導語：如何才能寫好一篇電氣控制系統設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】石英；拉管；電氣控制系統

1電氣控制系統設計

1.1電氣控制系統原理簡介

電氣控制系統的實質就是它可以按照操作者所需要的方法是機器、內部結構和其它任意的可以改變的因素改變運作方式，從而實現操作者的運作需求。它的基本的工作原理就是通過檢測出被輸出量的實際數值，然后將它與輸入數據進行比較獲得之間的差值的過程。通過差值的比較然后進行具體的調控作用進而消除這種差值。從而實現輸出值與輸入值相對應。電氣控制系統主要包括每個部分開關的合、分，開關狀態和設備狀態報告和報警設置，模擬系統的及時顯示。我們可以運用電氣的控制運行原理來進行簡單的操作，有助于我們細致的分析電信線路，從而有助于準確的排除電路故障。PLC一般情況下由CPU、儲存器、輸入和輸出接口、電源等幾個部分構成。比較經典的是西門子的CUP為八路輸入和六路輸出，它可以實現定量的模擬量的調控，以及不同模塊的擴展，尤其是在點位比較少的情況下應用及其廣泛。

1.2新型電氣控制設備的工作原理

因為采取了合理的系統電氣控制系統，合理的解決了原始系統內部現有的各方面的不合理之處，新型的電氣掌控裝置的熱度維持效果更好。精確控制溫度的高低，精確掌握數字的精確度，利用智能化電氣裝置操作設置上位機接口和記錄儀器的接口，使用熱力感應的升溫方式，保溫性能比較強，溫度控制穩定。一次性整體焊接，速度快，而且節約能源省電，操作簡單易上手，受熱均勻。新型原理的設備的電氣控制設備節約能源程度更高，效率高。在條件相同的工作環境下，僅需要配置1臺中頻率電源和若干部通用型熱感應增溫器，達到在不同環境下升溫的最終目的。

2爐前變壓器

2.1爐前變壓器的的功能和工作原理

前變壓器不是傳統概念下的標準工作設備，它的工作原理就是將輸入前是四百伏的電壓轉化為24伏的電流的性能。以達到加熱爐體可以調制為2300攝氏度高溫的最終目的。通常被安裝在電線桿或者店所內使用，一般情況下可以實現將六～一千伏的電壓進行降低到四百伏左右。配電電力變壓器是靜態的電氣控制設備，它可以實現將某個確定的準確地電壓值的交流電壓（電流）變成和它頻率相等的另一種或幾組任意的數值不同的電壓（電流）的設備。

2.2爐前變壓器的設置

非標爐前變設備規格明細如下：調控信號的輸入以及輸出：4-20mA、0-10mA、,0-5V、0-10V、1-5V、2-10V、PWM等相同信號輸入，輸入阻抗：120Ω（4-20mA輸入方式時）負載額定電壓范圍：240V、360V、420V、640V、1180V。降溫方法：10A~30A自動冷卻，50-1200A風能冷卻，1000A-3000A風吹冷卻、自動冷卻。掌控方法：調壓移相和過零周波調功一體化技術，可實現平衡電流、平衡電壓、平衡電功率等閉環調控以及雙閉環三相整流直流電源。

3總結

隨著研究的的不斷發現和新的進展，石英拉管設備和其他大部分相同類型設備的不同之處在于對系統運行的穩定性提出了很高的要求。普通的石英拉管生產線假設出現了問題，就可以對系統提出暫停運行的工作要求。然后工作人員進行維修和護理，但是如果是屬于高端的石英產品出現技術環節的故障和失衡，則有可能導致財產損失，然而石英拉管熔爐設備出現系統上的工作失衡現象，就可能出現坩堝炸裂以及有可能對工作人員的身體健康造成嚴重的損害。所以石英生產線設備必須具備非常穩定的安全性。石英連熔爐設備與以往間歇式熔爐設備相比，具有明顯得進步之處和不同之處，最近幾年石英拉管設備的應用一直是國內甚至國外同行業的關注熱點。然而目前階段國內石英行業對石英熔爐設備的研究還處于剛開始時間階段。研究連熔爐設備一直是石英拉管開發技術的開發重點，在未來石英設備的應用及開發具有較大的實用價值和實踐價值。

參考文獻

[1]徐利華.熱工基礎與工業窯爐[M].西安：冶金工業出版社,2006(06).

[2]張美杰，程玉寶.無機非金屬材料工業窯爐[M].西安：冶金工業出版社,2006(01).

[3]王學濤,曹玉春,蘭澤全.工業窯爐節能技術[M].天津：化學工業出版社,2009(07).

[4]胡國林，陳功備.窯爐砌筑與安裝[M].武漢：武漢理工大學出版社,2005(05).

[5]陳金方.玻璃電熔窯爐技術[M].天津：化學工業出版社,2007(08).

[6]張浩運.單晶硅生長用石英坩堝[M].北京：中國建材工業出版社,2007(10).

[7]王玉芬.石英玻璃[M].天津：化學工業出版社,2007(01).

[8]丁富榮.輻射物理[M].北京：北京大學出版社,2004(10).

篇2

關鍵詞:橫移絞車;液壓系統;改造設計

中圖分類號:U615.35 文獻標志碼:A文章編號:16717953(2009)04001406

The Research and Design of Across-Move Winch Hydraulic System on Dredge Boat

CAO Fu,LI Hao,LUO Chengjun,DENG Kui,WANG Min

(Changjiang Yichang Waterway Engineering Breau Yichang Hubei 443000,China)

Abstract: The function of dredger across-move winch is to dig wide when the dredger finished left to right waver in the construction. It divided into two systems: left and right and distributed in a symmetry position of the head-ship. It called left across-move and right across-move.After the analyses and research of across-move winch electric control system changed into hydraulic system, this text points out the design scheme of hydraulic system. And make certain the system pressure and flux with the basic of hydraulic system elements drawing. Then do some parameter calculation with the hydraulic components and supply the standards of choosing style principle for supplying the reference of hydraulic winch's design and produce, and eliminating the fault when using.

