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二、改革前存在的不足
電子技術實訓是以“電工電子技術”這門課程為理論基礎的實訓課,通過實訓鞏固學生的理論知識,培養學生的實踐操作能力。但是在以往的實訓教學環節中,存在著不足。其一,實訓內容c機車電工職業標準內容銜接不緊密。其二,實訓教學手段不新穎。其三,考核方式較單一。
三、 改革內容
1.優化實訓教學內容
根據機車電工職業標準對電子技術實訓內容進行改革。以往電子技術實訓以收音機的焊接組裝為主要內容,只培養了學生金屬導線的焊接和一般電器零部件的組裝的能力。通過改革,在焊接收音機之前適當增加實訓內容,讓學生進行常用電子元件的認知,并利用電工測量工具對元件進行測量,培養學生使用電工測量工具的能力。焊接組裝完成之后,讓學生對收音機進行調試和故障處理。對于實踐能力較強的學生,可以適當增加新的實訓內容,如繼電器的測試、牽引電機的檢修與維護、交流主發電機和勵磁機的維護及故障處理。教師可以根據學生的知識儲備來進行新增項目的任務分配,還可以組織學生參加職業技能競賽。職業技能競賽能夠激發學生的進取精神、提高學生的專業技能。技能競賽的過程也是院校與院校之間交流和溝通學習的過程,參加競賽教師也可以累積豐富的經驗并且運用到今后的實訓教學中,在這一過程中也能接觸到企業的新技術和新的管理理念,擇優借鑒。
2.創新實訓教學手段
隨著現代教育教學技術手段的發展,充分利用現代化的教學手段進行實訓教學,能夠激發學生的積極性和求知欲,也能使實訓課更加生動。根據實訓內容制作微課,運用圖片、動畫和視頻相結合的教學手段,以生動的形式呈現給學生,學生可以在實訓過程中自行點擊播放微課進行學習和操作練習,或者在實訓前通過手機等移動終端進行課前預習。例如,提前預習焊接的方法和焊接技巧。這樣不僅節省了時間,激發了學生的實訓熱情,而且大大提高了學生學習的自主性和靈活性。同時也可以根據手機仿真軟件,進行簡單的電路設計,仿真成功后可以利用實訓室的電子元件設計制作感興趣的作品。
3.改革實訓考核方式
電子實訓考核項目分為三部分內容,分別是個人評價(20%)、小組評價(20%)和教師評價(60%)。其中,個人評價是指學生對自己在整個實訓過程中的表現進行評價,主要包括以下內容:實訓項目準備情況、實訓工具使用情況、作品完成情況和個人自我管理情況;小組評價包括組內互評和組間互評兩部分,組內互評指組員對小組內每名成員的實踐能力、團隊合作能力、創新能力和表達能力等進行評價,組間互評指小組對其他小組作品的工藝、功能和組織紀律進行評價;教師評價是指指導老師對學生每個階段的成果進行評價,主要體現在對學生的器件特性掌握、電路連接、電路調試、表達能力、文明習慣、組織紀律和實訓報告書寫等方面進行量化考核。
基于工作過程形成的全方位一體化考核評價體系提高了學生對實訓課程的認識,培養了學生的職業素養和安全意識,增加了學生的團隊協作精神和語言表達能力。
為了適應現在高等職業院校學生的培養方式,實訓教學改革就顯得尤為重要。高等職業院校應大力提高學生的專業技能和實踐能力,讓學生學以致用,更好地接軌社會,以適應社會的發展。
電工電子技術應用的廣泛性決定相關專業學生在加強理論學習的同時,更要注重通過實訓掌握相關技能。荊州職院依托2006年建成的國家電工電子實訓基地,積極創新電工電子實訓教學模式,較好地培養了學生創造性思維能力和自主實訓與操作能力。
1、有效發揮多媒體技術在電工電子實訓教學中的功能
實訓教學過程中,一改過去僅僅靠老師一只粉筆、一塊黑板、一本教材的傳統課堂教學模式,克服學生感到學習過程枯燥乏味、注意力難以集中的弊端,通過招標購買電工電子類實訓演示軟件,借助多媒體設備直觀地向學生演示各種儀器設備使用方法,從操作準備到操作要領以及設備運行等信息一目了然。然后,學生根據多媒體軟件的演示,積極而有序地操作設備,減少了操作失誤,保證了實訓設備的完好率,也提高了學生的學習效率和積極性。
2、善待學生在實訓過程中存在錯誤和缺陷
學生的學習能力和規則意識參差不齊,盡管有多媒體演示操作要領,老師強調了安全注意事項和紀律要求,但在平時的實訓教學過程中,還是有學生違反實訓安全條例和規章制度,造成常識性的錯誤和缺陷。對此,實訓指導老師不是指責和安排其當旁觀者,而是耐心指出失誤的原因所在,讓學生自己去評價或全面思考自己的實訓過程,這樣反而讓實訓過程中出現錯誤和缺陷的學生更好地學習到相關知識,掌握了解決問題的方法。
電工電子實訓課程的安全注意事項往往容易被忽略。最基本的細節忽略往往影響整個實訓過程,甚至導致重大安全事故的發生,所以,實訓老師每次在指導學生開展實訓前都要求學生檢測漏電保護器和實訓臺保險裝置,充分保障學生實訓安全。
3、激發學生學習電工電子技術理論的興趣
興趣是一種意識傾向。良好的學習興趣是求知欲的源泉,是思維的動力。電工電子實訓教學過程中,實訓指導老師結合專業特點和學生生活實際,通過師生互動,有效地激發學生電工電子理論的學習興趣。在日光燈管實訓中,簡單地介紹判斷燈管好壞的方法;在擴音機電路的實訓中,在教室的講臺上放上音箱,讓完成實訓的學生直接能夠聽到從音箱里放出來的音樂,這是對完成這個實訓任務學生的肯定和激勵,能夠大大提高學生實訓的積極性和自主性;再比如,在搶答器或者計數器的實訓中,可以安排完成實訓的學生進行搶答比賽,讓學生體會到電工電子所帶來的實用性。讓學生體驗實訓成果,感受勞動的喜悅,這不僅能激發學生濃厚興趣,更能激發他們強烈的求知欲望,使他們對所學的理論課也更有興趣。 4、優化整合基礎性實訓和綜合性實訓內容
驗證性的基本實訓和課程內綜合實訓,是電工電子實訓體系的基礎,主要涉及掌握運用常用儀器儀表、機械設備及實訓技術,起著由技術基礎課向專業課過渡的橋梁作用。不同層次、跨學科的綜合實訓是專業課程實訓的核心內容,它主要依托電工技術實訓室、電子技術實訓室、電工技能訓練室、PLC實訓室、EDA實訓室和創新實訓室等實訓基地。實訓指導教師根據學生實際,自主選擇實訓內容或項目,為專業課程的綜合實訓打好基礎。
5、創新實訓考核方式,提高學生實境操作能力
一方面組織學生參加不同層次的競賽活動,檢驗學生實訓成效。如電子設計大賽培訓、“挑戰杯”培訓及學生業余科技活動制作等。在組織學生參與競賽活動之前,實訓指導教師引導學生獨立查閱資料、設計方案、撰寫實訓報告,鍛煉學生的靈活運用知識的能力與獨立工作能力。不同專業學生的有不同學習要求和特點,考核方式也實行差異管理。如化工類專業以平時的考查為主;冶金機械類采用開卷考試方式,考核題目以操作為主;電類專業實訓獨立開課,除期末考試外,也要進行操作考試等。要注意把平時成績、實訓成績按一定比例記為最終成績,通過考核,既給學生一個全面客觀的評價,也明確了學生努力方向。
完善電工電子實訓教學質量和成效的地方還有許多,但總的目標是通過實訓,提高學生的動手能力、工程實踐能力和創新能力。這將是我們恒久努力的方向。
