時間:2022-06-18 09:18:06
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇實訓電阻總結,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
建構主義認為,知識學習是學生在教師指導下能動地建構現象的本質和規律的過程。在電工實訓教學過程中,教師可采取讓學生自主閱讀的教學方式,通過教師組織和引導使學生自行摸索出認知規律,實現感性認識到理性認識的飛躍,最終有效實現對當前所學知識的意義建構。
如在講授電阻的識別與測量時,我發給學生從幾歐姆到幾兆歐姆阻值不等的許多色環電阻,讓他們通過自主閱讀色標法的相關內容對所發的電阻加以識讀與區分,通過多次觀察和讀數,加深了學生對色環電阻的感性認識,在領悟色標讀數基本規律的同時,大大激發了識別電阻的熱情。在他們感受了色標法的魅力之后,我又讓他們仔細閱讀萬用表的說明書和訓練講義中萬用表歐姆擋測電阻的基本內容,讓他們用萬用表歐姆擋來測量剛剛讀過的色環電阻,檢測自己色標讀數的理論值是否正確。這進一步調動了學生學習的熱情,為后面知識的學習打下了良好的基礎。
二 自主探究
現代學習理論強調,知識的獲得固然重要,獲得知識的過程更為重要。在電工實訓教學中,教師可讓學生對教學內容進行自主探究,引導學生根據教學目標自主學習,在親身實踐中獲得感悟與技巧。
在學習電子裝配電路時,我讓學生先根據所要裝配的電路進行電子元件的篩選,將裝配電路所需的電阻、電容、二極管、三極管等電子元件進行分類檢測,然后再進行元件的安裝與電路的焊接、調試。又如,在進行電力拖動訓練時,在學生接線之前我讓他們對照電路圖進行元件的選擇及走線圖的繪制,然后再讓他們接線。在完成線路連接之后,讓他們進一步對照電路工作原理進行電路的檢測操作,自行根據現象來分析、判斷接線是否正確。實踐證明,這有助于提高學生對電路的分析、理解及動手操作的能力,引導學生全員參與自主探究學習,體驗感知知識獲取的過程及艱辛,使他們在享受學習成功的同時,真正變“要我學”為“我要學”。
三 自由討論
新課程標準要求我們在傳授學生知識、技能的同時,更應注重過程與方法、情感態度與價值觀,積極倡導合作、討論、探究等學習方式。在電工實訓過程中,由于學生之間差異較大,眾多學生在自主學習中會遇到許多問題,僅靠1~2位實訓教師逐個指導顯然不夠。這時可讓學生自由組合成小組開展討論,使他們從對方獲得解決問題的思路與靈感。對學生在討論交流中不能解決或存在的共性問題,教師只要適當點撥即可。這樣,在緩解教師教學壓力的同時,也可使學生的學習積極性得到較大提高。
對于電子元件三極管管腳的判別檢測,許多學生在教師講解后仍不清楚。這時,我讓學生自由組合成合作小組,開展討論學習。這樣做極大地發揮了學生的主體能動性,學生討論踴躍,積極討論對管腳如何檢測,通過相互示范對如何檢測有了較深的理解。對于學生討論中實在不能解決的問題,我有針對性地進行個別輔導。實踐表明,這一做法為不同層次的學生提供了相應的發展空間。在自由討論過程中,學生的學習狀態發生了根本性變化,原來教師要學生進行操作的他律要求已經轉變為學生自己要做的自律需要。學生變得樂于探究,加之合作小組學生之間融洽的關系,極大地激發了他們的學習潛能和求知欲,使他們將這種學習需要內化為自覺的實踐行動,有力地促進了學生的自主學習,為和諧課堂的構建打下了良好的基礎,與學生各自自主學習相比,真正實現了“1+1>2”的效果。
四 自主合作
托爾斯泰曾說:“成功的教學所需要的不是強制,而是激發學生的欲望。”當今的社會是合作的社會,新課標也要求我們培養學生的合作意識。在電工實訓教學中,教師可創設學生自由合作式學習,創設討論的情境來挖掘學生的“最近發展區”,通過讓學生對學習中出現的問題開展積極討論,使學生樹立合作意識,培養他們相互幫助、團結協作的合作精神等。
在維修電工技能實訓中,當學生按照電路圖接好某一電路時,都要先進行電路檢查,以判別所接電路的正確性,然后進行通電試驗。通電試驗,是檢驗學生勞動成果成功與否的必要步驟,是對學生勞動成果的肯定,是激發學生學習熱情的必不可少的重要環節。通電前如果不進行電路檢查,通電試驗時有可能不成功,嚴重的會產生短路故障,所以電路檢查就顯得尤為重要。如何快速有效地進行電路檢查,就需要我們實訓教師平時多積累多思考,對所接電路的工作原理爛熟于心。本文現將本人的一些工作經驗總結歸納如下,供廣大同仁參考學習。
一、目測檢查
學生按電路圖接好線后,實訓老師可以通過目測來檢查學生所接電路的大致情況:熔體的進出線是否正確;是否接熱繼電器的主觸頭;電動機的六根出線是否連接到端子排;導線的連接是否規范,是否露銅過長,是否壓絕緣層等等。
二、萬用表檢查
檢查前,先選擇萬用表合適的電阻檔。
1.主電路檢查
三、注意事項
(1)用旋具按下接觸器動觸頭時,應按下中間的橋式動觸頭,否則會產生動靜觸頭接觸不良。由于接觸器觸頭的磨損,有時需往復多按幾下。
(2)用萬用表檢查時,應首先選擇合適的檔位,并進行調零。特別是檢查控制電路時,應選擇R×100檔。
作者簡介:徐光舉(1961-),男,江蘇連云港人,江蘇省電力公司職業技能訓練基地,工程師;張長營(1968-),男,江蘇宿遷人,江蘇省電力公司職業技能訓練基地,高級工程師。(江蘇 連云港 222069)
中圖分類號:TM4?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)36-0138-03
電力變壓器是一個重要的電氣設備,不同電壓等級的電力線路要依靠不同型式的電力變壓器將其連接起來,組成一個強大的電力系統,而處于電力系統末端的配電網中大量的配電變壓器更是發揮著重要的作用,它直接為電力用戶提供電能,一旦配電變壓器出現故障將會影響電力用戶的生產和生活用電,因此能否準確、快速地判別配電變壓器故障進而排除故障,在盡可能短的時間內恢復配電變壓器運行不僅事關電力優質服務質量,而且考驗著電力運行和檢修人員的技能水平。因此,對電力變壓器運行和檢修人員進行變壓器基礎知識和相關技能培訓,使他們掌握相應的變壓器運行和檢修知識、技能尤為重要。
基于配電變壓器故障模擬的智能實訓裝置研究與開發,將通過模擬配電變壓器在運行中常見的故障現象,讓學員在實訓中通過故障現象準確地對故障類型進行判別,同時通過相應的儀器儀表測量對故障點進行確定,進而提出排除故障的方法,對于提高配電變壓器運行與檢修人員的技能水平將起到事半功倍的效果。
一、國內外研究水平綜述
經查證,國內外對變壓器相關技能的教學與培訓方法,目前僅限于對變壓器原理的講解和對某一類型變壓器進行解剖觀察,還不能對變壓器運行中可能發生的故障現象進行再現,同時由于培訓用的變壓器一旦選定,在變壓器相關性能測試和試驗中,只要變壓器本身電氣特性沒有變化,測試數據具有唯一性,無法實現對多位學員進行個性化測試考核,這種培訓方式不利于學員的理解和學習,在教學實踐中詬病頗多。因此,提高員工實際操作技能以及維護、檢修和測試技術水平,進行配電變壓器智能仿真實訓裝置的研發和設計,改進現有教學與培訓方式勢在必行。
據了解,現階段國內外研究機構尚未出現類似的理論研究和產品研發,本實訓裝置的研發結合變壓器實際運行環境,模擬變壓器發生故障時的參數變化,揭示不同故障時變壓器參數變化的規律性,屬國內外技術首創。
二、裝置研發的理論和實踐依據
1.原理簡述
配電變壓器在出廠試驗和正常運行以及故障發生時的電氣參數檢測中需要進行絕緣耐壓試驗、絕緣電阻試驗、直流電阻測試、容量測試、變比及連接組別等測試試驗,該類試驗如耐壓試驗在實際進行時危險性較大,技術要求也較高,一般在實驗室環境下均不進行該類試驗;絕緣電阻試驗在實際試驗中,無法模擬多種絕緣特性,使用真實變壓器作為試驗對象,測試數據單一,變壓器故障發生時的參數變化無法模擬;直流電阻和變壓器容量參數在不同變壓器上體現不同的測試電阻值,電阻值從mΩ到幾十Ω不易模擬;變比及連接組別無法加載實際電壓實現變比測試。針對以上變壓器試驗存在的問題,對現有變壓器進行模擬實訓具有一定的現實必要性。
