“现代电气控制系统安装与调试”教学研究.pdf

第 36 卷第 4 期2023 年 10 月镇江高专学报Journal of Zhenjiang CollegeVol.36 No.4Oct.,2023“现代电气控制系统安装与调试”教学研究黄海峰,唐红雨(镇江高等专科学校 电气与信息(交通)学院,江苏 镇江 212028)摘 要:以“现代电气控制系统安装与调试”课程为例,从学情出发,围绕“知行合一,日新臻善”,以“引、导、做、赛、思”实施教学过程,形成基于成果导向的“三善五步”教学法,实现教师科研创新与学生培养相互促进。关键词:知行合一;“三善五步”教学法;项目导向中图分类号:G642.41文献标志码:C文章编号:1008-8148(2023)04-0104-03收稿日期:2022-12-15作者简介:黄海峰(1975),男,江苏镇江人,讲师,硕士,主要从事自动化技术、智能控制研究;唐红雨(1975),男,江苏镇江人,教授,硕士,主要从事自动化技术、电机拖动研究。2019 年国家职业教育改革实施方案明确提出“职业教育与普通教育是两种不同教育类型,具有同等重要地位”,对深化职业教育改革做出重要部署,为开展课堂教学指明了方向1。传统课堂知识传授多、价值塑造少,课堂灌输多、自主学习少,理论学习多、技能训练少。职业教育应坚持以立德树人为根本任务。高职院校主要培养技术技能实用型人才,与产业经济联系紧密。“现代电气控制系统安装与调试”是生产过程自动化技术、电气自动化技术专业重要的综合实践课程,自动化系统集成技术是自动化专业技术人员的核心职业能力之一,教学中要适应自动化行业从信息化向智能化转型升级的大背景,按照高等职业教育“培养多样化人才、传承技术技能、促进就业创业”的基本要求2,围绕“知行合一,日新臻善”,融入“任务驱动、项目导向”实践教学方法,形成以“格物致知,止于至善”“知行合一,臻于至善”“咸与维新,成于至善”为目标,“引、导、做、赛、思”为实施步骤的“三善五步”教学法,组织实训,锤炼自动化系统集成能力,强化职业规范、工匠精神。1 意义 随着“中国制造 2025”、新一代人工智能等国家重大战略的实施,职业教育面临更高的要求。随着职业教育生源多样化、发展目标多元化,课堂教学要适应专业发展需求,促进学生全面发展。1)“格物致知,止于至善。”电气自动化技术专业的学生需要熟练掌握主流自动化设备应用及相应程序开发。现代电气控制系统设计大多采用自顶向下基于模型的设计思想,人工智能、机器学习蓬勃发展的时代,学生迫切需要了解系统背后的控制算法,从而有针对性地开发和应用。教学中,紧跟行业技术发展,整合教学内容,实现课程互融互通,可以避免知识孤岛现象,促进人才纵向发展3-4。2)“知行合一,臻于至善。”传统教学内容、模式脱离工厂生产环境,实训项目、案例与技术应用场景差别较大,学生难以真正提高技术应用能力。“知者行之始,行者知之成。”教学中,应根据企业实际岗位工作任务要求,对接“1+X”证书制度的岗位能力规范、职业技能竞赛的能力要求,融合行业新技术、新标准的内容5-6。引入体现自动化领域新技术、新业态和新规范的生产案例,促使课程知识“案例化”,提升解决问题的能力。3)“咸与维新,成于至善。”爱因斯坦说:“It isthe supreme art of the teacher to awaken joy in creativeexpression and knowledge.”(在创造性表达和知识中唤醒快乐是教师的最高艺术。)传统教学观念中由教师决定传授什么知识、培训什么技能,学生学什么、怎么学。“课堂革命”突破知识传授式教学的局401限性,变革学习观念和学习方式,由“以教师为中心”变为“以学生为中心”。教师以问题引导、研究探索的方式鼓励学生深入理解学习内容,学生发挥主观能动性,理解、吸收、迁移知识。镇江高等专科学校电气自动化技术专业教学团队在“现代电气控制系统安装与调试”课程建设中,重订培养目标,重构教学内容,遵循认知规律,打破传统学科体系,形成以工厂真实案例为基础、与岗位能力需求为驱动的模块化教学体系4,提升学生的职业素养。2 课程设计2.1 指导思想立足能力本位的教育理论,践行“知行合一,日新臻善”。