電子技術課程知識包括很多基本的電工知識。比如電阻的串并聯、電容與電感和LC電路。近年來技校生源不足,學生素質偏差,初中應屆畢業生馬上學習電工基礎這樣的專業基礎課,肯定會不適應。如果沒有學好電工基礎,在學習電子技術課的時候就會顯得非常吃力。短短幾節課時間,學生就會備受打擊,表現出厭學情緒,專業教師很難完成教學目標。改變教學現狀、提高教學效果,是擺在電子技術專業老師面前的難題。
二、改革措施
1.激發學生的學習興趣
學習興趣是一個人對學習的積極認識傾向與情緒狀態的體現,是可以推動學生求知的一種內在力量。學生對某一學科有興趣,就會持續地專心致志地鉆研它,興趣可以成為學習的動力,從而提高學習效果。教師要遵循教育心理學的規律,把培養學生興趣作為課堂教學的重要環節。教師可以利用電工技術的學科特點,激發學生學習興趣。電子產品在生活中隨處可見,電子技術的內容許多都與日常生活相關。在講授這些內容時找出實物,比如同學生們一起拆解收音機,觀察收音機的內部結構。這時候學生會發現簡單的電路實際上就是由電容、電感、電阻、二極管、變壓器這些基礎元件組成的。在汽車啟動時,需要點火裝置,該裝置通過微機控制,在傳感器作用下實現感應功能。電子控制點火系統還可以自動調節點火大小。電子技術在各種控制領域有廣泛的應用。盡可能讓學生意識到所學知識與自己生活工作息息相關,電子技術知識可以學以致用。與學生一起探索研究,學生獲得知識的過程是頭腦獨立探索的過程,學習過程是一個發現的過程,教師在教學中要當好“導演”,指導學生去發現。讓學生帶著好奇心去發現,激發學生的學習興趣。
2.優化教學內容,改革教學理念
電子技術中有一些內容比如脈沖波形、時序邏輯電路、晶閘管及應用電路等,理論性較強,技校的學生僅了解即可。二極管、三極管、直流穩壓電源、正弦波振蕩電路、數字電路基礎這些內容才是重點,學生要熟練掌握。根據指示的難易程度和重要性,優化教學內容,強實踐,弱理論,與技校學生的認知能力相匹配。推進一體化教學,把原先以教師為中心的教學方式逐步變成以學生為中心的教學方式。將教材為中心轉變為以培養目標為中心,將先理論、再實踐轉變為邊理論、邊實踐。這樣將教學從單一的傳授學生知識,變為讓學生使用知識。教學形式由固定的教室,變成了實訓場所,讓學生的學習由被迫變為主動。一體化教學能夠讓學生了解先進的電子技術,培養出專業的電子技術人才。
3.培養一體化教師
技校電子技術的教師既要有扎實的基礎理論,還要有豐富的實踐能力,這樣才能滿足學校對一體化教師的要求。大部分新入職教師都是從學校畢業直接進入學校教學的,實踐能力欠缺。技校應該組織教師去合作企業帶隊實習,請專業的企業師傅對教師進行培訓,教師自己也要用閑暇時間多去學校實訓中心練習,提高自己的業務水平。
4.創新教學方法
電工電子技術的廣泛應用,帶動了職業學校相關專業的發展。中職學校為培養電工電子技術人才做出了貢獻,但是隨著中職教育改革的深入開展,許多問題也暴露出來。突出表現在教材內容難、學生素質低與教學方法不相適應的矛盾,為了更好的適應時展對人才的要求,教學方法改革勢在必行。
一、開展互動教學,激發學生興趣
要提高教學效果,必須培養學生的學習興趣,學生在發揮主觀能動性基礎上,才能接受教學內容。筆者教授廣東省海洋工程職業技術學校電子技術1301班、電子技術1302班學生,共計80人,互動教學的開展有效提高了學生的學習熱情 ,加強了與學生的交流,激發了學生的學習興趣。在互動課堂上,我對每一個環節和問題都精心備課,創設問題后,學生在自主探究基礎上,小組之間進行協作、分工,共同分析、綜合、推理、得出結論,使課堂價值更大的發揮出來。例如:在講授“三相負載的連接”時,我將“Y―對稱負載線路連接”的分析設置為探究題,讓學生進行討論,由教師進行評價,尊重了學生的主體地位,提高了課堂的實效性。
二、創新教學方法的運用
1.項目引領、任務驅動法
筆者積極進行了教學方法的創新,在教學中以“任務驅動法”為主,還根據不同項目的不同特點采用靈活多樣的教學方法,充分發揮學生的主體能動作用。利用多種先進的教學模式,有針對性地靈活運用于每一個學習情境的各個環節。在獲取信息環節,注重發揮項目引領和任務驅動模式的作用,以提高所捕捉信息的針對性和有效性;在計劃和決策環節,更強調項目引領作用;在實施、控制環節,則是工學交替、任務驅動、課堂與實訓地點一體化模式發揮了重要作用。
2.行為導向教學法
中職學校《電工電子技術基礎》的教學目標是培養應用型技工人員,并非電工電子技術領域的科研專家,因此筆者將重點放在實踐活動中,將理論知識弱化,例如:二極管的單向導電原理、硅穩壓管穩壓原理、三極管的電流放大原理、振蕩器工作原理、晶閘管的工作原理等等,只強調其工作特性和實際應用,節省下來的課時用來加強實訓鍛煉。如講完二極管的單項導電、三極管的電流放大原理時,沒有通用電工電子試驗臺進行插件實驗來驗證特性,只是我演示學生就可理解。行為導向教學,就是用有實際價值的實驗代替理論驗證實驗。在二級管的單項導電性和穩壓特性講解時,筆者引導學生進行橋式整流濾波穩壓電源制作實驗。學生在實驗過程中,會主動了解電烙鐵的應用、元器件的基本常識,在實驗過程中反復調試和排除故障,從而實現了教學目標,復習了有關電容的濾波知識,提高了學習的實際效果。
三、重視實驗教學
《電工技術基礎》的理論比較抽象,筆者一向注重實驗教學質量,提高對理論的理解能力,為學生將來就業時打下了良好的技能基礎。例如:教學中的電阻測量一節,伏安法測電阻中講述了兩種接法,學生心中會存有疑惑。我的做法是讓學生親自做實驗,學生在思考中實驗,用實驗的結果論證自己的觀點,收到了良好的效果。可見,在實驗教學前,教師應該有針對性的布置相關的探究題,讓學生帶著問題去做實驗,增強實驗的目的性和方向性。教師最后歸納點撥,學生會有種豁然開朗和知識升華的感覺。例如:電動機的知識有比較強的實用性,教師采取單一講授法很難讓學生深刻體會電動機的機構和轉動原理。因此,我在講課時主要采用形象化教學,利用電動機模型激發學生的興趣,給學生一個感性、形象的認識,同時把電動機的型號和正反轉控制進行演示,此時就比較容易理解了。在講解繼電接觸器控制系統時,可以將熔斷器、交流接觸器發給學生觀看,方便的話可以變演示邊講解交流接觸器的工作原理,介紹寢室用的熔斷器。實驗教學能有效的拓展學生的思維,對理論的理解有很強的啟發和深化作用。
四、利用現代教學手段
中職學校的教學方法改革,必須有先進的教學手段向配合。要引進多媒體等現代教學手段,變抽象的教學內容為形象化、生動化、直觀化、動態化。我們廣東省海洋工程職業技術學校使用天煌牌THETDD-1型電工電子技術實訓裝置、多媒體電腦等設備,有效的提升了學生對電工電子知識的理解和應用能力。在三相異步電動機的工作原理的課堂上,我利用了多媒體技術在屏幕上展示了磁場慢轉的模擬畫面,收到了良好的課堂效果,動態的演示增進了學生對教材的理解,培養了學生的創新意識。我校的電工電子技術課堂中,學生可以利用仿真設計軟件進行電路的設計和測量實訓,利用新教學手段,提高了學生的專業水平,培養了實際動手能力和創新能力,為將來的工作打下牢固的技能基礎。