Key words: cross-move winch;hydraulic system;transformation design

絞吸式挖泥船是借助于絞刀和泥泵在水下挖掘泥砂的挖泥船。在挖泥作業中,它利用絞刀將淤泥砂土挖松,同時,泥泵通過吸、排泥管把泥砂和水一道吸入并輸送至岸上[1]。它可以對水下作業面進行挖深與平整,或者自水下取土在岸邊吹填成新的田地。因此,在建港、開挖航道、擴大陸地與造田等工程中,它是一種常用的工程船舶。

1 課題研究的對象及依據

1.1 原控制方式缺點

筆者所在單位的400 m3/h絞吸式挖泥船始建于上世紀80年代初期,其上裝有橫移及鋼樁絞車共4臺,這些絞車的控制方式為DFD-F-D系統[2],在使用過程中,我們發現該控制方式有如下缺點:

1)體積和重量較大;

2)因用電氣實現無級調速特性,所以負載特性復雜、龐大;

3)通過改變截止電壓達到調速的目的,在起動和變速時均產生沖擊,起動頻繁,成為造成機械和電氣故障的原因;

4)為了達到硬特性并有堵轉工作點,采用電壓截止負反饋和電流負反饋控制;

5)該控制系統能耗高,噪音大,電氣觸點多,故障率高;

6)許多元器件已經淘汰,維護不便。

從而導致工效低,成本高,難以適應疏浚行業市場競爭的需要。為改變這種狀況,決定對原有的絞車電氣控制系統進行技術改造。

1.2 主要研究內容

主要研究內容包括:

1)對現有橫移絞車的電氣控制系統進行研究,從而選擇一種新的合適的控制方式;

2)對選擇的傳動控制方式進行總體方案設計;

3)橫移絞車系統主參數計算及其總體布置;

4)結構設計及元器件選擇。

2 方案設計

根據上述分析及其他施工單位的經驗,液壓絞車具有結構緊湊、重量輕、起動平穩、調速方便和安全可靠等一系列優點,近年來得到了迅速發展[3]。為了適應市場的要求,我局擬對現有400 m3/h絞吸式挖泥船進行下列改造:采取加長絞刀架、增設水下泥泵、用液壓橫移絞車代替電動橫移絞車等措施,以達到增加挖深、增加排距、提高生產效率的目的。

我們計劃對《400 m3/h絞吸式挖泥船橫移絞車電氣控制系統技術改造》項目實施路線進行初步方案設計:取消原來的K-F-D動力及控制系統,用液壓馬達取代原橫移絞車的電動機,輔以可編程控制系統對改進后的液壓橫移絞車進行方向、速度及拉力等進行操作控制[4]。

液壓拖動方式和電力拖動方式的性能比較見表1。

尺寸與重量功率相同時體積約為1/2,重量小1/2。尤其在需要低速高轉矩的絞車時,因采用了大轉矩馬達,絞車的體積和重量都大為減小。體積和重量大,需要大型的減速器。

負荷特性容易實現達到額定的正反轉的無級變速。加減速性能好。在停車時也能保持一定的制動力矩。因用以電氣實現無級調速的特性,所以較復雜。如采用直流制動方式,則價格昂貴、效率也低。

起動特性起動平穩,變速靈活。在起動和變速時均產生沖擊,起動頻繁,成為造成機械和電氣故障的原因。

操作特性操作簡單、靈活,容易實現集中控制和遠距離控制自動控制和遠距離控制較復雜,價格昂貴。

維護安裝時若清理好管路,則具有半永久性,不需經常維修,裝卸也容易。電路復雜、接點多而易損壞和磨損,在潮濕的地方,尤其需要加強管理。裝卸費時間。

其他管路裝配較電氣線路難度大些。電氣線路的配線方便。

3 橫移絞車液壓系統設計計算

3.1 設計要求

1)功能要求:

橫移絞車產生正轉或反轉,對橫移纜起收放作用。當要使挖泥船向一側擺動時,收緊該側的橫移纜,放松另一側的纜繩;反之亦然。施工中使絞吸式挖泥船完成左右擺動的挖寬目的[5]。

2)使用性能要求:

①滾筒負載:滾筒最外層鋼絲繩最大拉力180kN;②滾筒速度:滾筒最內層鋼絲繩最大收、放線速度24m/min左右,該速度可無級變速;③滾筒恒張力:絞車具有1~18 kN的恒張力功能,可在該范圍內任意設定噸位;④滾筒直徑:Φ900mm;⑤絞車設計使用的鋼絲繩直徑:Φ36mm;

3)工況適應性要求:

用于航道疏浚工程施工。

4)宜人性要求:

采用現場操控方式作業。絞車設計裝有緊急放纜動力裝置;當發動機不能工作時,操作人員可以通過緊急放纜動力裝置脫開絞車制動器,利用外負載將纜繩放出[6]。

3.2 橫移絞車液壓系統主要參數設計計算

3.2.1 載荷的組成和計算

液壓系統的主要參數是壓力和流量,它們是涉及液壓系統,選擇液壓元件的主要依據,壓力決定于外載荷。流量取決于液壓執行元件的運動形式、速度和結構尺寸。對于橫移絞車,其動力執行元件為液壓馬達。

1)滾筒工作載荷力矩Tg

由設計參數知:

最大負載為:180KN;

卷筒直徑為:Ф900mm。

則液壓卷筒的阻力矩為:

Tg=F•R=180×450=81000N•m。

2)滾筒軸頸摩擦力矩Tf

Tf=μG•r=3600 N•m。

式中:G――旋轉部件施加于軸頸上的徑向力(N);

μ――摩擦系數,參考文獻[7]表23.4-1選擇μ=0.01;

r――旋轉軸的半徑,在這里保守估計,取r=200mm。

由于滾筒的轉動速度較慢,故慣性力矩Ta忽略不計。

則系統的總力矩為:TW= Tg+Tf=84600 N•m。

已知開式齒輪傳動比為:i=6.35;

則液壓馬達需要的轉矩為:TW'= TW/i= 84600/6.35=13322.8 N•m。

計算液壓馬達載荷轉矩T'時,還要考慮液壓馬達的機械效率ηm(一般ηm=0.90~0.99,這里取ηm=0.95)

T'= TW'/ηm=14024 N•m

本系統擬采用兩個馬達給一個橫移絞車提供動力。

則每個馬達需要轉矩為:T= T'/2=7012 N•m

3.2.2 初選液壓系統工作壓力

壓力的選擇要根據載荷大小和設備類型而定。還要考慮執行元件的裝配空間、經濟條件及元件供應情況等的限制。一般來說,對于固定的尺寸不太受限的設備,壓力可以選低一些,行走機械設備壓力要選得高一些。

橫移液壓絞車屬于中小型液壓機,載荷最大時為啟動工況,此時,高壓油由兩臺液壓馬達提供,具體選擇工作壓力為Δp=16MPa[7]。

3.2.3 液壓馬達的排量

液壓馬達是雙向旋轉的,其回油直接回油箱,視其出口壓力為零,液壓馬達的排量為:

V=2πTΔp=2×3.14×701216×106=2.752×10-3m3/r=2.752L/r

3.2.4 液壓馬達所需流量

液壓馬達所需流量為:qv=Vnm

式中:V――液壓馬達排量(m3/r);

nm――液壓馬達的轉速(r/s),后面根據選定的具體液壓馬達計算

3.3 制定基本方案和繪制液壓系統圖

3.3.1 制定基本方案

1)執行機構的確定

絞車動作主要是收攬、放纜、聯合作業三種動作方式,從而完成左橫移、右橫移、橫移聯動等動作。液壓絞車主要運動形式為轉動,選擇液壓馬達。由于系統要求正反轉,故選擇正反轉形式液壓馬達。

