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一、对机电一体化专业发展的新认识
本次师资培训开阔了我的眼界,通过与其他兄弟院校老师的交流,我进一步认识到机电一体化专业发展的重要性以及前景的广阔性。该专业就业涉及建筑、自动化生产、汽车生产、机加工、自动化控制、企业维修电工、精密加工、一体化生产系统、仓库存储系统等众多领域,就业前景广阔。另外,随着社会的发展,该专业逐渐向着自动化、智能化方向发展。并且,该专业具有一定的技术含量,可以提高我院学生专业素质,进一步优化我院学生的分配。
二、知识的学习
我此次参加的是可编程控制器(PLC)新技术专业的学习,在此次培训中,我学习了西门子S7—200的基本编程思想、基本控制方法、基本编程等知识。
这些知识都是基于一个立体仓储系统的设计来进行的,其中包含了以下内容:
任务一:多地自动往返控制
任务二:两轴位置控制
任务三:气动控制技术
任务四:立体仓储系统设计
另外在上一个总任务的基础上,基于“五站”系统还学习了:
任务五:WINCC上位机控制
任务六:MPI、PROFIBUS多机通信
任务七:直流调速系统(分三个子任务完成)
这些知识在我校机电专业学习中都还没有涉及到,此次入门学习,为我以后的自学打开了大门,为我校机电一体化专业发展以及设置技师班提供了基础。
三、教学方法的学习
在本次培训的开班典礼上,相关领导对本次培训做了说明,培训重点是体验新的教学方法。此次培训各位授课老师也充分展现了一体化教学法、项目教学法、任务教学法等。我在学习的过程中,也深深体会到了一体化教学法配合其他教学法的优势。新教学法根据当代学生的特点,能充分发挥学生的主观能动性和学习的积极性,促进学生的动手能力、思考能力、分析能力以及解决问题的能力。当然一体化的教学方法离不开一体化的教学设备,本次培训协办的山东技师学院,各项一体化设备一应俱全,为老师的培训和学生的教学提供了优良的基础设施,也希望我院在以后的教学中加大设备配置的力度,审时度势建设同行业内领先的机电专业。
四、与其院校老师的交流
关键词: 项目教学法 电机实训 实施关键
一、问题的提出
随着现代科学技术的迅猛发展,企业对技术人才的职业能力提出了更高的要求,在职业教育的专业课教学中传统的教学方法常常使得理论和实践相脱节,造成职业学校培养高素质技术工人的目标难以实现。只有充分运用先进的教学方法才能迅速提高学生的综合素质,满足企业对人才的需求。
二、理论探究
1.项目教学法的概念
项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。
2.项目教学法的特点
项目教学法最显著的特点是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,改变以往“教师讲,学生听”的被动教学模式,创造学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。
(1)目标指向双重性。首先,将学生的学习由被动方式转变为主动方式,不但激发了学生的好奇心和创造力,而且培养了学生分析和解决实际问题的能力。其次,转变教师的教育观念和教学方式,从单纯的知识传递者变为学生学习的组织者、指导者和促进者。
(2)周期短,见效快。项目教学法通常是在一个短时期内进行,教学效果可测评性好。
(3)可控性好。项目教学法由学生与教师共同参与,学生的实施过程由教师全程指导,有利于学生及时发现问题和解决问题。
(4)理论与实践相结合。要完成一个项目,必然要从原理开始入手,结合原理分析项目、制定实训计划。在实训实施过程中由理论指导实践,在实践的结果中验证理论。
三、实践应用
电机实训是中职机电类专业的必训课程,其教学目的是:通过教学,让学生掌握电机拆卸与装配技能;掌握电机绕组的更换及维修方法。在电机实训教学中实施项目教学法,一般可按照六个阶段进行。
1.明确项目任务
通常由教师根据电机实训要求提出实训项目的目标和任务。
(1)教学目标:通过对电机的维修实训,要求学生掌握必备的基础理论知识和维修技能。
(2)项目选择:以实用、够用为原则,通常把电机实训分成七个项目,如下表所示。
2.制定计划
根据学生人数、设备等实际情况制定出项目的具体计划,确定实施的具体步骤和内容。
(1)电机类型:单相、三相及特殊电机。
(2)时间安排:整个实训教学过程可分十天进行,有条件的可将实训时间延长,更有利于学生充分掌握维修技能。
(3)实施步骤及内容:
3.实施过程
确定学生各自在小组中的分工以及小组成员合作的形式,然后按照已确立的项目及实训计划有步骤、有目的地进行。在具体实施实训中,指导教师关键要向学生讲清实际操作时的要点、难点和操作经验,让学生反复练习牢固掌握。例如绕组是电机的心脏,同时也是故障率最高的部分,因此在讲解绕组下线规律时,要结合实际重点讲清各种方法的技巧、特点,并让学生反复尝试几种不同的下线方法,从而熟练掌握效果好又不易出错的下线方法。
4.检查评价
评价最重要的是对学生有指导性,分数评价是最传统的评价方法,是通过分数来评价学生的实训情况,这对于实训课的项目教学法不太适用,这种评价方法不能及时指导学生改正在实训过程中的错误操作。在实训课的项目教学法中宜采用过程评价,在实训项目实施过程中由学生自评、实训小组和教师评价三部分构成,学生对评价的意见及出现的问题提出自己的见解和改正方法。
5.成果展示
电机维修实训项目实施结束后,要对学生的成果进行展示,重点分析嵌线质量好、整形美观、运行良好的实训电机,以达到资源共享,同学之间相互学习、相互交流、相互提高的目的。
6.总结与应用
要求学生对项目实训的过程、结果做全面的总结,通过总结让学生达到自我提高的目的,并将实训中典型电机的维修技能充分应用到其它类型电机的维修中,全面吸收整个项目活动的精髓。
四、实施关键
1.选择合适项目
所谓“合适”是指所选项目内容具有完整性、代表性和成果性,如整个完整的电机维修过程可分为电机拆装绕线模制作线圈绕制下线与整形检测接线通电试运行沉漆与烘干共七个项目。
2.充分调动学生的积极性
在项目教学法实施过程中,不能让一部分基础差的学生依赖能力强的学生,要让他们在项目推进过程中有事可做,所以在项目实施过程中最好能每个学生一台电机,四至六人一组,并推行“一帮一”的措施。
3.认真组织项目实施
在项目实施过程中,要突出以教师为主导,学生为主体的教育理念,贯彻“做中学、练中学、干中学”的主导思想。要求学生认真做好笔记,整个学习过程中止学生带着问题主动去学习、主动去探索研究,教师只是起指导的作用。
4.切实做好评价工作
教学评价是学生最关注的环节,在电机维修实训教学中宜采用过程评价法,即评价由教师评价、学生自评和学生小组间互评三部分组成。在项目执行过程中不断评价与反馈,学生能从反馈性的评价中有效地掌握正确的维修技能。
5.双师型指导教师
承担电机实训项目指导任务的教师必须是双师型教师,参加过电机的生产和维修实践。因为只有具有丰富的实践经验的教师,才能带出优秀的学生。
五、结束语
总之,项目教学法突破了传统的教学模式,通过完成项目来实现学生对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性,同时通过检查评价和总结等反馈作用,使学生的动手能力、应用能力和解决实际问题的能力得以较大提高。
参考文献:
[1]潘品英,章寿朴,金续曾.电动机绕组修理.上海科学技术出版社.
[2]黄永铭.电动机与变压器维修.高等教育出版社.
