智能制造背景下高職電氣自動化技術(shù)專業(yè)課程體系構(gòu)建

摘 要：隨著中國制造2025和智能制造時代的到來，對從事電氣自動化行業(yè)的需求越來越大。傳統(tǒng)的電氣自動化技術(shù)專業(yè)課程體系難以適應(yīng)新時代的人才培養(yǎng)要求，為更好地培養(yǎng)出高素質(zhì)高技能的人才，對現(xiàn)有高職電氣自動化技術(shù)專業(yè)課程體系進行分析，查找關(guān)鍵點，并對新課程體系的構(gòu)建進行探索。從課程體系設(shè)置以及與之配套的實訓室建設(shè)等方面進行分析，從而使本專業(yè)的畢業(yè)生將來能夠更好的適應(yīng)智能制造的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣自動化技術(shù);課程體系;實訓室建設(shè);智能制造

電氣自動化技術(shù)專業(yè)是一門和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的學科，小到一個負載的設(shè)計，大到在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域中下發(fā)揮著越來越重要的作用。在中國制造2025和智能制造的背景下，需要大批該專業(yè)的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。這就對高職電氣自動化技術(shù)專業(yè)學生也提出了新的要求，為了適應(yīng)新形勢的發(fā)展，需要打破原有的專業(yè)課程體系，建設(shè)符合課程體系要求的實訓室等，從而使高職電氣自動化技術(shù)專業(yè)學生將來能夠得到更好的發(fā)展。

1 課程體系設(shè)置存在的問題

電氣自動化技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)生相對而言是比較好找工作的，但是在工作中會出現(xiàn)后勁不足的現(xiàn)象。究其原因，是因為課程體系設(shè)計到專業(yè)的方面較散，像“撒胡椒面”一樣過于追求全面，從而缺乏對于某個主線的深入理解和學習。其次，課程整體的前后銜接不夠緊密，導致后面課程用到的知識前面沒有涉及到;或者前面出現(xiàn)了專業(yè)“斷頭課”的現(xiàn)象，其涉及到的內(nèi)容后面的課程再也用不到，難以形成一個系統(tǒng)。再次，高職院校的教育有區(qū)別于本科的教學，高職學生對動手能力的要求比傳統(tǒng)本科要強，可是在技能訓練領(lǐng)域的課時量過少，不能滿足動手能力的訓練要求。最后，電氣自動化技術(shù)專業(yè)的課程以“電類課程”為主無可厚非，但是絕對不能只有這些課程，其他方面相關(guān)技術(shù)技能的培養(yǎng)也不能忽視。

總之，課程體系的構(gòu)建要從職業(yè)崗位群中進行分析，找出典型工作任務(wù)，確定行動領(lǐng)域，把這些行動領(lǐng)域整合成課程體系。針對課程體系設(shè)置各種學習領(lǐng)域（即每門課程），最后針對具體的課程再進行學習情境的構(gòu)建。因此，要構(gòu)建新的符合時代要求的課程體系。

2 課程體系的構(gòu)建分析

2.1 課程體系構(gòu)建原則

第一，課程的設(shè)置需要符合行業(yè)背景。專業(yè)課老師要深入企業(yè)生產(chǎn)一線進行調(diào)研，了解當前技術(shù)工人需要掌握的知識技能，要把實際崗位所需的技能融入到課程情境當中。同時，聘請企業(yè)技能專家進入學校的專業(yè)委員會，負責提出寶貴意見和建議，確定本專業(yè)在校生畢業(yè)前要考取哪些技能證書，并幫助完善人才培養(yǎng)方案的修訂。

第二，課程設(shè)置需要突出重點。電氣自動化技術(shù)專業(yè)為培養(yǎng)工控人才起著至關(guān)重要的作用，其畢業(yè)的學生要熟練掌握兩種控制器的使用技能，即重點突出PLC技術(shù)和單片機技術(shù)。圍繞這兩種技術(shù)來打造整體課程的設(shè)置。這兩種技術(shù)基本含蓋了工控類的CPU，確定核心課程后開始拓展其他課程，如《變頻器技術(shù)》、《組態(tài)技術(shù)》、《電機控制技術(shù)》等。學生在學習這些課程之前必要的專業(yè)基礎(chǔ)課也是不可或缺的。

