电气控制论文范文

2023-03-26

电气控制论文范文第1篇

摘要:文章主要分析了目前的“机床电气控制”课程教学中存在的问题,并针对这些问题引入了项目教学法;进一步阐明了“机床电气控制”课程教学中项目教学法的应用条件、应用举例和项目教学中应注意的问题。

关键词:机床电气控制;项目教学法;应用

项目教学法的核心是不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标,或者说不是简单的让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价,学习的重点在学习过程而非学习结果,他们在这个过程中锻炼各种能力。教师已经不是教学中的主导地位,而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者,学生具有90%的积极性和主动性。学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程,在这一过程中学习掌握教学计划内的教学内容。学生全部或部分独立组织、安排学习行为,解决在处理项目中遇到的困难,提高了学生的兴趣,自然能调动学习的积极性。因此“项目教学法”是一种典型的以学生为中心的教学方法。其显著特点是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”的被动教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。本文章“机床电气控制”课程教学改革为背景,探索和分析项目教学法在“机床电气控制”课程教学中的应用。

一、“机床电气控制”课程教学存在的问题

(一)理论课讲解干瘪、无味

目前,大多数高职院校的“机床电气控制”课程的教学仍然以灌输式教学为主,以教师讲授为中心,虽然黑板粉笔改成了多媒体教室,增加了一些继电器器件以及部分机床电路原理图的图片展示和动画演示,但学生和教师之间的交流和互动仍然很少,加之大多数学生实际接触真实机床的机会很少等原因,最终的教学效果不是很理想。纵使教师精神饱满,富有激情地不断重复讲解,并以考试作为手段,配有部分内容的实训实验,但单调和枯燥的讲解和部分不切实际的实训内容,还是难以激发学生的学习兴趣,教学过程也沉闷乏味,毫无生气。为了应付考试,学生只能通过机械似的记忆来掌握主要的授课内容,对知识的理解不深刻,达不到教师预期的教学效果。

(二)实验实训内容较少

在实际教学中,由于受到实训条件的限制,对于教学大纲或课程标准中规定的实践环节往往是敷衍了事,对实训环节更是有心无力,最终导致了实训环节在“机床电气控制”教学中的缺失,这些因素将直接影响“机床电气控制”课程的教学效果。比如,作为一所高职院校,阜阳职业技术学院在实验室建设中投入的资金和人力虽然是很多的,但是目前能够用于“机床电气控制”课程教学的设备却很少,只有一个有两类机床共40套仿真设备的实验室,这两类机床虽然是机床电气控制课程中很重要的部分,但是其他机床实验设备的缺失,使学生在这门课程的学习过程中总是存在遗憾。

(三)理论教学和实践过程脱钩

目前,阜阳职业技术学院机电一体化等专业的教学基本沿用了理论教学加实践教学的模式,理论与实践分时段进行。一般教师在安排教学时总是会先进行理论知识的学习,然后进行实践环节的锻炼。这样理论课和实践课的分开易导致学生在理论知识和实践知识上的脱节。首先,“机床电气控制”课程中有很多的机床电气控制原理图,学生在对机床的外观、动作方式没有任何直观概念的情况下进行理论学习,接受知识很被动,没有自己的主观理解,课堂内几乎是教师的一言堂;其次实践课程与理论课程不同步,在实践课需要与理论结合时理论知识近乎忘却,实践课程无法及时享用理论课程的成果,实践课教师在安排实践内容时无法实现最佳效果。另外,实验室机床设备的仿真模型化,也使“机床电气控制”课程的实践教学和工厂的实际机床脱钩。为了改变这种教学状况,可以尝试将项目教学法引入“机床电气控制”课程教学之中。

二、项目教学法在“机床电气控制”课程中的应用

为了提高“机床电气控制”课程的教学效果,达到高技能高职高专相关专业的人才培养目标,依托校内的实训基地实验室硬件条件,把项目教学法引入到“机床电气控制”课程的教学过程中。经过两年的教学实践,效果比较显著,从教师到学生反应都很理想,学生课堂的积极性、参与性、互动性和课堂气氛都得到了极大的提高。不仅如此,学生的动手能力、理论联系实际能力、团队合作能力以及现场解决实际问题的能力也有较大提升。

(一)项目教学法的应用条件

在项目教学中,学习过程不再是教师的一言堂,而成为了教师指导、监督、引导,学生积极参与的创造性的实践活动。因此,在具体项目教学的实施过程中,需要满足以下几个条件:

1. 教师必须是“双师型”教师

人是决定事件成败的关键,项目教学中的“人”就是指教师,引入项目教学的关键就是教师。项目教学法虽然也讲求理论,但主要是要做实践项目,因此,要求教师必须是既能从事理论教学又能从事实践教学的“双师型”教师。与传统的教学方法相比,项目教学法需要花费教师更多时间和精力,同时对教师的教学和实践业务水平要求也更高,教师不仅需要精通教材内容,更需要熟悉实际的操作过程,有较强的动手能力。因此要想实施项目法教学,就必须首先提高教师的业务水平特别是实践能力,然后才是对教材理论的理解,既能从事理论教学又能从事实践教学的“双师型”教师才是实施项目教学的关键所在。

2.必须具有开展项目的实践条件

俗话说“工欲善其事,必先利其器”,再好的教师也不能纸上谈兵。“机床电气控制”是一门理论和实践并重的课程,各类机床的结构、外形、工作原理十分的复杂,如果没有实际的机床供操作,学生的动手能力和专业素养是不可能发展提高的。对于开设机电类专业的学校,实验室建设在专业发展中具有十分重要的作用。项目教学法也注重实践条件,实践条件决定了教师项目的选择,决定了最终实施的项目好坏,实施项目与实际工厂中的设备的区别,也必然直接影响着最终教学效果的发挥。