关键词:职高 电机与变压器 教学 能力培养
《电机与变压器》是电气自动化等专业学生必须学的一门十分重要的专业基础课,因为绝大多数的自动化设备都会用到电动机,电能的70%以上全用在电动机上,电动机控制技术的高低直接决定了自动化设备的性能的好坏。因此,掌握电机的控制技术,对我们电气自动化等专业的学生来说,是十分重要的。
《电机与变压器》是电机的控制技术专业基础课程,它的目的是让学生掌握各种电动机的工作原理和控制方法,如果这些原理掌握不好的话,对学生今后的深入学习是很不利的。比如,学生如果不知道三相异步电动机的调速原理,他就看不懂类似的原理图,对电动机的调速就束手无策,学好了《电机与变压器》,再学习《电力拖动》等后续课程就比较轻松了,而且学生能从比较高的层面掌握电动机的控制技术,提升了他们的能力。
《电机与变压器》这门科理论性很强,很抽象,同时需要的基础知识多,比如,要理解电动机的工作原理,必须对电磁感应的方面的知识有很好的掌握。有些甚至还要求具备高等数学的知识,而我们中职学生往往这些基础知识掌握得不好。这使他们学习起来感到很困难。慢慢的丧失了学习的兴趣,老师在台上费劲的讲,学生台下昏昏欲睡。教学效果很不理想。在实训阶段,由于没有与理论知识同步,过了一段时间后,学生可能已经忘了,因此,实习老师往往还得讲解原理,这样效率很低。那么,怎样才能改变这种状况?本人有以下的几点想法。
一、确立目标,树立信心
职校教师在教学过程中要把动机的培养贯穿始终。要让学生明白专业知识对一个人的重要性,要让学生明白《电机与变压器》这门课在整个专业中的重要地位,有条件可以组织学生到企业中参观,让学生明白电机控制技术在生产实际中的作用是多么巨大。同时,老师要想方设法让学生明白其实这些技术并不是很难学,只要按照老师提供的方法,认真学习,每个学生都能学会,让学生树立信心,这样才可以开始进行教学。
二、进行课程改革
将《电机与变压器》、《电力拖动》以及相关内容的实训合成一个课程来进行,比如,在《电机与变压器》中讲了三相异步电动机为什么要进行降压启动及星——三角降压启动的原理和方法,那么马上可以将《电力拖动》中星——三角降压启动控制线路让学生进行安装和调试,在《电机与变压器》中讲了三相异步电动机转子回路串电阻进行调速的原理后,马上可以将《电力拖动》中的20/5t桥式起重机电气控制线路进行分析,在《电机与变压器》中讲了串、并励直流电动机的有关知识后,马上可以将《电力拖动》中的串、并励直流电动机的基本控制电路进行讲解和分析。这样可以减少理论和实践相脱节的现象,教学环节相对集中,学过的理论马上在实践活动中得到验证,有利于所学知识的巩固、提高。学习效率很高,效果也很好。为了达到以上的目的,老师必须结合自己学校的实际情况、对《电机与变压器》、《电力拖动》等有关教材进行重新编辑,编制出适合自己学校的校本教材。
三、加强实验实训室的建设
《电机与变压器》是一门实践性很强的课程,如果光在课堂上讲理论,很难学好,尤其是对我们职高学生更是如此,所以有好的实验实训设备很重要,如果有条件可以请专门生产教学仪器的企业设计制作一些适合实验实训设备。为了提高教学效果,我们学校专门建立了的电机与变压器实训室,并购置了20台电机及电气技术实验装置,在这个装置上可以进行各种实训实验,如直流电机实验、异步电机实验、步进电动机等特种电动机实验,还可以进行各种电气控制实验,如三相异步电动机的正反转控制、三相鼠笼异步电动机降压起动的控制、三相异步电动机能耗制动的控制,还可以进行电力电子技术实验项目,如正弦波同步移相触发电路实验等,通过这些实验和实训,学生对电动机的原理和控制方法有了很深的理解。有了这些实训设备后,我们老师上课积极性也高了,因为本来很复杂,很抽象的问题,现在通过实验很容易得到解决,学生很容易理解。教学效果大为感观。
四、适时引进先进的教学方式
为了激发学生的学习兴趣,老师可以有必要的将自己搜集或制作的flas以及制作的多媒体课件运用到实践教学中来,帮助学生理解。根据课程的内容可以采用项目教学法,任务驱动法等合适的教学方法,尽量采用理实一体化的教学方法来提高教学效果和教学质量。注重学生实践操作能力的培养,突出以学生为主体。在教学过程中强调充分发挥教师的主导作用,让师生双方边教、边学、边做,实现素质和技能双重培养,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。在整个教学环节中,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,没有固定的先实后理或先理后实,而理中有实,实中有理。突出学生动手能力和专业技能的培养,充分调动和激发学生学习兴趣。
五、将电动机控制的实际问题引入教学之中
电机控制含盖电气自动化的许多方面,因此,在教学过程中,尽量多引入与之相关,在企业中比较常用的知识,如PLC、单片机、触摸屏、各种工业组态软件,以及各种工业中常用的传感器、电磁阀、气缸等,在教这些课的时候,尽量接近或模拟实际的应用例子,比如由PLC、触摸屏等组成的料灌控制系统,由PLC、触摸屏、变频器、压力传感器等构成的恒压供水系统,由PLC、触摸屏、步进电动机、伺服电动机等组成的定位控制系统,单片机控制系统,通过这些项目的学习,学生的专业能力可以的到很大的提升,而且学习起来也不感到枯燥,很有成就感。为了做到这些,老师也要不断的进行学习,学习当今的科学技术水平,有机会多下企业,了解企业最需要哪些技术,最需要怎样的技术人才,只有这样才能开设紧跟社会形势,培养出社会、企业最需要的人才。
关键词: 《电机技术》 教学改革 现场教学 实践操作训练
《电机技术》是高等职业教育电气自动化技术专业、发电厂及电力系统专业、电力系统继电保护专业等专业的一门专业基础课。课程内容主要包括变压器、同步电机、异步电机、直流电机四个部分,重点要学习四种电机的结构和工作原理及其运行原理与常见故障排除方法。通过学习要学会所学的各种电机的工作原理,然后在知原理、懂结构的基础上重点学习这些设备的使用方法,为学生将来掌握实际操作技能打下坚实的基础。为此,笔者变传统的重理论教学为开展现场教学,结合工程实际,对照实物进行教学。给学生提供实物进行动手训练,提高学生的操作技能和解决实际问题能力,取得很好的教学效果。下面结合几年的教改做法进行总结,以便和大家进行分享。
一、课程设计的理念突出工学结合的思想。
《电机技术》课程设计的理念是:依托行业企业,合作共建,依托电力企业,把工学结合作为高职教育人才培养模式改革的重要切入点。依据职业岗位需求,针对课程和学生的特点,紧密与电力企业深度合作,共同进行教学内容的设计,共建实训基地,积极推进与生产实际和社会实践相结合的学习模式,构建紧紧依托行业企业深入融合工学结合的课程教学模式。