第三，課程設(shè)置需要加入更多的一體化課程?！敖虒W做一體”的授課模式很適合傳授學生技術(shù)技能，比傳統(tǒng)的理論課+實驗課效果好很多。高職的學生理解能力本來就一般，想象力也不是很豐富。單一的理論授課比較抽象，學生會感覺枯燥無味，學起來沒有興趣，最終聽課結(jié)果是難以完全掌握技術(shù)要領(lǐng)。等到下節(jié)輪到上實驗課時，雖然能提升興趣，但是可能會忘記上節(jié)理論課講的步驟要點等，導致實驗進行不順利，嚴重的可能會引發(fā)很多安全問題。

第四，課程設(shè)置需要機電并存。工廠企業(yè)中有一句行話叫做：一個電工頂半個鉗工。意思是說，做電工的不能只懂電氣，還要會相應(yīng)的機械知識，這樣才能稱得上一個合格的電工。生產(chǎn)一線的設(shè)備如果因電氣故障不能正常運行，電工來修理時一般是需要對機器外部進行拆裝的，這時很少會有專門的鉗工來配合，如果不懂得相關(guān)機械知識，就難以順利完成維修工作。

2.2 新課程體系構(gòu)建分析

以天津某職業(yè)學院為例，傳統(tǒng)的電氣自動化技術(shù)課程主要包含：PLC控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機應(yīng)用技術(shù)、自動控制技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、C語言程序設(shè)計等，主要專業(yè)課程如表1所示。從表1中可以看出，兩種核心控制技術(shù)課時過少，包含內(nèi)容范圍較大。例如，《PLC控制技術(shù)》包含：PLC基本指令，變頻技術(shù)，通信技術(shù)等，60學時顯得有點不夠用?？梢钥紤]把變頻技術(shù)分出來單獨形成一門課，并把這門課和《電力電子技術(shù)》相融合，選取變頻需要的知識，其余的可以考慮刪除，因為《電力電子技術(shù)》這門課理論性太強，高職學生不能完全接受，就算能勉強聽懂，也不清楚到底能干什么用。類似這樣的問題，都應(yīng)該在新的課程體系中解決。

單片機技術(shù)的學習分為：《單片機基礎(chǔ)》和《單片機接口技術(shù)》兩門課程。這兩門課程綜合了《C語言》、《傳感器技術(shù)》和《單片機及其接口技術(shù)》3門課程。目前，單片機的編程主要是用C語言，用匯編語言的已經(jīng)很少了，但是《C語言》的學習主要是基于數(shù)學模型的編程，這可能會帶來兩個問題：其一，對于數(shù)學較差的高職學生來說比較抽象;其二，與單片機技術(shù)相差較遠。所以，我們大膽嘗試，新的《單片機基礎(chǔ)》課程內(nèi)容講到接口技術(shù)之前，包括這門課所用到的C語言的基本指令知識，對于數(shù)學模型的C語言內(nèi)容做了相應(yīng)的刪除。《單片機接口技術(shù)》包括一部分傳感器技術(shù)的內(nèi)容，只講和單片機相關(guān)的傳感器，其他的可以省略掉了。這樣提升了學習的效率，突出了單片機技術(shù)的核心地位。為了進一步提升這方面的知識技能，還可以加入一門專門用單片機設(shè)計制作小成品的課程。

PLC技術(shù)的學習分為：《PLC控制技術(shù)》、《工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》、《變頻器技術(shù)》、《工業(yè)組態(tài)控制技術(shù)》等。同時配合技能訓練領(lǐng)域的4和5這兩門實訓課程，使學生打牢這項技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。在第五學期，對學生做一個關(guān)于PLC技術(shù)的綜合提升?！蹲詣由a(chǎn)線安裝與調(diào)試》和《工業(yè)機器人技術(shù)》這兩門課程緊跟實際生產(chǎn)，即能提高學生學習興趣，又能提升技術(shù)本領(lǐng)，一舉兩得。

除以上兩種技術(shù)之外，學生綜合素質(zhì)的提升也是課程體系中要考慮的因素。為順利進入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)時代做準備，《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論》這門課程是必須有的，了解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識，提升自身素質(zhì)修養(yǎng)。《電子產(chǎn)品銷售務(wù)實》也是為鍛煉本專業(yè)畢業(yè)生的素質(zhì)能力，使我們的畢業(yè)生不僅能夠設(shè)計生產(chǎn)產(chǎn)品，還能夠勝任下一環(huán)節(jié)的工作，使學習變成一個有機的整體。

