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電氣自動化專業(yè)主要教學科研平臺,電氣自動化基于開放式電氣自動化專業(yè)柔性教學平臺

電氣自動化專業(yè)主要教學科研平臺

電氣自動化技術(shù)及本專業(yè)技術(shù)人才的狀況,由此提出了柔性實驗教學平臺的構(gòu)建﹐并從硬件和軟件兩方面來闡述如何搭建柔性實驗教學平臺。開放式;柔性教學平臺;知識結(jié)構(gòu)平臺;網(wǎng)絡化教學。
電氣自動化基于開放式電氣自動化專業(yè)柔性教學平臺主要承擔電氣工程及其自動化專業(yè)的認識實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)設計（論文）等實踐教學環(huán)節(jié)的教學任務，產(chǎn)教融合體制機制，注重培養(yǎng)學生的工程實踐能力，具有很好的示范引領作用。
電氣自動化基于開放式電氣自動化專業(yè)柔性教學平臺的構(gòu)建以培養(yǎng)學生工程實踐能力、科技創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力為目標，緊扣電力電子技術(shù)應用技術(shù)、電機控制應用技術(shù)、信號檢測與分析技術(shù)、嵌入式技術(shù)、自動化儀表技術(shù)等工程技術(shù)，積極參與科研及各級各類學科競賽，大力實施大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)成效顯著。
一、引言電氣自動化技術(shù)是一個綜合性很強的學科，是集電工電子技術(shù)、電機拖動、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)和網(wǎng)絡控制技術(shù)于一體﹐是適用性、實踐性很強的一門學科。在傳統(tǒng)的教學過程中,由于種種原因,每個學生的獨立動手操作機會很少,實驗教學只能按老師的要求和實驗臺的功能進行,實驗的數(shù)量和質(zhì)量受到極大限制,無法根據(jù)社會對人才的需求來培養(yǎng)適銷對路的人才。在整個實驗教學中缺少一個貫穿于整個自動化控制技術(shù)領域中實驗、培訓、開發(fā)的環(huán)境﹐很難實現(xiàn)綜合素質(zhì)較強的電氣自動化方面高技能人才的培養(yǎng)目標。針對于電氣自動化專業(yè)培養(yǎng)模式的局限性,基于開放式電氣自動化控制技術(shù)所涉及到的技術(shù)層面和社會對電氣自動化專業(yè)人才規(guī)格的要求,建立和完善一個柔性實驗教學平臺——可反復重構(gòu)的硬件、軟件構(gòu)成積木式柔性實驗教學平臺,為學生營造一個開放式電氣自動化控制技術(shù)實驗教學平臺。學生可以根據(jù)教學要求進行基礎性的實驗，基本操作技能的訓練，專業(yè)操作技能的訓練與考核﹐電氣自動化系統(tǒng)的開發(fā)與設計等。柔性教學平臺可根據(jù)人才的規(guī)格要求和學分制的要求進行不同層次的組合。
二、電氣自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的層次和能力要求根據(jù)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律和需求,電氣自動化專業(yè)人才和其他技術(shù)人才一樣，人才的培養(yǎng)是根據(jù)社會、企業(yè)不同的需求而分層次的。由于電氣自動化控制技術(shù)的復雜性，一般來講﹐電氣自動化專業(yè)人才根據(jù)企業(yè)需求分兩個層次,電氣自動化專業(yè)人才規(guī)格及知識能力要求“藍領層"電氣自動化專業(yè)人才要求能夠承擔電氣自動控制模塊(PLC、單片機等設備）的簡單編程，自動控制設備的安裝、維護與調(diào)試。
“金領層"電氣自動化專業(yè)人才要求在掌握安裝、維修和調(diào)試的基礎上,能根據(jù)需要對具體的電氣自動控制系統(tǒng)進行必要的二次開發(fā)和改進﹐使原有系統(tǒng)的功能更加完善。
三、柔性實驗教學平臺的建立