五、重視學生自主學習能力的培養
《電工技術基礎》主要為學生就業后的技術應用打下基礎,筆者上課時重點開發學生的自主學習能力,養成良好的自主學習習慣。我們在常規課堂中,不是事無巨細的回答學生所有問題,而是對學生的困惑和疑問進行辯證分析,對大多數問題都引導學生自己查找資料,在研讀教材和資料中探究、思考,從而自主解決問題。筆者經常提供適當的參考書目和文獻,為學生提供解決問題的方向,而不是直接告訴答案。充分發揮網絡的積極作用,讓學生自行了解學科的最新動態和學術觀點,參與網上論壇討論和交流,拓展視野和思維。
綜上所述,我們中職學校電子專業教師要積極創新教學理念,改進教學方法,不斷充實自身的專業和教學能力,提高《電工電子技術基礎》課程的教學效果,為社會培養出更多合格的技術型人才。
參考文獻
主要課程:機械工程制圖、電工與電子技術應用、機電設備自動檢測、機械結構分析、液壓系統應用與維護、機械制造技術、數控設備操作與維護、機械系統安裝與調試、設備電氣控制與修理、現代設備管理、機電設備故障診斷與維修、金工實訓、維修電工實訓、機修鉗工綜合實訓、機床排故與檢修實訓、高級職業資格技能實訓及鑒定、頂崗實習、畢業設計等。
機械工程專業就業方向
國家有關部門、科研院所、高等院校、企業、高新技術公司應用CAD及分析軟件從事各種機電產品及機電自動控制系統及設備的研究、設計、制造,如:進行工業機器人、微機電系統、智能裝置等高新技術產品與系統的設計、制造、開發、試驗與研究工作。
從事行業:
畢業后主要在機械、儀器儀表、新能源等行業工作,大致如下:
1、機械/設備/重工;
2、儀器儀表/工業自動化;
3、新能源;
4、電子技術/半導體/集成電路;
5、汽車及零配件;
6、其他行業;
7、計算機軟件;
8、原材料和加工。
從事崗位:
畢業后主要從事機械工程師、高級機械工程師、結構工程師等工作,大致如下:
1、機械工程師;
2、高級機械工程師;
3、結構工程師;
4、自動化機械工程師;
5、電氣工程師;
6、機械設計工程師;
7、助理機械工程師;
一、電子電工實訓課程的特點
由于電子電工實訓課程是一門主要以實際操作為基礎的學科,因此也就不可避免的具有知識點多,且技術復雜和交叉性強的特點。電子電工專業的學生需要掌握各種復雜的實訓裝置,內容較為復雜。此外,在實訓的過程中還存在環節繁雜等特點,因為電子電工本身就是以實踐為基礎,所以在實訓的課程中會需要學生把相關的原理弄清楚,熟練掌握基本的操作方法。
一般來說,電子電工實訓課程的教學目標主要是:對電子電工實訓過程中常用的基本儀器儀表的使用方法要熟練掌握;對電子電工基礎知識中的基本單元電路通過實訓課程中的實驗得到相應的感性認識,從而加深對基本單元電路的理解;能夠熟練完成對特定電路的故障排查工作;在掌握了基本的電子電工專業知識后能夠通過自身的思考和觀察,創新性的設計一些自己感興趣的實用電路,即學以致用;所有這些除了對專業知識的學習,還要求培養學生的嚴謹作風,同時不斷向學生灌輸安全用電的意識。
二、電子電工實訓課程教學中存在的不足
(一)電子電工的實訓課程和理論教學不協調
任何一門學科的學習都需要掌握基本的理論知識,然后在通過一定的實踐將學生所學理論落實到實踐中去,進而在具體的實踐活動中對理論進一步的理解和記憶,這就需要在課程的教學過程中注重理論和實踐的協調。然而在目前的電子電工實訓課程的教學中,部分教師不能夠將兩者有機的結合起來。部分教師由于受到傳統教學思想的束縛,始終認為應該注重對理論的學習,并且把期中、期末考試中的理論學習作為重中之重,卻忽視了至關重要的實訓課程。這就造成了學生的動手能力和實踐能力的低下,不利于學生畢業后在社會上參與競爭。
(二)電子電工的實訓課程效果較差
部分教師在電子電工的實訓課程的教學中,未取得良好的教學效果,其中存在的問題主要體現在以下幾個方面。首先,是教師教學方法的陳舊,教學方式單一、枯燥,不能夠采取有效的教學手段激發學生的學習興趣和積極性。部分教師只是采取固定的教學模式,但是由于學習的氣氛不濃厚,再加上電子電工實訓課程本身就比較復雜,就很難取得良好的教學效果。其次,是學校給學生提供的實踐基地較少,學校未能和相關的電子企業建立合作關系,因此不能夠為學生提供更多的實踐機會。
三、改進電子電工實訓課程的措施
(一)教師加強對電子電工實訓課程的重視程度
要想在電子電工實訓課程中取得良好的教學效果,就需要學校和教師從思想上意識到對電子專業學生的實踐訓練是一項至關重要的教學工作。加上目前我國對電子專業人員的龐大需求和激烈的市場競爭,電子專業的學生要想在巨大的就業壓力下取得突破,就應該不斷加強對實訓課程的學習。學校應該首先選取實踐性較強的電子電工的教材,增加實訓課程,建立完善的電子電工課程體系。與此同時,教師在加強學生的實踐能力的時候,要充分利用課堂時間,向學生傳授基本的理論知識。只有將理論和實踐相結合,才能不斷改進電子電工的實訓課程效果。
(二)教師不斷創新電子電工實訓課程的教學方法
有效的教學方法是取得良好教學效果的有力保證,教師在日常的教學實踐過程中,應該積極從自身的經驗出發,摒棄陳舊的教學思想,不斷探索新的教學方式方法,可在很大程度上調動學生的積極性和學習熱情。筆者結合電子電工實訓課程的教學特點,認為在課程中運用多媒體技術、仿真技術和具體實驗相結合可有效提高教學效果。首先,可以大大節約時間,同時能夠有效提高課程教學的效率;其次,通過形象的圖片和動畫等多媒體形式有助于學生理解復雜的理論;再次,教師可以針對電子電工實訓課程中的難點設計仿真實驗,讓學生在直觀和感性中掌握知識難點;最后,再利用本校的電子電工實訓設備按部就班地完成相關的基礎實驗教學,實在沒有的,或者是經濟比較落后的,可以分組完成用萬能板現裝的電路進行測試,最起碼要做教師演示實驗,增加學生的感性知識,仿真實驗雖然方便,但顯然沒有真實實驗來得直觀、震撼!總之,通過學校和教師增強實訓課程重要性的意識,并通過采取完善課程體系和創新教學方法等措施,就有助于學生真正將理論和實踐相結合,從而更快更好地適應社會的發展需求,最大限度地實現自己的人生價值。
四、結語
綜上所述,電子電工實訓課程是電子專業教學的重要組成部分,只有不斷改進電子電工實訓課程的教學方法和手段,調動學生的積極性,鍛煉學生的實踐能力,才能真正提高電子電工實訓課程教學的有效性,才能培養出合格的電子電工專業人員,才能為我國日益龐大的電子市場提供高素質的人才。總之,對電子電工實訓課程的改進不是一朝一夕的事,需要學校和教師以及學生之間的共同合作,結合實際,不斷探索新的教學方法。
參考文獻:
[1]陳磊.電子電工實訓課程探討與改進[J].中華少年(研究青少年教育),2013,(5).
