电气工程实训总结范文
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篇1
【关键词】技术院校 电气技术 实训教学
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)08-0248-01
电气设备包括了以生产、传输、分配和使用为主的电能的应用和电工装备等,是电能和电工装备制造学科及工程领域内的总称。电气技术是一门通过电能、电气设备和电气技术等手段实现创造、维持与改善限定空间和环境的一门学科,电气技术涉及的范围及其广泛,涵盖了电能的转换与利用、研究,电气技术的教学包括了基础理论的教学、设施设备的教学、技术的应用和实训的教学等。本文主要以电工的实训教学作为主要内容进行分析,从电气实训教学的重要性出发,分别从电工的实训、电子技术的实训、电气工程的设计等方面进行实训教学的分析、阐述和探究,从而提高电气技术在实训教学方面的质量和效率。
作为以电子电气类专业为主的高职技术院校而言,提高学生的电气技术在实训方面是保证学生就业的重要途径之一,因此,对于电子技术专业的学生来说,电子技术的实训教学具有重要意义[1]。电气技术是以电气为主的一门新兴学科,在电工装备和工程领域之内具有重要作用,电气技术所应用到的范围十分广泛。
随着电气技术的不断发展,电气技术的应用范围越来越广,伴随着数字化、模块化、智能化及软件化的各种电工和电子仪器及设备的发展,使得业内对电气技术人才的专业技术提出了更高的要求。在电气技术中包括的电工实训、电子技术实训和电气工程设计的实训等都是电气技术实训的关键实践环节,这些环节对学生充分获取学科知识、掌握学科技能,从理论转向实际的应用和操作等方面都具有重要意义。
一、电工的实训
作为电气技术实训教学中重要的组成部分,电工实训是电子技术实训中必须掌握的最基本的技能,电工技术的熟练运用为电气技术的实践奠定了基础,同时也是学生适应和提高自身就业竞争力的关键手段。
因此在电工的实训方面,必须要掌握的技能有以下几点:一是熟练掌握常用的机床电气的工作原理,正确并快速选择常用的电工元件;二是熟练掌握典型机床电气中故障问题的分析和解决办法;三是设计比较复杂的接触器电气控制系统型继电器;四是能够熟练操作和调节变频器控制下的电动机的无级调速;五是会进行简单的控制器(PLG)的工作原理及其控制技术的编程;能够通过利用控制器完成常用机床电气线路控制的线路的改造,掌握相对复杂的控制技术,在控制技术方面,必须掌握的是关于MCS-5I单片机的原理、结构、指令系统、功能扩展及接口等各种控制技术;六是理解单片机在机床控制系统中的简单应用;七是借助计算机技术的利用和支持,熟练掌握现代化电子技术对电工、单片机等方面的控制和分析及其设计;八是借助和通过各种高科技软件技术,包括CAPTURE、LAYOUT和PROTELL等软件,在电子线路原理图和印刷线路电板设计达到高度成熟的地步;九是能够轻松运用PSPICE、EWB、MATLAB等软件在电工实践中进行电子线路的仿真设计[2]。
二、电子技术的实训
通过电子技术的实训,能够提高学生在测试电子电路和电子仪器的使用等方面的能力。通过电子元器件的识别、对电子元器件进行性能测试和多种电子电路性能指标的检测等,得以强化和巩固电子技术理论知识和基础,熟练掌握电子技术的各种技术,为彻底掌握电气技术的实践,从事各种生产和科学研究的工作奠定一定的基础。在高职技术类院校当中,电子技术的实训对电气技术的实训教学起着重要的意义和作用。
具体的说,在电子技术的实训过程中,需要掌握以下几个方面的内容:一是较为熟练的拆接焊的能力;二是熟练快速的选择常用的元器件、并对其进行检测和筛选的能力;三是对简单的装配工艺进行编制、熟练安装小型的电子电器元件;四是能够正确使用和读取仪器设备上的参数;五是能够对电子电路和小型的电子产品进行控制和调节;六是能够进行简单的电路板的设计和制作;七是能够熟练检验和校正小型的电子电气产品;八是对常见的电子电路故障能够进行分析并解决问题。
三、电气工程设计的实训
电气工程的设计在电气技术的实训方面,主要是能够培养学生对理论知识进行综合应用,提高学生学以致用的能力。在电气工程的设计方面,需要对所设计的电气工程进行资料的查阅、选择合适的方案、设计电路、进行安装并调试,经过这些具体的设计实训,能够让学生在设计的过程中,总结自己的不足、及时改正自己的错误和缺点,巩固理论知识,提高了学生在实际应用过程中发现问题并及时解决问题的能力。
通过上述三个方面的分析和实践可以证明,通过电工实训、电子技术的实训和电气工程的设计,能够联合多方面的综合实践,最终提高电气技术的实践和应用能力,提高电气技术的教学实训[3]。
要提高电气技术的实训,首先要理清实训教学的思路,再按照清晰的思路一步步的进行教学,方能达到最好的实训效果,一般普遍的实训教学包括四个环节,分别是预习、理论的教学、实训教学、撰写总结报告。在预习的过程中,要充分理解和明确实训教学的目的和意义;学好基本的工艺知识,善于总结前人的经验和教训;重视实际操作能力的培养,重视实训报告的总结等。
总之,只有把理论和实践良好的结合起来,熟练的把理论知识运用到实践过程当中,才能适应当今社会对人才的要求,提高自身的就业竞争力,成为顶尖级的技术人才。
参考文献:
[1]中国电工技术学会工建专委会会议报道[J].电气工程应用.2011,02(02)
篇2
关键词:电气工程及其自动化;人才培养模式;课程体系
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)33-0038-02
为解决山东省高等学校面临的办学模式单一、同质化倾向明显、学科专业结构不能够适应经济社会发展等问题,山东省在地方高校中遴选了一批基础型、应用型和高素质技能型人才培养特色名校进行重点建设。山东理工大学(以下简称“我校”)入选了首批应用型特色名校立项建设单位,电气工程及其自动化专业是我校重点建设的专业之一。
根据我校的办学特色,以及电气工程及其自动化专业特点,设立的建设目标是立足山东半岛制造业和蓝黄经济区建设,面向全国城乡电网改造升级与智能电网发展,培养具有“基础厚、能力强、扎根基层、踏实肯干”的应用型人才。学校和学院从深化人才培养模式与课程体系改革,加强师资队伍建设,完善产学研合作体制机制,改善实验实训条件建设,增强社会服务能力,辐射带动专业群等6个方面对专业进行了建设。
一、专业基础及特色
我校电气工程及其自动化专业本专业前身为农业电气化专业,1977年开始招收本科生,1998年改为电气工程及其自动化。在30多年的发展历程中,始终以培养具有“基础厚、能力强、扎根基层、踏实肯干”的应用型人才为目标,积极服务于电力及其相关企业。本专业2007年被评为山东省特色专业,2009年被确定为国家级特色专业建设点;紧密围绕智能电网建设以及节能降耗等生产实际,形成了智能配电网自动化、输电线路暂态分析与保护、现代电气传动与节能技术、新能源发电及并网控制技术等特色优势方向。电气工程及其自动化专业所在的电气与电子工程学院现有4个本科专业,另外3个分别是自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术。由于4个专业中既有“强电”专业,也有“弱电”专业,因此在发展和建设过程中,可以强弱结合,协调发展。
我国智能电网的迅速发展,加大了电力及其相关企业对电气工程及其自动化专业人才的需求。随着山东半岛制造业的蓬勃发展和山东“一蓝一黄”经济区建设的推进,城乡电力需求越来越大,城网、农网智能化改造升级陆续展开,对电力系统运行维护、设计开发、分析研究等人才需求越来越大。同时,相关企业对电气传动与节能、新能源开发利用等技术人才的需求日趋旺盛。因此需要紧密结合电力及其相关企业的人才需求,根据行业的动态发展,不断改革培养模式和课程体系,以实现学生知识、能力、素质协调发展。
二、人才培养模式建设思路及内涵
根据山东省特色名校的建设要求,以及我校的办学基础和特色,我校电气工程及其自动化专业的办学定位是应用型人才培养。在学校制订的“知识、能力、素质”三位一体的人才培养体系的大框架下,针对电气工程及其自动化领域的新发展、新要求,制订了“一强二弱,三融四化”的人才培养模式。
“一强”指电力系统强电知识和技能。主要学习电机、发电厂电气部分、高电压技术、电力系统分析、电力系统继电保护、电力电子等方面的知识和技能。
“二弱”指电力系统控制与通信两方面弱电知识和技能。其中在电力系统控制方面,主要学习计算机控制、电力系统微机保护、嵌入式系统、电气控制与PLC等方面的知识和技能;在电力系统通信方面,主要学习信号与系统、通信网络、无线通信、光纤通信等方面的知识和技能。
“三融”指企业技术人员融入师资队伍、学科前沿融入课堂教学、研究成果融入教学全程。其中企业专家融入师资队伍,指从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员和管理人员担任兼职教师,举办讲座、指导毕业设计和实习,参与专业建设、课程开发和教研教改活动;学科前沿融入课堂教学,指将行业与产业发展形成的新知识、新成果、新技术引入课堂教学;研究成果融入教学全程,指将本专业在电力系统故障监测与定位、智能配电与用电、电气传动与节能、特种电机及其控制、分布式电源及其并网控制等方面的研究成果融入课堂教学和实践教学全程。
