关键词:航海类高校轮机工程专业电气自动化教学模式
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1674-098X(2014)04(b)-0123-02
21世纪,随着各国对海洋的重视,不断的开发,己经成为沿海国家面临的战略任务。纵观历史上世界各国强弱的更替,有着各种各样的原因。但在史学界普遍认同一个观点,海洋强是国家强的必要条件。海洋事业中最重要的组成部分是航运事业,航运在任何一个沿海国家的发展历程中,发挥着重要的关键作用,并对整个国民经济影响非常大。航运的发展离不开航海类高校的发展水平,航海类高校为航运提供人才支持和智力保障以及科学研究,而这些的基础就是航海类高校课程的建设。轮机工程作为航海类高校的特色专业和主干专业,是航海类高等院校的核心专业之一。
船舶所有运转的机械设备都离不开电气及自动化。目前,各航运企业迫切需要机电合一的轮机综合管理人才[1]。电气及自动化类课程一直是轮机工程专业的必修和主课程。根据STCW78/95公约规定,船舶从2002年2月1日起不再强制设电机员,因而,以前电机员完成的工作任务将由轮机员来承担[2]。STCW公约2010年修正案(马尼拉修正案)也对船员培训以及适任证书等方面提出了新的要求。这就使得电气自动化类相关课程在现有的教学模式下需加以改进,以保证轮机专业毕业的学生能够更好的适应工作环境。在过去轮机工程专业培养人才方面,一直是以机为主,以电为辅。轮机员在实际工作中偏重于机械设备的管用养修,而电气自动化方面只要求要能了解电机、电站和电气控制系统的管理维护知识,能进行一般的故障诊断即可。新规定的实施,促使在专业培养教学中,在维持机方面的深度以外,电气自动化也变得非常重要。
1轮机专业电气自动化类课程现有教学模式
1.1电气自动化类专业课程的内容及教学要求
电气自动化类专业课程主要包括《船舶电气及设备》、《轮机自动化基础》即《自动控制原理》、《轮机自动化》、《船舶电站》等相关课程的教学。其内容涉及到船舶上的所有跟电气相关的设备以及自动控制系统的讲解。
很好的掌握电气自动化类相关课程知识是一名合格的轮机员必备的素质。开设此类课程的主要目标和要求是:培养航运企业需要的机电合一的具有一定管理维护、分析解决问题的能力的轮机综合管理人才;在理论与实践相结合中,培养德才兼备的专业人才;在理论的指导下,提高综合管理能力;同时,还要与国际专业人才培养相接轨。培养出能独立承担相应的轮机管理人才[3]。
1.2讲授为主,应试为主的教学模式
电气自动化类相关课程在传统的教学模式中,主要以讲授为主的教学模式,相对于主、辅机、动力设备等相关的课程,实践教学环节较少。学生以应试为主,考试及格为唯一目标,在新规定实施之前,不涉及到适任证书的培训及考试。在一些具有一定优势航海类名校,如大连海事大学等高校,设有电气方面的加强班,专门培养电气自动化方面突出的人才。在大部分航海类高校,电气自动化仍然是以传统教学模式为主。
2电气自动化类课程现有教学模式存在的问题
传统的电气自动化类课程的教学模式,对课程不够重视,同时也存在很多的问题。面对新规定的实施,新形势下有新的要求,此类课程传统教学模式中存在的一些问题更加暴露无疑,具体有以下几个方面。
2.1强机弱电,电气自动化方面要求较低
在传统的教学模式下,主辅机和动力设备的教学一直是轮机工程专业教学任务的重中之重,占有的课时量非常之大。电气自动化方面,一般高等高职院校的教学模式仍是以了解为主,教学质量要求较低。对于已经上岗的两年以上的轮机管理专业毕业生,大部分缺乏电气方面知识,对于自动化系统、仪表等方面的知识更是一头雾水,进而限制了实际能力的发展。很多轮机员在船上工作到了一定职位后,电气自动化方面知识的缺陷就凸显,使得船舶航行中,对电机员的依赖性依然很大,机电一体化成为了一句空话。
2.2应试教育模式,学生综合技能差
航海类院校的培养学生最基本的是要求其通过海员适任证书的考试。院校在培养轮机专业学生的总体情况中,电气方面的知识较薄弱。随着船舶技术的发展,船舶的自动化程度越来越高,对轮机员的电气理论知识和技术能力要求也越来越高,并且轮机员在补充电类知识之后的实践证明,轮机人员的各个方面的能力还未能达到船舶电气教学的目标[4]。主要原因是现有教学计划中实践性项目是针对三管轮适任证书考试制定的,着重强调应试实训,没有强调能力的培养。在新规定实施之前,电气自动化类课程非考证科目,应试教学的模式往往容易忽略非考证科目的培训和指导。
2.3实践训练少,实践技能培养效果差
