电专业基础课（共10篇）
电专业基础课 篇1
随着高校毕业生就业情况的日趋严峻,根据国务院的指导意见,要加快发展现代职业教育,这说明高校转型已经成为国家战略决策。特别是民办院校,寻找有特色的突破口是关键。根据笔者在民办院校进行电专业基础课程教学的经验和体会,对电专业基础课在民办院校的教学与实践进行了简要的探析。
一、现状与问题
1.民办大学生源综合素质较低,增加授课难度
民办院校的学生有着自身的特点,由于现有的制度导致民办院校录取的学生分数在本科段下游,根据笔者在民办院校的多年授课经验总结其学困的原因有:基础知识相对薄弱,大部分同学没有良好的学习习惯,跟智力无关;学习意志力薄弱,班级学风有待加强;学习动机模糊,无学习和就业规划[1]。
2.民办院校电专业毕业生竞争力不强
目前,社会对于民办院校的认可度虽然逐年提高,但是不可回避的是大多数企业在招聘人才时更倾向于高学历、名牌院校的电类专业,从事开发设计的人才;或具有熟练操作技能的高职专科人才。而介于二者之间的民办院校电专业的毕业生大部分尴尬的夹缝生存。
3.理论与实践结合受限
电专业基础课的特点是要求学生掌握基本的理论知识,具有熟练的分析计算能力,和掌握基本的实验技能。除此之外,还需要培养学生的创新能力、综合实验能力以及工程性训练。大多数的民办院校实验设备存在更新速度缓慢、老化;实验室开放管理制度不合理等现象,现有的条件很难培养大批量学生的综合能力和创新能力,理论与实践的结合受到一定限制。
二、以面向职业教育转型为目标的教学思想观念改革
1.提升就业能力,转变教育教学观念
传统的电专业核心基础课相关教材和教学过于重视知识体系的演绎和推理,加之课程本身所具有的抽象性等诸多问题,使大多数学生对此类课程产生了畏惧心理,以至于影响了他们学习的积极性、主动性。因此,将面向职业教育的观点应用到电类基础课教学当中,使此类课程“看得见,摸得着”,是提高学生学习兴趣和主动性的有效教学方法,同时也是提高学生职业能力的重要途径。
2.与企业或培训学校建立协同机制,避免“职业教育”流于形式
提高“校企合作”实训质量,通过与职业技能学校建立的培训基地,以学生未来的“工作”为出发点,激发学生学习职业化技能的主观能动性,学生可以在校内同步完成各种技能培训,并考取国家职业资格证书,例如电工初级、中级、PLC等,提高学生的实践和职业能力,并加强了专业的软硬件设施建设。
三、以面向职业教育转型为目标的教学方法与教学内容改革
1.多媒体、板书、实物案例有机结合
在教学过程中,多媒体以提纲式的内容展示、功能电路、波形分析、动画演示、带电路的例题等,并结合传统板书,将重点、难点、重要公式推导等在黑板上列出讲解,可以提高学生的思维连贯性,易于记忆。同时制作实物案例,在基本理论教学的基础上,以演示实物操作为辅助形式,使学生直观的认识电类基础课的应用。
2.实操与仿真有机结合
在电专业基础课的课内实验和实践实习环节,注重实操和仿真的有机结合。其中在实验环节的设计中,要安排一定比例的验证性实验和设计仿真,传统的电类基础课大多以实践验证为主,近年来,随着EDA软件的普及,大部分学校均已在电专业基础课或专业课中使用EDA软件,完善实验方法,提高实验效果。
(1)在理论教学环节,加入EDA软件的使用讲解,例如在讲解相关功能电路分析时,可以用仿真软件分步讲解演示元件选择、电路原理图画法、仿真设置、仿真运行、结果分析等,为实验打下基础。
(2)合理安排上机设计仿真时间,并安排一定的上机作业,作为实验环节的一个评定环节,调动学生的个人自学实践能力和计算机设计应用能力。
(3)课内实验包括验证性实验和综合性实验。验证性实验的比重要合理,且考查环节包络预习、预做、实操、报告:通过预习提高学生的实验操作的知识熟练程度;通过预做加大实验室的开放力度,提高同学们的学习积极性;通过以上两个环节对最后的上课操作会有很大的帮助,学生能够很快的进入状态,并且提高了实验质量。提高综合性实验的比重,通过学生分组选定方向,独立完成自学内容,可以要求学生以小项目的形式提交设计报告、仿真结果,以提高学生对自学部分的自觉性和创新性,增加实践能力。
(4)综合实训要以培养学生职业能力为准则,以“项目”任务为驱动,除了要进行分组并给每个学生分配任务,提高学生的团队协作能力,其次针对某些实践环节重仿真轻实践,实训过程包括仿真和装配,因为EDA软件虽然可以帮助学生模拟、设计、仿真,但它不可能取代真正的工作环境,注重电路设计的完整性,有助于提高学生职业能力。
四、总结
转型势在必行,但是民办院专业的学生有着自身的特点,且电类基础课与专业课程不同,它们是理论与实践并重的课程,因此课程教学要求不仅要掌握相关理论,同时要具备理论联系实际、处理解决工程问题的能力,从而提高学生的就业能力,达到电专业面向职业教育的基本要求。因此,结合民办院校学生的自身特点,寻找突破口,面向职业教育转型,努力提高学生的职业能力,通过教学思想观念、教学内容、教学方法等综合手段、有机结合,会取得较好的教学效果。
摘要：本文阐述了电类基础课在民办院校教学的现状与问题,根据电专业特点以及本校实际,以民办本科院校培养职业型人才模式为出发点,结合实际教学经验,对电学基础类课程的教学思想、教学内容、教学方法等环节进行一系列面向职业教育改革方面进行了探析。
关键词：电专业基础课,民办院校,职业教育
参考文献
[1]张洋.王丽琴.刘飞.基于职业核心能力培养电子电路课程改革[J].中国西部科技,2012.11(4):79-80
基础化工板块:毛利将受限电提振 篇2
化工行业占全社会用电量的8％左右。申银万国分析师周小波在接受本刊记者采访时指出，电荒对基础化工行业影响较大。由于该行业单耗电量高或者装置规模大，预计在用电高峰期相关缺电区域的行业开工率将受到明显抑制。
电力紧张会在一定程度上影响下游需求，但对于基础化工品而言，在下游需求不出现大幅下滑的情况下，企业盈利对产品提价的弹性更大。拥有自备电厂的企业优势更明显。
毛利提升
随着经济缓慢复苏，全球化工产品需求的增加，我国化工行业经营情况持继好转。统计显示，2010年及今年一季度整个基础化工板块收入已经摆脱2009年收入下滑的态势，表现出了良好的增长势头。
与此同此，行业的利润出现明显增长势头。据统计，去年基础化工板块实现营业利润同比增长54.94％，今年一季度同比增长62.51％；归属于母公司股东的净利润2010年同比增长66.68％，今年一季度同比增长59.19％；基础化工行业利润连续三年以较大幅度增长。
周小波指出，在2004年被动型电荒、2010年下半年主动拉闸限电期间，电力紧张都提振了基础化工品的价格，期间化学原料制造业毛利均有上升。电力紧张往往会提振基础化工品的盈利状况。相对于需求一定程度内的下降而言，基础化工品对价格的弹性更大。近年来的两次电力紧张时期基础化工品的毛利率明显提高。
本次缺电持续到第三季度是大概率时间，其后1～2年电力供需形势仍不乐观。预计随着迎峰度夏到来，电荒对部分基础化工品的行业供给影响将逐步明显，进而提振相关产品价格和盈利水平，对有自备电厂的企业和电力富余区域企业将形成利好。
从行业的各个类别来看，尿素企业开工率先受抑制。华东和华中产能占全国47％，电力紧缺将抑制开工率。加之尿素出口窗口期到来，尿素价格在3季度有望淡季不淡。华鲁回升、湖北宜化等受益。
纯碱企业盈利对价格高度敏感。目前行业开工率达90％，山东、江苏两省产量占全国的35％左右，未来电荒进一步加剧将显著影响行业供给。电力自给率高的三友化工有望受益。
西部氯碱企业整体受益。华北、华东、华中拥有全国50％以上的PVC产能，电荒的进一步发展将使相关区域产能无法有效释放。PVC配套的烧碱也是高耗能产品，并集中在华东和山东等沿海地区，目前行业开工率已达85％，电荒进一步加剧将对行业供给产生明显冲击。
电专业基础课 篇3
应用型本科具有鲜明的技术应用性特征, 应用型本科以培养适应社会需要的人才为目标, 重视培养学生的技术应用能力, 以“应用”为主旨和特征构建。我院从专科层次的高职升格为本科层次的应用型大学后, 具体课程和教学方法做了很大的调整。特别是专业基础课程, 对人才培养具有非常重要的意义, 是应用型本科人才培养的重要内容。