1.以培养电机技术的职业应用能力为重点设计课程内容。
在课程内容的选取和组织上,坚持以职业岗位综合能力的培养为主线,强调“以知识为基础,以能力为目标”。通过调研近几年毕业生就业岗位,深入电力公司、发电厂和电力制造企业等领域的就业岗位进行调查研究,依据职业资格标准,明确岗位工作任务及该岗位工作任务所需的职业能力,确定《电机技术》课程教学内容。
2.课程教学设计面向实际工作过程,课程实施面向校企合作。
课程教学设计以面向工作过程为参照,从岗位技术项目入手,引出相应的课程教学改革及课程内容设计流程。将理论和实践教学内容深度融合,教、学、做相结合,打造贴近生产实际的实训室,力求创造与生产一线相一致的教学环境,使学生有身临其境的直观感受,变学习过程为工作过程。
3.灵活多样的教学方法与手段,注重信息技术手段的应用。
针对《电机技术》课程理论性强、概念多且抽象、知识面广且学生难学等特点,研究并确定教学方法与手段。采用案例教学法,讲、演、练相结合,问题探讨教学法,生产现场教学法,任务驱动法和项目导向法等多种教学方法和手段,强化学习效果。注重信息技术手段的应用,精心制作教学课件,多媒体教学方法与传统教学方法相结合,提高教学质量。
4.以就业岗位的技能要求为导向,构建多元的实践教学体系。
根据毕业生就业岗位的技能与能力要求,注重学生实际操作技能的培养,构造由认识实习、电机实验、电机实训等模块组成的多元化实践教学体系。
二、课程的内容选取要贴合实际,以适应将来学生就业的实际岗位。
《电机技术》课程是电气自动化专业和发电厂及电力系统专业的专业基础课程,实践性很强,所以在教学过程中始终坚持理论与实践相结合的教学理念,既注重基础理论的介绍,又及时将本学科领域的最新研究动态融入教学内容。结合课外辅导、实践教学和学生课外科技活动,融知识传播、能力培养、素质教育为一体,以理论教学和实验教学为中心,注重培养学生的实践动手能力和创新意识。
在教学过程中,根据电力工程系不同专业的侧重点不同,对于不同的专业教学内容针对性不同。如发电厂及电力系统专业的学生重点讲授同步电机和变压器的内容,而电气自动化专业的学生将重点讲授异步电动机和直流电机部分。这样有针对性地对学生进行教学,更好地满足将来学生的实践需要,效果非常好。
对《电机技术》课程进行教材优选,对课程内容、结构均做了改革,以提高学生分析、解决问题的能力。过去《电机技术》课程讲授的内容,强调电磁理论的系统性和完整性,所以学习内容偏难、偏深,学生不好理解。现在讲授的内容以理论上适度、够用的原则为主,注重岗位的实际需要,以学习电机的结构、原理及电机实际的使用方法为主。课程分为变压器、同步电机、异步电机和其他电机四大部分。如异步电机部分,重点学习三相异步电动机的结构和工作原理及三相异步电动机的起动、调速、制动等使用方法。课程中学习的内容都是今后专业实践中的实际应用。重点学习各种电机的实际使用方法,以便学生通过学习得毕业后上岗之时,可以直接对各种电机进行操作。
三、教学组织方式要构建讲授、观看图片、实践动手的立体式的教学模式。
在《电机技术》课程的教学过程中,既要教授学生电机的基本理论,更要注重培养学生利用电机的基本理论分析实际电气系统的综合运用知识能力。所以在教学组织中既要采用讲授和观看图片的方法,又要利用实训器材让学生进行实际的动手训练,方可让学生掌握实际的设备使用方法,为毕业后的动手能力打下坚实的基础。教学中一方面要强化学生对基本概念、基本理论、基本分析方法和基本计算能力的掌握,应用讲授的教学方法,另一方面要充分利用多媒体教学手段,在教学过程中引入与《电机技术》课程相关的工程图片,向学生介绍《电机技术》课程在电气工程中的应用。让学生在课堂里通过观看实践工程的实际,更深刻地体会所学课程的作用,激发学生学习这门课程的学习兴趣,学习过程变得鲜活起来不再枯燥。同时教学过程中边讲授专业原理边进行实践感知,让学生在实实在在的设备面前学会操作技能。讲课时大量借助实物教具和多媒体音像,讲什么内容,就提供对应实物进行讲解。学生直接接触实际,学习变得直观形象,既容易理解工作原理和抽象的电磁理论,又饶有兴趣地学会电机的操作方法,可谓一举多得。
四、实践性教学的创新模式是把课堂搬到工厂进行现场教学,学习效果直观形象,学生易于掌握。
电机技术实验是《电机技术》课程的一个重要环节,在实验教学过程中,要培养学生独立思考及实际操作能力,培养学生的实验基本技能,同时积极推进开放性实验教学,为学生提供培养实践能力与创新精神的环境。
教学实习可以更好地加深学生对课程知识的理解,是实践教学中的重要一环。课程组注重教学与实践环节的链接,与一个电机制造企业建立稳定的教学实习关系,提高教学实习的质量和效率,受到学生的好评。如讲到异步电动机时,为了增强学生对于电机结构的感性认识,去电机厂进行现场教学学生的收获很大。首先组织学生从电机生产的第一道工序开始,即冲压车间的冲制硅钢片参观,再到电机的定子和转子等部件加工的机加工车间进行参观,最后去电机线圈的绕制和嵌放及电机装配的总装车间实地进行参观。经过这样一个全面的实际电机制造过程的观看学习,积累学生的感性认识,回头再进行讲解,学生很容易理解,所以学习效果较好。在整个参观学习的过程中,聘请电机厂中的专业技术人员进行现场讲解,学生身临其境,详细了解异步电动机制造的每一个工序,学生有真情实感,所以对异步电动机的结构内容掌握得非常清楚准确。
五、结语
《电机技术》课程是电气自动化技术、发电厂及电力系统、电力系统继电保护与自动化等各个专业均开设的专业基础课。近年来,我院《电机技术》课程教学改革的主要特点是注重实践性,即学生在学习中是以理解原理为基础,以实践操作为重点,突出学生进行实践动手的能力。所以我们要求学生学习的时候遵从“知原理、会使用、会维修”的九字方针。讲授课程的时候不以解题和会推导为重点,而是重点指导学生进行实践,让学生掌握操作技能和使用方法,因为学生接触的实物多,所以理解得好,学生的动手和操作能力得到较好的发展。通过几年不断地摸索总结,虽然在学生实践操作方面取得一些成绩,可是作为《电机技术》课程的教学改革不是一朝一夕就能完成的,需要课题组老师不断深入学习,认真探索,为更好地适应当今高等职业技术教育的人才培养目标继续努力。
参考文献:
[1]李滨波.电机运行技术[M].北京:中国电力出版社,2013.
[2]赵君有.电机学[M].北京:中国电力出版社,2011.
[3]高中义.电机技术及应用[M].北京:国防工业出版社,2010.
