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微電子論文2000字(一):淺談一種新型的25Hz相敏軌道電路微電子接收器論文
摘要隨著電子技術的發展,相敏軌道電路接收信號處理裝置已逐步實現電子化,以電子接收器代替以前的機械式二元二位繼電器,徹底解決了原繼電器接點卡阻、抗電氣化干擾能力不強、返還系數低等問題。目前廣泛使用的微電子接收器都是使用單片機來處理信息,對輸入信號采用升壓方式進行采樣處理,雖提高了信號強度,但是不利于防止輸入高壓損壞接收器;且每個接收器僅采用單一信號處理通道進行信號分析處理,并由其輸出信號驅動軌道繼電器動作,接收器的安全性、可靠性和抗干擾能力有待提高;另外,現有接收器故障后相關電氣參數不能實時監測;前述不足以影響到軌道電路的整體可靠性和可用性。因此,本文提出了一種基于DSP的新型微電子接收器,以提高微電子接收器的可用性、可靠性及安全性。
關鍵詞電子技術;25Hz軌道電路;接收器
1系統原理
1.1接收器冗余結構
圖1新型微電子接收器(0.5+0.5方案)的冗余結構圖
接收器的冗余結構圖,每臺接收器同時進行兩個軌道區段(區段A和區段B)的軌道電路信號和局部電源信號的處理,相鄰兩個軌道區段可共用兩臺接收器,這兩臺接收器中的任一正常工作,均可正常處理這兩個軌道區段信號,并驅動這兩個軌道區段的后級軌道繼電器動作。如圖1所示,相對于目前的接收器冗余方案,新型微電子接收器的冗余方案可使每個軌道區段節省一個接收器,從而降低建設成本。在接收器冗余結構圖中,當接收器1和接收器2中的某一個發生故障時,若另一個接收器能夠正常工作即可確保軌道區段信號的正常處理;同時可以通過接收器的自檢功能發出報警,提醒維護人員及時更換故障接收器,從而提高軌道電路的整體可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系統內部采用獨立的雙套硬件和雙套軟件,實現一路信號,兩路處理,最終通過安全與門判決,輸出判決結果。當無論是接收器哪一套硬件或軟件出現問題,兩路處理結果不一致時,系統輸出判決都是導向安全的結果。且僅當兩路信號處理的結果完全一致時,安全與門輸出相同結果。
2系統構成
如圖2所示,新型接收器核心處理部分采用雙DSP芯片構成二取二安全結構。主從DSP同時處理軌道電路信號和局部電源信號,分別輸出判決信號;將主從DSP的判決結果進行與運算,如果主從DSP的判決信號不一致,接收器輸出信號將保持軌道繼電器處在落下狀態;只有當主從DSP的判決信號一致且滿足軌道區段空閑條件時,接收器才會輸出驅動軌道繼電器吸起的信號,顯示軌道區段處于空閑狀態;主從DSP任一故障,接收器均不能輸出驅動軌道繼電器吸起的信號,從而提高接收器安全性。
新型接收器電路模塊包括:局部輸入隔離電路、軌道輸入防雷電路、輸入信號采集電路、數據處理電路(DSP芯片)、安全與門電路、輸出控制電路、電源電路、通信電路和顯示與告警電路。
輸入隔離:采用電流互感器將軌道信號和局部信號與后級信號處理模塊進行電磁隔離,隔離變壓器采用降壓方式,當輸入的信號出現大的沖擊或干擾時,通過變壓器進行衰減,加載在后級信號處理電路上的信號將被衰減,對后級信號處理電路起到防護作用。
軌道輸入防雷電路:采取大功率雙向瞬態防雷管,實現對輸入雷電和浪涌的防護。
輸入采集電路:將輸入交流信號的負半周信號抬高到零電平以上,滿足后級單電源工作運放的輸入要求,單電源工作可減小器件功耗。
數據處理電路:把輸入的25Hz軌道和局部模擬信號通過芯片自帶的A/D模數轉換器轉換為數字信號,對轉換后的數字信號進行分析處理,測出軌道輸入的25Hz信號幅值及軌道信號與局部信號的相位差,在主處理器采集從處理器的輸出信號和后級輸出控制電路的輸出信號并經其判斷接收器正常后,再由主處理器控制顯示告警電路,并由主處理器將相關數據通過接收器的通訊電路送監測分機。
安全與門電路:比較主從DSP輸出信號,經安全與門判決二者一致方能向后級輸出控制電路送出有效信號。
輸出控制電路:采用開關電源方式輸出驅動軌道繼電器的直流電壓信號。
通信電路:采用總線方式,向集中監測分機傳送25Hz相敏軌道電路接收器采集到的軌道交流電壓值、相位角和接收器的工作狀態等信息。
顯示與告警電路:顯示接收器自身工作狀態及接收器所處理軌道區段的占用與空閑狀態,顯示接收器DC24V工作電源及局部電源的正常或故障狀態。
3結束語
新型接收器將實現接收器工作狀態和軌道電路電氣參數的實時在線監測,提高運營維護效率,降低維護人員勞動強度,同時,根據新型25Hz相敏軌道電路接收器的功能和特點,可減少現有接收器和軌道架的數量,大量地減少室內配線,初步分析可節約建設成本約20%。
微電子畢業論文范文模板(二):微電子控制機電設備在工業中的具體應用論文
摘要:在科學技術快速進步的背景下,工業自動化水平取得了比較明顯的提升,在機械制造方面表現的更加明顯,基于各種因素的影響,微電子技術得到了相對廣泛的應用。基于此,本文詳細分析了微電子控制機電設備在工業中的應用,希望能夠為實際提供良好的借鑒意義,以供參考。
關鍵詞:微電子;機電設備;工業;應用探討
信息技術的發展以及先進電子設備的產生催生了機電一體化時代的到來,所謂的機電一體化技術是把電工電子技術、機械技術、信息技術、微電子技術、接口技術、傳感器技術、信號變換技術等一系列技術結合,再綜合應用于實際的綜合技術,現代化自動生產設備可以說為機電一體化的設備。微型計算機在機電一體化系統的作用能夠總結成如下三點:第一,直接控制機械工業生產過程;第二,機械工業生產期間加強各物理參數的自動測試,進行測試結果的顯示記錄,在計算、存儲、分析判定并處理測量參數或指標;第三,進行機械生產過程的管理與監督。機電一體化系統里微電子控制機電設備怎樣進行適宜計算機選擇,怎樣設計硬件系統,怎樣組織軟件開發,怎樣對現有計算機系統等進行維護與使用是相當關鍵的,也是值得探索的
課題。
1微電子控制機電設備系統的組成和原理
