“課程融合”視域下民辦高校電氣自動(dòng)化專業(yè)漸進(jìn)式多層次實(shí)踐教學(xué)體系研究

劉新竹

摘要：該文針對(duì)目前民辦高校的電氣實(shí)踐教學(xué)主要存在的重理論輕實(shí)踐導(dǎo)致驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多；專業(yè)主干課程的實(shí)踐教學(xué)銜接不緊密；生源基礎(chǔ)知識(shí)水平相對(duì)薄弱等問題，提出了“課程融合”視域下民辦高校電氣自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的轉(zhuǎn)型研究，形成以項(xiàng)目或?qū)嵗龑⒅鲬?yīng)用能力，同時(shí)也可提高他們的工程素質(zhì)和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：課程融合；漸進(jìn)式多層次；實(shí)踐教學(xué)；電氣自動(dòng)化專業(yè)

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）24-0135-02

電氣自動(dòng)化專業(yè)具有發(fā)展快、應(yīng)用廣以及應(yīng)用性和實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，該專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)在教學(xué)體系中占有重要的地位，通過實(shí)踐教學(xué)使學(xué)生掌握電氣自動(dòng)化項(xiàng)目的開發(fā)技術(shù)，主要包括：1）項(xiàng)目中生產(chǎn)過程的工藝性能及被測(cè)參數(shù)的測(cè)量方法；2）項(xiàng)目的設(shè)計(jì)即硬件設(shè)計(jì)（如控制電路、操作面板等）和系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（包括管理、監(jiān)控程序及應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)）；3）系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)試；4）系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)。

1 民辦高校電氣自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)存在的問題

然而目前大多數(shù)民辦高校電氣自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)并不能達(dá)到上述的教學(xué)要求，且教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際的工程應(yīng)用相差甚遠(yuǎn)，教學(xué)過程中主要存在以下問題：1）重理論輕實(shí)踐導(dǎo)致驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多，學(xué)生做試驗(yàn)時(shí)只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的步驟簡單地重復(fù)一遍，不用過多地思考和分析就能完成實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能使學(xué)生深刻理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?；隍?yàn)證性的實(shí)驗(yàn)儀器，通常以試驗(yàn)箱的形式展開，不能如實(shí)反映出相關(guān)學(xué)科的當(dāng)前的技術(shù)水平；2）專業(yè)主干課程的實(shí)踐教學(xué)銜接不緊密，各門課程實(shí)驗(yàn)相互獨(dú)立，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容處在對(duì)某一課程知識(shí)獨(dú)立應(yīng)用的層面，使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)僅僅只是片面了解，不會(huì)以課程體系為單位的知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通。另外，此階段的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不具有電氣工程性，也缺乏系統(tǒng)性和綜合性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)研究能力；3）生源基礎(chǔ)知識(shí)水平相對(duì)薄弱。要讓學(xué)生在有效的時(shí)間內(nèi)達(dá)到良好的教學(xué)目標(biāo)，也是民辦高校實(shí)踐課程思考的問題。

2 “課程融合”視域下民辦高校電氣自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)轉(zhuǎn)型體系的構(gòu)建

“課程融合”視域下民辦高校電氣自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的轉(zhuǎn)型研究從所學(xué)課程的教學(xué)體系出發(fā)，以課程群為單位體系，將相關(guān)課程（技術(shù)、理論）有機(jī)結(jié)合起來，作為項(xiàng)目的主體支柱，從工程實(shí)踐中選擇出適當(dāng)?shù)墓こ添?xiàng)目，該項(xiàng)目要達(dá)到授課目標(biāo)和要求及知識(shí)的消化理解。在實(shí)踐教學(xué)過程中，把知識(shí)點(diǎn)循序漸進(jìn)的融入到項(xiàng)目中。項(xiàng)目開發(fā)中硬件設(shè)計(jì)用的圖紙、軟件設(shè)計(jì)時(shí)的程序可分解并與課程教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合。在教學(xué)中及時(shí)補(bǔ)充反映當(dāng)前的新技術(shù)、新工藝，主要崗位的操作技能，產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，企業(yè)生產(chǎn)組織形式，工藝流程等基本情況。如此可以把理論融于實(shí)踐，二者有機(jī)結(jié)合， 所形成的實(shí)踐教學(xué)體系面向的教學(xué)深度和覆蓋內(nèi)容將極大地得到擴(kuò)展。讓學(xué)生掌握并靈活應(yīng)用相關(guān)的技能，在畢業(yè)時(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生掌握的技能與企業(yè)崗位的要求“零距離”對(duì)接。