根据2001年教育部颁布的《中等职业学校电子技术应专业教学指导方案》中,电机与电气控制教学的基本要求和行业的职业技能鉴定及维修电工中级技术等级考核标准在实践教学中,为了把这两门课程更有机结合起来展开更有效的教学(除了要充分考虑到学生现有的学习能力及基础知识,教师的教学方法和正确引导及激励很大程度决定学生能否学会学习方法,主动学习,善于思考,或掌握必要的用来指导实践的理论基础。)我校同各相关院校一样,都在围绕如何加强实践教学和提高实际操作能力这一环节,寻找更有效的教学途径来促进和提高学校的教学质量。经过十几年来的实践教学、探索和不断总结,我认为用散件组合来做电机与电气控制和维修电工课程中相关电气控制及电力拖动的实验实训非常灵活且效果好。
一、实验实训灵活
目前市场上各种型号的成套电工电子、电气控制与电力拖动控制等实验实训设备很多。虽然功能也很多,外观也很好看,也很壮观。也给实验实训教学中带来方便,更给一些想升级的院校创造了条件。但由于它昂贵,很多院校望而莫及。也有些院校由于种种原因把它当成"摆设",也有院校只作为实验设备,而舍不得让学生做实训,未能充分发挥其作用。而用散件组合经济,只是成套设备的1/5.它不仅经济,其最大特点是给实验实训教学中带来很大灵活;不仅可当实验用而且更适用于实训之用。当用于实验时,我们可以根据电路原理图选择不同原器件通过导线的连接组成一定功能来做实验。通过实验来验证不同电路的原理。如电力拖动控制中的正反转控制,只在单向控制基础上增加一个接触器。把单向控制按钮更换成三联控制按钮。在做Y-Δ降压控制实验只在正反控制基础上再增加一个接触器,一个时间继电器,按钮可换可不换;作自动往返控制实验时,也在正反转控制基础上增加四个限位开关(或行程开关)便可以了。它们灵活的共同特点是在控制板上(500X600mm木板)根据不同电路原理及要求增减不同功能的各种控制电器,然后通过导轨或螺丝固定在控制板上。用于技能比赛前或参加职业技能鉴定前的实训更适应。因实训的特点是通过反复拆装练习来不断提高组装(安装),或排除故障(维修)的熟练程度(即速度)及质量。在实训过程中各种原器件经过反复拆装容易损坏,这是成套设备和散件组合的共同点。但在更换损坏原器件时,成套设备往往由于不同型号、外型、尺寸、空间等原因,时常一时难于修复而影响它的实验实训的开出率(利用率)。而散件组合却不同,不受空间、尺寸的限制一般都可以替换修复。其次是原器件容易分类保管。
二、实验实训效果好
实验的目的是为验证理论的真实性及变化规律。维修电工这门课程更不例外。它是一门专业课,牵涉的基础理论很多,有强电、弱电、有电机、变压器、还有电力拖动与控制等。在学习过程中有些理论性很强、很抽象、不直观,因此实验及实验手段过程将直接影响着整个实验效果。如做变压器原理实验,正常情况下都是用一个绕制好的变压器,往高压端输入电源让学生测量低压端的电压或者是往低压端输入电源让学生测量高压端的电压。来让学生明白变压器的变压(即可升压又可降压)原理及作用。这种做法让相当一部分学生做完实验后只知道变压器会"变"压,而不知道怎么变压,还有相当多的学生不明白变压器的两个绕组相互不链接,为什么往一边绕组通入电后,另一个绕组就有电?为了让学生明白这个道理,我用一个旧的接触器铁心和线圈、一些变压器散件供实验专用。通过在原旧线圈外环绕上不同匝数的线圈来获取不同电压,让学生明白通过改变线圈匝数可改变输出电压大小。在做完这个实验后,把铁心取出,用非导磁材料,最好用木头做一个同铁心一样尺寸来替代原铁心,重做上述实验(由于没有铁心通电时间要短,否则线圈会烧坏),让学生懂得没有铁心的变压情况,以及铁心的作用。通过这个实验能让学生真正明白二次绕组的电是通过"磁"来传递的(即电-磁-电)更能让学生真正理解书上所讲的电磁感 应原理。这个实验所用的铁心如选用"口"字形,把两线圈分别置放于铁心两边效果更明显。又如在做电力拖动控制实验时,用散件不仅能体现其实验的灵活性,它更能让学生充分发挥各自的积极性和能动性;在做实验之前,一定要让学生弄懂所要做的实验项目电路原理(工作过程),以及电路中所用各原器件的作用,型号规格等技术参数。正确选择电路中所用原器件,然后指导学生合理排板(实物位置图),紧固(用导轨或 罗丝紧固);连接导线,让学生自检,后经教师检查方可通电试(即不带负荷),最后带负荷通电试机运行。实验后一定要让每组学生(每小组最好2-3人)认真写出实验报告。
其次是实训效果更佳;由于实训是在实验验证了理论的基础上,通过不断的实际操作训练,来培养学生的综合运用能力,操作技能及工艺水平。因此,在实训过程中其方法、手段所用器材都将直接影响实训效果,尤其是所用器材。采用成套实验实训设备,只能培养学生按部照搬,不能培养学生根据实际采用灵活方法,充分发挥学生的能动性。采用成套设备,还由于它是"成套配套模块式"的不利于分解,有些院校还由于种种原因,或者是个别实验员、实验指导老师经验不丰富或怕麻烦,不让学生拆装分解,只让学生在已基本固定的成套设备上接接导线,通电能动作就行了。使得相当部分学生通过实训后虽然会接线,通电后能正确动作运行,但问他此设备的功能或者有什么作用,却"不知道"、"不理解"。特别是在故障分析判别与处理实训过程中,成套实验实训设备更难满足实训要求;各种功能模块实训板有限(不能灵活组装),更不能拆拆装装,甚至人为破坏性模拟假设各种故障,为学生提供真实的实训平台。为克服成套实验实训设备在实验实训中所带来的不足,笔者经过几十年来的实践总结及检验,认为在维修电工这门课程的教学中,采用散件组合来进行各种实验实训,不仅可以克服"成套"设备的不足,还可以提高实验实训的效果;一是可以根据不同电控原理,灵活选择各种型号规格的原器件来进行组装调试实验或实训;二是更适应于职业技能鉴定前得培训和参加各种竞赛前得训练;三是可以拉近学生从学校到企业工厂车间的距离;四还可以培养学生对电气控制的初步设计能力(根据工艺要求设计电控原理,正确选择电控原器件、安装、调试等);五是可以促进实验指导教师自身能力的提高。尤其是年轻的实验指导教师。虽然用散件来组合做维修电工实验实训有很多的优点,但也有它的缺点:一是在进行故障分析判断与排除实训中,
关键词:电力传动;教学改革;创新;模式设计
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2013)20-0245-01
一直以来,中等职业学校的《电力传动控制》课程由于受传统的教学方式与考核方式的影响,教学中重知识传授,轻能力培养,课程教学大纲往往强调注重学生对知识的掌握情况,而往往忽略学生将学到的机电控制知识灵活运用到实际工程问题的实践中去。反映到教学安排上,教学计划安排的实践环节偏少,而实践教学部分只有6学时,并且是简单地针对课程内容,安排3个观摩性实验,培养出来的学生缺乏动手能力,更谈不上具有创新意识和开拓精神。
一、教学内容调整与优化