2)各基本回路的確定

左右橫移絞車各由兩臺液壓馬達經一級齒輪減速傳動。在移錨時,可以使用各自的“單獨操縱”開關進行收攬或者放纜的操作;在挖泥作業中,則使用“聯合操縱”開關進行左向或右向擺動的操縱。此系統采用兩級容積式調速及分流調速的恒扭矩驅動特性,對于突發事故,采用了一個應急系統回路,以保證絞車操作的安全性。它包括以下幾種回路(如圖1):

3.3.2 擬定液壓系統圖

液壓執行元件以及各基本回路確定之后,把它們有機地組合在一起。去掉多余的元件,考慮動作順序的要求,回路結合處串聯單向順序閥。再加上其它一些輔助元件便構成了下圖所示液壓系統圖2。其對應的電磁鐵動作循環方式見表2。

動作舉例說明:

收攬――假定需要單獨使用右移橫移絞車作慢速收進右橫移纜車時,則應將其操縱開關右橫移-收攬位置,于是電磁線圈31和33勵磁,與其相聯的插裝閥開始工作,油泵開始為負載系統供油,液壓油進入橫移絞車馬達,使按收攬方向驅動絞車,回油則直接接油箱。與此同時,左橫移絞車馬達與低壓的回油連通而呈浮動狀態,從而慢慢放纜。

若單獨使用左橫移絞車作快速收進左纜,其操縱開關左橫移-收攬位置,于是電磁線圈30和31勵磁,與其相聯的插裝閥開始工作,油泵開始為負載系統供油,液壓油進入橫移絞車馬達,使按收攬方向驅動絞車,回油則直接接油箱。與此同時,右橫移絞車呈浮動狀態。

放纜――纜索的放出有主動和被動兩種情況,這里只介紹前者。假定使用左橫移絞車單獨操縱開關使之放出,操縱開關左橫移――放攬位置,則電磁線圈29和32勵磁。其中29勵磁則與之相應的溢流閥恢復其溢流功能,32勵磁,與之相應的插裝閥工作,于是,系統壓力油進入左橫移絞車馬達,并使之按放纜方向驅動絞車。

聯合作業(左向或右向擺動)――在挖泥作業中,使用聯合操縱開關,可以使絞車及船首繞定位樁作左向或右向擺動。在右向擺動時,右橫移絞車收攬,左纜因其絞車處于浮動狀態而被外力拖出去。左向擺動的情形則與此相反。

假定需要絞車作右向擺動,其過程將開始與線圈30、31和34勵磁,隨后,右移橫移絞車進入收攬狀態,詳細的情況跟前述的右移絞車單獨收攬并無區別。此時,左移橫移絞車纜繩逐漸被張緊,從而實現聯合作業。

應急――液壓裝置的應急系統如圖3所示。應急泵驅動的操作如下:

1)啟動輔助柴油機;

2)將液壓絞車的操縱開關置于所需的操縱位置;

3)將“應急泵操縱”置于“ON”,線圈S7和S8勵磁,S7 勵磁,則與之相應的溢流閥恢復其職能,S8勵磁則應急支路接通,開始想橫移絞車供油,使它按照操縱開關所在的位置運轉;

4)應急泵不再使用時,勿忘將其操縱開關置于“OFF”。

3.4 液壓元件的選擇

3.4.1 液壓泵的選擇

1)液壓泵工作壓力的確定:

ppp1+∑Δp=16+1.6=17.6Mpa

式中: p1是液壓執行元件的最高工作壓力,對于本系統,最高壓力為p1=16MPa。

∑Δp是泵到執行元件間總的管路損失,假設能量損失為10%,則,

∑Δp=16×10%=1.6MPa。

考慮其它因素,取液壓泵系統壓力18MPa。

3.4.2 液壓閥及其它液壓附件的選擇

選擇液壓閥的主要依據是根據閥的工作壓力和通過閥的流量。本系統的工作壓力在7MPa左右,所以液壓閥均選中高壓閥組。所選閥及液壓附件的規格型號見表3。

3.4.3 液壓馬達的選擇

在4.3.3中已求得所需液壓馬達的排量為2.752L/r,正常工作時,輸出轉矩為7012N•m,系統工作壓力為16MPa。

選江蘇恒威機械制造有限公司生產的CLJM型液壓馬達,型號為CLJM-F3.15 。

理論排量為3.142L/r>2.752L/r;

額定轉速為100r/min,則由4.3.4,液壓馬達所需流量為

qv=Vnm=3.142×100=314.2 L/min(符合要求);

額定壓力為20MPa>16MPa;

最高轉矩為9231N•m>7012N.m。

綜上可知,所選液壓馬達滿足設計要求。

3.4.4 油管內徑計算

本系統管路較為復雜,取其主要幾條管路,按式:d=4qvπv計算,有關參數及計算結果見圖2橫移絞車液壓系統圖。

4 結論

歸納起來,液壓絞車具有操作容易;能根據負荷的大小進行無級調速;基礎費、施工安裝費和維修費等都比原來的絞車小;使用范圍廣等優點。

通過此次對400m3h絞吸式挖泥船橫移絞車電氣控制系統技術改造研究,用液壓控制方式代替原有的電氣控制方式,改變了原有的電氣控制方式,克服了原系統能耗高,噪音大,電氣觸點多,故障率高,許多元器件已淘汰,維護困難的缺點。

參考文獻

[1] 劉守金.絞吸式挖泥船施工與管理[M].北京:中國水利水電出版社,2005(12).

[2] MikeClifford.卷揚機驅動系統[A].李耀文.液壓傳遞討論會論文集[C].北京:北京農院出版社,1980,83-142.

[3] Miehael Markey.Single Drum Wineh Design[J].Markey Maehinery Artieles and Specification Data Sheets:chapter 10.

[4] 許國華.斗輪式挖泥船挖掘軌跡控制及綜合監控研究[D].杭州:浙江大學,1999.

[5] 李家芳.液壓控制斗輪式挖泥船的研究及微機控制液壓傳動綜合試驗臺的研制[D].杭州:浙江大學,1999.

