基于低壓電氣控制設(shè)備安裝與調(diào)試課程工學一體化教學改革探究

摘 要：工學一體化已成為我國職業(yè)教育改革的關(guān)鍵所在，是職業(yè)教育朝著高質(zhì)量發(fā)展目標邁進的必由之路。本文以低壓電氣控制設(shè)備安裝與調(diào)試一體化課程為重要抓手，將水箱水位控制系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)任務(wù)作為工學一體化課程改革典型案例進行深入剖析，完成了課程學習任務(wù)的分析、教學活動的設(shè)計等工作，為全面推進我校電工電子類專業(yè)工學一體化校本轉(zhuǎn)化做好服務(wù)支撐。

關(guān)鍵詞：工學一體化 職業(yè)教育 電氣控制

當前，我國經(jīng)濟發(fā)展進入了新時代，出現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、經(jīng)濟增速放緩等情況，我國的制造產(chǎn)業(yè)開始朝著數(shù)字化、智能化發(fā)展目標邁進。以培養(yǎng)綜合職業(yè)能力為目標，以學生為中心，采取職業(yè)與教育、工作與教學、企業(yè)與學校的深度融合方式，實現(xiàn)職業(yè)崗位與教學專業(yè)、職業(yè)資格與課程內(nèi)容、產(chǎn)研需求與平臺建設(shè)相匹配的人才培養(yǎng)模式呼之欲出。

1 研究背景

隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進入了新的發(fā)展階段，為體現(xiàn)市場需求、就業(yè)導(dǎo)向，促進國家經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，人力資源和社會保障部主動創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提出了職業(yè)教育工學一體改革。工學一體化是人力資源和社會保障部在全國職業(yè)院校推行的培養(yǎng)模式，工學一體化倡導(dǎo)的是“從企業(yè)中來，到企業(yè)中去”，在教學過程中以典型工作任務(wù)為載體，以工作過程為導(dǎo)向、以校企合作為基礎(chǔ)、以綜合職業(yè)能力培養(yǎng)為核心，以學生為中心，根據(jù)典型工作任務(wù)和實施過程設(shè)計課程體系和內(nèi)容，按照工作過程的順序和學生自主學習的要求進行教學設(shè)計并安排教學活動，實現(xiàn)能力培養(yǎng)與工作崗位對接合一、見習實訓(xùn)與頂崗工作學做合一、理論教學與實踐教學融通合一。

通過實施工學一體化，借助于校企之間深度合作，職業(yè)院校低壓電氣控制設(shè)備安裝與調(diào)試課程可有效培養(yǎng)出更多的高技能人才，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益，提升企業(yè)的研創(chuàng)能力，進而推進國家經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。同時，在教學過程中運用工學一體化的教學模式，作為以技能應(yīng)用為基本導(dǎo)向的職業(yè)院校電氣專業(yè)的低壓電氣控制設(shè)備安裝與調(diào)試課程，通過采用工學一體化培養(yǎng)模式，學生的專業(yè)能力、溝通能力以及創(chuàng)新能力將得到大大提高，有利于激發(fā)引導(dǎo)學生積極主動探索，從而獲取所缺知識，為快速適應(yīng)企業(yè)實際工作崗位做好充分準備，滿足企業(yè)崗位的實際需求。

2 電氣專業(yè)實施工學一體化面臨的現(xiàn)實困境

2.1 “學生為主體，教師為主導(dǎo)”的教學理念尚未應(yīng)用于實際

基于工學一體化教學模式為導(dǎo)向的運用實施關(guān)鍵在于職業(yè)教學，在教學過程中，教師只是起到引導(dǎo)作用，其始終要以學生為中心。由于部分教師缺乏一定的企業(yè)工作經(jīng)驗，所以他們對工學一體化課程教學改革的相關(guān)理念理解不夠深入，不清楚在實際教學中如何推進，難以發(fā)現(xiàn)哪些知識與實際工作過程有直接的邏輯關(guān)系。在人社部相關(guān)政策引導(dǎo)下，工學一體化教學改革逐步推進，在電氣實際教學中，教師們知道推行工學一體的重要性，但在實際教學中，仍存在一些“穿新鞋，走老路”的現(xiàn)象發(fā)生，操作方法仍停留在傳統(tǒng)教法認知中，部分教師沒有完成由“教學”到“導(dǎo)學”的角色轉(zhuǎn)變。

2.2 職業(yè)教育與工作實踐結(jié)合力度不夠

目前，不少職業(yè)院校電氣專業(yè)在大力推行或試點一體化教學改革時，出現(xiàn)了理論與實際出現(xiàn)脫節(jié)、學生到企業(yè)實習聯(lián)系途徑單一、實訓(xùn)工作組織考核不到位等多重情況，很多企業(yè)缺乏與職業(yè)院校電氣專業(yè)合作的熱情。即使有企業(yè)參與工學一體改革，但是他們參與的深度還遠遠不夠，專業(yè)技能訓(xùn)練與職業(yè)能力培養(yǎng)還沒有形成良好對接、學習過程與工作過程沒有完全融合。所以，要想全面實現(xiàn)職業(yè)院校電氣專業(yè)職業(yè)教育與企業(yè)生產(chǎn)實踐的融合，還需要做出很多的努力。

