◆趙慶志 趙國勇 李麗 張紅崗 張樹偉

作者：趙慶志，博士，山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授，山東省《數(shù)控技術(shù)》精品課程負(fù)責(zé)人，山東省《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人，2012年被評為山東省高校十大師德標(biāo)兵，2013年被評為全國師德標(biāo)兵，研究方向為數(shù)控技術(shù)、電氣控制技術(shù)；趙國勇、李麗，山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院（255049）；張紅崗，山東華興機(jī)械有限公司技術(shù)部（256500）；張樹偉，山東淄博質(zhì)恒工貿(mào)有限公司總師辦（255071）。

1 引言

教育部出臺的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”規(guī)定大學(xué)生在企業(yè)實(shí)踐教學(xué)不少于一年，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)，其實(shí)質(zhì)就是貫徹行為導(dǎo)向教學(xué)理念，面向社會需求培養(yǎng)人才。2013 和2014年，筆者與企業(yè)電氣控制工程師合作，分別帶了卓越工程師方向14 位學(xué)生的電氣控制技術(shù)課程設(shè)計，取得比較好的教學(xué)效果。本文介紹用行為導(dǎo)向教學(xué)理念進(jìn)行課程設(shè)計的實(shí)施要點(diǎn)和實(shí)施過程。

2 以學(xué)科理論體系為主導(dǎo)的教學(xué)理念和以行為導(dǎo)向為主導(dǎo)的教學(xué)理念的區(qū)別

以學(xué)科理論體系為主導(dǎo)的教學(xué)理念我國的高等教育傳統(tǒng)上是以學(xué)科理論體系為核心組織教學(xué)過程，每門課安排有限的實(shí)驗，教學(xué)過程是先理論后實(shí)驗。電氣控制技術(shù)課程設(shè)計也往往是教師給個題目，學(xué)生畫原理圖，計算設(shè)備參數(shù)，寫計算說明書。盡管教師也認(rèn)真?zhèn)湔n認(rèn)真教，但學(xué)生畢業(yè)后很難承擔(dān)企業(yè)設(shè)備電氣控制設(shè)計、安裝、調(diào)試和維修工作，其原因是這種教學(xué)理念沒有以就業(yè)后的工作過程為導(dǎo)向，教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容在很大程度上脫離企業(yè)工程應(yīng)用。

以工作過程為主導(dǎo)的教學(xué)理念德國職業(yè)教育界很早就提出并廣泛應(yīng)用的行為導(dǎo)向教學(xué)理念也叫以工作過程為導(dǎo)向的教學(xué)理念[1-3]，陸續(xù)應(yīng)用于很多國家的職業(yè)教育和本科教育教學(xué)中，教學(xué)效果很好[4-5]。無論是職業(yè)教育，還是應(yīng)用型本科教育，培養(yǎng)的學(xué)生最終要從事專業(yè)技術(shù)工作，所以教學(xué)目標(biāo)就要以工作能力為本位，教學(xué)活動就要以教給學(xué)生工作過程及其工作能力為主導(dǎo)。工作過程比結(jié)果更重要，通過對工作過程中的“教學(xué)”，在工作過程中與實(shí)實(shí)在在的設(shè)備接觸并施以操作，掌握其原理和應(yīng)用。教學(xué)行動要盡力在工作情境即現(xiàn)實(shí)工作場所實(shí)施，在這一情境中的教學(xué)是一種“有目標(biāo)的活動”，強(qiáng)調(diào)“行動即學(xué)習(xí)，學(xué)中干，干中學(xué)”。

陶行知“教、學(xué)、做合一”的教育思想體現(xiàn)行為導(dǎo)向教學(xué)理念我國近代教育教學(xué)專家陶行知先生很早就提出了“教、學(xué)、做合一”的教育教學(xué)理念，要求教學(xué)方法要依據(jù)學(xué)習(xí)方法，而學(xué)習(xí)方法要依據(jù)工作方法，工作是怎樣去做就應(yīng)當(dāng)怎樣去學(xué)，怎樣去學(xué)就應(yīng)當(dāng)怎樣去教，教和學(xué)都要以怎樣做為主導(dǎo)。這一理念與行為導(dǎo)向教學(xué)理念是一脈相承的，卓越工程師培養(yǎng)計劃就是要求“教、學(xué)、做合一”，培養(yǎng)大學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

3 以行為導(dǎo)向教學(xué)理念為主導(dǎo)的電氣控制技術(shù)課程設(shè)計實(shí)施過程和實(shí)施要點(diǎn)

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)分三組布置三個設(shè)計題目

題目1：大理石切割機(jī)及其裝料系統(tǒng)電氣控制技術(shù)設(shè)計。

題目2：大理石切割機(jī)及其卸料系統(tǒng)電氣控制技術(shù)設(shè)計。

題目3：板類零件加工臥式銑床電氣控制技術(shù)設(shè)計。

布置題目及在企業(yè)認(rèn)識設(shè)備后，學(xué)生對設(shè)計工作感覺無所適從。學(xué)校和企業(yè)指導(dǎo)教師研究后決定，以行為導(dǎo)向教學(xué)理念先組織實(shí)訓(xùn)、講課，補(bǔ)在企業(yè)工程設(shè)計中缺失的知識，把電氣控制技術(shù)設(shè)計、安裝、調(diào)試這一工作過程融入教學(xué)，打好設(shè)計基礎(chǔ)后再針對題目進(jìn)行設(shè)計。