以需求为导向实施模块化课程改革,结合社会热点创建呼吸机控制系统设计、分布式空气净化系统设计等典型案例库,按照“以用导学”的要求重构教学内容,制作典型任务式工单,完善课程质量评价体系,采用以活页式工作手册为指引的项目化教学,借助智能化技术手段深化“三教”改革,“岗课赛证”综合育人,实施“三善五步”教学模式。2.2 教学设计策略1)基于“理实一体”教学理念,重构教学内容,打造“有用”课堂。基于“1+X”证书制度改革成果导向实训教学,以企业产品设计、科研、竞赛转化项目贯穿教学过程,与企业合作,共同研究现代电气控制系统核心能力、典型工作任务7。如图1 所示,从项目(分布式空气净化系统)到行动领域(工业控制网络、嵌入式系统开发、自动化系统集成),再到核心课程(集散控制系统、组态监控技术、单片机原理与应用、C 语言设计、PLC 应用技术、变频器应用),优化专业核心能力体系。图 1 专业核心能力体系2)实施“技艺相长”实训模式,优化教学过程,打造“有趣”课堂。依托江苏省先进制造业自动化技术综合实训基地、镇江市工业控制网络重点实验室建设,与罗克韦尔自动化(中国)有限公司、三菱电机自动化(中国)有限公司、美国国家仪器有限公司共建实训室,建立“校中厂”“厂中校”。根据专业建设和人才培养目标构建“能力递进”人才培养的实训体系,建立“专项能力综合能力创新能力”三级递进的实训平台。3)强化“集成创新”思维,培养创新能力,打造“有料”课堂。工业控制网络重点实验室深入研究“工业控制网络三层网络结构构建、多控制器(PLC)系统设计方法”等,形成“智能控制网络集成”“现代电气控制系统设计”两个特色鲜明的科研方向,取得了丰富成果。分布式空气净化系统设计的科研成果转化为专业实践,用于指导学生竞赛。3 实施案例:分布式空气净化系统 1)引:启发自主学习。以社会热点“空气污染”问题引出学习任务,分析空气净化系统,讨论优点、缺点、可改进的地方。2)导:专业知识外延。融合行业新技术、新规范的内容,辅导学生了解基于模型的设计思想、代码生成方法,集中精力从事创造性工作。3)做:职业技能迁移。通过分布式空气净化系统设计与安装提高电气控制线路安装工艺、程序编写、系统调试等综合应用能力。实现岗位情境教学,加深学生对企业工作流程的理解,培养学生以案例为基础的任务分析、问题解决能力。4)赛:技术集成创新。以高等职业院校技能大赛为契机,组织学生参加全国各类自动化技术应用能力大赛,“以赛促教、以赛促学、以赛促训、以赛育人”,培养综合应用能力、团队合作精神8。以“分布式空气净化系统设计”项目为导向,以行为表现评价为主,选择小组项目或研究报告、演讲或移动学习日志等,实现对学生学习过程的跟踪评价,提高学生的创新实践能力。“分布式空气净化系统设计”获第五届“台达杯”高校自动化设计大赛三等奖。5)思:多元教学评价。进一步完善教学评价体系:一是全时评价,对课前、课中、课后进行全过程评价;二是全员评价,评价主体包括学校教师、企业导师、学生;三是全域评价,包括理论、技术、工艺、职业素养等。同时,将思政、创新纳入评价指标,实时有效评价数据,及时调整教学策略,进行个性化辅导,实现课堂精准管理9-11。5014 成果 践行“知行合一,日新臻善”,采用“任务驱动、项目导向”教学方法,拓展了研究领域,提高了科研能力,发表了多篇论文,取得了相应专利授权。教学团队适应培养不同层次技术技能人才的需要,重构教学内容,凸出职业教育类型特征,理论知识与实践运用并重,人文素养与技术技能并重,提高了教学质量,教学改革课题“触摸屏、变频器、PLC 的综合实训”获江苏省职业教育学会教学成果一等奖。实施“三善五步”课堂教学模式,打造“有用、有趣、有料”课堂12,提高了学生的职业素养和职业能力。学生荣获了江苏省高等职业院校技能大赛“亚龙杯”现代电气控制系统安装与调试项目三等奖、第五届“台达杯”高校自动化设计大赛三等奖、第十三届“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛三等奖、第八届“AB 杯”全国大学生自动化系统应用大赛二等奖,并获得授权专利分布式自适应空气净化系统等。5 结束语 电气自动化技术专业建设要紧跟国家职业教育发展趋势,将高等职业教育的学生观、教育观、发展观融入专业培养目标和实践教学,探索实践体系的教学内容、价值体系及教学资源。