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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇性能检测实训总结,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)12-0052-03
建设中职学校精品课程,可以参考高校、高职高专精品课程建设经验,但也不能完全照搬。中职精品课程有其自身的特点。“精”不仅要体现其引领性强、辐射性强,能带动一批课程的建设,更要体现与企业的深度合作,突显其鲜明的“职业”特点。教材的编写、教学方法、学生管理、学生的顶岗实习都应体现与行业、企业的密切合作,以全面促进学生综合职业能力的提高为目的。
《建筑工程材料性能检测》课程是我校建筑工程材料专业的核心课程,2010年被立项为上海市教委百门精品课建设项目。本文基于任务引领型教学模式探索中职精品课程建设,以任务引领打破传统的教材编写方式及课堂教学模式,将企业中的岗位需求细化到教材内容中,以大项目引领若干任务的方式编排教材。教学过程将课程涉及的专业知识与企业岗位需求通过网络在线对接,从而提出课堂任务。这样的任务更具针对性,不是教师的要求或教材的要求,而是实实在在企业的要求,把以往的教师要求变成企业的岗位要求,将企业工作流程融入到课堂中,真正体现“教学做”一体化。另外,还应把企业看重的一些隐性职业要求如职业素养、职业道德融入到课堂和课后拓展训练中。任务引领型教学模式能更好地在企业需求和精品课程建设之间架起一座桥梁,使中职精品课程更加体现职业特性。
任务引领教材开发
中职学校专业教材目前普遍存在短缺或内容相对市场滞后的现象。一方面,很多学校不得不使用高职高专教材,有的甚至使用大学教材,但由于中职生学习基础薄弱,效果非常不理想。另一方面,专业教材从出版到使用相对于变化的市场有滞后性,教材涉及的专业知识、技术或设备在现实中经常处于面临淘汰的窘境。因此,很多中职学校鼓励专业教师开发适合中职生特点和基础的校本教材。
《建筑工程材料性能检测》就是我校材料专业针对建筑材料行业生产、应用、检测领域编写的校本教材。传统的建筑材料教材侧重材料的生产工艺,如《硅酸盐工艺》。但随着上海经济结构转型,相关重污染、重耗能企业逐渐淡出上海的经济发展圈。取而代之的是从其他省市购进原材料进行进一步加工。如建筑工程中用量最大的混凝土,在上海混凝土搅拌站有约300家,与我校有紧密校企合作关系的上海建工集团的混凝土搅拌站有约20家。这些搅拌站直接从外省购进水泥、砂、石等原料,购进的原料需检测合格才能进一步使用,从而衍生出大批检测企业,如与我校有合作关系的浦东众材检测中心、申美检测公司、通标标准检测公司等,这些检测企业每年需要大批懂检测技术的人才。《建筑工程材料性能检测》教材正是顺应上海经济发展需要,经过广泛的市场调研后编写的校本教材。教材编写过程有上海检测行业协会、企业专家参与指导,是深度进行校企合作的产品之一。教材的编写打破传统教材的章节结构,基于任务引领型教学模式要求,把各类材料按大的项目分类,每一项目根据企业岗位要求分成若干任务,以任务来引领材料的各项性能检测。教材的编写突出企业工作过程在课程框架中的主线地位,并按照工作岗位的不同需要划分不同的任务,以工作任务来整合理论与实践,从岗位需求出发,尽早让学生进入工作实践,为学生提供体验完整工作过程的学习机会,使学生逐步实现从学习者到工作者的角色转换。
任务引领教学过程
新课标倡导的“任务引领型”教学用于专业课教学就是要使忽视对学生动手实践能力的培养、过分重视理论知识传授的传统教学模式,转变为以岗位职业活动为单元组织教学,围绕各岗位活动的开展,将知识型教学转为能力型教学,淡化理论灌输,提高学生的学习兴趣,使学生掌握从事岗位工作必须具备的能力。我们在任务引领型教学模式下坚持“任务引领,岗位驱动,目标具体,内容实用,教做学一体”原则,把任务的实施过程分为感知任务、体验任务、实践任务和实现任务目标四个阶段,如表1所示。这样,学生能真切感觉是为岗位而学,在模拟工作岗位情境下学,真正体现“教做学”一体化教学。
现以笔者在一次公开展示课的教学过程为例来说明。本次课的任务是涂料性能的检测,教学过程如下。
广告导入本课内容 中职生普遍存在注意力不集中的问题,导致上课过程要花大量时间把学生的注意力引到教学上。由于中职学生都爱看电视,如果我们的教学能设计得像电视节目那样有吸引力就能较好地完成教学任务,达成教学目标。本课开始通过一个生动的多乐士涂料广告导入建筑涂料的教学。广告一般都具备视觉、听觉冲击力,并且集中了诸多创意,或诙谐幽默,或令人耳目一新,通过独特的技术手法或巧妙的创意设计吸引观众的眼球。本堂课采用广告导入,使学生较快进入了学习领域。
利用网络在线了解涂料企业招聘条件并据此提出本课的任务目标 进入涂料公司网络招聘界面,能让学生直观了解当前涂料企业招聘职位和职位要求。让学生了解企业招聘过程,自问“我是否具备进涂料企业的资质?是否满足企业的要求?如果不行,我还缺什么能力?让学生分组讨论,根据企业要求我们需具备哪些技能?”然后教师根据学生自己总结的要求归纳总结并提出本课的任务目标,如表2所示。
分组体验、实践任务 首先由教师示范任务的完成要点,后让学生在岗位要求下完成任务,最后由学生分组完成各任务。
评价任务 评价包括学生分组互评和教师评价。学生分组互评的分值比例占总评价考核的30%,教师评价占70%。
任务引领校内、校外实训条件建设
实训条件是突出精品课程职业特性的重要环节。《建筑工程材料性能检测》精品课程建设配备开放的材料实训中心。实训中心拥有14个主实训室,建筑面积约3294m2,共配备334个实训工位,每个实训工位是基于企业的岗位要求而设置,能满足不同的任务要求。如装饰材料实训室依据目前市场上用到的装饰材料,检测划分为陶瓷、涂料、木材任务区,不同的任务区配备相应的实训设备,不同的设备承担不同的检测任务,如表3所示。
除校内实训条件,我校还与上海建工集团、上海市玻璃钢研究院、耀华玻璃厂等企业建立了校外实训基地。学生在学习阶段提前进入企业实习,聘请企业专业人员指导学生的实习、实训,让学生与企业岗位“零距离”接触,为学生将来的顶岗实习及就业打下基础。
任务引领课后拓展训练
专业课的学习往往是下课铃声一响,教师和学生的关系就暂时终止。但实际情况是,仅仅靠一两节课学生很难达到对专业技能的熟练掌握。因此,针对就业方面的课后拓展训练显得尤为重要。传统上各专业毕业生就业都统一划归就业办负责,但是就业办的教师毕竟无法胜任各个专业学生的专业指导。因此,我校提出,专业课教师要参与到学生的顶岗实习指导中。对即将进入企业顶岗实习的中职生,专业课学习应更具针对性,要让学生觉得学习这些知识和技能对自身就业是有用的。这时专业课教师的指导甚至比班主任、就业办教师的指导更具针对性。
课后拓展训练应基于教师设计的恰当任务。这种任务应与就业或企业需要紧密相关,让学生通过课后拓展训练强化就业竞争力。如笔者在上“涂料”这一课后,设计了如下两个课后拓展训练。这两个课后拓展训练都与企业紧密联系,是学生进入企业的“热身”,通过训练,学生不仅有机会对专业技能进行反复操练,同时还能训练口语和书面表达能力及团队协作能力等。通过训练,找出自身的差距并不断改进,使学生的综合职业能力得到了进一步提高。
制作应聘简历 根据自身特点制作一份适合去涂料公司应聘的简历,简历要突出自己在涂料基础知识、涂料性能测试等技能方面的优势,并利用网络渠道与1~2家涂料公司联系应聘,并在班级里汇报应聘情况。
涂料公司实地考察 教师带领学生去与学校有校企合作关系的涂料公司实地考察、学习,让学生与企业“零距离”接触,把学生放在人才市场上去“称一称”,让学生看看自己是不是一个合格人才,还缺哪些知识和技能。与此同时,向相关公司推荐我校即将毕业的学生,以便顺利进入下一年的顶岗实习。
培养学生的就业技能,是中等职业教育最重要的目标之一。就业技能不仅包括显性的专业技能,还包括隐性的职业素质。一个合格的人才应该具备良好的综合职业能力。如何在课程建设过程中体现综合职业能力?综上可知,任务引领型教学模式能较好地把职业要求和课程建设有效对接,更突出课程的“职业”特性,促进学生综合职业能力的提高。
参考文献:
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Key words: higher vocational education;Operating Maintenance and Overhaul of Chemical Pump;teaching reform;Solidworks;3DVIA
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)09-0226-02
0 引言
《化工泵的运行维护与检修》课程是我院化机专业大三上学期的一门专业核心课程,在专业课程设置上起着总结归纳前面所学的基础知识和突出专业领域的核心特点。对于高职高专教育,要以能力培养为核心,以应用和实用为目的,因而,我们加大了实践教学的力度和学时数,精心设计了集拆装、清洗、检测、修理、查阅、测绘、造型、虚拟拆装等实验实训项目,理论教学讲授必要的知识点。借助当前流行的实体造型软件Solidworks和借助3DVIA软件自行开发的虚拟拆装平台,即让同学们掌握动手实践的同时也要让同学们感受到现代虚拟技术带来的乐趣。本门课程对提高学生的动手能力,团队合作的能力、拓展同学们的视野,提高学生分析问题和解决问题的能力起到促进作用[1]。
1 课程的整体设计
能力目标:以六个学习情景为主体,包含了典型的工作任务。①掌握AY型单级悬臂式离心泵的拆装、清洗、检测及修理技能。②掌握单级双吸双支承离心泵的拆装、清洗、检测及修理技能。③掌握卧式多级离心泵的拆装、清洗、检测及修理技能能。④熟悉对中作业的方法、流程和规范,掌握对中作业常用工具的使用方法,掌握对中作业测量仪表、仪器的使用方法。⑤掌握常见机械密封的安装维护技能。⑥熟悉企业维修作业程序,培养安全操作、文明作业意识[2]。
知识目标:知识以必要和够用为度掺插在实践课程中。①掌握离心泵的工作原理、分类方法、结构特点及型号。②了解离心泵的性能参数,了解“汽蚀现象”产生的原因、危害及防止其发生的方法。③了解离心泵的性能曲线及影响性能曲线的因素,明确性能曲线对泵运行的指导意义。④了解离心泵的工作点和流量调节方法,了解离心泵串并联工作及运行与维护的相关知识。⑤了解往复泵、齿轮泵、螺杆泵、等泵型的工作原理、结构特点、分类方法和适用场合[3]。
2 课程的内容设计
2.1 内容选取 考虑到高职学生的生源情况和毕业后的就业方向,在课程内容的设计上既要满足职业教育的要求,又要根据学生实际理解接受能力,所以我们在理论知识的选择上以能够满足技能训练的需求,重视于学生动手能力的培养。为此,我们在本课程教学内容选取上,以课程能力目标为主线,打破传统的纯理论知识界限,从实现各专项能力的需要出发,以“必需”、“够用”为度,组织相应的课程内容并进行必要的教学内容整合。把原有的纯理论专业课程《化工机器》《化工机械安装与修理》整合为理论和实践相结合的校本教材《化工泵的运行维护与检修》《压缩机的运行维护与检修》《风机的运行维护与检修》。
2.2 组织内容 在课程内容的组织安排及教学进程上,遵循学生职业能力培养的基本规律,以真实典型的工作任务为依据,按照“先会简单理论―后实践操作”、“先简单设备操作―后复杂设备操作”的程序原则,科学设计学习型工作任务,做到教、学、做结合,理论与实践一体化,这符合认知的一般规律。
3 教学过程设计
3.1 教学设计 采用项目化教学的模式展开,在课程内容中设置学习情境及下达学习任务,将学习任务项目化,把理论知识融合到项目的实际操作当中,在项目训练过程中学生不仅掌握了专业理论知识同时也熟练了操作技能,从而也实现了教、学、做一体化的目的。
3.2 教学方法 本课程在讲授时把多媒体教学、拆装实训教学及网络机房教学相结合,使学生在掌握《化工泵的运行、维护与检修》这门课的同时,加深理解化工泵所涉及的基本理论知识,掌握分析解决专业问题的思路和方法,提高实际动手能力,增加同学们的学习兴趣,明确本专业能力要求和今后发展方向。在教学实施全过程中,在维修工作过程中均采用角色扮演法进行“模拟真实”的职业训练,培养学生与人沟通、协调的能力。