认真研读专业培养计划,分析各门基础课、专业课与“机电传动控制”的关系。该课程在中等职业学校第三学期开设,课程的部分内容在相关课程已进行了学习,例如:电机的工作原理在“电工学”里已进行学习,学生在“可编程控制器原理与应用”课程中已学习了PLC的基础知识。如果严格按照教学大纲与教材进行教学,学生的学习积极性不高,会直接影响教学效果。因此在教学中,对于重复的内容只做简单介绍,带领学生对学过的基础知识做快速复习,重点放在知识的应用上,培养学生运用知识解决实际问题的能力。例如:重点讲解采用PLC对电机的控制的编程技巧,如何运用PLC对复杂工业生产系统的控制等。为使学生了解与掌握机电传动控制新技术,增加2学时电力控制新技术专题,较为系统地介绍智能控制技术的发展及在生产中的应用。另外结合笔者的教学经历,课堂讲授时把关于机电一体化的科研成果带入课堂,及时将最前沿的学术成果不断充实到自己的课堂中,弥补原有课程知识与最新研究之间的“断层”,这将极大地提高学生学习的兴趣和积极性。
二、教学方法改革和创新
(一)提出问题
教师提出的问题是问题式教学的关键,问题的好坏直接关系到课堂教学的成败。《电力传动控制》课程的教学内容比较抽象,根据教学要求和学生实际,结合工程或生活实际,设计生动形象的问题情境,将有关教学内容转化为面向全体学生的系列问题。学生在上课时总有“课程有什么用”这样的问题,这就要求教师设计问题时,引入日常机电产品实例。例如:在讲授电机的制动特性内容时,关于“电梯是如何在短时间内实现快速准确的停在某一楼层”的问题,引导学生根据已有知识和经验,探讨解决措施。另外,同样电梯运行的例子在可编程控制器的控制中也可以应用。日常生活中的例子可以让学生感觉到学到的知识实用性,能够激发学生的学习兴趣,提高教学效果。另外,提出的问题要紧扣教学重点与难点,并且难度要适中,让学生能够通过对问题的讨论学习掌握知识点,掌握问题的解决方法,并能运用。
(二)引导学生质疑
学生针对教师提出的问题,可以广泛地讨论,教师辅以启发式的分析,增强了互动性,活跃了课堂气氛。在讨论过程中,教师要引导学生自己完成理论学习和论证的全过程。例如:结合电梯的控制方式,可以引导学生采用单片机、PLC、工控机等多种控制方式,使同学们分组分析每种控制方式的优缺点。引导学生自我纠正各种控制方式分析中的优点与不足,让其自己找出所论证问题的不完善和不足之处。这样,学生对知识点的掌握更牢,更全面。
(三)教师总结讲评
根据布鲁纳的反馈原则,学生必须获得反馈意见,知道效果如何,其目的是促进学生独立思考,必须指导学生学会如何学习,培养学生探究发现和自我矫正的能力。教师要善于组织学生总结一堂课的重点内容,对学生理解难度较大的地方、教材的关键点,再进行重点讲解,以确保学生系统地掌握知识。
三、实训项目模式设计
《电力传动控制》课程原来的实训性环节较少,学生仅通过简单连线,观测实验现象,不能够很好地理解理论知识,更谈不上动手能力与创新思维的培养。因此,在实训教学活动中注重改造传统的实验装置、开发新型开放式实训项目,积极指导学生参加职业学校的学生创新实训项目,改革实训模式,实训室全天开放,不受上课时间限制,学生可以利用晚上和周末去实训室做实验,保证每名学生都动手做实训,独立完成实训报告。为使学生得到更多的创新实践能力锻炼,鼓励学生参加各种科技创新活动与机电类学科竞赛,培养学生的团队精神、实践能力、创新意识和创新能力。
《电力传动控制》课程在培养中职生机电系统知识及动手能力中起着关键作用。以上所述的教学改革,能激发了学生的学习兴趣,使学生在理论知识学习、实训能力锻炼、创新精神培养等方面得到了全面提高。
关键词:电机学;改革;教学内容;教学形式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)20-0281-02
一、引言
《电机学》课程是电气类学生的一门专业基础课,教学内容涉及的电、磁基础理论知识多,具有理论性强、概念抽象、计算复杂的特点,同时也是学生学习专业后续课程的基础。通过本课程的学习,不但要求学生掌握《电机学》课程中的基本知识和分析方法、同时能对相关的专业知识融会贯通。因此教师在有限的授课过程中需要对教学内容进行精心设计,注重教学形式及教学手段的改革,在掌握基本内容的基础上激发学生的学习热情,达到教学目标。
二、教学内容的改革
确立了电机学教学内容的新体系,形成以电机的稳态特性为主,以变压器、异步电机、同步电机和直流电机四种电机为主要内容的网状结构形式。抓住每种电机的四个基本要求:基本结构和用途;基本工作原理;基本特性;基本分析方法,进行系统地讲解和全面地分析。四种电机的教学内容如下。
在实际教学过程中,对教学内容的把握上,进行了如下调整。
1.以变压器、异步电机、同步电机和直流电机四种典型通用电机为教学重点,着重讲解其工作原理和稳态运行特性,以及各类电机的共同性问题。突出本专业本科教学应掌握的基本概念、基本理论和基本分析方法,提高学生解决工程实际问题的能力。
2.突出重点内容,减少章节和层次,较大幅度压缩篇幅。针对目前《电机学》教学时数(课内时间80学时左右),有较多的削减。精简内容:电机结构的细节,如绕组;电机运行中的专题性问题,如直流电机换向等。此外,对例题、思考题和习题也进行了精选和梳理。
3.谐波问题、不对称问题和暂态过程是电机学本科教材中不可缺少的基本内容,也是初学者的几个难点问题,对其要求应适度。谐波问题和不对称问题着重介绍基本概念和分析手段,以及对电机运行的影响,为今后的工作打下一定的基础;暂态过程仅介绍其物理概念,有助于后续课程的学习。
4.对当前科学技术和生产发展中的一些热点问题给予关注。如交流调速;变压器、异步电机的经济运行;同步电机的各种运行方式等。
三、教学形式的改革
通过多年教学实践和总结交流,对教学形式、方法进行了如下改革。
1.坚持小班授课形式,在教学组织上,重点以讲授概念、原理、分析过程为主,引导学生积极思考。课堂教学中,有提问、学生上讲台讲解、相互讨论等互动方式。
2.提高讲课效果是课堂教学的核心。对教学内容、教材有深刻理解,对教学对象(学生)有深入了解,注重讲课艺术,提高讲课效果,在讲课中结合新的科技成果或生产实际中遇到的问题,深入浅出地讲清较深奥的理论问题,而不是照本宣科,这样开阔了学生的视野,提高了学生的学习兴趣。
3.向学生介绍电机学课程的学习方法,消除学习的畏难情绪。根据电机学的特点,将课堂教学与习题、实验、实习等教学环节紧紧相扣,又与网络教学相配合,帮助学生正确掌握学习方法,要求学生听好课,课后复习弄懂原理,再通过例题学会解题方法。根据实际情况,适当安排一定学时的习题讲解和答疑,让学生有机会自己讲解题方法和学习的心得体会等以活跃课堂气氛。
4.通过实验、实习逐步了解电机结构,直观地观察和分析,使理论更结合实际。目前本课程的实验是四类电机的参数测定、运行特性和起动、调速;实习环节主要是绕制三相异步电机定子绕组,我们将考虑扩充电机实习的选做内容,如直流电机绕组的绕制等内容,以进一步发挥实习的效果。