过去,由于实践教学大多作为一种辅助教学,教学管理部门对实践教学课程考核没有具体的规定和要求,存在较大的随意性以及人为因素的影响。而作为实践教学的场所实验室,由于缺乏规范化的管理,以及资金的短缺和设备的陈旧,一部分教师和实验技术人员缺乏对实践课重要性的认识,致使实践教学的质量不高。有很多院校,在电气自动化类课程的教学过程中,没有强调实践能力的培养,并且存在实训时间短、训练人数多、训练内容陈旧等原因,导致学生实践操作技能的培养效果较差。
3新形势下的电气自动化类相关课程的教学工作
不管是为了应对STCW公约2010年修正案对船员培训以及适任证书等方面提出的新要求,还是从全面培养船员实践技能,为航运界提供全面综合人才的方面出发,电气自动化课程教学模式都需要做出一定的变革。具体有以下几点建议。
3.1调整教学计划,优化教学内容
轮机工程专业课程杂而多,一直为学生所诟病。现在又要在电气自动化方面增加课时量,显然,教学难度很大,很难达到预期的效果。因此有必要进行优化教学计划,精简教学内容。结合轮机专业的特点,为了让学生在有限的课时内掌握相关的知识,符合海事局实操评估的要求,顺利通过大证考试。例如,可以把《自动控制原理》与《轮机自动化》两门课放在一个学期,把这两门课程的课时量相加后再压缩,更好的把握重点。在考证复习的时候,又可以把电气以及自动化的所有相关课程作为一门课程来上复习课,把它们之间关联的题目交叉讲解,使得学生能够更系统的掌握知识。
3.2进行创新型教学,提高学生综合能力
学习室一门枯燥的事情,如何培养学生的兴趣,需要我们在实际的教学工作中不断的摸索,探讨和总结。每门课程的学习都具有相通性,例如,“机”是轮机管理人员的强项,在讲解“机”方面课程的同时,稍微介绍下控制方面的内容,在在讲解电气自动化方面内容的时候,引导学生回忆动力系统的他们已经学懂了的知识,提高他们学习的积极性。这样教学内容就显得具体、丰富和完整,学生就比较容易理解和接受。学生走上工作岗位以后,在分析各种故障时,能做到机电方面综合考虑。
创新型教学有利于充分调动学生的积极性,能动性,发挥学生的主体作用,使学生在掌握知识的同时发展创新能力。比如,在上课讲解到某个控制系统如何实现的过程,可以把系统的每个部分进行角色分工,让同学们分别扮演不同的角色,完成整个系统完成的任务,这样,就把抽象的问题具体化,学生也能够更容易的接受抽象的知识。
3.3注重实践教学,提高学生动手能力
对于技术类操作类工作人员,动手能力才是真正工作所需要的。根据IMO的STCW78/95公约的新求,国家海事局规定在校航海类学生必须经过电气部分实操考核后才能参加适任证书的理论考试,新规定更是在电气方面有所增加。在校学生动手能力的培养主要取决于实验室其效果直接影响学生的综合素质。加强实验教学,提高动手能力,首先教师本身要提高对实验教学重要性的认识,不能重理论轻实践,重课堂教学轻实训操作。其次学生是实验教学的主要参与者,因此有必要让每位学生从思想上端正学习态度,切实感受到实践环节对船舶机电管理人员的重要性,提高实验教学的效果。最后,对于一些实验仪器的,一定要求其准确性和适用性。作为教师,要与实验室工作人员经常沟通,使得实验室的仪器设备跟的上最新的实验要求,对于一些陈旧设备,需要及时报告更换。这样学生才可以在实践教学中更加接近以后的工作实践,使得学生综合能力有更大的提高。
4结语
轮机工程专业是航海类高校专业的核心专业之一,新形势,对轮机员的要求也在不断提高。电气自动化类专业课作为轮机专业的主干课程,很好的掌握这些课程是合格的轮机员必备的技能。本文从轮机工程专业电气自动化课程的设置及教学现状出发,介绍了电气自动化类课程现有的教学模式。并分析了在新形势下电气自动化课程现有教学模式下存在的问题。主要从传统航海类高校在轮机工程专业方面强机弱电,对电气自动化方面要求较低;在过去采取以应试为主,学生综合技能较差;实践训练少,实践技能培养效果差几个方面阐述传统教学模式的弊端。最后,文章针对这几个方面存在的问题,提出调整教学计划,优化教学内容;进行创新型教学,提高学生综合能力;注重实践教学,提高学生动手能力等几方面的提出建议。探讨新形势下如何进一步的做好电气自动化类相关课程的教学工作,以实现航海类高校轮机工程专业培养全面的航海类人才的目标。
参考文献
[1]严华,陈景锋.关于轮机工程专业电类实验教学改革的思路[J].航海教育研究,2003(3):48-50.
[2]中华人民共和国海事局.中华人民共和国海事局适任考试大纲[M].大连:大连海事大学出版社,2006:173-189.
