“电机与拖动控制技术”课程教学改革设计与实践——以“三相异步电动机继电接触器控制”模块为例.pdf

专业领航ZHUANYE LINGHANG教师TEACHER 1202023 年 7 月Jul.2023一、课程概述“电机与拖动控制技术”是高职电气自动化技术专业的一门基础课，旨在培养学生电气技术基础理论分析及应用能力，安全操作、工具仪表使用、故障处理、常用软件使用等基本实践能力，以及团队协作、勇于创新、爱岗敬业的工作作风，从而让学生掌握该专业培养目标设定的电气设备安装、检修等工作岗位的胜任能力。兰州资源环境职业技术大学（以下简称“我校”）选取了高等教育出版社电机与电气控制技术作为教材，教师按教学实际整合教学内容，编写了活页教材。将整本教材按照电动机控制组成结构划分为变压器、异步电动机、直流电动机、继电接触器控制和电气安全五大模块。各模块分别按照分类、结构、功能、难度等细分教学项目，并依据理论认知、虚拟仿真、实践训练相结合的逻辑安排教学任务，形成层层递进、环环相扣、重点突出的结构体系。课程模块体系划分如图 1 所示。二、学情分析本课程在我校电气自动化技术专业的第三学期开设，学生在之前已经学习了“电路基础应用”“工程识图与绘制”“C 语言程序设计”等专业课程，大部分学生具备了电路相关理论知识和电工技能。在学习“三相异步电动机继电接触器控制”模块（以下简称“本模块”）前，学生已初步了解异步电动机的相关理论知识，但是因为前期学习未涉及实训，其对三相异步电动机的结构、接线方式以及电工工具、仪表等内容没有完全掌握。因此，教师需要安排课前的复习回顾与课中的理论实践。本模块中常用低压电器的认知和典型的控制电路均需要通过课前、课中、课后与线上线下相结合的方式去学习，所以教师应注重培养学生的学习习惯、学习能力、动手能力、团队意识、职业素养。三、整体教学设计（一）课程思政引入强调科技，关注社会新技术、新产业。目前各种电气化控制设备、自动控制系统及生产线广泛应用于工业、农业、国防等领域，在国民经济中起着举足轻重的作用。教师可以结合农业水利工程中电气自动化技术在无土栽培、蓄水、灌溉、水质检测等方面应用的相关视频，引导学生了解社会新技术，提升专业学习的兴趣。1摘 要：文章主要探究了高职院校电气自动化技术专业“电机与拖动控制技术”课程教学的实践过程。文章以兰州资源环境职业技术大学为例，对该课程内容进行模块化整合，重组课程内容，以“三相异步电动机继电接触器控制”模块为例，具体阐述教学设计与实践。作者简介：何春燕（1989），女，甘肃兰州人，讲师，本科，研究方向：电气自动化专业教学。中图分类号：G712 文献标识码：A 收稿日期：2023-03-13 文章编号：1674-120X（2023）20-0120-03关键词：电气技术；模块化；理虚实一体化；课程思政何春燕（兰州资源环境职业技术大学，甘肃兰州730021）“电机与拖动控制技术”课程教学改革设计与实践以“三相异步电动机继电接触器控制”模块为例模块一（12 学时）变压器项目一（6 学时）常用低压电器的认知项目二（4 学时）三相异步电动机的点动控制项目三（2 学时）三相异步电动机的自锁控制项目四（2 学时）三相异步电动机的正反转控制项目五（2 学时）三相异步电动机的行程控制模块二（16 学时）异步电动机模块三（14 学时）直流电动机模块四（16 学时）继电接触器控制模块五（14 学时）电气安全电机与电气控制图1 课程模块体系划分专业领航1212023 年 7 月强调民生，关注国家新政策、新热点。教师在教学中多引导学生了解国家的政策及热点，使其意识到专业知识与技能的重要性。教师可以通过介绍目前农村电网改造的计划及其对农村的建设及发展的巨大好处，鼓励学生学好专业技能，将来为国家、为家乡做贡献。强调安全，关注电力行业信息、时事新闻。安全生产，是电力工作者每时每刻都能听到或看到的警句。教师在课堂上可以通过播放近几年典型的电气事故案例视频，让学生了解电气安全的重要性，并从电气事故发生的原因、引起的后果以及人为操作失误导致的一系列安全隐患出发，呼吁学生了解安全常识，遵守安全规程，珍爱生命，预防电气安全事故，最终让学生养成安全用电的工作习惯。强调素养，关注学生劳动精神与工匠精神。劳动是人的立身之本，也是职业教育的灵魂。