“中國制造2025”背景下《工廠電氣控制設(shè)備》的課程改革探討

王青

摘要：本文根據(jù)“中國制造2025”背景下電氣自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展趨勢和《工廠電氣控制設(shè)備》課程的特點(diǎn)，結(jié)合目前的新的就業(yè)需求、學(xué)生特點(diǎn)、人才培訓(xùn)方案要求對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)生就業(yè)率，使學(xué)生更好的服務(wù)于企業(yè)。

關(guān)鍵詞：中國制造2025;電氣自動(dòng)化;電氣控制;教學(xué)改革

0? 引言

2015年李克強(qiáng)總理簽批的“中國制造2025”行動(dòng)計(jì)劃中五大工程和十大領(lǐng)域多次涉及到智能化，智能化也是我國從制造大國邁向制造強(qiáng)國根本動(dòng)力[1]，要實(shí)現(xiàn)智能化這一目標(biāo)電氣自動(dòng)化專業(yè)是核心。因此高職的電氣自動(dòng)化專業(yè)必須適應(yīng)新的產(chǎn)業(yè)升級需要進(jìn)行人才培養(yǎng)方案改革和創(chuàng)新，《工廠電氣控制設(shè)備》作為該專業(yè)的核心課程改革也勢在必行。進(jìn)行課程改革就要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方法和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容來提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，更好的服務(wù)于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1? 《工廠電氣控制設(shè)備》課程特點(diǎn)分析

學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程時(shí)，應(yīng)了解課程在專業(yè)的定位和對今后職業(yè)生涯的作用。本門課程是專業(yè)理論體系中起到承上啟下的一門重要課程[2]。課程的主要內(nèi)容包括：低壓電器設(shè)備的認(rèn)識(shí)、三相異步電動(dòng)機(jī)電氣控制線路、常用機(jī)床電氣控制線路等內(nèi)容。首先從工廠常用設(shè)備的動(dòng)力源作為引入點(diǎn)引出《電機(jī)與拖動(dòng)》課程。學(xué)生已經(jīng)掌握電機(jī)的原理，但如何控制電機(jī)用這一問題引出本門課程，讓學(xué)生了解本課程的學(xué)習(xí)對后續(xù)學(xué)習(xí)PLC和對實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”的重要性。根據(jù)電氣自動(dòng)化專業(yè)就業(yè)崗位要求并結(jié)合“中國制造2025”背景下產(chǎn)業(yè)的升級需求，高職電氣自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生不僅要完成生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)和維修工作[3]，而且還要擔(dān)負(fù)設(shè)備的改造和升級任務(wù)。因此要求學(xué)生要熟練掌握低壓電器設(shè)備的作用、符號(hào)和使用注意事項(xiàng)，會(huì)分析各種類型低壓電器設(shè)備組成的電氣原理圖，最終結(jié)合原理圖能夠進(jìn)行設(shè)備的調(diào)試和故障排除，從而達(dá)到人才培養(yǎng)目標(biāo)。具體的技能目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)如下：①能根據(jù)圖紙正確安裝工業(yè)設(shè)備電氣系統(tǒng)，并能理解相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn);②能夠完成機(jī)床電路原理、安裝、維修的分析應(yīng)用;③能夠制訂合理的安裝、調(diào)試、檢修方案;④在學(xué)習(xí)和技能實(shí)踐過程中，以國防精神為指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生“精益求精、質(zhì)量第一、嚴(yán)謹(jǐn)縝密、安全保密”等意識(shí)。⑤在教學(xué)過程中通過基本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的調(diào)試維修養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣，強(qiáng)調(diào)動(dòng)作的規(guī)范性，工具、量具的擺放整齊，維修場所的整潔，遵守安全操作規(guī)程等。（圖1）

