机电控制技术课程理实一体化教学改革研究与实践

杜学芳



机电控制技术课程理实一体化教学改革研究与实践

杜学芳

（河南工学院，河南 新乡 453003）

机电控制技术是河南工学院机电一体化技术专业的核心职业技能课程，在以往的教学过程中，存在着重理论轻实践的问题，难以激发学生的学习兴趣。文章根据高职学生的特点，对该课程进行了理实一体化教学改革，通过任务驱动和项目化教学法，取得了良好的教学效果，提高了教学质量。

理实一体化；教学改革；任务驱动

近年来，教育部强调高职教育必须以就业为导向，高等职业教育正在以前所未有的速度高速发展，这就要求高等职业院校培养出来的学生具备较强的实践动手能力。

理实一体化教学强调理论与实践的相互融合和渗透[1]，是一种真正将理论教学与实践教学有机地结合起来的教学模式，重视学生在技能方面的能力培养，打破了“先理后实”和“先实后理”的限制，把学中做和做中学的理念真正贯彻落实，融理论教学和实践教学于一体，使枯燥的内容趣味化，使抽象的理论形象化，吸引了学生，提高了教学质量[2,3]。这种教学模式要求教师具有相当深厚的理论功底和实际操作能力，还需要一套与之相配套的项目化教材。在教学过程中，理论教学与实践教学穿插进行，教师注重调动学生学习的主动性和积极性，鼓励学生进行实际操作，帮助学生掌握实操技能。这种教学模式能够有效提高学生的动手能力，符合高职教学的需求。

1 机电控制技术课程的教学现状

机电控制技术课程是我校机电一体化技术专业的一门核心职业技能课，在学生的能力培养中占有重要地位。本课程与其他专业课程的衔接较为紧密，学好本课程，可以帮助学生扎实地掌握专业相关知识和技能，对其以后的就业和专业发展都具有举足轻重的作用。

本课程传统的教学模式为“粉笔+黑板”，教师对学生进行满堂灌，授课内容较为乏味，多数学生反映他们对所学知识缺乏感性认识，主要表现在以下两个方面：

1.1 理论与实践脱节，学生的主动性较差，学习兴趣普遍不高

本课程的实践操作滞后于理论学习，再加上学生对本课程在今后工作中的应用和相关知识点在后续课程中的作用都缺乏相关认识，导致了他们学习的主动性较差。另外作为高职学生，基础较为薄弱，对理论知识学习的兴趣不大。

1.2 教师参与过多，学生依赖性较强

在以往的教学过程中，教师占据教学的主导地位，学生只是被动地学习，这造成学生对教师的过分依赖，这样就不能很好地提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

2 教学改革的基本思路

针对机电控制技术课程教学的现状，作为高职院校的一线教师，必须摒弃原有的教学思维和方法，采取有针对性的措施对其进行调整和改革。提高教学质量的关键在于课堂教学，为此我们在课堂教学中进行理实一体化教学模式的改革，使理论教学与实践教学从本质上真正地结合起来，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。

根据课程标准和行业的需要，采用任务驱动和项目化教学，把本课程分为电机调速控制、继电器-接触器低压电器控制、单片机控制和PLC控制四个项目。以PLC控制这个项目为例，此项目包括皮带运输机三相异步交流电机的正反转控制、正次品分拣机控制、十字路口交通信号灯控制和磨床工作台自动循环往复控制四个工作任务，每个任务都采用理实一体化的教学模式。

3 理实一体化教学模式的实施步骤

采用理实一体化的教学模式，每个任务都按咨询、计划、实施和评价四步进行[4]，如下图1所示：

图1 理实一体化教学模式的实施步骤

第一步：咨询。教师对学生进行分组，并将需要完成的任务提前告知学生；学生根据工作任务，进行相关知识的学习和储备。

第二步：计划。学生以小组形式自主学习，通过对工作任务的分析和讨论，进行可行性方案的设计，制定出自己的解决方案；教师根据学生设计的任务方案，引导学生分析可能出现的问题，共同探讨可行的解决方案。

