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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇信号实训总结范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
中图分类号:TP23文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2009)19-134-02
Teaching Demonstration Experiment Development of JYB-714 Type Liquid Place Relay
LI Yaru
(Yangling Vocational and Technical College,Yangling,712100,China)
Abstract:Regarding the liquid place relay as the center of experiment,experiment project for both teaching and training are designed and developed,so as to help students understand liquid operating principle and application correctly by means of students′ actual connection with the test,thus to enable students to master JYB-714 liquid level relay practical technology of the correct structure,power type,the number and function of terminals.Becoming familiar with the equipment and acquiring the use of skills in training has reflected the training application characteristics of professional talent in vocational education.
Keywords:experiment;teaching demonstration;liquid place relay;JYB-714
水泵控制是水利水电高职机电类专业学生必须掌握的技能,而液位继电器又是水泵常规控制的核心元件,设计开发合适的液位继电器应用实验项目作为教室的辅助教学手段,有助于帮助学生正确理解和掌握液位继电器的工作原理及应用。
1 JYB-714型液位继电器简介
JYB-714型液位继电器如图1所示,属于晶体管继电器,分为底座和本体两部分。作为一般科学实验及工业生产自动控制的基本元件,适用于额定控制电源电压不大于380 V,额定频率50 Hz,约定发热电流不大于3 A的控制电路中作液位控制元件;按要求接通或分断水泵控制电路,实现了自动供水和排水的功能,是液位控制电路中的核心元件。该系统具有电路简便、体积小、重量轻、功耗小、稳定性高的优点,而且采用了电子管插入式结构,维修方便。
2 JYB-714型液位继电器教学演示实验开发
2.1 实验目的
认识、熟悉液位继电器,了解JYB-714型液位继电器的结构,电源类型,接线端子数目、作用,接线方式等。
图1 JYB-714型液位继电器
2.2 应用场合和实验性质
适用于教室或实验实训室,作为辅助教学手段。现场接线、工作演示。如果学生自己接线并进行操作即可变成实训性质的实验。
2.3 设备材料及工具
JYB-714型液位继电器一只(AC 220 V),红绿信号灯各一只(AC 220 V),一个带软线的单相插头、软线长度与教室插座位置匹配,2 m导线,剥线钳,螺丝刀,一杯自来水(水杯透明)。
2.4 实验接线图
如图2所示。JYB-714型液位继电器共有8个接线端子,其中:
①、⑧端子为继电器工作电源接线端子,电源有AC 380 V和AC 220 V两种,图2中液位继电器电源为AC 220 V,即①端子接L1,⑧端子接N;
图2 JYB-714型液位继电器教学演示实验接线图
②、③、④端子输出液位继电器的自动控制信号,输出端子工作电压为AC 220 V,③端子为输出信号公共端,②和③之间输出供水泵液位控制信号,③和④之间输出排水泵液位控制信号;
⑤、⑥、⑦为水池中液位电极A、B、C对应的接线端子,液位电极端子间为DC 24 V的安全电压,⑤端子接高水位电极A,⑥端子接低水位电极B,⑦端子接水池中位置最低的公共电极C。注意,实验中入水电极采用1~1.5 mm2的铜芯硬质绝缘线,入水一端剥离5 mm绝缘皮。
2.5 实验过程及现象
按照如图2完成接线后,即可进行演示实验,演示时液位的变化可采用升高或降低水杯来模拟。演示过程及现象如表1所示。
2.6 实验总结
根据上述的实验演示结果可总结出JYB-714型液位继电器的工作原理,其动作情况可用液位继电器的输出接点动作图表表示,如图3所示。
图3 JYB-714型液位继电器输出接点动作图表
3 结 语
上述的实验演示操作方便,接线简单,学生可以直接参与,学生兴趣大,学习效果好。既可以在教室进行,也可以在实验实训室进行。如果设备、工具数量足够,由学生分组自己接线、验证操作,就可以达到实训的效果。如果将信号灯换成线圈电压为AC 220 V的交流接触器,便可以直接控制水泵电机,该演示实验便可以扩展成基于工程项目的实训性实验项目。
表1 JYB-714型液位继电器教学演示实验过程及现象列表
电源(①⑧)步骤水杯动作(液位变化)液位电极状况(A、B、C)
输出信号现象
绿灯(②③)红灯(③④)
现象解读
接通AC 220 V
1液位电极在水杯水面之上A、B、C都未淹没亮不亮A、B、C在水杯外,继电器 “感知”水池中无水,需要启动供水泵抽水,②③接通输出供水泵运行信号,绿灯回路通,绿灯亮。
2水杯(液位)上升C淹没亮不亮
3水杯(液位)继续上升B、C淹没亮不亮
供水泵是低水位启动,高水位停止;排水泵是高水位启动、低水位停止。A未淹没,水位未达高水位,供水信号继续存在,绿灯亮;排水信号无,红灯不亮。
4水杯(液位)继续上升A、B、C都淹没灭亮水位到高水位,②③断,供水泵停止运行;水位到高水位,③④通,发出排水泵运行信号,红灯亮。
5水杯(液位)转而下降A露出水面B、C淹没灭亮B淹没,水位未到低水位,供水、排水信号维持上述状态。
6水杯(液位)继续下降A在水面外B刚露出水面C淹没亮灭②③接通输出供水泵运行信号,绿灯回路通,绿灯亮;
③④断,发出排水泵停止运行信号,红灯灭。
7水杯(液位)转而上升在步骤2~6之间循环。可观察绿灯、红灯的明灭情况与液位变化的规律,以直接的视觉感受明确液位继电器的工作情况。
参考文献
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机电专业综合实训课程集合了气压技术、液压技术、电机与电气控制、自动检测技术、PLC及其自动控制技术、网络通信技术等相关课程,融合了实训和生产,是机电专业学生顶岗实习前的综合课程。
对五年制高职教育而言,由于培养目标定位在为企业培养高技能型人才上,通过机电专业综合实训课程的学习,促进学生综合实践能力的提升、职业能力的培养、创新思维的发展,紧扣机电专业核心技术,即检测、控制与执行三大环节展开,同时需具备一定的网络通信技术。
综合实训课程建立在机电结合的基础上,企业调查结果显示,机电设备的控制很多都采用PLC作为控制系统。对机电综合实训课程,选择某生产流程的模拟控制系统为实训载体,通过模拟仿真控制,掌握生产岗位的控制技术,吴中中等专业学校选用了光机电一体化设备YL-235A自动化生产加工系统。
PLC在机电一体化设备教学中的应用
1.PLC在机电一体化设备中的功能