在某微電子控制機電系統當中,主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設備組成的。在控制系統當中,管路壓力變送器主要是檢測控制輔助沖量、管路水壓、蒸發量等三個變量,接著將數據信號向PLC當中傳送,并且通過PLC進行分析和計算,將信號發送信號控制器,通過信號控制器來控制水泵運轉,在設計系統的過程中需要與實際情況合理的進行結合,并且對變頻器的輸出頻率進行確認,輸出頻率在整個系統設計過程中具有非常重要的意義,和系統的控制息息相關,在確定系統輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚程參數等。在整個系統當中控制流程的用水量變化,主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進行分析和計算,可以有效的調節循環泵的頻率,合理的分配能源,讓工作的效率提高,起到節約資源的作用。
2微電子控制機電設備在工業中的具體應用
1)可編程序控制器(PLC)的應用。從PLC的角度進行分析,其主要優勢在于具有很強的控制能力,而且穩定性較高,機身體積相對較小,可以有效的和其他的配件進行組合。在工業生產的過程中,因為機電設備往往會占據一定的面積,如果想讓其廠房中的占比較高,就一定要注意讓廠房的空余面積加大,盡量讓控制器的數量減少,讓機電設備的數量增多,與此同時還需要注意PLC的節能性較高相比,其他的控制系統可以節約資源,讓工業生產的成本支出降低,讓企業的經濟效益增加,由于PLC設備可以有效的和其他設備之間進行組合,可以靈活方便的在廠房當中進行布設,讓一機多用。可以實現讓廠房的設備結構進一步得到簡化,對設備維護中耗費的人力物力進行控制,減少人力輸出,可以將人力有效的分配到工業生產當中,讓生產資料的利用效率提高。PLC的另一大優勢在于可以通過現場總線和生產設備之間
進行連接,有效的監控工業生產,可以動態化的監控生產的全過程,確保在生產過程中,第一時間解決生產時產生的故障,避免由于機械故障而導致生產進度停滯,讓設備的維護開支得到控制,PLC的計算速度很快,可以輕松的對生產時的任何變動進行管理和控制,有效的防止由于設備變化控制器無法及時應對而產生的問題,PLC還可以進行相關的升級,伴隨當前經濟快速發展,就算生產線當中的產品產生了變動,只需要正確的調整,控制程序也可以符合新產品生產的具體需求。
相比于其他編程操作,PLC控制器在編程的過程中較為方便,員工通過短時間的訓練就可以熟練的掌握編程的技巧,在實際操作的過程中工作步驟相對較為簡單,可以很容易的掌握設備的維修安裝以及操作,由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言,就可以對其進行熟練的掌握。對控制器的工作語言進行了解,當出現故障的時候可以及時的調整和處理控制器。
2)變頻器調速器的作用。變頻器工作狀態分作自動與手動兩類,手動工作狀態即在PLC結束工作后展開的人工操作行為,經電位器調節能對變頻器輸出頻率進行給定。自動工作狀態實質是PLC輸出信號為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統調節閥控制方式相比,PLC控制可節電,更好進行水泵磨損控制,在延長設備壽命與實現系統自動化水平提升中發揮了重要作用。
第一,和傳統正弦波控制技術相比,因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術,先進性和獨特性在性能上得到充分凸顯,同時因其特有的低速轉矩大、運行穩定性強、諧波成分小等特征,這對我國電網而言輸出電壓自動調整功能能充分進行優勢發揮。第二,變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式,功能完善,可輸入多種模擬信號(如電流、電壓、頻率等效范圍檢測,轉速追蹤等);并且變頻器可實現擺頻運行與程序運行等一系列模式。第三,因變頻器全系列元件應用的是西門子產品,有極強的保護性能,可靠穩定,能很好的避免過流、短路、過壓等問題,確保本機能正常運行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性,產品質量好,設定簡單等使得其有更強的適用性。
3)電路發揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時候,保證電路的穩定是保障工作的必要。電路在安裝過程中,應該采取邊安裝邊測電的方式,這樣更能使電流穩定,這同樣屬于工作期間需引起重視的關鍵環節。在電路安裝完畢之后,不要急著通電,應該先再次檢查電路是否安裝正確,查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外,測量一下接觸元器件的連接點,這樣可以發現一些接觸不良的地方,若有漏電情況應該及時對此進行維修。電路在工業中也是起到了很大的作用,在安裝電路的時候,一定要小心謹慎,綜合考慮多方面因素,不要遺漏一些小問題,有時一些小問題也可能出大錯,保證電路的穩定才能更好地協調其他設備的安裝穩定。應認真復查電路,查看電路有無正確安裝,或存在設備多安裝或少安裝的現象,同時應認真檢測每個接觸元器件連接點,明確有無接觸不良或短路現象,若發生漏電務必要及時維修與處理。電路調試的具體流程總結如下:
第一,應認真查看明確電路整體狀況,了解電路面板線有無準確連接,有無看似連接實際并未連接的線,或易短路的線;是否存在兩條或多條線混淆的情況;此后,使用最小量程檔的萬用表對電路面板進行檢查,查看開路處和閉路處有無正確開路與閉路,地線是否漏接,電源連線連接的安全性等,同時需測量電源有無短路現象。測量期間可直接進行元器件連接點測量,如此可明確有無以上情況的同時又弄清楚是否存在接觸點不良現象。第二,電路調試過程的關鍵環節之一即硬件電路調試。調試期間務必要注意細小環節的把控,根據電路功能原理做好各個單元電路的調試,再作整體調試,后進行整個電路的調試。電路在工業生產里發揮的作用是相當大的,電路安裝過程里務必要綜合考量多方因素,認真謹慎,切不可遺漏或放過存在的小問題,確保電路穩定性得到保障。
