基于双高背景下电气自动化技术专业实践教学改革与研究

党红云 刘敏

摘 要：高职院校在全面推动、优化“双高计划”的大背景下，电气自动化技术专业以其强电与弱电、软件与硬件相结合等专业特点，已经成为决定装备质量、性能、以及运行稳定性的关键因素。本文依据电气自动化技术专业人才培养方案、核心岗位设置、职业能力分析、职业技能等级证书以及毕业要求实现矩阵等的社会化需求，对电气自动化技术专业实践教学进行分析，从实践教学的内容、实践教学的方法和考核机制进行多维度、全方位的改革与研究，践行新时期高职院校“三全育人”、“提质培优”教育模式的实施。

关键词：智能化;供配电;GIS;课程派

一、电气自动化技术专业特点

电气自动化技术专业具有很强的综合性，其包含的知识范围广泛且内容丰富，既有强电知识，又有弱电知识，同时又包含软件、硬件的设计。因此，学生需要掌握的多方面的知识和技能，包括电工电子知识、计算机技术相关知识等，使学生既具有电气工程方面的专业知识和技能，又具有自动化和信息技术的基础知识和基本技能，培养的学生应专业面广，适应能力强。以“夯实学生基础，强化学生实践能力，激发学生创新精神，培养高素质技术技能型人才”为培养思路;强电为主，强弱电结合，拓宽学生理论基础，突出实践应用”是电气自动化技术专业建设的主旨[1]。

二、电气自动化技术实践特点

随着工业技术不断革新，新型智能化技术取得了长足的发展;基于互联网技术加云计算、物联网、大数据、人工智能等在内的生态与系统而形成的高度信息对称、和谐与高效运转的社会生态的是“智能+”的应用;

2020年，智能电网技术不断发展，对电网的建设提出了新的要求，需要不断增强电网运行能力，合理配置资源，提升电网运行的安全性，增强供需双方的互动交流。同时，电网将更好的服务于社会经济的发展和能源的保障供给，逐步形成自愈电网、促进参与、抵御攻击、特殊优势、蓬勃发展、优化资产六大特点的智能电网的完整景象;随着电气自动化技术全球化、开放化的开发、利用以及国际竞争的加剧，我国相关电气自动化技术相关工作人员需要不断的学习新进的技术，并结合当前我国社会和经济的发展形势，积极促进计算机技术和电气自动化技术的融合，进一步深化其应用能力，探索新的应用方向，完善电气自动化系统的功能，使其向更高层次突破，进而增强我国在电气自动化方面的国际竞争力[2]。电气自动化专业技术革新迅速，为理论与实践提出更多要求。

GIS、封装、集成化为近几十年发展起来的高、精、尖输变电设备，其利用了气体良好的绝缘性能，将多个开关以及元器件按照一定的方式进行组合，使其成为一套完整的设备，该设备占地面积小，技术先进，维护工作量小，运行可靠性高，将是未来变电设备的发展方向。GIS故障很少，但万一发生故障后果相当严重。GIS检修工作比较繁杂，时间长，其停电范围有时涉及非故障元件;而且检修工艺要求十分精细，稍有不慎就可能会造成检修质量问题。因此，采用不解体的方法从外部对设备运行进行状态评估，即对GIS设备状态进行监测及检修很有相当重要和迫切的需求。GIS、封装、集成化等使得电气专业实习越来越困难。

电气自动化技术专业实习安排存在的问题：1、学校会与相关企业合作，为学生提供实习机会，在实习过程中为了保证学生们的人身安全和企业生产的正常进度，所以企业在学生实习的过程中，简化了产品制作流程，学生本身对专业知识掌握不深入的基础上，无法全面的了解到产品制作的全过程;2、实习现场各种电气、气动设备的噪音使学生很难全程的认真体验、记录;3、没有对学生实习有全过程的记录加上学生自身对实习的不重视、态度不积极，无法达到学校原本设想的实习效果。

三、实践内容改革

主要是深入掌握电力工程的基本组成和总体布置形式，发电厂、變电所电气设计特点，了解电气运行各工作岗位的要求、职责和规章制度等，通过实习让学生对所学专业的生产实际、业务范畴等有深入了解，加深专业知识学习，让学生系统领会电力系统组成、原理、运行和维护知识，让学生将理论知识应用局具体的实践环节，提升学生解决问题的能力，为即将走入工作岗位储备生产和运行知识。电气专业实习总体要求如表1所示。

（一）现代仪器设备更新与智能化的体现

建设智能化的电气实训教学中心，该中心由电子产品装配实训室、智能配电实训室、智能控制综合实训室、综合智慧能源创新实践基地组成，构成一个完整的电气智能化实训教学体系。

电子产品装配实训室：实训室以市场主流电子产品-LED显示屏作为为实训载体，实训环节从原件分拣、焊接、安装到产品调试、检测、维修，覆盖电子产品的全生命周期。在达到专业实训目的的同时，能够完成各类等级证书培训、考评的工作（如LED智能显示屏初级、中级职业技能等级证书、电工证等职业技能等级证书）并且能够服务竞赛，解决像光电技术、大学生电赛、电子产品装配技能大赛等每年都要参与的各类技能大赛的集训场地的问题[3]。

智能配电实训室：以标准配变站模型、智能控制、微机保护、安全用电、计算机及网络设备等硬件为核心，以电力、供配电系统自动化信息处理为核心，集高压开关柜和低压开关柜的主要功能，应用自动控制技术、计算机数字信号处理技术和数字化信息通信技术将教学系统相互关联的各部分连接为一个有机的教学整体，建设10kV典型室内客户变电站实训系统。