整个系统通过PLC控制,各个环节有序结合。该装置配置了触摸屏模块、PLC、变频器装置、气动装置、传感器、气动机械手装置、上料器、送料传动和分拣装置等实训机构。根据其特有的属性,系统的控制部分采用触摸屏模块和PLC,执行机构由气动电磁阀-气缸构成的气压驱动装置和变频器控制步进电机的传送装置,实现了整个系统自动运行。整个实训装置的模块之间连接方式采用安全导线连接,以确保实训操作的安全。系统分三大模块:
(1)送料机构的控制
采用24 V直流减速电机,转速6 r/min;用于驱动放料转盘旋转,PLC通过输入信号发出输出信号,驱动送料机构运行。
(2)机械手感应机构的控制
整个搬运机构能完成四个自由度动作,手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪松紧。机械手的动作通过磁性开关和接近开关的感应信号传送给PLC,PLC根据内部程序执行发出信号,驱动电磁阀-气缸完成机械手的动作。
(3)物料传送和分拣机构的控制
由皮带输送、推料气缸、变频器、步进电机构成,PLC通过感应信号发出输出信号给变频器,变频器驱动步进电机运行,皮带转动,实现物料的传送,通过传感器感应信号,使得PLC驱动电磁阀-推料气缸动作,实现物料分拣。
2.PLC在机电一体化设备控制系统中的设计方法
建立一个PLC控制系统,必须根据被控系统所要求的动作,正确分配I/O口,综合应用顺序功能图,完成梯形图的设计,达到所预定的动作过程。
顺序控制设计法是按照工艺要求,在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间顺序,在生产过程中各个执行机构自动地有序地进行操作。首先要根据工艺过程,画出顺序功能状态图,然后根据顺序功能图画出梯形图。
顺序功能图是描述控制系统控制过程、功能和特性的一种图形,是描述控制系统控制过程的一种有力工具。利用顺序功能图的方法已经成为控制梯形图设计的主要方法。利用PLC的编程元素(如状态寄存器S和辅助继电器M)来代替各步。
顺序功能图由工步、有向线段、转换条件和动作组成。顺序功能图的基本结构又分为三种:单序列、选择序列和并行序列三种形式。如图1所示:
3.PLC在机电一体化设备中的教学方法
机电综合实训课程采用项目、任务型教学,打破教材本身的框架,围绕PLC课程在设备中的应用展开,将其分解成若干个小任务,结合实际操作,了解该设备所能完成的任务和工作流程,分析设备的硬件组成和各元件功能。通过实际拆装、编程与调试、故障诊断、维修及保养等,掌握该设备的装配、操作和维护的能力。
实训课程采取阶段式训练,并将企业的6S管理融入教学过程中。
1.设备认知,熟悉设备和设备元件,拆装注意事项,安全用电等。
2.掌握知识,掌握设备需具备的理论知识和操作步骤,注意细节,融入平时所积累的操作经验和诀窍等。
3.拆装操作,结合企业实际操作要求,理解拆装顺序和要求,学会工具和仪器的使用,理解设备结构和各部件之间的关系,达到一定的技能水平。
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1006-0278(2013)05-161-01
随着经济的高速发展铁路建设与城市轨道交通已成为国家的投资重点。铁路职业教育迎来了又一个春天,为了培养合格的专业人才,适应市场的需求,注重对学生职业能力训练,提高学生掌握专业技能与课堂教学的结合,已成为目前在教学中需要研究探索的一个课题。教学质量优劣只能从学生在工作岗位上能否适应其工作环境,使他们从学校学到的知识能用在现有的工作中,这是当前教学改革的根本目的。
一、课程规划
(一)以岗定课
1.以岗定目标。以铁路信号职业资格标准制定课程标准,根据企业用人标准制定人才培养目标,按铁路信号维护规则制定技能考核目标。
2.以岗定内容。从铁路信号基础设备维护岗位的工作任务、岗位职责、职业素养和技能要求中分析、归纳、制定教学内容和训练项目。
3.以岗定平台。从课程建设需要,与铁路企业合作,打造课程团队平台、基地平台、教学平台和资源平台4个平台。
4.以岗定方法。将铁路信号基础设备维护岗位的典型工作任务,按照基本技能、专业技能、专业综合技能的训练要求进行进阶式项目设计,采用融“教、学、做”为一体的项目教学法进行教学。
(二)岗学相融
1.岗位工作与学习任务相融。将铁路信号基础设备检修与维护岗位的典型工作,即继电器检修、转辙机修配、信号机修配、轨道电路测试与维护、信号控制设备基础维护确定为学习任务,并将每个工作的几个典型工作任务设定为各个学习任务的子任务。
2.岗位技能与实训内容相融。岗位要求的典型技能,分别体现在各项不同层次的基础训练项目、进阶提升项目和综合巩固项目中。
3.岗位职场与训练环境相融。在建设校内实训基地时,参照铁路电务段车间的职业场所环境,将继电器检修车间、电动转辙机修配车间、信号机修配所、轨道电路实训场等实训室建设成与实际工作环境相一致。
(三)教学实训一体化
课程实施教学时做到:校内实训基地教学,学中有训:校外企业职场顶岗训练.训中有学:综合项目实训.学训一体。在校内实训基地进行教学活动,学中有训。进行铁路信号基础设备工作原理、电路分析、作业程序和操作方法等基本技能学习时,主要在校内实训基地进行,结合基础训练项目进行训练,做到学中有训;进行综合项目实训,学训一体。在进行综合训练项目实训时,由于需要用到较多的相关知识,需要在做综合项目训练时,不断学习新内容、巩固旧知识,从而做到学训一体。
二、课程适应市场需求
目前就业市场对信号及电务管理人员的需求着重于动手能力强,理论与实践能力均具备的一经短期培训即可上岗的毕业生,用人单位一般在招聘前要对我们的学生进行考核。这样专业课的实践教学活动,无论是实验或实训对学生来讲都是增强感性认识,完善和巩固理论知识的最有效的方法。结合本专业的特点可以考虑实行项目分割,按项目难度逐级进行训练教学模式。将信号施工工作及信号工必备技能如:焊线、绑把、箱盒安装与配线,信号机安装与配线,转辙机安装与维护调整,轨道电路安装与测试调整。电缆测试与接续,组合与组合架安装与测试,控制台安装配线与导通,电源屏安装与导通,大站控制台基本操作。
区间闭塞设备操作与测试作为基本项目:对于基础较差的学生仅需求其完成基本项目,甚至更为容易的部分项目训练。而对于具有一定学习潜力的学生则鼓励其进行提高项目训练,对每个项目都制定出一定的考核标准,经过训练的学生分项目按标准独立考核。另外在项目训练时指导老师应加强方法训练。比如进行基本故障排查训练,老师可指导学生根据故障现象分析问题所在,利用仪表或其他辅助工具,尽可能采用多种方法查找与处理故障,并将最优方法进行示范性总结,便学生全面掌握所领会处理故障之步骤、手段和要领:通过学习训练使学生在走向工作岗位时就已具备不同程度的实际工作能力,在较短的时间内便能独立承担起工作任务,让用工单位满意。
关键词: 微机联锁;实训系统;创新
Key words: microcomputer interlocking;training system;innovation
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)03-0274-02
0 引言
为了给学生提供一个模仿实际工作环境的操作平台,需要开发地铁微机联锁仿真实训系统。借助该系统进而在一定程度上不断提高学生的操作技能,以及积累相应的应急处理经验。通过分析信号系统设备的操作流程和操作内容,进而在一定程度上对仿真系统的联锁功能进行需求分析,从而设计出一套实用的地铁微机联锁仿真实训系统。
1 系统构成
对真实的现场操作平台和仿真联锁设备的功能进行模拟这是设计地铁微机联锁仿真实训系统的出发点。所以,在系统设计的过程中,需要从联锁功能和实训功能两个角度进行分析。其中,微机联锁是本系统的核心,而实训功能包括教师和学生两类用户。所以本系统主要由教师、微机联锁和学生三个模块组成,功能模块的划分,如图1所示。
1.1 微机联锁模块设计 在整个实训系统中,微机联锁模块提供了一个操作准则,在整个实训系统中,主要对各种设备之间的关联性进行相关逻辑运算,是最为关键的部分。对于地铁微机联锁仿真实训系统来说,作为一种操作系统,通常情况下,主要是一个人机交互界面,所以,输入输出子模块该模块必须具备的,并且对所传输数据的意义,通过相互协商进行确定,进而在一定程度上便于教师、联锁和学生之间进行数据交互。
