基于實踐教學的變頻器課程改革探析

朱琴

摘 要：變頻器課程是電氣自動化專業(yè)的必修課程，其整合了各個專業(yè)課程基礎知識，對于相關專業(yè)學生實踐操作能力及綜合課程應用能力提升具有重要的影響。因此本文根據(jù)自動化專業(yè)教學實際情況，以強化專業(yè)學生綜合知識應用能力為要點。從課題教學課件應用、實驗環(huán)節(jié)加強、組織企業(yè)實踐等幾個層面，對變頻器課程實踐教學模式設計應用進行了簡單的探究。

關鍵詞：實踐教學;變頻器課程;改革

在自動化控制技術發(fā)展過程中，三相異步電動機變頻調(diào)速成為工業(yè)行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。這種情況下，自動化變頻調(diào)控技術就成為工業(yè)控制的主要模塊。而以往以理論知識教育為主體的變頻器教育模式，不僅無法滿足專業(yè)學生學習需求，而且無法有效提高專業(yè)學生專業(yè)綜合技能。因此，為了保證變頻器應用課程教學效率，對變頻器課程教學進行實踐改革非常必要。

一、變頻器課程教學現(xiàn)狀

傳統(tǒng)變頻器課程教學方法大多為口授式教學。在課程開展過程中，課程教學人員僅僅需要攜帶教案或者說課稿，就可以進行課程教學。這種教學方式不僅挫傷了專業(yè)學生對變頻器課程學習的積極性，而且阻礙了學生技能及綜合應用能力的提升。

二、基于實踐教學的變頻器課程改革措施

（一）明確變頻器課程實踐教學改革目標

明確的課程改革目標是變頻器課程實踐教學改革工作順利開展的保障。因此，在實際變頻器課程實踐教學方案設計過程中，相關課程教育教學人員可從知識、能力、素質(zhì)三個層面進行分析，確定合理的變頻器課程教育教學改革方案。首先，在知識層面，需要專業(yè)學生在掌握課程中關于變頻器概念、規(guī)律、基本數(shù)據(jù)及定義的基礎上，了解變頻器組成原理、變頻器調(diào)速技術發(fā)展趨勢，先進接口技術及相關物理量計算方法、接口使用方法。并熟練掌握變頻器參數(shù)設置方法，具備典型變頻應用系統(tǒng)調(diào)試能力。

其次，在能力層面主要依據(jù)變頻器課程整體知識架構，全面培養(yǎng)專業(yè)學生獨立思考能力、嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力及問題提出、分析能力。同時要求專業(yè)學生可以依據(jù)變頻器學習基礎方法，運用自身技能進行問題解決[1]。

最后，在素質(zhì)目標層，不僅需要專業(yè)學生了解變頻器基本原理及其在不同場合基礎使用措施，而且要求專業(yè)學生了解變頻器課程知識應用科學價值及實際應用價值，進而提高專業(yè)學生創(chuàng)新實踐能力。

（二）更新變頻器實踐教育教學方法

以實踐教育為主體的新型變頻器課程教學方法的應用，可以在課程學習時間一定的情況下，合理組織課程教學內(nèi)容，加強關鍵知識點輔導教育，從而激發(fā)學生學習興趣。在實際教育教學工作開展過程中，主要采用教育、學習、實踐綜合型教育方法，在不同教育階段設置對應的教學任務，提高專業(yè)學生學習興趣。即將整體課程劃分為變頻器參數(shù)設置及功能選擇、變頻器技術概述及變頻器接線端子分析、PLC控制變頻器工頻/變頻切換、FR-configuration軟件應用、變頻器安裝及調(diào)試、觸摸屏使用、變頻器通信等幾個模塊。

在具體模塊教學過程中，課程教學人員可以引導專業(yè)學生沿項目完成線路，利用自身掌握知識提出問題并進行解決。如在PLC控制變頻器工頻/變頻切換項目教學階段，可以將整體教學劃分為項目硬件設計、變頻器參數(shù)設置、項目PLC軟件設置三個模塊。其中在項目硬件設計模塊包括主電路設計、控制電路設計兩個任務;而在變頻器參數(shù)設置模塊包括變頻器功能選擇、變頻器參數(shù)設置兩個任務;在PLC軟件設計模塊包括點動時PLC軟件設計、自鎖PLC軟件設計幾個任務。通過相關課程任務的逐一細化分解，可為整體變頻器課程教學效果的提升提供依據(jù)。