1.1煤礦井下供電系統運行不穩定
煤礦井下供電系統的運行受到多種因素的影響,對煤礦安全生產造成不良影響。主要表現為:變壓器的容量不足以及對備用電源的設計不滿足規范。變壓器容量不足的原因是在進行電氣設計時,沒有為供電系統留有充足余量,系統經過長時間的運行,處于超負荷狀態,供電系統的母線長期處于發熱狀態且用電超載,降低了電氣設備和電纜的使用年限。此外,由于電氣設備短路、雷擊、大型設備啟動等原因,會造成電網電壓波動,降低了供電系統的可靠性、穩定性和安全性。
1.2地面中性點直接接地的變壓器向井下供電
在實際安全考察中發現,大多數煤礦企業沒有按照規定安裝使用接入井下電源或非直接接地變壓器中性點,而是采用單個煤礦專用或多家煤礦共用接地中性點變壓器連接供電系統,通過三芯電纜線與三相火線的連接接入井下,使用保護接地與工作接地結合的中性線與單根相線接入辦公區域和生活區,以供生活用電。
1.3沒有采用雙回路供電系統
我國的規定要求礦井生產使用雙回路供電系統,年產量在6萬噸以下的煤礦可以使用單回路供電,但必須滿足備用電源的要求。但是,一些礦井仍采取單回路供電,雖然有些煤礦單位配置了柴油或汽油發電機,也僅僅為了應付檢查或停電時緊急照明。而且雙回路供電系統發電機容量限制情況下保證關鍵電氣設備即使停電也可正常運行,為礦井工作人員的安全撤離提供了機會,防止透水事故和通風機停轉導致粉塵、瓦斯聚集。此外,礦井周圍存在靜電和電火花,如果靜電接地不良,會造成放電火花甚至爆炸。接觸器和繼電器可能因質量不佳,在開合時無法分斷電流也會形成電火花;電纜長期在外力或超負荷狀態下工作,也可能產生電火花,從而引發短路,導致瓦斯爆炸。
1.4地面引入的供電線路沒有設置相關保護裝置
煤礦井下的規定要求供電線路、通訊線路、入井軌道、電機車架線在入井處必須安裝防雷裝置;井下使用的電器必須具備漏電、過流和接地等保護功能。井下電氣設備還要滿足防爆要求。但是檢查時卻發現有些煤礦并沒有按照規定將保護措施做到位,僅僅是將架空線接入井口,再由電纜線引入井下或者直接接入變壓器,如果遇到雷電襲擊,雷電會沿著導線侵入井下工作面,引起瓦斯爆炸或人員傷亡,設備遭受雷擊也會被嚴重損壞,存在巨大安全隱患。而且,煤礦井下工作環境較為潮濕,影響設備絕緣,漏電保護器能夠避免因漏電造成引發爆炸或明火,減少井下安全事故。
2煤礦井下供電系統的運行方式
2.1煤礦井下雙回路供電系統的運行方式
雙回路供電系統包括分列和并列兩種運行方式。分列運行指的是兩條線路同時運行,兩段母線間的聯絡開關斷開。分列運行適用于擁有較大負荷的變電和配電所,具有電纜線路的電流小、壓降小、線路距離長、停電面積小的優點;缺點是由于兩個回路具有不同負荷,對其總配電開關的保護整定也有所不同,如果一個回路停電,另一個回路的總配電開關也要重新進行整定,不利于兩回路之間快速切換。并列運行指的是當一條回路運行時,另一回路帶電備用,兩段母線的聯絡開關相連接。并列運行適用于擁有較小負荷的變電和配電所,優點是兩個回路擁有相同負荷,其總配電開關具有相同的保護整定,切換迅速;缺點是通過電纜線路的電流較大、壓降大、運行線路間的距離短,如果短路會造成大面積停電。
2.2煤礦井下供電系統的運行方式技術要求
我國頒布的煤礦生產的安全條例明確規定必須將雙回路供電運行技術應用到井下采礦區域的配電所、變電所中,為供電系統安全穩定運行提供可靠的保障。同時,井下變電所向部分通風機供電時,應采取分列運行方式,保障通風系統的安全可靠運行。此外,綜合考慮井下作業的機電設備的規格和負荷,制定科學的供電方案,提高礦區生產的安全性和效率,保證井下作業的高效穩定、節能經濟。
3煤礦井下供電系統的優化措施
一方面,井下供電系統的電源經地面變電所通過兩臺主變壓器設備接入井下作業面實施供電。位于地面的主變壓器采用一臺運行、一臺備用的運行方式,利用雙電源向井下所有電氣、動力、照明設備提供安全穩定供電。井下變電所的饋電盤柜為通風系統、給排水系統經過雙回路電源實施供電。根據機電設備的容量和功率,按照1140V、660V進行電壓的優化設置,按照127V對通信、照明和其他電氣設備實施供電,按照36V對交流控制回路進行供電。另一方面,對井下供電系統要采取積極有效的漏電保護措施,建立匹配完善的保護體系。所有電氣設備的保護接地裝置和局部接地裝置都應同井下主接地極連接成一個總接地網。嚴格要求井下電工按規范接線,確保電纜頭密封,防止進入潮氣引起漏電事故。對井下電纜懸掛到一定高度,防止出現“擠、壓、砸、淋”等現象,減少漏電事故的發生。及時對饋電開關進行檢漏保護試驗和遠方檢漏試跳試驗,確保漏電保護功能有效,及時切斷漏電回路。
4小結
汽車電磁兼容性是指汽車在運行過程中,車上的電子電氣設備不互相影響,能兼容地工作。隨著汽車電氣設備數量和種類的不斷增加,直接導致了汽車內的電磁環境日益復雜,相互間的電磁干擾也將愈加嚴重。當電磁干擾發生時,可直接導致受干擾的敏感電子設備功能降級,甚至導致其功能失效,給汽車的安全行駛造成嚴重影響。因此保證各種設備在復雜電磁環境下正常運行顯得尤為重要。
二、汽車電磁干擾的產生與傳播
汽車上的電磁干擾問題按其耦合方式可分為傳導耦合干擾和輻射耦合干擾。
2.1汽車的傳導耦合干擾在汽車中電磁干擾能量以電壓或電流的形式通過某些部件把干擾能量耦合至敏感接收器,稱為傳導耦合干擾。汽車的直接傳導耦合是指電磁干擾直接通過汽車上的導線、金屬體、電阻、電感、電容等阻抗耦合到接收器;公共阻抗耦合是指電磁干擾通過印制電路板和機殼的接地線、電氣設備的公共安全接地線以及接地網絡中的公共阻抗或者公共電源中的公共阻抗耦合到接收器;轉移阻抗耦合是指電磁干擾通過轉移阻抗將干擾電流轉變為接收器的輸入電壓加到接收器的輸入端。將電磁干擾能量以電磁波的形式通過汽車及其周圍的空間耦合至敏感設備稱為輻射耦合干擾。