3 實訓室建設(shè)策略分析

實訓室建設(shè)是保障整個課程體系順利執(zhí)行的前提和必要保障，任何課程的實踐環(huán)節(jié)都要在實訓室進行，所以說實訓室和課程體系兩者相輔相成。以天津某職業(yè)院校為例，電氣自動化技術(shù)專業(yè)有些課程不是按照基于生產(chǎn)過程的方式講授的，究其原因一方面是教師本身不是來自生產(chǎn)一線的，另一方面是實訓室實驗器材設(shè)備等條件不是基于生產(chǎn)過程的。為了減少學校與企業(yè)的脫節(jié)，對于實訓室的建設(shè)勢在必行。

3.1 實訓室建設(shè)原則分析

實訓室總體規(guī)劃原則為：樓層自下而上，由易到難。讓學生感受到隨著自己能力的提升和學習難度的加深，在不斷攀升的過程。同時要求每個實訓室設(shè)備數(shù)量不少于20臺（套），盡量保證每位學生都有一臺實驗設(shè)備，至少每兩個人一臺，不能出現(xiàn)3個人甚至更多人一臺的情況。

專業(yè)帶頭人組織召開專業(yè)委員會研究對于實訓室建設(shè)的規(guī)劃，包括現(xiàn)有設(shè)備的改造和新設(shè)備的選擇。以PLC相關(guān)課程為例，首先需要有PLC實訓室。作為電氣自動化技術(shù)專業(yè)的核心主線，學生的硬件安裝和軟件調(diào)試能力都需要著重訓練。這就要求不僅要有專門練習編程的實驗設(shè)備，還要有重點練習硬件調(diào)試的訓練設(shè)備，更要有更高級的綜合的設(shè)備。專門針對編程的訓練可以采用把PLC和各種開關(guān)負載已經(jīng)連接好的整體式設(shè)備;硬件調(diào)試可以采用網(wǎng)孔板的模式，所有PLC、變頻器、觸摸屏、開負載等都需要學生自己去安裝與調(diào)試;最后有綜合的訓練，采用自動化生產(chǎn)線實訓室的設(shè)備，訓練學生軟件編程、通信測試、伺服驅(qū)動、變頻技術(shù)、電路連接、氣動設(shè)計、機械安裝等綜合訓練，使學生基本掌握工控設(shè)備技能。

3.2 實驗設(shè)備指導書的編寫

目前，專門針對實驗設(shè)備編寫的教材幾乎沒有，這就需要每個實訓室組織專人針對每種實驗設(shè)備編寫詳細地指導書，根據(jù)人才培養(yǎng)方案不同層次和要求的學習可以采用不同的實驗項目，以PLC實訓室為例。基礎(chǔ)實驗項目有：LED數(shù)碼顯示控制、天塔之光模擬控制、直線運動控制系統(tǒng)、運料小車控制模擬、十字路口交通燈控制、三相異步電動機點動控制和自鎖控制、正反轉(zhuǎn)控制、三相異步電動機星/角降壓啟動控制等;提高實驗項目有：三層電梯控制系統(tǒng)的模擬、水塔水位控制模擬、裝配流水線的模擬控制、液體混合裝置控制的模擬、機械手動作的模擬、軋鋼機控制系統(tǒng)模擬、加工中心的模擬控制等;終極實驗項目有：S7-200的自動化通信網(wǎng)絡(luò)、PPI點對點網(wǎng)絡(luò)通信、MPI多點網(wǎng)絡(luò)通信、溫度PID實驗、直流電機調(diào)速實驗、步進電機運動控制、四層電梯控制系統(tǒng)的模擬等。這樣可以滿足不同培養(yǎng)目標的需要。

4 結(jié)論

要把任何一個專業(yè)建設(shè)成一流專業(yè)都不是一個簡單的過程，電氣自動化技術(shù)專業(yè)也如此。一流專業(yè)的前提是有符合時代發(fā)展的課程體系，課程體系的實施少不了專業(yè)的實訓室，這兩者緊密的聯(lián)系在一起。本文打破傳統(tǒng)的電氣自動化技術(shù)課程體系，對課程的整合、刪除和增加進行分析研究，大膽嘗試，提高學生學習效率和效果，值得研究和推廣。

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作者簡介：王治學（1983-），講師，電氣自動化技術(shù)專業(yè)學科帶頭人，主要從事電氣自動化方面的教學及研究工作。