5.该课程物理概念比较多,比较抽象,要抓主要矛盾,深入浅出反复强化基本概念。例如“归算”,变压器和异步电机中都有,本质相同,但具体内容各不相同,需要向学生讲清这一基本概念,不断学习深入理解,既搞清共性,又能认识个性。
6.结合电机特点讲解重点问题,掌握电机的运行性能和分析计算。对于四类电机采用对比方法讲解,举一反三,逐步加深理解,使学生学会认识事物的规律,掌握共性和个性。
四、教学手段的改革
授课采用黑板、粉笔等传统的教学与多媒体教学相结合的教学手段。传统的教学手段和现代教学手段各有缺点,传统的教学手段可以做到一边讲,一边板书、画图,板书和画图的时间留给学生思考,这样可以让学生在课堂中消化所讲的内容,课后可以查阅教师提供的参考资料结合课堂教学内容以加深对所学内容的理解,但课堂信息量有限;现代多媒体教学手段减少了板书和画图时间,课堂中可适当增加信息量,从而弥补了传统教学手段信息量不足的缺点,带来的新问题是,由于信息变化太快,学生没有时间思考,对所学内容都是一知半解,从而加重了学生课后负担。当然这些问题可以在以后的教学过程中通过完善多媒体课件,并将修改过的课件及时上传到网上供学生浏览、复习来解决。
由于电机的结构、原理十分复杂,学生普遍感到抽象,采用多媒体课件的一些图片和动画演示的同时,辅助于透明的真实的电机模型。这些便于携带的电机模型可以在课堂上和实验室内直接演示结构和工作原理,在提高学生学习兴趣的同时,加深对电机原理的理解和掌握。在课堂学习的同时,组织学生观看电机录像,内容包括变压器、异步电机、同步电机和直流电机,加深了对电机结构、原理、制造工艺、应用等方面知识的理解。
电机学是一门理论与实际紧密联系的课程,对于初学的学生,没有实践对实物很难有概念,因此,因此要充分利用多媒体、实物模型、电视录像和网络资源等丰富教学内容,同时结合教学内容通过实验和实习不断增强对电机的感性认识,进而加强对理论知识的理解。
五、实践教学内容的设计与改革
电机学实践教学是整个电机学课程教学中的重要环节,通过实践不仅能验证理论,训练操作技能。在实际的操作过程中,能够加深理解,增强记忆,激发学习兴趣,同时促进学生自觉主动地去思考、去探索,进一步从理论和实践中汲取知识,开拓思维,从而培养学生的创新能力。
目前电机学实践教学有三种形式:(1)实验;(2)实训;(3)综合实践。
1.实验。课程实验内容与教学内容密切联系,重点的教学内容通过讲课、习题、直至实验,反复从不同角度加强理解,既不重复又不断深入。通过实验使学生掌握这四类常用电机的实验方法以及对测试数据的分析处理。研究型实验由学生自主提出实验方案,教师审核后安排实验。通过设计和研究型性实验,学生不仅加深对基础理论知识的理解,更激发了创造力。
2.实训。通过电机实训,使学生通过自己动手绕制电机,对电机的结构,作用原理都有较深刻认识。通过测试,看到电机转起来,自己的劳动已付之于实际,增添成就感。
3.综合实践。近年来,课程组在抓好课堂教学、实验教学和实践教学的基础上,着力发掘大学生的科技创新潜力,鼓励学生积极申报大学生研究训练计划项目,在项目实施过程中对学生进行严格督促,耐心指导。通过综合实践项目不仅加深了对《电机学》等课程的认识,而且让学生在创新和摸索中扩展了知识面,培养了实际分析问题、解决问题的能力。
六、结束语
为适应电气工程及其自动化专业招生、培养对电机学的教学要求,根据新版培养计划的教学安排,在保证教学质量的前提下,我们将对课程体系进行进一步的改革与研究,保持四大机的基本理论、基本概念外,大胆更新教学内容,采取吸收学科前沿技术,充实教材内容,融入电力电子变流技术,机电能量转换技术,矢量控制系统技术及计算机应用等技术理论,从基础、实用出发,精选教学内容,修订教学计划,使学生能更加主动、合理地学好电机学知识。
参考文献:
[1]刘之景.经典电磁学与现代化内容相结合的教学探索[J].大学物理,1998,17(9):35-37.
[2]梁振光.MATLAB在“电磁场”教学中的应用[J].电气电子教学学报,2004,26(3):105-106.
关键词: 电气与可编程控制器课程 实践积极性 实习训练 应用性
1.引言
服务社会作为世界高等教育的三个职能之一[1],即是强调教育不仅仅是传授理论知识,更重要的是增强学生对知识的应用能力。大部分大学生毕业后都要走向工作岗位,需要实践环境,进行实际操作和从而获得发现、解决问题的能力,于是在实训中掌握、巩固和加强知识的应用显得非常重要。
为适应以上要求,在电气与可编程控制器课程中,我们尝试进行了以下改革:在暑期,首先选拔出十名具有较强实践动手能力,善于思考的学生组成特训小组,直接由老师指导。在集体学习了控制任务的情况下负责电气与可编程控制器系统的元器件选型,电气接线板、电气接线图、电气原理图、元器件位置图的设计,然后招标购买和定制相应器件,自主完成电气控制柜的安装,接线,并结合回火炉控制系统[2]和C460车床控制系统[3]的控制要求编程、下载、调试,完成电气控制柜的整体设计和实验,反思问题和总结经验,撰写相应报告。学期开始后由这十名特训成员直接带领其他学生小组进行实训,重复以上实训内容,取得了很好的实训结果。
2.当前电气与可编程控制器课程中存在的问题
可编程控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC或PC)是专为适应工业环境的应用而设计的一种数字运算操作电子系统[4]。它采用了可编程存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令,并通过数字量,模拟量的输入输出,控制各种类型的机械工业或生产过程。
经过30多年的发展,PLC自身已十分成熟与完善,尤其在顺序控制、开关量逻辑运算和处理这两方面具有显著优势,而模拟量闭环控制也已成熟,并随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展,PLC的结构和速度也得到了飞速发展,所以在工业控制领域中可编程控制器的应用非常广泛,涉及可编程控制器的岗位也是非常丰富的,需要大量能够熟练设计,操作,控制和维护此类工业控制应用设备的人才。对电子类专业而言,电气与可编程控制器是必不可少的课程,然而传统教学存在以下不足:(1)学生实践基础较差,缺乏主动锻炼的乏环境;(2)填鸭式课堂教育对学生吸引力小,常有逃课现象;(3)知识的掌握停留在认识阶段,不能将讲授知识和实际应用客观地联系起来;(4)未能掌握电气常识,导致在传统实验中,停留在“依葫芦画瓢”,老师查线后简单记录数据的被动阶段。这也就削弱了电气与可编程控制器课程的教学效果,不能充分体现其综合性和实用性的教学目的。
3.学生主导、突出工程的一体化实训
