《電機(jī)與電氣控制》課程基于工作過(guò)程教學(xué)改革的探索

劉江彩　楊輝靜　趙占雄

【摘 要】《電機(jī)與電氣控制》作為電氣自動(dòng)化、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，本課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技術(shù)能力起著非常重要的作用。課程改革是根據(jù)中高級(jí)電工、CEAC的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)、能力的要求，理論知識(shí)堅(jiān)持“必須、夠用”的原則，始終圍繞高等職業(yè)教育培養(yǎng)的是能適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的，德、智、體、美等方面全面發(fā)展的高等技術(shù)應(yīng)用性專門人才這一培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)始終圍繞培養(yǎng)動(dòng)手能力、解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新能力，突出職業(yè)資格能力的培養(yǎng)。以項(xiàng)目教學(xué)為突破口解決教與學(xué)脫節(jié)問(wèn)題，以構(gòu)建學(xué)習(xí)情景為依托，重點(diǎn)培養(yǎng)專業(yè)技能。本文在結(jié)合現(xiàn)代職業(yè)教育的特點(diǎn)說(shuō)明了教學(xué)改革的必要性基礎(chǔ)上，分析了教學(xué)中遇到的實(shí)際問(wèn)題。在遵循層次性、綜合性、先進(jìn)性的原則前提下，從教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)的方法手段、評(píng)價(jià)方法等多個(gè)方面提出了改革的措施和具體做法。因而加強(qiáng)該課程的建設(shè)，特別是加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的改革對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力起著重要的作用。

【關(guān)鍵詞】《電機(jī)與電氣控制》 工作過(guò)程 教學(xué)改革

一、《電機(jī)與電氣控制》課程教學(xué)改革的必要性

1.《電機(jī)與電氣控制》課程的歷史沿革

我校于1997年為了拓寬儀表自動(dòng)化專業(yè)在強(qiáng)電專業(yè)的知識(shí)面而開(kāi)設(shè)此課程，本課程從設(shè)置到建設(shè)較成熟共經(jīng)歷兩個(gè)大的階段。

第一階段：97至2002年，為初始時(shí)期。我校為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)中專學(xué)校，由于受到教學(xué)資源的限制，還主要是黑板加粉筆加少量驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，只能局限于理論知識(shí)講授，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，教學(xué)內(nèi)容安排不合理，實(shí)驗(yàn)條件比較差，學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)少，學(xué)習(xí)沒(méi)有興趣，學(xué)習(xí)效果不佳，工作后崗位適應(yīng)能力較差。

第二階段：2002年至今，為課程的建設(shè)階段。隨著我校升格為高職院校，這期間我校以人才培養(yǎng)水平評(píng)估、省級(jí)示范校建設(shè)為契機(jī)，全面推進(jìn)課程改革。通過(guò)廣泛社會(huì)調(diào)研，了解企業(yè)的人才需求，重新調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)，請(qǐng)用人企業(yè)對(duì)相關(guān)課程的主要知識(shí)點(diǎn)提出應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)，結(jié)合走訪畢業(yè)生與汲取同類院校的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，細(xì)化課程的具體教學(xué)要求，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序上進(jìn)行大的調(diào)整，課堂教學(xué)開(kāi)始采用電化教學(xué)手段，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備的臺(tái)數(shù)，并注意聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)這些措施，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性有了極大的提高。

2.《電機(jī)及電氣控制》教學(xué)方面存在的問(wèn)題

《電機(jī)及電氣控制》教學(xué)方面存在的主要問(wèn)題是教學(xué)內(nèi)容、教授順序安排不合理。

原課程名稱為《電機(jī)與拖動(dòng)》，主要內(nèi)容包括直流電機(jī)及拖動(dòng)、變壓器、交流電機(jī)及拖動(dòng)、控制微電機(jī)、電氣控制。因受教學(xué)條件的限制教學(xué)內(nèi)容以理論講授為主，例如：變壓器空載運(yùn)行、負(fù)載運(yùn)行中電壓平衡方程、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程的推導(dǎo)，并由此得到的相量圖和等效電路等內(nèi)容理論性就很強(qiáng)，由于學(xué)生電工知識(shí)不扎實(shí)、電路分析能力較弱，每次在進(jìn)行此內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，學(xué)生都如墜入云霧之中，學(xué)生的感覺(jué)就像是聽(tīng)“天書”。因此教學(xué)效果較差?？紤]到異步電機(jī)控制較多且應(yīng)用廣，我們將變壓器、異步電機(jī)提前講。