高等職業教育相較于普通高等教育而言,高職教育的目的在于培養技術型、實用型人才,旨在能夠為社會及時輸送實用人力資源,盡量縮短人力使用磨合期。電子及電氣相關專業是一個實踐性很強的專業,因此,在制定教學及人才培養計劃時,電工實訓是其中必不可少的一個環節。電工實訓的目標是實用化,注重學生操作能力的培養,即培養出具備一定理論知識并且具備實踐操作能力和專業技術和技能的電工人才。制定科學、合理的教學計劃,深化教學改革則是我們教學工作者重中之重的任務。本文就作者所在的安順職業技術學院現代工程系關于電工實訓方面的探索和實踐談一些心得和體會。
一、電工實訓目前存在的問題
1.學生缺乏自主意識
高職院校的學生相比高等院校的學生,學習基礎較差,底子薄弱,在學習理論知識時會遇到較大的困難,然而理論知識直接關系到實踐操作的效果,因此高職學生如果沒能打下堅實的理論基礎,在實訓階段會遇到較大阻礙。另一方面在于高職學生“能動性”低,實驗的目的是通過學生動手加強理論理解以及提高實踐能力,而從目前的實驗教學效果來看收效甚微,反饋出了諸多不足。大多數學生在實踐操作時過分依賴課本和老師指導,在實訓過程中被動參與,機械的完成實驗操作,卻不理解實驗電路完成的功能,缺乏獨立思考、自主完成實驗的意識。
2.理論脫節實踐
目前高職院校使用的課本教材大多數還是經典教材,經典教材的好處在于理論知識豐富、內容涵蓋廣,但已經開始不適于電子技術飛速發展的今天。教材中的有些理論已經過時不再被使用,部分理論知識已經不能反映現實問題,理論與實踐有較大脫節。理論的目的應該是指導實踐,如果達不到這個目的,那么耗時的理論學習則付之東流。教材中有些理論則復雜冗余,公式推導多,過多的理論學習對于以“實踐”為目標的學生來說是一個沉重的負擔。理論課時過長,實訓課時過短也是目前存在的一個問題。一般情況下,理論學習的課程幾乎排滿了整個學期,而實訓的時間往往只有2到3周,并且目前的教學方式都是分段式教學:先理論,后實踐,理論教師和實訓教師分開負責,由此很容易造成理論和實踐的脫節以及教學資源的浪費。
3.實驗設備陳舊
現代電子技術飛速發展,設備產品更新迭代迅速,很多高職院校購置的教學設備年限久遠,過于陳舊,很多設備已經不符合目前的實驗要求;而且由于缺乏管理經驗和有效的保護措施,實驗設備易發生故障,導致學生在實訓經常出現多人共用一臺設備的情況,這會大大降低實驗效果。同時,部分學校教師自制的實驗設備技術含量低,適應面窄,存在一定的安全隱患。
二、電工實訓改革方案
1.自編教材,合理分配教學資源
教材是學習的基本工具,針對經典教材理論知識復雜的問題,首先應根據學校培養計劃作出適當調整,理論知識應與能用為主,化繁為簡,突出重點。目前我校正在積極編排教材,汲取多本教材的可利用部分,結合我校的實訓課程,出版符合我校電工實訓基本情況的全新教材。與此同時將經典教材作為工具書輔助教師教學。同時建議各校根據實際情況合理分配教學資源,改掉理論多,實踐少的問題,切勿將理論與實踐分開走,注重理論與實踐的相互結合,可以在學習部分理論知識后立即指導學生進行實踐,趁熱打鐵。在互聯網時代下,發揮多媒體的教學優勢,豐富教學模式。例如,晦澀難懂的理論知識及復雜的設備結構可以通過多媒體課件生動展現出來;建立網絡課堂,學生可自行在網上做到提前預習,課后復習,不懂反復學習;增設師生溝通方式,通過建立微信群、扣扣群、答疑網站等方式加強師生交流,做到學生有問題可以第一時間尋求老師幫助,提高學生學習興趣。
2.積極舉辦科研活動,鼓勵學生參與
學以致用是我們辦學的最終目的,學校作為學生的“實戰演練地”,需要積極舉辦活動鍛煉學生的實踐能力,一方面既考驗了學生的學習能力,另一方面又加的學生的創造能力。我校前不久順利舉行了“創新創業”團隊的雙創比賽,由老師親自帶隊,學生自行組隊的方式,學生自選科研課題,學校給予必要的資助。在本次活動中,“活動多功能窗戶”、“智能建筑”、“車輛溺水逃生裝置”等優秀作品脫貧而出。我校將會持續舉辦各類科研活動,旨在豐富學生的課余時間,增進師生交流,同時提高學生的動手實踐能力。
3.發展校企合作,建設實訓基地
為了讓學生畢業后能夠迅速走上工作崗位,企業實習是非常重要的一步。學生自主尋找實習的機會往往僧多肉少。為了保障學生就業問題,學校應積極發展校企合作,盡可能為學生提供實習機會,盡早鍛煉學生。在2016年初,我院與安順特安電梯有限公司、安順市開發區宏鑫汽車修理廠、安順市開發區宏鑫汽車配件銷售中心、安順金武安保運營有限公司等四家安順本土企業校企合作戰略協議,為學生提供大量實習機會,有意愿的甚至可提供就業崗位。多年來我校積極開展深度校企合作,在校企合作關系的探索上不斷朝著正規化、制度化的方向完善。另一方面我校尋求當地政府資助,在新校區的建設地規劃出實訓基地,購置大量實訓設備,完善師資團隊,從實際出發制定出科學的實訓培養計劃,增加學生實訓的時間,將電工實訓作為學生學習過程中的一個重要階段。
電工實訓是全國高職院校電子及電氣類專業的一門必修實踐課,提高學生實踐能力,培養技術型、實用型人才是我們教學目的的最終目標。電工實訓教學改革是一個長期、靈活、艱難的探索過程,豐富教學方式,教學資源再分配,開展校企合作,建立實訓基地等依然會有許多細節問題等待我們去完善和解決。進一步的發現和探索電工實訓新方案,完善教學體系,培養國家型、社會型人才是我們教育工作者長期的課題。
參考文獻:
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[2]孫玉紅.提高電工實訓教學的實效性[J].中國職業技術教育,2013(2),94-95.
