蘇鵬飛
在電氣自動(dòng)化專業(yè)中,硬件基礎(chǔ)設(shè)施的科學(xué)與標(biāo)準(zhǔn)配置是專業(yè)教學(xué)得以規(guī)范開展的關(guān)鍵要素。本文基于這一發(fā)展背景,以對(duì)電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)目標(biāo)梳理入手,分析電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)的不同場(chǎng)所中硬件設(shè)施配置的基本要求,從而進(jìn)一步對(duì)推進(jìn)電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)硬件條件完善的重要舉措進(jìn)行探索。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,社會(huì)生產(chǎn)生活水平有了極大提高,電力能源的需求力度也隨之不斷加大。對(duì)電力行業(yè)人才隊(duì)伍的建設(shè)意義尤為突出。因此,在我國(guó)諸多理工類高等院校均設(shè)置有電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè),為我國(guó)電力事業(yè)建設(shè)培育更多具有先進(jìn)知識(shí)結(jié)構(gòu)與技能水平的專業(yè)人才隊(duì)伍。
電氣工程專業(yè)的高等教育在我國(guó)的起步較早,電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)在我國(guó)最早出現(xiàn)于上世紀(jì)初。1908年,我國(guó)最早的電氣工程專業(yè)被稱為電機(jī)???,學(xué)科設(shè)置于南洋大學(xué)堂,也就是現(xiàn)在交通大學(xué)的前身。在隨后的1917年,交通大學(xué)的電機(jī)??朴謱iT設(shè)置了電訊門,這也由此成為我國(guó)最早的無(wú)線電專業(yè),后來(lái)逐步發(fā)展成如今的電子信息及計(jì)算機(jī)專業(yè)群。1932年,清華大學(xué)又設(shè)置了電機(jī)系。經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,截至目前,設(shè)置電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的高等院校數(shù)量已經(jīng)突破了二百所。由此也可以看出,我國(guó)對(duì)于電力等基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)的極高重視程度,也同時(shí)反映出電力資源的合理開發(fā)與利用在當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中所具有的重要社會(huì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文以電氣自動(dòng)化的硬件設(shè)施配置為研究對(duì)象,探索電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)的硬件設(shè)施配置要求以及硬件條件完善的重要舉措。
電氣自動(dòng)化專業(yè)主要包括電路基礎(chǔ)知識(shí)與設(shè)計(jì)操作、電子技術(shù)基礎(chǔ)、自動(dòng)控制理論與實(shí)踐、基礎(chǔ)電力工程技能培養(yǎng)等幾方面基礎(chǔ)課程,此外還包括電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、電子工藝操作以及計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)踐等方面的實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容。電氣自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
目前,各專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)不斷建立和完善,教學(xué)資源建設(shè)也更加規(guī)范,但教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)中還存在以下不足:
2.1 硬件平臺(tái)建設(shè)投入不足,資源內(nèi)容建設(shè)不夠硬件平臺(tái)的構(gòu)建需要投入大量資金,如需購(gòu)買高性能中心資源服務(wù)器、存儲(chǔ)磁盤陣列和專業(yè)資源服務(wù)器,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)型頒布式存儲(chǔ)與管理和備份。資源建設(shè)內(nèi)容質(zhì)量不夠高,有些資源庫(kù)僅是教案、試題等素材的簡(jiǎn)單堆積,部分素材資源教學(xué)性不夠強(qiáng),微課、網(wǎng)絡(luò)課程覆蓋面較小,互動(dòng)性不強(qiáng)。虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)、動(dòng)畫等現(xiàn)代數(shù)字化資源不多。用戶界面及相應(yīng)導(dǎo)航普遍單一化,資源導(dǎo)航系統(tǒng)功能不強(qiáng),檢索系統(tǒng)不夠快捷準(zhǔn)確。有些資源庫(kù)架構(gòu)不合理,主要功能缺失或?qū)崿F(xiàn)較差。
2.2 資源庫(kù)建設(shè)缺乏規(guī)范性,目前,資源庫(kù)建設(shè)大都無(wú)序發(fā)展,缺少統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則,各合作院校子項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量、進(jìn)度參差不齊,資源接口大多不一致。目前,各個(gè)院校在進(jìn)行專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)時(shí),也缺乏頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)一的資源建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)資源大多是網(wǎng)上收集、購(gòu)買、與企業(yè)合作開發(fā)或者教師個(gè)人制作等途徑而獲取。搜集的網(wǎng)絡(luò)資源的一致性和兼容性大多難以保證。購(gòu)買的軟件產(chǎn)品大多支持平臺(tái)不一樣,內(nèi)部結(jié)構(gòu)和接口也不一樣,兼容性差。在沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的嚴(yán)格要求下,難以保證校企合作開發(fā)和教師個(gè)人自己開發(fā)的教學(xué)資源的兼容性。這些都導(dǎo)致不同的資源難以有效整合。
在電氣自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)中,實(shí)踐性教學(xué)內(nèi)容在整體專業(yè)設(shè)計(jì)中占據(jù)較高的比重,僅僅依靠理論知識(shí)教學(xué)無(wú)法適應(yīng)電力產(chǎn)業(yè)對(duì)人才基礎(chǔ)技能水平的實(shí)踐要求。因此,電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)的硬件設(shè)施建設(shè)就顯得尤為重要。總體來(lái)講,電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)的硬件設(shè)施配置主要包括以下幾種:
3.1 電氣訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及相關(guān)設(shè)施配置
電氣訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地應(yīng)當(dāng)滿足基本的電氣實(shí)踐課程的標(biāo)準(zhǔn)要求,首先,應(yīng)當(dāng)具備充足的場(chǎng)地面積大小,容納四十至五十人的活動(dòng)空間,占地面積應(yīng)當(dāng)保證在150平方米上下。其次,電氣訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的設(shè)施配備應(yīng)當(dāng)完整而全面。通常來(lái)講,電氣訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)當(dāng)至少包括兩臺(tái)發(fā)電機(jī)以及五等電壓等級(jí)的電氣線路,此外,還應(yīng)當(dāng)配備與電壓相適應(yīng)的變壓器組與不同負(fù)荷的電阻器、傳感設(shè)備、電動(dòng)機(jī)以及風(fēng)力發(fā)電控制設(shè)備及系統(tǒng)。