2? 中國制造2025背景下《工廠電氣控制設(shè)備》教學(xué)改革措施

2.1 結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)來調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在國家提倡“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的背景下，高職院校的人才培養(yǎng)方案中也加入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的課程[4]。由于我國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育起步較晚，大多數(shù)學(xué)生是在進(jìn)入大學(xué)后才接受創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，而且大多數(shù)教師也沒有接受過系統(tǒng)學(xué)習(xí)缺乏經(jīng)驗(yàn)。目前大多數(shù)高職院校只是簡單的開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程，在課堂上學(xué)習(xí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論知識(shí)，并沒有真正的融入專業(yè)課學(xué)習(xí)當(dāng)中來啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。因此在《工廠電氣控制設(shè)備》課程中在學(xué)習(xí)常用電動(dòng)機(jī)控制電路中要將這些控制電路與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，并用現(xiàn)代化生產(chǎn)線的控制及目前工廠升級改造中的案例引導(dǎo)學(xué)生如何對傳統(tǒng)電路進(jìn)行升級改造，也為后續(xù)學(xué)習(xí)PLC課程打下一定的基礎(chǔ)。讓學(xué)生了解要學(xué)好PLC編程必須要先學(xué)習(xí)好硬件電路的控制原理。對于控制電路不僅讓學(xué)生掌握電動(dòng)機(jī)控制電路，而且教師要能夠?qū)⒚糠N基本控制電路都和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來加深學(xué)生的理解。同時(shí)結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中的案例，以賽促教，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生將專業(yè)知識(shí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)聯(lián)系起來。為增加就業(yè)機(jī)會(huì)教師還可以根據(jù)目前的市場需要結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)興趣增加選修內(nèi)容，例如目前洗車銷售大幅度增加，教師可以增加汽車內(nèi)燃機(jī)的控制教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解不同動(dòng)力源的控制要求，為今后就業(yè)打下基礎(chǔ)。對于制造業(yè)只有不斷創(chuàng)新才有可能持續(xù)發(fā)展?！爸袊圃?025”中規(guī)劃的一大核心是“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)就需要大量的具有創(chuàng)新意識(shí)的技術(shù)技能型人才[3]。我校通過開展“西門子智控創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”、“ABB工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”和“872廠精儀學(xué)習(xí)站”的建設(shè)，探索電氣自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的新途徑。

2.2 教學(xué)方法和教學(xué)模式的創(chuàng)新

在教學(xué)方法上，要根據(jù)“00后”大學(xué)生的特點(diǎn)，利用信息化的教學(xué)手段對教學(xué)方法進(jìn)行改革?！?0后”大學(xué)生追求個(gè)性化的價(jià)值取向、獨(dú)立化的行為能力、自主化的學(xué)習(xí)形式和網(wǎng)絡(luò)化的日常生活，要充分尊重他們的自身特點(diǎn)來組織教學(xué)，應(yīng)用“課堂多媒體教學(xué)和現(xiàn)場教學(xué)”相結(jié)合的教學(xué)方式。教學(xué)環(huán)境選取在理實(shí)一體化的實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，課堂上應(yīng)用PPT、動(dòng)畫、視頻和微課等多種形式幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)低壓電器設(shè)備的工作過程，理解動(dòng)作特點(diǎn)。并運(yùn)用仿真軟件提供的典型生產(chǎn)機(jī)械、電控系統(tǒng)動(dòng)畫效果，用于調(diào)動(dòng)課堂氣氛，引導(dǎo)學(xué)習(xí)興趣[2]。同時(shí)隨時(shí)用實(shí)物進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)來加深學(xué)生的理解。在課堂中盡量使枯燥的理論知識(shí)具體化、形象化、實(shí)用化，使學(xué)生樂學(xué)也易學(xué)。由于學(xué)生存在個(gè)性化差異，我們要充分發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)，尊重個(gè)體差異。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)由于學(xué)生多教師無法關(guān)注每個(gè)學(xué)生，這就要求我們要利用現(xiàn)代化信息手段如“職教云”線上學(xué)習(xí)平臺(tái)來設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，可以通過課前線上預(yù)習(xí)和課后線下拓展來幫助接受知識(shí)能力不同的學(xué)生。最終改變教師課堂講授的知識(shí)無法滿足所有學(xué)生的缺點(diǎn)。在教學(xué)過程應(yīng)堅(jiān)持以學(xué)生為主體，通過創(chuàng)建接近生產(chǎn)過程的教學(xué)項(xiàng)目化教學(xué)并通過啟發(fā)式、小組討論、問題探究等教學(xué)方法提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性[5]。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力，提高動(dòng)手操作能力，有利于綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[6]。