3.项目教学不能脱离教学大纲

不管是传统的教学方法还是项目教学法,大家的目的都是培养更加适应社会需求的高技能的高职高专人才,都有自己的培养目标和与之相适应的课程教学大纲或课程标准。项目教学非但不能脱离教学大纲,反而应该确保所选择的项目能够将教学大纲要求的理论知识和实践内容有机地结合起来,能够激发学生的学习兴趣和求知欲,能够在具有一定难度的基础上培养学生的动手实践能力和团队合作能力。

4.考核方式要合理公正

项目教学中,考核必须要合理公正,必须兼顾理论和实践两方面,评分标准必须明确,对完成项目的评价必须合理公正。项目教学具有重过程轻结果的特点,教师在进行项目评价考核的过程中更应该要合理公正。具体的评价方式可以采用教师的指导性评价和学生的自主评价相结合的方式进行。

(二)项目教学法在课程教学中的应用举例

机床电气控制所涉及的机床较多,每一种机床都有其自身的特点、优势和适用场合,为了使学生更好地理解、接受并掌握知识,必须以每一个机床作为一个项目进行实践操作。比如,对于普通车床,设立了识读并检修普通车床CA6140电气控制电路项目,共6个学时。根据课程标准,这个项目确立的知能目标是:掌握常用普通车床电气控制原理图的识读方法,会识读普通车床的电气原理图,会处理普通车床的常见电气故障。根据知能目标,将整个项目分为若干个阶段任务,并在每一次上课前以项目单的形式发到每一个同学手中,让学生有充分的时间预习和查找资料。

第一阶段:总体认知阶段,学生的任务是:(1)观察实验室内车床CA6140的外形、动作方式、工作过程;(2)找出车床上面(包括车床内部)的所有的低压电器元件及控制柜并明确每一个低压电器元件的作用;(3)根据实际操作,领会低压电器元件在电路图中的位置和作用。在这个阶段,学生需要总体观察普通车床的工作方式、运行过程并对其上面的低压电器元件利用已经有的知识进行分析。

第二阶段是分析普通车床CA6140原理图,学生的任务是:(1)根据前一阶段得出的结论对普通车床的电路进行设计并和实际电路图进行对比;(2)分析理论中的电路图与自己所设计电路图的区别,找出其优点所在;(3)看懂并分析电气原理图,掌握普通车床CA6140的工作原理。在这一阶段学生需要对自身所设计的电路和理论上的电路进行比对、分析,得出自身设计的缺陷。在这个过程中,学生就能掌握掌握普通车床CA6140的工作原理,同时,学生之间也会交流和合作,共同评定设计的好坏,该过程可以提高学生的表达能力和团队协作能力。

第三阶段是故障检修阶段,通过实际车床的操作和原理图的分析设计,让学生学会对普通车床CA6140进行检修。学生的任务是:(1)分析普通车床CA6140的故障现象;(2)根据故障现象,对实际所设置的故障进行检修。在这个阶段中学生需要掌握常用电工工具和电工仪表的使用,针对各种突发性问题需要自主寻求解决方法,这一阶段的实践对提高学生的动手动脑能力、理论联系实际能力有很大作用。

最后,根据项目完成的情况,教师集中讲解和点评。当然在前几个阶段,教师也要参与并实时地进行指导,但应突出学生在项目完成中的主体地位。

三、项目教学法在实际应用中应该注意的问题

项目教学是以学生为中心而设计的,它以学生通过完成工作任务形成直接经验的形式使学生掌握各项实践行动中的知识、技能和技巧。在项目教学中,教学过程成为学生主动参与的实践性活动,注重的不再是结果,而是完成项目的整个过程。因此,在项目的具体应用中,需要注意以下问题:

(一)选择项目要合适

选择项目要合适,必须实用、优秀,并符合学校实验室条件。项目的选择是项目教学法的第一步,也是至关重要的一步,它直接关系到整个项目化教学实施过程的效果。项目的确立必须充分考虑实验室的现有条件,同时还要考虑教学大纲和课程标准,要尽可能囊括全部的教学知识点,难易度要符合学生的实际水平。另外,在项目的选择过程中可以适当的引入企业人员参与,这样选择的项目才更符合社会生产的实际。

(二)教师指导要把握好尺度

教师在项目教学中的身份是组织者、监督者、引导者和指导者,学生在项目完成过程中发生错误和遇到困难时,教师应及时给予纠正、指导和帮助,教师对不同层次学生的指导也应因人而异。项目教学法的根本目的是让学生自己发现和运用知识,从而提高操作技能并完成自我能力的提升。教师一定要注意把握好指导的尺度,多做启发性指导,给学生留下充分的思考空间。

(三)项目教学中必须进行实时总结和点评

每个学生在基础知识、自身经验和接受能力等方面所存在的差异,使得学生在同样的项目中所获得的结果也不同,实时的总结和点评可以帮助学生掌握项目完成的最佳方法和技巧,找出自己的不足,以便更好的完成项目并为以后学习和工作打下坚实的基础。

实践证明,将项目教学法引入“机床电气控制”教学中,改变了传统教学说教式的被动学习模式,充分调动学生的积极性和主动性,让学生在实践过程中发现问题、分析问题、解决问题,既提高了学生参与课堂的积极性和主动性,又培养了学生的实际操作技能和团队合作精神。

参考文献:

[1] 刘成晔,蒋科军. 项目教学法在“汽车构造”课程教学中的应用与探索[J]. 江苏技术师范学院学报, 2010,(5).

[2] 张莹.浅谈高职院校的项目教学模式[J]. 江苏高教,2008(1).

[3] 程少伟.谈行为引导教学法之项目教学法应用[J]. 职业教育研究,2005(11).

[4] 蒋庆荣.以项目教学法促进学生自主学习的探索与实践[J]. 珠海城市职业技术学院学报,2006(2).