篇3

關鍵詞：實訓課程；分層次；模塊化

作者簡介：李自成（1970-），男，四川資陽人，成都理工大學工程技術學院自動化系，副教授。（四川?樂山?614000）

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）20-0086-02

電氣工程及其自動化專業在電氣信息領域起著十分重要的作用，主要研究電能的產生、傳輸、轉換、控制、儲存和利用，同時有關電能的轉換及使用的控制在該專業所占的地位也日益重要。[1，2]它和人們的日常生活及工業生產聯系越來越緊密，因而發展迅速，已經成為高新技術產業的重要組成部分，并成為很多高校的一門重要學科。而成都理工大學工程技術學院在2005年成立了電氣工程及其自動化專業，在專業發展過程中注重實踐課程體系的建立。為了適應當今社會關于應用型人才的培養要求，加強學生的動手能力和實踐技能，突出工程能力和工程素質的培養，結合電氣工程及其自動化專業的人才培養方案制訂了電氣專業工程訓練教學計劃，形成了科學的電氣工程實訓課程體系。體系以培養學生在電機及其電力拖動技術、電力電子與電氣傳動技術、電氣控制技術、電力系統自動化技術等方面的工程技能為基本目標，旨在提升學生在電氣領域的知識應用水平和綜合創新能力，構建起理論知識學習與實際技能訓練、單項能力培養與綜合素質提升之間的橋梁。

一、課程目標定位

課程體系反映了應用型本科對知識能力方面的要求。應用型本科同一般普通本科的培養體系是平行的，相比具有鮮明的技術應用性特征。[3]在培養規格上，應用本科培養的不是學科型、學術型、研究型人才，而是培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高等技術應用型人才；在培養模式上，應用本科以適應社會需要為目標，以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案，以“應用”為主旨和特征構建課程、教學內容體系，重視學生技術應用能力的培養。基于應用型本科的性質，為了加強對學生實踐能力的培養，使學生盡快掌握本專業領域的技能，因此整個體系強調建立一個系統化的實訓過程，通過實訓，學生應該具備以下技能：

掌握電機和電力拖動技術，熟悉變壓器、直流電機、交流電機的結構，通過實訓熟悉電機運行原理和調速原理。

掌握電力電子與電氣傳動技術，熟悉各種電力電子器件的應用，能正確使用變頻器，并能初步進行電機調速電路的設計和調試。

掌握電力系統自動化技術，通過實訓熟悉繼電保護基本原理，利用MATLAB進行潮流計算，并能進行初步的短路分析。

熟練掌握工廠電氣控制、電氣設計軟件等開發平臺和應用技術，能夠進行系統控制程序設計或者利用軟件進行電路的設計。

掌握電氣系統或者控制程序的調試方法，能通過實際操作較好地判斷出電氣系統或者控制程序的缺陷，并進行改進。

為了節約成本，加快開發過程，能夠用仿真軟件對電路進行仿真，熟練使用各種仿真軟件，包括Protel DXP等。

能熟練使用各種檢測工具，具備對低壓電器的認知和感性認識，熟悉每種低壓電氣的正確用法，能進行初步的設計，選擇出滿足要求的電器。

二、課程體系的構成原則

實訓基于各課程各章節內容或者課程之間聯系，以實訓項目為主體和載體，以程序或者電路系統設計作為驅動，實現知識、技術、能力和素質的全面提高。以實訓課程體系作為實訓目標的基礎，制訂完善的實訓計劃體系，同時堅持了以下原則：

以就業實際需求為導向，以能力培養為核心，以學生適應就業崗位為目標，以崗位技能為重點，兼顧長遠發展。

注重知識、技術、能力、素質的協調發展，使學生通過實訓既鞏固了所學的知識和技術又提高了應用知識、技術的能力，使素質得到升華。

以實踐能力和工程訓練為重點，突出技術應用能力培養，強調在應用中創新，通過解決問題綜合運用所學的知識。

課程體系體現了開放性、靈活性，及時反映了新能源技術的發展以及新技術的應用。

課程體系與人才培養方案的課程體系銜接，分別針對電氣技術、電力系統自動化、電力電子等方向設立實訓課程。

三、分層次模塊化實訓教學體系的設立

電氣工程及其自動化專業主要是研究電能應用的專業。近幾十年來，有關電能的轉換、控制在該專業所占的地位日益重要，專業名稱中的“及其自動化”反映了科學技術的這種發展和變化。電氣工程及其自動化專業的專業范圍主要包括電工基礎理論、電氣裝備制造和應用、電力系統運行和控制三個部分。[4，5]因此實訓課程的設立也應該反映這些專業范圍。首先，電工理論是電氣工程的基礎，主要包括電路理論和電磁場理論。這些理論是物理學中電學和磁學的發展、延伸。而電子技術、計算機硬件技術等可以看成是由電工理論的不斷發展而誕生，電工理論是它們的重要基礎。電氣裝備制造主要包括發電機、電動機、變壓器等電機設備的制造，也包括開關、用電設備等電器與電氣設備的制造，還包括電力電子設備的制造、各種電氣控制裝置、電子控制裝置的制造以及電工材料、電氣絕緣等內容。電氣裝備的應用則是指上述設備和裝置的應用。電力系統主要指電力網的運行和控制、電氣自動化等內容。制造和運行不可能截然分開，電氣設備在制造時必須考慮其運行，如電力系統由各種電氣設備組成，其良好的運行必然要依靠良好的設備。

針對專業范圍，電氣工程及其自動化專業工程訓練在學院工程訓練中心進行。訓練內容劃分為工程認知訓練、專業技能訓練和綜合創新訓練三個層次。由于我院從專業建立初期就注重實驗室的建設。目前訓練條件優良，已建有電氣技術實訓室、電機及拖動實驗室、電力自動化及繼電保護實驗室、電力電子及傳動控制實驗室等專業實驗室。同時，學院工程訓練中心為進一步提升學生在電氣工程領域的綜合創新能力，建設了數控加工中心、基于先進控制技術的運動控制實驗室和柔性制造中心，突出真實的工業應用環境，突出強化學生在系統分析、系統設計、系統開發等方面的工程訓練，有利于高水平應用型人才的培養。

我院電氣工程及其自動化專業課程體系設立了三個方向：電氣技術方向、電力電子技術方向、電力系統及其自動化。針對不同方向和實訓層次設立不同的課程。如圖1所示。

首先，工程認知訓練是電氣工程及其自動化專業整個教學過程中一個重要的實踐性環節。該環節包括生產實習等內容，使學生在生產實際或者科研中驗證從課本上學到的理論知識，加深對知識的理解和認識，從而鞏固所學知識并體會知識的應用價值；培養學生綜合運用所學的理論知識去觀察、解釋并進一步嘗試解決生產實際或者科研過程中發生的問題，提高分析問題與解決問題的能力；使學生了解企業的生產工序、工藝流程、管理制度，從而獲得與本專業有關的實際生產知識，并擴大專業知識面；培養學生從事技術專題調查、搜集資料和進行研究的能力，并為即將進行的畢業設計和論文打下良好的基礎。其后是專業技能訓練，針對專業應用領域設置模塊，包括電機、電力電子技術、電力系統自動化、電氣傳動自動控制系統、PLC、電氣CAD等。而學生專業技能是一個復雜的技能系統，諸多技能之間既相互關聯又相互影響，其訓練途徑及實施辦法亦多種多樣，同時必須具備整體性、科學性和互動性。因此，專業技能訓練方案的制訂，內容上密切結合學科和緊扣本專業的培養目標，與專業培養方案一致，注重能力的提高和知識的應用，注重開放性和拓展學生的思維空間構建與理論教學相輔相成、以能力培養為主線的技能訓練方案，為專業培養方案的貫徹執行服務，以適應教育教學改革發展的需要，全面提高人才培養質量。最后是綜合創新訓練，為實現個性化培養提供先進的創新設計、制作的環境與條件。通過綜合創新訓練為學生創造一個能培養興趣、產生好奇心的環境，使他們在這里自己動手創新制作、激發創造力。以創新思維和創新制作能力的訓練為核心，充分發揮學生的自主能力和綜合運用所學知識的能力，培養更多高素質、復合型、應用型人才。綜合創新訓練不但能夠培養學生的綜合素質，增強學生的工程實踐能力，而且還有助于培養學生的創新精神和創新思維，起著其他課程不能替代的作用。