一、电专业基础课普遍存在的问题
电类专业的专业基础课, 有较深的理论性又有很强的实践性, 为后续课程的顺利进行起到很重要的作用。由于其理论知识比较复杂, 都是对工程理论和工程技术的抽象, 学生又缺少感性认识, 因此在学习上存在一定的障碍。以往的电专业基础课程以理论课为主, 实践课安排的较少。教学方法也比较单一, 就是简单的老师课上交, 学生课上学, 甚至有很多学生是死记硬背, 不但理论知识掌握的不够深刻, 实践动手能力也严重不足, 更提不到创新能力。人才培养模式与社会对人才的要求差距较大, 毕业生特点不明显。进入社会后, 缺少综合竞争力, 自然而然就出现了就业难, 待遇不高等较多问题。
针对应用型人才培养过程中存在的诸多问题, 本文以我院电子类专业基础课的教学改革为例, 探索应用型本科电专业人才培养的途径和方法, 力图培养出懂分析、通设计、会应用、创新能力强的学生。
二、改革思路
电子是21世纪的支柱产业。应用型本科电类专业面向生产实际和工程技术开发, 培养具有较强实践能力和一定创新能力的高级技术人才, 理论教学与实践教学紧密结合, 对实践教学的要求很高。而目前我国并没有形成与应用型人才特点相适应的人才培养模式, 应用型本科电专业基础课程的实践教学还在积极的探索。
为了更好地培养适应现代社会需要的应用型人才, 我院在制订电类专业人才培养计划过程中, 按照“学做合一”的实践教学目标, 注重学生的边做边学, 培养学生独立动手和独立解决问题的能力, 在“教学任务工程化, 工程任务课程化”的理念下, 把工程任务带到学习中来, 在学习知识的同时接触职业环境, 了解与专业有关的市场行情, 让学生制定更好的职业目标。更重要的是学生在工程任务的完成过程中能更好地将理论结合实践, 发现自己理论知识的不足, 培养学生解决问题的能力, 提高专业技能。
三、具体实施
(一) 改革的必要性
综合性大学和理工类大学, 重理论, 轻实践, 往往是以理论性见长的传统型大学, 主要培养综合素质人才。而应用型大学则不同, 它主要培养应用能力、设计能力和创新能力强的学生, 学生的实践能力则成为基础。那么, 在应用型大学里, 实践动手能力的培养成为重中之重, 就我院电子专业学生而言, 实践能力的培养从不同阶段完成学生对电子行业的认知, 对职业环境的了解, 对将来所从事的工作情感和态度的培养。让学生在真实的职业环境中学习专业技能, 应用专业技能。电专业的专业基础课程主要有电路基础、数字电子电路分析与应用、模拟电子电路分析与应用等。学好这几门课程至关重要, 可以为后续课程的顺利进行和实际工作中的应用奠定基础。
(二) 电路基础的教学方法改革
电路基础课程一般开设在大一的第一学期, 学生刚进入大学进行学习, 对电专业的了解还处于朦胧时期。因此, 在理论课进行的同时, 配合较丰富的实验环节, 让学生真实的感受电的神奇, 培养学生兴趣的同时, 也能更好地对电进行理解。在教学中, 采用情境教学法, 以电路实物为载体, 让学生大胆实践, 边学边做, 在体验的同时形成自己的经验, 达到提高实践能力的目的。在教学中, 教师规划课程, 设计情境, 在课堂上, 穿插实际的工作情境, 通过理论与实践的相互融合, 使学生提高专业技能。
(三) 模电和数电的教学方法改革
模电和数电一般开设在大一第二学期, 在对电有了一定的认知之后, 开始对这两门课程进行学习。值得一提的是, 这两门课程是相辅相成的, 在实际应用中, 它们密切相连, 不可分割。因此, 我院的这两门课程的实训, 以及实践环节的设置都在一起。在实训课程中, 模电和数电的两位老师同时在实训室进行指导。实践环节中, 学生要完成模电和数电的综合性项目作业。
在这一学期, 教师围绕着工程任务进行教学, 工程任务具体实施步骤如下:
首先, 对学生进行任务布置, 对灯箱的应用和制作做初步讲解, 下发工程任务指导书, 并将学生进行分组。
其次, 学生以组的形式进行市场调研。经过与指导老师的商定, 确定落实方案, 并将落实方案和调查报告以小组形式上交。
最后, 在指导老师的指导下进行灯箱的原理分析、原件的选择、布线、焊接、调试等。经过不断努力, 为不同商家制作的灯箱成功完成。通过该过程使学生体会电子产品设计的一般方法, 熟练掌握常规电子仪器的使用和电子元器件的选择, 为学生应用能力和创新能力的培养打下基础。教师对设计过程和制作结果进行点评, 进而增加了学生设计、开发产品的兴趣和经验, 提高了学生运用专业技能分析问题、解决问题的能力。学生们通过工程任务的完成, 不但提高了实践动手能力, 增强了语言沟通人际交往能力, 更重要的是提高了学生的兴趣, 也给学生增加了经济收入。
四、结束语
经过实践表明, 采用情境教学和工程任务可以很大程度上激发学生对专业基础课程的学习兴趣, 充分调动学生的积极性, 提高了他们的分析能力和动手操作能力, 培养了较好的职业素质, 学生的专业技能和综合技能都有了很大程度的提高, 为后续课程的顺利进行奠定良好的基础。
摘要：应用型本科以培养适应社会需要的高技能人才为目标, 重视培养学生的技术应用能力。电类课程中的专业基础课程, 有较深的理论性又有很强的实践性, 为后续课程的顺利进行起到很重要的作用。选用适当的教学方法, 是决定课堂效果以及专业技能好坏的重要因素。本文在应用型本科背景下, 对电专业基础课程的教学方法改革进行了初步探索。
电专业基础课 篇4
关键词：氯碱电解；电催化剂；析氯反应；析氢反应
Annual Report of energy-saving electrocatalysis and basis of reaction engineering during chlor-alkali electrolysis through 2012
Abstract：This report summarizes the accomplishments of energy-saving electrocatalysis and basis of reaction engineering during chlor-alkali electrolysis projects supported by National Key Basic Research and Development Program （973） through 2012. Our group has focused on the electrochemical CER and OER on xRuO2@TiO2 surface based on density functional theory， the design and synthesis of nanostructured RuTi oxides supported on TiO2 nanotubes anode， Ni-based Ni/RuO2 composite material， Ni-Mo-P/Ni alloy catalysts. The CER and HER catalytic activity and stability of these catalysts were investigated in NaCl solution and alkali medium. We established some oxide models such as RuO2， TiO2， and doped oxides with different ratio， and studied their electronic structure. Some theories related to the electro-catalytic activity and catalytic mechanism have established by understanding the geometry morphology， surface state， electronic structure， and adsorption/desorption on the electrocatalysts.
