时间:2022-12-22 15:13:39
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【关键词】入门教育讲安全 实训之前讲安全 巡回指导讲安全 结束总结讲安全
电工实训教学,最大的隐患是学生发生触电事故,这是令人头疼的大事,所以我在一切教学活动中总是强调安全注意事项,把安全放在第一位置,在学科教学中,紧密结合“课改”,注重发挥学科优势开展生命财产安全教育和训练,培养学生自保、自救能力。一个合格的维修电工,首先应该掌握安全用电知识,安全是电气设备正常生产运行的守护神。所以,维修电工实训课程的内容首先是“安全”的理念,应该强化安全用电的重要性。它包括在对用电设备进行操作中,自身的安全、他人的安全和设备的安全。
自身的安全是一位维修电工从业的保障,涉及触电事故的发生、原因和触电的防护。珍惜自己的生命,认真履行工作职责,严格规范操作,是安全的基本保障。教学中的每个环节,都要强化安全的教育,做到入门教育讲安全,实训之前讲安全,巡回指导讲安全,结束总结讲安全,以培养学生具有安全文明操作习惯和一丝不苟的学习风范,使学生养成习惯,自觉遵守各种安全规章制度。本文就从这四个方面探讨在电工实训教学中的安全教育,以培养学生的职业素养,提高学生的从业能力和安全意识:
一、入门教育讲安全
首先,要掌握安全操作规程。在学生动手操作之前,应全面系统的学习电工专业特殊的岗位要求,要提前把安全用电常识和电工基本操作安全常识背熟,经得起时间提问,要分清高低压电路在操作时的不同要求。但是对于职业学校的学生来说,要达到这种要求,还要在以后的教学环节中不断努力。
其次,教师要告诉学生,在实训或工作中绝不能有一丝一毫的懈怠,既要胆大,又要心细,无事谨慎,遇事不慌。学生毕业后,有的从事电工维护工作,有的从事电气设备安装和电气线路的运行维护。所以,要教育学生,配电盘安装的电气柜、架设的电力线路,都必须按照技术图纸、操作规程、安装规范来进行,确保所生产的产品、安装的电气线路绝对不能因错误的连接而产生漏电,确保产品使用者的人身安全,严格按照操作规程进行作业,不能因为错误操作而伤及他人。
再次,学生是初生牛犊不怕虎,对场地的一切都感到很新鲜,很陌生、很好奇、都想动手摸一摸、做一做、试一试。你说电老虎厉害,他偏偏要摸一摸,碰一碰,什么都不怕。 “百闻不如一见”,可以让学生尝试一下“触电”的滋味(当然有绝对的安全保障)。具体方法是用一个500伏的兆欧表,让学生自己用双手捏住接线端,我轻轻摇动手柄,让学生“触电”,让其他学生观察触电学生的表情动作,如此“触电”几位同学,并让触电部位各不相同,因此“触电”同学的表情动作丰富多彩,然后让“触电”的同学谈谈触电的感受,启发教育其他同学在电工实习过程中要时刻牢记安全第一,严防触电事故的发生。然后再给学生讲解一些实际生产中发生触电的案例,使学生知道“电击”“电伤”的危害,脑袋瓜里时刻绷紧“触电”这根弦。
最后,虽然电工实训的第一个项目就是“安全用电常识”,但是中职学生由于其年龄、经历等方面的原因,不了解真实的电工工作任务和工作环境,因而对安全问题不够重视,缺乏安全意识。因此,可以通过观看相关影像、阅读报刊、杂志、案例分析等方式引导学生了解电工专业的有关知识技能。对岗位任务、工作环境以及工作中的安全问题有一个清晰具体的印象,以强化安全意识,促使学生在实训课上以谨慎负责的态度进行实际操作练习。
二、实训之前讲安全
每次实训之前,指导教师不仅要做出正确规范的实训演示操作,还要特别强调安全注意事项,比如:做强电实验时,要强调必须先接好图,后接通电源,认清零线、地线、相线,严禁用手或导电物在带强电的器件上相碰,接通电源时“先总后分”,断开电源时“先分后总”。并且每一个实验小组,在接通电源之前,要向指导教师申请,经指导教师检查无误后,方可通电。
三、巡回指导讲安全
电工实训过程中,学生由于缺乏安全意识不够谨慎或因操作不规范而发生一些意外危险。例如,电气控制线路安装与调试中,有些学生因接线错误,通电调试失败后,未切断电源就急于查线,很容易造成触电事故;多股导线剖削过程中,一些学生由于手势不正确,造成了手指割破的事故;安装电器元件时,相当一部分学生螺丝刀使用不当,伤手现象屡见不鲜。因此,学生具体操作时,指导教师要时刻在他们的身边观察,每一个动作,每一个步骤及时纠正,严格要求,力求符合操作规范。
除了显现的安全事故,一些隐患性的问题也存在于电工实训课中。例如,实训休息时,个别学生私自通电调试线路,在一定程度上造成触电隐患;带电实训操作时一些学校指导老师配备不足,出现一位老师负责40到50个学生的操作指导情况,在这样的比例配置下,实训老师很难全面地关注每个学生的操作行为,也可能造成事故隐患。针对这种情况,指导教师可以在班上抽出10个左右各方面都比较优秀的同学,让他们任组长,把全班同学进行分组,使得每一组都有好、中、差不同层次的学生,实行小组长负责制,组员互相监督,每次实训之前,先对组长进行一次培训,这样可减轻老师的压力和降低安全隐患。
四、结束总结讲安全