（三）構建變頻器實驗探究情景

構建變頻器課程實驗探究情景可通過教學場所時空重構，培養(yǎng)專業(yè)學生職業(yè)技能。首先，在以往變頻器課程學科體系結構的基礎上，變頻器課程教學人員可根據(jù)變頻器調(diào)速技術崗位能力目標及具體工作標準，以工作過程為導向，進行學習情境重構。并將變頻器課程對應理論知識融入工作任務中。如以異步電機拖動升降機、車間運料平板車等設備所涉及的變頻調(diào)速工作任務為依據(jù)，從變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)組成安裝、變頻器運行調(diào)試、變頻器功能參數(shù)功能及設置三個層面，設置工作任務。隨后引導專業(yè)學生對變頻器組成結構、控制系統(tǒng)設計、工作原理進行逐一探究。

其次，在學習情境構建完畢之后，為了促使專業(yè)學生了解變頻器實訓設備應用特點，并掌握工程現(xiàn)場設計控制電路及參數(shù)設定方法，可將互動學習與具體情景任務進行有機整合，并將具體課程劃分為變頻器感受與認知——升降機正反轉(zhuǎn)變頻調(diào)速運行、變頻器外部運行操作、變頻器組合運行——運料平板車正反轉(zhuǎn)變頻調(diào)速運行、變頻器多段速調(diào)速運行操作、變頻器程序運行、變頻器遙控運行操作等幾個模塊[2]。

在具體課程開展過程中，根據(jù)項目內(nèi)容的區(qū)別可設置不同的任務目標，并采用合理的教學方法，同時配置專門的實訓設備。如在變頻器組合運行操作——運料平板車正反轉(zhuǎn)變頻調(diào)速運行模塊，專業(yè)學生需要了解主電路正確連接方法，并熟練掌握變頻器兩種組合運行控制方式及模式接線、參數(shù)設置方法等;在這一模塊教學過程中主要采用對比教學法、實訓教學法、討論教學法、引導文教學法、讀書指導法等;而主要用實訓設備除基礎變頻器實訓設備之外，還需要準備三相異步電動機、交流開關按鈕與接觸器模塊、模擬負載模塊、測量儀表、外部控制開關與電位器等實訓設備。

最后，在實際課程開展過程中，基于實踐情境的變頻器課程教學主要通過一體化工業(yè)運動智能控制教學平臺的方式，依據(jù)行業(yè)職業(yè)資格標準及高等技術人才能力培訓要求，利用實訓實操同步跟蹤設備、實訓多方位空間指導音響、多媒體大屏幕投影等。設置完全開放的多領域?qū)嵺`平臺，為專業(yè)學生與就業(yè)崗位高效信息交互提供廣闊的平臺。

在一體化工業(yè)運動智能控制教學平臺運行過程中，主要包括資訊、計劃、實施、檢查、決策、評估等幾個模塊。其中資訊主要是變頻器課程教學人員提出明確的任務要求及相關資訊，如在變頻器組合運行——運料平板車正反轉(zhuǎn)變頻調(diào)速運行教學模塊，變頻器課程教學人員可要求專業(yè)學生根據(jù)已學知識利用外部電位器設定頻率操作面板，控制電動機啟停，或者通過操作面板設定頻率外部端子控制電動機啟動/停止等。這一模塊主要應用資訊為三菱使用手冊;在計劃模塊，變頻器課程教學人員可將整體專業(yè)學生劃分為不同的小組，并要求各小組利用已知咨詢進行具體工作流程的設計，如電路設計及安裝、參數(shù)設定、調(diào)試運行、設備選擇、進度安排、結果反饋等;在實施模塊主要是依據(jù)具體工作計劃執(zhí)行學習訓練方案，如學習方法、實施過程階段檢查等;在檢查模塊主要以專業(yè)小組自查為依據(jù)，通過預期計劃方案與實際實施結果的比較分析，對項目完成率、計劃合理程度、系統(tǒng)安裝質(zhì)量、參數(shù)設定適用度、電路設計正確性等進行逐一評測。并以評分表格的形式進行詳細記錄。