3.3 教学手段 在多媒体教室,将重点、难点通过图片、视频、PPT等多种形式演示,有助于同学更好的了解专业理论。在网络机房,利用当今流行的3DVIA软件进行相匹配泵体的虚拟拆装和Solidworks软件对已测绘典型零部件体进行实体造型,在机泵维修钳工实训室进行典型泵体的拆卸、清洗、检测、修理、测绘、回装。本课程教学过程中,教师对照现场讲解,学生现场操作,做到理论与实际紧密联系[4]。
4 以学习情境一为例子并且遵循项目教学的六部法走
4.1 任务提出 ①首先把化机0831班级分成五个小组。并进行学习情境描述以及作业指导书的下发。②学习必要的理论知识理论知识方面,以“必需”、“够用”为度,结合被剖分开的泵体和泵体典型零部件进行讲解。③演示现场作业视频、图片及教师利用3DVIA进行虚拟拆装。
4.2 方案制定 ①同学们根据学习情景要求任务,对应设备和结构简图写出拆装计划如图1所示。②对应拆装计划写出每一步可能需要的拆装工具。③制定可能的风险,如对人可能造成的伤害、对设备可能造成的伤害。
4.3 具体实践 ①首先在计算机机房的授课,借助3DVIA平台如图2所示,同学们进行虚拟拆装。老师在其中纠正同学们的错误。②机泵维修钳工实训室的授课,实实在在的让同学们感受到了现场教学的感觉,扎实的锻炼的同学们的动手能力、动脑能力,集拆装、清洗、检测、修理、测绘、回装为一体的课程如图3所示。
4.4 分析讨论 在小组实施机泵检修的完整工作过程中,小组成员可通过讨论制定计划、共同决策、实施决策中遇到问题小组成员都会进行讨论,能够发挥每位成员的学习主动性如图4所示。
4.5 得出共性以小组为单位,问题汇总到老师,组后老师总结,答疑如图5所示。
4.6 评价 完成一个学习情景,即可以得到该典型工作任务的得分。成绩分配如下同学自评占30%,小组成员之间互评占30%,老师给于同学评价占40%如图6所示。
5 总结
通过课程改革的实践,对于我们教师来说确实是一个机会,同时也是一个很大的挑战。最后我也在本门课程后作了一个课程整体评价调查。分别为5个等级:非常好、好、一般、不太好、差。同学们评价80%以上为非常好,剩余的20%为好,并提供了很多,很好的意见和建议,对于课程以后的完善有着非常好的作用和意义,同时得到了企业专家、校内督导的认同。在课程改革实践中也发现了一些问题。下面我引用伟人的两个理论对我们的课改进行说明。
(新疆轻工职业技术学院纺织技术分院 新疆 乌鲁木齐 830000)
摘要:为适应职业教育教学改革,新疆轻工职业技术学院开设了基于项目化教学的“纺织材料与检测”课程。本文介绍了高职“纺织材料与检测”课程近年的教学实施与改革历程,探讨了高职院校专业课程的教学实施方法,指出教学实施中出现的问题并提出了解决对策。
关键词 :项目化教学;纺织材料与检测;教学改革
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)12-0086-03
“纺织材料与检测”课程是纺织类专业一门重要的核心专业课程,其主要任务是培养学生认识纺织原料和产品的品种,正确处理纺织原料结构与产品性能的关系,具备正确操作纺织检测设备并进行数据处理等相关职业能力。
该课程依托项目化教学和新疆轻工职业技术学院自治区棉纺织公共实训基地进行改革。项目化教学是通过师生共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,它是“行为导向”教学法的一种,它强调职业工作的整体性和工作过程的完整性,并将方法能力、社会能力的培养与专业能力的培养融为一体。
基于项目化教学的课程体系开发
基于项目化的课程体系开发首先要确定课程设计理念与思路,然后进行教学设计,最后进行教学实施。“纺织材料与检测”课程遵循校企共建课程体系的课程设计理念与思路。课程设置依据新疆纺织行业发展与职业岗位要求,结合企业需求,共同确定课程典型工作任务,以纤维、纱线、织物常规性能检测等技能为核心,将素质教育和职业能力培养融于教学内容。在课程设计开发过程中,将工作过程中的任务转化为学习领域的课程,其课程开发步骤见图1。
(一)学习项目设计
该课程根据生产实际和工作能力重组教学模块,重构学习情境,改革实训教学体系。新的“纺织材料与检测”课程体系打破了传统的讲授理论知识+实验操作的教学方式,采用项目化的教学模式。每个学习任务都是以典型产品的性能检测与应用为载体,以职业活动为基础,以实际工作任务重构课程内容,将知识、技能、素质训练融合于实际产品的检测过程中。我们初步确定了五大学习项目,见下页图2。
(二)教学流程设计
“纺织材料与检测”课程的教学流程设计依照项目化教学要求,按教学准备、解释任务和方法、确定重点与提出问题、确定小组和工作时间、学生加工信息、学生展示工作结果、讨论与评价、保证工作结果的正确性八个阶段有序进行。
在教学过程中,我院“纺织材料与检测”教学保持了教学工作过程的完整性,即八个教学阶段缺一不可,同时在给学生安排任务时,注意工作的全面性,做到“六明确”:工作任务明确、工作对象明确、工作方法明确、劳动组织明确、工作进度明确、工作成果明确,使教学过程能保质保量完成,防止项目化教学流于形式。
(一)课程项目总体实施
在“纺织材料与检测”课程的实施过程中,一共设计了五大学习项目,九个单元,每个项目都是相对独立和完整的学习(工作)单元。课程主要以“纤维、纱线、织物”等三个方面的鉴别、检测、性能评定以及它们在日常生活中的应用作为项目载体,项目设计的典型性既要有普遍应用的含义,又要有效地促进学生职业能力发展,同时也要兼顾学生获取相关职业证书的要求,考虑学生毕业后可持续发展的需求,我们构建了由易到难、由基础到综合的项目化课程体系,逐步递进实施教学,课程项目总体实施过程见图3。
(二)课程具体实施过程(以纺织纤维的鉴别项目为例)
课程实施的准备工作 (1)在上课前教师安排本次课程的主要任务,派发课程的工作页、任务书,阐述课程的基本要求。(2)向学生提出项目任务。该项目最终要求学生在5分钟内能运用所学知识和方法鉴别出10种以上的纤维。(3)学生分成若干个学习小组。小组成员要强弱搭配,每组4~6人,设组长一名,协调本小组成员的学习和任务的完成,并对组员完成课程任务的情况给予初步的评价。(4)实验设备及材料的准备:酒精灯、镊子、小刀片等及10种或10种以上的纤维(包括天然纤维和化学纤维)。
课程实施过程 (1)课程导入:教师首先向学生讲清楚工作任务的内容、条件和目标,并通过对工作任务的提示,激发学生的学习动机。要求教师要用贴切而精炼的语言、正确巧妙地导入新课,把学生带入已设计好的学习情境中,充分调动学生的学习积极性,为完成教学任务创造条件。(2)尝试完成工作任务:教师先给出几种比较易分辨的纤维,在简单演示如何鉴别化学纤维和天然纤维后,即让学生尝试完成任务,教师适当指导。教师在这个过程中就要注意观察,留心学生的错误,在学生判断完成后再指导学生修正错误。如果学生由于缺乏必要的知识准备而难以完成任务,那么就应当尽快转入第三个阶段。(3)提出问题:所提的问题要精心设计,循循善诱,注意启发性和针对性。例如,教师此刻就可以提出天然纤维和化学纤维的光泽有何区别,二者的手感有何区别等问题。(4)查阅并理解和记住理论知识:引导学生通过阅读教材或查阅其他资料,或通过教师讲解来获得完成工作任务所需要的专业技能和专业知识,并理解和识记。教师可适时地介绍纤维鉴别常用的方法、注意事项等理论知识。(5)回归工作任务:让学生把所获得的知识与任务联系起来,在掌握了专业知识后,再对纤维进行鉴别,看学生能否把任务完成得更好。(6)成果展示:该项目的成果就是由每小组派代表,或由教师指定学生在指定的时间内完成任务。教师和其他小组要对其成果进行客观的评价。(7)检查评估:先由学生对自己的工作结果进行自我评估,再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题,学生解决问题的方法以及学习行动的特征,最后总结纤维鉴别的步骤。通过对比师生评价结果,找出造成结果差异的原因。(8)评估应用:作为项目化的教学成果,应尽可能具有实际应用价值。因此,应把项目工作的结果归档或应用到学习或教学实践中。例如该项目课程结束后,可由教师提供部分面料,由学生尝试分析面料的成分,或由学生运用所学知识分析自己经常接触的纺织日用品成分。
在教学过程中,教师与学生是平等的,其主要职能必须从“授”转变成“导”,即引导、指导、辅导,要检查学生项目的进行情况,要不断激励学生的学习积极性,学生要对自己的学习负责任。
课程能力的应用
基于项目化的教学着重培养学生的知识应用能力、创新能力、信息检索能力、人际交往、团队合作精神,提升学生的职业素养,培养学生的产品质量控制和安全的意识,对此我们进行了以下改革。
(一)注意课程能力的后续课程应用
“纺织材料与检测”课程作为专业基础课,后续课程有“现代棉纺技术”、“机织技术和织物组织与分析”等,在课程能力培养过程中,我们对比同种纤维、纱线、织物检测的连续性,既可得到企业中常规纤维、纱线、织物的检测报表,也可得到一套完整的检测样品检测数据,这些数据可支持后续课程的实训。
同时,我们增加了“纺织材料综合检测实训”项目,进行两周的集中实训,培养学生将纤维性能的检测(如细度、长度、马值等)和纱线性能检测(如纱线强力、捻度、毛羽、线密度等)能力应用到“现代棉纺技术”课程中;将织物性能检测(组织分析、经密、纬密等)能力应用于“机织技术和织物组织与分析”的课程中。通过该项目的实施,不仅能加强学生对各种纺织材料的检测能力,对后期课程的学习也有极大的帮助,尤其是为学生考取“针纺织品纤维检验工”职业技能证书奠定良好的基础。
(二)注意课程能力在实际生活中的应用
按照教学计划,“纺织材料与检测”课程安排在第一学期,此时,其他相关专业课程还未开设,学生专业理念尚未形成,难以将企业实际生产引入课堂。作为弥补,教师在教授课程的过程中应充分利用纺织材料贴近生活的特点,运用理论知识分析日常生活的例子。例如,为什么潮湿的布条会比干燥的布条难撕破,刚洗完头发顺着摸较光滑,但逆着摸感觉毛躁,北方的窗户为什么会用双层玻璃等日常生活问题,引导学生对专业理论的理解,培养学生对日常纺织品应用的观察能力,同时也提高学生的学习兴趣。
(三)教学实施过程中的思考
在整个课程实施过程中,学生通过完成任务实现与实际工作的“零距离”对接,是学习者、工作者、任务完成者;教师则要“扶着学生走”而不是“牵着学生走”,是学习的监督者、指导者、辅助者。
在每项教学活动的开始时要强调对时间的控制,明确整个教学活动的时间表,每个过程、阶段临近结束前要作出提示,要求学生在规定的时间内完成任务,这对提高学生学习效率,培养学生能力十分重要。
在授课过程中,最好学生人数控制在30人左右。目前,我院纺织专业的学生每班人数在40人左右,人数较多,会出现浑水摸鱼的现象,这就要加强组长对组员的管理,充分发挥每个学生的主动性。
为了完成项目,学生要把不同专业领域的知识结合起来,需要在课后查阅很多课外资料,同时我们还要仿照纺织企业检测实际环境设置课程实训,使得学生在工作过程中完成学习,教师与学生充分互动,学生通过完成工作任务产生成就感。
结语
“纺织材料与检测”课程的教学改革实践说明,“项目化”的教学方法能极大地激发学生的学习兴趣,强化学生的学习动机,使学生紧跟最新标准的步伐,主动学好课程并提高解决实际问题的能力,并主动将所学知识应用于日常生活中。
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建筑材料课程是建筑工程技术专业重要的专业基础课程, 课程具有综合性强,涉及知识面广,实践性强的特点,采用传统夫人“填鸭”式教学方式,难以调动学生学习的兴趣,教学效果也不佳。本文以石家庄城市职业学院的建筑材料课程教学改革为例,提出"引导型自主学习"的教学模式,从具体实施步骤及教学方法改革效果两个方面,对建筑材料课程"引导型自主学习"教学模式进行深入分析和探讨。