为了学生学习操作信号设备,需要对学生使用的信号设备的联锁功能操作进行相应的研究和分析,结合地铁车站信号系统的操作手册,对信号设备操作流程,以及各个过程的现象进行具体的掌握,对其中的联锁逻辑通过采用计算机联锁和铁路信号知识进行相应的分析,进而在一定程度上构建联锁逻辑运算模型。所以,该系统一方面满足信号系统的操作功能,另一方面在人机界面与联锁运算之间进行数据交互。联锁逻辑运算、输入模块和输出模块通常情况下是微机联锁子系统的三大部分。
1.2 教师模块设计 在整个实训过程中,教师作为实训的组织者,其工作就是对整个训练过程进行组织和指挥。为了提高学生的专业素质,教师需要开展训练,同时选择相应的课程,在训练过程中,教师需要掌控学生的实时操作,进而在一定程度上便于对其进行指导。在非正常情况下,为了提高学生应急处理能力,教师还可以设置相应的故障,进而便于学生积累应急经验。
在实训过程中,教师模块为教师提供教学所需要的各种功能。教师作为整个训练过程组织者和指导者,所以,在整个训练过程中负责实训的组织与管理。在这种情况下,教师需要管理学生信息、课程信息,以及基础数据(故障信息)等。教师作为实训的指导者,需要新建训练、选择课程,以及为参加实训并且已登录的学生对进行训练的集中站进行分配。教师还可以对学生的训练现况进行实时的监控,进而在一定程度上便于对学生的操作进行讲解和指导,或者考核测评后对学生开展评价。
1.3 学生模块设计 在本系统中,学生模块作为主要的服务对象,所起其界面操作功能在一定程度上必须满足学生的操作需要。对进路、道盆、信号机、轨道区段、站台等多种对象进行操作,这是学生的主要工作,所以,道盆、信号机、轨道区段、站台等多种设备对象,系统必须要具备,并且在一定程度上各种设备需要具备多种状态。为了将这些设备在界面上进行准确形象的显示,所以对各种设备类、类型以及它们的内部结构、内部结构之间的关系,通过类图进行描述。对于各个类来说,都有相应的图元与之相对应,便于在人机界面上进行直观地显示,进而在一定程度上便于学生进行操作和学习。通常情况下,学生模块的业务流程主要描述为:
①启动服务器系统,登录客户端;②等待教师分配集中站,以及系统进行初始化;③根据教师选择课程的要求进行相应的操作;④教师结束训练后,实训结束。
2 系统性能
在基于实际应用的基础上,开发的本系统,所以,系统需要具备较强的实用性、扩展性、维护性、可测试性、可靠性性特点,主要体现在:
①与实际工作平台相比,在操作方式上,本系统进行的操作训练是一样的,同时该系统的学生界面与实际工作平台界面相一致,进而在一定程度上提高了实训效率;②按照模块化思想对本系统进行设计,进而使得系统维护和测试变得更加容易;③为了避免非法人员的访问,确保系统的安全性,所以,在本系统采用加密电子狗技术对学生登录模块进行处理;④本系统采用SQL Server 2005数据库作为外源数据库,进而提高了系统的可扩展性;⑤在开发本系统的过程中,选用了稳定性和可靠性都较高的硬件设备和软件做平台,进而在一定程度上提高系统的可靠性。
3 系统安全分析
①在本系统中,采用了加密电子狗技术,对数据传输进行保护,进而避免了非法用户的使用;②在系统中设置了用户登陆模块,通过对用户身份进行验证,进而确保了系统的安全性;③系统进行初始化的过程中,通过对数据库进行加密,进而确保了数据库的安全性;④通过对教师和学生设置不同的角色和用户权限,防止不同的用户进行越界操作,在一定程度上确保了系统运行的平稳性。
4 总结
在原有教学的基础上,通过本系统,利用计算机辅助教学手段,激发受训人员的学习兴趣,不断增强受训人员学习的积极性和主动性,一方面提高了实训效率,另一方面提高了实训质量。在本系统中,还可进行与虚拟车、电调、环调和模拟驾驶器等实施联合实训。
参考文献:
摘要:围绕打造满足当地城市轨道交通技术人才培养需要的培训平台,以昆明铁路机械学校与地铁公司共建的城市轨道交通实训基地为案例,以校企合作为背景,从总体设计、技术方案、建设过程、资金筹措以及师资培养等方面介绍了城市轨道交通实训基地的建设情况,同时对共建过程中校企双方的合作模式进行了分析和总结。
关键词 :校企共建;城市轨道交通;实训基地
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2015)04-0063-04
作者简介:段渝波(1970—),男,硕士,昆明铁路机械学校高级讲师,昆明市首席高级讲师,研究方向为机电工程、教学管理。
近年来,随着中国经济的发展,城镇化进程不断加速。城市轨道交通作为城市公共交通的重要组成部分,近年也得以快速发展,北京、上海、广州、天津、南京、昆明、苏州等近40个大中城市拥有或在建地铁。各地城市轨道交通的建设和运营需要大量高素质人才的支撑,这对各地铁道类相关院校的人才培养提出了很高的要求,尤其是城市轨道交通类专业学生实践能力的培养。这是各院校相关专业教学中的重点,同时也是难点。此外,对于地铁公司来说,通过员工的职前培训和在职岗位技能训练,不断提升员工的岗位能力,也是运营和安全的重要保证。
因此,一方面,打造怎样的专业教学实训平台,以培养满足当地城市轨道交通技术需求的应用型人才,成为轨道类院校面临的共同问题;另一方面,从轨道交通专业实训基地建设的情况来看,由于城市轨道交通行业属于特有工种,技术水平要求较高,在建设上一次性投入大,而许多院校开办城市轨道交通专业的时间较短,导致各校实训基地建设中普遍存在资金缺乏、技术支持要求高、缺少具有实践操作技能的教师等问题。于是,大多数院校通过校企合作共同建设实训基地来解决上述问题。笔者以校企合作共建昆明城市轨道交通实训基地为例,从技术方案、建设过程、资金筹措、师资培养以及合作机制等方面进行介绍,期望这些经验和做法能为同行提供借鉴。
一、校企共建实训基地的必要性和可行性分析
一是昆明地铁运营人才需求对实训基地提出了迫切要求。昆明城市轨道交通建设里程为187公里,首期工程于2010年5月全线开工建设,2012年6月昆明地铁6号线正式通车,2013年5月首期工程南段通车,北段也于2013年年底通车试运营。按国内城市轨道交通每公里配置60名工作人员和昆明地铁规划建设里程测算,近五年的人才需求总量逾万人,岗位涉及站务员、电客车司机、车辆、机电、供电、通信、信号、工务等运营和维修人员。随着昆明地铁运营线路的不断增加,员工亟须加强实践技能,这对实训基地建设提出了迫切要求。
二是学校外贷项目的实施为基地建设提供了资金支持。2013年1月,昆明铁路机械学校借用奥地利政府贷款购置教学实训设备项目顺利完成招投标,学校将该项目三分之一的资金投入城市轨道交通专业教学设备的购置,主要购置列车模拟驾驶训练器、车站值班员仿真培训系统、OCC仿真培训系统、城轨车辆转向架模型和地铁车辆实训装置等教学实训设备。
三是新建教学楼为基地建设提供了场地保证。2012年7月,学校新建教学楼正式投入使用。该教学楼在规划设计时,提前将2 000m2的主楼地下层按地铁车站的基本要求进行了规划,并在教学楼施工过程中进行同步建设。其中,教学楼主楼大厅进入地下层设置了三个楼梯间,其中两个楼梯间各预留上、下扶梯的安装位置。地下层侧面设置与主干道相连的大门,方便后期教学设备的进出。另外,设计时按照实训基地建成后的使用要求,充分考虑了通风、照明和消防等因素。教学楼的前期设计和建成为实训基地建设提供了场地保证。
四是良好的校企合作关系为基地共建提供了有力保障。2009年9月,学校与昆明市轨道交通有限公司签订了轨道交通人才培养合作协议,人才培养工作随之启动。2011年以来,昆明地铁运营有限公司与昆明铁路机械学校在职前培训、人员招聘、师资培养、专业建设等方面逐步建立起良好的合作关系。随着昆明地铁建设和运营的推进和发展,技术人员队伍日益壮大,培训和职业技能鉴定的需求不断增大,学校轨道类专业办学规模也逐年扩大——现有专业教学设施设备已不能满足技术培训和专业教学要求。因此,针对教学中和培训专业教学设施设备存在的问题,公司和学校在双方前期良好合作的基础上,充分利用双方各自的资源优势,经多次协商确定校企合作共建城市轨道交通实训基地。
二、实训基地建设
(一)合理规划确定建设目标
