电子装配实习是机电技术专业学生重要的实践性教学环节。通过实习,使学生初步接触生产实际,获得电子产品生产工艺的基本知识和基本操作技能,为学生今后从事生产技术工作打下必要的基础。通过实习,学生应熟悉常用电子元器件及元器件手册的使用,能根据课程设计的性能要求正确选用电子元器件,掌握常用电子仪器仪表的正确使用方法以及电子线路的基本测试方法,初步掌握电子产品制造的基本工艺,了解电子产品必备的技术文件,提高学生对电子电路的装配、调试等知识的认识,增强实践工作能力。培养学生的动手能力,对一些常用的电子设备有一个初步的了解,能够自己动手装配、调试一些简单的电子产品。培养理论联系实际的能力,提高分析解决问题的能力,培养同学之间的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。同时通过本次实习为省、市技能大赛选拔选手。
二、实习实训的内容
序号
学习内容
基本知识
基本技能
1
电子元器件的识别与检测
熟悉常用电子元器件的类别、型号、规格、性能、使用范围及基本测试方法,了解电子元器件的老化、筛选等工艺过程
掌握常用电子元器件的正确选用及测试方法。熟练使用万用表、数字电桥、IC测试仪、体管特性图示仪
2
电子仪器的使用
了解示波器、函数信号发生器、稳压电源、交流毫伏表的工作原理,熟悉它们的使用
掌握示波器、函数信号发生器、稳压电源、交流毫伏表的使用方法
3
手工制作印刷电路版
了解印刷电路版的结构及作用,熟悉印刷电路版手工制作的过程
能手工制作印刷电路版
4
电子产品制作
了解电子产品安装和焊接的基本知识、电子产品生产的
基本过程。
掌握元器件的焊接和安装方法,独立完成所设计电子产品的安装。写出安装产品的技术文件
5
常用电子线路的调整与测试
熟悉一般电子线路故障的检测、分析及排除故障的方法。
使用测量仪器对电子线路进行测试与调整
三、实习过程
首先对同学们讲解了实习安全操作规程,实习注意事项,确保实习过程的安全优质高效。讲解了常用元器件的识别、测量、判别及功能,使他们对常用电子元器件有了进一步的认识,把理论知识和实物相联系,加深了基础知识的进一步理解。讲解了常用仪器仪表及工具的功能、使用方法,为电子装配实习打下坚实基础。
对他们进行了为期两天的电子焊接培训,焊接是将想要连接的两个金属加热到焊锡的溶解温度,对此注入适量焊锡,将焊锡渗透在两个金属的中间,使之连接在一起,金属与渗透在金属中间的焊锡,形成的合金层。
1)焊接的目的
①电器的连接:把两个金属连接在一起,使电流能导通。
②机械的连接:把两个金属连接在一起,使两者位置关系固定。
③密封:把两个金属焊接后,防止空气、水、油等渗漏。
2)焊接满足的条件:
①清洁:把铜箔和元件表面清洁,使两者干净并保持干净。
②加热:同时对铜箔和元件加热,使起在同一时间达到同一温度。
③焊接:(供给焊锡)在适当的温度时,注入适量焊锡。
3)外观好的焊接是什么样?