“四化”指课堂教学同步化、实践项目层次化、课程设计综合化、毕业设计实战化。其中,课堂教学同步化,指将数字电子技术、嵌入式系统基础等基础课实施“同步互动式”课堂教学改革,课堂教学与实践教学同步,教师与学生、学生与学生进行教学互动;实践项目层次化,指实践主要包括实验课程、电工电子实训和生产实习,实验课程由验证性加深过渡到综合性,由实验室过渡到实训中心,再由综合性发展到创新性,由实训中心过渡到创新实验室,分阶段分层次进行;课程设计综合化,指专业课程设计内容综合2门以上课程,3~4名学生设计一个题目,培养学生的创新意识和团队合作精神,为做好毕业设计打下良好的基础;毕业设计实战化,指毕业设计题目紧密联系科研课题或生产实际,实行一人一题,真题真做。
三、课程体系建设
课程体系建设是实现人才培养目标,实践培养模式的基础,在对电力行业及相关企业充分调研的基础上,结合我校自身特点和专业特色,紧密围绕智能电网建设、新能源开发与利用、厂矿企业节能降耗的发展需求,在专业课的设置上,构建“一强二弱,三融四化”课程体系,提出以精品课程体系建设为龙头,构建模块化培养框架,[1]在公共必修课、学科基础课和素质教育课的基础上,专业课由专业公共课、电力系统运行与控制、电力系统继电保护与自动化、电力电子及其应用4个方向模块构成,如表1所示。
表1 电气工程及其自动化专业课程体系
序
号 课程类别 课程名称 备注
1 专
业
课 强电课程 弱电课程 专
业
公
共
课
控制类 通信类
电机学
电力电子技术
电力系统分析
电气控制与PLC
高电压技术
电力系统电气部分设计
电力系统继电保护 自动控制原理
嵌入式系统基础
计算机控制技术
电气检测技术 信号与系统
现代通信原理
电力系统通信
电力系统安全分析
电力系统控制
学科前沿课(1) 学科前沿课(2) 电力系统运行与控制方向
电力系统微机保护原理与算法
电力系统自动化
学科前沿课(1) 学科前沿课(2) 电力系统继电保护与自动化方向
电力传动与控制系统
电力系统柔性输配电技术
学科前沿课(1) 学科前沿课(2) 电力电子及其应用方向
2 公共必修课 大学英语、计算机应用基础、C语言、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、形势与政策、军事理论、体育、文献检索
3 学科基础课 高等数学、复变函数与积分变换、概率论与数理统计、线性代数、大学物理、工程制图、大学物理实验、电路、电磁场、模拟电子技术、数字电子技术
4 素质教育课 中国传统文化、大学生发展与职业规划、大学生就业指导、学科导论、经济学概论等
5 实践环节 入学教育及军训、社会实践、公益劳动、金工实习
电子工艺实训、电气工程实训、生产实习
模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、综合课程设计
毕业实践与毕业设计、毕业鉴定
提出对“嵌入式系统基础”“电机学”“电气控制与PLC”“发电厂电气部分”“电力系统自动化”“高电压技术”“电力系统继电保护”等专业核心课程按照省级精品课程标准进行建设;对实践性比较强的课程,如“电力系统安全分析与控制”“电力系统柔性输配电技术”“电力系统继电保护”“电力信息技术”等,开展校企共建,即按照企业工作流程、岗位技能和综合素质要求,确定课程结构、选择课程内容、开发专业教材、共同组织教学;先由学校的专业教师进行课程基础知识讲授,再由企业一线工程师进行实际项目的实战技巧讲解,并形成教学案例。
在培养计划的制订过程中,对专业课程教学内容进行了重新审视和更新,不求全和细,重视精和新,并且要求每门课程至少有3名教师可以讲授,制订了所有课程的教学大纲。在制订过程中充分注意了课程之间的衔接,剔除了后续课程中学生在其他课程中已经学习的内容,减少课程门数和课程内容的重复,实现了课程的重组和整合,提高了课程综合化程度。[1]
在教师教学过程中,鼓励教师进行先进教学方式改革。在山东省特色名校工程建设的资助下,学院通过硬件条件的建设,实现了“嵌入式系统基础”课程的“同步互动式”教学,即讲、学、练、考一体化的教学方式,取得了很好的教学效果,下一步将对“电气控制与PLC”等实践性强的课程进行“同步互动式”教学改革;另外,学院积极鼓励教师将科研成果向教学转化,改革教学内容,组织教学案例,对专业性很强的课程,如“电路系统自动化”“电力系统分析”等进行了“案例式教学”改革,[2,3]拓宽学生的视野;为了加强学生自主学习和创新能力的培养;鼓励教师进行“框架式”教学改革,打破传统的“教与学”课堂教学模式,在教学大纲和教师的引导下,让学生参与到课堂教学中来,并能自主创新的完成教学内容。
四、主要改革成果
第一,在“一强二弱,三融四化”人才培养模式的引领下,制订了电气工程及其自动化专业培养方案,对未来人才培养的培养目标、主干学科、课程体系、专业主干课程、主要实践环节及教学安排进行了规定,并进行了实施。培养方案中增加了实践性课程的比重,通过增加实验、实习、实训等环节的课时和科目,在保证质量的前提下,增强学生实践动手能力的培养,满足应用型人才的培养要求。
第二,通过“培养、引进、共享”的师资队伍建设措施,对人才队伍进行了建设,每年选派至少2名骨干教师到国内外知名高校访学,启动了青年教师素质提升工作,通过到知名高校助课、下企业锻炼、学历提升等渠道,对青年教师的教学和科研素质进行提升,同时每年至少聘任两名行业企业技术骨干担任兼职教师。
第三,对实验实训条件进行了建设,新建高电压技术实验室,110KV变电站仿真实验室,扩建了电力自动化综合实验室,使电气工程及其自动化专业的实验实训内容更加贴近行业及相关企业的生产实际。
第四,积极发挥已有精品课程的示范和引领作用,按照精品课程的标准建设了多门核心课程、校企共建课程和双语课程,形成高质量课程教学资源。
第五,通过电气工程及其自动化专业建设的带动作用,促进自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术等专业的人才培养模式和课程体系改革,并且对3个专业的师资队伍建设、核心课程、实验实训条件等方面起到了很好辐射带动作用,带动了3个专业的发展。
参考文献:
[1]赵舵,冯晓云.电气工程及其自动化专业人才培养及课程改革的研究[J].电气电子教学学报,2008,(S1):88-89.
篇3
实践性教学是高职教育教学的主体,本文以江苏海事职业技术学院船舶电气工程技术专业为例,分析高职院校实践性教学质量保障体系目前存在的问题,总结高职院校实践性教学质量保障体系构建的一般原则,文章最后介绍了结合专业特点构建的实践性教学质量保障体系框架。
关键词:
高职院校;船舶电气工程技术专业;实践性教学;质量保障体系
高职教育旨在培养高素质技术技能人才,为我国市场经济建设服务,实践性教学是高职教育教学的主体,包括实验课、实训课、实习课、课程作业(设计)、毕业实习等,是实现人才培养目标的重要途径,很大程度上关系到高职人才培养的质量,而实践性教学质量保障体系是实践性教学的首要防线,如何构建有效的完整的高职教育质量保障体系,也是贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中“完善人才培养质量标准体系”“健全教育质量评估制度”和“全而提高高等教育质量”要求的体现。江苏海事职业技术学院电气与自动化工程学院船舶电气工程技术专业以江苏省示范性高职院校建设为契机,结合船舶电气工程技术专业特点构建实践性教学质量保障体系,有助于培养高素质船舶电子电气技术技能型人才。船舶电气工程技术专业履行《海员培训、发证和值班标准国际公约》(简称STCW公约)马尼拉修正案和《中华人民共和国海船船员适任考试和发证规则》(简称11规则)。作为船舶电气工程技术专业的学生,毕业后成为船员,是船舶的使用者和管理者,从事的是一种技能型的职业,要求具有一定的航海理论基础、专业专项技能扎实、动手和应变能力强,同时要求船员必须具备较好的身心素质。
一、现阶段实践性教学质量保障体系存在的问题
(一)缺乏系统有效的实践性教学质量保障体系
实践性教学没形成独立的体系,处从属地位;教学模式、课程设计与工作岗位需求脱节,实验、实训多属于机械性模仿或验证类,项目化教学内涵建设不够,制度建设有待完善,评价标准和保障体系还不健全,缺乏第三方的职业技能认证,严重影响了实践性教学效果和职业技能培养。
(二)实践性教学条件存在不足
设施设备投入不足,设施落后,校内实训基地主要由基本的技能训练实训室组成,与实际岗位要求相差甚远,校内生产性实训基地体现了一定的与实际岗位结合,但受制于企业生产情况,合作缺乏广度和深度,校外实训基地建设,主要满足了学生参观实习和顶岗实习的要求,而难以实现就业“零距离”的要求。
(三)师资队伍建设跟不上实践性教学的要求
从国家层面来看,对“双师型”教师没有统一标准,缺乏科学的考核评价办法,教师的实践教学能力、知识结构比较落后,实践经验匮乏等等,导致“双师型”队伍建设成效不大。对企业兼职教师虽有聘任办法但考核机制不健全,影响了教学效果。
(四)实践性教学信息化资源建设不足
船舶电气工程技术专业建设教学资源库建设仍处于初级阶段,实训资料、教材、指导书建设有待完善,不能满足教师授课、学生辅助学习及自学等要求。
二、实践性教学质量保障体系构建原则
(一)规范性与可操作性原则
实践性教学监控和评价过程应理论上可行,具备规范性,确保教学质量监控的制度化、标准化,从而杜绝在实际操作过程中的主观随意性,同时应讲究实效,具有可操作性,确定监控的目标、设计监控与评价方案、确定监控部门和评价人员,收集与分析信息,所制定的工作指标和评价标准易于操作,既能体现全面监控又能突出重点,既能体现过程监控又能满足结果分析的要求。
(二)系统性与导向性原则
