小議電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置的建構(gòu)思路

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一、構(gòu)建思路

以我院自動(dòng)化系生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)主干課程“檢測(cè)儀表”、“過(guò)程控制儀表及系統(tǒng)”為例，這兩門課程許多知識(shí)和技能都與電工技術(shù)有“千絲萬(wàn)縷”的關(guān)系。2012年我院自動(dòng)化系又新開設(shè)了三個(gè)高職專業(yè)（工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)、工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)），電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置也會(huì)在這些專業(yè)的學(xué)習(xí)中起到積極的橋梁和紐帶作用。

二、裝置總體設(shè)計(jì)構(gòu)建

為了讓學(xué)生在訓(xùn)練時(shí)能全員參與，以及要放置測(cè)試儀器、設(shè)備和電腦，我們將裝置設(shè)計(jì)為工作臺(tái)的樣式，即要有足夠的空間。掛板式分層型模塊化結(jié)構(gòu)共五類，分別是電源模塊、信號(hào)源模塊、電路板模塊、測(cè)量?jī)x表模塊、保護(hù)裝置模塊。該裝置應(yīng)具有功能齊全、操作方便、安全靈活、運(yùn)行可靠、管理科學(xué)（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作量的簡(jiǎn)化）等特點(diǎn)。

三、裝置結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建

根據(jù)我院自編的“電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)”講義，現(xiàn)對(duì)電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置的構(gòu)建框架進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1.掛板的初步設(shè)計(jì)及要求

（1）電源模塊——應(yīng)具有交流和直流兩種類型。交流電源為380V和220V。直流電源的可調(diào)范圍為0～30V，多路并且?guī)ж?fù)載能力要強(qiáng)，安全性能可靠。（2）信號(hào)源模塊——能提供正弦、方波、三角波函數(shù)信號(hào)，信號(hào)源穩(wěn)定、可靠。例如我院自編實(shí)驗(yàn)講義“電容和電感特性研究”實(shí)驗(yàn)，如圖1、圖2所示，其中一個(gè)內(nèi)容就是討論“電容通高頻阻低頻，電感通低頻阻高頻”，需要交流的信號(hào)源性能可靠、穩(wěn)定，否則實(shí)驗(yàn)效果會(huì)非常不理想。（3）測(cè)量?jī)x表模塊——儀表塊數(shù)要多，主要是電流表和電壓表，又分交流和直流兩種類型，且以數(shù)字式為主（具有多檔位轉(zhuǎn)換功能），指針式為輔。并配有高靈敏度檢流計(jì)。例如我院實(shí)驗(yàn)講義“指定電流的分配”，需要4塊直流電流表，如圖3所示。（4）電路板模塊——有兩種想法。一種想法是將各類元器件固定在模塊電路板上，要求元器件種類多、規(guī)格齊全（如一般電阻除阻值，不同功率的電阻也應(yīng)多配置），器件按照工藝要求進(jìn)行排列，比如器件應(yīng)排列均勻、橫平豎直、同種類型集中在一起，可調(diào)元器件的布局應(yīng)充分考慮調(diào)節(jié)的方便程度。另一種想法是將所有的器件（除可調(diào)器件外），存放在有許多格子的透明塑料小箱中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生可自行選取和選配器件，再根據(jù)工藝要求插在模塊電路板的插孔上。通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)兩種辦法各有千秋。前者實(shí)驗(yàn)中學(xué)生操作相對(duì)簡(jiǎn)單，節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，但對(duì)元器件的熟悉程度相對(duì)較弱。后者實(shí)驗(yàn)中學(xué)生操作相對(duì)復(fù)雜（特別是元器件的選?。菀壮鲥e(cuò)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，器件容易丟失，但學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以對(duì)器件的種類、性能、規(guī)格非常熟悉，也非常清楚如何將實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行和少走彎路，這種辦法更符合我們倡導(dǎo)的電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作模式。我院自編的講義“驗(yàn)證疊加定理實(shí)驗(yàn)”采用的是T型電阻網(wǎng)絡(luò)電路，如圖4所示。元件是6個(gè)200Ω及3個(gè)100Ω的電阻，并需要4個(gè)邏輯開關(guān)。我們要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，在透明塑料小箱中可選擇不同功率、不同體積、不同樣式的電阻，也就是學(xué)生自己配置。同樣，圖3所示的電路學(xué)生也可自己選擇和配置電阻。通過(guò)這種訓(xùn)練方式，學(xué)生知道了實(shí)驗(yàn)時(shí)該如何做，為什么這樣做，做了有什么收獲。學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和應(yīng)變能力提高很快。