每一次实训结束,让各小组进行交流讨论,再做总结汇报,必须汇报:实训过程中存在什么问题,有什么收获,组员中有没有违反安全操作规程。然后教师总结并强调本次实训中应注意的安全问题。例如:做双重联锁可逆控制线路的安装接线实训时,实训结束后,让学生自评、互评与点评后,指导教师再次强调安全注意事项(1.联锁触电不能接错,否则会出现两相电源短路事故;2.主电路任意两相接线要对调,否则,电动机只能单向运转;3.正、反转接触器的自锁触点不能互换,否则,只能进行点动控制;4.电动机安放必须平稳,以防在可逆运转时产生滚动事故。电动机外壳要安装接地线;5.检查电路故障时必须断电检出,如需带电检查必须有老师在;6.实训结束时,按“分到总”的顺序断开电源,拆除电路时,先断开电源线等。)这样反复强调,让学生耳熟能详,以减少安全事故的发生。
总之,中等职业学校电工实训课教学中,要重视对学生动手操作能力的培养,而动手操作能力的培养必须包括安全操作意识和自我保护意识的培养。我们要在教学的各个环节坚持安全教育,并且要不厌其烦,要像老和尚念经一样,天天念,时时念,以培养学生具有安全文明操作习惯,学生在校期间养成的安全操作和规范操作习惯不仅对在校期间的实训工作起到保障作用,而且为毕业后更好地适应未来工作创造更好的条件。
【参考文献】
1.李静:谈“电工上岗证”的教学体会与强电专业的教学改革设想,广西师范学院学报(自然科学版),2004.7
2.王向东:维修电工教学模式探讨,职业教育研究,2004.2
3.姜广政:谈电工实习教学的几个问题,职业,2007.2
1.合理安排学时
根据项目化教学的特点,为了更好地组织课堂教学,项目化教学采用了四节连排的方法,并且把实训室作为课堂来组织教学。以前“电子技术”课程教学主要考虑课堂教学和实验教学的学时数,按照章节分配学时。而项目化教学是以学习情境为独立授课单元,既要考虑理论知识的学时,又要考虑完成任务载体的学时。例如,学习情境一是二极管整流稳压电源的组装与调试,安排课堂教学时,首先由教师用1学时讲解半导体的基本知识,PN结及其单向导电性,二极管的基本结构等。然后,再用1学时由教师指导学生讲授万用表的使用方法,完成二极管的识别与检测,并由学生填写表格记录数据。
2.改进教学方法
在完成学习情境一的教学任务中,教师首先讲解二极管桥式整流电路的工作原理,整流电路的种类、结构特点、分析计算及滤波电路、波形分析等知识内容。然后采用小组学习法开展教学。小组学习法是指多个学生在没有教师或其他同学的直接帮助下,学习和复习教学内容,解决实际问题。它是较独立学习要求更高的、以学生为中心的主要教学步骤。方法为①教师布置题目,明确学习目标;②所有小组得到同样的任务;③完成任务协调组内事物;④小组总结工作成果;⑤全班对工作成果进行比较和讨论;⑥确定最终结果。班级以小组为单位,学习讨论如何制作学习情境一中的工作任务载体,即二极管整流稳压电源的组装与调试。同学结合教材和相关参考书,自主设计稳压电源的原理电路图,选用元器件,制定技术参数及各项性能指标。采用“头脑风暴法”在全班进行集中讨论。“头脑风暴法”的教学方法是教师引导学生就某一课题,自由地发表意见。学生在发表意见时,教师不对其正确性或准确性进行任何评价。采用这种教学方法,教师和学生可以讨论和收集解决问题的意见及建议。让每个小组都将本组设计的方案拿到班上全体讨论。通过集体讨论,集思广益,促使学生对设计方案产生自己的意见,通过同学间的相互讨论,从而获得大量的构思,经过组合和改进,达到创造性解决问题的目的。经过全班的集体讨论,最终确定完成二极管整流稳压电源的制作方案。每人填一份材料清单,经指导教师签字后,到实训室领工具材料,每人作一套稳压电源,自己完成焊接和调试。
3.注重课堂实际训练
为了更好地完成工作任务载体,必须进行基础训练。首先进行焊接训练。每个同学发一块电路板,进行焊接练习,由指导教师检查每位同学的焊接练习情况,重点检查焊接点是否光滑饱满,有无虚焊,堆焊等问题。为保证稳压电源能顺利调试,再用1学时进行常用仪器使用的练习,学生学会使用示波器,信号发生器,直流稳压电源进行测量和调试。以上是学习情境一课堂教学的组织过程。经过学习情境一的学习训练后,学生掌握了二极管的基本知识,稳压电源电路的设计、组装与调试,学会了元器件的焊接,二极管的识别与检测,掌握了产品组装与调试的基本技能,同时也学会了常用仪器仪表的使用。项目化教学过程中,充分调动了学生学习知识和动手操作的积极性,真正使学生成为教学过程中的主体,学生用学习到的相关理论知识,进行了实际电子产品的设计、组装和调试,培养了工作的基本方法和基本技能,为培养造就技术素质优秀的人才奠定了良好的基础。
二、考核评价体系是搞好项目教学的保障
1.采用考核表考核