Keywords：chlor-alkali electrolysis； electro-catalysts； chlorine evolution reaction； hydrogen evolution reaction
电专业基础课 篇5
一、让第一节课成为激发中职电类专业学生学习电子技术基础课程兴趣的开始
经过六年的电子技术基础教学实践经验, 我认为上好第一节课是培育中职电类专业学生对该课程学习兴趣的重要一环节。
“第一节课”是指学生开学正式上课后任课教师在所教班级中讲授的第一节课, 它的任务与往后课的任务有很大的不同。第一节课的任务是培养学生对电子技术基础学习的乐趣。为此, 第一节课我主要跟学生交流、讲解当今科技发展中, 影响面最广的是电子科学技术, 从“大哥大”手机到智能触屏手机, 从体积庞大的计算机到现在的超薄笔记本电脑, 无不打上了电子科技发展的烙印, 电子技术改变着人们的日常生活。例如, 音乐播放器、电视机、数码相机、电子温度计等消费类电子产品, 如车载导航仪、车载蓝牙、车载雷达防撞系统等汽车电子设备, 还有心电图仪、B超、核磁共振成像仪等医疗电子仪器, 这些都与我们的生活息息相关。通过讲解让学生了解电子技术基础与日常生活的联系、电子技术基础的发展前沿, 大大激发学生对电子技术基础课程的学习兴趣, 拉近师生间的距离, 为未来的教学奠定良好的基础, 也能改变传统教师专制的僵化模式, 鼓励学生跨过电子技术这道门槛, 进入电子科学技术领域, 去感受它的无穷魅力, 让“第一节课”成为一个良好的开端。
二、让新课的导入成为激发中职电类专业学生学习电子技术基础课程兴趣的基础
俗话说:“良好的开端是成功的一半。”把握好“导入新课”这一教学环节非常重要, 成功地导入新课可以使学生集中注意力, 引起学生内在的求知欲, 使其全身心地投入探索新知识之中, 为整节课创造良好的开端。
因此, 在电子技术基础课程教学中我很注重新课导入的设计, 如, 教学“单相桥式整流电路”时, 我通过引入日常生活中常见的电器设备, 电饭煲、电风扇、笔记本、手机等, 告诉学生日常生活中的电器设备可以分为两大类, 一类是能直接使用交流电作为电源的设备, 另一类是不能直接使用交流电作为电源的设备, 那些不能直接连接交流电源的设备必须有内置转换电路, 也就是能把交流电转换为直流电的电路。然后展示交流电转换为直流电的电路实物图, 即创设情境教学。
三、让教学内容成为激发中职电类专业学生学习电子技术基础课程兴趣的关键
要使教学内容成为激发中职电类专业学生学习电子技术基础课程的关键, 关键在于丰富教学内容, 改革教学方法, 在电子技术基础课程中, 我是这样丰富教学内容的:
(一) 通过信息化手段丰富教学内容, 激发学生的学习兴趣
现代社会已进入信息化社会, 教育当然也需要信息化。为此, 课前准备好与上课内容相关的视频、微课、声音、动画、图片等, 可以通过课前信息化的准备, 极大地丰富教学内容。电子技术基础课程理论性很强, 信息技术的运用可以使教学内容生动、直观, 能克服学生理解电路原理的困难。
如, “滤波电路”的信息化教学设计, PPT的动画设置就很直观形象地解决了电路滤波的整个过程。此外, 还可以用仿真软件对电路进行仿真, 仿真也解决了滤波看不见的问题。总之, 让信息技术手段真正为教学服务, 可以激发学生的学习兴趣。
(二) 创设动手操作环节, 丰富教学内容, 调动学生的学习兴趣
中职生好动、对新知识好奇。根据这一特点, 教学内容上, 教师可以组织以学生活动为主的操作环节, 这一环节使学生通过动手动脑获得学习成效, 不仅可以巩固和运用所学知识, 还能提高学生的动手操作能力。
如, “振荡电路”教学设计, 上课时我摇晃着闪烁的荧光棒走进教室, 立即引起了学生的注意, 他们兴奋地向我提出了一连串关于荧光棒上灯闪烁振荡的问题。此时我就顺势简要介绍了闪光振荡电路的工作原理, 并让学生了解了红灯闪烁的原因和过程。
紧接着就安排学生的动手操作环节, 即制作电路, 在兴趣引发的动力下, 学生分好学习小组, 根据电路原理图, 认真、仔细地焊接着每一个电子元器件, 制作电路环节结束后, 制作电路不成功的学生就会向老师寻求帮助, 根据学生的问题, 我会耐心检测电路板, 同时对其进行分析, 推理出电路故障的原因, 一步一步地找出问题所在, 最后由学生自己检修故障部分。
课后学生说:电子技术的应用如此广泛, 可以说生活中处处存在着电子技术的应用, 从而使他们对电子技术有了更大的兴趣, 对电子技术的本质、地位、作用和价值有了更深刻的了解和体会。动手能力强的学生会尝试对电路进一步的改进和实践。
(三) 通过营造“竞争”情境丰富教学内容, 保持学生的学习兴趣
教育家夸美纽斯曾说:“应该用一切可能的方式把孩子的求知与求学的欲望激发起来。”我们都知道现代社会竞争压力大, 由此我们可以把竞争的氛围引入课堂, 即课堂中设置竞争环节, 为学生创造展示自我、表现自我的机会。因此, 在组织学生活动时进行分组, 设置统一的评分标准, 让学生动手操作, 根据作品进行评分, 表现好的给予奖励, 通过竞争让学生的注意力处于高度集中的状态, 保持学生的学习兴趣。
总之, 我在教学中以鼓励学生学习为主, 创造机会让学生展示自我、表现自我, 促进所有学生敢比敢超, 从而激发学生学习电子技术基础的兴趣。
(四) 通过扩大练习, 强化训练, 丰富教学内容, 激发学生的获得感
练习包括课堂练习、课后练习、章节测试等, 在平时的教学中, 根据教学内容的重难点, 反复地解答同类练习题, 从而巩固所学知识, 也能找出教学的薄弱环节, 通过练习能使学生获得成功感, 提高学习的自信心。
四、让课堂小结成为激发中职电类专业学生学习电子技术基础课程兴趣的桥梁
讲台似舞台, 教学似演戏, 有阶段性和连续性。怎样才能把各章节内容系统化呢?
