基于CircuitMaker軟件的三二分段學(xué)生電工課程設(shè)計

尹秉奎 龍勇云 李軍利

[摘 要] 論述了以輸送帶為載體，利用CircuitMaker 軟件，在實踐教學(xué)環(huán)境下，基于工作過程的電工綜合性技能教學(xué)的學(xué)習情境設(shè)計過程。

[關(guān) 鍵 詞] 課程設(shè)計；三二分段；數(shù)控技術(shù)；CircuitMaker

[中圖分類號] G718.5 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）30-0020-02

一、引言

實踐教學(xué)是職業(yè)教育中培養(yǎng)學(xué)生的重要環(huán)節(jié)，而在三二分段中高職銜接的人才培養(yǎng)體系高職階段的教學(xué)中，實踐教學(xué)也有著重要的地位[1]。

在數(shù)控技術(shù)電工類的課程中，中職階段的實踐教學(xué)主要側(cè)重于培養(yǎng)基本能力，如能識別電氣元件，能運用基本工具，能進行電氣接線等基本技能的訓(xùn)練與培養(yǎng)；而到了高職階段則是側(cè)重識讀電路圖、電路故障分析診斷以及綜合應(yīng)用技能訓(xùn)練。在智能制造與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大背景下，數(shù)控技術(shù)專業(yè)電工類課程也應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)學(xué)習情境和內(nèi)容以引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維及技能。

本文介紹數(shù)控技術(shù)專業(yè)電工課程中一個學(xué)習情境的設(shè)計，該學(xué)習情境利用繼電器仿真軟件Circuitmaker，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)技能和知識進行創(chuàng)新的能力[2]。

二、情境設(shè)計思路

本學(xué)習情境利用輸送帶作為載體，進行相應(yīng)的教學(xué)過程設(shè)計；通過設(shè)計、制作、安裝輸送帶的主電路和控制電路，使學(xué)生綜合應(yīng)用過去已經(jīng)學(xué)過的知識與技能，同時培養(yǎng)其簡單項目開發(fā)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與能力。下圖是本學(xué)習情境的載體，輸送帶的結(jié)構(gòu)圖。

設(shè)計的電路要達到的基本功能如下，初始條件是所有電機都是停止的，當電機1控制的輸送帶上有貨物的時候，手動按下開關(guān)1，輸送帶運送貨物向右移動，當貨物跌落至電機2控制的輸送帶2的時候，手動按動開關(guān)2，電機1停止。然后按動開關(guān)3，電機2轉(zhuǎn)動，貨物向右移動跌落至貨物堆放處，然后按動開關(guān)4，電機2停止，整個過程完畢。

學(xué)生首先通過Circuitmaker繼電器仿真軟件設(shè)計相應(yīng)的電機控制電路，然后進行仿真模擬；第二步根據(jù)仿真設(shè)計的電路，繪制實際電路的接線圖，第三步是根據(jù)接線圖選擇合適的元器件然后制作接線柜，完成接線并測試電路。第四，對電路進行優(yōu)化改進，可以根據(jù)過去所學(xué)的知識或者查閱資料，增加時間繼電器、行程開關(guān)等方式改進優(yōu)化控制電路，向半自動化方向改進。

本學(xué)習情境需要掌握的相關(guān)知識點和技能點、需要的基礎(chǔ)知識、相應(yīng)的教學(xué)環(huán)境和師資條件等要求如下：

情境名稱是“二級輸送帶電路設(shè)計與制作”，要求學(xué)時為19學(xué)時。

培養(yǎng)學(xué)生的能力包括：能夠設(shè)計電機控制電路；能夠制作安裝電機主電路和控制電路；能夠用Circuitmaker軟件仿真電機控制電路圖。

知識點是熟悉電機控制電路知識，掌握電機啟動、停止、正反轉(zhuǎn)等控制電路，掌握Circuitmaker仿真軟件的操作，掌握輸送帶電機控制電路；技能點是已經(jīng)具備點動、正反轉(zhuǎn)等控制電路，具備仿真軟件的基本操作知識，能夠使用電路制作基本工具，如萬用表，剝線鉗等。

采用的教學(xué)方法建議包括引導(dǎo)文教學(xué)、項目教學(xué)、小組討論、實踐操作。

教學(xué)條件包括實訓(xùn)平臺，操作文件，電路元件；對于教師則須熟悉電機控制電路，能夠自行制作相關(guān)電路；情境的考核評價是檢測、分析電路組裝調(diào)試的結(jié)構(gòu)、團隊合作能力評價、工作態(tài)度評價；評價方式包括小組評價、教師評價。