第三步：实施。学生以小组为单位，按照制定的可行性方案完成工作任务；教师在任务实施的过程中，可给予必要的指导，启发和引导学生的思维，注重学生应用能力的培养。

第四步：评价。任务完成后，学生首先进行自查，然后根据演示结果，再进行小组总结，经验供其他小组借鉴，最后由教师进行总评，并将任务完成情况进行记录和保存。

4 理实一体化教学模式在机电控制技术课程中的应用实践

下面以“皮带运输机三相异步交流电机的正反转”这一工作任务为例，进行理实一体化教学模式的演示。

4.1 咨询

任务：明确任务，收集信息，进行相关知识点的学习。

教师工作：对学生进行分组；告知学生工作任务和任务要求：利用S7-200PLC完成对皮带运输机三相异步交流电机的正反转控制；宣布课堂纪律和评价规则。

学生工作：①以小组为单位熟悉任务，讨论学习；②结合相关资料和现场实物，进行新知识点的学习，如S7-200PLC的基本结构和工作原理等；③进行相关知识点的复习，比如三相异步交流电机转向改变的理论知识以及继电器-接触器控制三相异步交流电机正反转的原理，并画出其低压电器控制的主电路和控制电路的原理图，如下图2所示。

图2 三相异步电机的正反转控制原理图

4.2 计划

任务：熟悉环境，制定计划，分析任务，拟订方案。

学生工作：①根据皮带运输机三相异步交流电机正反转的要求，分析电机正反转PLC控制所需的输入和输出点数，进行小组讨论，画出PLC的I/O分配表，如表1所示；②熟悉编程软件与仿真软件，并能熟练使用，掌握基本逻辑指令的运用；③拟定项目实施方案：第一步按照控制要求，使用编程软件编制程序；第二步运用仿真软件进行程序的仿真调试；第三步根据I/O分配表进行PLC外围的硬件接线；第四步进行程序的联机调试。

表1 输入输出信号与PLC地址编号对照表

教师工作：让学生对自己制定的方案进行讨论，引导学生分析可能出现的问题，并协助学生制定相应的应对措施。

4.3 实施

任务：进行程序的编制和硬件的接线，并进行程序的联机调试。

学生工作：①根据I/O分配表，编写PLC的梯形图程序，并进行仿真调试，本次任务的梯形图程序如图3所示；②根据I/O分配表，进行PLC硬件接线如下图4所示；③按照系统的硬件接线图，对PLC的外围进行接线，经教师检查认可后，学生方可对PLC进行上电，并进行软、硬件的联机调试。

教师工作： ①实时提供咨询，检查学生的程序，引导学生纠正程序中出现的错误； ②检查硬件接线，实时进行分析指导；③及时记录学生在工作过程中的表现，为下一步的评价做好准备。

图3 PLC的梯形图程序

图4 PLC硬件接线图

4.4 评价

任务：按照考核标准评定成绩。

教师工作：根据学生在任务完成过程中的表现，包括出勤、工作态度、任务方案和任务实施等方面的情况进行打分，作为平时成绩进行记录[5]，其中教师评分占总成绩70%，学生评分占总成绩的30%。最后，教师对本次任务进行总结，回顾重点和难点，对于经常出错的地方进行反复强调，以巩固学生所学知识。

学生工作：进行自评和互评。

通过理实一体化的咨询、计划、实施和评价四步法教学，学生不仅学到了理论知识，而且还提高了实际动手能力，取得了良好的教学效果，提高了教学质量。与传统的教学模式相比，采用任务驱动和项目化教学这种教学方法，不但激发了学生学习的积极性，调动了学生学习的主动性，而且培养了学生自主探究和创新思维的能力。

5 结束语

对机电控制技术课程进行理实一体化教学改革的研究与实践，在实施过程中存在诸多困难和不足，比如教师的综合能力有待进一步提高，相应的配套教材与具体实践的要求还有一定的差距等，这些都有待于我们不断探索、不断克服和不断完善。

（责任编辑吕春红）

[1] 刘有星.理实一体化教学模式下的德育教育[J].中国教育技术装备,2009,174(21):79-80.

[2] 张源淳,孙帮华.“理实一体化”教学模式的探索[J].教育教学论坛,2014,12(1):55-58.

[3] 李亚男,杜金玲.高职“理实一体化”教学模式与专业内涵建设[J].辽宁高职学报,2010,12(10):17-18.

[4] 张帅,杜学芳.任务驱动法在UG数控加工中的应用[J].河南机电高等专科学校学报,2012,20(3):116-118.

[5] 宁祺.工厂电气控制课程的理实一体化改革研究[J].科技文汇,2014,274(4):71-72.

2016-07-03

杜学芳（1982―），女，河南新乡人，讲师，硕士，主要从事机电一体化技术研究。

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1008–2093(2016)05–0079–03