實踐教學基地建設、實踐教學教師隊伍建設等等。
近年來,我校在切實加強實踐教學體系建設方面進行了積極有益的探索與實踐,效果明顯。本文結合我校自動化專業教學內容和課程體系的整體優化,就實踐教學環節進行了闡述。
1、構建科學合理的實踐教學體系
根據自動化專業的培養目標,對實踐教學環節作精心梳理和研究,使各個實踐環節和相應的理論教學密切銜接。以培養學生實踐能力和創新能力為目標,遵循實踐教學先基礎后應用、四年實踐連成線的原則,加大實踐教學的比例,增加集中實踐周數,構建各個環節優化組合的新體系,實現實踐教學的層次化。實踐教學體系如圖1所示。
1.1入門層。入門層大學物理實驗是學生進入大學后接受系統實驗方法和實驗技能訓練的開端,是對學生進行科學實驗基本訓練的重要基礎,在激發學生的想象力、創造力,培養和提高學生獨立開展科學研究工作素質和能力方面具有重要的奠基作用。電工電子實訓安排在大學一年級結束后,在學生還沒有學習專業技術基礎課電工、電子技術前進行。通過有趣的且貼近生活的“電工電子實訓”項目,如家用電器安裝;簡易電子產品焊接、制作及安裝調試;計算機組裝(DIY);繼電控制柜裝配等項目,建立對電工、電子元器件、工藝流程、電器設備、電子儀器等的初步認識,激發學生學習電子電路工作原理、設計技巧的熱情,熱愛所學的專業,對后續技術基礎課和專業課學習有很強的促進作用。
1.2基礎層。基礎層以獨立設課的教學形式學習電路和電子技術,完成系列電工實驗、電子技術實驗。該層次要求學生理論聯系實際,完成嚴格的電工、電子實驗技能訓練。該層次中增加設計型、綜合型實驗內容的比例,有利于培養學生的分析問題解決問題的能力、創新能力,為后續拓展層的實驗教學打下堅實的理論和實踐基礎。
基礎層的基本要求是:培養學生基本工程素質、基本實驗技能和分析問題解決問題的能力。
1.3拓展層。拓展層是學生試驗和小型設計環節的核心層。學生要完成嚴格的專業課程的實驗技能訓練和設計能力鍛煉。
本層實驗系列主要包括:過程控制系統系列實驗、、計算機應用技術系列實驗。
過程控制系統系列實驗完成《自動檢測與儀表》、《過程控制工程》、《計算機控制技術》、《現場總線》、《自動控制系統》、《工業計算機網絡》和《自動化綜合實訓》等主干課程和教學環節的基本課程實驗和綜合實驗。
控制技術系列實驗完成電機與拖動實驗、電氣控制實驗、電力電子實驗、自動控制原理實驗、交流變頻調速實驗、檢測技術實驗、計算機控制技術實驗等。
計算機應用技術系列實驗完成單片機原理與應用實驗、嵌入式系統實驗、EDA實驗、DSP實驗、微機原理與應用實驗、程序設計實驗等等。
各課程的實驗內容可分為基本型、設計型、綜合型三種類型的實驗,可以有機組合,滿足實驗學時增加和設計型、綜合型實驗比例增加的要求。
本層課程設計系列主要包括電子技術課程設計(小型電子系統、電子產品的設計與制作)、PLC綜合設計、自動化技術綜合實訓、微機控制課程設計、控制系統課程設計、過程控制課程設計等。
拓展層的基本要求是:掌握扎實的專業實驗技能,具有系統分析、設計、應用的能力,特別是綜合運用所學知識的能力和創新能力,強調自主學習、自主實驗。
1.4提高層。提高層是學生綜合運用所學知識進行設計開發、技術應用研究的高層次實踐教學環節。包括開放性設計項目、畢業實習、畢業設計,也包括學生課外科技活動,全國電子設計大賽的培訓、參賽科技制作的實驗研究等。
提高層基本要求:自主設計、設計實驗、自主研究,培養學生的創新精神和創新能力,增強學生的工程設計和綜合應用素質。
2、結語
自動化實踐教學體系的建設是一項復雜的系統工程。隨著自動化專業教學改革的進一步深入,自動化實驗室的建設也在逐步前進。經過幾年來的實踐,培養了學生的實踐能力、實踐技能和創新能力,培養了學生的工程意識和創新精神,全面提高人才培養質量。有一批學生參加全國大學生電子設計競賽活動且獲獎,多位教師指導的畢業論文獲湖北省優秀學士學位論文。電子技術協會獲“全國高校甲等A級優秀社團”、湖北省大學生“優秀社團”榮譽稱號。雖然我們已取得了一些階段性的成果,但和我們制定的建設目標還有不小的差距,仍然需要不斷總結經驗,勇于進行新的探索和實踐,才能圓滿完成自動化實踐教學體系的建設任務。
參考文獻
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關鍵詞:教學實驗實習實踐應用
基金項目:國家級特色專業資助 XM1119
[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] A[文章編號]
加強理論基礎知識的學習、加強實驗研究能力的培養、加強實踐經驗的積累,培養理論與實踐經驗相結合的應用型復合人才是全國各高校共同關注的焦點[1]。注重理論課程學習、實驗操作訓練以及工廠實習實踐三方面結合,讓本科生對所學知識,在理論理解的基礎上通過對實物進行操作來對其工作原理獲得更加深刻的認識。錢學森先生說過,理論、實驗和計算是現代科學技術的三大支柱。而我們還將通過提供學生在工廠實習鍛煉的這種課內外結合的機會,來培養他們的綜合能力,增強對現代科學技術的掌握。以學生為本、傳授知識、培養能力、提高素質、協調發展教學、實驗、實習等階段,構建有利于培養學生實踐能力和創新能力的教學體系。
在規劃過程中,堅持凝煉精品課程、創建學科特色優勢、建設一流水平實驗室、積極拓展與國內外高校及企業的合作交流。要求教學理念與改革思路[2]、教學體系與教學內容、教學方法與教學手段、教學成果與教學效果、實驗隊伍建設與規劃、儀器設備與操作、管理體制與機制、實踐場所與能力培養等諸多方面能協調發展,且在某一方面或幾方面具有自己的特色。并使其與學科特色或實際應用特色等緊密相連。
1. 理論、實驗、實習實踐相結合