a)焊锡呈弧形流动、粘附性好。(粘附性、焊锡量)
b)焊锡表面要光滑、有光泽、发亮。(适当的温度)
c)应推测线迹、元件形状。(焊锡量)
d)应无裂痕、针孔等。(不纯物、设计)
e)应无焊锡渣、焊锡珠、松香渣等污物。
通过焊接培训,使同学们初步掌握了电子焊接的基本技能,同时也了解了现代化生产中所使用的焊接技术。
其次,结合同学门知识能力结构和生活实际,精心选择了用万用表检测二极管、三极管,制作家用调光台灯电路两个项目进行装配实习。
总结起来电子产品装配过程大概分为以下几个步骤:
(一)了解电子产品功能,熟悉电路原理。
(二)发电子产品装配零件,检查和熟悉各种零件。
(三)熟悉电子产品的装配图。
(四)焊接各种零件及进行最后的组装。
(五)调试与检测
电工电子产品的装配调试是一个比较难且又需要耐心的任务,但是它的目的和意义是十分重大的。通过对电子产品的装配、检测与调试,了解一般电子产品的生产调试过程,初步学习调试电子产品的方法,培养检测能力及一丝不苟的科学作风。在实训老师和同学们的共同努力下各个电子产品装配成功率达到95%以上,仅有个别同学装配不成功,实习达到了预期效果。
最后,在实验室电子实训台上搭建基本电子线路,进一步训练同学们对所学知识的巩固和拓展。通过在实训台单元板和面包板上搭建基本放大电路、流水灯电路、串联稳压电源电路、抢答器电路等,进一步训练同学们的动手能力、识读电路图的能力和综合素质。
针对有兴趣的同学讲解PRETELDXP2004和multisim仿真软件,进一步拓展他们的知识能力结构和兴趣,为电子技能大赛做好准备。
四、问题和建议
在实训实习过程中,大多数同学能够按照要求进行操作,整个过程有条有理,实训效果相对较好。但也暴露出一些问题:如同学们学习兴趣不高、求知欲不强、基础知识薄弱、专业基础课学习不扎实、专业基础理论知识欠缺、动手能力普遍较差、个别同学不按照实训老师要求操作等。
【关键词】机械制图;学业水平测试;教学质量
【中图分类号】G715【文献标志码】A【文章编号】1005-6009(2016)29-0065-03
【作者简介】蒋文亚,江苏省锡山中等专业学校(江苏锡山,214191)教学工作处主任,高级教师,数控车工高级技师,主要研究方向为职业教育教学管理和机电技术应用专业建设。
2016年起,江苏省正式实施中等职业学校学生学业水平测试,学业水平测试包括公共基础、专业基础、专业技能三部分,其中,专业基础测试内容主要包括各专业群应掌握的专业基础知识。
“机械制图”是研究识读和绘制机械图样原理及方法的一门技术基础课程,通过课程的学习,帮助学生学会看图和画图,掌握“图样”这一技术语言,准确地表达设计意图,顺利地进行技术交流,是工程技术界的“工具类”课程。“机械制图”也是教育部编《中等职业学校专业目录》中加工制造类34个专业中19个专业的专业教学主要内容,属于“专业群应掌握的专业基础知识”。因此,虽然截至目前,还没有明确“专业基础”学业水平测试具体的课程(或知识点),也没有考试大纲等相关信息,但作为从事一线教学的教师,需要主动思考学业水平测试对课程教学的新要求,在平时的教学工作中做到“三学三用”,积极迎接2016年开始的学业水平测试工作。
一、坚持“三学”,把握“机械制图”课程教学方向,为推断学测方向提供依据
(一)专心学教学大纲,精确掌握课程的要求
教育部印发的中等职业学校“机械制图”教学大纲(教职成〔2009〕8号)规定,“机械制图”教学内容由基础模块、综合实践模块和选学模块三部分组成。基础模块是各专业学生必修的基础性内容和应该达到的基本要求;综合实践模块是综合应用部分,以测绘教学为主;选学模块是由学校根据专业培养的实际需要自主确定的选择性内容,包含了计算机绘图等内容。其中,基础模块教学单元包括制图国家标准的基本规定,常用尺规绘图工具,常用几何图形画法,正投影法和视图,点、直线和平面的投影,基本体、轴测投影,组合体、图样画法,标准件、常用件及其规定画法,零件图、装配图。教学大纲通过用“了解”“理解”“熟悉”“掌握”“会使用”“会运用”等不同的措辞对这些内容分别提出了有区别的教学要求。专心学习教学大纲,有助于一线教师精确把握教学中的“深浅度”。
(二)用心学专业教学标准,准确理解专业的要求