整個課程體系對應于工程素質訓練、金工實習、電機及拖動技術實訓、控制理論和控制系統實訓、PLC與變頻器應用技術實訓、單片機技術工程訓練、CAD實訓、電力系統自動化實訓、電力電子與電氣傳動實訓、自控系統綜合實習、調速系統綜合設計、供配電系統綜合設計等實訓。同時為了突出應用型本科的特點，增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓環節聯系緊密的課程。實訓課內容如表1所示。

通過該課程體系使學生能夠初步了解機電工程的基本研究領域，具備電氣基本操作技能，掌握電機及拖動系統的類型、組成和控制方法，掌握控制理論及自動控制系統的組成，具備對一般機電控制系統的安裝、分析和維護技能，掌握常用電力電子器件的特性，并能根據要求設計出實用電路，掌握可編程控制器和變頻器的使用方法，具有一定的電氣控制系統開發能力，在本專業領域內具備一定的科學研究、科技開發和組織管理能力，具有較強的工作適應能力。

四、結論

電氣工程及其自動化專業自2005年在成都理工大學成立以來，針對本學校學生的入學基礎和就業的實際情況對實踐方面的教學課程體系不斷調整，增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓環節聯系緊密的課程，增加了綜合創新訓練課程，已經形成了完整、科學的實訓體系。從目前的實際運行情況來看，通過實訓，學生的就業率得到提高，同時學生到企業后熟悉崗位的時間縮短，得到了用人單位的好評。

參考文獻：

[1]賈文超.電氣工程導論[M].西安:電子科技大學出版社,2007.

[2]范瑜.電氣工程概論(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.

[3]錢國英,徐立清,應雄.高等教育轉型與應用型本科人才培養[M].杭州:浙江大學出版社,2007.

篇4

【關鍵詞】機類專業；自動化；考核方式；改革

0 引言

課程考核是教學管理過程和課程開展的一個重要環節，也是評價教學、檢驗教學目標達到的程度和改進教學的重要依據[1]。

傳統的課程考核形式以筆試為主，通常是閉卷答題，部分課程也可使用開卷形式。

以北京聯合大學機械工程及自動化本科專業為例，自動化控制方向的課程主要包括電氣控制與PLC、工業自動化技術及工程技術應用等課程，這些課程均為實踐性很強的課程。這些課程的教學最初采用傳統式考核方式，學生通常為應付考試，經常死記硬背，考前突擊，考后所能掌握的知識所剩無幾；考核內容受考核形式限制，容易偏重理論，高分低能的學生大有人在，因此不能反映學生的真實水平；同時，考核角度缺乏全面性，大部分缺少工程意識。

目前，各高等教育學校意識到考核改革的必要性，陸續出現了半閉卷考試、開卷考試、上機考試、撰寫論文、筆試與實驗報告相結合[2]、答辯等形式。這些考試形式，各有利弊，具體選擇哪種考試形式，關鍵是根據課程特點來決定。

1 考核改革方法

為了尋找適合北京聯合大學機械工程及自動化專業應用性本科學生在自動化控制方向專業課程的考核方式，克服以往傳統閉卷考核方式的弊端，以學生為中心[3]，培養真正適應社會發展的工程創新人才，近年來，本教學團隊不斷地對機類自動化控制方向的三門課程（《電氣控制與PLC》、《工業自動化技術》和《工程技術應用》）進行了考核方式的改革，改革以學生為中心，以提高學生學習的積極性和主動性為目的，以培養機類行業應用和創新型自動化人才為目標進行展開。具體采取以下措施。

（1）為避免與工程實際脫節，通過調研和企業實踐的方式，了解相關的實際工程項目內容，確定考核的素材。

（2）根據教學大綱的要求和工程實際，設計考核項目庫，所設計的項目具有層次分明和系統性的特點，以便于適合不同程度的學生。

（3）開放實驗室，充分利用現有實際設備，提高設備重復利用率；同時還為學生提供各種電路設計、編程調試等仿真軟件，方便在實驗室外進行仿真調試項目。所有這些，均為學生提前進行考核項目的設計和調試提供有利條件。

（4）根據應用性人才的培養目標，制定考核評分標準，不僅注重培養學生的專業水平，也注重培養學生的工程意識，提高學生靈活應用、動手操作、圖紙規范、文檔整理、團隊合作等綜合能力水平。

（5）對考核結果進行橫向和縱向的比較，發現問題，并將之反饋于下一輪教學和考核。

2 考核改革實施

對于《電氣控制與PLC 》，包含三部分內容：低壓電器及繼電接觸器控制系統、PLC、現代電氣控制系統設計。考慮到該課程內容多，實踐性強，許多內容（如PLC指令）不需要死記硬背，因此將閉卷考試改為上機考試，并對每個學生增加答辯環節，以補充機考所未涉及的知識點。考試時，每位學生從項目庫中隨機抽取不同項目，確定I/O分配，繪制接線圖，上機編程并調試，最后演示功能并上交項目設計文檔。對于2學分的課程，由于學時有限，上機考核的題目稍簡單，分為傳統電氣和PLC 控制兩個小項目進行考核。對于3學分的課程，將學生按2人一組，從試題庫中挑選相對綜合的項目控制任務，在課程結束前兩周按小組發給學生，學生利用課外的時間充分理解控制任務，并進行控制系統設計和調試；在考試期間，各組學生分工進行演示、每人進行答辯和遞交小組項目報告。

對于《工業自動化技術》課程，主要考核學生對工業自動化技術的掌握情況及工程項目設計理念，如果學生在課程結束后自己親自完成一個類似的項目，就可以趁熱打鐵，不僅快速而靈活地掌握本門課程所涉及的技術，而且對工程項目設計的理念也固化成形。因此，本門課程采用完全的項目考核。在《工業自動化技術》課程開始，介紹完課程內容、應用場合、現狀及今后的發展方向后，就將項目考核要求發給學生，學生按小組根據項目任務要求自行調研當前的工業自動化領域的控制實例，并參照課程中所貫穿的飲料罐裝生產線控制項目設計，選取自己感興趣的自動化控制實例，利用實驗室現有的實驗裝置，進行控制系統和上位監控系統進行設計，并應用網絡通信技術。在考試期間，對本組設計的項目進行PPT匯報和實際演示，教師對每人進行答辯，最后小組遞交項目報告。由于各小組所設計的項目不同，每組都愿意把自己最好的一面展示給同學，因此都精心準備自己項目的內容，增加創新點，項目完成的質量得到了提高，學生不僅通過項目考核掌握了專業知識，更鍛煉了網絡查新、團隊合作、PPT制作和語言表達等方面的能力。