首先,理論知識的學習一定要貫穿于大學四年當中,通過方方面面進行灌輸,例如專業課、專選課、公共選修課,甚至講座、競賽等等形式,循序漸進、由淺入深;其次,理論知識的學習與實驗課操作、社會實習實踐要緊密聯系。課堂是傳播知識的最佳場所,而實驗室是立體的、更加形象的獲取知識的場所,建設一流的專業和學科都離不開一流的教學手段與實驗平臺;同時還要走進車間、工廠等,經過實際鍛煉加強學生對所學知識的深層次理解和掌握。在介紹基本理論的同時強調相應學科專業背景和基本概念,結合實際生活和工程中的例子來提出問題,通過實驗操作來驗證,最后經過實習實踐鍛煉進一步加深認識[2]。這樣,原本可能枯燥的理論學習變得生動有趣,也使同學們仿佛重溫一次前輩科學家們從實驗出發建立科學理論的過程,在學習知識的同時培養了發現問題、分析問題、解決問題的能力。反過來,在實驗教學或實習過程中,也引導同學們進行機理探討,將觀測到的現象、規律上升到理論高度。一所高等學校的課堂教學水平、實驗室建設水平以及社會實踐水平,已不僅僅是高等學校辦學實力的象征,也是決定學校人才培養質量的重要因素之一,是教學水平、科研水平和管理水平的綜合體現,更是學校可持續發展的重要資源與支撐,在培養高素質人才、出高水平成果、提供優質服務等方面已經和正在發揮不可或缺的作用。
2. 計算機模擬作為輔助
其次,部分專業經過理論課程、實驗課程講授之后,還可通過利用計算機來豐富教學過程。通過改革原有理論教學課程、設置新型實驗課程增加新型實踐教學環節、創建新的教學模式、構建網絡管理與計算機模擬等方式,構建以學生自主學習為中心的教學模式,全面實現因材施教立體化、多層次的教學體系。在一部分教學中設計并應用了虛擬教學軟件、計算機模擬軟件等作為教學的補充和輔助工具。掌握理論知識的基礎上,運用計算機模擬和實際實驗操作相互配合提高了教學效率和教學效果,為發展學生的科學想象力和創造力提供了更為廣闊的空間,促進了學生對問題的思考和掌握。
3. 積極參與科技創新競賽
再次,我們著眼于學生自主知識創新、意識與能力的培養,課內理論、實驗與課外研究的結合,規定學習內容與科技競賽活動、科技項目和實踐相銜接,為學生自主設計、自主進行科研創新創造條件。對于感興趣并想通過科技創新競賽來提高自己的學生,相應的提供了自主發揮的機會。這樣,學生的科技想象力得到了發揮,科技創新的潛力與激情得到開發與培養。每年都有一批有特色的學生科技制作和設計在全國大學生創新競賽、電力杯競賽等中獲獎。學生自主設計創新實驗目前正在擴大,漸漸面向所有感興趣的同學,并且通過賽前的動員與方案征集,賽后的評獎觀摩,營造了整體的科技創新氛圍,提高了全體同學的科學素養和創新能力。與此同時,結合大學生科研訓練計劃、優秀生培養等措施[3,4],建立該平臺面向本科生開放的機制,營造本科生、研究生共享的高端實驗硬件平臺。
4. 科學研究小論文的作用
最后,重視課堂交流與溝通,重視實際操作中的難題與解決能力,提倡對理論、實踐過程及內容進行總結,鼓勵寫科技創新感想、科學研究小論文等,根據不同情況進行綜合考核。學生在寫創新感想、研究小論文的過程中,會對自己親自參加過的科技制作進行一個整體、全面的總結,并且也是一個從頭至尾進行思考的過程。在這個過程中不僅會更深層次的理解自己的創作,還可能會發現一些新的創新點或者需要改進的地方,無疑對于學生是一次真正的進步,而不是做完科技創新作品就相當于完成了任務,還需要重新思考、理順整個思路。與此同時,還可以閱讀一些其他的科研小論文,來增強、擴展自己的思維能力。因此,除參考考試成績、平時作業、回答問題情況、動手能力等考核依據之外,對利用實驗實踐課程知識參與科技制作和競賽的學生采用加權評分,對提交或發表科技創新感想、科研小論文的學生根據實際情況進行加分等。
5. 相關專業的結合
在華北電力大學可再生能源學院,以太陽能工程為主的能源工程及自動化專業是理論與實際相結合的一門學科。通過講授各種太陽能光伏材料、光伏發電的基本理論知識,開設光伏材料制備、測試等操作實驗,最后通過認識實習、金工實習、畢業實踐等環節培養應用型人才,培養社會主義建設需要的基礎扎實、知識面寬,具有較強實踐能力和良好發展潛力的高級專門人才。學生畢業后能夠從事太陽能光伏發電系統的設計、規劃、制造、施工及運行管理;太陽能電站/廠的規劃、設計、施工、運行與維護;光伏系統集成產業的技術與管理工作;太陽能發電項目投資等太陽能發電專業的技術與管理工作,并能從事其它相關領域的專門技術工作。通過理論課及基礎實驗課,訓練學生正確掌握各種光伏材料分析測試的基本方法和基本技能,掌握光伏材料的電學、吸收和發光等基本特性的分析方法,掌握光伏材料的基本性質,靈活運用所學理論知識解釋實驗現象和實踐中遇到的問題。通過組織實習、工廠實踐,印證并加深理解所學的理論知識,培養學生駕馭實驗、設計和創新實驗的能力,熏陶學生的學習自覺性以及科研意識和團隊精神,養成學生良好的學習風氣、實驗實踐習慣和嚴謹的科學態度。理論學習之外,營造一個全方位、多功能、生動、開放的觀摩、實習環境,供學生方便、快捷的了解和掌握光伏材料制備及光伏發電技術的基本方法、基本操作技能和基本原理等基礎知識,逐步培養學生良好的創新思維、實踐能力和嚴謹的科學態度。同時也注重引導學生將實驗中所獲得的感性認識與所學理論知識聯系起來,初步培養學生選擇和配套儀器進行實驗研究工作的能力、獨立分析問題及解決問題的能力,并且進一步培養學生對這門學科的興趣,形成以實驗、實踐支持教學、帶動教學,保持內容的先進性,構建科學的教學體系。
能源工程及自動化專業堅持太陽能光伏發電的時代性和綜合性的特點,將理論教學方向與國家能源需求與社會經濟發展需求相結合,繼續推動理論教學改革,完善現有理論教學體系,使其更能與時展相適應。與此同時,將繼續加大對實驗教學及其條件的投入,加強實驗中心的軟硬件設施建設,與更多著名企業合作,擴充、新建實驗室,對現有設備、軟件進行補充。并且還要加快信息化的步伐,完善計算機仿真及模擬等技術平臺,增加計算機在知識學習中所能起到的作用,向智能化方向發展。不僅如此,也在積極研究國內外知名大學理論、實驗、實踐教學的特色,積極借鑒國內兄弟院校和國外著名高校教學理念和管理經驗,積極參加國內外教學研討會,開展與國外知名大學的教學交流活動。能源工程及自動化專業還有一支穩定、高素質的教學教師隊伍。高素質、高水平的教師和技術人員是開展綜合性、設計性和創新性教學工作的關鍵。按照華北電力大學提出的“博士化、工程化、國際化”師資隊伍建設理念,打通理論教學、實驗教學、實驗技術人員的界限,培育現有師資、有計劃地引進部分年輕教師,逐步形成經過工程化訓練、了解國內外知名高校先進教學模式的、年齡結構合理的教師隊伍,形成教學、科研、實驗、實踐等方面有機結合的高水平教學科研團隊。