实践性教学质量的形成是一个系统工程,与教学设施和设备、教师、教材、学生有关,还与学校定位、人才培养目标和管理情况等有关,形成了由学校领导、相关职能部门、二级学院、教研室、实训中心、校企合作单位以及教学班级等所构成的完整教学管理系统,同时构建实践性教学质量内部监控评价体系应遵循导向性原则,激发每一位教师的教学积极性和创造性,倾听学生的心声,调动学生的学习热情,加强学校和二级学院两级督导,以督促导,以导为主,引导实践性教学工作朝着深度、广度和高水平的方向迈进,从而实现促进教学工作的不断改进及教学质量提高的目的。
(三)全员性与全过程原则
实践性教学质量内部监控评价体系涉及到全体师生员工,其中领导是监控评价的关键,职能部门是监控评价的核心,二级学院、教研室和教师是监控评价的基础和保证,教学的主体是学生,大家都是质量监控体系中的一部分,具有全员性。同时质量监控体系应能对教学的全过程进行监控,教学质量是在教学实施过程中逐渐形成的,因此,要做到事先监控准备过程,事中监控实施过程,事后监控整改过程。
(四)动态性与循环改进原则
实践性教学的过程是一个动态的过程,对其进行监控和评价也应该是动态的,应根据内外部条件和因素的变化按照美国戴明(W.E.Deming)创造的计划(plan)、实施(do)、检查(check)、处理(action)四个阶段不断地循环与完善。
三、船舶电气工程技术专业实践性教学质量保障体系构建
(一)构建实践性教学质量保障的组织体系
我院船舶电气工程技术专业实践性教学质量保障以学校船员教育和培训质量管理体系为基础,构建“行业—企业—学校—二级学院—学生”五位一体实践性教学质量监控保障体系,包括外部监控体系和内部监控体系。外部监控体系由社会(包括新闻媒体)、上级部门和行业、专业教学指导委员会成员、用人单位、校企合作单位、企业兼职教师、学生家长、往届毕业生等对实践教学质量进行监控、评价和意见反馈。内部监控体系由学校领导、学校教学督导组、教务处、二级学院督导组、实训中心、教研室、教师、学生组成,由教务处和质量管理与评估处、教学督导室组织实施,立足于宏观层面对学校教学工作的重要环节实施有效监控。同时,学校在建立教学质量监控的组织体系时,还注重发挥二级学院层面监控的作用,组成了二级学院教学督导组,对船舶电气工程技术专业的专业建设、课程建设、教师教学质量、学生学习质量、毕业生质量、电子电气员通过率等方面实施有效的二级监控,及时发现本部门监控中出现的问题和不足并加以分析,提出整改措施和方案,不断提升教学质量。
(二)建立健全实践性教学质量保障的制度体系
主要分为两方面:一方面是围绕船舶电气工程技术专业人才培养方案、课程标准、实践教学计划、实训教材和指导书的制定以及专业教研室、相关实验室、实训中心等基层教学组织的管理制度;另一方面是围绕对实践教学质量如何进行管理与评价,对实践教学条件如何建设与保障,课程设置与建设以及毕业(设计)论文选题与管理、教材选用要求、成绩考核等实践教学环节的管理制度。
(三)建立健全实践性教学质量评价体系
为判断和衡量实践教学各环节的教学质量,确保评价的科学性与客观性,必须建立健全实践性教学各个教学环节的评价体系,同时引入第三方评价机制,发挥在实践教学质量监控体系中的重要作用。在评价指标的设计上,结合专业质量报告、关于印发《高等职业院校内部质量保证体系诊断与改进指导方案(试行)》启动相关工作的通知(教职成司函[2015]168号)提及的体系总体构架、专业质量保证(含课程质量保证)、师资质量保证、学生全面发展保证、体系运行效果5个诊断项目,15个诊断要素,37个诊断点,从教师教学过程中的态度、准备、设计、方法、手段、语言以及对课堂的管理、学生主体作用的发挥等多角度制定评价标准,全方位对教师的教学行为进行考核;实行“教、考、评”分离,确保评价体系的公平、公正;改变实践教学考核标准,用过程考核代替课程结束考核。
(四)建立有效的实践教学质量反馈体系
建立学生、教师、学校、企业、第三方机构等多层次的信息反馈制度,保证教学信息收集与反馈渠道的畅通,加强教学督导,以督促导,通过例行常规教学检查、听课评课、开展专项检查与教师教学质量测评等手段,获取教师教学活动及教学管理制度执行等方面的监控信息;重视学生评教,丰富评教的形式,发挥学生的主体作用,通过师生座谈会、班级课堂信息反馈表、全体学生网上评教、学生代表抽样测评、每年收集上一年度毕业生信息,根据“麦可思”报告通过毕业生跟踪调查制度对毕业生工作情况的持续跟踪调查等渠道,使教师的教学质量、学生的学习质量等各种监控信息得到及时的反馈;通过校企合作共建共管委员会、工作委员会,收集行业专家和企业专家的意见,获取行业企业和用人单位对毕业生的需求和意见。根据反馈信息及时对教学质量保障体系进行修订,按“PDCA”循环进行持续改进。
四、结论
建立完整且相对独立的实践性教学质量保障体系,组织保障是基础,制度保障是关键,评价体系与反馈体系是手段,建立常态化实践性教学自主保证人才培养质量的机制,关注实践教学持续改进,不断提升标准内涵,建立完整、可操作性强的实践教学监控保障体系,促进全员全过程全方位育人。
作者:葛君山 海光美 单位:江苏海事职业技术学院
参考文献
[1]江颉等.高职院校实践教学及质量保障体系研究[J].中国成人教育,2014,(13).
[2]李秀元等.校企合作形势下人才培养质量保障体系建设的探索[J].人力资源,2015,(11).
[3]赵志群.现代职业教育质量保障体系建设[J].中国职业技术教育,2014,(21).
[4]冯强等.实践教学质量保障体系的构建[J].吉林广播电视大学学报,2014,(9).
篇4
关键词:课程体系船舶电气工程技术工作过程
引言
高等职业教育培养的是高等技术应用型专门人才,其技术专业的知识构成不像普通高校的学科专业那样强调专业知识的完整性系统性和逻辑性专业技术知识强调职业岗位工作的针对性、适应性和应用性。
在国家级和市级示范院校中,各重点建设专业都按照就业导向、能力本位,重构了专业课程体系。制定了符合企业要求的人才培养方案和专业课程标准,这为我们进行专业课程体系改革的研究和建设奠定了良好的基础。
一、目标与思路
按照“准确定位、夯实基础、提高能力、培训到位”的理念构建专业课程体系。通过企业调研和职业岗位分析,对学生的就业岗位和应具备的职业能力进行准确定位;通过岗位分析,构建基于工作过程的一体化的专业核心课程和基础平台课程的实训课题;在专业基础知识适度、够用的前提下,保证课程体系的系统性,拓宽和增强专业发展后劲。
1.1职业岗位分析以《中华人民共和国职业分类大典》为依据,通过分析,专业所面对的工种有4大类,岗位11种,通过分析,专业所面对的工种有4大类,岗位11种,其中船舶电气设备安装调试、船舶电气设备维护检修、船舶电气设备技术管理、船舶电气施工管理、船舶机电设备质量管理是船舶电气工程技术专业面向的主要工作岗位。
通过对船舶电气工程技术专业面向的职业岗位群的分析研究,参考了劳动部《船舶电气职业标准》、《维修电工职业标准》以及中国船级社《钢质海船入级与建造规范》等,归纳出船舶电气专业的典型工作任务,由典型工作任务构建出学习领域。
以教师顶岗及调查问卷的方式进行企业调研,通过企业调研,明确了船舶电气工程技术专业毕业生的主要就业岗位:船舶电气设备安装调试、船舶电气设备维护检修、船舶电气施工管理、船舶机电设备质量管理等,及毕业生应该掌握的核心关键能力,确定了船舶电气工程技术专业的人才培养目标。
1.2课程体系重构通过对船舶电气专业所需要的核心专业能力和典型工作任务的分析,并按照高等职业技术教育自身的特点和要求对其进行归纳整合,进行学习领域概括,学习情境设计,重构课程体系。
二、课程体系的特点与创新
用基于工作过程的课程体系取代了沿用多年的以专业学科为基础的课程体系,在指导思想上有别于学习内容分割的模块化而追求学习与工作的一体化。该体系中的学习领域课程的实施过程中强调以行动为导向,在具体教学实施中,以学生为主体,以基于职业情境中的行动过程为途径,以师生及学生之间互动的合作行动为方式,培养学生具有专业能力、方法能力和社会能力构成的行为能力,即综合能力。:
体现“以人为本”的教育理念高职学生往往形象思维较好,模仿能力较强,而抽象思维和记忆力不是很突出。基于工作过程的课程体系,按照工作过程来序化知识,即以工作过程为参照系,将陈述性知识与过程性知识整合,理论知识与实践知识整合,使其更适合高职学生的认知特点。
三、结束语
根据人才培养目标的要求,紧密联系社会实际和行业形势,注重传授知识、培养能力和提高素质的协调发展,合理构建船舶电气工程技术专业的课程体系,从而适应船舶建造行业新形势的发展要求,符合学生毕业的实际应用和就业需要。随着教学改革的深化和在教学实践中不断总结经验,课程体系将不断完善,达到优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的,从而为船舶建造行业的发展和地区经济的建设与繁荣做出积极贡献。
参考文献:
篇5
关键词 电气CAD技术 教学质量 教学改革
中图分类号:TP391.7 文献标识码:A
以技能应用型人才为培养目标的高等院校电类专业都开设了“电气CAD技术”课程。本课程以训练学生的电气制图与识图技能为核心,依托AutoCAD制图软件,详细介绍了AutoCAD系统操作方法、电气工程涉及的常用电气图的基础知识、典型电气图的绘制方法与技巧等内容。电气CAD作为电气工程设计方面的计算机辅助设计工具,通过电脑绘图,把工程技术人员从枯燥、重复的手工绘图方式中解脱出来,更多的时间用于设计工作。由于电气CAD软件紧贴电气设计需求,专门为电气专业量身定做,能够帮助电气工程师实现智能快速的设计工作,可以帮助电气工程师提高电气设计的效率,减少重复劳动和差错率,深受电气工程师的青睐,应用范围很广。作为理工科电子信息类专业的高职学生,必须熟练掌握和运用CAD来绘制或者设计图纸。
1 电气CAD技术课程中存在的问题
1.1任课教师的电气专业知识较为缺乏
