电工识图入门基础知识篇1

关键词：AutoCAD；工程绘图；课程改革

一、问题的提出

（一）企业需求。

机电设备维修与管理（以下简称机电维修）是一个面向生产型企业的大维修专业。在生产实际中，企业既需要能解决生产设备的机械系统、液压系统、电气系统以及计算机控制系统故障的维修人员，也需要能承担专用设备设计和传统设备升级改造的设计人员。由于维修工作涉及面大，造就维修人员见多识广，技术素养全面，一些企业的产品开发部门尤其喜欢从维修技术队伍中选择合适人才来加强自身建设。

（二）教学现状。

读懂和快速绘制机械、电气和液压等工程图是机电维修专业的一个重要教学内容。然而在当前的教育系统中，不同的作者根据AutoCAD在绘制不同类型工程图中的作用，分别编著出版机械CAD、电气CAD、建筑CAD等不同的教材。无论是哪一类CAD教材，一般都包括如下内容：一是CAD自身的绘图功能，二是这些功能在某个专业或几个相近专业的应用及技巧。由于在“2+1或2.5+0.5”的高职教学模式下校内教学课时偏紧，更为了减少课程内容的重复，因此一般的高职院校不在机电维修专业中开设机械CAD和电气CAD两门课程，这就造成机电复合型人才培养链在绘制机械和电气两种工程图的教学环节中出现技能缺失。

显然，当前的这种教学状态不能满足企业对高技能人才的要求，更不利于学生的求职和未来的发展，必须进行教学改革。

二、教学改革思路

针对上述情况，我们在充分讨论、广泛征求相关企业专家、学者意见的基础上，对机电设备维修与管理专业人才培养方案进行了重大修订，即在以机械为主体的原课程方案基础上增设了电工电子基础、电机与电气控制、传感器与检测技术以及PLC控制与应用课程。但在如何培养学生快速绘制机械电气图的技能上，有着不同的意见，其简单方法是开设机械CAD和电气CAD两门课程。但由前述知，这样做会造成教学内容大量重复，并形成课时浪费、学生厌倦的状况。

一般地要掌握用AutoCAD快速绘制一份机械电气图的技能，只需掌握如下知识：（1）熟悉电气控制原理和机械电气图的基本知识；（2）掌握AutoCAD的绘图技能；（3）掌握国家标准中关于绘制工控电气图的规范，熟悉电气元件图形符号。

为了使学生尽早掌握电气控制原理和机械电气图的基本知识，我们对新的人才培养方案教学内容和顺序进行调整，其有关电类课程的教学安排如下：

（一）学校在第二学期开设了“电机与电气控制”课程。该课程电气控制部分的主干线是电气元件――典型控制回路――电气控制系统图，讲授电气控制原理、读识电气图的基本知识，为学生读图、绘图打下了一定的基础，

（二）学校在第二学期为机械系各专业开设“AutoCAD机械绘图”，通过对CAD基本功能及其绘图应用的学习和实训，学生已掌握了快速正确绘制机械图的技能。

根据这些条件，我们把融合CAD绘图课程作为更好地培养高技能人才的一个教改项目。

三、课程融合的内容和方式

（一）课程内容融合。

根据上述情况，以培养机电复合人才为目标，通过对机械CAD和电气CAD绘图两门课程内容进行全面分析，基于“机械CAD”课程，将电气制图基本知识、国家标准及CAD绘图相关知识有机融合，以“适用、管用、够用”为指导，编写“CAD电气制图简明讲义”。

（二）教学方式融合。

机械电气图的种类有电气原理图、电气元件布置图和接线图，主要构图元素是电气元件图形符号和连线。当一个电气控制方案形成后，表达方案的主要工作就是通过绘制许多图形符号和连线，再经过编辑、修改形成图。在绘制电气图时，为减少劳动强度，提高工作效率，人们一般先利用CAD的块功能将图形符号绘制成“图块”并存入图库，待绘制完线路结构图，再用“插入”命令将相应的图块插入图中。在教学实施中，围绕快速绘制机械电气图的课程目标，我们以块功能为节点，将“CAD电气制图简明讲义”嵌入到“机械CAD”课程的教学中。

嵌入内容及时间见下表：

电气原理图的图框需要按照各条电气回路控制功能和元件的功能类别对图幅进行分区。分区采用行与列两组编号组合的方式来表示。编号从图纸的左上角开始，水平方向用阿拉伯数字编号，垂直方向用大写英文字母编号，图区代号为字母+数字。由于这些知识对读图和绘图都非常重要，在教学中对其进行专题讲授。

四、结语

本教改项目在校内机电维修专业实施了3轮教学，取得了如下效果：

（一）通过一门课的教学，学生仅用8课时就增加了快速绘制电气图的技能。提高了教学效率，扩大了学生求职和发展的空间，满足了企业对机电复合型高技能人才的要求。

（二）在实施中本教改项目与“电机与电气控制”课程安排在同一学期教学，使两者相互作用，教学效果明显提高。尤其在绘制电气原理图图框的实训中，学生通过按线路功能和元件功能类别对图幅分区，加深了对电气原理图的理解，进一步提高了读图识图能力。

【本文系广州科技职业技术学院教改课题“加强课程融合，探索机电复合型人才培养模式”（编号：2011004）的研究成果。】

（作者单位：广州科技职业技术学院）

参考文献：

电工识图入门基础知识篇2

（安徽工程大学电气工程学院，安徽芜湖241000）

【摘要】光电子产业作为21世纪具有代表性的主导产业之一，对当今世界科技发展起到巨大驱动力的作用。而《光电子技术》则是电子信息科学类专业的基础学科，本文从分析该课程在本科教学阶段的现状及存在的问题出发，通过剖析学生学习的状态及《光电子技术》在教学模式中存在的问题，把科学研究引入课堂，采用诱导式教学方法和多元化的考核评价标准，对《光电子技术》的教学模式进行创新性探索。实践表明这些教学探索极大程度的调动学生的学习热情，提高了《光电子技术》的教学效果。