現場教學中,通常是將實際應用的某一型號配電變壓器搬到實訓室,讓學員進行測試實訓,實訓變壓器到位后,各類參數均恒定不變,學員很難從變壓器參數的變化中判別故障狀態和故障類型,非常不利于教學及考核。因此,為了便于教學與考核,減少操作時的危險性,需要對現有變壓器實訓裝置進行改進。基于配電變壓器故障模擬的實訓裝置將應用模擬技術通過改進10kV油浸電力變壓器內部的原理結構,將原配電變壓器內部鐵心及線圈去掉,在變壓器內部安裝直流電阻模擬部件、容量測量模擬部件、絕緣耐壓部件、變比設定模擬部件等需要進行變壓器模擬實訓的部件,同時保持實訓裝置外觀、實訓用的測試設備與真實測試設備完全一致,并通過軟件控制設定實現變壓器不同容量參數的設定和模擬,測試變壓器通過無線方式與計算機控制主機通訊,實現數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計,實訓人員操作測試設備和使用真實測試設備的方法和步驟一樣,實現各類配電變壓器的電氣參數的測試和分析,從而解決了配電變壓器電氣參數檢測實訓中試驗安全性和試驗多樣性的技術難題,同時也為模擬配電變壓器不同狀態下的電氣參數量提供了可能。
2.研發依據
通過對現有變壓器技術規范及技術標準的研究,總結現有變壓器需要進行的試驗及檢定項目,根據GB-50150-2006《電氣裝置安裝工程-電氣設備交接試驗標準》的技術要求,結合現場實際運行環境,油浸電力變壓器需要進行的交接試驗及滿足標準如下:
(1)測量繞組連同套管的直流電阻,應符合下列規定:
1)測量應在各分接頭的所有位置上進行。
2)1600kVA及以下電壓等級三相變壓器,各相測得值的相互差值應小于平均值的4%,線間測得值的相互差值應小于平均值的2%;1600kVA以上三相變壓器,各相測得值的相互差值應小于平均值的2%;線間測得值的相互差值應小于平均值的1%。
3)變壓器的直流電阻與同溫下產品出廠的實測數值進行比較,相應變化不應大于2%;不同溫度下電阻值按照下式換算:
R2=R1(T+t2)/(T+t1)
式中R1、R2分別為溫度在t1、t2時的電阻值;T為計算用常數,銅導線取235,鋁導線取225。
(2)檢查所有分接頭的電壓比,與制造廠銘牌數據相比應無明顯差別,且應符合電壓比的規律。
(3)檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性;必須與設計要求及銘牌上的標記和外殼上的符號相符。
(4)測量與鐵芯絕緣的各緊固件(連片可拆開者)及鐵芯(有外引接地線的)絕緣電阻,應符合下列規定:
1)進行器身檢查的變壓器,應測量可接觸到的穿心螺栓、軛鐵夾件及綁扎鋼帶對鐵軛、鐵心、油箱及繞組壓環的絕緣電阻。當軛鐵梁及穿心螺栓一端與鐵心連接時,應將連接片斷開后進行試驗。
2)不進行器身檢查的變壓器或進行器身檢查的變壓器,所有安裝工作結束后應進行鐵心和夾件(有外引接地線的)的絕緣電阻測量。
3)鐵心必須為一點接地;對變壓器上專用的鐵心接地線引出套管時,應在注油前測量其對外殼的絕緣電阻。
4)采用2500V兆歐表測量,持續時間為1min,應無閃絡及擊穿現象。
(5)測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數,應符合下列規定:
1)絕緣電阻值不低于產品出廠試驗值的70%。
2)當測量溫度與產品出廠試驗時的溫度不符合時,可按表1換算到同一溫度時的數值進行比較。
注:表中K為實測溫度減去20℃的絕對值;測量溫度以上層油溫為準。
當測量絕緣電阻的溫度差不是表1中所列數值時,其換算系數A可用線性插入法確定,也可按下述公式計算:
A=1.5K/10
校正到20℃時的絕緣電阻值可用下述公式計算:
當實測溫度為20℃以上時:
R20=ARt
當實測溫度為20℃以下時:
R20=Rt/A
式中R20為校正到20℃時的絕緣電阻值(MΩ);Rt是在測量溫度下的絕緣電阻值(MΩ)。
(6)繞組連同套管的交流耐壓試驗,應符合表2規定。
針對以上變壓器交接試驗標準要求,根據實際應用環境進行的試驗項目,特設計模擬變壓器及模擬測試設備進行要求的試驗項目,試驗項目測試滿足以上技術標準要求。
3.關鍵技術及難點
裝置研發的主要內容是對配電變壓器的模擬,根據實際應用測試設備的步驟及方法,裝置根據設定項目制定的相應測試分析項。
(1)本項目的關鍵技術一是解決了實際耐壓試驗危險性較高的問題。二是解決了直流電阻按照變壓器容量的不同從毫歐級到歐姆級線性變化等多種量級模擬的問題。三是解決了變比測試無法加載真實電壓的問題。四是解決了多狀態變壓器特性的模擬。
(2)技術難點:配電變壓器內部的改進以及變壓器參數設定智能化、多樣化的實現路徑是裝置研發與設計的主要技術難點。
三、裝置研究內容和實施方案
1.研究內容
(1)需求研究。主要研究配電變壓器檢修、試驗培訓的現狀和發展趨勢,國家和行業相關標準,現有裝置的技術與性能特點,以確定裝置研發的差異化方向,最后編制需求分析報告和裝置功能性能規格書。
(2)硬件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能性能規格書的要求,設計滿足上述報告和功能性能要求的硬件平臺技術方案,包括技術方案、機械結構、主要器件選擇等。
(3)軟件平臺方案研究。根據需求分析報告和裝置功能、性能規格書的要求,設計滿足上述報告和功能性能要求的軟件平臺技術方案,包括軟件架構、操作系統選擇、編程工具選擇、功能模塊劃分等。
(4)模擬變壓器測試儀器配置和測量算法方案研究。研究我國配電變壓器交接試驗的應用需求,并根據該需求確定裝置設計的測試應用方案,以及對應的模擬變壓器的技術參數和測試數據標準,設計模擬變壓器測試項目功能模塊,制定各個測試項目的技術參數要求。在上述工作的基礎上,設計整體軟件實現方案,包括邏輯圖與流程圖。
2.技術實施方案
(1)總體方案。通過對配電變壓器交接試驗項目需求和技術條件研究,確定裝置的總體方案及原則如下:
1)變壓器外形設計方案。采用標準10kV配電變壓器外殼,去掉鐵芯及線圈,保留高低壓接線柱、調壓分接開關、油位指示器等變壓器部件,在變壓器一側對變壓器外殼進行改進,改進后的外殼采用開門式設計,方便測試部件的安裝及維護工作。
2)測試儀器外觀設計方案。根據配電變壓器交接試驗項目需要用到的測試項目對變壓器裝置進行改進,在配電變壓器內部增加各測試功能模塊,配置必要的測試電路,以實現原測試儀器應實現的測量功能。
3)采用高速工業CPU設計。為提高性能和可靠性,所有測試儀器及模擬變壓器裝置均需采用高速CPU設計。模擬變壓器各功能部件采用高可靠性通用元器件設計,以提高管理性能以及兼容性與擴展性。
4)裝置抗干擾設計。裝置結構采用全密封設計;印刷電路板設計選用靜電放電保護(ESD)的芯片以及快速瞬變電壓抑制器件,采用表面安裝技術(SMT)及多層印制板,全部選用工業級芯片,以滿足裝置體積、可靠性以及電磁兼容能力等要求。
(2)硬件方案。組成系統裝置的主要設備有:模擬變壓器裝置、搖表、直流電阻測試儀、容量測試儀、耐壓儀、變比測試儀等設備。
模擬變壓器設計:模擬變壓器采用真實10kV配電變壓器外殼,內部去掉變壓器鐵芯及線圈,針對變壓器測試試驗項目設計不同模擬功能部件,如安裝絕緣耐壓模擬部件、吸收比及極化指數模擬部件、直流電阻模擬部件、容量測試模擬部件等,模擬部件輸入信號分別接到變壓器A、B、C三相高壓接線端子和a、b、c、n低壓接線端子及地線上,各模擬部件間通過繼電器控制斷開和接入到各接線端子。
1)絕緣耐壓模擬部件。配電變壓器故障模擬智能實訓裝置絕緣模擬部件,通過軟件設定改進變壓器高低壓接線端子之間以及與變壓器接地線之間的電阻值,實現配電變壓器絕緣電阻故障的設定和模擬,模擬絕緣電阻在0Ω到500MΩ之間,模擬絕緣電阻設定細度為20MΩ,并能模擬變壓器斷線功能,即變壓器接線端子間絕緣電阻為∞。
配電變壓器耐壓模擬:通過改進耐壓測試儀器及模擬變壓器實現,模擬耐壓儀可以按照正常方式進行接線、升壓,但是加載到變壓器上的電壓并不是實際輸出的幾千伏高壓,而是30V低壓,同時通過計算機設定實現變壓器放電聲音模擬,以達到真實的試驗效果。
2)吸收比及極化指數模擬部件。根據電容具備充放電的特性,在絕緣實驗電阻回路中串入耐壓及容量大的電容器,通過電容器充放電的曲線特性,模擬不同時間點的絕緣電阻值,即實現吸收比及極化指數的模擬功能。
3)直流電阻模擬部件。直流電阻模擬通過在變壓器一次側接入0~30Ω不同組合形式的電阻值,模擬一次側直流電阻,在變壓器低壓側(二次側)接入0~0.021Ω不同組合方式的電阻值,模擬二次側直流電阻,各電阻檔位設定及控制通過計算機控制實現,并能模擬故障狀態下組合電阻值。
4)容量測試模擬部件。配電變壓器容量測試模擬部件通過計算機控制在一次側接入7~80Ω不同組合電阻值,并能模擬不平衡條件下的各項電阻值。
5)變比測試模擬部件。配電變壓器變比模擬根據變比測試儀的特性,模擬部件通過測試一次側接入的電壓值及相位過零點,在二次側產生設定比例的電壓及相位角,模擬變比功能,模擬部件通過檢測勵磁調節開關的接入點位置,產生不同變比條件下的二次電壓值。