一、引言
電氣自動化技術是一個綜合性很強的學科,是集電工電子技術、電機拖動、計算機技術、自動控制技術、傳感檢測技術、信息處理技術、伺服驅動技術和網絡控制技術于一體,是適用性、實踐性很強的一門學科。在傳統的教學過程中,由于種種原因,每個學生的獨立動手操作機會很少,實驗教學只能按老師的要求和實驗臺的功能進行,實驗的數量和質量受到極大限制,無法根據社會對人才的需求來培養適銷對路的人才。在整個實驗教學中缺少一個貫穿于整個自動化控制技術領域中實驗、培訓、開發的環境,很難實現綜合素質較強的電氣自動化方面高技能人才的培養目標。
針對于電氣自動化專業培養模式的局限性,基于開放式電氣自動化控制技術所涉及到的技術層面和社會對電氣自動化專業人才規格的要求,建立和完善一個柔性實驗教學平臺——可反復重構的硬件、軟件構成積木式柔性實驗教學平臺,為學生營造一個開放式電氣自動化控制技術實驗教學平臺。學生可以根據教學要求進行基礎性的實驗,基本操作技能的訓練,專業操作技能的訓練與考核,電氣自動化系統的開發與設計等。柔性教學平臺可根據人才的規格要求和學分制的要求進行不同層次的組合。
二、電氣自動化專業人才培養的層次和能力要求
根據技術發展的規律和需求,電氣自動化專業人才和其他技術人才一樣,人才的培養是根據社會、企業不同的需求而分層次的。由于電氣自動化控制技術的復雜性,一般來講,電氣自動化專業人才根據企業需求分兩個層次,如圖1所示。
圖1 電氣自動化專業人才規格及知識能力要求
“藍領層”電氣自動化專業人才要求能夠承擔電氣自動控制模塊(PLC、單片機等設備)的簡單編程,自動控制設備的安裝、維護與調試。“金領層”電氣自動化專業人才要求在掌握安裝、維修和調試的基礎上,能根據需要對具體的電氣自動控制系統進行必要的二次開發和改進,使原有系統的功能更加完善。
三、柔性實驗教學平臺的建立
1、電氣自動化專業人才知識結構平臺
首先根據人才培養規格來設計理論知識結構模塊,然后在此基礎上來建立實驗硬件平臺、軟件評價平臺,具體內容如圖2所示。
圖2 電氣自動化專業人才知識結構平臺
(1)文化基礎知識模塊:主要是培養專業技術人才的文化基本素質,是學好專業理論知識和技能形成的基礎,也是個人提升層次、轉崗、變崗的基礎,應保證打好文化基礎。
(2)機械基礎知識模塊:主要是學習機械方面相關的專業基礎知識,它包括機械基礎、機電工程制圖、氣壓與液壓知識、機械加工等方面的知識。
(3)計算機應用知識模塊:主要學習計算機基本知識、計算機信息處理技術、WINDOWS操作系統基本使用方法、計算機網絡基本概念和Internet入網方法、數據庫管理系統基礎知識和WORD文字處理系統的使用、VB使用等方面知識。
(4)專業基礎知識模塊:主要包括電氣控制的基礎知識、電工基礎、模擬電子技術、數字電子技術、電機與變壓器知識、傳感檢測應用技術、單片機應用技術等方面的知識。
(5)電氣控制技術模塊:主要包括交直流調速技術、工廠供配電技術、PLC應用技術、變頻器應用技術、電工EDA技術、自動控制基礎等方面知識。
(6)電氣設備維護與維修模塊:主要包括常用電氣設備維修、數控機床維修技術、設備大修工藝的編制等知識。
(7)電氣控制系統開發與設計模塊:主要包括PLC、變頻器控制系統的軟硬件設計、單片機系統的開發、人機界面的開發、普通機床的數控化改造等知識。
(8)網絡軟件技術應用模塊:主要介紹局域網的開發應用知識、局域網管理知識、工業控制軟件(如組態軟件)的應用知識、PLC等控制設備網絡通訊(以太網、局域網)等知識。
2、硬件實驗平臺的搭建
通過對上述人才知識結構的分析,便可構建柔性實驗教學硬件結構平臺,如圖3所示。
(1)金工實訓室:由臺虎鉗、普通鉆床、普通車床、常用的工量具等組成,學生可以進行鉗工技能訓練,學會鋸、銼、鉆、鉸、攻絲等技能,學會鉆床、車床的基本操作技能,工量具的使用方法等知識。
(2)電工基礎實驗室:主要由電工實驗臺、電工基礎實驗模塊、電工儀表等組成,學生可以進行電工技術相關的實驗操作。
(3)電子技術實驗室:主要由實驗臺、模擬電路實驗箱、數字電路實驗箱、示波器、信號發生器等組成,為學生提供模擬電子、數字電子技術的實驗、電子制作等實訓操作。
圖3 實驗教學硬件結構平臺
(4)電機與變壓器實驗室:主要由實驗臺、交直流電機實驗裝置、變壓器實驗裝置、電工儀表等組成,為學生提供交直流電機、變壓器等實驗。
(5)計算機應用實訓室:由若干臺計算機和一臺投影機組成,為學生提供常用操作系統和基本軟件的使用訓練、計算機組裝訓練、計算機程序設計訓練、網絡維護訓練和CAD軟件使用訓練等。
(6)液壓氣動實驗室:主要由液壓傳動實驗臺、氣壓實驗臺等組成。為學生提供液壓、氣壓控制技術訓練。
(7)電工基本技能實訓室:主要由電力拖動實訓臺、電器控制電路板、電機等組成,為學生提供電氣控制線路安裝、電子技術安裝等訓練。
(8)電子EDA模塊:由若干臺計算機、一臺投影機、EDA虛擬電子工作平臺系統、印制電路板制作系統組成,為學生提供常用電子EDA軟件的使用訓練、電子線路的設計、模擬調試及電路板制作等。
(9)電氣控制模塊:主要由PLC實驗室、變頻器實驗室、單片機實驗室、傳感器實驗室、數控實訓室、工業過程控制實驗室、故障檢修實訓室等組成。為學生提供PLC、單片機、變頻器、傳感器、數控技術等專業技能訓練,學習工業過程控制知識,學習組態軟件等知識。
(10)MPS實驗室:主要由MPS柔性生產線、計算機等組成。為學生提供機電一體化技術綜合實習,學生可以學習PLC控制技術傳感檢測技術、氣動控制技術、軟件編程技術、接口技術、通訊技術等多種控制技術有機結合的應用技術。
(11)電氣技術開發實驗室:由計算機和一些電氣控制元件、接口板、控制卡、驅動單元、步進和伺服電機、工業軟件等組成,主要為教師和水平較高的學生提供開發、設計、改造電氣系統的場所,同時可進行一些光機電一體化實驗。
四、柔性實驗教學軟件結構平臺搭建
為了保證人才培養方案的順利實施以及硬件實驗平臺的正常運轉,做到統一協調,有條不紊,柔性實驗教學軟件平臺包括以下內容。如圖4所示。
圖4 柔性實驗教學軟件平臺結構圖
軟件結構平臺中各種軟件的功能:
(1)電氣教學管理軟件:負責理論與實踐教學計劃的管理,監督整個柔性實驗教學平臺的運轉情況,檢查一體化教學執行的情況。每個實驗室的工作計劃在學期開始之前就輸入到管理系統中。
(2)專業應用軟件:根據電氣技術人才規格培養的要求,應配套相關的正版專業軟件,如AutoCAD、EWB、Protel 99SE、組態軟件等。
(3)仿真系統軟件:根據教學需要配套相關的電氣控制技術中仿真系統軟件,利用計算機仿真技術以及多媒體技術,通過軟件的仿真調試與操作,使學生可以對PLC、單片機等進行仿真調試,從而減少設計周期。