为进一步提高考核的可操作性和准确性,建立详细的考核表进行项目教学课程的考核。考核包括形成性考核(学习态度,实习实训的报告等)和终结性考核(成果展示和技术说明书等),考核表改掉过去考核内容过多、表格种类过多的缺点,只保留考核内容、评分标准、同学自评、小组互评、教师评价等内容,并做成一张表格,便于操作执行。教师参与课堂全过程管理,随时巡察考核记录表,并随机抽样考核部分同学,采取抓两头,带中间的办法,使考核具有可操作性,公平公正性。2.最终成绩的确定“电子技术”课程项目化教学最终成绩由以下几个方面确定:①各个学习情境中实际电子产品的制作。这项成绩通过考核表最终确定,占该门课程成绩的60%。②实训报告。为了使同学养成良好的撰写实训报告的能力,养成细心缜密的工作作风和观察实训过程、分析实训数据的工作能力,把每一个学习情境中的任务载体制作完成后,要求每个同学都要认真完成实训报告,并占总成绩的10%。③期末理论考核。让学生在掌握职业技能和培养职业素养的同时,更好地巩固所学的相关专业的理论知识,在学期末集中系统复习本学期所讲的相关理论知识,并进行理论考试,卷面成绩占课程总成绩的30%。
三、实训室开放是搞好项目化教学的措施
1.补充完成任务载体制作
部分同学在课堂上没有完成所作的项目载体,可以另外找时间到实训室完成。实训室上班时间是全部开放的,各个实训室都有实训指导教师进行辅导。
2.完成补充实验
项目化教学占用学时较多,有些基本的实验内容鼓励同学以小组为单位自己去实训室作实验。自己结合教材编写实验指导书,包括实验目的、实验方法、实验原理图的设计,实验所需的仪器设备及原材料等。由任课老师审阅签字后,送交实训室教师,学生利用业余时间去实训室完成实验任务。
3.实验的重要性
(广东职业技术学院,广东佛山528041)
【摘要】LED驱动电源在高职高专中是一门较新的课程,知识结构繁杂、注重实践能力,一般传统的理论教学不能满足行业人才培养的需要。介绍了构建基于校企合作平台的课程模式,将企业实际项目设计成为教学内容,利用校企合作进行项目与实境训练的教学,实施细致的考核方式等方面的教学改革探索。
关键词 LED驱动电源;校企合作;实践教学
TheCourseofLEDPowerDesignTeachingReformbasedonProjectTeachingandRealityofTraining
ZOUZhen-xingXIANGWei-bingJIANGYuHUANGHong-yong
(GuangdongVocationalandTechnicalCollege,FoshanGuangdong528041,China)
【Abstract】TheLEDpowersupplydesignisarelativelynewcourseinhighervocationalcollege,theknowledgestructure,payattentiontopracticalability,generaltraditionalteachingtheorycannotmeettheneedsoftheindustrypersonneltraining.Inthispaper,constructinguniversity-enterprisecooperationplatformbasedcurriculummode,theenterpriseactualprojectdesignbecometheteachingcontent,usingtheuniversity-enterprisecooperationprojectsandrealitypracticeteaching,theimplementationofdetailedexaminationwaytoexploreaspectsofteachingreform.
【Keywords】LEDpowersupply;University-enterprisecooperation;Practiceteaching
0引言
LED的发展使得其专业的划分越来越细,LED驱动电源是其中的一个比较特别的分支专业,驱动电源作为LED照明产业的能源保障,被比喻成系统的“心脏”,是保证LED系统正常、可靠运行的基础。现国内院校都比较少开设LED驱动电源专业课程或者开设了相对比较偏重理论的电源教学,使得在快速发展的LED行业里真正能从事电源设计人才缺口相对较大。
目前,LED驱动电源主要是以开关电源为主[1],它的原理看似并不是很复杂,但实际要想设计一个合格的电源,要涉及电子电路、控制理论、半导体物理、磁学等众多学科,对设计者的专业要求很高,因此对在高职院校的初学者往往会历尽艰苦,仍不得其门而入。为了顺应地区LED行业对复合型人才的需求趋势,依托我院中央财政支持的LED新型光源专业建设的平台,我们开设了《开关电源与LED电源驱动设计》课程。对该课程进行以项目驱动、分层次和按企业岗位实施实境训练的教学改革。
1基于行业实际应用LED驱动电源项目,构建理论与实践技能相结合课程教学体系
通过走访相关企业进行调研分析,针对以LED驱动电源工程师等岗位具体要求和职责,以职业化培养为教学主线,构建了基于典型岗位能力的课程模式。《开关电源与LED驱动电源设计》是一门综合性课程,重在实际应用,兼顾技术理论分析计算和基础知识。所以改革要求在教学过程中,系统地、分阶段地引入不同技术含量的LED驱动电源项目作为载体,承载课程所涵盖的知识和技能。通过企业项目导向,使学生在学习、设计、分析LED驱动电源产品或作品的过程中逐步掌握专业的基本技能、核心技能和拓展技能。教学设计改革具体内容按企业项目教学实施时分为四大任务,其内容及课时安排如下表1所示。