對(duì)于項(xiàng)目的選擇可根據(jù)理論課程的進(jìn)度情況展開，漸進(jìn)式多層次實(shí)踐教學(xué)體系的項(xiàng)目開展可分為三層。第一層為：針對(duì)基本型實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)課的簡單小型項(xiàng)目，基本型項(xiàng)目與課堂理論教學(xué)同步進(jìn)行，此階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技能培養(yǎng)，主要包括基礎(chǔ)性原理知識(shí)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但須將內(nèi)容模塊化讓學(xué)生深刻體會(huì)到知識(shí)點(diǎn)間相互融合的有機(jī)整體。在教學(xué)中將工程實(shí)例融入課堂中，這些實(shí)例既反映基本的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的工作原理和分析方法，又與生產(chǎn)緊密結(jié)合。第二層為：與其他相關(guān)課程進(jìn)行有效銜接。這部分項(xiàng)目的選擇要結(jié)合前期課程上課內(nèi)容，以課程群為單位，將所學(xué)過的課程內(nèi)容與現(xiàn)學(xué)的課程內(nèi)容相結(jié)合設(shè)計(jì)項(xiàng)目。安排課程教學(xué)內(nèi)容時(shí)，保留原教學(xué)內(nèi)容在基本型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，給學(xué)生提供高層次的綜合性、開放性實(shí)驗(yàn)。注重獨(dú)立設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，此階段的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可為綜合性實(shí)驗(yàn)，通過這個(gè)階段的項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生可以掌握一個(gè)小型項(xiàng)目的全周期開發(fā)。第三層為面向工程的綜合性項(xiàng)目，這個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求是提高型實(shí)驗(yàn)注重學(xué)生的研究創(chuàng)新能力培養(yǎng)。以一個(gè)完整項(xiàng)目的設(shè)計(jì)為教學(xué)內(nèi)容單位，包括系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的調(diào)試及運(yùn)行。

3 漸進(jìn)式多層次實(shí)踐教學(xué)的開展

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科教學(xué)專業(yè)課程體系中的重要環(huán)節(jié)課程展開，包括《電力電子技術(shù)》、《電氣測(cè)控與儀表》、《電力拖動(dòng)與控制》、《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》、《自動(dòng)控制原理》、《可編程控課制技術(shù)及應(yīng)用》等，這系列課程在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)具有強(qiáng)、弱電結(jié)合；計(jì)算機(jī)軟、硬件結(jié)合等特點(diǎn)。課程教學(xué)按照工程項(xiàng)目開發(fā)的模式，即“項(xiàng)目提出→模塊分解→任務(wù)完成→項(xiàng)目總結(jié)”的方式開展教學(xué)。

漸進(jìn)式多層次實(shí)踐教學(xué)的展開可分為三層。第一層：簡單小型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐課程，此階段為不僅要將所學(xué)知識(shí)點(diǎn)展示并且要結(jié)合工業(yè)過程的簡單小型簡單工程項(xiàng)目。現(xiàn)以工業(yè)生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)之一壓力為例介紹此階段的工程項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)的原理框圖如下圖所示。壓力傳感器采集被測(cè)壓力對(duì)象，信號(hào)處理模塊主要完成模擬信號(hào)通過放大濾波和A/D轉(zhuǎn)換后送入微處理器中，處理得到實(shí)際測(cè)量對(duì)象值進(jìn)行顯示并與設(shè)定值比較后，超過設(shè)定值進(jìn)行聲光報(bào)警。

第二層：綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程。給學(xué)生提供高層次的開放性、綜合性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)注重獨(dú)立設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)?，F(xiàn)以工業(yè)生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)壓力為例介紹此階段的工程項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)的原理框圖如下圖所示。采集到的壓力模擬量處理后，送到處理器中進(jìn)行PID運(yùn)算，被控對(duì)象自動(dòng)演算出最佳PID控制參數(shù)，當(dāng)采集到的壓力大于最佳PID控制參數(shù)時(shí)，控制系統(tǒng)輸出的控制信號(hào)送到變頻調(diào)速器中，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升壓力減少；當(dāng)采集到的壓力信號(hào)小于最佳PID控制參數(shù)時(shí)，控制系統(tǒng)輸出的控制信號(hào)送到變頻調(diào)速器中，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降壓力上升；使壓力穩(wěn)定在設(shè)定值的附近，當(dāng)壓力大于最佳PID控制參數(shù)報(bào)警值時(shí)聲光報(bào)警并啟動(dòng)連鎖機(jī)械。

第三層：面向工程的綜合性項(xiàng)目的實(shí)踐課程。學(xué)習(xí)一個(gè)完整項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，現(xiàn)以工業(yè)生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)之一轉(zhuǎn)速為例介紹此階段的工程項(xiàng)目。使學(xué)生掌握系統(tǒng)的底層開發(fā)技術(shù)，從而強(qiáng)化學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)的原理框圖如下圖所示。

本系統(tǒng)分為硬件搭建和軟件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)分下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)和上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)速上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)主要說明了基于LabVlEW的人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)：設(shè)計(jì)程序主要模塊分為傳感器信號(hào)處理模塊、微處理器控制模塊、人機(jī)交互模塊以及通信接口模塊、控制輸出模塊。使學(xué)生掌握一個(gè)完整項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語

“課程融合”視域下民辦高校電氣自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)轉(zhuǎn)型體系構(gòu)建了漸進(jìn)式三層次實(shí)踐教學(xué)結(jié)構(gòu)，基于工作任務(wù)的項(xiàng)目化課程，將實(shí)際工程案例引入到教學(xué)過程中， 將每個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用相互滲透，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下完成教學(xué)任務(wù)，通過實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與制作，培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手能力與工程綜合的素質(zhì)，符合培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力應(yīng)用型人才的目標(biāo)要求。

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