6. 小結
綜上所述,通過將理論教學、實驗操作、計算機模擬、實習鍛煉、創新競賽等環節緊密結合,培養基礎理論扎實、知識面寬、實驗實踐能力強、綜合素質高、發展潛力大、具有較強科技創新能力和良好科研發展潛力的復合型人才。與此同時,結合華北電力大學可再生能源學院能源工程及自動化專業的優勢,培養高級光伏發電技術與管理人才以及具有國際競爭力的創新型專業人才,為中國光伏發電產、學、研機構和政府管理部門提供領軍人才和重要學術骨干,為國際光伏發電行業提供高水平光伏發電技術與管理人才。
參考文獻
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[論文摘要]檔案資源是國家信息資源的重要組成部分,檔案信息自動化系統是一項需要運用多種學科知識,多專業配合,多部門合作,多環節配套的系統工程。在文化創意產業的歷史新時期,檔案信息管理的創新是十分必要的。
我國已進入文化創意歷史時期,檔案信息管理創新對于文化創意有著重要的基礎作用和助推作用。
檔案資源是國家信息資源的重要組成部分,如何利用現代信息技術,特別是數字化網絡技術,實現文化創意實現深層次開發,是國家信息化建設給檔案行業所提出的新課題。因此,加快檔案信息系統化建設和管理就成為擺在我們面前的當務之急。
一、檔案信息化是文化創意的基礎
信息化包括六大要素,即信息資源、信息網絡、信息技術應用、信息產業、人才培養及信息政策法規。從這個意義上說,檔案信息化就是指檔案信息數字化、網絡化和自動化,從這個意義上說,檔案信息化就是指檔案信息數字化、網絡化和自動化,即在檔案收集、整理、編目、檢索和利用等各方面通過廣泛應用現代信息技術,全面開發檔案信息資源,加快實現檔案管理現代化的進程。承擔著人類“記憶”功能的各類檔案,是政治、經濟、文化等各項社會活動的原始記錄,是知識的積淀、智慧的結晶的階梯。它根植于人類社會的方方面面,產生于政府行政、軍事指揮、經濟籌劃、生產建設、社會治理、科技文教等各項活動。無論文化創意多么富有含金量和創新性,沒有這些學習資源的積累,再有能力創意與策劃者都是無源之水、無本之木。所謂長期積累,偶然得之,就是如此。
檔案信息內容的廣泛、多樣、豐富和本源性、回溯性和連續性等特征,在文化創意的思維活動中有著獨到的作用。檔案翔實地記錄著不同的歷史時期對社會具有保存價值的事實或數據、經驗或教訓、科技發明或理論構想,構成信息社會政治、經濟、科技、文教等活動賴以繼承、發展和創新的知識背景。它,與電臺、電視臺、報社、出版社、情報所、圖書館等各種信息生產、貯存、傳播的單位一樣,是知識經濟時代不可缺少的、十分重要的信息源單位,具有特殊的戰略價值。
我國即將迎來文化創意產業的期,加快檔案信息系統化建設和管理,對于文化創意不僅具有基礎性的支撐作用,同時,還具有創新意義。
二、檔案信息資源管理創新是文化創新的需要
總書記在黨的十七大報告中,提出了推動文化大發展、大繁榮的嶄新課題,意義重大,令全國人民振奮,令世界華人鼓舞。十七大政治報告用了相當的篇幅論述文化發展問題。“文化軟實力”、“文化創造活力”、“文化生產力”、“文化產業群”等新名詞頻頻閃現。報告提出,弘揚中華文化,建設中華民族共有精神家園是當今社會的一大主題。世界已經進入文化產業時代。以十七大為標志,我國已進入了文化創意產業這一新的歷史時期。文化創意產業已經成為我國支柱性產業之一,為了使文化創意產業更好的發展,迫切需要相應的理論跟進和指導,文化創意的特征和規律的研究具有理論價值和實踐價值。為了更好地為文化創意產業服務,我們有必要加強文化創意產業的基礎理論建設,也就是說,作為文化創意基礎建設的重要組成部分的檔案信息創新,也將有提到議事日程。
創意產業是以文化發展經濟為理念的,依靠的是文化資源優勢,使人文資源和文化優勢成為新的經濟增長點。文化是發展創意產業的靈魂。離開文化,創意產業如同沒有靈魂的軀殼。文化創意是對文化資源創造性的開發和利用,是文化對經濟社會發展滲透力、影響力的挖掘和拓展。高校既是培養高素質人才的重要基地,也是先進文化的創新基地和重要輻射源。高校作為社會文化、科學的中心,既是人類文化集中傳播的地方,也是新文化的誕生地。圖書館、檔案館等均為創意活動提供了良好的基礎平臺。
另外,文化創意產業歷史時期,歷史地把包括檔案信息資源在內的與信息業相關的行業、部門置于基礎的戰略地位,為帶動行業素質的提高和行業整體水平的全面進步,必然賦予檔案行政管理工作創新的任務和職責,檔案工作由于在文化創意歷史時期的新的使命,檔案信息工作的創新任務就凸現出來了。
三、為文化創意產業提供優質的信息資源的對策
現代社會在信息資源開發的廣度和深度、時間與空間上帶來規模化效益。因此,文化創意,無疑給傳統的信息行業帶來了全新的視角,檔案、圖書及其他文獻的存在形式和傳播方式,導致信息行業必須為文化創意提供準確、新穎的優質信息資源。
從目前的情況看,網上信息是檔案行政部門管理、指導、監督工作的“盲區”和“真空地帶”。從檔案信息資源為文化創意產業服務的要求出發,檔案行政部門應盡快行使對網上檔案信息管理的職能,加快建立檔案信息資源網,實施對網上信息資源的創新,用以適應時代的需要。
要加快實現檔案信息自動化系統和標準化、規范化建設。目前,主要矛盾不是硬件設備的缺乏,而是硬件的功能并沒有充分發揮。隨著文化創意產業的蓬勃發展,檔案信息自動化的內涵包括檔案工作的各個方面和各個環節,檔案業務要規范,檔案標準要建立健全和真正實施。并且一定要創新。檔案標準和規范本身也是一個系統工程,要推進檔案自動化建設的創新,必須抓好檔案標準化、規范化,掌握好兩者相輔相成、互相促進的辯證關系。
創意產業是科技與文化相結合的新興產業。它迎合了一個重要的全球趨勢,即經濟與科技、文化的一體化。進一步說,經濟的、文化的、知識的、信息的、科技的乃至心理的因素在創意產業發展中越來越具有主導性、決定性的作用。它需要文化創意的碰撞、科學方法的推動、高新技術的支撐和數字文化的融會。所以,檔案信息工作必須為之提供優質的信息資源。