【关键词】电气自动化课程体系优化改革特色思考
电气自动化技术对新型高技能人才市场需求潜力巨大。毕业生主要面向企业自动化生产线的供配电系统、计算机测控系统、电气工程、自动控制系统、楼宇智能化设备安装、调试及运行维护、机电设备销售、安装及维护、电力系统的设备运行及维护等。为了学生能够更好的适应社会的发展,课程体系构建的合理性显得尤为重要。
一、传统电气自动化技术课程体系的不足
传统的电气自动化课程体系一般针对电工电子及继电控制等,并明显偏重电气控制。而当前科技发展的态势特别注重专业交叉融合,电力电子技术,自动检测技术,机械技术,信息技术等高度结合以实现生产线的柔性化与智能化。还有目前开设的一些课程带有明显的滞后性,如《自动控制原理》等关于电气自动化技术基础方面的课程,课程内容除了一些有关自动化系统的基础理论外,其课程中所讲述的电气自动化技术、装置与器件,大多数都与当前工业现场使用的新型技术、装置等脱节。目前许多高职高专电气自动化的教学都带有一定的随意性,电气自动化课程和内容常常只是根据本校的场地、设备、考证要求、教师素质来开设,教学内容多呈散乱的低水平状态,难以保证课程的教学质量。随着生产设备科技含量不断的提高,以满足企业需求为目标的新兴行业不断出现,电气自动化专业要保持其自身的特点,必须强化专业方向,优化课程体系改革。
二、课程体系的改革与优化
电气自动化技术课程的设置主要有两种方法,一是在保持原来开设的电气自动化基础课程基础上,将当前通用的电气自动化技术插入到传统技术课程中,如将PLC技术或变频技术穿插到电机控制、继电器控制等技术中,以解决电气自动化技术课程不足的问题。二是单独开设自动控制原理、PLC、自动检测、单片机技术、变频调速技术、电力电子技术、工业网络、组态技术、供配电技术等课程。由于信息技术和计算机技术在电气自动化领域中的应用日益广泛,要求我们必须对原有课程体系进行改革,并根据自动化技术的发展增加新的教学内容。经过调研和实践论证,我们在课程体系中增加自动化领域应用广泛的新技术课程。如:“变频器应用技术”“计算机网络技术”“电子EDA技术”“计算机控制技术”“组态软件”等课程。同时,根据高职高专的特点,理论知识以适用、够用为原则,对一些课程进行整合。将《C语言》与《单片机原理与接口技术》这两门课程合并为《单片机原理与应用》;如将《工厂常用电气设备》与《电机与拖动》这两门课程合并为《电机及电气控制》;将应用相对较少的“工厂供电”的内容进行整理更名为“供配电技术”,同时把该门课程变为企业课程,让授课内容更贴近生产一线等。
三、新课程体系的特色思考
1.保持教学内容的基础性与综合性,体现其现代性与应用性
新构建的电气自动化课程内容应该以基础技术为主,兼顾技术的综合性,它是新构课程内容整合的一个重要原则。科技的发展日新月异,新技术的应用更是层出不穷,要想在课程体系中实时反映最新的技术,无论从设备、师资和教学资料等方面,都是难以做到的。所以,课程的先进性不完全等同于技术的先进性。但是,教学内容的遴选应该是当前较普遍应用的技术,将一些新器件和新技术的应用整合进教学中来。如触摸屏,人机界面技术,组态网等。
2.改革实践教学体系,注重技能训练
整合后的新课程体系应注重实训环节,使学生在掌握基础知识基本理论的基础上,通过大量的实训环节,提高实践技能。加强自动化技术基本技能(电力电子、电器产品装配及维修)、计算机应用能力(单片机技术、电子EDA技术、电气CAD、计算机控制技术)、专业能力(自动检测技术、电力电子技术、工厂电气控制技术、可编程控制技术)和工程实践能力(工程实践、生产实习、顶岗实习)训练。完善实训条件,独立完成技能实训,同时加强对实训过程的指导和管理,真正建立起适应高技能应用性人才培养的办学模式。
3.加强“双师”型师资队伍建设
电气自动化课程体系建设能否达到目的,关键在教师的观念、教师的能力、教师的素质。要更新理念,组织教师开展教研教改,拓宽师资来源渠道。鼓励青年教师到高等院校、培训机构和企业进修学习,提高学历、学位和专业实践技能,同时从其他院校、科研机构、企业等单位聘请理论新、实践工作经验丰富的工程技术人员充实教师队伍,专业教师到企业或生产服务一线顶岗实践等多种形式提高教师的双师素质。
高职高专在实践教学中,坚持以能力为本位,根据各专业培养目标,在分析、预测就业形势和就业市场的基础上,精选实践教学内容,不断的优化与改革专业课程体系,把技能训练和职业素质培养有机结合起来,注重学生综合能力的培养与提高,突出强调职业岗位针对性,从而增强学生的择业竞争力。
【参考文献】
[1]卢小锦.高职电气自动化技术专业课程体系的构建[J].考试周刊,2011(30).
【关键词】电气工程及其自动化实践教学改革思路
电气工程及其自动化专业是一门实践性非常强的专业,学生要经过很多实践的训练才能培养出很强动手能力,要使学生在短时间内,将所学理论知识转换为实际工作能力,必须十分强调学生实践能力的培养和训练,因此,实践教学环节至关重要,必须高度重视。
1电气工程及其自动化专业实践教学存在的问题
目前我校电气工程及其自动化专业实践教学基本上都依据专业教学计划来组织教学工作,实验大多是结合理论课程开设的,实验方式大多是由教师先讲,学生按照教师的布置或者指导书上的步骤,按部就班地完成实验操作,学生是处于被动接受的状态,他们学习的主动性、积极性受到一定的限制。在这种模式下,实验能力是被当作技能并以“知识”的形式加以传授,重视知识学习而轻视开拓创新,从而导致学生缺乏“创造性”应用能力的培养。设计性的实践教学大多停留在书本上,结合工程实际的内容很少,强调个人能力而忽视团队协作精神。教师对于课程设计和毕业设计的选题都是从自己熟悉的领域或方向指定题目,有一定的局限性,有的题目过时,无法体现当前本专业先进技术,实践教学面向工程的很少,教师工程经验也缺乏。