該課程實(shí)際上是《電機(jī)與拖動(dòng)》和《工廠電氣控制設(shè)備》二門課的綜合。一般的同類教材就是將它們機(jī)械的疊加，為前電機(jī)后控制，將電機(jī)與控制截然分開(kāi)。我們以前講授基本按照教材順序，經(jīng)過(guò)總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，如先講解電機(jī)原理、運(yùn)行分析、拖動(dòng)特性等生澀難董的理論，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣消磨殆盡，等講到控制時(shí)前面的拖動(dòng)知識(shí)已水過(guò)地皮干。所以在做起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)等拖動(dòng)實(shí)訓(xùn)時(shí)，放在電機(jī)部分做會(huì)用到電氣控制的知識(shí)，而此時(shí)學(xué)生對(duì)電氣元件和控制知識(shí)一竅不通，做起來(lái)效果較差，放在控制部分做前面知識(shí)已忘記，因而我們?cè)诮虒W(xué)中將這二部分內(nèi)容有機(jī)融合。

原來(lái)的課程實(shí)訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)內(nèi)容有重復(fù)，都包含了電動(dòng)機(jī)的基本拖動(dòng)控制內(nèi)容，且主要針對(duì)中級(jí)電工技能考核標(biāo)準(zhǔn)而定。從高等職業(yè)教育的要求來(lái)看，原有的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容顯得單調(diào)、過(guò)于偏向技能性的訓(xùn)練，而缺少設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性。

傳統(tǒng)的職業(yè)教育以使學(xué)生掌握經(jīng)驗(yàn)技術(shù)和操作技能為目標(biāo)，以迅速適應(yīng)工作崗位的要求。但在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，由于生產(chǎn)方式的根本變化，人們的職業(yè)能力構(gòu)成也必將有大的改變，社會(huì)需要更高層次的人才。這就要求我們培養(yǎng)的高等應(yīng)用型人才，不只是對(duì)現(xiàn)有知識(shí)、技術(shù)、方法的繼承性應(yīng)用，而是應(yīng)通過(guò)自身努力能夠不斷地學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)、新方法，能夠形成新方案、新產(chǎn)品、新創(chuàng)意，能夠分析新情況、解決新問(wèn)題的創(chuàng)造性應(yīng)用。因而我們課程實(shí)踐教學(xué)的改革應(yīng)以培養(yǎng)的學(xué)生具有一定創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神、有著良好的發(fā)展?jié)摿橹髦迹孕袠I(yè)科技和社會(huì)發(fā)展的先進(jìn)水平為標(biāo)準(zhǔn)，充分體現(xiàn)規(guī)范性、先進(jìn)性和實(shí)效性。

我校原為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)中專校，以前的教學(xué)對(duì)象主要針對(duì)中等職業(yè)教育，因而在實(shí)踐教學(xué)中不可避免的有著中專的影子，難以滿足高職高專培養(yǎng)目標(biāo)的要求。同樣在《電機(jī)與電氣控制》課程的實(shí)訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)中也存在下面幾個(gè)問(wèn)題：（1）教學(xué)主體的認(rèn)識(shí)問(wèn)題。在傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中，教師是“帶”實(shí)驗(yàn)而不是“指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)”，即實(shí)踐教師是傳授知識(shí)和技能的主體，而學(xué)生則被動(dòng)地接受知識(shí)和技能。這種教學(xué)多采用注入式，教師根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)要求擬定內(nèi)容，其實(shí)踐內(nèi)容的選擇、步驟的制定和儀器設(shè)備的組織準(zhǔn)備等概由教師進(jìn)行。實(shí)踐時(shí)學(xué)生只需按規(guī)定的步驟機(jī)械地操作即可。且在執(zhí)行過(guò)程中，完全聽(tīng)從教師安排，全班統(tǒng)一進(jìn)度和要求，不利于因材施教。（2）教學(xué)方法、手段的問(wèn)題。因內(nèi)容過(guò)分偏重于基礎(chǔ)訓(xùn)練，所以在方法和手段上很單調(diào)，主要以“模仿”為主。通過(guò)教師詳細(xì)講解、操作示范，學(xué)生不需主動(dòng)思維和創(chuàng)新，只需“依樣畫葫蘆”。通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生硬件接線，熟能生巧，形成一