在教學(xué)模式上，根據(jù)目前我校的教學(xué)資源和本課程特點(diǎn)我們采用理實(shí)一體化的教學(xué)模式。遵循學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，根據(jù)“中國制造2025”中對制造的需求為契機(jī)來進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)的設(shè)計(jì)。以問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)為重要手段，通過貫穿始終的交流討論等教學(xué)表現(xiàn)形式，引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生以形成自主知識(shí)建構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展能力。學(xué)生針對每個(gè)工作任務(wù)通過參加討論、決策、行動(dòng)和檢查的整個(gè)工作過程，來學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)和新經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)提高解決問題和交流協(xié)作的能力，培養(yǎng)再學(xué)習(xí)的方法能力[7]。使學(xué)生在“做中學(xué)，學(xué)中做”，學(xué)會(huì)如何工作。在教學(xué)過程中始終以學(xué)生為中心，教師為輔助的模式，教師引導(dǎo)學(xué)生參與，這樣才能充分發(fā)揮學(xué)生的獨(dú)立思考和解決問題的能力。充分利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地和校企合作單位，聘任企業(yè)一線技術(shù)人員參與教學(xué)過程中，積極實(shí)施理實(shí)一體化教學(xué)。在學(xué)院“校企聯(lián)動(dòng)、工學(xué)耦合”人才培養(yǎng)模式，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，將理實(shí)一體化的教學(xué)模式落到實(shí)處。由于近年高職生源的改變，學(xué)生水平參差不齊，為了關(guān)注到每個(gè)學(xué)生做到因材施教，我們采取分層次教學(xué)，在每個(gè)項(xiàng)目中分不同的階段，逐段升級，并針對不同學(xué)生的理解能力，對每一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行分層次考核。一體化教學(xué)過程應(yīng)成為教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間相互促進(jìn)、相互提高的工作過程。融“教、學(xué)、做”一體的理實(shí)一體教學(xué)模式如圖2所示。

2.3 整合優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

在“中國制造2025”提到要對傳統(tǒng)制造業(yè)的智能化升級和改造來提高行業(yè)的自動(dòng)化程度[8]。這就要求我們的學(xué)生不僅要有較強(qiáng)的理論知識(shí)，但還要有一定的動(dòng)手能力。對于《工廠電氣控制設(shè)備》課程中常用機(jī)床的控制這部分內(nèi)容要改變只學(xué)習(xí)各類機(jī)床的控制原理和運(yùn)動(dòng)過程，更重要的是要分析機(jī)床的故障，能用電阻法和電壓法進(jìn)行排故。這部分內(nèi)容就不能用簡單的課堂理論進(jìn)行學(xué)習(xí)，而是要到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)后并讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際的排故。為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際應(yīng)用能力就要鼓勵(lì)學(xué)生參加各類技能競賽，電氣自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生可以參加現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試技能大賽。其中，這些比賽過程中都要用到變頻器，所以我們就要增加變頻器的設(shè)置和操作的實(shí)踐教學(xué)。除了知識(shí)技能的培養(yǎng)，要根據(jù)現(xiàn)代教育的發(fā)展和需要不斷對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整和改革，重視學(xué)生知識(shí)靈活應(yīng)用的能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[4]，培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)技能人才。

2.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)改革

《工廠電氣控制設(shè)備》是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，在“中國制造2025”制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略背景下，更應(yīng)該重視《工廠電氣控制設(shè)備》實(shí)踐教學(xué)過程中對學(xué)生創(chuàng)新思維習(xí)慣和良好工程素養(yǎng)的培養(yǎng)[8]。由于課堂教學(xué)時(shí)間有限，因此該課程增加一周實(shí)訓(xùn)內(nèi)容來提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新思維能力，并將理論知識(shí)和實(shí)踐操作聯(lián)系起來。同時(shí)要利用信息化手段和充分結(jié)合學(xué)校的教學(xué)資源來設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。例如：傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容都是學(xué)生設(shè)計(jì)原理圖，然后進(jìn)行接線，再進(jìn)行通電試車。如果原理圖錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致學(xué)生接線后，電機(jī)無法啟動(dòng)或無法達(dá)到控制要求。這樣再次修改圖紙后，實(shí)際接線也需要修改，從而需要大量時(shí)間。我們就可以利用電氣控制仿真軟件進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)和仿真來檢查設(shè)計(jì)的正確性，通過虛擬仿真技術(shù)不僅可以合理規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)，而且可以節(jié)省時(shí)間，從而提高實(shí)訓(xùn)效率。教師還要根據(jù)目前的企業(yè)需要不斷更新實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，讓實(shí)訓(xùn)不僅可以提高學(xué)生的創(chuàng)新和動(dòng)手能力，同時(shí)也提高學(xué)生的專業(yè)技術(shù)服務(wù)能力。

3? 結(jié)束語

在“中國制造2025”背景下，以傳統(tǒng)制造業(yè)的智能化升級改造為發(fā)展契機(jī)，對《工廠電氣控制設(shè)備》課程融合雙創(chuàng)教育、教學(xué)方法創(chuàng)新、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化和加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)四方面對課程進(jìn)行改革來符合時(shí)代多元化發(fā)展要求。充分發(fā)揮和尊重學(xué)生的特點(diǎn)，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，最終達(dá)到立德樹人的教育目標(biāo)，加快實(shí)現(xiàn)國家的制造強(qiáng)國戰(zhàn)略計(jì)劃。

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