部分院校的CAD任课教师由计算机专业的教师来担任,教师虽然对Auto CAD教学软件很熟悉,但缺乏电气专业的知识,对于课程在电气相关专业领域的应用和工程经验基本上没有,对电气专业后续课程设置及课程系统缺乏全方位的把握,该课程就不能准确地定位。从而导致学生无法深刻了解和把握CAD软件在电类专业中的具体应用及与就业岗位之间的关系。
1.2 教师和学生对电气CAD技术课程重视不够
教师在上课时没有讲清楚这门课的主要学习内容、学习之后有什么用、具体的应用范围以及在企业行业中的实际应用,该课程和其它专业课程之间的联系,怎样学好这门课程。各学校、各专业在时间设置上也有很大差异,对电气CAD技术课程上课时间安排不固定。导致学生在学习的过程中,学习目的不明确,学习态度不端正,课程时间安排的随意性,使得学生对课程的学习不够重视,对于刚刚入门学习相关专业基础课的学生,还没有深入地接触到电气元器件设备符号及工作原理等专业知识,只能机械地画图绘图,在教学过程中将出现知识的不连续和断层现象,学生学习比较吃力,学习的积极性和主动性不高,学习效果较差。
1.3 过份依赖多媒体教学
多媒体教学在课程教学中具有重要的作用和地位,但有部分教师,过分依赖多媒体教学,照本宣科的现象比较严重,和学生互动的机会减少,不能引起学生共鸣,仅仅依靠多媒体进行教学无法满足学生学习的需求,学生没有亲自操作,注意力不集中,教师教学进度过快,教学无互动性、学生只是被动地学习等诸多问题,在电气CAD技术课程教学中显得尤为突出,教学效果大打折扣。
1.4 教学时间与上机练习时间不一致性
受到学校机房硬件条件的限制,以及传统教学观念的束缚,电气CAD技术课程安排往往采用多媒体教学和上机操作各一半的学时,并分开进行,可能周一学生上两节多媒体理论课,周四或者周五安排两节上机练习课。从学习理论到上机练习要有几天的时间间隔,而这样的教学安排,人为地使教学环节和实训环节脱节,学习效果不理想。
2 电气CAD技术课程改革的措施
2.1由专业教师任课
电气CAD技术课程应由专业教师任教,对专业教师进行CAD软件的培训,在熟练地掌握CAD软件操作的同时,专业教师具有设计工程图纸的丰富经验、专业知识全面的优势,对电气专业的各课程十分熟悉,对授课内容游刃有余,在教学过程中得心应手,将授课内容讲解透彻具体。在学生学习到一定程度时,结合一个实际的工程项目设计,在教师的指导下,让学习来完成部分的设计项目,学生在学习过程中,和实际工程接轨,学生才能学好这门课程,教师也才能教好这门课程。
2.2 课程采用“教、学、做”一体化的模式教学
将电气CAD技术课程安排在机房上课,在机房安装多媒体,做成“教、学、做”要体化教室,采用电子极域教室和多媒体配合的授课的方式,教学讲解CAD 软件的基本命令及应用,学生跟随教师边学边做,边学边练,让学生一开始在学中做、慢慢变成在做中学。教、学、做相互循环,具有连续性,互动性。以训练学生的电气制图与识图技能为核心,以能力培养定位学习目标。如教学电力工程图的识图与绘制内容,教师一边用多媒体讲解要点,一边用电子极域教室演示,随后学生自己动手操作,此时教师实时巡视,学生及时提问,实现教学的相互循环、连续性和互动性。在实际电气工程案例中,以“基于工作过程”为指导,邀请行业专家对电气设计所涵盖的岗位群进行工作任务和职业能力分析,并以此为依据确定本课程的工作任务和课程内容,设计了六个学习情境。采用情景教学法、案例分析法等方式,提高教学效果,完成教学目标。
2.3 尝试构建“岗、课、证融通”的教学模式
我们构建“岗、课、证融通”的教学模式,来设计教学内容,电气工程相关专业毕业生就业的岗位,如设计员、CAD制图员、设备维修工、数控维修工等。将岗位所需要具备的电气工程识图与制图的知识和能力,融入到电气CAD技术课程的教学中,使学生学完这门课程后,考取得相关的资质证书,如CAD制图员、AutoCAD 认证工程师等,提高学生的就业竞争力。
通过我院三年来“电气CAD技术” 课程教学改革与实践,在教学方式上通过不断的改革和创新,学生自主学习的能力大大加强,课程教学质量大大地提高,毕业学生得到了包括企业在内的各个方面的好评。
参考文献
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电力工业的快速发展对电气工程专业人才培养提出了更高要求;全国高校扩招带来整体生源质量下滑,对非教育部直属高校生源质量影响尤甚。东北电力大学电气工程及其自动化专业是原电力工业部重点专业,主要面向电力工业培养从事电力工程领域工作的高素质应用型人才。原有人才培养模式难以适应现代电力工业发展新形势,片面强调理论体系的系统性,忽视与工程的结合,增加了学生学习的难度。2007年该课题组开展了项目研究与实践,认真分析原有人才培养方案的不适应性,结合学校人才培养定位,总结已有的办学传统和办学特色,提出了“知识规格满足专业外延需求、能力素质胜任专业内涵发展”的人才培养理念。在此理念指导下,构建了适应现代电力工业发展新形势的课程体系和突出“工程认知-工程探究-工程实践-工程优化”能力培养的课内外相结合的实践教学体系,形成了遵循“系统-元件-系统”认知规律的做学结合教学模式,建立了系列“工程场景式”的特色实践教学平台,实现了知识传授与能力培养协调共进,促进学生实践能力的提高和全面发展,形成了“面向工程、强化实践”的人才培养模式。
针对原有课程体系不能适应现代电力工业发展新形势;传统重知识传授教学模式不利于理论与实际相结合;原有实践教学内容杂散且与工程实际结合不紧密以及原有实践平台难以支撑工程实践能力培养的问题,东北电力大学提出“知识规格满足专业外延需求、能力素质胜任专业内涵发展”的人才培养理念。通过构建适应现代电力工业发展新形势的课程体系和突出工程实践能力培养的课内外相结合的实践教学体系,形成了遵循“系统-元件-系统”认知规律的做学结合教学模式,实现了知识传授与能力培养协调共进,促进了学生实践能力的提高和全面发展。
成果解决教学问题的方法
提出“知识规格满足专业外延需求、能力素质胜任专业内涵发展”的人才培养理念
针对生源质量下滑问题,面向行业发展对人才培养的新要求,认真分析原有人才培养方案的不适性,结合人才培养定位,总结已有办学传统和特色,提出了“知识规格满足专业外延需求、能力素质胜任专业内涵发展”的人才培养理念,面向工程,强化实践,统筹开展课程建设、实践环节建设、教学方法改革等方面的工作。
构建适应电力工业发展新形势的课程体系
构建了“(基础-技术-专业)课程群+技术前沿课”型的专业课程体系,将新能源发电技术、新型输电技术等前沿技术引入课堂,及时反映专业发展动态,既激发了学生的专业兴趣,又增强了人才培养对行业需求的适应性,为拓宽学生就业面奠定了必要的知识储备,实现了“知识规格满足专业外延需求”。
构建遵循“系统-元件-系统”认知规律的做学结合教学模式
根据系统构成及运行特点,构建了相应的元件特性认知实践项目,通过对元件特性的认知实验,加强对元件工作原理的认识;在此基础上,分析系统整体行为特性及元件个体行为特性的关联性,掌握基于元件运行状态调整的系统整体行为调节方法,明确实际系统实现过程中需要注意的问题,进而了解实际系统的运行约束和注意问题。此模式应用于“电力系统分析”“发电厂电气部分”等5门核心课程教学。
构建突出工程实践能力培养的课内外相结合的实践教学体系
构建了“实验-实训-实习-设计”和“电工数学竞赛-工程师认证考试”结合的课内外实践教学体系,以突出“工程认知-工程探究-工程实践-工程优化”能力的实践培养,即能力形成于实践,表现于实践,又升华于实践。
建设系列“工程场景式”的电力特色实践教学平台
新建全国高校唯一的教学用66kV/220kV真实变电站、全国规模最大的电力生产过程动态模型演示中心、国内领先水平的输变电运行仿真中心(获得中国电力企业联合会颁发认证资质)、电力系统安全运行与节能技术国家地方联合工程实验室(省部共建教育部重点实验室)等特色实践平台;另外,校企共建12个工程实践教育基地。
采用“引培结合、专兼相济、科研带动”等措施,加强师资队伍建设
引进和自主培养具有博士学位的教师28人,聘请电力企业专家17人作为兼职教师,师资队伍结构明显改善。教学之余,积极开展科研实践,提升教师的学术水平和科研能力,为“面向工程、强化实践”的人才培养提供了重要的师资保障。
成果的创新点
形成了以“知识规格满足专业外延需求、能力素质胜任专业内涵发展”的人才培养理念
优化课程体系,引入前沿技术课程,增强人才培养对行业快速发展的适应性,为拓宽学生就业面向奠定必要的知识储备,实现“知识规格满足专业外延需求”。理论教学注重教对学的促进作用,实现知识传授与能力培养协调共进;实践教学突出实践项目的工程导向性以激发学生的学习兴趣,贯穿于整个教学过程,即强化实践提升能力,增强人才素质对行业发展的适应性,实现“能力素质胜任专业内涵发展”。
形成了遵循“系统-元件-系统”认知规律的做学结合教学模式
通过对元件特性的认知,探究系统整体行为特性及元件个体行为特性的关联性,掌握基于元件运行状态调整的系统整体行为调节方法,明确实际系统实现过程中需要注意的问题,进而了解实际系统的运行约束和注意问题。既强化了知识运用,又培养了学生的认知能力,知识传授与能力培养协调共进。
构建了系列“工程场景式”电力特色实践平台支撑的突出“工程认知-工程探究-工程实践-工程优化”能力培养的实践教学体系
根据学生能力形成的不同阶段和认识发展的基本规律,将实践环节视为有机整体加以筹划,将突出“工程认知-工程探究-工程实践-工程优化”能力的培养贯穿于“实验-实训-实习-设计”和“电工数学竞赛-电气工程师认证考试”相结合的课内外实践教学环节中;“工程场景式”电力特色实践支撑平台增强了实践培养的工程导向性,激发了学生的学习兴趣;全国电工数学建模竞赛提供了能力展示平台。实现了能力形成于实践,表现于实践,又升华于实践。