【關鍵詞】智能化技術,電氣工程,自動化,應用探討
中圖分類號: F406 文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
智能技術理論是開發、研究如何延伸、模擬人的智能的理論。作為新興的計算機科學的一個分支,人工智能技術解釋了智能的實質,并在此基礎上生產出一種與人類智能有相類似反應的智能機器。人工智能的研究主要包括:圖像識別、語言識別、機器人、專家系統和自然語言處理等系統。電氣工程主要是研究和電氣工程有關的自動控制、系統運行、信息處理、電子電氣技術、研制開發、信息處理和計算機與電子應用等領域。
二、人工智能控制器的優點
人工智能相對而言具有十分明顯的優點,但是,需要針對人工智能控制的不同類型而進行分析探討。比如,一些人工的智能器,例如模糊神經,遺傳算法等總體而言,都是一種類型,屬于非線形類型的函數近似器,在實際操作過程中,通過使用這樣一種分類,對于總體的了解和加深對總體的認識是十分有利的,同時也有助于促進對一些控制策略的綜合開發和利用。相對而言,上面所講述的一些人工智能的函數類型近似器相對于傳統的函數估計器而言,具有其獨特的優勢,主要表現在,在現實中很多的情況下,想要比較精確的掌握好控制對象的一些動態方程式一件很困難的事情,其過程也很復雜,在這種情況下,當控制器在對一些實際要控制對象的模型時候,會產生很多的不確定因素,這便很大程度的讓設計過程中變得更為復雜,比如遇到非線性,參數的變化等,這些都是一些比較難以掌握的數據,而人工智能控制器在進行這些設計時候,一般都不需要這些控制對象的模型,只是依據這些控制對象的下降時間和響應的時間差異,人工智能控制器就能夠適當的調整自身的性能。
三、電氣自動化智能控制系統在電氣工程中的設計理念
1.利用集中監控式設計理念。在電氣自動化工程中,使用集中化的監控途徑具有比較大的優勢,主要表現在,首先是其維護和運行起來比較簡單,其次,是受到控制站的要求相對較低,同時,相對而言,在進行系統設計時候,要相對簡單一些。利用這種方式時候,很大程度上實現了集中化,將系統各個分項的功能都放到一個處理器上進行運行處理,雖然相對而言要集中了很多,但是也一定程度上加重了處理器的負擔,處理器的運行速度也一定程度上會受到影響。通過筆者多年的相關工作經驗了解到,當一些電氣設備從運行進入到監控狀態時候,伴隨著監控對象的逐漸增加,我們發現,主機的冗余將會逐漸下降,電纜的數量也隨之不斷增加,這就一定程度的使得投資的成本也隨之增加了。在此過程中,一些長距離的電纜也使得系統的可靠性受到了影響。由于隔離閘刀上面的一些操作閉鎖以及一些斷路器的聯鎖一般而言都是采取的是硬接線,同時,很多情況下,隔離閘刀上面的輔助接點有時候難以到位,當這種情況發生時候,電氣工程中的很多電氣設備都將會無法操作。相比而言,這種二次接線的方式是比較麻煩的,很容易發生一些操作失誤,因此,集中式的監控方式在電氣工程中應用時相對比較廣泛的。
2. 利用遠程監控式設計理念在電氣工程中的應用
相對而言,遠程的監控方式在整個電氣自動化工程中具有比較大的優勢,主要體現在,它可以節省大量電纜的增加數,同時,還能夠一定程度上節約很多的安裝費用,也能夠節約很多的材料成本,這只是其在成本和費用上的優勢,其次,相比而言,這種方式還是擁有著組態靈活的強大優勢,有著十分高的可靠性,因此,受到了比較廣泛的應用,但是,這種方式也存在著其局限性,主要表現在,電氣工程中,各種施工的現場總線的通訊速度相對而言是比較緩慢的,加強一些電氣工程中通訊量很大,因此,遠程的監控方式一般而言都比較廣泛的運用于電氣工程中一些相對而言較小的系統監控,而一些面對全長的電氣自動化系統監控則不太適合使用這種方式。
3.利用現場總線監控式設計理念在電氣工程中的應用
現場總線監控可以使系統設計有針對性,對于不同的間隔采用不同的功能,這樣就可以根據間隔的情況來設計。采用這種監控方式除了這些優點外還具有遠程監控方式的優點,同時還可以在隔離設備、模擬量、端子柜等等方面上也有少量的減少,而且電氣智能設備是就地安裝的,與監控系統是通過通訊設備連接的,可以節省了電纜的大量運用,還節約了過多的投資和安裝維護上的工作量,進而減少了成本。
四、智能化技術在電氣工程自動化中的應用探討
1.電氣工程中電網調度的自動化
將電氣自動化技術應用在電氣工程中有著很重要的作用,主要就是能過實現實時評估電力系統的運行狀態,并根據所積累的數據來對電力負荷進行預測,故而在此基礎上將發電控制和經濟調度實現自動化,但是這樣的一個要求只有在省級以上的電網才給予要求。電力系統在運行的過程中要實現實時的進行數據上的采集和處理,并根據數據進行監控,且在數據支持的情況下對電網的運行狀態和安全進行掌握,使其能夠很好的適應現代電力市場的運營需求。
2. 電氣工程中發電廠分散測控系統
電氣工程中發電廠分散測控系統在實際的應用過程中一般采用的是分層分布的結構,其組成是由以太網、遠行人員工作站、過程控制單元以及高速數據通訊網等等方面。而這里說的遠程控制單元就是由只能做輸入和輸出的模件與可冗余配置上的主控模件一起共同組合而成,且主控模件又是通過冗余智能上的輸入與輸出和總線上的輸入與輸出來進行通訊的。其中過程控制單元是可以直接用于生產運行過程中的,并且直接接受熱電偶、熱電阻、開關量和現場變送器等等設備上的信號,還可以再運算完成以后在對設備的運行狀態和參數來進行實時的打印、顯示和信號的輸出,以此來直接驅動其執行機構,最終實現電氣自動化在電氣工程中的生產運行過程的聯鎖保護、控制和檢測等方面的功能。
3.電氣工程中變電站的自動化
電氣工程中的變電站應用的是自動化技術,其主要的目的在于取代人工操作、人工監視和電話通訊,并根據相應的情況來加強對變電站的監控能力,并且還可以實現在變電站上運行的水平和效率都有所提高。這也就是說,變電站中應用自動化技術就是為了全方位的,多層次的來監視變電站各種電氣設備的運行狀況,完成有效地控制。該自動化的特點有:以全微機化的設備來代替以前使用的電磁裝置,并實現計算機屏幕化操作上的監視,在數據傳輸過程中實現自動化運行的管理和統計記錄,是利用計算機電纜來代替電力信號的電纜來實現的。