设立了4大教学任务8个实训项目。通过项目任务教学激发学生的兴趣,利于培养学生的创造性思维。我们在实境教学设计中设置了多个模块的实训项目以及综合性较强的实践项目,有利于培养学生的综合职业能力。
课程总体开发流程如图1所示。将企业中LED驱动电源常见的设计项目细分与教材结合成上课的教学任务内容,一个工作任务可能涉及多个技能和知识点,而一个技能和知识点可以指导多个工作任务的实施。
项目细分为各个不同应用实境训练情境及任务知识点,内容循序渐进,难度由浅渐深,以利于专业知识的融会贯通。针对不同学生具有不同的学习基础,进行分层次教学,重点培养各自适应岗位的技能教学,使大部分学生具有一定特长的技能应用型专门人才。
图1《开关电源与LED驱动电源设计》课程内容设计流程
2充分利用社会资源共建校企合作平台,以职业化培养模式进行教学
LED驱动电源课程知识结构繁杂、注重实践能力,若采用传统的课程理论教学难以形成良好的学习效果,而且会使学生学习失去兴趣。在课程理论讲解过程中往往也会相对枯燥和难懂。本课程改革在校内从开关电源基本原理、LED驱动电源电路元器件电气特性等基础理论入手,到常用开关电源拓扑架构的详细讲解,常用开关电源拓扑在不同应用中的设计,再结合特定芯片的运用进行项目讲解,分析项目的输出特性、电源性能参数、可靠性以及稳定性等。除此之外,我们充分利用地区行业资源,加强与当地的LED企业祥新光电的协同创新合作,在祥新光电设立课程实训企业课堂-光电学院,大胆改革传统教学模式,大幅提高实验实训课比例,创造真实的企业环境和工作情境,灵活实行校内——校外——校内——校外的教学模式。充分利用校企合作平台,安排学生到电源车间实践,校企人员互派,双方指导人才培养,共同探索的现代学徒制教育,实现共赢互利。以基础、实用为原则,通过企业提炼选择实例项目,结合支撑知识与技术点的学习形式,循序渐近地讲解了LED驱动原理并进行相关应用项目的实践,学会主要基于开关电源的LED驱动拓扑设计的各种方法与要点[2]。形成依照基本技能训练、专业能力实训、实境训练三层的实践能力递进的培养方式。
课程改革是以针对电源设计的特点实施“以项目为导向、实境训练”的教学模式。课程设计的企业实境训练共有8个项目。LED驱动电源项目在“课内课堂”中学习、分析、设计,在“企业课堂”实境训练中认识、熟悉、实践,然后回到“课内课堂”总结、深化、理解,最后在“企业课堂”中检测、求证、掌握,形成校内——校外——校内——校外的灵活教学模式;学生还可再通过课余的“第二课堂”得到知识的巩固和发挥——即学生借助学校网络资源平台、开放的实训室环境,组成日常兴趣小组,参加各级别技能大赛,参与校内工作室项目工作等,使“课内课堂”、“企业课堂”中所学的知识、技能得到运用、扩展,自学能力得到加强,创新能力得到发挥。
利用社会资源共建良好的人才培养模式,以职业化培养为教学,创造真实的企业环境情景和项目任务,可以增强学生学习目的性、能动性和实现早期的职业生涯规划,有利于学生实践能力的锤炼、实践经验的积累,以及创新精神的培养,最终培养出真正符合社会需要的高素质技能型人才[3]。
3细化课程考核方式,强调知识、能力和素质的全面培养
考虑到LED驱动电源课程的教学设计的实践性强的特点,采用传统的理论考试方式,并不能很好激励学生和让学生掌握相关技能,所以在设计课程考核的方式时,采用理论考核与实践考核相结合,笔试与实践制作表现评价相联系的方式,强调知识、能力、素质的全面培养。具体考核点如表2所示。着重考核学生掌握所学的基本电路拓扑理论和技能,能综合运用所学知识和技能去分析电路、实践调试和测试电路、分析电路故障及排除电路故障的能力。
4结束语
基于项目驱动、实境训练的《开关电源与LED驱动电源设计》课程内容改革与实践正处于开始尝试阶段,从初步实施的效果看,学生在光电学院上课,能够很好进行技能的实际操练,对动手能力有极大的提高。专业课程体系的构建是高职教育培养高端技能型专门人才的重要环节,是决定如何培养学生,培养什么样学生的关键,也是高职教育特色所在。LED驱动电源课程的构建正是围绕“这个项目为什么这样做”、“怎么来解决项目问题”、“采用这种方法会有什么结果”等几个方向来进行。校企产学研结合是办好高职教育的重要措施,是解决就业的根本之路。通过与祥新光电的合作,在学生“学”的同时安排他们进行“产”的工作,学产结合,不断提高学生的实践能力、理论能力以及企业适应能力。该课程教改的目的就是在于更好培养学生在校时的实践能力同时更要培养学生进企业后的后续发展的潜力,主动适应社会,接收社会的洗礼和挑战,满足当代教育培养技能应用型人才的需要。
参考文献
[1]梁奇峰,廖鸿飞.基于工作任务的《开关电源原理与分析》教学改革[J].职业教育研究,2012(6):88-90.
[2]于雁南,高柏臣,严继池.开关电源技术教学改革实践与思考[J].当代教育理论与实践,2014(6):58-60.
