小議電工技術實驗實訓裝置的建構思路

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一、構建思路

以我院自動化系生產(chǎn)過程自動化技術專業(yè)主干課程“檢測儀表”、“過程控制儀表及系統(tǒng)”為例，這兩門課程許多知識和技能都與電工技術有“千絲萬縷”的關系。2012年我院自動化系又新開設了三個高職專業(yè)（工業(yè)網(wǎng)絡技術、傳感與檢測技術、工業(yè)電氣自動化技術），電工技術實驗實訓裝置也會在這些專業(yè)的學習中起到積極的橋梁和紐帶作用。

二、裝置總體設計構建

為了讓學生在訓練時能全員參與，以及要放置測試儀器、設備和電腦，我們將裝置設計為工作臺的樣式，即要有足夠的空間。掛板式分層型模塊化結構共五類，分別是電源模塊、信號源模塊、電路板模塊、測量儀表模塊、保護裝置模塊。該裝置應具有功能齊全、操作方便、安全靈活、運行可靠、管理科學（實驗準備工作量的簡化）等特點。

三、裝置結構體系構建

根據(jù)我院自編的“電工技術實驗實訓”講義，現(xiàn)對電工技術實驗實訓裝置的構建框架進行簡要介紹。

1.掛板的初步設計及要求

（1）電源模塊——應具有交流和直流兩種類型。交流電源為380V和220V。直流電源的可調范圍為0～30V，多路并且?guī)ж撦d能力要強，安全性能可靠。（2）信號源模塊——能提供正弦、方波、三角波函數(shù)信號，信號源穩(wěn)定、可靠。例如我院自編實驗講義“電容和電感特性研究”實驗，如圖1、圖2所示，其中一個內容就是討論“電容通高頻阻低頻，電感通低頻阻高頻”，需要交流的信號源性能可靠、穩(wěn)定，否則實驗效果會非常不理想。（3）測量儀表模塊——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（具有多檔位轉換功能），指針式為輔。并配有高靈敏度檢流計。例如我院實驗講義“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多配置），器件按照工藝要求進行排列，比如器件應排列均勻、橫平豎直、同種類型集中在一起，可調元器件的布局應充分考慮調節(jié)的方便程度。另一種想法是將所有的器件（除可調器件外），存放在有許多格子的透明塑料小箱中，根據(jù)實驗需要學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。通過實踐發(fā)現(xiàn)兩種辦法各有千秋。前者實驗中學生操作相對簡單，節(jié)省實驗時間，但對元器件的熟悉程度相對較弱。后者實驗中學生操作相對復雜（特別是元器件的選?。菀壮鲥e，實驗時間較長，器件容易丟失，但學生通過實驗可以對器件的種類、性能、規(guī)格非常熟悉，也非常清楚如何將實驗順利進行和少走彎路，這種辦法更符合我們倡導的電工技術實驗實訓操作模式。我院自編的講義“驗證疊加定理實驗”采用的是T型電阻網(wǎng)絡電路，如圖4所示。元件是6個200Ω及3個100Ω的電阻，并需要4個邏輯開關。我們要求學生在實驗中，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，也就是學生自己配置。同樣，圖3所示的電路學生也可自己選擇和配置電阻。通過這種訓練方式，學生知道了實驗時該如何做，為什么這樣做，做了有什么收獲。學生的實際動手能力和應變能力提高很快。

2.裝置安全措施

電工技術實驗實訓裝置的安全措施尤為重要。學生在進行實驗實訓時，特別是才開始的階段，對人身及設施的安全危險最大。本裝置可調交流電源輸出處設有過流保護技術，相間、線間過電流及直接短路均能自動保護，面板配有交流三相電壓表，通過切換開關分別指示三相電網(wǎng)電壓和三相調壓輸出電壓。裝置具有接地保護、漏電保護（電流型和電壓型漏電保護器、漏電保護空氣開關）功能，安全性符合相關的國家標準，確保設備及人身安全。實驗連接線及插孔采用不同的結構，使用安全、可靠、防觸電。

3.裝置功能特點

該裝置沒有過多的先進儀器和設備，甚至有些“老土”，其主要是用于實驗操作，反映電領域初學者實驗實訓的學習過程和訓練過程，而非科研院所進行科學研究。當然，這不是否認高等職業(yè)教育不需要科學研究，而是電類專業(yè)基礎實驗課有自身的特殊性，實驗實訓內容缺乏整體性和設計性，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）插孔和測試儀表，供學生選擇和使用，一方面培養(yǎng)了學生對電的認識和認知，另一方面培養(yǎng)了學生對電的理解和應用把握的能力。

4.裝置實驗實訓講義（部分）

一是能完成“電工基礎”、“電工學”、“電路分析”中電路連接、參數(shù)測試、疊加、諧振、選頻、過渡過程、單相、三相、日光燈、變壓器等基礎實驗。二是基礎實驗項目見表1。

四、裝置使用效果

由于受到學院各方面條件的限制，目前還沒有成套的電工技術實驗實訓裝置，我們利用學院自動化系現(xiàn)有的實驗教學資源，實驗臺是20多年以前的老實驗臺，電路板使用的是面包板，實驗管理人員實驗前準備實驗器材，實驗后再收整。在這樣較為落后的條件下，實驗教學還是達到了很好的效果。許多學生反映，原來的實驗課是以實驗教師為主體，現(xiàn)在的操作方式及裝置是以學生為中心，實驗中學生可以認真思考，即使元件選錯了，也感到是一種“幸?！?，并不計較設備的好壞，真正體會到了實驗教學的快樂和意義。

五、總結

高等職業(yè)技術教育的發(fā)展面臨諸多困境和挑戰(zhàn)，教學特別是基礎實驗教學有許多困惑和難點。同時社會又需要學校培養(yǎng)的學生具有較高的職業(yè)能力和素養(yǎng)。在這種形勢下，迫使我們進行深刻思考：專業(yè)基礎實驗課的作用究竟在哪？專業(yè)基礎實驗實訓操作模式應該是什么？本文是探索專業(yè)基礎實驗實訓課的路徑之一。該裝置的構建及思路雖然還不完善，但只要不斷的努力和探索，我們的目標定會早日實現(xiàn)。

本文作者：王曉剛、夏洪永、羅謐 單位：重慶化工職業(yè)學院自動化工程系