电气控制论文范文第2篇

【关键词】电气控制;线路设计;制定依据;注意问题

在现代工业生产中,电气自动化程度的高低直接关系着机械设备的安全性及使用效率,且随着科学技术的迅速发展,机电一体化已成为现代机械工业发展的整体趋势。从电气行业的实际发展状况来看,在保证电气相关工作质量的过程中,其基本前提在于掌握电气控制设备的路线设计,以此来保证电气设备安全、高效的运行。在这一问题上,本文从电气控制方案的制定依据、电器控制的线路设计要求及电气控制线路设计中需要注意的问题等三个方面对电气控制的线路设计进行分析。

1.电气控制方案的制定依据

受电气设备种类及使用方式的影响,电气设备有着多种控制方案,设计人员在进行电气线路设计时,需本着简便、可靠、经济、实用的设计原则进行设计,以此来发挥出电气设备的操作优势。一般来讲,电气控制方案的制定,需要遵循以下几个原则:

1.1控制方式需满足设备的拖动需要

在判断电气设备控制方式科学与否的过程中,其主要评判标准在于电气设备创造的经济效益。简单的电气控制逻辑与稳定的生产设备工序,多适用于继电-接触控制方式,这也是较为合理的;相反,若加工程序多变,设计人员则需要考虑采用编程序控制器。

1.2控制方式需满足电气设备的通用化程度

在电气设备的实际运行中,所谓的通用化是指生产机械加工中面对不同对象时的通用化程度。如某些加工一种或者几种零件的专用机床,其通用化程度低,这种设备可以保持较高的自动化程度,因此,这类机床一般适用于固定的控制电路;但如果是用于单件小批量零件加工的通用机床,则需要结合着加工对象来选择与之相符的加工程序,如数字程序或者编程控制器,以此来体现电气设备运行中的灵活性与通用性。

1.3科学稳定的电路电源

在选择电路电源的过程中,若电气设备控制电路整体比较简单,则可以使用电网电源,若电气设备中的元件比较多且设备内部电路比较复杂,则需要设计人员对电网电压进行隔离降压,以此来减少设备故障的可能性。另一方面,针对自动化程度高的生产设备,设计人员需要考虑直流电源,在节能安装空间的同时,还能便于操作、维修。

2.电气控制的线路设计要求

设计人员在进行电气电路设计时,其设计顺序一般按照主电路、控制电路、设计电路、信号电路及局部照明电路等几个方面进行。且在初步设计完成后,需要设计人员结合着电气设备的使用功能,对其进行检查,确保线路设计符合要求,并在条件允许的范围内对其进行完善与简化。

2.1控制线路的设计要求

在电气控制线路的设计方案上,主要取决于电气设备的实际操作,换而言之,不同功能的电气设备,其电气控制线路的设计要求不同。但从整体设计规律上看,其电路设计仍需满足以下几点基本要求:第一,设计方案的制定,必须满足生产机械的工艺要求,确保电气设备能够按照工艺顺序准确、可靠地运行;第二,在电气线路设计上,应确保整个线路简洁有效,且尽量选择常用的、经过实际考研的设计线路;第三,线路设计应满足操作调整与检修方便的原则;第四,确保所设计的线路具备必要的保护装置及连锁环节,确保出现错误操作时,设备能自动断电,避免重大安全事故的发生;第五,设备线路的设计,必须安全可靠,以此来保证电气设备的稳定运行。

2.2控制线路的设计方法

电气控制线路的设计方法主要由经验设计法语逻辑设计法两种。首先,经验设计法。所谓的经验设计法是指结合着生产工艺的实际需求,依据电动机的控制方法,选择典型环节路线直接进行设计。这种路线的设计需要设计人员结合着电气设备的实际要求,将各个独立控制的电路设计出来,然后结合着设备的实际运行状况,对各个分部的电路联系进行确定。这种设计方案的优势在于简单有效,缺点在于线路设计需要经验丰富的设计人员来设计,且需要绘制大量的分部线路图,设计时间上比较长。其次,逻辑设计法。所谓的逻辑设计法是指采用逻辑代数的方式进行电气线路设计,这种设计方法的优势在于线路结构合理,可节省所用元件的数量。在逻辑设计法中,需要设计人员明确控制对象的运行信号,尤其在整体逻辑变量系统设计上,对整个运行元件的使用性能进行分析,进而明确控制对象每个动作的启动、停止信号。

3.电气控制线路设计中需要注意的问题

结合当前社会经济的實际发展趋势不难看出,线路设计是进行电气设备设计、生产和调控的关键所在,同时也是电气设备正常、可靠、安全运行的保证。由此可见,保证电气控制中线路设计的准确性与科学性,对电气控制线路的安全运行有着直接作用。

3.1尽量减少线路连接导线的数量

设计人员在电气控制线路设计中,应从电气设备各个元件的实际占地位置出发,在符合线路设计原则的基础上,尽可能的减少配线时的连接导线,避免导线引起不必要的故障。

3.2正确连接电器线圈

在电气控制线路设计上,电压线圈受自身阻抗性能的不同,无法进行串联使用,避免造成两个线圈电压分配不等的现象发生,即使是两个同型号的线圈,在面对额定电压的前提下也应避免这种连接。这是因为电器动作的发生有着一定的先后顺序,当一个接触器运行时,其线圈阻抗会增大,且线圈上的电压将增大,导致另一个接触器无法吸合,情况严重时还会出现线圈烧毁的状况。与此同时,电感量相差悬殊的两个电器线圈,也不能并联连接。

3.3避免寄生电路的出现

顾名思义,所谓的寄生电路是指线路运行中意外接通的电路,这种电路在运行中,除了降低设备元件的运行效率外,还会加大机器的磨损程度,增加设备的运行成本。此外,在线路设计上,设计人员还应最大限度的减少电器数量,采用标准件和相同型号的电器尽量减少不必要的触点以简化线路,提高线路可靠性。

4.总结

综上所述,随着社会经济的迅速发展,电气设备已成为工业发展中必不可少的一部分,对人们的日常生活及社会经济的发展有着直接推动作用。做为电气控制系统的重要环节之一,电气路线设计对整个电气设备的整体运行有着直接影响作用。这就要求电气线路设计人员能够深入电路设计研究,结合着电气设备的实际功能及自身的工作经验,采用科学合理的设计方法,确保电气线路设计的准确性与有效性。 [科]

【参考文献】

[1]莫少荣.电气控制线路设计基础的探究[J].科技传播,2011(02).