(一)确定项目课题和目标
在该过程中,教师可组织学生就所学课题进行项目课题设想,教师也可根据相应的教学内容提出课题供学生进行选择。重点是在学生对多个课题进行选择或拟定过程中,要充分发挥小组的作用,围绕课题主题和内容进行讨论,最终确定项目的目标和任务,同时要注意通过项目任务来激发学生的探究兴趣。如在该项目中,掌握常用电子元器件的识读和测量方法和焊接知识,电子装配工艺、电路组装,能使用电烙铁等就是需要达到的目标。
(二)根据项目而做好准备工作
准备一方面包括知识准备,即为了完成相应的项目而需要准备的知识,这里主要是指理论知识。如在使用电烙铁的过程中需要注意的事项焊接训练时,要对学生强调使用电烙铁的注意事项:在使用的过程中,一旦发生电烙铁短路现象,不要害怕,应及时切断电源。然后对电烙铁进行检修;在使用的过程中,如果不小心碰到电烙铁的发热部位,也要求切断电源,如有伤害的应及时处理;如果电烙铁的发热部位烫伤电源线,也要求切断电源,然后根据电源线的损坏程度进行检;不使用电烙铁时要断开电源。其次则是相应的材料准备,如在该项目课题中,各种常用元器件(电阻、电容、二极管等)、各种材料(导线、电源线、插头)就是必须的,学生可在教师指导下根据计划而进行准备;而如铁架、斜口钳、尖嘴钳、镊子、十字起一类则需要学生自己准备。在这个过程中还需要注意,各个项目小组的准备工作是根据项目计划而进行的,因此,在准备前,教师要对项目计划进行检查、指导。
(三)项目课题的执行
这是项目教学法中最重要的环节。学生确定各自在小组中的分工以及小组成员合作的形式,然后按照已经确立的工作步骤和程序进行工作。在这个过程中,计划的意向通过学生以不同的形式自主实施;而教师在其中只充当咨询者和协调者的角色。更重要的是,在这个过程中应有一些小的反馈步骤,使学生的经验和中间结果可以在小组中进行交流以电子焊接的工艺为例,在检查和反馈中教师就需引导项目小组从以下几个内容来进行:应有可靠的导电性;应有足够的机械强度;焊料适量;焊点光滑,不应有毛刺、空隙和其它缺陷;焊点表面必须清洁。
(四)项目总结与评价
在项目教学中追求的不是学习成果的唯一正确性,因为评价解决问题方案的标准并不是“对”与“错”,而是“好”与“更好”。因此,在项目教学中,学习的成果不是唯一的,而是多样化的。多元性主要表现为评价方式、标准和主体的多元性。在评价方式上更强调运用完成项目的方式,考核学生综合运用知识与技能,解决实际问题的能力。在评价标准上,灵活运用绝对评价,主要评价学生是否达到项目教学的目标要求,关注学生在项目教学中的进步程度。
关键词:直流稳压电源;电路设计;工作原理
1 电路设计背景和目的
通过多年的教学经验和对中职院校的学生进行的调研情况来看,中职院校的学生普遍文化基础薄弱,对文化课、理论课不感兴趣,但是大部分中职学生对实训课程感兴趣,喜欢动手操作,能够尝试动手去做一些实验,有的甚至能独立完成一些电子产品的安装与调试。例如,简单的门铃电路,流水灯电路等。因此,针对中职院校学生的实际情况,结合我学院电气工程系的学生学习情况,今年,我系领导决定对学生的课程安排进行了大胆改革,去掉纯粹的理论课,所有专业课程都变为一体化课程,让学生通过动手操作掌握理论知识,真正做到在做中学,在学中做,在这样的背景下,我尝试了将所担任学科《电子技术基础》这门理论课程融入到《电子电路的安装与调试》这门实训课程中去,变理论课实训课程为一体化课程。依托这样的改革前提,我尝试对直流稳压电源的电路进行了以下设计,目的就是为了更好的适应电气工程系的改革实践,同时也能够使学生在实际动手操作过程中深刻理解相应的电子专业理论知识,能够培养学生掌握理论知识的能力,激发学生热爱电子专业的热情,提高了学生学习的积极性,最重要的是让学生学会了技能,一技在手,更好地走上工作岗位,尽快地适应社会。
2 电路设计实验设备及器件
所谓巧妇难为无米之炊,电路设计同样需要必要的实验设施和工具,而实验条件的好坏和选择工具的正确与否是设计的关键和前提。下面我来具体阐释我的设计思路中所需要的实验条件、实验工具和必要的原材料:
2.1 电路所需实验设施和工具
本次设计的完成需要在专业的电子试验台上进行,需要的工具如下:示波器、万用表、变压器(12v)、电烙铁、钳子和镊子等,另外需要必要的焊锡和连接线。
2.2 电路所需元器件清单
元器件清单如下:
1A二极管IN4007,V1、V2、V3、V4,4只;发光二极管V5,1只;熔断丝FU 参数为1A1只;100uF 50 V电容C1,1只;10uF25V电容C2,1只;500uF 16V电容C3,1只;2200uF电容C4,1只;开关SW,1只;2.7KΩ电阻R1,1只;190Ω电阻R2,1只;280Ω电阻R3,1只;1KΩ电位器R4,1只;三端集成稳器CW7812 U(可调范围1.25V~12V),一只;可调电阻RW,1只。
3 电路设计思路
直流稳压电源又称为直流稳压器,其作用就是将交流电转化成相应用电器所需要的稳定电压的直流电。其关键是输出直流电压的稳定性,所以我们设计电路的着眼点就是电路转化的稳定性。
3.1 直流稳压电源的工作原理
直流稳压电源一般由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路组成,其组成框图如图1:
直流稳压电源各部分的作用
(1)电源变压器:主要是降压器,用于把220V的交流电转换成整流电路所需要的交流电压Ui。(2)整流电路:利用整流二极管单向导电性,把交流电U2转变为脉动的直流电。(3)滤波电路:利用滤波电容将脉动直流电中的交流电压成分过滤掉,滤波电路主要有桥式整流电容滤波电路和全波整流滤波电感滤波电路。(4)稳压电路:利用稳压管两端的电压稍有变化,会引起其电流有较大变化这一特点,通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的,用于将不稳定的直流电压转换成较稳定的直流电压。
