浅议电气自动化课程教学改革

吴　涛

【摘要】《电气控制及PLC》是电气自动化和机电一体化技术专业的主干专业课程。笔者分析了该课程教学现状,对该课程教学改革进行了一定程度的探讨,力求提高教学质量,符合高职人才培养目标。

【关键词】 电气控制;PLC;教学改革

中图分类号:G642.3 文献标识码:A文章编号:1671-5918(2009)03-0072-02

doi:10.3969/j.issn.1671-5918.2009.03.036本刊网址:http://www.hbxb.net

一、引言

电气自动化行业是一个高速发展的产业,其特点是技术更新快、自动化程度越来越高,电气控制技术也发生了根本性的变化,继电接触式电气控制线路逐渐被PLC技术所代替。PLC (可编程序控制器)是在继电接触器控制和计算机控制基础上开发的工业自动控制装置,是计算机技术在工业控制领域的一种应用技术。

《电气控制及PLC》课程是电气自动化和机电一体化技术专业的专业主干课程,该课程知识应用广泛、涉及内容多、更新速度快、既强调理论而又偏重实践,与实际生产和工程应用联系紧密,是学生走向工作岗位必备的一门专业知识。

二、教学改革的必要性

(一)课程教学存在的问题

课程教学中存在的问题主要表现在以下几个方面:第一,教学内容陈旧、与工程实际严重脱节。第二,理论与实践教学的比例失调,实践教学环节薄弱,不能满足职业岗位对人才的需求。第三,实验设备条件的落后和不足,不少还停留在继电器接触器阶段,学生的理论与实践严重脱节,严重影响教学质量的提高。第四,教学方式和方法也不能调动学生的积极性,制约学生创新思维和能力的发展。第五,考核制度不合理,书面考试成绩的好坏不能充分评价学生对该课程知识掌握和运用的程度。

(二)课程改革的必要性

《电气控制与PLC》课程相关概念抽象,电气控制线路复杂难懂,学生难于理解电气控制工作原理。况且电气技术迅速变化,不断向机械等领域“渗透”(机电一体化技术),课程的实践性强,与生产实际联系紧密,知识的覆盖面较宽,是强电与弱电的结合,机、电、气、液的结合。而高职的学生多数逻辑思维能力较差,但乐于动手。课程特点和学生特点之间的差距导致教师难教、学生怕学的局面。为提高教学质量,教学改革显得十分必要。

(三)教学改革措施

针对《电气控制及PLC》课程教学中存在的问题,本人对该课程教学改革作了如下探讨。

1.更新课程理念

基于“基于工作过程系统化”的课程开发理念和开发模式,以就业需求、岗位综合能力为导向,整个课程开发流程为岗位群调研 →工作过程分析 →专业培养目标确定 →课程定位 →基于工作过程的教学内容设计→教学情境设计→考核评价体系设计,并以企业对学生的能力评价作为检测参数,形成闭环控制,适时调整和更新教学内容,保证和提高教学质量。

根据行业和职业岗位的需求,基于机电设备控制真实的工作任务,由简单到复杂的工作过程,在认真分析所服务专业岗位工作过程的基础上,提取工作项目和任务,依据基于工作过程的六个要素:对象、内容、手段、组织、产品和环境,选择具有代表性的机电产品为电气控制对象,将课程开发设计为若干个项目,这些项目由简单到复杂,层层递进,将职业岗位所需的理论知识系统地串在一起,体现了理论知识的系统性和连贯性,遵循控制技术的发展过程,为学生可持续发展奠定了良好的基础。

2.调整教学内容

通过调研往届专业毕业生就业岗位和企业维修电工、PLC系统设计等岗位工作任务及所需的职业能力,选取“低压电器模块、电气控制基本线路模块、 PLC编程模块、PLC综合应用模块、PLC触摸屏、变频器模块”等6个学习模块;以设备为载体,并按照从简单到复杂的教学规律,对学习模块进行解构和重构,设计“车床电气控制系统运行维护和技术改造、运料小车PLC控制系统运行维护及调试、工业机械手PLC控制系统运行维护及调试”等6个学习情景。将职业能力、知识技能和职业素养训练融合于具体工作任务的完成过程中,从而有效地培养技术应用能力、学习方法能力和社会能力,充分体现职业性、实践性和开放性。

3.调整教学模式

每一个学习情景都是一个完整的工作过程,包含“资讯、计划、决策、实施、检查和评价”六步行动过程。采取以项目为导向、以实训项目任务为驱动、工学交替、“教学做”一体化的教学模式,首先教师布置实训项目任务,学生在项目任务的驱动下进行资讯、决策、计划,即借助教师建设的网站,查阅学习资料获取信息,制定完成实训项目任务的计划、步骤,教师也可通过教学网站对学生决策过程中遇到的问题进行答疑,即在学生“做”中“教”。教师只是指导者,以学生为中心,教师精心设计,创设符合工作需要的工作学习场景,学生在“做中学”,教师在学生“做中教”,学生全程参与教学活动。