[2]陆斌.电气控制线路的设计探讨[J].法制与经济(下旬),2011(08).

[3]杨春光.小议电气设备的故障维修与检查[J].黑龙江科技信息,2009(08).

[4]孙丽英.电气设备故障维修与检查的技术对策[J].黑龙江科技信息,2011(09).

[5]顾卫东,陈玉光.浅谈电气控制系统常见的故障现象及故障分析与解决方法[J].科技信息(科学教研),2008(19).

电气控制论文范文第3篇

【摘  要】随着当前我国的科学技术水平提升,智能化生产已经成为发展的趋势,各领域的发展都在向着智能化的方向迈进。烟草设备的运用过程中,电气控制技术的应用提高了生产的质量,但电气控制中也常常会出现故障问题。本文主要就烟草设备电气电控问题特征进行阐述,然后探究常见的问题和处理的方法,希冀能从理论层面研究为解决实际问题起到积极促进作用。

【关键词】烟草设备;电气控制;问题处理

引言

烟草设备电气控制技术的运用下解放了劳动力,从整体上提升了烟草制作水平和效率,而在具体的设备运用中,由于受到诸多层面因素影响,其中存在的问题也比较多样,影响了设备的正常使用。

1.烟草设备电气电控问题特征

烟草生产过程中由于香烟的体积相对比较小,材料也有着其特殊性,所以在进行生产的时候烟草设备的应用质量控制就显得比较重要,设备的精细度比较高,使得设备电气控制在操作时候也有着其难度,故障检测也存在着难度。一旦设备发生故障,在进行维修的时候也会诸多诸多的困难。烟草设备精细度比较高,内部空间相对有限,狭小空间环境在故障的检修方面就存在着很大的难度,检修仪器由于自设体积方面原因,作用很难充分发挥。烟草设备的特殊性使得各零件内容也比较精细,零配件缝隙小,配合度高,发生故障问题的时候很难精确的对故障进行定位,这就必然会使得设备应用的故障进一步扩大化。

2.烟草设备电气电控问题和处理的方法

2.1烟草设备电气电控问题和处理

烟草设备电气控制的问题比较多样,不同的设备发生的故障类型是不同的,这就需要从多方面加强重视:

(1)卷烟机电气控制问题和处理。其一,无法启动机组问题和处理。卷烟机设备是比较重要的烟草设备组成部分,烟草生产当中卷烟机不能正常启动运动,故障显示器没有显示故障信息的问题比较常见。通常设备开关设计时候会有独立触点设计,这些触点的作用主要是体现在电气控制故障显示上,而烟草生产环境相对特殊,生产当中容易产生烟尘,这些因素就比较容易造成活动杆发生失灵的问题,对触点敏感度产生影响从而发生启动故障。这一故障的发生就容易造成防护罩出现自动关闭的现象,触点断开后不能对故障信息显示。而解决这一问题就要注重从清洁的工作方面加强重视,做好开关的清洁护理相应工作,要能保障触点的表面没有出现烟尘堆积的状况,只有在这些方面得到了完善,才能有助于将机组启动的问题得以有效处理。其二,停机故障问题和处理。烟草设备的实际运行过程中,机组发生停机的故障问题也是比较常见的,设备运行中突然发生停止,停机后就需要对设备再次启动,这时候会正常运行。出现停机的故障问题,主要是拼接检测器发生了故障,设备保护套以及水松纸质量因素影响所致,拼接检测器的内部使用水松纸的质量问题,保护套长期使用发生磨损,也比较容易出现静电电流,容易造成机组停机的问题。对于机组的停机问题故障的处理,相关技术人员就要注重及时更换保护套以及水松纸,结合实际状况对水松纸位置加以调整,增长前螺栓等。其三,输送带传输问题和处理。卷烟机电气控制中对于输送带传输发生的问题,会影响整体的生产活动。主要问题体现在输送带调节层面,输送带的运行速度不稳定,以及发生滞缓以及超速等问题,这些都是电气控制中电路系统发生故障所致。在对这一故障问题的处理过程中,就要注重通过万用表检测输送带电路,查看是不是发生电路系统的故障损坏零件以及线路,及时的更换零件以及做好维护的工作。

(2)包装设备电气控制问题和处理。烟草设备系统中包装设备也是重要的构成内容,在这一部分的设备电气控制问题的发生也是多方面的,从以下几点问题进行阐述:其一,设备检测功能问题和处理。电路板的信号灯常亮是比较重要的故障,主要是因为复位功能发生了问题,要注重检测电路查看电路的正常性,复位功能问题主要是触发器以及逻辑器的原因所致,这就需要及时进行对这些零件进行更换。更换的过程中,相关技术人员就要结合设备故障状况判断,是整体更换电路板还是只更换元件。包装设备故障也会受到故障检测器问题影响,造成功能的丧失,所以在这些层面的检查也是比较重要的。其二,元件自身问题和处理。包装和设备的实际运用过程中,由于元件自身存在着质量问题,这就会容易对相应的系统正常运转产生影响,如机械突然停止,以及复位方面存在难度等。问题的解决要注重围绕触点以及元件进行开展,在找到相应的问题故障点之后就要解决实际需要进行更换。

2.2烟草设备故障检测诊断

为能避免烟草设备故障的发生以及提高故障解决的效率,这就需要在故障的检测诊断方面运用新的技术。如通过在线监测的技术应用,发挥电气自动化的作用优势,通过就烟草设备运行环境和过程有效监控,对相应设备的运行状况及时了解,这就能及时的发现故障问题和及时解决。

3.结束语

总之,烟草设备电气控制中的问题解决,要能从多方面进行考虑,找到其中的问题原因加以针对性应对,从而才能保障烟草设备的正常运行。通过从理论层面深化探究,这就能为解决实际的设备问题起到积极作用。

参考文献

[1]蔡均.探讨烟草设备电气控制常见问题与对策[J].科技资讯,2019,17(10):30+32.