定的基本技能。應(yīng)給學(xué)生足夠的思維空間，發(fā)揮他們思維的主動(dòng)性、創(chuàng)新。

二、《電機(jī)及電氣控制》課程改革總體思路

教學(xué)內(nèi)容方面，我們與維修電工的國(guó)家職業(yè)技能要求相融通，理論達(dá)到“維修電工”高級(jí)工應(yīng)知要求，技能部分達(dá)到“維修電工”中級(jí)工應(yīng)會(huì)要求；教學(xué)模式改革方面，在大部分內(nèi)容中嘗試了項(xiàng)目化教學(xué)，全課程共引入了12個(gè)工程實(shí)例項(xiàng)目，通過(guò)布置資料收集任務(wù)→提出工程實(shí)例項(xiàng)目→講解相關(guān)知識(shí)→分析解決方案→討論總結(jié)經(jīng)驗(yàn)等環(huán)節(jié)組織教學(xué)，拉近理論與應(yīng)用的距離，也有利于拓展學(xué)生的創(chuàng)新思路；另外還配套安排了1周的電機(jī)及電氣控制實(shí)訓(xùn)和2周的電工考工實(shí)訓(xùn)，注重學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)；根據(jù)高職高專教養(yǎng)的目標(biāo)，我們?cè)谶M(jìn)行《電機(jī)與電氣控制》課程的實(shí)踐教學(xué)改革時(shí)，主要基于這樣幾個(gè)原則：一是應(yīng)由技能性向技術(shù)性發(fā)展。即由原來(lái)的偏向基本技能的訓(xùn)練，如工具儀表的使用、電器元件的認(rèn)識(shí)和使用、基本控制線路的連接和調(diào)試等。向培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)能力方向發(fā)展，通過(guò)系統(tǒng)的訓(xùn)練，使學(xué)生具備一定的專業(yè)技術(shù)。二是應(yīng)由單一性向綜合性發(fā)展。如要求學(xué)生能綜合運(yùn)用電工技術(shù)、電機(jī)拖動(dòng)、電氣控制、PLC控制、計(jì)算機(jī)等知識(shí)解決相關(guān)問(wèn)題。三是應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)方法、手段的先進(jìn)性應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)的教學(xué)手段和設(shè)備，借助各種軟件，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)軟硬件應(yīng)用能力。四是應(yīng)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，可一定程度的自由選題、制定方案、選擇儀器設(shè)備、安裝調(diào)試，鍛煉學(xué)生的能力。

教學(xué)方法與手段改革方面，重新建設(shè)了電機(jī)及電氣控制專業(yè)教室，內(nèi)有專用實(shí)驗(yàn)設(shè)備、投影儀和教學(xué)電腦，運(yùn)用專業(yè)教室邊講邊練，全程采用多媒體手段和電子課件實(shí)施理論與實(shí)踐一體化教學(xué)，結(jié)合啟發(fā)、討論等教學(xué)方法的運(yùn)用，將枯燥的理論學(xué)習(xí)形象化、直觀化，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效果。我們始終以現(xiàn)代理念為綱，突出高職的辦學(xué)特色，為更大范圍的教學(xué)改革作出了一定的示范作用。