自校企双方展开合作以来,学校和公司的领导、专业教师、技术人员多次对实训基地的建设进行了研讨,并于2011年9月确定了实训基地的建设目标:通过校企合作方式,面向昆明地铁,辐射西南地区城市轨道交通行业,组建一个具备轨道交通地铁运营技术员工培训、专业实训教学和设备调试试验等功能的实训基地。建成后基地可满足昆明轨道交通地铁运营和维修技术人员的职前与在职培训,可满足相关岗位的单项演练和综合演练要求,满足学校轨道类专业的实训教学需要,同时为轨道交通设备的调试与应用搭建试验平台,并为职业资格鉴定提供基础平台支持。
(二)建立健全合作机制实现校企共赢
校企双方在前期良好合作的基础上,进一步明确了“共建、共管、共享”的合作机制,以“产权明晰、优势互补”为原则共同进行实训基地的建设。实训基地由校企双方共同建设、共同管理并使用,在规划、建设和使用过程中,双方根据各自在场地、人员、技术、资金及设备方面的优势提供必要支持,建成后实训基地的设施设备,其产权仍归属于投资方,双方享有共同的使用权,日常使用维护由学校和昆明地铁运营公司派驻管理人员共同负责。
(三)紧密合作制定总体方案与技术方案
从2010年开始,学校组织专业调研组,先后走访调查了北京、上海、广州、深圳、重庆等地铁公司以及部分铁道院校,从实训基地建设、设备组成、技术要求、教学及培训模式等方面进行深入调研。2011年10月,成立由调研组教师和昆明地铁技术人员、管理人员构成的项目组,就昆明轨道交通实训基地的建设,结合昆明地铁实际情况,从满足轨道交通主要工种的技术人员培训、技能鉴定和相关专业实践教学需要的角度,进行实训基地建设规划。经过多次论证和修改完善,共同完成了实训基地建设的详细规划和功能设计,最终确定了实训基地的总体方案:建立一个集视觉、听觉、触觉于一体的模拟车站,利用模拟设备搭建运营仿真平台,通过模拟设备和实物设备的组合达到使培训人员身临其境的岗位实训、考核、鉴定实训基地。实训基地由满足OCC调度、车站值班员、电客车司机、车站站务员、车站票务员、车站机电设备维护工、信号设备维护工、供电设备维护工、工务线路维护工及车辆检修工等运营和检修岗位培训需要和相关专业教学需要的十个培训系统组成。
在完成总体方案的基础上,项目组制定了基地建设的技术方案,确定了设备构成和技术要求。调度、驾驶和车站作业作为地铁运营的核心岗位,与之对应的OCC调度仿真培训系统、车站作业仿真培训系统与地铁列车驾驶仿真器,通过构建“大三角”的互联关系,形成地铁运营综合训练系统。该系统通过教员系统进行控制,教员系统既可对上述三个系统单独或并行控制,包括设定参与训练的系统种类及个数、运行线路、模拟驾驶以及各类故障和突发事件,还可监控训练过程。这项技术要求是技术方案中的核心,也是该实训基地的主要特色。
(四)多渠道筹措资金确保基地建设
实训基地的建设中技术平台的大量现场实时数据,需要模拟设备提供,同时,线路设备、机电设备、信号设备、AFC设备、售检票软件系统又是模拟设备不能替代的。因此,在实训基地的建设中,采取学校采购搭建基础运营模拟平台,企业提供部分实物、声音广播文件、导向系统标识文件的方式进行共建。实现从功能表现上、使用硬软件条件、视听环境上与现场一致的实训场景。
1.学校资金筹措
城市轨道交通专业教学设备具有技术要求高和设备价值大的特点,构建实训基地需要很大的资金投入,资金不足是各地铁道院校在推进实训基地建设中面临的共性问题。因此,在政府主导、行业指导和市场引导下,通过校企合作、引入企业和社会资本,拓宽融资渠道,建立健全职业教育基础能力建设分担长效机制,是推动职业教育持续性发展的有力保证,也是解决中大型实训基地建设资金的有效途径,该城市轨道交通实训基地建设在这一方面进行了深入的探索。前已述及,基地的一部分设备购置,以学校借用奥地利政府贷款购置教学实训设备项目的方式予以解决。
2.学校基础建设
学校通过预算项目完成地铁模拟车站的基础建设,包括铺设整体道床、道岔及转辙机,完成车站站台及站厅、车控室、编码室、客服中心、调度室、模拟驾驶室、车站值班员室、运转值班室、教学机房和教学观摩室等功能室的基础设施建设。同时,在基础建设中,充分考虑实训基地的总用电负荷、配电柜的设置、接地、接零、绝缘等因素,以确保设备使用的安全性、可靠性、可维护性和扩展性。在学校基础建设中,充分考虑、灵活处理企业设备在实训基地安装过程中的问题。
3.企业设备投入
昆明地铁运营有限公司在实训基地共建基础上,提供全高安全门(含滑动门、固定门、应急门)、半高安全门(含滑动门、固定门、应急门)、自动售票机、进出站闸机、人工售票BOM机、供电第三轨及相关供电基础设施、信号机、信标、轨旁计轴设备等信号基础设施设备,组建实训基地中票务培训系统、机电、供电、信号培训系统。在企业硬件安装过程中,充分考虑了模拟平台与现场真实设备的接口关系和实训工位的问题。通过校企双方紧密合作,完成了实训基地的第一期建设工作。
(五)共同参加建设,实现师资双向培训
项目组按照实训基地总体方案要求,结合教学楼地下层的实际情况,进行地铁模拟车站的布局设计。按照设计要求,由地铁施工单位承建了轨道线路施工,设备提供方完成教学设备的设计和制造。同时,为提升教师实践能力,学校安排相关专业教师参与技术设计和施工建设。
设备在安装调试前,学校、公司和生产商三方的人员(包括校方的城市轨道车辆、城市轨道交通运营管理、通信信号、机电设备等专业的专任教师;地铁公司包括电客车司机、调度员、值班员、通信、信号、线路、供电、机电等岗位的技术人员及培训师;生产商的技术工程师)就实训基地设备的调试要求,结合技术方案,再次进行了讨论和明确,然后开始设备安装调试。
基地设备安装调试完成后,由地铁公司电客车司机、车辆、站务员、票务员、机电、电环调、行调、通信、信号、工务、供电等岗位的技术人员和学校相关专业教师组成的项目验收组,以两次综合演练的方式对全部设备进行验收。演练过程全部由公司技术人员及对应的在职在岗骨干员工操作,学校专业教师全程分岗位参与。演练结束后,三方人员对综合演练进行总结,公司技术人员对演练过程中出现的技术问题和不足,通过书面和图片形式就运行图、ATS操作、调度电话、SCADA、车辆、车站HMI、信号楼HMI、车辆段HMI等八个方面七十余个问题向生产商进行了反馈,生产商随后进行了整改和完善。建成后的实训基地如图1所示。
通过全程参与基础建设、设备调试和综合演练,不仅完成了设备调试和验收,同时也使专业教师和公司培训师尽快地熟悉了实训设备的操作,有效缩短了教师的设备使用培训周期,达到了公司培训师和学校专业教师双向培训的目的。
(六)共用共管,有效发挥基地的作用
建成后的城市轨道交通实训基地搭建了一个城轨运营的综合培训系统,其设备种类繁多、设备数量较大,使用工种多、层次不同。为保障设备的正常运转,在建设初期成立了由学校四名专业教师与昆明地铁公司的一名专职人员组成的设备管理维护团队,在设备安装调试期间全程参与,同时将负责实训基地运行后的管理和设备维护。该团队从设备的日常维护、使用管理、故障申报等环节初步制定了一整套管理办法,保障实训基地今后的正常运转,充分发挥基地在地铁员工培训和专业教学中的支撑作用,为后期的共用共管并形成长效机制奠定了坚实的基础。
2013年7月,该城市轨道交通实训基地初步完成建设,从设备配置和综合演练的情况来看,实训基地可达到提供轨道交通相关工种每年不少于2 000人次的各类培训和职业资格鉴定,同时为学校轨道类专业教学提供6个专业约200个工位的实训规模。截至2014年底,在实训基地已完成四期、6个岗位共计1 250余人的技能鉴定,有力地保障了昆明市城市轨道交通发展的人才培养需要。后期将围绕实训基地这个技术培训平台,由昆明地铁运营有限公司技术人员、培训师与学校教师共同各岗位实训课程,进一步完善各工种联合演练实训项目和技能鉴定考核标准。
在实训基地建设过程中,校企双方以企业自身发展和学校办学需求为切入点,以合作办学、合作育人、合作发展为主线,探索创新校企合作模式,通过多渠道筹措建设资金,以“共建、共管、共享”的合作机制,构建了一个符合城市轨道交通技能型人才培养的技术平台,在校企共建实训基地方面进行了有益的探索和实践。
参考文献:
[1]隋明云.校企合作共建实训基地的实践研究[J].中国职业技术教育,2012(14).