教学过程以工作过程为参照系,分为“控制环节分析与设计→电器元件选用→控制电路连接→控制电路调试与故障检测→技术改进→成果展示”等6个教学环节实施教学,从岗位技术项目入手,理论与实践内容相融合、校内学习和校外实习相结合,将理论与实践教学内容深度融合,教、学、做相结合,产学研一体,全面培养学生的职业能力和职业素养。

4.改进教学方法和教学手段

运用多种形式的教学方法,例如项目驱动法、实物展示直观教学、现场教学、分组讨论、小组协作、多媒体课件教学、启发式教学、案例式教学等,突出以教师为主导,学生作为学习主体的教学原则,注重课堂教学的互动性,引导学生积极地参与教学的全过程,使学生由“要我学”变成“我要学”。

利用先进的教学手段,全面提高教学质量。在本课程的教学过程中,大量的控制原理图、设备结构图、安装接线图贯穿始终,采用传统的讲课方式,对于图例的讲解,几乎都是采用挂图方式,教师课堂工作量大,学生难于理解,结果却是事倍功半。因此在教学过程中应采用多媒体技术,组态软件、仿真软件进行教学,结合多媒体教学,对PLC控制过程进行仿真调试运行,让学生理解控制系统的工作过程和动作结果,使学生知其然更知其所以然。

用形象生动的课件、动画来演示电气控制线路的控制过程和电流路径,大大提高了学生的认知能力,培养了学生的思维能力。通过这些方式激发了学生的学习积极性,优化了教学过程,提高了课堂教学效果。

5.加强实践环节教学

从课内和课外两方面设计安排实训教学。课内教学中,在每个学习情景(学习任务)中首先安排认识实训活动,同时,依据维修电工职业资格标准及相关职业能力的要求,有针对性地组织安排单项技能实训和综合实训项目;向学生开放实训场所,组织电气控制线路故障排除、PLC设计大赛,提高学习兴趣。课外组织学生到企业参观认识实习,邀请企业技术负责人现场讲学,介绍自动化技术的应用和发展趋势、人才需求等,使学生了解工作环境和工作流程,加强对企业文化的理解。安排学生到合作企业进行顶岗实习锻炼,从维修低压电器等最基本工作做起,培养学生的实践技能,更重要的是感受企业文化、熟悉企业的管理制度、培养学生的职业道德、时间观念、安全意识和责任意识。

6.改革评价方式

考核是检验教学效果的手段,评价是对学生学习的促进,为了实现对学生的团队合作精神、创新意识和综合实践能力的培养,考核评价体系主要是建立在对学生参与教学、完成实训项目情况、工作态度、创新过程的考核,考核评价体系兼顾教师评价、学生自评、学生互评,考核形式为形成性考核,即平时课堂表现、作业、每个实训项目任务完成情况的过程考核与期末的综合性考核结合起来。实训项目考核将理论考核(口试或笔试)和实践考核融为一体,改变原来的理论考核、实践考核分开考的模式,其考核指标分为实训项目成果考核和工作态度考核,前者主要是对学生学习能力、工作能力的考核,后者主要是对学生职业素质、团队合作精神的考核。期末的综合性考核是综合性实训项目的考核和理论知识的考核。

7.加强师资培养

《电气控制与PLC》是一门应用性很强的课程,为此要求任课教师除了具有较高的理论水平外,还必须具有科研与技术开发能力。为了适应这一要求,教师除了完成理论课讲授任务、同时还要积极参与实验室建设以及科研与技术开发工作,从整体上提高自身素质。

8.加强校企合作

加强学校和企业间的合作,为实践教学提供有力的保证。PLC是最近几十年来才出来的新技术,目前企业生产流水线中应用比较多,但职业院校的实训设备条件相对不足、陈旧,不能满足培养高质量技能型人才的要求,而企业可以弥补这些不足;引进了企业生产模式,学校把企业单位作为师生提高实践技能、增强操作能力的课堂,企业单位把学校作为培养员工的基地,以促进学校“双师型”教师队伍的形成,企业参与“订单式”人才培养教学计划的制定、教学、实训、考核全过程的管理,促进技能应用型人才培养目标的实现。

三、结束语

课程改革是一个永恒的话题,没有最好,只有更好。以“基于工作过程系统化”课程理念进行课程教学改革,既是当前职业教育课程改革的热点,也是难点,需要我们在教学中不断创新、不断实践、不断完善。

参考文献:

[1]姜大源,当代德国职业教育主流教学思想研究—理论、实践与创新[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2] 赵志群.职业教育与培训学习新概念[M]. 北京:科学出版社,2000.

[3]王兆明等.电气控制与PLC技术[J]. 北京:清华大学出版社,2005.