(4)學生考核評價軟件:本軟件主要負責學生考核成績的管理。根據不同層次人才規格及學分制的要求,給學生建立個人檔案,建立一種新型的培養質量評價方法,盡量采取計算機統一考試、統一評分,現場測試、操作、現場打分的考試辦法,著重考核學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,鼓勵學生參加技能考試和比賽,并給予獎勵和學分。
(5)網絡管理軟件:負責管理局域網的正常運行。
五、特色精品課程的建設
在構建教學平臺的同時,應該注重精品課程的建設,因為精品課程建設是教學改革進一步深化的具體體現,通過精品課程的建設,它可提升教師的教研能力,促進課程內容、教學方法與手段,考試方法的改革,促進師資隊伍、設備和設施建設,最終達到提高人才培養質量的目的。通過我們對我系相關課程的研討,可將PLC、電子技術等課程建設為精品課程。另在建設精品課程時建議多引入仿真技術,例如在PLC課程建設時,可以開發一套與教學課題相配套的仿真動畫(組態仿真),這樣學生就可以模擬設備的實際運行情況。
[作者簡介]張文(1980- ),女,天津人,天津開發區職業技術學院,講師,碩士,主要從事控制理論與控制工程方面的教學和科研工作;賈寶會(1970- ),女,天津人,天津開發區職業技術學院,副教授、工程師,碩士,主要從事計算機自動控制技術方面的教學和科研工作。(天津 300457)
[基金項目]本文系2011年天津開發區職業技術學院科研基金資助項目“‘汽車電工電子技術’課程體系改革的研究與實踐”的研究成果之一。(項目編號:TEDAPT11-03)
[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2012)33-0137-02
隨著我國經濟的快速發展,汽車工業呈高速發展態勢,產銷規模逐年迅猛增長。據公安部交管局信息,截至2010年9月底,我國機動車保有量達1.99億輛,其中汽車8500多萬輛。由此可見,汽車已經走進了我們的日常生活,我們和汽車的關系也變得越來越密切。我們對于汽車的要求,也不僅僅局限于一個簡單的代步工具,在節能、環保、舒適、安全等方面的要求越來越高。為此,汽車上安裝的電子裝置急劇增多。據統計,汽車上70%的創新來源于汽車電子,在一些豪華轎車上,使用單片微型計算機的數量已經超過50個,電子產品占整車成本的50%以上。為了降低開發成本、關稅成本,國際汽車電子廠商紛紛加快本土化步伐,預計到2012年,中國本土制造的汽車電子產品將占整個市場的50.1%。因此,我國在汽車及其電子產品生產等崗位需要大量的汽車電子技術人員,從事汽車及其零部件、電子電氣產品的生產制造、裝配、檢驗檢測等工作。為了更好地培養企業需要的汽車電子技術人員,對高職院校汽車相關專業的主干職業基礎課程“汽車電工電子技術”的要求將越來越高。根據高職教育的指導思想——“以職業崗位為課程目標,以職業標準為課程內容,以教學模塊為課程結構,以最新技術為課程視野,以職業能力為課程核心”,我們必須對“汽車電工電子技術”課程進行較大力度的教學改革。將傳統的學科知識體系通過設計典型項目重構,使學生能夠“以企業崗位需求為目標”“以汽車為載體”“以工作項目為導向,以工作任務為引領”,學習并掌握相應理論知識及實踐技能,達到職業崗位的要求。
一、教學內容的改革
從多年的教學過程中我們發現,原有“汽車電工電子技術”的課程設置與企業實際要求相差較多,不僅教材內容上不具備汽車實際應用的特點,而且實踐環節和考核機制也欠缺對能力的培養。
1.根據高職教育的特點和汽車相關專業的需要,合理選取教學內容。課程組教師對“汽車電工電子技術”課程進行了較大力度的教學改革,以“必需、夠用”為度,根據企業的實際需要,將課程內容進行改革和整合,使該課程對汽車類專業更具針對性,編寫出一部適合高職教育特色的《汽車電工電子技術》項目式教材。該教材是參照目前高職院校相關專業教學基本要求和專業培養目標,適應新世紀對高等職業技術人才的需要,在總結近幾年的教學實踐基礎上編寫而成的。教材內容以汽車典型電路的分析測量及典型電氣設備的分析檢測為教學項目,能夠很好地體現教學內容的針對性和實用性,滿足當前汽車專業技術發展的需要。課程主要以必須掌握的電工電子知識為基礎,緊密結合汽車的具體應用,強化實驗實訓環節,能夠形成一定的對汽車電氣設備的運用能力,實現汽車專業基礎課程與后續專業課程的有機結合。
2.結合汽車的具體應用,“以項目為導向,以工作任務為引領”序化教學內容。課程的教學內容設計為五個工作項目,共包括近20個工作任務,以每個工作任務為引領設置課程目標。從汽車基礎電路的測量到汽車電控信號的傳輸,所涵蓋的知識和技能,由簡單到復雜,由單一到綜合,逐層遞進,符合學生的認知和能力培養規律。堅持以基本電氣元件及設備和典型電子電路在汽車上的具體應用為出發點,以工作任務為核心整合相關的理論知識,不過于強調知識的系統性,注重教學內容的針對性和實用性。每一個工作任務由五個基本模塊構成:(1)任務描述:設計電工電子技術在汽車上應用的典型工作任務、描述工作任務情境。(2)任務目標:明確完成該任務應該掌握的理論知識及應達到的實踐技能。(3)理論知識:將工作任務中用到的理論知識進行整合,以圖文并茂的形式直觀形象地對理論知識進行分析并展開實例。(4)任務實施:根據設計的工作任務,創設工作情境,組織實踐教學,提高學生的動手實踐能力,并培養學生團隊協作精神。(5)任務測評:通過自評、互評、師評對該工作任務應掌握的理論知識和應達到的實踐技能進行綜合考核,激發學生學習的積極性和進取精神。
二、教學模式的改革
為改革傳統的教學模式,我們實踐了針對高職教育的“以能力培養為中心,以理論知識服務于能力培養為目標”的先進理念,實施并創新了“理論—實踐一體化”的教學模式。該教學模式就是將專業理論教學與實踐教學合二為一,創造一種較好的現場教學模式,有利于理論知識和專業技能的提高。
1.把課堂搬進實驗實訓室,把理論知識融匯在實驗實訓之中。將課堂講授與技能訓練合理結合,有些理論知識的教學可以直接安排在實驗、實訓室中進行。老師邊講,學生邊練。這樣可以幫助學生將電工電子基礎知識與汽車專業知識迅速結合起來,提高學生獨立分析專業問題和解決實際問題的能力。比如,在講述汽車電路基本元器件時,教師可以通過板書或多媒體課件一邊講解元器件的結構、原理,一邊講述檢測的方法,然后讓學生對實物進行操作,用萬用表和示波器等基本工具進行檢測。這樣學生在邊學邊動手的過程中,加深了對教學內容的理解,并逐漸熟悉了各種儀器儀表設備的使用方法。又比如在講述串、并聯電路的結構特點時,教師可以利用串并聯的基本性質,帶領學生分析汽車照明電路的結構和電流流向,并要求學生根據汽車全車實際電氣模型,使用儀表對電路進行分析和測量,并能夠判斷照明電路的故障所在位置和排除故障。這樣學生就可以將枯燥的電路結構分析和實際汽車電路聯系起來,既學會了電路分析方法,又掌握了檢測電路和故障排除的本領,激發了學習興趣,增長了檢測電路的技能。