关键词光电子技术；教学方法；诱导式教学

基金项目：安徽工程大学引进人才项目（2013YQ002）

作者简介：张艳（1983—），女，汉族，博士，安徽工程大学电气工程学院，讲师。

0引言

随着国家信息化建设的逐步深入，我国采取了一系列积极、稳妥、有效的措施促进电子信息技术产业高速、持续、健康的发展。从2002年开始国家计委组织实施光电产业化专项计划，光电专项产业化目标[1]是：（1）根据我国在光电子研究开发方面所具有的技术优势和资源特点，重点支持一批技术水平高、市场前景好的光电产品，实现产业技术升级，并尽快形成规模生产。（2）“十五”期间初步形成具有一定自有知识产权和产业优势的光电产业体系。通过对我国已有技术和资源优势并在国际市场有竞争力的光电子产品的重点支持，力争在“十五”期间使国内光电产业能够满足国内各行业的需要，并进入国际市场。（3）通过技术创新和项目建设的带动，扶持光电产业基地的形成。光电信息技术产业的迅速发展，使得具有光电信息技术知识背景的从业人员的需求逐年增加。作为培养专业人才的摇篮，近年来，很多高校相继开设了光电信息工程专业。它以培养可从事光学工程、光通信、图象与信息处理等技术领域的科学研究及相关领域的产品设计与制造、开发及应用等工作的应用型人才为目的。

而《光电子技术》作为光电信息工程专业的一门专业基础课，从了解光电子技术的发展和应用开始，通过学习光学基础知识，以光学系统的源、传输通道、信息加载、探测、信号处理、显示和存储为主线，引导学生系统、全面的学习光电子技术。通过本课程的学习应使学生对光电子技术中的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识，培养学生分析和解决工程技术问题的能力，为进一步学习相关专业课打下基础。

本文从分析《光电子技术》课程在本科教学阶段的现状及存在的问题出发，通过剖析学生学习的状态及《光电子技术》在教学模式中存在的问题，把书本上的内容与当前光电信息产业的发展现状相结合，采用诱导式教学把科学研究引入课堂，对《光电子技术》的教学思路进行创新性探索。实践表明这些教学探测极大程度的调动学生的学习热情，提高了《光电子技术》的教学效果。

1《光电子技术》的教学现状及问题

就《光电子技术》这门课程而言，由于教学内容的逻辑推导内容较多，要求以大学数学为基础，具备物理学，材料学，电路电子等多学科的知识和理论体系，导致部分学生对其缺乏兴趣，进而影响到教学的效果。

尽管近年来，随着的电子设备走进课堂，授课方法也日趋多样，如、“现代化多媒体与传统板书”相结合的教学方法、“图片演示与实物展示”相结合的教学方法、“课堂讲授与小组讨论”相结合的教学方法等[2]。对传统意义上的教学模式进行了改革，如，讲解到激光原理与技术这一章节的时候，在课件中放上激光器以及激光光束的图片，把文字描述的内容以实实在在的实物图片展现在学生的眼前，加深了学生对知识点的理解和接受。这些教育教学方法的改革在很长的一段时间的确取得了很好的教学效果。

然而，随着的物联网技术的发展，现在的大学生可以从互联网上获取海量信息，仅仅是一副图，一个装置器件已经无法引起学生过多的关注。那么，如何吸引到学生的注意力，激发学生的学习兴趣，把《光电子技术基础》这门光电信息工程专业基础课讲解的生动，打开学生通往光电子技术领域的大门，为进一步学习相关专业课打下基础是我们亟需解决的问题。

2诱导式教学方法

传统意义上的诱导式教学方法早在20世纪80年代被提出，其理论依据出自《论语-述而》：“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅反，则不复也。”意思是只有当学生百思而不得其解时，教师才可以有选择的启发他，当学生心里明白但不知如何表达时再去开导他，如果学生不能举一反三，就先不要往下进行了。因而诱导式教学应当是“启发”和“引导”相结合，通过“启发”和“引导”学生，使得学生在有限的课堂教学时间内做到触类旁通，提高教学效率。

而大学教育赋予了“诱导式教学”新的含义，除具有传统意义上的诱导式教学的思想以外，还包含了用发展的眼光看待书本上的知识体系，把科学研究、最新的科技发明、科技产品引入课堂。就《光电子技术基础》这门课程而言，可以从光电产业的最新科研成果中提炼出与课本知识点相关联的的内容，通过光电产业的新发明，新应用吸引学生的注意力，在讲解这些发明或应用的过程中传授教学内容，激发学生的学习《光电子技术》的兴趣。以《光电子技术》[3]中“偏振——起偏——检偏”这一知识点为例，如果仅仅从书本上给出的概念出发讲解：（1）偏振指的是振动方向对于传播方向的不对称性；（2）自然光得到偏振光的过程称之为起偏，所用器件为起偏器；（3）检测某一光束是否为偏振光的过程称之为检偏，所用器件为检偏器。抑或在多媒体课件上放置光束起偏/检偏的图片，都不能起到很好的教学效果。为了吸引学生的注意力，激发学生对“光的传播”这一教课内容的兴趣和求知欲，同时扩展学生的知识面，可以从近阶段的热门话题个人全息手机(takee手机)引入，takee手机的亮点之一是可以使用户从各个角度都能感受到浮在屏幕上的全息立体3D效果，进而联系到学生身边的光电信息技术——3D电影，观众要戴上一副特制的眼镜，而这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片，由此把重点落到“偏振”这个知识点上，让学生在一个轻松的教学氛围中不仅学到了新知识，（下转第82页）（上接第86页）而且知道新知识的应用领域和当前发展的现状，扩宽了学生的知识面和眼界。