教育部编《中等职业学校专业目录》中加工制造类19个专业的专业教学主要内容涉及“机械制图”。这19个专业包括金属压力加工、钢铁装备运行与维护、有色装备运行与维护、建材装备运行与维护、机械制造技术、机械加工技术、机电技术应用、数控技术应用、模具制造技术、机电设备安装与维修、汽车制造与检修、船舶制造与修理、船舶机械装置安装与维修、金属热加工、焊接技术应用、机电产品检测技术应用、工业自动化仪表及应用、电机电器制造与维修、制冷和空调设备运行与维修。这19个专业中,除了有色装备运行与维护、建材装备运行与维护、船舶制造与修理、船舶机械装置安装与维修、金属热加工5个专业外,其他14个专业的专业教学标准都收录在教育部编《中等职业学校专业教学标准(试行)》中。这14个专业对于“机械制图”课程教学要求,在专业教学标准“专业知识和技能”中有明确的说明,普遍要求学生具备识读零件图、装配图的能力以及绘制零件图的能力。用心学专业教学标准,有助于帮助一线教师准确理解专业的要求,在教学中关注学生的专业发展。
(三)细心学人才培养方案,正确把握人才培养的要求
江苏省教育厅编《江苏省中等职业教育指导性人才培养方案》中,有加工制造类19个专业中的机械加工技术、机电技术应用、数控技术应用、汽车制造与检修4个专业的指导性人才培养方案。其中,机械加工技术、机电技术应用、数控技术应用专业指导性人才培养方案对“机械制图”课程教学的主要内容有详细的说明和要求。
比较这三个专业“机械制图”课程的主要教学内容,有10项内容完全一致:机械制图国家标准,几何作图,正投影法和视图,点、直线、平面的投影,基本体,组合体,零件图,标准件、常用件及其画法,装配图,计算机绘图。不同的内容有3项:极限与配合,图样的表达方式,典型零部件测绘。“极限与配合”可以在“零件图”中讲授,“典型零部件测绘”可以在“零件图”和“装配图”中讲授,这两项的区别是在教学过程中内容是单列或整合,对教学没有影响。“图样的表达方式”是“机械制图”课程的重要内容,教学大纲中有明确要求(教学大纲称之为图样画法),三个专业中只有机电技术应用专业主要教学内容中有,建议各个学校在制定“数控技术应用专业和机械加工技术专业实施性人才培养方案”时进行增补,以提高人才培养方案的严谨性和科学性,确保教师(特别是新教师)传授知识的完整性和系统性。
这三个专业“机械制图”课程的主要教学内容与教学大纲比较,还缺少“常用尺规绘图工具”和“轴测投影”两项,“常用尺规绘图工具”可以在几何作图中讲授,“轴测投影”可以在基本体和组合体中讲授,对教学没有影响。
二、坚持“三用”,提高“机械制图”课程教学效果,为达成学测要求提供保障
(一)用好国家标准,提高标准化意识,确保教学内容的规范性
国家标准是工程技术领域里的基本法规,是使图样能真正成为工程界共同语言的保证,也是“机械制图”课程教学的根本依据。教师可以通过中国标准出版社购买各类标准汇编、重要标准的宣贯图书、国家标准光盘及其他多媒体电子出版物,跟踪最新标准信息,及时更新教学内容。
教育部印发的中等职业学校“机械制图”教学大纲(教职成〔2009〕8号)在分析剖视图的教学内容与要求时提到了“斜剖视”,这个术语事实上已经不再使用。旧标准将剖切面分为“单一剖、旋转剖、阶梯剖、复合剖、斜剖”5类,新标准将剖切面的分类调整为3类,即“单一剖切面、几个平行的剖切平面、几个相交的剖切面”,新的3类剖切面涵盖了原有的5类剖切面,但为了与国际标准一致,不再规定剖切面的简称,因此,不再使用单一剖、旋转剖、阶梯剖、复合剖、斜剖等术语。显然,在技术创新日新月异的当下,国家标准也需要与时俱进、不断修订,一线教师需要用好国家标准,提高标准化意识,确保教学内容的规范性。
(二)用好教材,学会取舍,确保教学过程的灵活性
“机械制图”课程教材很多,由全国中等职业教育教材审定委员会审定通过的国家规划教材就不少,例如,王幼龙主编、高等教育出版社出版的《机械制图》,金大鹰主编、机械工业出版社出版的《机械制图》,柳燕君主编、高等教育出版社出版的《机械制图》,等等。不同的教材反映了编者对课程的不同理解,有的教材内容完整,表述详尽,系统性好;有的教材标准更新快,表述严谨,规范性强;有的教材配图典型,色彩鲜艳醒目,直观性好……教师只看一本教材是不够的,需要研究多本教材,比较教材之间的异同,这样在教学中才能恰当取舍,灵活应用。
(三)用好信息技术,提高信息化素养,确保教学手段的现代性