[2]蒋健.烟草设备电气控制的常见问题及对策分析[J].自动化应用,2018(01):47-48.

[3]周琪.烟草设备电气控制常见问题和应对策略分析[J].电子测试,2018(20):132-133.

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[9]徐振兴.大数据时代烟草商业企业财務管理创新研究[J].科技经济导刊,2019,27(19):235.

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作者简介:郝雁(1995.05--),男,汉族,山东青州人,本科,研究方向为电气。

电气控制论文范文第4篇

摘要:针对信息化教学在教学改革中的应用情况,结合电机与电气控制课程在高职院校教学中教学模式的现状,提出改进的电机与电气控制课程教学模式的思考,包括MOOC线上自学、教学平台全过程监督等多种手段结合的教学模式的设计、项目模块化与虚拟仿真相结合的教学模式等,通过对智能控制技术专业实施教学改革,教学效果表明该课程教学改革既可以巩固学生对知识点的掌握,也可以通过虚拟仿真解决线上实验,对学生的职业技能与职业素养都有一定提高。

关键词:信息化;MOOC;电机与电气控制;教学改革

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

电机与电气控制是机电、电气自动化、工业过程自动化、工业机器人等专业重要的专业基础课。学生通过学习低压电器以及基本控制电路、机床电气控制电路等知识点,掌握电机与电气控制相关知识点,提高实践能力,有效对接后续课程以及岗位技能要求。同时,电机与电气控制又是学生进行生产实习、控制盘实验、毕业设计等实践性环节的重要手段。在这些实践性环节中,学生将所学的知识加以综合运用,进一步培养实践创新与应用能力。但是,现阶段,该课程只能进行线上教学,如何解决线上理论与实践教学问题,是该课程的一个关键点。同时,针对不同层次的学生开展不同的教学实施办法,教学过程中应科学规范指导学生去学习,发挥其学习的积极性。在教学过程中,教师针对学生的学习差异性,有效的帮助学生构建电机与电气控制知识树,理解各个知识点。针对目前电机与电气控制课程教学中存在的不足,对课程知识点结合实际案例进行重构,形成项目化模块,实现项目驱动、任务分解、理实一体的教学模式,同时在教学实施过程中将信息化手段和MOOC教学方法引入到电机与电气控制的课程教学中。针对该课程存在的教学问题,以及应对该课程的线上教学,笔者根据多年信息化教学的经验,探索出电机与电气控制课程教学改革方案,具有一定的可实施性与有效性。

1 电机与电气控制课程存在的问题

(1)理论教学与实践教学完全脱离

传统的电机与电气控制课程教学思路是把理论教学和实践过程完全分离,一学期中前大半学期学生先坐在多媒体教室听理论课,然后再到控制盘实验室做2-3次实验课,结果学生对教师讲解的知识已经基本遗忘了,导致学生对低压电器的操作也是一知半解,不能熟练、系统地掌握相关知识。

(2)学生的学习兴趣不浓,积极性不高

传统的电机与电气控制课程教学模式主要是通过讲师理论讲解、学生很少主动参与教学,学生在教学过程参与式学习的程度不高,因此对于传统课堂教学缺乏兴趣与积极性,实际教学效果不高。

(3)学生遇到问题时,适应能力、应变能力不强

低压电器控制电路有很多,实现一个功能可能有多种途径。在传统“教师为主体”的教学模式下,学生缺乏主动、独立思考解决问题的能力,往往无法拓展思维,上课老师讲过例子学会了,而一旦出现了新问题,往往就显得手足无措,不懂得活学活用,进行应变。

(4)教学内容与自动化企业生产联系不够紧密

以往的电机与电气控制课程的知识案例都是一些陈旧案例,没有紧密对接目前自动化行业企业的实际工程需求,这样培养的学生无法快速对接企业的岗位需求,通过往届毕业生的调研反馈归纳出了这样的问题。

(5)评价考核手段单一

传统教学考核方法主要注重期末试卷成绩,忽略了过程性考核。以往考核方法无法全方位的考核学生,对学生做出规范合理的评价。

因此,如何有效地整合现有教学资源以及结合信息化手段,指导学生掌握低压电器控制电路的基础上,培养学生的专业技能,提高学生的就业适应能力,选用适当的教学方法和手段提升电机与电气控制教学质量和教学效果,是目前电机与电气控制课程进行教学改革急需解决的关键点。

2 教学方法的改革与实践

MOOC的产生基于现代科技的发展,它给教育行业带来了新的改变。大众能通过互联网获取各类大学课程资源,不限时间、地点进行学习,完成作业和测试,与其他用户一起进行学习讨论。虚拟仿真实验可以解决学生在家线上实操问题,培养学生团队协作的精神。结合企业实际案例,针对学生的学习特征,运用信息化手段以及虚拟仿真教学资源,开展项目化教学,提高学生参与度,让学生高效的边学习边实践边掌握边提高。针对行业和用人单位的实际需求,将教学内容、专业培养目标与职业岗位、职业技能相结合,发挥学生的能动性,培养学生综合专业技能的同时培养团队协作能力和创新能力。

2.1 基于信息化+MOOC课程资源重构

将项目进行模块化设计,以解决实际工程案例问题为前提,围绕专业技能的提高,合理规范的整合零碎、难懂的知识点,通过项目任务构建课程知识点,进一步完善教学内容,使学生全过程参与项目教学,让学生积极参与到方案的设计、硬件装调、设备运行调试中,培养学生团队协作、解决实际工程的职业技能,能协调完成教學任务。依托校企共建埃夫特机器人学院产教融合实训基地,开发技术交叉、专业融合的综合实训项目,拓宽学生的知识层级。推进教育教学与信息化技术融合,引入企业新成果和新职业资格标准,开发“新技术、新工艺、新规范”工程化教学资源、典型案例,开发随技术动态更新活页化讲义,开发“云课堂”手机APP移动学习、智慧职教等云服务的信息化互动式教学资源。分期分模块建设随企业新技术、新产品、新标准更新的、可扩展的《电机与电气控制》课程资源。