因此，大学课堂中的诱导式教学方法应该：（1）培养学生具有批判性思维；（2）具有科学的想象力；（3）具备自我塑造和发展能力。在此基础上，“以点带面”提高学生的创新能力和动手实践能力。

3多元化的考核评价标准

北京航空航天大学校长前校长曹传钧教授在本科教学上，提出“讲一、练二、考三”的教学模式。指出学生的学习效果体现在：（1）知识面的宽窄；（2）学习，实践的经历；（3）自学的能力；（4）是否具备创造性思维和创造性能力，具有独立的见解等几个方面[4]。那么单纯的一张试卷，一次考试就不能够作为学生掌握知识的依据。

而《光电子技术基础》是理论与实践相结合的一门课程，这就要求其课程的考核评价标准应该具备多元化，多样性的要求。整个课程的考试分为三部分：（1）理论部分的考核：可以采取闭卷考试了解学生对基本概念，基本理论的掌握程度，或者把基本理论深入剖析，采用开卷考试的方式，考察学生运用书本知识分析问题的能力；（2）实验部分的考核：通过实验不仅能够加深学生对知识的掌握，实验本身更是对整个章节，甚至整个课程内容的一个体现，如电光调制实验，旨在让学生掌握晶体电光调制的原理和实验方法，但是该实验从激光发射出的光波经由起偏器，电光晶体，1/4波片，检偏器之后被光电探测器接收，通过信号处理，学生可以在示波器上观察到作用到电光晶体上的调制信号曲线和光电探测器解调后的信号曲线。而这么一套设备展现出来的就是一个完整的光电系统。学生在实验的过程中可以运用光电系统的知识搭建好实验线路，确定光路信号的走向，通过示波器显示的信号曲线分析实验过程中出现的问题，思考该问题出现的原因以及采用何种解决这些问题，从而考察了学生对于光电调制内容的掌握程度，促使学生从实践中意识到理论知识的重要性，提高学生分析问题解决问题的能力；（3）课程设计部分：课程设计旨在学生根据授课内容，通过自学扩大自己的知识面，结合日常生活中使用的光电子产品，培养学生科学的想象力和创新能力。整个成绩采用百分制的标准，三部分的分值分配以60%+15%+25%的形式评判学生对《光电子技术基础》的学习掌握程度。

通过对两届学生的采用诱导式教学和多元化考核评价的教学，其实践表明这些教学探索极大程度的调动学生的学习热情，提高了学生运用所学知识分析问题，解决问题的能力，培养了学生的动手能力和创新能力，达到了《光电子技术》的教学效果。

4结束语

光是人们最为熟悉的现象之一，从17世纪关于光的本质的两大对立学说到21世纪的信息时代，光电信息技术已经渗透到人们日常生活之中，除了光电子技术专业的学生需要深入系统地学习《光电子技术》外，微电子技术、材料、电子科学与技术等专业的学生也需要了解光电的基本概念和基础知识。探索诱导式教学方法在《光电子技术》课程的新模式和多元化的考核评价标准，把光电基本概念和基础知识与当前光电信息产业的发展现状相结合，使学生较好地掌握所学知识，把握知识点的学术前沿，为学生的进一步学习和发展打下坚实的基础。

参考文献

［1］国家计委.国家计委组织实施光电子产业化专项计划[J].中电网,2002,2,28.

［2］于雪莲，顾国华.《光电子技术》教学方法的探讨[J].高教论坛,2009,9(9):77-78-81.

［3］朱京平.光电子技术基础[M].2版.科学出版社,2009.

电工识图入门基础知识篇3

关键词：校企交流；工作过程；PLC控制；现场总线

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1671-0568（2013）26-0158-03

一、课程内容的确定

“PLC控制与总线技术”是北京电子科技职业学院（以下简称“我校”）5年制高职机电专业第七学期的专业核心课程。在这门课程之前，学生在中职阶段已经学习过“PLC控制技术”课程，掌握了西门子S7-300PLC的基本梯形图指令、硬件连接、编程操作和系统调试，在高职阶段应进一步掌握PLC的哪些知识和相应的能力，是需要和企业共同探讨的问题。

1.企业技术人员与授课教师的沟通交流

我校机电专业培养的学生主要面向北京汽车制造企业的设备维修管理岗位，并且每年为北京奔驰汽车公司定向培养毕业生。为此，我们与北京奔驰汽车公司的人力资源管理人员和车间设备维修工段技术人员进行全面沟通，针对岗位需求提出了高职机电专业学生的总体能力要求和具体课程内容要求。

（1）企业对高职生的总体能力要求。①外语及科技资料阅读能力；②计算机操作能力；③系统的理论知识。

（2）企业对PLC课程内容的要求。①西门子PLC程序阅读理解能力；②理解功能块图（FBD），语句表（STL）指令；③组织块（OB），功能块（FC、FB）的作用；④能够判断故障，解决问题；⑤PLC网络通讯知识。

2.授课教师下厂调研

经过前期的校企沟通之后，为进一步了解企业现场设备维护技术人员的具体工作情况及生产线设备情况，我们在企业进行跟班调研，与现场技术人员进一步交流，仔细了解焊装生产线PLC控制系统的硬件设备、控制网络、现场设备的维护检修方法，切身体会企业对毕业生的能力要求。

3.研读企业的设备资料

北京奔驰公司对校企合作给予了充分的支持，为我们提供了有关PLC控制生产线的设备资料、控制程序和员工培训资料。通过对各种资料的分析和研究，进一步了解西门子PLC在生产线上的实际应用情况，充分理解企业对学生要求的根据，对课程内容的选定有很大的帮助。