3.2 自動(dòng)化系統(tǒng)及控制實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及相關(guān)設(shè)施配置
自動(dòng)化系統(tǒng)及控制實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的要求同電氣訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的容納面積要求相一致,容納四十至五十人的活動(dòng)空間,占地面積應(yīng)當(dāng)保證在150平方米上下。在自動(dòng)化系統(tǒng)及控制實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的基礎(chǔ)設(shè)施配置方面,應(yīng)當(dāng)配備充足數(shù)量的計(jì)算機(jī)終端設(shè)備,并具備完整的工業(yè)制造、傳輸分流等流水作業(yè)生產(chǎn)線。還應(yīng)當(dāng)注意的是,所有基礎(chǔ)設(shè)施的配置應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格滿足自動(dòng)化系統(tǒng)工程認(rèn)證所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.3 電子制作場(chǎng)地及相關(guān)設(shè)施配置
相較于電氣訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及自動(dòng)化系統(tǒng)及控制實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地,電子制作場(chǎng)地的占地面積較小,在容納四十至五十人要求的場(chǎng)地范圍要求下,占地面積僅需六十至七十平方米。電子制作場(chǎng)地的基礎(chǔ)設(shè)施主要包括電烙鐵、高頻信號(hào)及函數(shù)信號(hào)發(fā)生器以及示波器、毫伏表等顯示儀表設(shè)備,此外,還應(yīng)當(dāng)包括直流穩(wěn)定電源設(shè)備及配套的電子元件和連接線等。
3.4 EDA實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練場(chǎng)地及相關(guān)設(shè)施配置
EDA實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練場(chǎng)地的建筑面積與電子制作場(chǎng)地的建筑面積要求相一致,在容納四十至五十人要求的場(chǎng)地范圍要求下,占地面積僅需六十至七十平方米。EDA實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練場(chǎng)地的基礎(chǔ)設(shè)施主要包括電子計(jì)算機(jī)、投影設(shè)備及掃描設(shè)備,還應(yīng)當(dāng)包括專業(yè)PCB雕刻機(jī)器及裁板設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意的是,EDA實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練場(chǎng)地除了上述硬件配置以為,最為重要的是EDA軟件的安裝與使用條件。
3.5創(chuàng)新訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及相關(guān)設(shè)施配置
創(chuàng)新訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地與建筑面積的需求也較低,滿足六十至七十平方米的占地面積即可。對(duì)于硬件設(shè)施部分,應(yīng)當(dāng)具備充足數(shù)量的硬件環(huán)境設(shè)置裝備,每套裝備內(nèi)應(yīng)當(dāng)配置一定數(shù)量的示波器、信號(hào)發(fā)生器及電源設(shè)備。此外,還應(yīng)當(dāng)具備多種類型的電子元器件及電源配套的零部件,機(jī)箱、機(jī)盒等組成材料以及相關(guān)的圖書資料查閱點(diǎn)等設(shè)備設(shè)施。
4.1 進(jìn)一步規(guī)范電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)硬件條件標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)范電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)硬件條件標(biāo)準(zhǔn)要從制度層面入手。在對(duì)電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)硬件條件標(biāo)準(zhǔn)及制度的研究制定過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)立足于本專業(yè)的現(xiàn)有教學(xué)目標(biāo)及實(shí)踐方案,其內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括硬件設(shè)施的選購(gòu)、場(chǎng)地位置選擇、設(shè)施的安裝與調(diào)試、相應(yīng)使用規(guī)范與保障措施等重要內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)確保教學(xué)實(shí)踐質(zhì)量和訓(xùn)練安全的教學(xué)任務(wù)目標(biāo)。
4.2 進(jìn)一步規(guī)范電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)硬件的安全使用規(guī)程
電氣自動(dòng)化專業(yè)的上述基礎(chǔ)設(shè)施都不可避免的存在潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,在推進(jìn)電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)硬件條件完善進(jìn)程中,應(yīng)當(dāng)著力加強(qiáng)電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)硬件的安全使用規(guī)程的制定與日常管控。
4.3 進(jìn)一步規(guī)范硬件設(shè)施的資產(chǎn)檔案管理制度
在推進(jìn)電氣自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)硬件條件完善進(jìn)程中,應(yīng)當(dāng)對(duì)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備建立起標(biāo)準(zhǔn)化資產(chǎn)檔案,詳細(xì)記錄各項(xiàng)硬件設(shè)備的基礎(chǔ)技術(shù)指標(biāo)、使用頻率以及使用效果反饋,并列明日常養(yǎng)護(hù)、維修的頻率,將所有硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理。
本文從制度建立、安全管理、檔案管理等幾個(gè)方面對(duì)電氣自動(dòng)化硬件建設(shè)與管理舉措進(jìn)行了具體分析。進(jìn)行電氣自動(dòng)化專業(yè)硬件的規(guī)范配置,不僅有助于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)教學(xué)目標(biāo),而且能夠切實(shí)保障教學(xué)過(guò)程中的使用安全系數(shù)、提高使用效率。在電氣自動(dòng)化專業(yè)硬件的研究領(lǐng)域,還存在很多技術(shù)性問(wèn)題,需要進(jìn)一步的研究與探索。
(作者單位:西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院)