讓學(xué)生實(shí)訓(xùn)企業(yè)電氣控制需要的低壓電氣設(shè)備學(xué)生基本能看懂手動控制三相交流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)的原理圖，但不太了解電氣設(shè)備的狀況。三人一組在企業(yè)或?qū)W校實(shí)驗室動手安裝手動控制三相交流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)的實(shí)驗臺，理解電氣設(shè)備應(yīng)用層面的工作原理。

調(diào)研學(xué)生掌握的知識點(diǎn)與企業(yè)需要的差距，在企業(yè)結(jié)合設(shè)備電氣控制給予補(bǔ)課學(xué)生在學(xué)校只學(xué)習(xí)了較簡單的電氣控制原理圖，基本沒有學(xué)習(xí)帶功能區(qū)、圖區(qū)、設(shè)備接線端標(biāo)號等要求的電氣控制原理圖，對電氣安裝圖、電氣安裝接線圖和接線端子排、號碼管等缺乏理解，對電氣設(shè)計、安裝、接線、調(diào)試和運(yùn)行都沒有經(jīng)歷過。在學(xué)校實(shí)驗室以一臺CA6140 車床為案例，對學(xué)生進(jìn)行理實(shí)一體化講解補(bǔ)課，讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握帶功能區(qū)、圖區(qū)的CA6140 車床電氣控制原理圖、電氣安裝接線圖的畫法，認(rèn)識接線端子排、導(dǎo)軌、號碼管等設(shè)備及其用途，之后讓學(xué)生拆卸并認(rèn)識CA6140 車床電氣控制柜中的設(shè)備，拆除后如圖1所示。

按照企業(yè)電氣控制原理圖、安裝接線圖的畫法，畫出電氣控制原理圖、安裝接線圖讓14 位學(xué)生對原CA6140車床電氣控制原理圖、安裝接線圖略作修改，畫出帶功能區(qū)、圖區(qū)的電氣控制原理圖和安裝接線圖，注意畫安裝接線圖要與圖2所示在底板上現(xiàn)場擺布設(shè)備同時進(jìn)行，當(dāng)設(shè)備外形大小不合適或設(shè)備造成接線不合理時，可以更換性能參數(shù)一樣的其他設(shè)備。圖2所示設(shè)備接線不合理，改為圖3所示設(shè)備，擺放最合理后用鉛筆在設(shè)備位置劃線，即為安裝電器和畫安裝接線圖的依據(jù)。接線端子排安裝在底板最下一橫排，注意：

1）電氣安裝接線圖要求所有電氣元件的相對位置與實(shí)際安裝的位置相一致，接線座的標(biāo)注要與電氣控制原理圖中的標(biāo)注一致；

2）電氣安裝接線圖上應(yīng)將同一個電器元件中的各部分（如線圈、常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)等）畫在一起，并用細(xì)實(shí)線框入，線圈和觸點(diǎn)接線端標(biāo)號與原理圖一致；

3）原則上都要用細(xì)線條繪制，清楚地表示出各電氣元件的連接關(guān)系和接線方向；

4）在電氣控制原理圖中未表達(dá)的導(dǎo)線型號、規(guī)格及截面積需要在電氣安裝接線圖中表達(dá)清楚；

5）在電氣控制柜外的電氣設(shè)備要通過接線端子與電氣控制柜內(nèi)部的設(shè)備相連，動力線和測量信號線可以直接接到電氣柜的接線端子上；

6）畫安裝接線圖完畢，要學(xué)生寫出完整的CA6140 車床電氣控制材料表。

進(jìn)行電氣柜底板上設(shè)備的安裝接線畫完電氣安裝接線圖后就進(jìn)行底板上設(shè)備接線，兩個電器中間的線路原則上要安放到線槽中，注意每條線兩端要有與原理圖、安裝接線圖對應(yīng)一致的號碼管，底板上設(shè)備近處貼上與原理圖、安裝接線圖上一致的設(shè)備符號，如KM1、FR1等。如圖3所示為CA6140 車床電氣柜底板設(shè)備接線完畢照片。

將電氣柜底板安裝到電氣柜中，進(jìn)行外部設(shè)備與底板上接線端子的接線如圖4所示，將底板安裝到電氣柜中，按照安裝接線圖進(jìn)行外部設(shè)備與底板上接線端子的接線，接線過程注意每條線兩端要有與原理圖、安裝接線圖對應(yīng)一致的號碼管。圖5 為接線安裝完畢的照片，檢查無誤后就可進(jìn)行通電調(diào)試。