这次实训的主体是中山大学南方学院07级电子专业的全体学生,实训的目的是通过以学生为主导,教师为辅的方式,使学生获得从具体控制系统的项目需求分析,设计到电气与可编程控制柜所有元器件的采购、安装、接线,到最后完成控制系统的程序编写、调试和实训报告的全部参与和实践。如图1所示:
3.1控制系统分析
这部分内容的主要目的是让学生了解工业过程中,为适应自动生产、加工而应用广泛的车床、流水线等工艺,并分析它们的控制过程,以掌握其电气原理,完成控制系统的设计。
本次综合实训选择了两个典型控制系统,分别为回火炉控制系统和C460车床控制系统。首先分析了它们的运动结构、电力拖动形式、控制要求、实现原理,不同电机之间的协作关系,然后思考完成相应控制功能需要的数字或模拟输入输出量,对应的驱动形式,以得到所需元器件类型和数量,达到一个定性到定量的分析,最后让学生开始思考其主电路和控制电路原理和组成,所需要的保护、报警、显示等故障保护措施,尝试设计其电气原理图,以达到对系统的全面理解。
3.2电气原理图等的设计
基于对工业控制系统的认识,结合低压电器控制原理和电机控制理论等知识,引导学生进行电气控制系统图的设计。电气控制系统图包括电气原理图、电气元件位置图和电气安装接线图。这也就要求我们首先设计电气原理图,在掌握控制原理的基础上,系统的考虑控制需求、电气安全等从而进行器件选型,然后综合以上知识进行电气接线板的设计,即设计电气元件位置图,并结合所选型号器件的尺寸,获得了电气接线板的制作图纸。步骤如下:
(a)电气原理图的设计:根据控制系统要求,采用标准电气符号和标识,设计符合绘制准则的电气原理图。
(b)器件选型:满足控制系统要求和电气安全的基础上,进行器件选型。首先计算输入输出点数,并考虑适当冗余进行可编程控制器的选型,然后选择交流接触器、电机等器件,并充分考虑功能、尺寸、额定电流、电压等指标。
(c)电气元件位置图和电气接线板的设计:结合电气原理图和所选器件,集中配置电气元件,以求美观,安全和接线方便。
(d)电气安装接线图的设计:针对设计的电气接线板和元件位置图,结合电气原理图,对电源、主电路、控制电路及照明电路等接线进行设计。
(e)电气控制柜的设计:考虑电源的接入、接地等因素,以及移动和学生实验接线的方便等,设计双向可开门,正面为有机玻璃,操作面板直接可视且带滚轮的电气控制柜。
通过以上电气控制系统的设计,学生基本掌握了控制任务和实现方式,对低压电器控制有了很好的了解,同时需要阅读大量可编程控制器的模块资料,以及其他电器的资料,对低压电器目前潮流和实物也有了一定的了解。
3.3器件采购
在选型阶段,我们和学生已经走访了很多次市场,基本了解了低压电器的市场行情,但是为了减少现场采购的压力,我们采用了网上竞标和现场采购两种方式进行,针对像SiemensS7-200PLC这样的标配器件,我们采用了网上竞标方式购买,而螺丝、电线等则采用了现场购买方式,所以这次采购相对比较轻松。
3.4安装和接线
学生以组为单位,每个团队各负责一台电气控制柜的安装和接线。参照电气元件位置图,把大概120台电器或配件安装在电气接线板上,大概是一天时间的工作量。
在进行电气元件接线之前,要求每位同学首先学习电气常识,掌握电气装置的安装注意事项,以及接地与接零的相应知识,然后结合电气元件接线图,进行接线,做到主电路和控制电路尽量避免交叉和平行走线,减少干扰;做好过电压、过电流、漏电保护和接地,等等。
实际动手操作比理论难很多,很多学生都表示,接线是一项非常需要耐心、体力和技巧的劳动,每一个拐角都要折成漂亮的90度角,并且还要掌握每个电器的工作原理和接线方式,以及相互之间的先后顺序和布线技巧。而有些问题一旦没有注意到,很有可能导致短路,轻则烧毁电器,重则危及人身安全,所以需要很强的安全意识。接线的工作量比较大,时间较长,在接线的过程中,同学们可以同时掌握低压电器以及控制工艺。
3.5程序编写与调试
因为实训选用了西门子S7-200CPU和相应模块,所以要求学生利用自己的课余时间进行STEP7编程语法的学习,分别掌握语句表、梯形图和功能块等不同的编程实现方式。考虑到每个小组的具体情况都不尽相同,各有差异,我们首先给学生讲解了四种不同的编程方式:(1)使用起保停电路的编程方式;(2)使用步进梯形指令的编程方式;(3)使用移位寄存器的编程方式;(4)使用置位复位指令的编程方式。然后学生根据自身的知识特点和兴趣爱好,选用不同的编程方式。接着从最简单的一个按钮控制一个灯开始学习编写程序,渐渐地加入自锁、互锁、计时器、计数器、顺序控制等控制功能。当对STEP7编程熟悉之后,开始让学生思考回火炉和C460车床控制系统的地址分配、控制要求及实现逻辑。
由于在校大学生基本不具备继电器控制的设计经验,因此经验设计法不适合,我们提倡学生使用逻辑设计法。而为了增强逻辑性,便于理解和编程实现控制功能,我们引导学生思考如何将一个复杂的控制系统分成几个相对独立的子任务,分别对各子任务进行编程,最后将子任务的程序合理的连接起来,从而能够帮助同学们清晰的认识到各个控制子任务及相互之间的逻辑关系。
同时为了增强安全和可靠性,程序的编写要充分考虑手动和自动方式,遇有紧急故障,可及时手动停止。程序在下载到CPU之前,需要不断的修改和仿真。比如把程序导出后下载到仿真软件S7-200sim2.0中,进行反复仿真和调试,直到不仅能够满足控制要求,而且具备一定的鲁棒性、预防突发故障和紧急停车等性能为止。
3.6联机调试和编写实训总结报告
虽然在仿真软件中已经反复进行过调试,但并不代表程序一定能够满足控制要求,联机调试是必备步骤。在联机调试之前,需要制定周密、详尽的调试计划,充分考虑工业加工环境可能遇到的干扰和突发事件,不能盲目调试而忽略安全隐患。
通过联机调试之后,让程序连续运行一段时间,以确保程序的正常运行。
做到这一步,电气与可编程控制器实训已接近尾声,凝聚了众多的汗水和精力展现给我们的是一整的电气控制柜,内含满足回火炉和C460车床控制系统实现的软硬件。但是为了让学生回顾实训内容、总结实训经验和提升自己的专业知识,要求每个组以实训总结报告的形式编写技术文件,包含实训目的、平台、内容、步骤、结果和心得等六部分。
4.结语
电气与可编程控制器课程的综合性、实用性和应用广泛性,使得它与其他课程不同,仅仅靠理论学习,没有实践锻炼,将使得对知识的掌握缺少直观性、系统性、实践性和综合性。为了系统培养学生对控制系统、低压电器、电气常识、PLC、编程和调试等的认识,开展PLC综合实训课程是十分必要的,同时也能让大学生提前认识到工作所需要的汗水、耐心、责任、创造性思维和团队合作精神,提高综合素质。
参考文献:
[1]傅树京.高等教育学[M].首都师范大学出版社,2007.
[2]李彪.回火炉燃烧控制系统[J].自动化与仪器仪表,2009,(5):113-114.
[3]王兆京.维修电工(高级)[M].机械工业出版社,2007.