(3)軟件方案。系統軟件設計采用模塊化設計,主控制計算機實現總體控制和設定,主控制計算機通過無線通訊方式實現與模擬變壓器的數據交換。
模擬變壓器各模擬功能模塊需根據接收到的計算機設定命令,做出判斷,確定工作模塊內容及設定項目,供學員通過測試儀器進行實際測量。
通過主控制計算機可以實現各模擬模塊項目的設定,可以根據測試的需要設定不同的變壓器故障。
(4)通信方案。根據方案設計的可靠性及現場運行環境的需要,同時由于真實現場接線只有電源線和測試線,沒有獨立的變壓器與模擬模塊的通訊線,為了和真實現場保持一致,特選擇無線通訊方式,為了實現多設備間的互通,需采用無線組網方式實現。
3.裝置研究步驟及開發方法
裝置的研究與開發需要進行計算機程序設計、硬件電路設計和單片機控制程序設計,同時裝置研發需采用理論分析和試驗驗證法進行設計:
(1)前期先進行市場調研與分析,論證項目設計的可行性和必要性。
(2)與相關電力培訓機構專家和電力生產一線技術人員進行溝通,進行實訓內容及可行性研究,確定裝置研發實施方案,重點解決技術難點問題。
(3)對設計功能模塊進行相應試驗驗證,對各模擬模塊方案進行設計驗證。
(4)設計產品軟硬件;并試制樣機。
(5)對設計產品進行功能調試,確定測試指標。
(6)進行指標檢定和功能檢定。
裝置研發技術路線框圖如圖1所示。
四、預期目標和成果形式及創新點
通過裝置的研究與開發工作,系統分析了實現配電變壓器預防性和特性試驗的模擬測試以及對應的技能培訓,創新性地引入了多型號配電變壓器電氣特性和電氣參數的模擬技術,研究了現有試驗條件下根據不同型號配電變壓器及測試試驗設備的操作,加強對相關配電變壓器運行和檢修人員的技術技能培訓。裝置的主要技術創新點為配電變壓器試驗數據傳輸無線化、參數設定智能化、數據模擬多樣化的設計。
參考文獻:
[1]國家電網公司生產技能人員職業能力培訓專用教材[M].北京:中國電力出版社,2011.
作者簡介:王曉剛(1970-),男,重慶人,重慶化工職業學院自動化工程系,講師;夏洪永(1963-),男,重慶人,重慶化工職業學院自動化工程系系副主任,副教授。(重慶 400020)
基金項目:本文系2011年度重慶化工職業學院校級科研課題“電工技術實驗實訓設施建設的研究”(項目編號:2011-KT08)的研究成果之一。
中圖分類號:G642.423?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)33-0067-02
目前,高等職業教育面臨大量的深層次問題,學生在校時間通常只有兩年多,理論教學和實驗實訓教學的矛盾較本科院校更為突出。部分院校為了解決這個矛盾,只有大量壓縮基礎實驗課的時間,如電類專業“電工技術”課程的實驗和實訓。筆者認為“電工技術實驗實訓”是電類學生學習專業基礎知識、掌握專業基本技能的一個不可缺少的重要環節,也是學生進一步學好專業知識和掌握專業技能的一個重要橋梁。重慶化工職業學院(以下簡稱“我院”)自動化工程系從2007年開始,大力推行“電工技術”課程教學模式改革,其中核心內容之一就是電工技術實驗實訓裝置的研究和開發,在此筆者有幾點感想,以期能與同行進行交流。
一、構建思路
我們認為電工技術實驗實訓操作模式應該是“知識學習應用于實踐、技能培養一體化”的實踐教學理念。即一方面該課程可為后續課程的基本能力提供服務,同時又要展現“電工技術”課程本身的應用實踐能力。根據這種設想,電工技術實驗實訓裝置的設計也要圍繞這個主題開展。目前,教學儀器公司的實驗裝置水平發展很快,自動化程度很高,學生實驗時通常只需要連幾根線、按下開關、讀出儀表數據就可以,得不到具體的鍛煉。我們希望通過實驗實訓裝置,使學生能由了解什么、熟悉什么、掌握什么轉變成為會做什么、能做什么、為什么要這樣做。以我院自動化系生產過程自動化技術專業主干課程“檢測儀表”、“過程控制儀表及系統”為例,這兩門課程許多知識和技能都與電工技術有“千絲萬縷”的關系。2012年我院自動化系又新開設了三個高職專業(工業網絡技術、傳感與檢測技術、工業電氣自動化技術),電工技術實驗實訓裝置也會在這些專業的學習中起到積極的橋梁和紐帶作用。
二、裝置總體設計構建
為了讓學生在訓練時能全員參與,以及要放置測試儀器、設備和電腦,我們將裝置設計為工作臺的樣式,即要有足夠的空間。掛板式分層型模塊化結構共五類,分別是電源模塊、信號源模塊、電路板模塊、測量儀表模塊、保護裝置模塊。該裝置應具有功能齊全、操作方便、安全靈活、運行可靠、管理科學(實驗準備工作量的簡化)等特點。
三、裝置結構體系構建
根據我院自編的“電工技術實驗實訓”講義,現對電工技術實驗實訓裝置的構建框架進行簡要介紹。
1.掛板的初步設計及要求
(1)電源模塊——應具有交流和直流兩種類型。交流電源為380V和220V。直流電源的可調范圍為0~30V,多路并且帶負載能力要強,安全性能可靠。
(2)信號源模塊——能提供正弦、方波、三角波函數信號,信號源穩定、可靠。例如我院自編實驗講義“電容和電感特性研究”實驗,如圖1、圖2所示,其中一個內容就是討論“電容通高頻阻低頻,電感通低頻阻高頻”,需要交流的信號源性能可靠、穩定,否則實驗效果會非常不理想。
(3)測量儀表模塊——儀表塊數要多,主要是電流表和電壓表,又分交流和直流兩種類型,且以數字式為主(具有多檔位轉換功能),指針式為輔。并配有高靈敏度檢流計。例如我院實驗講義“指定電流的分配”,需要4塊直流電流表,如圖3所示。
(4)電路板模塊——有兩種想法。一種想法是將各類元器件固定在模塊電路板上,要求元器件種類多、規格齊全(如一般電阻除阻值,不同功率的電阻也應多配置),器件按照工藝要求進行排列,比如器件應排列均勻、橫平豎直、同種類型集中在一起,可調元器件的布局應充分考慮調節的方便程度。另一種想法是將所有的器件(除可調器件外),存放在有許多格子的透明塑料小箱中,根據實驗需要學生可自行選取和選配器件,再根據工藝要求插在模塊電路板的插孔上。通過實踐發現兩種辦法各有千秋。前者實驗中學生操作相對簡單,節省實驗時間,但對元器件的熟悉程度相對較弱。后者實驗中學生操作相對復雜(特別是元器件的選取),容易出錯,實驗時間較長,器件容易丟失,但學生通過實驗可以對器件的種類、性能、規格非常熟悉,也非常清楚如何將實驗順利進行和少走彎路,這種辦法更符合我們倡導的電工技術實驗實訓操作模式。
我院自編的講義“驗證疊加定理實驗”采用的是T型電阻網絡電路,如圖4所示。元件是6個200Ω及3個100Ω的電阻,并需要4個邏輯開關。我們要求學生在實驗中,在透明塑料小箱中可選擇不同功率、不同體積、不同樣式的電阻,也就是學生自己配置。同樣,圖3所示的電路學生也可自己選擇和配置電阻。通過這種訓練方式,學生知道了實驗時該如何做,為什么這樣做,做了有什么收獲。學生的實際動手能力和應變能力提高很快。
2.裝置安全措施
電工技術實驗實訓裝置的安全措施尤為重要。學生在進行實驗實訓時,特別是才開始的階段,對人身及設施的安全危險最大。本裝置可調交流電源輸出處設有過流保護技術,相間、線間過電流及直接短路均能自動保護,面板配有交流三相電壓表,通過切換開關分別指示三相電網電壓和三相調壓輸出電壓。裝置具有接地保護、漏電保護(電流型和電壓型漏電保護器、漏電保護空氣開關)功能,安全性符合相關的國家標準,確保設備及人身安全。實驗連接線及插孔采用不同的結構,使用安全、可靠、防觸電。
3.裝置功能特點
該裝置沒有過多的先進儀器和設備,甚至有些“老土”,其主要是用于實驗操作,反映電領域初學者實驗實訓的學習過程和訓練過程,而非科研院所進行科學研究。當然,這不是否認高等職業教育不需要科學研究,而是電類專業基礎實驗課有自身的特殊性,實驗實訓內容缺乏整體性和設計性,發揮的空間非常有限。所以該裝置配有大量的元器件(上千個)插孔和測試儀表,供學生選擇和使用,一方面培養了學生對電的認識和認知,另一方面培養了學生對電的理解和應用把握的能力。
4.裝置實驗實訓講義(部分)
一是能完成“電工基礎”、“電工學”、“電路分析”中電路連接、參數測試、疊加、諧振、選頻、過渡過程、單相、三相、日光燈、變壓器等基礎實驗。二是基礎實驗項目見表1。
表1 電工技術基礎實驗實訓項目內容
模塊一 直流電路測量及應用 模塊二 交流電路測量及應用
任務一?電路的連接及參數測試
任務二?電阻的連接及配置
任務三?指定電壓和電流的分配
任務四?電位及電路狀態討論和應用
任務五?直流電橋電路的應用
任務六?T型電阻網絡的應用 任務一?交流電的測量