對于《工程技術應用》，則直接對學生所設計的項目進行考核。考核分為項目方案設計、項目硬件設計及施工、項目軟件設計及調試、項目上位監控設計及調試、項目驗收五個階段，每個階段都需要制作PPT進行階段進度匯報。考核評分包括每一階段的自評、小組互評和教師評價，針對項目的每一階段所完成的內容和完成的效果進行評價。項目驗收環節包含整個項目功能演示、PPT匯報及答辯、項目報告及使用說明等。在這門課程的考核中，由于學生在前兩門課的考核中發現自己的不足，在這門課考核的每一階段中，教師通過學生PPT匯報的環節可以及時發現學生不足并進行糾正，因此每組學生在這門課程中專業技能都得到了快速提高；同時，各組學生在互相聽取PPT匯報和進行項目實施中，互相學習，互相促進，加深了對專業的學習和喜愛，也激發了各自潛在的創新能力。

上述課程的考核形式，各組項目獨立，考核時間相對寬松，不僅從各方面真實檢驗了學生掌握知識的程度及是否達到教學目標，還促進了學生在考核的過程中加深對專業知識的理解，鍛煉了學生動手能力、團隊協作能力、創新能力、文檔制作能力、語言表達能力等各方面綜合能力。

3 結束語

以北京聯合大學機電學院機械工程及自動化專業《電氣控制與PLC》課程為例，2003-2006年采用閉卷考試，考試的平均成績基本在70分左右。通過調查問卷，發現學生通常采用死記硬背的方式應對考試，并不能完全反映學生的真實水平。

將上述的教學及考核改革應用于實際，經過7年的實施，取得了非常好的效果。課堂上，幾乎每一位學生都參與到教學的項目中，逐步實現項目任務；項目引導式教學方式與工程實際緊密結合，大大提高了學生學習興趣，課下答疑的學生增加，對問題的探討有獨立的見解；每年的課程教學調查結果顯示，除了個別學生存在專業抵觸，95%以上的學生反映喜歡改革后的教學方式和考核形式；各個班級的平均考試成績通常都在80分以上，比以前的平均成績高出10分以上；在本科最后一年選擇自動化控制方向的實踐課程和畢業設計作為第一志愿的學生人數遠大于計劃人數，從側面說明上述改革完全達到了最終的目的。

目前，自動化控制方向課程的考核項目暫時滿足于使用，但反復應用，學生不可避免地會出現抄襲現象，導致偷懶的學生所學專業知識及能力培養達不到課程要求，因此需要每年都進行擴展；在改革過程中，發現大多數學生的文檔功底較差，在其他課程中鍛煉較少，因此可在本方向的課程教學和考核中進行強化。

【參考文獻】

[1]趙欣.考試考核方法改革認識與實踐[J].價值工程，2014，12：268-269.

篇5

關鍵詞：PLC 可編程序控制器 自動裝料

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0001-03

1 設計背景

本設計取材于某控制系統工程實例。我們依據火車牽引放礦的工藝，采用超聲波料位檢測，準確及時反映車廂內的礦石裝載情況；配置位置開關，隨時掌握火車運行速度和位置。在此基礎上設計了液壓控制系統，用位移傳感器檢測閘門開度，用電液比例閥連續的按比例的調節系統參數，使閘門開關速度和開度連續可調，為整個系統實現閉環控制、全自動運行打下了基礎。系統中多采用進口元件，滿足工礦條件要求。整個控制系統采用PLC實現放礦工藝的控制（包括供電、檢測、液壓）。

2 工藝流程

整個工藝流程可如圖1所示，利用光電傳感器對礦車位置進行準確定位，并在開始放礦后，根據火車的運行速度、放礦機與火車的相對位置、放礦機與車廂內礦石的相對高度，找出優化算法，適時調整放礦機閘門開度，實現全自動放礦及整個工作循環。理想狀態是三臺放礦機同時工作，完成工作循環。

3 控制方案

在本系統中放礦機共有四扇閘門，在正常工作時只有指狀閘和輔助閘是動作的。輔助閘由電磁閥控制，也就是說只控制其開度，而不控制其開關閘的速度。指狀閥由比例閥控制，所以既要控制其開度，又要控制開閘的速度。這既是我們系統設計的難點，也是關鍵。根據現場實際情況，以放礦時火車是否在移動，而設計了兩種控制方案。簡單的講，一種是“全自動”；另一種是“半自動”。下面對兩種控制方案進行介紹。

方案1——全自動。

火車由牽引系統牽引進入放礦點后，由牽引系統送信給PLC。火車不停車，改用低速v前進，光電開關檢測到火車后，開始放礦（如圖2所示）。由超聲波物料檢測檢測料位，將信號傳送至PLC，同PLC還要對火車的速度進行信號采集，根據料位的上升速度和火車的速度來決定放礦機的閘門開度。火車經過結束放礦點后，放礦機停止放礦。這種方式的優點在于整個過程中火車不停，邊走邊放，效率高。但是控制模型的建立較為復雜，而且需要大量的傳感器，硬件成本也過高。

方案2——半自動。

依據實際車廂的長度及相鄰兩節車廂間的跨度將車廂分為六等份，每一等份與相鄰兩節車廂間的跨距相同，均為1米。（如圖3所示）由牽引系統將火車火車牽引到達指定的放礦點后，把“開始放礦”信號送如PLC。火車停車，然后開始放礦，由超聲波檢測料位，若達到指定的高度，火車繼續前進一個固定的距離，再停車放礦，重復前面的步驟，直到把整節車廂放滿后，放礦機閘門關閉。這樣邊停邊放。這種方案的優點在于，控制簡單有效，便于維護；缺點在于效率不夠高。

在這兩種方案中，設計采用了半自動的控制方案，利用料位傳感器和位移傳感器采集來的信號，通過一定的控制算法，實現工藝要求。依據自動控制原理，畫出其系統的結構圖，如圖4所示。

4 系統硬件設計

本控制系統主機設計，將采用PLC來完成控制，當然也可以采用單片機完成。之所以采用PLC來完成該設計是由于：

（1）PLC更注重于工業應用，對于抗干擾、設備接口、聯網、模塊化都有完善的技術支撐，使用更簡單，可在較惡劣的環境工作。而單片機雖然技術含量高，使用靈活但是工作量很大，對于抗干擾、模塊化要求低。單片機更適用于教學和與開發消費電子、商業應用電子、玩具、家用等小功率電子及電器設備。