3.2 直流稳压电源的设计方法
直流稳压电源的设计,是根据其输出电压UO、输出电流IO等性能指标的要求,确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的相关性能参数,选择出这些元器件。
具体设计方法分为三个步骤:第一步:根据直流稳压电源的输出电压UO、最大输出电流IOMAX,确定出稳压器的型号及电路形式。第二步:根据稳压器的输入电压Ui,确定出电源变压器二次侧电压U2;根据稳压电源的最大输出电流IOMAX,确定出流过电源变压器二次线圈的电流I2和电源变压器二次线圈的功率P2;再根据P2,确定出电源变压器一次线圈的功率P1。然后根据所确定的参数,选择合适的电源变压器,一般为12v。第三步:确定整流二极管的正向平均电流ID、整流二极管的最大反向电压URM和滤波电容的容量值以及耐压值。根据所确定的参数,选择合适的整流二极管和滤波电容。
4 电路设计步骤
电路设计思路想出后,考虑实际电路具体设计步骤,完整的设计步骤是整个电路的核心部分,因此在设计过程中实际设计步骤显得尤为重要,具体步骤为以下几步:
4.1 电路图设计方法
电路图设计使用PCB制图软件制作
4.2 电路原理图的设计
电路原理设计使用Protel2000制图软件设计电路原理图如图2。
4.3 直流稳压电源实物设计
如图3所示安装直流稳压电源电路的前半部分整流滤波电路,然后从稳压器的输入端加入直流电压UI?燮12V,调节RW,如果输出电压也跟着发生变化,说明稳压电路工作正常。用万用表测量整流二极管的正、反向电阻,正确判断出二极管的极性后,先在变压器的二次测线圈接上额定电流为1A的保险丝,然后安装整流滤波电路。安装时要注意,二极管和电解电容的极性不能接反。经检查无误后,才将电源变压器与整流滤波电路连接,通电后,用示波器或万用表检查整流后输出电压UI的极性,若UI的极性为正,则说明整流电路连接正确,然后断开电源,将整流滤波电路与稳压电路连接起来。然后接通电源,调节RW的值,如果输出电压满足设计指标,说明稳压电源中各级电路都能正常工作。
5 电路设计总结
通过论述直流稳压电源电路的设计过程,强化了本人所教学科《电子技术基础》中模拟电路部分知识和《电子电路的安装与调试》实验部分知识。所设计的直流稳压电源电路,广泛运用于生活中,例如手机的充电电源、冰箱的稳压电源等。同时,也通过查阅参考书,网上资料等拓宽了自己专业方面的知识面。论述过程中,通过边教学边调研边实践的方式使本人对直流稳压电源电路设计过程有了一些新的认识,特别是强化了自己的教学能力,增强了所教专业学生掌握理论知识的能力,提高了其动手操作的能力。通过一段时间的教学效果来看,我所教授专业的学生对学院的此种教学改革适应快,容易接受,对教师所设计的教学模块感兴趣,并且激发了继续探究这一教学模块的动力,这也充分证明了学院提出的此种教学改革是可行的。
参考文献
[1]郭S.电子技术基础(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社.
[2]王建.维修电工技能训练(第四版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社.
关键词 实训教学 项目教学法 职业能力 考核评价
中图分类号:G424 文献标识码:A
1 整合专业课程,优化实训项目,激发学生学习兴趣
中职电子专业的课程整合和实训项目优化,需要以培养生产、管理、服务所需要的一线技能型人才为目标。专业基础课程和专业技能实训课的设置必须综合化,建立充分体现以能力为本位的课程体系,对课程内容进行重组,对原有课程进行合理的增删,对教学内容和实训项目进行必要的改造。例如电子技术基础,电子元器件检测,电子工艺和电子装配技术、电子线路辅助设计等课程的整合,并结合技能要求设置稳压电源电路的安装与测试,调光灯电路的安装与调试,功放电路的安装与检测等实训项目。这样的教学设计能使学生在学习专业知识的同时,职业能力和专业技能方面也能得到训练和提高,另一方面也避免了资源的浪费。
2 灵活使用教学法,提高教学、实训效果
项目教学法在中职教学中的应用很广泛,项目教学法是指把过去学科体系中的知识要点有效转化成多个教学项目,并围绕着一个个完整的“项目”组织和展开实践教学活动,让学生直接参与到整个项目过程的一种教学法。在电子实训教学中,项目设计的问题必须足以引导学生实施项目,而项目内容可以根据实训的内容进行也可以源于企业,可以是一项服务、一项故障维修或一项电子产品制作为目的的项目。例如在实施稳压电源电路的制作项目教学的过程中,我们可以按照职业工作过程设置电路工作原理分析、电路元器件检测、安装并调试稳压电源电路等工作任务,在项目中每个学生都接受相应的工作要求,通过独立思考并认真参与实施项目,最后师生共同评价、总结。这样的教学方式能有效激发学生的潜能,达到教学互动的良好效果。