4.确定授课计划

通过调研和沟通，再加上笔者多年在企业设备维修岗位的工作经历，制定出具体的授课方案，并与企业人员对授课方案进行讨论，得到企业技术人员的肯定。

5.教师进修学习

对于授课内容中以往没有接触到的部分，利用假期时间专门参加了西门子300/400系列PLC编程及网络知识的培训课程，培训教师也是来自企业具有多年PLC控制生产线设备维护经验的工程师，从而学习到很多非常实用的知识和方法，为课程内容的设计奠定了基础。

二、课程设计

PLC课程是一门理论与实践结合紧密的课程，在中职阶段已采用项目教学法，在每个项目中融入PLC指令，让学生重点关注指令在程序中的应用。在项目中解决问题，体会解决同一个问题采用不同的编程方法和指令，通过硬件连接和软件编程，使项目要求的功能得以实现。在调试系统的过程中，学会分析故障原因，排查故障，解决问题。运用这种教学方法，学生不会感觉枯燥，对每个项目都有新鲜感，每完成一个项目都有成就感，并且在完成项目的过程中小组成员分工合作，遇到问题相互讨论，能力强的学生帮助能力弱的学生，课程气氛活跃，学生积极性很高。因此，高职阶段的这门课仍然沿用项目教学法，但缺乏相应的配套教材，市场上的相关教材并不适合高职生。只能根据课程内容，在中职PLC课程项目的基础上扩充、加深知识内涵，还要让学生容易接受，经过反复思考，课程设计为六个项目，现以其中4个举例说明：

1.项目一：人行横道交通灯控制

本项目是《西门子S7―300/400PLC工程应用》教材中的一个项目，是用结构化编程方法（FC程序块）对单个路口的人行道红绿灯进行控制，原项目只是用梯形图语言编程，但介绍了功能块图（FBD）和语句表（STL）命令语言，笔者在原有项目的基础上扩展了项目的内涵：①增加FBD语言和STL语言的编程，要求学生能够将原程序改写为FBD语言和STL语言；②增加具有形式参数的FC编程知识，要求学生能够用具有形式参数的FC将原来控制单路口的程序改为控制多个相同路口的程序。通过扩展，本项目能够达到如下教学目标：学生能够理解用结构化编程理念设计的程序，体会这种编程方式的优点；能够理解用多种不同程序语言编辑的程序；学会用一段程序通过赋予不同的参数值控制多个相似对象的方法；学会FC程序编辑操作，不同语言程序的系统运行监控方法，故障排查。

2.项目二：灌装线控制

灌装线控制是一个PLC课程的经典项目，在中职阶段学生就曾做过这样的项目，但本项目经过扩展后已经不是传统的单条灌装生产线控制项目，而是一个两条灌装线的控制项目，两条灌装线的工艺过程相同，只是灌装的时间长短不同，采用FB及背景数据块的程序结构，在背景数据块中定义灌装时间及其他参数，并且程序语言为FBD语言。因此，本项目能够达到如下教学目标：使学生理解结构化编程中FC与FB的区别，学会共享数据块与背景数据块的应用方法，了解局部变量的各种类型，加强对FBD语言程序的认知理解，会进行FB程序编辑操作，系统运行监控，故障排查。

3.项目三：点焊机器人工作站控制

本项目是根据我校点焊机器人工作站实训室一个真实的焊接工作站开发的项目，该站的设备集成最贴近汽车焊装生产线实际，工作站中有两台KUKA机器人（负载200公斤），分别完成搬运和焊接作业，焊接工件为实际材质和尺寸的车门翼子板，工作站由西门子300系列PLC作为中央控制器，系统中央控制器与机器人控制器及西门子分布式I/O模块形成PROFIBUS网络，采用结构化编程模式编程。该站具有完整的技术资料，包括操作说明书、电气图纸，PLC程序等，通过该工作站可以实现以下教学目标：了解陌生PLC自动化控制系统的方法和步骤，学会阅读操作说明书、技术图纸，在网上搜集技术资料（在西门子网站寻找分布式I/O模块的相关技术说明文件），通过技术资料了解系统硬件的组成、功能、工艺过程；能通过PLC程序了解PLC控制系统的硬件网络结构、程序结构，画出PLC控制结构框图；能通过查阅电气图纸和解读PLC程序了解设备线路连接细节及控制逻辑。

4.项目四：MPS系统控制

本项目是参考《西门子S7―300/400PLC工程应用》教材中的MPS系统控制项目，根据我校机电一体化MPS实训室的FESTO模块化生产加工系统开发的项目，该实训室中的加工单元功能是工件传送，十套设备中分为三种类型，各种类型之间只有个别传送设备有所不同，系统采用西门子300系列PLC作为中央控制器，各气缸由总线型阀岛控制，实现工件的封闭路径传送过程。系统具有完整的技术资料，包括操作说明书、电路图、气路图、各种气缸及阀岛的说明书等，通过该工作站可以实现以下教学目标：①通过阅读设备说明书，结合实物了解本组所用加工单元的类型、工件传送的过程、各种气缸的名称及功能；②通过看电路及气路图，结合实物了解系统中使用传感器的类型及数量，了解各气缸的控制类型（单电控或双电控）；③建立西门子PLCMPI、IndustrialEthernet、PROFIBUS、AS-i、PPI网络概念，通信协议的概念，各种网络的应用范围及特点；④能够根据工件传送过程画出工作流程图，并根据流程图编写顺序控制程序（GRAPH），体会单电控和双电控气缸在程序控制时的不同；⑤能在软件中正确组态DP网络，对照图纸，验证各传感器及执行器的I/O地址；⑥训练监控系统、调试程序、排除故障的能力。