五、結束語
智能化技術是先進科學技術成果的結合體,對電氣工程自動化的控制具有十分重要的意義,在電氣工程施工過程中,要加大對智能化技術的應用和推廣,如此,可以更好的促進我國電氣工程的快速健康發展。
參考文獻:
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關鍵詞:自動化生產線;教學方法;電機與電氣控制;PLC;課程設計
中圖分類號:G712文獻標識碼:B文章編號:1006-5962(2013)02-0027-02
高職機電一體化專業課程設置的培養目標是:面向工業企業生產現場,電氣控制系統制造公司、機電設備制造公司、機電設備、電氣設備、工控設備制造公司或公司、科技開發公司,培養適應社會需要,全面發展,適應本專業相對應職業崗位的高等技術應用性專門人才,主要崗位群定位是自動化設備安裝員、自動化設備調試員、中高級維修電工等,本專業有五個主干學科:電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程,都是為了崗位需要設置的專業知識。其中《自動化生產線安裝與調試》作為一門核心專業課在第四學期進行了貫穿和綜合。
1自動化生產線的課程設置
機電一體化專業人才培養能力有:識圖繪圖能力、機電安裝調試維修能力、電控系統調試檢修能力、自動線調試維護能力、機電設備管理能力及機電產品營銷能力等。《自動化生產線安裝與調試》前序課程有PLC技術、傳感器技術、電機與控制,后序課程有機床維修等。在我們所要實現的教學目標中知識目標涉及到:機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規程;能力目標有:對已安裝的機械手機械部件進行測量;對機械手的氣路進行基本調試;根據故障現象判斷故障部位;檢查分析、找到故障點并分析解決故障;遵守安全操作規程;素質目標有嚴謹的職業態度、規范的操作習慣、創新精神、團結協作精神、自主學習精神及溝通能力。
此核心課程以項目驅動教學開展課程教學,提升學生的職業能力,以具體自動化生產線為載體,融合認知、安裝、調試和檢測等內容,實現教、學、做、評一體化教學,突出課程的職業性、實踐性和開放性。以學生為主體,采取多樣化教學方法。以自動化設備改造為工作過程,涉及電路圖分析、電氣圖設計、程序設計、設備組裝、設備運行調試、設備檢測、設備維護等行動領域,設置六個學習情境:零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調試,分成20個任務。
項目一:供料站的安裝,有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務;項目二:加工站的安裝,設計任務有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務;項目三:裝配站的安裝,設計任務有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務;項目四 :分揀站的安裝,設計任務有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務;項目五:輸送站的安裝,設計任務有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務;項目六:整體運行調試,有PLC控制網絡構建、程序編寫、綜合調試三個任務。
2自動化生產線的教學方法與評價設計
2.1教學方法。
(1)講授法:講解項目任務,傳授項目任務相關的知識點,針對學生實施過程中出現的不足進行知識點的說明。
(2)現場教學法:在符合生產要求的工作環境中進行操作技能和維修應用能力實踐,提高職業氛圍,在工作過程中提升學生的職業道德、職業素養和崗位適應能力。
(3)任務驅動法:將教學過程融入項目任務中,讓學生自主討論分析實施,學生在工作過程中得到知識。
(4)小組討論法:學生每六~八人為一個小組,小組討論分析,討論解決,分工協作完成項目任務。
六步教學實施:明確任務、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結分析。老師交代目標,注意觀察和記錄小組對現象分析情況,解答學生提出的問題,對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導,讓學生自行摸索,在后期對學生可能會引起事故或損壞設備和工具的異常操作給予糾正,最后老師組織小組進行故障排除工作匯報,互評,并對每組進行考核評價,再引導學生自行總結。
2.2評價設計。
課程采用過程考核與期終考核相結合、企業考核與校內項目考核相結合、教師考核與學生考核相結合的多元化考核方式,利于理論聯系實際,有利于學生的學習創新和思考,更督促他們到實際中去發現和改進,去尋找合適自己的項目和課題。
課程考核為:校內項目,企業,綜合實訓三大類。當堂課的考核有:教師考核、小組互評、小組自評;教師考核內容為五項:任務分析情況,實施方案制定,任務完成質量、分工協作精神、故障檢測手段、安全操作規范、小組總結。
和很多專業課一樣,多種教學方法和全面的評價方案,有效保證了教學效果。
3相關課教學
3.1電機與電氣控制的教學。
本課程以發電機為主題,以工作任務為導向,以工廠實用型電氣控制系統設計、安裝、調試與維護情景教學為主線貫穿全課程,用實物進行直觀性教學,使學生感性認識強,理性認識夠。
典型的教學任務有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉控制、三相異步電動機延時啟動控制(或三相異步電動機Y-降壓啟動)、機械手控制等。