2电气工程及其自动化专业实践教学改革思路
现代社会需要具有工程专业能力,团队协作和创新精神的人才,所以要以尽可能接近工程实际,以技术、企业和社会的团队综合设计项目为主要载体,结合专业核心课程的教学,使学生得到全面的训练和提高,这样可以促进我校电气工程及其自动化专业实践教学的改革和创新,培养出更多即有扎实基础,又有技术能力的人才。在国外,实践教育正成为大学的一种制度化理念,以美国麻省理工学院为首的许多大学,在其大学理念和使命中都渗透了加强实践教育的思想,并通过多种途径提高学生能力的培养。在这种制度化理念的框架下,通过课堂内外各个环节,全面构建完整的实践教育体系,提高大学生掌握知识的能力、创造能力、实践能力、动手能力、合作能力等。
2.1实践教学体系改革
(1)制定尽可能接近工程实际的实践教学计划。适当开展验证性实践教学内容,可以培养学生掌握基本的实践技能。结合行业需求,还要把创新能力、人际能力和对产品、过程和系统的构建能力在培养的过程中体现出来,还要加大设计性和综合性实践教学比例,在实践教学中还要设计许多合作完成的项目,学生自行分任务,每个任务要将学生的构思、设计、实现和运作思想贯穿于始终,力求让学生在每个环节中都得到工程化训练,进一步培养创新实践能力。
(2)实践指导书和大纲的改革。要让学生以主动、实践和课程之间有机联系的方式学习,改革以往实践以课程为主题,专业内各课程间没有联系的缺点,改革以往以验证性为主,学生被动学习状态。以引导学生主动进行实践和进行综合性实践,以实用性和突出学生的主体地位为指导思想来编写实验、课程设计、实训指导书和大纲。
(3)结合专业建设,建设实训室。建设电气工程实训室,用于电气工程及其自动化专业综合实训,加强电工基本技能、基本操作等方面的训练,结合行业需求,电气工程实训室强调模拟工程实践环境,为学生电气制图、电气安全、电气测量、电气系统设计与实现等环节打造实践平台,进一步加强学生工程实践能力、创新能力和人际能力的培养。
(4)开展大学生课外活动。为了造就富有创新精神和实践能力的技术能手,以“台达自动化实验中心”为依托,开展大学生课外活动。选派专门教师指导,吸收感兴趣的优秀学生参加,对学生进行个性化培养。要求学生根据自己的能力与兴趣开展自主式、合作式的实践活动,以小项目为依托,与“台达自动化实验中心”和“电气与自动化实验中心”紧密结合起来完成制作,对学生作品进行展示、评审、奖励,调动学生的参与积极性,使“被动实践”变为“主动实践”。对“技术能手”进行梯队建设,形成大一跟着学、大二当助手、大三出成绩的良性循环。
(5)引入小项目驱动教学,提高实践主动性。学生在大二开展小项目驱动实践,主要是以专业方向为主线,结合行业需求,在老师的指导下将项目交给学生,从组内分工到资料收集、方案设计、项目实施都由学生自己负责。很多专业知识学生并没有学过,到大三开设专业课时能提高学生学习兴趣。小项目驱动教学尽可能地把创新能力、人际能力和对产品、过程和系统的构建能力在实践过程中体现出来,将构思、设计、实现和运作思想贯穿于实践始终。
(6)改革考核方法。考核方法侧重于学生创新能力、人际能力和将构思、设计、实现和运作思想贯穿于实践始终的考核,使“突出能力、鼓励创新、重视合作”为原则的考核方式成为激励学生主动性、创新性发挥的手段。
2.2对实践教学各环节进行改革
结合行业需求,既要重视工程能力、创新能力的培养,又要注重团队精神的培养。要对实验、课程设计、实训、毕业设计和毕业实习各实践环节进行改革,重点培养学生的实践能力和创新能力,将构思、设计、实现和运作的工程教育思想贯穿到实践教学体系的各个环节,力求使学生在每个环节中均得到工程化训练和创新能力、人际能力的培养。
(1)实验改革:加大综合性和设计性实验比例,结合行业需求,要将构思、设计、实现和运作思想贯穿于始终,以学生为主体,教师为辅助,力求让学生在实验中培养创新能力和人际能力。(2)课程设计改革:课程设计以专业方向为主线,结合行业需求,把创新能力、人际能力和对产品、过程和系统的构建能力在实践过程中体现出来。(3)实训改革:在电气工程实训室,对学生进行安全用电教育,培养学生“敢用电、会用电”,培养学生主动式、团队式学习。(4)毕业设计改革:结合行业需求,强调基于项目的构思、设计、实现、运作。
2.3加强“双师型”师资队伍建设
很多老师都从校门到校门,自己都没有进过企业工厂,怎么能够胜任教学生工程能力呢?要适应社会的发展,电气工程及其自动化专业必须要构建适应工程人才培养的师资队伍。教师要深入企业,要能够接触企业的实际工程项目,与企业技术人员联合开展工程项目实训,真正将学生培养为符合行业需求的技术人才。
2.4深层次开展校企合作
要建设好“台达电子班”,真正打通产学合作途径,就要校企共同研究人才需求走势,设置特定课程体系,积极开展符合企业需求的实践教学改革,在“台达自动化实验中心”有针对性的开设实践教学项目。利用“台达自动化实验中心”的有利资源,积极组织学生参加“台达杯”自动化设计等大赛。
定期聘请企业技术人员开展技术培训与讲座,聘请企业技术人员为兼职教师,指导学生毕业设计和毕业实习等教学环节,使毕业设计与生产实际紧密结合起来,真正将学生培养为符合行业需求的技术能手。
参考文献:
关键词:高职;中级维修电工;教学改革;模块化实训;任务驱动