如, “红外倒车雷达”教学内容设计, 该电路的核心元件包括NE555和运放LM324, 外围元件有二极管、电容等元件, 该项目教学能很好地把集成运算放大器和脉冲波形的产生与变换这两章节紧密联系在一起, 体现了各章节知识的相关性、融合性;体现了电子技术课程各个章节内容的衔接。由此学生可知, 学习是一个持续的过程, 课程前后章节是有联系的。
课堂小结成功的设计, 可以理顺知识、提高学生的学习能力, 也能营造良好的学习氛围, 培养学生的思维能力, 更重要的是课堂小结可承上启下, 为新课程铺路, 对课堂教学是一个完美的结局。
总之, 要使学生能顺利地学好电子技术基础这门课程, 做到老师有兴趣地教, 学生有兴趣地学, 是教与学的一个互动过程, 要处理好教师与学生的关系。我们注重把书本现成知识的理论有兴趣地传授给学生, 从学生的实际需求出发设计各个教学环节, 让学生乐意接受。教学实践告诉我们, 尊重学生, 课堂会因学生生活的多样性而变得美丽, 学生会因美丽的课堂而变得更加积极主动。
参考文献
电专业基础课 篇6
随着电力信息技术的不断发展,浙江省电力公司(以下简称浙江电力)对电网企业的各个核心业务领域的信息化研究和建设也不断深入。特别是近5年来,随着国家电网公司的SG186工程的全面展开,浙江电力的信息化建设也进入了一个快速发展的时期,各个业务部门分别建设了调度管理、安全生产管理、电力市场辅助决策、营销管理等信息系统,具备了一定的规模和技术水准,而且在各自的业务领域均达到了一定的实用化水平。
但是,这些分散的系统仅仅考虑了本业务领域的需求,并未从企业层面进行统一的开发建设,系统的规模、技术架构各有不同。在实用化过程中逐步暴露出系统构架与国家电网公司SG-ERP构架不符,设备模型、数据规范与国家电网公司标准不一致的问题,部门级的生产管理系统逐步显现出业务跨部门的横向集成能力不足的缺陷。而且多个分散的系统存在重复建设、数据冗余量大、后期运维困难等一系列问题。因此,设计统一的电网设备基础数据模型,建设统一的电网设备基础数据管理平台,不仅是浙江省电力公司实现精细化管理、实现业务纵向贯通、横向集成、数据共享的必然要求,也是降低建设成本和强化后期运维的需要。
国际电工委员会制定的IEC61970模型[1]重点对电网资源的对象和拓扑进行了建模,已在电网调度自动化领域获得广泛支持[2,3]。IEC 61968模型重点对设备资产属性进行了建模,已在电网企业生产运营管理领域获得广泛应用[4]。
浙江电力基于IEC 61970/61968的标准,遵循国家电网公司规范,综合调度、生产、规划、基建、营销的需求,对IEC 61970/61968进行了继承和扩展。一是采用全模型对标矩阵[1,4]对主要设备模型对象进行梳理,分析了现有各个分散系统建模与标准要求之间的差异。二是利用全模型级联动态分布式维护工具[1,4]对模型元数据、模型更新授权、对象统一编码和维护工作流进行管理。提出了浙江电网设备基础数据管理平台(Production Asset&Measurement Platform,PAM平台)的设计概念,从而有效化解了各个业务部门数据应用的矛盾,解决了系统建设实际过程中的诸多实际困难。PAM平台是指对电网资源信息、电网设备信息及量测数据等进行管理、提供服务的平台,它提供电网图数模一体维护的工具,如电网建模、资产和资源建模、基本数据维护及公共服务等,同时也具有应用开发框架、权限系统、工作流管理等基本支撑功能。以下着重对PAM平台的设计进行介绍。
1 PAM平台设计原则
1)统一性。PAM平台建设是浙江电网基础数据维护应用的支撑平台,作为SG186工程信息化建设的有机组成部分,与国家电网公司SG186的总体规划协调一致,遵循统筹规划、统一设计和分步实施的思路。在建设过程中坚持四统一原则。
2)规范化。PAM平台建设严格遵循国家标准和行业标准,国家标准和行业标准暂未确定的,参照IEC、ISO、OGC等相关国际标准。同时平台提供按照标准的数据交换格式,以开放式的数据结构保证支持与其他系统的数据集成应用。另外在建设过程中还逐步明确并制定了数据规范、编码规范、接口规范等相关的标准规范体系。
3)实用性和先进性。PAM平台建设坚持实用性原则,在确保实用可靠的前提下,尽量采用先进技术和体系架构。既不因循守旧,墨守成规,也不贪大求全,过分强调技术先进而忽略稳定,从而保证平台建设的高起点并延长整个平台的生命周期。
4)扩展性。PAM平台建设通过采用灵活的构架,可满足不断扩展的应用需求,如应用功能的可扩展、部署方式的可扩展、电网数据模型的可扩展和服务的可扩展,避免重复投资建设。
5)开放性。PAM平台建设采用开放性技术平台和软件架构,保证平台能够方便地实现与其他应用集成,实现平台与其他系统间互连,具备良好的扩展和互操作能力,以便于后期维护和管理。
6)安全性。PAM平台提供的各类应用功能和服务,都需要进行用户认证或CA认证,不允许匿名访问和调用相关功能和服务,以防止功能和服务方式的数据泄密。
2 PAM平台架构设计
2.1 总体架构
PAM平台的总体架构由业务架构、应用架构、数据架构、技术架构、物理架构、安全架构和应用集成等部分组成。各组成部分既独立地支撑PAM平台的某个部分,相互之间又协调配合,整体构成PAM平台体系架构。PAM平台的总体架构如图1所示。
2.2 业务架构
业务架构是基于电网各类业务应用对于电网基础数据如电网资源、电网设备、量测数据、地理数据等的使用,以及电网拓扑分析和图形服务等需求,通过分析、归纳、设计而形成的能够满足各类管理信息系统对数据分析、展示、操作要求的业务应用功能体系。
业务架构结合业务需求形成业务模型,从而实现业务模型和系统实现技术的分离,从根本上提升软件的技术无关性。一方面为各功能设计和开发提供有效的导向和依据,帮助开发者全面、正确和迅速地实现业务人员的管理和业务要求,大幅度地提升管理软件的开发、发布和维护的效率及质量,并在业务持续完善的过程中实现快速调整;另一方面使业务人员更好地融入到软件开发、实施的全过程,不但缩短了管理软件的开发周期,降低了软件开发难度,而且业务人员参与软件设计、开发到实施的过程中,还可以随需定制符合自身特点的软件产品,满足对各功能模块的个性化要求
2.3 应用架构
应用架构是通过对业务模型的理解,以系统分析的方法,对PAM平台的业务应用过程和目标进行分析抽象和归纳,形成PAM平台的功能模块及对应的功能域。应用架构由电网模型管理、电网设备管理、电网基本变更服务、电网资源图形管理、电网空间信息服务、典型应用框架、基本拓扑服务等七大部分组成。PAM平台的应用架构如图2所示。
1)典型应用框架通过对空间信息服务进行封装,以Web GIS的方式为各业务提供典型GIS及图形应用。典型应用框架可以嵌入各业务应用系统,并可以通过业务系统功能与典型应用框架进行交互。
2)空间信息服务实现电网资源的结构化管理和图形化展现,各业务应用可以通过企业服务总线调用如图形浏览服务、查询定位服务、矢量图形服务、电网拓扑分析服务等空间信息服务。
3)电网资源图形服务以C/S方式为各业务应用提供输配通电网资源的空间数据维护相关功能以及B/S方式的变电一次图维护,如通用图形编辑、定制图形编辑等功能。
4)电网设备基本服务是指通过根据电网各类资源所在领域的特性,制定方便的资源、设备维护过程,并且通过提供电网的变更服务,将电网的改变进行统一的管理。
5)电网模型管理是指对电网资源、资产、量测等的类及属性进行建立,建立类之间的关系(如继承关系、关联关系等),并对实例的数据表进行定义及管理,并可对模型对象属性的编辑界面进行定义。
6)平台支撑应用包括对平台的图模关系管理、图元符号维护、图形显示样式管理、工作流管理、平台权限管理、平台日志管理及瓦片地图管理等平台支持功能,为以上各级应用提供平台应用支撑。
2.4 数据架构
PAM平台数据构成包括电网资源数据、电网设备数据、电网拓扑数据、平台管理数据、基础地理数据及文档数据。
1)电网资源数据包括资源的属性数据、资源的关系数据、资源资产的关系数据、电网资源的空间数据等。电网资源数据通过不同的关联字段分别与电网设备数据、电网拓扑数据进行关联,共同描述设备信息。
2)电网设备数据指电网资产的数据,包括资产的参数数据、资产的层次关系数据,以及资产参数模板数据等。
3)电网拓扑数据是反映电网设备与设备之间关系的模型关系数据,电网拓扑数据通过图形数据维护操作自动进行维护。该拓扑数据按照IEC 61970中定义的方式存储,独立于图形系统中的图形拓扑。
4)平台管理数据包括平台模型数据、地图切片配置数据、平台日志管理数据、权限管理数据、工作流管理数据等,描述了PAM中的各种定义。
5)基础地理数据作为电网数据的背景地图和空间分析、规划设计、故障抢修的参考包括矢量地图数据、影像地图数据和三维地形数据,矢量地图数据以数据库的方式进行存储,影像地图数据和三维地形数据以文件方式进行存储。