一、"引导型自主学习"的教学模式的内涵
20世纪90年代以后,自主学习的重要性引起了我国教育理论界和实践界的广泛关注,主体性教育理论逐渐确立和完善,如卢仲衡的《自学辅导心理学》、邱学华的《尝试教学法》等,自主学习得到了教育界的一致认可,自主学习是与他主学习相对立的一种学习方式,指学生自己主宰自己的学习。同时高职教育改革也明确要求提倡“以人为本”,高职教学要由传统的教师’教、讲’向学生“学、练”转变,教师是学生学习的组织者、促进者、辅导者。"引导型自主学习"的教学模式充分体现了这些教育理念。
二、践行“以学生为中心”的教学理念,实现出"引导型自主学习"的教学模式
《建筑材料》课程要求学生能合理、经济地选用各种建筑材料;对各项材料试验检测结果,具有分析判断的能力,并能提出改善的方案措施;能根据工程要求进行水泥混凝土、建筑砂浆、沥青混合料配制;具有较快熟悉新型材料和掌握其技术性能、技术标准,并用于工程实践的能力;能熟练操作使用和校核常规试验仪器设备;能根据试验规范要求,正确完成建筑材料各种常规试验、数据处理、书写试验报告及资料的分析整理。为践行“以学生为中心”的教学理念,我们提出了一种新的“以学生为主体”的"引导型自主学习"的教学模式。
实现引导型自主学习模式教学,要求课堂以学生为主,教师授课内容主要是简短归纳重要理论和计算方法,时间控制在10-20分钟,带疑自主学习、动手实践、自主创造与合作交流成为学生学习的重要方式。
例如在完成水泥技术性能检测这一工作任务时,由老师将这一任务置于一定的工作情景中,引导学生提出恰当的探究任务,并在资料、材料、设备和指导方面提出恰当的支持;学生接受任务之后,查阅相关资料(水泥质量检测报告,教材,相关技术资料等),积极准备,组织实施,明确水泥技术性能检测的工作内容;随后依据国家有关部门标准,教师及学生对整个实施过程(包括试件的制作、仪器的使用、试验数据的计算、试验结果的评定等)进行自检与评价,并提出改进技术措施不断完善。在整个教学过程中,将“教、学、做”融为一体,使学生在“学中做”、在“做中学”,在真实的工作任务中学习理论知识和操作技能,从而培养学生分析问题、解决问题的能力和创新能力。
对于 “建筑材料质量检测与评定”综合应用训练项目,采用项目教学模式。以模拟实际工作中完成某一种建筑材料的质量检验为任务(现场取样、试验室检测、质量评定及填写检验报告),要求学生能够综合应用所学理论知识和实践技能,依据国家现行标准,对建筑材料的质量作出准确评价。在整个项目的实施过程中学生是主体,教师的作用是指导、评价、验收,帮助学生解决工作情景中的疑难问题,强化了岗位职业能力的培养,真正实现教学与就业岗位之间的“无缝”链接。
三、基于出"引导型自主学习"的教学模式,对学生能力测试比较分析
“引导型自主学习"的教学模式使学生贯穿于查阅资料、方案组织、观察操作、与人合作、分析总结的全过程中,不仅学到了专业知识,提高了创新能力、综合素质,同时也学会了做人。采用新的教学模式后,学生各方面能力得到了极大的提高。
1、强化了学生的主体地位,培养学生的自学能力和相对独立地分析问题、解决问题的能力。
通过下达任务或项目来组织本课程课堂教学,有助于激发学生的学习兴趣,强化学生在学习过程中的主体意识。要让学生明确每一次课程的学习任务,同时教师针对性地设计教学过程、提出教学目标。实践证明这种方面取得了良好的教学效果,充分激发了学生的学习兴趣,培养了学生良好的职业道德和职业能力。
2、充分发挥学生主观能动性,培养学生的技术应用能力。
在建材实训室模拟真实建筑材料试验,按照专业基本技能的要求,让学生在学习的同时得以进行实际操作训练,充分体现了学生的主体地位和教师的主导作用。我们的具体做法是:教师讲解——学生合作探究任务——组织实施——教师适当引导——师生研讨分析——师生互评总结。目前开展的项目有:水泥试验、混凝土试验、粗细骨料试验、防水材料试验等。
3、学生事前体验职业环境。
利用校内生产性实训基地,结合课程内容进行现场模拟教学,使课程内容更具吸引力。如介绍功能性材料知识时,在校内生产性实训基地进行模拟教学等,学生通过身体力行,巩固了所学的知识,避免了“死记硬背”,进一步提高其理论与实践相结合的能力。
关键词:中高职衔接;教学改革;建筑材料
前言
“中高职衔接”是指把中等职业教育和高等职业教育联合起来,系统培养技术技能型人才,以更好地适应社会经济的发展[1]。随着社会生产力的不断进步,社会对于技术工人的学历要求、技能水平以及素质结构要求也越来越高,中职毕业的学生不再能完全满足各行各业的需求[2],而中高职衔接又能解决高职院校生源日益紧张的问题[3]。所以,中高职衔接是目前全国高职院校改革发展的主要方向。
1建筑工程技术专业中高职衔接的特点
为了更好地实施中高职的衔接,无锡城市职业技术学院建筑与环境工程学院于2011年联合江苏省无锡汽车工程学院等多家学院,和无锡市建设局以及二十多家建筑企业共同组建了无锡市建设职业教育集团。依托这个平台,建筑工程技术专业开展了专业共建、实训基地共建共享的中高职“3+2”衔接试点。本专业学生在无锡汽车工程中等专业学校完成3年中职学段学习,达到中职毕业标准的,可获得本专业中职学历证书,并升段进入无锡城市职业技术学院,进行高职学段学习。完成2年高职学段学习,达到高职毕业标准的,获得本专业大专学历证书。然而,“3+2”中高职衔接虽然已经推行数年,却仍存在许多问题,如人才培养目标定位不清、课程体系构建重复、高职招考政策不够完善等[4]。
2中高职衔接“3+2”学生的特点
中职院校上来的学生学习基础较薄弱,大部分的学生较高职学生比起来习惯较差、自主学习能力较弱。加上中职院校重技能、轻理论,导致“3+2”的学生对专业理论课程的掌握有一定障碍,从而限制对专业实训技能的理解,最终影响学生的职业创新能力和终身发展。
3《建筑材料》课程的特点及改革的原因
为了更好地掌握该课程在学生岗位中的作用,笔者对已经毕业且就业于建筑岗位的三届学生进行了调研,调研人数共达380人。其中72%的调研者觉得“该课程对现在的工作有帮助”,19%的调研者觉得“该课程对现在的工作帮助很大,非常重要”,仅9%的调研者觉得“该课程对工作没什么帮助”。由调研结果可以看出《建筑材料》课程的重要性,也正是因此,在中职教育和高职教育阶段都开设了该课程,但课程内容却有一定的重复性。这既导致了人力资源和教学资源的浪费,又导致了学生学习时间的浪费。除了内容的重复,《建筑材料》的理论知识繁复,各章节之间联系较小,加上传统的理论教学又以教师板书讲课为主,对于中职上来的学生而言,部分学习内容又已经学习过,所以在学习中更容易觉得枯燥乏味,好奇心和学习积极性被扼杀。因此,针对中职生已有的建筑材料学背景,调整教学内容,提高学生的学习兴趣是改革的方向之一。《建筑材料》课程还是一门实践性需求较高的课程,除了掌握建筑材料的基本性能和用途外,更要学生掌握各类建筑材料的取样和性能检测分析,中职教育阶段该课程的实训基本没有,而到了高职阶段,技能实训的安排只有课程总课时的17%。笔者针对这一点对3届毕业生进行了调研,其中87%的调研者觉得“应该增加实训环节”,10%的调研者“无所谓”,3%的调研者觉得“不需要”。教学服务于就业,岗位对于实践需求更高,那么在教学环节中就应该增加实践教学的时间、加深实践教学的力度。
4《建筑材料》课程改革的方式
1)理论和实践课时的重新分配。传统教学模式中,总课时60学时,理论占了50学时,实训仅10学时。改革后的《建筑材料》课程理论学时和实训学时各占50%。增加实训环节后,不仅可以提升学生的实践动手能力,还能调动学生的学习积极性,因为对于“3+2”中职上来的学生,与其坐在教室听老师讲,不如进入实训室自己做。2)教学团队成员的增加。传统的课程授课仅仅是以高校教师为主,改革后的《建筑材料》课程除了高校教师授课外,还会请相关企业的工作人员或介绍新材料、或针对某一章节的内容向学生讲评案例。高校教师虽然有扎实的知识储备,但对于不断出现的新型建筑材料肯定没有直触行业的工程师熟悉,请企业的工作人员向学生介绍新型的建筑材料,可以开阔学生的眼界,也能提高学生的学习兴趣,由企业员工利用某个案例讲述具体建材的知识点及应用,会使授课更加生动更加具体,也更有说服力。3)教学场所的增加。传统的《建筑材料》课程授课以教室为主,实训室为辅。改革后的课程上课除了教室和实训室外,还增加了相关的公司企业,让学生深入到企业去。首先,通过接触企业各岗位,了解《建筑材料》在各岗位中的作用;其次,让公司员工带领学生进行各种建筑材料的取样、检测和分析,使实训环节不再简单地局限于校内的实训基地,而是真正地和相关岗位结合起来。这样,可以使学生提前了解公司、了解岗位避免盲目就业,还可以提高学生的实践操作能力,提高学生的学习兴趣。4)教学资料的改革。传统的《建筑材料》课程使用高职高专土建系列的规划教材,该教材虽内容齐全,但对于“3+2”中高职衔接的学生而言,却存在着内容重复、部分理论知识过于深奥等问题。针对这一现象,结合建筑工程技术专业“3+2”中高职衔接5年来的教学经验,该专业《建筑材料》课程的授课团队特意编写了针对性更强的教材,该教材于2016年出版,教材中删减了中职教育已经讲授过的基本建筑材料的部分理论知识,增加了建筑材料的检测和分析,并增加了近五年内建筑领域出现并应用广泛的新型建筑材料的相关知识。通过近一年的使用,发现“3+2”的学生对于这一本“量身定做”的教材接受程度更高。5)授课模式的变化。以往《建筑材料》课程的授课模式都是“理论+实训”的传统模式,而改革后的新型授课模式除了传统模式外,增加了“学徒”模式。即学生以“学徒”的形式“拜”公司的员工为“师傅”,由“师傅”带“学徒”,把“师傅”多年积攒下来的建筑材料方面的知识和经验都传授给“学徒”,并对学徒进行一定的考查。这种看似复古、实则创新的“学徒”模式可以更好地适应《建筑材料》课程的特点,培养动手能力更强、技能更高的学生。6)课程考核模式的变化。以往《建筑材料》课程的考核方式是“平时20%+期末考试80%”,改革后的《建筑材料》考核方式则变为“平时30%+期末考试50%+学徒分数20%”。这种考核方式更注重学生的能力考核,避免“生搬硬套”“纸上谈兵”的学生出现,也更加符合中高职“3+2”学生的特点。
5《建筑材料》课程改革的实施及效果比较
为了具体研究并考查《建筑材料》课程改革措施的有效性,笔者选择了建筑工程技术中高职衔接“3+2”专业的学生,将其分为A、B两个班级,两个班级实行不同的教学模式(见表1),并在每个知识模块教授完毕后进行知识和技能的检测,检测结果见表2.由表2可以看出,采用新型教学模式的A班在每个知识模块的考核中理论题和得分率和B班差不多,而应用类题型的得分率则明显高于B班。由此可见,《建筑材料》采用新型的教学模式不仅不会降低学生对于理论知识的掌握反而会提高学生对于知识的理解和应用。最明显的教学效果差异体现在技能检测方面,见表3。改革后的新型教学模式首先大幅度提高了实训时间,由原来的10学时增加到了30学时,这样可以增加更多的技能项目练习。其次,新型的教学模式从多方面增强了实践教学,对于提高学生的实际动手能力非常有帮助。技能检测是在一定的时间内让学生独立完成相应的技能项目,能独立按时完成的即算通过。从表3可以看出,A班的学生在各个技能项目上通过率明显高于B班,表明A班的学生对于建筑材料性能的检测和分析能力更强。
6总结
课程体系的构建是中高职良好衔接的重中之重[5],《建筑材料》课程的改革是课程体系构建的内容之一。明确课程自身的特点,不断改革创新,才能使中高职衔接“3+2”的学生更好地掌握本门课程的相关内容,为真正成为一线技能型的人才打下坚实的基础。
参考文献:
[1]教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)[S].
[2]金恩平,任伟.关于高职院校实践教学问题的分析与思考[J].漯河职业技术学院学报,2005,4(1):53-54.
[3]程宜康,李平.论高等职业教育实践教学体系构建[J].黑龙江高教研究,2002,21(3):102-103.
[4]王秀花,杨忠国.培养高端技能型人才应注意的几个问题[J].武汉职业技术学院学报,2013,12(2):15-19.