1、電氣自動化專業(yè)人才知識結(jié)構(gòu)平臺首先根據(jù)人才培養(yǎng)規(guī)格來設計理論知識結(jié)構(gòu)模塊,然后在此基礎上來建立實驗硬件平臺、軟件評價平臺﹐具體內(nèi)容。電氣自動化專業(yè)人才知識結(jié)構(gòu)平臺
(1 )文化基礎知識模塊:主要是培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才的文化基本素質(zhì),是學好專業(yè)理論知識和技能形成的基礎，也是個人提升層次、轉(zhuǎn)崗、變崗的基礎﹐應保證打好文化基礎。
(2)機械基礎知識模塊:主要是學習機械方面相關的專業(yè)基礎知識，它包括機械基礎、機電工程制圖、氣壓與液壓知識、機械加工等方面的知識。
(3)計算機應用知識模塊∶主要學習計算機基本知識、計算機信息處理技術(shù)、操作系統(tǒng)基本使用方法、計算機網(wǎng)絡基本概念和Internet入網(wǎng)方法、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基礎知識和 WORD文字處理系統(tǒng)的使用、VB使用等方面知識。
( 4）專業(yè)基礎知識模塊:主要包括電氣控制的基礎知識、電工基礎、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機與變壓器知識、傳感檢測應用技術(shù)、單片機應用技術(shù)等方面的知識。
(5 )電氣控制技術(shù)模塊:主要包括交直流調(diào)速技術(shù)、工廠供配電技術(shù)、PLC應用技術(shù)、變頻器應用技術(shù)、電工EDA技術(shù)、自動控制基礎等方面知識。
(6 )電氣設備維護與維修模塊:主要包括常用電氣設備維修、數(shù)控機床維修技術(shù)、設備大修工藝的編制等知識。
(7)電氣控制系統(tǒng)開發(fā)與設計模塊:主要包括PLC、變頻器控制系統(tǒng)的軟硬件設計、單片機系統(tǒng)的開發(fā)、人機界面的開發(fā)、普通機床的數(shù)控化改造等知識。
(8 )網(wǎng)絡軟件技術(shù)應用模塊:主要介紹局域網(wǎng)的開發(fā)應用知識、局域網(wǎng)管理知識、工業(yè)控制軟件(如組態(tài)軟件）的應用知識、PLC等控制設備網(wǎng)絡通訊(以太網(wǎng)、局域網(wǎng)）等知識。
2、硬件實驗平臺的搭建通過對上述人才知識結(jié)構(gòu)的分析,便可構(gòu)建柔性實驗教學硬件結(jié)構(gòu)平臺。
( 1)金工實訓室∶由臺虎鉗、普通鉆床、普通車床、常用的工量具等組成，學生可以進行鉗工技能訓練﹐學會鋸、銼、鉆、較、攻絲等技能﹐學會鉆床、車床的基本操作技能,工量具的使用方法等知識。
(2)電工基礎實驗室:主要由電工實驗臺、電工基礎實驗模塊、電工儀表等組成,學生可以進行電工技術(shù)相關的實驗操作。
( 3)電子技術(shù)實驗室︰主要由實驗臺、模擬電路實驗箱、數(shù)字電路實驗箱、示波器、信號發(fā)生器等組成,為學生提供模擬電子、數(shù)字電子技術(shù)的實驗、電子制作等實訓操作。實驗教學硬件結(jié)構(gòu)平臺
（4）電機與變壓器實驗室∶主要由實驗臺、交直流電機實驗裝置、變壓器實驗裝置、電工儀表等組成﹐為學生提供交直流電機、變壓器等實驗。
(5 )計算機應用實訓室∶由若干臺計算機和一臺投影機組成,為學生提供常用操作系統(tǒng)和基本軟件的使用訓練、計算機組裝訓練、計算機程序設計訓練、網(wǎng)絡維護訓練和CAD軟件使用訓練等。
(6 ）液壓氣動實驗室:主要由液壓傳動實驗臺、氣壓實驗臺等組成。為學生提供液壓、氣壓控制技術(shù)訓練。
(7 )電工基本技能實訓室:主要由電力拖動實訓臺、電器控制電路板、電機等組成﹐為學生提供電氣控制線路安裝、電子技術(shù)安裝等訓練。
(8)電子EDA模塊:由若干臺計算機、一臺投影機、EDA虛擬電子工作平臺系統(tǒng)、印制電路板制作系統(tǒng)組成，為學生提供常用電子EDA軟件的使用訓練、電子線路的設計、模擬調(diào)試及電路板制作等。