3 職業(yè)院校電氣專業(yè)實施工學一體化改革對策——以低壓電氣控制設(shè)備安裝與調(diào)試教學課程為例

低壓電氣控制設(shè)備安裝與調(diào)試教學課程來自電氣自動化設(shè)備安裝與維修專業(yè)，依據(jù)工學一體化課程標準和設(shè)置方案，該課程以實際工作任務(wù)為載體，以校本轉(zhuǎn)化為目標，將工作過程與學習過程融為一體，從而提升學生的專業(yè)應(yīng)用能力。電氣線路安裝教學單元來源于《電氣自動化設(shè)備安裝與維修專業(yè)工學一體化課程標準》“低壓電氣控制設(shè)備安裝與調(diào)試”課程中的水箱水位控制系統(tǒng)設(shè)計與裝調(diào)任務(wù)。其主要采用PLC控制方式，通過液位傳感器采集信號實現(xiàn)對三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制，最終使水箱液位保持在合理范圍內(nèi)。授課時間6個學時。

某公司接到任務(wù)，要求用PLC控制系統(tǒng)來實現(xiàn)水箱水位控制系統(tǒng)的改造。該公司開出任務(wù)單，委派電氣技術(shù)人員進行改造，按客戶要求盡快完成水箱水位控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝及調(diào)試，并交付驗收。任務(wù)要求，根據(jù)原電氣控制系統(tǒng)工作原理，分析列舉采用PLC控制的技術(shù)難點及控制可行性，制作一份改造技術(shù)難點分解及控制可行性分析表，繪制水箱水位控制電氣原理圖、PLC控制系統(tǒng)圖和I/O地址分配表，能夠在編程軟件上按照既定的控制流程核對、編制該系統(tǒng)PLC控制程序并通電試車，觀察PLC及負載運行狀態(tài)，檢測驗收。

3.1 教學活動的設(shè)計

3.1.1 學情分析

此教學單元實施對象為22電氣自動化設(shè)備安裝與維修（初中）（高級）3班，該班共30名學生（26名男生，4名女生），年齡：17-18 歲。在專業(yè)能力方面，學生具備對于簡單PLC控制電路控制功能的分析和施工能力，但系統(tǒng)的故障排查經(jīng)驗欠缺。在社會能力方面，該班學生較活潑，精力較旺盛，能夠團結(jié)協(xié)作，在充分的動員和帶動下愿意動手實踐，能客觀地自評、互評，但部分學生溝通交流能力有待提升。在方法能力方面，具備一定的自主學習能力、資料查閱能力、分析問題能力，但部分學生反思歸納能力、邏輯思維能力還需要繼續(xù)提高。在能力素養(yǎng)方面，能按照6S規(guī)定整理工位，有一定的執(zhí)行力，但持續(xù)工作能力和刻苦鉆研的精神有待提高。

3.1.2 學習目標的設(shè)定

學習目標根據(jù)時間劃分為課前目標、課中目標以及課后目標。課前，能夠通過觀看教師上傳到UMU互動學習平臺的“水箱水位控制系統(tǒng)”小視頻，了解此次教學工作的主要任務(wù)目標，讓學生樹立技能成才技能報國志向。課中，確定水箱水位控制系統(tǒng)電氣線路安裝重點和難點，完成元器件布局圖及線路圖的繪制以及元器件、線路的安裝，能按照6S管理標準完成現(xiàn)場的整頓清理，小組歸納總結(jié)學習收獲，反思存在的問題，領(lǐng)悟崇尚卓越的重要性。課后，能依據(jù)水箱水位控制系統(tǒng)的安裝過程步驟，提煉PLC控制電機正反轉(zhuǎn)方法原理，實現(xiàn)對自動升旗控制系統(tǒng)的電氣線路安裝的知識拓展，提高解決實際問題能力。

3.1.3 學習內(nèi)容

此次教學單元學習內(nèi)容主要有，水箱水位控制系統(tǒng)的過程控制流程、水箱水位控制系統(tǒng)布局圖、線路圖的繪制方法，水箱水位控制系統(tǒng)電路圖中塑料走線槽和導(dǎo)軌的規(guī)格選用，PLC及液位傳感器的布線工藝方法，元器件的安裝方法，安裝線路的檢測方法，工作現(xiàn)場的6S管理方法以及自動升旗控制系統(tǒng)的電氣線路的安裝方法等。

3.1.4 教學重難點分析

由于電氣線路的安裝是此次教學單元的核心內(nèi)容，接線的正確與否將決定此次教學任務(wù)是否達到預(yù)期效果，后期中級工考核也將重點考核此部分內(nèi)容，所以確定電氣線路的連接作為此次教學任務(wù)的重點。主要解決措施是深入學習水箱水位控制系統(tǒng)原理圖理解控制工作原理，依據(jù)教師示范步驟，掌握元器件及線路安裝的要點，最后通過小組討論完成正確安裝。