【关键词】物联网 智能家居 设计与实现法
智能家居就是以住宅为平台,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居系统可以为您提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段,使您的生活更加舒适、便利和安全。笔者所在的课题组利用当前智能家居技术的新理念与技术,开发技术先进、性能卓越、实用性强的物联网智能家居实现系统,并指导学生掌握其管理与维护技术。
1 物联网智能家居实训系统组成和内涵
物联网智能家居实训系统由智能照明、智能安防、人脸识别门禁、智能音响、智能冰箱、能耗监测、环境监测、智能窗帘等子系统,及物联网应用上位机管理软件组成,各子系统通过连接电缆进线连接,采用 ZigBee、wifi、3G 多种网络技术传输传感及控制信息。系统支持智能家居设计、安装、调试以及应用编程等多种方式来锻炼师生的技术水平,是一套既能展示物联网智能家居应用,又能掌握相应技能和知识的实训系统。
本开发平台实现对物联网三层(感知层,网络层,应用层)的全方位技术运用,比较全面的兼顾了物联网所涉及的各类技术,包括无线传感器硬件、嵌入式软件系统、Wifi、Internet 端应用软件开发教学,设计提供了智能家居多个子系统的应用实训,该系统所涉及到的技术主要包括:电子电路、2.4GHz 高频通讯、ZigBee 无线网络、无线传感器、无线 SoC、嵌入式 ARM、UHF RFID 射频识别、3G、Ethernet、服务端软件开发。
开发平台提供了功能强大的以 ARM 处理器为内核的网关硬件和自主研发的网关核心软件,不仅能完成多种无线网络管理,传感器和射频识别信息处理,而且可以通过不同无线和有线网络路径,将数据传输到上位机管理平台,并存入数据库,支持远程访问,并运用虚拟技术仿真智能家居场景及设备解决场地及设备制约因素。
2 系统功能
针对职院学生,主要锻炼的是学生的动手能力和实际操作的技能。学生可以根据自己的设计想法改变模拟房间内环境,也可以通过一体式计算机通过因特网访问房间内自动化服务器,对智能设备、视频监控等远程控制、访问。该装置能进行智能家居系统设计、线路的设计与连接、调试、故障排除、系统配置等实验和实训。
在打分环节考虑到人为因素对比赛结果的影响,在系统中,特别设计了自动评分功能,对各个系统网络连通性、电源接线、软件配置进行自动化检测,为实训成绩提供客观的依据。
2.1 智能照明
包括智能照明管理软件模块、灯控模块/调光模块、通信模块、灯具,通过和网关通信,支持本地控制和管理软件远程控制,本地可以设置感应开/关闭,并和光敏检测模块联动,实现自动化。
2.2 智能安防
包括智能安防管理软件模块、窗磁、烟雾感应器、主动红外入侵探测器、摄像机、双鉴探测器对非法入侵、火情、烟尘等监测,针对突发事件做出紧急处理,与 GSM/GPRS 短息猫联动,当发现有异常时摄像机自动截取画面并发送消息至指定手机或报警。
2.3 人脸识别门禁
人脸识别门禁系统由主人脸识别门禁机、门禁控制器和电锁组成(联网时外加电脑和网络通讯设备),使用方式属非接触方式,出入人只要在人脸识别门禁机附近(30-80 厘米)晃动一次,人脸识别门禁机就能将识别结果发送到门禁控制器上,然后由门禁控制器进行检查核对合法性,决定是否进行开门动作。整个过程只要在有效的使用范围内均可实现门禁管理功能。人脸识别门禁机安装门边墙内外,而不影响其工作。
人脸作为每个人身体的一部分、不能复制、安全可靠。并通过网络与电脑进行实时监控(可由电脑发指令开/关所有门,并可实时查看所有门的状态)、数据处理、查询、报表输出等。
2.4 智能音响
包括智能音响管理软件模块、情景音乐系统主机、高保真音箱,通过软件平台来控制音乐的播放。
2.5 智能冰箱
包括智能冰箱管理软件模块、RFID 读写器、食物冷藏柜。通过 RFID 技术实现食物管理功能,通过 PC管理平台访问,配合食品图示,能看到冰箱内的食物信息,食品提醒设置,一旦冰箱内食物短缺或过期,就会发送短息到指定手机。
2.6 能耗监测
包括能耗管理软件模块、智能插座、能耗统计模块。通过智能插座实现所有电器通过数据采集终端,无线网络,实现无线抄表、管理功能。可以定制统计分析功能,并通过监控系统控制台、智能手机实现可视化查看和管理,体现绿色节能理念。
2.7 环境监测
本系统包括环境监测管理软件模块、温湿度、光敏无线通信模块。实现温度、湿度、光敏等监测,针对环境参数设备智能开启相关设备自动调节环境温湿度或与其他系统进行联动,对突发事件做出紧急处理。
2.8 智能窗帘
本系统包括智能窗帘管理软件模块、窗帘控制器、电动窗帘,通过和网关通信,支持本地和管理软件远程控制, 本地可以设置感应开/关闭,并和光敏检测模块联动,实现自动化。
2.9 上位机管理软件
系统包括照明、窗帘、能耗、电器、安防、环境监测、实训评估模块,本实训管理平台是以上各个系统的一个综合性、集中管理平台。内容包括:系统的实时状态查看、远程控制、数据存储、统计分析、参数设置、预警。如图1所示。
3 系统特色
真实的家居环境需要投入大量的人力物力,从实训的角度来说,需要耗费大量的时间和经历建造样板房,投入巨大。因此,设计采用模拟家居环境的智能家居系统,将涉及到的应用及控制模块和设备安装部署在可收缩的网孔板机柜上,减少对空间的占用,并可应用于以后的实训教学中。
智能家居实训系统安装在一个网孔板机柜上,可以收拢展开,展开后尺寸为 2.4m*0.8m*1.9m(长*宽*高),收拢后尺寸为 0.8m*0.8m*1.9m(长*宽*高),实训设备可以自由安装,具有很大的灵活性。
各系统的控制模块均安装在 86 盒内,可灵活部署在网孔板的任意位置,方便师生根据自己的设计完成施工。
4 总结
本文介绍了一个物联网智能家居实训系统的设计与实现,系统中模拟了智能家居中的部分场景,并在实验室环境中做了大量的模拟测试,程序运行良好。总之,进行基于 ZigBee 技术的物联网智能家居系统的设计分析,有利于提升基于物联网智能家居系统设计水平,促进在实际中的推广应用,具有积极作用和价值意义。
参考文献
[1],朱昊,胡静,宋铁成.物联网智能家居系统演示平台的设计与实现[J].南京师范大学学报(工程技术版),2013(01).
[2]向忠宏.智能家居[M].北京:人民邮电出版社.2002.
[3]陈龙涛,罗桂娥,周卫等.基于ZigBee 技术智能家居系统的研究与设计[J].微型机与应用,2010.29(20):100-102.
作者简介
江进(1981-),男,江苏省句容市人。硕士学位。现为江苏农林职业技术学院信息工程系教师。研究方向为计算机技术。
【关键词】中职 建筑材料检测课程 准企业管理环境 建设
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2014)09B-0028-02
建筑材料检测是中职建筑施工技术专业的基础课程之一,是土建施工员、检测员、质量员、材料员等职业岗位工作过程中必须具备的知识内容,在整个课程体系中起基础支撑作用。经过多年的教学探索,广西城市建设学校2012年的课题“准企业管理环境条件下中职建筑类专业建筑材料检测课程改革研究与实践”获自治区一级教研课题立项,在该项研究与实践中,准企业管理环境的构建是本教研立项能够准确实施下去的先决条件。
构建准企业管理环境,主要从教师技师化、人才培养目标职业化、教学内容项目化以及实验教学准企业化四大方面入手。
一、教师技师化
职业教育主要培养能适应生产、建设、管理、服务第一线需要的应用型技术人才,要求教师不但要具备扎实的理论知识,还应有生产建设一线的工作经验和较强的总结、交流、引导学生学习的能力。因此,在准企业管理模式下,广西城市建设学校提出教师应由单一“专业教师”向“职业教师、专业技师”的职能转变,构建教师技师化团队。
构建教师技师化团队,教学团队中包含三种类型的老师:一是具有丰富教学实践经验的全职老师;二是有行业工作经历且转行教学并具备两三年以上教学经验的全职老师;三是由经验丰富且善于组织中职学生学习的行业专家能手做兼职老师。再者,通过专业技能培训、企业顶岗挂职锻炼、参加各类技能资格考试、强化教师技能化操作考核等措施引导团队教师技师化。
广西城市建设学校建筑材料检测课程的教师技师化团队建设遵循以上思路,团队中既有十几年教龄的“双师型”中年教师做学科带头人,也有在施工单位、大型检测类国企中工作过并且从事本课程教学两年以上的青年骨干教师,还有依托校企合作从本地大型检测公司中请来的专家能手兼职教学和实训指导。近年来,团队先后派遣教师赴河北城乡建设学校、徐州建筑职业技术学院、广西建设职业技术学院等院校的实训基地参观学习;先后四人次在施工单位、工程检测公司顶岗挂职锻炼,五人考取了见证取样、主体结构和公路水运检测上岗资格,三人担任广西区“关键岗位”质检(量)员、材料员等培训考核工作,取得了较好的锻炼效果。
二、人才培养目标职业化
随着社会经济的不断发展,分工的不断细化,社会愈加需要大批职业化的专门人才。职业化包含由内而外三个层次的含义:首先,从业人员应该体现出一种职业素养,而不是依个人的兴趣行事;其次,从业人员应该掌握相当程度的专业技能;最后,职业化应该有本行业特定的行为规范或作业标准,而且从业人员做事要符合该行为规范或行为标准的要求。有鉴于此,我们提出以职业化的标准来构建人才培养方案,包括培养目标的清晰定位,适应职业特点的教学体系设计,符合职业特点的教学形式、教学方法和教学测评体系。
广西城市建设学校建筑材料检测课程教学对照土建施工员、检测员、质量员、材料员等职业岗位特点,制定了可操作的职业化人才培养模式,如图1所示。
通过图1所示的职业化人才培养,学生能通过知识的学习、技能的掌握去考取至少一项职业资格证书,从而能很快胜任毕业后的工作岗位。如通过岗位证考核,学生能基本掌握工程现场常规建筑材料的主要技术性能,明确材料进场验收的技术指标;掌握常规建材质量检测的实验方法和规程,熟悉相应实验仪器的使用和管理要求;掌握材料质量检测的技术指标,具备阅读和编写实验报告、检测报告的能力;初步形成自主学习、系统学习的主观意识,以及交流沟通、踏实严谨、团结协作的职业品质。
三、教学内容项目化
传统教学有一个很大的缺点,就是理论知识和技能训练间的联系不密切。教学内容项目化可很好地解决这一问题,能最大限度地发挥“即学即用”的优点,让学生的理论知识和实践能力在“学中做、做中学”的过程中得到相应的提高。
从宏观上讲,真正的项目化教学应该是以项目设计的方式对教学内容进行整合,项目通常是从典型的职业工作任务重提炼出来,形成以项目为主线,按照工作过程逻辑构建教学内容的课程开发和教学思路。工作任务的逻辑结构是课程项目化的基础,课程内容的重构、项目的设置及教学内容的展开都必须按照工作过程的先后顺序及相互关系来构建。
建筑材料检测课程以工程试验检测员的技能鉴定要求为依据,通过基于工作过程的项目化训练,使学生能够独立自主地完成工程建设原材料质量检验及加工材料的设计、试配、检验等技术知识和实际操作技能。有鉴于此,本课程设计四个不同项目类型(入门项目、初阶项目、高阶项目、拓展项目),每个项目分解为若干个模块对学生进行训练,模块及项目构成如图2所示。
图2
通过上述四个项目顺次训练后,学生的学习积极性明显提高,学习方向更加明确,专业综合能力、组织能力、协作能力都得到了有效锻炼,也提高了教师的教学与实践操作能力。
四、实验教学准企业化
现代职业教育基本都认同,一个恰当的环境能对学生起到独特的、其他教学形式难以替代的作用,当人对环境的某些因素产生从众感、认同感时,环境的影响是特别大的,学生可从该环境中顺利习得知识和受到感染。因此,实验教学准企业化包含如何构建准企业化的教学环境和如何在准企业环境下开展教学这两方面的内涵。
一是实训教学环境的准企业化。即实验室或实训基地建设要与企业实际相符,如广西城市建设学校的建筑材料检测课程中涉及的实训设备及设备布置、环境要求都要与企业生产实际相符,环境布置要引入企业文化。引入“准企业化”管理环境的课程改革目的是促使职校学生在校期间能够熟悉企业、了解企业管理并能在毕业后顺利进入企业工作,让学生在准企业管理环境下“做中学”。