2.2汽車電子控制系統(ECU)ECU控制著汽車上電子設備的工作是重要的車載設備。由傳感器將信號輸入ECU,然后通過ECU對信號進行處理輸出到執行器件中。控制系統中的電器開關或點擊等負載的開關過程中的高電壓通過信號控制線進入ECU內部,影響ECU的正常運行。電磁波也可能通過線束和連接器的耦合進入ECU內部,使ECU的電磁環境變得更為復雜,容易導致它的誤操作和失靈,危及到汽車行駛的安全性。因此通過與ECU電磁兼容性的研究,可以降低誤操作進而提高行車安全的有效方法。
三、傳導干擾對ECU控制系統的影響
ECU連接汽車的傳感器、執行器和電源。這些電器元件不僅是空間電磁輻射的接收器,也是外界電磁干擾進入ECU內部的傳導耦合通道。
3.1電磁干擾通過導線傳導進入ECU的研究ECU控制系統傳導模型:設一屏蔽箱體,在其前端平面的中心位置開一孔。連接導線1首端接入50歐姆負載,末端接入屏蔽箱體內與印制電路板上的金屬帶相聯結;導線2一端(Port3)接入干擾源,一端與電路板金屬帶相連,并且分別連接導線電路板終端(Portl)和(Port2)后各接50歐姆電阻。電路板置于屏蔽箱體前端一定距離。通過散射參數(S參數)來反映入射波和反射波之間的關系參數。
應用電子技術專業的培養目標和面向的崗位群是:①電子設備的生產、檢測與調試、服務崗位;②電子設備系統的工程安裝、調試、維護崗位;③電子企業產品的檢驗、質量分析、售后服務、銷售等崗位;④電子企業公司的電子產品的開發設計、技術支持、生產管理崗位等。二、人才培養模式改革
1.構建職業能力模塊,完善專業課程體系
針對高職教育特點,我們構建了高職應用電子技術專業基于職業能力的課程體系模塊,分為:理論模塊、實踐模塊、考證模塊、生產實踐與畢業設計模塊。其中理論模塊包括專業基礎課子模塊和專業技術課子模塊,專業基礎課如電工技術、電子技術等,課程主要采取一體化教學模式;專業技術課如電子產品生產工藝、單片機應用技術、電子線路等,課程主要采取任務驅動下的項目式教學,項目主要來源于生產實際,從而將理論教學與實踐教學有機結合起來,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、分析能力和團隊協作等綜合能力。實踐模塊包括專業實驗和實訓子模塊(主要是校內實訓)及技能競賽培訓子模塊,以職業技能大賽為依托,加強實踐教學中基本技能和專業技術的訓練,保證訓練的基本要求,同時增強針對性和適用性,培養學生解決實際問題的能力和創新能力。考證模塊主要針對學生考取相應資格證書的教學。生產實踐與畢業設計模塊包括頂崗實習子模塊和畢業設計子模塊,旨在培養和提高學生的綜合素質和能力。為了更好地適應社會對多樣性人才的需求,我們確立了理論教學體系+實踐教學體系+專業應用能力指標體系“三維互動”的教學模式理念。在重視基礎理論夠用的同時,拓寬學生的知識面,加強專業課內容的應用性部分,把應用性環節滲透到教學的全過程。大力推行Multisim、Protus、Matilab等仿真軟件的應用,提高課堂教學效果。遵循職業成長規律,對主干課程合理規劃,形成從“基礎+認知”出發,打造“綜合+頂崗”的課程布局。保證基礎理論課夠用,專業課管用,專業基礎課適用,突出基礎理論課程和實踐應用課程的相互滲透和融合。
2.以“工學結合”思想為指導,積極探索項目教學和一體化教學模式
按照“工學結合”的總體思路,以實踐能力培養為主線設計課程教學內容,以任務驅動、項目導入或案例分析等手段組織教學,以理論教學與實踐教學一體化的教學模式完成教學過程。從而對課程內容、教學組織、教學模式與教學方法等進行一體化的綜合改革。例如,在培養方案中,《電子產品制造工藝》《單片機應用技術》《電子線路CAD技術》《電子產品維修》等專業課都采取了項目教學法,并配置了專項實訓;《電工電子技術》《電氣控制與PLC》《電子測量與儀器》等課程采取一體化教學模式并配置專項實訓。
3.以“就業教育”為導向,加強校企合作,推進定單培養的人才培養模式
在高技能人才培養上,以校企合作、工學結合為切入點,以校內外實訓基地建設為保障,加強教學過程的實踐性、開放性和職業性,重點抓好實驗、實訓、實習三個關鍵環節。建設完善的校內實習實訓基地,一方面提高教師和學生的實踐水平,另一方面還可考慮開放設備和場地,引進企業來料加工,為工學結合創造良好的條件。努力建立多個校企合作單位作為校外實習實訓基地。聘請行業企業兼職教師到校任課,和企業共同開發實踐性較強的專業課程,如:電子產品維修、質量管理等,并編寫與企業生產實際相關的教材和實習實訓指導書;選派教師到企業學習實際生產的新技術、新工藝,還可對企業提供相應的技術支持;學生的實習工作也可安排在這些合作的企業。另外,在專業群能力體系的構建上,有意加入其他能力培養的環節,如電子技術應用能力的培養、單片機開發設計能力(硬件、軟件設計等)的培養、職業道德的培養、學生崗位適應能力培養、團結協作能力的培養等等。這不但會使課程體系更加完善,更使得學生拓展知識面,就業不再限于“點”,而是鋪成了“面”,全面提高了學生的綜合素質,拓寬就業領域。
4.畢業實習、畢業設計模式改革
改革的理念是“以實踐強化理論”。根據“2+1”辦學模式,確定了頂崗實習36周甚至更多,學生通過長時間的崗位訓練,磨練意志、鍛煉手藝,基本可以做到畢業后與用人單位的“無縫鏈接”。學生在實習過程中以企業生產加工活動為背景,對電子產品設計與加工等各個環節親自完成,主要工作在現場由企業兼職教師指導完成。學生通過實踐之后,對專業知識形成的新的認識、新的解決方法都將成為畢業設計的良好素材,一改過去由教師提供畢業設計題目、素材,學生被動做設計的格局。學生在了解了畢業設計的基本思路和方法后,便可根據實際生產過程中獲得的新素材來自主地做好畢業設計,在形式和內容上做到不拘一格,對學生的綜合能力是一個極大的鍛煉。
5.考試、考核模式改革
大膽改革傳統教育的考核評價體系,不光考核理論水平,更要關注學生實踐創新能力的考核。在考核評價學生素質時,一改過去僅憑一張試卷成績的做法,考核內容既有理論知識,又有實驗和操作技能,考核方式除傳統筆試外,還可采用口試、實驗實訓操作考試等多種形式。在實踐考核中可采取更多方面、更多層次的評價,可以從理論分析、動手能力、工作態度、職業能力、創新能力等方面給予學生進行評價,還可對學生的組織能力、交流能力、和承受壓力能力等方面進行綜合性評估。同時采取教師評價、學生自我評價和小組成員互評相結合的靈活開放的考核評價方式。