2.裝置安全措施

電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置的安全措施尤為重要。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)時(shí)，特別是才開始的階段，對(duì)人身及設(shè)施的安全危險(xiǎn)最大。本裝置可調(diào)交流電源輸出處設(shè)有過(guò)流保護(hù)技術(shù)，相間、線間過(guò)電流及直接短路均能自動(dòng)保護(hù)，面板配有交流三相電壓表，通過(guò)切換開關(guān)分別指示三相電網(wǎng)電壓和三相調(diào)壓輸出電壓。裝置具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)（電流型和電壓型漏電保護(hù)器、漏電保護(hù)空氣開關(guān)）功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保設(shè)備及人身安全。實(shí)驗(yàn)連接線及插孔采用不同的結(jié)構(gòu)，使用安全、可靠、防觸電。

3.裝置功能特點(diǎn)

該裝置沒有過(guò)多的先進(jìn)儀器和設(shè)備，甚至有些“老土”，其主要是用于實(shí)驗(yàn)操作，反映電領(lǐng)域初學(xué)者實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)過(guò)程和訓(xùn)練過(guò)程，而非科研院所進(jìn)行科學(xué)研究。當(dāng)然，這不是否認(rèn)高等職業(yè)教育不需要科學(xué)研究，而是電類專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課有自身的特殊性，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容缺乏整體性和設(shè)計(jì)性，發(fā)揮的空間非常有限。所以該裝置配有大量的元器件（上千個(gè)）插孔和測(cè)試儀表，供學(xué)生選擇和使用，一方面培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)電的認(rèn)識(shí)和認(rèn)知，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)電的理解和應(yīng)用把握的能力。

4.裝置實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)講義（部分）

一是能完成“電工基礎(chǔ)”、“電工學(xué)”、“電路分析”中電路連接、參數(shù)測(cè)試、疊加、諧振、選頻、過(guò)渡過(guò)程、單相、三相、日光燈、變壓器等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。二是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目見表1。

四、裝置使用效果

由于受到學(xué)院各方面條件的限制，目前還沒有成套的電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)裝置，我們利用學(xué)院自動(dòng)化系現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，實(shí)驗(yàn)臺(tái)是20多年以前的老實(shí)驗(yàn)臺(tái)，電路板使用的是面包板，實(shí)驗(yàn)管理人員實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)后再收整。在這樣較為落后的條件下，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是達(dá)到了很好的效果。許多學(xué)生反映，原來(lái)的實(shí)驗(yàn)課是以實(shí)驗(yàn)教師為主體，現(xiàn)在的操作方式及裝置是以學(xué)生為中心，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可以認(rèn)真思考，即使元件選錯(cuò)了，也感到是一種“幸?！?，并不計(jì)較設(shè)備的好壞，真正體會(huì)到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的快樂(lè)和意義。

五、總結(jié)

高等職業(yè)技術(shù)教育的發(fā)展面臨諸多困境和挑戰(zhàn)，教學(xué)特別是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有許多困惑和難點(diǎn)。同時(shí)社會(huì)又需要學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生具有較高的職業(yè)能力和素養(yǎng)。在這種形勢(shì)下，迫使我們進(jìn)行深刻思考：專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的作用究竟在哪？專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作模式應(yīng)該是什么？本文是探索專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課的路徑之一。該裝置的構(gòu)建及思路雖然還不完善，但只要不斷的努力和探索，我們的目標(biāo)定會(huì)早日實(shí)現(xiàn)。

本文作者：王曉剛、夏洪永、羅謐 單位：重慶化工職業(yè)學(xué)院自動(dòng)化工程系