任務二?電容和電感特性應用
任務三?RC選頻網絡的應用
任務四?日光燈電路能量需求最小化
任務五?三相負載電路工作狀況討論
任務六?變壓器的認識及應用
任務七?微分和積分電路的應用
四、裝置使用效果
由于受到學院各方面條件的限制,目前還沒有成套的電工技術實驗實訓裝置,我們利用學院自動化系現有的實驗教學資源,實驗臺是20多年以前的老實驗臺,電路板使用的是面包板,實驗管理人員實驗前準備實驗器材,實驗后再收整。在這樣較為落后的條件下,實驗教學還是達到了很好的效果。許多學生反映,原來的實驗課是以實驗教師為主體,現在的操作方式及裝置是以學生為中心,實驗中學生可以認真思考,即使元件選錯了,也感到是一種“幸福”,并不計較設備的好壞,真正體會到了實驗教學的快樂和意義。
五、總結
高等職業技術教育的發展面臨諸多困境和挑戰,教學特別是基礎實驗教學有許多困惑和難點。同時社會又需要學校培養的學生具有較高的職業能力和素養。在這種形勢下,迫使我們進行深刻思考:專業基礎實驗課的作用究竟在哪?專業基礎實驗實訓操作模式應該是什么?本文是探索專業基礎實驗實訓課的路徑之一。該裝置的構建及思路雖然還不完善,但只要不斷的努力和探索,我們的目標定會早日實現。
中圖分類號:G4文獻標識碼:A文章編號:16723198(2015)26019101
1引言
現代教育發展,使得一批普通本科高校向應用技術型高校轉型,這是當前國家深化教育改革的一項重要工作,從學術型向應用型轉型發展中,改革最難的是課程體系,而實踐教學體系的改革顯得猶為重要,電工實習是電氣工程及自動化專業學生進入大學后接觸到的第一門綜合實訓課,向應用技術型高校轉型電工實習這門課開設的時間,內容及其作用的研究勢在必行。
2電工實習在電氣自動化課程體系中作用的研究
電工實習是學生從高中的應試教育轉向技能應用型學習的一個紐帶,在多年的教學中,我們發現大一新生在初次實驗操作時的機動靈活應用能力基本沒有,例如,假設實驗室只提供2個200Ω電阻,而實驗時需要100Ω電阻,那么學生就不會知道用并聯方法得到,只會叫老師沒有100Ω的元件,但是如果你在紙上出這樣一個題目,學生都可以用筆做出這題的答案,因此必須有一種訓練去改變學生的觀點,讓他們明白大學學習是為了4年后能動手解決工程實踐問題,而不是為了考試。電工實習正好擔任了這個角色。首先,電工實習將高中書本理論變成動手操作,使其前期所學中難于理解的知識迎刃而解。其次,提升知識層次,將高中學過的知識提升到大學層次應用,以期更接近工程應用,例如電氣設備通常都是電阻、電感和電容共同構成,不是高中學習中單一的電阻,所以大學中的歐姆定律中的電阻就是電抗了,也就是全電路歐姆定律更接近我們的生活和生產。最后,電工實習讓學生明白學習為了服務于生活,服務于生產,而不是為了考試。
3應用技術型高校中電工實習課程內容的研究
電工實習內容的設定要體現其作用,在大學初級階段,在學校的現有條件下,從學生的生活所見中捕捉知識,從服務于生活提高學生的興趣,從而為服務于生產奠定基礎。通過電工實習培養學生的工程實踐意識,因此在內容設定上不能只是單純的某個定律公式的驗證,而要采用項目制作訓練,鍛煉學生的工程應用能力。家居照明線路的設計、安裝、調試和維修這個項目滿足了電工實習的各項要求,給定一套三居室,學生自行設計,掌握電能分配,布局,通過完成自己設計方案的安裝,調試,訓練了學生對電工的基礎知識的綜合應用,鞏固金工實習中各種工具的使用,最后進行維修考核,由實訓指導老師設置3-5處故障,由學生來排除故障,檢驗學生的原理知識的應用,幫助學生積累維修電工的經驗,為后期考證打下堅定的基礎。
4電工實習開設時間的研究
4.1電工實習開設的學期
電工實習是高中和大學學習轉變的聯系紐帶,所以開設時期要在第一年。同時我走訪了多所重點中學,了解到由于備戰高考,基本沒有做多少實驗,考慮學生剛走入大學,幾乎不會使用各種工具,因此必須在金工實習后,學生掌握了常用工具和儀表的使用再進行電工實習,所以電工實習的開設在第一年的第二學期。
4.2電工實習期間時間的安排
表1電工實習期間時間的安排
實習內容第一天上午下發任務,安全操作知識培訓、領用工具箱下午查詢資料,設計方案,畫出設計電路圖、第二天上午檢查電路原理圖、分發器件下午照明線路的設計和安裝第三天上午實際動手接好電路下午檢查線路通斷情況及連接情況第四天上午線路安裝調試考核下午線路維修故障排除第五天上午線路維修故障排除考核下午總結和書寫實習報告,實習成績評定5結語
電工實習改革是民辦高校轉型與校企項目結合的產物,是電氣自動化實踐教學體系向校企項目結合的方向發展邁出了第一步,我們將深化改革,完善電氣自動化實踐教學體系改革,努力實現高校應用技術型轉型。
中圖分類號:TM1-4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2011)12-0180-02
1、問題的提出
高等職業教育主要的任務是培養具有高級技術的應用型人才,各高職院校都在為此進行理論與實踐一體化教學模式的研究與實踐。如何建立新型完備的電工電子基礎教學體系,適時調整理論教學和實驗教學的比例,強化電工電子技術實驗等已成為各高等職業技術學院研究教學方法、教學方式的重要課題。
隨著計算機軟件技術的快速發展,電路仿真軟件的種類和功能越來越強大,使實驗室搬進課堂成為可能。教師在教學中通過軟件設計電路,模擬各種電路的功能,并根據需要實時控制,使電路功能可以分層次的展現,實現逐層深入的效果,使教學模式形象生動,可以充分調動學生學習的積極性,提高理實一體化課堂教學效果。僅以汽車閃光器電路仿真電路應用為例介紹Multisim10軟件的操作使用方法。
2、Multisim10簡介
電子電路仿真軟件Multisim10它可以對模擬、數字和模擬/數字混合電路進行仿真,克服了傳統電子線路的設計受實驗室客觀條件限制的局限性,用虛擬的元件搭建各種電路,用虛擬儀表進行各種參數和性能指標的測試。除了具有界面直觀、操作方便、元器件庫豐富、電路分析手段完備等優點以外,還增加了3D元件以及安捷倫的萬用表、示波器、函數信號發生器等仿實物的虛擬儀表,使得虛擬電子工作平臺更加接近實際的實驗平臺,可以應用到電工電路、模擬電路、數字電路、射頻電路、單片機仿真等方面。分析工具廣泛,幫助設計者全面了解電路的性能。對電路進行全面的仿真分析和設計。可直接打印輸出實驗數據、曲線、原理圖和元件清單等。
3、Multisim11在電子技術教學中的應用―汽車閃光器電路仿真實訓
模擬電子線路是研究半導體器件的性能、電路及其應用的學科。它主要包括晶體管放大電路、反饋放大電路、集成運算放大器、有源濾波電路、信號產生及變換電路和電源電路。教師按照傳統課堂教學講解該類知識點時,需要大量的板書畫圖,課堂效率較低,學生接受情況不理想,而通過Multisim10虛擬實驗臺可直觀而形象的說明電路特點,把傳統的理論講解與仿真實驗有機結合,將動態分析等難度較高的知識點有層次的、形象的展現在虛擬電子實驗臺上,是學生由感性認識上升到理性認識,有效提高實操實訓課堂教學效果。下面僅以汽車閃光器仿真電路為例了解電路的組成、原理及振蕩電路的工作原理。通過仿真實訓總結使學生明確振蕩電路的頻率影響因素。
3.1 引導學生搭建仿真電路,分析電路工作原理
首先打開軟件,選擇歐式符號標準,調出相關元件、修改參數,連接仿真電路,最后連接所需儀器、儀表,進行觀察和分析。該電路核心是多諧振蕩器電路,它由完全對稱的左、右兩部分組成。即2個三極管VT1和VT2、2個電解電容器Cl和C2、4個電阻R1、R2、R3、R4組成。其中每一級的輸出耦合到另一級的輸入。各級交替地導通和截止,每次只有一級是導通的。盡管在時間上是交替的,可是這兩級產生的都是矩形波輸出。所以多諧振蕩器的輸出可取自任何一級。通過電容器輪流充、放電作用,使三極管輪流飽和導通與截止,形成多諧振蕩,多諧振蕩器輸出端低、高電平發生周期性變化,在轉向開關閉合后引起轉向燈周期性閃爍變化。如圖1所示。
3.2 利用仿真電路,進行⑴~⑸仿真操作,注意觀察相應波形的變化
(1)開啟仿真開關,斷開負載,用示波器觀測多諧振蕩器輸出波形,并計算振蕩器的波形周期及頻率,并與頻率計算關系式所得數值進行比較;(2)開啟仿真開關,閉合轉向燈開關,觀察轉向燈燈發光情況,用示波器觀察輸出波形;(3)關閉仿真開關,改變電阻參數的數值,閉合轉向燈開關,重新開啟仿真開關,觀察轉向燈發光情況,用示波器觀察輸出波形(電容保持不變,同時增加電阻使R2=R3=10kΩ時,用示波器觀察波形周期變化情況);