二是实验教学过程模拟企业生产岗位任务进行教学。按照岗位的分工,以项目或任务的形式开展教学活动,使学生体验真实岗位职能。“准企业化”管理环境下实训课堂教学模式是在行动导向教学理论指导下,任课教师将教学活动与企业的实际工作过程对接,将学习内容及企业化管理理念、质量控制及文化内涵等内容融入教学过程中,教师为学生完成工作任务提供咨询服务,整个教学过程中坚持模拟企业的实际工作过程,以完成工作目标位任务,以企业管理与工作要求为考核标准,逐步构建“岗位指导的PDCA实训课堂教学模式”,岗位指导的PDCA实训课堂教学模式是指:将企业按照岗位要求的管理模式和工作过程方法运用于实验实训教学中,让学生通过P(策划)―D(实施)―C(检查)―A(评估改进)这一工作过程思维方法,完成综合职业能力的培养。
五、实践效果及反思
经过多年课改与实践,广西城市建设学校在准企业管理环境条件的建设方面有一些总结和积累,学生整体表现为上课睡觉玩手机的少了,动手操作问“为什么”的多了。由于更接近实际工作环境,学生毕业后实习也更容易适应岗位要求,更容易上手。但作为广西区内唯一的建筑类中职学校,广西城市建设学校很多班级学生都在60人左右,这给准企业管理实训的建设规模带来很大压力,也给课改的专业老师带来不小挑战,如何在本课程教学改革中达到专业教师、实训指导教师、班级规模、准企业化管理实训环境建设规模相协调的和谐局面,是课题组成员甚至是学校分管领导共同着力的方向。
【参考文献】
[1]黄锦祝.高职实训教师技师化的探索[J].中国职业技术教育,2004(12)
[2]张建国,窦世宏,彭青峰.职业化进程设计[M].北京:北京工业大学出版社,2003
[3]陈钢.“准企业化”管理环境下实训课堂教学模式的实践研究[J].教育管理,2012(10)
【基金项目】2012年度广西中等职业教育教学改革一级立项项目(桂教职成[2012]35号)
电子类职高学生主要工作方向是在生产第一线从事电子产品的生产加工和电子设备安装、调试、维修、产品的销售服务、工艺编制与技术改造等工作,为了学生能适应这种岗位的需求,我们应该加强学生的基本技能训练,使学生具备扎实熟练的基本功。掌握读图识图能力,安装焊接能力,测量调试能力,查找资料能力,设计制作能力。了解岗位标准,学会总结分析,书写报告。只有这样才能达到将来实际工作的要求。
(一)读图、识图的能力。只有读懂电路原理图,才能了解工作原理,去生产、去加工、去分析、去检测、去维修维护实际电路。能不能识读电路图直接影响学生应用实际电路的能力,甚至影响到学生走上工作岗位后专业技术的提高。那么如何才能提高学生的读图能力呢?这需要在多方面的培养。首先,在理论授课过程中,如模拟电路、数字电路等课程里除了要讲解一些典型原理电路外,还应讲解一些实际应用电路,使学生能积累一定数量的典型器件应用电路的知识。其次,在实验实习过程中,要求学生对每个单元电路要看懂电路图,再制作实物。将原理电路图和实际硬件电路对应起来识读,在测量中明确测量的参数在原理图中的含义,提高理解分析能力。在对整体电路的学习中,着力理解整个电路是由哪几部分典型电路构成的,各部分电路在整个系统中的功能是什么,电源的供给方式,电路之间的信号的传输处理过程是怎样的。从而使学生掌握一些识读实际原理电路和具体硬件电路的方法。最后,把识图技能作为一个专题来进行讨论,要利用专门的时间来讲解电路图的识读方法,综合训练学生的读图能力。
(二)元器件的测量能力。职高学生的基础较弱,习性好动,细心和耐心都需要培养。而电子产品的制作过程中是不允许有丝毫的偏差,否则实验必然失败。在具体焊接前正确的识别元件,判断管脚,处理元件都不是可以忽略的细节,否则只能返工检修。通常制作电子产品的电阻,电容,二极管,三极管,集成电路以及一些特种元件都需要能够正确的识别和判断。来确认其参数、管脚和安装位置。经常有学生在照样焊接时做得不错,可一离开样子,却错误百出。这就是不能正确识别造成的问题。在对元件的测量和判断教学中,一定要反复强调测量的重要性和元件的测量判断标准。通过测试的方法让每个学生都能确实掌握元件测量的基本功。
(三)安装焊接的能力。各种类型的电子产品都必须通过焊接工序。安装焊接是每个学生必须具备的基本技能。要让学生掌握良好的焊接安装技能,就必须具备一定的焊接工艺知识。能了解良好焊点的形成机理,知道焊接过程中所用到的主要材料,常用工艺方法、工艺参数。初步掌握通孔插装焊接技术,表面安装焊接技术,拆焊技术集成电路焊接技术等。了解虚焊,假焊对产品的影响及判断虚焊,假焊的方法。通过测试实际考核学生对焊接技术的掌握程度,要求人人达到合格的水平,此外还应专门进行焊接安装工艺实训课题教学,从理论上和实践上去指导学生掌握焊接安装技能。
(四)测量调试检修能力。作为生产一线的电子工程技术人员必须掌握测量基本技能。要求学生能正确选用测量仪器和测量方法去检测具体电路参数,并能根据要求进行相应的调整。首先,在课程基础实验中,应使学生掌握常用电子测量仪器的使用方法,典型电路参数的测试调整方法;其次,要加强综合实验、实训等实践性环节,可以给定实际电路原理图和具体元器件,让学生自己去搭接电路、选用仪器、测试和调整电路参数。也可以给定一正常或有故障的实际硬件电路让学生去测试调整电路参数或去排除故障,以提高学生的实际应用能力。测量能力的培养要贯穿于整个实验、实训过程中。
(五)印刷电路板的设计和制作能力。初步掌握电子线路及印制电路板的设计制作,是职高学生职业能力和今后专业上发展的一个要了解的重要方面。虽然各种成熟的电子电路数不胜数,但在实际工作生活中,经常会遇到这样的问题,要实现某种功能应选用哪种电路更好?某种电路在实际使用中存在一定的缺陷如何改进?这就要求我们的学生能根据出现的问题及技术性能要求,查询、收集相关资料,运用所学的理论和实践知识,分析研究类似电路性能并进行改进,通过组装调试等实践活动,设计制作出性能指标达到相应要求的电路。在实习初期我们用多孔的万用电路板来制作电路,并不需要讨论印刷电路板,只是在后期学生有一定的基础后,讲解印刷电路板的有关知识,给学生介绍印刷电路板的设计方法和制作工序,让学生动手亲自做一块电路板,感受制作的全部过程。
(六)查阅资料选择分析能力。学生走上工作岗位后,要想做好自己的工作,要想有所发展,必须要有获取新知识的能力。科学技术的发展日新月异,在实际学习工作过程中,有很多是我们所不熟悉的、陌生的新内容。这就要求我们的学生要具有继续学习的能力,要学会查阅各种资料并为我所用。教会学生查阅晶体管手册,集成电路手册,学会使用网络来寻找需要的资料。我们在理论教学和实践教学中要注重培养学生的自学能力。从开始布置思考题,提供参考书,过渡到只布置思考题,不提供参考书,到最后学生自己发现问题,自己去想办法解决问题,来逐步提高学生的查阅、获取新知识的能力。
二、整合实践过程,培养工程能力
我校开设的电子专业课有自己的教学目标和教学实施办法,都应有相应的理论要求和技能要求。理论教学和实践教学是由同一位教师来完成,按需要分时进行教学,理论教学为实际应用服务,实践教学应紧密地和实际应用相联系,实践教学即能为验证理论教学服务又能培养学生的动手能力。实际应用电路是一个综合的系统的电路,用到专业课程各章节的知识。因此,在实践教学的安排上,要考虑到各专业知识间的横向联系和各个实践教学环节间的相互配合,对各个实践教学环节进行整合,全盘优化考虑。实践性教学环节可分为三个层次进行。
(一)基础训练。主要通过课程实验、电子工艺实训,训练学生识别选用元器件、使用常用电子仪器、测试简单电路、掌握焊接装配工艺等技能。课程实验,目的是培养学生测试电子电路和使用电子仪器的能力。通过对电子元器件的识别、性能测试和对各种电路性能指标测量,巩固学生所学电子技术理论知识,学会正确使用仪器和科学地测量电路方法。为后续实训环节打下基础。电子工艺实训,目的是训练学生基本操作技能和操作规范,通过元器件检测、筛选、焊接装配、制作印制电路板、电路调试、故障排除等环节,系统地进行生产一线实践工作的训练。既学会生产一线所需基本技能,又培养良好职业习惯和职业道德,为学生将来适应工作岗位打下基础。
(二)模块训练。就是对某一单元电路进行专项实训,目的是提高学生的实践动手能力,使学生能掌握一些专项技能,积累一些实际电路知识和工程知识。通过以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的实际应用电路的设计、制作安装、检测与调试,分阶段来训练学生的基本技能,并为后面的综合训练做好铺垫。使学生切实学会“识图、设计制作、焊接安装、测量、上岗、查资料、写文档”,为今后从事生产,实践应用工作打下基础。
(三)综合训练。在模块训练的基础上,将模块电路综合成某种系统电路,即将模拟电路、数字电路、计算机电路等结合起来,能根据所需实现功能,充分应用通用的单元电路改造和设计相应原理电路及印制电路板,并进行制作安装、综合调测。目的是训练学生综合运用知识的能力。在这个阶段我们主要带学生进行了晶体管收音机的安装调试,电视机的调试检修,单片机控制楼道门禁系统的原理介绍等系统电路的训练。通过查阅资料、选择方案、设计电路、制作电路板、安装调试、撰写报告等环节,系统地进行电子电路工程实践训练,从而进一步提高学生分析问题、解决问题的工程应用能力和创新能力,为今后有效地应用电子技术打下基础。
(四)顶岗操作。作为生产一线的工作人员和工程管理人员应当掌握生产工艺管理的主要工作内容。要求学生了解生产工艺管理体系的任务及工作程序,知道主要工作方案、工艺规程的编制方法,工艺过程的控制方法,工艺管理基础的实施方法等。初步掌握常用工艺文件编制的思路、要点和方法。应专门开设生产工艺的理论课程,来讲述生产工艺管理和生产工艺技术的有关知识。并进行生产工艺实际训练,来模拟工厂电子产品的生产过程。采用流水线方式组织生产,组装、调试、检验严格按工艺文件的要求进行。控制好各个工序管理的环节来保证产品的质量。在这个阶段根据学校的安排我们带学生到工厂进行参观学习,进行顶岗操作。亲自体会工厂生产的全过程和工作要求。
(五)书写文档。学生将来作为生产第一线的工作和技术管理人员要想有所发展,必须要有良好的文字表达能力。我们在理论教学和实践教学中,要使学生掌握各种报告、文件、论文编写的格式和主要内容,要注重培养学生的写作能力,对学生写的总结报告、实验报告、课程设计报告、各种测试报告、工艺管理文件、毕业技能鉴定等要严格要求。并要加强锻炼,切实提高学生的写作能力。
三、实施质量监控,全面提高学生综合素质
在电子工艺实训、电子产品制作实训中,要仿照企业控制产品质量的方法,建立健全每道工序质量的控制办法,措施到位、责任到人。严格按企业所要求的质量观念去要求学生,让每位学生都能学会产品检验的标准,让标准细化可操作,参照企业的管理模式去管理学生。加强自检、互检、专职检,层层把关,帮助学生建立质量第一、文明生产、安全生产、遵守劳动纪律的观念。从多个方面、逐个项目去考核学生的实训成绩,而不能只重视结果。使每个学生都能学有所获,真正体会到控制实训过程的重要性和必要性。
四、加强学习,不断创新,紧跟时展
[关键词]高职教育;焊接专业; 实训基地
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.41.215
高职教育目标就是培养技术技能型人才,但从目前各职业院校焊接专业发展来看,实训教学环境及条件仍然是制约该专业发展的一个薄弱环节。结合滨海新区重点打造航空航天、石油化工、新能源三个世界级产业基地的目标,焊接行业的发展急需大批高素质技能型实用型人才。天津滨海职业学院根据自身焊接专业发展,示范性焊接实训基地的建设十分必要,并且,焊接实训基地的建设,必将改善地区行业发展需要与人才供应之间的矛盾现象,有利于培养该领域大批技术技能型人才,为地区经济发展培养高素质的社会劳动者。
1 校内实训基地建设运行模式
1.1 学校主建模式
学校主建模式,即以学校为主,组织实施建设的一种模式。此模式主要是根据学校自身实力及所属上级单位意见,针对专业实训教学与社会服务的需要,由上级单位拨款及学校自筹资金,进行投资购买设备建设实训基地,利用学校师资力量,结合具体实训设备、行业企业对技术技能型人才的需求,完成设计实施实训基地建设的任务。