6)文档数据包括各种文档、照片、视频等文件数据,按照文件存储规则存储在文档服务器中。
2.5 技术架构
技术架构基于统一的PAM平台数据模型,按照数据层、业务逻辑层和表现层进行多层结构体系设计,并通过企业服务总线实现与各类业务应用的横向集成,为业务应用提供电网资源、电网设备的基础数据服务、电网空间图形及分析服务、电网量测数据服务等。同时,通过企业服务总线和数据交换,实现与国家电网公司系统的纵向贯通技术设计。
PAM平台的技术架构如图3所示。
1)数据存储层以关系型数据库为基础,对基础地理数据、电网图形数据等进行统一存储管理。主要由存储电网数据的Oracle服务器、存储地理基础数据的Smallworld服务器和存储基础地理信息切片数据及其他文档类数据的文档服务器组成。这些数据通过PAM平台的设备维护模块及电网资源图形管理功能进行维护和管理。
2)数据访问层提供访问电网数据的接口,采用逻辑组件通过统一的数据访问接口维护存储在数据库和文件中的矢量图形数据、栅格数据等。
3)应用逻辑层作为数据层和表现层之间连接的桥梁,在平台中起着至关重要的作用。它涵盖了设备建模、设备维护查询、权限认证等各类功能,并且将这些功能封装为组件。
4)应用服务层提供各类电网设备信息、电网空间信息展现和查询分析服务,主要包含设备树展示服务、设备信息查询服务等构件。服务通过封装逻辑组件实现。这些服务可以被界面层各类应用调用。
5)表现层包括建模工具、设备维护工具、平台管理工具、图形管理工具、典型应用框架,这些应用调用逻辑层和服务层的逻辑组件或服务实现,也可以集成其他业务系统的页面。其中建模工具提供电网资源、电网设备的模型及关系的建立。
2.6 物理架构
物理架构是为上层的应用提供软硬件支撑的平台。PAM平台采取“全省大集中”的硬件部署方式,所有的服务器都集中在省公司侧维护和管理,部署方式如图4所示。
其中,Oracle集群提供电网资源的持久化存储和数据服务。Smallworld集群提供基础地理信息的持久化存储和数据服务,同时兼任切片地图发布的文件服务器。应用服务器集群运行电网信息服务程序,提供电网模型建模、设备维护、平台管理等功能,以Weblogic为应用服务器。图形服务器提供电网图形分析、展示服务。
PAM平台服务通过ESB总线和部署于省公司的SAP系统、营销系统服务以及PI系统的服务进行模型、业务和数据的交换。
在网络带宽较小或者不稳定的情况下,在分、县局部署图形缓存服务器,以提高基础地理信息的访问速度。
2.7 安全架构
安全架构是系统软硬件方面整体安全性的所有服务和技术工具的总和。按照国家电网公司对信息安全防护的要求,PAM平台特别针对在业务应用环境,从认证管理、访问控制、安全审计等方面进行了新设计,以保证平台的高度安全性。
1)认证管理。PAM平台在实际使用中采用多种认证组合方式实现系统登录,系统通过统一的认证管理服务实现和配置。认证方式支持随机码、RSA等第三方认证服务,以及单点登录服务(如CAS、Weblogic、SAP等),可根据需要进行多种组合和扩充。
2)访问控制。PAM平台采用基于角色的权限控制,用户可以绑定角色并可以直接分配具体权限,提供角色委托等动态权限,并实现分级授权体系,以满足精细化、实用化的权限控制需求。系统权限包括功能权限、资源与数据权限、授权权限3种类型,分别对用户的可使用功能、可访问设备数据和具有的授权范围进行约束。
而对于Web服务的接口安全,PAM采用密码摘要身份验证、数字签名、传输级加密、文件系统权限和唯一消息ID值来应对未授权访问、参数修改、网络侦听、配置数据泄漏和消息重写。
3)安全审计。审计管理提供通过配置实现对PAM平台访问过程操作日志和对系统性能影响较大的操作记载等功能,实现对关键数据非正常流程处理的修改审计,如配置登录日志、接口日志、操作日志、异常日志等。
2.8 应用集成
PAM平台通过构建电网结构模型,实现电网资源的结构化管理和图形化展现;通过构建电网设备(资产)的层次结构模型,实现设备的参数管理和资产全寿命周期管理;通过构建电网量测数据与电网设备的关系,实现设备的状态监测。PAM平台作为企业级电网数据平台,为其他各类业务系统提供电网图形和分析服务、设备参数管理服务、电网量测数据服务。
PAM平台中的各种电网信息服务都遵循面向服务架构,其自身的数据和功能均以Web Service等标准服务的方式注册于应用集成平台中,也可通过集成平台的企业服务总线调用其他应用系统的服务,以实现数据和功能的交互。
3 结语
随着电网企业信息化建设的深入开展,信息化的业务范围全面覆盖了电网企业的各个核心业务领域。
本文提出的基于IEC 61970/61968模型标准的浙电电网设备基础数据管理平台的设计,很好地化解了各个业务部门数据应用的矛盾,并且降低了建设成本,优化了后期运维,对电网企业的电网设备基础数据进行综合统一的管理,消除了原有的信息孤岛,实现了企业级的信息资源高度共享。
PAM电网设备基础数据管理平台目前已在浙江省电力公司生产信息化建设中成功应用,成为企业级的信息平台,为调度、生产、安监等提供基础信息服务,在实际工作中取得了良好的效果。下一步将对PAM平台的对外公共服务进行完善,拓展其在营销、规划、电力市场等更多业务领域的应用面。
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电专业基础课 篇7
景电灌区座落在兰州以北、腾格里沙漠南沿, 横跨甘肃省景泰、古浪2县, 设计灌溉面积5.333万hm2, 设计提水流量28.6 m3/s, 共建有大小泵站40座, 总装机容量24.87万kW, 干、支渠总长656 km, 有U形薄壁简支渡槽94座, 总长11 495 m[1,2]。这些渡槽成为景电灌区输水的主要跨沟建筑物, 但在工程运行中发现, 渡槽排架基础等主要建筑物由于受高矿化度地下水的侵蚀破坏严重, 部分建筑物基础严重影响了工程的安全运行。
我们对景电一泵站渡槽、四泵站渡槽和六泵站渡槽的基础进行了调查, 均发现有不同程度的腐蚀现象, 受腐蚀部位主要集中在基础表面以下60 cm范围内, 而这个部位恰好属于地下水位变化的范围, 从对挖开的6个渡槽基础进行检查发现, 长期处于地下水位以下的混凝土全部完好。部分受腐蚀严重的渡槽基础, 混凝土已离散成渣状, 基础转角处部分主筋以及排架底部处主筋外露且受锈蚀严重 (见图1) 。
景电渡槽基础破坏的宏观表现有:外表面成淡白色, 混凝土成膨松状, 棱角变圆、部分基础表面剥落深度达3～11 cm, 钢筋外露并锈蚀严重, 明显受到了地下水中硫酸盐的侵蚀, 且侵蚀破坏区一般都在地下水位的干湿交替区, 稳定地下水位以下的混凝土未见明显的侵蚀现象。这是因为, 地处干湿交替状态的混凝土建筑物, 在与地下水接触的表面, 靠毛细吸收作用吸收高矿化度地下水, 当由湿润状态变为干燥状态时, 水分从毛细孔向大气开放的端头向外蒸发, 使混凝土表层孔隙液中的盐分浓度增加, 这样, 在混凝土表层和内部形成硫酸根离子浓度差, 驱使混凝土孔隙液中的盐分靠扩散机理向混凝土内部扩散[3,4,5,6], 如此反复, 致使混凝土的最高含盐量可达到0.3%～0.4%[7]。
2 渡槽基础所处水盐环境分析
有资料表明[8,9], 景电灌区自工程运行以来, 地下水位、地下水中SO
为了进一步分析渡槽基础的侵蚀介质, 我们分别对灌区灌溉水和受侵蚀破坏严重的渡槽附近的地下水水样进行了取样化验分析。其化验结果见表1。
根据《水利水电工程地质勘察规范》 (GB50297-99) 中按环境水对混凝土结构的腐蚀性判别标准 (表2) , pH值和Mg2+含量对景电灌区渡槽基础无影响, 在地下水中, SO
而对渡槽基础抗侵蚀性能来说, 即使采用抗硫酸盐水泥, 地下水也至少对混凝土产生弱腐蚀;而在灌溉回归水中SO2-含量高达4 680 mg/L, 如果渡槽基础混凝土采用抗硫酸盐水泥, 则对其有中等腐蚀;SO
mg/L
mg/L
3 被侵蚀渡槽基础的加固措施
预防地下水侵蚀破坏的措施可概括为“截、排、护、抗”4字原则[10]:“截”是根据水文地质及地形条件, 截堵或截引高矿化度的地下水;“排”是指完善基坑及沟渠排水系统, 及时排出积水, “护”是采用新材料、新技术, 对混凝土隔水保护;“抗”是提高混凝土抗侵蚀性能, 如采用抗硫酸盐水泥, 提高混凝土密实度。对于现役渡槽基础而言, 由于基础分布分散且相互间距离较大的特点, 对已侵蚀破坏的基础采用“截、排、抗”的方法不现实或很难取得较大效果, 因此“护”则成了提高现役渡槽基础抗地下水侵蚀的最有效措施。根据硫酸盐侵蚀机理和景电灌区的地下水环境特点, 对已侵蚀深度达5～11 cm渡槽基础采用了化学植筋增大截面的方法进行加固处理, 并取得了良好的效果, 其施工工艺如下。