[2]黄深泽.校企共建实训基地的建设与实践思考研究[J].物流工程与管理,2012(7).
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(c)-0179-01
1 “工学结合、任务驱动”的模式实施意义
“工学结合”是将学习与工作结合在一起的教育模式,以职业为导向,以学生为主体,以教师为主导,充分利用校内外的优质教学资源和教学环境,将课程理论内容和生产实际进行有机结合,在课程教学中,结合教学内容,以任务驱动,引导学生通过完成具体的任务逐步掌握所学知识和技能,提升了教学质量和教学效果[1]。
汽车(帕萨特)信号系统的检测与维修是高职汽车类专业《汽车电气系统检修》课程当中的重要知识内容之一,而电喇叭是汽车信号系统中的重要的声响信号装置,对行车安全有重要影响。结合汽车类专业人才培养方案和《汽车电气系统检修课程标准》,以及“汽车修理工”国家职业标准,并针对企业对高职汽车类专业学生的用人需求,在汽车电气教学中实施了基于“工学结合、任务驱动”的模式,收到了较好效果。
2 “工学结合、任务驱动”的模式实施过程
在实际教学中采用为贯彻“工学结合、任务驱动”模式,采用创设情境导入,实施“六步法”教学环节(咨询、计划、决策、实施、检查、评估),最后进行报告和作业的三阶段教学法,本文以电喇叭不响故障为例进行具体教学设计 [2]。
2.1 任务来源,创设情景导入
利用帕萨特全车电气实训装置,事先设置好故障,让学生实际操作,检查出故障现象,引出本次教学内容。
2.2 “六步法”教学环节
教学实施借鉴了德国工作过程导向的教学模式,并结合自身特点,采用了“工学结合、任务驱动”的教学模式实施教学。按照“六步工作程序”(资讯、决策、计划、实施、检查、评估)的思维模式,设计具体工作内容,并以完成所学的工作任务为目标来组织教学,把课堂与实训地点一体化,通过“教、学、做”一体化的教学形式开展教学。
2.2.1 咨询
教师需准备教学课件和教学视频、维修手册电路图,及实训考核装置等教学资料。学生需查阅各种资料,分析喇叭电路图,画出喇叭工作时各条电路流向。考虑维修方法(根据故障现象,分析故障点,说明电压测量、电阻测量的方法步骤)。并进行问题讨论:电喇叭不响的故障原因有哪些?
2.2.2 计划与决策
教师通过观察辅导,检查学生方案;进行实训仿真,结合仿真结果,明确喇叭电路检修流程。学生按照分组结果,在老师指导下指定故障排除和检测的工作计划。
2.2.3 实施与检查
2~3名老师巡回指导,提醒安全操作注意事项,如:断电测量电阻、短接时间要短,严格遵守操作规程等;随时注意观察各组操作表现,发现问题及时提醒并做好记录。学生按照分组情况进行检测;操作过程中注意做好记录和操作安全。
2.2.4 评估
教师首先进行总结评价,对各小组的表现进行比较,并适时进行表扬学生的实训表现。在作业与拓展能力上采取作业理实一体化,即对综合评定好的学生,布置拓展作业,利用实训室开放时间完成。对基础差的同学,帮助其完成规定的作业项目。学生按照分组情况分别对喇叭不响故障进行讨论,简述自己的排故感受和排故方法。按照老师要求完成作业。
2.3 报告与作业
教师根据评价好新分组,利用课余的实训室固定开放时间,优带差,完成作业。作业的理实一体化,满足了优生的深入学习欲望和差生课堂内落后的弥补,达到共同进步的目的。而学生填写诊断报告,根据课外分组情况,到实训室完成作业。
3 “工学结合、任务驱动”的模式总结
通过在河南工业职业技术汽车工程系专业教学中实施“工学结合、任务驱动”的模式,将枯燥的课堂内容与企业生产实际相结合,采用创设情境任务为载体,结合“六步法”教学环节,切实提高了教学质量和教学效果。
通过对新疆分院举办过的新一代天气雷达保障业务技术培训班进行教学总结,存在问题如下:第一,培训环节和层次不够完善,课程设计安排不够合理;第二,案例教学时间短,效果不突出;第三,实训环节缺乏任务驱动,学员主动性不高;第四,培训时间短,任务重,学员素质不一。通过分析问题产生的原因,笔者从课程设计的角度探索改进此类培训班培训效果的方法。
二、教学的基本理念
雷达保障业务技术培训班从培养应用型人才的目标出发,为提高学员的雷达机务保障水平,着重从运用雷达原理理论知识思考、分析和解决实际问题考虑,让学员通过学习掌握雷达装备保障技术。该培训班课程的突出特点是教学内容的可操作性、针对性和对雷达整机讲解的系统性。在教学过程中,教师要引导学员利用电子电路、雷达原理、微波基础等基础知识系统掌握气象雷达信号流程,培养学员的检查、调试、维修等技能。
课程内容应当注重学员的实际操作环节,关注当前的学习,更重视未来的可持续发展,满足雷达装备不断更新发展对人才的迫切需求。
教学活动必须建立在学员认知发展水平和已有的知识经验基础上,合理安排学习流程,充分利用分组实习实训环节锻炼学员在动手实践中遇到问题、讨论问题并解决问题的能力,这种多样化的学习可以帮助学员在实践环节中较好地掌握雷达机务保障技能。
目前,案例教学法在雷达保障教学中得到重视和应用。案例教学是一种开放式、互动性的新型教学方法,教师通过指导学员提前阅读,组织学员开展讨论或争论,形成反复的互动与交流,在教师的精心策划和指导下,学生运用课程所学的使用技能,发挥自己的智慧解决问题。教师根据教学目的和教学内容的要求,运用典型案例,搭起扩展思维的平台,将学员带入特定事件的现场,深入角色,进行案例分析。学员通过质疑―答疑―生疑―再答疑的过程针对问题进行研讨,并给出结论,既交流了经验,又拓展了思维,从而提高学员分析问题和解决问题的能力。
三、教学目标
第一,能利用已有知识掌握雷达工作原理。第二,掌握雷达各关键点信号参数,并学会使用常用仪表测量这些参数。第三,掌握将故障精确到可更换单元的基本思路。第四,通过理论学习和实践操作,掌握分析问题和解决问题的思路,并在这一过程中培养成就感和激发学习兴趣。第五,情感目标。雷达装备维护往往是多人合作的过程,在学习过程中还应注重培养学员的团队意识,合作意识。
四、教学设计思路
雷达保障业务技术培训班课程是在学员认知发展水平和已有的知识经验基础上进行教?W设计与课程安排的,针对某型号雷达装备,综合运用所学理论掌握检、调、维修的基本技能。所以,在课程设计时,教师应先让学员对该型雷达设备的信号流程有整体上的认识,在整机的高度上重点把握每一个部分内部的信号流程和系统间的信号流程,能运用雷达仪表把故障定位在可更换单元。
《电子工艺实训》课程的教学目标包括能力目标、知识目标、素质目标。