在上述原則指導(dǎo)下，我們對(duì)該課程教學(xué)的改革主要包括如下幾個(gè)方面：

1．教學(xué)思想的改革

建立以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想。在高等職業(yè)教育中，學(xué)生始終處于主體位置，而實(shí)踐教師則處于為實(shí)踐教學(xué)服務(wù)的主導(dǎo)位置。主體是實(shí)踐教學(xué)的中心，主導(dǎo)必須圍繞這個(gè)中心做好工作。作為實(shí)踐教學(xué)主體的學(xué)生，必須在繼承傳統(tǒng)知識(shí)和技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)進(jìn)行知識(shí)和技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新。作為主導(dǎo)的實(shí)踐教師，必須在其搞好實(shí)踐教學(xué)的引導(dǎo)工作的同時(shí)，加強(qiáng)自身知識(shí)和技能的擴(kuò)展和更新，達(dá)到知識(shí)豐富，技術(shù)熟練和教學(xué)方法科學(xué)而實(shí)用的要求。

2.教學(xué)內(nèi)容和順序的改革

教學(xué)內(nèi)容直接關(guān)系到教學(xué)效果的優(yōu)劣，根據(jù)教育部的指導(dǎo)意見(jiàn)，各專業(yè)的整體教學(xué)時(shí)數(shù)大幅度降低，該課程的課時(shí)也壓縮到76課時(shí)左右，而高職高專教學(xué)要兼顧理論和實(shí)踐，必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，既不能簡(jiǎn)單刪、減理論內(nèi)容，也不能隨便刪減實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。因此，我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容做如下調(diào)整。

理論教學(xué)堅(jiān)持“必需夠用”原則，分散、刪減課程難點(diǎn)。如交流繞組磁勢(shì)是時(shí)間、空間的變化函數(shù)，牽涉到分布和短矩系數(shù)可與變壓器集中繞組對(duì)比講解定性引出。

將本課程知識(shí)分解為變壓器技術(shù)、電動(dòng)機(jī)技術(shù)、電氣控制技術(shù)三大模塊，突出了職業(yè)基本技能的培養(yǎng)。

變壓器技術(shù)模塊是相對(duì)獨(dú)立的內(nèi)容，是靜止電器，電磁感應(yīng)原理比較好講，放在最前面，減少理論分析，突出實(shí)際應(yīng)用知識(shí)的講解，如：電力變壓器、自耦變壓器、儀用互感器原理、結(jié)構(gòu)、使用注意事項(xiàng)的講解?？蓭W(xué)生參觀學(xué)校配電室以激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。

電動(dòng)機(jī)技術(shù)、電氣控制技術(shù)兩個(gè)模塊融合在一起，以具體項(xiàng)目的實(shí)施為載體達(dá)到掌握知識(shí)和技能的目的。打破原來(lái)的先講結(jié)構(gòu)、原理、運(yùn)行分析、能量轉(zhuǎn)換分析，再講機(jī)械特性、拖動(dòng)性能的教學(xué)方式(學(xué)生的學(xué)習(xí)主體位置得不到體現(xiàn)，學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性大打折扣，創(chuàng)造思維得不到激發(fā)，分層次教學(xué))。

電氣控制技術(shù)模塊，對(duì)于簡(jiǎn)單的控制電路側(cè)重工作過(guò)程和原理的分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析、設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力，對(duì)于典型電路側(cè)重其安裝及檢修，注重電氣控制的工程案例分析，如車床、鉆床的電氣控制及故障分析。實(shí)際操作、維修、維護(hù)工藝方面的知識(shí)和新技術(shù)。