教学改革的缘由
高等职业院校要根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求,参照相关的职业资格标准改革课程体系和教学内容,建立能够突出职业能力培养的课程标准。电气自动化技术专业是一个实践性很强的专业,因此,在制定专业人才培养目标和教学计划时,确定通过三年的理论学习和实践训练,学生应取得“双证”——毕业证和高级维修电工资格证。而成为实训中级维修电工并获取中级资格证是取得高级维修电工资格证的前提和基础。
以前,本院的中级维修电工实训教学完全是照搬技校的方法,先上理论,再进行实训。其特点,一是实训时间长,二是实训项目重复交叉。如星三降压起动项目要练习3~4天;在电工操作证实训中做过的起保停、正反转、星三等项目,在中级电工实训时又做一遍。这种教学方法对培养一名熟练电工虽然有效,但存在严重缺陷:(1)理论与实践脱节,枯燥乏味的理论学习和机械式的实践操作无法培养学生的创新能力。(2)与其他课程内容交叉重复,不但容易引起学生反感,极大地降低了学生的学习兴趣,而且也造成了重复教学和资源浪费。WWW.133229.cOm(3)实训时间长,影响其他课程的教学安排。2001年,电气自动化技术专业增加高级电工实训后,学时数不足的问题变得尤为严峻,中级电工实训时间由原来的8周减少为4周,不利于技能的养成。(4)实训项目仍停留在1988年版的《维修电工生产实习》的内容上,还在使用工厂已经淘汰了的老式继电器和接触器,教学内容的针对性和实用性没有与时俱进。
因此,改革中级维修电工教学内容和实训模式势在必行。
模块化教学内容的选择
职业岗位能力需求分析广东省人力资源和社会保障厅2009年的统计数据显示,企业招用工对劳动力的技能素质要求正在逐步提高。2009年1月份市场职业技能人才的需求比重为62.03%,6月份的需求比重上升至63.68%,下半年的需求比重很可能还将继续上升。电气类专业技能人才仍有较大的需求量。为了更好地提高高职院校电气类专业的教学质量,切实培养具有一定职业素养的技能型应用型人才,适应生产发展的需要,我们通过现场调研韶关钢铁集团有限公司、韶关冶炼厂等现代大企业,咨询2005、2006级电气自动化技术专业的毕业生等措施和方法,调研了电气工程技术、电器安装维修、电子元器件制作、仪表操作维护等岗位的职业能力需求情况。通过调研,收集了工业企业对中级维修电工的任职要求,参照维修电工职业资格标准,结合电气自动化技术等电气类专业人才培养目标,提炼出中级维修电工知识和技能方面的培训要求,确定了中级维修电工技能实训的行动领域,并转化成中级维修电工技能课程体系学习领域,如图1所示。
学习情境的选取职业资格标准对中级维修电工的操作技能要求主要分为以下两项,一是安装、调试操作技能,二是故障分析、修复及设备检修技能。围绕这个标准,并根据调研得到的维修电工岗位职业能力要求,同时考虑课程的前后衔接关系,我们对中级维修电工技能实训内容进行了取舍。装接电气控制线路配电板,车间低压动力、照明电路的安装、检修,检修、修理各种继电器装置,检修和排除典型控制线路的故障等项目安排到电工基本技能实训中完成(考取电工操作证);拆装中小型异步电动机、直流电动机、同步电动机等项目调整到电机实训中完成;同时增加数字电子技术实训和小型plc技能实训,以适应科技生产发展的需要。交磁电机扩大机、电磁调速电动机的拆装、检查、修理等项目,因工厂已经淘汰这些设备,所以取消。电流互感器、电压互感器、电力变压器等设备的修理,其原理和方法同电动机的修理相似,且实训教学的可操作性比较差,也取消。按照“以职业活动为导向、以项目任务为载体、突出能力培养目标”的课程建设原则,重构了《中级维修电工实训》教学内容。新的课程教学体系设计了3个实训教学模块、14个学习情境,如图2所示。笔者针对中级维修电工教学不同的实训模块,设计出了不同的学习情境。电子技术应用技能实训模块包括4个学习情境。第一个学习情境是检测与焊接基础,后面的三个学习情境是三个具体的任务,分别对应模拟电子技术、数字电子技术及晶闸管技术的知识学习和技能训练。小型plc技能实训模块包括了7个学习情境。围绕plc控制皮带传送系统的设计、安装与调试这一职业活动,设计了皮带启停控制、皮带点动连续控制、皮带正反转控制、具有延时功能的皮带往返控制及具有零件计数和显示功能的皮带控制等7个学习情境。这7个学习情境形成由易到难、由浅渐深的任务驱动教学思路。机床控制线路维修技能实训模块包括3个学习情境。第一个学习情境是维修基础,后两个学习情境分别选择了m7120平面磨床和z3050摇臂钻床这两种典型机床的控制线路安装和故障检修作为训练任务。
知识技能目标的确定基于项目驱动的中级维修电工技能实训,3个实训教学模块、14个学习情境的知识技能目标如表1所示。表中只列了部分学习情境的学习目标。
任务驱动教学过程的实施
课程以训练学生做电工电子工程项目为手段,每个学习情境都是以一个完整的工程实例项目开发过程来实施教学。在做项目的过程中,将控制分析、硬件设计、软件设计、焊接安装、操作调试、故障分析等知识和工程理念嵌入到完成工程项目中进行分析讲解和演练。通过培训学生做项目,训练了学生的职业技能,同时也培养了学生的职业素养。
图3是电子技术应用技能实训模块中串联可调稳压电源的安装与调试、彩灯循环控制器的设计与制作以及单向晶闸管调光电路安装与调试这三个学习情境的实施过程。