(1) 彻底凿除被腐蚀的混凝土层, 凿除至新鲜混凝土层以内2 cm, 对于锈蚀严重的钢筋, 打磨钢筋表面直至露出金属光泽, 并与其并排焊接一根直径为12 mm的光面筋做为加强筋, 且加强筋与原钢筋无锈蚀部分的焊接长度不得小于规范规定的最小锚固长度。
(2) 在混凝土表面钻直径为16 mm、深为14 cm的孔, 根据《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006规定的锚固值, 孔距为30 cm, 成梅花形布置;植入的钢筋为Φ12的螺纹筋, 保护层厚度为40 mm, 每根钢筋长38.0 cm, 并在距钢筋端头12.0 cm处做一标记。
(3) 用空压机将孔内灰尘清理干净, 用注射器注入环氧砂浆, 强力植入钢筋, 直至钢筋标记与孔口齐平, 并随手将挤压溢出的环氧砂浆清理干净。拌制环氧砂浆时, 先将环氧树脂加热至60 ℃后, 加入乙二胺和二丁脂并搅拌均后, 加入无水细砂, 拌制环氧砂浆最关键的环节是:必须将细砂烘烤至无水状态。环氧砂浆的配比 (质量比) 为环氧树脂∶乙二胺∶二丁脂∶细砂=10∶1∶1.2∶30。经抗压测试, 按以上配比制成环氧砂浆试块后, 其抗压强度为42.5 MPa。
(4) 植筋完成并经24 h后, 每个基础随机抽取3根做拉拔试验, 均将钢筋拉断, 而无植入部分拔出现象, 说明植筋效果良好。再悬挂2层15 cm×15 cm的Φ8钢筋网, 钢筋网与植入的钢筋进行点焊。
(5) 支模、浇筑混凝土。新浇筑的混凝土宽度为30 cm, 采用标号为42.5的高级抗硫酸盐硅酸盐水泥, 同时在混凝土中掺入硅粉、粉煤灰和高效减水剂, 其技术特性见表3。
注:①为水泥用量的百分数。
(6) 为了减轻硫酸盐的侵蚀, 新浇筑混凝土表面干燥后, 在其表面涂环氧沥青一道, 施工示意图见图2。
加固效果:景电灌区管理局对采用化学植筋增大截面法进行加固完工3年后的渡槽基础进行逐个检查, 均未发现被侵蚀的痕迹, 说明加固后能显著提高基础混凝土的抗硫酸盐性能。
4 结 语
通过对景电灌区渡槽所处水盐环境的分析可知, 硫酸根离子是造成灌区混凝土渡槽基础侵蚀破坏的主要介质之一, 所以在景电灌区中, 包括以后新建水工建筑物基础和对现役水工建筑物基础的维护, 混凝土所用水泥必须采用抗硫酸盐水泥, 否则SO
摘要：通过对景电灌区渡槽基础附近地下水的水样分析和研究, 可知硫酸盐是渡槽基础混凝土侵蚀破坏的主要介质, 在景电灌区改扩建工程中渡槽基础等建筑物必须采用抗硫酸盐水泥, 否则硫酸根离子将对混凝土产生强腐蚀。通过现场调查发现, 渡槽基础受硫酸盐侵蚀部位主要集中在地下水位的干湿交替区, 并对其原因进行了分析。由于渡槽基础具有分散和间隔较远的特点, 对已侵蚀破坏的基础采用了化学植筋增大截面的方法进行加固处理, 取得了明显的效果。
关键词：渡槽基础,硫酸盐,水盐环境,加固措施
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电专业基础课 篇8
关键词：电类基础课程,教学,电子仿真软件,Multisim 10
1. 引言
电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路等课程是高等学校电子信息类专业学生必修的几门主要基础课, 学好这些课程对学生理解和掌握其他后续专业课程至关重要。
学习电类基础课程, 首先需要认真、透彻地学习掌握许多定理、定律及公式等理论基础知识, 因为它们都是前辈们或经数学分析推导, 或经实验验证、概括和总结出来的, 是前人经验总结和智慧的结晶。由于其中的许多理论知识比较抽象、深奥, 因而传统的教学方式一般都是进行验证实验, 在实验室通过直观的实验演示和数据测量, 可加深对理论知识的理解, 所以都强调必须重视实验教学和实验内容。但在进行具体教学过程时, 往往受教学课时和实验室条件的限制, 不可能做大量的实验, 脱离了实验, 光学抽象的理论知识, 味同嚼腊, 因此学生最终还是觉得学习电类基础课程难度较大。
如果将先进的计算机技术应用到电类基础课程教学过程中, 运用EDA软件将电子电路仿真作为课程教学的重要辅助手段, 必将收到事半功倍的效果。
一方面, 在课堂上, 一边讲授理论知识, 一边进行虚拟仿真演示, 不仅可加深对抽象枯燥概念的理解和掌握, 同时从计算机屏幕上能直观看到虚拟仪表显示的实验数据和虚拟示波器显示的波形, 变书本上死的、静止的概念为活的、生动的数据和波形, 实现理论与实践教学的一体化。
另一方面, 由于电子仿真软件中收集了大量的虚拟电子元器件和仪器仪表, 一般的实验室不可能有如此设备齐全的理想实验条件, 而且仿真实验操作方便、快捷, 虚拟元器件和仪器仪表又不存在使用不当损坏的问题, 可长年使用;因此, 仿真软件既可在学生机房统一安装开设仿真实验, 又可让学生在自己的计算机上安装利用空闲时间自行完成仿真实验, 使学生对理论知识的掌握更加极大地促进。
近年来, 世界上许多软件公司纷纷推出它们的电子设计自动化 (简称EDA) 软件, 其中的电子仿真软件品种繁多, 而Multisim 10正是这众多软件中的佼佼者, 不仅界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用, 且通过近年来不断地更新和升级, 功能越来越完善, 具有强大的生命力。因此, 在高校电类基础课程中有效运用电子仿真技术, 既是新世纪电类基础课程教学的一种重要辅助手段, 它也代表着新时代电类基础课程教学的潮流。
当然, 仿真软件再好也不可能代替实际物体, 而且仿真技术并不是十全十美的, 也有缺陷。因此, 有条件的学校还是应购置一些实验实训设备, 结合仿真软件进行教学, 效果会更好。
2. Multisim 10简介
Multisim系列软件均属于EDA软件, 其早期版本EWB是加拿大IIT公司于20世纪80年代末推出的电路仿真软件, 它用虚拟的元件搭建各种电路、用虚拟的仪表进行各种参数和性能指标的测试, 可对模拟、数字和模拟/数字混合电路进行仿真, 克服了传统电子产品设计受实验室客观条件限制的局限性。随着技术发展, EWB进行了不断升级, 国内常见的版本有EWB4、EWB5;之后, IIT公司对EWB进行了较大变动, 软件名称也变为Multisim V6;2001年, 又升级到Multisim 2001, 允许用户自定义元器件的属性, 可把一个子电路当作一个元件使用, 且开设了专门网站, 为用户提供元器件模型的扩充和技术支持;2003年, IIT公司又对Multisim 2001进行了较大改进, 升级为Multisim 7, 增加了3D元件及安捷伦的万用表、示波器、函数信号发生器等仿实物的虚拟仪表, 使虚拟电子工作台更接近实际的实验平台。2005年, 美国NI公司收购了IIT公司, 并先后推出了Multisim 9和Multisim 10。Multisim系列软件发展到今天, 已升级至Multisim 11版本, 更加全方位的服务用户, 将电子设计自动化技术带入了崭新时代。
Multisim 10是目前网上最普遍、且在各高校教学中广泛使用的版本, 具有以下显著特点:
⑴它用软件的方法虚拟电子与电工的元器件、仪器和仪表, 实现了“软件即元器件、即仪器”, 是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
⑵它的元器件库提供有数千种电路元器件, 同时可新建或扩充已有的元器件库, 且建库所需的元器件参数可从生产厂商的产品使用手册中查到, 因此也很方便在工程设计中使用。
⑶它的虚拟测试仪器、仪表种类齐全, 除了基本的通用仪器, 如万用表、函数信号发生器、双踪示波器及直流电源外, 还有一般实验室少有或没有的仪器, 如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。
⑷它具有详细的分析功能, 可完成器件的线性和非线性分析、电路的瞬态和稳态分析、时域和频域分析、噪声和失真分析、离散傅里叶分析、零极点分析、交直流灵敏度分析等。
⑸它可设计、测试和演示各种电子电路, 包括电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路及微控制器和接口电路等。可对被仿真电路中的元器件设置各种故障, 如开路、短路和漏电等。在进行仿真的同时, 软件还可存储测试点的所有数据, 列出被仿真电路的所有元器件清单, 以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。
⑹它与传统的电子电路设计与实验方法相比, 具有如下特点:设计与实验可同步进行, 可边设计边实验, 修改调试方便;设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全, 可完成各种类型的电路设计与实验;可方便地对电路参数进行测试和分析;可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图;实验不消耗实际的元器件, 所需元器件的种类和数量不受限制, 成本低, 速度快, 效率高;设计和实验成功的电路可直接在产品中使用。