成果的推广应用效果
近四年,“面向工程、强化实践”的电气工程及其自动化专业人才培养取得了丰硕成果,在校内外产生积极反响。
人才培养效果
该成果自2009年应用以来,受益学生3000多人;学生实践能力和创新能力明显提高,发表研究论文108篇,参加教研项目54项、科研课题24项,获奖273项(国家级23项、省级53项)。吸引国家(南方)电网公司、各发电集团等央企来校招聘,年均签约率79%,考入清华大学、西安交通大学、华中科技大学等著名高校读研学生占比11%,就业率94%。学校获推荐优秀应届本科毕业生攻读硕士学位的资格,并入选“2012-2013年度全国毕业生就业典型经验高校50强”。
辐射作用效果
自2009年以来,已有20多所高校前来学习、考察与交流。承办一次全国性教材教学研讨会议,400余人参会;8次在全国性教学研讨会上作经验交流。发表教研论文19篇,出版《电机学》《300MW(直吹)火电机组集控运行与仿真》《电网及变电站运行分析与仿真》等教材6部,应用于10多个省份高校。为国内外20多家电力企业开展业务培训1566人。承办的“全国大学生电工数学建模竞赛”已吸引198所高校、7506人参赛,成为全国电气工程学科的品牌特色竞赛活动,被誉为国内最具有影响的大学生学科竞赛之一。
专家评价
清华大学电机系教授、中国工程院院士韩英铎评价“东北电力大学学生基础扎实、物理概念清晰、实践能力强”。国家电网公司总工程师张启平教授级高工评价“东北电力大学毕业生概念清晰、理论扎实、岗位适应快、不怕吃苦”。
师资队伍建设成效
引进和自主培养具有博士学位教师28人,外聘兼职教师17人,具有博士学位教师占比由24%提升到41%。“电气工程及其自动化”教学团队入选国家级教学团队,“复杂电力系统安全运行分析与控制”创新团队入选“教育部长江学者与创新发展计划”创新团队。国家级教学名师1人,入选“国家高层次人才特殊支持计划”2人,全国杰出专业技术人才1人,全国优秀科技工作者2人,新增新世纪百千万人才工程国家级人选1人,享有国务院政府特殊津贴1人。
篇7
【关键词】电气控制 PLC技术 教学改革 实践
前言
电气控制与PLC技术已广泛应用于工业、农业及其它产业实现自动化、信息化、远程化及智能化领域中。《电气控制与PLC》是现代控制设备中应用最广泛、实用性最强、企业最急需的专业课程之一。它是一门集理论性、实践性很强的课程。《电气控制与PLC技术》要求学生掌握电气设备运行、维护、安装及调试等方面的理论知识和应用能力。对于电气工程与自动化专业、机电一体化专业、农业电气及其自动化和农业机械制造专业的毕业生来说,就业前景广阔。但是以前缺少对实践技能和职业能力的培养,表明《电气控制与PLC技术》系列课程的教学设计不完善,授课内容不能满足各专业学生的需要。同时,为了确保教学效果,各学校建设了PLC实训室,但是因没有设施较为齐全的实验室,在实际的教学中很难收到应有的教学效果。为此,笔者根据几年来对该课程教学的实践与探索,在逐一分析这些教学问题的基础上,总结出在《电气控制与PLC技术》系列课程方面积累的经验,以供大家参考。
一、整合课程教学内容,注重技术能力培养
通过市场调研分析得知,《电气控制与PLC》课程在实践中所需要的能力是:电气控制操作能力、PLC基本原理及应用能力、编程能力、功能指令应用能力与维护能力。按照这些能力培养的需要,重新构建实践教学内容体系,即将实践教学比重提高到70%,为以后从事现代设备的使用与维修等方面工作奠定良好基础。因此,在课程内容教学安排上,要注重相关课程(如电工技术、电机控制、单片机控制技术等)在该课程中的应用,采用循序渐进的方式,在内容上从电气控制主回路到控制回路、从局部电路到整体电路、从原理应用到工艺安装,使学生由易到难学习,逐步掌握现代设备电气控制原理分析和故障诊断方法。
经过大量的调查研究,结合电气工程与自动化专业、机电一体化专业、农业电气及其自动化和农业机械制造专业的特点,将《电气控制技术》与《PLC技术》整合为《电气控制与PLC技术》课程。在课程教学中,通过一体化教学、案例教学等教学形式,修订了各专业的教学大纲,调整并优化了适合各专业需要的教学内容和教材,并且对教学内容安排、教学方法等进行了精心组织和安排。根据课程特点和教学大纲要求,明确了各章节的重点和难点知识,选出学生应重点,并且在教学过程中,合理使用多媒体教学,这样既调动了学生学习的积极性,又便于更好的理解知识。
二、为提高教学效果开发出配套的多媒体课件
对于各种类型的电器元件的工作原理和功能、常用的继电器电路、PLC的组成、PLC的工作原理以及种类繁多的各种功能指令的应用等重、难点,以往用板书的形式教学,效果往往不是很理想。对于这种情况,本人结合实际案例,以训练学生的实践技能能力为目标,并结合当前电气控制与PLC的发展现状,充实该课程的设置内容,使学生能更好的得到的训练。并亲自制作了与教材配套的多媒体课件,利用现代信息技术,如:Flas、影像和声音等,使课程内容形象生动。
三、采取多种教学方法
在《电气控制与PLC》课程教学过程中可以采用项目教学法或任务驱动教学法。这种学习方法是使学生的学习围绕完成一个具体任务进行,这个具体任务将教学内容融合在一起,把理论与实践有机地结合。这一教学方法始终把学生作为学习的主体,以任务作为驱动,让学生通过自己的操作,把书上死的理论变成活的应用,教师的引导、点拨更多的是把知识加以引申,使学生能够触类旁通,点面结合、以点带面、以旧带新。教师引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“任务”,从而使学生获得清晰的思路,能够把握知识的脉络。
四、加强实践教学环节
《电气控制与PLC技术》是一门实践性很强的专业技术课。该课程的设置包括理论教学、实验环节和课程设计环节教学。为了更好的体现课程内容,开设高质量的实验课,达到实践的目的和效果,在评价方法中,将实验过程中的进行情况、解决问题的能力及实验成绩纳入整个实验的最终成绩中,这样可以不断提高学生的学习主动性和自我解决实际问题的能力。同时,利用现有的设备开发新型的实验。另外,鼓励学生走进创新实验室,培养学生的创新能力。在这方面可以开展以下活动:
(一)自主开发多种PLC控制对象的控制装置。
其一,通过各种方法收集了一些废弃不用的挖掘机、遥控车等玩具做为学生实训的控制对象。另一方面,开发了面向工程应用的多种PLC控制对象(交通灯、电梯和液体混合)的控制装置。通过一段时间的实践,这些控制装置可以适用于4个层次(课程实验、课程设计、设计创新和毕业设计)不同专业(电气工程及其自动化、农业电气化与自动化、机械制造及其自动化、农业机械制造及信息控制)的实践教学体系,这些装置发挥了重要作用,继续完善并用于PLC的实践教学。
(二)利用现成的教学模型进行二次开发。
先期建立的PLC实验室,购置了一些先进的教学模型,如机械手控制模型、立体仓储模型、四层电梯模型、八层变频调速电梯模型、挖掘机控制模型、吊车模型等,这些模型都是单机PLC控制,从最近几年的应用来看,利用情况不是很好,并且年年用,最后学生都失去了兴趣。鉴于这种现状,为了充分利用这些价值不菲的教学模型,研发了现代化物流仓储控制系统、基于现场总线的PLC实训实验室。这些二次开发的新的教学装置与企业现场的实际控制接近,成本低,学生兴趣高,课堂教学效果好,。
(三)基于组态技术的PLC实训仿真系统开发。
PLC的控制对象可以是实物模型,但它成本高、种类少,也可以是模拟演示的PLC实验箱,相对成本较低,不过,观察不直观。利用组态软件在计算机屏幕上模拟PLC的控制对象可以弥补上述不足,并且成本低、免维护、灵活多样、形象直观、丰富学生的实训课内容,增强PLC实训课的教学效果。到目前为止,利用“组态王”已经开发了自动售货机、八层电梯、交通灯、霓虹灯等仿真对象,并且这些组态实训仿真对象已经用于PLC各个实训环节,在实训过程中,学生的参与性增强了,提高了教学质量。
(四)建立开放式实验室。
在老师的指导下让感兴趣的学生选择实验项目,进行实验,能够使学生的创新能力得到提高。在实验教学资源的利用,实验教学质量的提高,学生实践能力的培养,以及学生实验时间和空间的调节等方面不同程度地起到了积极的作用。在实验室的开放过程中发现,通过开放实验项目的实施,使学生的动手能量和创新能力得到了明显的提高,并让学生在实验项目的进行中体会了科研的乐趣。
(五)通过补充新知识满足学生技能需求。
现在就业形式很严峻,学生为了更具有竞争力,把考证当作必需,为此,扩充知识,使得他们能顺利拿到技能证书,为就业提供更强的自信心和竞争力。PLC实验室建成以来,学生反映普遍良好,对提高不同专业的教学质量有重要的意义。当然,实验室还存在着不足,有待于进一步的改善与发展。准备在扩展实验项目实验器材上增加PLC的品牌和型号这两个方面,使PLC实验室更上一层楼。
篇8
[关键词]卓越工程师;电机学;教学改革;实践教学
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)01-0077-03
一、引言
2014年西南石油大学电气工程及其自动化专业被列入四川省普通本科高等学校卓越工程师教育培养计划试点专业。基于“面向工程、宽基础、强能力、重应用”的卓越工程师培养目标,以学生为主体,遵循工程知识能力培养的教育规律,采用多元化教学模式的改革思路,构建将实用性理论课程教学、开放型实践教学和具有行业特色的科研训练三方面结合的课程体系是我校电气工程专业开展卓越工程师教学培养计划工作的重点。