(4)關閉仿真開關,改變電容參數的數值,閉合轉向燈開關,開啟仿真開關,觀察轉向燈發光情況,用示波器觀察輸出波形(電阻保持不變,同時增加電容使C2=C3=47μF時,用示波器觀察波形周期變化情況);(5)同時改變電阻、電容的數值,用示波器觀察波形周期變化情況。
3.3 小結
實訓室是中職學校完成實訓教學任務的必備場所,實訓教學是中等職業學校落實素質教育的第一課堂,是落實應試教育向素質教育轉軌的主要手段,是完成教學大綱,優化課堂教學環節的主要方法,具有很大的優越性。電工實訓教學是在教師的指導下,學生運用實訓手段,觀察、探索自然現象的運動變化,獲得感性知識,從而加深理解和擴大知識領域,加強能力培養的教學過程,是提高教學質量的重要手段和方法,是實施素質教育的重要途徑。
一、實訓教學培養學生能力,促進學生良好心理品質的發展
1.培養實際操作能力。即分析、測試、制作、計算等。如電阻的測量,可讓學生自己設計方案,自行操作,包括器材選定、實驗步驟、圖表設計等,并分析實訓中的注意事項和產生誤差的原因。在實訓過程中,學生的操作能力得到提高。
2.培養感知和觀察能力。在實訓教學中進行觀察和實驗,要求學生有精敏銳的感知和觀察能力,及時捕捉重要現象,這有利于感知和觀察能力的培養。
3.培養抽象的邏輯思維和辯證思維能力。學生通過實訓進行概括總結,有利于邏輯思維能力和辯證思維能力的培養。
4.培養研究能力。包括設計、改革、發明創造等。如電阻的測量,可給學生如下器材:電源、電壓表和電流表各一只、導線、變阻器各一個、已知電阻R和未知電阻R各一個、開關一個讓學生設計測量RX的不同實驗方法,并完成實驗,學生從設計到實驗完成,解決問題的能力和發散思維能力得到提高,積累科學的研究方法,激發學生的學習興趣。
5.培養組織、管理能力。包括計劃、組織、指揮、協調能力等,實訓教學組織與實施的有序性、長期性,實訓教師在實訓中的言傳身教,潛移默化地培養學生的組織管理能力,為學生將來在企業就業打下堅實的基礎。
二、實訓能發展學生智能,形成良好的個性,促進其他學科教學
實訓課教學豐富了學生的理論知識,思維和語言是不可分割、聯系在一起的,語言的訓練不能脫離知識的學習,實訓教學是學生在老師的指導下,通過觀察和自己動手實驗,對自然事物和現象進行研究、探討以學習自然知識。在此過程中,學生獲得的都是具體的語言材料,且能清楚地把所研究的過程和結論表達出來,有助于提高學生的語言表達能力,促進教學的開展。
三、實訓有利于培養學生良好的道德素質和科學作風
實訓本身是一個嚴格的科學過程,要獲得成功,必須一絲不茍,來不得半點虛假,并且必須把各項活動安排得井井有條,這對培養學生實事求是的態度和嚴謹的科學作風十分有益。此外,實訓也不是一帆風順的,它以很強的吸引力磨煉學生的意志,這對學生科學世界觀的形成有促進作用。從某種意義上說,實訓課的這種作用較之于學生掌握一些具體的知識和技能更重要,對提高學生的自身素質意義重大,為學生將來直接就業打下堅實的基礎。
四、實訓教學能夠提高教學質量
電工實訓是建立在概念和掌握規律的基礎,是創造良好的學習環境、學習電工基礎的基本手段,上好實訓課,無疑能夠激發學生的學習興趣,收到良好的教學效果,從而提高教學質量。比如在上串聯、并聯電路連接這節課時,讓學生通過串聯、并聯教具板學會生活中的電路連接,從而引申到家用電器等電路的連接,使學生進一步真正體會物理學這一基礎學科的實用性和現實生活中物理現象的普遍性。
五、加強實訓教學改革,加快素質教育轉化步伐
1.實行抱、導、放三部曲。長期以來,實訓教學形成固定模式,教師講解實驗目的、所需器材、步驟、圖表制作,并事先進行誤差分析,然后要求學生按部就班地操作,當學生掌握一定的方法、技巧和分析能力后,就應該導著走,讓學生根據要求,自己擬定實驗步驟,并獨立完成實驗,到高年級后,實行放開走,教師提供器材,學生獨立完成自己想做的某些驗證性實驗,或小制作。可定期開展學生電工技能大賽,以賽促學,激發學習興趣。
一、問題的提出
中國加入WTO后,國家經濟與世界經濟接軌的步伐正在不斷邁進,企業對現代技術工人的職業能力不斷提出新的要求,不僅重視職業基本能力,而且強調關鍵能力――學生獲得為完成今后不斷發展變化的工作任務而應獲取的跨專業、多功能、不受時間限制的能力和具有不斷地克服知識老化而終身不斷繼續學習的能力。傳統的教學方法常常使職業教育的專業課教學中的理論和實踐操作脫節,不同專業與不同課程的橫向滲透不夠,我們職業學校培養高素質技術工人的目標已難以實現,只有改革教學手段、教學方法和與之相關的考試方法及教材,才能提高學生的綜合素質,以滿足企業對人才的需求。
二、理論探究
1.行為導向教學法的定義及其特征。
行為導向(Handlungsorientierung),又為實踐導向,或者行動導向,是上世紀80年代以來世界職業教育教學論中出現的一種新的思潮。行為導向教學法不是一種具體的教學方法,而是各種以能力為本的教學方法的統稱。定義為:是以學生為中心,以培養學生行為能力為目標,在教師的行為引導下,通過多種不定型的活動形式,激發學生的學習熱忱和興趣,使學生主動地使用腦、心、手進行學習的教學方法。行為導向教學是以學生為中心,以能力為根本的教學活動模式組織教學;能讓學生在教師所設的學習環境中進行學習,使學生在學習環境中熟悉生活和學習技能,而且也能讓學習知道它們之間充滿著矛盾,在教學過程中不但允許學生犯錯誤,而且允許老師犯錯誤,以激發學習的好奇心、新奇感,讓學生能提出問題或感到驚訝,要求學生用腦、心、手和所有感官全方位地投入學習。它是一種以能力為本、以學生為中心的新的教學局面,其實質在于有意義的接受式學習與有意義的活動的有機結合,實現教學效果的最優化,其目的在于有效地提高學生的綜合素質,特別是能力素質,使學生學會學習、學會應用、學會創新。
2.行為導向教學法的常用方法。
(1)模擬教學法(Simulationsme thode)
在一種人造的情境或環境里學習某職業所需的知識、技能和能力。技術類職業通常在模擬工廠中進行。模擬訓練給人一種身臨其境的感覺,更重要的是提供了許多重復的機會和隨時進行過程評價的可能性,且成本較低。
(2)案例教學法(Fallstudiensmethode)
通過案例分析和研究,達到為今后職業作準備的目的。在分析過程中,學生自己提出問題,并自己找出解決問題的途徑和手段,從而培養獨立分析問題的能力和獨立處理問題的能力。
(3)項目教學法(Projektmethode)
將一個相對獨立的項目,交由學生自己處理。信息的收集,方案的設計,項目的實施及最終的評價,都由學生自己負責。學生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一環節中的基本要求。
三、實踐應用
《電工工藝?電工材料?安全用電》是將《電工工藝學》、《電工材料》、《安全用電》三門電工專業課的內容進行組合,其教學目的是:通過教學,使學生掌握低壓電網的組成,掌握照明電路的組成;掌握照明電路的設計、安裝、維修;掌握安全用電等電工專業知識和技能。特點是,既有理論知識要求,又有技能的要求。
1.通過模擬教學,把學生融入有意義的任務完成的過程中。
(1)具體安排
學期開始進行兩周的電工技能實訓。
(2)地點
學校電工實驗室。
(3)學習內容
電工常用導線的連接方法,包括單股線芯的直線、T字分支連接。學會電工常用各種導線,包括單股線芯、多股軟銅線分別與各種接線端子包括柱形端子、螺釘壓接端子、瓦形端子的連接方法。之后,在教師的指導下,進行安裝、維修照明電路的學習,所選擇的照明電路,是日常生活中常用的日光燈、白熾燈、雙聯開關電路及兩孔插座、三孔插座。安裝完照明電路以后,在教師的指導下,學生以組為單位,通過討論、分析,畫出教室所處樓層的電路圖。在實訓中,同樣強調學生學會電工常用儀器表的使用。包括用萬用表測量交流220V電源、檢查電路正常與否;使用兆歐表檢查所使用元件及電路的絕緣電阻;使用鉗形電流表在不斷開電路狀態下,直接測量電路的交流電流;使用電度表測量燈具在一段時間內所有消耗的電能;使用接地電阻測量儀測量樓房的接地電阻等。
實訓結束后,我們根據學生對技能的掌握情況,對學生進行評定。
2.通過案例教學法進行理論教學,將學生在實訓得到的實踐體驗融入到理論教學中來。
(1)具體安排為
十五周,每周兩節課時,共30課時的理論教學。
(2)地點
校內本班教室。