在決策模塊，主要依據(jù)實施方案預期運行情況，組織各小組學生進行審定溝通。并引導專業(yè)學生進行信息交互;在評估模塊，變頻器課程教學人員需要組織專業(yè)學生對檢查結果進行總結性評估，并通過自評+互評+教師評價的方式，組織專業(yè)學生進行工作過程經(jīng)驗分享，并對具體工作結果進行分析論證[3]。

（四）加強校企合作

為了進一步提高專業(yè)學生基礎職業(yè)操作技能，變頻器課程教學人員可根據(jù)專業(yè)市場企業(yè)對技能型人才的需求，對變頻器課程實踐教學改革方案進行優(yōu)化設置。在現(xiàn)階段生產(chǎn)加工制造行業(yè)，其內(nèi)部人才架構主要包括管理人員、設計開發(fā)人員、生產(chǎn)線操作及維護管理人員、銷售及售后服務人員等。其中生產(chǎn)線操作人才及維護管理人員占總員工人數(shù)的65%以上。據(jù)此，變頻器課程教育教學人員在實踐教學方案設計過程中，可將技術課程人才劃分為操作技能型、工程應用型、技術操作型幾個模塊。根據(jù)具體崗位需求進行課程教學內(nèi)容的合理設置，基于變頻器課程涉及內(nèi)容較多特點，課程教學人員可與學校教育部門溝通，加強對應專業(yè)崗位實習輸入，在具體企業(yè)工作環(huán)境中組織實踐學習。通過組織專業(yè)學生擔任具體的崗位，幫助專業(yè)學生將分散專業(yè)知識進行整合重構，最終形成系統(tǒng)規(guī)范的實踐思維模式，適應企業(yè)不斷發(fā)展的需求。

三、變頻器課程實踐教學模式應用效果

首先，基于實踐教學的變頻器課程教學方式，主要以專業(yè)學生學習興趣為教育教學工作入手點。在整體課程教育教學過程中可以引導專業(yè)學生腦、手同步發(fā)展。不僅可以培養(yǎng)專業(yè)學生動手習慣及創(chuàng)新思維能力，而且有效地激發(fā)了專業(yè)學生在變頻器課程學習方面的潛能[4]。

其次，基于實踐教學變頻器課程應用，將專業(yè)學生作為整體課程教學的中心。通過具體實踐情境中課程教育教學人員與課程學習人員的信息互動，有效地提高了專業(yè)學生獨立咨詢、自我制定計劃及實施的能力。

最后，在專業(yè)學生自我動手實踐過程中，通過校企合作方式的加強，可將企業(yè)變頻器調(diào)速技術崗位與專業(yè)課程教學進行了緊密結合。從而在提高專業(yè)學生實踐能力的同時，也極大的提高了專業(yè)學生職業(yè)技能及崗位適應能力，為專業(yè)學生后續(xù)就業(yè)打下了堅實的基礎。

四、總結

綜上所述，變頻器課程是一門專業(yè)性較強的課程。因此，在實際課程教育教學過程中，變頻器課程教學人員應從理論層面、技能層面對專業(yè)課程實際教學效果進行全面分析。據(jù)此設置增強的變頻器課程實踐教育改革目標，采用新型的教育教學模式，結合教育教學內(nèi)容的優(yōu)化建設，可為變頻器課程教學效果的提升提供依據(jù)。

參考文獻：

[1]林向華.《變頻器應用技術》課程的改革及實踐[J].科技視界，2015（7）：56-56.

[2]錢海月.基于工作過程導向的高職《變頻器控制技術》課程改革實踐方案[J].環(huán)球市場，2017（5）：83-83.

[3]歐陽志紅.基于企業(yè)需求的高職《變頻器技術與應用》課程實踐教學改革探索[J].考試周刊，2015（68）：211-212.

[4]姚利娜，梁占紅.變頻器課程的實踐教學模式探索[J].科學技術創(chuàng)新，2014（4）：49-49.