課程特色是學生充分利用所學知識、網絡資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設計”。任務書要求能夠根據功能要求選擇個元器件的類型及其型號;了解個元器件的工作原理和使用方法;把各元器件連接起來實現本課程設計的要求。設計內容和要求:兩臺電動機都存在重載啟動的可能,任何一級傳送帶停止工作時,其他傳送帶都必須停止工作,控制線路有必要的保護環節,有故障報警裝置。課程設計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設計、設計目的、控制要求、設計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設計、 控制電路原理圖的設計、重載保護電路設計、欠壓保護電路設計、總結。
3.2PLC教學。
PLC是可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)的簡稱,早期是一種開關邏輯控制裝置,隨著計算機技術和通信技術的發展,其控制核心采用微處理器,功能有了極大擴展,除了最廣泛的取代傳統的繼電器-接觸器控制的開關量邏輯控制外,還有過程控制,數據處理,通信聯網與顯示打印,PLC接口采用光電隔離,實現了PLC的內部電路與外部電路的電氣隔離,減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語言:
(1)順序功能圖(SFC)。
順序功能圖常用來編制順序控制類程序,包含步、動作、轉換三個要素。順序功能編程法是將一個復雜的控制過程分解為小的工作狀態,這些狀態按順序連接組合成整體的控制程序。
(2)梯形圖(LD)。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式,是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變而來的,形象、直觀、實用,電氣技術人員容易接受,要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號,是目前用得最多的一種PLC編程語言。
(3)功能塊圖(FBD)。
功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言,與數字電路中的邏輯圖一樣,極易表現條件與結果之間的邏輯功能。
(4)指令表(IL)。
采用經濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表,使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀,其中的邏輯關系很難一眼看出,所以在設計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器,必須將梯形圖轉換成指令表后再寫入PLC,在用戶程序存儲器中,指令按步序號順序排列。
(5)結構文本(ST)是文字語言。
編程語言的學習是PLC教學的一項重要內容,中間加以不同的應用實例:順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理,使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉控制電路、鉆床刀架運動控制系統的設計,LED數碼管顯示設計,還經常根據繼電器電路圖設計梯形圖。
增加的學習情境還常有如下任務:洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統計、競賽搶答器裝置設計、彩燈或噴泉PLC控制;尋找數組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機。
單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統、移動電話、彩電等日常方面,在智能儀器儀表、工業控制、家用電器、計算機網絡和通信領域、醫用設備領域、工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領域也都有廣泛應用。
數據大都在單片機內部傳送,運行速度快,抗干擾能力強,可靠性高,微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學內容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結構、典型語句,以實例應用為線索:單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。
教學采用ISP-4單片機實驗開發板,可以完成大量的單片機學習、開發實驗,對學習單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機,有程序下載功能,可將編輯、編譯、調試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。
3.4變頻器技術及應用。
變頻技術讓學生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數、驅動電路與保護技術;掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應用范圍;掌握脈寬調制控制、矢量控制和直接轉矩控制等先進技術;了解變頻器與感應電動機組成變頻調速系統、變頻器與雙饋電機組成調速系統、變頻器與同步電動機組成變頻調速系統,掌握電力電子電機系統的組成、工作原理、控制方法、運行特性等,是強電應用和現代技術推廣的有力體現。
3.5傳感器與自動檢測技術。
傳感器技術代替人的感觀,在各種環境下應用,檢測技術是一套有效的反應體系,包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結構、性能,并能正確選用,了解傳感器的基本概念和自動檢測系統的組成,對常用檢測系統有相應的分析與維護能力。對工業生產過程中主要工藝參數的測量能提出合理的檢測方案,能正確選用傳感器及測量轉換電路組成實用檢測系統的初步能力。