理論教學課題認識各種導體材料,以鋁、銅為主;認識電工常用的各種導線材料,以室內照明常用的單股銅芯線、單股鋁芯線、軟線為主:學會如何根據已知負荷的參數,計算導線需要承受的電流,從而學會選擇導線;認識電力電能從生產到使用的全過程,帶領學生參觀學校變、配電所;認識安全用電的措施,帶領學生參觀保護接零、保護接地電網,用一體化的教學手段,讓學生利用學過的知識,對學校各棟樓房的接地電阻是否合格進行評估;認識人體觸電時,可能出現的對人體的各種傷害,用一體化的教學手段,通過學生練習,教會學生觸電急救的技能。
理論教學建立在技能學習的基礎上,主要強調知識的深度和廣度。學完理論課以后,進行閉卷考試,對學生理論知識的掌握情況進行評定。
3.通過項目教學法,一方面促使學生把理論知識與操作技能結合起來,另一方面通過項目的完成過程,培養學生的各方面能力。
(1)具體安排
在假期給學生布置實踐作業。
(2)地點
各個同學自己家所處的電網及自己的家。
(3)作業
①必做題
Ⅰ.認識自己家所安裝的所有家用電器及燈具;分析電路走向,進而畫出電路分布圖。
Ⅱ.評價自己家所安裝電路的線頭是否規范。
Ⅲ.通過計算,評價與自己家安裝的家用電器及燈具所配套的導線、插座、開關、熔斷器等是否合理。
Ⅳ.認識自己家所的低壓電網情況,畫出電網分布圖;分析判斷該電網是保護接地電網,還是保護接零電網,評價接地電阻是否合格。
Ⅴ.評價自己家所處的電網是否存在安全隱患,如果有,應該如何改善。
②選做題
Ⅰ.如果假期中參與了照明電路的維修,寫出維修總結。
Ⅱ.如果假期中參與了照明電路的設計、選材,寫出設計總結。
Ⅲ.如果假期中參與了觸電事故的救護,寫出救護總結。
項目完成以后,教師根據項目的完成情況,進行成績評定。
4.總評成績評定方法。
按實訓分數占30%、理論分數占30%、評估項目的必做題占30%、評估項目的選做題占10%的方法計算后,確定該門功課的成績。
四、教學效果要點
1.激發學生的學習興趣。
采用行為導向教學法實際是把三種教學方法進行有機的組合,把學生放在“操作技能―理論―更高層次的技能”這樣一條線上進行教學組織。在教學的全過程,學生的注意力一次次被教師緊緊吸引,不斷地處于興奮狀態。首先,學生在學期開始,進行兩周的技能實訓,實訓的項目總是包含激發學生興趣的亮點,體現現實世界中學生關心的問題。導線線頭的處理方法、照明電路的安裝和維修、交流電的測量、接地電阻的測量等,這些都是同學們平時接觸較多的,他們非常樂于去掌握,表現出濃厚的興趣。理論教學建立在實訓的基礎上,一方面,由于學生有了實訓的經歷,在實訓中產生了很多疑問,使他們的理論學習更有目的性。另一方面,在理論教學中,教師緊扣實訓,以實訓的項目為案例,在開展各個理論課題教學時緊密地與實訓內容相結合,從實訓如何做入手,講解為什么這樣做使學生的興奮點再一次得到激發,較好地完成理論教學。假期安排的項目對象是自己的家,能夠運用學到的知識,對自己的家進行評價,這是學以致用,是一種成就的體現,學生同樣表現出濃厚的興趣,同時,通過項目研究體會到學習技術與自己今后成長具有密切的關系,從而進一步激發學習的興趣。
2.體驗科學探究的過程。
在實訓的過程中,學生產生各種各樣的問題,如有的學生問:為什么單股線芯與螺釘壓端子在連接時,線芯的繞行方向一定要與螺釘扭緊的方向一致?為什么多股軟銅線在連接前必須進行絞緊?在三孔插座的安裝中,學生會提出:為什么地線一定要與其它兩根電源線相區別?等等。對這些問題,教師先引導學生利用所學知識自主分析,鼓勵學生積極思考,然后用答疑、設問、點評等靈活的教學手段進行輔導。
學生只操作技能是不夠的,他們還需要加強理論方面的學習。比如,在實訓中,學生使用教師發給他們的導線,但有的不知道為什么要使用這導線;有的知道三孔插座內有一根接地線,但不知道接地線的原理,等等。通過學習理論,可系統學習和牢固掌握。
任何學習都是為了實踐服務的,學生在具備了操作技能和理論知識之后,只有把技能和知識運用于實踐中,才有意義。因此,第三步讓學生再一次回到了實踐中,通過對自己家所處的電網、自己家的電路進行評價,使學生對照明電路的整體有了完整的認識,學生不僅需要具備動手能力,而且需要分析能力、應變能力和解決實際問題的能力,使《電工工藝?電工材料?安全用電》的學習再一次達到。
3.學習過程中,學生的多種能力得到了培養。
在實訓的過程中,學生培養了動手能力,提升了職業技能;實訓采用分組進行,遇到問題,小組采用討論的方式,既培養了學生的自主學習的能力,又培養了學生學會尊重他人,善于合作,有責任心的團隊精神。在進行理論學習的過程中學生養成了勤于實踐、樂于探究科學精神,形成了嚴謹、務實,求真的科學態度。在完成評估項目的過程方面,教師通過項目教學活動,培養學生收集和處理信息的能力,可以充分發掘學生的創造潛能,培養和提高他們的動手能力、實踐能力、應變能力、交流能力、分析能力、合作能力和解決實際問題的綜合能力。同時項目教學法把理論與實踐有機地結合起來,不僅有利于學生加深理解和掌握書本的理論知識,而且使他們懂得怎樣靈活應用這些知識。
4.學生的成績評定跟合理。
該門功課的總評成績由四個小項目(即:實訓分數、理論分數、評估項目必做題、評估項目選做題)組成,避免了以往一次理論考試的決定成績的情況。同時,這樣的評定辦法促使學生認真地對待自己的每個小項目的學習,評估項目中的選做題,為學生積極探索、實踐新的知識開辟了道路,鼓勵學生向更高的領域發展。
5.教學成本低、效益高、易操作。
一種教學方法,如果長期占用教師、占用實驗室,在目前教學資源不足的狀況下,必然會導致辦學成本過高,學校難以承受,是不可取的。利用行為導向教學法,除了兩周模擬教學必須使用實驗室外,理論教學和后面的項目教學都不再占用實驗室;把項目教學安排在假期進行,一方面學生和教師有充足的時間,另一方面充分利用了學生的家庭資源,學校只需要派教師,這樣一來,節約了許多開支,從而降低了成本。
某種教學模式的生命力還在于易操作、效益高。行為導向教學法后期應用項目教學法,在技能和知識方面,由于學生在校期間已經進行了技能訓練和理論學習,對于所評估的項目,實際上并不需要教師太多的技能和知識方面的輔導,從根本上降低了操作的難度;對于組隊,可多人一組,也可以單人一組,由學生根據家庭住址地的不同、彼此性格的差異等自由進行組隊;在教師輔導方面,師生可以采用電子郵件、電話等方式進行;在組織和管理方面,則可以放松一些,只要學生能夠在規定的時間內完成項目,就可以選擇假期內的任意時間來做,效果更好。
在教學過程中,中等職業學校的學生普遍素質偏下,首先要使學生淡忘自身的不良影響,重新鼓起學習一技之長的勇氣和信心,從而發揮潛在的能力。其次,采取靈活多樣的教育方法,由淺入深,圍繞培養綜合能力的目標,注重動手操作,注重實踐技能的培養,把理論與實踐緊密結合。由于中等職業技術學校學生心智還沒完全成熟,知識水平較低。因此,在教學中,要因材施教,充分發揮教師的啟發、幫助和引導作用,把學生變成學習過程的主體和中心,讓學生去主動獲取知識。最后,在整個教學過程中,教師要關注每一階段學生都學到了什么,掌握到了什么。做到“以學生為中心”的教學指導思想,逐步提高學生的綜合素質。確保學生畢業后能充分就業。
一、現場演示講解、激發學生學習興趣
電梯是按一定的程序運行的,每次運行都經過選層,定向,關門,啟動,運行,換速,平層,開門的循環工作。為了更好地讓學生理解掌握電梯電氣控制原理,為檢修工作提供理論保障。為此,采用現場演示講解和紙上模擬故障檢修相結合的方法。
二、在實施教學中應先易后難、逐步推進
對于電梯所出現的電氣故障要及時判斷時修理,首先對現場情況進行詢問,然后用眼看、鼻聞、耳聽、手摸的基本方法,對線路的檢查,例如外電網是否供電,空氣開關、鐵殼極限開關是否掉閘,熔斷絲、快速保險等是否熔斷,微機主控板、PLC可編程控制器、變頻器、調壓調速器的電源顯示是否有電,功能顯示是否正常,控制柜電器件有無發熱燒損,這些比較直觀的故障排除后再對電梯進行有針對性的檢查和測量。常用的檢測方法有以下幾種。
1、程序檢測法
電梯是按一定程序運行的,每次運行都要經過選層、定向、關門、啟動、運行、換速、平層、開門的循環過程,其中每一步稱作一個工作環節,實現每一個工作環節,都有一個對應的控制電路。程序檢查法就是確認故障具體出現在哪個控制環節上,這樣排除故障的方向變明確了,有針對性對排除故障很重要。
2、電阻測量法
靜態電阻法變是在斷電情況下,用萬用表電阻檔測量電路的阻值是否正常,任何一個電氣元件也都有一定阻值,連接著電氣元件的線路或開關,電阻值不是等于零就是無窮大,因而測量他們的電阻值大小是否符合規定要求變可以判斷好壞。
3、電壓測量法