电机学课程作为电气工程专业学生从公共基础课过渡到专业技术课程之间的桥梁,在教学环节中具有举足轻重的地位。本文围绕卓越工程师培养目标,在工程教育背景下理解电机类课程的内涵,找差距、转理念、抓实践,探索其课程建设与改革的措施。
二、电机学课程改革措施
(一)优化课程内容
我校电气工程及其自动化专业于2014年启动人才培养方案优化工作,并于2015年开展工程教育认证申请工作。以此为契机,在充分体现“夯实专业基础知识,加强工程技能训练,凸显工程特色”的课程体系构建原则基础上,我们对电机学课程内容进行了优化调整。
在教学内容方面的改革,突出内容要“精而新”,实用性要强。“精”体现在在专业课学时被压缩的情况下,我们认真梳理电机学系列课程的教学内容,克服以往各课程内容自我封闭、课程间存在教学内容重复、缺乏系统性等缺陷,将系列课程进行必要的重组和优化。在2015版卓越工程人才培养计划中,课程组将原来单独开设的电机学、电力拖动基础和控制电机三门课程进行了整合,教学内容划分为6个单元:电机学基础知识、变压器、直流电机、异步电机、同步电机、电动机的选择与特种电机。需要强调的是,教学内容上的精不是一味地通过删除、压缩原有教学内容,电机学的教学内容依然要把握变压器、直流电机、异步电机和同步电机这条主线,系统讲解四类主要电机的基本结构、工作原理、电磁关系、运行特性、控制方法、相关设计计算方法,适当弱化学生难理解的理论分析和与实际应用联系不多的计算推导等环节内容。在编写教学大纲时,我们将每个章节和知识点进行细化,并与卓越人才培养和工程认证要求的指标点进行了对应,使电机学课程内容既具有独立特点,同时又具有关联性。
“新”体现在要摒弃过时的内容,紧跟科学技术的最新发展,反映科学前沿技术成果。要选择合适的教材,同时在授课内容上要突破教材编排的框架,通过多媒体手段引入与课堂授课内容相关的工程实例及科研项目。当然,这需注意理论和项目教学内容的深度和广度,要根据学生基础、理解力等去设置和开展,否则会引起学生的恐惧和厌学心理。
此外,优化电机学课程内容,还需要密切关注电机学关联性课程体系的建设和发展。电机学在学习分析过程中需要应用电路、工程电磁场等学科知识去掌握电机分析理论和方法,电机在工程中的应用则需要配合电机拖动自动控制系统、电力电子技术、新能源发电技术等专业课程,电机学虚拟实验的开展需要学习掌握例如ANSOFT、MATLAB及LabVIEW等软件。本专业在制定第二课堂教学计划时,已将上述内容融入学生认知能力的不同阶段,同时配套完成了电机学关联性课程多样化理论和实践教材建设的撰写。
(二)改革教学方式
教学内容的拓展需要配合多样的课堂教学和实践教学方式开展。要转变学生对理论性强、概念抽象的电机学学习兴趣不高,以记忆为终结多,以理解实践为结果少、效果差的情况,课程教学方式改革是关键。
目前,基于以教师为主体的LBL教学模式,以学生为主体的PBL、PjBL教学模式被广泛讨论。其中LBL教学方式可充分发挥教师的引导作用,利用其专业素养对课程知识作全面和系统的分析讲解,保证知识传授环节的准确性、连贯性。通过现代教学手段丰富课堂内容和表现形式,有利于学生的理解,但是不利于激发学生的学习自和积极性,不利于培养学生的独立思考能力。
PBL教学方式注重学生思维方法和实际能力的训练,以真实开放性的问题为学习载体,培养学生自主学习与解决问题的能力。PjBL是以完成项目为学习载体,强调以学生以团队为主体,进行学科交叉、协作学习,自主探究。上述两者都是基于CDIO教育理念构建人才培养模式的具体措施,是一种基于过程的学习模式。过程式课程模式需遵循工程生命周期,依据学生在不同年级以简单工程、中等工程到复杂工程的学习顺序形成螺旋上升的课程体系。[1][2]现阶段该类方法在教学环节中全面实施的难度较大,且若只是阶段性开展,往往会让学生将注意力集中到具体问题和项目的处理上,从而忽略知识的系统性,造成学生基础知识掌握不扎实。
基于上述分析及电机学课程的特点,笔者认为电机学教学要能够动静相宜。所谓“静”,即教师作为引导者,要严格把握培养目标和课程知识构架间的严谨与统一,实质关系是静态的,但绝不是封闭的。所谓“动”,即对应教学内容、教学过程、教学空间是动态的,开放的。教学内容不拘泥于教材,教学过程不以掌握结论为目的,教学空间不局限在校内的三尺讲台。
他们间的结合具体可采用以下方式。每次授课前,教师先给学生提供课前自学提纲、问题及要求(自学内容可以是书本的知识点,也可以是基于知识点引出的问题或者相关科研项目),要求学生查阅资料,完成课前作业。
在课堂上抽出部分时间由学生进行讨论,教师对学生自学情况的反馈进行点评。在此基础上,教师采用板书、教具和现代教育技术相结合的手段进行重点和难点知识点的讲解和梳理。例如在讲解电机复杂电磁关系时,通过板书教学引导学生思维、控制节奏;讲解电机结时,需充分利用模型教具和多媒体课件,直观展现电机外形,内部结构等,使抽象的内容变得具体。讲解电机工作特性时,应配合电机学虚拟仿真实验平台,将实验带入课堂,现场通过实验模型的构建、参数的调整等观察特性曲线的变化,直观地观察电机运行时的状态。同时,教师要注意知识引导和凝练,让学生在课堂上有温故而知新的效果,有意味深长的感觉。
课后学生通过作业、虚拟仿真及实物实验等多种方式完成自学和课堂内容的总结报告,并进行考核,计入成绩综合评定系统。
通过学生课前自学、课堂教师精讲和课外拓展这一不同形式组合的动态学习过程,能调动学生的主动性。自学过程培养了学生借助各种手段获取知识的能力以及分析和思考问题的能力。课堂上师生间信息的互动与反馈,建立了学习效果闭环反馈系统,可以让教师及时掌握学生学习情况,优化课程内容,进行有针对性的知识传授。课后,借助于各种实践平台,学生可以让将理论知识渗透在实践过程和科研训练中,这拓展了学生电机学知识的领域。
(三)构建电机学多层次实践教学体系
上述教学方案的实施需要学生具有较强的自学能力和思维能力,经过卓越班层层选拔的学生具有这样的基本素质。同时,在整个教学计划实施的环节中,教师都需要结合教学培养目标,构建多层面的实践教学体系,提供良好的教学环境,配合教学内容,强化学生的工程意识、工程素养,锻炼学生的工程能力。
目前,我校电机学实践教学体系主要包含课程综合实践、创新型实践和校企联合的生产实践三部分。
1.课程综合实践
课程综合实践目前主要基于电机及控制实验平台进行。为加强学生的实际动手能力,我校单独开设了电力拖动综合实验课程,并对实验资源进行了整合,调整了基础验证型实验和综合设计型实验的比例。该实践环节遵循从简单验证型实验出发到综合设计型实验的过渡,实现了实践教学从简单到复杂,从定性分析到定量优化,从学生实验技巧的培养到学生设计创新能力提升的过渡。
2.创新型实践
创新型实践环节是卓越工程师人才培养环节中的重点,学生们通过第二课堂、开放性实验、各种设计大赛等实践活动,从大一起就开始接受工程实践的熏陶。就电机学相关创新型实践活动而言,我校建立了电机学系列课程虚拟仿真实验平台,该平台提供了基于ANSOFT等仿真软件构建的电机模型,学生可以通过三维动画等直观了解各种电机本身的结构特征,可以通过加载相关运行参数,直接观察电磁场的分布状况和分布特点等。基于Matlab软件构建的电机学课程实验平台,可以使学生通过虚拟仿真实验系统操作或自己设计搭建实验电路,掌握电机运行控制原理、控制策略和各类电机的动态运行性能等。
虚拟实验项目设计内容由浅入深,采用虚拟仿真与硬件实物相结合的教学方法,可实现学生从实验项目设置、技术指标、原理方案设计、系统模拟仿真、实验数据分析计算、系统分析改进和实验项目总结报告等一系列完整的工程化训练。该虚拟实验平台摆脱了传统实验室空间和时间的限制,为学生在电机学等基础性学习与工程探究性学习中提供互动、启发、探究式的研学辅助手段与工具。
根据卓越工程师人才培养方案要求,本专业还增设了工程实践与科技创新实践环节。该实践环节项目旨在依托电气学科优势和学校石油专业特色,充分利用校企资源,结合教师和企业科研项目引导学生进行综合性工程实践项目,建立实践教学与科学研究的联系。[3]实训项目包含采用变频调速等技术对油田广泛使用的抽油机、注水泵等大型耗能设计进行技术改造,油田用变压器故障检测及判断,太阳能充电背包设计,感应电动机矢量控制系统设计,新能源发电与并网系统的建模与仿真等从实际工程项目及有工程背景的科学研究中提炼出的内容。
该实践环节要求学生在遵循科学性、可行性和创新性的原则下完成从项目设计构思、方案论证到调试、撰写总结报告的全过程。通过实训和考核,实现学生对前一阶段理论学习的深化和实践能力培养的升华,充分检验学生综合素质、工程实践能力和创新意识培养效果。
3.校企联合的生产实践
面向卓越工程师培养的电机学生产实践环节,主要利用校内实训基地和长期固定的校企合作实习基地,使学生真正接触到电机实物,让学生了解电机在实际工业过程中运行、检修、维护、研发等环节。同时积极邀请川开电气、东方电机、四川电力公司、青峰岭教学电厂等企业的相关技术人员开展技术讲座,并建立企业工程师和校内教师的双导师制,指导学生进行相关工程实践项目,进一步培养学生的工程能力、工程意识和工程素养。
三、总结
电机学课程改革之路任重而道远,在卓越工程师人才培养计划指导下,以学生为中心,构建科学合理的电机学课程体系,优化教学内容、丰富教学手段、强化多层次的实践环节建设,进一步理解并实现电机学教学环节中课程理论与工程实践,知识体系与能力培养之间的有机融合,我们还需不断学习和探索。改革的目标是为了学生,教师应该结合学生实际情况因材施教,这样才能达到改革的最佳效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 李茂国,朱正伟.面向工程过程的课程体系研究[J].高等工程教育研究,2014(4):1-5.