本部分內(nèi)容抓住三相異步電動(dòng)機(jī)這個(gè)重點(diǎn)，其他電機(jī)都是在此基礎(chǔ)上，為節(jié)約課時(shí)，在講解有些內(nèi)容時(shí)，所采用的方法，既要結(jié)合本章的需要，又要考慮到講授其它章節(jié)能被應(yīng)用，這樣做到有效利用，前呼后應(yīng)，節(jié)約教學(xué)時(shí)數(shù)，做到事半功倍，例如學(xué)習(xí)交流繞組的磁勢(shì)時(shí)，三相繞組的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)是重點(diǎn)是基礎(chǔ)，應(yīng)講解透徹，而在講單相電動(dòng)機(jī)時(shí)，側(cè)重分析單相繞組產(chǎn)生脈振磁勢(shì)、脈振磁勢(shì)可分解為兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，其結(jié)果是沒(méi)有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，如何產(chǎn)生像三相電動(dòng)機(jī)一樣的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)是關(guān)鍵，從而引出幾種啟動(dòng)方法。講同步電動(dòng)機(jī)是只講與異步的不同之處。

3.教學(xué)方法、手段的改革

結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)操作任務(wù)，選定若干典型任務(wù)，如吊車的操作、加工設(shè)備(車床、磨床等)的典型操作為項(xiàng)目，使教學(xué)內(nèi)容更加適合工學(xué)結(jié)合的“教、學(xué)、做”一體的教學(xué)新模式。

在教學(xué)過(guò)程中，以真實(shí)的工作任務(wù)為載體設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，教、學(xué)、做相結(jié)合.以“教師引導(dǎo)性學(xué)習(xí)、學(xué)生自主性練習(xí)、師生共同研習(xí)”為主的“學(xué)、練、研”一體的教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生能力的培養(yǎng)。并積極組織學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐，到企業(yè)參觀實(shí)習(xí)，創(chuàng)造課堂教學(xué)與實(shí)習(xí)地點(diǎn)一體化的教學(xué)環(huán)境。

在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，融入職業(yè)資格認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施職業(yè)資格考試。將與中高級(jí)電工聯(lián)系緊密的電氣控制技能、低壓電器使用、電機(jī)性能測(cè)試、儀表使用等內(nèi)容用“以證代考”的形式實(shí)施教學(xué)。

將實(shí)踐任務(wù)分“基礎(chǔ)+提高”兩部分，針對(duì)學(xué)生的不同層次，設(shè)置分層教學(xué)，讓每個(gè)學(xué)生在實(shí)踐中都有所得。

改變過(guò)去因內(nèi)容過(guò)分偏重于基礎(chǔ)訓(xùn)練，所以在方法和手段上很單調(diào)，主要以“模仿”為主。通過(guò)教師詳細(xì)講解、操作示范，學(xué)生不需主動(dòng)思維和創(chuàng)新，只需“依樣畫葫蘆”。通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生硬件接線，熟能生巧，形成一定的基本技能。

在方法手段上，首先應(yīng)增強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性。但該課程以強(qiáng)電實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)安全要求較高，一定要加強(qiáng)教師的指導(dǎo)，確保學(xué)生的安全。

4.實(shí)施講、做、練、問(wèn)、考、測(cè)等多元化的考核方法

依據(jù)多元化考核思想，制定了理論、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)考核標(biāo)準(zhǔn)及細(xì)則，注重過(guò)程考核，形成平時(shí)、期中、期末三個(gè)階段性考核。并將理論考核、網(wǎng)絡(luò)在線考核、作業(yè)、課堂提問(wèn)、教學(xué)考勤等因素考慮進(jìn)去，因材施考，最終形成綜合成績(jī)。實(shí)踐考核改革了大鍋飯思想，根據(jù)不同學(xué)生不同情況制定了以“普通+激勵(lì)”為主的實(shí)踐考核方案。同時(shí)，技能考核借用社會(huì)考核，以證代考，提高學(xué)生在人才市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

實(shí)踐證明，通過(guò)基于工作過(guò)程的改革措施后更加有利于提高學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生真正成為具有新技術(shù)應(yīng)用能力的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]周奎.《電機(jī)與電氣控制》課程改革與實(shí)踐.機(jī)械職業(yè)教育.

[2]徐建俊.高職高?！峨姍C(jī)與電氣控制》課程實(shí)踐教學(xué)改革的探索.淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院.

(作者單位：河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院）