能力目标 能够按照工艺卡片选择焊接常用工具(电烙铁、改锥、钳子、镊子等),并熟练使用;能够按工艺卡片选择产品所需的制作材料(电阻、电容、电感、二极管、集成电路、导线、配件等),并能够使用万用表对元器件进行检测;能够按产品安装工艺要求对照工艺卡片,正确装接线路及元器件;能利用信号发生器进行产品检测与调试,并对不合格产品进行分析与处理;能够按照日常工作要求完成工作台的整理、日常清扫、电源检查;能够对万用表、信号发生器进行使用检查;能够通过安全用电、电工技能知识的学习解决实训中出现的安全隐患。
知识目标 了解工艺卡片的内容,掌握产品装配图知识;了解小型音频线路电子元器件(电阻、电容、电感、二极管、集成块等)的参数选择要求;掌握常用焊接工具的选择标准和使用要求;掌握焊接技术的基本工作步骤和焊接质量的评价方法,了解印制板的基本知识,熟悉插件焊接的工艺要求,熟悉元器件装配流程;熟悉收音机整机安装工艺规程和收音机整机总装工艺流程;熟悉收音机检验和收音机调试方法及要求;掌握实训台用电安全常识;了解现场生产管理流程;了解信号发生器、万用表使用保养要求。
素质目标 通过学习电子装接工职业标准、安全规定、实训场规则等培养学生的职业法规意识;严格执行每日安全检查工作,产品生产过程中严格执行工作程序、工作规范,不臆测工作程序,保证设备和人身安全;通过每日工具、设备的使用和整理要求,培养学生爱护工具、设备的职业行为;通过工作中的情景设置、问题设置,引导学生发现问题、分析问题、解决问题的能力;通过集体任务和组内工作互检、互评、工作交流、故障排查等环节,培养学生团结协作、相互配合的工作观念;通过任务安排,引导学生按时完成任务且工作质量合格,培养学生的工作责任心。
电子工艺实训项目设计
在项目设计过程中,要充分考虑项目选择的条件和要求:根据教学目标的内容进行选择项目设计,考虑项目是否能够承担《电子工艺实训》的知识、技能、素质培养目标;由于校内实训场地环境和设备条件有限,项目的选择应能在实训课中顺利开展;考虑到现有学生的认知水平和基本素养,设计的项目学生应能独立完成;实训教学以工作过程为导向,在设计项目时应考虑能否与企业产品生产流程相对接,项目的实施过程能够体现企业的工作流程。
针对《电子工艺实训》的特点以及对各种要求,我们将教学项目设定为:收音机的制作。具体工艺制作流程见右图。针对《电子工艺实训》的项目工作流程,我们设计了一系列相关任务,并根据项目特点、教学组织要求及学生的学习能力,确定出具体的时间安排。在实施过程中,还可以根据实际情况做出调整。
学习评价的设计
中图分类号:TP27 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(b)-00-04
1 探索测控技术综合实训教学的背景
测控技术及仪器专业是1998年教育部调整新的本科专业后,把仪器仪表类原来的11个专业归并为一个大专业―测控技术及仪器[1]。随着国内经济的高速发展,我国的高等教育模式正在从精英教育向大众教育发展、过度,教育活动的目的也由过去的专才教育转变为通才教育或者通才教育与专才教育相结合。我国现有180多所高等学校设有“测控技术与仪器”专业,由于各学校原来的相关专业情况和发展历史不同,现有的办学条件、专业规模、教学水平也各不相同。2006年,测控技术与仪器本科专业依托我校机电工程系正式开设,本专业开办之初,教学体系大多参照重点院校教学模式,由于我校的立足点为应用型人才培养,在传授给学生一定理论知识的同时应注重学生的实践动手能力和知识的灵活运用与综合能力。我校的办学宗旨是努力将学校建成一所以工科教育为主导,以应用型人才为培养目标,在全国同类高校中办学特色鲜明、学科专业优势突出、综合竞争力较强的一流应用型理工大学。
几年的教学实践表明:在专业基础条件、师资条件、实验条件、人才培养定位和科研项目等方面我校与参考院校有着极大的差异,测控专业的教学如果不结合本校的特点,教学效果、人才质量与培养目标将相去甚远,很难反映我校应用型人才培养目标的定位与特色。学生能否在学校中就能独挡一面地参与企业的生产活动?怎样能使学生的知识和技能紧密地结合,能切实解决生产中的实际问题[2-3]?因此必须探索适合应用型人才培养模式的测控技术综合实训方案。
2 测控技术与仪器专业实验及实训方面目前存在的问题
测控技术与仪器专业是一个交叉学科,作为一名一线教师,经常了解到许多学生普遍感觉专业课程多、杂、乱,“光、机、电、计算机、控制、信息处理等什么都学一点、又什么都不会。”这是测控专业教学中学生普遍感到困惑的问题。实验与实训是帮助学生对抽象的测控理论知识理解与运用的关键环节,但传统的测控系列课程实验仪器为方便操作、验证教师在课堂上所讲的理论知识,许多均为“傻瓜型”,信息采集与处理的集成度很高,具体过程及许多中间环节都以一个不透明的集成试验箱的形式给出,学生只能看到输入与输出,无法目睹实际的实现过程与细节,且对所学知识的运用非常单一,实验或实训过程学生只需接入输入输出,读出结果,有老师讲解实现过程,完毕后,学生无法确切了解与掌握测量信号的形成、流向与信息处理过程。但是学生只有对实物有了感性认识之后,才能更加对所学的知识印象深刻,提高学生探索知识、进一步学习的兴趣,并培养学生进行系统分析、设计、开发与研究的基本能力。[4]回顾近几年测控专业教学情况,综合课程教学得失,深感测控专业实训教学的内容与方式对学生掌握所学知识的影响之重。为使测控专业办好、办出特色,扭转上续教学过程中出现的“多、杂、乱,什么都学、什么都不会的现象”,机电与汽车工程学院测控教研室提出了测控技术综合实训教学的新方式,开发面向应用型人才培养的测控专业实训教学模式,并总结测控技术综合实训教学的经验教训。
以前,实训一般安排两周或三周时间集中进行。一般采用分组方式把学生分为几组,指导教师向学生讲解系统工作原理、组成、主要模块等情况,之后由学生查阅相关资料,进一步详细了解相关技术,并进行2~3天的设计,教师对学生的设计方案进行审阅后学生进行方案的修改并进行系统的搭建实施,然后学生进行调试并进行设计报告的撰写,最后安排验收和答辩。在如此短段的时间内深入理解系统的工作原理并进行具体的方案设计、模块设计、制作、调试、结果评定、总结、撰写报告等工作比较困难,难以保证较优的实训质量。并且有些学生对某些课题比较感兴趣,有比较新颖的想法,有创新思维,在完成教师给定的目标任务之后,学生希望进一步改进设计,或加入新的功能,但这时已没有时间了。所以迫切希望有一个更灵活多变、周期更长、更能发挥学生主动性、兴趣,并能充分利用学生的兴趣和业余时间进行实训的方式。
3 新的测控技术综合实训模式的设计思路
南阳理工学院测控技术与仪器专业教学团队在专业建设、人才培养模式、课程体系改革以及教学内容和教学方法上做了大量的探索与研究、考察、实践工作,积累了丰富的经验,完成了旧的测控技术实训教学计划的执行并进行了新的测控技术综合实训教学模式的探索和尝试,在测控专业宽口径应用型人才培养方面取得了明显成效,强调理论教学与实践教学相结合,综合实训是提高学生对各门专业课应用能力的重要手段[5]。