1.2 企业参与模式
企业参与模式,即与企业合作组织实施建设的一种模式,这种模式亦即通常的校企合作。在校企合作过程中,企业出资建设实训基地及购置相应专业设备,学校提供实训基地配套资源,共同完成实训基地的建设任务。
本次项目的实施开展,采用第一种模式建设。
2 实训基地建设过程中组织与管理
实训基地在建设过程中,成立项目领导小组,主要负责拟建项目的勘察、设计、监理、施工等项目的建设管理工作,施工单位负责劳动力等其他施工环节。实训基地建设项目属于小型建设工程施工,技术相对常规的项目,项目的建设期比较短,项目领导小组的设立可满足项目建设的需要。实训基地建设项目将建立相应的目标管理体系,建立全过程管理,具体包括:①项目进度控制:根据《网络计划技术》(GB/T13400.1-3-92)及《工程网络计划技术规程》(JGJ/T121-99)规定,编制总进度计划和子项目进度计划。②项目质量控制:按2000年版GB/T19000族标准,坚持“质量第一,预防为主”的方针和“计划、执行、检查、处理”循环工作方法,不断改进质量控制。③项目安全控制:项目经理建立安全管理体系和安全生产责任制。设立项目安全员并持证上岗,保证项目安全目标的实现。④项目成本控制:对项目成本进行预测、计划、实施、核算、分析、考核、整理成本资料,并编制成本报告。⑤项目生产要素管理:包括项目人力资源管理、项目材料管理、项目机械设备管理、项目技术管理、项目资金管理。项目各生产要素优化配置,动态控制,并降低成本。⑥项目合同管理:项目施工合同管理范围包括合同的订立、履行、变更、终止和争议解决。项目建设单位委托律师,根据《合同法》规定,对项目合同进行管理。⑦项目信息管理:项目经理部建立信息管理系统(MIS),优化信息结构,实现项目管理的信息化,确保信息准确、完整地传递给各信息需要点。⑧项目现场管理:项目经理部搞好现场管理,做到文明施工,安全有序,整洁卫生,不扰民,现场设承包人标志和和工程概况牌,规范场容,做好环境保护、防火保安和卫生防疫工作。⑨项目组织协调:项目经理部做好人际关系、组织机构关系、供求关系、协作配合关系的协调,排除矛盾,保证项目目标的顺利实现。⑩项目竣工验收:项目承包方向项目建设单位交付工程,其程序按竣工验收准备、编制竣工验收计划、组织现场验收、进行竣工结算、移交竣工资料、办理交工手续等依次进行。
3 实训基地建设项目中节能环节的设计
实训基地建设项目应贯彻执行《中华人民共和国节约能源法》,充分有效地利用能源,提高能源利用率,保证城市建设与能源供应相协调,本项目重点考虑建筑物的造型及结构、建筑材料、采暖通风、采光照明和焊接设备的选型,以及项目建成后运营期间的管理等方面的节能措施。
3.1 建筑节能措施
(1)规划布局:建筑采用南北向设计,从而使建筑具有良好的通风和采光,在提高舒适度的同时,减少照明、取暖,以达到节能的目的。
(2)充分利用建筑空间,采用自然排风方式,节省设备购置安装费和用电量。
(3)建筑单体体形设计:建筑造型简洁规整、体型系数小,减少了外墙传热面积,从而减少热损失。建筑的体形系数应小于或等于0.4。外窗可开启面积不小于窗面积的30%。
(4)外隔墙作隔热保温处理,屋顶选用良好的隔热保温材料,门窗采用中空玻璃以减少能耗。
(5)建筑外窗气密性能不低于现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风性能分级及检测办法》GB/T7106规定的6级。
3.2 电气及设备节能
(1)机电设备节能:①机电设备的设计选型、安装及运行管理要符合国家有关节能技术规范。②机电设备的选型在满足使用范围,确保安全可靠的同时,要选择节能型的设备并做到合理配套,以提高电能利用率。③机电设备的负荷率要达到国家节能设计规范要求,提高设备利用率,节约电能消耗。
(2)照明系统节能:①有效利用天然光,合理选择照明方式和控制照明区域,降低电能消耗。②室内照明根据使用场所的不同,合理选择光源、光效等光电特性指标,并优先采用高效光源和节能灯具。③采用功率损耗低,性能稳定的灯具附件。④采用各种类型节能开关,如定时开关、节电控制器、限电器等。⑤金属卤化物灯配用节能型电感镇流器,所有电器设备应采用低损耗、高效率产品。
3.3 节水措施
(1)所有用水器具选用节水型产品,合理配置节水器具和水表等硬件设施。节水型洁具主要为厕所洁具。
(2)充分利用市政供水压力,给水系统分区合理控制各用水点处的水压,以达到节水、节能的目的。
(3)公共卫生间配置的洗手池采用红外感应水咀,配置自动感应冲水阀,消除长流水的现象。
(4)采用再生水替代自来水冲厕、喷洒道路广场和绿地。分质供水,节约大量高质量的生活饮用水。
(5)严格控制用水点的水压,以免管网跑、冒、滴、漏流速过大或静压过高而造成水源浪费。
3.4 暖通节能措施
(1)实训基地采用屋顶自然通风系统,选用若干屋脊式通风器满足厂房通风换气需求。卫生间采用壁式换气扇进行通风换气。通过采用自然通风的方式,减少能源的消耗。
(2)供暖水管的保温,按照节能标准进行材料和厚度的选择。
4 项目建设总结
本项目为天津滨海职业学院焊接实训基地建设工程项目,建设项目完成后将弥补学院焊接专业实习实训场地及设备配置的不足,提高技术技能人才的培养,促进滨海新区经济的发展。该项目建设的设计与实施,主要根据学院自身的特点与实际情况实施,其他职业院校可依照本项目的建设过程有所借鉴,此项目是落实国家和天津市中长期教育发展规划的具体体现,有助于促进滨海新区的相关产业的发展。对于该实训基地在建设过程中,笔者对项目建设内容也有自己的思考:一是本项目是学校基础设施建设的重要组成单元,建议项目建设应结合专业发展与使用需要,合理规划项目新建建筑物内部功能使用单元,做到资源善用、物尽其用。二是本项目属于非盈利的高等学校建设项目,建设过程中政府部门在学院申请的基础上,能否加大资金支持力度,以提高项目建设水平。三是本项目的实施是推动滨海新区行业所需技术技能型人才培养的大事,项目建设应以达到国内较高水平为目标,同时,总结建设规律,形成建设实施模式,为其他职业院校同类项目的建设提供有益借鉴。
参考文献:
[1]惠媛媛,党杰,靳全胜,白钰枝.校内生产性焊接实训基地建设模式探索[J].职业,2013(15).
[2]丁志平,许宁.校内化工实训基地建设的实践探索[J].职业与教育,2006(30).
关键词:高职教育 岗位能力 培养 研究 实践
高等职业教育在我国已走过了十多年的历程,现已占我国高等教育的半壁江山。无论是教育教学理论的研究,还是人才培养模式的探索、师资队伍及教材建设等方面也都有了相当的基础。特别是在国家实施示范性院校建设以来,各地各院校都进行了积极的研究和探索,形成了一批研究成果并且逐步推广实施。“化工设备维修技术”专业是国家首批示范性院校重点建设专业,学校经过6年多的研究和实践,现已形成了在石油化工行业乃至全国高等职业教育领域内,具有示范性、引领性和辐射性的“基于能力本位的人才培养体系”,并先后有河北、江苏、山东、四川、新疆等地的多家职业技术院校前来参观、学习、交流。现将我们的研究实践过程及实施效果介绍如下。
一、人才培养的定位
1.职业岗位及岗位能力要求
我们通过深入石油化工及其他相关企业现场调研、走访企业人事部门、与来学院招聘毕业生的单位人员座谈、与往届毕业生信函交流等多种形式,了解本专业毕业生的就业岗位以及在这些岗位上工作需要的知识和技能。对调研结果进行整理、归纳和提炼的岗位及岗位能力要求见表1。
表1 岗位及岗位能力要求
主要就业岗位 岗位能力要求
(1)化工设备的安全运行及管理(2)化工设备的检修维护
(3)化工设备制造工艺的编制、施工及质量检验
(4)设备及管道的安装、防腐施工及管理
(5)机械工程材料应用及管理 (1)化工设备的结构分析与使用能力
(2)流体机械的安装、调试、使用及检修能力
(3)化工装备的技术管理与安全运行能力
(4)化工设备的制造、安装及质量检验能力
(5)机械工程材料应用及管理能力
(6)设备及管道防腐及施工能力
2.人才培养目标
高等职业教育的培养目标目前在全国还没有形成统一的定论,但基本认同的是:具有良好的职业素养,在某一领域有较强的工程应用和实际操作能力,能够适应生产、建设、管理及服务一线工作的高端技能型人才。据此,针对以上调研结果和本专业的就业岗位和岗位能力要求,我们把化工设备维修技术专业的培养目标定义为:“本专业培养德、智、体、美全面发展的,具有良好职业素养、较强的工程应用和实际操作能力,能在生产、建设、管理及服务一线从事化工机械及设备的安全运行、故障检测、安装调试、制造检验、使用维护及管理等方面工作的高端技能型专门人才”。
3.毕业标准
为达到以上培养目标,本专业毕业生除取得大学专科层次的毕业证外,还必须取得全国计算机信息高新技术考试合格证书、高等学校英语应用能力考试合格证书、AutoCAD证书、化工检修钳工中级工证书。
二、课程体系的设计
1.引入职业标准,构建“324”课程体系
根据培养目标、就业方向和职业岗位能力的要求,我们引入化工行业相关职业资格标准,把专业课程设置与职业技能标准相结合,职业行为能力培养与技能取证相结合,综合能力培养与学生就业相结合;由此搭建职业素质和专业技能两个平台;将全部课程分为职业素质、专业技术、岗位能力和技能拓展四个教学模块,体现高等职业教育的“高等性”“职业性”“实践性”和“开放性”原则。打破传统的基础课、专业基础课和专业课的“三段式”教学体系,形成了基于岗位能力培养要求的三结合、两平台、四模块的“324”课程体系,如图1所示。
图1 “324”课程体系
2.分析知识结构,优化课程设置
我们根据岗位能力要求分析所需要的知识结构,由知识结构要求设置课程,并总结和筛选出核心课程。在具体的课程设计和构思中,淡化“学科本位”的课程思想,坚持“能力为本”的人才观,紧扣高等职业教育培养“具有良好职业素养,在某一领域有较强工程应用和实际操作能力,能够适应生产、建设、管理及服务一线工作的高端技能型人才”这一主线。注重学生专业技能和综合素质的均衡发展。实现“四个融合”,即专业课与专业基础课融合、理论课与实践课融合、职业素质教育与人文素质教育融合、教学与生产融合,见表2、表3。
表2 岗位能力要求与知识结构分析
岗位能力要求 知识结构分析
化工设备的结构分析与使用能力 绘图识图,常用工程材料的化学成分、力学性能、标准规范和应用,化工设备构造及强度设计、化工腐蚀原理与防护技术
流体机械的安装、调试、使用及检修能力 绘图识图,常用工程材料的化学成分、力学性能、标准规范和应用,流体性质及应用,流体机械构造及故障原理,机械设备的安装修理
化工装备的技术管理与安全运行能力 化工设备、设备制造技术、化工装备技术管理、机械设备安装、化工安全生产、密封技术、设备状态检测技术
化工设备的制造、安装及质量检验能力 绘图识图,常用工程材料的化学成分、力学性能、标准规范和应用,化工设备构造及强度设计、化工腐蚀原理与防护技术
机械工程材料应用及管理能力 工程材料的组织、化学成分、力学性能、标准规范、管理和应用
设备及管道防腐及施工能力 绘图识图,常用工程材料的组织、化学成分、力学性能、标准规范、管理和应用,腐蚀原理与防护技术
表3 核心课程
序号 核心课程名称 设为核心课程的理由
1 化工机器 石油化工企业的核心装备就是各种机器类和工艺类设备,如各种泵、压缩机、加热炉、换热器、反应器等。这两门课程也是本专业最重要的专业技术类课程,是核心中的核心
2 化工容器及设备
3 化工制图 任何设备的形状和结构都要通过工程图来体现,工程图是一种工程语言,是工程界进行技术交流的基本方式。制图是工科类大学生的一项基本能力,根据本专业的具体要求设置“化工制图”课程
4 机械工程材
料及应用 材料,特别是金属材料,它是构成各种化工设备的物质基础。掌握各种材料的性能、并能合理选择使用,是学好本专业其他课程的基础
5 机械设计基础
(包括力学知识) 各种设备都是由不同的基本机械结构组成的,设备的结构和受力分析都要用到机械设计基础方面的知识
6 化工设备制造技术 化工设备的制造、安装是本专业学生的一项重要技能,也是主要的就业岗位