2.定期去校外實訓基地頂崗實習。我院進一步加強和企業的密切合作和交流,定期將學生送往企業一線實踐鍛煉,頂崗實習,將所學理論知識和實際應用很好地結合,以實際的社會需求調動學生學習的主動性和積極性。我院已與多家汽車及配件生產、銷售、服務企業簽訂校外實訓基地協議,開展校企聯合辦學,為該課程的實踐教學提供了真實的工作環境。校外實訓基地設備先進、齊全,能夠滿足學生了解企業生產實際、體驗企業文化、適崗鍛煉的需要。在教學過程中,利用校外實訓基地的優勢,講解一些實車電路結構、實車電氣系統認知及簡單故障診斷。在某些崗位,學生可以在指導教師的指導下進行自主操作實踐,將所學理論知識直接應用于生產實際,在實踐中檢驗自己掌握知識程度,找到自己的不足和差距。
三、教學方法、手段的改革
1.注重啟發式教學。傳統的教學方法過于強調教師的主導地位,在一定程度上忽視了學生的參與,把學生大腦當做被動地接受知識的容器,嚴重地束縛了學生的想象能力和創造能力的發展,使學生走出校門難以適應社會發展的需要。為了改變這種狀況,課堂教學嚴格按照“以項目為導向,以工作任務為引領”的指導思想,通過選用汽車典型工作項目,設計有針對性的工作任務。先以創設工作任務情境吸引學生的注意力,激發學生的學習興趣,使學生從被動接受地位變為認識主體,成為知識的探索者,主動地參與到教學過程中,積極地學習理論知識和參與動手實踐活動。
2.加強板書與多媒體技術的有機結合。研究表明,合理運用各種教學媒體,有利于調動學生多種感官對知識的感知,實現信息傳遞的多渠道化,從而加強學生對知識的感知度,提高學生對知識的吸收率。課件可將一些晦澀難懂、抽象枯燥、難以用語言表達、常規方法無法演示或不易演示的現象模擬出來;能將教材中只能靜態描述的內容以動態的方式顯現出來;能將大量的電路、圖形、表格預先儲存在計算機中,可以大大節約教師在黑板上畫圖做表的時間。但課件也存在一些局限性,尤其是對一些公式推導、解題過程、電路分析和設計過程等,不能清楚展現。因此,就需要通過板書講解來進行補充,教師把學生難以理解的和比較重點的知識寫在黑板上,既突出了教學重點和難點,又能給學生以較深刻的印象,實現傳統教學與現代教學的有機結合。
3.充分利用網絡資源。網絡技術的發展為我們帶來了豐富的信息資源,教師可以利用網絡豐富教學內容,并可為學生提供相應的網址,學生可以利用課余時間查閱相關資料。隨著教學時數的不斷減少,課堂教學的內容及時間受到限制。校園網絡教學資源建設發展已經初具規模,有關“汽車電工電子技術”課程的課程標準、授課計劃、上課錄像、電子教案、教學課件、電子教材及參考書、實訓指導書、習題庫、參考文獻等教學資料已全部鏈接到校園網內的課程網站上,供學生學習參考。
四、考核評價體系的改革
科學有效的考核,是反映教學效果的重要手段。為了體現高職教育的特點和滿足教學需要,“汽車電工電子技術”課程的考核已不能沿用傳統的偏重理論的考核方式。根據“理論緊密聯系實際,以實踐能力、職業技能和創新能力為本”的指導思想,在課程考核時,注重多種考核方法相結合,大幅度增加實踐能力、職業能力的考核內容及比重。將考核評價體系分成平時表現(占20%)、理論考核(占30%)和實踐操作(占50%)三個方面。平時表現主要考查學生的課上表現和出勤情況,督促學生端正學習態度,明確學習目的。理論考核安排在學期末進行,主要考查學生對汽車電工電子技術重點知識的掌握,培養學生的知識積累意識,督促學生養成認真學習、善于總結的良好習慣。實踐操作主要考查學生對每一個工作任務的完成情況,考查學生電路測量和設計、元器件和設備檢測以及故障診斷排除的技術應用能力,以培養學生的操作技能和技巧。實踐操作考核的時間比較分散,安排在每一個工作項目(五個工作項目各占10%)學習完后即可進行,這項考核成績占有較高比例,減輕了學生期末考試的壓力,提高學生參與實踐的積極性和主動性。
五、結束語
根據高職教育的指導思想,我們對“汽車電工電子技術”課程的教學內容、教學模式、教學方法和考核評價體系的設計進行了探索,積累了一些實踐經驗,也取得了一些成效,今后仍需不斷地進行實踐和總結。
作者簡介:李自成(1970-),男,四川資陽人,成都理工大學工程技術學院自動化系,副教授。(四川?樂山?614000)
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)20-0086-02
電氣工程及其自動化專業在電氣信息領域起著十分重要的作用,主要研究電能的產生、傳輸、轉換、控制、儲存和利用,同時有關電能的轉換及使用的控制在該專業所占的地位也日益重要。[1,2]它和人們的日常生活及工業生產聯系越來越緊密,因而發展迅速,已經成為高新技術產業的重要組成部分,并成為很多高校的一門重要學科。而成都理工大學工程技術學院在2005年成立了電氣工程及其自動化專業,在專業發展過程中注重實踐課程體系的建立。為了適應當今社會關于應用型人才的培養要求,加強學生的動手能力和實踐技能,突出工程能力和工程素質的培養,結合電氣工程及其自動化專業的人才培養方案制訂了電氣專業工程訓練教學計劃,形成了科學的電氣工程實訓課程體系。體系以培養學生在電機及其電力拖動技術、電力電子與電氣傳動技術、電氣控制技術、電力系統自動化技術等方面的工程技能為基本目標,旨在提升學生在電氣領域的知識應用水平和綜合創新能力,構建起理論知識學習與實際技能訓練、單項能力培養與綜合素質提升之間的橋梁。
一、課程目標定位
課程體系反映了應用型本科對知識能力方面的要求。應用型本科同一般普通本科的培養體系是平行的,相比具有鮮明的技術應用性特征。[3]在培養規格上,應用本科培養的不是學科型、學術型、研究型人才,而是培養適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高等技術應用型人才;在培養模式上,應用本科以適應社會需要為目標,以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案,以“應用”為主旨和特征構建課程、教學內容體系,重視學生技術應用能力的培養。基于應用型本科的性質,為了加強對學生實踐能力的培養,使學生盡快掌握本專業領域的技能,因此整個體系強調建立一個系統化的實訓過程,通過實訓,學生應該具備以下技能:
掌握電機和電力拖動技術,熟悉變壓器、直流電機、交流電機的結構,通過實訓熟悉電機運行原理和調速原理。
掌握電力電子與電氣傳動技術,熟悉各種電力電子器件的應用,能正確使用變頻器,并能初步進行電機調速電路的設計和調試。
掌握電力系統自動化技術,通過實訓熟悉繼電保護基本原理,利用MATLAB進行潮流計算,并能進行初步的短路分析。
熟練掌握工廠電氣控制、電氣設計軟件等開發平臺和應用技術,能夠進行系統控制程序設計或者利用軟件進行電路的設計。