（2）PLC可以控制大容量的觸點，比如電機，燈光，變頻器。單片機可以說是一個芯片，基本是控制電子、弱電等方面較多，而本系統屬于強電且工作環境惡劣復雜。

從圖5中可以看出，PLC是系統硬件的核心。作為控制器，它集信號采集、控制運算和程序執行等功能于一身。PLC工作開始從傳感器中讀取料位高度、閘門開度等信號，通過算法計算，向液壓站發出控制指令，液壓站工作并推動指狀閘和輔助閘，實現了放礦。同時，PLC還通過壓力傳感器和溫度傳感器監測液壓站內部的壓力與溫度，保證液壓站的可靠運行。

5 系統軟件設計

在本系統中，有3臺放礦機，考慮到在有些情況下需要手動運行。所以在PLC運行的開始需要進行手動模式與自動模式選擇，在自動模式中設定了六種工作模式，從本質上說，六種工作模式就是三臺放礦機不同工作情況的組合，譬如自動模式4是放礦機1和放礦機2同時工作。

在放礦的過程中依據料位高度的變化，而即使調整閘門的開度是軟件設計的核心，設計中采用的是比例控制。設料位高度為H，閘門實際位置為L，閘門理想位置為L1，根據工藝流程的要求，我們可以發現在L1和H之間有這樣的關系，即L1H，直線與橫坐標的交點到坐標（0，0）的這段距離在實際中是放礦機口到車廂頂部的距離，如圖6所示。

我們可以將AD模塊進行偏移設置，使L1和H得關系變得簡單一些，從而易于控制，如圖7所示。

這是我們假設當H為最大值時（即車廂為空時），閘門應為全開位置的一半，這是為了便于控制，謹防出現調節失控的現象。依據這一想法，我們可以認為L1和H之間有這樣的關系：

同時，我們利用位移傳感器可以測得閘門的實際位置L，將實際位置L與理想位置L1做差，會有如下關系：

L1-L>0，表示理想位置大于實際位置，應該開閘

L1-L=0，表示理想位置等于實際位置，應該停止不動

L1-L

在結合電液比例調節閥的工作原理，輸入正電壓時開閘，輸入負電壓時關閘，輸入為0時停止。并且輸入的正電壓越大，則開閘的速度越快，輸入的負電壓越大，則關閘的速度越快。設輸入電壓為U，那么在U和L1-L只有這樣的關系：UL1-L，依據這一想法，我們可以認為L1和H之間有這樣的關系：

根據等式1與等式2我們可以推導出這樣的結論：

以軟件分析為基礎，進行了軟件編程，依據工藝流程，將程序分成了主程序、自動程序1、自動程序2、自動程序3、報警程序、手動程序等6個部。

6 結語

該系統利用PLC、計算機控制技術、檢測傳感器，采用先進控制理論，建立動態優化軟件包，具有嚴密的閉鎖控制，操作靈活，維護方便，降低操作工人的勞動強度，有效地提高裝配煤的效率和精度，通過對檢測數據的轉換，處理實現生產信息化、管理集中化、控制的可視化，大大提高了煤礦現代化的程度，此外，與國外和國內其他礦區的自動化裝車系統相比，大大減少了一次性投資金額，具有很高的普遍推廣性。

參考文獻

[1]李瑞，雷汝海，莊偉林等.自動化裝配煤系統在高莊煤礦的研究與應用[OL].中國科技論文在線，[2008-07-03].http：///releasepaper/content/200807-72 .

[2]常曉玲.電氣控制系統與可編程控制器[M].北京：機械工業出版社，2004.

篇6

向 楠 安徽國防科技職業學院汽車工程系 安徽六安 237011

基金項目：安徽省示范實驗實訓中心《汽車技術實驗實訓中心》項目階段性成果，項目編號：2013sxzx042

【文章摘要】

高職學生實踐能力提升一直以來都是高職專業人才培養的重中之重， 也是高職教育教學改革的方向標。本文在對實踐能力的涵義、形成機制分析的基礎上，提出了基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養模式為高職院校深化實踐教學改革提供了參考。

【關鍵詞】

電子設計大賽；主動實踐能力；實踐教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼: A 文章編號：

1 實踐能力內涵特質

學術界往往更多強調學習者的認知能力，實踐能力更多地被忽略。國外學者加德納指出：“智力是在某種社會和文化環境的價值標準下，個體用以解決自己遇到的真正難題或產生及創造出某種產品所需要的能力。”，這一對智力概念的理解接近于我們所說的實踐能力，在國內，傅維利、劉磊、吳志華等學者又進行了進一步的探索，他們認為：“實踐能力是個體在生活和工作中解決 實際問題所顯現的綜合性能力，是個體生活、工作所必不可少的；它不是由書本傳授而得到的，而是由生活經驗和實踐活動磨練習得的。”劉磊等人指出：“實踐能力就是對個體解決問題的進程及方式上直接起穩定的調節控制作用的個體生理和心理特征的總和。

在國內外學者研究的基礎上，實踐能力可以理解為使用知識、技能解決現實問題的能力。這種理解可以從以下四個方面進行理解：一是它是能力的重要組成；二是它的活動對象包括工作、生活的各個領域；三是它是在實踐中不斷積累形成的； 四是它的基礎是基本知識、技能的掌握， 創新意識和創造精神對實踐能力的提升也很重要。

實踐能力是在日常的工作、生活中通過日積月累的勞動積累形成的，不同職業形成不同實踐能力。如機床操作員對機床的操作能力、工藝員對零件工藝的設計能力、管理人員的企業管理能力等。對于大學生而言，在沒有職業活動的條件下，他們實踐能力的形成主要依靠以下幾種方式：

1）將已有知識轉化為實際問題的解決技能

高職學生在專業知識、技能的學習的基礎上，通過專周實訓、頂崗實習等實踐環節培養自己的實際操作能力和面對實際問題的解決能力，久而久之，這種實踐不僅加深了對已有知識的掌握理解程度， 同時也具備了解決現實生產過程中實際問題的方法、步驟，實現了將已有知識轉化為實際問題的解決技能。這種能力形成的關鍵是：實訓實習崗位要與學習者的專業知識應用對接，同時有實踐經驗豐富的師傅進行指導。

2）長期運用，實踐技能更為熟練

實際操作技能，在長期實際運用中， 不斷強化，逐漸達到熟練。解決實際問題的方法、步驟，在不斷進行各種問題的解決中，逐漸形成自己獨有的思維方式和風格。這種能力形成的關鍵是：學習者必須自己參與實踐，并能進行大量的訓練，且實踐經驗豐富的師傅能及時得針對學習者的錯誤進行指導。

3）綜合運用，形成解決綜合問題的能力

在解決單一問題的基礎上，通過對綜合問題解決過程中多種知識、技能、方法等的綜合應用，逐步形成綜合問題的解決能力。這種能力形成的關鍵是：具備綜合問題解決所需的各種知識、技能、方法，且能在實際問題中綜合使用并加以總結。