7 化工腐蚀与防护 化工生产介质绝大部分是有腐蚀性的,以金属材料为主体的各种设备,很容易受到各种腐蚀性介质的腐蚀
8 化工检修钳工实训 化工设备检修是本专业的核心职业技能,化工检修钳工也是全国职业技能大赛的项目之一
三、人才培养的实施及成效
1.整合教学内容,改革教学方法
我们要从岗位职业能力的需求出发,结合“四个融合”原则,筛选关联知识及能力要素,整合教学内容。在理论上以“必须、够用”为度,不要求学科体系的系统性和完整性,适当删减复杂的数理分析和计算等方面的内容,加强工程应用和实践技能训练的内容,注重与职业岗位的针对性和适应性,注意各课程之间的有效衔接,避免内容的交叉和重复,提高教学的有效性。为了规范教学要求,各课程均制定了统一格式的“课程标准”,包括课程的性质、课程定位、课程设计思路、课程基本教学目标、先修与后续课程及相互关系、课程主要内容说明、课程教学组织安排说明、教学方法、教学评价建议、主讲教师及教学团队要求说明、课程教学环境和条件要求、课程建设等级(如省级或院级精品课)说明、教学资源及利用等内容。
根据不同性质和内容的课程,我们采取不同的教学方法,对以文字叙述和讲述分析为主的课程,如“机械工程材料及应用”“化工设备制造技术”“化工腐蚀与防护”等课程,以多媒体课件为主配合黑板进行;对以方法为主的课程如“化工制图”,以多媒体演示为主配合学生课内外大量的练习进行;对以分析计算为主的课程,如“机械设计基础”课程,以黑板教学为主配合多媒体演示进行;对涵盖机器设备的工作原理、结构类型、工程应用分析计算、使用维护等综合性内容的课程,如“化工机器”“化工容器及设备”等课程,采取了“理实一体化”的教学方式,即将原来由多名老师承担的理论教学和实践教学内容,整合为一门课程,由一名老师一贯到底,将教室黑板教学、实训现场对照设备实物教学、多媒体教学等多种教学手段有效结合在一起,并灵活应用,形成了融“教、学、做”为一体的综合性教学方法;对以技能训练为主的课程。如“化工检修钳工实训”课,则完全在实训基地进行现场实际操作训练,并且采取“考证合一”的方式进行考核,即只有取得国家职业技能“化工检修钳工中级工”职业资格证书者,才视为本课程达到教学要求。
2.编写特色教材,打造精品课程
教材是最重要的教学基本资料,为了适应本专业高端技能型人才培养的要求,在广泛调查和研讨的基础上,组织兰州石化公司、天华研究院等相关企业技术人员,天津、河北、江苏、湖南、辽宁等地化工类高职高专院校的教师合作编写了《化工设备使用与维护》《化工设备制造技术》《化工腐蚀与防护》《化工制图》《机械工程材料及应用》等特色教材,分别由高教、化工、石化等出版社出版,其中5部为“十一五”高职高专规划教材,全部用于本专业教学中。8门核心课程中5门都采用本校教师主编的教材。这些教材不仅本校使用,其他大多数同类院校也都在使用,而且受到了出版社和读者的好评,有的已再版发行。
在教材建设的基础上,推进课程建设,努力打造精品课程,共建成省级精品课程3门、学院级精品课程5门;8门核心课程中,化工容器及设备和化工机器2门为省级精品课程,机械设计基础、化工制图、化工腐蚀与防护3门为学院级精品课程。电子教案、课件、题库等教学资料全部上网,实现资源共享。
3.校企共建实训基地,保障实践教学
实训基地是高职院校培养学生核心工作能力必不可少的物质基础。我们通过国家财政投资、学校自筹、企业捐助(兰州石化、庆阳石化等企业)等多种方式筹集资金,采取自主开发设计、校企合作共建共享的方式建设和使用实训基地,建成了设备故障检测、油气储运操作、流体输送操作、机动设备检维修、管道及工艺设备制作安装等9个校内实训基地(室),总价值480万元、各种设备426台(套),可同时容纳5个班的学生进行不同项目的实训,实训开出率达97%以上。同时制定了实训室日常管理制度、设备的使用及管理制度、教学安全作业及管理制度、实训室对外开放有关规定、耗材的使用及管理制度、经费的申请审批制度等。每个实训基地(室)都有专职管理人员,为实践教学提供了强有力的保障。对不具备条件的项目(如工艺设备的制造等),学校与企业合作建成校外实训基地,共在兰州石化、中油二建、兰州锅炉厂、兰州四方公司等企业建成了5个校外实训基地。
4.教学质量显著提高,就业质量稳步攀升
本项目实施以来,教学质量显著提高,核心课程平均一次性及格率由原89.67%上升到96.25%;“计算机信息高新技术”考试和“高等学校英语应用能力”考试通过率达100%;“AutoCAD”和“化工检修钳工中级工”取证率达92.3%;毕业设计通过率100%。
近年来,本专业毕业生供不应求,连续四年一次性就业率达96%以上,就业质量稳步提升。中国石油、中国石化、神化煤化工、中国壳牌石油、云天化股份、新疆天业、陕西延长石油、青海盐湖等30多家大型企业长期到学院遴选毕业生,有的企业(如新疆广汇、山东胜越等)提前一年到学院挑选、预定毕业生。
一、引言
项目是一个特殊的将被完成的有限任务,是在一定的组织内,利用有限的资源,在规定的时间内完成满足一定性能、质量、数量、技术指标等要求的任务。使用管理工具把项目作为一个系统进行科学化和规范化的管理就是项目管理〔1-2〕。而高职教学也是在一定的教学条件和资源的限制下实施的一个非常典型的项目,从每一门课程的教学设计、教学实施、教学考核和评价,目标要求、时间要求和教学质量要求都非常严格。因此将项目管理的理念引入高职院校的课堂教学中,可以使传统的教学理念与新的管理技术和方法相结合,提高教学管理的有效性,提高教学质量。
二、我院开展课程《信息安全概论》实训教学现状
《信息安全概论》实训课程是司法信息安全专业的学生在学习相关基础理论的基础上,培养专业技术与综合能力的实践课程。在实训过程中遇到的主要问题是:
1、课程内容较为抽象,实训目标难达到。主要包括数据加密技术、数字签名技术、病毒防治技术、防火墙技术、入侵检测、系统安全等内容。但是高职学生基础知识薄弱,学习主动性、积极性不够,大部分学生在合理的系统化、科学性学习方面仍存在不少问题,对综合性知识的掌握有些欠缺。由于课程内容综合性很强,使得部分学生难以理解课程内容,从而无法完成实训。
2、传统的“填鸭式”教学无法充分调动学生的主观能动性,影响了学生的逻辑思维能力和职业实践应用能力的培训,这种“单向灌输”的教学模式也容易让学生感到枯燥和疲劳,导致学生学习的信心发生动摇,实训教学开展基础上具备。信息安全作为一门综合性和实践性很强的实用型学科,教师应该不断探索和改进教学模式,在实践中提高学生对信息安全理论的认识和对信息安全常用技能及方法的掌握。将项目管理应用于《信息安全概论》课程的实践教学,由学生按照项目组的工作方式,运用所学知识和方法,制定项目计划、分角色完成整个项目,学生在完成项目任务的过程中即掌握了理论知识,又培养了能力,明确了岗位要求,综合素质得到全面提高,体现了“工学结合,能力本位”的教学理念。
三、应用项目管理开展《信息安全概论》实践教学的过程〔3-4〕
1、准备阶段
(1)根据课程《信息安全概论》实训大纲,结合学生对计算机信息安全技术的掌握情况编写实训教学计划和教学指导书,明确实训的目的、任务、要求、所需耗材清单、考核内容和方式。
(2)按学生自主选择的方式成立项目组。每个项目小组4~6名学生,并选出一名专业知识突出、责任心强的同学担任项目小组的“项目经理”,确定项目小组的名称。
2、实施阶段
(1)指导教师向学生下达实训任务。指导教师在学生实训前讲解实训的目的、实训原理、实训内容、学时安排和实训纪律等内容,学生必须在规定的时间内完成实训内容。
(2)各个项目小组成员根据实训任务,搜集、阅读和整理文献资料,了解当今国内外最新的研究动态和研究成果,对相关市场进行调查,结合课堂教学所学的知识,经过项目小组成员的充分讨论,制定出本项目的进度计划、质量控制目标和人员组织规划。
(3)指导教师加强实训的现场指导,及时掌握各项目小组的实训情况。指导教师根据不同的实训任务引导学生深入学习,及时检查各项目小组的实训进度,点评各小组的每一工作阶段,分析并指出问题,归纳相关知识和技能要点,指导学生改进和优化已制订的项目方案,培养和提高学生的职业能力。
(4)各项目小组定期集中开会讨论、改进设计方案,对项目开展各阶段进行总结,形成相关项目文档。在项目实施的过程中会出现的问题,应在指导教师的指导下,由项目组成员更新观念、克服困难,发挥团队合作精神自行解决。
3、总结和评价阶段
(1)项目小组完成项目后,小组各成员根据自己在项目中完成的任务和发挥的作用,将自己的心得和体会,按照实训课程所要求的标准格式填写实训报告。内容包括实训项目内容、实训方案设计、实训小结、实训收获及建议等。
(2)根据教师预先给出的项目评价标准,如进度安排、学习态度、对信息的综合处理能力和回答问题准确性等内容,在完成项目任务后,教师和学生共同进行项目成果评价。可以采用每个小组轮流展示的方式,让每一项目小组的项目经理就项目完成过程中遇到的问题、解决方法和收获等进行阐述,进行小组成员互评。通过小组成员的协作,培养学生的团队精神和合作意识,从而为学生将来适应职业需求奠定良好的基础。
(3)指导教师批改实训报告,评定学生成绩。指导教师根据学生在完成项目过程中的表现以及项目完成效果、个人总结等评定学生的综合实训成绩。例如在评定学生的最终成绩时,学生成绩可以由项目分析评分、项目小组评分、总结评分、学生论文评分四部分组成〔5〕,具体分值和标准视情况确定。
4、应用项目管理开展课程《信息安全概论》实训的优点
(1)将项目管理应用于《信息安全概论》课程实训教学,有助于培养学生的职业能力和技能水平,培养符合适合市场需求的应用型人才。
(2)有助于激发学生的学习兴趣,有助于培养学生勇于创新、刻苦钻研的自主学习能力,有助于培养学生的团队合作意识,把以往静态的“单向教学”变成学生能够主动参与学习过程的开放式教学。
(3)有利于推动“双师型”队伍建设。项目管理教学对教师的专业素养和实践操作能力要求较高,为了更好发挥项目管理教学的优势,能把理论知识和实践更好地结合起来,做到理论系统、清楚、完整,实践中的操作丰富、典型,指导教师应能及时地指出教学实践中存在的问题,找到解决问题的相应办法,深入浅出,让学生在准确理解理论知识的同时,增强实践操作技能,这要求指导教师多参与社会实践和挂职锻炼,认真学习专业知识,开拓教学视野和拓宽思维。
关键词:变压器;故障模拟;智能实训装置
作者简介:徐光举(1961-),男,江苏连云港人,江苏省电力公司职业技能训练基地,工程师;张长营(1968-),男,江苏宿迁人,江苏省电力公司职业技能训练基地,高级工程师。(江苏 连云港 222069)
中图分类号:TM4?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)36-0138-03
电力变压器是一个重要的电气设备,不同电压等级的电力线路要依靠不同型式的电力变压器将其连接起来,组成一个强大的电力系统,而处于电力系统末端的配电网中大量的配电变压器更是发挥着重要的作用,它直接为电力用户提供电能,一旦配电变压器出现故障将会影响电力用户的生产和生活用电,因此能否准确、快速地判别配电变压器故障进而排除故障,在尽可能短的时间内恢复配电变压器运行不仅事关电力优质服务质量,而且考验着电力运行和检修人员的技能水平。因此,对电力变压器运行和检修人员进行变压器基础知识和相关技能培训,使他们掌握相应的变压器运行和检修知识、技能尤为重要。
基于配电变压器故障模拟的智能实训装置研究与开发,将通过模拟配电变压器在运行中常见的故障现象,让学员在实训中通过故障现象准确地对故障类型进行判别,同时通过相应的仪器仪表测量对故障点进行确定,进而提出排除故障的方法,对于提高配电变压器运行与检修人员的技能水平将起到事半功倍的效果。
一、国内外研究水平综述
经查证,国内外对变压器相关技能的教学与培训方法,目前仅限于对变压器原理的讲解和对某一类型变压器进行解剖观察,还不能对变压器运行中可能发生的故障现象进行再现,同时由于培训用的变压器一旦选定,在变压器相关性能测试和试验中,只要变压器本身电气特性没有变化,测试数据具有唯一性,无法实现对多位学员进行个性化测试考核,这种培训方式不利于学员的理解和学习,在教学实践中诟病颇多。因此,提高员工实际操作技能以及维护、检修和测试技术水平,进行配电变压器智能仿真实训装置的研发和设计,改进现有教学与培训方式势在必行。