以上项目涵盖了企业对本课程的系统理论知识点和相应实践能力的训练，编程软件是英文版的，目的是让学生熟悉英文界面，符合企业对外语能力的要求。

三、教学设计

教学设计的出发点依然以工作过程为导向，按照从认知到熟悉再到熟练掌握的成长过程，教授学生探究和自学的方法，授之以“渔”而不是授之以鱼。

1.培养自学能力

学生毕业后进入汽车企业，首先遇到的就是生产汽车的加工设备和自动化生产线，他们最适宜的岗位就是设备维修保养。如何认识和了解自动化的设备或生产线是摆在新员工面前的首要问题，解决这个问题的关键就是能阅读、理解设备的各种技术资料，甚至在资料不全的情况下能够通过互联网等渠道搜集相关内容。因此，在项目三和项目四中，重点对学生的这方面能力进行培养。在这两个项目中，教师将相关资料传到电脑，让学生通过电脑阅读说明文件，再用电气绘图软件打开电气图纸查看有关内容，用西门子PLC编程软件阅读程序，对未提供的PLCI/O模块资料到西门子官方网站查询。教师采用引导课文法，首先提出问题，让学生带着问题去看资料，通过自学得出答案。阅读文字资料后，还要对现场设备进行实地考察，使抽象的文字与具体的实物结合起来，加深对资料的理解，在头脑中建立一个立体的系统形象。通过这样的训练，学生再遇到新系统就知道应该从何下手。

2.夯实理论基础

要想让学生看懂资料、理解程序，必须要有相关的基础知识。例如，一个较复杂项目的PLC程序，一般采用结构化编程方法，即将整个程序分为若干部分，每部分完成一定功能，在主程序（OB）中调用各部分子程序（FB、FC），从而实现整个系统的功能。每个子程序编程的人员不同，应用的语言不同，这就要求学生对西门子PLC的三种编程语言都有所了解，对结构化编程的概念有所掌握，才有可能读懂整个程序。因此，在项目一和项目二中，重点学习FBD和STL语言，并且在项目四中还学习了顺序控制（GRAPH）编程方法，至此，西门子PLC的几种编程语言都进行了介绍，为解读程序打下了基础。

PLC的网络技术是在感性认识的基础上介绍理论知识。首先，在项目三中让学生实际接触profibus网络构成的系统，通过阅读技术资料和PLC程序，在点焊机器人工作站现场教学，学生看到PLC与分布式I/O模块之间及机器人控制柜之间的连接总线，并画出了以PLC为中央控制器的控制框图，使学生对PLC总线网络有了感性认识。在项目四中，才重点介绍了PLC各种网络通信系统的理论知识，如通信协议、技术指标、应用范围、各种网络的特点，这样使学生能够将理论与实际更好地结合，去掉了网络的虚幻色彩，对网络中的多种智能节点有了形象化的认识。

3.培养综合实践能力

电工识图入门基础知识篇4

关键词：Multisim仿真教学应用

中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）04（c）-0149-02

1Multisim简介

Multisim是一个完整的设计工具，在教学中主要应用其CAD功能和仿真功能，可对基于电子元件模型的电路进行仿真，这样就使电路图绘制和电路系统仿真相一致，还能检查各元件之间连接是否可行。Multisim软件的另一个特征就是其系统学习概念：Multisim软件可用来自学、教学和多媒体教学电路知识。可增强学生的学习兴趣和对电路的理解。用户界面直观，易于学习，面板上提供了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪等工具，它的器件库中则包含了许多大公司的晶体管元件、IC等还可从外部模块导入。通过鼠标即可从屏幕上看到电路的输出效果，这种虚拟实验做法简单，节省实验设施，效率更高。下面以multisim2001版本为例探讨其在教学中的应用。

2教学应用实例

这里用两例子说明multisim在数字电路和模拟电路仿真教学中的应用。

实例一：编码、译码、显示电路

篇幅所限，原理不赘述，按图画好电路，完成电路图设计。按F5键开始仿真，用8键使开关J8接低电平（地），再分别使用0～7使J0～J7接低电平，则数码管分别显示0～7。J8接高电平（Vcc），0，1分别接低电平，则分别显示8和9。其他情况则为非数字显示。如图，学生可以形象直观地观察到输出与输入的关系，更好地帮助理解编码、译码和显示的原理。

实例二：反相比例运算放大电路

按图连好电路，在窗口右侧虚拟仪器库中分别找到函数信号发生器（functiongenerator）和示波器（oscilloscope），单击其图标，放置在电路窗口上，并连好线，如下图所示。双击窗口中函数信号发生器图标，在弹出小框中设置信号为1kHz、10mV的正弦波。打开仿真开关，双击窗口中示波器图标，按通用双踪示波器的使用方法调节相关按钮，使屏幕出现如图所示波形。拖曳红色或蓝色指针，可读出输入、输出信号的周期、相位和幅度，算出它们的频率和电路放大倍数。改变R1或R2的数值可改变放大倍数，改变输入信号，可看到输出信号也随之变化。学生在反复修改电路的过程中加深了对电路的理解并进一步熟悉了各种仪器的使用方法。

3教学效果与体会

以上仿真实验，一般是以讲解电路原理为基础，同步结合教师演示和学生操作进行。通过在《电子技术基础》、《电子测量与仪器》等课程中的教学，体会到用Multisim进行电路仿真教学有以下几个好处：

（1）学生将所学到的专业知识进行综合应用的技能得到充分的训练。通过实训，学生的自我学习，独立思考，组织协调等综合能力及团队合作精神也会得到全面的提高，培养学生的非智力因素。

（2）提高了学习兴趣。学生会主动动手将所学电路去绘制，并通过仿真形象直观地把电路原理和功能表现出来，为理论学习提供有力的帮助，学习兴趣自然就提高了。

（3）锻炼了动手能力和应用能力。学生实操放得开，每个学生动手机会多，从认识基本元件到复杂电路连接，每个环节可以反复练习。学生动手机会多，从而提高了动手能力。同时仿真要用到多方面的电路知识，故也锻炼了学生综合应用所学知识解决问题的能力。

（4）激发了创新意识。实验电路是由基本元件不同的组合而成，学生有了一定的基础后，在教师的指导下，会用所学知识修改和设计电路，直至仿真运行成功，加上实验元件的灵活使用，激发了学生的创新意识。