在“现代电气控制系统安装与调试”实践教学中,遵循知识内在规律,整合教学内容,实现课程互通;遵循技术应用原则,融合教学方式,实现手、脑并训;尊重实践创新能力,强化思维训练,实现能力提升,有利于学生培养自学能力和统筹管理能力,提高专业核心能力。参考文献:1 孙强,石冬霞,宁惠贤,等.“课堂革命”视角下专业课程建设服务北大荒集团发展的研究与探索:以农产品加工与质量检测专业顶点课程为例J.农场经济管理,2022(11):49-52.2 赵笑笑,刘书阁,王玺,等.“电子技术及实训”课堂革命研究与实践J.山东电力高等专科学校学报,2022,25(5):6-8,27.3 尹颜丽.基于上下联动式高职“建筑装饰材料识别与选购”五维三拓两展课堂革命实践研究J.职业技术,2022,21(11):76-84.4 周亚芳,范有雄.“课堂革命”背景下高职机床电气控制与 PLC课程教学改革与研究J.长江工程职业技术学院学报,2022,39(3):19-22.5 马亚丽,王向阳.课堂革命背景下非遗文化与高职英语教学融合路径探究:以江苏省为例J.湖北开放职业学院学报,2022,35(10):172-174.6 张瑞娟.深化三教改革,实践职业教育课堂革命:以新媒体营销课程为例J.投资与合作,2022(5):208-210.7 张小威.“课堂革命”视域下基于 BIM 技术及 OBE-CDIO理念的课程教学改革探索与实践:以高职工程造价专业建筑工程计量与计价课程为例J.现代职业教育,2022(32):103-105.8 姚志恩,周丽英.中职教师教学创新团队“研训课赛”一体化推进“课堂革命”的实施策略J.职业教育(下旬刊),2022,21(7):77-84.9 谭正清,夏念恩.高等职业院校“课堂革命”探索与实践:以建筑工程计量计价与成本控制课程为例J.四川建材,2022,48(1):251-252.10 郑伟.高职化学实验类课程“课堂革命”的探索与实践:以溶液的配制为例J.四川化工,2021,24(3):63-66.11 王国方.课堂革命时代高职医学类课程的信息化教学诊改研究:以“医学影像电子学基础”课程为例J.大学,2020(52):150-151.12 陆琪琪.探索职教“课堂革命”的实践:以合肥工业学校“三有”课堂试点为例J.安徽教育科研,2022(12):18-19.责任编辑:卢 蕊Teaching research on“Installation and Debugging of Modern Electrical Control Systems”HUANG Haifeng,TANG Hongyu(School of Electrical and Information Technology,Zhenjiang College,Zhenjiang 212028,China)Abstract:Taking the course“Installation and Debugging of Modern Electrical Control Systems”as an example,this thesis started from the learning situation and focused on the educational idea of“unity of knowledge and action,daily improvement of goodness”to design the teaching.The teaching process was implemented with“lead-in,guidance,action,competition,and thinking”,which formed a“three goodness and five steps”teaching methodbased on result orientation,achieving mutual promotion of teachers scientific research innovation and studentstraining.Key words:unity of knowledge and action;teaching method of“three goodness and five steps”;project orientation601