這種測量方法需在線路中有電的情況下使用萬用表電壓檔進行測量,測量直流電壓用直流檔,測量交流電壓用交流檔,特別注意的是,萬用表電壓數字指示范圍應大于所測對象線路電壓。測量開關觸點接觸是否良好,可把萬用表的表筆接觸被測點的兩端,萬用表若無數字指示,說明該觸點是接通狀態,若有指示則說明該觸點沒有接通,此處就是要尋找的故障點。當測量電子線路時電流通過電阻元件會產生電壓降(電位差),若無電壓降,說明沒有電流通過此元件,則此處就是故障點。
4、短接法
控制環節電路都是由開關或繼電器、接觸器觸點組合而成的。當懷疑某些開關觸點有故障時,可以用導線把該觸點短接,此時通電若故障消失,則證明判斷正確,說明該電氣元件已壞。但是要牢記,當做完故障點試驗后應立即拆除短接線,不允許用短接線代替開關或觸點。
三、在實行故障案例分析中傳授檢修方法
電梯的型式結構多種多樣,因此各種電梯故障產生的性質原因和排除方法各有不同,為了更好的讓學生掌握檢修方法,例舉兩例常見故障進行講解。
故障現象一:相序繼電器NPR顯示電源正常,其它無任何顯示,電梯不動車。
故障原因分析:根據實訓電梯控制電源電路圖,圖1所示。正常情況下,當電梯的層門、轎廂門關閉后,按向上或向下指令按鈕,電梯就會運行。當安全回路出現故障,造成電壓繼電器JDY不能正常工作時出現該故障。
電梯運行時的先決條件是安全保護電路的所有安全開關、繼電器觸點都要處于接通或正常狀態下,安全回路接觸器JDY才能正常工作(得電吸合)。觀察控制柜內電壓繼電器JDY指示燈,如沒有顯示說明電壓繼電器JDY工作不正常,驗證安全回路有故障。
圖1 實訓電梯控制電源電路
(一)電位法結合短接法查找故障點
實訓電梯的安全回路電路,如圖2所示。電梯安全保護電路是串聯電路,安全回路上的各安全開關安裝位置比較分散,如果其中之一的安全開關或繼電器觸點意外斷開、接觸不良都會造成安全回路不能工作,使電梯無法運行。因此,要想盡快找出故障所在點比較困難,較好的方法就是采用電位法結合短接法查找故障點。具體的操作步驟如下:
1、電位法
(1)檢測時,一般先檢查電源電壓,看是否正常。繼而可檢查開關、元件觸點應該接通的兩端,若沒有AC110V電壓指示,則說明該元件或觸點斷路。若線圈兩端的電壓值正常,但繼電器不吸合,則說明該線圈斷路或是損壞。
(2)、在機房電控柜內根據安全保護回路中的接線端先用電位法檢查:用數字萬用表的AC電壓檔,測量NF3/2――110VN是否有AC110V電壓。如果有電壓則說明電源有電,然后將一支表筆固定在110VN端(安全接觸器JDY的線圈A2端子),另一支表筆放在接線端,“104B”處,如果沒有AC110V電壓,則說明“NF3/2”端到“104B”端的電器元件不正常,故障點應該在NF3/2到接線端“104B”范圍內尋找。假設表筆放置于接線端“103”處有AC110V電壓,則繼續測量下一個點,將表筆移置于103A處也有AC110V電壓,再繼續測量下一個點,再將表筆移至接線端“104”處時,沒有電壓,則可以初步斷定故障點應該在接線端“104”與“103A”之間的盤車開關元件及其線路上,然后用短接線短接“104”,“103A”,如果安全接觸器JDY吸合,則證明故障在限速器開關及其線路上,然后從該元件到線路進行檢查及修復,將故障排除。
圖2 實訓電梯安全回路電路
2、短接法
用短接法分別短接安全回路的制柜急停按鈕EST1,限速器開關GOV,盤車輪開關PWS,上極限開關,安全鉗開關SFD,底坑斷繩開關GOV1,緩沖器開關BUFS,底坑上急停按鈕EST2A以及下急停按鈕EST2B,當電梯恢復正常工作時,短接處即為故障點,然后修復。
注意:短接法只是用來檢測觸點是否正常的一種方法,須謹慎采用。當發現故障點后,應立即拆除短接線,不允許用短接線代替開關或開關觸點的接通。短路法只能尋找電路中串聯開關或觸點的斷點,而不能判斷電器線圈是否損壞(斷路)。
(二)、電阻法查找故障點
將電梯斷電,用萬用表電阻檔200歐姆檔分別測量控制柜急停按鈕EST1,限速器開關GOV,盤車輪開關PWS,上極限開關,安全鉗開關SFD,底坑斷繩開關GOV1,緩沖器開關BUFS,底坑上急停按鈕EST2A以及下急停按鈕EST2B,按照這個方法逐一檢查,如果某一處阻值無窮大即為故障點,修復后電梯正常工作。
當然,也可以采用數字萬用表的二極管蜂鳴檔代替電阻法來檢查觸點是否斷開,但必須注意,應在電路不帶電的情況下操作。用二極管蜂鳴檔查找安全保護電路故障的步驟如下:
斷開控制電源斷路器NF1,驗電,確定NF1/2、NF1/4沒電。
斷開保護電路電源斷路器NF3。
用萬用表的測量二極管蜂鳴檔檔進行測量,在機房電氣控制柜的接線端子排中找到編號為110、104、和103A的接線端,分別測量110與104端,110與103A端的通斷情況。如前者接通,后者沒有接通,則故障斷點發生在盤車開關及其線路上。
故障現象二:電梯門不能關閉,電梯不能正常運行。
故障原因分析:當電梯門不能關閉時,導致門聯鎖回路門聯鎖常閉觸頭分斷,門鎖繼電器線圈失電,電梯不能正常運行。該故障可能有三種情況:
1、手動關門按鈕KCL至可微機控制器輸入端口L2回路有斷路故障。
2、在微機控制板輸出端口Y7至門機控制器回路有斷路故障。
3、在電梯門機控制器中有故障。
故障檢修:1、觀察控制柜內微機控制器輸入端口L2指示燈,按下手動關門按鈕KCL時,如果L2端口顯示燈亮,說明該回路工作正常,反之有故障,然后使用短接法或者電阻法(設備須在斷電狀態下)找出故障點進行檢修。
2、觀察控制柜內微機控制器輸入端口X18指示燈,如果X18端口顯示燈亮,說明關門到位反饋到微機控制器的信號正常,反之有故障,檢查該部分電路。可用短接法檢查,短接JDY/6和X18,如果X18端口顯示燈亮,說明關門到位反饋到微機控制器的電路有故障。
3、按下開門按鈕KCL,觀察轎頂門機控制器關門輸入指示燈是否經過2至3秒后熄滅。如果有此現象則明微機控制板輸出端口Y7至門機控制器回路工作正常,否則有故障。
4、當通過故障檢修2的操作后,驗證微機控制板輸出端口Y7至門機控制器回路工作正常,按下關門按鈕KCL時,電梯不能關門,故障在電梯門機控制器中,檢查門機控制器。
方法1:(1)用電壓法測量法,按下關門按鈕KCL時,測量控制柜微機控制板輸出端口Y7的電壓,如果電壓正常,再測量門機控制器的輸入端CL1的電壓,電壓不正常,則說明控制柜微機控制板輸出端口Y7到門機控制器的電路有故障,反之,說明門機控制器有故障。
方法2:也可用電阻法。將電梯斷電,用萬用表電阻檔200歐姆檔分別檢測控制柜微機控制板輸出Y7至接線端子CL1;控制柜接線端子CL1至轎頂接線盒的端子CL1;轎頂接線盒的端子CL1至門機控制器輸入端2端;測控制柜微機控制板輸出YM1至控制柜接線端子CO1;制柜接線端子CO1至門機控制器輸入端8端,如果某一處阻值無窮大即線路存在故障點,修復后電梯正常工作。
四、加強考核測試、歸納總結
為了使學生加深鞏固電梯電氣故障檢修的知識,同時掌握他們對知識理解理解和技能熟練程度,根據電梯電氣控制的特點,在電梯的各個控制環節上設置幾處有一定難度的故障讓學生檢修。通過測試可以發現學生掌握知識和技能的薄弱環節,有針對性進行補救。
結束語
電梯機電一體化程度較高,電梯的電氣控制系統故障錯綜復雜,不下苦功,學生要較好的掌握故障檢修有一定的難度。為了使他們在檢修水平上有所提高,我們必須采用多種教學手法,制定相應的教學措施,根據電梯各個工作環節,通過演示講解,案例分析,講練結合等方法,使他們檢修水平有一提高。
參考文獻:
[1] 何峰峰.電梯基本原理及安裝維修全書[M].北京:機械工業出版社.2009.1
【Abstract】Application of modern teaching means is the breakthrough and the commanding heights secondary vocational teaching reform under the new situation. Teaching simulation software is one of the specific application of modern teaching means. Application of taking a resistance capacitance sensing reading and detection element teaching simulation software in the teaching practice, expounds the understanding of teaching simulation software.