篇9
关键词:制造业人才发展规划指南;电气工程及其自动化;人才培养;教学改革
制造业是国民经济的重要支柱,是科技创新的主要战场,是国家综合竞争力的有力表现。随着现代化技术的飞速发展,制造业全球化趋势加强[1]。电气工程及其自动化专业主要培养的是能够在电气工程领域从事相关的系统设计、装备制造、运行控制、信息处理、研究开发、经济管理以及计算机应用等方面工作的应用型、复合型高级工程技术人才[2]。山西农业大学是全国首批深化创新创业教育改革示范高校,是国家中西部基础能力建设高校,也是山西省高等教育综合改革试点高校。电气工程及其自动化专业是山西农业大学工科专业中的优势专业之一,为了培育更多适应社会经济发展的复合应用型高级工程技术人才,本专业于2012年开始在人才培养模式等方面进行改革。
一、教学改革背景
2010年6月,教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”),它是我国高等工程教育改革和创新的重大计划,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国采取的重要措施[3],其主要目标是“面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势增强我国的核心竞争力和综合国力。以实施卓越计划为突破口,促进工程教育改革和创新,全面提高我国工程教育人才培养质量,努力建设具有世界先进水平、中国特色的社会主义现代高等工程教育体系,促进我国从工程教育大国走向工程教育强国”。“卓越计划”的实施,进一步促进高等教育面向社会需求培养人才,注重人才知识的全面性和实践的创新性,全面提升我国工程教育人才培养质量,更为地方高校的人才培养模式改革和专业发展指明了方向。
二、教学改革实践举措
电气工程及其自动化专业课程体系庞杂,它具有强电和弱电结合、电工技术和电子技术结合、软件和硬件结合、元件和系统结合[4]的特点,这使得该专业人才培养复杂而艰巨,为了培育更多具有创新精神的卓越人才,本专业于2012年开始在人才培养模式等方面进行教学改革。
(一)3+1人才培养框架强化了工程教育的实践性
加强学生工程实践能力是高等教育的必要延伸和社会发展的必然要求。在以往的人才培养过程中,存在“重理论、轻实践”的问题,理论教学环节占据了极大部分的教学时间和考核比例,实践教学环节重视程度远远不足,这不利于学生工程素质和能力的培养。3+1培养框架是指本科阶段3年进行系统课程学习+1年校内外实践环节学习,在改革实践中,对理论课程教学体系和实践教学环节进行了重新调整和整合,专业必修课程在前3个学年全部完成,第四学年秋季学期安排了部分专业方向选修课程和专业综合实践,包括单片机课程设计、电工电子综合设计、电力工程设计,强化工程实践能力和创新精神的培养,第四学年春季学期进行毕业综合实习以及结合实习企业进行的培训实习与毕业设计(论文),且实践教学环节贯穿整个电气工程及其自动化专业复合应用型高级工程技术人才培养环节。
(二)构建科学的课程体系是培养合格复合应用型工程人才的基础
课程体系的设置是由人才培养目标决定的,而课程体系的合理化程度又会影响到人才的合格化程度[5]。电气工程类许多课程之间存在不可分割的联系,有些内容无法单纯地割裂分开到某一课程中,这就造成了课程内容交叉、重叠。例如在“数字电子技术”、“微机原理及应用”和“单片机原理及接口技术”都有数模和模数转换等内容;旧的课程体系课程彼此之间衔接不合理,连贯性、系统性缺失,重点内容不突出。在课程体系改革实践中,我校电气工程及其自动化专业将课程、专业、学科和实验室建设融为一体,优化课程体系和教学内容,打破传统的“基础课—专业基础课—专业技术课”的“老三段”体系,依据电气工程及自动化专业强弱电课程体系特点,按照强电拖动、弱电控制,对课程体系进行一体化重组,构建了“电子技术课程群”“电气控制和传动课程群”。“电子技术课程群”包括计算机应用基础、程序设计、电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、微机原理及应用、单片机原理与接口技术、嵌入式处理器及操作系统、数字信号处理器(DSP)原理及应用等;“电气控制和传动课程群”包括自动检测技术、自动控制原理、电力电子技术、电气控制与PLC、计算机控制技术、电气传动控制系统、电机与拖动、过程控制、电力系统等,并通过电力电子技术和电气控制技术等课程,实现课程群之间的有效融通,强化了课程的广阔性、综合性和亲和性,实现最优学时分配,同时使整个教学过程具有连贯性和合理衔接,既避免教学内容的简单重复,又可以实现整个课程体系的系统化,有利于学习兴趣引导、专业思想形成与知识贯通。
(三)构建科学的多层次实践教学体系是提高复合应用型工程人才培养质量的重要抓手
科学的实践教学体系对于培养具有工程素质、创新能力、动手能力及独立分析解决问题能力的合格复合应用型高级人才起到关键和核心作用。由于电气工程及其自动化是一个实践性较强的专业,各实验课程和实践环节教学计划相对独立,缺乏培养学生实践能力的具体细化目标和体系,导致学生专业口径窄,动手能力和创新能力差。在实践教学改革中,按照认知事物的规律,由浅入深、由简到繁、由个别到综合应用,有层次地设置实践环节,建立如图1所示的认知层、基础层、拓展层、创新层4个层次的实践教学体系。第一层次为认知层,包括物理实验、专业认识实习、金工实训、电子实习,学生进入大学后接受系统实验方法、实验技能训练、专业认识和激发专业思考的开端,是培养和提高学生科学研究工作能力重要基础。第二层次为基础层,包括电路、模电数电、电气控制、电机等课程系列实验,与课堂理论教学同步进行,注重学生实验技能训练,严谨科学作风和良好实验习惯的培养,实验内容主要包括知识验证性和简单综合性实验。第三层次为拓展层,包括微控制器、电力电子、电机与传动、过程控制等专业综合性较强的课程实验和电机、电气控制实习、单片机课程设计、电工电子综合课程设计和电力工程设计,在课程实验内容方面,强化了综合性和设计性实验;在实习、设计环节,充分结合农业院校电气工程及其自动化专业实践特点,以农业和设施农业工程实际为背景环境,以工程项目产品或系统从构思、设计、实现到运行乃至废弃的生命周期全过程为载体,培养学生的科学和技术知识获取能力、学习能力、沟通能力、团队协作能力、开发创新能力和系统掌控能力等,促进学生知识、能力和素质的全面提高。第四层次为创新层,包括学生自己选定的创新项目、SRT计划、各类各级大学生学科竞赛、各级大学生创新创业项目和毕业设计等,在实践中,开放了电工电子、电路和微机测控实验室,为学生进行多种形式的科技创新创业活动提供实验创新平台,毕业综合实习分两个阶段,第一阶段3周的校企合作企业“轮岗制”,针对企业生产环节,对所有专业学生进行多岗轮训,完成生产加工、装备维护、生产组织等方面的训练;第二阶段“顶岗制”,采用企业学生双向选择方式或学生自主选择企业形式,该阶段采用双导师制,校企导师合作完成学生毕业综合实习和毕业设计环节。该阶段是培养学生的创新精神和创新能力,增强工程设计和综合应用素质以及提升职业素养,增强责任感和使命感的重要途径。
(四)激发学生专业兴趣是提高学生创新能力的重要途径
创新思维和创新能力是我国实现制造强国战略目标的驱动力,兴趣与专业的结合是开拓创新思维、培养创新能力的有效途径[6]。在传统的教学环节中,课堂讲授,卷面考核,验证性实验,课程设计固定,这样的培养方式忽略了学生的个性特点,难以挖掘学生在专业学科中的兴趣爱好,长此以往,会严重影响学生创新能力的提高。在教学综合改革中,为了激发学生在专业方面的兴趣,采取以下几方面的举措:(1)实施大学生研究训练计划(StudentsResearchTraining,简称SRT计划),鼓励学生及早进入实验室,接受科研训练,提高专业技能[7];(2)鼓励学生建立兴趣小组,如智能车设计小组、航模小组、电气安装兴趣小组等,使学生实践中发现问题,思考问题,解决问题,在兴趣中加强专业技能,培养创新能力[8];(3)鼓励学生参加各种科学知识竞赛,如全国大学生电子设计竞赛、全国信息技术大赛、全国大学生数学建模竞赛、全国大学生课外学术科技作品竞赛等,通过这些比赛,使学生进一步提高了自主学习的意识和能力,所取得的优异成绩也帮助学生建立了专业方面的自信心;(4)鼓励学生开展发明创造活动,使学生会产生创新的意识以及将想法转化为实践的动力。经过多年的教学综合改革,我校电气工程及其自动化专业在人才培养方面初见成效,学生参加各级大学生学科竞赛获奖54项,其中国家级奖13项,主持各级大学生创新创业计划项目50余项。专业学生就业率平均98.6%,其中30%任职于大中型企业,如国家电网、地方电网、山西各级发电企业、国机集团等,并获得用人单位一致好评。
三、教学改革思考