小组工作法是指在实施教学时将学生分为若干个小组,并把相同的学习内容分发到每个工作小组,通过小组工作的方式来实现一定的教学目标,并培养学生合作、沟通能力的一种教学形式。在小组工作过程中,学生在教师的指导下,围绕某一中心问题发表自己的看法,通过相互启发与学习,达成共识,得出结论,并由小组选代表展示工作成果,最后老师对各组的成果比较和讨论,确定学习目标的最终成果。在知识、技能难度不大的实训教学中,这种教学方法往往能收到良好的教学效果。例如在色环电阻的测量实训教学中,我们可以设计下面几个问题:色环电阻的特点、颜色,实际测量中问题,色环电阻的计算等。每个小组达成完成任务的共识,通过仔细观察、实际操作、相互交流,得出结论,最后小组展示,老师点评,完成教学任务。课堂气氛热烈,实训的效果显而易见,同时也培养了学生分析、解决问题的能力。
实训教学方法多种多样,例如案例教学法、问题探究法、角色扮演法……,我们需要根据实训的内容,学生的实际情况做及时的调整,灵活采用各种教学方法组织实训教学。
3 丰富课后实践,强化实训效果,提高综合能力
一个合格乃至优秀的中职电子专业学生,不但要掌握基本的电子电路知识和实验技术,还要了解企业规范,适应电子信息产业方面的工作范围,具备良好的职业能力。开放实训室,建立能体现真实的职业环境实训中心,是学生在校期间参加课后实训的重要方式。在实训中心里,学生负责工作室的运作和管理,严格遵守安全生产规则,承担真实的实训责任,体验职业环境,提前适应工作岗位,在整个过程中学生在收获专业技能的同时,还提升了职业能力。另外,还可以通过校企合作,有计划地组织学生参加校外社会实践和企业实习,让学生真正意义地进入工作岗位,了解企业规范,熟悉岗位操作流程与技能,获取实践经验,实现教学与社会实践紧密结合,并开阔学生视野,拓展专业、职业知识。此外,根据专业培养目标和企业岗位需要,定期举行各类电子技能比赛,综合考查学生知识的应用能力和安全、规范操作程度,提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
4 多元的考核评价方式,巩固实训成果
传统的“一纸一笔一分数”的考核方式早已不能满足中职教学的需要,我们可以根据学科的不同进行多元性的考核评价,达到“以评促训”的目的。例如在前面所说的电子技术基础、电子元器件检测、电子工艺和电子装配技术、电子线路辅助设计等整合后课程的考核中,我们可以设计这样的考核方案:让学生利用设计软件自行设计一个调光灯电路,生成并制作PCB板,选购、检测元件,安装、调试电路,最后撰写实训报告。这样的考核全面、客观,又能激发学生学习积极性和主动性。又如,在彩色电视机原理与维修课程的考核中,我们可以进行故障点设置,对学生进行综合考核。此外,在以上的考核中,我们还可以穿插学生自评、学生互评等方式,对学生技能、操作的规范性、安全性等做出评价。这样的考核评价方式不仅保障了对教学、实训效果的考核,更没有忽略对过程的评价,对提高教学、实训效果,提高学生综合能力有重要意义。
多元性考核评价方式的采用,需要我们对专业培养目标充分地把握,对学科知识进行实事求是的分析,并根据行业的发展需要及时调整考核内容,这样的考核才具有现实意义。
5 小结
把学生培养成适应现代社会需求的技能型人才是中职教育的任务,这要求作为指导老师的我们必须不断学习新的教育理念,根据教学对象和教学内容的不同,不断调整教学方法,用最有效的方式激发学生的学习兴趣,提高实训教学的实效性,提高学生的综合能力。
参考文献
[1] 徐锦生.项目学习:探索综合化教学模式[M].浙江大学出版社,2012.
[2] 张骥.现代职业教育电类专业教学法[M].北京师范大学出版社,2009.
[3] 刘成新.整合与重构:技术与课程教学的互动解析[M].电子工业出版社,2006.
[4] 王文槿.教产结合课程改革实践研究[M].海洋出版社,2010.
关键词:电工技术;实验实训装置;职业教育
作者简介:王晓刚(1970-),男,重庆人,重庆化工职业学院自动化工程系,讲师;夏洪永(1963-),男,重庆人,重庆化工职业学院自动化工程系系副主任,副教授。(重庆 400020)
基金项目:本文系2011年度重庆化工职业学院校级科研课题“电工技术实验实训设施建设的研究”(项目编号:2011-KT08)的研究成果之一。
中图分类号:G642.423?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)33-0067-02
目前,高等职业教育面临大量的深层次问题,学生在校时间通常只有两年多,理论教学和实验实训教学的矛盾较本科院校更为突出。部分院校为了解决这个矛盾,只有大量压缩基础实验课的时间,如电类专业“电工技术”课程的实验和实训。笔者认为“电工技术实验实训”是电类学生学习专业基础知识、掌握专业基本技能的一个不可缺少的重要环节,也是学生进一步学好专业知识和掌握专业技能的一个重要桥梁。重庆化工职业学院(以下简称“我院”)自动化工程系从2007年开始,大力推行“电工技术”课程教学模式改革,其中核心内容之一就是电工技术实验实训装置的研究和开发,在此笔者有几点感想,以期能与同行进行交流。
一、构建思路
我们认为电工技术实验实训操作模式应该是“知识学习应用于实践、技能培养一体化”的实践教学理念。即一方面该课程可为后续课程的基本能力提供服务,同时又要展现“电工技术”课程本身的应用实践能力。根据这种设想,电工技术实验实训装置的设计也要围绕这个主题开展。目前,教学仪器公司的实验装置水平发展很快,自动化程度很高,学生实验时通常只需要连几根线、按下开关、读出仪表数据就可以,得不到具体的锻炼。我们希望通过实验实训装置,使学生能由了解什么、熟悉什么、掌握什么转变成为会做什么、能做什么、为什么要这样做。以我院自动化系生产过程自动化技术专业主干课程“检测仪表”、“过程控制仪表及系统”为例,这两门课程许多知识和技能都与电工技术有“千丝万缕”的关系。2012年我院自动化系又新开设了三个高职专业(工业网络技术、传感与检测技术、工业电气自动化技术),电工技术实验实训装置也会在这些专业的学习中起到积极的桥梁和纽带作用。
