电气技术教学系统的建构范文

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引言

实践教学环境建设是工程技术专业实践教学体系建设中的重要环节,不仅是提高专业技术人才培养质量的基本保证,同时也是学科建设、专业发展、技术创新、知识创新的必要基础。

如何有效整合技术要素、落实建设任务、达成建设目标,使之在专业建设、教学改革的过程中充分发挥作用,既要从技术实现的角度合理规划项目建设方案,更要在教学组织、功能拓展方面有所突破、有所创新。

1项目建设方案———技术集成

在电气工程与自动化专业人才培养方案中,与理论教学相辅相成的实践教学除理论课程内含的试验、实验之外,一般还要独立设置电子工艺实习、实用电工实训、电子技术课程设计、计算机原理及应用课程设计、PLC应用课程设计、电力拖动控制系统设计等集中实践教学环节。

对应不同学习阶段的能力培养要求,不同实践教学环节的教学内容各有所重,所需软硬件条件不尽相同,而且随着教学进程的逐步深入,不同类型技术要素的关联程度与综合程度亦随之提高。相应的,实践教学项目建设或以训练基本专业技能、熟悉技术工艺为主,或以学习技术综合应用、掌握工程方法为重,又或以培养技术创新意识、提高工程应用能力为核心。

北京联合大学自动化学院于2009年完成了“电气工程技术集成实践教学系统”项目建设。该项目以培养学生电气工程专业核心技术应用能力、掌握实际工程设计方法为目标,在装备通用型电气控制实验装置之外,特别定制开发了自动化立体库、回转库、发动机曲轴涂钼生产线、变频恒压供水等工业设备模型,为整合实践教学资源、形成可持续发展的专业实践教学体系奠定了一定基础,并为拓展实践教学技术覆盖领域、落实技术创新能力培养创造了必要条件。

采用直角坐标机器人技术的自动化立体仓库系统在加工制造、仓储物流等工程现场应用非常广泛,可实现货物自动入库和出库操作。立式回转型仓库占地面积少,适合在紧凑空间内存取零部件。

该项目建设方案中以工业现场实际应用的自动化仓储设备为对象,将工程实用技术移植、装备到实践教学过程中,不仅实现了机器人控制、PLC控制、伺服电机控制技术的有效集成,还可扩展到图像识别、货物分类、无线通信等相关技术的实践教学,同时该项目建设为实验室设备自动化管理奠定了理想基础,实可谓一举多得。

2项目教学活动———任务集成

电气工程技术集成实践教学系统项目以承担运动控制技术实践教学任务为中心,主要用于完成培养方案中的工程训练、课程设计、毕业设计等教学环节,既可对应相关专业技术课程开设单项实验,亦可在任务集成基础上完成综合性专业实践教学。该项目可支持的实践教学项目主要有:

1)继电器-接触器逻辑控制实验

2)触摸屏-人机交互实验

3)交流伺服控制系统实验

4)回转库控制系统设计

5)回转库控制系统路径优化设计

6)立体仓库自动化控制系统设计

7)立体仓库仓储管理软件开发

8)发动机曲轴涂钼控制系统设计

9)变频恒压供水控制系统设计

10)PLC无线通讯技术应用

11)条形码识别技术应用与软件开发

其中1~3项是运动控制系列专业技术课程中比较常规的实践教学科目,以学习电气控制技术的一般原理及典型实现方案为主,教学任务相对独立。

4~9项是综合性的实践教学项目,是针对特定的被控对象系统设计的实践教学任务,不仅包括了电气控制、数字控制技术应用,机械传动、机器人控制、数据管理等多项技术也被涵盖其中。这些教学项目可在学生学习PLC与电气控制、电力拖动控制系统、程序设计方法等专业课程之后,在掌握了一定的控制系统设计、数据库应用及人机交互技术方法基础上开设。

10~11项属于拓展性实践教学任务,主要以技术研发、技术创新为目标。项目定制的工业设备模型通过标准接口扩展可将工业现场成熟应用的通信技术、检测技术、图像识别技术与运动控制技术融于一体,可使实践教学的技术覆盖领域得到较多延展。

目前该项目已经开始承担PLC与电气控制课程实验、PLC原理与应用课程设计,及多项毕业设计课题,不仅丰富了原有实践教学内容,且使学生的技术应用能力培养水平得到很大提高。

3项目发展方向———效能集成

在专业建设的系统工程中,实践教学项目建设是最基础、最前端的工作,与课程建设、教材建设、教学方法改革等工作相比较,最突出的特征是人力物力投入大、建设任务周期长。实践教学项目建设,既要与正在运行的教学进程紧密配合,又要保持足够的弹性和拓展空间,这是由实践教学过程本身的技术属性所决定的,而且也是科技发展现实所要求的。

当社会逐步进入信息时代,电气工程技术与电子技术、计算机技术、通信技术、自动控制技术及其它学科技术的交融越来越密切、越来越复杂,电气工程与自动化专业自身的建设与人才培养需要面对更多样的要求。重要的是要在意识、能力、作风培养层次上加强引导、积极培育,努力营造适合工程应用、技术创新人才培养的氛围。

2009年,在电气工程技术集成实践教学系统项目建设的基础上,电气工程与自动化专业学生完成了本科生科学研究计划项目———立体仓储调度控制系统设计。在这项活动中我们采取校企合作的运作模式,聘请企业工程技术人员对承担设计任务的学生现场指导,以工程实际应用案例为参照,对双货叉立体库模型的调度控制软件进行了系统设计。

2010年,我院组织学生参加了第四届全国大学生机械创新设计大赛,学生的设计作品得到专家的肯定,获得大赛三等奖。

从已经开展的课内外实践教学活动可以看出,实践教学项目集成化建设不仅在激发学生主动学习、自觉钻研、发挥主观能动性、灵活运用专业技术知识方面创造了比较有利的条件,而且在丰富专业教学内涵与拓宽技术外延两个方向正在开始发挥非常积极的作用。

4结语

电气工程技术集成实践教学系统项目为加强工程实践教学、培养学生技术创新能力营造了较以往更贴近实际的工作场景。该项目以技术集成为核心规划建设方案,采取任务集成方式组织教学活动,为构建效能集成的工程实践教学体系奠定了比较扎实的基础。

培养有能力有创见的有用之才,既是社会的普遍期望,也是教育工作者义不容辞的责任。我们期望通过不懈的努力和踏实的工作为培养符合新时代要求的应用型人才做出更多贡献。