學習者將已有知識轉化為實際問題的解決技能、實踐技能更為熟練、形成解決綜合問題的能力這一過程即為其實際能力的形成過程。在這一過程中學習者的主動性就顯得尤為重要。

2 基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養

2.1 主動實踐能力的涵義

學習者在教師制定的實踐要求、步驟等規定框架下，按要求完成具體的實踐任務，這種實踐能力的形成往往被稱為被動實踐，這種實踐只是對現有知識的一種掌握。這種實踐學習者是在被動的狀態下完成既定任務，往往缺乏對解決問題所需知識的主動理解、思考，當問題發生變化時往往又手足無措。要改變這一現狀，關鍵是解決問題的方法、步驟必須有學習者自身通過思考，結合已有知識、技能去完成某一工作任務，這種實踐往往被稱之為主動實踐。 建構主義的觀點是：知識是學習者在特定的工作任務或工作情境中, 在教師或師傅的指導幫助下，通過主動學習和查閱資料，采用意義建構獲取。建構主義教學理論對學習環境在知識掌握中的作用特別重視， 它的觀點是學習環境的四大要素“情景”、“協作”、“會話”和“意義建構”對于知識的學習和掌握尤為重要。這一理論與主動實踐能力對學習者的要求不謀而合。重視學生的主動性和參與性這一建構主義的思想，也為學生主動實踐能力的培養提出了很好的理論基礎。

2.2 基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養

高職學生創新能力培養的關鍵是要主動實踐，而電子設計競賽則為學生主動實踐能力培養提供了平臺。電子設計競賽的目的就在于培養大學生的實踐創新意識與基本能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風；有助于學生工程實踐素質的培養、提高學生針對實際問題進行電子設計制作的能力。從這個意義上說學生在參與電子設計競賽的過程中，就必須從對競賽題目的理解、分析到選題、具體方案設計、元器件的選擇、設計裝配制作、調試、最后完成作品并寫出論文這一過程必須主動通過自己的思考來完成，且時間要求往往很緊。競賽過程中對學生的理論運用能力、實踐技能、軟硬件結合能力、論文寫作能力及意志品質、團隊協作精神等都是一個很好的檢驗。

創新能力培養必須融入大學教學的每個環節、每個實驗之中，探索基于項目研究的綜合性課程設計、學生課外研學與自主創新的實驗項目，拾級而上、循序漸進、漸次提升學生的主動實踐能力。

2.2.1 開發基于項目研究的實驗項目

在基礎實驗中，以項目為載體，通過教師的引導，在解決問題、完成任務的過程中讓學生體驗和掌握電工電子基礎知識，并安排涵蓋課程知識點、具有工程背景或實際應用價值的可實現多項功能及性能指標的綜合設計性實驗項目，在項目構思中，盡可能選擇實現方法具有多樣性，或實驗結果隨外部條件變化具有不確定性的內容，促進學生的主動探索與實踐。可把電子設計大賽技能要求分解成具體的實驗項目，探索、創新實驗案例，例如交流控制電路設計、黑匣子電路結構與參數判定、多路搶答器設計步進電機轉速控制系統設計、電磁式繼電器的特征參數測量、R、L、C 網絡頻率特性測試與參數測量等。

2.2.2 開展綜合型課程設計

在課程設計中，學生可根據所學專業和興趣愛好選擇具有工程背景的課題作為課程實踐項目，自主制定課題的詳細功能、規模和性能指標，經教師確認課題合理性、實現的可行性、知識廣度、專業深度與工作量后，學生自主選擇工作平臺， 開始系統分析、研究設計、調試與工程實現，并進行項目總結，撰寫設計報告，制定測試和演示方案，教師對項目作品進行驗收、質詢并分組進行演示。在整個課程設計中，突出學生主體、手腦并用及學生的研究探索，實現“知、情、意、能”復合培養， 提升學生的主動實踐能力。例如依托電子設計大賽可開展簡易邏輯分析儀設計、電能參數測試儀設計、高頻調諧放大器設計、數字示波器設計等綜合性課程設計。

2.2.3 實施以學生為中心的教學模式

在教學中積極倡導自主研學，著眼于學、思、知、行的有機結合，引導學生通過研究探索、信息查詢、方案研討、設計仿真、系統實現、調試測試等多種途徑進行自主學習，精心安排實驗內容，前期多以簡單問題的提出，作為綜合、復雜問題的鋪墊，在問題發現和解決的過程中引導學生學會學習、學會思考、學會動手，后期設計綜合實驗項目，讓學生很難找到現成答案，通過提出實驗要求讓學生必須經歷“調查、研究、分析、規劃、設計、實現、測試、總結”的研究過程，才能完成任務，通過設置考核內容調動學生關注實踐過程中的各個環節，提升學生實踐的樂趣及主動性。

2.2.4 優化集成創新實踐環境

分層次按功能設置實驗室，建設電子工藝、電工技術、電子技術及創新展示實驗室等學科基礎實驗平臺，優化電子系統設計、電氣控制系統、高頻電子電路等專業基礎實驗平臺的儀器配置，拓展課外研學創新基地，以滿足學習、研究、設計、分析、仿真、實驗、制作、焊接、測試等不同環節的軟硬件需求。建立網絡信息化的教學管理制度，實施教師定時帶班實驗與學生自由開放實驗相結合，同時加強實踐項目管理與過程監控，保障教學質量。

“競賽+ 項目”的教育教學改革模式的實質其實是將理論知識與實踐技能分解成電子設計競賽的各個模塊化的工作任務，并通過競賽加已完成。這種教育教學改革模式以現代職業教育理念為指導， 注重學生的職業發展需求，改變傳統的單一的“填鴨式”教學，更多強調學習者學習的主動性、積極性，強調創新意識和團隊精神的培養。在實踐教學中通過合理的教學情景設計，實現教學做一體化，強化師生互動，充分發揮學生的主體作用。具體來說即是以電子設計競賽的競賽規程和競賽任務為基礎，將競賽任務分解為一個個子任務，并將其轉化為一個個實踐教學情景，在日常教學中指導學生自主完成， 這種基于實際任務的教學情景設計能很好的激發學習者的學習積極性，契合建構主義理論。

基于電子設計大賽的學生主動實踐能力培養為學生理論聯系實際，解決實際問題提供了平臺，提供了一種很好的技術技能型人才培養路徑，這種強調大學生主動實踐能力和創新意識的培養方式，必將為學生畢業后更好的適應企業工作崗位奠定基礎。

【參考文獻】

[1]GARDNER H．多元智能［M］．北京： 新華出版社，1999:5.

[2] 吳志華，傅維利．實踐能力含義及辨析［J］．上海教育科研，2006 , (9):25.

[3] 劉磊，傅維利．實踐能力：含義、結構及培養對策［J］．教育科學， 2005,(2):2.

[4] 朱慶歡．開展大學生電子設計競賽促進創新人才培養田．韶關學院學報，2006，27(9) ：163—166．

[5] 廖繼紅．從電子設計競賽談實驗教學改革與創新能力的培養U1．教育與職業，2007，(2) ：132—133．