Multisim 10的启动画面及工作界面分别如图1和图2所示。
3. Multisim10在电类基础课程教学中的应用举例
3.1 电路分析课程教学举例
讲授电路分析三相电路时, 三相对称电源的波形、相序以及三相电路的功率等部分的内容都相对较重要, 教学时可借助Multisim 10中相关虚拟仪器的屏幕显示, 使内容难度大大降低, 便于学生理解和掌握。
⑴绘制如图3所示的三相电源电路, XSC1为四踪示波器。为便于观察和区分, 可将三相电源至示波器的导线设置为不同颜色。打开仿真开关, 双击示波器, 适当调整示波器按钮, 即可观察到UVW三相电源的波形及其相序。
⑵绘制如图4所示的带负载三相电路, 可以通过控制开关J1、J2、J3的断开或闭合, 实现对对称、不对称三相电路在三相四线制 (有中线) 和三相三线制 (无中线) 时的各线电压、相电压、相 (线) 电流和中线电流、中性点位移电压等参量的测量。
⑶绘制如图5所示的两表法三相功率测试电路, 其中169.71Vpk表示相电压振幅为169.71V。依次点击两个功率表, 读取测出的功率。将二者相加得总功率。当然, 用同样的道理也可绘制出三表法功率测试电路。
3.2 模拟电路课程教学举例
在模拟电路中, 放大电路的增益、波形失真、频率特性等性能指标以及负反馈对其性能的影响应该说是整门课程的教学重点, 为了获得较好的教学效果, 可设计如图6所示的多级负反馈放大电路中。
⑴创建仿真电路。晶体管的参数选用:Q1的Bf=70;Q2的Bf=60。分别令vi=1mV和vi=10mV, 在断开J1 (无反馈) 和闭合J1 (有负反馈) 两种情况下, 观察vo的波形并记录。
⑵利用Simulate菜单Analyses功能中的AC Analysis对断开J1和闭合J1情况下电路输出vo进行频率特性分析, 在幅频特性图上找到使Avm下降为0.707Avm时分别对应的fL和fH。通过比较可看出负反馈对电路通频带的影响。
3.3 高频电路课程教学举例
学习高频电子线路时, 同步检波电路原理是学生较难理解的内容之一, 因为学生需要对电路中涉及的四种信号的波形关系有比较清楚地认识;但一般实验室中根本不可能有四踪示波器, 只能用双踪示波器分两次观察, 不能很好地比较四种波形间的关系。而借助Multisim10中虚拟四踪示波器的屏幕不仅可将4种信号同时显示出来, 它们之间的相位关系也一目了然。
如图7所示为同步检波电路, 图8所示是四踪示波器的仿真显示波形, 从上到下第一个波形是A通道显示的高频载波波形;第二个是B通道显示的低频调制信号波形;第三个是C通道显示的调幅波波形;第四个是D通道显示的用同步检波器解调出的低频调制信号波形。
由于数字电路原理知识稍显简单, 学生学习难度不大, 教学也相对容易, 因此这里就不再对Multisim 10在数字电路课程教学中的应用进行举例。
另外, 特别值得一提的是, Multisim 10的元件库中虽然收集了大量的常用电子元器件, 但有时仍会遇到许多传感器或新器件在元件库中找不到, 如热释电人体红外传感器、光敏电阻, 热敏电阻等, 怎么办呢?其实, 对于这类器件, 只要知道了它们的电特性或在电路中的作用, 完全可以灵活采用变通的办法进行替代, 这样可大大拓宽Multisim 10的应用范围。再说, 由于用软件仿真时不存在损坏和烧毁元件、仪器等问题, 因而只要设计好了电路都可以一试, 仿真成功了就可进行实际电路的组装和调试, 不成功再修改电路重新仿真。限于篇幅, 这里不再赘述。
4. 结束语
尽管仿真技术不可能解决生产实际中的一切问题, 但它以其强大的实时交互性、信息集成性和生动直观性, 为高校的课程教学创设了良好的平台。在高校电类基础课程教学中引入Multisim 10, 不仅可极大地激发学生的兴趣、变被动学习为主动学习, 还能突出教学重点、突破教学难点;而且, 不仅丰富了教师的教学手段, 更有利于学生获取新知识并对学生应用新知识的能力培养。因此, 掌握使用现代计算机仿真软件技术, 将会对电子专业课教学产生积极的影响。
参考文献
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[3]Multisim10计算机虚拟仿真实验室[M].黄培根.北京:电子工业出版社, 2008年08月
物电学院专业结构优化调整的研究 篇9
【关键词】结构优化；应用型
1研究意义
物电学院在专业设立和专业建设过程中出现了各种问题，各专业的进一步发展需要将电气、电子、通信和物理专业进行调整，河北省尤其是石家庄区域经济社会的快速发展对我校专业结构优化调整提出了迫切要求。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出“优先发展、育人为本、改革创新、促进公平、提高质量”的工作方针，作为应用型转型的专业需要提高各专业的办学特点和专业特色；电子专业是刚建设的本科专业，指定适合电子专业的培养方案、通信专业正在做应用型转型试点、电气专业需寻找实习合作基地、物理专业作为师范类学科发展问题。
河北省当前经济社会发展主要表现为逐步提升改造传统商贸服务业，大力发展现代物流、服务外包、金融会展、文化创意等高端服务业。打造以高新区、经济技术开发区、循环化工园区等为龙头的高新技术产业区，并逐步以工业聚集区建设为载体，加强石家庄大工业区建设。这些外部环境为学校在服务社会、知识创新、文化传承以及人才培养等方面提供了广阔的舞台，是专业优化调整的良好机遇。物电学院为适应社会和科技的发展，对学院现所设置的专业进行优化调整。
2研究内容
首先是对原有专业从教学、实验、实践、应用上进行调整。其次是开设新专业与原有专业的结合。今后在专业原有的优势和特色基础之上，建立“人才培养同盟体”，专业能结合传统教学模式与国际标准，运用信息化技术寻找突破口，立体化培养人才。专业建设符合“科学性、发展性、示范性、可操作性”的要求。
电气工程专业定位从培养工业企业中与本专业相关的运行、维护、设计、技改、科研开发、现代管理等高级工程技术人才转变为发展与本专业相关的创新技术、思维及实践并培养能够处理世界复杂问题的创新型能力，能够从事供配电系统、电力系统及其自动化、工业电气自动化方面的科学研究、工程设计、技术开发、制造运行以及试验分析等领域工作的高级工程技术人才。
对课程体系做了大幅度调整，在坚持专业特色的前提下，注重拓宽专业口径，强化基础知识和实践环节。在专业调整和优化中需：因地制宜提出合理科学的学习方式，为理工科高校的理论和实践教育提供理论参考。并将研究成果用于物电学院对学生的教学和培养。
拓宽高校毕业生的就业渠道，积极进行校企合作，可让企业参与人才培养计划。企业应主动参与人才培养过程、融入就业政策体系。企业可为在校生提供实习岗位和培训实习实训项目，帮助师生积累实践经验；并积极参与学校课程体系制定，协助高校评价课程设置和教学内容的安排，看是否符合就业市场需求；配合政府和高校开展高校毕业生就业相关调查，为人才供需预测和学校制定就业政策等提供基础信息资源。
采用导师制的培养模式，基于导师制的教学理念是首先根据学生的自身特点，进行普遍基本的能力方面培养，对于不同素质的学生进行不同培养，从学生个体来看，突出技能或突出能力从学生自身出发，找到适合学生发展和成材的培养方式，导师可以根据学生的实际情况进行引导，找到适合其发展的成才之路。导师可以根据学生不同的兴趣爱好，设定不同的培养方向，并制定相应实践课程教学计划，发展多角度，多形式培养模式，使学生自身能力得到最大的发挥、专业知识得到最大的提升。
以后专业建设上致力于打造专题、专项、专业“三个平台”，以应用型专业建设为着力点，专业建设贴近企业科技发展需求，以学生动手能力为基础，对学生综合实验能力的提高为重点，培养学生对自主实验平台搭建的兴趣。使学生在完成专题实验的基础上，提高专项实验的能力，最终把学生培养成为高素质技能型人才。
3研究方法
行动研究法：通过查阅大量有关资料，根据实际学科建设情况，设计新的专业建设方案。并在实际教学中对电气自动化专业的学生和教师进行调研，并实时调整学科建设方案。
比较法：将新的专业建设的教学成果与原来的专业成果比较，对比新的专业建设方案对原来方案的改善和不足，并在实践中不断调整。
统计法：对新专业建设方案制定后培养的学生就业情况进行统计，与原来的学生就业情况进行比较分析，找出培养方案中的薄弱环节。
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[4]文福安，陈美松.开放式电工电子虚拟实验室的研究及应用.科技计划成果，2010年21期.