6.職業技能培訓模式改革
依托學院職業技能培訓鑒定中心,積極開展職業技能鑒定工作,推行“畢業證+必修職業資格證書+任選職業資格證書”的“1+1+X”多證書制度。為學生開展以高級維修電工、電子產品安裝與調試工為主的多個工種的校內職業技能鑒定工作,畢業生的“雙證書”率達到100%。我們在職業技能培訓模塊改革中,不再孤立地針對考試進行培訓,而是根據國家職業技能鑒定標準,將鑒定標準中的相應項目及評價體系引人到相應課程的實際教學中來,并根據技能鑒定要求及企業生產實踐中的真實任務來設計實驗實訓的項目,從而加強對學生職業技能和職業素質的綜合訓練,并獲取相應資格證書。
7.結合職業技能大賽對專業課程教學模式實施改革
職業技能大賽是培養創新人才、促進高職教育教學改革行之有效的途徑。通過將大賽內容和課程教學進行有機融合,把一些與競賽有關的課程納入教學計劃,同時分析大賽對知識能力所需,將其融入相關課程的日常教學中,比如:電工電子技術、單片機技術、電子線路CAD技術、電子產品制造技術等課程。實現“以學促賽、以賽促學、賽學結合”。該教學模式下不僅能鍛煉學生的實踐動手能力,還能把抽象、難學的理論知識與生動、現實的項目結合起來,有利于提高學生的學習興趣和效率。在提高職業大賽成績的同時,還有效提高全體學生的綜合素質,提升學生的就業競爭力。
二、結語
案例教學作為一種行之有效且目的明確的教學方法,以行動為導向越發受到人們的關注和青睞。作為一種歸納教學法,案例教學作為未來教學改革的趨勢已不可動搖,盡管它不可能完全取代傳統的演繹式的教學模式,卻是一種培養應用型人才的良好途徑。案例教學應用的成功與否很大程度上取決于典型案例的選取,要求典型案例既能體現對基本理論知識的理解和掌握,又要充分提高學生的實際動手能力。而在電力電子技術為課程的背景下,學生需要應用所講的知識來解釋典型案例所產生的結果,把案例進行模塊化分解,摒棄對每個模塊進行詳細的研究和探討,最后對各個模塊的結果進行整合,才能形成對典型案例較為完整的研究體系[2]。
二、基于MATLAB/Simulink的課程設計
“電力電子技術”這門課是電氣工程與自動化專業的基礎學科之一,課程有幾個特點:教學理論性強、波形變化分析復雜、課程教學枯燥,學生理解困難;系統模塊化特點鮮明、模型參數化明顯,實驗項目相對獨立;項目設計綜合性強、技術應用廣,實際開發的案例比較成熟[3]。教師在分析電子器件的特性和電子電路的工作原理時,需要觀察波形圖的變化來闡明工作過程。傳統的教學方式中,由于電子電路變換器部分的電路拓撲形式多種多樣,如果僅是手繪波形或者多媒體展示波形,教師講解起來費時費精力,學生也不能清楚的掌握分析波形圖變化的原因。所以在多媒體教學中引入仿真教學是必要的環節,通過仿真電路,學生可以把變換器的工作原理和物理波形結合在一起理解,使抽象的電路明了簡潔,仿真還可以分析更加復雜的電路并且對電路進行改進和創新。在課程設計中利用MATLAB/Simulink軟件可以有效地構建出與實際相符合的案例,教師在教學中通過仿真實例可以輕松解決波形抽象原理復雜的問題。Simulink非常適合于電力電子系統及電力拖動控制系統的仿真,并且具有其他一些軟件所沒有的特點,仿真系統完全是由用戶利用系統提供的基本模塊來構建的,系統的各個參數和仿真參數也可以由用戶自行修改,并且用戶可以對仿真結果進行多種分析和輸出,教師可以直觀展示各種參數變化對電路圖波形的影響,學生改變器件參數值,可以自己對比分析不同參數設計下的仿真結果。這種交互性非常適合于高校相關課程的教學科研,學生通過這種交互性加強對理論知識的理解和掌握,也可以用來完成實驗和作業[4]。以風力發電課程設計為例,教師首先要分析電路的組成和工作原理,指導學生利用仿真平臺搭建數學模型,然后一步一步建立各部分電路仿真模型,該電路的仿真過程可以分為建立仿真模型、設置模型參數和觀察仿真結果。學生需將案例進行模塊化分解,就每個模塊結合基礎理論知識進行分析和研究,并進行實際動手調試,尋找各個模塊之間的聯系紐帶,將所有模塊有機結合起來,完成對典型案例的研究[2]。
三、風力發電課程設計案例
電力電子技術在解決能源與環境的問題上做出了相當大的貢獻。風能作為一種綠色能源,風力發電的過程就是機械能轉換為電能的過程,其中風力發電機及其控制系統負責將機械能轉換為輸送電網的電能,這一部分是整個系統的核心,所以說風力發電的核心技術是電力電子技術,其能量轉換部件和控制電路都包含有電力電子器件。由于中小功率風電系統中電機側一般為不控整流,并且永磁同步發電機一般都為低轉速電機,在低風速下發出的電壓有限,不能滿足并網逆變的條件,需要對其進行升壓,因此,中小功率風電系統中常見的拓撲結構為不控整流器+升壓斬波器+網側逆變器。風力機將風能轉換為機械能,帶動永磁同步發電機轉動,發出的三相不定頻交流電通過二極管不控整流器整流為電壓不定的直流,然后經過升壓斬波器的作用,將直流電壓抬升至可以進行網側逆變的數值,并且通過網側變流器的控制,使直流側電容保持恒壓。網側變流器將直流電逆變為與電網電壓同頻同相的三相交流電饋入電網[5]。課程設計案例中利用MATLAB工具,對永磁同步風力發電系統及并網控制系統進行仿真研究。所研究的仿真系統由永磁同步風力發電機、不可控整流器、升壓斬波、DC-AC并網逆變器部分組成。學生可以把該風力發電仿真模型分成同步發電機仿真模塊、斬波變流器仿真模塊和逆變仿真模塊,就每個模塊運用理論知識進行仿真,最后將各模塊結合起來達到整個案例體系的研究。永磁同步發電機額定參數:電壓700V,功率2750kW,電流2270A,功率因數0.95,速度16rpm,頻率16Hz,極對數2p=120,電阻R=5.97m-Ohm,電感Ld=Lq=1.0757mH。風力發電課程設計案例系統仿真框圖如下圖所示:1.同步發電機仿真永磁同步發電機仿真主要是依據實際系統參數,研究在一定速度驅動下帶三相電阻負載的永磁同步發電機發電輸出特性。