教學過程進行小論文制作,讓學生提高計算機應用水平,使學生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設計、電熨斗自動恒溫系統、電渦流探傷、電感測厚儀等。
4畢業論文指導分析
畢業論文專業聯系實際,通常小型自動化系統以單片機為主,大型自動化生產線以PLC為主,系統運行動力離不開電機,觀察離不開傳感器,調速可用變頻器,綜合所學,學生的論文涉及廣泛,有效教學可對應從如下方面側重指導。
4.1立意選題。
根據實際和研究方向做好側重和體現,如“觸摸屏控制的堿液配置系統”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統”的系統性和方向性,“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統”的檢測指標要求等。
4.2材料整合。
在任務要求明確的基礎上,首先確定相關技術指標,對應查找并列出論文結構,一份畢業論文至少含有三到五門課的內容,對應于研究方向進行相應編排和取舍。
4.3技術處理。
所搜集圖片的背景往往有水印,要去掉,圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應是五號或小五,注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設計與表現。
多種教學方法和理論聯系實際教出具有學習能力和創新能力的學生,系統的學習與應用創造練就出具有競爭力的學生,專業課的有效教學和畢業論文的順利設計將顯示本專業沉甸甸的含金量。
參考文獻
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Abstract: On the basis of analyzing graduation design flow of higher vocational institutions, the article studies the construction of the graduation design instruction and management network system platform based on the working flow. The system is integrated with education information technologies, making the instruction and management of graduation design (thesis) computerized, automatic, and standard. It can help finish graduation design instruction and management, covering administrator management, thesis establishment by teachers, thesis examination by experts, thesis selection and proposal by students, intermediate stage, defense, and also graduation thesis evaluation as well as excellent thesis recommendation, so as to effectively conduct process control and supervision management and guarantee the efficiency and standardization of graduation design.
關鍵詞: 高職高專;畢業設計(論文);工作流程;網絡平臺;教學管理
Key words: higher vocational institutions;graduation design (thesis);work flow;network platform;teaching management
中圖分類號:G71文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0205-02
0引言
大學擴招已經多年,它對高等教育大眾化、對加強國民基本素質以適應知識經濟時代的到來有重要的意義。但是大學擴招對教學質量影響這一話題已經成為社會關注的一個焦點問題。對部分大學教師進行問卷調查顯示,教學管理人員認為擴招后的教學質量有所下滑的比例達到54.5%,在調查改進措施時,31.2%的教師認為應該加強畢業設計管理。教育部辦公廳2004年的《關于加強普通高等學校畢業設計(論文)工作的通知》中指出:畢業設計(論文)在培養大學生探索真理、強化社會意識、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面具有不可替代的作用。同時,畢業設計(論文)的質量也是衡量教學水平,學生畢業與學位資格認證的重要依據。因此,需要對畢業設計工作進行改革和創新。
1畢業設計(論文)工作存在的主要問題是缺乏過程管理
教學實踐發現,畢業設計制度與管理方面存在很多不足,但最為突出的是在“過程管理”方面缺乏一套行之有效的辦法,從立題、審題、選題、開題、中期檢查、后期檢查、論文評閱以及答辯、成績評定等環節,缺乏明確的標準與考核指標,造成大部分學生對畢業設計漫不經心,教師指導流于形式。各高校從事相關工作的教師對現有畢業設計指導與管理從制度化管理、過程化管理,現代化管理等方面進行了許多研究,也提出了畢業設計過程中環節監控、提高畢業設計質量等建設性意見和方法。我們課題組也從過程導向性學習的課程與學業論文指導同步教學模式出發,開展研究和實踐并取得了一些階段成果。但多數的研究還停留在制度、規范、工作流程等管理上,整個過程以人工為主,效率不高,容易出錯;透明性、可監督性,可評估性也難以保障。因此,構建一個基于網絡的畢業設計(論文、報告)綜合指導與管理系統將有效地對畢業設計諸環節實施過程監控、指導和管理,從而確保畢業設計質量,提高人才培養水平。