每个学习情境的实施,教师要预先制定教学目标,然后按照做什么(任务)怎么做(准备)跟我想(准备)跟我做(行动)自己做(行动)几个环节展开,最后对学生的实训过程、合作态度及实训成果进行评估。这种otpae(目标、任务、准备、行动、评估)的教学方法不仅规范了教师“教”的步骤,而且确定了学生“学”的步骤,还指明了学生解决问题的步骤。这种一边进行知识讲解和操作示范,一边引导学生同步训练的教学方法,符合学生认知规律,教、学、做三者融合,教为指导,学为过程,做为中心。
实践效果
模块化的中级维修电工项目驱动式实训教学从2008年春季学期开始在我院2006级电气自动化技术专业开始试运行。迄今为止,在2006~2007电气自动化技术专业和计算机控制技术专业、2006~2008检测技术及应用专业共3个专业、20个教学班进行了教学应用,效果良好。学生普遍认为:通过亲自动手、小组讨论的方式,教师只是侧重于从旁指导,使他们有了很多动手和动脑的机会,极大地提高了他们的学习热情;而且自己动脑得出结论,动手做出电路板件,不仅可增强实践能力、创新能力,而且很有成就感,同时也更大程度地激发了学习兴趣。
2009年5月,我们组织专业教师对正在企业实习且与企业签订了就业意向的114名2006级电气自动化技术专业学生进行了毕业咨询。结果表明,从事机电和电工电子设备的生产、技术、管理及营销工作的学生有55人,占48.2%;其余的则进入事业单位或从事服务行业等其他非专业工作。
笔者对这55名从事电类相关工作学生的具体工作岗位进行深入分析,统计得到表2的数据。数据显示,从事传统的维修电工、电子产品质检、产品销售等工作的还是占了绝大多数,达36人,占65.5%;从事电气设计的技术员3人,其中1人从事单片机程序开发,2人从事小型plc控制开发。这55名学生中,85%以上的人认为中级维修电工三个模块的实训经历对他们的就业很有帮助。
《中级维修电工实训教学改革》作为我院2008~2009年度的教研教改项目,经过近两年的研究与实践,效果显著,解决了三个问题:(1)对初、中、高级维修电工的电气控制线路教学内容进行了优化规整,既达到了国家对维修电工的技能鉴定要求,又提高了教学质量;(2)将原来的数字电子技术实训、模拟电子技术实训及中级维修电工中的电子技术实训整合为电子技术应用技能实训,优化了教学资源;(3)引入了小型plc技能实训,贴近了生产实际需要。
通过本课程改革,引入任务驱动教学方法,将理论与实践有机结合在一起,充分发挥了学生的个性,有利于培养学生的职业技能。通过本课程改革,使我院电气类专业的人才培养模式进一步得到了优化,增强了人才培养的适应性,提高了学生的就业能力。
参考文献:
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[5]中国陶行知研究会.现代大职业教育之路[c].合肥:安徽教育出版社,1998.
1电气工程及其自动化专业介绍
电气工程及其自动化涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术、电气工程及其自动化专业技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合、机电结合、软硬件结合。该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子、系统控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。本专业是电工与电子、电力控制与信息技术交叉渗透的综合型宽口径工科专业。培养具有扎实的数学、物理和电气信息基础知识,在电气工程与信息领域从事电力系统运行与控制、信息处理、试验分析、研制开发等工作的复合型高级工程技术人才。主干课程有电路原理、电子技术、工程电磁场、信号系统与信号处理、自动控制原理、微机原理及接口技术、电工与电机学、电力电子技术、电力系统分析、高电压工程、电力拖动与控制、电机控制。就业方向为适合到国民经济各部门从事与电气工程有关的系统控制、信息处理、电力电子技术应用、电器设备研制等工作,能在科研院所、高等学校从事科研教学工作,也可攻读电气工程、控制工程等相关学科的研究生。
2电气自动化专业教学中存在的问题
现代社会对电气自动化专业的毕业生能力的要求,这为教学工作提供了思路。与电气自动化专业岗位能力要求相比较,目前高等职业教育中电气自动化专业的教学中主要存在以下几个方面的不足:
2.1教学中电气自动化专业的教材陈旧,新的控制方法、控制理论不能及时走进课堂。例如:智能表的应用、变频器的综合应用等,这一类教材在市场只有理论方面的教材。
2.2教学中理论教学多,实验教学少。一是电气自动化专业的实验教学体系不够完备。虽然在教学过程中已开设了一些实验,但只是该门课程的实验,整个专业的实验并没有形成体系,使学生不能系统掌握专业的要求。二是电气自动化专业的实验设备不够先进,缺乏创造性。例如:PLC的实验设备是以程序验证性为主,学生在实验中只是掌握了程序的编制,而PLC在自动控制中怎样具体的应用,学生却一无所知,这有悖于高职的教育教学特点。
2.3教学中注重知识的传授,缺少综合能力、应用能力的培养。大部分同学只有在学校接受老师传授的机会,很少有到工业企业第一线参加实践的机会,不能接触电气自动化技术的最新应用。
以上三个因素,使电气自动化专业教学中电气自动化专业滞后于电气自动化技术的发展步伐,使电气自动化专业的学生达不到教育标准。
3高职电气工程及其自动化专业教学改革方案
3.1高职电气自动化专业课程设置要勇于探索新的领域