（5）简单实用。仿真实验简单易做，设备只需计算机及相应软件一次投入，修改、维护方便。教师、学生都可以做到一人一机，演示直观。

（6）对其它课程的辅助教学作用。对上好《电子技术基础》、《电子测量与仪器》这几门课程的有很大的辅助作用，学生认识了元件的符号和基本性能，入门快，同时也可帮助提高学生应用计算机的能力。

4对教师的意义和要求

仿真教学可促进教师教学水平提高，仿真教学软件为教师的教学提供了广阔的使用空间，由于是各种知识的综合应用，要求老师不能仅掌握某一学科知识，而要不断地学习新知识，吸收新技术，锻炼实际动手能力，开发和拓展新的教学手段和教学技能，以适应教育信息技术的发展，更可促进教师科研能力提高。具备良好的实验条件后，教师可以更好的将专业理论和工程实践结合好，更好的服务于教学。

5结语

实践证明，用Multisim进行仿真辅助教学，对提高学生学习兴趣和效果，节约资源，提高教学质量等方面有重要意义。但在使用课程范围、开展班级的推广、教学内容的选择和教学实施方法的改善等方面都有待进一步探讨，这有赖于在以后的教学中不断总结经验，逐步提高。

电工识图入门基础知识篇5

关键词：职业教育需求影响方法

职业学校学生的学习需求指学生必须通过学习消除的个人职业发展目标与其学习准备之间的心理素质方面的差距。那么，学校教育对学生需求有何影响从以下几个方面进行分析。

1国家（或教育主管部门）对学校教育的要求

改革开放以来，我国职业教育改革和发展取得了很大成就。但是，随着市场经济体制的建立、科技进步和产业结构的调整以及劳动力市场的变化，职业教育的现状不能适应培养高素质劳动者和中初级专门人才的需要，也满足不了人民群众日益增长的多样化职业教育需求。在教育教学领域，职业教育观念和培养模式相对滞后，教学工作存在着片面强调学科体系和知识灌输，与生产和生活实际联系不紧密，对知识应用、创新精神和实践能力培养重视不够，实践和专业技能训练比较薄弱等问题，难以使学生形成熟练的职业技能和适应职业变化的能力。这些问题制约了职业教育的健康发展，影响了高素质劳动者的培养。因此，深化教育教学改革提高教育教学质量和办学效益，是职业教育面临的紧迫任务。

2.1职业学校对电类专业学生知识学习的要求

2.1.1在知识结构方面：①掌握相当于高中阶段、职业教育必须的文化基础知识。②掌握必要的人文科学知识。③掌握一定水平的计算机基础知识。④掌握本专业所需的工程制图基础知识。⑤掌握一定的电子工程所需要的电路、测量、通信等基础知识。⑥掌握一定水平的、本专业所需的英语知识。⑦掌握初部的企业管理知识。

电子信息技术专业开设课程统计表

必

修

课电工基础

模拟电子线路、数字电路

集成电路应用原理

电子测量技术

传感技术及应用

电子产品结构工艺

单片机原理与应用

机械制图

计算机应用基础

网页制作

通信原理

EDA(portel)

可编程序控制器（PLC）

电机拖动基础

电器与维修

选

修

课围棋

礼仪

移动通信技术

电子小制作

2.2职业学校对电类专业学生知识技能的要求

2.2.1在通用能力方面：①具有使用办公设备处理公文和信函、起草有关文件、信件的能力。②具有进行有关业务联系、事务处理的能力。③具有安排会议、会谈、并做记录的能力。④具有沟通、协调人际关系的能力。⑤具有收集、整理有关信息的能力。⑥具有制定计划、组织实施的能力。⑦具有使用英语阅读本专业资料及进行简单语言交流的能力。

2.2.2在基础能力方面：①具有一定无线电焊接、装配、调试能力。②具有一般的钳工操作能力。③具有本专业所需的绘图和识图能力。④具有正确使用常用电工仪表和电子仪器的能力。⑤具有使用计算机及外部设备处理文字、数据、图形等信息资料的能力。⑥具有对计算机系统进行操作、维护、管理的能力。

2.2.3在专业能力方面：①具有使用电子仪器、仪表和电子设备的能力。②具有阅读整机电路原理图和电子装配图的能力。③具有一般电子产品与设备的调试及检验能力。④具有一般电子设备、电子产品的常见故障的维修能力。⑤具有编制电子整机装配工艺的能力。⑥具有应用微型计算机进行电路辅助设计的能力。

2.3要求学生能够考取的技术技能证书：①维修电工及低压电工证。②现代化办公设备维修证书。③全国计算机等级考试一、二级证书。④全国计算机应用技术证书考试（NIT）证书、全国计算机信息高新技术考试证书。即汉字录入技能证书考试和办公软件（Office、WPS）技能证书考试。⑤计算机维修证书。⑥手机维修证书。⑦家用电器维修证书。⑧无线电调试工。

3解决方法

根据上述的调查与分析，我们提出了一些解决的方法：

3.1根据专业情况，在学生入学前进行简单的学前教育（针对本专业知识、就业前景），让学生不至于盲目的学习和毕业分配时不知所措，使他们能在这四年的学习和生活中充分正视自己的能力，从而正确面对就业前景。

3.2对于专业知识要让学生有一个从笼统认识到清晰明确的转变。在专业基础课上让学生更多的是学习基本原理知识，对专业知识有一个笼统地认识；在专业课上要让学生更多的接触实际应用，而不再是停留在表面的知识分析和原理解析上，要让学生多动手，且尽可能的与社会实践相挂钩，可以适当安排学生到相关企业参观、学习和观摩，让学生从感观上来认识自己的专业，使他们对专业知识有更具体的理解，提高他们细致的分析能力，从而爱上本专业。