2.2 基于信息化+MOOC教学模式改革设计

改变传统教学模式,采用“项目模块化+信息化+MOOC”的教学模式进行教学,充分考虑课前和课中、课后三个环节,围绕“职业能力”,开展项目模块化,结合信息化手段与线上资源,强调教与学的深度融合,充分发挥学生学习的主体性,由此更好地完成课程教学目标。

线上与线下混合式课堂教学,团队协同综合实践项目化教学。运用现代信息技术手段,推进慕课建设与应用,实施课前线上预习、测验,课中实训基地实践,以学生自主学习为主的线上线下混合式课堂教学方法。围绕自动化类专业岗位技能需求,选取典型生产项目,依据“设计与仿真、加工、检测、维护”设计项目化教学方案,实施与企业真实项目开发贴合团组融合教学管理。将传统教学和信息化教学的优势相结合,做到线上有资源、线下有活动、过程有评价、教学有反馈、课程有调整。运用动画、微课、案例分析、思维导图、雨课堂、学习通、案例库、大数据指数、智能视频软件等信息技术手段辅助教学,让枯燥、抽象、难懂的知识点转化为具体的、形象的、有趣的,可以进一步启发学生的思考,通过开展企业案例项目的实战,细化分解知识点,从而达成期待的教学效果,完成学生综合能力以及专业能力的培养。

2.3 基于信息化+MOOC教学模式的实施

教学环节建设主要是依托项目化教学来实施,在项目实施过程中将思政元素:工匠精神、创新精神、责任意识、科学精神等融人进来,同时结合劳育教学元素。

课前预习拓展教学。课前教师备课引入实际生产案例,将学习资源上传到雨课堂课程平台,在职教云平台引用组建资源库课程,并通过网络平台发布课前学习任务。学生登录教学平台观看任务相关微课并查阅相关资料,完成课前任务并进行自评与互评。教学通过平台学习反馈实时调整教学策略。

课中学习,任务分解。采取“MOOC+信息化+模块化”教学方法,通过任务引入使得学生发挥学习的主动性,任务分解使学生有针对性的学习,任务演练教师分解知识点讲解示范,任务实施使学生锻炼自己实践动手能力以及培养团队协作精神。在课堂上采取实时同屏演练、擂台对抗赛、成果分享提高学生学习兴趣,凸显学生的积极性,最后教师总结并布置课后作业。

课后归纳,知识巩固。教师利用教学平台发布作业和单元测试检测所学内容,巩固训练。

2.4 基于信息化+MOOC的高素质教师队伍

高素质的教师创新团队是保障课程有效开展的基石。应加强建设课程的教师创新团队,从而解决现阶段团队的企业实践锻炼不足和创新意识不强等问题。目前,团队教师很少参加过企业实践项目的训练,但是这些教师都是掌握丰富理论知识的高学历教师,但企业实践经验不足,很难将工业中的实际问题与课堂理论知识相结合,不利于学生在进行工程项目实践时进行发挥,因此教育质量得不到明显的提高。同时,教师团队以积极参与信息化教学培训,整体参与电机与电气控制的MOOC资源的建设,从而打造一支能用现代化手段应用到课堂教学的师资队伍。

3 教学考核方法的改革

针对教学方法的改革,应该改变教学考核方法,电机与电气控制课程的考核应该突出学生的主体地位。教学全过程采取多元评价考核,同时线上评价与线下评价相结合,以及校企双师评价、生生评价、自评等方式。教学评价分为结果性评价和过程性评价。引导式总结内容,质疑式提问,对各个考核环节进行打分,在课后对各个环节的分数进行汇总,对学生进行客观公平公正的评价。

对知识点的考核应该按照项目任务进行全方位考核,一方面对学生的职业素养进行考核,另外一方面从学生的职业技能进行考核。对于课程内容进行重构成4个项目、16个任务,充分发挥学生学习的主动性,同时发挥团队协作及时完成教师布置的任务。同时,给予学生二次完善方案机会,即当学生提交任务后,任课老师运行学生项目,指出其中的错误和不足,提出改进意见和思路,让学生在一个周期内完善项目后二次提交。

4 结束语

改变以往电机与电气控制课程教学方法,采取“项目模块化+信息化+MOOC”教学方法,通过项目导人,设计恰当的工作情境和岗位任务,使得学生积极主动学习,在完成核心教学任务的同时,也使得学生的职业技能得到提高以及职业素养得到了提升。通过对智能控制技术专业2019级学生的线上教学实施以及调研结果显示,虚拟仿真实验的引入很好地解决了课程实验操作的問题,解决培养学生动手能力和实验条件有限之间的矛盾;提高了学生学习电机与电气控制的学习兴趣和学习能力,让学生由被动学习变成主动学习。通过电机与电气控制课程教学改革培养了学生的创新和实践能力。

参考文献:

[1]杨东方,“冬虫夏草的鉴别”信息化教学设计[Jl.科技创新与生产力,2017(11):53-54,57.

[2]许月琳.课证融合模式的“电机与电气控制”课程教学改革的实践[J].内江科技,2012(11):187.

[3]段薇薇.信息化教学手段在高职课程中的应用研究[Jl.山西建筑.2017(01):254-255.

[4]王丽翠.高职电气控制与PLC课程教学改革探索[J].天津职业院校联合学报.2017(11):63-66,71.

[5]王浩澂.基于情境式集成实训的高职学生职业素养的培养与考核[J].高教论坛.2015(01);33-36,55.

[6]华晓龙.高职院校市场营销专业“以赛促学”教学模式探索[J].商业经济.2018(12);160-161,166.