仿真模型如圖2所示,仿真結果如圖3和4所示。仿真論證了實際電機參數下所達到的額定輸出電壓、電流值及輸出的正弦特性、頻率特性。2.斬波變流器仿真升壓斬波變流器仿真主要是研究升壓斬波部分的變壓調節功能。仿真模型如圖5所示。升壓斬波電路的輸入設定為一定電壓信號輸入,通過占空比控制,輸出穩定的期望輸出電壓,仿真結果如圖6所示。系統仿真表明:調節控制脈沖的占空比可以實現輸出電壓幅值的跟蹤控制。3.逆變器仿真并網逆變器仿真主要是研究并網逆變部分輸出調節特性,在給定輸入直流電壓,帶三相負載的逆變器離網運行特性。仿真模型如圖7所示,仿真波形如圖8所示。仿真結果表明:逆變器輸出電壓為50Hz基波主頻分量的脈沖調制波形,經部分濾波后為50Hz正弦波電壓,在一定濾波和電阻負載下電流為正弦波。此課程設計案例根據現場實際運行的2.5MW直驅永磁同步風力發電機系統參數,對并網控制系統各個模塊進行了仿真研究,得出一定速度驅動下帶三相電阻負載的永磁同步發電機發電輸出特性,仿真論證了電機參數下輸出電壓、電流的正弦特性、頻率特性;升壓斬波部分的仿真表明調節控制脈沖的占空比可以實現輸出電壓幅值的跟蹤控制;并網逆變部分的離網仿真表明逆變器輸出電壓為50Hz基波主頻分量的脈沖調制波形,經部分濾波后為50Hz正弦波電壓,在一定濾波和電阻負載下電流為正弦波。此案例的仿真結果達到預期的效果,為學生實際應用能力的提升得到良好的體現。
四、結語
MC9S12XE系列單片機于2009年9月推向市場,經過幾年的市場考驗,其應用已日趨成熟化。飛思卡爾公司為確保此系列單片機產品供貨的長期性和穩定性,提供了業內領先的長期市場供貨計劃,保證最短15年的供貨期和一流的技術支持,并在國內設有生產廠,目前市場售價60元左右。MC9S12XE系列單片機主要有五大特點。
1)單片機內部采用了增強型XGATE協處理器模塊,允許高速數據自主地在單片機外設和內部RAM、I/O端口之間進行數據傳輸與處理。XGATE內置有一個16位的精簡指令集內核,可以對要傳輸的數據進行預處理并執行復雜的通信協議,易于用C語言進行編程。XGATE可以顯著降低CPU的負荷,使CPU能夠集中資源運行關鍵的系統活動,從而提高了單片機的數據處理能力。
2)S12XE系列包括一個存儲器保護單元(MPU),用于防止軟件中的系統錯誤。這個MPU解決了不同模塊之間的錯誤交互導致的潛在問題,這項特性在汽車設計中非常關鍵,因為它有助于最大程度地控制汽車中系統故障的擴散。
3)單片機片內集成了可達1024KB的閃速存儲器Flash。近年來,隨著Flash在單片機片內的應用走向成熟,單片機的開發和應用又迎來了一次新的飛躍。Flash是一種非易失性存儲介質,讀取它的內容同RAM的讀取一樣方便,而對它的寫操作卻比EEPROM還要快。在系統掉電后,Flash中的內容仍能可靠保持不變。Flash的主要優點是結構簡單、集成密度大、成本低。由于Flash可以局部擦除,且寫入、擦除次數可達數萬次以上,從而使開發微控制器不再需要昂貴的仿真器。
4)簡單的背景開發模式(BDM):PC主機BDM調試器目標板,使得開發成本進一步降低,也使得現場開發和系統升級變得比較方便。
5)應用鎖相環技術提高了系統的電磁兼容性。在以往不使用鎖相環的微控制器應用系統中,晶振電路由于其工作頻率比較高(通常為幾兆赫茲至幾十兆赫茲)而成為一個很大的干擾源,這一問題給系統設計、線路板布局帶來了很多不便。MC9S12XE系列單片機在時鐘發生系統中巧妙地使用了鎖相環技術,因而可在幾兆赫茲的外部晶振情況下,通過軟件編程產生上百兆的系統時鐘,從而降低了對外輻射干擾,提高了系統的穩定性。
2在汽車電子中的應用
現以一個典型的后處理系統電控單元的設計開發為例,說明XEP100在汽車電子領域的應用,該系統基于模塊化的設計思想,主要從電源模塊、信號輸入調理模塊、中央處理模塊、通信模塊、尿素泵的驅動模塊、尿素噴嘴的驅動模塊、尿素泵管箱加熱的驅動模塊、故障診斷模塊而設計。中央處理模塊采用了飛思卡爾16位單片機XEP100作為核心處理器,主要功能是根據從CAN總線上獲得的發動機的實時工況、數字信號(包括鑰匙開關、蓄電池的電源開關等)和模擬信號(包括尿素溫度、尿素液位、尿素壓力、催化器前溫等)由單片機XEP100進行精確的邏輯運算,來控制尿素溶液的噴射時刻和噴射量,尿素溶液被噴射到排氣管中與發動機尾氣進行化學反應,從而起到凈化尾氣的作用。電源模塊需要把蓄電池電壓24V轉換為5V的直流電壓,為單片機等集成芯片及傳感器提供5V電源。中央處理模塊是由中央處理器、晶振電路、復位電路、程序刷寫電路和接口電路組成,它是整個控制器DCU的核心,也是單片機XEP100工作必不可少的最小模塊單元。CAN通信模塊實現與發動機控制器ECU、儀表控制器信息的交互,通過CAN總線實現參數的在線標定調試、程序的刷寫。信號調理模塊主要用于處理模擬信號和鑰匙開關等數字信號,模擬信號需要經過一系列的調理電路處理成0~5V的電壓信號給單片機的AD端口,再由單片機進行AD轉換,數字信號經過一系列的調理電路給單片機的IO口。尿素泵的驅動模塊中采用了infineon公司的電機控制芯片,它內部集成了H橋電路,用來驅動泵內的電機,實現電機的正反轉;對噴嘴、尿素箱加熱、尿素泵加熱、尿素管加熱的驅動采用了安森美公司的MOSFET功率驅動芯片,對執行器的診斷可通過SPI接口與單片機通信,實時讀取故障信息。該后處理系統的電控單元被應用在重汽國Ⅳ重型柴油車輛上,主要包括A7車型和HOWO車型,以滿足重型柴油機國Ⅳ排放法規的需要。經過長期的試驗驗證,證明以單片機XEP100為主控芯片的電控單元具有非常好的穩定性和可靠性,并贏得了良好的市場反映。
3結束語
通過調查我們發現,在教育體制是否適應電子書包這個問題上,評價體系的平均值為2.87,是最低的,這說明教育體制中評價體系是最阻礙電子書包項目推行的問題。因此,建議在對學生和教師的考核和考查中,減少應試的成分,更多強調對素質和能力的考查。
二、電子書包在各學科的應用方法
1.語文:讀書園地,累積語言