3.3现在的学生多数都喜欢上计算机课（可以上机操作），针对这一特点我们可以对专业课的教学进行适当的改革（学生早已厌倦了照本宣科式的原理讲解）。我们现在开设了EDA仿真电路课程（可以上机操作画电路图），学生的学习效果良好。但这种方法现在只是应用于画电路图及仿真，如果可以把专业基础课和专业课都与EDA仿真电路课程相结合，让老师们边讲课边用电脑画图，并得出最终的结论（仿真结果），让学生有更多的上机时间学习电专业知识，这样即满足了学生的上机的愿望，又把学生的学习兴趣提高了一举两得！

学校教育和学生的学习需求是职业学校开展教育的很重要两个方面，它们之间是互相联系，相互影响的。所以定期的分析学生的需求，分析社会发展对学校教育的要求，及时调整学校开设相关课程，使职业教育更好的发展，为我国的社会主义建设，培养出符合时代要求的高素质技术人才。

参考文献：

[1]杜根长，陈玉芳，居民高等教育机会需求对高等学校学费水平的影响——以教育部直属高校为例的实证研究

电工识图入门基础知识篇6

关键词：工作票；操作票；模拟仿真；智能搜索

中图分类号：TP391.9

目前，国内外培训系统的研究进行的相对较多，但广泛应用的基本为3-5年前开发完成的“知识培训、考试管理系统”（即网络学堂或职工学苑），主要是辅助学员进行各种基础理论知识的学习，是“面向知识”的培训系统。电力系统目前的实际工作技能培训，主要集中在调度部门，通过实时调度员培训仿真系统实现。该系统和实时调度系统共享实时数据，培训教师可在该系统上模拟设置各种故障，检验、提升调度员实际分析、处理事故的能力。在输、变电专业，如何正确开写工作票、操作票等安全生产“岗位技能”的培训，至今缺乏有效手段，电力系统每年发生的事故当中，相当一部分是因工作票中的安全措施不全、或操作票中的操作序列不正确造成的。如何全面提升“两票”合格率、提升运行、检修人员掌握现场安全措施的熟练程度是每个电力企业面临的重要课题。

信息网络、人工智能以及图形技术的进步与普及应用，为工作票、操作票实际技能培训提供了新的手段。本项目通过图形化和智能化技术为工作票、操作票实际开写技能的训练搭建了一个模拟平台，用户可在此平台上进行工作票、操作票办理的技能进行仿真演练及学习。在演练、培训的方法和效果上，都将会产生新的突破。

1项目建设方案

1.1网络架构

采用集中统一式服务器架构模式，将应用服务器及数据服务器统一部署于天津市电力公司技术中心，各工区、变电站、班组人员经工作站通过网络对应用服务器发出操作请求，应用服务器在通过网络与数据库服务器进行交互，实现两票模拟仿真的智能化管理，这种架构方式具有网络安全性、灵活多变性、通信高效性等优点，特别是具有较好的容纳性，无论是应用服务还是数据服务，均可根据具体需求进行应用程序的扩展，同时可进行不同语言程序的接入，实现网络资源共享，大大提高资源利用效率，从而降低整体运行成本。

图1网络架构

1.2平台功能架构构造

两票平台服务采用WEB服务模式体系结构，采用B/S模式搭建工作票、操作票模拟仿真平台，平台按照从上到下的顺序主要分为管理决策层、基础维护层和业务操作层三个层面，基础维护层功能应用主要面向天津市各分公司系统管理人员及学习、培训、模拟演练、考试组织人员，构造的目的是为系统管理员、学习、培训、模拟演练、考试组织人员提供设备区域及台账管理、图形组件管理、智能知识库管理、两票技能自我学习与智能仿真、考试设定等功能。业务层主要服务于现场两票开写部门，现场人员通过工作票、操作票自我学习、智能仿真进行相关技能的学习及检验，由智能知识库自动进行评分，并给出正确的操作步骤及选项。管理决策层主要用于统计分析学习、培训、模拟演练、考试相关成绩信息，及时发现两票开写技能下属部门、班组的掌握情况，并制定针对性的培训计划和方案。

系统采用当今主流的WEB服务体系结构，以B/S模式构造现场作业技能仿真培训系统，系统功能架构主要分为管理层、业务层和决策层三个层面（如图2所示），管理层主要面向系统管理人员及考试、培训组织人员，设计的目标是为系统管理、考试、培训组织人员提供设备台账信息管理、图元图形管理、智能专家库管理、技能演练、考试设定等功能。业务层主要服务于现场作业部门，现场作业人员通过工作票、操作票及现场技能的模拟演练及技能考试模块进行相关技能的学习及检验，由智能专家库自动进行评分，并给出正确的操作步骤及选项。分析决策层主要用于统计分析培训、模拟演练、考试相关成绩信息，及时发现各项技能下属部门、班组的掌握情况，并制定针对性的培训计划和方案。

图2平台功能架构图

2系统功能体系

两票系统平台根据天津市电力公司目前工作票、操作票开写技能培训及学习现状，通过对两票业务、实际票样进行深入的调查及研究，量身设计出安全措施知识库、五防闭锁标准库，同时运用先进的网络及计算机应用技术为天津市电力公司工作票、操作票技能培训与学习提供了一个统一的学习、模拟仿真的数字化平台，平台的主要功能模块包括：设备区域及台账维护、图形组件维护、智能知识库维护、工作票办理技能的自我学习与智能仿真、操作票开票技能的自我学习与智能仿真、安全生产知识的自我学习与检验、两票自我学习与智能仿真成绩查询统计、安全生产知识的自我学习与检验成绩查询统计等，平台主要功能模块如下：

2.1设备区域及台账管理

该功能模块可对变电站、设备位置区、间隔管理信息维护，一次设备台账参数信息的录入、修改等功能；为方便操作，系统采用分级节点树模式，对变电站、设备区域、间隔、变电一次设备、二次屏柜等信息进行可视化维护管理。可根据所属电压等级、设备型号、设备类型、所属位置区、所属间隔、所属变电站、设备制造厂商对区域、设备台账等信息进行统计、查询。