通電調(diào)試步驟要分段進(jìn)行通電調(diào)試，把三個電機(jī)的接線從接線端子上撤下，按按鈕觀察相應(yīng)的繼電器、接觸器帶電是否正確，若有誤則檢查接線故障進(jìn)行改正；無誤后把三個電機(jī)接到接線端子上，按按鈕觀察相應(yīng)電機(jī)運(yùn)行情況是否正確；無誤后把主電機(jī)三角皮帶接上，通電運(yùn)行車床運(yùn)行狀態(tài)；調(diào)試機(jī)械方面的問題，如摩擦離合器、制動器等。

4 學(xué)生開始進(jìn)行三個題目的設(shè)計工作

以工作過程為導(dǎo)向進(jìn)行設(shè)計工作前述設(shè)計、安裝、接線和調(diào)試過程就是企業(yè)電氣控制設(shè)計與安裝調(diào)試工作過程的主要步驟，也就是按照行為導(dǎo)向教學(xué)理念進(jìn)行教學(xué)的主要過程。因論文篇幅所限，有些知識點(diǎn)沒有述及。經(jīng)過這個與企業(yè)工作過程一致的教學(xué)過程，學(xué)生就掌握了設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方法、安裝調(diào)試等工作步驟，對電氣控制技術(shù)相關(guān)知識點(diǎn)感覺豁然開朗，再在企業(yè)熟悉大理石切割機(jī)及其裝料系統(tǒng)、板類零件加工臥式銑床的功能、工作過程，進(jìn)行三個題目的設(shè)計工作，學(xué)生就感覺心中有底氣了，并深刻理解了圖紙內(nèi)容、圖紙畫法、圖紙之間的關(guān)系等知識點(diǎn)和專業(yè)能力，總結(jié)起來就是電氣控制原理圖、電氣控制安裝接線圖、材料表和設(shè)計說明書[6]。

評價、答辯考核階段傳統(tǒng)的答辯是學(xué)生匯報設(shè)計內(nèi)容，教師定成績，是教師與學(xué)生之間的交流答辯。今改革為在企業(yè)學(xué)生自評、互評和教師點(diǎn)評。自評讓學(xué)生展示設(shè)計內(nèi)容和思路，揚(yáng)長避短，培養(yǎng)大學(xué)生的工程素質(zhì)和表達(dá)能力；互評能使大學(xué)生傾聽別人發(fā)言，進(jìn)行評價交流，為大學(xué)生提供發(fā)現(xiàn)、研究、探索知識的更大發(fā)展空間；教師對學(xué)生點(diǎn)評則評價設(shè)計是否正確，思路是否廣闊，與企業(yè)技術(shù)工作零距離接軌程度如何，點(diǎn)評起到大海中的航標(biāo)的引領(lǐng)作用，激發(fā)學(xué)生再思考、再實(shí)踐、再創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)生成長成才。

發(fā)放故障維修資料為了擴(kuò)大學(xué)習(xí)收獲，學(xué)校教師再發(fā)放故障診斷與維修資料，企業(yè)電氣工程師就售后服務(wù)維修案例現(xiàn)身說話，現(xiàn)場講解，讓學(xué)生以自學(xué)為主，掌握故障診斷與維修，達(dá)到舉一反三、觸類旁通的教學(xué)效果，為大學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展提供了更廣闊的上升拓展空間。

整理設(shè)計資料存檔階段按照企業(yè)工作過程，最后還有整理設(shè)計圖紙、建檔工作[7]，在此略。

這次教學(xué)改革以工作過程為主導(dǎo)進(jìn)行教學(xué)、安排實(shí)驗實(shí)訓(xùn)、進(jìn)行設(shè)計，教學(xué)思路科學(xué)合理，切實(shí)培養(yǎng)了大學(xué)生的工程設(shè)計能力和專業(yè)素質(zhì)，也培養(yǎng)了大學(xué)生的團(tuán)隊精神，學(xué)生感覺能勝任電氣控制技術(shù)設(shè)計工作了，收獲很大，明顯增強(qiáng)了教學(xué)效果，受到學(xué)生普遍好評。

[1]張彥娜.行為導(dǎo)向教學(xué)理念的應(yīng)用探討[J].學(xué)理論,2010(15):213-214.

[2]凌漾,李凱.以工作過程為導(dǎo)向的乘用車導(dǎo)購課程設(shè)計[J].科教導(dǎo)刊,2013(28):129-131.

[3]姜大源.職業(yè)教育學(xué)研究新論[M].北京:教育科學(xué)出版社,2007.

[4]朱曉海,李婭莉,駱勇.行為導(dǎo)向教學(xué)法及其在交通工程專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[J].高等教育研究,2014(1):40-41.

[5]宋婀娜,李娜.行為導(dǎo)向教育理念在電子技術(shù)課程中的應(yīng)用[J].高教論壇,2008,25(4):74-75.

[6 趙慶志,苑章義.機(jī)電設(shè)備安裝與調(diào)試技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.

[7]趙慶志,魏修亭,趙玉剛.在畢業(yè)設(shè)計過程中注重培養(yǎng)大學(xué)生人文素質(zhì)的理論與實(shí)踐[J].中國校外教育,2014(4):33-35.