【关键词】专业体系;工作过程;人才培养方案
在专业建设工作中,专业体系是专业人才培养工作的指导纲领,专业人才培养方案作为保证教学质量的基本教学文件,是组织教育教学、安排教学任务、检查教学质量的基本依据,是保证人才培养工作按照基本规格达到培养目标,表现培养过程和方式的总体设计文件。
1.专业体系建设指导思想和建设目的
根据《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》教高[2006]16号文件精神,高职教育应以服务企业和社会为宗旨、以就业为导向,培养社会所需的高技能人才,学院以专业建设为龙头,不断开拓创新,坚持专业和课程体系的改革。按照学院专业教学改革的总体安排,我们根据本专业毕业生、用人单位对专业的反馈意见和需求,积极探索工学交替、任务驱动、行动导向和顶岗实习等教学模式,并按照该思路作为专业和课程建设重点,努力创新人才培养模式。基于工作过程导向构建供用电技术专业课程体系,基于这样的建设原则开展了此项课题研究。
2.专业建设思路
2.1学习高职教育理论,转变教育理念;理念转变是专业体系和课程改革成功的先决条件,为此,课题组在系部组织下,深入学习教育部?关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见?(教高[2006]16号文件)精神及精品课程建设理论,转变教师的高等职业教育理念。选派专业带头人、课程技术负责人参加教育部、省教育厅组织的各种旨在转变教师高职教育理念的培训,先后安排各个专业核心课程、精品课程等负责人参加教育部各专业教学指导委员会组织的精品课程建设培训讲座,深化课程建设理论的认识;课程组老师还多次听取全国知名的职教专家来校举办的讲座,学习课程改革思路,先后听取了职教专家等有关精品课程建设讲座。在学习中不断提高认识,并逐渐转变教学理念,并将所学教学理念积极投身到课改中。
2.2专业调研;坚持走产学结合的专业发展道路,结合供用电技术专业实际情况,供用电技术专业人才培养方案的改革主动立足于电力行业和地方经济发展,积极开展专业和社会需求调研,关注毕业生就业需求和新技术应用。为此,供用电技术专业调研组制定了系统的调研提纲,专门制作了用于和现场人员讨论的本专业覆盖岗位工种所应具备的目标能力,各项目标能力应包括的工作任务等调研资料。并采用到企业调研、利用网络沟通调研、利用电话沟通调研等方式,先后对学院专业面向的行业6家单位、地区4家单位进行了相关企业的企业调研,内容涉及变电运行与检修专业工种员工技能需求、变电检修、电气试验、用电及配电系统的员工岗位知识和技能需求、岗位典型工作任务和核心技能,发放了本专业毕业生就业跟踪调查表和用人单位跟踪调查表20余份。通过调研工作,进一步明确了专业改革的具体方向和举措。
调研显示:本专业面向的行业公司及相关部门,以及社会用户单位,覆盖的职业岗位可以划分为以下四种:电气设备安装与检修、变电运行与检修、变配电所值班员(值班电工)、用电技术维护与服务等岗位工种。这些岗位工种涵盖了行业和企业用户12大技术工种,对应12种职业资格证书,
3.专业体系建设思路和内容
通过调研,汇总整理有关资料,课题组以高职教育理论指导改革过程,按照基于工作过程的专业改革目标,分析专业典型工作任务;将典型工作任务转化为专业学习领域,界定并重构专业核心课程内容;根据核心课程内容,按照任务驱动、项目导向的课程设计原则确定课程学习情境,制定课程标准。
3.1专业典型工作任务分析;根据职业岗位的工作任务和具体工作内容,根据调研信息,经过分析综合,总结出本专业学生应需要具备的岗位职业能力31项,对着31项岗位职业能力进行汇总,进一步归纳确定专业五大典型工作任务:变电运行技术、电气设备使用维护与检修、电机使用与维护技术、电机拖动与控制技术和用电技术与管理等。
3.2课程体系和理实一体课程重构;以企业真实的和相对独立的工作任务或项目为载体,按照理实一体、讲练结合的教学模式,将完成项目任务所需的理论知识和技能要求进行重构,形成本专业学习领域核心课程。
电子类课程:模电、数电、电子线路装配实训是供用电专业基础课,将原来单独开设的模电、数电两门理论课以及电子线路装配实训课整合为模拟电子、数字电子两门理实一体课,按照任务驱动、项目导向的方式组织教学。
电机类课程:将有关电机的理论实训课程整合为电机运行与检修一门课程,该课程包括变压器、同步机、异步机、直流电机和微特电机4个模块,每个模块的学时数在45-60之间,各模块的教学在相应的理实一体教室以及电机实验室、电机专门教室完成。
plc课程将原来的理论课与实训课整合为一门理实一体化课程,该课程分为电机控制、自动生产线控制及综合应用三个模块,每个模块由多个项目组成,各个模块的项目可依据专业培养目标的不同灵活进行选择。
3.3专业核心课程设定;课程整合后,重构了本专业电子电路基础与实践、电机运行与检修等七门理实一体课程作为专业学习领域核心课程,这些核心课程包含了本专业覆盖岗位的全部职业能力,实际授课时数达到31周868课时,占专业学习领域课时比例40.3%。理实一体课时比例得到极大提高。
核心课程全部进行了学习情境的设计,包括本学习情境的学习内容、学习目标和考核方式等内容。目的是通过多个项目或工作任务的实施过程,达到培养学生专业能力、方法能力和社会能力之目标,解决专业课程进行中的讲练分离、不能充分利用课堂和教学资源的问题。
在专业方案中强化了顶岗实习,课时数达到18周540课时,与专业核心课程两项合计1408课时,占专业学习领域课时比例65%。
3.4课程标准的制定;核心课程学习内容重构,确定了课程的教学情境、教学内容。在系部的指导下,课题组制定了本专业全部40余门课程的课程标准,各个课程标准包括课程专业能力、方法能力和社会能力的培养目标、项目载体的教学内容、学时分配、考核标准、学习情境设计等要素,特别突出了建立在专业典型工作任务中的学习情境和基于工作过程的教学内容。对制定的课程标准在教研室进行了研讨,保证课程标准能够准确指导课程教学。
4.专业培养方案和课程标准论证与实施
课题组、院、系和专业指导委员会组织论证。
在方案和课程标准制订阶段,课题组开展了专题教研活动讨论专业人才培养方案,初步定出了专业方案和课程标准的初稿。学院和系部针对课题组制订的初步方案进行了多次反复论证,组织讨论专业方案,确定课程整合思路,并总结了专业改革阶段性工作。又组织讨论专业方案课程设置,在学院层面组织了专业指导委员会专家论证会议,请企业专家对方案的设计、专业培养目标的确立、专业定位、专业覆盖岗位的完整性、典型工作任务的针对性、专业学习领域、课程学习情境等内容。形成了比较成熟的专业人才培养方案。
专业体系和人才培养方案确定以后,在学院的支持下,选定本专业一个班进行了一轮教学实践,在实践中不断修正和完善,经过一轮教学应用,进一步优化了专业人才培养方案。
5.专业体系建设解决的问题
专业体系的确立、专业人才培养方案和课程标准的制定,为课程教材建设制定了依据,明确了思路,各门课程负责人正在按照课程标准的要求,以工作任务或产品为载体,以工作过程为导向,按照工作过程来序化知识,制定教材编写计划,组织编写教材。计划在课程实施之际推出课程改革后的配套教材。并解决了以下问题。
5.1专业教学模式;供用电技术专业人才培养方案的制订,突出了本专业典型工作任务,进行基于工作过程的课程体系开发与设计;以就业为导向,按照“工学结合、职业导向、能力本位”的理念,以学生岗位能力培养为核心,以真实工作任务为载体,充分利用真实的或仿真工作环境,确立核心课程的培养目标和教学情境,强化了专业毕业生专业能力、方法能力和社会能力的培养。
5.2课程体系特色;①强调通过基础学习领域课程、拓展学习领域课程的学习,对学生进行正确的人生观、道德观、劳动观教育,同时加强学生社会实践能力的锻炼。②专业知识强调实用性、专业性,注重学生创新意识、实践能力和综合素质的培养。使学生通过学习,做到知识够用、专长突出、技能娴熟。③课程设置突出专业核心课程教学,注重实用性、开放性、科学性,专业拓展领域课程的设置充分考虑到社会的需求及知识的实用性,加强学生综合能力素质教育,提高学生的就业拓展能力。
5.3采用基于工作过程的教学方法实施教学;采用引导文教学法(六步法),进行基于工作过程的课程教学。在实施教学的六个步骤中,根据实际需要可辅以其它教学手段,如演示法、讲授法、案例教学法、小组讨论、角色扮演法等。
6.研束语
本文提出了专业体系建设对于专业人才培养的指导意义,并对专业体系中关键的专业人才培养方案的制定思路进行了系统的介绍,并阐述了专业体系的优化意义,对专业体系中的专业建设内容进行了比较全面的介绍,所提出的建设思路在实践中已经体现出对专业人才培养的指导意义,随着电力技术的不断进步和企业技术的不断更新,专业体系建设仍需后续的研究和开发。
参考文献
[1] 姜大源,职业教育学研究新论,北京,教育科学出版社,2005.