高职电气自动化专业的教学是以应用教学为主,它不同于传统的电气自动化理论教学,因此其课程设置要灵活。为了和当前的工业电气自动化相结合,可以从以下方面加以改进。第一,精选教材。高职教师要针对当前工业电气自动化的现状,精选教材,这是教学改革的关键。但是在教学过程中,也不能只局限于教材。教材只是参考,应该结合实践情况作更多的延伸,一些先进的电气自动化设备是先有说明书,然后才被编入教材。第二,探索新的教学方法和手段。教学方法的改革是教学改革的重要内容,课堂教学是课程教学体系中的重要环节,它直接影响到教学质量。对课程的重点内容,教师要深入剖析其内在规律和逻辑关系,联系对口的科研和实践,加强学生创新能力的培养。充分运用现代化教学手段,加大和丰富教学内容,提高教学的趣味性,改善教学效果。同时,通过互联网为学生提供信息量大、速度快的丰富资料。制作的课件内容里包含了大量的网上资料,极大地丰富了授课内容,提高了教学质量。第三,高职电气自动化专业的课程设置要灵活,能够依据当前工业电气自动化的发展作相应的、及时的调整,保证电气自动化的课程设置不落后于当前工业电气自动化的发展。
3.2改变教学法,实施系统教学
在传统的教学中,学生在学习某一门课的过程中总会有一种疑问,这门课程学了到底有什么作用,从而使得学生在学习的过程中没有目的和方向,而系统教学法为学生解答了这个疑问。系统教学法是基于一个真实的电气工程及其自动化专业系统,从系统的角度去讲解相关的知识点,学生就会直观感受到所学知识的作用和用途,激发学生的学习热情,帮助学生把握知识的整体性、系统性、连贯性、渗透性,强化学科知识的系体化。系统教学方法在课程和课程内容的设置上紧扣培养目标,按岗位需求目标来设置课程,整合课程的内容。如要培养一个生产线安装,调试和维护的电气工程及其自动化专业操作人员,将以类似的生产线作为一个系统,在这样的一个系统中去讲解相关学科的知识。学生在学习的过程中就会知道所学知识的运用,从而激发学生的学习积极性,让学生做到有的放矢。在课程内容安排上,始终以一个系统为起点,所有的知识点的学习都是放在一个系统中进行讲解,即由整个系统到某个局部,最后再回到整个系统的教学方。
3.3高职电气自动化专业的实习、实训工作要积极和企业联系
【关键词】实训基地校企合作人才培养工学结合职业能力
基金项目:中央财政支持的职业教育实训基地“自动化综合控制实训基地”建设项目(苏教财〔2012〕177号)
高职院校培养具有扎实理论基础、动手能力强、创业与创新精神的高端技能型专门人才,实训基地的建设是关键,因此积极主动融入区域地方经济,创新实训基地建设思路,突出职业能力培养,提升人才培养质量是当前职业教育工作的主要内容之一。扬州工业职业技术学院依托电气自动化技术专业建设优势,进行广泛调研和详实分析,深入开展校企合作,在中央财政支持的自动化综合控制职业教育实训基地建设过程中创新思路、大胆尝试,取得了较好的建设成效。本文就该实训基地建设思路、方案等进行分析,旨在探索实践融日常教学与技能实践、技能培训与技能大赛训练、社会培训与技能鉴定、创新教育与创业实践、系统仿真与生产实践、技术开发与技术服务“六位一体”,具备教、练、培、鉴、研、赛等功能,实现校企资源共享、区域资源共享、高校资源共享,充满企业文化工作氛围,积极发挥引导、辐射和示范作用的实训基地建设发展模式。
一、实训基地建设必要性分析
扬州工业职业技术学院电气自动化技术专业作为省级重点建设专业、省级示范院校建设重点专业、省级人才培养模式创新实验基地实践专业和学院第一批教学改革试点专业,不仅沉淀了较好专业基础,多年来紧紧依托扬州及长三角区域经济发展,为扬州市和周边地区的石油化工、汽车船舶、机械装备及“三新一网一书”等产业培养了大量的高端技能型专门人才,而且与中石化下属多个公司、上海大众汽车有限公司、扬州嘉华电气有限公司、可瑞尔科技(扬州)有限公司等长三角地区的石油化工、汽车制造、电子电气等大中型企业建立了深层次的校企合作关系,为实训基地项目启动奠定了良好基础。项目启动前期,对实训基地建设的必要性进行了深入分析。
(一)产业发展的要求,产业发展对自动化技能人才的需求,需要建设功能完备的实训基地。近年来,扬州及周边地区的现代装备制造业、石油化工、建筑工程三大主导产业规模的不断扩大,行业和区域的经济发展为电气自动化技术专业建设和发展提供了良好的契机。随着企业自动化程度的不断提高,人才的需求也在不断扩大,职业能力的要求也越来越高,因此现有实践性教学任务开出率和教学效果也迫切需要得到提升。
(二)订单培养的要求,提升“订单式”高端技能人才培养质量,需要建设示范引领的实训基地。扬州工业职业技术学院与中国石油化工总公司、上海大众汽车公司、南京工程公司等国内著名企业签订了联合办学协议,组建了“中石化班”、“大众班”、“扬农班”,将企业文化、规章制度、生产工艺、检验技术等纳入教学计划中,为确保培养符合企业需求的电气自动化技术专业高水平技能人才,确保学生成为拔尖技能人才,确保学生毕业后能迅速适应工作岗位要求,综合性实训基地建设非常重要。
(三)师资建设的要求,提升教师教科研水平和对外服务能力,需要建设理念新的实训基地。随着学院创建省级示范院校工作的启动,人才培养模式创新、教学改革、专业建设、课程建设、教材建设、多媒体教学资源库建设、职业技能培训服务、职业技能鉴定、科技项目开发等工作正在全面开展,要保证人才培养的可持续发展,深化校企合作,师资队伍的整体教学与科研能力,对外服务能力是关键,需要完善的教学、研发、技术服务平台,需要紧跟技术发展趋势,理念新的实训基地。