三、情境設(shè)計內(nèi)容與實施

通過引導(dǎo)文、實踐操作、接線等方式，引導(dǎo)學(xué)生回顧過去的知識，并對項目進行創(chuàng)新開發(fā)、操作實踐以培養(yǎng)創(chuàng)新的能力，具體學(xué)時分配教學(xué)進程如下：

1.情境引入，教師介紹輸送帶的功能特點，布置總體任務(wù)要求，介紹工具以及電氣元件等；學(xué)生需要具備基本圖紙識讀和認識電氣元件的基本技能，具有溝通交流、理解任務(wù)的基本素質(zhì)能力，要求學(xué)時是1個學(xué)時（45分鐘）。

2.完成情境分解任務(wù)一，即根據(jù)任務(wù)要求，設(shè)計相應(yīng)的電機控制仿真電路圖，學(xué)生通過查閱資料，設(shè)計電路圖并仿真；分小組進行講解說明，教師進行點評；該步驟學(xué)生需要具備使用CircuitMaker仿真軟件的基本能力，以及掌握電機控制的電路；學(xué)生必須具備能夠查閱資料、電腦使用、電路圖識讀、團隊合作、溝通匯報等基本素質(zhì)，要求學(xué)時是2學(xué)時（90分鐘）。

3.完成情境分解任務(wù)二，繪制電路接線圖并制作電氣接線板，學(xué)生分組進行電路板制作和電路的安裝調(diào)試；該情境需要學(xué)生熟悉電氣元件工作原理，掌握電器柜基本技能，掌握電機正反轉(zhuǎn)電路安裝與調(diào)試；要求學(xué)時是8個學(xué)時（360分鐘）。

4.完成拓展學(xué)習任務(wù)，控制電路的改進與優(yōu)化，學(xué)生通過討論查閱資料，優(yōu)化電路設(shè)計，達到半自動程度，并完成電器柜制作；要求學(xué)時8個學(xué)時（360分鐘）。

整個學(xué)習情境的實施過程是在電工實訓(xùn)室，有實訓(xùn)平臺、接線板以及所需的工具。該學(xué)習情境屬于理實一體化的情境教學(xué)設(shè)計，分小組進行、分工合作相互配合，實訓(xùn)室設(shè)有學(xué)習區(qū)、工作區(qū)、資料查詢區(qū)，在實施的過程中嚴格按照企業(yè)工作規(guī)范和要求進行。

四、情境的評價

該學(xué)習情境的評價方式采用過程性評價和結(jié)果評價相結(jié)合，定性評價和定量評價相結(jié)合的考核方式[3]。對于電路調(diào)試結(jié)果、控制電路功能完成情況采用結(jié)果評分，同時在工作過程中，對小組的合作情況進行過程評分。而對于創(chuàng)新部分，則采用項目小組制度進行評分，就是采用項目負責人分配小組成員分值的方式進行，評價項目包含基本任務(wù)評價，有實訓(xùn)紀律、生產(chǎn)安全、工具擺放、學(xué)生參與項目、回答問題等學(xué)習表現(xiàn)、任務(wù)完成程度等?；救蝿?wù)在整個學(xué)習情境權(quán)重為50%；完成基本任務(wù)以后則進行拓展創(chuàng)新任務(wù)，根據(jù)方案、匯報、任務(wù)完成情況進行評分，同時按項目負責制方式，給予第一項目負責人分配分值的權(quán)利，由項目負責人給自己小組分配分值；在評價過程中成立考核評價小組，由教師和各小組代表組成，對各組方案進行評分。

五、小結(jié)

本文介紹了電工課程的其中一個學(xué)習情境設(shè)計過程，該學(xué)習情境為電工課程中最后一個學(xué)習情境，是綜合應(yīng)用的技能訓(xùn)練情境；通過增加前端的電路設(shè)計與仿真，培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生的創(chuàng)新能力，利用輸送帶控制電路的安裝與調(diào)試作為該情境項目的載體，還可進行其他方面的能力訓(xùn)練，如將輸送帶機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計制作方面的能力訓(xùn)練引入情境過程中，則可以培養(yǎng)機電綜合方面的能力與技能，并開發(fā)成類似雙元制模式的工業(yè)機械工或機電一體化工種的訓(xùn)練項目。

參考文獻：

[1]李靖.《電工技術(shù)應(yīng)用》課程教學(xué)改革研究[J].考試周刊，2012（32）.

[2]王林.仿真繼電器軟件CiruitMaker在電氣設(shè)計中的應(yīng)用[J].電世界，2006（7）.

[3]蔣碧濤.基于工作過程的簡單電子產(chǎn)品安裝與調(diào)試課程設(shè)計[J].新校園，2015（2）.