在信息技术迅猛发展的今天,人们的工作方式、生活方式和学习方式正在悄然改变,计算机和网络已成为最普通、最普及的一种工作、生活和学习的工具,利用信息技术进行教和学,必将成为教师和学生必备的基础能力。
1.信息技术环境下,要善于应用网络,充分利用网络资源
“机械制图”是一门非常成熟的技术基础课程,不论是高职院校还是中职学校,一般都建成了精品课程,积累了丰富的课程资源,有电子教案、电子课件、动画素材、视频素材、题库等等,教师可经常上网浏览,充分利用网络资源,提高“机械制图”教学的实效。
一些动画素材有助于师生理解零部件的空间形状和结构,为看图和画图打下基础。例如,在学习“看零件图”这一节内容时,需要了解典型零件在部件或其他装配体中的位置和功用,从而分析清楚其结构,帮助学生正确看图和画图。比较典型的部件有滑动轴承、减速器、铣刀头、台虎钳等,在百度或者一些精品课程网站中输入“滑动轴承”或者“铣刀头”进行搜索,就能搜索到相应的动画素材,直观演示滑动轴承或者铣刀头中各个零件的装配和拆卸过程,学生一看就明白了其中的轴承座和轴等典型零件的形状、结构,能顺利、迅速地看图和画图。
一些视频素材有助于师生熟悉真实的生产情境,提高职业能力。“机械制图”课程教学,目的是帮助学生学会看图和画图,这里所说的图是指生产用的零件图和装配图。作为指导生产的技术文件,在生产过程中的实际应用如何?选取生产中常见的滑动轴承为例,请学生观看生产过程的视频,然后阅读产品说明书,进行观察和拆卸,了解滑动轴承的用途、性能、工作原理、结构特点、零件间的装配、连接关系和相对位置等。拆卸过程中,应将零件分类、编号,然后画出装配示意图,接着画零件草图,最后完成装配图和零件图。按照实际加工生产的流程和思路进行看图和画图,在具体的工作情境中提高学生的职业能力,让学生的思维走出教室,走出书本,走向车间,走向生产。
2.信息技术环境下,要善于积累资源,建设自己的资源库
网络上的资源很多,不乏优秀的资源,但它们不可能结合不同学校和师生的实际情况,并不一定是最好的,况且,不同的层次(如高职、中职)对“机械制图”课程有不同的要求,不同的专业(如机械类和非机械类)对“机械制图”课程也有不同要求。因此,需要教师建设自己的课程资源库,针对自己学校、专业和学生的实际情况,积累比较完整和系统的素材。例如,可以制作微课实现课堂翻转,可以建立试题库模拟学测等等。
3.信息技术环境下,要构建学习平台,积极优化网络教学环境
【关键词】热力动力工程;能源;锅炉仿真
热能动力工程专业的应用性增强,它主要是以机械工程学和跨热能动力工程作为理论基础,通过热能和机械能的转换,来产生动力。而锅炉正是能量转换的工具,只有在锅炉进行合理的设计,才可以达到一定的使用效果,最近几年,我国锅炉的种类逐渐增多,但在锅炉的制造和使用方面,还存在很多问题,这样导致能源的利用率较低,所以怎样才能提高能源的利用率是目前国家热能动力工程方面需要研究的问题。
1.我国当前动力工程的情况以及发展趋势
1.1我国当前动力工程的发展情况
我国热力动力工程专业形成于20世纪50年代,兴起于苏联,主要包括的学科有锅炉、电厂热能、内燃机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程等几十个小专业。而在我国,改革开放之后,我国由几十个小专业压缩为九个,随即不久,就从原来的几十个专业合并为一个专业,目前我国已有120多所高效舍友热能与动力工程专业。
对于热动主要研究的方面是热能与动力,是一种应用性强的专业,主要学习的基础知识有:机械工程、热能动力工程和工程热物理,还要学习能量转换以及有效利用的理论和技术,掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。这个专业在很多领域上有着很广泛的应用,同时也是我国科技发展的基础方向。随着我国的经济发展,市场经济的建立,社会需求和经济分配状态以及科技发展的趋势等都成为我国现阶段的挑战,也是当前本专业在我国教育发展的主要方向,而且热动也是当前动力工程师的基本训练。
1.2我国当前动力工程的发展趋势