掌握電氣系統或者控制程序的調試方法,能通過實際操作較好地判斷出電氣系統或者控制程序的缺陷,并進行改進。
為了節約成本,加快開發過程,能夠用仿真軟件對電路進行仿真,熟練使用各種仿真軟件,包括Protel DXP等。
能熟練使用各種檢測工具,具備對低壓電器的認知和感性認識,熟悉每種低壓電氣的正確用法,能進行初步的設計,選擇出滿足要求的電器。
二、課程體系的構成原則
實訓基于各課程各章節內容或者課程之間聯系,以實訓項目為主體和載體,以程序或者電路系統設計作為驅動,實現知識、技術、能力和素質的全面提高。以實訓課程體系作為實訓目標的基礎,制訂完善的實訓計劃體系,同時堅持了以下原則:
以就業實際需求為導向,以能力培養為核心,以學生適應就業崗位為目標,以崗位技能為重點,兼顧長遠發展。
注重知識、技術、能力、素質的協調發展,使學生通過實訓既鞏固了所學的知識和技術又提高了應用知識、技術的能力,使素質得到升華。
以實踐能力和工程訓練為重點,突出技術應用能力培養,強調在應用中創新,通過解決問題綜合運用所學的知識。
課程體系體現了開放性、靈活性,及時反映了新能源技術的發展以及新技術的應用。
課程體系與人才培養方案的課程體系銜接,分別針對電氣技術、電力系統自動化、電力電子等方向設立實訓課程。
三、分層次模塊化實訓教學體系的設立
電氣工程及其自動化專業主要是研究電能應用的專業。近幾十年來,有關電能的轉換、控制在該專業所占的地位日益重要,專業名稱中的“及其自動化”反映了科學技術的這種發展和變化。電氣工程及其自動化專業的專業范圍主要包括電工基礎理論、電氣裝備制造和應用、電力系統運行和控制三個部分。[4,5]因此實訓課程的設立也應該反映這些專業范圍。首先,電工理論是電氣工程的基礎,主要包括電路理論和電磁場理論。這些理論是物理學中電學和磁學的發展、延伸。而電子技術、計算機硬件技術等可以看成是由電工理論的不斷發展而誕生,電工理論是它們的重要基礎。電氣裝備制造主要包括發電機、電動機、變壓器等電機設備的制造,也包括開關、用電設備等電器與電氣設備的制造,還包括電力電子設備的制造、各種電氣控制裝置、電子控制裝置的制造以及電工材料、電氣絕緣等內容。電氣裝備的應用則是指上述設備和裝置的應用。電力系統主要指電力網的運行和控制、電氣自動化等內容。制造和運行不可能截然分開,電氣設備在制造時必須考慮其運行,如電力系統由各種電氣設備組成,其良好的運行必然要依靠良好的設備。
針對專業范圍,電氣工程及其自動化專業工程訓練在學院工程訓練中心進行。訓練內容劃分為工程認知訓練、專業技能訓練和綜合創新訓練三個層次。由于我院從專業建立初期就注重實驗室的建設。目前訓練條件優良,已建有電氣技術實訓室、電機及拖動實驗室、電力自動化及繼電保護實驗室、電力電子及傳動控制實驗室等專業實驗室。同時,學院工程訓練中心為進一步提升學生在電氣工程領域的綜合創新能力,建設了數控加工中心、基于先進控制技術的運動控制實驗室和柔性制造中心,突出真實的工業應用環境,突出強化學生在系統分析、系統設計、系統開發等方面的工程訓練,有利于高水平應用型人才的培養。
我院電氣工程及其自動化專業課程體系設立了三個方向:電氣技術方向、電力電子技術方向、電力系統及其自動化。針對不同方向和實訓層次設立不同的課程。如圖1所示。
首先,工程認知訓練是電氣工程及其自動化專業整個教學過程中一個重要的實踐性環節。該環節包括生產實習等內容,使學生在生產實際或者科研中驗證從課本上學到的理論知識,加深對知識的理解和認識,從而鞏固所學知識并體會知識的應用價值;培養學生綜合運用所學的理論知識去觀察、解釋并進一步嘗試解決生產實際或者科研過程中發生的問題,提高分析問題與解決問題的能力;使學生了解企業的生產工序、工藝流程、管理制度,從而獲得與本專業有關的實際生產知識,并擴大專業知識面;培養學生從事技術專題調查、搜集資料和進行研究的能力,并為即將進行的畢業設計和論文打下良好的基礎。其后是專業技能訓練,針對專業應用領域設置模塊,包括電機、電力電子技術、電力系統自動化、電氣傳動自動控制系統、PLC、電氣CAD等。而學生專業技能是一個復雜的技能系統,諸多技能之間既相互關聯又相互影響,其訓練途徑及實施辦法亦多種多樣,同時必須具備整體性、科學性和互動性。因此,專業技能訓練方案的制訂,內容上密切結合學科和緊扣本專業的培養目標,與專業培養方案一致,注重能力的提高和知識的應用,注重開放性和拓展學生的思維空間構建與理論教學相輔相成、以能力培養為主線的技能訓練方案,為專業培養方案的貫徹執行服務,以適應教育教學改革發展的需要,全面提高人才培養質量。最后是綜合創新訓練,為實現個性化培養提供先進的創新設計、制作的環境與條件。通過綜合創新訓練為學生創造一個能培養興趣、產生好奇心的環境,使他們在這里自己動手創新制作、激發創造力。以創新思維和創新制作能力的訓練為核心,充分發揮學生的自主能力和綜合運用所學知識的能力,培養更多高素質、復合型、應用型人才。綜合創新訓練不但能夠培養學生的綜合素質,增強學生的工程實踐能力,而且還有助于培養學生的創新精神和創新思維,起著其他課程不能替代的作用。
整個課程體系對應于工程素質訓練、金工實習、電機及拖動技術實訓、控制理論和控制系統實訓、PLC與變頻器應用技術實訓、單片機技術工程訓練、CAD實訓、電力系統自動化實訓、電力電子與電氣傳動實訓、自控系統綜合實習、調速系統綜合設計、供配電系統綜合設計等實訓。同時為了突出應用型本科的特點,增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓環節聯系緊密的課程。實訓課內容如表1所示。
通過該課程體系使學生能夠初步了解機電工程的基本研究領域,具備電氣基本操作技能,掌握電機及拖動系統的類型、組成和控制方法,掌握控制理論及自動控制系統的組成,具備對一般機電控制系統的安裝、分析和維護技能,掌握常用電力電子器件的特性,并能根據要求設計出實用電路,掌握可編程控制器和變頻器的使用方法,具有一定的電氣控制系統開發能力,在本專業領域內具備一定的科學研究、科技開發和組織管理能力,具有較強的工作適應能力。
四、結論
電氣工程及其自動化專業自2005年在成都理工大學成立以來,針對本學校學生的入學基礎和就業的實際情況對實踐方面的教學課程體系不斷調整,增加了“Protel DXP實用教程”和“電氣工程CAD”與實訓環節聯系緊密的課程,增加了綜合創新訓練課程,已經形成了完整、科學的實訓體系。從目前的實際運行情況來看,通過實訓,學生的就業率得到提高,同時學生到企業后熟悉崗位的時間縮短,得到了用人單位的好評。
參考文獻:
[1]賈文超.電氣工程導論[M].西安:電子科技大學出版社,2007.
[2]范瑜.電氣工程概論(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.