由于課程中的液位傳感器的安裝工藝需要一定時間的積累和訓(xùn)練才能掌握，所以確定液位傳感器安裝作為此次教學任務(wù)的難點。主要解決策略是，教師加強示范指導(dǎo)，學生查閱液位傳感器使用手冊，測量元器件之間的距離，從液位傳感器布局開始，按照手冊上規(guī)定的距離范圍要求的同時保證液位傳感器的安裝工藝，強化訓(xùn)練操作，在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗。

3.1.5 教學資源準備

教學資源由硬件資源、軟件資源和教學資源組成，硬件資源包括一體化工作站、三菱FX-3U、三相異步電動機、多媒體系統(tǒng)、手機、電腦等，軟件資源包括微信、學習通、釘釘、GX Works 3等，教學資源包括課件、微課視頻、施工規(guī)范、工作頁等。

3.2 典型工作任務(wù)的實施

在課前預(yù)學階段，學生觀看水箱控制系統(tǒng)工作流程，提前學習新授知識，了解過程控制原理。學生觀看教師上傳到UMU互動學習平臺的《身邊優(yōu)秀技術(shù)能手》視頻典型案例，樹立技能成才、技能報國志向，增強工匠精神和質(zhì)量意識。

在教學組織階段，通過采用案例分析法、視頻觀摩法，學生復(fù)習回顧上次課程所學知識、觀看《電力安全生產(chǎn)教育片》、回答教師提出的關(guān)于“水箱水位控制系統(tǒng)”工作原理問題，完成安全工作日志以及工作頁的填寫，進而實現(xiàn)安全教育、水箱水位控制系統(tǒng)工作原理的學習。

在工作準備階段，教師指導(dǎo)學生以小組為單位領(lǐng)取PLC、液位傳感器、接觸器、端子排等元器件材料，學生按照教師示范的檢測方法檢查接觸器、電機、PLC、繼電器功能是否完好，為后續(xù)教學活動做好準備。

在繪制布局圖及接線圖階段，采用頭腦風暴法、講授法，學生以小組為單位參照三菱PLC、液位傳感器、接觸器、繼電器的使用手冊，完成元器件的安裝。教師指導(dǎo)學生以小組為單位參照液位控制原理圖和線路安裝工藝規(guī)范，完成元器件的線路安裝，并貼上醒目的文字符號。

在初步檢測階段，通過采取模擬仿真法和案例分析法，學生以小組為單位根據(jù)元器件接線圖、布局圖對已經(jīng)完成的元器件線路安裝任務(wù)進行自檢，實現(xiàn)一體化工作站的6S標準化管理，提升學生職業(yè)素養(yǎng)。

在展示評價階段，通過采用成果展示法和指導(dǎo)反饋法，各小組編制工作小結(jié)、組織匯報，教師點評指導(dǎo)，提出整改建議，學生完善落實，并提交線上問卷任務(wù)。

在教學實施的最后階段，學習拓展必不可少，通過完成自動升旗控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試任務(wù)，學生實現(xiàn)知識遷移，鞏固提高。

3.3 教學評價

通過采取評價多元化、評價全程化以及評價信息化的方法，從職業(yè)素養(yǎng)、技能考核和學習成果三個方面進行評價，進而達成學習目標，解決實際工作問題，提升學生綜合職業(yè)能力。本次課程評價方式依據(jù)于學習目標設(shè)計，重點突出學生的職業(yè)素養(yǎng)與業(yè)務(wù)能力，依據(jù)于教學前準備階段、教學中實操階段與教學后知識拓展階段，以學生自評、小組內(nèi)成員互評以及教師評價相結(jié)合方式進行。通過采用過程性評價與成果性評價相結(jié)合的方式，全面客觀地檢驗最終教學效果，提升學生的理論知識、實踐技能以及能力素養(yǎng)。

4 結(jié)語

新時代下，有序推行工學一體化改革已是職業(yè)教育朝著高質(zhì)量發(fā)展目標邁進的必由之路。通過本次低壓電氣控制設(shè)備安裝與調(diào)試課程的工學一體化教學和實踐，學生的學習熱情和探索創(chuàng)新能力受到了激發(fā)，使理論知識與實操技能有機結(jié)合，達到了預(yù)期教學效果。職業(yè)院校低壓電氣控制設(shè)備安裝與調(diào)試課程應(yīng)堅持以服務(wù)學生發(fā)展為原則、以培養(yǎng)學生綜合職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)為目標，全方位探索工學一體化課程體系、師資隊伍以及教學科研建設(shè)，注重學生探索能力培養(yǎng)、合理設(shè)計評價機制，大力推進校企合作機制，積極探索技能大賽成果轉(zhuǎn)換，構(gòu)建理論與實踐相結(jié)合的新的發(fā)展通道。

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