如果学生大四之前没有做过测控技术综合实训,那么学生在学习各门专业课的时候没有任何目的性,总觉得一头雾水,理论和实际联系不上,各门课程所学的知识比较单一零散,不知在实际中怎样应用。因为专业课中每一门课程都主要注重某一方面知识的应用,而关于综合知识的运用的“测控系统设计”这门课程又在大四年级设置。因为如果设置在各个专业课之前的话,无法讲清楚细节,因为学生还没接触一些专业知识,什么专业课都没学过的情况下讲授综合知识,从理论上更难讲清楚知识的综合应用,学生也难以接受。所以如果在学生学专业知识的同时,认识一些实际的测控系统,对学生的理论与实际相结合的能力是有很大帮助的。并且在当前学生就业压力比较大的形势下,用人单位往往考察学生的实际动手操作能力和知识的综合运用能力,但是通常安排在第八学期进行的毕业设计环节受到就业和考研双方面的影响,工科专业的学生往往有到就业单位进行实习的实际需求,考研的学生花费了相当的精力准备考研及复试。在这种情况下,如果学习了部分专业知识之后,从大三下学期开始,到大四上半学期结束时毕业设计前结束,进行由浅入深、理论联系实际的测控技术综合实训,对学生来说具有重要的作用和意义[6]。为此,我们南阳理工学院机械与汽车工程学院测控教研室制定了新的测控技术综合实训模式。
3.1 实训目的
(1)本课程为计量测控与仪器专业的实践必修课,通过该课程的学习,培养学生对知识的综合运用能力和仪器仪表与系统的设计制造和实践技能,使学生在实践中得到锻炼和提高。使学生巩固所学理论知识及本专业的各种测试方法,比较熟悉各种测试方案的设计,加强本专业各科知识综合运用能力和问题分析能力,提高实际动手能力、理论联系实际的能力和创新能力。通过基本技能的训练,熟悉仪器结构及使用,对常用仪器非常熟悉。通过综合性实验的开设,开阔思维,培养学生分析问题和解决问题的能力。
(2)培养学生独立思考和独立工作的能力,为毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。
(3)培养并提高学生具有创新能力和团队协作精神的综合素质。
3.2 实训要求
(1)本实训要求学生在第六、七学期课余时间完成。
(2)每组学生3~4人,从给定题目中任选一个,也可以自主选题,需指导教师认可。
3.3 时间安排
(1)老师在第六学期之前根据当年的教师的科研项目和实际应用需要,或一些成熟的典型课题,每个老师选取3―4个实训题目,大家一致讨论后通过,写出每个题目的实训目的、所需那些理论知识,最终验收方式,以及课题的前瞻性等。
(2)第六学期开学后对学生公布,学生了解各个题目设置的目的及要求后,根据自身意愿进行分组,每组的学生从所在相应组的题目中选取一个小题目,学生也可以根据自己的兴趣所在及实际需求自主选题,但是必须要和指导老师进行充分沟通,经过指导老师认可,题目确定之后开始进入正式实训阶段,着手准备。
3.4 实训过程
所有实训全部利用业余时间进行,不集中安排时间。这也是本综合实训的一个显著特点。
3.4.1 收集、查阅相关资料
南阳理工学院校园网站能够查阅大量的硕士、博士论文及期刊论文,以及大量的图书、视频,充分利用学院的资源,对题目进行充分细致的了解,对所需达到的设计要求及目的进行充分的认识。例如该课题的目的和发展现状是什么,完成该课题所需用到的关键技术是哪些,都有哪些可行的方案,各个方案不同的特点与优缺点等。
3.4.2 设计及实验
针对自己的课题,进行相应的设计、仿真、实物制作、调试等。
3.4.3 写出实训报告
对设计进行总结,学生在规定的时间内完成实训报告,实训报告要排版正确,格式规范;概念清楚,应用合理;层次清晰,逻辑性强;论证严密,计算准确全面;图标质量好。
3.4.4 进行验收和答辩
指导老师组成答辩小组,对各组学生的设计制作成果进行答辩验收。
3.5 验收及考核
3.5.1 验收
以组为单位展示自己小组的成果,并进行答辩。在提问、回答环节,教师要对一些重点、难点问题进行详细地提问、讲解、分析、评价。
3.5.2 考核
根据学生查阅资料情况、方案设计、调试过程、最终调试结果、设计报告、答辩情况等进行综合考核。其中方案设计、调试过程、最终调试结果、设计报告、答辩各占20%。
4 测控技术综合实训模块结构图
长期教学实践经验表明,在传授给学生知识的时候,首先让学生明确所学知识的目的是什么,有哪些具体的组成部分,他们的联系与区别是什么,在认识中理解,在理解中应用,在应用中掌握,这样才能得到最佳的教学效果。
先给学生列出测控系统综合实训内容的结构框图,见图1和图2所示。虚线框为测控专业各课程实验项目,通过综合实训,将课程实验融合在一起,根据实际项目的需要,各模块间的组合可简单或复杂,学生可制作多种功能、结构不同的应用系统,把各个分散的课程内容联系起来,形成一个相对完整的知识结构体系。
5 测控技术综合实训举例
下面以基于单片机的超声波测距系统为例,介绍测控技术综合实训的实施过程。本实训的内容包含从传感器到数据输出及误差处理,要求完成接近实际应用系统的软硬件设计调试,训练和提高学生在测控技术应用系统方面的设计调试能力[7]。要求:设计制作一个测距范围为0.1~5 m,分辨率为1 cm的超声波测距系统。本项目让学生掌握传感器技术、基本的电路应用、单片机控制技术与数码显示技术。该项目完成以后,既可加深学生对本专业相关各门课程内容的理解,又提高了他们的实际动手能力,与实际应用接轨,体会知识转化实践的过程。因此,本课题具有良好的教学和实践应用前景。实训前期的知识储备。对于该超声波测距实训题目,学生拿到题目后,首先查阅相关图书、电子文档等各种文献,对利用超声波进行测距的原理、特点、实现方法均有详细的了解与认识,然后进行方案设计,通过实际计算、仿真、论证等设计出一个最优的实现方案。例如,超声波发射方法可有硬件发射,也可由软件发射,从价格、功能上比较其优缺点,做出最优选择。
5.1 设计信号调理、信号变换、信号采集和输出电路
5.1.1 温度补偿
由于超声波也是一种声波,其声速与温度有关。在精度要求较高的情况下,需要考虑温度对超声波传播速度的影响,采用适当的温度传感器及其相应的电路对超声波传播速度加以修正,以减小误差。本测距系统中对温度的精度要求不是太高,所以可以选用DS18B20数字温度传感器。通过进行温度补偿可以得到更准确的测试结果,并且更深刻地认识误差理论与数据处理课程里进行误差补偿的方法与措施。
5.1.2 设计测控系统并制作实物
