“中国制造2025”背景下《工厂电气控制设备》的课程改革探讨

王青

摘要：本文根据“中国制造2025”背景下电气自动化专业的发展趋势和《工厂电气控制设备》课程的特点，结合目前的新的就业需求、学生特点、人才培训方案要求对教学内容和教学方法进行改革，提高学生学习兴趣和学生就业率，使学生更好的服务于企业。

关键词：中国制造2025;电气自动化;电气控制;教学改革

0  引言

2015年李克强总理签批的“中国制造2025”行动计划中五大工程和十大领域多次涉及到智能化，智能化也是我国从制造大国迈向制造强国根本动力[1]，要实现智能化这一目标电气自动化专业是核心。因此高职的电气自动化专业必须适应新的产业升级需要进行人才培养方案改革和创新，《工厂电气控制设备》作为该专业的核心课程改革也势在必行。进行课程改革就要创新教学方法和调整教学内容来提高人才培养质量，更好的服务于产业的发展。

1  《工厂电气控制设备》课程特点分析

学生在学习本门课程时，应了解课程在专业的定位和对今后职业生涯的作用。本门课程是专业理论体系中起到承上启下的一门重要课程[2]。课程的主要内容包括：低压电器设备的认识、三相异步电动机电气控制线路、常用机床电气控制线路等内容。首先从工厂常用设备的动力源作为引入点引出《电机与拖动》课程。学生已经掌握电机的原理，但如何控制电机用这一问题引出本门课程，让学生了解本课程的学习对后续学习PLC和对实现“中国制造2025”的重要性。根据电气自动化专业就业岗位要求并结合“中国制造2025”背景下产业的升级需求，高职电气自动化专业的学生不仅要完成生产设备的维护和维修工作[3]，而且还要担负设备的改造和升级任务。因此要求学生要熟练掌握低压电器设备的作用、符号和使用注意事项，会分析各种类型低压电器设备组成的电气原理图，最终结合原理图能够进行设备的调试和故障排除，从而达到人才培养目标。具体的技能目标和素质目标如下：①能根据图纸正确安装工业设备电气系统，并能理解相关规范、标准;②能够完成机床电路原理、安装、维修的分析应用;③能够制订合理的安装、调试、检修方案;④在学习和技能实践过程中，以国防精神为指导，培养学生“精益求精、质量第一、严谨缜密、安全保密”等意识。⑤在教学过程中通过基本实验台的调试维修养成良好的职业习惯，强调动作的规范性，工具、量具的摆放整齐，维修场所的整洁，遵守安全操作规程等。（图1）

2  中国制造2025背景下《工厂电气控制设备》教学改革措施

2.1 结合创新创业来调整教学内容

在国家提倡“大众创业、万众创新”的背景下，高职院校的人才培养方案中也加入创新创业教育的课程[4]。由于我国创新创业教育起步较晚，大多数学生是在进入大学后才接受创新创业教育，而且大多数教师也没有接受过系统学习缺乏经验。目前大多数高职院校只是简单的开设创新创业课程，在课堂上学习创新创业理论知识，并没有真正的融入专业课学习当中来启发学生的创新意识。因此在《工厂电气控制设备》课程中在学习常用电动机控制电路中要将这些控制电路与实际应用联系起来，并用现代化生产线的控制及目前工厂升级改造中的案例引导学生如何对传统电路进行升级改造，也为后续学习PLC课程打下一定的基础。让学生了解要学好PLC编程必须要先学习好硬件电路的控制原理。对于控制电路不仅让学生掌握电动机控制电路，而且教师要能够将每种基本控制电路都和实际应用联系起来加深学生的理解。同时结合“互联网+”大学生创新创业比赛中的案例，以赛促教，增加学生学习兴趣，让学生将专业知识和创新创业联系起来。为增加就业机会教师还可以根据目前的市場需要结合学生学习兴趣增加选修内容，例如目前洗车销售大幅度增加，教师可以增加汽车内燃机的控制教学内容，让学生了解不同动力源的控制要求，为今后就业打下基础。对于制造业只有不断创新才有可能持续发展。“中国制造2025”中规划的一大核心是“创新驱动”，创新驱动就需要大量的具有创新意识的技术技能型人才[3]。我校通过开展“西门子智控创新实验班”、“ABB工业机器人创新实验班”和“872厂精仪学习站”的建设，探索电气自动化专业创新创业人才培养的新途径。

2.2 教学方法和教学模式的创新

在教学方法上，要根据“00后”大学生的特点，利用信息化的教学手段对教学方法进行改革。“00后”大学生追求个性化的价值取向、独立化的行为能力、自主化的学习形式和网络化的日常生活，要充分尊重他们的自身特点来组织教学，应用“课堂多媒体教学和现场教学”相结合的教学方式。教学环境选取在理实一体化的实训室进行，课堂上应用PPT、动画、视频和微课等多种形式帮助学生认识低压电器设备的工作过程，理解动作特点。并运用仿真软件提供的典型生产机械、电控系统动画效果，用于调动课堂气氛，引导学习兴趣[2]。同时随时用实物进行现场教学来加深学生的理解。在课堂中尽量使枯燥的理论知识具体化、形象化、实用化，使学生乐学也易学。由于学生存在个性化差异，我们要充分发挥每个学生的特点，尊重个体差异。传统的课堂教学由于学生多教师无法关注每个学生，这就要求我们要利用现代化信息手段如“职教云”线上学习平台来设计教学内容，可以通过课前线上预习和课后线下拓展来帮助接受知识能力不同的学生。最终改变教师课堂讲授的知识无法满足所有学生的缺点。在教学过程应坚持以学生为主体，通过创建接近生产过程的教学项目化教学并通过启发式、小组讨论、问题探究等教学方法提高学生学习积极性和主动性[5]。培养学生分析问题、解决问题的能力以及创新能力，提高动手操作能力，有利于综合素质的培养[6]。