智能控制综合实训室：设备包括西门子1200PLC、触摸屏、变频器、步进电机、伺服电机、配套电脑等设备，具有PLC应用编程、变频调速、触摸屏控制、高速计数、开关量控制、模拟量处理等多种功能，可同时服务于多门专业核心课程的实践教学，并可有效加强多门专业课程的衔接贯通与专业综合训练[4]。

综合智慧能源创新实践基地：本实训基地包括智慧配电系统、智慧视频监控系统、智慧分体空调系统、智慧电梯运行系统、智能窗帘系统、门禁系统、光伏发电系统、大屏系统等。结合物联网等先进技术，将新技术与变电站、空调、照明、电梯、IT设备等业务有机结合，在实现管理智能化的同时，通过综合平台管理达到了安全、经济、节能的应用效果，真正实现了物联网化的公共设施智能维护体系：无人值守、远程集控、线下检修。

（二）综合虚拟仿真实验

为解决现代电气专业实验装置成本高、结构复杂、利用虚拟仿真技术虚拟仿真和传统软硬件相结合的实验教学方法。

TinaPro用于模拟及数字电路的仿真分析，大约含有两万多个分立或集成电路元器件，TINA方便使用的电路图编辑器可迅速地建立任何电路。可从包含超过20，000个制造商模型的大的存储库中选取元件。可用超过20种不同的分析模式或7种高科技的虚拟设备来分析电路，并可在完成后输出到PCB软件包中。可在TINA完善的图表窗口中或在虚拟设备里，或在在线的交互式模式下展现结果，在交互式模式下可在操作中编辑电路。

Multisim主要用于进行电路模拟，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作，通过Multisim的使用，能够清楚的展示设计电路的工作原理。Multisim将仿真分析进行简化，使其更加适合电子学教育。

Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版，其主要用于芯片的辅助设计。其具有强大的仿真功能，适合用于多种仿真分析。

Systemview是美国ELANIX公司出版的。可以用于信号与系统、通信原理等课程实验的仿真，功能强大，界面不够直观。

Proteus是一款功能强大的芯片辅助设计软件，其能够实现原理图布置、电路模拟、代码调试、以及外围电路仿真分析等功能。其能够实现各种不同色实验功能，例如传统的电路分析，模拟电路、数字电路等实验，还能够对嵌入式系统试验进行分析[5]。

另外，根据需要定制综合仿真实验管理平台，在这个平台上系统管理员、教务人员、学生、教师根据不同的角色完成相关内容的设置，如图1所示。

应用以上软件和仿真实验平台，可以实现软、硬件结合的电力虚拟仿真实验，教师根据教务的开课计划可进行典型实验库的维护、实验，并且在平台上批改实验报告。

四、实践方法改革

1、实践教学中，环境嘈杂造成学生听课效果差。用FM发射信号，戴耳机。

2、外出管理，学生的签到、作业、报告提交都由课堂派完成。Dropbox（文件共享平台，可以进行教学资料分享）、Padlet（学生协作平台，可以同界面发布自己看法和观点，适用于小组讨论和协作）、Socrative（学生协作空间，登陆房间后，可以共同讨论相关话题，发布自己观点，还可用于课堂测试）、Ezcast（同屏软件，可以共享彼此信息，利于团队协作）、Nearpod（翻转课堂软件，但读入速度很慢）。1分钟考勤，GPS辅助定位。作业功能：容易发布、便于统计、便于管理。教学方式上，MOOC（ massive open online courses）、SPOC（ Small Private Online Course ）和直播等方式相互结合。

五、考核机制

实验考核机制，建立全过程、多元化的考核评价体系，如图2所示。通过学生平台上提交的实验报告、实验当中设置竞赛环节学生的表现记录，实验过程中碰到的问题学生参与辩论的记录等过程考核和实习考核相結合的方式。

具体操作方法如下：

（1）采用“先进教学手段为平台，小组研讨协作为方式，多种评价方法为保障，学习效果提升为目的”。

（2）利用课堂派等工具，通过课后作业（10%）、上课出勤（10%）、讲课互动（15%）、小组汇报（15%）、思想对决（10%）、文献搜集（15%）、课程论文（20%）和自我评价（5%）等8种形式对学生的学习效果进行多元体系评价。

结语

综上所述，在电气自动化专业实践体系中实训基地建设要从能力培养出发，以企业典型项目为依据，以具体工单为教学方向，实施教学做合一，做中学，学中做，在教学做过程中，学生基本知识，基本技能、综合能力和岗位能力得到巩固和提高。电气自动化专业实践体系的内容涵盖设计、生产、控制、装调、服务的环节与内容，紧跟智能制造产业发展趋势和行业人才需求，为培养技术技能型复合人才做铺垫。

参考文献：

王佳.浅析高职院校电气自动化专业教学改革[J].计算机产品与流通，2019（11）：244.

王苹，田犇.高职院校内部质量诊改体系构建的思考与探索[J].浙江纺织服装职业技术学院学报，2018（4）：77-86

谢永超.“虚实结合、系列化功能”的应用电子技术性专业实训基地建设成效分析[J].科技视界，2017（2）

[4]周颖斐.关于高职院校电气控制与PLC技术课程教学改革的思考[J].时代农机，2020，47（4）：115-116.

[5]何国荣.面向技能竞赛的电气自动化技术专业实践教学改革[J].杨凌职业技术学院学报，2015（6），56-59.

基金项目：2021年校级重点教改研究项目—基于BOPPPS模式的线上线下混合式教学研究与实践、项目编号（21XJ04）

作者简介：党红云（1986-  ），女，汉族，陕西西安人，硕士，中级职称，研究方向：电气自动化、电路与系统。