(9）電氣控制模塊∶主要由PLC實驗室、變頻器實驗室、單片機實驗室、傳感器實驗室、數(shù)控實訓室、工業(yè)過程控制實驗室、故障檢修實訓室等組成。為學生提供PLC、單片機、變頻器、傳感器、數(shù)控技術(shù)等專業(yè)技能訓練，學習工業(yè)過程控制知識，學習組態(tài)軟件等知識。
( 10 )MPS實驗室:主要由MPS柔性生產(chǎn)線、計算機等組成。為學生提供機電一體化技術(shù)綜合實習，學生可以學習PLC控制技術(shù)傳感檢測技術(shù)、氣動控制技術(shù)、軟件編程技術(shù)、接口技術(shù)、通訊技術(shù)等多種控制技術(shù)有機結(jié)合的應用技術(shù)。
(11 )電氣技術(shù)開發(fā)實驗室:由計算機和一些電氣控制元件、接口板、控制卡、驅(qū)動單元、步進和伺服電機、工業(yè)軟件等組成，主要為教師和水平較高的學生提供開發(fā)、設計、改造電氣系統(tǒng)的場所﹐同時可進行一些光機電一體化實驗。
四、柔性實驗教學軟件結(jié)構(gòu)平臺搭建為了保證人才培養(yǎng)方案的順利實施以及硬件實驗平臺的正常運轉(zhuǎn),做到統(tǒng)―協(xié)調(diào),有條不紊﹐柔性實驗教學軟件平臺包括以下內(nèi)容。柔性實驗教學軟件平臺結(jié)構(gòu)圖軟件結(jié)構(gòu)平臺中各種軟件的功能:
(1)電氣教學管理軟件∶負責理論與實踐教學計劃的管理,監(jiān)督整個柔性實驗教學平臺的運轉(zhuǎn)情況,檢查一體化教學執(zhí)行的情況。每個實驗室的工作計劃在學期開始之前就輸入到管理系統(tǒng)中。
(2)專業(yè)應用軟件∶根據(jù)電氣技術(shù)人才規(guī)格培養(yǎng)的要求，應配套相關的正版專業(yè)軟件﹐如AutoCAD、EWB、Protel99SE、組態(tài)軟件等。
(3 )仿真系統(tǒng)軟件∶根據(jù)教學需要配套相關的電氣控制技術(shù)中仿真系統(tǒng)軟件,利用計算機仿真技術(shù)以及多媒體技術(shù)通過軟件的仿真調(diào)試與操作,使學生可以對PLC、單片機等進行仿真調(diào)試﹐從而減少設計周期。
(4)學生考核評價軟件∶本軟件主要負責學生考核成績的管理。根據(jù)不同層次人才規(guī)格及學分制的要求,給學生建立個人檔案,建立一種新型的培養(yǎng)質(zhì)量評價方法﹐盡量采取計算機統(tǒng)一考試、統(tǒng)一評分﹐現(xiàn)場測試、操作、現(xiàn)場打分的考試辦法﹐著重考核學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,鼓勵學生參加技能考試和比賽﹐并給予獎勵和學分。
(5 )網(wǎng)絡管理軟件:負責管理局域網(wǎng)的正常運行。
五、特色精品課程的建設在構(gòu)建教學平臺的同時﹐應該注重精品課程的建設,因為精品課程建設是教學改革進一步深化的具體體現(xiàn),通過精品課程的建設，它可提升教師的教研能力,促進課程內(nèi)容、教學方法與手段，考試方法的改革﹐促進師資隊伍、設備和設施建設,最終達到提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的。通過我們對我系相關課程的研討,可將PLC、電子技術(shù)等課程建設為精品課程。另在建設精品課程時建議多引入仿真技術(shù)﹐例如在PLC課程建設時,可以開發(fā)一套與教學課題相配套的仿真動畫(組態(tài)仿真)，這樣學生就可以模擬設備的實際運行情況。在建設時要重點抓好七個方面的工作:制訂科學的建設規(guī)劃;切實加強教學隊伍建設﹔重視教學內(nèi)容和課程體系改革;注重使用先進的教學方法和手段﹔重視教材建設﹔理論教學與實踐教學并重;建立切實有效的激勵和評價機制。
六、結(jié)束語基于開放式柔性實驗教學平臺的建立,給學生和教師提供了一個優(yōu)化的學習、教學和科研的環(huán)境。平臺的建立充分考慮了不同層次學生的認知水平以及已有知識、技能、經(jīng)驗和興趣﹐使他們能夠在一定的程度上根據(jù)需求選定具體的目標、學習進度、學習資源和方法。為每個學生提供適應勞動力巿場需求和有職業(yè)發(fā)展前景的、模塊化的學習環(huán)境﹐既培養(yǎng)了學生崗位實際工作能力,又為學生今后的就業(yè)和發(fā)展打下了堅實的基礎。