2015年5月,国务院提出实施制造强国战略第一个十年的行动纲领《中国制造2025》。2016年12月,教育部、人力资源和社会保障部、工业和信息化部联合印发《制造业人才发展规划指南》,作为《中国制造2025》的重要配套文件,从制造业的问题和需求为导向,提出健全人才培养体系、创新人才发展体制、提高人才队伍素质的规划指南,为实现制造强国战略目标提供人才保障,同时给本科院校复合应用型创新人才培养提供了切实有效的行动纲领和进一步深化创新人才培养指明了方向。
(一)优化教师队伍,提高教师实践能力
教师队伍的整体素质决定学校的办学水平和人才培养质量,建设创新型教师队伍对于人才培养至关重要。而在长期的教学过程中,教师因不断强化教学内容、教学技能以及研究领域的相关知识,深入研究的同时知识面反而变窄,因此在教学中难以做到各学科之间融会贯通。此外,对工科教师的业绩考核上唯学术化倾向明显,注重理论研究和追求,轻视工程实际问题的研究和解决。这样,学生难以接受到系统的工程教育。为了优化教师队伍,提高工程教育质量,应从以下4个方面进行:(1)邀请企业高技能人才到学校进行培训,组织专业教师定期到高新技术企业进行实践或去企业短期挂职锻炼,选派专业教师出国进修访学;(2)改革工科教师的业绩考核标准,将实践能力、社会服务能力等纳入教师考核评价体系;(3)鼓励教师进行相关研究领域的发明创造,加大科研成果转化收益分配和知识产权保护力度;(4)鼓励教师参与各类相关技能竞赛,提高相关专业技能。
(二)深化校企合作,实现互利共赢
目前,我校电气工程及其自动化专业正逐步加快校企合作步伐,但校企合作深度不够,企业在人才培养中的主体作用尚未充分发挥,无法按照社会或企业人才需求,制定培养方法;工程教育实践环节薄弱,学生到企业实习时间短,大多只是走马观花参观,企业技术人员简单介绍相关企业相关设备、生产流程、产品工艺等,学生无法真正融入企业产品的研发之中。为了实现更大程度的互利共赢,校企合作程度有待进一步加深。深化加强校企合作应从以下4点进行:(1)加强实体化产学研用联盟建设,深化产学研协同创新,增强校企汇聚创新资源的能力,促进科技创新的优质资源向国家经济社会发展聚焦;(2)在人才培养方案制定时充分考虑企业需求,课程设置和教学内容与专业技术的更新和发展紧密结合,努力做到人才培养和用人需求相结合,学校教学和企业生产相结合;(3)在将教师和学生“送出去”的同时,也将学校的科研成果和创新性产品设计“送出去”,便于科研成果和创新性产品设计转化到生产中,为企业创造更大的效益;(4)在将企业高技能人才、企业文化“请进来”的同时,也将企业从业人员“请进来”,解决部分企业从业人员理论知识欠缺的问题,提高他们的信息技术应用能力。深化校企合作,使得高校与企业在更大程度上互利共赢,快速培养出企业所需要的理论扎实、实践能力强的实用型人才。
四、结语
人才培养是一项长周期的教育活动,高等学校必须转变教育教学观念,以面向社会需求为导向,以提高人才培养质量为核心,研究、探索人才培养的新模式,深化工程教育教学改革,不断增强学生创新意识与创新能力,为制造业强国崛起培养更多高素质的创新型人才。
参考文献:
[1]周衍鲁.基于信息化的中国制造业发展对策研究[D].济南:山东大学,2006.
[2]王娟,郑红梅.电气工程及其自动化的历史与发展现状[J].技术与市场,2012,19(7):110-110.
[3]李永坚,黄绍平,李靖.“卓越工程师”培养要重视教学方法改革———以电气工程及其自动化专业为例[J].中国大学教学,2012(11):63-65.
[4]张志刚,瞿曌,殷科生,等.大工程观下电气工程及其自动化专业课程体系的研究与实践[J].湖南科技学院学报,2013(8):44-46.
[5]潘再平,黄进,赵荣祥,等.全面优化本科教学平台,培养电气工程创新人才———浙江大学电气工程及其自动化特色专业建设[J].电气电子教学学报,2010,32(s1):20-23.
[6]张天会,果霖,顾丽春.浅谈“中国制造2025”对机械设计制造及自动化专业教学的启示[J].机电产品开发与创新,2016,29(3):133-134.
[7]刘桂英,粟时平.电气工程及其自动化专业大学生创新能力培养模式探讨[J].中国电力教育,2009(20):44-47.
篇10
关键词:电气控制及PLC;项目教学;教学效果
作者简介:孔德彭(1976-),男,河南唐河人,浙江工业大学教育科学与技术学院,讲师。(浙江?杭州?310014)孔德辉(1978-),女,河南唐河人,河南省唐河县祁仪乡第一初级中学,中二。(河南?唐河?473413)
中图分类号:G642.4?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)24-0050-02电气控制及PLC应用课程是电气控制及自动化专业的主干课程,其内容与工程应用紧密结合,在工业自动化控制、智能仪器仪表、精密加工、数控机床以及机电一体化技术等领域中得到日益广泛的应用。本课程是浙江工业大学(我校)电气工程及自动化教育专业和机械工程及自动化教育的专业必修课。通过本课程的学习,除了让学生学习电气控制和可编程控制器应用技术基本知识外,还以提高学生的素质和全面能力为宗旨。具体教学要求是熟悉常用低压电器的结构、工作原理、特性及应用,掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力,掌握典型电气控制电路的分析和设计方法,掌握可编程控制器的工作原理及结构特点,熟练掌握基本逻辑指令的应用,掌握步进顺控指令编程方法及应用,了解PLC网络及通讯基本知识,继电接触器控制系统基本分析能力,特别是掌握典型电气控制电路的分析能力,重点是S7-224/S7-300可编程序控制器的编程技术、通信模式及调试技巧。
项目教学是以项目实施为主线有效组织理论和实践知识,师生共同实施并完成一个“项目”为主要学习方式的教学活动,[1]是建立在建构主义[2]和情景学习理论基础上体现行动导向教育理念的教学方法,将传授知识为主的传统教学转变为以完成项目、职业体验和解决问题为主的多维互动式的教学模式,在职业教育的专业课程教学中得到越来越广泛的应用。[3]通过项目实施过程,让学生学习必要的理论知识及掌握必备的专业技能,突出知识的学习服务于职业能力的建构。[4]
一、电气控制及PLC应用项目教学模块
实施项目教学,项目的选取要具有典型性、代表性和全面性,[5]以往的教学选取的项目经常基于小项目来教学,仅能说明一个知识点或某个问题,综合知识无法体现,这样各知识点之间彼此孤立,章节的联系比较匮乏,彼此的知识点无法连贯,逻辑关系无法得到梳理,不能对学生的综合能力进行锻炼。然而学生毕业后往往面对的是比较综合的工程项目,而他们的知识结构是孤立的,面对综合设计一个项目不知道从何处下手,尤其是既需要分析、设计又要安装调试的复杂的项目无从下手了。学生不能立即投入到生产实践中,无奈还要从头学起。
基于以上的问题,在展开项目教学法实施过程中,选取一个比较综合典型的真实项目——节能环保中水回用水处理厂智能控制系统来进行教学设计。参照教学大纲和紧扣教材内容,根据项目组成设计以下主要教学模块:(1)项目教学实施前准备工作及模拟招投标介绍;(2)中水回用水厂供配电介绍及用电安全;(3)中水回用水厂的用到的低压电器设备教学及知识点学习;(4)提升泵房、反冲滤池、加矾加氯、送水泵房仪器仪表的电气控制原理图、元器件布置图及施工图纸设计;(5)提升泵、鼓风机、反冲泵、送水泵的不同启动形式设计;(6)S7-200(含7个从站)和S7-300(含2个主站)PLC设计及编程;(7)主站PLC与各从站的Proface-Bus及中控制室的通信实现;(8)主站PLC触摸屏编程及中控室的主机系统组态;(9)整个中水回用系统与Intenet通信;(10)项目的竣工及验收—课程总结。随着自动化生产的发展,该课程涉及到许多新知识、新技术领域。我们以加强实践教学为突破口,以创新为契机,构建以项目为载体的理论实践一体化教学模式,符合技术师范本科专业的培养特点和定位,既要具备工程性,又要具备师范性,通过课程和专业训练使学生成为具有“讲师”、“工程师”等知识和能力结构的“双师型”人才。
二、项目教学设计
1.项目教学设计
(1)选择合适的配套教材。我们将电气工程及自动化教育和机械工程及自动化教育的专业岗位对电气方面的知识和技能需求为目标,以就业单位人才需要为基准,结合技术师范培养标准选择教材。以现行主流PLC为参考,以必需、实用知识为主,加强学生电气控制技能的培养,教材的内容包括常用低压控制电器、电气控制线路的基本原则和基本环节、可编程控制器基础、S7-200PLC的系统配置及质量系统、SETP7-Micro/WIN32编程软件、S7-300和S7-400PLC系统配置与编程及通信及网络等;[5-6]被选取的项目与教材结合紧密,涵盖的知识比较吻合,也是现在自动化行业及大学竞赛的主流技术。[7-8]
(2)项目实施前,先完成模拟投标及中标过程,让学生明白项目实施过程中必经的流程和步骤,体会真实项目的投标中标和方案实施的过程。标书设计就是按项目模块来分类,每进行一个模块就是完成标书方案中的一部分。