語文教學應該以語言應用為中心,大量閱讀。而電子書包為語言的閱讀與應用提供了便利條件。必讀篇目、泛讀篇目已經不能滿足學生對閱讀的渴望,在電子書包上開設讀書園地活動可以滿足學生的需求。可進行如下操作:
(1)各抒己見。
教師推薦值得閱讀的同一主題或文體的篇目,大家自由閱讀任何篇目,進行賞析或者批判。
(2)師生共讀。
選擇點擊率最高的篇目進行師生共讀,進行深度賞析。
(3)獎勵閱讀之星。
為了鼓勵在讀書園地活動中表現積極的學生,根據活動中的活躍度或者學生的推薦,推選出“推薦之星”(推薦篇目被選為師生共讀篇目)、“閱讀之星”(閱讀篇目多)、“賞析之星”(賞析深入、透徹)。
2.英語:聽說讀寫,全面貫通中國學生在學習英語時,因為缺少實際應用的環境,所以經常會出現“聾子英語”、“啞巴英語”的情況,但借助電子書包,可有效改變這一狀況。
(1)改變作業形式,增加學生說的機會。
英語作業的傳統形式一般是抄寫單詞,朗讀預習等,但隨著電子書包進入課堂后,學生逐漸掌握了錄音、錄像等操作。因此,教師可將作業形式改成“請讀一讀,說一說,并錄下來”、“請演一演,并錄下來”,讓學生在完成作業的過程中有充分說的機會。同時,讓平時膽怯的學生在全班同學面前展現自己開口說英語的成果,這樣也可以幫助這些學生實現從“開口對自己說”到“開口對大家說”的逐步過渡。
(2)自主聽讀,自我檢測,避免濫竽充數。
電子書包讓學生能夠享受到均衡的自主聽讀的機會。同時,在學生聽讀完后,教師應設置相應的題目檢測其聽讀情況。這就避免了在集體聽讀中,部分學生濫竽充數的情況。
3.數學:復習檢測,即時反饋
學生做題的速度和掌握程度各不相同,但數學課堂時間有限,教師無法全面掌控每位學生的學習情況,無法均衡地關注到每一位學生。但是,借助電子書包的數學題庫中的即時反饋功能,可以很好地解決這個問題。因為大部分的數學題都有量化的標準答案,教師可借助電子書包了解每道題的班級整體掌握情況,也可以關注到個別仍然存在困難的學生,在下一階段的學習中,教師再根據學生之前的學習情況,靈活選擇輔導的方式。
4.科學:認知小工具,畫龍點睛
根據我校“應用為本,學以致用的”教學理念,深入貫徹項目式教學的理念,根據汽車服務工程的人才培養目標和汽車電子商務飛速發展的現狀特點,教學內容的設計以自編教材為支撐,根據就業市場的變化,每一屆都對教材進行適應性和前瞻性的改動。教學內容上遵循工作崗位導向式,即每一個汽車服務工程工作領域為一個教學項目,遵循“教-學-做”的主線,展開項目教學。根據我校學生實際,并深入調研市面上的相關書籍,自編教材一本。汽車電子商務作為汽車服務工程的主干課,是學生將來主要的就業方向之一,從電子商務平臺搭建到汽車電子商務網站的基本建設和維護,以及汽車后市場的應用,都是汽車服務工程專業學生的主要就業方向,并且將成為主要的就業方向。所以項目教學也是根據就業職業能力進行培養項目分解。
2.汽車電子商務項目教學的前期準備工作
2.1準備項目。
汽車電子商務作為目前比較前瞻的行業,目前發展比較快,也是創新創業的一個領域,但是整體發展仍屬于探索階段,目前只是取得了一些階段性的成果,整體行業的發展還有很大的空間。針對行業的發展現狀和趨勢,汽車電子商務作為潛力發展行業,學生了解現狀,分析發展方向,掌握未來行業趨勢,對于拓寬學生就業,創新創業打下堅實的鋪墊。汽車電子商務項目教學主要從解決企業工作過程的實際工作崗位任務入手,按“提出任務-相關知識-任務實施-任務評估-學習拓展”五個環節實施項目教學。在教學過程中體現教師引導、學生訓練為主的現代應用型教育教學理念(自主合作式項目教學),使每一個學生都參與其中,主人翁的姿態去學習,提高了學生學習的積極性,培養學生專業能力的同時,全過程滲透職業核心能力訓練。并對問題解決的方法進行潛移默化,培養學生的工程工作能力。
2.2設計項目。
設計結合實際、知識點涵蓋面廣的優秀項目是項目教學法實施是否徹底的關鍵。項目教學的設計是將典型的實際工作任務教學化處理的過程,典型的項目來源于行業的實際發展。教師選擇好項目后,要把教學內容潛移默化到項目中,設計一個可操作性強的項目。這樣,學生在完成相應的項目學習過程中,通過具體實施行業的典型工作任務,了解行業最新發展動態和發展方向,學習與工作情境相關的理論知識,對行業形成深入的認識和了解,了解行業發展的最新業態和未來發展的方向和趨勢。根據汽車服務工程專業培養的目標,該項目教學主要選取汽車銷售和汽車后市場領域為主要行業研究領域,包括三大項目:汽車電子商務平臺,汽車電子商務網站建設和汽車銷售和后市場領域的發展。
3.項目教學的具體實施
3.1項目任務的分解。
通過講解項目的情景,分析項目的任務,將項目分成多個任務進行講解,并把每個任務的學習目標和能力目標進行詳細的闡述,通過任務情境的描述,引入每個任務的知識點,教師通過案例驅動式知識點的講解,使學生對任務的實施,有足夠的知識儲備,并且,任務情境已經給出任務目標,學生帶著任務去學習,有的放矢,效果非常好。
3.2項目的實施。
學生以小組的形式,進行任務的分析,學習小組要求男女搭配和能力強弱搭配,這樣,使每一個學生都能參與其中。小組成員選出負責人,全體成員進行任務的討論,制定任務實施計劃和分工合作。
3.3項目實施和評價。
每個小組根據每次項目任務的不同給出行業調查報告或者網頁成果展示,在項目實施的過程中,教師全程給與指導和監督,確保每個成員參與其中。項目評價方式多樣化,包括師生評價、學生評價、小組評價等多種方式。各組項目負責人通過PPT匯報片向全班介紹本組任務實施的成果。通過制作PPT匯報片還可以提高學生職業整體素質和組織展示能力。同時,其他組的學生和指導教師也可提出問題,讓小組成員解釋項目的相關內容。通過提問或被提問,學生對所做的內容加深了理解和鞏固。教師可以對提問的學生或回答比較好的學生進行加分。教師根據各項目組完成過程的具體情況,表揚優秀的大方,指出改進的方向,另外還要對學生的職業素質進行指點,包括匯報片制作、語言表達能力、回答問題的能力、組織協調能力、總結能力等。
4.總結