测距方案及温度补偿措施确定之后,开始设计后续信号调理、信号变换、信号采集等测控电路,主要采用模块化设计方法,老师对学生进行适当的引导和指导。主要包括硬件电路设计:超声波发射、接受模块、数字显示模块、报警模块、温度补偿模块;系统软件设计,主要包括初始化基础程序模块、脉冲信号发射模块、回波接收模块、温度补偿及距离计算模块、显示报警模块、按键设置模块。设计完成之后,首先利用软件进行调试,然后在面包板上搭建实物反复调试。直至调试成功之后,绘制电子线路图,制作电路板,焊接实物,再次进行调试,如果不成功,基本上就是电子线路板焊接时出现的问题。当出现问题学生尽量自己努力解决,解决不了的可以请教指导老师。
5.1.3 写出实训报告
实训报告中要把超声波测距系统制作的全过程进行详细描述,包括方案论证、所选传感器的技术参数、实物制作过程中出现的问题、课题的未来展望等。
5.1.4 总结、答辩
略
5.2 验收
学生利用黑板或多媒体陈述自己的课题制作过程,老师对某些知识点及问题进行提问。
下图为某一同学制作的实物图。图3为超声波测距系统进行简单包装之后的系统实物图,可以打开盒盖进行观察内部所有内容,图4为部分同学的设计制作成果。
6 测控技术综合实训教学探索与实践的几点体会
通过两年的教学实践,测控技术综合实训从具有工程背景的学生感兴趣的实际问题出发,取得了很好的效果,学生从被动的学习状态转变为积极主动地思考问题,并与同学和老师充分交流解决问题的良好状态,并让学生根据自己的兴趣和爱好把业余时间进行了充分利用,把零散的各学科的知识联系了起来,更清楚了各课程在实际使用中的地位和作用,更大的提高了他们学习的积极性、主动性、实际动手能力、分析与解决问题的能力、团队写作协作能力,为应用型人才培养打下了扎实的基础,充分体现了南阳理工学院应用型人才培养的目标。
参考文献
[1] 王代华.测控技术及仪器专业综合课程设计实践[J].高等工程教育研究,2007(3):125-128.
[2] 郭槐,唐国兴.机电测控技术综合教学实训平台的建设与实践[J].实验室研究与探索,2010,29(4):140-142.
[3] 李湘伟,周文玲.机电一体化专业机电综合实训教学模式的实践与探索[J].陕西教育(高教),2008(2):4-9.
[4] 向欣,王永骥.测控与自动化专业综合课程设计实例[J].实验室研究与探索,2008,27(8):119-122.
一、专业建设目标
城市轨道交通控制专业作为陕西电子科技职业学院的重点专业,也是学院的特色招生专业,于2009年设置,2010年开始招生,目前在校生已达到500余人。该专业以培养综合素质高、实践能力强的专业技术人才为目标,以计算机技术为基础,突出计算机在城市轨道交通控制专业中的应用;重点面向城市地铁、设备公司、国营铁路、地方铁路等企事业单位,在生产、建设、管理、服务第一线,具有较强的城市轨道交通信号设备基本结构、工作原理、维护标准等专业技术理论知识和较强的城市轨道交通信号设备安装、调试、日常养护、故障处理及检维修等实践技能的高端技能型专门人才。
二、学院该专业建设情况
(一)师资队伍建设。在学校“高层次人才引进、培养计划”,加强教学团队建设的大背景下,该专业教师队伍不断壮大。目前,该专业教师队伍全部是本科以上学历,其中,硕士研究生及以上学历教师人数约占70%。在年龄、学历、职称结构等方面形成了良好的学术梯队,能较好地满足教学需求。
(二)课程建设。根据人才培养模式的要求,学院与企业共同开发基于岗位工作过程的课程体系,围绕工作任务选择和组织课程内容,将职业资格标准融入课程。目前已建设《轨道交通通信与信号》1门校级精品课程,《轨道交通专用通信系统维》、《护车站信号自动控制设备维护》、《城市轨道交通线路与站场设计》、《轨道交通信号基础》4门优质专业核心课程。
(三)实践教学建设。实验室、实习基地建设是学科专业建设的保障,自2011年以来,学院不断加大校内实训基地建设力度,逐步完善该专业校内实训室。学院利用中央财政提升专业服务能力建设项目资金、中央财政支持的实训基地建设资金、学院自筹的资金,建成了城市轨道交通控制沙盘实训室、城市轨道交通基础设备实训室、地铁交通信号控制技术实训基地、地铁车辆维修控制实训基地等8个城市轨道交通控制类实训基地。
(四)校企合作建设。学院成立“学生就业指导服务中心”和“校企合作办公室”,把毕业生的就业工作作为一项系统工程来抓,目前,学院的校企合作方式有“订单式”教育和与有关企业建立长期稳定的用人关系两种方式,以保证毕业生的就业质量和就业率。城市轨道交通控制专业基本实现了学生毕业后能顶岗操作,毕业生在工作岗位上凭着“思想素质高、专业技能强、协作精神好、适应速度快”而赢得企业一致好评,满意度达到90%以上。
三、该专业建设规划及改革措施
(一)加强教师工程实践能力。为了提高教学团队工程实践能力,可采取以下措施:一是在专业招聘教师过程中注重求职者的实践经验,二是鼓励在职教师考取相关专业职业资格证书,三是执行不少于两个月的教师企业实践制度,鼓励教师脱产到企业顶岗实践,提高教师的实践能力。
(二)课程考核与评价。1、课程考核。参照企业对岗位技能的评价方式,建立与不同级别技能水平相适应的课程考核办法。生产性实训和顶岗实习的评价应由校内指导教师和企业指导教师共同完成。参考学生的实习日志、实结、岗位技能掌握的熟练程度、规章制度的遵守情况等方面,以技能考核为重点,对学生职业素质和技能进行全面考核。2、课程评价。通过对课程的目标定位、教学内容、教学过程、教学方法、教学效果等方面的综合考虑来制定课程质量标准,采取教师自评与互评、学生评价、毕业生评价、企业评价等相结合的方法对课程进行评价。
(三)教学方法与手段的改革。城市轨道交通控制专业,实践教学内容丰富,理论与实践教学都必须结合专业特点。1、充分利用校内实训室设备,设计“教、学、练”教学方法。2、以教师为主导、学生为主体,引入灵活多样的教学方法和手段:①模拟教学场景,积极采用多媒体教学和网络教学。②加大实践教学,如课程设计、课程实践周,便于学生理解课程。3、结合企业岗位及课程需求,继续加强校内实训基地及校外实训基地建设,,强化知识体系的构筑,易于企业接受。
(四)职业技能改革。注重技能培训,大力推行“双证书”制度,建立健全学校职业技能鉴定站管理制度,使每个工作环节有规范、有标准、有考核,确保职业技能鉴定项目的实施,为学生和教职工提供职业资格培训和职业技能鉴定平台。
(五)产学研创新。立足岗位,开发基于工作过程的课程体系和课程标准,采取校企结合的教学研究形式,深入社会与企业,丰富教师的学识,拓宽教师的视野。
四、总结
陕西省轨道交通行业迅速发展,城市轨道交通控制专业有着广大的发展前景及市场。学校也要紧跟社会与行业步伐,不断加强专业建设,加强课程体系建设、教师工程实践能力建设、职业技能建设及产学研创新,力争将城市轨道交通控制专业建设成陕西省乃至西北地区的一流专业。
参考文献: