淺議電氣自動化課程教學改革

吳　濤

【摘要】《電氣控制及PLC》是電氣自動化和機電一體化技術專業的主干專業課程。筆者分析了該課程教學現狀,對該課程教學改革進行了一定程度的探討,力求提高教學質量,符合高職人才培養目標。

【關鍵詞】 電氣控制;PLC;教學改革

中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A文章編號:1671-5918(2009)03-0072-02

doi:10.3969/j.issn.1671-5918.2009.03.036本刊網址:http://www.hbxb.net

一、引言

電氣自動化行業是一個高速發展的產業,其特點是技術更新快、自動化程度越來越高,電氣控制技術也發生了根本性的變化,繼電接觸式電氣控制線路逐漸被PLC技術所代替。PLC (可編程序控制器)是在繼電接觸器控制和計算機控制基礎上開發的工業自動控制裝置,是計算機技術在工業控制領域的一種應用技術。

《電氣控制及PLC》課程是電氣自動化和機電一體化技術專業的專業主干課程,該課程知識應用廣泛、涉及內容多、更新速度快、既強調理論而又偏重實踐,與實際生產和工程應用聯系緊密,是學生走向工作崗位必備的一門專業知識。

二、教學改革的必要性

(一)課程教學存在的問題

課程教學中存在的問題主要表現在以下幾個方面:第一,教學內容陳舊、與工程實際嚴重脫節。第二,理論與實踐教學的比例失調,實踐教學環節薄弱,不能滿足職業崗位對人才的需求。第三,實驗設備條件的落后和不足,不少還停留在繼電器接觸器階段,學生的理論與實踐嚴重脫節,嚴重影響教學質量的提高。第四,教學方式和方法也不能調動學生的積極性,制約學生創新思維和能力的發展。第五,考核制度不合理,書面考試成績的好壞不能充分評價學生對該課程知識掌握和運用的程度。

(二)課程改革的必要性

《電氣控制與PLC》課程相關概念抽象,電氣控制線路復雜難懂,學生難于理解電氣控制工作原理。況且電氣技術迅速變化,不斷向機械等領域“滲透”(機電一體化技術),課程的實踐性強,與生產實際聯系緊密,知識的覆蓋面較寬,是強電與弱電的結合,機、電、氣、液的結合。而高職的學生多數邏輯思維能力較差,但樂于動手。課程特點和學生特點之間的差距導致教師難教、學生怕學的局面。為提高教學質量,教學改革顯得十分必要。

(三)教學改革措施

針對《電氣控制及PLC》課程教學中存在的問題,本人對該課程教學改革作了如下探討。

1.更新課程理念

基于“基于工作過程系統化”的課程開發理念和開發模式,以就業需求、崗位綜合能力為導向,整個課程開發流程為崗位群調研 →工作過程分析 →專業培養目標確定 →課程定位 →基于工作過程的教學內容設計→教學情境設計→考核評價體系設計,并以企業對學生的能力評價作為檢測參數,形成閉環控制,適時調整和更新教學內容,保證和提高教學質量。

根據行業和職業崗位的需求,基于機電設備控制真實的工作任務,由簡單到復雜的工作過程,在認真分析所服務專業崗位工作過程的基礎上,提取工作項目和任務,依據基于工作過程的六個要素:對象、內容、手段、組織、產品和環境,選擇具有代表性的機電產品為電氣控制對象,將課程開發設計為若干個項目,這些項目由簡單到復雜,層層遞進,將職業崗位所需的理論知識系統地串在一起,體現了理論知識的系統性和連貫性,遵循控制技術的發展過程,為學生可持續發展奠定了良好的基礎。

2.調整教學內容

通過調研往屆專業畢業生就業崗位和企業維修電工、PLC系統設計等崗位工作任務及所需的職業能力,選取“低壓電器模塊、電氣控制基本線路模塊、 PLC編程模塊、PLC綜合應用模塊、PLC觸摸屏、變頻器模塊”等6個學習模塊;以設備為載體,并按照從簡單到復雜的教學規律,對學習模塊進行解構和重構,設計“車床電氣控制系統運行維護和技術改造、運料小車PLC控制系統運行維護及調試、工業機械手PLC控制系統運行維護及調試”等6個學習情景。將職業能力、知識技能和職業素養訓練融合于具體工作任務的完成過程中,從而有效地培養技術應用能力、學習方法能力和社會能力,充分體現職業性、實踐性和開放性。

3.調整教學模式

每一個學習情景都是一個完整的工作過程,包含“資訊、計劃、決策、實施、檢查和評價”六步行動過程。采取以項目為導向、以實訓項目任務為驅動、工學交替、“教學做”一體化的教學模式,首先教師布置實訓項目任務,學生在項目任務的驅動下進行資訊、決策、計劃,即借助教師建設的網站,查閱學習資料獲取信息,制定完成實訓項目任務的計劃、步驟,教師也可通過教學網站對學生決策過程中遇到的問題進行答疑,即在學生“做”中“教”。教師只是指導者,以學生為中心,教師精心設計,創設符合工作需要的工作學習場景,學生在“做中學”,教師在學生“做中教”,學生全程參與教學活動。