1.1實踐教學考核項目欠科學。目前實踐課成績評定主要參考以下幾個方面:學生的出勤率、在規定課時內完成實踐項目的情況、實踐教學設備是否完好、實踐報告的撰寫提交情況。然而,對于學生發現問題的能力、針對所發現問題解決的能力等反映學生創新意識、創新素質的考核項目卻未能體現。考核項目的不科學致使學生在參與實踐課時存在很大惰性。針對鶴壁汽車工程職業學院高職汽車電子(以下簡稱汽車電子)專業2013-2014學年第二學期開設的《汽車電控系統實習》課程,從實踐教學目的、實踐操作、實踐環節出現的問題及解決方案的設計四個方面就實習學生學習目的性進行調查。從隨機抽取的汽車電子1206班部分學生調查結果可以發現:超過半數的學生對實踐學習的目標較為明確,能夠認識到參與實踐課學習之前需要掌握哪些理論知識、通過實踐驗證了哪部分理論知識,并能夠按照教師要求較好完成實踐步驟。但是,也存在實踐目的性不明確、盲目參與實踐的學生,統計發現這部分學生約占學生總人數的20%左右。
1.2實踐考核內容有待優化。當前高職實踐課程教學內容大多由理論課程內容演變而來,兩者密切相關,實踐課程的輔主要體現在:
1.2.1考核方式相對獨立。由于實踐課課時相對于理論課偏少,且通常采取單獨考核方式,因此考核結果難免有失偏頗。
1.2.2考核內容缺乏創新性。在實踐課時有限的前提條件下,驗證性考核內容占據了實踐考核的半壁江山,而真正能夠培養學生創新思維、創新素質的設計和綜合性實踐占比卻很小。這種考核方式勢必導致學生的思維定勢,不利于其創造性的發揮。
1.2.3考核對象被動性。學生依據教師講解的原理、操作步驟、設備使用方法按部就班地進行實踐,幾乎沒有主動思考的機會,處于被動實踐的地位。對于在實踐環節出現的問題,學生解決的情況如何、是否有助于培養學生的創新能力、是否有利于發揮對后續課程的指導作用在實踐考核中均未得到體現,嚴重制約著學生綜合能力的發展和培養。
2實踐教學內容新特點
2.1獨立性與系統性相結合。實踐教學在汽車電子專業中占有極其重要的地位,因此,應對教學計劃進行調整,整合專業理論課和實踐課的學時分配,改變以往實踐課作為理論課的依附,處于從屬地位的狀態,對實踐課進行單獨設課,使之成為獨立的課程體系。此外,要加強實踐課對于后續課程的指導地位,前后實踐項目應形成完整的課程體系。
2.2驗證性與設計性相結合。實踐教學內容的設計應本著“以學生就業為導向、以培養復合型高技能人才為目標、以綜合能力培養為本位”的原則,一方面要有利于學生對教材理論知識的鞏固消化;另一方面應增加設計性、綜合性實踐項目,強化對學生基本能力基礎之上的專項能力、綜合能力、崗位能力的培養,提升其就業能力。
2.3知識性與能力性相結合。傳統的以反映實驗原理、實驗目的為重點的單純知識性實踐內容被逐漸淡化,取而代之的是反映學生學習能力的實踐預習、實踐操作、實踐數據處理分析、實踐報告撰寫等方面相結合的實踐內容。
2.4專業性與職業性相結合。實踐考核的內容除了要體現學科專業特點,更應注重對學生職業綜合素質的培養,提倡按照職業實際的工作任務、工作情景組織實踐課程,形成圍繞工作過程的“綜合性”實踐內容體系。
3開放式實踐考核模式
3.1考核模式的依據。實踐考核應著重肯定“實踐教學的整體性、學生群體的差異性、師生交互的雙向性及學生實踐的主體性”,以上述思想為依據,采取“統一要求”與“差異區分”相結合的考核模式。為了克服傳統實踐教學中教師“填鴨式”講解操作、學生“機械式”被動模仿的弊端。“開放式”的實踐教學要針對高職實踐教學的新特點。在教學過程中,教師應扮演好導師的角色,只為學生提供完成實踐任務必須的實踐材料并提出實踐要求,具體的實踐方案的制定、時間步驟的安排、實踐操作的完成均應由學生自己承擔。學生成為實踐學習的主體,教師只是起到了積極引導的作用。這一素質教育和創新教育思想的確立,使得學生在實踐過程中不再過分依賴于教師的“指導”,而是被給予了更多“獨立思考”的機會,從而有效地培養了學生的創新能力和創新素質。
3.2考核模式的實施。開放式實踐考核模式在具體實施過程中應本著“統一要求”與“差異區分”相結合的原則,著眼大眾,突出個體,具體實施模式如下:首先,針對所有參與實踐課的學生采取統一考核方式,在實踐課程結束之后安排學生參加與理論考試同等效力的實踐操作考試和筆試,全面考查學生實際動手能力和創新素質,以檢驗所有參與實踐課程學生完成教學目標的情況。“統一要求”的考核模式采用“微觀專業考核”+“宏觀能力測試”考核辦法。“微觀專業考核”具體包括實踐目標、實踐操作、實踐過程中出現問題的分析及問題解決方案的設計四個方面的學習情況測試,通過對2013-2014學年第二學期汽車電子專業1206班的《汽車電控系統實習》考核測試,發現:90%以上的學生理解實踐前應具備的理論知識,實踐驗證了教材中哪部分理論;能夠按照教師的要求較好完成整個實踐過程操作。對于“宏觀能力測試”,則是在學生具備了扎實的理論基礎后,考查學生組織管理能力、解決實際問題能力的測驗。在已完成實踐任務的學生中抽選數名作為輔導教師指導其他班級實踐課的學習,通過指導其他同學,這些具備輔導教師身份的學生專業理論更扎實,技能操作更熟練,組織管理能力得到了相應提升。其次,由于學生之間存在個體差異,每個學生的知識接受能力和思維反應能力有差別,完成實踐任務所需的時間不同,在規定的課時內對實踐內容的掌握程度必然存在差異。高職教育倡導大眾化與高等化相結合,所以“差異區分”的考核對象應回歸到實踐知識掌握牢固、實踐動手能力強的學生之中。針對學生在實踐過程中發現的問題,教師應從專業角度給出問題解決的方向,通過教師的指導,學生能夠更深入地理解知識應用背景,并將知識點重新整合,并提出更有價值的觀點。通過將“開放式”實踐考核模式應用于汽車電子專業,發現“差異區分”的考核模式提升了學生學習的主動性,這可以由學生參加汽車維修工資格考試的人數及考試通過率得到驗證。此外,該考核模式培養了學生的創新素質和創新能力,該校汽車電子專業學生參加2012年河南省職業技能大賽汽車檢測與維修項目比賽獲得了第三名的好成績,這與實踐教學考核模式的改革息息相關。
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