2.2图形组件管理

根据变电站一次主接线图及二次屏柜实际采集图片信息，进行两票系统主变一次接线图的图形组件拆分及组合，最终完成主接线图的拼接；将设备区域及台账管理模块中的变电站、设备位置区、间隔、一次设备台账、二次屏柜信息与一次主接线图及二次屏柜图进行组件关联维护，为自我学习与智能仿真提供标准、可靠的台账数据基础信息，同时图形组件技术也给用户带来更加逼真的使用体验。

图3主变一次接线图

2.3智能知识库管理

该功能模块主要包括：安措知识库维护与管理、五防闭锁标准库的维护与管理；通过组织两票现场工作人员及相关专家进行研讨，形成统一的工作票安措知识库及五防闭锁标准库信息，并将此成果维护到平台智能知识库中，这样形成的智能知识库就为工作票、操作票的自我学习与智能仿真提供了更为可靠及权威的判别标准。

图4五防闭锁标准库

2.4工作票开写的模拟演练与仿真

能够快速、正确签发指定任务的工作票，是工作票签发人的一重要岗位技能要求。打开此功能模块后，学员可以进入一个智能的图形化工作票仿真开票界面，学员可以设定相应的工作任务，根据选择工作任务进行工作票的图形模拟开写，平台会根据主接线图及设备台账信息、安措知识库信息，自动判断出安全措施、操作设备信息的正确性与完成性，并根据学员作答所用的时间、安全措施多项及缺项进行智能的量化打分，并给出最后的综合评分。

图5工作票办理技能自我学习与智能仿真

2.5操作票开票技能的自我学习与智能仿真

打开此功能模块后，学员可以进入一个智能的图形化工作票仿真开票界面，设定操作任务后（如**变电站1#主变运行转检修）后，可借助鼠标、键盘，在变电站主接线图、二次压板图上点击，生成操作序列（即操作票），平台会根据主接线图及设备台账信息、五防闭锁标准库，通过智能搜索技术及图形拓扑技术自动评判操作票开写的顺序及错误项，并根据时间及五防闭锁标准库进行智能的量化打分，并给出最后的综合评分。

2.6安全生产知识的自我学习与检验

主要包括输变电安全生产规程等内容，主要是以录制的视频短片和安规知识题库为基础，进行职业技能及安规知识的自我学及检验。通过视频短片，特别是一些动漫短片，可以使学员更容易掌握一些安全生产的知识；基于安规专业知识题库的在线学习、考试系统，可使学生随时检验对安全生产知识掌握的程度。

2.7工作票、操作票自我学习与智能仿真成绩查询统计

该功能对学员提交的工作票、操作票模拟演练、学习、考试的成绩进行统计、查询，学员可以通过系统查询出个人成绩及所在单位成绩排名，管理人员可以根据权限范围对个单位、部门、工区、班组进行成绩的分类查询统计，同时系统为使用人员能更好的阅读分析成绩结果，提供了报表、图表功能。

图6操作票自我学习与智能仿真查询统计

3.8安全生产知识的自我学习与检验成绩查询统计

该功能对学员提交的安全生产知识的自我学习、检测成绩进行统计、查询，学员可以通过系统查询出个人成绩及所在单位成绩排名，管理人员可以根据权限范围对个单位、部门、工区、班组进行成绩的分类查询统计。

3系统现场应用

工作票、操作票模拟仿真系统已于2014年12月在国网天津市电力公司投入运行，自投运以来，平台整体运转正常，并实现了两票技能的模拟仿真；该平台的运行使用，使两票工作培训工作有了平台依托和技术支撑；通过该平台的应用，电力公司两票使用人员能够通过平台工作票、操作票学习、模拟仿真功能模块实际工作票、操作票技能的模拟、仿真；能够对员工提交的工作票、操作票按照智能库规则进行自动计算评分；能够实现部门、单位、个人成绩的排名；能实保障工作票、操作票模拟仿真，安全生产知识的自我学习考核体系结构的完整、规范。

天津市电力公司各级单位、部门领导在公司内网能够到达的地方，可随时随地对工作票、操作票模拟仿真系统进行登录访问，对天津市电力公司、下属单位、部门及工区、班组两票模拟仿真、学习、考试统计、查询，并根据历史统计、查询数据，为各单位、部门、工区、班组制定相应的学习、模拟仿真策略，最大化的提高模拟演练的效率及质量，推动两票开写技能的提升，，进而大幅降低了因两票操作不当产生的电网事故，从而对天津市电网的安全、高效的运行发挥了重大作用。

4结束语

通过智能网络搜索、矢量图形组件、智能知识库等技术实现了模拟仿真系统，使天津市两票工作人员“技能培训”从“师带徒”模式上升到“自我学习”模式。为“面向岗位技能”培训探索一种新模式，为天津市电力公司的工作负责人、签发人等资格认证提供一种全新的考核模式，实现工作票、操作票技能考核认证数字化、智能化。同时实现了培训结果的量化评估，促进企业整体培训与员工自我培训有的放失。以实际变电站主接线图及二次屏柜图为基础的培训模式，避免传统培训只讲不练的弊端，提高培训工作的实效性。通过该项目建设与使用，大大提高可电力企业两票开写的技能水平，进而大幅降低了因两票操作不当产生的电网事故，从而对电网的安全、高效的运行发挥了重大作用。

参考文献：

[1]孙峰.多模式智能工作票?操作票系统的开发与应用[J].华北电力大学（北京），2007.

[2]张素芳.电力系统中智能工作票?操作票系统的开发与应用[D].天津大学2010.

[3]张健基.于面向对象技术的变电站工作票及操作票专家系统[D].华北电力大学，2001.