教學過程以工作過程為參照系,分為“控制環節分析與設計→電器元件選用→控制電路連接→控制電路調試與故障檢測→技術改進→成果展示”等6個教學環節實施教學,從崗位技術項目入手,理論與實踐內容相融合、校內學習和校外實習相結合,將理論與實踐教學內容深度融合,教、學、做相結合,產學研一體,全面培養學生的職業能力和職業素養。

4.改進教學方法和教學手段

運用多種形式的教學方法,例如項目驅動法、實物展示直觀教學、現場教學、分組討論、小組協作、多媒體課件教學、啟發式教學、案例式教學等,突出以教師為主導,學生作為學習主體的教學原則,注重課堂教學的互動性,引導學生積極地參與教學的全過程,使學生由“要我學”變成“我要學”。

利用先進的教學手段,全面提高教學質量。在本課程的教學過程中,大量的控制原理圖、設備結構圖、安裝接線圖貫穿始終,采用傳統的講課方式,對于圖例的講解,幾乎都是采用掛圖方式,教師課堂工作量大,學生難于理解,結果卻是事倍功半。因此在教學過程中應采用多媒體技術,組態軟件、仿真軟件進行教學,結合多媒體教學,對PLC控制過程進行仿真調試運行,讓學生理解控制系統的工作過程和動作結果,使學生知其然更知其所以然。

用形象生動的課件、動畫來演示電氣控制線路的控制過程和電流路徑,大大提高了學生的認知能力,培養了學生的思維能力。通過這些方式激發了學生的學習積極性,優化了教學過程,提高了課堂教學效果。

5.加強實踐環節教學

從課內和課外兩方面設計安排實訓教學。課內教學中,在每個學習情景(學習任務)中首先安排認識實訓活動,同時,依據維修電工職業資格標準及相關職業能力的要求,有針對性地組織安排單項技能實訓和綜合實訓項目;向學生開放實訓場所,組織電氣控制線路故障排除、PLC設計大賽,提高學習興趣。課外組織學生到企業參觀認識實習,邀請企業技術負責人現場講學,介紹自動化技術的應用和發展趨勢、人才需求等,使學生了解工作環境和工作流程,加強對企業文化的理解。安排學生到合作企業進行頂崗實習鍛煉,從維修低壓電器等最基本工作做起,培養學生的實踐技能,更重要的是感受企業文化、熟悉企業的管理制度、培養學生的職業道德、時間觀念、安全意識和責任意識。

6.改革評價方式

考核是檢驗教學效果的手段,評價是對學生學習的促進,為了實現對學生的團隊合作精神、創新意識和綜合實踐能力的培養,考核評價體系主要是建立在對學生參與教學、完成實訓項目情況、工作態度、創新過程的考核,考核評價體系兼顧教師評價、學生自評、學生互評,考核形式為形成性考核,即平時課堂表現、作業、每個實訓項目任務完成情況的過程考核與期末的綜合性考核結合起來。實訓項目考核將理論考核(口試或筆試)和實踐考核融為一體,改變原來的理論考核、實踐考核分開考的模式,其考核指標分為實訓項目成果考核和工作態度考核,前者主要是對學生學習能力、工作能力的考核,后者主要是對學生職業素質、團隊合作精神的考核。期末的綜合性考核是綜合性實訓項目的考核和理論知識的考核。

7.加強師資培養

《電氣控制與PLC》是一門應用性很強的課程,為此要求任課教師除了具有較高的理論水平外,還必須具有科研與技術開發能力。為了適應這一要求,教師除了完成理論課講授任務、同時還要積極參與實驗室建設以及科研與技術開發工作,從整體上提高自身素質。

8.加強校企合作

加強學校和企業間的合作,為實踐教學提供有力的保證。PLC是最近幾十年來才出來的新技術,目前企業生產流水線中應用比較多,但職業院校的實訓設備條件相對不足、陳舊,不能滿足培養高質量技能型人才的要求,而企業可以彌補這些不足;引進了企業生產模式,學校把企業單位作為師生提高實踐技能、增強操作能力的課堂,企業單位把學校作為培養員工的基地,以促進學校“雙師型”教師隊伍的形成,企業參與“訂單式”人才培養教學計劃的制定、教學、實訓、考核全過程的管理,促進技能應用型人才培養目標的實現。

三、結束語

課程改革是一個永恒的話題,沒有最好,只有更好。以“基于工作過程系統化”課程理念進行課程教學改革,既是當前職業教育課程改革的熱點,也是難點,需要我們在教學中不斷創新、不斷實踐、不斷完善。

參考文獻:

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