在教学模式上，根据目前我校的教学资源和本课程特点我们采用理实一体化的教学模式。遵循学生的认识规律，根据“中国制造2025”中对制造的需求为契机来进行项目化教学的设计。以问题导向学习为重要手段，通过贯穿始终的交流讨论等教学表现形式，引导、启发学生以形成自主知识建构的可持续发展能力。学生针对每个工作任务通过参加讨论、决策、行动和检查的整个工作过程，来学习和掌握新知识和新经验，同时提高解决问题和交流协作的能力，培养再学习的方法能力[7]。使学生在“做中学，学中做”，学会如何工作。在教学过程中始终以学生为中心，教师为辅助的模式，教师引导学生参与，这样才能充分发挥学生的独立思考和解决问题的能力。充分利用校内实训基地和校企合作单位，聘任企业一线技术人员参与教学过程中，积极实施理实一体化教学。在学院“校企联动、工学耦合”人才培养模式，改革传统教学模式，将理实一体化的教学模式落到实处。由于近年高职生源的改变，学生水平参差不齐，为了关注到每个学生做到因材施教，我们采取分层次教学，在每个项目中分不同的阶段，逐段升级，并针对不同学生的理解能力，对每一个项目进行分层次考核。一体化教学过程应成为教师与学生、学生与学生之间相互促进、相互提高的工作过程。融“教、学、做”一体的理实一体教学模式如图2所示。

2.3 整合优化课程教学内容

在“中国制造2025”提到要对传统制造业的智能化升级和改造来提高行业的自动化程度[8]。这就要求我们的学生不仅要有较强的理论知识，但还要有一定的动手能力。对于《工厂电气控制设备》课程中常用机床的控制这部分内容要改变只学习各类机床的控制原理和运动过程，更重要的是要分析机床的故障，能用电阻法和电压法进行排故。这部分内容就不能用简单的课堂理论进行学习，而是要到实验室进行现场教学后并让学生自己动手进行实际的排故。为了提高学生的动手能力和实际应用能力就要鼓励学生参加各类技能竞赛，电气自动化专业学生可以参加现代电气控制系统安装与调试技能大赛。其中，这些比赛过程中都要用到变频器，所以我们就要增加变频器的设置和操作的实践教学。除了知识技能的培养，要根据现代教育的发展和需要不断对教学内容进行优化、调整和改革，重视学生知识灵活应用的能力和创新意识的培养[4]，培养高素质的技术技能人才。

2.4 加强实践教学改革

《工厂电气控制设备》是一门实践性较强的课程，在“中国制造2025”制造强国的战略背景下，更应该重视《工厂电气控制设备》实践教学过程中对学生创新思维习惯和良好工程素养的培养[8]。由于课堂教学时间有限，因此该课程增加一周实训内容来提高学生的动手能力、创新思维能力，并将理论知识和实践操作联系起来。同时要利用信息化手段和充分结合学校的教学资源来设计实训内容。例如：传统的实训内容都是学生设计原理图，然后进行接线，再进行通电试车。如果原理图错误会导致学生接线后，电机无法启动或无法达到控制要求。这样再次修改图纸后，实际接线也需要修改，从而需要大量时间。我们就可以利用电气控制仿真软件进行原理图设计和仿真来检查设计的正确性，通过虚拟仿真技术不仅可以合理规避安全风险，而且可以节省时间，从而提高实训效率。教师还要根据目前的企业需要不断更新实训内容，让实训不仅可以提高学生的创新和动手能力，同时也提高学生的专业技术服务能力。

3  結束语

在“中国制造2025”背景下，以传统制造业的智能化升级改造为发展契机，对《工厂电气控制设备》课程融合双创教育、教学方法创新、教学内容优化和加强实践教学四方面对课程进行改革来符合时代多元化发展要求。充分发挥和尊重学生的特点，提高学生的创新意识，最终达到立德树人的教育目标，加快实现国家的制造强国战略计划。

参考文献：

[1]赵仙花，史振萍，夏宇敬，等. “中国制造 2025”背景下地方院校汽车类专业《机械制造基础》课程改革研究[J].河北农机，2020（7）：38-39.

[2]柳国宪.“工厂电气控制设备”课程教学改革之尝试[J].工业和信息化教育，2013（2）：35-37，27.

[3]李敏.新形势下高职电气自动化专业人才培养的探索[J].山东工业技术，2019（6）：245.

[4]徐丽军，蒋宛奇.“双创”背景下大学生创新创业能力培养探讨[J].山西农经，2020（14）：152-153.

[5]解丹婷，杜胜，王亚男.高职“课程思政”路径研究—以电工电子技术课程为例[J].教育教学论坛，2020（21）：69-70.

[6]刘名果，任新会，李新营，等.电子专业建设中课程思政改革的顶层设计研究[J].高教学刊，2020（23）：132-135.

[7]张月花.《发电厂电气设备》课程改革研究[J].读与写（教育教学刊），2016（10）：68，159.

[8]葛永成，朱永伟，宋爱平.中国制造2025背景下特种加工课程教学改革探索[J].当代教育实践与教学研究，2020（5）：41-42.