【Key words】Teaching; simulation software; application; understanding
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)09-0198-02
一、教學仿真軟件的應用
《阻容感元件的識讀與檢測》教學仿真軟件是我校電子技術應用專業教師與計算機軟件公司合作研發的一款具有自主知識產權的教學仿真軟件。它在第十八屆全國教育教學信息化大獎賽中獲中等職業教育組教育教學工具類軟件系統(單機版)一等獎。它具有以下特點:
1.學習內容豐富
《阻容感元件的識讀與檢測》教學仿真軟件內容豐富。它在內容上包含了“電阻器”、“電容器”和“電感器”三個模塊。在“電阻器”模塊中又涵蓋了固定電阻器、可變電阻器和電位器三個內容。在“電容器”模塊中涵蓋了固定電容器、可變電容器兩個內容。在“電感器”模塊中涉及了(中頻、音頻和電源)變壓器內容。在進入各學習內容后,學習者可以再進一步選擇專業知識點(認知島)、操作技能點(實訓)的學習。對于學習有潛力或有興趣的學習者還可以選擇加油站,對專業知識進行進一步充電和完善。
2.學習方式生動
《阻容感元件的識讀與檢測》教學仿真軟件學習形式生動。它以面向中職學校學生為學習主體。根據中職生的文化基礎,軟件頁面圖文并茂、聲景并存,以仿真模擬為主,包含了學習視頻與閱讀電子文檔。根據中職生的學習心理,每一個學習環節均從不同的游戲方式入手,如:摘果實、找茬等。同時,根據建構主義學習理論,知識點學習通過“預備知識”由淺入深。為了調動學習者學習興趣,對于學習過關者,給予鼓掌喝彩或給予加分,激發他們學習主動性。
3.學習目的明確
《阻容感元件的識讀與檢測》教學仿真軟件研發的目標是幫助學生掌握電阻器、電容器個電感器的識別、檢測和應用能力。根據中職教育目標,“為個人謀生之準備;為個人服務社會之準備”。因此,仿真教學中所呈現的專業知識點應該貼近生產實際。如:色環電阻器阻值識讀中,軟件是分別根據國家電子信息制造行業E24系列(四色環)和E48系列(五色環)標準而設計的。即,當第一色環顏色決定后,隨后的第二色環顏色范圍將被確定。依次類推,當第二色環顏色決定后,隨后的第三色環顏色范圍也將被確定。它克服了傳統色環電阻阻值識讀的弊端。同時,仿真軟件實踐操作方法應該符合職業習慣。如:萬用表表筆的握姿方法。
4.學習平臺簡單
《阻容感元件的識讀與檢測》教學仿真軟件采用二維及三維效果展示,采用3D Max作為三維建模及素材渲染工具,Flash作為人機交互操作功能的開發工具,AS3作為算法開發語言。由于,當今PC機上所安裝的大部分主流瀏覽器都支持Flash播放器插件,因此,作品在大部分PC上均可無障礙加載運行。本作品還提供一個無需任何安裝操作的獨立可執行文件(.exe),即便不通過瀏覽器加載,也可在Windows Xp以上所有版本的Windows操作系統中直接運行,且非常穩定。在教學實際應用中,《阻容感元件的識讀與檢測》軟件可以在“安卓”操作系統支持的平板電腦上使用。
5.解構重構方便
《阻容感元件的識讀與檢測》教學仿真軟件包含了“電阻器”、“電容器”和“電感器”三個學習內容。教師或學習者可以根據教學的計劃與進度,結合具體的教學內容,可以自由選擇教學仿真軟件中對應模塊進行使用。因為,電阻器、電容器和電感器三個模塊是相對獨立的,軟件的進入與退出十分方便。當然,教師也可以根據自己的教學目標進行有關播放鏈接,使仿真軟件中的有關內容與自己的教學設計有機融合,形成一個具有自己特色的教學案例。
二、教學仿真軟件的認識
從知識點傳授層面上說,教學仿真軟件的應用可以化專業理論的抽象性。從操作技能實訓層面上說,實訓仿真軟件的應用可以方便實踐操作與降低實訓耗材。這對于中職教育的專業教學是非常有益的。教學仿真軟件一般具有如下特點:
1.內容基礎化
教學仿真軟件的開發是需要資金投入的。因此,在有限資金的條件下,我們必須選擇對專業課程教學具有舉足輕重的教學難點或重點內容進行仿真開發。要做到這“四兩撥千斤”效果,我們要組織教師開展社會調研,分析掌握本專業最基本的知識點與技能點,使教學仿真軟件內容基礎化。只有這樣我們開發出的教學仿真軟件才能得到廣泛應用,使師生的收益面最大化,性價比最優化。如:電子元器件的識別與檢測是電子行業從業人員的基礎職業技能,也是電子技術應用(或相近)專業的基礎技能。
2.結構模塊化
教學仿真軟件的使用是依據教學活動的需求而進行的。因此,采用模塊化的結構,不僅是有助于教師在教學活動中的取舍,也有利于學生的學習。由于,它可以靈活組合。因此,它就可以適應不同版本的教材和教學進度要求。同時,這也有利于相近專業教學過程中的推廣使用。模塊化結構的另一個重要優點是,它可以根據生產技術和工藝發展調整和補充新的仿真模塊。如:半導體管識別模塊中,三極管可以采用“TO-220”封裝,也可以采用“TO-03”封裝。它采用何種封裝是由用戶生產需求而決定的。
3.過程趣味化
教學仿真軟件在使用過程應該有趣味化或游戲化。通過趣味或游戲晉級激發學習者的學習興趣,并使興趣得到持續的激發與維持。這不僅符合人的學習心理和心理需求,更適應中職學生的玩電子游戲的心態。趣味化就是將教學仿真軟件的操作界面制作成卡通式界面,或文字表述貼近當下時髦用語。如:“速記”、“找茬”、“攻略”等。游戲化則是在教學仿真軟件操作環節中設置游戲元素。通過游戲活動來完成專業知識或操作技能的學習。如:通過摘水果活動完成對元件的識別。通過拍氣球活動完成對顏色與數碼對應關系的學習。
4.人機交互化
教學仿真軟件在使用操作過程中應該具有人機交互化,而不是單向化的操作。教學仿真軟件不僅要能夠仿真電子元器件(或電路)、機械設備的工作原理,仿真生產過程和有關活動情境。而關鍵是要能夠仿真人對儀器設備的操控以及操控后可能出現的正常(或不正常的)結果。根據建構主義學習理論,相互對話交流是人完成知識與技能內化的途徑,是人完成知識與技能自我建構的手段。所以,在教學仿真軟件開發過程中,必須要考慮人機交互性。如:半導體管檢測模塊中,晶體管圖示儀(或半導體管特性圖示儀)的每一個功能旋鈕所選擇擋位和被檢測元件電極安裝都可能對測試結果產生影響。同時,當操作者需要幫助時,仿真軟件能夠給予回答或指導。
總之,教學仿真軟件的開發與應用是教學方法改革的方向,是教學活動現代化的必然要求。通過分析與總結仿真教學軟件的應用和特點,使我們開發出的教學仿真軟件能夠更加符合教學規律,更好地服務于教學活動,推動中職學校專業教學的信息化,實現專業教學質量的提高。
參考文獻:
[1]張建武.孔紅菊.虛擬現實技術在實踐實訓教學中的應用[J].電化教育研究,2010,(4)109-112
[2]王金崗.虛擬現實技術在高職實踐教學中的應用研究[J].中國職業技術教育,2011,(23)76-80
[3]劉景峰.職電力類業仿真實訓教學項目的開發及應用[J].中國職業技術教育,2012,(5)28-31