2構建畢業設計(論文)指導與管理平臺的思路和方法
2.1 系統構建的基本思路針對缺乏過程管理的問題,我們提出從規范管理入手,把過程管理作為畢業設計(論文)質量的保證。我們在“強化管理、規范組織、精心指導、全面監控、科學評價”的指導思想下,完善了一系列相關規章制度。構建的指導與管理系統將各項與畢業設計相關的制度規范有機地融入其中,這些規范和制度將成為系統運行中的重要限制條件,每個參與畢業設計活動的人員將嚴格按照規范完成畢業設計每個環節的工作,從而提高了畢業設計工作的規范性,降低了人為和隨意性。當然系統也具備授權的人工干預功能,以適應不同用戶的需求。畢業設計活動的各個環節將產生各種類型的文檔或文件,系統將輔助相關人員完成文檔信息的填寫,提高文檔撰寫的效率,同時保證文檔的格式規范。還提供相關文件的上傳功能,最終各種電子文件(如:論文、報告、圖表、程序等)將被歸檔,這些文檔和文件將成為學校教學評估工作的重要依據材料之一,形成特色論文數據庫的資料來源,成為今后教師和學生參與畢業設計的重要參考。
2.2 研究方法一是針對校內各系部和部分省內高職高專院校畢業設計現狀調研;二是進行系統的構建思路及模塊設計方案論證;三是逐步完成 “用戶管理”、“選題管理”、“開題管理”、“中期管理”、“答辯管理”五個系統模塊的設計與實現;四是完成全部系統調試,在校內試運行,逐步完善和應用推廣。
2.3 研究特色和創新特色一是體現在畢業設計工作過程指導和管理研究與自動化和規范化研究相結合,突破教師在指導畢業設計過程中的時間和空間限制,所有畢業設計的參與者通過系統平成各項畢業設計(論文、報告)的相關工作,指導和管理者可以通過系統清晰的看到畢業設計工作進展并進行監督管理,確保畢業設計質量;二是體現在資源的集成與應用上:該系統集成多個電子資源網絡化數據庫,并通過《信息檢索技術》《電子資源檢索與應用》等課程或講座普及應用知識。引入《學術不端文獻檢測系統》、《學術論文寫作格式與規范》,整肅學風,提高論文寫作知識和能力。調用《金創教務綜合管理系統》完成網上填報時的信息比對和最終成績登錄工作等。開展研究前,我們利用《科技創新輔助決策系統》進行查新,并在萬方、知網等國內上網期刊庫中檢索,尚未發現類似的基于網絡的畢業設計指導與管理系統。
2.4 解決的關鍵問題一是如何將制度和規范、指導和管理工作流程系統化(網絡化、自動化、規范化);二是針對不同專業畢業設計的具體情況,設計和構建的系統如何能夠柔性適應不同的需求;三是把相關資源更好地整合到本系統平臺中,為學生畢業設計選題、論文撰寫和教師指導提供技術和資源上的支撐。
3畢業設計(論文)指導與管理平臺的技術路線和模塊功能
3.1 系統構建的技術路線在現狀調研和方案論證的基礎上,充分融合教育信息技術手段,將網絡化、自動化、規范化結合到畢業設計(論文)的指導和管理工作流程中,使每個畢業設計環節在系統中完成,有效地進行過程控制和監督管理,保障畢業設計工作的高效和規范的實施。在完善后的畢業設計工作流程基礎上,開發畢業設計工作流系統,使整個畢業設計環節通過工作流系統來輔助自動完成。
利用Java Web 2.0程序設計構建五大模塊系統平臺,該系統將基于網絡平臺而具有不限時空、資源整合便利和充分的優勢;考慮不同專業等針對性需求而具有人工干預功能的柔性系統。實現畢業設計(論文、報告)的全程監控、流程規范、使用便捷的目的。
3.2 五大模塊功能畢業設計(論文、報告)指導和管理系統包括了用戶管理、選題管理、開題管理、中期管理、答辯管理等五大模塊,可通過系統信息流圖來直觀描述,如圖1所示。
五大模塊具體實現的功能如下:①用戶管理模塊可以完成個人信息網上填報,并與現有教務系統中的信息進行比對,如果通過了審查,則管理員進行相應的權限分配,這樣可以針對不同的用戶完成不同的操作。②選題管理模塊提供了教師通過系統提交自己預定的題目,另外還提供了學生自選題目的提交。對于提交的題目需要提交專家審題,考察是否適合做畢業設計題目,如果符合選題要求則被存儲在選題庫中,學生進行選題時可以查看試題庫中的題目并進行選題,選定題目后最終生成《畢業設計或實踐任務書》。③開題管理模塊可以提供對題目信息相關的數據庫的接口地址,保障學生充分論證畢業設計選題后,通過填寫信息,自動生成開題報告,保證開題報告的規范性。教師對提交后的開題報告進行審查,給出相應的反饋意見,最終生成畢業設計(論文、報告)大綱。④中期管理模塊可以將由畢業設計成果生成的論文(報告),發往相關部門進行學術不端審查,通過審查后,再進入論文(報告)格式規范、結構和內容等審查,最終將審查結果反饋給學生,并進行修改,修改后并通過審查最終形成論文(報告)二稿、三稿及定稿,最后錄入畢設指導教師的意見,生成《畢業設計或實踐指導教師評審意見表》和評審成績。⑤答辯管理模塊中,論文指導教師對論文進行評審給出評審意見和成績,生成《畢業論文或實踐報告評審表》;通過答辯資格審查的學生進行答辯后,結合答辯評委給出的答辯評審意見和答辯成績自動生成《畢業設計或實踐答辯委員會評審記錄表》。系部主管領導根據畢業設計或實踐成績、論文或實踐報告成績和答辯成績,網上填報系部意見,然后系統根據預設的三部分成績比例,自動生成《學生畢業設計和實踐綜合成績評定表》和綜合成績。最后,全部畢業設計資料歸檔。屬于規定范圍的優秀論文自動儲存在優秀論文庫中。優秀論文庫中的論文將為今后的學生進行畢業設計提供參考。
4結語
畢業設計(論文)教學過程是高職高專院校教學計劃的重要組成部分,是對學生進行綜合素質教育的重要途徑。畢業設計(論文)指導和管理工作是一項復雜而具創造性的工作,是一個系統工程,必須從全局出發,全面考慮,需要管理干部、教師和學生共同努力、相互配合才能實現效果最優,使畢業設計(論文)質量再上新的臺階。
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