【通联编辑:代影】

基金项目:安徽省2019年度高校优秀拔尖人才培育资助项目高校优秀青年人才支持计划重点项目(皖教秘人[2019154号),项目编号:gxyqZD2019106

作者简介:周明龙(1983-),男,安徽安庆人,安徽机电职业技术学院电气工程学院,讲师,硕士,研究方向:智能控制;吴勇(1970一),男,安徽庐江人,国网安徽省庐江县供电公司,工程师,学士,研究方向:电气工程;程晶晶(1988-),女,安徽淮南人,安徽机电职业技术学院电气工程学院,讲师,硕士,研究方向:电气工程。

电气控制论文范文第5篇

摘  要 采用虚拟现实技术,通过Unity 3D软件构建虚拟世界,开发电气控制虚拟实践,并发布到Android游戏平台上。3D教学课件的应用,取得很好的实践教学效果。

关键词 Unity 3D;电气控制虚拟实践;Android游戏平台;3D教学课件

Development of Electric Control Virtual Practice on Android Game Platform//LIU Anping, SHAO Wenmian, YUAN Pengtao, DU Linjuan, LIANG Zhiqiang

Key words Unity 3D; electrical control virtual practice; Android game platform; 3D teaching courseware

1 课题解决的具体问题

Windows平台的电气工程虚拟实践,每个训练室只有一台电脑,在实践教学应用过程中,不能全方位为学生提供服务;如果将虚拟实践平台安装在手机游戏平台上,每个学生都会有自己的虚拟实践平台。学生首先在Android手机游戏平台上进行电气控制虚拟实践,对器件布置、线路连接、电路检测和送电试车,有了整体认知和掌握,然后进行真正的电气控制实践操作,教学效果会更好。

笔者研发的Windows平台的电气工程虚拟实践,在一年的实践教学应用中进行了不断完善和更新,本次教研项目就是在此基础上进行开发的。在Android游戏平台实现电气工程虚拟实践,模型建立和脚本语言文件编写等前期准备工作已经基本完成;登录窗口建立、游戏关卡设计、评分系统、纠错提示以及手机屏幕的自适应调整,是课题解决的具体问题。

2 电气控制虚拟实践

电气控制训练课程内容是三相交流异步电动机控制线路安装实践,训练项目有自锁控制线路、正反转控制线路、自动往返控制线路和顺序控制线路等。下面以自锁控制线路为例,说明Android游戏平台实现电气控制虚拟实践的过程。

登录窗口设置  电气控制虚拟实践的登录窗口见图1,学生输入班级、姓名、学号等个人信息后,点击“开始”按钮,若是某一信息没有填写,会提示“信息不全”;信息填写完整后,点击“开始”,进入电气控制虚拟实践第一关。计时器在Android虚拟实践平台打开时,开始计时。

登录窗口的交互控制C#脚本语言部分语句:

public void begin() {

if (banji.text==\"\"||xingming .text ==\"\"||xuehao.text==\"\"){

text_ts .text=\"信息不全!\";

return;}

pan00.SetActive (false);    //登录窗口面板隐藏

pan11.SetActive (true);    //第一关卡面板显示

}

游戏关卡1:器件布置  将电气控制虚拟实践设计成四个游戏关卡,游戏关卡1的开始界面见图2,点击“器件布置图”,显示器件布置在虚拟实践台上的具体位置;点击器件名称,再按动方向按钮,实现器件布置;提示信息会显示器件移动方向的对错,或是否达到指定位置;把器件移动到指定位置附近,器件会自动移动到指定位置;按下

“聚焦”按钮,摄像机会聚焦到指定元器件,便于清晰观看元器件的外形和位置;学生得分为满分,显示“目标完

成”;按动“下一关”按钮,进入第二关卡。

关卡1的交互控制C#脚本语言部分语句:

void Update ()  {

//用Qijian分別替代5个元器件

Ax = Qijian.transform.position.x;

Az = Qijian.transform.position.z;

if (j1+j2 ==0){    //移动按钮抬起

if (t1) { text_ts.text = \"选择QF\";

} else if (t2) { text_ts.text = \"选择KM\";

} else if (t3) { text_ts.text = \"选择FR\";

} else if (t4) { ext_ts.text = \"选择按钮\";

} else if (t5) { text_ts.text = \"选择 M\";

} else { text_ts.text = \"\";  }

}else if(!t1 & !t2 & !t3 & !t4 & !t5){

text_ts.text = \"请选择器件\";

}else {    //判断元器件移动方向是否正确

if ((Ax * j1 > 1) || (Az * j2 > 1)) {

text_ts.text = “No”;

} else if (((Ax * j1 < -1) || (Az * j2 < -1))) {

text_ts.text = “Yes”;

} else { text_ts.text = “OK”;  }

}    //左右移动

if (Ax > 0.5f || Ax < -0.5f) {

Qijian.transform.position += new Vector3 (j1 * 20 * Time.

deltaTime, 0, 0);

}    //前后移动

if (Az > 0.5f || Az < -0.5f) {

Qijian.transform.position += new Vector3 (0, 0, j2 * 20 *

Time.deltaTime);

}      //移动到指定位置

if ((Ax > -0.51f & Ax < 0.51f) & (Az > -0.51f & Az < 0.51f)) {

Qijian.transform.position = new Vector3 (0, 0, 0);  }

}

游戏关卡2:线路连接  在游戏关卡2的开始界面,点击“线路连接图”,显示导线名称在线路连接图中的具体位置;点击导线名称,再移动方向按钮,完成线路连接;提示信息会显示导线移动方向的对错,或是否达到指定位置。再次点击导线名称,会使相机聚焦到导线应该连接的具体位置。关卡2的交互控制C#脚本语言和关卡1基本相同,这里不再阐述。