党的十九大报告指出，“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，弘扬劳模精神和工匠精神，营造劳动光荣的社会风尚和精益求精的敬业风气”，这对加强当代青年的劳动教育，弘扬劳模精神和工匠精神提出了新的要求。2在职业教育中，教师一定要把劳动教育与专业人才培养结合起来，增强学生的职业荣誉感，提高学生的职业技能水平，培养学生精益求精的工匠精神和爱岗敬业的劳动态度。（二）教学内容安排整体教学内容的安排思路是从局部到整体、从理论到实践再到应用。首先安排了三相异步电动机的结构及接线方式学习，然后安排了常用的电工工具及万用表学习以辅助实训；之后，在学生掌握工具和万用表的正确使用方法的基础上，安排了常用低压电器的学习，即对每个电器元件进行理论学习、结构拆装与触点检测；最后，安排了电路图的识读绘制与几种典型控制电路的学习。整体教学内容环环相扣、层层递进、从简单到复杂，比较符合我校学生的学情。（三）教学目标确定教师要依据电力行业企业规程规范、专业人才培养方案、课程标准、学情确定教学目标，要求学生通过学习达到国家职业资格鉴定中级工岗位和考核要求。基于学生的学情分析，归纳本模块的教学目标，如表1所示。（四）教学重难点突破为有效突破本模块的教学重点和难点，教师采用“理虚实一体化”教学模式。每次的任务教学按照“任务分析理论讲解虚拟仿真实训练习”的流程进行，课堂练习有利于学生掌握教学重点；每次的仿真练习按照“熟悉器件完成线路布局图完成线路接线图通电运行”的流程进行，安全有序、形象直观、操作方便，有利于学生掌握教学重点；每次的实训按照“选择电器检测电器安装电器接线练习检测线路通电运行”的流程进行，由易到难、小组合作，缓解学生的畏难情绪，促进学生合作交流及突破难点；整个课堂教学按照“复习回顾课程导入理论讲解小组探究虚拟仿真实操练习课堂测试归纳总结”的流程进行，推动学生学习能力阶梯式增长，有效突破教学难点。（五）教学方法利用本模块教学中，教师主要采用以下教法：（1）讲授法：对控制电路的相关理论知识进行讲解。（2）问题教学法：引导学生对电路进行分析、对知识点进行复习与回顾。（3）示范教学法：对实训练习中元件和线路的安装、检测等内容进行规范的操作演示。（4）任务驱动法：让学生带着任务完成练习。（5）对比教学法：将相关电路进行对照讲解与分析。（6）情境教学法：有目的地引入或创设具体场景，引起学生注意，启发学生思维，激发学生情感。本模块教学中，学生主要采用以下学法：（1）自主学习法：对知识点进行自主学习与归纳总结。（2）小组探究法：充分调动小组成员积极性、加强小组交流互动，最大限度地激发小组成员的参与意识和团队协作意识。（3）对照学习法：对相关的概念、电路进行对比学习，加深对概念的理解，扩展知识面。（六）教学流程设计本模块教学中树立以学生为中心的教学理念，构建符合本门课程特点与实际情况的“理虚实一体化”教学模式。以电动机的自锁控制电路为例，在任务教学中，教师可以依托多媒体课件、实物展示等手段，采用线上线下相结合的方式，让学生课前通过学习通进行微课的学习、任务的探究进而了解自锁电路的原理；课中通过教师的讲解、视频的播放、师生线上互动、小组探究认识自锁电路、学会分析自锁电路，并通过仿真软件接线练习和实操接线进一步掌握自锁电路的原理；课后完成知识目标1.了解三相异步电动机的结构2.熟悉常用的电工工具和万用表的作用3.熟悉常用低压电器的结构及原理4.掌握电气控制线路图的识图原则5.熟悉电动机典型控制电路的工作原理能力目标1.掌握三相异步电动机定子绕组的正确接线方式2.能够正确使用常用电工工具和万用表3.掌握常用低压电器的检测方法4.掌握电动机典型控制电路的工作原理及分析方法5.能够对电动机典型控制电路布局接线素质目标1.提升自主学习和合作探究的能力2.提升发现问题、分析问题、解决问题的能力3.提升规范操作的职业素养和树立安全生产的意识4.提升动手能力，形成吃苦耐劳的精神5.提升团队协作能力和养成工匠精神表 1 本模块的教学目标专业领航1222023 年 7 月练习，达到学以致用的目的。从课前的认知，到课中的掌握，再到课后的拓展，整个过程层层递进、环环相扣，推动学生学习能力阶梯式增长。（七）教学组织安排及实施教学过程分为三个部分：课前准备：在课前，教师将学习任务、课件、微课视频等学习资料上传至学习通平台。