首先是在动力控制工程方向发展,主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。其次是在热力发动机及汽车工程方向上主要掌握内燃机原理、内燃机的结构、设计、测试、燃料和燃烧,还有热力发动机排放、环境工程概论以及内燃机电子控制、热力发动机传热和热负荷等方面的知识。在制冷低温工程和流体机械方向上,需要掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。除此之外,在水利水电工程方向上主要掌握掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。
2.工业炉的发展
工业炉的作用是将燃料燃烧产生的热量,用来对物料和工件加热。工业炉是工业加热的关键设备,广泛应用于国民经济的各行各业,量大面广,品种多,影响极大。我国在很久以前就出现了很完善的炼铜炉,随着技术的发展,炼铜炉发展迅速。而发展到现在,据不完全统计,全国12个行业县以上企业,工业炉装备11万台以上,机械行业占7.5万台(占炉窑总数66%)。工业炉中燃料炉约6万台,占炉窑总数55%以上,电炉绝5万台。也就是说大部分地区都在使用工业炉,而燃烧炉又是工业炉中使用最多的,所以对于工业炉发展对于我国的工业发展有着很重要的作用。
3.关于炉内燃烧控制技术的运用
对于燃烧控制技术是当前步进炉发展的核心技术之一,而当前控制技术已逐渐由原来的手动控制转换为自动控制,而当前加热炉选用的自控方式主要有空燃比例连续控制系统以及双交叉限幅控制系统。
3.1空比例连续控制系统
该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC,由此得到的偏差值按比例积分、微分运算分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节,可以达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。
3.2双交叉限幅控制系统
该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是:通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号,该信号表示测量点的实际温度。
4.仿真锅炉风机翼型叶片
对于锅炉的叶轮机械内部,流场复杂,有着非定长特征,所以在实验检测方面就会有很大的困难,而目前没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象,需要流动实验和数值模拟了解机械内部流动本质。
5.热能工程技术在能源方面发展
5.1在能源方面出现的问题
对于当今世界,各个国家都很重视能源的问题,而能源动力工业又是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱产业,所以在国家各方面的发展上起到了很重要的作用。对于风机,是一种能源利用中产生的机械,它本身装有多个叶片,通过轴旋转推动气流,这种风机主要广泛应用在发电厂、锅炉和工业路遥的通风和引风,对矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和很多大型的建筑物实现内部通风,同时实现排尘和进行冷却。对于在一些发电站里,随着机组的发展,电站需要向更安全、更可靠地方向发展才行,所以电站对风机也提出了更高的要求,解决掉一些安全问题,像锅炉经常出现烧坏电机、窜轴、叶轮飞车等事故,这种事故严重危害到设备的使用以及工作人员的生命安全,同时在经济方面也有大量的损失。
5.2在能源方面的发展前景
能源是人类社会赖以生存和经济可持续发展的重要物质基础,所以怎样让能源更合理的开发和使用就会很大程度上推进世界经济和人类社会的发展,而我国经济发展同样离不开能源,当前我国在能源发展方面主要以“新能源、核能、只能电网、常规能源、节能减排”为主要发展方向,而热能与动力工程专业正是符合国家的能源战略发展方向,通过结合很多门专业课程的学习,来培养能适应国家能源领域快速发展要求的高级研究应用型人才。
6.结语
本研究主要根据我国热能动力工程在锅炉方面的应用和发展做了一些研究,在锅炉的燃烧控制方面,在燃烧方式、风机的旋转问题以及资源利用率方面做出了一系列的分析和阐述,总结出热能动力工程无论在锅炉的发展或是其他方面都起着很重要的作用,通过结合和利用一些理论知识能够转换成实际的应用,将更利于热能动力工程的发展。
参考文献