游戏关卡3:断电检测  在游戏关卡3的开始界面,点击“检测方法”按钮,显示电路检测步骤的文字说明;主电路检测时,点击“按下KM”,再依次按下“RU-V”“RU-W”“RV-W”,万用表的表笔出现并触碰负载开关下面的对应接线柱,显示主电路连接正确时的测量数据;控制电路检测时,点击“按下SB1”,再依次按下“RU-V”“RU-W”“RV-W”,会显示控制电路连接正确时的数据;没有按下交流接触器KM或正转启动按钮SB1,测量时就会有信息提示“请按下KM或SB1”;学生得分为满分,提示“目标完成”;按动“下一关”按钮,进入第四关卡。

关卡3的交互控制C#脚本语言部分语句:

void Update () {

if(t1 &  (t3 || t4)){    //测主电路的UV、UW

p163.SetActive (true);

p086.SetActive (false);

p153.SetActive (false);

}else if (t1 & t5){    //测主电路的VW

p163.SetActive (false);

p086.SetActive (true);

p153.SetActive (false);

}else{ if (t2 & t5){    //测控制电路的VW

p163.SetActive (false);

p086.SetActive (false);

p153.SetActive (true);

}else{    //测控制电路的UV、UW

p163.SetActive (false);

p086.SetActive (false);

p153.SetActive (false); } }

}

游戏关卡4:送电试车  游戏关卡4是电气控制虚拟實践的最后一关,开始界面见图3。点击“电气原理图”,学生可以分析自锁控制线路的电路工作过程;依次点击“QF1”“QF2”“SB1”和“SB2”,完成电气控制虚拟实践送电试车过程;没有闭合电源开关和负载开关,按动按钮时会有提示信息“开关没有闭合”或“电动机没有工作”;学生得分为满分时,提示“闯关成功”,按“返回”按钮,回到退出窗口,同时计时器停止工作。

关卡4的交互控制C#脚本语言部分语句:

void Update (){

if (t3){    //QF1、QF2闭合,按动启动按钮

km1dong.transform.localScale = new Vector3(1, 0.92f, 1);

m1z.transform.Rotate(-450* Time.deltaTime, 0,0,

Space.Self);

}else{    //按动停止按钮,或QF1、QF2断开

km1dong.transform.localScale = new Vector3(1,1, 1);

m1z.transform.Rotate(0, 0, 0, Space.Self);

}

}

退出窗口设置  学生完成电气控制虚拟实践第四关后,返回到退出窗口。在退出窗口,直接显示学生的个人信息、电气控制虚拟实践成绩和计时时间;学生可以手机截图把成绩发到班级微信群里,由指导教师查看成绩;按“退出”按钮,退出电气控制虚拟实践桌面。

3 Android游戏平台的转化和相关设置

Unity 3D软件输出到Android平台的切换  依次点击Unity 3D程序的菜单“File”“Build Settings”,进入游戏平台切换菜单;依次点击菜单选项“Android”“Swich Platform”,完成Android游戏平台切换。能够完成Android

游戏平台切换的前提是,在Unity 3D软件安装时,必须勾选Android游戏平台组件。

JDK、SDK开发工具安装和相关设置  要在Unity 3D游戏开发平台发布安卓的apk程序,必须先安装Java-JDK和Android-SDK这两个工具。JDK是开发Java的库及虚拟机包,SDK是开发Android应用程序的系统包[1]。

1)JDK组件下载网址为“www.oracle.com\”,搜索并下载安装程序“jdk-8u231-windows-x64”,安装路径为“C:\Program Files\Java\”。

2)打开电脑的系统属性面板,新建系统变量,变量名为“JAVA_HOME”,变量值为“C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_231”;编辑系统变量,变量名为“Path”,添加变量值为“% JAVA_HOME %\bin;% JAVA_HOME %\jre\bin”;

新建系统变量,变量名为“CLASSPATH”;变量值为“% JAVA_

HOME %\ lib\dt.jar; % JAVA_HOME % \lib\tools.jar”。

3)SDK组件下载网址为“www.androiddevtools.cn\”,

找到并下载安装程序“install_r24.4.1-windows”,安装路径为“D:\Program Files\SDK\”。程序安装成功后,打开“SDK Manager.exe”,勾选“Android SDK Tools”“An-

droid SDK Platform-tools”“Android 10 (API 29)”“API

28.Q preview”“Android 9 (API 28)”“Android 8.1.0

(API 27)”“Android 8.0.0 (API 26)”“Android 7.1.1 (API 25)”“Android 7.0 (API 24)”“Android 6.0 (API 23)”,

再点击“Install...Packages”,完成SDK安装。

4)打開电脑的系统属性面板,新建系统变量,变量名为“ANDROID_HOME”,变量值为“D:\Program Files\SDK”;

编辑系统变量,变量名为“Path”,添加变量值为“% ANDROID _ HOME %\ platform-tools; % ANDROID_HOME %\

tools”。

5)依次点击Unity程序的菜单“Edit”“Preferences”

“External Tools”“Browse”,导入JDK和SDK安装路径。

6)打开Unity 3D的“Player Settings”面板,进行Android游戏平台apk安装包的包装设计,包括公司名称、安装包名称、图标以及安卓游戏平台的版本等。

手机屏幕的自适应调整  手机屏幕自适应调整,主要是调整Unity3D软件中UI组件中的画布canvas的参数。

1)将UI Scale Mode选项中的Constant Pixel Size更改为Scale With Screen Size。

2)设置Reference Resolution(默认分辨率),横屏设置为1280×720。

3)设置Match值,这里设置Match=0,横屏显示时根据确定的高度,适配不确定的显示宽度。

4 结语

通过Android平台的电气控制虚拟实践,学生在不消耗材料也没有安全隐患的前提下,能够快速掌握电气控制线路的电路连接、断电检测和送电试车等实践操作技能;3D教学课件在实践教学中的应用,既降低了教学成本,又提高了学生学习兴趣,取得很好的实践教学效果。

参考文献

[1]罗培羽.Unity3D网络游戏实战[M].北京:机械工业出版社,2016.

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