学生通过预习了解本次课学习内容，同时完成学习探究，可以与教师在线交流遇到的问题。教师通过互动交流，可确定课堂上需要解析的知识点并适当调整教学策略。课中提升：按照逐层递进的教学原则，课中提升分为课程导入、探究新知、任务实施、总结评价四个环节。课程导入环节，教师通过学习通对学生在线点名，既完成了课堂考勤，又活跃了课堂气氛，接着通过总结学生的课前任务完成情况引入本次教学任务。探究新知环节，教师要充分利用信息化技术和教学资源，以工作任务为导向，采用“理虚实一体化”教学模式，有效解决教学重难点，极大地激发学生的学习兴趣，提高学生的自主学习能力。任务实施环节，教师根据课程标准及岗位能力要求，设计元器件的选用、检测，电路的安装、接线、检测、调试等任务，学练结合，通过“做中学”“学中做”促进知识、能力与素质目标的达成。课后拓展：教师课后通过学习通布置拓展作业，提升学生的自主学习能力及创新意识，分享学生优秀作业，让学生取长补短、相互学习、相互促进。最后教师组织学生去企业车间学习，让学生“零”距离体验，了解学习专业知识对将来工作的重要性，进一步激发学生的学习兴趣。（八）教学评价设计本模块重点考核学生电动机典型控制线路的理论知识及实操训练的能力。教师根据学生在任务实施环节的表现，结合学习通数据、小组评议结果和项目考核评价表，对学生进行多元化的考核。一是课前评价（占 10%），主要考查学生预习任务的完成情况。二是课中评价（占 75%），主要考查学生的学习态度、理论知识掌握情况、课堂活动参与情况、知识检测正确率、实训任务完成情况、技能目标与素养目标（6S 规程、电气安全意识、团队协作能力、吃苦耐劳的劳动精神和精益求精的工匠精神）达成情况等。所有小组活动练习环节评价标准为：教师评价40%+组间互评 30%+组内互评 30%。三是课后评价（占 15%），主要考查学生的作业及拓展任务（含导学案）完成情况。四、教学反思（一）教学收获一是我校教学团队从专业人才培养方案的修订，到重新调研制定课程标准，再到重新整合教材模块设计成活页式教材，精心设计组织课堂教学，完成全流程的教学改革，加深了我校教师对模块化整合课程内容、实施项目化教学的认识，提升了我校教学团队的专业水平、教学能力和创新素养。二是学生完成了对常用低压电器及其组成的电动机典型控制电路的原理分析、电路图绘制、线路的安装和接线的知识与技能的学习，尤其是对于器件的检测和安装接线有了更深的认识和理解。更重要的是让学生进一步掌握了合作探究式等多样学习方法，真正做到了“做中学”“学中做”，明确了新时代对技术技能型人才在职业能力、职业精神、职业素养等方面的新要求。三是在教师的指导与引导下，学生更新了观念、提高了认识、充分利用了信息化教学资源和多元化的考核标准来辅助学习。学生在学习中做到课前探究、课中提升、课后拓展，并积极参与“理虚实一体化”的教学活动，致力提升专业技能，积极为考取职业技能等级证书和参加专业技能竞赛做准备。（二）改进方向一是目前教学资源有限，校园网络覆盖面不全，AR 技术应用较少，对此，教师可通过产教结合等手段开发出更优质的教学资源，服务日常教学，提升课堂效率。二是积极关注学生的学习与生活。教师可给予家庭困难的学生适当的帮扶，并鼓励他们端正学习态度，认真学习专业知识，提升专业技能水平，为提升学历和就业做好准备。对学习存在困难的学生，教师平时多进行鼓励与引导，增强其自信心。三是积极关注 1+X 证书制度试点工作，特别是要分析职业技能等级证书中涉及的职业素养、技能要求、基本知识，及时调整电气控制线路的教学载体，以企业真实工作任务驱动教学，加强实操教学，激发学生的学习兴趣，实现“做中学”“学中做”，培养学生的专业技能和岗位职业能力。五、结语通过教学改革实践，我校电气自动化技术专业教学取得了不错的效果。这说明教学改革在职业教育中占有重要地位，也是未来专业教学发展的有效途径。职业院校要以培养学生实践能力为主，重视学生职业能力培养，结合具体的教学内容，创新教学方法、完善考评方式，不断优化教学模式，为社会培养具备一定实践能力和较高职业素养的复合型人才。参考文献：1 向光峰，刘 涛.电气自动化技术在农业水利中的应用 J.农村经济与科技，2016，27（24）：32.2 刘向兵.培养工匠精神，从劳动教育开始 J.国际人才交流，2018，334（3）：18-19.