高职电类专业制图课程教学改革 篇10
设备制造与工程管理中要求技术人员“按图施工”, 绘制、辨识图形是一名合格的专业技术人员应当掌握的技能。高职教育是就业教育, 学生在校期间就应掌握相关生产技能, 因此制图课程是一本必修的职业技术课程。在制图手段更新之后, 传统的教学课程也应进行相应的改革, 保证学生所学知识与生产实践不脱节, 毕业后有较高的竞争力。
1 绘图工具的选择
传统绘图使用图板、图纸、丁字尺、铅笔、圆规、直尺等工具, 由技术人员绘制图形, 由描图员复制图形。随着计算机辅助设计 (Computer Aided Design简称CAD) 的广泛应用, 设计院、设备制造厂家、工程施工单位、业主均要求使用CAD制图, 除草图外不允许手工绘制。教学过程中也应当培养学生熟练地使用CAD软件。
现在工程中使用的CAD软件包括:Auto CAD、中望CAD、浩晨CAD、天正CAD等。这些软件的作图原理基本一致, 使用方法大同小异。我校教师到各企业的调研, 发现工程单位一般使用Auto CAD, 而且在部分工程招投标文件里, 明确要求提供由Auto CAD绘制的电子版图纸。因此, 在教学中, 我校选用Auto CAD作为教学软件。
2 高职电类专业制图课程的设置
2.1 企业对于毕业生的要求
我校教师在企业调研过程中, 发现高职电类专业毕业生主要就业于电气班组, 企业对于他们的要求是, 能绘制、识读电气图样, 包括电气一次图、电气二次图, 设备原理图、设备安装图;有一定的空间想象能力, 能识读简单的三视图。
2.2 课程设置的改革过程
我校2009年开始在传统的《机械制图》课程以外增设《Auto CAD》课程, 虽然受到学生欢迎, 但是并没有达到预期的教学效果。原因主要有: (1) 《机械制图》教授的是研究绘制和阅读机械图样的原理和方法。它的主要目的和任务是:正投影的基本理论;掌握和绘制机械图样的基本知识、基本方法和技能;培养对空间的想象能力。学生无法通过这门课掌握电气图样, 后继专业技能课程中也就无法阅读电气图形, 影响专业教育效果;而且无法达到企业对毕业生的要求, 对于就业有影响。 (2) 《机械制图》与《Auto CAD》是两门独立的课程, 学生一般先学习手工绘图再学习计算机绘图。学习《机械制图》时, 学生需要大量的手工绘图, 通过练习巩固识读图样, 但是工程中已经不再使用手工绘图, 这一技能练习没有实际应用的价值。学习《Auto CAD》时, 学生容易出现知识断层, 绘图时需要回忆关于制图的基本知识, 学习效率较低。
综上所述, 2012年开始, 我校开设《工程制图及电气CAD》课程取代上述两门课。该课程的教学内容包括:Auto CAD的应用、绘制电气图样、识读电气图形、正投影法与三视图。这样可以通过Auto CAD实现电气图形的绘制, 在绘制电气图形的时候也在提高Auto CAD的熟练度, 而且Auto CAD中可以直观、动态地观测三维实体模型, 有助于培养学生的空间思维能力。
3 制图课程的学时分配和项目教学
3.1 制图课程的学时分配
《工程制图及电气CAD》总学时为60节课, 教学内容见表1, 通过本课程教学, 学生能熟练应用Auto CAD软件绘制电气图形, 能识读常见的电气图形。
为方便学生考取“CAD工程师认证证书”, 开设《Auto CAD实训》课程, 学时为30节课, 集中在一周内完成, 采用高强度练习, 主要绘制机械图形。这两门课内容结合起来, 可以满足学生毕业后就业岗位的一般要求。
3.2 制图课程的项目教学
单纯的绘图内容相对比较枯燥, 学生很容易产生厌学情绪。在教学过程中采用项目教学, 引入真实的工程项目, 学生根据项目绘制图形, 这样更有利于调动学生的积极性。项目包括: (1) 110k V渭北变电站一次电气设计, 针对电气主接线图、电气总平面布置图、高压开关柜盘面布置图。 (2) 35k V铜山变电站改造设计, 针对保护接线图。 (3) 南京江宁大学城电缆敷设, 针对电缆沟管图。 (4) 嘉泰隆大厦民用电气设计, 针对建筑照明平面图。
4 教学过程中的问题
制图课程经过教学改革后, 学生的学习效率和学习积极性都有提高, 但是在教学中有一些问题难以克服: (1) 学习环境要求使用计算机, 并安装Auto CAD软件。由于经济条件的限制, 学生中只有少数人有计算机, 大多数学生在课后无法练习。单独依靠课堂学习, 掌握速度较慢的学生难以跟上进度, 这样不能保证全体学生的教学质量达到要求。 (2) 考核方式为上机操作 (50%) +考勤 (20%) +平时练习 (30%) 。上机操作时间只有100分钟, 这么短的时间无法绘制实际工程中的复杂电气图形, 因此考题是绘制简单的图形。平时练习时容易发生学生互相复制文件而不画图的情况, 教学质量难以控制。
5 结论
随着科学技术的进步, 工程中的绘图工具发生了本质的变化, 学校的教学应当随之改变, 教师需要通过课程整合、优化教学结构、使用新教学方法、使用新教学工具等方式, 根据用人单位的需求去教育学生。Auto CAD软件的使用改进了传统的教学方法, 提高了学生的学习效率, 与传统的制图课程融合是教学发展的趋势。
摘要：本文分析电力技术类专业制图应当掌握的内容, 分析传统制图课程的缺点, 提出将用电气制图替代机械制图, 与AutoCAD融合进行教学。
关键词：AutoCAD,制图,高职教育
参考文献
[1]刘增良.电气工程CAD[M].中国水利水电出版社, 2003.
[2]张妍.高校制图与CAD融合教学的探讨和研究[J].中国科技信息, 2009.