因此建设一个理念新、针对性强、满足现代电气自动化技能型人才培养需求、职场化氛围浓厚的自动化综合控制实训基地是非常必要的。
二、实训基地建设思路创新
以高端技能型专门人才培养为目标,基于“校企合作,工学结合”,按照“职场化、情境化、生产性”的理念,围绕“一个核心”,遵循“四个原则”,突出“五类技能”培养,打造“六位一体”示范性综合实训基地是自动化综合控制实训基地建设思路。
(一)一个核心:开展校企合作,实训基地建设以“突出重点、满足需要、资源共享、提高效益”为核心,围绕电气自动化技术、机电一体化技术等专业的职业能力培养,依据企业职业岗位要求,突出供配电技术、PLC控制技术、DCS控制技术等实训设备建设重点,满足教学与科研需要,实现校企资源共享,提升人才培养质量,提高企业生产效率。
(二)四个原则:实施“1+1+1专业导师制”人才培养模式,促进学生个性发展,基地建设要遵循统一规划、分步实施,协调一致、全面建设,面向岗位、改建结合,不断创新、形成特色的四个基本原则,以确保基地建设质量及成效。
(三)五类技能:突出关键岗位职业技能培养,通过三种典型控制技术形成的综合实训基地,培养学生在工厂供配电、生产过程控制、工艺流程监测、工件加工装配、系统运行维护操作技能,形成完整的专业知识与技能体系。
(四)六位一体:完善基地功能,按照“生产型、职场化”的理念建成集日常教学与技能实践、技能培训与技能大赛训练、社会培训与技能鉴定、创新教育与创业实践、系统仿真与生产实践、技术开发与技术服务等六位一体的自动化综合控制实训基地。
三、实训基地建设内容设计
实训基地以综合控制为目标,包含了自动化的核心控制技术,主要有供配电控制技术、可编程控制技术(PLC)、集散控制技术(DCS),因此整个实训基地主要由供配电控制、生产线控制、生产工艺控制三个控制室和综合中心组成。其框架结构图设计如图1所示。
图1自动化综合控制实训基地建设框图
(一)供配电控制室:对变配电系统进行操作控制,主要包括变电站的送电与停电操作、断路器就地及远方自动分合闸、倒闸操作等,可完成变配室值班电工技能培训,中、高级维修电工职业技能鉴定。通过监控系统及模拟屏可实时监控操作过程。
(二)生产线控制室:以典型生产线的安装与调试为技能点,完成供料单元、加工单元、装配单元、分拣单元、输送单元等的安装,通过可编程控制技术进行系统控制功能设计、调试与维护,可进行“自动化生产线安装与调试”技能大赛培训等,监控生产线全过程。
(三)生产工艺控制室:以典型的工艺流程为控制对象,根据不同的工艺要求,通过先进的DCS技术实现工程项目组态,调试与运行维护,可进行化工仪表自动化技能大赛培训,职工技能培训与化工仪表维修工职业技能鉴定,可实时监控生产工艺全过程。
(四)综合控制中心:将三个分控制室的监控系统,通过先进网络技术、通信手段等接入控制中心的总监控系统,通过供配电模拟屏、生产线监控屏、生产工艺流程监控屏实现对每个控制室工作的实时监控。
通过自动化综合控制实训基地建设,对工业生产工艺(过程)即可实现单独的供配电设计与操作、生产线安装与调试、工艺流程控制与运行调试,而且也可实现从电能配与变、过程控制、流程监控、工件(产品)装配、系统调试与运行维护等一体化功能,集中了电气控制、自动化控制的核心专业知识和技术,将有效提升学生综合专业能力,提升学生的就业竞争力。
四、实训基地建设成效总结
(一)基地投运后,实践教学质量提升。不仅已成为了电气自动化技术专业(群)的理实一体化专业课程教学的主要基地,同时是学生进行“化工仪表自动化”、“自动化生产线安装与调试”、“维修电工”等职业技能培训的主要基地,是学生获取中、高级维修电工,仪表维修工等职业资格证书的鉴定基地,更是学生进行科技作品设计、开展大学生实践创新项目、毕业设计的重要场所,对学生的职业技能培养有着至关重要的作用,不仅每年可承接电气自动化专业(群)300多人次的技能实训,且可承担本校其它电类、化工类专业近600多人次的技能培训;学生荣获2013年全国职业院校化工仪表自动化技能大赛团体一等奖,主持建设多项省级大学生实践创新项目等成绩,就业竞争力显著提升,为行业和区域经济建设培养了一批深受用人单位欢迎的高素质技能型应用人才。
(二)基地投运后,社会服务效果突出。由于系统装置的工业化、职场化氛围浓厚、生产线的真设备与真产品、过程控制的真系统与高仿真装置,完全符合化工、电气、电子等企业生产的实际情况,已成为企业职工职业技能的培训基地,投运使用以来,DCS系统先后完成了DCS应用技术工程师培训、江苏扬农化工集团有限公司和江苏泰兴中等职业学校全国化工仪表自动化技能大赛培训等工作,与企业开展横向课题合作和申请专利多项等,提高了对外服务能力,促进了企业的可持续发展。今后基于师资队伍及先进设备,将为更多专业的学生、更广泛的制造业行业的企业提供更多的职业技能培训。
(三)基地投运后,示范引领作用增强。本实训基地运行以来,学校电气类相关专业的实践教学条件得到了很大改善,电气自动化技术、生产过程自动化技术等专业的人才培养质量向校企无缝化对接的步伐更加深入迈进,进一步满足了上海大众、中石化金陵石化公司、江苏曙光光电有限责任公司、南京工程公司等现代化大型企业生产一线自动化人才的需求,不仅为专业建设和教学改革提供了值得借鉴的成功经验,更是一个立足扬州,辐射全省的特色化的高职教育实训基地,其社会和经济效益非常显著,为全省电气自动化及相关专业培养高端技能型专门人才开创了有效路径,起到了示范和引领作用。
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