据了解,现阶段国内外研究机构尚未出现类似的理论研究和产品研发,本实训装置的研发结合变压器实际运行环境,模拟变压器发生故障时的参数变化,揭示不同故障时变压器参数变化的规律性,属国内外技术首创。
二、装置研发的理论和实践依据
1.原理简述
配电变压器在出厂试验和正常运行以及故障发生时的电气参数检测中需要进行绝缘耐压试验、绝缘电阻试验、直流电阻测试、容量测试、变比及连接组别等测试试验,该类试验如耐压试验在实际进行时危险性较大,技术要求也较高,一般在实验室环境下均不进行该类试验;绝缘电阻试验在实际试验中,无法模拟多种绝缘特性,使用真实变压器作为试验对象,测试数据单一,变压器故障发生时的参数变化无法模拟;直流电阻和变压器容量参数在不同变压器上体现不同的测试电阻值,电阻值从mΩ到几十Ω不易模拟;变比及连接组别无法加载实际电压实现变比测试。针对以上变压器试验存在的问题,对现有变压器进行模拟实训具有一定的现实必要性。
现场教学中,通常是将实际应用的某一型号配电变压器搬到实训室,让学员进行测试实训,实训变压器到位后,各类参数均恒定不变,学员很难从变压器参数的变化中判别故障状态和故障类型,非常不利于教学及考核。因此,为了便于教学与考核,减少操作时的危险性,需要对现有变压器实训装置进行改进。基于配电变压器故障模拟的实训装置将应用模拟技术通过改进10kV油浸电力变压器内部的原理结构,将原配电变压器内部铁心及线圈去掉,在变压器内部安装直流电阻模拟部件、容量测量模拟部件、绝缘耐压部件、变比设定模拟部件等需要进行变压器模拟实训的部件,同时保持实训装置外观、实训用的测试设备与真实测试设备完全一致,并通过软件控制设定实现变压器不同容量参数的设定和模拟,测试变压器通过无线方式与计算机控制主机通讯,实现数据传输无线化、参数设定智能化、数据模拟多样化的设计,实训人员操作测试设备和使用真实测试设备的方法和步骤一样,实现各类配电变压器的电气参数的测试和分析,从而解决了配电变压器电气参数检测实训中试验安全性和试验多样性的技术难题,同时也为模拟配电变压器不同状态下的电气参数量提供了可能。
2.研发依据
通过对现有变压器技术规范及技术标准的研究,总结现有变压器需要进行的试验及检定项目,根据GB-50150-2006《电气装置安装工程-电气设备交接试验标准》的技术要求,结合现场实际运行环境,油浸电力变压器需要进行的交接试验及满足标准如下:
(1)测量绕组连同套管的直流电阻,应符合下列规定:
1)测量应在各分接头的所有位置上进行。
2)1600kVA及以下电压等级三相变压器,各相测得值的相互差值应小于平均值的4%,线间测得值的相互差值应小于平均值的2%;1600kVA以上三相变压器,各相测得值的相互差值应小于平均值的2%;线间测得值的相互差值应小于平均值的1%。
3)变压器的直流电阻与同温下产品出厂的实测数值进行比较,相应变化不应大于2%;不同温度下电阻值按照下式换算:
R2=R1(T+t2)/(T+t1)
式中R1、R2分别为温度在t1、t2时的电阻值;T为计算用常数,铜导线取235,铝导线取225。
(2)检查所有分接头的电压比,与制造厂铭牌数据相比应无明显差别,且应符合电压比的规律。
(3)检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性;必须与设计要求及铭牌上的标记和外壳上的符号相符。
(4)测量与铁芯绝缘的各紧固件(连片可拆开者)及铁芯(有外引接地线的)绝缘电阻,应符合下列规定:
1)进行器身检查的变压器,应测量可接触到的穿心螺栓、轭铁夹件及绑扎钢带对铁轭、铁心、油箱及绕组压环的绝缘电阻。当轭铁梁及穿心螺栓一端与铁心连接时,应将连接片断开后进行试验。
2)不进行器身检查的变压器或进行器身检查的变压器,所有安装工作结束后应进行铁心和夹件(有外引接地线的)的绝缘电阻测量。
3)铁心必须为一点接地;对变压器上专用的铁心接地线引出套管时,应在注油前测量其对外壳的绝缘电阻。
4)采用2500V兆欧表测量,持续时间为1min,应无闪络及击穿现象。
(5)测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数,应符合下列规定:
1)绝缘电阻值不低于产品出厂试验值的70%。
2)当测量温度与产品出厂试验时的温度不符合时,可按表1换算到同一温度时的数值进行比较。
注:表中K为实测温度减去20℃的绝对值;测量温度以上层油温为准。
当测量绝缘电阻的温度差不是表1中所列数值时,其换算系数A可用线性插入法确定,也可按下述公式计算:
A=1.5K/10
校正到20℃时的绝缘电阻值可用下述公式计算:
当实测温度为20℃以上时:
R20=ARt
当实测温度为20℃以下时:
R20=Rt/A
式中R20为校正到20℃时的绝缘电阻值(MΩ);Rt是在测量温度下的绝缘电阻值(MΩ)。
(6)绕组连同套管的交流耐压试验,应符合表2规定。
针对以上变压器交接试验标准要求,根据实际应用环境进行的试验项目,特设计模拟变压器及模拟测试设备进行要求的试验项目,试验项目测试满足以上技术标准要求。
3.关键技术及难点
装置研发的主要内容是对配电变压器的模拟,根据实际应用测试设备的步骤及方法,装置根据设定项目制定的相应测试分析项。
(1)本项目的关键技术一是解决了实际耐压试验危险性较高的问题。二是解决了直流电阻按照变压器容量的不同从毫欧级到欧姆级线性变化等多种量级模拟的问题。三是解决了变比测试无法加载真实电压的问题。四是解决了多状态变压器特性的模拟。
(2)技术难点:配电变压器内部的改进以及变压器参数设定智能化、多样化的实现路径是装置研发与设计的主要技术难点。
三、装置研究内容和实施方案
1.研究内容
(1)需求研究。主要研究配电变压器检修、试验培训的现状和发展趋势,国家和行业相关标准,现有装置的技术与性能特点,以确定装置研发的差异化方向,最后编制需求分析报告和装置功能性能规格书。
(2)硬件平台方案研究。根据需求分析报告和装置功能性能规格书的要求,设计满足上述报告和功能性能要求的硬件平台技术方案,包括技术方案、机械结构、主要器件选择等。
(3)软件平台方案研究。根据需求分析报告和装置功能、性能规格书的要求,设计满足上述报告和功能性能要求的软件平台技术方案,包括软件架构、操作系统选择、编程工具选择、功能模块划分等。
(4)模拟变压器测试仪器配置和测量算法方案研究。研究我国配电变压器交接试验的应用需求,并根据该需求确定装置设计的测试应用方案,以及对应的模拟变压器的技术参数和测试数据标准,设计模拟变压器测试项目功能模块,制定各个测试项目的技术参数要求。在上述工作的基础上,设计整体软件实现方案,包括逻辑图与流程图。
2.技术实施方案
(1)总体方案。通过对配电变压器交接试验项目需求和技术条件研究,确定装置的总体方案及原则如下:
1)变压器外形设计方案。采用标准10kV配电变压器外壳,去掉铁芯及线圈,保留高低压接线柱、调压分接开关、油位指示器等变压器部件,在变压器一侧对变压器外壳进行改进,改进后的外壳采用开门式设计,方便测试部件的安装及维护工作。
2)测试仪器外观设计方案。根据配电变压器交接试验项目需要用到的测试项目对变压器装置进行改进,在配电变压器内部增加各测试功能模块,配置必要的测试电路,以实现原测试仪器应实现的测量功能。
3)采用高速工业CPU设计。为提高性能和可靠性,所有测试仪器及模拟变压器装置均需采用高速CPU设计。模拟变压器各功能部件采用高可靠性通用元器件设计,以提高管理性能以及兼容性与扩展性。
4)装置抗干扰设计。装置结构采用全密封设计;印刷电路板设计选用静电放电保护(ESD)的芯片以及快速瞬变电压抑制器件,采用表面安装技术(SMT)及多层印制板,全部选用工业级芯片,以满足装置体积、可靠性以及电磁兼容能力等要求。
(2)硬件方案。组成系统装置的主要设备有:模拟变压器装置、摇表、直流电阻测试仪、容量测试仪、耐压仪、变比测试仪等设备。
模拟变压器设计:模拟变压器采用真实10kV配电变压器外壳,内部去掉变压器铁芯及线圈,针对变压器测试试验项目设计不同模拟功能部件,如安装绝缘耐压模拟部件、吸收比及极化指数模拟部件、直流电阻模拟部件、容量测试模拟部件等,模拟部件输入信号分别接到变压器A、B、C三相高压接线端子和a、b、c、n低压接线端子及地线上,各模拟部件间通过继电器控制断开和接入到各接线端子。
1)绝缘耐压模拟部件。配电变压器故障模拟智能实训装置绝缘模拟部件,通过软件设定改进变压器高低压接线端子之间以及与变压器接地线之间的电阻值,实现配电变压器绝缘电阻故障的设定和模拟,模拟绝缘电阻在0Ω到500MΩ之间,模拟绝缘电阻设定细度为20MΩ,并能模拟变压器断线功能,即变压器接线端子间绝缘电阻为∞。
配电变压器耐压模拟:通过改进耐压测试仪器及模拟变压器实现,模拟耐压仪可以按照正常方式进行接线、升压,但是加载到变压器上的电压并不是实际输出的几千伏高压,而是30V低压,同时通过计算机设定实现变压器放电声音模拟,以达到真实的试验效果。
2)吸收比及极化指数模拟部件。根据电容具备充放电的特性,在绝缘实验电阻回路中串入耐压及容量大的电容器,通过电容器充放电的曲线特性,模拟不同时间点的绝缘电阻值,即实现吸收比及极化指数的模拟功能。
3)直流电阻模拟部件。直流电阻模拟通过在变压器一次侧接入0~30Ω不同组合形式的电阻值,模拟一次侧直流电阻,在变压器低压侧(二次侧)接入0~0.021Ω不同组合方式的电阻值,模拟二次侧直流电阻,各电阻档位设定及控制通过计算机控制实现,并能模拟故障状态下组合电阻值。
4)容量测试模拟部件。配电变压器容量测试模拟部件通过计算机控制在一次侧接入7~80Ω不同组合电阻值,并能模拟不平衡条件下的各项电阻值。
5)变比测试模拟部件。配电变压器变比模拟根据变比测试仪的特性,模拟部件通过测试一次侧接入的电压值及相位过零点,在二次侧产生设定比例的电压及相位角,模拟变比功能,模拟部件通过检测励磁调节开关的接入点位置,产生不同变比条件下的二次电压值。
(3)软件方案。系统软件设计采用模块化设计,主控制计算机实现总体控制和设定,主控制计算机通过无线通讯方式实现与模拟变压器的数据交换。
模拟变压器各模拟功能模块需根据接收到的计算机设定命令,做出判断,确定工作模块内容及设定项目,供学员通过测试仪器进行实际测量。
通过主控制计算机可以实现各模拟模块项目的设定,可以根据测试的需要设定不同的变压器故障。
(4)通信方案。根据方案设计的可靠性及现场运行环境的需要,同时由于真实现场接线只有电源线和测试线,没有独立的变压器与模拟模块的通讯线,为了和真实现场保持一致,特选择无线通讯方式,为了实现多设备间的互通,需采用无线组网方式实现。
3.装置研究步骤及开发方法
装置的研究与开发需要进行计算机程序设计、硬件电路设计和单片机控制程序设计,同时装置研发需采用理论分析和试验验证法进行设计:
(1)前期先进行市场调研与分析,论证项目设计的可行性和必要性。
(2)与相关电力培训机构专家和电力生产一线技术人员进行沟通,进行实训内容及可行性研究,确定装置研发实施方案,重点解决技术难点问题。
(3)对设计功能模块进行相应试验验证,对各模拟模块方案进行设计验证。
(4)设计产品软硬件;并试制样机。
(5)对设计产品进行功能调试,确定测试指标。
(6)进行指标检定和功能检定。
装置研发技术路线框图如图1所示。
四、预期目标和成果形式及创新点
通过装置的研究与开发工作,系统分析了实现配电变压器预防性和特性试验的模拟测试以及对应的技能培训,创新性地引入了多型号配电变压器电气特性和电气参数的模拟技术,研究了现有试验条件下根据不同型号配电变压器及测试试验设备的操作,加强对相关配电变压器运行和检修人员的技术技能培训。装置的主要技术创新点为配电变压器试验数据传输无线化、参数设定智能化、数据模拟多样化的设计。
参考文献:
[1]国家电网公司生产技能人员职业能力培训专用教材[M].北京:中国电力出版社,2011.
[2]职业技能鉴定指导书——变压器检修[M].北京:中国电力出版社,