二、装置总体设计构建
为了让学生在训练时能全员参与,以及要放置测试仪器、设备和电脑,我们将装置设计为工作台的样式,即要有足够的空间。挂板式分层型模块化结构共五类,分别是电源模块、信号源模块、电路板模块、测量仪表模块、保护装置模块。该装置应具有功能齐全、操作方便、安全灵活、运行可靠、管理科学(实验准备工作量的简化)等特点。
三、装置结构体系构建
根据我院自编的“电工技术实验实训”讲义,现对电工技术实验实训装置的构建框架进行简要介绍。
1.挂板的初步设计及要求
(1)电源模块——应具有交流和直流两种类型。交流电源为380V和220V。直流电源的可调范围为0~30V,多路并且带负载能力要强,安全性能可靠。
(2)信号源模块——能提供正弦、方波、三角波函数信号,信号源稳定、可靠。例如我院自编实验讲义“电容和电感特性研究”实验,如图1、图2所示,其中一个内容就是讨论“电容通高频阻低频,电感通低频阻高频”,需要交流的信号源性能可靠、稳定,否则实验效果会非常不理想。
(3)测量仪表模块——仪表块数要多,主要是电流表和电压表,又分交流和直流两种类型,且以数字式为主(具有多档位转换功能),指针式为辅。并配有高灵敏度检流计。例如我院实验讲义“指定电流的分配”,需要4块直流电流表,如图3所示。
(4)电路板模块——有两种想法。一种想法是将各类元器件固定在模块电路板上,要求元器件种类多、规格齐全(如一般电阻除阻值,不同功率的电阻也应多配置),器件按照工艺要求进行排列,比如器件应排列均匀、横平竖直、同种类型集中在一起,可调元器件的布局应充分考虑调节的方便程度。另一种想法是将所有的器件(除可调器件外),存放在有许多格子的透明塑料小箱中,根据实验需要学生可自行选取和选配器件,再根据工艺要求插在模块电路板的插孔上。通过实践发现两种办法各有千秋。前者实验中学生操作相对简单,节省实验时间,但对元器件的熟悉程度相对较弱。后者实验中学生操作相对复杂(特别是元器件的选取),容易出错,实验时间较长,器件容易丢失,但学生通过实验可以对器件的种类、性能、规格非常熟悉,也非常清楚如何将实验顺利进行和少走弯路,这种办法更符合我们倡导的电工技术实验实训操作模式。
我院自编的讲义“验证叠加定理实验”采用的是T型电阻网络电路,如图4所示。元件是6个200Ω及3个100Ω的电阻,并需要4个逻辑开关。我们要求学生在实验中,在透明塑料小箱中可选择不同功率、不同体积、不同样式的电阻,也就是学生自己配置。同样,图3所示的电路学生也可自己选择和配置电阻。通过这种训练方式,学生知道了实验时该如何做,为什么这样做,做了有什么收获。学生的实际动手能力和应变能力提高很快。
2.装置安全措施
电工技术实验实训装置的安全措施尤为重要。学生在进行实验实训时,特别是才开始的阶段,对人身及设施的安全危险最大。本装置可调交流电源输出处设有过流保护技术,相间、线间过电流及直接短路均能自动保护,面板配有交流三相电压表,通过切换开关分别指示三相电网电压和三相调压输出电压。装置具有接地保护、漏电保护(电流型和电压型漏电保护器、漏电保护空气开关)功能,安全性符合相关的国家标准,确保设备及人身安全。实验连接线及插孔采用不同的结构,使用安全、可靠、防触电。
3.装置功能特点
该装置没有过多的先进仪器和设备,甚至有些“老土”,其主要是用于实验操作,反映电领域初学者实验实训的学习过程和训练过程,而非科研院所进行科学研究。当然,这不是否认高等职业教育不需要科学研究,而是电类专业基础实验课有自身的特殊性,实验实训内容缺乏整体性和设计性,发挥的空间非常有限。所以该装置配有大量的元器件(上千个)插孔和测试仪表,供学生选择和使用,一方面培养了学生对电的认识和认知,另一方面培养了学生对电的理解和应用把握的能力。
4.装置实验实训讲义(部分)
一是能完成“电工基础”、“电工学”、“电路分析”中电路连接、参数测试、叠加、谐振、选频、过渡过程、单相、三相、日光灯、变压器等基础实验。二是基础实验项目见表1。
表1 电工技术基础实验实训项目内容
模块一 直流电路测量及应用 模块二 交流电路测量及应用
任务一?电路的连接及参数测试
任务二?电阻的连接及配置
任务三?指定电压和电流的分配
任务四?电位及电路状态讨论和应用
任务五?直流电桥电路的应用
任务六?T型电阻网络的应用 任务一?交流电的测量
任务二?电容和电感特性应用
任务三?RC选频网络的应用
任务四?日光灯电路能量需求最小化
任务五?三相负载电路工作状况讨论
任务六?变压器的认识及应用
任务七?微分和积分电路的应用
四、装置使用效果
由于受到学院各方面条件的限制,目前还没有成套的电工技术实验实训装置,我们利用学院自动化系现有的实验教学资源,实验台是20多年以前的老实验台,电路板使用的是面包板,实验管理人员实验前准备实验器材,实验后再收整。在这样较为落后的条件下,实验教学还是达到了很好的效果。许多学生反映,原来的实验课是以实验教师为主体,现在的操作方式及装置是以学生为中心,实验中学生可以认真思考,即使元件选错了,也感到是一种“幸福”,并不计较设备的好坏,真正体会到了实验教学的快乐和意义。
五、总结
高等职业技术教育的发展面临诸多困境和挑战,教学特别是基础实验教学有许多困惑和难点。同时社会又需要学校培养的学生具有较高的职业能力和素养。在这种形势下,迫使我们进行深刻思考:专业基础实验课的作用究竟在哪?专业基础实验实训操作模式应该是什么?本文是探索专业基础实验实训课的路径之一。该装置的构建及思路虽然还不完善,但只要不断的努力和探索,我们的目标定会早日实现。
参考文献: